KR101240154B1 - 폴리에스테르 필름 및 그의 제조 방법 및 그의 용도 - Google Patents

Abstract

디카르복실산 단위와 디올 단위를 포함하고, 상기 디올 단위의 1 ~ 80몰%가 환상 아세탈 골격을 갖는 디올 단위인 폴리에스테르를 용융 압출법에 의해 제막한 폴리에스테르 필름으로서, 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션 (retardation)이 20㎚ 이하인 폴리에스테르 필름. 상기 폴리에스테르 필름은 압출 성형으로 용이하게 제막할 수 있는 경제성이 뛰어난 광학적 등방성 폴리에스테르 필름이다. 상기 폴리에스테르 필름은 위상차 필름, 편광판 보호 필름, 광 확산 시트, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 광정보 기록 매체 등의 광학 부재, 광학 제품의 제조에 유용하다.

Description

폴리에스테르 필름 및 그의 제조 방법 및 그의 용도{POLYESTER FILM, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND USE THEREOF}

본 발명은 디올 단위 중에 환상 아세탈 골격을 가지는 폴리에스테르를 용융 압출법으로 제막한 리타데이션 (retardation)이 작은 폴리에스테르 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 폴리에스테르 필름을 이용한 위상차 필름, 편광판 보호 필름, 광확산 필름, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 광정보 기록 매체에 관한 것이다.

[1] 폴리에스테르 및 폴리에스테르 필름

근래, PC, 텔레비젼, 휴대 전화, 휴대 정보 단말, 차 네비게이션, 액정 프로젝터, 시계 등의 표시 장치로서 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 수요가 급속히 늘어나고 있다.

플랫 패널 디스플레이는 편광판, 위상차 필름, 프리즘 시트, 반사 방지 필름 등 여러 가지의 광학 필름으로 구성되어 있지만, 이들 필름에 요구되는 성능 가운데, 복굴절성은 결상성(結像性)에 기여하기 때문에 중요시되는 광학 특성의 하나이다. 일반적으로 광학 필름으로는 편광판 보호막 등의 복굴절성이 작은 광학적 등방성 필름, 위상차 필름 등의 일정한 복굴절성을 가지는 광학적 이방성 필름이 사용 된다. 그러나, 광학적 이방성 필름은 광학적 등방성 필름에 연신 처리 등을 실시해 제조하므로, 광학적 등방성 필름이 중요한 역할을 차지한다.

광학적 등방성 필름으로는, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 비결정성 환상 폴리올레핀, 폴리에테르설폰, 폴리알릴레이트, 폴리에스테르 등의 필름이 알려져 있다. 이들 필름의 대부분은 수지를 용매에 용해해, 용매를 증발시키면서 제막하는 유연법으로 제조되고 있다 (특허문헌 1~6 참조). 그러나, 유연법은 생산성이 현저하게 뒤떨어지고, 또 필름 중의 잔존 용매가 악영향을 미치거나 하는 문제가 있으며, 또 용매를 사용하는 제조법은 환경 부하 저감의 관점에서도 바람직하지 않다.

이 때문에, 용융 압출법에 의한 제막법이 몇 가지 제안되고 있다. 예를 들면, 비결정성 환상 폴리올레핀의 용융 압출에 의해 광학적 등방성 필름을 얻는 것이 제안되고 있다 (특허문헌 7 참조). 그러나, 비결정성 환상 폴리올레핀이 고가이기 때문에, 이 필름도 고가이고, 또 비결정성 환상 폴리올레핀은 극성이 낮기 때문에 다른 부재와 접착하려면 특별한 접착제를 필요로 하는 등의 문제점이 있다.

폴리에테르설폰을 용융 압출법으로 제막하는 방법도 제안되고 있지만 (특허문헌 8 참조), 역시 수지 자체가 고가이기 때문에, 이 필름도 고가이고, 나아가 표면이 평활한 필름을 얻는 것이 어려워 제막 공정도 번잡하다는 문제가 있다.

한편, 압출법으로 제막한 폴리카보네이트 필름을 재차 가열함으로써, 광학적 등방성 필름을 얻는 방법이 제안되고 있지만 (특허문헌 9 참조), 이 방법으로는 공정이 증가하기 때문에 경제적으로 불리하고, 나아가 공정 중에 필름 표면을 손상시 키는 일이 있다는 문제가 있다. 이와 같이 압출 성형으로 제막한 경제성이 뛰어난 광학적 등방성 필름은 알려지지 않은 것이 실정이다.

[2] 위상차 필름

위상차 필름은 광학적 등방성 필름을 연신해, 복굴절성을 발현시켜 얻을 수 있다.

위상차 필름은 광학 보상에 의해 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에서의 콘트라스트 향상이나, 시야각 범위의 확대를 실현하는 중요한 부재이다. 위상차 필름을 형성하는 수지로는, 일반적으로 폴리카보네이트 (이하, PC), 트리아세틸셀룰로오스 (이하, TAC), 시클로올레핀 폴리머 (이하, COP) 등의 엔지니어링 플라스틱 수지를 들 수 있다. 위상차 필름은 이들 수지를 유연법이나 용융 압출법에 의해 필름화해 얻어진 원반(原反) 필름을 연신해 원하는 리타데이션을 발현시킴으로써 제조하고 있다.

원반 필름에 요구되는 성능으로는 임의의 두께의 필름에 있어서, 작은 두께 편차, 저리타데이션, 적은 리타데이션 편차 및 저연신 배율에서의 높은 리타데이션 발현성을 들 수 있다. 이와 같은 성능을 만족하는 원반 필름을 연신함으로써, 두께 및 광학 특성의 편차가 적은 위상차 필름을 제조하는 것이 가능해진다.

