KR20160137578A

KR20160137578A - 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR20160137578A
Application number: KR1020167028732A
Authority: KR
Inventors: 도모코 시미즈; 다로 오야; 다카시 나카히로; 고지 구보
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-11-30
Also published as: JP6329248B2; TWI651553B; CN106062597B; CN106062597A; US10444563B2; WO2015141533A1; EP3121627A1; EP3121627A4; TW201543085A; JPWO2015141533A1; US20170017117A1

Abstract

다층 구조의 폴리머 필름으로 이루어지는 반사형 편광판이면서, 고편광 성능을 갖고, 게다가 경사 45° 방위에서의 색상 편차가 해소된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이의 제공을 제공한다.
즉, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로서, 그 반사 편광 필름의 편광도가 99.5 ％ 이상이며, 필름의 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 진폭이 2.0 ％ 이하인 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름에 의해 얻어진다.

Description

액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이{REFLECTIVE POLARIZING FILM FOR LIQUID-CRYSTAL-DISPLAY POLARIZER, LIQUID-CRYSTAL-DISPLAY POLARIZER COMPRISING SAME, LIQUID-CRYSTAL-DISPLAY OPTICAL ELEMENT, AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지고, 흡수형 편광판에 필적하는 고편광도와 함께 휘도 향상 효과, 시야각 특성을 갖는 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이에 관한 것이다.

텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등에 사용되는 액정 표시 장치 (LCD) 는, 액정 셀의 양면에 편광판을 배치한 액정 패널에 의해 광원으로부터 사출되는 광의 투과량을 조정함으로써, 그 표시를 가능하게 하고 있다. 액정 셀에 첩합 (貼合) 되는 편광판으로서 일반적으로 광 흡수 타입의 2 색성 직선 편광판이라고 불리는 흡수형 편광판이 이용되고 있으며, 요오드를 포함하는 PVA 를 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 로 보호한 편광판이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 흡수형의 편광판은, 투과축 방향의 편광을 투과하고, 투과축과 직교 방향의 편광 대부분을 흡수하기 때문에, 광원 장치로부터 출사된 광의 약 50 ％ 가 이 흡수형 편광판으로 흡수되어, 광의 이용 효율이 저하되는 것이 지적되고 있다. 그래서, 투과축과 직교 방향의 편광을 유효하게 이용하기 위해서, 휘도 향상 필름이라고 불리는 반사형 편광자를 광원과 액정 패널의 사이에 사용하는 구성이 검토되어 있고, 이러한 반사형 편광자의 일례로서 광학 간섭을 이용한 폴리머 타입의 필름이 검토되어 있다 (특허문헌 1 등).

한편, 액정 셀에 첩합되는 편광판에 대해서도, 외광을 이용한 반사 표시나 백라이트를 이용한 투과 표시 등, 표시 장치에 이용하는 광의 종류나 목적 등에 따라, 흡수형 편광판과 반사형 편광판을 조합한 여러 가지 적층 구성이 검토되게 되었다.

예를 들어 특허문헌 2 에는, 액정층에 전계를 인가하여 액정의 리타데이션값을 변화시켜 액정층에 입사하는 편광의 위상차를 일정량 시프트시키는 액정 표시 장치에 있어서, 액정층의 양측에 사용하는 편광판의 일례로서 광원측에 복굴절성을 갖는 필름을 3 층 이상 적층한 평면상 다층 구조의 반사형 편광판, 또 액정층을 개재시킨 반대측에 흡수형 편광판을 개시하고 있다.

또 특허문헌 3 에는, 가요성을 갖는 기판간에 액정을 협지한 액정 셀의 양측에 배치하는 편광판으로서 흡수형 편광판과 반사형 편광판을 사용할 때, 각 편광판의 온도 변화에 수반하는 신축량이 상이하기 때문에 발생하는 휨을 해소하기 위해서, 이들 편광판을 조합하고, 특정한 적층 구성으로 함으로써 휨을 해소하는 것이 제안되어 있다. 그리고 반사형 편광판의 일례로서 복굴절성의 유전체 다층막을 사용하는 것이 기재되어 있으며, 구체적으로는 휘도 상승 필름이 개시되어 있다.

그러나, 종래 검토되어 있는 바와 같은 복굴절성의 다층 구조를 이용한 반사 편광성 폴리머 필름 (예를 들어, 특허문헌 4 ∼ 6) 은, P 편광을 반사하여 S 편광을 투과하는 기능을 갖기는 하지만, 그 편광도는 2 색성 직선 편광판과 동등한 레벨에는 이르지는 않았다.

예를 들어, 특허문헌 5 등에 기재되어 있는 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (이하, 2,6-PEN 이라고 칭하는 경우가 있다) 를 고굴절률층에 사용하고, 열가소성 엘라스토머나 테레프탈산을 30 ㏖％ 공중합한 PEN 을 저굴절률층에 사용한 다층 적층 필름의 경우, 연신에 의해 연신 방향 (X 방향) 의 층간의 굴절률차를 크게 하여 P 편광의 반사율을 높이고, 한편 필름 면내 방향에 있어서의 X 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 의 층간의 굴절률차를 작게 하여 S 편광의 투과율을 높임으로써, 일정 레벨의 편광 성능이 발현하고 있다.

그러나, 이 편광 성능을 2 색성 직선 편광판 레벨로까지 높이고자 하면, 2,6-PEN 폴리머의 성질상, X 방향의 연신에 수반하여, Y 방향의 굴절률과 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률에 차가 발생하고, Y 방향의 층간의 굴절률을 일치시키면, Z 방향의 층간의 굴절률차가 커져 버려, 경사 방향으로 입사한 광에 대한 부분적인 반사에 의해 투과광의 색상 편차가 커진다.

그 때문에, 이러한 다층 구조의 폴리머 필름을 흡수형 편광판과 조합하는 일 없이, 단독으로 액정 셀의 일방의 편광판으로서 사용한 액정 표시 장치의 실용화시에, 고편광도와 경사 방향에서의 색상 편차 해소의 양립이 과제로 되어 있다.

본 발명자들은 이러한 과제를 해결하기 위해서, 특허문헌 7 에 있어서, 액정 셀에 인접하는 편광판으로서 사용할 수 있고. 흡수형 편광판을 대체 가능한, 다층 구조의 폴리머 필름으로 이루어지는 반사형 편광판을 검토하고, 어느 특정한 폴리머를 고굴절률층으로서 사용하고, 1 축 배향시킴으로써, 종래의 다층 구조의 반사형 편광판보다 편광 성능을 높이면서, 투과광의 색상 편차의 개선도 제안하고 있다.

그러나, 특허문헌 7 에서 제안되어 있는 반사 편광 필름은 97 ∼ 98 ％ 전후의 고편광도를 실현하고 있기는 하지만, 고성능의 텔레비전용이나 퍼스널 컴퓨터 용의 액정 디스플레이용의 편광판에 사용하려면, 더욱 높은 편광 성능에 더하여, 특히 X 방향과 Y 방향 사이의 45° 방위에 있어서의 경사 각도 (이하, 경사 45° 방위라고 칭하는 경우가 있다) 에서의 색 편차가 양호한 것이 요구되고 있다.

일본 공표특허공보 평09-507308호 일본 공개특허공보 2005-316511호 일본 공개특허공보 2009-103817호 일본 공개특허공보 평04-268505호 일본 공표특허공보 평9-506837호 국제 공개 01/47711호 팸플릿 일본 공개특허공보 2012-13919호

본 발명의 목적은, 다층 구조의 폴리머 필름으로 이루어지는 반사형 편광판이면서, 고편광 성능을 갖고, 게다가 경사 45° 방위에서의 색상 편차가 해소된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판, 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이를 제공하는 것에 있다.

본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 종래의 지견에 더하여, 또한 필름의 1 축 연신 방향 (X 방향) 을 방위각 0° 로 한 경우에, 필름의 투과축에 평행한 편광 성분에 대하여, 경사 45° 방위에서의 투과율 파형의 진폭도 작게 제어함으로써, 경사 45° 방위에서의 색상 편차를 해소할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명의 목적은, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로서, 그 반사 편광 필름의 하기 식 (1) 로 나타내는 편광도 (P) 가 99.5 ％ 이상이며,

편광도 (P) = {(Ts ― Tp)/(Tp ＋ Ts)} × 100 … (1)

(식 (1) 중, Tp 는 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장 범위에 있어서의 P 편광의 평균 투과율, Ts 는 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장 범위에 있어서의 S 편광의 평균 투과율을 각각 나타낸다)

1 축 연신 방향 (X 방향) 을 그 반사 편광 필름의 소광축, 필름 면내에서 1 축 연신 방향에 직교하는 방향 (Y 방향) 을 그 반사 편광 필름의 투과축으로 하고, X 방향을 방위각 0°, Y 방향을 방위각 90° 로 한 경우에 있어서, 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 진폭이 2.0 ％ 이하인 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름 (항 1) 에 의해 달성된다.

또 본 발명의 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름은, 바람직한 양태로서 항 2 ∼ 항 10 중 적어도 어느 하나의 양태를 포함한다.

(항 2) 그 제 1 층은, 폴리에스테르를 포함하는 층으로서, 1) 그 폴리에스테르를 구성하는 디카르복실산 성분으로서 50 몰 이상 70 몰 이하의 나프탈렌디카르복실산 성분을 함유하고, 2) 디올 성분으로서 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌기를 갖는 디올 성분을 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하 함유하고, 3) 광각 X 선 회절 측정에 있어서, 알킬렌나프탈레이트의 결정 구조에서 유래하는 (―110) 면의 회절 피크가 존재하지 않는, 항 1 에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 3) 그 제 1 층은, 또한 디카르복실산 성분으로서 하기 식 (A) 로 나타내는 성분을 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하 함유하는, 항 1 또는 2 에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

[화학식 1]

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

(항 4) 그 제 1 층은, 또한 디카르복실산 성분으로서 하기 식 (B) 로 나타내는 성분을 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하 함유하는, 항 1 또는 2 에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

[화학식 2]

(식 (B) 중, R^B 는 비페닐기를 나타낸다)

(항 5) 제 2 층을 형성하는 폴리머가, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 지환족 디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 공중합 성분으로서 포함하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트인 항 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 6) 상기 지환족 디올이 스피로글리콜, 트리시클로데칸디메탄올 및 시클로헥산디메탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 항 5 에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 7) 그 1 축 연신 다층 적층 필름의 적층 수가 251 층 이상인 항 1 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 8) 그 1 축 연신 다층 적층 필름이 중간층을 포함하여 이루어지는 항 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 9) 그 편광도 (P) 가 99.9 ％ 이상인 항 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

(항 10) 액정 셀과 인접하여 사용되는, 항 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.

본 발명에는 또한 상기 항 1 ∼ 10 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로 이루어지는 액정 디스플레이용 편광판 (항 11) 이 포함된다.

