KR20160058806A

KR20160058806A - 폴리에스터 필름 및 폴리에스터 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20160058806A
Application number: KR1020167007477A
Authority: KR
Inventors: 신이치 나카이
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-05-25
Also published as: TW201515841A; JPWO2015046122A1; WO2015046122A1; CN105555503A

Abstract

하기 식 (1)~(4)를 충족하는 폴리에스터 필름은, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는; 폴리에스터 필름의 제조 방법; 편광판; 화상 표시 장치.
0≤C_S＜0.003L²/8W…(1)
0≤C_CT＜0.003L²/4W…(2)
0.8≤W≤6.0…(3)
20≤L≤30…(4)
(식 (1)~(4) 중, C_S[단위: m]는 필름의 전체 폭 원호의 값을 나타내고, C_CT[단위: m]는 필름폭 방향 센터 위치의 반재 원호의 값을 나타내며, W[단위: m]는 필름폭을 나타내고, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.)

Description

폴리에스터 필름 및 폴리에스터 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치{POLYESTER FILM, PRODUCTION METHOD FOR POLYESTER FILM, POLARIZING PLATE, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 폴리에스터 필름 및 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 편광판 가공 공정이나 도포 공정에서의 필름 파단을 해소하는, 광학 필름 용도, 특히 액정 디스플레이의 기재로서의 사용에 특히 적합한, 바람직하게는 1축 배향의 폴리에스터 필름 및 그 제조 방법, 이 폴리에스터 필름을 이용한 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네선스 디스플레이(OELD 또는 IELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 전자 페이퍼 등의 화상 표시 장치는, 화상 표시 패널의 표시 화면측에 편광판이 배치되어 있다. 예를 들면, 액정 표시 장치는, 소비 전력이 작고, 공간 절약의 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 확대되고 있다. 종래, 액정 표시 장치는 표시 화상의 시야각 의존성이 큰 것이 큰 결점이었지만, VA 모드, IPS 모드 등의 광시야각 액정 모드가 실용화되고 있어, 이에 따라 텔레비전 등의 고품위의 화상이 요구되는 시장에서도 액정 표시 장치의 수요가 급속히 확대되고 있다.

액정 표시 장치에 이용되는 편광판은, 일반적으로 아이오딘이나 염료를 흡착 배향시킨 폴리바이닐알코올 필름 등으로 이루어지는 편광자와, 그 편광자의 표리 양측에 투명한 보호 필름(편광판 보호 필름)을 첩맞춘 구성으로 되어 있다. 편의상, 액정 셀에 첩합하는 면(표시측의 반대측)의 보호 필름을 이너 필름, 대향측(표시측)을 아우터 필름이라고 부른다. 폴리에스터나 폴리카보네이트 수지 등은, 코스트도 저렴하고, 기계 강도가 높으며, 저투습성을 갖는 등의 이점을 갖기 때문에, 아우터 필름으로서의 활용이 기대되고 있다.

예를 들면, 무지개 불균일을 개선한 편광판 보호 필름으로서, Re=3000~30000nm, Re/Rth≥0.2의 배향 폴리에스터 필름을 편광자 보호막에 사용함으로써, 무지개 불균일을 시인할 수 없을 정도로 눈에 띄지 않게 하여, 무지개 불균일을 해소하고 있는 예가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 이 무지개 불균일은 편광 선글라스를 통하여 보았을 때, 현저하게 시인된다.

최근, 종래의 2축 배향 폴리에스터 수지 필름 대신에, 1축 배향 폴리에스터 필름이 액정 디스플레이의 기재(편광판의 보호 필름 등)로서 이용되는 것이 증가하고 있다. 예를 들면, 무지개 불균일을 개선한 편광판 보호 필름으로서, Re=3000~30000nm, Re/Rth≥0.2의 1축 배향 또는 2축 배향 폴리에스터 필름을 편광자 보호막에 사용함으로써, 무지개 불균일을 시인할 수 없을 정도로 눈에 띄지 않게 하여, 무지개 불균일을 해소하고 있는 예가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 특허문헌 1에는, 완전한 1축성(1축 대칭) 필름에서는 배향 방향과 직교하는 방향의 기계적 강도가 현저하게 저하되는 것도 기재되어 있다.

상기와 같은 광학 특성을 갖는 1축 배향 또는 2축 배향 폴리에스터 수지 필름은, 적어도 미연신의 필름을 텐터식 연신 장치를 이용하여 클립으로 파지하면서 가로 1축 연신함으로써 제조된다.

한편, 종래의 2축 배향 또는 2축 연신 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서, 다양한 방법이 알려져 있으며, 가열 후의 필름의 후 공정에서의 고장이나 가열 후의 필름의 반송성을 개선한 예가 알려져 있다.

폴리에스터 필름의 열고정 온도를 Tm-35~65℃로 열고정하고, 140~175℃에서 열이완 처리함으로써, 필름의 열수축을 저하시켜, 균일화하여, 후 공정에서의 주름 등의 고장을 개량하는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

또, 필름의 반송 방향(MD; Machine Direction)의 열수축률과 MD에 직교하는 방향(TD; Transverse Direction)의 열수축률과 비MD/TD열수축률을 낮게 함으로써, 필름의 가열 반송성을 부여하는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2012-256014호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2012-094699호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2001-191406호

특허문헌 1 등에 기재된 주로 가로 연신을 행한 1축 배향 폴리에스터 수지 필름은, 필름이 가로 방향으로밖에 배향하고 있지 않기 때문에, 세로 방향의 파단 강도가 약하고, 편광판 가공 등의 필름 첩합 공정이나 도포 공정의 핸들링 중에 필름이 파단되는 경우가 많다.

특허문헌 2 및 특허문헌 3에는, 모두, 필름의 저열수축화 및 그 균일화가 주름 등의 개량에 효과적인 것이 나타나 있지만, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단의 억제가 불충분했다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는 폴리에스터 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명자가 예의검토한 결과, 필름폭을 특정 범위로 하고, 또한 전체 폭 원호 및 반재(半栽) 원호의 범위를 특정 범위로 함으로써, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는 것을 발견하여, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.

구체적으로는, 본 발명은, 폴리에스터 필름을 가열 반송했을 때에, 폴리에스터 필름이 국소적으로 길어져 이완된 개소 등에서 필름 파단이 발생되기 쉽다는 발견, 및 필름폭 방향의 단부의 만곡의 크기가 소정 범위인 것은, 가열 후의 후 공정에서의 반송 시에도 국소적인 길이의 불균일이 억제되어, 필름 파단이 발생하기 어렵다는 발견을 하여, 이러한 발견에 근거하여 달성된 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 구체적 수단인 본 발명은 이하와 같다.

[1] 하기 식 (1)~(4)를 충족하는 폴리에스터 필름.

0m≤C_S＜0.003L²/8W…(1)

0m≤C_CT＜0.003L²/4W…(2)

0.8m≤W≤6.0m…(3)

20m≤L≤30m…(4)

(식 (1)~(4) 중, C_S[단위: m]는 필름의 전체 폭 원호의 값을 나타내고, C_CT[단위: m]는 필름폭 방향 센터 위치의 반재 원호의 값을 나타내며, W[단위: m]는 필름폭을 나타내고, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.)

[2] [1]에 따른 폴리에스터 필름은, 하기 식 (A)로 나타나는 폭 방향의 MD 열수축률 편차가 0.5% 이하인 것이 바람직하다.

식 (A):

(폭 방향의 MD 열수축률 편차)=(필름폭 방향의 3점에 있어서의, 150℃에서 30분 가열한 후의 필름 길이 방향의 열수축률의 최댓값과 최솟값의 차)/(필름폭 방향의 3점에 있어서의, 150℃에서 30분 가열한 후의 필름 길이 방향의 열수축률의 평균값)

[3] [1] 또는 [2]에 따른 폴리에스터 필름은, 시차 주사 열량 측정(DSC)으로 측정되는 프레피크 온도의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차가 7℃ 이하인 것이 바람직하다.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름은, 배향각의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차가 15° 이하인 것이 바람직하다.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름은, 필름 길이가 100m 이상이며,

롤 형태로 감기는 것이 바람직하다.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름은, 필름 두께가 20~150μm이며,

필름 면내 방향의 리타데이션 Re가 3000~30000nm이고,

두께 방향의 리타데이션 Rth가 3000~30000nm이며,

Re/Rth 비율이 0.5~2.5인 것이 바람직하다.

[7] [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름은, 1축 배향인 것이 바람직하다.

[8] [7]에 따른 폴리에스터 필름은, 상술한 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 또한

상술한 폴리에스터 필름의 결정화도가 5%를 넘는 것이 바람직하다.

[9] [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름은, 상술한 폴리에스터 필름이, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

[10] 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서,

미연신의 폴리에스터 필름을 상술한 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정과,

상술한 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 텐터 내의 최고 온도까지 가열하는 열고정 공정과,

상술한 열고정 공정 후의 폴리에스터 필름을 가열하면서 상술한 한 쌍의 레일 간 거리를 좁히는 열완화 공정을 포함하고,

상술한 텐터 내의 상술한 열고정을 행하는 존 및 상술한 열완화를 행하는 존 중 적어도 한쪽에 있어서, 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열하는 폴리에스터 필름의 제조 방법.

[11] [10]에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 상술한 히터로 가열하는 폴리에스터 필름의 단부의 폭 방향의 범위가, 가열하는 부분에서의 폴리에스터 필름의 전체 폭에 대하여, 양단으로 합계 10~60%의 범위인 것이 바람직하다.

[12] [10] 또는 [11]에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 상술한 클립으로부터 상술한 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 하는 것이 바람직하다.

[13] 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서,

상술한 미연신의 폴리에스터 필름을 상술한 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정을 포함하고,

상술한 클립으로부터 상술한 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 하는 폴리에스터 필름의 제조 방법.

[14] [10] 내지 [13] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 상술한 미연신의 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 또한

상술한 미연신의 폴리에스터 필름의 결정화도가 5% 이하인 것이 바람직하다.

[15] 편광자와, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름을 포함하는 편광판.

[16] [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 따른 폴리에스터 필름, 또는 [15]에 따른 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.

본 발명에 의하면, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는 폴리에스터 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 S_s1, S_s2, S_CT, C_S, 및 W의 정의를 설명하기 위한 폴리에스터 필름 모식도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 C_C1, C_C2, 및 C_CT의 정의를 설명하기 위한 반재 폴리에스터 필름 모식도이다.
도 3은 전체 폭 원호의 식 (1)을 도출하기 위한 보조도이다.

이하, 본 발명의 폴리에스터 필름 및 그 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

[폴리에스터 필름]

본 발명의 폴리에스터 필름은, 하기 식 (1)~(4)를 충족한다.

0m≤C_S＜0.003L²/8W…(1)

0m≤C_CT＜0.003L²/4W…(2)

0.8m≤W≤6.0m…(3)

20m≤L≤30m…(4)

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 폴리에스터 필름은, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있다.

폴리에스터 필름은, 복수의 폴리에스터 필름을 적층하거나, 폴리에스터 필름 상에 기능층을 적층하여, 고기능화 또는 복합화하는 경우가 있다. 이와 같은 폴리에스터 필름의 가공에 있어서는, 통상, 롤 등에 의하여 반송되면서, 필름의 가열이나 연신 등이 이루어진다.

편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단은, 후 공정에서의 핸들링 시에, 필름의 길이가 짧은 곳에 반송 텐션이 집중되는 것에 기인하여 일어나는 경향이 있다.

이에 비하여, 본 발명의 폴리에스터 필름은 필름폭을 특정 범위로 하고, 또한 전체 폭 원호 및 반재 원호의 범위를 특정 범위로 함으로써, 후 공정에서의 핸들링 시에, 필름의 길이가 짧은 곳에 반송 텐션이 집중되어, 그 개소에서 필름이 파단하는 것을 억제할 수 있으며, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 폴리에스터 필름의 바람직한 양태에 대하여 설명한다.

＜전체 폭 원호, 반재 원호, 필름폭의 관계＞

먼저, 전체 폭 원호(C_S), 반재 원호(C_CT) 및 필름폭(W)의 관계에 대하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.

도 1 (A) 및 (B)에는, 각각, 만곡한 폴리에스터 필름이 나타나 있다.

일반적으로, 폴리에스터 원료 수지를 용융 혼련하고, 연신하여 회수되는 폴리에스터 필름은, 필름의 MD 방향의 단부 중 한쪽의 단부를, 높은 곳에 고정하여 매달면, TD 방향의 단부의 가장자리가 만곡하고 있는 경향이 있다.

도 1에는, 이와 같이, 높은 곳으로부터 매달고, 필름에 이완이 없도록 인장한 폴리에스터 필름의 모습을 모식적으로 나타내고 있다.

본 발명에서는, 폴리에스터 필름의 TD 방향의 일단에 있어서의 MD 열수축률과, 타단에 있어서의 MD 열수축률을 측정했을 때, 측정값이 큰 쪽의 단부를 S1로 하고, S1에 있어서의 MD 열수축률을 S_S1로 한다. 한편, 측정값이 작은 쪽의 단부를 S2로 하고, S2에 있어서의 MD 열수축률을 S_S2로 한다. 또, 폴리에스터 필름의 TD 방향의 중앙부에 있어서의 MD 열수축률을 S_CT로 한다.

도 1 (A)에는, 폴리에스터 필름을 높은 곳으로부터 매달았을 때, S1측(고MD 열수축률측)이 원호 형상으로 부풀어 오르는 필름을 나타내고, (B)에는, S2측(저MD 열수축률측)이 원호 형상으로 부풀어 오르는 필름을 나타내고 있다.

도 1의 (A) 및 (B)에 나타내는 폴리에스터 필름은, 필름의 MD 방향 단부에 있어서의 필름폭(TD 방향의 필름 전체 길이)을 W로서 나타내고 있다. 또, 도 1에서는, 필름의 MD 방향 단부에 있어서의 필름폭(W)의 중앙의 위치를 C_W로 하고, 필름의 MD 방향 단부 중, 높은 곳에 고정한 측에 있어서의 C_W를 C_Wu, 타단측의 C_W를 C_Wd로 나타내고 있다.

또, 도 1에서는, 폴리에스터 필름의 MD 방향의 전체 길이를 L로 하고 있다. 단, L은, 폴리에스터 필름의 TD 방향 단부의 가장자리의 길이가 아닌, 높은 곳으로부터 매단 폴리에스터 필름의 MD 방향의 한쪽의 단부로부터 다른 한쪽의 단부까지의 거리이다. C_Wu와 C_Wd를 연결하여 얻어지는 직선 Y1(도 1에 있어서 수직 방향으로 점선으로 나타나는 직선)의 C_Wu로부터 C_Wd까지의 거리가 L이 된다. L은, 전체 폭 원호 및 반재 원호를 측정할 때의 필름 길이를 나타낸다.

여기에서, C_Wu와 C_Wd를 연결한 직선(직선 Y1)을 중력 방향과 평행하도록 맞춘다.

또, 폴리에스터 필름의 S1측에서, 또한 C_Wu가 있는 변의 필름 TD 방향의 단부를 통과하여, 중력 방향과 평행한 직선 Z1(도 1에 있어서, 일점 쇄선으로 나타나는 직선)을 폴리에스터 필름 상에 긋는다. 다음으로, 직선 Y1의 절반(L/2)의 위치에서, 직선 Y1에 수직인 직선 C_L을 긋는다.