또, 근래 해외 경합 타사의 일본내로의 상시(上市)나 액정 표시 장치 이외의 방식인 SED (Surface-conduction Electron-emitter Display)의 등장도 있어, 표시 장치 메이커에서는 생존을 건 저가격 경쟁의 시대에 들어왔다. 따라서, 전기 메이커에 의한 액정 표시 장치 자체의 비용을 직시함에 의해, 각종 부재의 저비용화가 요구되기 시작하고 있다. 따라서, 액정 표시 장치에 빠뜨릴 수 없는 위상차 필름에 있어서도, 한층 더 저비용화가 요구되고 있다.

그렇지만, 종래의 PC 또는 TAC 필름 원반의 일반적인 제조에서는 제조 비용이 비싼 유연법에 의한 필름화밖에 채용되고 있지 않다. 그 이유는, 제조 비용이 낮은 용융 압출법에서는 저리타데이션화가 곤란하기 때문이다. 또, 종래 공지의 용융 압출법에 의한 COP 필름은 성형시에 고분자 결합 사슬이 배향 또는 응력을 받아 리타데이션이 발현해 버리는 문제가 있다 (특허문헌 10 참조). 나아가, 최적 제조 조건의 안정도가 낮기 때문에, 요구 성능을 만족하는 원반 필름이 안정 생산될 때까지의 시간이 걸려, 결과, 수율이 나쁘고, 고비용이 된다는 문제가 있었다.

STN (Super Twisted Nematic) 액정 셀의 복굴절에 의한 표시색의 착색이나, 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해서, 역트위스트 (역 꼬임)의 STN 액정 셀을 겹치는 방법 (STN 액정 셀의 위상 보상)이 개시되어 있다 (비특허문헌 1 참조). 액정의 배향은 연속적이기 때문에, 그 복굴절을 보상하기 위해서는 똑같이 연속적으로 배향을 하고 있는 STN 액정 셀로 보상하는 것이 필요하다. 비특허문헌 1 에서는 역트위스트 (역 꼬임)의 STN 액정 셀 대신에 복수 매의 위상차 필름을 적층하고 있다. 비특허문헌 1 에는 위상차 필름을 그 지상축 (slow axes)을 조금씩 옮기면서 10매 적층함으로써 역트위스트 (역 꼬임)의 액정 셀과 같은 효과가 있다고 기재되어 있다. 또, 1매의 위상차 필름이라도 어느 정도의 효과는 있지만, 이것을 2매 적층함으로써 1매의 위상차 필름보다도 양호한 효과가 있는 것이 기재되어 있다. 그렇지만 구체적인 위상차 필름의 적층 방법에 대해서는 언급되어 있지 않다.

또, 위상차 필름 (비특허문헌 2 에서는 광학 보상 필름으로 기재)을 편광판과 유리 기판의 사이에 접합하여 사용하는 것이 개시되어 있다 (비특허문헌 2 참조). 더욱이, 편광판을 폴리비닐알코올 (PVA) 연신 필름만으로 구성하면 강도가 부족하고 열, 습도에 의한 치수나 형상의 변화가 크기 때문에, 편광판의 양측에 보호층으로서 트리아세틸셀룰로오스 (TAC)가 적층되어 있는 것이 일반적이다 (비특허문헌 2 참조).

[3] 편광판 보호 필름

편광판 보호 필름은 광학 등방성 필름을 이용해 얻을 수 있다.

액정 표시 장치는 소비 전력이 작은 공간 절약 화상 표시 장치로서 해마다 용도가 넓어지고 있다. 종래, 화상의 시야각 의존성이 큰 것이 액정 표시 장치의 큰 결점이었지만, 근래 VA 모드, IPS 모드 등의 고시야각 액정 모드가 실용화되고 있어 텔레비젼 등의 고시야각이 요구되는 분야에서도 액정 표시 장치의 수요가 급속히 확대하고 있다. 액정 표시 장치는 액정 셀, 배향막, 편광판, 위상차 필름, 시야 확대 필름 및 백 라이트로 구성되어, 액정 표시 장치에 이용되는 편광판에 대해서도 품질 및 생산성의 향상이 한층 더 요구되고 있다.

액정 표시 장치에 이용되는 대표적인 광학용 필름으로는 편광판 보호 필름, 배향막, 위상차 필름, 시야각 확대 필름 등이 있다. 배향막은 액정에 직접적으로 접해 기판에 대해서 액정을 배향시키는 기능을 가지는 것으로, 대표적인 재료는 방향족 폴리이미드이다. 위상차 필름은 광학 보상용으로 이용되는 재료이며, 복굴절성에 의한 광학적인 일그러짐이나 시각 방향에 의한 변조가 원인으로 일어나는 표 시의 착색 등 시각 의존성의 발생을 막는 목적으로 이용된다. 대표적인 재료로는 폴리카보네이트나 트리아세틸셀룰로오스 (TAC), 그리고 근래 부피가 큰 환상 올레핀 수지인 제오노아 (일본 제온(주))나 아톤 (JSR(주))도 사용되고 있다. 시야각 확대 필름은 비스듬히 화면을 봐도 화상이 선명히 보이는 것을 가능하게 하는 필름으로, 대표적인 재료는 연신 TAC 필름이나 디스코틱 액정을 필름 기재에 도포해 배향시킨 것 등이 있다.

