偏光板保護用ポリエステルフィルムおよびその製造方法
【課題】 偏光板としてクロスニコル状態に配置した時に光干渉色の発生が抑制できる偏光板保護用ポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム、および、溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする前記偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
【解決手段】 フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム、および、溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする前記偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板保護フィルム、すなわち、偏光膜に積層することにより、偏光板を保護するために使用されるフィルムに好適に使用される偏光板保護用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、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るのが一般的であり、従来の偏光板の保護フィルムとして、その高い透明性や光学等方性、異物の少なさなどの特徴からＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムが多く使用されてきた。
【０００３】
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、液晶ディスプレイに対するコストダウン要求が強まる中、ＴＡＣフィルムのコストが高い点が問題になっている。一方、液晶ディスプレイの需要が著しく伸びている中でＴＡＣフィルムの供給は不足しがちな状態が続いており、今後の安定供給が懸念されている。
【０００４】
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（特許文献１、２）。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、コストが高いという問題がある。
【０００５】
一方、二軸配向ポリエステルフィルムは汎用樹脂であるため、コスト面での問題はないが、二軸配向ポリエステルフィルムにおいては、複屈折を有しており、その主配向軸がフィルム面内で一定方向に存在しないために、配向設計によっては偏光板としてクロスニコル状態に配置した時に光干渉色が発生したり、主配向軸の角度によっては十分な輝度が得られなかったりする場合がある。
【０００６】
また、無延伸ポリエステルフィルムは無配向であるため、光干渉色や輝度の低下の問題はないが、厚さを１００μｍ未満とするのが困難であり、薄型化要求が強い偏光板の保護フィルムに用いることは好ましくない。
【０００７】
フィルム延伸倍率の縦横の比をバランス化させることで光干渉色が発生を抑制する方法も提案されている（特許文献３、４）。例えば、特許文献３では、縦延伸、横延伸をともに３．６倍で延伸するフィルムの製造方法が提案されている。特許文献４では、縦延伸、横延伸をともに３．７倍で延伸するフィルムの製造方法が提案されている。どちらも光干渉色を抑制できているが、延伸時の温度が高いために、フィルム製膜時の破断が生じやすくなるという問題があり、実用的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５１１１７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７０９０号公報
【特許文献３】特開平６−２９７５６１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、偏光板としてクロスニコル状態に配置した時に光干渉色の発生が抑制できる偏光板保護用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】
【００１０】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のポリエステルフィルムによれば、上記課題を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。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は、フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム、および、溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする前記偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偏光板保護フィルムとして、安価で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形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、フィルムの透明性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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
本発明のポリエステルフィルムを保護フィルムとして使用した偏光板において、光干渉色の発生を防ぐために、ポリエステルフィルムにおけるフィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、好ましくは２００ｎｍ以下である。フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍより大きい場合には、光の干渉色が強くなり、液晶ディスプレイにおいて、画像本来の色彩が得られない。
【００２１】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは４〜５０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは４〜３８μｍである。フィルムの厚さが４μｍより薄いとフィルムの製膜が困難となったり、フィルムの取り扱いが難しくなったりすることがある。フィルムの厚さが５０μｍより厚い場合には偏光板が厚くなり実用上問題となることがある。
【００２２】
本発明におけるポリエステルフィルムの面配向度は、０．１１０以下であることが必要である。面配向度が０．１１０以上でかつ面内リターデーションを５００ｎｍ以下の場合、フィルム製膜時の破断が生じやすくなるという問題がある。
【００２３】
本発明では必要に応じて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、などが挙げられる。
【００２４】
本発明においては、公知の手法により乾燥したポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移点以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。
【００２５】
本発明においては、このようにして得られたシートを２軸方向に延伸してフィルム化することが好ましい。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを好ましくは縦方向に８０〜１３０℃で１．３〜６倍に延伸し、縦１軸延伸フィルムとした後、横方向に９０〜１６０℃で１．３〜６倍延伸を行い。１５０〜２４０℃で１〜６００秒間熱処理を行うことが好ましい。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび／または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および／または横方向に０．１〜２０％弛緩する方法が好ましい。
【００２６】
偏光板として、ＰＶＡの接着剤との密着させるため、あるいはハードコートとの密着性を向上させるために少なくとも片面に塗布層を設けることが好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
塗布剤の塗布方法としては、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
（１）主配向軸の測定
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ＭＤに対して何度傾いているかを求めた。なお、測定上、主配向軸が９０度を越えた場合には、その補角を主配向軸のＭＤ方向に対する角度とした。