또 본 발명에는 항 11 에 기재된 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되어 이루어지는 액정 디스플레이용 광학 부재 (항 12) 도 포함되며, 그 바람직한 양태로서 항 13 ∼ 15 중 어느 하나에 기재된 양태도 포함된다.

(항 13) 항 12 에 기재된 액정 디스플레이용 광학 부재로서, 단 제 1 편광판이 흡수형 편광판과 적층된 구성을 제외하는 액정 디스플레이용 광학 부재.

(항 14) 제 2 편광판이 흡수형 편광판인 항 12 또는 13 에 기재된 액정 디스플레이용 광학 부재.

(항 15) 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 적층되고, 제 1 편광판 및 제 2 편광판이 항 11 에 기재된 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는, 액정 디스플레이용 광학 부재.

본 발명에는 또한 이하의 액정 디스플레이도 포함된다.

(항 16) 광원과 항 12 ∼ 15 중 어느 하나에 기재된 액정 디스플레이용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는 액정 디스플레이.

(항 17) 광원과 제 1 편광판의 사이에 또한 반사형 편광판을 갖고 있지 않는 항 16 에 기재된 액정 디스플레이.

본 발명에 의하면, 본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 다층 구조의 폴리머 필름으로 이루어지는 반사형 편광판이면서, 고편광 성능을 갖고, 게다가 경사 45° 방위에서의 색상 편차가 해소되기 때문에, 보다 고화질의 표시가 요구되는 액정 디스플레이의 편광판에 적합하게 사용할 수 있으며, 이러한 편광판을 액정 셀과 인접하는 편광판으로서 사용하는 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 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.
도 2 는, 본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름의 필름면을 반사면으로 하고, 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 일례이다.
도 3 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 디스플레이의 개략 단면도이다.

본 발명의 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름은, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로서, 그 반사 편광 필름의 하기 식 (1) 로 나타내는 편광도 (P) 가 99.5 ％ 이상이며,

편광도 (P) = {(Ts ― Tp)/(Tp ＋ Ts)} × 100 … (1)

1 축 연신 방향 (X 방향) 을 그 반사 편광 필름의 소광축, 필름 면내에서 1 축 연신 방향에 직교하는 방향 (Y 방향) 을 그 반사 편광 필름의 투과축으로 하고, X 방향을 방위각 0°, Y 방향을 방위각 90° 로 한 경우에 있어서, 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 진폭이 2.0 ％ 이하이다.

이하에 본 발명의 각 구성에 대하여 상세히 서술한다.

[반사 편광 필름]

(편광도)

본 발명의 액정 디스플레이 반사판용 반사 편광 필름은, 하기 식 (1) 로 나타내는 편광도 (P) 가 99.5 ％ 이상이고, 바람직하게는 99.6 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.9 ％ 이상이다.

편광도 (P) = {(Ts ― Tp)/(Tp ＋ Ts)} × 100 … (1)

본 발명에 있어서의 P 편광이란, 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 반사 편광 필름에 있어서, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분이라고 정의된다. 또 본 발명에 있어서의 S 편광이란, 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 반사 편광 필름에 있어서, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분이라고 정의된다.

또 본 발명에 있어서의 편광도의 측정은, 편광도 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다.

위 식 (1) 로 특정되는 편광도가 높을수록 반사 편광 성분의 투과를 억제하고, 그 직교 방향의 투과 편광 성분의 투과율이 높은 것을 의미하고 있으며, 편광도가 높을수록 반사 편광 성분의 약간의 광 누출도 저감할 수 있다. 본 발명의 반사 편광 필름의 편광도가 99.5 ％ 이상임으로써, 종래에는 흡수형 편광판이 아니면 적용이 어려웠던 콘트라스트가 높은 액정 디스플레이의 편광판으로서, 반사 편광판 단독으로 적용할 수 있다.

이러한 고편광도는, 제 1 층과 제 2 층을 구성하는 폴리머로서 후술하는 종류의 것을 사용하고, 1 축 연신에 의해 X 방향, Y 방향, Z 방향의 층간의 굴절률을 특정한 관계로 함으로써 얻어지고, 특히 1 축 연신 후에 소정의 범위에서 토아웃 (재연신) 및 열 고정 처리를 실시함으로써, 1 축 연신 다층 적층 필름의 배향 특성을 고도로 제어할 수 있어, 고편광도가 얻어진다.

[경사 45° 방위에서의 투과율 파형]

본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 1 축 연신 방향 (X 방향) 을 그 반사 편광 필름의 소광축, 필름 면내에서 1 축 연신 방향에 직교하는 방향 (Y 방향) 을 그 반사 편광 필름의 투과축으로 하고, X 방향을 방위각 0°, Y 방향을 방위각 90° 로 한 경우에 있어서, 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 진폭이 2.0 ％ 이하이다.

종래 검토되어 온 경사 방향에서 보았을 경우의 색상 편차의 문제는, 주로 상기 S 편광 혹은 P 편광에 대해, 경사진 입사각으로 시인한 경우의 색상 편차 (좌우의 시야각 특성) 에 주목하고 있었던 데 반해, 본 발명은 또한 45° 경사진 방위에 있어서 입사각을 크게 했을 때의 색상 편차의 해소를 목적으로 한 것이며, 모든 방위의 시야각에 있어서 색상 편차가 해소된, 고도의 시야각 특성을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 투과율 파형의 진폭은, 투과율 파형의 최대 투과율과 최소 투과율의 차로부터 구해지는 절대값으로 나타내고, 바람직하게는 1.8 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 ％ 이하이다.

이러한 투과율 파형의 진폭은, 제 1 층과 제 2 층을 구성하는 폴리머로서 후술하는 종류의 것을 사용하고, 또한 1 축 연신에 의해 X 방향, Y 방향, Z 방향의 층간의 굴절률을 특정한 관계로 하는 것에 더하여, 필름 제막 (製膜) 공정에 있어서, 연신시의 연신 온도를 종래보다 낮게 하고, 또한 연신 배율을 낮춤으로써 제 1 층과 제 2 층을 구성하는 폴리머의 Z 방향의 굴절률차를 억제하고, 그 후, 소정의 범위에서 토아웃 및 열 고정 처리를 실시함으로써 얻을 수 있다.

(S 편광 평균 투과율)

본 발명의 반사 편광 필름의 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장 범위에 있어서의 S 편광의 평균 투과율 Ts 는 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 75 ％ 이상, 특히 바람직하게는 80 ％ 이상이다.

본 발명에 있어서의 S 편광 평균 투과율은, 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 반사 편광 필름에 있어서, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대해, 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 평균 투과율을 나타내고 있다.

그 S 편광 평균 투과율이 하한에 못 미치면, 반사형 편광판의 특징인, 반사 편광을 편광판에서 흡수하지 않고 광원측에 반사시켜, 재차, 광을 유효하게 활용하는 광 리사이클 기능을 고려해도, 흡수형 편광판과 비교하여 휘도 향상 효과의 우위성이 부족해지는 경우가 있다.

[1 축 연신 다층 적층 필름]

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 다층 구조를 갖는다.

본 발명에 있어서, 연신 방향 (X 방향) 의 굴절률은 nX, 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 의 굴절률은 nY, 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률은 nZ 라고 기재하는 경우가 있다.

[제 1 층]

제 1 층을 구성하는 폴리머는, 평균 굴절률 1.60 이상 1.70 이하로서, 1 축 연신 방향 (X 방향) 의 굴절률 nX 가 연신에 의해 증대하고, 필름 면내에서 1 축 연신 방향에 직교하는 방향 (Y 방향) 의 굴절률 nY 및 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률 nZ 가 연신에 의해 저하되는 열가소성 수지인 것이 바람직하다.

반사 편광 기능을 갖는 다층 적층 필름의 제 1 층으로서, 지금까지 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (이하, PEN 이라고 칭하는 경우가 있다) 가 가장 적합한 재료로서 알려져 있었지만, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트는, 연신 전후에서 Y 방향의 굴절률 nY 가 거의 변화하지 않는 재료인데 반해, 제 1 층을 구성하는 폴리머로서, Y 방향의 굴절률 nY 가 Z 방향의 굴절률 nZ 와 마찬가지로, 연신에 수반하여 감소하는 특성을 갖는 수지가 본 발명에 있어서 적합하게 사용된다.

여기서, 제 1 층에 관한 평균 굴절률이란, 제 1 층을 구성하는 폴리머를 단독으로 용융시키고, 다이로부터 압출하여 미연신 필름을 제조하고, 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 있어서의 굴절률에 대해, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 로 측정한 것이다.

또, 연신에 의한 각 방향의 굴절률 변화에 대해서는, 다음 방법에 의해 구할 수 있다. 즉, 제 1 층을 구성하는 폴리머를 단독으로 용융시켜 다이로부터 압출하여, 미연신 필름을 제조한다. 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 대해, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하고, 3 방향의 굴절률의 평균값으로부터 평균 굴절률을 구하고, 연신 전의 굴절률로 한다.

다음으로, 연신 후의 굴절률에 대해서는, 제 1 층을 구성하는 폴리머를 단독으로 용융시켜 다이로부터 압출하고, 1 축 방향으로 115 ℃ 에서 5 배를 실시하여 1 축 연신 필름을 제조하고, 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 대해, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하고, 연신 후의 각 방향의 굴절률로 한다.

이러한 방법으로 얻어진 연신 전의 굴절률과 연신 후의 각 방향의 굴절률을 비교하고, 연신에 의한 굴절률 변화의 변화를 확인할 수 있다.

제 1 층을 구성하는 폴리머로서, 구체적으로는 이하에 서술하는 바와 같은 특정 구조의 방향족계 공중합 성분을 디카르복실산 성분에 갖는 방향족 폴리에스테르 (I) (이하, 방향족 폴리에스테르 (I) 이라고 칭하는 경우가 있다) 혹은 방향족 폴리에스테르 (II) (이하, 방향족 폴리에스테르 (II) 라고 칭하는 경우가 있다) 를 들 수 있다.

＜방향족 폴리에스테르 (I)＞

제 1 층을 형성하는 폴리머의 하나로서, 하기의 특정 구조의 방향족계 공중합 성분을 디카르복실산 성분에 갖는 방향족 폴리에스테르 (1) 이 예시된다. 이러한 폴리에스테르는, 이하에 상세히 서술하는 디카르복실산 성분과 디올 성분의 중축합에 의해 얻어진다.

(디카르복실산 성분)

본 발명에 있어서 방향족 폴리에스테르 (1) 을 구성하는 디카르복실산 성분의 바람직한 예로서, 50 몰％ 이상 70 몰％ 이하의 나프탈렌디카르복실산 성분과, 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 하기 식 (A) 로 나타내는 성분을 특정량씩 함유하는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

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

이러한 공중합 성분을 포함하는 폴리에스테르를 사용하고, 또한 후술하는 바와 같이, 특정한 연신 조건의 범위 내에서 실시함으로써, 편광 성능을 보다 높일 수 있고, 또 경사 45° 방위의 입사각 60° 로 입사한 편광에 대해 색상 편차가 발생하기 어려워진다.

