KR20220013368A - 광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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세이이치 이소지마
다카시 구로다
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

단단한 것 및 유연한 것의 양쪽에 대하여 내찰상성을 양호하게 할 수 있는 광학용 플라스틱 필름을 제공한다. 제1 표면과, 상기 제1 표면과는 반대측에 위치하는 제2 표면을 갖는 플라스틱 필름이며, 상기 플라스틱 필름의 흐름 방향 및 폭 방향에 있어서, 상기 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와, 상기 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도가 소정의 관계를 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.

Description

광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
본 발명은, 광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치 등의 광학 부재에는, 다양한 광학용 플라스틱 필름이 사용되는 경우가 많다. 예를 들어, 표시 소자 위에 편광판을 갖는 화상 표시 장치에는, 편광판을 구성하는 편광자를 보호하기 위한 플라스틱 필름(편광자 보호 필름)이 사용되고 있다.
편광자 보호 필름에 대표되는 화상 표시 장치용 플라스틱 필름은, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 이 때문에, 화상 표시 장치용 플라스틱 필름으로서는, 연신 플라스틱 필름이 바람직하게 사용되고 있다.
또한, 연신 플라스틱 필름은 내찰상성이 우수한 것이 바람직하다. 이 때문에, 특허문헌 1 및 2와 같이 탄성률을 높게 한 연신 플라스틱 필름이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2019-8293호 공보(청구항 4) 일본 특허 공표 제2018-538572호 공보(청구항 7)
특허문헌 1 및 2와 같이, 탄성률이 높은 연신 플라스틱 필름은, 연필 및 터치 패널 펜 등의 단단한 것으로 긁혔을 때의 내찰상성을 양호하게 할 수 있다. 그러나, 탄성률이 높은 연신 플라스틱 필름은, 천 등의 유연한 것으로 반복해서 문지른 경우에, 탄성률이 낮은 연신 플라스틱 필름보다도 조기에 흠집이 생기는 경우가 다발하였다.
한편, 탄성률이 낮은 연신 플라스틱 필름은, 천 등의 유연한 것으로 반복해서 문지른 경우의 내찰상성은 비교적 양호하지만, 연필 및 터치 패널 펜 등의 단단한 것으로 긁혔을 때에는 바로 흠집이 생겨버리는 것이었다.
이상과 같이, 단단한 것 및 유연한 것의 양쪽에 대하여 플라스틱 필름의 내찰상성을 양호하게 하는 것은, 트레이드오프의 관계였다.
본 발명은, 단단한 것 및 유연한 것의 양쪽에 대하여 내찰상성을 양호하게 할 수 있는, 광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 이하의 광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공한다.
[1] 제1 표면과, 상기 제1 표면과는 반대측에 위치하는 제2 표면을 갖고 이루어지며, 하기의 조건 1을 충족하는 광학용 플라스틱 필름.
<조건 1>
플라스틱 필름의 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 MD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 MD2로 정의한다. 또한, 플라스틱 필름의 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 TD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 TD2로 정의한다. 이러한 전제에 있어서, MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과 1.30 이하이다.
[2] 하기의 조건 2를 충족하는, 상기 [1]에 기재된 광학용 플라스틱 필름.
<조건 2>
MD1과 MD2의 곱과, TD1과 TD2의 곱 중, 큰 쪽을 X1, 작은 쪽을 X2로 정의했을 때, X1/X2가 1.30 이하이다.
[3] 하기의 조건 3을 더 충족하는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 광학용 플라스틱 필름.
<조건 3>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 흐름 방향 및 폭 방향 중 어느 것과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의했을 때, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값과의 차가 5.0도 이상이다.
[4] 하기의 조건 4를 더 충족하는, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 광학용 플라스틱 필름.
<조건 4>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 면 내 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 면 내 위상차를, 각각 Re1, Re2, Re3, Re4, Re5로 정의했을 때, Re1 내지 Re5의 평균이 500㎚ 이하이다.
[5] 하기의 조건 5를 더 충족하는, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 광학용 플라스틱 필름.
<조건 5>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 두께 방향의 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 두께 방향의 위상차를, 각각 Rth1, Rth2, Rth3, Rth4, Rth5로 정의했을 때, Rth1 내지 Rth5의 평균이 2000㎚ 이상이다.
[6] 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 A와, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 B를 갖는 편광판이며, 상기 투명 보호판 A 및 상기 투명 보호판 B의 적어도 한쪽이 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 것에 기재된 광학용 플라스틱 필름인, 편광판.
[7] 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면측에 배치되어 이루어지는 플라스틱 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 플라스틱 필름이 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 것에 기재된 광학용 플라스틱 필름인, 화상 표시 장치.
[8] 상기 표시 소자와, 상기 플라스틱 필름의 사이에 편광자를 갖는 상기 [7]에 기재된 화상 표시 장치.
본 발명의 광학용 플라스틱 필름, 편광판 및 화상 표시 장치는, 단단한 것 및 유연한 것의 양쪽에 대하여 내찰상성을 양호하게 할 수 있다.
도 1은 플라스틱 필름의 단면 경도를 측정하기 위한 샘플 사시도이다.
도 2는 조건 1 및 2에 있어서의 제1 표면측의 단면 경도 및 제2 표면측의 단면 경도의 측정 개소를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 조건 3 내지 6에 있어서의 5개소의 측정 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 화상 표시 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 연속 접힘 시험의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
[광학용 플라스틱 필름]
본 발명의 광학용 플라스틱 필름은, 제1 표면과, 상기 제1 표면과는 반대측에 위치하는 제2 표면을 갖고 이루어지며, 하기의 조건 1을 충족하는 것이다.
<조건 1>
플라스틱 필름의 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 MD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 MD2로 정의한다. 또한, 플라스틱 필름의 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 TD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 TD2로 정의한다. 이러한 전제에 있어서, MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과 1.30 이하이다.
<조건 1 및 조건 2의 측정에 대하여>
조건 1 및 조건 2는, 플라스틱 필름의 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도 및 플라스틱 필름의 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여 규정하고 있다.
조건 1 및 조건 2에 관하여, 플라스틱 필름의 단면 경도를 측정하기 위해서는, 우선, 측정용 샘플을 제작할 필요가 있다. 해당 샘플은 예를 들어, 하기 (A1) 내지 (A2)의 공정으로 제작할 수 있다.
(A1) 광학용 플라스틱 필름을 흐름 방향 2㎜×폭 방향 10㎜의 크기로 절단하여 이루어지는 커트 샘플을 2개 제작한 후, 해당 커트 샘플 S를 도 1과 같이 수지 R로 포매하여 이루어지는 포매 샘플을 2개 제작한다. 포매용 수지는 에폭시 수지가 바람직하다.
포매 샘플은, 예를 들어 실리콘 포매판(실리콘 캡슐) 내에 커트 샘플을 배치한 후에 포매용 수지를 유입하고, 또한, 포매용 수지를 경화시킨 후(이하에 예시하는 스투루어스사 제조의 에폭시 수지의 경우, 상온에서 12시간 방치하여 경화하는 것이 바람직함), 실리콘 포매판(실리콘 캡슐)으로부터, 커트 샘플 및 이것을 둘러싸는 포매용 수지를 취출함으로써 얻을 수 있다. 실리콘 포매판(실리콘 캡슐)은, 예를 들어 도사카 EM사 제조의 것을 들 수 있다. 포매용 에폭시 수지는, 예를 들어 스투루어스사 제조의 상품명 「에포픽스」와, 동사 제조의 상품명 「에포픽스용 경화제」를 10:1.2로 혼합한 것을 사용할 수 있다. 또한, 2개의 커트 샘플은 근접한 영역(50㎜×50㎜의 영역 내)으로부터 채취하는 것으로 한다. 또한, 2개의 커트 샘플의 크기는, 각각, 흐름 방향 2㎜±0.2㎜×폭 방향 10㎜±1㎜로 한다.
(A2) 한쪽의 포매 샘플을 다이아몬드 나이프로 흐름 방향을 따라 수직으로 절단하고, 흐름 방향의 단면이 노출되어 이루어지는, 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플을 제작한다. 다른 한쪽의 포매 샘플을 다이아몬드 나이프로 폭 방향을 따라 수직으로 절단하고, 폭 방향의 단면이 노출되어 이루어지는, 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플을 제작한다. 포매 샘플은, 커트 샘플의 중심을 통과하도록 절단하는 것이 바람직하다.
