(57)【要約】【課題】  偏光膜の保護フィルムとして優れた光学特性を有し、従来用いられてきたＴＡＣフィルムを代替することのできるポリエステルフィルムを安価に提供する。【解決手段】  偏光膜の少なくとも片面に偏光膜保護層として積層して使用されるポリエステルフィルムであって、フィルム幅１ｍ以上における幅方向でのリターデーションが２０００ｎｍ以下、リターデーションの標準偏差が２００ｎｍ以下であり、ヘーズが５％以下であり、フィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきが１０°以下であることを特徴とする偏光膜保護用ポリエステルフィルム。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光膜の少なくとも片面に偏光膜保護層として積層して使用されるポリエステルフィルムであって、フィルム幅１ｍ以上における幅方向でのリターデーションが２０００ｎｍ以下、リターデーションの標準偏差が２００ｎｍ以下であり、ヘーズが５％以下であり、フィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきが１０°以下であることを特徴とする偏光膜保護用ポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光膜保護フィルムに関するものであり、詳しくは、偏光膜に積層することにより、偏光膜の表面を保護するために使用されるポリエステルフィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに使用される偏光板は、一般的に保護フィルム／偏光膜／保護フィルムまたは保護フィルム／偏光膜／位相差フィルムの構成からなり、偏光膜の保護フィルムとして、その高い透明性や光学等方性などの特徴を有するＴＡＣフィルムが従来多く使用されてきた。しかしながら、ＴＡＣフィルムは溶液流延法により製膜されているため、耐薬品性、耐擦傷性などの点で十分とは言えない上に、近年液晶ディスプレイの大型化が進むにしたがってＴＡＣフィルムの耐熱性、機械的強度のディスプレイ面内でのばらつきが問題になっている。また、液晶ディスプレイの需要が著しく伸びている中でＴＡＣフィルムの供給はタイトな状態が続いており、今後の安定供給が懸念されている。
【０００３】
上記のような問題に対して、シクロオレフィンポリマー等の他の素材でＴＡＣフィルムを代替する検討も多く行われている。しかしながら、他素材でのフィルムは汎用樹脂を使用していないため、コスト面での問題もあり本格的にＴＡＣフィルムを代替するには至っていない。
【特許文献１】特開平６−５１１１７公報
【特許文献２】特開２００６−２２７０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みなされたものであって、その解決課題は、偏光膜保護フィルムとして、安価に光学特性に優れたポリエステルフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムによれば、上記課題が容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は、偏光膜の少なくとも片面に偏光膜保護層として積層して使用されるポリエステルフィルムであって、フィルム幅１ｍ以上における幅方向でのリターデーションが２０００ｎｍ以下、リターデーションの標準偏差が２００ｎｍ以下であり、ヘーズが５％以下であり、フィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきが１０°以下であることを特徴とする偏光膜保護用ポリエステルフィルムに存する。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうポリエステルフィルムとは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出されたシートを延伸したフィルムである。
【０００８】
上記のフィルムを構成するポリエステルとは、ジカルボン酸とジオールとから、あるいはヒドロキシカルボン酸から重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。
【０００９】
かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２、６ナフタレート等が例示される。これらのポリマーはホモポリマーであってもよく、また第３成分を共重合させたものでもよい。特に本願発明の特徴であるリターデーションの範囲及びその標準偏差の範囲を満足させるために、共重合体を原料の一部または全部として使用することが好ましい。すなわち、リターデーションが高くなり過ぎないようにするためには、延伸倍率を低く設定する方法があるが、この場合はリターデーションの均一性が損なわれるようになり、偏光板用として使用した時の品質が低下する。そこで延伸倍率を必要以上に低くせず、リターデーションを特定範囲にするため、共重合体を用いる方法を好ましく採用できる。ここで言う第３成分として、上記したポリエステルを構成する成分を例示できる。