나프탈렌디카르복실산 성분으로서, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 또는 이들의 조합으로부터 유도되는 성분, 혹은 그들의 유도체 성분을 들 수 있으며, 특히 2,6-나프탈렌디카르복실산 혹은 그 유도체 성분이 바람직하게 예시된다.

나프탈렌디카르복실산 성분의 함유량의 하한값은, 바람직하게는 55 몰％, 보다 바람직하게는 60 몰％, 더욱 바람직하게는 65 몰％ 이다.

나프탈렌디카르복실산 성분의 비율이 하한값에 못 미치면, 비정성의 특성이 커지고, 연신 필름에 있어서의 X 방향의 굴절률 nX 와 Y 방향의 굴절률 nY 의 차이가 작아지기 때문에, P 편광 성분에 대해 충분한 반사 성능이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또, 나프탈렌디카르복실산 성분의 비율이 상한값을 초과하면, 연신 필름에 있어서의 Y 방향의 굴절률 nY 와 Z 방향의 굴절률 nZ 의 차이가 커져, 편광 성능이 저하되거나, 입사각이 큰 편광에 대해 색상 편차가 발생하는 경우가 있다.

이와 같이, 나프탈렌디카르복실산 성분을 함유하는 폴리에스테르를 사용함으로써, X 방향으로 고굴절률을 나타냄과 동시에 1 축 배향성이 높은 복굴절률 특성을 실현할 수 있다.

또, 식 (A) 로 나타내는 성분에 대해, 식 중, R^A 는 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌기를 나타내고 있다. 이러한 알킬렌기로서, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 이소프로필렌기, 테트라메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기 등을 들 수 있으며, 특히 에틸렌기가 바람직하다.

식 (A) 로 나타내는 성분의 함유량의 하한값은, 보다 바람직하게는 30 몰％ 이다. 또, 식 (A) 로 나타내는 성분의 함유량의 상한값은, 보다 바람직하게는 45 몰％, 더욱 바람직하게는 40 몰％, 특히 바람직하게는 35 몰％ 이다.

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

이러한 방향족 폴리에스테르 (1) 은, 나프탈렌디카르복실산 성분 이외의 디카르복실산 성분으로서 식 (A) 로 나타내는 성분을 특정량 함유하는 것이 바람직하다. 식 (A) 로 나타내는 성분을 특정량 함유함으로써, 연신 필름에 있어서의 제 1 층의 Y 방향의 굴절률 nY 와 Z 방향의 굴절률 nZ 의 차이가 작아져, 편광 성능을 보다 높일 수 있고, 또 입사각이 큰 편광에 대해 색상 편차가 발생하기 어려워진다. 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, X 방향에 있어서의 제 1 층과 제 2 층의 층간의 굴절률차를 크게 할 수 없고, P 편광 성분에 대해 충분한 반사 성능이 얻어지지 않는 경우가 있다.

(디올 성분)

본 발명에 있어서 방향족 폴리에스테르 (1) 을 구성하는 디올 성분으로서, 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌기를 갖는 디올 성분을 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하 함유하는 것이 바람직하다. 여기서, 디올 성분의 함유량은, 디올 성분의 전체 몰수를 기준으로 하는 함유량이다.

그 디올 성분의 함유량은, 보다 바람직하게는 95 몰％ 이상 100 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 98 몰％ 이상 100 몰％ 이하이다.

이러한 알킬렌기로서, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 테트라메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올 등을 바람직하게 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 에틸렌글리콜이다. 그 디올 성분의 비율이 하한값에 못 미치는 경우에는, 전술한 1 축 배향성이 손상되는 경우가 있다.

본 발명에 있어서 적합한 방향족 폴리에스테르 (1) 의 양태로서, 특히, 나프탈렌디카르복실산 성분이 2,6-나프탈렌디카르복실산으로부터 유도되는 성분이고, 식 (A) 로 나타내는 디카르복실산 성분이 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산으로부터 유도되는 성분이고, 디올 성분이 에틸렌글리콜인 폴리에스테르가 바람직하다.

연신에 의한 X 방향의 고굴절률화에는, 나프탈렌디카르복실산 성분을 비롯하여, 식 (A) 로 나타내는 성분 등, 방향족 고리를 갖는 성분이 주로 영향을 미친다. 또 식 (A) 로 나타내는 성분을 포함하는 경우, 연신에 의해 Y 방향의 굴절률이 저하되기 쉬워진다. 구체적으로는 식 (A) 로 나타내는 성분이, 2 개의 방향 고리가 알킬렌 사슬을 통해서 에테르 결합으로 연결되어 있는 분자 구조이기 때문에, 1 축 연신했을 때에 이들 방향 고리가 면 방향이 아닌 방향으로 회전하기 쉬워지고, 연신에 의해 제 1 층의 Y 방향의 굴절률이 저하되기 쉬워진다.

한편, 본 발명에 있어서의 방향족 폴리에스테르 (1) 의 디올 성분은 지방족계이기 때문에, 디올 성분이 제 1 층의 굴절률 특성에 주는 영향은 본 발명의 디카르복실산 성분에 비해서 작다.

방향족 폴리에스테르 (1) 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 (1) 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 넘으면, 용융 압출하여 성형할 때에 유동성이 떨어지고, 토출 등이 불균일화하기 쉬워지는 경우가 있다. 한편, 융점이 하한값에 못 미치면, 제막성은 우수하기는 하지만, 폴리에스테르가 갖는 기계적 특성 등이 손상되기 쉬워지고, 또 본 발명의 굴절률 특성이 발현하기 어려워지는 경우가 있다.

일반적으로 공중합체는 단독 중합체에 비해 융점이 낮고, 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 그러나, 나프탈렌디카르복실산 성분 및 식 (A) 의 성분을 함유하는 공중합체인 경우, 나프탈렌디카르복실산 성분만을 갖는 단독 중합체, 혹은 식 (A) 의 성분만을 갖는 단독 중합체에 비해 융점이 낮기는 하지만, 기계적 강도는 동일한 정도라는 우수한 특성을 갖는다.

방향족 폴리에스테르 (1) 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.

나프탈렌디카르복실산 성분 및 식 (A) 로 나타내는 성분을 포함하는 경우의 방향족 폴리에스테르 (1) 의 제조 방법은, 예를 들어 국제 공개 제2008/153188호 팸플릿의 제 9 페이지에 기재되어 있는 방법에 준하여 제조할 수 있다.

(방향족 폴리에스테르 (1) 의 굴절률 특성)

이러한 특정한 공중합 성분을 포함하는 방향족 폴리에스테르 (1) 을 제 1 층에 사용하여 1 축 연신을 실시하는 경우, 제 1 층의 X 방향의 굴절률 nX 가 1.80 ∼ 1.90 인 고굴절률 특성을 갖는다. 제 1 층에 있어서의 X 방향의 굴절률이 이러한 범위에 있는 경우, 제 2 층과의 굴절률차가 커져, 충분한 반사 편광 성능을 발휘할 수 있다.

또, Y 방향의 1 축 연신 후의 굴절률 nY 와 Z 방향의 1 축 연신 후의 굴절률 nZ 의 차는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03 이하, 특히 바람직하게는 0.01 이하이다. 이들 2 방향의 굴절률차가 매우 작기 때문에, 편광이 큰 입사각으로 입사해도 색상 편차가 저감되는 효과를 발휘한다.

한편, 제 1 층을 구성하는 폴리에스테르가 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (호모 PEN) 인 경우, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 축 방향의 연신 배율에 따르지 않아, Y 방향의 굴절률 nY 는 일정하여 저하가 보이지 않는 데 반해, Z 방향의 굴절률 nZ 는 1 축 연신 배율의 증가에 수반하여 굴절률이 저하된다. 그 때문에 Y 방향의 굴절률 nY 와 Z 방향의 굴절률 nZ 의 차가 커져, 편광이 경사 방향의 입사각으로 입사했을 때에 색상 편차가 발생하기 쉬워진다.

＜방향족 폴리에스테르 (II)＞

본 발명의 제 1 층을 구성하는 폴리머로서, 방향족 폴리에스테르 (I) 이외에 이하의 방향족 폴리에스테르 (II) 의 양태도 바람직하게 예시된다.

구체적으로는, 방향족 폴리에스테르 (I) 의 식 (A) 로 나타내는 성분 대신에, 디카르복실산 성분으로서 하기 식 (B) 로 나타내는 성분을 사용하고, 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 범위에서 함유하는 방향족 폴리에스테르를 들 수 있다.

[화학식 2]

(식 (B) 중, R^B 는 비페닐기를 나타낸다)

방향족 폴리에스테르 (II) 를 구성하는 디카르복실산 성분 및 디올 성분 중, 식 (B) 로 나타내는 성분 이외의 구성에 대해서는, 방향족 폴리에스테르 (I) 과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 그들의 함유량도 방향족 폴리에스테르 (I) 에 준한다.

이러한 공중합 성분을 포함하는 방향족 폴리에스테르 (II) 의 융점은 바람직하게는 250 ∼ 280 ℃ 의 범위이며, 그 밖의 특성에 대해서는 방향족 폴리에스테르 (I) 에 준한다.

[제 2 층]

본 발명에 있어서, 1 축 연신 다층 적층 필름의 제 2 층은 공중합 폴리에스테르로 이루어지는 것이 바람직하고, 평균 굴절률 1.50 이상 1.60 이하 또한 광학 등방성의 층인 것이 바람직하다.

제 2 층에 대한 평균 굴절률은, 제 2 층을 구성하는 공중합 폴리에스테르를 단독으로 용융시키고, 다이로부터 압출하여 미연신 필름을 제조하고, 1 축 방향으로 115 ℃ 에서 5 배 연신을 실시하여 1 축 연신 필름을 제조하고, 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 대해, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하고, 그들의 평균값을 평균 굴절률로서 규정한 것이다.

또, 광학 등방성이란, 이들 X 방향, Y 방향, Z 방향의 굴절률의 2 방향간의 굴절률차가 모두 0.05 이하, 바람직하게는 0.03 이하인 것을 말한다.

제 2 층을 구성하는 공중합 폴리에스테르의 평균 굴절률은, 바람직하게는 1.53 이상 1.60 이하, 보다 바람직하게는 1.55 이상 1.60 이하, 더욱 바람직하게는 1.58 이상 1.60 이하이다. 제 2 층이 이러한 평균 굴절률을 갖고, 게다가 연신에 의해 각 방향의 굴절률차가 작은 광학 등방성 재료임으로써, 제 1 층과 제 2 층의 층간에 있어서의 연신 후의 X 방향의 굴절률차가 크고, 동시에 Y 방향의 층간의 굴절률차가 작은 굴절률 특성을 얻을 수 있고, 편광 성능을 고도로 높일 수 있어 바람직하다. 또한 제 1 층의 공중합 성분으로서 식 (A) 혹은 식 (B) 로 나타내는 성분을 사용한 경우, 각 방향의 층간의 굴절률차에 대해 상기 X 방향, Y 방향의 특징 뿐만 아니라, Z 방향의 굴절률차도 작아지고, 또한 사선으로부터의 입사각에 의한 색상 편차를 저감할 수 있어 바람직하다.