폴리에스터 필름의 S1측이 부풀어 있는 도 1 (A)에 나타내는 폴리에스터 필름에 있어서는, 직선 C_L 상의 거리로서, 폴리에스터 필름의 S1측의 TD 방향 단부로부터, 직선 Z1까지의 거리를, C_S라고 한다.

일반적으로, 필름의 TD 방향 단부가 원호 형상으로 만곡한 폴리에스터 필름은, 필름의 MD 방향의 거리의 절반(직선 C_L이 그어지는 위치)의 만곡의 크기가 가장 크다.

폭이 W인 폴리에스터 필름의 만곡의 크기의 최댓값인 C_S는, 도 1 (A), (B)의 C_S로서 얻어지는 수치이다.

폴리에스터 필름의 S1측이 패어 있는 도 1(B)에 나타내는 폴리에스터 필름에 있어서도, C_S는, 직선 C_L 상의 거리이며, 폴리에스터 필름의 S1측의 TD 방향 단부로부터, 직선 Z1까지의 거리로서 나타난다.

폭이 W인 폴리에스터 필름의 만곡의 크기의 최댓값인 C_S를 "전체 폭 원호"라고 한다.

또한, 폴리에스터 필름의 S1측이 원호 형상으로 부풀어 있는 경우(직선 Z1이, 폴리에스터 필름의 내측에 그어지는 경우)의 원호를 플러스 원호라고 하고, S1측이 패어 있는 경우(직선 Z1이, 폴리에스터 필름의 외측에 그어지는 경우)의 원호를 마이너스 원호라고 한다.

다음으로, 도 2에 대하여 설명한다.

도 2는, 도 1에 나타나는 폴리에스터 필름을, C_Wu와 C_Wd를 연결하여 얻어지는 직선 Y1을 따라 재단한 반재 폴리에스터 필름이 나타나 있다. 도 2 (A)에는, 도 1 (A)에 나타나는 폴리에스터 필름의 반재 폴리에스터 필름 중, S1측의 단편이 나타나 있다. 도 2(B)에는, 도 1 (A)에 나타나는 폴리에스터 필름의 반재 폴리에스터 필름 중, S2측의 단편이 나타나 있다.

도 1 (A)에 나타나는 필름에서는, 필름 TD 방향의 중앙에 위치한 C_Wd는, 필름의 재단에 의하여, 도 2에서는, TD 방향의 단부에 위치한다.

C_Wd의 위치를, 도 2 (A)에서는 C1이라고 칭하고, 도 2(B)에서는 C2라고 칭한다.

도 2도, 반재 폴리에스터 필름을, 도 1의 폴리에스터 필름과 같이, 필름의 MD 방향의 단부 중 한쪽의 단부를, 높은 곳에 고정하여 매달았을 때의 모습을 모식적으로 나타내고 있다.

일반적으로, 만곡하고 있는 필름에 있어서 C_Wu-C_Wd 직선(직선 Y1)을 재단하면, 장력을 잃어, 원래의 필름과 동일하게 만곡하는 경향이 있다.

도 2 (A) 및 (B)에 나타나는 반재 폴리에스터 필름의 MD 방향 단부에 있어서의 필름폭(TD 방향의 전체 길이)은, W/2이다. 본 발명에서는, 필름의 MD 방향 단부에 있어서의 W/2의 절반의 위치를, C_W2라고 한다. 필름의 MD 방향 단부 중, 높은 곳에 고정한 측에 있어서의 C_W2를 C_W2u라고 하고, 다른 한쪽의 단부에 있어서의 C_W2를 C_W2d라고 한다.

도 2에 있어서, C_W2u와 C_W2d를 연결하여 얻어지는 직선 Y2(도 2에 있어서 수직 방향으로 점선으로 나타나는 직선)의 C_W2u로부터 C_W2d까지의 거리는 L이다.

C_W2u와 C_W2d를 연결한 직선(직선 Y2)을 중력 방향과 평행하도록 맞춘다.

또, 반재 폴리에스터 필름의 C1측에서, C1을 통과하고, 중력 방향과 평행한 직선 Z2(도 2에 있어서, 일점 쇄선으로 나타나는 직선)를 반재 폴리에스터 필름 상에 긋는다. 다음으로, 직선 Y2의 절반(L/2)의 위치에서, 직선 Y2에 수직인 직선 C_L을 긋는다.

반재 폴리에스터 필름의 C1측이 부풀어 있는 도 2 (A)에 나타내는 반재 폴리에스터 필름에 있어서는, 직선 C_L 상의 거리로서, 반재 폴리에스터 필름의 C1측의 TD 방향 단부로부터, 직선 Z2까지의 거리를, C_C1이라고 한다.

반재 폴리에스터 필름의 C2측이 부풀어 있는 도 2(B)에 나타내는 반재 폴리에스터 필름에 있어서는, 직선 C_L 상의 거리로서, 반재 폴리에스터 필름의 C2측의 TD 방향 단부로부터, 직선 Z2까지의 거리를, C_C2라고 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 일반적으로, 필름의 TD 방향 단부가 원호 형상으로 만곡한 폴리에스터 필름은, 필름의 MD 방향의 거리의 절반(직선 C_L이 그어지는 위치)의 만곡의 크기가 가장 크다.

폭이 W/2인 반재 폴리에스터 필름의 만곡의 크기를 나타내는 C_CT는, 도 2 (A), (B)의 C_C1과 C_C2 중, 큰 쪽의 값이다.

폭이 W/2인 반재 폴리에스터 필름의 만곡의 크기를 나타내는 C_CT를, "반재 원호"라고 한다. 또, 폴리에스터 필름의 C1측이 원호 형상으로 부풀어 있는 경우의 원호를 플러스 원호라고 하고, C2측이 부풀어 있는 경우의 원호를 마이너스 원호라고 한다.

＜전체 폭 원호＞

본 발명의 폴리에스터 필름은, 전체 폭 원호에 관한 식 (1)을 충족한다. 식 (1)은, 하기 부등호로 나타난다.

0m≤C_S＜0.003L²/8W…(1)

(식 (1) 중, C_S[단위: m]는 필름의 전체 폭 원호의 값을 나타내고, W[단위: m]는 필름폭을 나타내며, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.)

식 (1)은, 폭이 W인 폴리에스터 필름의 만곡의 크기의 최댓값(전체 폭 원호)의 범위를 규정한 것이다.

C_S의 상한값을 나타내는 식 (1)의 우변의 계수 0.003과, L²/8W의 항은, 이하의 일련 설명, 수식 및 경험칙에 의하여 유도된 값이다.

필름을 주름·사행·파단 등이 없도록 핸들링할 때 중요시되는 것은, 필름의 좌우의 길이의 차를 얼마나 작게 할지가 중요하다. 즉, 도 1 (A)에 있어서 필름의 단부 S1에 대응하는 상단부를 S1u로 하고, 필름의 단부 S2에 대응하는 상단부를 S2u로 하면, S1 및 S1u를 연결하는 호의 길이와, S2 및 S2u를 연결하는 호의 길이의 차 ΔY를 어느 정도 작게 하는 것이 중요하게 된다. ΔY는 이론상, 도 3에 근거하여 이하와 같은 계산식으로 도출되며, x=C_S로 하면, ΔY=8WC_S/L이 된다.

삼각형 ADE와 삼각형 ACD는 근사이기 때문에, 이하의 식 (11) 및 (12)를 얻는다.

sin(α/2)=x/{(L²/4＋x²)^1/2} (11)

tan^-1(α/2)=2x/L (11)

피타고라스의 정리에 의하여 식 (13)을 얻는다. 삼각형 ADE를 생각하면 sin 함수의 정의로부터 식 (14)를 얻는다.

x²＋L²/4=m² (13)

2Rsin(α/2)=m (14)

식 (11), (13)을 식 (14)에 대입함으로써, 반경 R을 구하는 식 (15)를 얻는다.

R={(L²/4＋x²)^1/2}/2x·{(L²/4＋x²)^1/2}=(L²/4＋x²)/2x (15)

필름폭(W)으로 했을 때의 좌우의 신도의 차에 상당하는 S1 및 S1u를 연결하는 호의 길이와, S2 및 S2u를 연결하는 호의 길이의 차 ΔY를 생각하면, 식 (16)이 된다. 또한, 폴리에스터 원료 수지를 용융 혼련하고, 연신하여 얻어지는 폴리에스터 필름은, S1 및 S1u를 연결하는 호가 직경 R＋W의 원의 호의 일부이며, S1 및 S1u를 연결하는 호가 직경 R의 원의 호의 일부이면 근사할 수 있다.

ΔY=(R＋W)2α-R·2α=2Wα (16)

식 (12)로부터 α를 생각하여, x가 충분히 L보다 작기 때문에 tan^-1(2x/L)=2x/L과 근사하면, 식 (17)을 얻는다.

ΔY=2Wα=4Wtan^-1(2x/L)≒8Wx/L (17)

본 발명에서는, 전체 폭 원호(C_S)=x이므로, 식 (21)을 얻는다.

ΔY=8WC_S/L (21)

S1 및 S1u를 연결하는 호의 길이와, S2 및 S2u를 연결하는 호의 길이의 차 ΔY가 필름을 주름·사행·파단 등이 없도록 핸들링할 때 중요시되는 바, 본 발명자가 예의연구한 결과, 추가적인 실험으로부터,

ΔY≤0.003·L (22)

로 제어함으로써, 파단하지 않고 핸들링할 수 있는 것을 알 수 있었다.

식 (21)을 변형하면,

C_S=ΔY×L/8W (23)

이 되므로, 식 (23)과 식 (22)로부터 본 발명에 있어서의 C_S의 상한값을 나타내는 식 (1)의 우변에 상당하는

C_S≤0.003L²/8W (24)

가 유도된다.

폴리에스터 원료 수지를 용융 혼련하고, 연신하여 얻어지는 폴리에스터 필름은, 일반적으로, 필름 TD 방향의 가장자리가 만곡해 버려, 전체 폭 원호를 0으로 하는 것이 어렵지만, 본 발명에서는 식 (1)을 충족하는 범위로 제어한다. 전체 폭 원호(C_S)를 상기의 상한값 이하로 함으로써, 후 공정에서 필름이 파단하기 어려워진다.

전체 폭 원호(C_S)는, 0m≤C_S＜0.003L²/8W가 바람직하고, 0m≤C_S＜0.0025L²/8W가 보다 바람직하며, 0m≤C_S＜0.002L²/8W가 더 바람직하고, 0m≤C_S＜0.001L²/8W가 가장 바람직하다.

전체 폭 원호(C_S)는, L이 26m인 경우, 0m≤C_S＜0.1m가 바람직하고, 0m≤C_S＜0.07m가 보다 바람직하며, 0m≤C_S＜0.05m가 더 바람직하고, 0m≤C_S＜0.03m인 것이 가장 바람직하다.

＜반재 원호＞

본 발명의 폴리에스터 필름은, 반재 원호에 관한 식 (2)를 충족한다. 식 (2)는, 하기 부등호로 나타난다.

0m≤C_CT＜0.003L²/4W…(2)

(식 (2) 중, C_CT[단위: m]는 필름폭 방향 센터 위치의 반재 원호의 값을 나타내고, W[단위: m]는 필름폭을 나타내며, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.)

C_CT의 상한값을 나타내는 식 (2)의 우변의 계수 0.003과, L²/4W의 항은, 상술한 식 (1)의 우변의 설명, 수식 및 경험칙과 동일한 설명, 수식 및 경험칙에 의하여 유도된 값이다.

반재 원호(C_CT)가 상기 범위 내임으로써, 후 공정에서 필름이 파단하기 어려워진다.

반재 원호(C_S)는, 0m≤C_S＜0.003L²/4W가 바람직하고, 0m≤C_S＜0.0025L²/4W가 보다 바람직하며, 0m≤C_S＜0.002L²/4W가 더 바람직하고, 0m≤C_S＜0.001L²/4W가 가장 바람직하다.

반재 원호(C_CT)는, L이 26m인 경우, 0m≤C_CT＜0.1m가 바람직하고, 0m≤C_CT＜0.07m가 보다 바람직하며, 0m≤C_CT＜0.05m가 더 바람직하고, 0m≤C_CT＜0.03m인 것이 가장 바람직하다.

＜필름폭＞

본 발명의 폴리에스터 필름은, 필름폭(W)에 관한 식 (3)을 충족한다. 식 (3)은, 하기 부등호로 나타난다.

0.8m≤W≤6.0m…(3)

(식 (3) 중, W[단위: m]는 필름폭을 나타낸다.)

필름폭(W)은, 1~5m인 것이 바람직하고, 1~4m인 것이 보다 바람직하며, 1~3m인 것이 특히 바람직하다.

＜전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이＞

본 발명의 폴리에스터 필름은, 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이(L)에 관한 식 (4)를 충족한다. 식 (4)는, 하기 부등호로 나타난다.

20m≤L≤30m…(4)

(식 (4) 중, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.)

전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이(L)는, 22~29m인 것이 바람직하고, 24~28m인 것이 보다 바람직하며, 25~27m인 것이 특히 바람직하다.

또한, L은, 본 발명의 폴리에스터 필름으로부터 임의로 자른 샘플 필름의 길이로 할 수 있다. 즉, 본 발명의 폴리에스터 필름 자체의 길이는, L에 의하여 한정되는 것은 아니다.

＜폴리에스터 필름 필름의 특성＞

(폭 방향의 MD 열수축률 편차)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 하기 식 (A)로 나타나는 폭 방향의 MD 열수축률 편차가 0.5% 이하인 것이, 후 공정에서의 가열 공정 등에서 수축 편차가 발생하기 어려워져, 가열 후의 원호가 악화되지 않게 되어, 필름 파단을 억제할 수 있는 관점에서, 바람직하다.

식 (A):

폭 방향의 MD 열수축률 편차는, 0.4% 이하가 바람직하고, 0.3% 이하가 더 바람직하며, 0.2% 이하가 가장 바람직하다.

본 발명에 있어서, 150℃에서 30분 가열한 후의 필름 길이 방향의 열수축률(150℃, 30분)은, 다음과 같이 정의한다.

TD 방향 30mm, MD 방향 120mm로 재단한 폴리에스터 필름의 시료편 M에, 미리 MD 방향에서 100mm의 간격이 되도록 2개의 기준선을 넣는다. 시료편 M을, 무장력하에서 150℃의 가열 오븐 중에 30분간 방치한 후, 시료편 M을 실온까지 냉각하는 처리를 행하여, 2개의 기준선의 간격을 측정한다. 이 때에 측정되는 처리 후의 간격을 A〔mm〕로 한다. 처리 전의 간격 100mm와, 처리 후의 간격 Amm로부터, "100×(100-A)/100"의 식을 이용하여 산출되는 수치〔%〕를, 시료편 M의 MD 열수축률 (S)로 한다.

이하, 열수축률(150℃, 30분)을, 간단히 열수축률이라고도 칭한다.