또, 편광판은 자연광 등의 랜덤 편광 (무편광)의 특정 방향의 편광만을 투과시키는 필름으로, 일반적으로 편광막과 편광판 보호 필름으로 구성된다. 편광막은 요소 또는 2색성 염료로 염색된 폴리비닐알코올계 연신 필름이다. 한편, 편광판 보호 필름은 편광막을 보호하는 목적으로 편광막의 한면 또는 양면에 설치되는 투명 수지 필름이며, 광학적으로 투명하고, 두께 편차가 작고 균질이며, 복굴절도와 두께의 적(績)으로 나타내는 리타데이션이 작고, 또한 편차가 작은 것, 흡습이 작은 것이 요구된다. 면내 리타데이션이 크거나, 편차가 크거나, 두께 편차가 큰 것, 액정 표시 장치의 화질 품위가 현저하게 저하한다. 즉, 색이 부분적으로 얇아지는 등의 색 날림 현상이나, 화상이 일그러지는 등의 폐해가 생긴다. 현재, 편광판 보호 필름으로는 투명성, 저복굴절성, 적당한 강성을 가지는 TAC 필름이 가장 널리 이용되고 있다 (비특허문헌 3 참조).

이들 필름을 제조하는 경우, 수지의 용융 유동, 용매 제거시의 건조 수축, 열 수축, 반송시의 응력 등에 의해 성형 중인 필름에는 각종 응력이 발생한다. 그 때문에, 얻어진 필름에는 이들 응력에 의해 유기(誘起)되는 분자 배향에 기인하는 복굴절에 의해 리타데이션이 잔존하기 쉽다는 문제가 있다. 필름의 제조 방법으로는, 용액 유연법이나 용융 압출법이 범용되고 있다. 상기 편광판 보호 필름을 비롯한 광학 필름에 있어서는, 매우 높은 정도(精度)의 광학 물성이 요구되는 동시에, 필름 막 두께의 균일성이나 외관이 각별히 중요시되므로, 용액 유연법이 채용되고 있다. 편광판 보호 필름은 TAC 를 용매에 용해해 얻은 농후 용액을 여과한 후, 롤, 밴드 등의 무단(無端) 지지체 상에 흘려 자기 지지체를 형성하고, 이것을 박리하고, 아울러 용매를 제거해 건조함으로써 제조하고 있다.

그렇지만, 용액 유연법은 용융 압출법에 비해 용매 제거 공정을 거치기 때문에 생산성이 뒤떨어져 생산 비용이 높아진다는 큰 문제가 있다. 이것들을 피하기 위해 용매의 제거 시간을 단축하면, 필름의 백화나 리타데이션 및 그 편차가 증대하는 결과가 되어, 편광판 보호 필름에 필요한 특성을 가지는 필름 제조가 곤란해진다. 또, 필름으로부터 용매를 완전하게 제거하는 것은 어렵고, 필름 중에 용매의 잔존 편차가 존재하면, 연신시에 응력 편차가 생겨 균일한 리타데이션을 실현하지 못하고, 휴대용 OA 기기나 자동차의 표시 장치와 같이 온도 변화가 격렬한 조건화에서 사용되는 액정 표시 장치에서는 휘어짐을 발생하여 화상에 문제가 발생하는 일이 있다. 또, 용매를 완전하게 제거할 수 있도록 건조 설비를 충실시키면, 제조 설비비가 비싸지고, 또 대량의 에너지가 필요하기 때문에 러닝 비용이 높아져 버린다. 나아가서는, 필름 제조시에 대량의 유기 용매, 예를 들면 메틸렌클로라이드 (염화메틸렌)를 사용하기 때문에 대기 중으로의 용매의 휘산이 생겨 작업원의 건강에 대한 악영향, 지구 환경에 대한 악영향을 일으킬 우려가 있다는 문제도 있다.

이와 같은 것으로부터, 근래 광학 필름의 제조법을 용액 유연법에서 용융 압출법으로 전환하는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 용융 압출법을 이용하여, 가시 파장역에서의 면내 리타데이션이 낮은 (10㎚ 이하) 광학용 폴리카보네이트 필름을 제조하는 것이 시도되고 있다 (특허문헌 11 참조). 그렇지만, 용융 압출에 의해 얻어진 필름의 면내 리타데이션은 22~50㎚ 로 높기 때문에, 그 필름을 오븐이나 건조로 등의 가열 장치 중에 필름 가공 방향으로 장력을 더하면서 일정 시간 체류시킴으로써, 면내 리타데이션을 10㎚ 이하로 저감하고 있다. 즉, 용융 압출법만으로 낮은 면내 리타데이션을 가지는 필름은 제조하지 못하고, 다음의 열처리 공정에 의해서 낮은 리타데이션을 가지는 필름을 얻고 있는 것이다.

또, TAC 필름에는 편광판 보호 필름으로서 사용하려면 투습도가 크다는 문제가 있다. 편광판 보호 필름의 투습도가 크면 내습열성이 열화해, 편광막 중에서 다요소 이온의 해리, 요소 이탈 등이 일어나, 편광 성능이 저하할 뿐만 아니라, 편광판에 휘어짐이 발생할 우려가 있다. 따라서, 내습열성의 열화를 방지하는 기술이 다수 제안되고 있지만, 그 대다수는 TAC 에 소수성의 첨가제를 첨가하거나 소수성 치환기를 도입해 그 투습도를 저감하는 방법이다 (특허문헌 12~15 참조). 그렇지만, TAC 필름을 과도하게 소수화하면, TAC 필름과 편광막의 접착 접합에 지장이 생겨 버린다. 또, 첨가제 중에는 복굴절을 발현하기 쉬운 것이 적지 않기 때문에, 필름의 리타데이션이 커져 버리는 문제도 있다. 즉, 고생산성, 저리타데이션이나 고전광선 투과율로 대표되는 광학 특성, 저투습도 및 편광판 접합 적정을 모두 동시에 달성하는 편광판 보호 필름을 얻는 것은 곤란했다.