본 발명에 있어서의 제 2 층은, 본 발명의 편광도에 영향을 미치지 않는 범위이면, 제 2 층의 중량을 기준으로 하여 10 중량％ 이하의 범위 내에서 그 공중합 폴리에스테르 이외의 열가소성 수지를 제 2 폴리머 성분으로서 함유해도 된다.

본 발명에 있어서, 상기 서술하는 제 2 층의 공중합 폴리에스테르는, 90 ℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 ℃ 이상 150 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 90 ℃ 이상 120 ℃ 이하이다. 제 2 층의 공중합 폴리에스테르의 유리 전이 온도가 하한에 못 미치는 경우, 90 ℃ 에서의 내열성이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있고, 그 온도 부근에서의 열 처리 등의 공정을 포함할 때에 제 2 층의 결정화나 취화 (脆化) 에 의해 헤이즈가 상승하고, 편광도의 저하를 수반하는 경우가 있다. 또, 제 2 층의 공중합 폴리에스테르의 유리 전이 온도가 지나치게 높은 경우에는, 연신시에 제 2 층의 폴리에스테르도 연신에 의한 복굴절성이 발생하는 경우가 있고, 그에 수반하여 연신 방향에 있어서 제 1 층과의 굴절률차가 작아져, 반사 성능이 저하되는 경우가 있다.

이러한 굴절률 특성을 갖는 공중합 폴리에스테르 중에서도, 90 ℃ × 1000 시간의 열 처리로 결정화에 의한 헤이즈 상승이 전혀 일어나지 않는 점에서, 비정성의 공중합 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 비정성이란, 시차 열량 분석 (DSC) 에 있어서 승온 속도 20 ℃/분으로 승온시켰을 때의 결정 융해열량이 0.1 mJ/㎎ 미만인 것을 가리킨다.

이러한 굴절률 특성을 갖는 비정성의 공중합 폴리에스테르로서, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트, 또는 이들의 블렌드, 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체가 바람직하고, 그 중에서도 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 이러한 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서도, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 및 지환족 디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 공중합 성분으로서 포함하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 그 지환족 디올로서, 스피로글리콜, 트리시클로데칸디메탄올 및 시클로헥산디메탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하게 예시된다.

그 중에서도 공중합 성분으로서 지환족 디올을 포함하는 공중합 폴리에스테르가 바람직하고, 특히 공중합 성분으로서 지환족 디올을 포함하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 특히 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 스피로글리콜을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 폴리에스테르가 바람직하다. 스피로글리콜은 시클로헥산디메탄올과 같은 다른 지환족 디올 성분에 비해 결정 구속력이 높고, 90 ℃ × 1000 시간의 장기 열 처리시에 제 2 층의 결정화에 의한 헤이즈 업을 억제하는 점에서 바람직하다.

또, 지환족 디올을 포함하는 공중합 폴리에스테르 이외의 바람직한 제 2 층용 공중합 폴리에스테르로서, 공중합 성분이 방향족 디카르복실산 1 종 또는 2 종인 공중합 폴리에스테르를 들 수 있으며, 예를 들어 나프탈렌디카르복실산을 공중합 성분으로 하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 예시되고, 그 공중합량은 유리 전이 온도가 90 ℃ 이상이 되도록 조정된다.

또한, 지환족 디올을 공중합 성분으로서 포함하는 쪽이, 제 1 층의 폴리에스테르와의 굴절률의 관계를 보다 조정하기 쉽다.

제 2 층의 공중합 폴리에스테르를 구성하는 공중합 성분이 지환족 디올만인 경우, 스피로글리콜이 바람직하고, 그 공중합량은 10 ∼ 40 몰％ 인 것이 바람직하다. 또 제 2 층의 공중합 폴리에스테르를 구성하는 공중합 성분이 지환족 디올과 그 밖의 공중합 성분으로 이루어지는 경우에는, 지환족 디올이 10 ∼ 30 몰％, 그 밖의 공중합 성분이 10 ∼ 60 몰％ 인 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명에 있어서 제 2 층이 공중합 폴리에스테르에 의해 구성되는 경우의 공중합량에 대해, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 예로 설명하면, 제 2 층을 구성하는 폴리에스테르의 반복 단위를 100 몰％ 로 한 경우의 종 (從) 인 공중합 성분의 비율로 나타내어진다. 또 종인 성분이란, 디올 성분에 있어서의 에틸렌글리콜 성분과, 디카르복실산 성분에 있어서의 테레프탈산 성분을 제외한 성분의 합계량으로 나타내어진다.

또, 제 2 층의 공중합 폴리에스테르는, 상기 성분 이외의 공중합 성분으로서, 10 몰％ 이하의 범위 내에서, 아디프산, 아젤라산, 세바크산, 데칸디카르복실산 등의 지방족 디카르복실산；시클로헥산디카르복실산과 같은 지환족 디카르복실산 등의 산 성분, 부탄디올, 헥산디올 등의 지방족 디올 등의 글리콜 성분을 사용해도 된다.

이러한 공중합 폴리에스테르는, o-클로로페놀 용액을 사용하여 35 ℃ 에서 측정한 고유 점도가 0.55 ∼ 0.75 ㎗/g 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.60 ∼ 0.70 ㎗/g 이다.

상기 서술한 유리 전이 온도를 갖는 공중합 폴리에스테르는, 공중합 성분으로서 지환족 디올 성분 등을 사용하기 때문에 특히 미연신 방향에 있어서의 인열 강도가 저하되기 쉬워진다. 그 때문에, 그 공중합 폴리에스테르의 고유 점도를 상기 서술한 범위로 함으로써 내인열성을 높일 수 있다. 제 2 층으로서 상기 서술하는 공중합 폴리에스테르를 사용하는 경우의 고유 점도는, 내인열성의 관점에서는 보다 높은 것이 바람직하기는 하지만, 상한을 초과하는 범위에서는 제 1 층의 방향족 폴리에스테르와의 용융 점도차가 커져, 각 층의 두께가 불균일해지는 경우가 있다.

[버퍼층·중간층]

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 이러한 제 1 층, 제 2 층 이외에, 중간층을 포함하고 있어도 된다. 중간층은 층두께가 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 두께인 것이 바람직하고, 이러한 중간층을 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층 구성의 내부에 갖고 있어도 된다.

그 중간층은 본 발명에 있어서 내부 후막층 (厚膜層) 등으로 칭하는 경우가 있지만, 본 발명에 있어서 교호 적층 구성의 내부에 존재하는 후막의 층을 가리킨다. 또 본 발명에 있어서, 다층 적층 필름의 제조의 초기 단계에서 300 층 이하의 교호 적층체의 양측에 후막의 층 (두께 조정층, 버퍼층이라고 칭하는 경우가 있다) 을 형성하고, 그 후 더블링에 의해 적층 수를 늘리는 방법이 바람직하게 사용되지만, 그 경우에는 버퍼층끼리가 2 층 적층되어 중간층이 형성되는 방법이 바람직하다.

이러한 두께의 중간층을 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층 구성의 일부에 갖는 경우, 편광 기능에 영향을 미치는 일 없이, 제 1 층 및 제 2 층을 구성하는 각 층 두께를 균일하게 조정하기 쉬워진다. 이러한 두께의 중간층은, 제 1 층, 제 2 층 중 어느 것과 동일한 조성, 또는 이들 조성을 부분적으로 포함하는 조성이어도 되고, 층두께가 두껍기 때문에, 반사 특성에는 기여하지 않는다. 한편, 투과하는 편광에는 영향을 미치는 경우가 있기 때문에, 층 중에 입자를 포함하는 경우에는 입자의 설명에서 서술하는 입자 농도의 범위 내인 것이 바람직하다.

그 중간층의 두께가 하한에 못 미치면, 교호 적층 구성부의 층 구성에 흐트러짐이 발생하는 경우가 있어, 반사 성능이 저하되는 경우가 있다. 한편, 그 중간층의 두께가 상한을 초과하면, 적층 후의 1 축 연신 다층 적층 필름 전체의 두께가 두꺼워져, 박형의 액정 표시 장치의 편광판으로서 사용한 경우에 공간 절약화하기 어려운 경우가 있다. 또, 1 축 연신 다층 적층 필름 내에 복수의 중간층을 포함하는 경우에는, 각각의 중간층의 두께가 이러한 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

중간층에 사용되는 폴리머는, 본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름의 제조 방법을 이용하여 다층 구조 중에 존재시킬 수 있으면, 제 1 층 혹은 제 2 층과 상이한 수지를 사용해도 되지만, 층간 접착성의 관점에서, 제 1 층, 제 2 층 중 어느 것과 동일한 조성인 것이 바람직하고, 또는 이들 조성을 부분적으로 포함하는 조성이어도 된다.

그 중간층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1 축 연신 다층 적층 필름의 제조 방법란에 있어서 설명하는, 더블링을 실시하기 전의 300 층 이하 범위의 교호 적층체의 양측에 후막의 층 (버퍼층) 을 형성하고, 그것을 레이어 더블링 블록이라고 불리는 분기 블록을 사용하여 2 분할하고, 그것들을 재적층함으로써 내부 후막층 (중간층) 을 1 층 형성할 수 있다. 동일한 수법으로 3 분기, 4 분기함으로써 중간층을 복수 형성할 수도 있다.

[1 축 연신 다층 적층 필름의 적층 구성]

(적층 수)

본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 상기 서술한 제 1 층 및 제 2 층이 번갈아 합계 251 층 이상 적층되어 있는 것이 바람직하다. 적층 수가 251 층 미만이면, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 평균 반사율 특성에 대해, 파장 400 ∼ 800 ㎚ 에 걸쳐 일정한 평균 반사율이 얻어지지 않는 경우가 있다.

적층 수의 상한값은, 생산성 및 필름의 핸들링성 등 관점에서 2001 층 이하가 바람직하지만, 목적으로 하는 평균 반사율 특성이 얻어지면, 생산성이나 핸들링성의 관점에서 더욱 적층 수를 줄여도 되며, 예를 들어 1001 층, 501 층, 301 층이도 된다.

(각 층 두께)

제 1 층 및 제 2 층의 각 층의 두께는 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또 제 1 층의 각 층의 두께는, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 0.1 ㎛ 이하, 제 2 층의 각 층의 두께는, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 0.3 ㎛ 이하이다. 각 층의 두께는 투과형 전자 현미경을 사용하여 촬영한 사진을 기초로 구할 수 있다.