또, 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 후에 상세히 설명하지만, 폴리에스터 필름은, 통상, 롤 등을 이용하여 반송하고, 연신함으로써 얻어진다. 이 때, 필름의 반송 방향을 MD(Machine Direction) 방향이라고도 칭한다. 또, 필름의 MD 방향은, 필름의 길이 방향이라고도 칭해진다. 또, 필름폭 방향이란, 길이 방향에 직교하는 방향이다. 필름폭 방향은, 필름을 반송하면서 제조된 필름에 있어서는, TD(Transverse Direction) 방향이라고도 불린다.

본 발명에 있어서는, 필름폭 방향을, TD 또는 TD 방향이라고 칭하고, 필름폭 방향과 직교하는 방향을, MD 또는 MD 방향이라고 칭한다. 또, MD 방향의 열수축을, MD 열수축이라고도 하고, 그 비율을 MD 열수축률이라고 한다. 따라서, 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률은, MD 열수축률이라고도 표현한다.

(폭 방향의 DSC 프레피크 온도 편차)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 시차 주사 열량 측정(DSC)으로 측정되는 프레피크 온도의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차(이하, 폭 방향의 DSC 프레피크 온도 편차라고도 함)이 7℃ 이하인 것이, 후 공정에서 필름이 파단하기 어려워지는 관점에서, 바람직하다.

여기에서, DSC는, 시차 주사 열량 측정(Differential scanning calorimetry)의 약칭이며, DSC의 "프레피크 온도"는, 폴리에스터 필름을 DSC 측정했을 때에 최초로 나타나는 피크의 온도이다.

DSC의 프레피크 온도는, 일반적으로, 폴리에스터 필름의 1축 연신으로 행해지는 가로 연신 공정 중의 열고정 시에 있어서의 폴리에스터 필름의 최고 도달 막면 온도(열고정 온도)에 상당한다.

또한, DSC의 프레피크 온도는, 시차 주사 열량 측정(DSC)으로 통상의 방법에 의하여 구해지는 값이다.

또, 프레피크 온도의 편차는, 폴리에스터 필름의 TD 방향으로 등간격으로 나열되는 11개의 위치 P1~P11의 필름편을 샘플링한다. P1~P11에 있어서의 필름편에 대하여 DSC 측정을 행하고, 각 프레피크 온도 Tpp1~Tpp11을 측정하여, Tpp1~Tpp11 중의 최댓값과 최솟값의 차를, TD 방향에 있어서의 DSC의 프레피크 온도의 편차라고 한다. 이하, 폭 방향의 DSC 프레피크 온도 편차를 ΔTpp라고도 한다.

폴리에스터 필름의 폭 방향의 DSC 프레피크 온도 편차(ΔTpp)가 0.5℃~10℃인 것에 의하여, 폴리에스터 필름은, 앞서 설명한 식 (1)~(4)를 충족하기 쉬워진다.

DSC 프레피크 온도 편차 ΔTpp는, 5℃ 이하가 더 바람직하고, 4℃ 이하가 가장 바람직하다.

(폭 방향의 배향각 불균일)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 배향각의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차(이하, 폭 방향의 배향각 편차라고도 함)이 15°이하인 것이, 원호 및 MD 열수축률 편차가 너무 커지지 않고, 후 공정에서 필름이 파단하기 어려워지는 관점에서, 바람직하다.

폭 방향의 배향각 편차는, 12°이하가 보다 바람직하고, 10°이하가 더 바람직하며, 8°이하가 가장 바람직하다.

(필름 길이)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 필름 길이가 100m 이상이며, 롤 형태로 감기는 것이 바람직하다.

필름 길이는, 100m 이상이 바람직하고, 300m 이상이 보다 바람직하며, 500m 이상이 더 바람직하다. 본 발명의 폴리에스터 필름은, 이와 같은 길이로, 롤 형태로 감겨진 경우이더라도, 롤 형태에서의 권취 홈 및 주름도 억제할 수 있다.

(막두께)

본 발명의 폴리에스터 필름의 두께는, 20~150μm가 바람직하고, 30~130μm가 보다 바람직하며, 35~110μm 이하가 더 바람직하다. 20μm를 하회하면 패널로 했을 때에 화면에 색불균일이 발생한다. 150μm를 넘으면 코스트가 높아 채산성이 맞지 않게 된다.

(위상차)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 필름 면내 방향(이하 면내 방향이라고도 함)의 리타데이션 Re는 3000~30000nm가 바람직하고, 3500~25000nm가 보다 바람직하며, 4000~20000nm 이하가 더 바람직하다. Re가 3000nm를 하회하면 패널로 했을 때에 화면에 색불균일이 발생하기 어려워져, 바람직하다. 30000nm를 넘는 필름을 만드는 것은 원리적으로 어렵다. 폴리에스터 필름의 Re가 30000nm를 넘어도 무지개 불균일 저감 효과는 포화할 뿐이며, 본 발명의 효과는 얻어진다.

무지개 불균일은, 큰 복굴절, 구체적으로는 Re가 500nm 이상 3000nm 미만인 폴리머 필름을 보호 필름으로서 갖는 편광판에 백라이트 광원으로부터 경사 방향으로 입사한 광을 시인측으로부터 관찰했을 때에 나타나며, 특히 휘선 스펙트럼을 포함하는, 예를 들면 냉음극관과 같은 광원을 백라이트로 하는 액정 표시 장치에 있어서 현저하다.

여기에서, 연속적인 발광 스펙트럼을 갖는 백색 광원을 백라이트 광원으로서 사용하는 경우, 본 발명의 폴리에스터 필름의 Re는 상기 범위인 것이, 무지개 불균일이 시인되기 어려워지기 때문에 바람직하다.

본 발명의 폴리에스터 필름은, 두께 방향 리타데이션 Rth는 3000~30000nm 이하가 바람직하고, 3500~25000nm가 보다 바람직하며, 4000~20000nm 이하가 더 바람직하다. Rth가 3000nm를 하회하는 필름을 만드는 것은 원리적으로 어렵다. 30000nm 이하이면, 패널로 했을 때에 화면에 색불균일이 발생하기 어려워져, 바람직하다.

본 발명의 폴리에스터 필름은, 면내 방향의 리타데이션 Re와 두께 방향 리타데이션 Rth의 비(Re/Rth)는 0.5~2.5가 바람직하고, 0.6~2.2가 보다 바람직하며, 0.7~2.0이 더 바람직하다. Re/Rth가 0.5 이상이면, 본 발명의 폴리에스터 필름을 편광판 보호 필름으로서 액정 패널에 도입했을 때에 화면에 색불균일이 발생하기 어려워져, 바람직하다. 2.5를 넘는 필름을 만드는 것은 원리적으로 어렵다. 또, Re/Rth가 1.2를 넘어도 무지개 불균일의 시야각 의존성 저감의 효과는 포화할 뿐이며, Re/Rth가 1.2 이하이면 역학 특성의 저하가 적고, 찰상이 발생하기 어려워, 바람직하다.

무지개 불균일은, Re, Rth의 관계를 나타내는 Nz값을 적절한 값으로 하는 것으로도 저감할 수 있으며, 무지개 형상 불균일의 저감 효과 및 제조 적성으로부터, Nz값은 절댓값이 2.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5~2.0인 것이 보다 바람직하며, 0.5~1.5인 것이 더 바람직하다.

무지개 형상 불균일은 입사광에 의하여 발생하기 때문에, 통상은 백색 표시 시에 관찰된다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 면내 위상차값 Re는, 하기 식 (4)로 나타난다.

Re=(nx-ny)×y₁…(4)

여기에서, nx는 폴리에스터 필름의 면내 지상축 방향의 굴절률이며, ny는 폴리에스터 필름의 면내 진상축 방향(면내 지상축 방향과 직교하는 방향)의 굴절률이고, y₁은 폴리에스터 필름의 두께이다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는 하기 식 (5)로 나타난다.

Rth={(nx＋ny)/2-nz}×y₁…(5)

여기에서 nz는 폴리에스터 필름의 두께 방향의 굴절률이다.

또한, 폴리에스터 필름의 Nz값은, 하기 식 (6)으로 나타난다.

Nz=(nx-nz)/(nx-ny)…(6)

본 명세서 중에 있어서, 파장 λnm에서의 Re, Rth 및 Nz는 다음과 같이 하여 측정할 수 있다.

2매의 편광판을 이용하여, 폴리에스터 필름의 배향축 방향을 구하고, 배향축 방향이 직교하도록 4cm×2cm의 직사각형을 잘라, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대하여, 직교하는 2축의 굴절률(Nx, Ny), 및 두께 방향의 굴절률(Nz)을 아베 굴절률계(아타고사제, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의하여 구하고, 2축의 굴절률차의 절댓값(｜Nx-Ny｜)을 굴절률의 이방성(△Nxy)으로 했다. 폴리에스터 필름의 두께 y₁(nm)은 전기 마이크로 미터(Feinpruf Perthen GmbH사제, 밀리트론 1245D)를 이용하여 측정하고, 단위를 nm로 환산했다. 측정한 Nx, Ny, Nz, y₁의 값으로부터 Re, Rth, Nz를 각각 산출했다.

상기의 Re, Rth는, 필름에 이용되는 폴리에스터 수지의 종류, 폴리에스터 수지와 첨가제의 양, 리타데이션 발현제의 첨가, 필름의 막두께, 필름의 연신 방향과 연신율 등에 따라 조정할 수 있다.

본 발명의 폴리에스터 필름을 상기의 Re, Rth의 범위로 제어하는 방법은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 연신법에 의하여 달성할 수 있다.

(굴절률, 결정화도)

본 발명의 폴리에스터 필름은, 1축 배향인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명의 폴리에스터 필름은, 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 또한 결정화도가 5%를 넘는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률의 바람직한 범위는, 미연신의 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률의 바람직한 범위와 동일하다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 결정화도는, 5% 이상인 것이 바람직하고, 20% 이상인 것이 보다 바람직하며, 30% 이상인 것이 더 바람직하다.

＜폴리에스터 필름의 재료, 층 구성, 표면 처리＞

본 발명의 폴리에스터 필름은, 폴리에스터 수지를 포함한다.

본 발명의 폴리에스터 필름은, 폴리에스터 수지를 주성분으로 하는 층의 단층 필름이어도 되고, 폴리에스터 수지를 주성분으로 하는 층을 적어도 1층 갖는 다층 필름이어도 된다. 또, 이들 단층 필름 또는 다층 필름의 양면 또는 편면에 표면 처리가 실시된 것이어도 되고, 이 표면 처리는, 코로나 처리, 비누화 처리, 열처리, 자외선 조사, 전자선 조사 등에 의한 표면 개질이어도 되며, 고분자나 금속 등의 도포나 증착 등에 의한 박막 형성이어도 된다. 필름 전체에 차지하는 폴리에스터 수지의 질량 비율은, 통상 50질량% 이상, 바람직하게는 70질량% 이상, 보다 바람직하게는 90질량% 이상이다.

(1-1) 폴리에스터 수지

폴리에스터 수지로서는, WO2012/157662호의 [0042]의 조성의 것이 바람직하게 이용된다.

폴리에스터로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 수지(PEN), 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 수지(PBT), 폴리사이클로헥세인다이메틸렌테레프탈레이트 수지(PCT) 등을 사용할 수 있지만, 코스트, 내열성에서 PET, PEN이 보다 바람직하고, 더 바람직하게는 PET이다(PEN은 약간 Re/Rth가 작아지기 쉽다).

폴리에스터 수지는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지가 가장 바람직하지만, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지도 바람직하게 이용할 수 있으며, 예를 들면 일본 공개특허공보 2008-39803호에 기재된 것을 바람직하게 이용할 수 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트는, 다이카복실산 성분으로서 테레프탈산에 유래하는 구성 단위와, 다이올 성분으로서 에틸렌글라이콜에 유래하는 구성 단위를 갖는 폴리에스터이며, 전체 반복 단위의 80몰% 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 것이 좋고, 다른 공중합 성분에 유래하는 구성 단위를 포함하고 있어도 된다. 다른 공중합 성분으로서는, 아이소프탈산, p-β-옥시에톡시벤조산, 4,4'-다이카복시다이페닐, 4,4'-다이카복시벤조페논, 비스(4-카복시페닐)에테인, 아디프산, 세바스산, 5-나트륨설포아이소프탈산, 1,4-다이카복시사이클로헥세인 등의 다이카복실산 성분이나, 프로필렌글라이콜, 뷰테인다이올, 네오펜틸글라이콜, 다이에틸렌글라이콜, 사이클로헥세인다이올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌글라이콜, 폴리테트라메틸렌글라이콜 등의 다이올 성분을 들 수 있다. 이들 다이카복실산 성분이나 다이올 성분은, 필요에 따라 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또, 상기 카복실산 성분이나 다이올 성분과 함께, p-옥시벤조산 등의 옥시카복실산을 병용하는 것도 가능하다. 다른 공중합 성분으로서, 소량의 아마이드 결합, 유레테인 결합, 에터 결합, 카보네이트 결합 등을 함유하는 다이카복실산 성분 및/또는 다이올 성분이 이용되고 있어도 된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트의 제조법으로서는, 테레프탈산과 에틸렌글라이콜, 및 필요에 따라서 다른 다이카복실산 및/또는 다른 다이올을 직접 반응시키는 이른바 직접 중합법이나, 테레프탈산의 다이메틸에스터와 에틸렌글라이콜, 및 필요에 따라서 다른 다이카복실산의 다이메틸에스터 및/또는 다른 다이올을 에스터 교환 반응시키는, 이른바 에스터 교환 반응법 등의 임의의 제조법을 적용할 수 있다.

(1-2) 폴리에스터 수지의 물성

(1-2-1) 고유 점도

폴리에스터 수지의 고유 점도 IV는 0.5 이상 0.9 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.52 이상 0.8 이하, 더 바람직하게는 0.54 이상 0.7 이하이다. 이와 같은 IV로 하려면, 폴리에스터 수지를 합성할 때에, 후술하는 용융 중합에 더하여, 고상 중합을 병용해도 상관없다.

(1-2-2) 아세트알데하이드 함률

폴리에스터 수지의 아세트알데하이드 함유량은 50ppm 이하인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 40ppm 이하, 특히 바람직하게는 30ppm 이하이다. 아세트알데하이드는 아세트알데하이드끼리 축합 반응을 용이하게 일으켜, 부반응물로서 물이 생성되고, 이 물에 의하여, 폴리에스터의 가수 분해가 진행되는 경우가 있다. 아세트알데하이드 함유량의 하한은 현실적으로는 1ppm 정도이다. 아세트알데하이드 함유량을 상기 범위로 하기 위해서는, 수지의 제조 시의 용융 중합, 고상 중합 등 각 공정에서의 산소 농도를 낮게 유지하고, 수지 보관 시, 건조 시의 산소 농도를 낮게 유지하며, 필름 제조 시에 압출기, 멜트 배관, 다이 등으로 수지에 가해지는 열이력을 낮게 하고, 용융시킬 때의 압출기의 스크루 구성 등으로 국소적으로 강한 전단이 가해지지 않도록 하는 등의 방법을 채용할 수 있다.

(1-3) 촉매

폴리에스터 수지의 중합에는, Sb, Ge, Ti, Al계 촉매가 이용되며, 바람직하게는 Sb, Ti, Al계 촉매, 더 바람직하게는 Al계 촉매이다.

즉, 원료 수지로서 이용되는 폴리에스터 수지가 알루미늄 촉매를 이용하여 중맞춘 것이 바람직하다.