[4] 렌즈 시트

렌즈 시트는 광학 등방성 필름을 기재로 하여 얻을 수 있다.

근래 칼라 액정 표시 장치는 휴대용 노트 PC, 데스크탑 PC의 액정 모니터, 액정 TV 혹은 차 네비게이션의 모니터, 휴대 전화의 모니터 등으로서 여러 가지 분야에서 널리 사용되고 있다. 액정 자체는 자발광 소자가 아니기 때문에, 백 라이트라고 불려지는 배면으로부터 빛을 쬐는 장치가 이용되고 있다. 백 라이트는 형광관, 도광판, 반사 시트, 프리즘 시트 등으로 구성되어 있다. 프리즘 시트는 도광판의 광출사면 상에 배치되어 백 라이트의 광학적인 효율을 개선해 휘도를 향상시킨다. 예를 들면, 프리즘 시트는 수지 필름 상에 단면이 삼각형인 프리즘열을 병렬로 늘어 놓은 광학 소자를 형성함으로써 얻을 수 있다. 수지 필름 표면에 동심원 모양의 프레넬 렌즈 (Fresnel lens)부를 가지는 광학 소자를 형성한 렌즈 시트 (프레넬 렌즈 시트)도 이용되는 일이 있다. 또, 수지 필름 표면에 복수의 실린드리칼 렌즈열을 병렬로 형성한 렌티큘라 렌즈부를 가지는 광학 소자를 형성한 렌즈 시트 (렌티큘라 렌즈 시트)가 이용되는 경우도 있다. 프리즘 시트, 프레넬 렌즈 시트 및 렌티큘라 렌즈 시트는 렌즈 시트로 총칭된다.

프리즘 시트는 일반적으로 소정의 프리즘 패턴에 형성한 형태로 활성 에너지선 경화성 수지를 주입하고, 그 위에 투명 기재를 중합(重合)한 후, 투명 기재를 통해 활성 에너지선을 조사해 경화성 수지를 경화시켜 얻는다. 투명 기재로는 기계적 강도, 비용, 투명성 등으로부터 연신 열고정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (O-PET)이 이용되는 일이 많다 (예를 들면 특허문헌 16 참조). 그렇지만, 경화시의 조사 열에 의한 열 수축을 막기 위해서, 조사 에너지량을 저감할 필요가 있어, 생산성이 향상하지 않는 하나의 요인이 되고 있다. 더하여, O-PET 의 제조는 용융 압출, 연신, 열 고정 등의 많은 공정을 포함하므로 번잡하다 (예를 들면 특허문헌 17 참조). 또한, 차 네비게이션이나 휴대 전화의 모니터 등, 특히 고온의 환경에 노출되는 용도에서는 치수 안정성의 면으로부터 O-PET 를 두껍게 할 필요가 있어, 두께 감소화의 방해가 되고 있다. 또, 비특허문헌 4 에 기재되어 있듯이, 광학 필름에 있어서 분자 배향은 바람직하지 않고, 무배향 (낮은 리타데이션)이며, 연신하지 않아도 강도를 가지는 수지 필름이 요구되고 있지만, 이것을 만족하는 수지 필름은 아직도 얻어지지 않는 것이 현 상태이다.

[5] 광확산 필름

광확산 필름은 광학 등방성 필름을 기재로 하여 얻을 수 있다.

종래 폴리에틸렌 테레프탈레이트 연신 필름 (이하, PET 연신 필름)은 그 뛰어난 기계적 강도, 내열성 및 고온에서의 치수 안정성을 살려, 액정 표시 디스플레이의 광확산 필름의 기재로서 이용되고 있다.

근래 액정 표시판의 콘트라스트의 향상이나 대형화를 위해서, 백 라이트 광원의 광량을 높이는 것이 필요해지고 있다. 그러나, 종래의 PET 필름은 연신에 의해 내열성을 향상시켜도, 사용 중에 온도가 상승하고, 또 내열성이 여전히 부족하기 때문에 광량을 높일 수 없다는 문제가 있다. 폴리이미드와 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 원반 필름을 2축 연신해 내열성을 향상시킨 광확산판용 필름이 개시되어 있다 (특허문헌 18 참조). 그렇지만, 연신 비용은 종래의 PET 연신 필름 과 마찬가지로 높다. 또, 비특허문헌 4 에 기재되어 있는 바와 같이, 광학 필름에 있어서 분자 배향은 바람직하지 않고, 무배향 (낮은 리타데이션)이며, 연신하지 않아도 강도를 가지는 수지 필름이 요구되고 있지만, 이것을 만족하는 수지 필름은 아직도 얻지 못하고 있는 것이 현 상태이다.

[6] 반사 방지 필름

반사 방지 필름은 광학 등방성 필름을 기재로 하여 얻을 수 있다.

근래 PC, 텔레비젼, 휴대 전화, 휴대 정보 단말, 차 네비게이션 시스템, 액정 프로젝터, 시계 등의 화상 표시 장치로서 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 프로젝션 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 수요가 급속이 늘고 있다. 이들 화상 표시 장치에 있어서는, 외광이 비쳐 들어옴에 의한 시인성 저하를 억제하기 위해, 화상 표시 장치의 최외층 등에 반사 방지 필름을 설치하는 것이 행해지고 있다.

반사 방지 필름의 기재에는 트리아세틸셀룰로오스 (TAC)나 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)가 주로 이용되고 있고, 기재 상에 하드 코트층, 반사 방지층이 적층되고 있다.