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 액정 디스플레이의 반사형 편광판으로서 사용하기 위해서, 그 반사 파장대는 가시광역으로부터 근적외선 영역인 것이 바람직하고, 제 1 층 및 제 2 층의 각 층의 두께를 이러한 범위로 함으로써, 이러한 파장역의 광을 층간의 광 간섭에 의해 선택적으로 반사하는 것이 가능해진다. 한편, 층두께가 0.5 ㎛ 를 초과하면, 반사 대역이 적외선 영역이 된다. 한편, 층두께가 0.01 ㎛ 미만이면, 폴리에스테르 성분이 광을 흡수하여 반사 성능이 얻어지기 어려워진다.

(최대 층두께와 최소 층두께의 비율)

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층두께와 최소 층두께의 비율이 모두 2.0 이상 5.0 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0 이상 4.0 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 이상 3.5 이하, 특히 바람직하게는 2.0 이상 3.0 이하이다. 이러한 층두께의 비율은, 구체적으로는 최소 층두께에 대한 최대 층두께의 비율로 나타내어진다. 제 1 층, 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층두께와 최소 층두께는, 투과형 전자 현미경을 사용하여 촬영한 사진을 기초로 구할 수 있다.

다층 적층 필름은, 층간의 굴절률차, 층 수, 층의 두께에 의해 반사하는 파장이 정해지지만, 적층된 제 1 층 및 제 2 층의 각각이 일정한 두께에서는, 특정한 파장밖에 반사할 수 없고, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 평균 반사율 특성에 대해, 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 폭넓은 파장대에 걸쳐서 균일하게 평균 반사율을 높일 수가 없기 때문에, 두께가 상이한 층을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 최대 층두께와 최소 층두께의 비율이 상한값을 초과하는 경우에는, 반사 대역이 400 ∼ 800 ㎚ 보다 넓어지고, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 반사율의 저하를 수반하는 경우가 있다.

제 1 층 및 제 2 층의 층두께는, 단계적으로 변화해도 되고, 연속적으로 변화해도 된다. 이와 같이 적층된 제 1 층 및 제 2 층의 각각이 변화함으로써, 보다 넓은 파장역의 광을 반사할 수 있다.

본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름에 있어서의 다층 구조를 적층하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 제 1 층용 폴리에스테르를 137 층, 제 2 층용 폴리에스테르를 138 층으로 분기시킨 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 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 층두께비)

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께의 비가 0.5 배 이상 4.0 배 이하의 범위인 것이 바람직하다. 제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께의 비의 하한값은, 보다 바람직하게는 0.8 이다. 또, 제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께의 비의 상한값은, 보다 바람직하게는 3.0 이다. 가장 바람직한 범위는, 1.1 이상 3.0 이하이다.

제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께의 비를 최적인 두께비로 함으로써, 다중 반사에 의한 광 누출을 보다 개량할 수 있다. 여기서 말하는 최적인 두께비란, (제 1 층의 연신 방향의 굴절률) × (제 1 층의 평균 층두께) 로 나타내는 값과, (제 2 층의 연신 방향의 굴절률) × (제 2 층의 평균 층두께) 로 나타내는 값 (광학 두께) 이 균등해지는 두께이며, 본 발명의 각 층의 굴절률 특성으로부터 환산하면, 제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께의 비의 바람직한 범위는 1.1 ∼ 3.0 정도이다.

[1 축 연신 필름]

본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 목적으로 하는 반사 편광 필름으로서의 광학 특성을 얻기 위해서, 적어도 1 축 방향으로 연신되어 있다. 본 발명에 있어서의 1 축 연신에는, 1 축 방향으로만 연신한 필름 외에, 2 축 방향으로 연신된 필름으로서, 일방향으로 보다 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, 일방으로 보다 연신된 필름의 경우에는, 보다 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, 일방향으로 보다 연신된 필름의 경우, 편광이나 굴절률과의 관계에서의 「연신 방향」 이란, 보다 연신된 방향을 가리킨다.

연신 방법으로는, 봉상 (棒狀) 히터에 의한 가열 연신, 롤 가열 연신, 텐터 연신 등 공지된 연신 방법을 이용할 수 있지만, 롤과의 접촉에 의한 흠집의 저감이나 연신 속도 등의 관점에서, 텐터 연신이 바람직하다.

[제 1 층과 제 2 층의 층간의 굴절률 특성]

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 이러한 범위에 있음으로써, 반사 특성을 효율적으로 높일 수 있고, 보다 적은 적층 수로 높은 반사율을 얻을 수 있으므로 바람직하다.

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 함께 상기 서술한 범위에 있음으로써, 편광이 큰 입사각으로 입사했을 때에 색상 편차를 억제할 수 있어 바람직하다. 여기서 말하는 편광이란, 본 발명의 특징인 경사 45° 방위에 주목한 것이 아니라, 종래부터 검토되고 있는 S 편광 혹은 P 편광에 대해 경사진 입사각으로 입사했을 때에 색상 편차에 주목한 것이다.

즉, 필름의 연신 방향 (본 발명에서 말하는 X 방향, 혹은 소광축 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 P 편광, 혹은 수직인 S 편광에 대해, 필름의 연신 방향 (본 발명에서 말하는 X 방향, 혹은 소광축 방향) 을 포함하는 입사면에 있어서 경사진 입사각으로 관찰한 경우의 색상 편차 (좌우의 시야각 특성) 를 해소할 수 있어 바람직하다.

(평균 반사율)

본 발명의 반사 편광 필름은, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대해, 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 평균 반사율은, 98 ％ 이상 100 ％ 이하인 것이 바람직하다. P 편광 성분에 대한 평균 반사율이 이와 같이 높음으로써, P 편광의 투과량을 종래보다 억제하고, S 편광을 선택적으로 투과시키는 높은 편광 성능이 발현하고, 99.5 ％ 이상의 고편광도가 얻어지고, 흡수형 편광판을 병용하는 일 없이, 단독으로 액정 셀에 인접하는 편광판으로서 사용할 수 있다. 동시에, 투과축과 직교 방향의 P 편광이 그 반사 편광 필름에 흡수되지 않고 고도로 반사됨으로써, 이러한 반사광을 재이용시키는 휘도 향상 필름으로서의 기능도 겸비할 수 있다.

또, 본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대해, 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 평균 반사율이 40 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 30 ％ 이하, 특히 바람직하게는 20 ％ 이하, 가장 바람직하게는 15 ％ 이하이다. 또 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 평균 반사율의 하한은 5 ％ 인 것이 바람직하다.

수직 방향으로 입사하는 S 편광 성분에 대한 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 평균 반사율이 이러한 범위 내임으로써, 광원과 반대측에 투과되는 S 편광량이 증대한다. 한편, S 편광 성분에 관한 평균 반사율이 상한값을 넘는 경우, 1 축 연신 다층 적층 필름으로서의 편광 투과율이 저하되기 때문에, 액정 셀에 인접하는 편광판으로서 사용한 경우에 성능이 충분히 발현하지 않는 경우가 있다. 한편, 이러한 범위 내에서 보다 S 편광 성분의 반사율이 낮은 쪽이 S 편광 성분의 투과율이 높아지기는 하지만, 하한값보다 낮게 하는 것은 조성이나 연신과의 관계에서 어려운 경우가 있다.

P 편광 성분에 대해 상기 서술한 평균 반사율 특성을 얻기 위해서는, 제 1 층 및 제 2 층의 교호 적층으로 구성되는 1 축 연신 다층 적층 필름에 있어서, 각 층을 구성하는 폴리머로서, 각각 상기 서술한 특징을 갖는 폴리에스테르를 사용하고, 연신 방향 (X 방향) 으로 일정한 연신 배율로 연신하여 제 1 층의 필름 면내 방향을 복굴절률화시킴으로써, 연신 방향 (X 방향) 에 있어서의 제 1 층과 제 2 층의 굴절률차를 크게 할 수 있어, 달성할 수 있다. 또, 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장역에 있어서 이러한 평균 반사율을 얻기 위해서, 제 1 층, 제 2 층의 각 층 두께를 조정하는 방법을 들 수 있다.

또, S 편광 성분에 대해 상기 서술한 평균 반사율 특성을 얻기 위해서는, 제 1 층 및 제 2 층의 교호 적층으로 구성되는 1 축 연신 다층 적층 필름에 있어서, 각 층을 구성하는 폴리머 성분으로서 상기 서술한 폴리에스테르를 사용하고, 또한 그 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 으로 연신하지 않거나, 저연신 배율에 의한 연신에 그침으로써, 그 직교 방향 (Y 방향) 에 있어서의 제 1 층과 제 2 층의 굴절률차를 매우 작게 할 수 있어, 달성된다. 또, 파장 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장역에 있어서 이러한 평균 반사율을 얻기 위해서, 제 1 층, 제 2 층의 각 층 두께를 조정하는 방법을 들 수 있다.

[필름 두께]

본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름의 필름 두께는 15 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또한 50 ㎛ 이상 180 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

[고유 점도]

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 고유 점도가 0.55 ㎗/g 이상 0.75 ㎗/g 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.57 ㎗/g 이상 0.70 ㎗/g 이하이다. 필름의 고유 점도가 하한값에 못 미치면, 미연신 방향에 있어서의 인열 강도가 저하되어 1 축 연신 다층 적층 필름 제막시 또는 액정 표시 장치용 광학 부재 제조시의 공정에서 파단이 발생하는 경우가 있다. 한편, 필름의 고유 점도가 상한값을 초과하면, 용융 점도가 상승하기 때문에, 생산성의 저하를 수반하는 경우가 있다.

[광각 X 선 회절 측정]

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 광각 X 선 회절 측정에 있어서, 알킬렌나프탈레이트의 결정 구조에서 유래하는 (―110) 면의 회절 피크가 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다.

알킬렌나프탈레이트의 결정 구조에서 유래하는 (―110) 면의 회절 피크가 높으면, 제 1 층의 필름 면내 방향을 복굴절률화시킴으로써, 연신 방향의 제 1 층과 제 2 층의 굴절률차를 크게 할 수 있어, 편광도를 올리기 쉬워진다. 그러나, 면배향 성분이 많아짐으로써, 방향족 폴리에스테르 (I), 방향족 폴리에스테르 (II) 와 같은 조성이더라도, Y 방향 및 Z 방향 각각의 층간에 굴절률차가 발생하는 경우가 있어, 본 발명에서 규정하는 경사 45° 방위의 편광에 대해 색상 편차가 발생하는 경우가 있다.

그 때문에, 광각 X 선 회절 측정에 있어서 알킬렌나프탈레이트의 결정 구조에서 유래하는 (―110) 면의 회절 피크가 확인되지 않는 범위에서, 연신 온도 및 연신 배율을 선택하는 것이 바람직하다.

[1 축 연신 다층 적층 필름의 제조 방법]

다음으로, 본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름의 제조 방법에 대하여 상세히 서술한다.