포매 샘플을 절단하는 장치로서는, 예를 들어 라이카 마이크로시스템즈사 제조의 상품명 「울트라 마이크로톰 EM UC7」을 들 수 있다.
이상과 같이 제작한 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플을 사용하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 측정하고, MD1 및 MD2를 산출한다.
마찬가지로, 이상과 같이 제작한 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플을 사용하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 측정하고, TD1 및 TD2를 산출한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 흐름 방향 및 폭 방향에 있어서의, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도는, 5회의 측정값의 평균값을 의미한다.
단면의 인덴테이션 경도는, 상술한 샘플의 절단면에 대하여, 베르코비치 압자(재질: 다이아몬드 삼각추)를 수직으로 압입해서 측정한다. 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 표면 및 제2 표면으로부터 2.0㎛ 내측의 위치에서 측정하는 것으로 한다(도 2의 (ⅰ) 및 (ⅲ)의 위치가 측정 개소에 해당함). 또한, 도 2는 도 1의 xz 단면도에 상당한다. 또한, 도 2의 「d」는, 플라스틱 필름의 커트 샘플의 두께 방향을 의미한다. 또한, 도 2의 「(ⅱ)」는, 플라스틱 필름의 커트 샘플의 두께 방향의 한가운데 위치를 의미한다.
인덴테이션 경도는, 하기의 조건에서 측정하는 것이 바람직하다.
<측정 조건>
·사용 압자: 베르코비치 압자(형식 번호: TI-0039, HYSITRON사 제조)
·압입 조건: 변위 제어 방식
·최대 압입 깊이: 200㎚
·하중 인가 시간: 20초간(속도: 10㎚/sec)
·유지 시간: 최대 압입 깊이로 5초간 유지
·하중 제하 시간: 20초간(속도: 10㎚/sec)
인덴테이션 경도는, 하기와 같이 하여 산출할 수 있다.
우선, 압입 하중 F(N)에 대응하는 압입 깊이 h(㎚)를 연속적으로 측정하고, 하중-변위 곡선을 작성한다. 작성한 하중-변위 곡선을 해석하고, 최대 압입 하중 Fmax(N)을, 압자와 플라스틱 필름이 접하고 있는 투영 면적 Ap(㎟)로 나눈 값으로 하고, 인덴테이션 경도 HIT를 산출할 수 있다(하기 식 (1)).
Figure pct00001
여기서, Ap는, 장치에 표준의 방법으로 압자 선단 곡률을 보정한 접촉 투영 면적이다.
인덴테이션 경도를 측정하기 전에는, 표준 맞춤을 실시하는 것이 바람직하다.
표준 맞춤은, 예를 들어 인덴테이션 경도 및 복합 탄성률이 기지의 표준 시료를 사용하여 압입 시험을 실시하고, 시험 결과로부터 얻어진 인덴테이션 경도 및 복합 탄성률이 기준값 내인 것을 확인함으로써 실시할 수 있다.
표준 맞춤은, 샘플을 변경할 때마다 실시하는 것이 바람직하다. 단, 샘플이 동일하면, 복수회의 인덴테이션 경도의 측정을 연속해서 실시하는 것이, 작업 효율의 점에서 바람직하다. 즉, 하기 (1)과 같이 측정하는 것이 바람직하다. 또한, 하기 (1)에 있어서, 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도의 측정과, 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도의 측정은, 순번을 바꿔도 된다.
(1) 상기 표준 맞춤을 실시한 후에, 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도의 측정을 각각 5회 실시하고, MD1 및 MD2를 산출한다. 다시, 상기 표준 맞춤을 실시하고, 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도의 측정을 각각 5회 실시하고, TD1 및 TD2를 산출한다.
또한, 인덴테이션 경도의 측정이 장시간에 걸쳐 계속되는 경우, 적어도 12시간이 경과하기 전까지 표준 맞춤을 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 샘플을 변경할 때마다 표준 맞춤을 실시하지 않는 경우라도, 적어도 12시간이 경과하기 전까지 표준 맞춤을 실시하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 조건 1 및 조건 2, 그리고 후술하는 조건 3 내지 6 등의 각종 측정의 분위기는, 특별히 언급하지 않는 한, 온도 23℃±5℃, 습도 40％ 내지 65％RH로 한다. 또한, 측정의 전에, 상기 분위기에 샘플을 30분 이상 노출하는 것으로 한다.
<흐름 방향 및 폭 방향>
광학용 플라스틱 필름은, 예를 들어 시트형의 형태와, 롤형의 형태가 있다.
롤형의 형태인 경우, 롤의 흐름 방향 및 롤의 폭 방향의 인정은 용이하다.
한편, 시트형의 형태인 경우, 1축 연신 필름과 같이 흐름 방향 및 폭 방향을 용이하게 확인할 수 있는 경우에는, 해당 확인에 따라서 흐름 방향 및 폭 방향을 인정하면 된다(1축 연신 필름의 경우, 통상은 지상축의 방향이 폭 방향이 된다).
시트의 흐름 방향 및 폭 방향의 확인이 곤란한 경우에는, 하기 (1) 및 (2)와 같이 흐름 방향 및 폭 방향을 인정하면 된다.
(1) 시트가 직사각형 또는 정사각형인 경우에는, 직사각형 또는 정사각형을 구성하는 4변에서 흐름 방향 또는 폭 방향을 인정하면 된다. 시트형의 필름은, 롤형의 필름을 펀칭함으로써 제작한다. 그리고, 시트의 수율을 높게 하기 위해서는, 롤의 흐름 방향 및 폭 방향을 따라 시트를 펀칭하는 것이 필요하다. 따라서, 시트가 직사각형 또는 정사각형인 경우에는, 직사각형 또는 정사각형을 구성하는 4변의 방향은, 흐름 방향 또는 폭 방향에 일치하는 것은 기술 상식이라고 말할 수 있다.
(2) 시트가 직사각형 또는 정사각형 이외의 형상(타원, 삼각형, 삼각형 이외의 다각형 등)인 경우, 해당 형상으로부터 비어져 나오지 않는 면적이 최대로 되는 직사각형 또는 정사각형을 그리고, 그려진 직사각형 또는 정사각형에 기초하여, 상기 (1)과 마찬가지로 흐름 방향 또는 폭 방향을 인정하면 된다.
또한, 상기 (1) 및 (2)의 인정에서는, 2개의 방향 중 어느 쪽이 흐름 방향이고 어느 쪽이 폭 방향인지를 구별할 수 없다. 그러나, 본 명세서의 조건 1 내지 6은, 흐름 방향 및 폭 방향인 2개의 방향을 판별할 수 있으면, 흐름 방향과 폭 방향을 반대로 인식했다고 해도 성립되는 파라미터이기 때문에, 상기 (1) 및 (2)의 방법으로 흐름 방향 및 폭 방향을 인정하면 된다.
<조건 1>
조건 1은, MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과 1.30 이하인 것을 규정하고 있다.
MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과인 것은, 플라스틱 필름의 단면의 인덴테이션 경도가, 표면측보다도 내부쪽이 큰 것을 의미하고 있다. 다른 2개의 물체의 표면의 경도가 동일 정도인 경우, 내부가 단단한 것의 쪽이, 물체의 표면을 단단한 것으로 찰과했을 때의 내찰상성을 양호하게 할 수 있다. 이 때문에, MD2/MD1 및 TD2/TD1을 모두 1.01 초과로 함으로써, 찰과의 방향에 구애되지 않고, 단단한 것에 대한 내찰상성을 양호하게 할 수 있다.
한편, MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.30 이하인 것은, 플라스틱 필름의 단면의 인덴테이션 경도가, 표면측보다도 내부쪽이 과잉으로 크지 않음을 의미하고 있다. 플라스틱 필름의 표면을 유연한 것으로 찰과한 경우, 플라스틱 필름의 내부가 유연한 쪽이, 찰과 시의 응력을 놓아주기 쉽게 할 수 있다. 이 때문에, MD2/MD1 및 TD2/TD1을 모두 1.30 이하로 함으로써, 찰과의 방향에 구애되지 않고, 유연한 것에 대한 내찰상성을 양호하게 할 수 있다.
조건 1에 있어서, MD2/MD1 및 TD2/TD1은, 모두 1.01 초과 1.20 이하인 것이 바람직하고, 1.02 이상 1.15 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.02 이상 1.10 이하인 것이 더욱 바람직하다.