TAC 기재는 결합 아세트산 양 (아세틸화도) 60~62% 의 TAC 와 가소제를 메틸렌클로라이드/메탄올 혼합 용매에 용해하여 얻은 용액을 연속적으로 유연하고, 그 다음에 용매를 증발시키는 것으로 이루어진 용액 유연법에 의해 얻을 수 있다. 그렇지만, 이 용액 유연법은 용융 공정이나 건조 공정에 장시간이나 다량의 에너지가 필요하고, 고비용이나 환경 문제의 원인이 되고 있다 (특허문헌 19 참조). 또, TAC 필름에 반사 방지층을 코팅할 때, TAC 필름이 끊어지기 쉽기 때문에, 연속식 귄취 코팅이 곤란하여, 매엽식 코팅할 필요가 있어, 생산성이 뒤떨어진다 (비특허문헌 5 참조).

PET 무연신 필름은 내열성이 뒤떨어지므로, PET 필름에 증착 등으로 반사 방지층을 코팅할 때, 열에 의해 수축을 일으키는 일이 있다. 그 때문에, 조사 에너지량을 저감할 필요가 있어, 생산성이 향상하지 않는 하나의 요인이 되고 있다. 또, 연신시, 열고정하여 내열성을 향상시킨 PET 필름의 제조는 용융 압출, 연신, 열고정 등의 많은 공정을 포함해 번잡하다 (특허문헌 20 참조). 또한, 차 네비게이션이나 휴대 전화의 모니터 등, 특히 고온의 환경에 노출되는 용도에서는 치수 안정성의 면으로부터 연신 PET 를 두껍게 할 필요가 있어, 두께 감소화의 방해가 되고 있다. 또, 비특허문헌 4 에 기재되어 있듯이, 광학 필름에 있어서 분자 배향은 바람직하지 않고, 무배향 (낮은 리타데이션)이며, 연신하지 않아도 강도를 가지는 수지 필름이 요구되고 있지만, 이것을 만족하는 수지 필름은 아직도 얻지 못하고 있는 것이 현 상태이다.

[7] 광정보 기록 매체

광정보 기록 매체는 광학 등방성 필름을 보호층으로 하여 얻을 수 있다.

근래, 광정보 기록 매체의 고밀도화가 진행되어, 예를 들면 블루레이 디스크와 같은 초고밀도 광디스크가 실현되어 가고 있다. 블루레이 디스크는 직경 120mm의 디스크에 단층 기록으로 23GB(기가 바이트) 이상, 2층 기록으로 47GB 이상의 대용량 데이터를 기록할 수 있다. 블루레이 디스크는 기록 재생 파장 405㎚ 정도, 개 구수 0.85 정도의 광학계를 이용해 디스크 상의 홈 (groove)의 트랙 피치를 0.32㎛ 정도로 함으로써, 고밀도화를 실현하고 있다. 이 큰 개구수이기 위한 픽업 렌즈와 정보 기록 재생층 (이하, 단지 「기록층」이라고도 말한다)의 거리가 현행의 DVD 디스크와 비교해서 매우 가깝고, 기록층을 보호하는 보호층의 두께는 100㎛로 매우 얇은 것이 요구되고 있다. 또, 정보의 재생에는 레이저광의 편광을 사용하기 때문에, 보호층에는 광학적 등방성이 요구되고 있다. 통상, 보호층은 투명 접착제층과 광학적 등방성 필름으로부터 완성되어, 이 광학적 등방성 필름을 저렴하게 제조하는 것이 강하게 요구되고 있다.

블루레이 디스크에서는 정보 기록 재생층의 레이저광 입사측에 형성되는 보호층의 두께를 100㎛(±2㎛)로 하는 것이 규정되어 있다. 이 보호층에 요구되는 광학 특성으로는 파장 405㎚에서의 보호층의 면내 리타데이션이 5㎚ 이하인 것을 들 수 있다. 통상, 유연법에 따라 얻어진 폴리카보네이트 (이하, 단지 「PC」라고도 한다) 필름이 보호층으로서 주로 이용되고 있지만, 그 생산성의 나쁨으로부터 디스크 비용이 높아져 버린다는 과제가 있었다. 또, PC를 용융 압출한 PC 필름은 저리타데이션화가 곤란하다는 것은 잘 알려진 사실이며, 블루레이 디스크 보호층을 구성하는 광학적 등방성 필름으로서의 성능을 만족하지 않는다 (비특허문헌 6 참조).

블루레이 디스크의 구성은 통상 안내 홈이 형성된 기재 상에 반사층, 유기 색소를 주성분으로 하는 기록층이 이 순서로 성막되고, 이 기록층 상에 보호층이 형성된 것으로 되어 있다 (특허문헌 21 참조).

특허문헌 1: 일본국 특개평 9-95544호 공보

특허문헌 2: 일본국 특개평 7-256664호 공보

특허문헌 3: 일본국 특허 제3404027호 공보

특허문헌 4: 일본국 특개평 7-73876호 공보

특허문헌 5: 일본국 특개평 8-318538호 공보

특허문헌 6: 일본국 특개평 7-41572호 공보

특허문헌 7: 일본국 특개 2003-279741호 공보

특허문헌 8: 일본국 특허 제3035204호 공보

특허문헌 9: 일본국 특허 제 2769020호 공보

특허문헌 10: 일본국 특개 2004-109355호 공보

특허문헌 11: 일본국 특개 2003-302522호 공보

특허문헌 12: 일본국 특개 2002-22956호 공보

특허문헌 13: 일본국 특개 2002-146044호 공보

특허문헌 14: 일본국 특개 2001-343528호 공보

특허문헌 15: 일본국 특개평 9-90101호 공보

특허문헌 16: 일본국 특개평 10-197702호 공보

특허문헌 17: 일본국 특개 2004-131728호 공보

특허문헌 18: 일본국 특개 2002-341114호 공보

특허문헌 19: 일본국 특개평 7-11055호 공보

특허문헌 20: 일본국 특개 2004-131728호 공보

특허문헌 21: 일본국 특개 2005-186607호 공보

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비특허문헌 2: 사타케 저, 「편광판용 접착제」, 접착의 기술, 25권, 1호, 2005년, 통권 78호, 25-30페이지

비특허문헌 3: 이데후미오 감수, 「디스플레이용 광학 필름」, CMC 출판, 2004년.