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 제 1 층을 구성하는 폴리머와 제 2 층을 구성하는 폴리머를 용융 상태로 번갈아 중첩하여 합계 300 층 이하의 교호 적층체를 제조하고, 그 양면에 막두께의 층 (버퍼층) 을 형성하고, 레이어 더블링이라고 불리는 장치를 사용하여 그 버퍼층을 갖는 교호 적층체를 예를 들어 2 ∼ 4 분할하고, 그 버퍼층을 갖는 교호 적층체를 1 블록으로 하여 블록의 적층 수 (더블링수) 가 2 ∼ 4 배가 되도록 재차 적층하는 방법으로 적층 수를 늘릴 수 있다. 이러한 방법에 의해, 다층 구조의 내부에 버퍼층끼리가 2 층 적층된 중간층을 갖는 1 축 연신 다층 적층 필름을 얻을 수 있다.

이러한 교호 적층체는, 각 층의 두께가 단계적 또는 연속적으로 2.0 ∼ 5.0 배의 범위에서 변화하도록 적층된다.

상기 서술한 방법으로 원하는 적층 수로 적층화된 다층 미연신 필름은, 제막 방향, 또는 그에 직교하는 폭 방향 중 적어도 1 축 방향 (필름면을 따른 방향) 으로 연신된다. 연신 온도는, 제 1 층의 폴리머의 유리 전이점의 온도 (Tg) ∼ (Tg ＋ 20) ℃ 의 범위에서 실시되고, 종래보다 낮은 온도에서 연신을 실시함으로써, 필름의 배향 특성을 고도로 제어할 수 있다.

연신 배율은 2 ∼ 5.8 배로 실시하고, 더욱 바람직하게는 4.5 ∼ 5.5 배이다. 이러한 범위 내에서 연신 배율이 클수록, 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 개개의 층의 면 방향의 편차가 연신에 의한 박층화에 의해 작아지고, 다층 연신 필름의 광 간섭이 면 방향으로 균일화되고, 또 제 1 층과 제 2 층의 연신 방향의 굴절률차가 커지므로 바람직하다. 이 때의 연신 방법은, 봉상 히터에 의한 가열 연신, 롤 가열 연신, 텐터 연신 등 공지된 연신 방법을 이용할 수 있지만, 롤과의 접촉에 의한 흠집의 저감이나 연신 속도 등의 관점에서, 텐터 연신이 바람직하다. 한편, 상한을 초과하는 배율로 연신을 실시하면, 제 1 층의 면배향 성분이 많아짐으로써, 방향족 폴리에스테르 (I), 방향족 폴리에스테르 (II) 와 같은 조성을 이용해도, Y 방향 및 Z 방향 각각의 층간에 굴절률차가 발생하고, 본 발명에서 규정하는 경사 45° 방위의 투과율 파형의 진폭이 커지는 결과, 색상 편차가 커진다.

또, 연신 온도를 또한 제 1 층의 폴리머의 유리 전이점의 온도 (Tg) ∼ (Tg ＋ 13) ℃ 의 저온역으로 하고, 연신 배율을 바람직한 범위로 함으로써, 또한 경사 45° 방위에서의 파형을 작게 할 수 있고, 색 편차를 고도로 제어할 수 있다.

또, 이러한 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 으로도 연신 처리를 실시하고, 2 축 연신을 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 또한 (Tg) ∼ (Tg ＋ 30) ℃ 의 온도에서 열 고정을 실시하면서, 5 ∼ 15 ％ 의 범위에서 연신 방향으로 토아웃 (재연신) 시킴으로써, 얻어진 1 축 연신 다층 적층 필름의 배향 특성을 고도로 제어할 수 있다.

[액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름]

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 다층 구조의 반사 편광 필름이면서, 99.5 ％ 이상의 고편광도와, 투과되지 않는 편광을 반사시켜 재이용할 수 있는 휘도 향상 필름으로서의 기능을 구비하고 있고, 게다가 경사 45° 방위에서의 색상 편차가 해소되기 때문에, 흡수형 편광판을 병용하는 일 없이, 단독으로 액정 셀에 인접하여 사용되는 액정 디스플레이의 편광판으로서 사용할 수 있으며, 특히 대화면 액정 디스플레이의 편광판으로서 사용한 경우에, 모든 시야각으로부터 시인해도 색상 편차가 적고, 색상의 재현성이 높은 고성능인 대화면 액정 디스플레이를 제공할 수 있다.

[액정 디스플레이용 광학 부재]

본 발명에는, 본 발명의 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층된 액정 디스플레이용 광학 부재도 발명의 일 양태로서 포함된다. 이러한 광학 부재는 액정 패널이라고도 칭해진다. 이러한 광학 부재는 도 3 에 있어서의 5 에 상당하고, 제 1 편광판은 3, 액정 셀은 2, 제 2 편광판은 1 에 상당한다.

종래에는 액정 셀의 양측의 편광판으로서, 흡수형 편광판을 적어도 가짐으로써 높은 편광 성능이 얻어지고 있었던 바, 본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름을 사용한 편광판이면, 종래의 다층 적층 필름으로는 도달할 수 없었던 고편광 성능이 얻어지기 때문에, 흡수형 편광판 대신에 액정 셀과 인접하여 사용되는 편광판으로서 사용할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 특징은, 제 1 편광판으로서 본 발명의 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 편광판을 액정 셀의 일방에 있어서 단독으로 사용하는 것에 있으며, 바람직하게는 제 1 편광판이 흡수형 편광판과 적층된 구성은 제외된다.

액정 셀의 종류는 특별히 한정되지 않고, VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 벤드 배향 (π 형) 등, 임의 타입의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 본 발명은 일반적으로 경사 45° 방위로부터의 시야각 특성의 요구가 높은 VA 모드나 IPS 모드에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

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 액정 디스플레이용 편광판을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 디스플레이용 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 층간의 접착성을 높이는 층 (이하, 점착층이라고 칭하는 경우가 있다), 보호층 등을 개재시켜 적층되어도 된다.

[액정 디스플레이용 광학 부재의 형성]

액정 셀에 편광판을 배치하는 방법으로는, 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 관점에 있어서, 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. 이에 따라, 통례의 취급 상태로 점착층에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이형 필름으로는, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등을, 필요에 따라 실리콘계나 장사슬 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 박리제로 코트 처리한 것을 사용한다.

[액정 디스플레이]

본 발명에는, 광원과 본 발명의 액정 디스플레이용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는 액정 디스플레이도 발명의 일 양태로서 포함된다.

도 3 에 본 발명의 실시형태의 하나인 액정 디스플레이의 개략 단면도를 나타낸다. 액정 디스플레이는 광원 (4) 및 액정 패널 (5) 을 갖고, 또한 필요에 따라 구동 회로 등을 장착한 것이다. 액정 패널 (5) 은, 액정 셀 (2) 의 광원 (4) 측에 제 1 편광판 (3) 을 구비한다. 또, 액정 셀 (2) 의 광원측과 반대측, 즉, 시인측에 제 2 편광판 (1) 을 구비하고 있다. 액정 셀 (2) 로는, 예를 들어 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 벤드 배향 (π 형) 등의 임의 타입의 것을 이용할 수 있다. 본 발명은 일반적으로 경사 45° 방위로부터의 시야각 특성의 요구가 높은 VA 모드나 IPS 모드에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 액정 디스플레이는, 액정 셀 (2) 의 광원측에, 고편광 성능을 갖는 본 발명의 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판 (3) 을 배치함으로써, 종래의 흡수형 편광판 대신에 단독으로 액정 셀과 첩합하여 사용할 수 있으며, 게다가 99.5 ％ 이상의 매우 높은 편광 성능을 구비하기 때문에, 액정 디스플레이의 명료도/암휘도로부터 구해지는 콘트라스트에 관하여, 액정 텔레비전에서 실용적으로 구해지는 정도의 매우 높은 레벨의 콘트라스트를 얻을 수 있다.

본 발명의 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판은, 종래의 흡수형 편광판에 필적하는 99.5 ％ 이상의 높은 편광 성능과, 투과되지 않는 편광을 반사시켜 재이용할 수 있는 휘도 향상 필름으로서의 기능을 구비하기 때문에, 광원 (4) 과 제 1 편광판 (3) 의 사이에 또한 휘도 향상 필름이라고 불리는 반사형 편광판을 사용할 필요가 없고, 휘도 향상 필름과 액정 셀에 인접하여 사용되는 편광판의 기능을 일체화시킬 수 있기 때문에, 부재 수를 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 액정 디스플레이는, 제 1 편광판으로서 본 발명의 액정 디스플레이용 편광판을 사용함으로써, 종래부터 검토되고 있는 좌우로 기울인 경우의 색상 편차의 해소, 즉 필름의 연신 방향 (본 발명에서 말하는 X 방향, 혹은 소광축 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 S 편광에 대해, 필름의 연신 방향 (본 발명에서 말하는 X 방향, 혹은 소광축 방향) 을 포함하는 입사면에 있어서 경사진 입사각으로 관찰한 경우의 색상 편차의 해소에 더하여, 또한 본 발명에서 규정하는 경사 45° 방위각에서의 색상 편차에 대해서도 해소할 수 있는 특징을 갖는다. 그 때문에, 예를 들어 대화면의 액정 디스플레이에 대해, 좌우 방향 뿐만 아니라, 45° 방위와 같은 경사진 위치에서 경사진 각도로 시인한 경우에도, 투사한 영상의 컬러가 그대로 재현된다.

또, 통상적으로는 도 3 에 나타내는 바와 같이, 액정 셀 (2) 의 시인측에 제 2 편광판 (1) 이 배치된다. 제 2 편광판 (1) 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 (2) 의 시인측에는, 제 2 편광판 이외에도, 예를 들어 광학 보상 필름 등의 각종 광학층을 형성할 수 있다.

[액정 디스플레이의 형성]

액정 디스플레이용 광학 부재 (액정 패널) 와 광원을 조합하고, 또한 필요에 따라 구동 회로 등을 장착함으로써 본 발명의 액정 디스플레이가 얻어진다. 또, 이들 이외에도 액정 디스플레이의 형성에 필요한 각종 부재를 조합할 수 있지만, 본 발명의 액정 디스플레이는 광원으로부터 사출되는 광을 제 1 편광판에 입사시키는 것인 것이 바람직하다.

일반적으로 액정 디스플레이의 광원은, 직하 방식과 사이드라이트 방식으로 대별되지만, 본 발명의 액정 디스플레이에 있어서는, 방식의 한정없이 사용 가능하다.

이와 같이 하여 얻어진 액정 디스플레이는, 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 노트 퍼스널 컴퓨터, 복사기 등의 OA 기기, 휴대 전화, 스마트 폰, 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 있으며, 특히 대화면 액정 디스플레이의 편광판으로서 사용한 경우에 그 효과가 현저하게 발현한다.

실시예

이하에, 본 발명의 실시예를 들어 설명하는데, 본 발명은 이하에 나타낸 실시예에 제한되는 것은 아니다.

또한, 실시예 중의 물성이나 특성은, 하기 방법으로 측정 또는 평가하였다.

(1) P 편광 및 S 편광의 평균 투과율, 편광도

얻어진 반사 편광 필름을 편광도 측정 장치 (닛폰 분광 주식회사 제조 「VAP7070S」) 를 사용하여 P 편광의 투과율, S 편광의 투과율, 및 편광도를 측정하였다.