【００３４】
（２）面内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、フィルムの面内リターデーションを測定した。フィルムの面内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。
【００３５】
（３）面配向度（ΔＰ）
アタゴ製アッベ式屈折計を使用した。ヨウ化メチレンをマウントして、試料フィルムを測定面が下になるようにプリズムに密着させ、単色光ナトリウムＤ線（５８９ｎｍ）を光源として長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率（それぞれＮｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）を測定した。得られた値から下記式により各層の面配向度ΔＰを求めた。フィルム各層で異なる面配向度の場合は、各層の厚みで換算した値を用いた。なお、測定試料は製品マスターロールの中央部分より採取した。
ΔＰ＝（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ
【００３６】
（４）視認性の検査
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム（（株）クラレ製、重合度２４００）を用いて、第１浴（ヨウ素、ＫＩ水溶液−３０℃）で３倍延伸後、第２浴（ホウ酸、ＫＩ水溶液−５５℃）中でトータル延伸倍率を６倍まで延伸して偏光子を得た。その後、ＰＶＡ系接着剤を用いて、片面に厚さ４０μｍのＴＡＣフィルムを、片面にポリエステルフィルムを貼り合わせ偏光板を作製した。当該偏光板をＴＡＣフィルム側が液晶側になるようにバックライトユニット側の偏光板としてモバイル用の液晶パネルに実装し視認性を確認した。
◎：輝度の低下も光干渉色がなく、良好である
○：輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、問題ない
△：光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となる
×：光干渉色が強く、本来の色調とはかなり異なる画像となる
【００３７】
（５）破断しやすさの評価
フィルム製膜における破断しやすさを破断の頻度にて評価した。
＜破断しやすさ 判定基準＞
（破断しにくい） ○＞× （破断しやすい）
なお、上記判定基準中、○のものが生産上問題なく使用できるレベルである。
【００３８】
（６）総合評価
視認性および破断しやすさを総合的に評価し、偏光板保護用フィルムとして優れているものを○、不十分なもの×とした。
【００３９】
以下の実施例および比較例で使用した原料は、以下のようにして準備した。
（ポリエステルＡの製造方法）
テレフタル酸ジメチル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。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３．２μｍの非晶質シリカを６０００ｐｐｍ添加し、ポリエステル（Ｂ）を作成した。
（ポリエステルＣの製造方法）
テレフタル酸ジメチル８０部、イソフタル酸ジメチル２０部、エチレングリコール６０重量部を出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０９重量部を反応器にとり、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加した後、三酸化アンチモン０．０３部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６８に相当する時点で反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ｃ）を得た。得られたポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．６８であった。
【００４１】
実施例１：
上記ポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ６０％、４０％の割合で混合した原料をＢ層用の原料とし、ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ８０％、２０％の割合で混合した原料をＡ層用の原料とし、Ａ層およびＢ層用原料をそれぞれ別個の溶融押出機により溶融押出して（Ａ／Ｂ／Ａ）の２種３層積層の無定形シートを得た。ついで、冷却したキャスティングドラム上に、シートを共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３．４倍延伸した後、さらにテンター内で予熱工程を経て９０℃で横方向に４．０倍延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸が８４度の位置で厚さ３８μｍ(Ａ層：３．２μｍ、Ｂ層：３１．６μｍ)のポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４２】
実施例２：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ５０％、５０％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４３】
実施例３：
実施例２において、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を４５度の位置よりフィルムを得る以外は実施例２と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、良好であった。
【００４４】
実施例４：
実施例２において、縦延伸倍率を３．５倍、横延伸倍率を４．５倍にし、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４５】
実施例５：
実施例４において、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を５２度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、良好であった。
【００４６】
実施例６：
実施例２において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ１５％、８５％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度とする以外は実施例２と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４７】
比較例１：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）を１００％の割合で用い、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色が強く、本来の色調とはかなり異なる画像となった。
【００４８】
比較例２：
実施例１において、縦延伸時の温度を１１０℃、倍率を３．６倍、横延伸の温度を１１０℃、倍率を３．６倍にし、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となった。
【００４９】
比較例３：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ７０％、３０％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となった。
【００５０】
以上、得られた結果をまとめて下記表１および２に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のフィルムは、例えば、偏光板保護用フィルムとして好適に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板保護フィルム、すなわち、偏光膜に積層することにより、偏光板を保護するために使用されるフィルムに好適に使用される偏光板保護用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、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るのが一般的であり、従来の偏光板の保護フィルムとして、その高い透明性や光学等方性、異物の少なさなどの特徴からＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムが多く使用されてきた。