비특허문헌 4: 광학 투명 플라스틱 필름 수요 경합 분석 (주)후지키메라 총연 2004.11.04, P128

비특허문헌 5: 주식회사 야노 경제연구소 발행, 2005년도판 고기능 필름 시장의 전망과 전략, 86-87페이지

비특허문헌 6: 야하타 카즈오저, 「광학용 투명 수지의 특징과 성형 가공 기술 및 광학 필름으로의 응용 폴리카보네이트 필름 성형 가공과 광학 용도 전개」, 기술 정보 협회, 2005년 3월 28일, p.1~36

본 발명의 목적은 상기와 같은 상황을 감안해, 압출 성형으로 제막할 수 있고, 또한 경제성이 뛰어난 광학적 등방성 폴리에스테르 필름, 그 제조 방법 및 이 폴리에스테르 필름을 이용한 위상차 필름, 편광판 보호 필름, 광확산 시트, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 광정보 기록 매체 등의 광학 부재를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 열심히 검토한 결과, 디올 단위 중에 특정량의 환상 아세탈 골격을 가지는 폴리에스테르가 압출 성형으로 용이하게 제막할 수 있는 것, 얻어진 필름이 특정 수치 이하의 면내 리타데이션을 가지는 것, 상기 폴리에스테르로부터 뛰어난 광학적 등방성 필름을 경제성 있게 제조할 수 있는 것, 및 상기 폴리에스테르가 위상차 필름, 편광판 보호 필름, 광확산 시트, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 광정보 기록 매체 등의 광학 부재에 요구되고 있던 특성을 만족하는 것을 알아내 본 발명에 도달했다.

즉, 본 발명은 디카르복시산 단위와 디올 단위를 포함하고, 이 디올 단위의 1~80몰%가 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위인 폴리에스테르를 용융 압출법에 따라 제막한 폴리에스테르 필름으로서, 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션이 20㎚ 이하인 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법 및 상기 폴리에스테르 필름을 이용한 위상차 필름, 편광판 보호 필름, 광확산 시트, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 광정보 기록 매체 등의 광학 부재에 관한 것이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

[1] 폴리에스테르

본 발명에서 사용하는 폴리에스테르는 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위를 포함한다. 상기 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위는 일반식 (1):

(일반식 (1)에 있어서, R¹ 및 R² 는 동일해도 달라도 되고, 각각 독립하여 탄소수가 1~10인 지방족 탄화수소기, 탄소수가 3~10인 지환족 탄화수소기 및 탄소수가 6~10인 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄화수소기를 나타낸다), 또는 일반식 (2):

(일반식 (2)에 있어서, R¹ 은 상기와 동일하고, R³ 는 탄소수가 1~10인 지방족 탄화수소기, 탄소수가 3~10인 지환족 탄화수소기 및 탄소수가 6~10인 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄화수소기를 나타낸다)로 나타내는 디올에 유래하는 디올 단위인 것이 바람직하다.

일반식 (1) 및 (2)의 R¹ 및 일반식 (1)의 R²로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 부틸렌기 및 이소부틸렌기 등의 구조 이성체, 시클로헥실렌기, 페닐렌기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 이소프로필렌기, 이소부틸렌기가 바람직하다.

일반식 (2)의 R³로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기 및 이소부틸기 등의 구조 이성체, 시클로헥실기, 페닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기가 바람직하다. 일반식 (1) 및 (2)의 화합물로는, 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸, 5-메틸올-5-에틸-2-(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-1,3-디옥산이 바람직하다.

또, 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위 이외의 디올 단위로는, 특별히 제한은 되지 않지만, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 지방족 디올류; 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,2-데카히드로나프탈렌디메탄올, 1,3-데카히드로나프탈렌디메탄올, 1,4-데카히드로나프탈렌디메탄올, 1,5-데카히드로나프탈렌디메탄올, 1,6-데카히드로나프탈렌디메탄올, 2,7-데카히드로나프탈렌디메탄올, 테트랄린디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 펜타시클로도데칸디메탄올 등의 지환족 디올류; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜 등의 폴리에테르 화합물류; 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀A), 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판 (테트라브로모비스페놀A), 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(3-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 등의 비스(히드록시아릴)알칸류; 상기 비스(히드록시아릴)알칸류의 알킬렌옥사이드 부가물; 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z), 1,1-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)시클로헥산 등의 비스(히드록시아릴)시클로알칸류; 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄 등의 비스(히드록시아릴)아릴알칸류; 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐에테르 등의 디히드록시디아릴에테르류; 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술피드 등의 디히드록시아릴술피드류; 4,4'-디히드록시디페닐술폭시드, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술폭시드 등의 디히드록시디아릴술폭시드류; 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐술폰 등의 디히드록시디아릴술폰류; 히드로퀴논, 레조르신, 4,4'-디히드록시비페닐, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 4,4'-디히드록시디페닐벤조페논 등의 방향족 디히드록시 화합물; 및 상기 방향족 디히드록시 화합물의 알킬렌옥사이드 부가물 등에 유래하는 디올 단위를 예시할 수 있다. 폴리에스테르의 기계 강도, 내열성 및 디올의 입수의 용이함을 고려하면 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등에 유래하는 디올 단위가 바람직하고, 에틸렌글리콜에 유래하는 디올 단위가 특히 바람직하다.