Al계 촉매를 이용함으로써, 다른 촉매(예를 들면 Sb, Ti)를 이용한 경우보다, Re가 발현되기 쉬워져, PET의 박육화가 가능하게 된다. 즉 Al계 촉매 쪽이 배향하기 쉬운 것을 의미하고 있다. 이것은 이하의 이유에 의한다고 추측된다.

Al계 촉매는 Sb, Ti에 비하여 반응성(중합 활성)이 낮은 만큼, 반응이 마일드하며, 부생성물(다이에틸렌글라이콜 유닛: DEG)이 생성되기 어렵다.

그 결과, PET의 규칙성이 높아져, 배향하기 쉽고 Re를 발현하기 쉽다.

(1-3-1) Al계 촉매

Al계 촉매로서는, WO2011/040161호 공보의 [0013]~[0148](US2012/0183761호 공보의 [0021]~[0123])에 기재된 것을 원용하여 사용할 수 있으며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다.

Al계 촉매를 이용하여 폴리에스터 수지를 중합하는 방법으로서는 특별히 제한은 없지만, 구체적으로는, WO2012/008488호 공보의 [0091]~[0094](US2013/0112271호 공보의 [0144]~[0153])를 원용하여, 이들 공보에 따라 중합할 수 있으며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다.

이와 같은 Al계 촉매는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-122051호의 [0052]~[0054], [0099]~[0104](WO2012/029725호 공보의 [0045]~[0047], [0091]~[0096])를 원용하여, 이들 공보에 따라 조제할 수 있으며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다. Al계 촉매량은, 폴리에스터 수지의 질량에 대한 Al원소의 양으로서 3~80ppm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~60ppm, 더 바람직하게는 5~40ppm이다.

(1-3-2) Sb계 촉매:

Sb계 촉매로서는, 일본 공개특허공보 2012-41519호의 [0050], [0052]~[0054]에 기재된 것을 사용할 수 있다.

Sb계 촉매를 이용하여 폴리에스터 수지를 중합하는 방법으로서는 특별히 제한은 없지만, 구체적으로는, WO2012/157662호 공보의 [0086]~[0087]에 따라 중합할 수 있다.

(1-4) 첨가제:

본 발명의 폴리에스터 필름에는 공지의 첨가제를 첨가하는 것도 바람직하다. 그 예로서는, 자외선 흡수제, 입자, 활제, 블로킹 방지제, 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 내광제, 내충격성 개량제, 윤활제, 염료, 안료 등을 들 수 있다. 단, 폴리에스터 필름은, 일반적으로 투명성이 필요시되기 때문에, 첨가제의 첨가량은 최소한에 그치게 해 두는 것이 바람직하다.

(1-4-1) 자외선(UV) 흡수제:

본 발명의 폴리에스터 필름에는, 액정 디스플레이의 액정 등이 자외선에 의하여 열화되는 것을 방지하기 위하여, 자외선 흡수제를 함유시키는 것도 가능하다. 자외선 흡수제는, 자외선 흡수능을 갖는 화합물이며, 폴리에스터 필름의 제조 공정에서 부가되는 열에 견딜 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.

자외선 흡수제로서는, 유기계 자외선 흡수제와 무기계 자외선 흡수제가 있지만, 투명성의 관점에서는 유기계 자외선 흡수제가 바람직하다. WO2012/157662호 공보의 [0057]에 기재된 것이나, 후술하는 환상 이미노에스터계의 자외선 흡수제를 사용할 수 있다.

환상 이미노에스터계의 자외선 흡수제로서는, 하기에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 2-메틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-뷰틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-(1- 또는 2-나프틸)-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-(4-바이페닐)-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-p-나이트로페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-m-나이트로페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-p-벤조일페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-p-메톡시페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-o-메톡시페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-사이클로헥실-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-p-(또는 m-)프탈이미드페닐-3,1-벤조옥사진-4-온, N-페닐-4-(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)프탈이미드, N-벤조일-4-(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)아닐린, N-벤조일-N-메틸-4-(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)아닐린, 2-(p-(N-메틸카보닐)페닐)-3,1-벤조옥사진-4-온, 2,2'-비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-에틸렌비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-테트라메틸렌비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-데카메틸렌비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)〔또한, 2,2'-p-페닐렌비스(3,1-벤조옥사진-4-온)이라고도 함〕, 2,2'-m-페닐렌비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(4,4'-다이페닐렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(2,6- 또는 1,5-나프틸렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(2-메틸-p-페닐렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(2-나이트로-p-페닐렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(2-클로로-p-페닐렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 2,2'-(1,4-사이클로헥실렌)비스(3,1-벤조옥사진-4-온), 1,3,5-트라이(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)벤젠, 1,3,5-트라이(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)나프탈렌, 2,4,6-트라이(3,1-벤조옥사진-4-온-2-일)나프탈렌, 2,8-다이메틸-4H,6H-벤조(1,2-d;5,4-d')비스(1,3)-옥사진-4,6-다이온, 2,7-다이메틸-4H,9H-벤조(1,2-d;4,5-d')비스(1,3)-옥사진-4,9-다이온, 2,8-다이페닐-4H,8H-벤조(1,2-d;5,4-d')비스(1,3)-옥사진-4,6-다이온, 2,7-다이페닐-4H,9H-벤조(1,2-d;4,5-d')비스(1,3)-옥사진-4,6-다이온, 6,6'-비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-비스(2-에틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-메틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-메틸렌비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-에틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-에틸렌비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-뷰틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-뷰틸렌비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-옥시비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-옥시비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-설폰일비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-설폰일비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-카보닐비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,6'-카보닐비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-메틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-메틸렌비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-에틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-옥시비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-설폰일비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 7,7'-카보닐비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,7'-비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,7'-비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온, 6,7'-메틸렌비스(2-메틸-4H,3,1-벤조옥사진-4-온), 6,7'-메틸렌비스(2-페닐-4H,3,1-벤조옥사진-4-온) 등을 들 수 있다.

상기 화합물 중, 색조를 고려한 경우, 황색을 나타내기 어려운 벤조옥사진온계의 화합물이 적합하게 이용되며, 그 예로서는, 하기의 일반식 (1)로 나타나는 것이 보다 적합하게 이용된다.

[화학식 1]

상기 일반식 (1) 중, R은 2가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고 X¹ 및 X²는 각각 독립적으로 수소 또는 이하의 관능기군으로부터 선택되지만, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다.

관능기군: 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 할로젠, 알콕실기, 아릴옥시기, 하이드록실기, 카복실기, 에스터기, 나이트로기.

상기 일반식 (1)로 나타나는 화합물 중에서도, 본 발명에 있어서는, 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)이 특히 바람직하다.

본 발명의 폴리에스터 필름 중에 함유시키는 자외선 흡수제의 양은, 통상 10.0질량% 이하, 바람직하게는 0.3~3.0질량%의 범위로 함유하는 것이다. 10.0질량%를 넘는 양의 자외선 흡수제를 함유시킨 경우는, 표면에 자외선 흡수제가 블리드 아웃하여, 접착성 저하 등, 표면 기능성의 악화를 초래할 우려가 있다.

또, 다층 구조의 본 발명의 폴리에스터 필름의 경우, 적어도 3층 구조의 것이 바람직하고, 자외선 흡수제는, 그 중간층에 배합하는 것이 바람직하다. 중간층에 자외선 흡수제를 배합함으로써, 이 화합물이 필름 표면에 블리드 아웃하는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과, 필름의 접착성 등의 특성을 유지할 수 있다.

이들의 배합에는, WO2011/162198호 공보의 [0050]~[0051]에 기재된 마스터 배치법을 이용할 수 있다.

(1-4-2) 그 외 첨가제

본 발명의 폴리에스터 필름에는, 그 외 첨가제를 이용해도 되고, 예를 들면 WO2012/157662호 공보의 [0058]에 기재된 것을 원용하여 사용할 수 있으며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다.

[폴리에스터 필름의 제조 방법]

본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 본 발명의 폴리에스터 필름은 공지의 방법으로 제조할 수 있다.

본 발명의 폴리에스터 필름은, 이하의 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 제1 양태 또는 제2 양태에 의하여, 생산성 좋게 제조할 수 있다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 제1 양태는, 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서, 미연신의 폴리에스터 필름을 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정과, 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 텐터 내의 최고 온도까지 가열하는 열고정 공정과, 열고정 공정 후의 폴리에스터 필름을 가열하면서 한 쌍의 레일 간 거리를 좁히는 열완화 공정을 포함하고, 텐터 내의 열고정을 행하는 존 및 열완화를 행하는 존 중 적어도 한쪽에 있어서, 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열한다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 제2 양태는, 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서, 미연신의 폴리에스터 필름을 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정을 포함하며, 클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 한다.

또한, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 상기의 제1 양태와 제2 양태를 조합하는 것이 보다 바람직하다.

이하, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 양태에 대하여, 설명한다.

＜용융 혼련＞

미연신의 폴리에스터 필름은, 폴리에스터 수지를 용융 압출하여 필름 형상으로 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다.

폴리에스터 수지, 또는 상술한 마스터 배치법으로 제조한 폴리에스터 수지와 첨가제의 마스터 배치를 함수율 200ppm 이하로 건조한 후, 단축 혹은 2축의 압출기에 도입하여 용융시키는 것이 바람직하다. 이 때, 폴리에스터의 분해를 억제하기 위하여, 질소 중 혹은 진공 중에서 용융하는 것도 바람직하다. 상세한 조건은, 일본 특허공보 4962661호의 [0051]~[0052](US2013/0100378호 공보의 [0085]~[0086])를 원용하여, 이들 공보에 따라 실시할 수 있으며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다. 또한, 용융 수지(멜트)의 송출 정밀도를 높이기 위하여 기어 펌프를 사용하는 것도 바람직하다. 또, 이물 제거를 위한 3μm~20μm의 여과기를 이용하는 것도 바람직하다.

＜압출, 공압출＞

용융 혼련한 폴리에스터 수지를 포함하는 멜트를 다이로부터 압출하는 것이 바람직하지만, 단층으로 압출해도 되고, 다층으로 압출해도 된다. 다층으로 압출하는 경우는, 예를 들면 자외선 급취제(UV제)를 포함하는 층과 포함하지 않는 층을 적층해도 되고, UV제를 내층으로 한 3층 구성이, 자외선에 의한 편광자의 열화를 억제한 후, UV제의 블리드 아웃을 억제하여 바람직하다.

블리드 아웃한 UV제는 공제막 공정의 패스롤에 전사, 필름과 롤의 마찰 계수를 증가시켜 찰상이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다.

폴리에스터 필름이 다층으로 압출되어 제조되어 이루어지는 경우, 얻어지는 폴리에스터 필름의 바람직한 내층의 두께(전체 층에 대한 비율)는 50% 이상 95% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60% 이상 90% 이하, 더 바람직하게는 70% 이상 85% 이하이다. 이와 같은 적층은, 피드 블록 다이나 멀티 매니폴드 다이를 이용함으로써 실시할 수 있다.

＜캐스트＞

일본 공개특허공보 2009-269301호의 [0059]에 따라, 다이로부터 압출한 멜트를 캐스팅 드럼 상에 압출하고, 냉각 고화하여 미연신의 폴리에스터 필름(원단)을 얻는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에서는, 미연신의 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하인 것이 바람직하고, 1.585 이하가 보다 바람직하며, 1.580 이하가 더 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에서는, 미연신의 폴리에스터 필름의 결정화도가 5% 이하인 것이 바람직하고, 3% 이하가 보다 바람직하며, 1% 이하가 더 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 미연신의 폴리에스터 필름의 결정화도란, 필름폭 방향의 중앙부의 결정화도를 의미한다.

결정화도를 조정할 때, 캐스팅 드럼의 단부의 온도를 낮게 하거나, 캐스트 드럼 상에 분출하거나 해도 된다.

결정화도에 대해서는, 필름의 밀도로부터 산출할 수 있다. 즉, 필름의 밀도 X(g/cm³), 결정화도 0%에서의 밀도 Y=1.335g/cm³, 결정화도 100%에서의 밀도 Z=1.501g/cm³를 이용하여 하기 계산식으로부터 결정화도(%)를 도출할 수 있다.

결정화도={Z×(X-Y)}/{X×(Z-Y)}×100

또한, 밀도의 측정은, JIS K7112에 준하여 측정을 행했다.

＜폴리머층(이접착층)의 형성＞

용융 압출된 미연신의 폴리에스터 필름에는, 후술하는 연신 전 혹은 후에 폴리머층(바람직하게는 이접착층)을 도포에 의하여 형성해도 된다.

폴리머층으로서는, 일반적으로 편광판이 갖고 있어도 되는 기능층을 들 수 있으며, 그 중에서도 폴리머층으로서 이접착층을 형성하는 것이 바람직하다. 이접착층은 WO2012/157662호의 [0062] 내지 [0070]에 기재된 방법으로 도설할 수 있다.

＜가로 연신＞

본 발명의 제조 방법은, 필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하여, 미연신의 폴리에스터 필름을 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치로서는 특별히 제한은 없다. 한 쌍의 레일은, 통상은 한 쌍의 무단(無端)의 레일이 이용된다.

또한, 클립은, 파지 부재와 동의이다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법은, 압출 후의 필름을 가로 연신한다. 가로 연신은, 미연신의 폴리에스터 필름을 필름 반송로를 따라 반송하면서, 필름 반송 방향에 직교하는 방향으로 행해진다.

연신함으로써, 면내 방향의 리타데이션 Re를 크게 발현시킬 수 있다. 특히 후술하는 Re, Rth, Re/Rth의 범위를 충족하는 폴리에스터 필름을 달성하려면, 적어도 가로 연신을 행한다. 세로 연신을 그 후에 행하는 경우는 세로, 가로의 연신 배율 중 가로 연신의 연신 배율을 크게 하여 언밸런스하게 연신해도 된다.

연신 공정에 있어서의 연신 온도는 70℃ 이상 170℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상 160℃ 이하, 더 바람직하게는 90℃ 이상 150℃ 이하이다. 여기에서 말하는 연신 온도는 연신 개시부터 종료까지의 평균 온도를 가리킨다.

가로 연신 공정에 있어서의 예열, 연신, 열고정, 열완화, 및 냉각에 있어서, 폴리에스터 필름을 가열하거나, 또는 냉각하는 온도 제어 수단으로서는, 폴리에스터 필름에 온풍이나 냉풍을 분사하거나, 폴리에스터 필름을, 온도 제어 가능한 금속판의 표면에 접촉시키거나, 또는 금속판의 근방을 통과시키는 것을 들 수 있다.

즉 클립으로 필름의 양단을 파지하여, 가열하면서 클립 사이의 폭을 넓힘으로써 달성할 수 있다. 가로 연신 배율은, 2~5.5배인 것이 바람직하고, 2.5~5배인 것이 보다 바람직하며, 3~4.5배인 것이 특히 바람직하다.

＜열고정, 열완화＞

본 발명의 제조 방법은, 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 클립으로부터 개방하기 전에, 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 텐터 내의 최고 온도까지 가열하는 열고정 공정과, 열고정 공정 후의 폴리에스터 필름을 가열하면서 한 쌍의 레일 간 거리를 좁히는 열완화 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

연신한 후에 결정화를 촉진하기 위하여 "열고정"이라고 불리는 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 이것은 연신 온도를 넘는 온도로 행함으로써 결정화를 촉진하여, 필름의 강도를 높일 수 있다.