【０００３】
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、液晶ディスプレイに対するコストダウン要求が強まる中、ＴＡＣフィルムのコストが高い点が問題になっている。一方、液晶ディスプレイの需要が著しく伸びている中でＴＡＣフィルムの供給は不足しがちな状態が続いており、今後の安定供給が懸念されている。
【０００４】
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（特許文献１、２）。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、コストが高いという問題がある。
【０００５】
一方、二軸配向ポリエステルフィルムは汎用樹脂であるため、コスト面での問題はないが、二軸配向ポリエステルフィルムにおいては、複屈折を有しており、その主配向軸がフィルム面内で一定方向に存在しないために、配向設計によっては偏光板としてクロスニコル状態に配置した時に光干渉色が発生したり、主配向軸の角度によっては十分な輝度が得られなかったりする場合がある。
【０００６】
また、無延伸ポリエステルフィルムは無配向であるため、光干渉色や輝度の低下の問題はないが、厚さを１００μｍ未満とするのが困難であり、薄型化要求が強い偏光板の保護フィルムに用いることは好ましくない。
【０００７】
フィルム延伸倍率の縦横の比をバランス化させることで光干渉色が発生を抑制する方法も提案されている（特許文献３、４）。例えば、特許文献３では、縦延伸、横延伸をともに３．６倍で延伸するフィルムの製造方法が提案されている。特許文献４では、縦延伸、横延伸をともに３．７倍で延伸するフィルムの製造方法が提案されている。どちらも光干渉色を抑制できているが、延伸時の温度が高いために、フィルム製膜時の破断が生じやすくなるという問題があり、実用的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５１１１７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７０９０号公報
【特許文献３】特開平６−２９７５６１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、偏光板としてクロスニコル状態に配置した時に光干渉色の発生が抑制できる偏光板保護用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】
【００１０】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のポリエステルフィルムによれば、上記課題を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。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は、フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム、および、溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする前記偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、偏光板保護フィルムとして、安価で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形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、フィルムの透明性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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
本発明のポリエステルフィルムを保護フィルムとして使用した偏光板において、光干渉色の発生を防ぐために、ポリエステルフィルムにおけるフィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、好ましくは２００ｎｍ以下である。フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍより大きい場合には、光の干渉色が強くなり、液晶ディスプレイにおいて、画像本来の色彩が得られない。
【００２１】
本発明のポリエステルフィルムの厚さは４〜５０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは４〜３８μｍである。フィルムの厚さが４μｍより薄いとフィルムの製膜が困難となったり、フィルムの取り扱いが難しくなったりすることがある。フィルムの厚さが５０μｍより厚い場合には偏光板が厚くなり実用上問題となることがある。
【００２２】
本発明におけるポリエステルフィルムの面配向度は、０．１１０以下であることが必要である。面配向度が０．１１０以上でかつ面内リターデーションを５００ｎｍ以下の場合、フィルム製膜時の破断が生じやすくなるという問題がある。
【００２３】
本発明では必要に応じて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、などが挙げられる。
【００２４】
本発明においては、公知の手法により乾燥したポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移点以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。
【００２５】
本発明においては、このようにして得られたシートを２軸方向に延伸してフィルム化することが好ましい。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを好ましくは縦方向に８０〜１３０℃で１．３〜６倍に延伸し、縦１軸延伸フィルムとした後、横方向に９０〜１６０℃で１．３〜６倍延伸を行い。１５０〜２４０℃で１〜６００秒間熱処理を行うことが好ましい。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび／または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および／または横方向に０．１〜２０％弛緩する方法が好ましい。
【００２６】
偏光板として、ＰＶＡの接着剤との密着させるため、あるいはハードコートとの密着性を向上させるために少なくとも片面に塗布層を設けることが好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
塗布剤の塗布方法としては、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【実施例】
【００３２】
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。
【００３３】
（１）主配向軸の測定
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ＭＤに対して何度傾いているかを求めた。なお、測定上、主配向軸が９０度を越えた場合には、その補角を主配向軸のＭＤ方向に対する角度とした。
【００３４】
（２）面内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、フィルムの面内リターデーションを測定した。フィルムの面内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。
【００３５】
（３）面配向度（ΔＰ）
アタゴ製アッベ式屈折計を使用した。ヨウ化メチレンをマウントして、試料フィルムを測定面が下になるようにプリズムに密着させ、単色光ナトリウムＤ線（５８９ｎｍ）を光源として長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率（それぞれＮｘ、Ｎｙ、Ｎｚ）を測定した。得られた値から下記式により各層の面配向度ΔＰを求めた。フィルム各層で異なる面配向度の場合は、各層の厚みで換算した値を用いた。なお、測定試料は製品マスターロールの中央部分より採取した。
ΔＰ＝（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ
【００３６】
（４）視認性の検査