MD1, MD2, TD1 및 TD2의 절댓값은, 적절한 기계적 강도를 부여하는 범위이면 특별히 한정되지 않고, 통상적으로 150MPa 내지 350MPa이며, 바람직하게는 170MPa 내지 300MPa, 보다 바람직하게는 200MPa 내지 270MPa, 더욱 바람직하게는 220MPa 내지 250MPa이다.
본 발명의 광학용 플라스틱 필름의 일 실시 형태는, 하기의 조건 2를 더 충족하는 것이 바람직하다.
<조건 2>
MD1과 MD2의 곱과, TD1과 TD2의 곱 중, 큰 쪽을 X1, 작은 쪽을 X2로 정의했을 때, X1/X2가 1.30 이하이다.
X1/X2가 작은 것은, 흐름 방향과 폭 방향의 경도의 이방성이 작은 것을 의미하고 있다. 이 때문에, X1/X2를 1.30 이하로 함으로써, 플라스틱 필름에 물체(예를 들어 펜의 선단)가 부딪쳤을 때, 특정한 방향으로 흠집이 발생하는 것을 억제할 수 있다(이하, 해당 성능을 「내타흔성」이라고 칭하는 경우가 있다). 또한, X1/X2를 1.30 이하로 함으로써, 굴곡 시험 후에 굽힘 자국이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
X1/X2는 1.25 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.20 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, X1/X2의 하한은 1.03 정도이고, 바람직하게는 1.05 이상, 보다 바람직하게는 1.10 이상이다.
본 발명의 광학용 플라스틱 필름의 일 실시 형태는, 또한 하기의 조건 3을 충족하는 것이 바람직하다.
<조건 3>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 흐름 방향 및 폭 방향 중 어느 것과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의했을 때, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 5.0도 이상이다.
조건 3은, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값과의 차가 5.0도 이상인 것을 규정하고 있다. 해당 차를 5.0도 이상으로 함으로써, 편광 선글라스로 시인했을 때, 적어도 샘플의 영역 내가 블랙아웃되는 것을 억제할 수 있다.
종래의 광학용 플라스틱 필름은, 지상축의 방향이 어긋나지 않도록 설계하고 있지만, 조건 3을 충족하는 플라스틱 필름은, 굳이 지상축의 방향을 어긋나게 하는 데 있어서, 종래의 광학 필름과 구성이 다르다. 또한, 조건 3을 충족하는 플라스틱 필름은, 세로 50㎜×가로 50㎜이라고 하는 비교적 작은 영역에 있어서의 지상축의 변동에 착안한 점도 특징이라고 할 수 있다.
또한, 조건 3을 충족하는 것은, 플라스틱 필름의 내굽힘성을 양호하게 할 수 있는 점에서 바람직하다.
한편, 지상축이 배열되어 있는 범용의 배향 필름은, 굴곡 시험 후에 필름이 파단되거나, 굽힘 자국이 강하게 남기도 한다. 구체적으로는, 범용의 1축 연신 필름은, 지상축을 따라 굴곡 시험한 경우에는 파단되어버려, 지상축과 직교하는 방향에서 굴곡 시험한 경우에는 굽힘 자국이 강하게 남기도 한다. 또한, 범용의 2축 연신 필름은, 지상축과 직교하는 방향에서 굴곡 시험한 경우에는 굽힘 자국이 강하게 남기도 한다.
조건 3을 충족하는 플라스틱 필름은, 굽힘의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 자국이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값과의 차는, 6.0도 이상인 것이 보다 바람직하고, 8.0도 이상인 것이 더욱 바람직하며, 10.0도 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
또한, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값과의 차가 너무 크면, 플라스틱 필름의 배향성이 낮아져, 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 해당 차는 20.0도 이하인 것이 바람직하고, 17.0도 이하인 것이 보다 바람직하며, 15.0도 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태의 광학용 플라스틱 필름은, D1 내지 D5가, 각각, 5도 내지 30도 또는 60 내지 85도인 것이 바람직하고, 7도 내지 25도 또는 65도 내지 83도인 것이 보다 바람직하며, 10도 내지 23도 또는 67도 내지 80도인 것이 더욱 바람직하다.
D1 내지 D5를, 각각, 5도 이상 또는 85도 이하로 함으로써, 편광 선글라스로 시인했을 때의 블랙아웃을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, D1 내지 D5를, 각각, 30도 이하 또는 60도 이상으로 함으로써, 플라스틱 필름의 배향성이 낮아짐에 따른 기계적 강도의 저하를 억제하기 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 광학용 플라스틱 필름의 일 실시 형태는, 하기의 조건 4를 더 충족하는 것이 바람직하다.
<조건 4>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 면 내 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 면 내 위상차를, 각각 Re1, Re2, Re3, Re4, Re5로 정의했을 때, Re1 내지 Re5의 평균이 600㎚ 이하이다.
조건 4는, Re1 내지 Re5의 평균이 600㎚ 이하인 것을 규정하고 있다. Re1 내지 Re5의 평균을 600㎚ 이하로 함으로써, 나안으로 시인했을 때, 적어도 샘플의 영역 내의 무지개 모양의 얼룩(무지개 얼룩)을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
Re1 내지 Re5의 평균은 300㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 250㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 200㎚ 이하인 것이 보다 더 바람직하다. Re1 내지 Re5의 평균의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 50㎚ 정도이고, 바람직하게는 100㎚ 이상이다.
Re1 내지 Re5는, 각각 600㎚ 이하인 것이 바람직하고, 300㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 250㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 200㎚ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
Re1 내지 Re5의 최댓값과, Re1 내지 Re5의 최솟값과의 차는, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하며, 100㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태의 광학용 플라스틱 필름은, 하기의 조건 5를 충족하는 것이 바람직하다.
<조건 5>
플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 두께 방향의 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 두께 방향의 위상차를, 각각 Rth1, Rth2, Rth3, Rth4, Rth5로 정의했을 때, Rth1 내지 Rth5의 평균이 2000㎚ 이상이다.
조건 5를 충족함으로써, 광학용 플라스틱 필름의 연신의 정도를 균등한 이축성에 근접시켜, 광학용 플라스틱 필름의 기계적 강도를 양호하게 할 수 있다. 또한, 조건 5를 충족함으로써, 편광 선글라스를 통해 경사 방향으로부터 시인했을 때의 블랙아웃을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
Rth1 내지 Rth5의 평균은, 3000㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4000㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다. Rth1 내지 Rth5의 평균의 상한은 10000㎚ 정도이고, 바람직하게는 8000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 7000㎚ 이하이다.
또한, Rth1 내지 Rth5는, 각각, 2000㎚ 내지 10000㎚인 것이 바람직하고, 3000㎚ 내지 8000㎚인 것이 보다 바람직하며, 4000㎚ 내지 7000㎚인 것이 더욱 바람직하다.
Rth1 내지 Rth5의 최댓값과, Rth1 내지 Rth5의 최솟값과의 차는, 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하며, 100㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태의 광학용 플라스틱 필름은, 하기의 조건 6을 더 충족하는 것이 바람직하다.
<조건 6>
Re1/Rth1, Re2/Rth2, Re3/Rth3, Re4/Rth4 및 Re5/Rth5의 평균이 0.10 이하이다.
면 내 위상차(Re)와 두께 방향의 위상차(Rth)와의 비(Re/Rth)가 작은 것은, 광학용 플라스틱 필름의 연신의 정도가 균등한 이축성에 근접하는 것을 의미한다. 따라서, 해당 비를 0.10 이하로 함으로써, 광학용 플라스틱 필름의 기계적 강도를 양호하게 할 수 있다. 해당 비는 0.07 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.05 이하인 것이 더욱 바람직하다. 해당 비의 하한은 0.01 정도이다.
Re1/Rth1, Re2/Rth2, Re3/Rth3, Re4/Rth4 및 Re5/Rth5는, 각각 0.10 이하인 것이 바람직하고, 0.07 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.05 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이들 비의 하한은 0.01 정도이다.
<조건 3 내지 6의 측정에 대하여>
조건 3 내지 6 등에서 사용하는 세로 50㎜×가로 50㎜의 크기의 샘플은, 플라스틱 필름의 임의의 위치로부터 잘라낸다. 조건 3 내지 6에 있어서의 5개소의 측정점은, 중앙부의 1개소와, 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소와의 합계 5개소이다(도 3의 검정색 동그라미 5개소).