열고정에서는 결정화 때문에 체적 수축한다.

열고정의 방법으로서는, 연신부에 열풍을 송출하는 슬릿을, 폭 방향으로 평행하게 몇 개 마련한다. 이 슬릿으로부터 분출하는 기체의 온도를, 연신부보다 높게 함으로써 달성할 수 있다. 또한 본 발명의 제조 방법에서는, 후술하는 바와 같이, 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제조 방법에서는, 필름을 가열하는 열풍 분출 노즐의 단부측의 원하는 위치에 하나 또는 복수의 차풍판을 장착하여, 필름 단부의 냉각을 완만하게 하여, 클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높이기 쉽게 하는 것도 바람직하다.

또, 연신(부) 출구 부근에 열원(IR 히터, 할로젠 히터 등)을 설치하여, 승온해도 된다.

열고정의 바람직한 온도는 100℃ 이상 250℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 150℃ 이상 245℃ 이하이다.

이 때, 열처리와 동시에 완화(필름을 줄어들게 함)하는 것이 바람직하고, TD(가로 방향), MD(세로 방향) 중 적어도 한쪽으로 행하는 것이 바람직하다.

이와 같은 완화는, 예를 들면 텐터에 팬터그래프 형상의 척을 사용하여, 팬터그래프의 간격을 줄여도 되고, 클립을 전자석 상에서 구동시켜, 이 속도를 저하시키는 것으로도 달성할 수 있다.

세로 완화는 120℃ 이상 230℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이상 220℃ 이하, 더 바람직하게는 140℃ 이상 210℃ 이하로 행하는 것이 상기 찰상 억제의 관점에서 바람직하다. 세로 완화에 의하여, 폭 방향 연신에 있어서 Re/Rth를 상승시키는 효과도 있다. 이것은 가로 연신 중에 세로 방향을 이완함으로써, 가로 배향을 촉진하여 Re를 크게 하기 쉽기 때문이다. 완화량은, 세로 완화는, 1% 이상 10% 이하의 완화인 것이 폴리에스터 필름에 찰상의 발생을 억제하는 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이상 8% 이하, 더 바람직하게는 3% 이상 7% 이하이다. 이 바람직한 범위의 하한값 이상이면 상기 효과가 나타나기 쉬워, 찰상이 발생하기 어려워진다. 한편, 이 바람직한 범위의 상한값 이하이면 이완이 발생되기 어려워지고, 연신기와 접촉하기 어려워져, 찰상이 발생하기 어려워진다.

가로 방향의 완화 온도는 상술한 열고정 온도의 범위가 바람직하고, 열고정과 동일 온도여도 되며 높아도 되고 낮아도 된다.

가로 완화량도 세로 완화량과 동일한 범위가 바람직하다. 가로 완화는 폭을 넓힌 클립의 폭을 줄임으로써 달성할 수 있다.

상기 연신, 열고정에 의하여, 본 발명의 폴리에스터 필름의 Re, Rth, Re/Rth를 쉽게 달성할 수 있게 된다. 즉, 이러한 방법으로 연신, 열고정을 행함으로써 무지개 불균일 저감의 효과를 발현하는 본 발명의 폴리에스터 필름을 형성하기 쉽다.

또한, 본 발명의 제조 방법은, 텐터 내의 열고정을 행하는 존 및 열완화를 행하는 존 중 적어도 한쪽에 있어서, 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열하는 것이 바람직하다. 이러한 복사 가열을 행하면, 제작되는 폴리에스터 필름의 TD 방향에 있어서의 MD 열수축률이 낮아지기 쉬워지고, MD 열수축률의 분포가 작아지기 쉬워져, 앞서 설명한 식 (1)~(4)를 충족하는 필름을 제조하기 쉽다.

열완화부에 있어서 필름의 TD 방향 단부를 복사 가열할 때는, 열고정부에서의 복사 가열을 생략해도 되고, 열고정부 및 열완화부의 양쪽 모두에 있어서 행해도 된다.

폴리에스터 필름의 TD 방향 단부의 가열은, 복사 가열 가능한 히터를 이용하여 행해지고, 폴리에스터 필름의 TD 방향 중 적어도 한쪽의 단부를 선택적으로 가열하는 것이 바람직하다. 국소적인 MD 열수축을 억제하는 관점에서, 폴리에스터 필름의 TD 방향의 양쪽의 단부를 가열하는 것이 바람직하다. 또한, "선택적으로 가열"이란, 폴리에스터 필름의 단부를 포함하는 필름 전체를 가열하는 것이 아니라, 필름 단부를 국소적으로 가열하는 것을 의미한다.

복사 가열 가능한 히터로서는, 예를 들면 적외선 히터를 들 수 있으며, 특히 세라믹제의 히터(세라믹스 히터)를 이용하는 것이 바람직하다.

복사 가열 가능한 히터는 1개만 사용해도 되고, 2개 이상을 이용해도 된다.

폴리에스터 필름의 TD 방향 단부의 가열은, 폴리에스터 필름 표면과 히터의 최단 거리를 10mm 이상 300mm 이하로 하여 행하는 것이 바람직하다.

폴리에스터 필름 표면과 히터의 최단 거리가 10mm 이상이면, 히터 피치로 온도 편차가 발생하기 어렵고, 300mm 이하이면 필름에 복사열이 충분히 전해지기 쉽다.

히터 표면과 필름 표면의 최단 거리는, 50mm 이상 250mm 이하인 것이 바람직하고, 80mm 이상 200mm 이하인 것이 보다 바람직하다.

필름 표면과 히터 표면의 거리 외에, 또한 필요에 따라서, 히터의 표면 온도를 조정하여 필름을 가열하는 것이 바람직하다.

세라믹제 히터 중 적어도 하나의 표면 온도는, 300℃ 이상 700℃ 이하인 것이 바람직하다. 표면 온도가 300℃ 이상임으로써, 필름에 복사열이 충분히 전해지기 쉽고, 700℃ 이하임으로써, 필름의 과가열을 억제할 수 있다.

세라믹제 히터의 표면 온도는, 400℃ 이상 650℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 450℃ 이상 650℃ 이하인 것이 더 바람직하다.

세라믹제 히터는, 격자 형상의 금속 커버로 덮여 있는 것이 바람직하다. 히터가 격자 형상의 금속 커버로 덮여 있음으로써, 깨진 필름이 히터에 충돌하여, 히터가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 커버를 구성하는 금속은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 SUS304 등의 스테인리스강 등을 들 수 있다.

또, 복사 가열했을 때에는, 필름 TD 방향에 있어서의 온도 편차를 0.7℃ 이상 3.0℃ 이하의 범위로 좁히는 것이 바람직하고, 이로써 필름폭 방향에서의 결정화도의 편차를 0.5% 이상~3.0% 이하의 범위로 경감할 수 있다. 이와 같이 하면, 폭 방향에서의 이완차가 경감하여, 흠집의 발생이 억제됨과 함께, 내가수분해성을 보다 향상시킬 수 있다.

폴리에스터 필름의 MD 방향의 길이 분포는, 가로 연신을 행하는 연신 장치의 출구 근방에 있어서의 냉각의 양태에 의존하기 쉽다. 일반적으로, 필름의 MD 방향의 길이는, 급냉된 개소는 길어지고, 서냉된 개소는 짧아지는 경향이 있다. 이것은 다음의 이유에 의한 것이라고 생각된다. 필름은, 냉각에 의하여 수축하지만(열팽창의 반대의 현상), 급냉되면 수축할 시간이 적기 때문에, 필름이 충분히 수축하지 않고, 결과적으로, MD 방향의 필름 길이는 길어진다고 생각된다. 반대로, 필름은, 서냉되면, 충분히 수축되기 때문에, MD 방향의 필름 길이가 짧아진다고 생각된다.

연신 장치의 파지 부재의 온도는 100℃~150℃ 정도이지만, 이것은 연신 장치의 냉각 온도(일반적으로, 상온~100℃ 정도)에 비하면 비교적 고온이다. 이로 인하여, 연신 장치의 냉각부에서는, 파지 부재의 온도의 높이가 원인으로, 반대로 필름 단부의 온도가 높아져, 필름 중앙부의 냉각 상황과 비교하여, 필름 단부가 서냉되는 경향이 있다. 이로써, 필름 중앙부에 비하여 필름 단부는, MD 방향의 필름 길이가 짧아지기 쉽다.

종래의 폴리에스터 필름에서는, 상기의 MD 방향의 필름 길이 분포(원호)가 발생하기 때문에, 필름 중앙부는 필름 단부에 비하여, MD 열수축률이 작고, MD 방향의 필름 길이가 큰 필름이 되는 경향이 있다.

그렇게 되면, 필름 중앙부는, 미가열 전의 원래의 MD 방향의 필름 길이가 긴 데다가, 가열 반송 시에 보다 줄어들기 어렵기 때문에, 보다 길어져, 이완이 발생하여 흠집이나 주름이 발생하여, 후 공정에서 필름이 파단되기 쉽다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-191406호에 나타나는 수법에 의하면, 폴리에스터 필름에 가로 연신을 행한 후에, 오프 라인으로 열완화 처리를 더 행하고 있다. 이 경우, 열완화 처리로 필름에 흠집 및 주름이 발생하기 쉽고, 열완화 처리 후의 필름도, 필름의 TD 방향 중앙부는, TD 방향 단부에 비하여, MD 열수축률이 작고, MD 방향의 필름 길이가 긴 상태의 형태가 되기 쉽다. 이로 인하여, 일본 공개특허공보 2001-191406호에 나타나는 수법에 의하여 얻어지는 폴리에스터 필름은, 본 발명에 있어서의 식 (1)~(4)의 요건을 충족하지 않는다.

이에 대하여, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 제1 양태에 의하면, 텐터 내의 열고정을 행하는 존 및 열완화를 행하는 존 중 적어도 한쪽에 있어서, 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열한다. 그 때, 히터의 표면과 폴리에스터 필름의 표면의 최단 거리를 10mm 이상 300mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 필름 단부의 MD 열수축률이 낮아져, 필름 중앙부의 MD 열수축률의 값에 가까워지고, TD 방향에 있어서의 MD 열수축률의 밸런스에 균형이 잡히게 된다. 그 결과, 필름 길이 분포(원호)의 과제가 해결되어, 얻어지는 폴리에스터 필름은, 식 (1)~(4)를 충족한다.

필름을 가열 반송했을 때에, 필름에 필름 파단이 발생하는 것은, 필름이 국소적으로 길어져 이완되기 때문이라고 생각된다.

본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법의 바람직한 제1 양태는, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서 가열 반송하기 전의 TD 방향의 필름 길이가 긴 개소(원호가 큰 개소)의 MD 열수축률을 크게 해 주고, 반대로 짧은 개소는 열수축률을 작게 하여, 원래 긴 개소를 선택적으로 줄어들게 함으로써, 국소적인 길이의 편차를 없애고, 얻어지는 폴리에스터 필름의 원호를 개량하여, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는 수법이다.

본 발명의 제조 방법에서는, 히터로 가열하는 폴리에스터 필름의 단부의 폭 방향의 범위가, 가열하는 부분에서의 폴리에스터 필름의 전체 폭에 대하여, 양단으로 합계 10~60%의 범위인 것이 바람직하고, 20~50%의 범위인 것이 보다 바람직하며, 30~50%의 범위인 것이 특히 바람직하다.

열완화부에서의 폴리에스터 필름의 TD 방향 단부의 선택적 복사 가열은, 열고정부에서의 폴리에스터 필름의 TD 방향 단부의 선택적 복사 가열과 동일한 방법으로 행하면 되고, 가열 온도의 수치 범위 및 바람직한 양태도 동일하다.

본 발명에 있어서는, 열고정부 및 열완화부 중 적어도 한쪽에 있어서, 폴리에스터 필름 단부를 복사 가열하는 것이 바람직하지만, 또한 예열부 혹은 연신부, 또는 예열부 및 연신부의 양쪽 모두에 있어서, 필름 단부의 선택적 복사 가열을 행해도 된다.

＜냉각＞

본 발명의 제조 방법은, 열고정 후의 폴리에스터 필름을 클립으로부터 개방하기 전에, 열고정 후의 폴리에스터 필름을 냉각하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 연신 후, 열고정 후의 폴리에스터 필름은, 클립으로부터 개방되기 전에 냉각되는 것이, 클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 클립의 온도를 저하하기 쉽게 하는 관점에서, 바람직하다.

열고정 후의 폴리에스터 필름의 냉각 온도로서는, 80℃ 이하가 바람직하고, 70℃ 이하가 보다 바람직하며, 60℃ 이하가 특히 바람직하다.

열고정 후의 폴리에스터 필름을 냉각하는 방법으로서는, 구체적으로는 냉풍을 폴리에스터 필름에 가하는 방법을 들 수 있다.

＜클립으로부터의 필름의 개방＞

본 발명의 제조 방법은, 클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방한다.

클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때(즉, 폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때)의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 하는 것이, 원호가 너무 커지지 않아, 후 공정에서 필름이 파단하기 어려워지는 관점에서, 바람직하다.

클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 2~15℃ 높게 하는 것이 보다 바람직하고, 2~10℃ 높게 하는 것이 더 바람직하다.

폴리에스터 필름의 MD 방향의 필름 길이는, TD 방향에 있어서의 필름 단부 중, MD 열수축률이 큰 쪽의 단부(도 1에 있어서, S1측)에 있어서의 MD 방향의 필름 길이를, 중앙부(도 1에 있어서, 직선 Y1측)에 비하여, 길게 하는 것이 바람직하다.

그로 인하여, 클립으로부터 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1℃~20℃ 높게 하는 것이 바람직하다.

폴리에스터 필름은, 연신 장치로 파지 부재에 파지되어 있는 상태에서도, MD 방향으로 줄어들기 쉽지만, 파지 부재로부터 이탈시킨 상태가, 장력의 긴장으로부터 해방된 상태가 되기 때문에, 보다 줄어드는 경향이 있다. 이로 인하여, 폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때의 필름 온도를, TD 방향의 단부보다 TD 방향의 중앙부가 높아지도록 함으로써, TD 방향의 필름 중앙부를 선택적으로 줄어들게 하고, TD 방향의 필름 길이를, TD 방향의 중앙부가 TD 방향의 단부보다 작아지도록 하는 것이 바람직하다.

폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때의 폴리에스터 필름의 표면의 온도가 40℃ 이상임으로써, TD 방향의 필름 단부가, TD 방향의 필름 중앙부보다 길어지기 어렵고, 얻어지는 폴리에스터 필름의 C_CT가 상기 식 (2)를 충족하기 쉬워진다. 한편, 폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때의 폴리에스터 필름의 표면의 온도가 140℃ 이하임으로써, 얻어지는 폴리에스터 필름의 C_CT가 상기 식 (2)를 충족하기 쉬워진다.

폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때의 폴리에스터 필름의 표면의 온도를 40~140℃의 범위에서 제어하는 것이 바람직하다. 폴리에스터 필름이 파지 부재로부터 이탈할 때의 폴리에스터 필름의 표면의 온도는, 50℃ 이상 120℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 60℃ 이상 100℃ 이하인 것이 더 바람직하다.