본 발명에 사용하는 폴리에스테르의 디카르복시산 단위로는 특별히 제한은 되지 않지만, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바신산, 데칸디카르복시산, 도데칸디카르복시산, 시클로헥산디카르복시산, 데칼린디카르복시산, 노르보르난디카르복시산, 트리시클로데칸디카르복시산, 펜타시클로도데칸디카르복시산, 3,9-비스(1,1-디메틸-2-카르복시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸, 5-카르복시-5-에틸-2-(1,1-디메틸-2-카르복시에틸)-1,3-디옥산 등의 지방족 디카르복시산; 및 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2-메틸테레프탈산, 1,3-나프탈렌디카르복시산, 1,4-나프탈렌디카르복시산, 1,5-나프탈렌디카르복시산, 2,6-나프탈렌디카르복시산, 2,7-나프탈렌디카르복시산, 비페닐니르디카르복시산, 테트랄린디카르복시산 등의 방향족 디카르복시산에 유래하는 디카르복시산 단위를 예시할 수 있다. 폴리에스테르의 기계 강도, 내열성 및 디카르복시산의 입수의 용이함을 고려하면 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산에 유래하는 디카르복시산 단위가 특히 바람직하다. 덧붙여 폴리에스테르의 디카르복시산 구성 단위는 1종류로 구성되어도, 2종류 이상으로 구성되어도 된다.

본 발명에 사용하는 폴리에스테르는 용융 점탄성이나 분자량 등을 조정하기 위해서, 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 부틸알코올, 헥실알코올, 옥틸알코올 등의 모노알코올에 유래하는 단위, 트리메틸올프로판, 글리세린, 1,3,5-펜탄트리올, 펜타에리스리톨 등의 3가 이상의 다가 알코올에 유래하는 단위, 벤조산, 프로피온산, 부티르산 등의 모노카르복시산에 유래하는 단위, 트리메리트산, 피로메리트산 등의 3가 이상의 다가 카르복시산에 유래하는 단위, 글리콜산, 락트산, 히드록시부티르산, 2-히드록시이소부티르산, 히드록시벤조산 등의 옥시산에 유래하는 단위를 포함해도 된다.

성형성, 내열성, 기계적 성능, 내가수분해성, 경제성 등을 고려하면, 본 발명에서 이용하는 폴리에스테르는 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위가 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸에 유래하는 디올 단위이고, 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위 이외의 디올 단위가 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올 및 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 선택되는 적어도 1종의 디올에 유래하는 디올 단위이며, 디카르복시산 단위가 테레프탈산, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복시산으로부터 선택되는 적어도 1종의 디카르복시산에 유래하는 디카르복시산 단위인 것이 바람직하다.

환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위의 비율은 전체 디올 단위의 1~80몰%인 것이 바람직하다. 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위를 1몰% 이상 포함함으로써, 폴리에스테르의 결정성의 저하와 유리 전이 온도의 상승이 동시에 달성되어 폴리에스테르 필름의 투명성, 내열성이 향상한다. 더하여, 상기 폴리에스테르 필름은 절단이나 타발(打拔) 등의 가공시에 위스커 (whisker)의 발생이 억제되는 등 가공성이 향상하고, 나아가서는 리타데이션이 저하해 리타데이션 편차가 저감되고, 용융 압출시의 두께 편차가 저감되는 등 광학적 성능이 향상한다. 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위의 비율이 80몰%를 넘으면 폴리에스테르의 결정성이 증가해, 얻어지는 폴리에스테르 필름의 투명성이 저하하는 일이 있다. 따라서, 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위의 비율은 폴리에스테르 필름의 내열성, 투명성, 가공성, 광학적 성능의 면으로부터 전체 디올 단위의 1~80몰%이고, 5~60몰%가 바람직하며, 15~60몰%가 보다 바람직하다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르의 유리 전이 온도는 85~160℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90~150℃이다. 유리 전이 온도가 상기 범위 내에 있는 경우, 가공할 때에 필요한 내열성을 얻을 수 있다. 폴리에스테르의 유리 전이 온도는 구성 단위의 종류 및 비율에 따라 변화하지만, 예를 들면 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위가 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸에 유래하는 디올 단위이고, 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위 이외의 디올 구성 단위가 에틸렌글리콜에 유래하는 디올 단위이며, 디카르복시산 구성 단위가 테레프탈산 및/또는 2,6-나프탈렌디카르복시산에 유래하는 디카르복시산 단위인 경우, 상기 범위의 유리 전이 온도가 용이하게 달성된다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르의 극한 점도는 성형 방법이나 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄의 중량비 6:4 의 혼합 용매를 이용해 25℃에서 측정한 극한 점도가 0.4~1.5 dl/g의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~1.2 dl/g이며, 더욱 바람직하게는 0.6~1.0 dl/g이다. 극한 점도가 이 범위에 있는 경우, 본 발명의 폴리에스테르는 성형성 및 기계적 성능의 밸런스가 뛰어나다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르의 용융 점도도 적절히 선택될 수 있지만, 온도 240℃, 전단 속도 100sec^-1로 측정했을 때에, 300~7000Pa·s 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500~5000Pa·s 이다. 용융 점도가 이 범위에 있는 경우, 본 발명에서의 폴리에스테르는 성형성 및 기계적 성능의 밸런스가 뛰어나다. 용융 점도는 폴리에스테르의 극한 점도에도 의존하지만, 구성 단위에도 의존한다. 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위가 많을수록 용융 점도는 높아진다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르의 용융 강도는 적절히 선택될 수 있지만, 전단 속도 100sec^-1, 용융 점도 1400Pa·s의 조건으로 측정한 용융 강도가 0.5~20cN인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~10cN 이다. 용융 강도가 상기 범위에 있는 경우, 특히 용융 압출법으로 제막할 때에 안정하게 필름을 얻을 수 있다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르를 제조하는 방법은 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 폴리에스테르의 제조 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 에스테르 교환법, 직접 에스테르화법 등의 용융 중합법, 용액 중합법 등을 들 수 있다. 제조시에 이용하는 에스테르 교환 촉매, 에스테르화 촉매, 에테르화 방지제, 열안정제, 광안정제 등의 각종 안정화제, 중합 조정제 등도 종래 기지의 것을 이용할 수 있고, 이것들은 반응 속도나 폴리에스테르의 색조, 안전성, 열안정성, 내후성, 용출성 등에 따라 적절히 선택된다.