조건 4의 면 내 위상차(Re), 조건 5의 두께 방향의 위상차(Rth)는, 각 측정 개소에 있어서의 굴절률이 가장 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률 nx, 각 측정 개소에 있어서의 상기 지상축의 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률 ny, 플라스틱 필름의 두께 방향의 굴절률 nz 및 플라스틱 필름의 두께 T[㎚]에 의해, 하기 식 (1) 및 (2)에 의해 표현되는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 면 내 위상차(Re) 및 두께 방향의 위상차(Rth)는, 파장 550㎚에 있어서의 값을 의미하는 것으로 한다.
면 내 위상차(Re)=(nx-ny)×T[㎚] (1)
두께 방향의 위상차(Rth)=((nx+ny)/2-nz)×T[㎚] (2)
지상축의 방향, 면 내 위상차(Re) 및 두께 방향의 위상차(Rth)는, 예를 들어 오츠카 덴시사 제조의 상품명 「RETS-100」, 오지 게이소쿠기키사 제조의 상품명 「KOBRA-WR」, 「PAM-UHR100」에 의해 측정할 수 있다.
오츠카 덴시사 제조의 상품명 「RETS-100」을 사용하여 면 내 위상차(Re) 등을 측정하는 경우에는, 이하의 수순 (A1) 내지 (A4)를 따라 측정의 준비를 하는 것이 바람직하다.
(A1) 우선, RETS-100의 광원을 안정시키기 위해서, 광원을 쏘이고 나서 60분이상 방치한다. 그 후, 회전 검광자법을 선택함과 함께, θ 모드(각도 방향 위상차 측정 및 Rth 산출의 모드)를 선택한다. 이 θ 모드를 선택함으로써, 스테이지는 경사 회전 스테이지가 된다.
(A2) 이어서, RETS-100에 이하의 측정 조건을 입력한다.
(측정 조건)
·리타데이션 측정 범위: 회전 검광자법
·측정 스폿 직경: φ5㎜
·경사 각도 범위: 0°
·측정 파장 범위: 400㎚ 내지 800㎚
·플라스틱 필름의 평균 굴절률(예를 들어, PET 필름의 경우에는, N=1.617로 함)
·두께: SEM이나 광학 현미경으로 별도 측정한 두께
(A3) 이어서, 이 장치에 샘플을 설치하지 않고, 백그라운드 데이터를 얻는다. 장치는 폐쇄계로 하고, 광원을 점등시킬 때마다 이것을 실시한다.
(A4) 그 후, 장치 내의 스테이지 위에 샘플을 설치하여, 측정한다.
조건 3에 있어서, 지상축의 방향이 이루는 각의 기준이 되는 방향(흐름 방향 또는 폭 방향)은, D1 내지 D5에서 모두 동일한 방향을 기준으로 하는 한, 흐름 방향 및 폭 방향 중 어느 것을 기준으로 해도 된다.
시트형의 플라스틱 필름으로부터 세로 50㎜×가로 50㎜의 크기의 샘플을 복수 채취할 수 있는 경우에는, 복수의 샘플 중에서 소정의 조건을 충족하는 샘플의 비율이 50％ 이상인 것이 바람직하고, 70％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90％ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 100％ 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
또한, 롤형의 플라스틱 필름으로부터 세로 50㎜×가로 50㎜의 크기의 샘플을 복수 채취할 수 있는 경우에는, 롤의 폭 방향의 소정의 위치로부터 채취한 샘플이, 롤의 흐름 방향의 대부분이며 소정의 조건을 충족하는 것이 바람직하다. 해당 구성을 충족함으로써, 롤의 폭 방향의 소정의 위치의 플라스틱 필름을 픽업하면, 소정의 효과를 발휘하는 플라스틱 필름으로 할 수 있다.
<플라스틱 필름>
플라스틱 필름의 적층 구성은, 단층 구조 및 다층 구조를 들 수 있다. 이 중에서도 단층 구조인 것이 바람직하다.
후술하는 바와 같이, 플라스틱 필름은, 기계적 강도를 양호하게 하면서 무지개 얼룩을 억제하기 위해서, 면 내 위상차가 작은 연신 플라스틱 필름으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 연신 플라스틱 필름의 면 내 위상차를 작게 하기 위해서는, 세로 방향 및 가로 방향의 연신을 균등하게 근접시키는 등의 세밀한 연신 제어가 중요해진다. 세밀한 연신 제어에 관하여, 다층 구조에서는 각 층의 물성의 차이 등에 따라 해당 제어가 어렵지만, 단층 구조는 해당 제어를 행하기 쉬운 점에서 바람직하다.
플라스틱 필름을 구성하는 수지 성분으로서는, 폴리에스테르, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄 및 비정질 올레핀(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리에스테르는, 기계적 강도를 양호하게 하기 쉬운 점에서 바람직하다. 즉, 광학용 플라스틱 필름은 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 고유 복굴절이 낮고 면 내 위상차를 낮게 하기 쉬운 점에서, PET가 바람직하다.
플라스틱 필름은, 자외선 흡수제, 광안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 겔화 방지제 및 계면 활성제 등의 첨가제를 함유해도 된다.
플라스틱 필름의 두께는, 15㎛ 내지 60㎛인 것이 바람직하고, 20㎛ 내지 55㎛인 것이 보다 바람직하며, 30㎛ 내지 50㎛인 것이 더욱 바람직하다. 두께를 15㎛ 이상으로 함으로써, 기계적 강도를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 두께를 60㎛ 이하로 함으로써, 면 내 위상차를 작게 하기 쉽게 할 수 있다.
광학용 플라스틱 필름은, JIS K7136:2000의 헤이즈가 3.0％ 이하인 것이 바람직하고, 2.0％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.0％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 광학용 플라스틱 필름은, JIS K7361-1:1997의 전체 광선 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하고, 85％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 90％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
플라스틱 필름은, 기계적 강도를 양호하게 하기 위해서, 연신 플라스틱 필름인 것이 바람직하고, 연신 폴리에스테르 필름인 것이 보다 바람직하다. 또한, 연신 폴리에스테르 필름은, 폴리에스테르 수지층의 단층 구조인 것이 보다 바람직하다.
연신 플라스틱 필름은, 플라스틱 필름을 구성하는 성분을 포함하는 수지층을 연신함으로써 얻을 수 있다. 연신의 방법은, 축차 2축 연신 및 동시 2축 연신 등의 2축 연신, 세로 1축 연신 등의 1축 연신을 들 수 있다. 이들 중에서도, 면 내 위상차를 낮게 하기 쉽고, 또한, 기계적 강도를 높게 하기 쉬운 2축 연신이 바람직하다. 즉, 연신 플라스틱 필름은, 2축 연신 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 또한, 2축 연신 플라스틱 필름 중에서도 2축 연신 폴리에스테르 필름이 바람직하고, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 보다 바람직하다. 또한, 2축 연신 연신 플라스틱 필름은, 조건 2를 충족하기 쉽게 하는 관점에서, 흐름 방향 및 폭 방향의 연신 배율을 근접하는 것이 바람직하다.
-축차 2축 연신-
축차 2축 연신에서는, 캐스팅 필름을 흐름 방향으로 연신한 후에, 필름의 폭 방향의 연신을 행한다.
흐름 방향의 연신은, 통상은, 연신 롤의 주속차에 의해 실시되고, 1단계로 행해도 되지만, 복수개의 연신 롤 쌍을 사용하여 다단계로 행해도 된다. 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 연신 롤에는 복수의 닙롤을 근접시키는 것이 바람직하다. 흐름 방향의 연신 배율은, 통상은 2 내지 15배이며, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 바람직하게는 2 내지 7배, 보다 바람직하게는 3 내지 5배, 더욱 바람직하게는 3 내지 4배이다.
연신 온도는, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 수지의 유리 전이 온도 내지 유리 전이 온도 +100℃가 바람직하다. PET의 경우, 70 내지 120℃가 바람직하고, 80 내지 110℃가 더욱 바람직하며, 95 내지 110℃가 더욱 바람직하다.
연신 온도에 관하여, 필름을 빠르게 승온하거나 하여, 저온에서의 연신 구간을 짧게 함으로써, 면 내 위상차의 평균값이 작아지는 경향이 있다. 한편, 필름을 늦게 승온하거나 하여, 저온에서의 연신 구간을 길게 함으로써, 배향성이 높아지고, 면 내 위상차의 평균값이 커짐과 함께, 지상축의 변동이 작아지는 경향이 있다.
또한, 연신 시의 가열 시에, 난류를 발생하는 히터를 사용하는 것이 바람직하다. 난류를 포함하는 바람으로 가열함으로써, 필름 면 내의 미세한 영역에서 온도 차가 발생하고, 해당 온도 차에 의해 배향 축에 미세한 어긋남이 발생하여, 조건 3을 충족하기 쉽게 할 수 있다.