제막 완료 후(상기 가로 연신 및 클립으로부터의 개방 공정 후)의 폴리에스터 필름의 두께는 20~150μm가 바람직하고, 30~130μm가 보다 바람직하며, 35~110μm 이하가 더 바람직하다. 이 범위로 하는 것이 바람직한 이유는, 본 발명의 폴리에스터 필름의 막두께를 이 범위로 하는 것이 바람직한 이유와 동일하다.

＜필름의 회수, 슬릿, 권취＞

상기 가로 연신 및 클립으로부터의 개방 공정이 종료된 후, 필름을 필요에 따라서 트리밍, 슬릿, 두께 처리 가공하여, 회수를 위하여 권취한다.

본 발명의 제조 방법에서는, 클립으로부터 개방 후의 필름폭이 0.8~6m인 것이 필름 제품폭을 효율적으로 확보하고, 또한 장치 사이즈가 과대해지지 않는 관점에서 바람직하고, 1~5m인 것이 보다 바람직하며, 1~4m인 것이 특히 바람직하다. 정밀도가 필요한 광학용 필름은 통상 3m 미만으로 제막하지만, 본 발명에서는 상기와 같은 폭으로 제막하는 것이 바람직하다.

또, 폭을 넓혀 제막한 필름을 바람직하게는 2개 이상 6개 이하, 보다 바람직하게는 2개 이상 5개 이하, 더 바람직하게는 3개 이상 4개 이하로 슬릿하고 나서, 권취해도 된다.

또한, 필름의 단부를 임의의 폭으로 트리밍하는 경우나 제막 후에 임의의 갯수로 슬릿하는 경우는, 트리밍 또는 슬릿 후의 필름폭이, 본 발명의 폴리에스터 필름의 필름폭(W)에 상당하여, 식 (3)을 충족하는 것이 바람직하다.

또 슬릿 후, 양단에 두께 처리 가공(널링 부여)하는 것이 바람직하다.

권취는 직경 70mm 이상 600mm 이하의 권취 코어에 1000m 이상 10000m 이하 권취하는 것이 바람직하다. 필름의 단면적당 권취 장력은, 3~30kgf/cm²가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~25kgf/cm², 더 바람직하게는 7~20kgf/cm²이다. 또, 권취한 필름의 두께는 일본 특허공보 4962661호의 [0049]와 동일하다. 또, 권취하기 전에 마스킹 필름을 첩합하는 것도 바람직하다.

[편광판]

본 발명의 폴리에스터 필름은 편광판 보호 필름으로서 이용할 수 있다.

본 발명의 편광판은, 편광 성능을 갖는 편광자와, 본 발명의 폴리에스터 필름을 포함한다. 본 발명의 편광판은, 본 발명의 폴리에스터 필름 이외에 셀룰로스아실레이트 필름 등의 편광판 보호 필름을 더 포함하고 있어도 된다.

편광판의 형상은, 액정 표시 장치에 그대로 도입하는 것이 가능한 크기로 절단된 필름편의 양태의 편광판뿐만 아니라, 연속 생산에 의하여, 장척 형상으로 제작되어, 롤 형상으로 감아 올려진 양태(예를 들면, 롤 형상 2500m 이상이나 3900m 이상의 양태)의 편광판도 포함된다. 대화면 액정 표시 장치용으로 하기 위해서는, 편광판의 폭은 1470mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.

WO2011/162198호의 [0025]에 기재된 바와 같이 PVA로 이루어지는 편광자와 본 발명의 폴리에스터 필름을 첩합하여 편광판을 조제할 수 있다. 이 때, 상기 이접착층을 PVA와 접촉시키는 것이 바람직하다. 또한, WO2011/162198호의 [0024]에 기재된 바와 같이, 리타데이션을 갖는 보호막과 조합하는 것도 바람직하다.

[화상 표시 장치]

본 발명의 폴리에스터 필름은, 화상 표시 장치에 이용할 수 있으며, 본 발명의 폴리에스터 필름을 포함하는 편광판을 화상 표시 장치의 편광판으로서 이용할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 장치는, 본 발명의 폴리에스터 필름, 또는 본 발명의 편광판을 구비한다.

화상 표시 장치로서는, 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네선스 디스플레이(OELD 또는 IELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 전자 페이퍼 등을 들 수 있다. 이들 화상 표시 장치는, 화상 표시 패널의 표시 화면측에 본 발명의 편광판을 구비하는 것이 바람직하다.

편광판을 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치로 첩합하는 방법으로서는, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 또, 롤 to 패널 제법을 이용할 수도 있어, 생산성, 수율을 향상하는 데 있어서 바람직하다. 롤 to 패널 제법은 일본 공개특허공보 2011-48381호, 일본 공개특허공보 2009-175653호, 일본 특허공보 4628488호, 일본 특허공보 4729647호, WO2012/014602호, WO2012/014571호 등에 기재되어 있지만, 이들에 한정되지 않는다.

화상 표시 장치에서는, 광원에 연속적인 발광 스펙트럼을 갖는 발광 스펙트럼을 갖는 광원을 이용하는 것이 바람직하다.

이것은 WO2011/162198호의 [0019]~[0020]에 기재된 바와 같이 무지개 불균일을 해소하기 쉬워지기 때문이다.

화상 표시 장치에 이용되는 광원으로서는, WO2011/162198호의 [0013]에 기재된 것이 사용된다. 한편, WO2011/162198호의 [0014]~[0015]에 기재된 광원은 연속 광원이 아니며, 바람직하지 않다.

화상 표시 장치가 LCD인 경우, 액정 표시 장치(LCD)는, WO2011/162198호의 [0011]~[0012]에 기재된 구성을 사용할 수 있다.

본 발명의 폴리에스터 필름 및/또는 본 발명의 편광판을 이용하는 액정 표시 장치는 연속적인 발광 스펙트럼을 갖는 백색 광원을 이용한 것이 바람직하고, 이로써 불연속(휘선) 광원을 이용한 경우보다 효과적으로 무지개 불균일을 저감할 수 있다. 이것은 일본 특허공보 4888853호의 [0015]~[0027](US2012/0229732호의 [0029]~[0041])에 기재된 이유를 원용하여, 이 이유와 동일한 이유에 기인하는 것이며, 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용된다.

액정 표시 장치는, 본 발명의 편광판과, 액정 표시 소자를 구비하는 것인 것이 바람직하다. 여기에서, 액정 표시 소자는, 상하 기판 간에 액정이 봉입된 액정 셀을 구비하고, 전압 인가에 의하여 액정의 배향 상태를 변화시켜 화상의 표시를 행하는 액정 패널이 대표적이지만, 그 외에, 플라즈마 디스플레이 패널, CRT 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등, 공지의 각종 디스플레이에 대해서도, 본 발명의 편광판을 적용할 수 있다. 이와 같이, 리타데이션이 높은 본 발명의 폴리에스터 필름을 갖는 편광판을 액정 표시 소자에 적용한 경우에는, 액정 표시 소자의 휨을 방지할 수 있다.

여기에서, 무지개 형상의 색불균일은, 리타데이션이 높은 폴리에스터 필름의 리타데이션과 백라이트 광원의 발광 스펙트럼에 기인한다. 종래, 액정 표시 장치의 백라이트 광원으로서는, 냉음극관이나 열음극관 등의 형광관을 이용할 수 있다. 냉음극관이나 열음극관 등의 형광등의 분광 분포는 복수의 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타내고, 이들 불연속인 발광 스펙트럼이 합쳐져 백색의 광원이 얻어지고 있다. 리타데이션이 높은 필름을 광이 투과하는 경우, 파장에 따라서 상이한 투과광 강도를 나타낸다. 이로 인하여, 백라이트 광원이 불연속인 발광 스펙트럼이면, 특정의 파장만 강하게 투과되게 되어 무지개 형상의 색불균일이 발생한다.

화상 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우는, 백라이트 광원과, 2개의 편광판의 사이에 배치된 액정 셀을 구성 부재로서 포함하는 것이 바람직하다. 또, 이들 이외의 다른 구성, 예를 들면 컬러 필터, 렌즈 필름, 확산 시트, 반사 방지 필름 등을 적절히 가져도 된다.

백라이트의 구성으로서는, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 에지 라이트 방식이어도 되고, 직하형 방식이어도 상관없지만, 본 발명에서는, 액정 표시 장치의 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드(백색 LED)를 이용하는 것이 무지개 불균일을 개선하는 관점에서 바람직하다. 본 발명에 있어서, 백색 LED는, 형광체 방식, 즉 화합물 반도체를 사용한 청색광, 혹은 자외광을 발하는 발광 다이오드와 형광체를 조합함으로써 백색을 발하는 소자이다. 형광체로서는, 이트륨·알루미늄·가닛계의 황색 형광체나 터븀·알루미늄·가닛계의 황색 형광체 등이 있다. 그 중에서도, 화합물 반도체를 사용한 청색 발광 다이오드와 이트륨·알루미늄·가닛계 황색 형광체를 조맞춘 발광 소자로 이루어지는 백색 발광 다이오드는, 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖고 있음과 함께 발광 효율도 우수하기 때문에, 본 발명의 화상 표시 장치의 백라이트 광원으로서 적합하다. 또한, 여기에서 발광 스펙트럼이 연속적이란, 적어도 가시광의 영역에 있어서 광의 강도가 제로가 되는 파장이 존재하지 않는 것을 말한다. 또, 본 발명에 의하여 소비 전력이 작은 백색 LED를 광범위하게 이용 가능하게 되므로, 에너지 절약화의 효과도 나타내는 것이 가능하게 된다.

상기 양태에 의하여 무지개 형상의 색불균일의 발생이 억제되는 기구로서는 국제 공개공보 WO2011/162198호에 기재가 있으며, 이 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.

본 발명의 화상 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우는, 본 발명의 편광판의 배치는 특별히 제한은 없다. 본 발명의 편광판은, 액정 표시 장치에 있어서의 시인측용의 편광판으로서 이용되는 것이 바람직하다.

면내 방향의 리타데이션이 높은 본 발명의 폴리에스터 필름의 배치는 특별히 한정되지 않지만, 입사광측(광원측)에 배치되는 편광판과, 액정 셀과, 출사광측(시인측)에 배치되는 편광판을 배치시킨 액정 표시 장치의 경우, 입사광측에 배치되는 편광판의 입사광측의 편광자 보호 필름, 혹은 출사광측에 배치되는 편광판의 사출광측의 편광자 보호 필름이 면내 방향의 리타데이션이 높은 본 발명의 폴리에스터 필름인 것이 바람직하다. 특히 바람직한 양태는, 출사광측에 배치되는 편광판의 사출광측의 편광자 보호 필름을 면내 방향의 리타데이션이 높은 본 발명의 폴리에스터 필름으로 하는 양태이다. 상기 이외의 위치에 면내 방향의 리타데이션이 높은 폴리에스터 필름을 배치하는 경우는, 액정 셀의 편광 특성을 변화시키게 되는 경우가 있다. 편광 특성이 필요하지 않은 장소에, 면내 방향의 리타데이션이 높은 본 발명의 폴리에스터 필름은 이용되는 것이 바람직하기 때문에, 이와 같은 특정의 위치의 편광판의 보호 필름으로서 사용되는 것이 바람직하다.

액정 표시 장치의 액정 셀은, 액정층과 액정층의 양측에 마련된 2매의 유리 기판을 갖는 것이 바람직하다. 유리 기판의 두께는 0.5mm 이하인 것이 바람직하고, 0.4mm 이하가 보다 바람직하며, 0.3mm 이하가 특히 바람직하다.

액정 표시 장치의 액정 셀은 IPS 모드, VA 모드, FFS 모드인 것이 바람직하다.

실시예

이하에 실시예와 비교예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.

또한, 특별히 설명하지 않는 한, "부"는 질량 기준이다.

[실시예 1]

＜원료 폴리에스터의 합성＞

(원료 폴리에스터 1)

이하에 나타내는 바와 같이, 테레프탈산 및 에틸렌글라이콜을 직접 반응시켜 물을 증류 제거하여, 에스터화한 후, 감압하에서 중축합을 행하는 직접 에스터화법을 이용하여, 연속 중합 장치에 의하여 원료 폴리에스터 1(Sb 촉매계 PET)을 얻었다.

(1) 에스터화 반응

제1 에스터화 반응조에, 고순도 테레프탈산 4.7톤과 에틸렌글라이콜 1.8톤을 90분 동안 혼합하여 슬러리 형성시켜, 3800kg/h의 유량으로 연속적으로 제1 에스터화 반응조에 공급했다. 또한 삼산화 안티모니의 에틸렌글라이콜 용액을 연속적으로 공급하여, 반응조 내 온도 250℃, 교반하, 평균 체류 시간 약 4.3시간으로 반응을 행했다. 이 때, 삼산화 안티모니는 Sb첨가량이 원소 환산값으로 150ppm가 되도록 연속적으로 첨가했다.

이 반응물을 제2 에스터화 반응조에 이송하여, 교반하, 반응조 내 온도 250℃에서, 평균 체류 시간으로 1.2시간 반응시켰다. 제2 에스터화 반응조에는, 아세트산 마그네슘의 에틸렌글라이콜 용액과, 인산 트라이메틸의 에틸렌글라이콜 용액을, Mg 첨가량 및 P첨가량이 원소 환산값으로 각각 65ppm, 35ppm가 되도록 연속적으로 공급했다.

(2) 중축합 반응

상기에서 얻어진 에스터화 반응 생성물을 연속적으로 제1 중축합 반응조에 공급하여, 교반하, 반응 온도 270℃, 반응조 내 압력 20torr(2.67×10^-3MPa)로, 평균 체류 시간 약 1.8시간 동안 중축합시켰다.

또한, 제2 중축합 반응조에 이송하여, 이 반응조에 있어서 교반하, 반응조 내 온도 276℃, 반응조 내 압력 5torr(6.67×10^-4MPa)로 체류 시간 약 1.2시간의 조건으로 반응(중축합)시켰다.

다음으로, 추가로 제3 중축합 반응조에 이송하여, 이 반응조에서는, 반응조 내 온도 278℃, 반응조 내 압력 1.5torr(2.0×10^-4MPa)로, 체류 시간 1.5시간의 조건으로 반응(중축합)시켜, 반응물(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))을 얻었다.

다음으로, 얻어진 반응물을, 냉수에 스트랜드 형상으로 토출하여, 즉시 커팅하여 폴리에스터의 펠릿＜단면: 장경 약 4mm, 단경 약 2mm, 길이: 약 3mm＞를 제작했다.

얻어진 폴리머는, IV=0.63이었다(이후, PET 1로 약칭한다). 이 폴리머를 원료 폴리에스터 1로 했다.

＜폴리에스터 필름의 제조＞

-필름 성형 공정-

원료 폴리에스터 1(PET 1)을, 함수율 20ppm 이하로 건조시킨 후, 직경 50mm의 1축 혼련 압출기 1의 호퍼 1에 투입했다. 원료 폴리에스터 1은, 300℃로 용융하여, 하기 압출 조건에 의하여, 기어 펌프, 여과기(구멍 직경 20μm)를 통하여, 다이로부터 압출했다.