【００１０】
本発明におけるポリエステルは、従来公知の方法で、例えばジカルボン酸とジオールとの反応で直接低重合度ポリエステルを得る方法や、ジカルボン酸の低級アルキルエステルとジオールとを従来公知のエステル交換触媒で反応させた後、重合触媒の存在下で重合反応を行う方法で得ることができる。
【００１１】
なお、本発明で用いるポリエステルは、溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素等不活性気流中に必要に応じてさらに固層重合を施してもよい。
【００１２】
本発明におけるポリエステルフィルムには、取り扱いを容易にするために、透明性を損なわない条件で粒子を含有させてもよい。本発明で用いる粒子の例としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子や、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子を挙げることができる。また粒子を添加する方法としては、原料とするポリエステル中に粒子を含有させて添加する方法、押出機に直接添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用してもよく、２つの方法を併用してもよい。
【００１３】
用いる粒子の粒径は通常０．０５〜５.０μｍ、好ましくは０．１〜４.０μｍである。平均粒径が５．０μｍより大きいと、フィルムのヘーズが大きくなり、フィルムの透明性が低下することがある。平均粒径が０．１μｍより小さいと、表面粗度が小さくなりすぎてフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。粒子含有量は、ポリエステルに対し、通常０．００１〜３０．０重量％であり、好ましくは０．０１〜１０．０重量％である。粒子含有量が多いとヘーズが大きくなり、ディスプレイにおける画像の鮮明さが低下することがあり、粒子含有量が少ないとフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。
【００１４】
ポリエステルに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、粒子を添加して重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混錬押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混錬押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。
【００１５】
本発明では必要に応じて上記粒子の他にも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、染料、顔料、紫外線吸収剤などが挙げられる。本発明においては、ポリエステルの溶融押出機を２台または３台以上用いて、いわゆる共押出法により２層または３層以上の積層フィルムとすることができる。層の構成としては、Ａ原料とＢ原料を用いたＡ／Ｂ構成、またはＡ／Ｂ／Ａ構成、さらにＣ原料を用いてＡ／Ｂ／Ｃ構成またはそれ以外の構成のフィルムとすることができる。例えばＡ原料として特定の粒子を用いてＡ層の表面形状を設計し、Ｂ原料としては粒子を含有しない原料を用い、Ａ／ＢまたはＡ／Ｂ／Ａ構成のフィルムとすることができる。また当該フィルムの再生原料をＢ層に配合しても表層であるＡ層により表面粗度の設計ができるので、さらにコスト的な利点が大きくなる。
【００１６】
また、本発明のポリエステルフィルムのフィルム厚さは通常３５〜１００μｍ、好ましくは５０〜９０μｍ、さらに好ましくは６０〜８０μｍである。
【００１７】
本発明のフィルムは、表面の接着性を向上することや、帯電防止効果を与える等を目的として塗布層を設けることができる。塗布層はフィルムの片面に設けられていても、両面に設けられていてもよく、また表裏で異なる塗布層を設けてもよい。
【００１８】
また、塗布層は、帯電防止剤、消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料などを含有していてもよい。
【００１９】
塗布剤の塗布方法としては、例えば、原崎勇次著、槙書店、１９７９年発行、「コーティング方式」に示されるような、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクターコーターまたはこれら以外の塗布装置を使用することができる。
【００２０】
なお、塗布剤のフィルムへの塗布性や接着性を改良するため、塗布前にフィルムに化学処理や放電処理を施してもよい。また、表面特性をさらに改良するため、塗布層形成後に放電処理を施してもよい。
【００２１】