흐름 방향으로 연신한 필름에, 이활성, 접착 용이성, 대전 방지성 등의 기능을 인라인 코팅에 의해 부여해도 된다. 또한, 인라인 코팅의 전에, 필요에 따라 코로나 처리나 프레임 처리, 플라스마 처리 등의 표면 처리를 실시해도 된다.
이와 같이 인라인 코팅에 형성되는 도막은 두께 10㎚ 내지 2000㎚ 정도의 극히 얇은 것이다(해당 도막은 연신 처리에 의해 더욱 얇고 길게 늘려진다). 본 명세서에서는, 이와 같은 박층은, 플라스틱 필름을 구성하는 층의 수로서 카운트하지 않는 것으로 한다.
폭 방향의 연신은, 통상은, 텐터법을 이용하여, 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하고, 폭 방향으로 연신한다. 폭 방향의 연신 배율은, 통상은 2 내지 15배이며, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 바람직하게는 2 내지 5배, 보다 바람직하게는 3 내지 5배, 더욱 바람직하게는 3 내지 4.5배이다. 또한, 세로 연신 배율보다도 폭 연신 배율을 높게 하는 것이 바람직하다.
연신 온도는, 수지의 유리 전이 온도 내지 유리 전이 온도 +120℃가 바람직하고, 상류로부터 하류로 감에 따라서 온도가 높아져 가는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가로 연신 구간을 2분할한 경우, 상류의 온도와 하류의 온도 차는 바람직하게는 20℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 30℃ 이상, 더욱 바람직하게는 35℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 40℃ 이상이다. 또한, PET의 경우, 1단째의 연신 온도는 80 내지 120℃가 바람직하고, 90 내지 110℃가 더욱 바람직하며, 95 내지 105℃가 더욱 바람직하다.
상기와 같이 축차 2축 연신된 플라스틱 필름은, 평면성, 치수 안정성을 부여하기 위해서, 텐터 내에서 연신 온도 이상 융점 미만의 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, PET의 경우, 150 내지 255℃의 범위에서 열 고정을 행하는 것이 바람직하고, 200 내지 250℃가 보다 바람직하다. 이때, 융점 미만의 가능한 한 높은 온도에서 열 고정함으로써, 필름 내부의 결정성이 유지되는 한편, 필름 표면의 결정성을 약간 저하시켜서, 조건 1을 충족하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 열처리 전반에서 1 내지 10％의 열처리 추가 연신을 행하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름을 열처리한 후에는 실온까지 서랭한 후에 권취된다. 또한, 필요에 따라서, 열처리나 서랭 시에 이완 처리 등을 병용해도 된다. 열 처리 시의 이완율은, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 0.5 내지 5％가 바람직하고, 0.5 내지 3％가 보다 바람직하고, 0.8 내지 2.5％가 더욱 바람직하며, 1 내지 2％가 보다 더 바람직하다. 또한, 서랭 시의 이완율은, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 0.5 내지 3％가 바람직하고, 0.5 내지 2％가 보다 바람직하고, 0.5 내지 1.5％가 더욱 바람직하며, 0.5 내지 1.0％가 보다 더 바람직하다. 서랭 시의 온도는, 평면성의 관점에서 80 내지 150℃가 바람직하고, 90 내지 130℃가 더욱 바람직하고, 100 내지 130℃가 더욱 바람직하며, 100 내지 120℃가 보다 더 바람직하다.
-동시 2축 연신-
동시 2축 연신은, 캐스팅 필름을 동시 2축 텐터로 유도하고, 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하여, 흐름 방향과 폭 방향으로 동시 및/또는 단계적으로 연신한다. 동시 2축 연신기로서는, 팬터그래프 방식, 스크루 방식, 구동 모터 방식, 리니어 모터 방식이 있지만, 임의로 연신 배율을 변경 가능하며, 임의의 장소에서 이완 처리를 행할 수 있는 구동 모터 방식 혹은 리니어 모터 방식이 바람직하다.
동시 2축 연신의 배율은, 면적 배율로서 통상은 6 내지 50배이며, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 바람직하게는 8 내지 30배, 보다 바람직하게는 9 내지 25배, 더욱 바람직하게는 9 내지 20배, 보다 더 바람직하게는 10 내지 15배이다.
또한, 동시 2축 연신의 경우에는, 면 내의 배향 차를 억제하기 위해서, 흐름 방향과 폭 방향의 연신 배율을 동일하게 함과 함께, 연신 속도도 거의 동등해지도록 하는 것이 바람직하다.
동시 2축 연신의 연신 온도는, 면 내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하는 관점에서, 수지의 유리 전이 온도 내지 유리 전이 온도 +120℃가 바람직하다. PET의 경우, 80 내지 160℃가 바람직하고, 90 내지 150℃가 더욱 바람직하며, 100 내지 140℃가 더욱 바람직하다.
동시 2축 연신된 필름은, 평면성, 치수 안정성을 부여하기 위해서, 계속해서 텐터 내의 열 고정실에서 연신 온도 이상 융점 미만의 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 해당 열처리의 조건은, 축차 2축 연신 후의 열처리 조건과 마찬가지이다.
<내굴곡성>
플라스틱 필름은, 실시예에 나타내는 접힘 시험을 10만회 행한 후(보다 바람직하게는 30만회 행한 후)에, 균열 또는 파단이 발생하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름은, 실시예에 나타내는 접힘 시험을 10만회 행한 후(보다 바람직하게는 30만회 행한 후)에, 측정 샘플을 수평한 대에 놓았을 때, 대로부터 샘플의 단부가 떠오르는 각도가 20도 이하인 것이 바람직하고, 15도 이하인 것이 보다 바람직하다. 샘플의 단부로부터 떠오르는 각도가 15도 이하인 것은, 접힘 경향이 생기기 어려운 것을 의미하고 있다. 또한, 플라스틱 필름의 흐름 방향 및 폭 방향 중 어느 것에 대해서도 전술한 결과(균열, 파단 및 접힘 경향이 발생하지 않는 것. 시험 후의 샘플 단부의 떠오르는 각도가 20도 이하인 것.)를 나타내는 플라스틱 필름이 바람직하다.
<두께>
광학용 플라스틱 필름은, 기계적 강도의 관점에서, 10㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 25㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 광학용 플라스틱 필름은, 면 내 위상차를 작게 하는 관점에서, 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 75㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 50㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 두께를 50㎛ 이하로 하는 것은, 내굴곡성을 양호하게 하는 관점에서도 바람직하다.
<용도>
상술한 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 필름은, 연필 및 터치 패널 펜 등의 단단한 것으로 긁혔을 때의 내찰상성, 및 천 등의 유연한 것으로 반복해서 문지른 경우의 내찰상성을 양호하게 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 광학용 플라스틱 필름은, 화상 표시 장치의 플라스틱 필름으로서 적합하게 사용할 수 있고, 특히, 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치의 플라스틱 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 조건 2 또는 3을 충족하는 본 발명의 일 실시 형태의 플라스틱 필름은, 굽힘의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 자국이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 곡면의 화상 표시 장치, 접힘 가능한 화상 표시 장치의 플라스틱 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
화상 표시 장치의 플라스틱 필름으로서는, 편광자 보호 필름, 표면 보호 필름, 반사 방지 필름, 터치 패널을 구성하는 도전성 필름 등의 각종 기능성 필름의 기재로서 사용하는 플라스틱 필름을 들 수 있다.
[광학 적층체]
본 발명의 광학용 플라스틱 필름은, 보호층, 반사 방지층, 하드 코트층, 방현층, 위상차층, 접착제층, 투명 도전층, 대전 방지층 및 방오층 등의 기능층을 더 형성하고, 광학 적층체로 해도 된다.
광학 적층체의 기능층은, 반사 방지층을 포함하는 것이 바람직하다. 반사 방지층은, 플라스틱 필름의 기능층을 갖는 측의 최표면에 배치하는 것이 바람직하다.
광학 적층체의 기능층으로서, 반사 방지층을 가짐으로써, 무지개 얼룩을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 기능층은, 하드 코트층 및 반사 방지층을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 기능층이 하드 코트층 및 반사 방지층을 포함하는 경우, 광학용 플라스틱 필름 위에, 하드 코트층 및 반사 방지층이 이 순서로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
하드 코트층 및 반사 방지층은, 범용의 것을 적용할 수 있다.