용융 수지의 압출 조건은, 압력 변동을 1%, 용융 수지의 온도 분포를 2%로 하여, 용융 수지를 다이로부터 압출했다. 구체적으로는, 배압을, 압출기의 배럴 내 평균 압력에 대하여 1% 가압하고, 압출기의 배관 온도를, 압출기의 배럴 내 평균 온도에 대하여 2% 높은 온도로 가열했다.

다이로부터 압출한 용융 수지는, 온도 25℃로 설정된 냉각 캐스트 드럼 상에 압출하여, 정전 인가법을 이용하여 냉각 캐스트 드럼에 밀착시켰다. 냉각 캐스트 드럼에 대향 배치된 박리롤을 이용하여 박리하여, 미연신 폴리에스터 필름 1을 얻었다.

얻어진 미연신 폴리에스터 필름 1은, 고유 점도 IV=0.62, 길이 방향의 굴절률이 1.573, 결정화도가 0.2%였다.

IV는, 미연신 폴리에스터 필름 1을, 1,1,2,2-테트라클로로에테인/페놀(=2/3[질량비]) 혼합 용매에 용해하여, 혼합 용매 중의 25℃에서의 용액 점도로부터 구했다.

미연신 폴리에스터 필름의 굴절률은 이하의 방법으로 측정했다.

2매의 편광판을 이용하여, 미연신 폴리에스터 필름의 배향축 방향을 구하여, 배향축 방향이 직교하도록 4cm×2cm의 직사각형을 잘라, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대하여, 직교하는 2축의 굴절률(Nx, Ny), 및 두께 방향의 굴절률(Nz)을 아베 굴절률계(아타고사제, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의하여 구했다.

미연신 폴리에스터 필름의 결정화도는 이하의 방법으로 측정했다.

결정화도에 대해서는, 필름의 밀도로부터 산출할 수 있다. 즉, 필름의 밀도 X(g/cm³), 결정화도 0%에서의 밀도 1.335g/cm³, 결정화도 100%에서의 밀도 1.501g/cm³를 이용하여 하기 계산식으로부터 결정화도(%)를 도출할 수 있다.

결정화도={Z×(X-Y)}/{X×(Z-Y)}×100

또한, 밀도의 측정은, JIS K7112에 준하여 측정을 행했다.

-가로 연신 공정-

미연신 폴리에스터 필름 1을 텐터(가로 연신기)에 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 하기 방법, 조건으로 가로 연신했다.

(예열부)

예열 온도를 90℃로 하여, 연신 가능한 온도까지 가열했다.

(연신부)

예열된 미연신 폴리에스터 필름 1을, 폭 방향으로 하기의 조건으로 텐터를 이용하여 가로 연신했다.

<조건＞

·가로 연신 온도(가로 연신 중의 평균 온도): 90℃

·가로 연신 배율: 4.3배

(열고정부)

다음으로, 필름에 대하여 상하 방향으로부터의 열풍을 열풍 분출 노즐로부터 필름에 가하여, 폴리에스터 필름의 막면 온도를 하기 범위로 제어하면서, 열고정 처리를 행했다.

<조건＞

·최고 도달 막면 온도(열고정 온도): 180℃

·열고정 시간: 15초

여기에서의 열고정 온도가, DSC의 프레피크 온도[℃]이다.

또한, 실시예 1에서는, 필름폭 방향(TD 방향)의 양단부, 구체적으로는 필름 전체 폭에 대하여 양단으로부터 폭 방향의 20%씩의 합계 40%의 부분을, 필름 성형 공정에서 캐스트 드럼과 접촉한 캐스트면측으로부터, 세라믹제의 적외선 히터(히터 표면 온도: 650℃)로 복사 가열했다. 이 때, 히터와 폴리에스터 필름의 거리는, 170mm로 했다.

(열완화부)

열고정 후의 폴리에스터 필름을, 필름에 대하여 상하 방향으로부터의 열풍을 열풍 분출 노즐로부터 필름에 가하여, 하기의 온도로 가열하여, 필름을 완화했다.

또한, 실시예 1에서는, 필름폭 방향의 양단부, 구체적으로는 필름 전체 폭에 대하여 양단으로부터 폭 방향의 20%씩의 합계 40%의 부분을, 열고정과 마찬가지로 캐스트면측으로부터 적외선 히터(히터 표면 온도: 350℃)로 복사 가열했다.

·열완화 온도: 170℃

·열완화율: TD 방향(필름폭 방향) 2%

(냉각부)

다음으로, 열완화 후의 폴리에스터 필름을 필름의 TD 방향 중앙부의 막면 온도 (A)가 80℃, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름의 TD 방향 단부의 막면 온도 (B)가 88℃가 되는 냉각 온도로 냉각했다. 또한, 필름 중앙부와 단부의 막면 온도는, 필름을 냉각하는 분출 노즐의 단부측의 원하는 위치에 하나 또는 복수의 차풍판을 장착하여, 필름 단부의 냉각을 완만하게 함으로써 제어했다.

냉각 온도는, 냉각부에 있어서의 필름 막면 온도를 의미하며, 95℃의 냉풍을 상하의 방향으로부터 가하고, 상기 열고정 및 열완화에 있어서의 단부로의 복사 가열과 합하여, 상기 (B)-(A)의 온도차를 부여할 수 있었다. 또, (B)-(A)의 값을 하기 표 1에 기재했다.

그 외의 실시예 및 비교예에 있어서도, 냉각 온도는, 클립이 필름을 개방할 때의 필름 막면 온도와 동일한 값으로 했다.

(필름의 개방)

냉각 후의 필름을 텐터의 클립으로부터 개방했다. 클립이 필름을 개방할 때의 필름의 TD 방향 중앙부의 막면 온도 (A)는 80℃, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름의 TD 방향 단부의 막면 온도 (B)가 88℃였다.

클립이 필름을 개방할 때의 필름의 TD 방향 중앙부의 막면 온도 (A)는, 방사 온도계(하야시 덴코제, 형번: RT61-2, 방사율 0.95로 사용)에 의하여 측정했다.

클립이 필름을 개방할 때의, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름의 TD 방향 단부의 막면 온도 (B)는, 방사 온도계(하야시 덴코제, 형번: RT61-2, 방사율 0.95로 사용)에 의하여 측정했다.

(필름의 회수)

냉각 및 클립으로부터의 필름의 개방 후, 폴리에스터 필름의 양단을 20cm씩 트리밍했다. 트리밍 후의 필름폭은, 3m였다. 그 후, 양단에 폭 10mm로 압출 가공(널링)을 행한 후, 장력 18kg/m로, 10000m의 길이의 필름을 롤 형태로 권취했다.

이상과 같이 하여, 롤 형태로 감겨진, 두께 65μm의 실시예 1의 폴리에스터 필름을 제조했다.

[실시예 2~5 및 7~9]

실시예 1에 있어서, 냉각에 있어서, 필름을 냉각하는 분출 노즐의 단부측에 마련하는 차풍판의 위치 또는 매수를 변경하여, 클립으로부터의 필름의 개방 시에 있어서의 필름 중앙부의 막면 온도 및 필름 단부의 막면 온도를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변경했다.

또한, 차풍판의 매수를 늘리면, 필름 단부의 막면 온도를 높이기 쉽다. 차풍판의 위치를, 열풍 분출 노즐로부터의 열풍이 통과하는 길을 막도록 배치하면, 필름 단부의 막면 온도를 높이기 쉽다.

그 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2~5 및 7~9의 폴리에스터 필름을 제조했다.

[실시예 6, 비교예 1 및 2]

실시예 1에 있어서, 열고정 및 열완화에 있어서, 단부에 복사 히터를 설치하지 않고, 또한 필름을 냉각하는 분출 노즐의 단부측에 마련하는 차풍판의 위치 또는 매수를 변경하여, 클립으로부터의 필름의 개방 시에 있어서의 필름 중앙부의 막면 온도 및 필름 단부의 막면 온도를 하기 표 1에 기재한 바와 같이 변경했다.

그 외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6, 비교예 1 및 2의 폴리에스터 필름을 제조했다.

[실시예 10]

(원료 폴리에스터 2)

건조시킨 자외선 흡수제(2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)) 10질량부, PET 1(IV=0.63) 90질량부를 혼합하고, 혼련 압출기를 이용하여, PET 1의 제작과 동일하게 하여 펠릿화하여, 자외선 흡수제를 함유하는 원료 폴리에스터 2를 얻었다(이후, PET 2라고 약칭한다).

-필름 성형 공정-

원료 폴리에스터 1(PET 1) 90질량부와, 자외선 흡수제를 함유한 원료 폴리에스터 2(PET 2) 10질량부를, 함수율 20ppm 이하로 건조시킨 후, 직경 50mm의 1축 혼련 압출기 1의 호퍼 1에 투입하여, 압출기 1로 300℃로 용융했다. 하기 압출 조건에 의하여, 기어 펌프, 여과기(구멍 직경 20μm)를 통하여, 다이로부터 압출했다.

다이로부터 압출한 용융 수지는, 온도 25℃로 설정된 냉각 캐스트 드럼 상에 압출하고, 정전 인가법을 이용하여 냉각 캐스트 드럼에 밀착시켰다. 냉각 캐스트 드럼에 대향 배치된 박리롤을 이용하여 박리하여, 미연신 폴리에스터 필름 2를 얻었다.

얻어진 미연신 폴리에스터 필름 2는, 고유 점도 IV=0.61, 길이 방향의 굴절률이 1.574, 결정화도가 0.1%였다.

얻어진 미연신 폴리에스터 필름 2를, 실시예 1과 동일한 조건으로 가로 연신하여, 두께 65μm의 실시예 10의 폴리에스터 필름을 제조했다.

[실시예 11]

-필름 성형 공정-

원료 폴리에스터 1(PET 1) 90질량부와, 자외선 흡수제를 함유한 원료 폴리에스터 2(PET 2) 10질량부를, 함수율 20ppm 이하로 건조시킨 후, 직경 50mm의 1축 혼련 압출기 1의 호퍼 1에 투입하여, 압출기 1로 300℃로 용융했다(중간층 II층). 또 PET 1을, 함수율 20ppm 이하로 건조시킨 후, 직경 30mm의 1축 혼련 압출기 2의 호퍼 2에 투입하여, 압출기 2로 300℃로 용융했다(외층 I층, 외층 III층). 이 2종의 폴리머를 각각 기어 펌프, 여과기(구멍 직경 20μm)에 개재한 후, 2종 3층 합류 블록에서, 압출기 1로부터 압출된 폴리머가 중간층(II층)에, 압출기 2로부터 압출된 폴리머가 외층(I층 및 III층)이 되도록 적층하여, 다이로부터 시트 형상으로 압출했다.

다이로부터 압출한 용융 수지는, 온도 25℃로 설정된 냉각 캐스트 드럼 상에 압출하고, 정전 인가법을 이용하여 냉각 캐스트 드럼에 밀착시켰다. 냉각 캐스트 드럼에 대향 배치된 박리롤을 이용하여 박리하고, 미연신 폴리에스터 필름 3을 얻었다. 이 때, I층, II층, III층의 두께의 비는 10:80:10이 되도록 각 압출기의 토출량을 조정했다.

얻어진 미연신 폴리에스터 필름 2는, 고유 점도 IV=0.61, 길이 방향의 굴절률이 1.574, 결정화도가 0.2%였다. 또한, 3층 적층체인 미연신 폴리에스터 필름 3의 고유 점도, 길이 방향의 굴절률 및 결정화도도 실시예 1과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.

얻어진 미연신 폴리에스터 필름 3을, 실시예 1과 동일한 조건으로 가로 연신하여, 두께 65μm의 실시예 11의 폴리에스터 필름을 제조했다.

[평가]

(Re, Rth, Re/Rth)

각 실시예 및 비교예의 필름에 대하여, 일본 공개특허공보 2012-256057호의 [0054]~[0055]에 기재된 방법으로 Re 및 Rth를 측정하여, Re와, Rth와, Re/Rth의 값을 표 1에 기재했다.

＜TD 방향에 있어서의 MD 열수축률 편차＞

(폴리에스터 필름의 재단)

각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름의 MD 방향 단부 중, 일단을 지면으로부터 26m보다 높은 곳에 고정하여, 각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름을, 무장력하에서 매달았다. 높은 곳에 고정한 MD 방향의 단부로부터 타단까지의 거리가 26m(도 1에 있어서의 L=26m)가 되도록, 필름을 재단하여, 필름폭(W)이 표 1에 나타나는 크기(실시예 1에 있어서는 W=3m)이고, MD 방향의 필름 길이(L)가 26m가 되는 필름 F를 준비했다.

(폭 방향에 있어서의 MD 열수축률의 측정)

상기와 같이 하여 얻은 필름 F를 재단하여, 필름 F의, MD 방향의 필름 길이(L=26m)의 절반이 되는 위치(도 1의 직선 C_L 상)에 있어서의 TD 방향의 양단부(필름 단부로부터 폭 방향으로 10~40mm까지의 30mm의 부분)와, TD 방향 중앙부의 3종의 시료편 M을 제작했다(필름폭 방향의 중심선을 시료편의 중심으로 하는 30mm의 부분). 또한, 3종의 시료편 M은, TD 방향 30mm, MD 방향 120mm의 크기로 했다.

3종의 시료편 M에 대하여, MD 방향에서 100mm의 간격이 되도록, 2개의 기준선을 넣어, 무장력하에서 150℃의 가열 오븐 중에 30분간 방치했다. 이 방치 후, 3종의 시료편 M을 실온까지 냉각하여, 2개의 기준선의 간격을 측정하여, 이 값을 A(단위; mm)로 했다. 측정된 A 및 "100×(100-A)/100"의 식으로부터 산출된 수치를 MD 열수축률로 했다.

필름 F에 있어서 TD 방향 단부에 위치한 시료편 M을 측정하여 얻어진 MD 열수축률은, 수치가 큰 것을 S_S1, 수치가 작은 것을 S_S2로 했다. 또, 필름 F에 있어서 TD 방향의 중앙부에 위치한 시료편 M을 측정하여 얻어진 MD 열수축률을 S_CT로 했다.

또한, S_S1은, 필름폭 방향의 단부 중, 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률(150℃, 30분)이 큰 쪽의 폴리에스터 필름의 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률[%]을 나타내고, S_S2는, 필름폭 방향의 단부 중, 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률(150℃, 30분)이 작은 쪽의 폴리에스터 필름의 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률[%]을 나타낸다. S_CT는, 필름폭 방향의 필름 중앙부에 있어서의 폴리에스터 필름의 필름폭 방향과 직교하는 방향의 열수축률(150℃, 30분)[%]을 나타낸다.

(폭 방향에 있어서의 MD 열수축률 편차)

상기에서 얻어진 3점의 MD 열수축률 S_S1, S_S2 및 S_CT의 최댓값과 최솟값의 차를, 3점의 MD 열수축률 S_S1, S_S2 및 S_CT의 평균값으로 나누어, 백분율로 나타낸 것을 MD 방향의 열수축률 편차(변동 비율)로서 구했다. 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.