塗布層の厚みは、最終的な乾燥厚さとして、通常０．０２〜０．５μｍ、好ましくは０．０３〜０．３μｍの範囲である。塗布層の厚さが０．０２μｍ未満の場合は、本発明の効果が十分に発揮されない恐れがある。塗布層の厚さが０．５μｍを超える場合は、フィルムが相互に固着しやすくなったり、特にフィルムの高強度化のために塗布処理フィルムを再延伸する場合は、工程中のロールに粘着しやすくなったりする傾向がある。上記の固着の問題は、特にフィルムの両面に同一の塗布層を形成する場合に顕著に現れる。
【００２２】
なお必要に応じてフィルムの製造後にコートするオフラインコートと呼ばれる方法でコートしてもよい。また片面、両面は問わない。コーティングの材料としては、オフラインコートの場合は水系および／または溶剤系いずれでもよい。
【００２３】
本発明のポリエステルフィルムは、フィルム幅１ｍ以上における幅方向でのリターデーションが２０００ｎｍ以下であることを特徴とするポリエステルフィルムであり、好ましくはリターデーションが１５００ｎｍ以下、さらに好ましくは１０００ｎｍ以下である。リターデーションの標準偏差は２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以下である。フィルム幅１ｍ以上における幅方向でのリターデーションが２０００ｎｍ以上、リターデーションの標準偏差が２００ｎｍ以上である場合にはディスプレイにおける色調が画像本来のものとは異なる場合がある。
【００２４】
ここで、リターデーションとは、波長５８９ｎｍで測定した、フィルムの主配向方向の屈折率（ｎγ）と、フィルム面内で主配向方向と垂直の方向の屈折率（ｎβ）との差Δｎ（Δｎ＝ｎγ−ｎβ）とフィルム厚さｄとの積Δｎ×ｄである。また、ここでフィルム幅１ｍ以上とは幅１ｍ以上のフィルム製膜装置全幅のことである。近年ディスプレイのサイズの大型化が進んでいることから、幅１ｍ以上でリターデーションが均一であることが必要である。
【００２５】
本発明において、ポリエステルフィルムのリターデーションの値を上記範囲とする具体的処方としては、原料の一部または全部に共重合原料を用いて一軸方向にのみ延伸することが好ましい。共重合原料を用いない場合には、一軸方向に延伸しても、リターデーションが大きくなってしまうし、二軸延伸した場合には、共重合原料を用いても、リターデーションの標準偏差が大きくなり、適度なリターデーションとその均一性を満たせない。
【００２６】
本発明のポリエステルフィルムのヘーズは５％以下であり、好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。ヘーズが５％以上の場合は液晶ディスプレイでのコントラストが下がり、良好な画像が得られない。
【００２７】
本発明のポリエステルフィルムでは、フィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度の均一性が重要であり、１０°以下、好ましくは６°以下である。主配向のばらつきが１０°を超えると画像の色調のばらつきが大きく、良好な画像が得られない。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、偏光膜保護フィルムとして、安価に光学特性に優れたポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。実施例中、「％」は「重量％」を意味する。
【００３０】
（１）リターデーションの測定
大塚電子株式会社製、セルギャップ検査装置ＲＥＴＳ−１１００Ａを用い、フィルム幅方向を２ｃｍ間隔でリターデーションを測定した。測定値の平均値をリターデーションの値とした。また、幅方向のリターデーションの標準偏差をフィルムの幅方向におけるリターデーションの標準偏差の値とした。なお、リターデーションの測定には光干渉法を用い、アパーチャ径５ｍｍとし２３℃で行った。
【００３１】
（２）フィルムヘーズ
ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準じ、日本電色工業社製分球式濁度計ＮＤＨ−１００１ＤＰによりフィルムの濁度を測定した。
【００３２】
（３）主配向の角度の測定
カールツァイス社製偏光顕微鏡を用いて、ポリエステルフィルムの配向を観察し、ポリエステルフィルム面内の主配向軸の方向がポリエステルフィルムの幅方向に対して何度傾いているかを測定し配向角とした。この測定を得られたフィルムの中央部と両端の計３カ所について実施し、その偏差をフィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきの値とした。
【００３３】
（４）偏光膜保護フィルムとしての適性
ＰＶＡとヨウ素からなる偏光膜の片側に本発明のポリエステルフィルムを貼り付け、その反対の面に位相差フィルムを貼り付けて偏光板を作成した。得られた偏光板をポリエステルフィルムが最外面になるように液晶ディスプレイに組み込んで、以下の点について評価を行った。
【００３４】
・画像の色調
○：画像本来の色調である
△：画像本来の色調とは少し異なるが、実用上、問題ない
×：画像本来の色調とは異なる
【００３５】
・画像の色調のばらつき
○：画像の色調のばらつきがない
△：画像の色調のばらつきが少しあるが、実用上、問題ない