[편광판]
본 발명의 편광판은, 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 A와, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 B를 갖는 편광판이며, 상기 투명 보호판 A 및 상기 투명 보호판 B의 적어도 한쪽이 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름인 것이다.
편광판은, 예를 들어 λ/4 위상차판과의 조합에 의해 반사 방지성을 부여하기 위해서 사용된다. 이 경우, 화상 표시 장치의 표시 소자 위에 λ/4 위상차판을 배치하고, λ/4 위상차판보다도 시인자측에 편광판이 배치된다.
또한, 편광판을 액정 표시 장치용에 사용하는 경우, 액정 셔터의 기능을 부여하기 위해서 사용된다. 이 경우, 액정 표시 장치는, 하측 편광판, 액정 표시 소자, 상측 편광판의 순으로 배치되고, 하측 편광판의 편광자 흡수축과 상측 편광판의 편광자 흡수축이 직교해서 배치된다. 당해 구성에서는, 상측 편광판으로서 본 발명의 편광판을 사용하는 것이 바람직하다.
<투명 보호판>
본 발명의 편광판은, 투명 보호판 A 및 투명 보호판 B의 적어도 한쪽으로서 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름을 사용한다. 바람직한 실시 형태는, 투명 보호판 A 및 투명 보호판 B의 양쪽을 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름으로 하는 것이다.
투명 보호판 A 및 투명 보호판 B의 한쪽이 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름인 경우, 다른 쪽의 투명 보호판은 특별히 한정되지 않지만, 광학적 등방성의 투명 보호판이 바람직하다. 광학적 등방성이란, 면 내 위상차가 20㎚ 이하인 것을 가리키고, 바람직하게는 10㎚ 이하, 보다 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 광학적 등방성을 갖는 투명 기재는, 아크릴 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 들 수 있다.
또한, 투명 보호판 A 및 투명 보호판 B의 한쪽이 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름인 경우, 광 출사측의 투명 보호판으로서 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
<편광자>
편광자로서는, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등의 시트형 편광자, 평행하게 배열된 다수의 금속 와이어로 이루어지는 와이어 그리드형 편광자, 리오트로픽 액정이나 2색성 게스트-호스트 재료를 도포한 도포형 편광자, 다층 박막형 편광자 등을 들 수 있다. 또한, 이들 편광자는, 투과하지 않는 편광 성분을 반사하는 기능을 구비한 반사형 편광자여도 된다.
편광자는, 그 흡수축과, 광학용 플라스틱 필름의 흐름 방향 또는 폭 방향이, 대략 평행 또는 대략 수직이 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 대략 평행이란 0도±5도 이내인 것을 의미하고, 바람직하게는 0도±3도 이내, 보다 바람직하게는 0도±1도 이내이다. 대략 수직이란 90도±5도 이내인 것을 의미하고, 바람직하게는 90도±3도 이내, 보다 바람직하게는 90도±1도 이내이다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면측에 배치되어 이루어지는 플라스틱 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 플라스틱 필름이 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름인 것이다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 화상 표시 장치(100)의 실시 형태를 나타내는 단면도다.
도 4 및 도 5의 화상 표시 장치(100)는, 표시 소자(20)의 광 출사면측(도 4 및 도 5의 상측)에, 광학용 플라스틱 필름(10)을 갖고 있다. 또한, 도 4 및 도 5의 화상 표시 장치(100)는, 모두, 표시 소자(20)와, 광학용 플라스틱 필름(10) 사이에 편광자(31)를 갖고 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 있어서, 편광자(31)의 양면에는 투명 보호판 A(32) 및 투명 보호판 B(33)가 적층되어 있다. 또한, 도 5의 화상 표시 장치에서는, 투명 보호판 A(32)로서 광학용 플라스틱 필름(10)을 사용하고 있다.
또한, 화상 표시 장치(100)는, 도 4 및 도 5의 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에서는, 화상 표시 장치(100)를 구성하는 각 부재는 소정의 간격을 두고 배치되어 있지만, 각 부재는 접착제층을 개재시키거나 하여 일체화된 것이어도 된다. 또한, 화상 표시 장치는, 도시하지 않은 부재(그 밖의 플라스틱 필름, 기능층 등)를 갖고 있어도 된다.
<표시 소자>
표시 소자로서는, 액정 표시 소자, EL 표시 소자(유기 EL 표시 소자, 무기 EL 표시 소자), 플라스마 표시 소자 등을 들 수 있으며, 나아가, 마이크로 LED 표시 소자 등의 LED 표시 소자를 들 수 있다.
표시 장치의 표시 소자가 액정 표시 소자인 경우, 액정 표시 소자의 수지 시트와는 반대측의 면에는 백라이트가 필요하다.
또한, 화상 표시 장치는, 터치 패널 기능을 구비한 화상 표시 장치여도 된다.
터치 패널로서는, 저항막식, 정전 용량식, 전자기 유도식, 적외선식, 초음파식 등의 방식을 들 수 있다.
터치 패널 기능은, 인셀 터치 패널 액정 표시 소자와 같이 표시 소자 내에 기능이 부가된 것이어도 되고, 표시 소자 위에 터치 패널을 적재한 것이어도 된다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 광학용 플라스틱 필름은, 굴곡 시험 후에 굽힘 자국이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 화상 표시 장치는, 곡면의 화상 표시 장치, 접힘 가능한 화상 표시 장치인 경우에, 보다 두드러진 효과를 발휘할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 화상 표시 장치가, 곡면의 화상 표시 장치, 접힘 가능한 화상 표시 장치인 경우에는, 표시 소자는 유기 EL 표시 소자인 것이 바람직하다.
<플라스틱 필름>
본 발명의 화상 표시 장치는, 표시 소자의 광 출사면측에, 상술한 본 발명의 광학용 플라스틱 필름을 갖는다. 해당 플라스틱 필름은 1장만이어도 되고, 2장 이상이어도 된다.
표시 소자의 광 출사면측에 배치되는 플라스틱 필름으로서는, 편광자 보호 필름, 표면 보호 필름, 반사 방지 필름, 터치 패널을 구성하는 도전성 필름 등의 각종 기능성 필름의 기재로서 사용하는 플라스틱 필름을 들 수 있다.
<그 밖의 플라스틱 필름>
본 발명의 화상 표시 장치는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 그 밖의 플라스틱 필름을 갖고 있어도 된다.
그 밖의 플라스틱 필름으로서는, 광학적 등방성을 갖는 것이 바람직하다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 어떠한 한정도 되는 것은 아니다.
1. 측정, 평가
이하의 측정 및 평가의 분위기는, 온도 23℃±5℃, 습도 40 내지 65％RH로 한다. 또한, 측정 및 평가의 전에, 상기 분위기에 샘플을 30분 이상 노출하는 것으로 한다.
1-1. 면 내 위상차(Re), 두께 방향의 위상차(Rth) 및 지상축의 방향
후술하는 「2」에서 제작 또는 준비한 실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 샘플을 잘라내었다. 잘라낸 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 해당 샘플의 중앙부의 합계 5개소에 관하여, 면 내 위상차, 두께 방향의 위상차 및 지상축의 방향을 측정하였다. 측정 결과로부터 산출한 Re1 내지 Re5의 평균 등을 표 1에 나타낸다. 측정 장치는, 오츠카 덴시사 제조의 상품명 「RETS-100(측정 스폿: 직경 5㎜)」을 사용하였다. 또한, 지상축의 방향은, 플라스틱 필름의 흐름 방향(MD 방향)을 기준으로 0도로 하고, 0 내지 90도의 범위에서 측정하였다.
1-2. 단면의 인덴테이션 경도
상기 1-1에서 잘라낸 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 샘플의 영역 내에서, 흐름 방향 2㎜×폭 방향 10㎜의 크기로 절단하여 이루어지는 커트 샘플을 2개 제작한 후, 해당 커트 샘플을 도 1과 같이 수지로 포매하여 이루어지는 포매 샘플을 2개 제작하였다. 또한, 포매 샘플은, 명세서 본문의 (A1) 및 (A2)에 예시한 적합한 방법에 따라 제작하였다.