편광 필터의 투과축을 필름의 연신 방향 (X 방향) 과 맞추도록 배치한 경우의 측정값을 P 편광으로 하고, 편광 필터의 투과축을 필름의 연신 방향과 직교하도록 배치한 경우의 측정값을 S 편광으로 했을 때의 편광도 (P, 단위 ％) 는 이하의 식 (1) 로 나타내어진다.

편광도 (P) = {(Ts ― Tp)/(Tp ＋ Ts)} × 100 … (1)

또한, 측정광의 입사각은 0 도로 설정하여 측정을 실시하였다.

(2) 45° 방위, 입사각 60° 의 편광 투과율

얻어진 반사 편광 필름을 사용하고, 측정 장치로서 편광도 측정 장치 (닛폰 분광 주식회사 제조 「VAP7070S」) 를 사용하여, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 필름을 기울인 경우에서의, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위의 투과율을 측정하고, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위의 투과율 파형을 기초로 최소 투과율과 최대 투과율을 구하고, 그 차를 진폭으로 하였다. 이러한 측정은 편광 필터의 투과축을 필름의 투과축 (Y 방향) 과 평행이 되도록 배치하여 실시되었다.

(3) 평균 반사율

분광 광도계 (시마즈 제작소 제조, MPC-3100) 를 사용하고, 광원측에 편광 필터를 장착하고, 각 파장에서의 황산바륨 표준판과 반사 편광 필름의 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 편광으로 하고, 편광 필터의 투과축을 필름의 연신 방향과 직교하도록 배치한 경우의 측정값을 S 편광으로 하였다. 각각의 편광 성분에 대해, 400 - 800 ㎚ 범위에서의 반사율의 평균값을 평균 반사율로 하였다. 또한, 측정광의 입사각은 0 도로 설정하여 측정을 실시하였다.

(4) 폴리머의 융점 (Tm) 및 유리 전이점 (Tg)

각 층 시료를 10 ㎎ 샘플링하고, DSC (TA 인스트루먼트사 제조, 상품명：DSC Q400) 를 사용하고, 20 ℃/min. 의 승온 속도로, 각 층을 구성하는 폴리머의 융점 및 유리 전이점을 측정한다.

(5) 폴리머의 특정 그리고 공중합 성분 및 각 성분량의 특정

필름의 각 층에 대해, ¹H-NMR 측정으로부터 폴리머 성분 그리고 공중합 성분 및 각 성분량을 특정하였다.

(6) 각 층의 두께

1 축 연신 다층 적층 필름을 필름 길이 방향 2 ㎜, 폭 방향 2 ㎝ 로 잘라내고, 포매 캡슐에 고정 후, 에폭시 수지 (리파인텍 (주) 제조 에포마운트) 로 포매하였다. 포매된 샘플을 미크로톰 (LEICA 제조 ULTRACUT UCT) 으로 폭 방향으로 수직으로 절단하고, 5 ㎚ 두께의 박막 절편으로 하였다. 투과형 전자 현미경 (히타치 S-4300) 을 사용하여 가속 전압 100 ㎸ 로 관찰 촬영하고, 사진으로부터 각 층의 두께를 측정하였다.

1 ㎛ 이상 두께의 층에 대해, 다층 구조의 내부에 존재하고 있는 것을 중간층, 최표층에 존재하고 있는 것을 최외층으로 하고, 각각의 두께를 측정하였다. 또 중간층이 복수 존재하는 경우에는, 그들의 평균값으로부터 중간층 두께를 구하였다.

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

또 얻어진 각 층의 두께를 기초로, 제 1 층의 평균 층두께, 제 2 층의 평균 층두께를 각각 구하고, 제 1 층의 평균 층두께에 대한 제 2 층의 평균 층두께를 산출하였다.

또한, 제 1 층과 제 2 층의 두께를 구할 때에, 중간층 및 최외층은 제 1 층과 제 2 층에서 제외하였다.

(7) 필름 전체 두께

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

(8) 광각 X 선 회절 피크 측정

X 선 회절 장치 (리가쿠 전기 제조 ROTAFLEX RINT2500HL) 를 사용하여, 이하의 조건으로 측정하였다. X 선원으로서 CuK-α 를 사용하여, 발산 슬릿 1/2°, 산란 슬릿 1/2°, 수광 슬릿 0.15 ㎜, 스캔 스피드 1000°/분의 조건으로 2θ 각도 10° 에서 60° 까지 측정하고, Pseudo Voight 피크 모델을 이용한 다중 반사 피크 분리법에 의해, 결정면 유래의 회절 피크, 아모르퍼스 유래의 헤일로, 백그라운드를 분리한다. 결정면 유래의 회절 피크 중, 결정 (―110) 면에 상당하는 회절 피크의 존재 유무를 확인하였다.

(9) 휘도 향상 효과

VA 형 액정 디스플레이 패널 (샤프 제조 AQUOS LC-20E90 2011년 제조) 을 사용하여, 그 중의 하측 편광판 (광원측 편광판) 과 광학 보상 필름을 제거하고, 다층 적층 필름 샘플과 치환하고, 백색 표시했을 때의 액정 디스플레이 화면의 정면 휘도를 옵트 디자인사 제조 FPD 시야각 측정 평가 장치 (ErgoScope88) 로 측정하고, 비교예 1 에 대한 휘도의 상승률을 산출하고, 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

(10) 시야각 특성 (경사 45° 방위에서의 색상)

상기 서술한 (9) 와 동일하게 평가용의 표시 장치를 제조하고, 흑색 표시를 했을 때의 액정 디스플레이 화면에 대해, 화면의 정면에서 관찰했을 때의 색을 기준으로 하고, 화면의 상하 방향을 0° 로 한 45° 방위에 있어서, 화면에 수직인 방향으로부터 60° 의 각도로 관찰했을 때의 색 변화를, 하기의 기준으로 평가하였다.

◎：비교예 1 에 대해 색 변화가 동등 레벨

○：비교예 1 에 대해 색 변화가 약간 있기는 하지만, 흑색으로서 인식할 수 있다

×：비교예 1 에 대해 색 변화가 있고, 또 흑색 이외의 색이 보인다

(11) 콘트라스트

퍼스널 컴퓨터의 표시 디스플레이로서 얻어진 액정 디스플레이를 사용하고, 퍼스널 컴퓨터에 의해 백색 및 흑색 화면을 표시했을 때의 액정 디스플레이 화면의 정면 휘도를 옵트 디자인사 제조 FPD 시야각 측정 평가 장치 (ErgoScope88) 로 측정하고, 백색 화면에서 명료도를, 또 흑색 화면에서 암휘도를 각각 구하고, 명료도/암휘도로부터 구해지는 콘트라스트를 이하의 기준으로 평가하였다.

◎：콘트라스트 (명료도/암휘도) 2000 이상

○：콘트라스트 (명료도/암휘도) 1000 이상 2000 미만

×：콘트라스트 (명료도/암휘도) 1000 미만

[비교예 1]

(편광자의 제조)

폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 [쿠라레 제조 상품명 「9P75R (두께：75 ㎛, 평균 중합도：2,400, 비누화도 99.9 몰％)」] 을 주속 (周速) 이 상이한 롤간에서 염색하면서 연신 반송하였다. 먼저, 30 ℃ 의 수욕 중에 1분간 침지시켜 폴리비닐알코올 필름을 팽윤시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 30 ℃ 의 요오드화칼륨 농도 0.03 중량％, 요오드 농도 0.3 중량％ 의 수용액 중에서 1 분간 침지함으로써, 염색하면서 반송 방향으로, 전혀 연신하고 있지 않는 필름 (원래 길이) 을 기준으로 하여 3 배로 연신하였다. 다음으로 60 ℃ 의 붕산 농도 4 중량％, 요오드화칼륨 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 1200, 비누화도 98.5 몰％, 아세트아세틸화도 5 몰％) 100 중량부에 대해, 메틸올멜라민 50 중량부를 30 ℃ 의 온도 조건하에서 순수에 용해하고, 고형분 농도 3.7 중량％ 의 수용액을 조제하였다. 이 수용액 100 중량부에 대해, 정전하를 갖는 알루미나 콜로이드 (평균 입자경 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 범위이고, 알루미나 콜로이드의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 74 중량부였다.

(흡수형 편광판의 제조)

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

(액정 패널의 제조)

VA 모드의 액정 셀을 구비하고, 직하형 백라이트를 채용한 액정 텔레비전 (샤프 제조 AQUOS LC-20E90 2011년 제조) 으로부터 액정 패널을 꺼내고, 액정 셀의 상하에 배치되어 있던 편광판 및 광학 보상 필름을 제거하여, 그 액정 셀의 유리면 (표리) 을 세정하였다. 계속해서, 상기 액정 셀의 광원측의 표면에, 원래의 액정 패널에 배치되어 있던 광원측 편광판의 흡수축 방향과 동일한 흡수축 방향이 되도록, 아크릴계 점착제를 개재시켜 상기 편광판 X 를 액정 셀에 배치하였다.

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

(액정 디스플레이의 제조)

상기 액정 패널을 원래의 액정 텔레비전에 장착하고, 액정 텔레비전의 광원을 점등시키고, 퍼스널 컴퓨터로 백색 화면 및 흑색 화면을 표시하여, 액정 디스플레이의 휘도를 평가하였다.

[실시예 1]

2,6-나프탈렌디카르복실산디메틸, 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산, 그리고 에틸렌글리콜을, 티탄테트라부톡시드의 존재하에서 에스테르화 반응 및 에스테르 교환 반응을 실시하고, 또한 계속해서 중축합 반응을 실시하고, 고유 점도 0.63 ㎗/g 으로, 산 성분의 70 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 30 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산 성분 (표 중, ENA 라고 기재), 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르 (표 중, ENA30PEN 이라고 기재) 를 제 1 층용 폴리에스테르로 하고, 제 2 층용 폴리에스테르로 하여 고유 점도 0.70 ㎗/g 의 2,6-나프탈렌디카르복실산 30 ㏖％, 스피로글리콜 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 (NDC30SPG20PET) 를 준비하였다.