×：画像が色調のばらつきが大きい
【００３６】
・画像の鮮明さ
○：画像が鮮明である
△：少し白っぽいが、実用上、問題ない
×：画像が白っぽく、鮮明でない
【００３７】
（６）総合評価
下記判定基準により、総合評価を行った。
○：リターデーションが２０００ｎｍ以下、フィルムの幅方向におけるリターデーションの標準偏差が２００ｎｍ以下であり、ヘーズが５％以下であり、フィルム面内の任意の基準方向に対する主配向の角度のばらつきが±５°以内であり、画像の色調、画像の色調のばらつき、画像の鮮明さがすべて○である。
△：画像の色調、画像の色調のばらつき、画像の鮮明さのいずれかが△である。
×：画像の色調、画像の色調のばらつき、画像の鮮明さのいずれかが×である。
【００３８】
実施例１：
（ポリエステルチップの製造法）
（ポリエステルＡの製造方法）
ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カルシウム一水塩０．０７部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約４時間半を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。
【００３９】
次に燐酸０．０４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ａ）を得た。得られたポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．６６であった。
【００４０】
（ポリエステルＢの製造方法）
上記ポリエステル（Ａ）を製造する際、平均粒径２μｍの非晶質シリカを１０００ｐｐｍ添加し、ポリエステル（Ｂ）を作成した。
【００４１】
（ポリエステルＣの製造方法）
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸を使用し、多価アルコール成分としてエチレングリコールを使用し、常法の溶融縮重合法で共重合ポリエステルを製造した。ポリエステル５に含まれるジカルボン酸成分のうちイソフタル酸含量は２０モル％であった。
【００４２】
（ポリエステルフィルムの製造）
上記ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）を９０％，１０％の割合で配合した混合原料をＡ層の原料とし、ポリエステル（Ａ）、（Ｃ）を５０％，５０％の割合で配合した混合原料をＢ層の原料として、２台のベント式二軸押出機に各々を供給し、それぞれ２８５℃で溶融し、Ａ層を最外層（表層）、Ｂ層を中間層とする２種３層（Ａ／Ｂ／Ａ）の層構成で共押出して、冷却したキャスティングドラム上に押出し冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、９０℃にて縦方向に１．０５倍延伸した後、更にテンター内で予熱工程を経て９０℃で３．０倍、横延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、厚さ４０μｍのポリエステルフィルムを得た。
【００４３】
実施例２：
実施例１において、縦方向に１．１倍延伸した以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。
【００４４】
比較例１：
実施例１において、Ｂ層の原料をポリエステル（Ａ）１００％とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムはリターデーションの値が大きいため、偏光膜保護フィルムとしての適性評価において画像本来の色調が得られなかった。
【００４５】
比較例２：
実施例１において、横延伸倍率を２．０倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムはリターデーションの振れが大きいために幅方向でのリターデーションの標準偏差も大きく、偏光膜保護フィルムとしての適性評価において色調のばらつきが大きかった。
【００４６】
比較例３：
実施例１において、Ａ層の原料をポリエステル（Ａ）６０％、ポリエステル（Ｂ）４０％とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムはヘーズが大きいために、偏光膜保護フィルムとしての適性評価において画像が白っぽかった。
【００４７】
比較例４：
実施例１において、縦延伸倍率を３．５倍とする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムはフィルム面内の任意の基準方向に対する主配向のばらつきが大きく、偏光膜保護フィルムとしての適性評価において、色調が本来のものではなかった。
【００４８】
以上、得られた結果をまとめて下記表１に示す。
【００４９】
【表１】
2009042653.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のフィルムは、例えば、偏光膜の保護フィルムとして好適に利用することができる。