한쪽의 포매 샘플을 다이아몬드 나이프로 흐름 방향을 따라 수직으로 절단하고, 흐름 방향의 단면이 노출되어 이루어지는, 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플 A를 제작하였다. 다른 한쪽의 포매 샘플을 다이아몬드 나이프로 폭 방향을 따라 수직으로 절단하고, 폭 방향의 단면이 노출되어 이루어지는, 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도 측정용 샘플 B를 제작하였다. 또한, 포매 샘플을 절단하는 장치는, 라이카 마이크로시스템즈사 제조의 상품명 「울트라 마이크로톰 EM UC7」을 사용하였다. 또한, 포매 샘플 중의 커트 샘플의 중심을 통과하도록 절단하였다. 또한, 절단 시에는, 처음에는 대략적으로 절단하고(거친 트리밍), 최종적으로는, 「SPEED: 1.00㎜/s」, 「FEED: 70㎚」의 조건에서 정밀하게 트리밍하고, 샘플의 중심을 통과하는 절단면이 대략 평탄해지도록 하였다. 또한, 정밀 트리밍 후에, 절단면에, 이물 및 요철 등의 측정의 장해가 되는 일이 없음을 현미경으로 확인하였다.
이어서, 샘플 A를 사용하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 측정하고, MD1 및 MD2를 산출하였다. 마찬가지로, 샘플 B를 사용하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 측정하고, TD1 및 TD2를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 명세서 본문에 기재한 바와 같이, MD1, MD2, TD1 및 TD2는, 5회의 측정값의 평균값을 의미한다.
제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 표면 및 제2 표면으로부터 2.0㎛ 내측의 위치에서 측정하였다.
또한, 인덴테이션 경도는, 단면에 베르코비치 압자(재질: 다이아몬드 삼각추)를 수직으로 압입하고, 측정 장치로 하여 HYSITRON사 제조의 제품 번호 「TI950 TriboIndenter」를 사용하고, 당해 장치에 부속의 애플리케이션 소프트웨어(TriboScan Version 9.6.0.2)를 사용하여, 하기의 조건에서 측정하였다.
또한, 상기 측정에서는, 각 샘플의 인덴테이션 경도를 측정하기 전에, 인덴테이션 경도 및 복합 탄성률이 기지의 표준 시료(HYSITRON사 제조의 용융 석영(5-0098))를 사용하여 압입 시험을 실시하고, 시험 결과로부터 얻어진 인덴테이션 경도 및 복합 탄성률이 기준값 내인 것을 확인하는, 표준 맞춤을 실시하였다. 즉, 상기 표준 맞춤을 실시한 후에, 샘플 A에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도의 측정을 각각 5회 실시하였다. 그리고, 샘플 A의 측정이 완료된 후, 다시, 상기 표준 맞춤을 실시하고, 샘플 B에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도, 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 및 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도의 측정을 각각 5회 실시하였다.
또한, 표 1에 있어서, 조건 1(MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과 1.30 이하)을 충족하는 것을 「Y」, 충족하지 않는 것을 「N」으로 표기하였다.
<측정 조건>
·사용 압자: 베르코비치 압자(형식 번호: TI-0039, HYSITRON사 제조)
·압입 조건: 변위 제어 방식
·최대 압입 깊이: 200㎚
·하중 인가 시간: 20초간(속도: 10㎚/sec)
·유지 시간: 최대 압입 깊이로 5초간 유지
·하중 제하 시간: 20초간(속도: 10㎚/sec)
1-3. 내찰상성 1(단단한 것에 대한 내찰상성)
실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱 필름의 표면에, JIS S6006이 규정하는 경도 F의 시험용 연필을 압박 접촉하여, JIS K5600-5-4:1999에 규정하는 연필 경도 시험(4.9N 하중)을 행하였다. 시험은 흐름 방향 및 폭 방향의 양쪽에서 행하였다. 그 결과, 어느 방향에서도 플라스틱 필름의 표면에 흠집이 생기지 않은 것을 「A」, 적어도 한쪽의 방향에서 플라스틱 필름의 표면에 흠집이 생긴 것을 「C」로 하였다.
1-4. 내찰상성 2(유연한 것에 대한 내찰상성)
실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱 필름의 표면에, 면 300번의 무명 천을 압박 접촉하여, 하중 500g/㎠로 1000왕복 마찰한 후에, 형광등의 조명하에서 흠집의 유무를 눈으로 봄으로써 확인하였다. 시험은 흐름 방향 및 폭 방향의 양쪽에서 행하였다. 시험의 장치는 가쿠신 마모 시험기(테스터 산교사 제조의 제품 번호 「AB-301」)를 사용하였다. 그 결과, 어느 방향에서도 플라스틱 필름의 표면에 흠집이 생기지 않은 것을 「A」, 적어도 한쪽의 방향에서 플라스틱 필름의 표면에 흠집이 생긴 것을 「C」로 하였다.
1-5. 내굴곡성
<폭 방향>
실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱 필름으로부터, 짧은 변(폭 방향) 30㎜×긴 변(흐름 방향) 100㎜의 직사각형의 샘플을 잘라내었다. 내구 시험기(제품명 「DLDMLH-FS」, 유아사 시스템 기키사 제조)에, 해당 샘플의 짧은 변(30㎜)측의 양단을 고정하고(선단으로부터 10㎜의 영역을 고정), 180도 접는 연속 접힘 시험을 10만회 행하였다. 접힘 속도는, 1분간 120회로 하였다. 접힘 시험의 보다 상세한 방법을 하기에 나타낸다.
접힘 시험 후에 직사각형의 샘플을 수평한 대에 놓고, 대로부터 샘플의 단부가 떠오르는 각도를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 샘플이 도중에 파단한 것은 「파단」으로 하였다.
<흐름 방향>
실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱 필름으로부터, 짧은 변(흐름 방향) 30㎜×긴 변(폭 방향) 100㎜의 직사각형의 샘플을 잘라내고, 상기와 마찬가지의 평가를 행하였다.
<접힘 시험의 상세>
도 6의 (A)에 도시한 바와 같이 연속 접힘 시험에 있어서는, 우선, 플라스틱 필름(10)의 변부(10C)와, 변부(10C)와 대향하는 변부(10D)를, 평행하게 배치된 고정부(60)에서 각각 고정한다. 고정부(60)는 수평 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다.
다음으로, 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 고정부(60)를 서로 근접하도록 이동시킴으로써, 플라스틱 필름(10)을 접도록 변형시키고, 또한, 도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 플라스틱 필름(10)의 고정부(60)에서 고정된 대향하는 2개의 변부의 간격이 2㎜가 되는 위치까지 고정부(60)를 이동시킨 후, 고정부(60)를 역방향으로 이동시켜서 플라스틱 필름(10)의 변형을 해소시킨다.
도 6의 (A) 내지 (C)에 도시한 바와 같이 고정부(60)를 이동시킴으로써, 플라스틱 필름(10)을 180도 접을 수 있다. 또한, 플라스틱 필름(10)의 굴곡부(10E)가 고정부(60)의 하단으로부터 비어져 나오지 않도록 연속 접힘 시험을 행하고, 또한 고정부(60)가 최근접했을 때의 간격을 2㎜로 제어함으로써, 광학 필름(10)이 대향하는 2개의 변부의 간격을 2㎜로 할 수 있다.
1-6. 무지개 얼룩
하기 구성의 화상 표시 장치의 시인측 편광판 위에, 실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱으로부터 잘라낸 샘플(1-1에서 제작한 샘플)을, 샘플의 TD 방향이 화면의 수평 방향과 평행해지도록 배치하였다. 이어서, 화상 표시 장치를 암실 환경에서 점등하고, 나안으로 다양한 각도로부터 관찰하고, 하기의 기준으로 무지개 얼룩의 유무를 평가하였다.
A: 무지개 얼룩을 시인할 수 없다.
B: 무지개 얼룩이 극히 일부의 영역에 시인된다.
C: 무지개 얼룩이 대부분의 영역에 시인된다.
<화상 표시 장치의 구성>
(1) 백라이트 광원: 백색 LED 또는 냉음극관
(2) 광원측 편광판: PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 양측의 보호 필름으로서 TAC 필름을 갖는다. 편광자의 흡수축 방향이 화면의 수평 방향과 수직이 되도록 배치.
(3) 화상 표시 셀: 액정 셀
(4) 시인측 편광판: PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편광자 보호 필름으로서 TAC 필름이 사용된 편광판. 편광자의 흡수축의 방향이 화면의 평행 방향과 수직이 되도록 배치.
(5) 사이즈: 대각 10인치
1-7. 블랙아웃
1-6에 나타낸 구성의 화상 표시 장치의 시인측 편광판 위에, 실시예 및 비교예의 광학용 플라스틱으로부터 잘라낸 샘플(1-1에서 제작한 샘플)을, 샘플의 TD 방향이 화면의 수평 방향과 평행해지도록 배치하였다. 이어서, 샘플을 배치한 화상 표시를 세로 방향으로 한 상태에서, 실시예 및 비교예에서 제작한 화상 표시 장치를 S 편광을 흡수하는 편광 선글라스를 통해 정면으로부터 시인하고, 하기 기준으로 블랙아웃을 평가하였다.