준비한 제 1 층용 폴리에스테르를 170 ℃ 에서 5 시간 건조, 제 2 층용 폴리에스테르를 85 ℃ 8 시간 건조 후, 각각 제 1, 제 2 압출기에 공급하고, 300 ℃ 까지 가열하여 용융 상태로 하고, 제 1 층용 폴리에스테르를 138 층, 제 2 층용 폴리에스테르를 137 층으로 분기시킨 후, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층되고, 또한 제 1 층과 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층두께와 최소 층두께가 최대/최소로 3.1 배, 3.0 배까지 연속적으로 변화하는 다층 피드 블록 장치를 사용하여, 제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 총수 275 층의 적층 상태의 용융체로 하고, 그 적층 상태를 유지한 채로, 그 양측에 제 3 압출기로부터 제 2 층용 폴리에스테르와 동일한 폴리에스테르를 3 층 피드 블록으로 유도하고, 총수 275 층의 적층 상태의 용융체의 적층 방향의 양측에 버퍼층을 또한 적층하였다. 양측 버퍼층의 합계가 전체의 30 ％ 가 되도록 제 3 압출기의 공급량을 조정하였다. 그 적층 상태를 또한 레이어 더블링 블록으로, 3 분기하여 1：1：1 의 비율로 적층하고, 내부에 2 개의 중간층, 최표층에 2 개의 최외층을 포함하는 전체 층 수 829 층의 적층 상태를 유지한 채로 다이로 유도하고, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하여, 제 1 층과 제 2 층의 평균 층두께 비가 1.0：2.6 이 되도록 조정하고, 전체 층 수 829 층의 미연신 다층 적층 필름을 제조하였다.

이 다층 미연신 필름을 115 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 5.0 배로 연신하고, 또한 115 ℃ 에서 동방향으로 15 ％ 연신하면서 120 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하였다. 얻어진 1 축 연신 다층 적층 필름의 두께는 105 ㎛ 였다.

(액정 패널의 형성)

상기 비교예 1 에 있어서, 광원측의 제 1 편광판으로서 편광판 X 대신에, 얻어진 반사 편광 필름을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 액정 셀의 광원측 주면에 얻어진 반사 편광 필름 (제 1 편광판), 시인측 주면에 편광판 X (제 2 편광판) 가 배치된 액정 패널을 얻었다.

(액정 디스플레이의 제조)

상기의 액정 패널을 원래의 액정 디스플레이에 장착하고, 액정 디스플레이의 광원을 점등시키고, 퍼스널 컴퓨터로 백색 화면 및 흑색 화면의 휘도를 평가하였다.

이와 같이 하여 얻어진 1 축 연신 다층 적층 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 1 축 연신 다층 적층 필름의 물성 및 액정 디스플레이의 물성을 표 2 에 나타낸다.

[실시예 2 ∼ 5]

표 1 에 나타내는 바와 같이, 각 층의 수지 조성이나 층두께, 연신 조건을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 1 축 연신 다층 적층 필름을 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 1 축 연신 다층 적층 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 1 축 연신 다층 적층 필름의 물성 및 액정 디스플레이의 물성을 표 2 에 나타낸다.

실시예 2 에서는, 제 1 층용 폴리에스테르에 ENA40PEN (산 성분의 60 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 40 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산 성분, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르), 제 2 층용 폴리에스테르에 IA20PET (이소프탈산 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 사용하였다. 또, 연신 온도 120 ℃, 연신 배율 5.1 배로 연신한 필름을 얻었다.

실시예 3 에서는 제 1 층 폴리에스테르, 제 2 층 폴리에스테르로서 실시예 1 과 동일한 재료를 사용하고, 연신 온도 130 ℃, 연신 배율 5.8 배로 연신하고, 또한, 130 ℃ 에서 동방향으로 15 ％ 연신하면서 130 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하고, 필름을 얻었다.

실시예 4 에서는, 제 1 층 폴리에스테르에 ENA35PEN (산 성분의 65 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 35 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산 성분, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르), 제 2 층용 폴리에스테르에 이스트만 케미컬 제조의 상품명 「PETG」 (CHDM30PET, 시클로헥산디메탄올 30 몰％ 를 포함하는 공중합 PET) 를 사용하고, 연신 온도 130 ℃, 연신 배율 5.8 배로 연신하고, 또한, 130 ℃ 에서 동방향으로 10 ％ 연신하면서 130 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하고, 필름을 얻었다.

실시예 5 에서는, 제 1 층 폴리에스테르에 BB30PEN (산 성분의 70 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 30 몰％ 가 디페닐디카르복실산 성분, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르), 제 2 층용 폴리에스테르에 이스트만 케미컬 제조의 상품명 「PCTA AN004」 (폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체) 를 사용하고, 연신 온도 125 ℃, 연신 배율 4.6 배로 연신하고, 또한, 125 ℃ 에서 동방향으로 10 ％ 연신하면서 125 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하고, 필름을 얻었다.

또 상기 비교예 1 에 있어서, 광원측의 제 1 편광판으로서 편광판 X 대신에, 얻어진 반사 편광 필름을 사용한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 액정 셀의 광원측 주면에 얻어진 반사 편광 필름 (제 1 편광판), 시인측 주면에 편광판 X (제 2 편광판) 가 배치된 액정 패널을 얻었다.

상기 액정 패널을 원래의 액정 디스플레이에 장착하고, 액정 디스플레이의 광원을 점등시키고, 퍼스널 컴퓨터로 백색 화면 및 흑색 화면의 휘도를 평가하였다.

[비교예 2]

제 1 층용 폴리에스테르에 ENA35PEN (산 성분의 65 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 35 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산 성분, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르), 제 2 층용 폴리에스테르에 IA20PET (이소프탈산 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 사용하였다. 또, 연신 온도 135 ℃, 연신 배율 6.0 배로 연신하고, 또한, 135 ℃ 에서 동방향으로 15 ％ 연신하면서 120 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하고, 필름을 얻었다.

본 비교예 2 는 실시예와 동일한 공중합 폴리에스테르이면서, 연신 배율, 연신 온도가 높기 때문에, 제 1 층의 면배향 성분이 높아지고, 그에 수반하여 Z 방향의 층간의 굴절률차가 충분하지 않았기 때문에, 경사 45° 방위에서의 투과율 파형의 편차가 크고, 액정 디스플레이로 시야각 특성을 평가했을 때, 색상 편차가 충분히 해소되지 않았다. 또 적층 수도 불충분하였던 결과, 편광도도 낮았다.

[비교예 3]

제 1 층용 폴리에스테르에 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), 제 2 층용 폴리에스테르에 IA20PET (이소프탈산 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트) 를 사용하였다. 또, 연신 온도 120 ℃, 연신 배율 5.2 배로 연신하고, 또한, 120 ℃ 에서 동방향으로 15 ％ 연신하면서 120 ℃ 에서 3 초간 열 고정 처리를 실시하고, 필름을 얻었다. 본 비교예 3 은 방향족 폴리에스테르 (I) 의 식 (A) 로 나타내는 성분의 비율이 실시예보다 적기 때문에, 경사 45° 방위에서의 투과율 파형의 편차가 크고, 액정 디스플레이로 시야각 특성을 평가했을 때, 색상 편차가 충분히 해소되지 않았다.

산업상 이용가능성

본 발명에 있어서의 1 축 연신 다층 적층 필름은, 다층 구조의 폴리머 필름으로 이루어지는 반사형 편광판이면서, 고편광 성능을 갖고, 게다가 경사 45° 방위에서의 색상 편차가 해소되기 때문에, 보다 고화질의 표시가 요구되는 액정 디스플레이의 편광판에 적합하게 사용할 수 있으며, 이러한 편광판을 액정 셀과 인접하는 편광판으로서 사용하는 액정 디스플레이용 광학 부재 및 액정 디스플레이를 제공할 수 있다.

1 : 제 2 편광판
2 : 액정 셀
3 : 제 1 편광판
4 : 광원
5 : 액정 패널

Claims

제 1 층과 제 2 층이 번갈아 적층된 1 축 연신 다층 적층 필름으로 이루어지는 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로서, 그 반사 편광 필름의 하기 식 (1) 로 나타내는 편광도 (P) 가 99.5 ％ 이상이며,
편광도 (P) = {(Ts ― Tp)/(Tp ＋ Ts)} × 100 … (1)
(식 (1) 중, Tp 는 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장 범위에 있어서의 P 편광의 평균 투과율, Ts 는 400 ∼ 800 ㎚ 의 파장 범위에 있어서의 S 편광의 평균 투과율을 각각 나타낸다)
1 축 연신 방향 (X 방향) 을 그 반사 편광 필름의 소광축, 필름 면내에서 1 축 연신 방향에 직교하는 방향 (Y 방향) 을 그 반사 편광 필름의 투과축으로 하고, X 방향을 방위각 0°, Y 방향을 방위각 90° 로 한 경우에 있어서, 투과축에 평행한 편광 성분 중, 방위각 45° 를 포함하는 입사면에 있어서 입사각 60° 로 입사하는 편광에 대해 측정되는, 파장 450 ∼ 650 ㎚ 범위에서의 투과율 파형의 진폭이 2.0 ％ 이하인 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
그 제 1 층은, 폴리에스테르를 포함하는 층으로서, 1) 그 폴리에스테르를 구성하는 디카르복실산 성분으로서 50 몰 이상 70 몰 이하의 나프탈렌디카르복실산 성분을 함유하고, 2) 디올 성분으로서 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌기를 갖는 디올 성분을 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하 함유하고, 3) 광각 X 선 회절 측정에 있어서, 알킬렌나프탈레이트의 결정 구조에서 유래하는 (―110) 면의 회절 피크가 존재하지 않는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 제 1 층은, 또한 디카르복실산 성분으로서 하기 식 (A) 로 나타내는 성분을 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하 함유하는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
[화학식 1]

(식 (A) 중, R^A 는 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌기를 나타낸다)
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 제 1 층은, 또한 디카르복실산 성분으로서 하기 식 (B) 로 나타내는 성분을 25 몰％ 이상 50 몰％ 이하 함유하는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
[화학식 2]

(식 (B) 중, R^B 는 비페닐기를 나타낸다)
제 1 항에 있어서,
제 2 층을 형성하는 폴리머가, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 지환족 디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 공중합 성분으로서 포함하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트인, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 5 항에 있어서,
상기 지환족 디올이 스피로글리콜, 트리시클로데칸디메탄올 및 시클로헥산디메탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
그 1 축 연신 다층 적층 필름의 적층 수가 251 층 이상인, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
그 1 축 연신 다층 적층 필름이 중간층을 포함하여 이루어지는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
그 편광도 (P) 가 99.9 ％ 이상인, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 있어서,
액정 셀과 인접하여 사용되는, 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름.
제 1 항에 기재된 액정 디스플레이 편광판용 반사 편광 필름으로 이루어지는, 액정 디스플레이용 편광판.
제 11 항에 기재된 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되어 이루어지는, 액정 디스플레이용 광학 부재.
제 12 항에 기재된 액정 디스플레이용 광학 부재로서, 단 제 1 편광판이 흡수형 편광판과 적층된 구성을 제외하는, 액정 디스플레이용 광학 부재.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
제 2 편광판이 흡수형 편광판인, 액정 디스플레이용 광학 부재.
제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 적층되어 이루어지고, 제 1 편광판 및 제 2 편광판이 제 11 항에 기재된 액정 디스플레이용 편광판으로 이루어지는, 액정 디스플레이용 광학 부재.
광원과 제 12 항에 기재된 액정 디스플레이용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는, 액정 디스플레이.
제 16 항에 있어서,
광원과 제 1 편광판의 사이에 또한 반사형 편광판을 갖고 있지 않는, 액정 디스플레이.