＜필름 F의 전체 폭 원호(C_S), 필름 F의 반재 필름의 반재 원호(C_CT)의 측정＞

측정된 MD 열수축률 S_S1 및 S_S2로부터 필름 F의 S1측(고MD 열수축률측) 및 S2측(저MD 열수축률측)을 특정하고, 필름 F의 전체 폭 원호(C_S)를 측정했다. 구체적으로는, L=26m 사이의 필름 상부의 폭 방향 중앙 위치(C_wu)와, 필름 하부의 폭 방향 중앙 위치(C_wd)를 연결한 선(도 1에 있어서의 직선 Y1)이, 이완없이 지면에 대하여 수직이 되도록 맞추었다. 필름 상부에서 하부에 걸쳐, 수선이 되도록 실 등을 이완없이 인장하고, 상부 혹은 하부로부터 L/2[m] 위치에 있어서, 필름 단면이 그 수선에 대하여 외측으로 돌출되어 있는 쪽의 그 돌출량을 측정했다. S1측(고MD 열수축률측)의 돌출량과, S2측(저MD 열수축률측)의 돌출량을 측정한 바 양자는 일치하여, 그것을 C_S로 했다. 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

또, 필름 F의 MD 방향 단부의 변에 있어서의 중심 C_wu 및 C_wd를 연결하는 직선(도 1에 있어서의 직선 Y1)을 따라, 필름 F를 재단하여, 반재 필름을 얻었다. 얻어진 반재 필름의 만곡의 크기인 C_C1 및 C_C2를 측정한 후, 반재 필름의 반재 원호(C_CT)를 산출했다. 구체적으로는, 먼저 자른 필름 중 편측을 높은 곳으로부터 매달았다. L=26m 사이의 필름 상부의 폭 방향 중앙 위치 Cw2u와, 필름 하부의 폭 방향 중앙 위치 Cw2d를 연결한 선이, 이완없이 지면에 대하여 수직이 되도록 맞추었다. 필름 상부에서 하부에 걸쳐, 수선이 되도록 실 등을 이완없이 인장하여, 상부 혹은 하부로부터 L/2[m] 위치에 있어서, 필름 단면이 그 수선에 대하여 외측으로 돌출되고 있는 쪽의 그 돌출량 C_C1을 측정했다. 자른 필름 중 다른 한쪽에 대해서도 동일하게 하여, 상부 혹은 하부로부터 L/2[m] 위치에 있어서, 필름 단면이 그 수선에 대하여 외측으로 돌출되어 있는 쪽의 그 돌출량 C_C2를 측정했다. C_C1과 C_C2 중, 큰 쪽의 값을 C_CT로 했다. 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

또, 얻어진 C_S, C_CT 및 W에 근거하여, 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이(L)를 상기와 같이 26m로 하여, 식 (1)을 구성하는 요소 "0.003L²/8W"와, 식 (2)를 구성하는 요소 "0.003L²/4W"를 계산하여, 하기 표 1에 나타냈다.

＜필름 두께의 측정＞

얻어진 각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름의 두께는, 이하와 같이 하여 구했다.

각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름에 대하여, 접촉식 막두께 측정계(안리쓰사제)를 이용하여 세로 연신한 방향(길이 방향)으로 0.5m에 걸쳐 등간격으로 50점을 샘플링하고, 추가로 필름폭 방향(길이 방향에 직교하는 방향)으로 필름 전체 폭에 걸쳐 등간격(폭 방향으로 50등분)으로 50점을 샘플링한 후, 이들 100점의 두께를 측정했다. 이들 100점의 평균의 두께를 구하여, 폴리에스터 필름의 두께로 했다. 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.

＜폭 방향의 DSC 프레피크 온도 편차(ΔTpp)＞

필름 F의, 도 1의 직선 C_L 상이 되는 위치에 있어서, TD 방향의 한쪽의 단부로부터 다른 한쪽의 단부의 전체 폭에 대하여 등간격으로 11점을 샘플링하여, 시료편 M2를 얻었다. 각 위치의 시료편 M2에 대하여, DSC 프레피크 온도(Tpp)를 측정했다. 측정된 복수의 Tpp값의 최댓값과 최솟값의 차(ΔTpp)를, 폭 방향의 DSC 프레피크 온도의 편차[단위: ℃]로 했다. 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.

또한, DSC 프레피크 온도는, 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제의 DSC-60에, 샘플링한 시료편 M2의 필름을 소정량(2~10mg) 세트하여, 10℃/min의 승온 속도로, 300℃까지 승온하여 측정했다. 폴리에스터(PET)의 융해(融解) 피크 직전에 나타나는 흡열 피크의 피크 온도를 DSC 프레피크 온도(Tpp)로서 독출했다.

＜폭 방향의 배향 각도 불균일＞

(면내의 탄성률의 최대 방향의 측정)

폴리에스터 필름의 면내의 탄성률의 최대 방향은, 음속 측정 장치 "SST-2501, 노무라 쇼지(주)"를 이용하여, 25℃, 상대 습도 60%의 분위기 중에서 2시간 이상 조습한 필름에 대하여, 25℃, 상대 습도 60%의 분위기에서, 360도 방향을 360분할하여 음속을 측정하여, 최대 속도 방향을 면내의 탄성률의 최대 방향, 또한 면내의 배향각의 방향으로 했다.

각 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리에스터 필름의 TD 방향의 양단부(필름 단부로부터 폭 방향으로 10~40mm까지의 30mm의 부분)와, 폴리에스터 필름 시료의 TD 방향 중앙부(필름폭 방향의 중심선을 넘어 30mm의 부분)에 대하여, 각각 면내의 탄성률의 최대 방향, 즉 면내의 배향각의 방향을 구했다.

얻어진 3점에 있어서의, 면내의 배향각의 방향의 최댓값과 최솟값의 차를, 폭 방향의 배향 각도 편차[단위: °]로 했다. 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.

＜후 공정에서의 필름 파단＞

10000m 제막하여, 롤 형태로 권취한 각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름을 감기 시작하여, 후 공정으로서, 이접착층의 도포를 이하의 방법으로 행했다. 이접착층을 필름 양면에 도포한 후, 130℃의 건조 존에 필름 단면적당 반송 장력을 800kN/m²로 설정하여 건조·반송했다.

이와 같이 후 공정을 행했을 때의 필름의 파단의 횟수를 측정했다.

파단은, 50mm 이상의 길이이며, 필름 두께 방향으로 관통하는 흠집으로 했다. 또, 흠집의 방향은 한정하지 않고, TD 방향의 흠집도 MD 방향의 흠집도, 필름 두께 방향으로 관통하는 경우는 파단에 포함했다.

이하의 기준으로 평가한 결과를, 하기 표 1에 기재했다.

A: 10000m 이상 베이스 파단 없음

B: 10000m에 1~5회 파단 있음

C: 10000m에 6~10회 파단 있음

D: 10000m에 11회 이상 파단 있음

＜롤 형태에서의 권취 홈 및 주름＞

10000m 제막하여, 롤 형태에 권취한 각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름(롤 1개로서는, 3000m분)에 대하여, 롤 형태에서의 권취 홈 및 주름을 육안으로 평가했다.

권취 홈은, 3mm 이상의 깊이의 홈으로 했다.

주름은, 3mm 이상의 높이의 요철로 했다.

이하의 기준으로 평가한 결과를, 하기 표 1에 기재했다.

A: 매우 좋음

B: 좋음

C: 허용 내

D: 문제 있음

[표 1]

상기 표 1로부터, 본 발명의 폴리에스터 필름은, 편광판 가공 공정이나 도포 공정 등의 후 공정에서의 필름 파단을 매우 줄일 수 있는 것을 알 수 있었다.

한편, 비교예 1로부터, 식 (1) 및 식 (2)를 충족하지 않는 폴리에스터 필름은, 후 공정에서의 필름 파단의 문제가 많이 발생하는 것을 알 수 있었다.

비교예 2로부터, 식 (1) 및 식 (2)를 충족하지 않는 폴리에스터 필름은, 후 공정에서의 필름 파단의 문제가 많이 발생하는 것을 알 수 있었다.

또한, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법을 이용하면, 롤 형태에서의 권취 홈 및 주름도 억제할 수 있는 폴리에스터 필름을 제조할 수 있는 것도 알 수 있었다.

또한, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법으로 제조된 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률은 모두 1.590 이하이며, 결정화도는 모두 5%를 넘는 것을 미연신 폴리에스터 필름 1~3과 동일한 방법으로 확인했다.

또, 본 발명의 폴리에스터 필름의 제조 방법으로 제조된 폴리에스터 필름이 1축 배향하고 있는 것을, 이하의 방법으로 확인했다.

즉, 길이 방향, 폭 방향, 두께 방향의 굴절률을 아베 굴절률계로 측정하여, 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 폭 방향의 굴절률이 그에 비교하여 충분히 크고, 두께 방향의 굴절률이 그에 비교하여 충분히 작은 것을 확인함으로써, 폴리에스터 필름이 1축 배향하고 있는 것을 확인했다.

[실시예 101~111, 비교예 101 및 102]

(편광판 및 액정 표시 장치의 제작과 무지개 불균일의 평가)

각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름을 이용하여, 각 실시예 및 비교예의 편광판 및 각 실시예 및 비교예의 액정 표시 장치를 제작하여, 평가를 행했다.

일본 공개특허공보 2011-59488호의 [0225]에 따라, PVA를 포함하는 편광자를 조제했다.

하기 셀룰로스아실레이트 필름을, 일본 특허공보 4438270호의 [0275](US2007/0178252의 [0393], 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용됨)에 준하여 알칼리 수용액에 침지하여 비누화 처리했다.

일본 특허공보 4731143호의 [0199]~[0202](US2008/0158483의 [0412]~[0416], 이들 공보에 기재된 내용은 본원 명세서에 원용됨)와 동일하게 하여 셀룰로스아실레이트 필름을 조제했다.

각 실시예 및 비교예의 폴리에스터 필름과 비누화 처리한 셀룰로스아실레이트의 사이에, 상기 편광자를 끼워, 편광자/폴리에스터 사이, 셀룰로스아실레이트/편광자 사이의 위에, PVA 수용액(완전 비누화형 PVA5% 수용액)을 도포하여, 이들을 닙롤로 압착하여 첩합시킨 후, 70℃에서 10분 건조하여 편광판을 얻었다.

얻어진 편광판을, 각 실시예 및 비교예의 편광판으로 했다.

얻어진 편광판 2쌍을, 액정 셀에 대하여 폴리에스터 필름을 외측으로 하고, 편광자의 흡수축을 직교 배치로 하여, 연속 광원(백색 LED) 또는 불연속 광원(냉음극관)을 백라이트로서 갖는 액정 표시 장치에 도입하여, 광의 투과도를 50%가 되도록 조정했다.

얻어진 액정 표시 장치를, 각 실시예 및 비교예의 화상 표시 장치로 했다.

한편 연속 광원(백색 LED), 불연속 광원(냉음극관)을 이용하여, 광을 입사시켜, 반대측으로부터 편광 선글라스를 통하여 육안으로 발생한 무지개의 개수를 셈으로써 무지개 불균일을 평가했다.

각 실시예의 화상 표시 장치는, 상습인 25도, 상대 습도 50%에서는, 무지개 불균일이 발생하지 않았다.

또한, 무지개 불균일의 평가는, 편광판의 법선 방향으로부터와 경사 방향(법선으로부터 45°)의 양쪽 모두로부터 관찰했다.

C_S 필름의 전체 폭 원호의 값
C_CT 필름폭 방향 센터 위치의 반재 원호의 값
W 필름폭
L 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이

Claims

하기 식 (1)~(4)를 충족하는 폴리에스터 필름;
0m≤C_S＜0.003L²/8W…(1)
0m≤C_CT＜0.003L²/4W…(2)
0.8m≤W≤6.0m…(3)
20m≤L≤30m…(4)
식 (1)~(4) 중, C_S[단위: m]는 필름의 전체 폭 원호의 값을 나타내고, C_CT[단위: m]는 필름폭 방향 센터 위치의 반재 원호의 값을 나타내며, W[단위: m]는 필름폭을 나타내고, L[단위: m]은 전체 폭 원호 및 반재 원호 측정 시의 필름 길이를 나타낸다.
청구항 1에 있어서,
하기 식 (A)로 나타나는 폭 방향의 MD 열수축률 편차가 0.5% 이하인 폴리에스터 필름.
식 (A):
(폭 방향의 MD 열수축률 편차)=(필름폭 방향의 3점에 있어서의, 150℃에서 30분 가열한 후의 필름 길이 방향의 열수축률의 최댓값과 최솟값의 차)/(필름폭 방향의 3점에 있어서의, 150℃에서 30분 가열한 후의 필름 길이 방향의 열수축률의 평균값)
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
시차 주사 열량 측정(DSC)으로 측정되는 프레피크 온도의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차가 7℃ 이하인 폴리에스터 필름.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
배향각의 필름폭 방향의 최댓값과 최솟값의 차로서의 편차가 15°이하인 폴리에스터 필름.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
필름 길이가 100m 이상이며,
롤 형태로 감겨진 폴리에스터 필름.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
필름 두께가 20~150μm이며,
필름 면내 방향의 리타데이션 Re가 3000~30000nm이고,
두께 방향의 리타데이션 Rth가 3000~30000nm이며,
Re/Rth 비율이 0.5~2.5인 폴리에스터 필름.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
1축 배향인 폴리에스터 필름.
청구항 7에 있어서,
상기 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 또한
상기 폴리에스터 필름의 결정화도가 5%를 넘는 폴리에스터 필름.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리에스터 필름이, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 주성분으로 하는 폴리에스터 필름.
필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서,
미연신의 폴리에스터 필름을 상기 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정과,
상기 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 텐터 내의 최고 온도까지 가열하는 열고정 공정과,
상기 열고정 공정 후의 폴리에스터 필름을 가열하면서 상기 한 쌍의 레일 간 거리를 좁히는 열완화 공정을 포함하고,
상기 텐터 내의 상기 열고정을 행하는 존 및 상기 열완화를 행하는 존 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 폴리에스터 필름의 폭 방향의 단부를, 히터에 의하여 복사 가열하는 폴리에스터 필름의 제조 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 히터로 가열하는 폴리에스터 필름의 단부의 폭 방향의 범위가, 가열하는 부분에서의 상기 폴리에스터 필름의 전체 폭에 대하여, 양단으로 합계 10~60%의 범위인 폴리에스터 필름의 제조 방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 클립으로부터 상기 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 상기 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 하는 폴리에스터 필름의 제조 방법.
필름 반송로의 양측에 설치된 한 쌍의 레일을 따라 주행하는 클립을 갖는 텐터식 연신 장치를 이용하는 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 폴리에스터 필름의 제조 방법으로서,
상기 미연신의 폴리에스터 필름을 상기 클립으로 파지하면서 가로 연신하는 공정을 포함하고,
상기 클립으로부터 상기 가로 연신 후의 폴리에스터 필름을 개방할 때의 필름폭 방향 중앙부의 막면 온도에 대하여, 클립으로부터 필름폭 방향으로 200mm 떨어진 위치인 필름 단부의 막면 온도를 1~20℃ 높게 하는 폴리에스터 필름의 제조 방법.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미연신의 폴리에스터 필름의 길이 방향의 굴절률이 1.590 이하이며, 또한
상기 미연신의 폴리에스터 필름의 결정화도가 5% 이하인 폴리에스터 필름의 제조 방법.
편광자와, 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 폴리에스터 필름을 포함하는 편광판.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 폴리에스터 필름, 또는 청구항 15에 따른 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.