A: 전체 영역이 블랙아웃되지 않는다.
B: 극히 일부의 영역이 블랙아웃된다.
C: 대부분의 영역이 블랙아웃된다.
2. 연신 폴리에스테르 필름의 제작 및 준비
[실시예 1]
1㎏의 PET(융점 258℃, 흡수 중심 파장: 320㎚)와, 0.1㎏의 자외선 흡수제(2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사지논-4-온)를, 혼련기로 280℃에서 용융 혼합하여 자외선 흡수제를 함유한 펠릿을 제작하였다. 그 펠릿과, 융점 258℃의 PET를 단축 압출기에 투입하여 280℃로 용융 혼련하고, T다이로부터 압출하고, 25℃로 표면 온도를 제어한 캐스트 드럼 위에 캐스트하여 캐스팅 필름을 얻었다. 캐스팅 필름 중의 자외선 흡수제의 양은 PET 100질량부에 대하여 1질량부였다.
얻어진 캐스팅 필름을, 95℃로 설정한 롤 군에서 가열한 후, 연신 구간 400㎜(시점이 연신 롤 A, 종점이 연신 롤 B. 연신 롤 A 및 B는, 각각 2개의 닙롤을 가짐)의 150㎜의 지점에서의 필름 온도가 103℃가 되도록, 필름의 양측으로부터 라디에이션 히터에 의해 가열하면서, 필름을 흐름 방향으로 3.3배 연신하고, 그 후 일단 냉각하였다. 또한, 라디에이션 히터에 의한 가열 시에, 라디에이션 히터의 필름의 반대측으로부터, 92℃, 4m/s의 바람을 필름을 향해 송풍함으로써, 필름의 표리에 난류를 발생시켜, 필름의 온도 균일성이 흐트러지도록 하였다.
계속해서, 이 1축 연신 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 기재 필름의 습윤 장력을 55mN/m으로 하고, 필름 양면의 코로나 방전 처리면에, 「유리 전이 온도 18℃의 폴리에스테르 수지, 유리 전이 온도 82℃의 폴리에스테르 수지, 및 평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 이활층 도포액」을 인라인 코팅하고, 이활층을 형성하였다.
이어서, 1축 연신 필름을 텐터로 유도하고, 95℃의 열풍으로 예열 후, 1단째 105℃, 2단째 140℃의 온도로 필름 폭 방향으로 4.5배 연신하였다. 여기서, 가로 연신 구간을 2분할한 경우, 가로 연신 구간 중간점에 있어서의 필름의 연신량(계측 지점에서의 필름 폭-연신 전 필름 폭)은, 가로 연신 구간 종료 시의 연신량의 80％가 되도록 2단계로 연신하였다. 가로 연신한 필름은, 그대로, 텐터 내에서 단계적으로 180℃부터 열 처리 온도 245℃의 열풍으로 열처리를 행하고, 계속해서 동일 온도 조건에서 폭 방향으로 1％의 이완 처리를, 100℃까지 더 급랭한 후에 폭 방향으로 1％의 이완 처리를 실시하고, 그 후, 권취하고, 실시예 1의 광학용 플라스틱 필름(2축 연신 폴리에스테르 필름, 두께 40㎛)을 얻었다.
[실시예 2]
필름 온도가 103℃로 되는 지점을, 연신 구간 400㎜의 200㎜의 지점으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2의 광학용 플라스틱 필름(2축 연신 폴리에스테르 필름, 두께 40㎛)을 얻었다.
[실시예 3]
실시예 1의 캐스팅 필름의 두께를 늘리고, 흐름 방향의 연신 배율을 3.3배에서 3.5배로 변경하고, 폭 방향의 연신 배율을 4.5배에서 5.0배로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 3의 광학용 플라스틱 필름(2축 연신 폴리에스테르 필름, 두께 50㎛)을 얻었다.
[실시예 4]
실시예 1의 캐스팅 필름의 두께를 늘리고, 흐름 방향의 연신 배율을 3.3배에서 3.5배로 변경하고, 폭 방향의 연신 배율을 4.5배에서 5.0배로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 4의 광학용 플라스틱 필름(2축 연신 폴리에스테르 필름, 두께 42㎛)을 얻었다.
[비교예 1]
비교예 1의 광학용 플라스틱 필름으로서, 시판 중인 2축 연신 폴리에스테르 필름(도요보사 제조, 상품명: 코스모샤인 A4100, 두께: 50㎛)을 준비하였다.
[비교예 2]
비교예 2의 광학용 플라스틱 필름으로서, 일본 특허 공개 제2018-59078호 공보의 실시예 13의 3층 구성(결정 폴리에스테르/비결정 폴리에스테르/결정 폴리에스테르에 3층)의 2축 연신 폴리에스테르 필름을 제작하였다.
Figure pct00002
표 1의 결과로부터, 조건 1을 충족하는 실시예 1 내지 4의 광학용 플라스틱 필름은, 단단한 것 및 유연한 것의 양쪽에 대하여 내찰상성을 양호하게 할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 4의 광학용 플라스틱 필름은, 조건 3을 충족함으로써, 블랙아웃을 억제할 수 있으며, 나아가, 굽힘의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 자국이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 및 2의 광학용 플라스틱 필름은, 조건 4를 충족함으로써, 무지개 얼룩을 억제할 수 있음을 확인할 수 있다.
10: 광학용 플라스틱 필름
20: 표시 소자
30: 편광판
31: 편광자
32: 투명 보호판 A
33: 투명 보호판 B
50: 하우징
100: 화상 표시 장치
S: 플라스틱 필름의 커트 샘플
R: 포매 수지
d: 플라스틱 필름의 커트 샘플의 두께 방향

Claims (8)

  1. 제1 표면과, 상기 제1 표면과는 반대측에 위치하는 제2 표면을 갖고 이루어지며, 하기의 조건 1을 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.
    <조건 1>
    플라스틱 필름의 흐름 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 MD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 MD2로 정의한다. 또한, 플라스틱 필름의 폭 방향의 단면의 인덴테이션 경도에 관하여, 제1 표면측의 단면의 인덴테이션 경도와 제2 표면측의 단면의 인덴테이션 경도 중, 유연한 쪽의 경도를 TD1로 정의하고, 두께 방향의 한가운데 단면의 인덴테이션 경도를 TD2로 정의한다. 이러한 전제에 있어서, MD2/MD1 및 TD2/TD1이 모두 1.01 초과 1.30 이하이다.
  2. 제1항에 있어서,
    하기의 조건 2를 더 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.
    <조건 2>
    MD1과 MD2의 곱과, TD1과 TD2의 곱 중, 큰 쪽을 X1, 작은 쪽을 X2로 정의했을 때, X1/X2가 1.30 이하이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하기의 조건 3을 더 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.
    <조건 3>
    플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 흐름 방향 및 폭 방향 중 어느 것과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의했을 때, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 5.0도 이상이다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기의 조건 4를 더 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.
    <조건 4>
    플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 면 내 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 면 내 위상차를, 각각 Re1, Re2, Re3, Re4, Re5로 정의했을 때, Re1 내지 Re5의 평균이 500㎚ 이하이다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기의 조건 5를 더 충족하는, 광학용 플라스틱 필름.
    <조건 5>
    플라스틱 필름으로부터 흐름 방향 50㎜×폭 방향 50㎜의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 네 코너로부터 중앙부를 향해 10㎜ 진행된 개소의 4개소, 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소의 두께 방향의 위상차를 측정한다. 상기 5개소의 두께 방향의 위상차를, 각각 Rth1, Rth2, Rth3, Rth4, Rth5로 정의했을 때, Rth1 내지 Rth5의 평균이 2000㎚ 이상이다.
  6. 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 A와, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 배치되어 이루어지는 투명 보호판 B를 갖는 편광판이며, 상기 투명 보호판 A 및 상기 투명 보호판 B의 적어도 한쪽이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학용 플라스틱 필름인, 편광판.
  7. 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면측에 배치되어 이루어지는 플라스틱 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 플라스틱 필름이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학용 플라스틱 필름인, 화상 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표시 소자와, 상기 플라스틱 필름의 사이에 편광자를 갖는, 화상 표시 장치.
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