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム（（株）クラレ製、重合度２４００）を用いて、第１浴（ヨウ素、ＫＩ水溶液−３０℃）で３倍延伸後、第２浴（ホウ酸、ＫＩ水溶液−５５℃）中でトータル延伸倍率を６倍まで延伸して偏光子を得た。その後、ＰＶＡ系接着剤を用いて、片面に厚さ４０μｍのＴＡＣフィルムを、片面にポリエステルフィルムを貼り合わせ偏光板を作製した。当該偏光板をＴＡＣフィルム側が液晶側になるようにバックライトユニット側の偏光板としてモバイル用の液晶パネルに実装し視認性を確認した。
◎：輝度の低下も光干渉色がなく、良好である
○：輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、問題ない
△：光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となる
×：光干渉色が強く、本来の色調とはかなり異なる画像となる
【００３７】
（５）破断しやすさの評価
フィルム製膜における破断しやすさを破断の頻度にて評価した。
＜破断しやすさ 判定基準＞
（破断しにくい） ○＞× （破断しやすい）
なお、上記判定基準中、○のものが生産上問題なく使用できるレベルである。
【００３８】
（６）総合評価
視認性および破断しやすさを総合的に評価し、偏光板保護用フィルムとして優れているものを○、不十分なもの×とした。
【００３９】
以下の実施例および比較例で使用した原料は、以下のようにして準備した。
（ポリエステルＡの製造方法）
テレフタル酸ジメチル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。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３．２μｍの非晶質シリカを６０００ｐｐｍ添加し、ポリエステル（Ｂ）を作成した。
（ポリエステルＣの製造方法）
テレフタル酸ジメチル８０部、イソフタル酸ジメチル２０部、エチレングリコール６０重量部を出発原料とし、触媒として酢酸マグネシウム・四水塩０．０９重量部を反応器にとり、反応開始温度を１５０℃とし、メタノールの留去とともに徐々に反応温度を上昇させ、３時間後に２３０℃とした。４時間後、実質的にエステル交換反応を終了させた。この反応混合物にエチルアシッドフォスフェート０．０４部を添加した後、三酸化アンチモン０．０３部を加えて、４時間重縮合反応を行った。すなわち、温度を２３０℃から徐々に昇温し２８０℃とした。一方、圧力は常圧より徐々に減じ、最終的には０．３ｍｍＨｇとした。反応開始後、反応槽の攪拌動力の変化により、極限粘度０．６８に相当する時点で反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ｃ）を得た。得られたポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．６８であった。
【００４１】
実施例１：
上記ポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ６０％、４０％の割合で混合した原料をＢ層用の原料とし、ポリエステル（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ８０％、２０％の割合で混合した原料をＡ層用の原料とし、Ａ層およびＢ層用原料をそれぞれ別個の溶融押出機により溶融押出して（Ａ／Ｂ／Ａ）の２種３層積層の無定形シートを得た。ついで、冷却したキャスティングドラム上に、シートを共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３．４倍延伸した後、さらにテンター内で予熱工程を経て９０℃で横方向に４．０倍延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸が８４度の位置で厚さ３８μｍ(Ａ層：３．２μｍ、Ｂ層：３１．６μｍ)のポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４２】
実施例２：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ５０％、５０％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４３】
実施例３：
実施例２において、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を４５度の位置よりフィルムを得る以外は実施例２と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、良好であった。
【００４４】
実施例４：
実施例２において、縦延伸倍率を３．５倍、横延伸倍率を４．５倍にし、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４５】
実施例５：
実施例４において、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を５２度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下が少しあるが、光干渉色がなく、良好であった。
【００４６】
実施例６：
実施例２において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ１５％、８５％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度とする以外は実施例２と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の輝度の低下も光干渉色もなく、良好であった。
【００４７】
比較例１：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）を１００％の割合で用い、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８９度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色が強く、本来の色調とはかなり異なる画像となった。
【００４８】
比較例２：
実施例１において、縦延伸時の温度を１１０℃、倍率を３．６倍、横延伸の温度を１１０℃、倍率を３．６倍にし、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度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。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となった。
【００４９】
比較例３：
実施例１において、Ｂ層用の原料として（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ７０％、３０％の割合で混合し、製膜機にて巻き取ったロールの主配向軸を８８度の位置よりフィルムを得る以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。評価結果を表１に示す。得られたポリエステルフィルムは、液晶パネルに組み込んだ際の光干渉色光干渉色があり、本来の色調とは異なる画像となった。
【００５０】
以上、得られた結果をまとめて下記表１および２に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のフィルムは、例えば、偏光板保護用フィルムとして好適に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム。
【請求項２】
溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする請求項１記載の偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項１】
フィルムの面内リターデーションが５００ｎｍ以下であり、面配向度ΔＰが０．１１０以下であることを特徴とする偏光板保護用ポリエステルフィルム。
【請求項２】
溶融押出ポリエステルシートを二軸に延伸し、熱処理するフィルムの製造方法であり、フィルム横方向の延伸倍率が４．０倍以上であることを特徴とする請求項１記載の偏光板保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
【公開番号】特開２０１３−５４２０７（Ｐ２０１３−５４２０７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２２０９（Ｐ２０１１−１９２２０９）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
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