본 발명에 이용하는 폴리에스테르에는 윤활제, 산화 방지제, 광안정제, 자외선 흡수제, 가소제, 증량제, 광택제거제, 건조 조절제, 대전 방지제, 침강 방지제, 계면 활성제, 흐름 개량제, 건조유, 왁스류, 필러, 착색제, 보강제, 표면 평활제, 레벨링제, 경화 반응 촉진제, 증점제 등의 각종 첨가제, 성형 조제를 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 폴리에스테르의 제조 단계에서 첨가해도 되고, 성형 단계에서 첨가해도 된다.

[2] 폴리에스테르 필름

폴리에스테르의 필름화 방법은 용융 압출법, 유연법 등을 들 수 있지만, 경제성과 필름의 성능의 밸런스로부터 용융 압출법이 바람직하다.

용융 압출법에 대해 더욱 상술한다. 본 발명의 폴리에스테르 필름은 종래 공지의 방법을 이용해 제막할 수 있다. 용융 압출법으로는, T 다이캐스트법, 인플레이션법 등 들고 있지만, 광학적 등방성 필름을 얻기 위해서는 T 다이캐스트법이 바람직하다. 폴리에스테르를 용융시키는 장치로는 일반적으로 이용되는 압출기를 사용하면 되고, 단축 압출기라도 다축 압출기라도 된다. 압출기는 하나 이상의 벤트를 가지고 있어도 되고, 벤트를 감압으로 해 용융 수지로부터 가스, 수분, 저분자 물질 등을 제거해도 된다. 또, 압출기의 선단 혹은 하류 측에는 필요에 따라 철망 필터나 소결 필터를 설치해도 된다. 다이는 T 다이, 코트 행거 다이, 피쉬테일 다이, 스탁 플레이트 다이 등을 이용할 수 있다. 또, 다층 필름으로 할 때, 피드 블록법, 멀티 매니폴드법, 멀티 매니폴드·피드 블록 혼합법을 이용할 수 있다.

압출 온도는 200~300℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 210~280℃, 특히 바람직하게는 220~270℃이다. 압출 온도가 상기 범위에 있는 경우, 얻어지는 필름의 광학적 등방성, 평활성, 투명성, 색조, 기계 물성 등의 밸런스가 뛰어난다. 또, 에어 갭 (용융 필름이 다이로부터 토출되어 냉각 롤에 접촉할 때까지의 거리)은 0.1~100mm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~50mm, 더욱 바람직하게는 3~30mm 이다. 에어 갭이 상기 범위에 있는 경우, 에어 갭간의 서냉(徐冷) 과정에서의 수지열에 의한 배향 완화 편차 (에어갭 주위 환경의 영향이나, 필름 중앙부와 단부의 냉각 속도의 차이의 영향)을 작게 억제할 수 있고, 더욱이 넥 인에 의한 필름 단부의 급격한 막 두께 증가를 억제하는 것이 가능하다.

다이로부터 압출된 용융 수지의 냉각 방법은 종래 공지의 방법을 이용할 수 있다. 일반적으로는 냉각 롤로 냉각할 수 있다. 냉각 롤의 수는 1개이어도 되고, 용융 수지의 토출량이나 인취 속도에 따라서는 2개 이상 이용해도 된다. 용융 수지를 냉각 롤에 밀착시키는 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만, 에어 나이프법, 정전기 밀착법, 진공법이 이용되는 일이 자주 있다. 냉각 롤에 용융 수지의 한 면만을 접촉시키면서 냉각해도 되고, 복수의 냉각 롤을 이용해 용융 수지를 사이에 두고 양면을 냉각해도 된다. 본 발명에 사용하는 폴리에스테르는 실질적으로 비결정성의 수지이기 때문에, 냉각 롤의 온도는 폭넓게 설정하는 것이 가능하다. 광학적 등방성 필름을 얻으려면, 냉각 롤의 온도는 폴리에스테르의 유리 전이 온도 - 30℃ ~ 폴리에스테르의 유리 전이 온도 + 30 ℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 인취 속도는 용융 수지의 압출한 양이나 다이의 폭 등 장치에 따라 다르지만, 0.2~100m/분인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5~95m/분, 더욱 바람직하게는 1~90m/분이다. 인취 속도가 상기 범위에 있는 경우, 목적으로 하는 두께의 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다. 광학 등방성 필름을 얻으려면, 실질적으로 연신되는 것이 없도록 냉각 롤, 핀치 롤, 귄취 롤 등의 회전 속도를 콘트롤하는 것이 바람직하다.

용융 압출법에 따르는 필름 제조에 있어서, 필름에 발생하는 성형 일그러짐은 유동 잔류 응력에 의한 분자 배향 (주로 MD 방향)과 열 응력에 의한 분자 배향 (주로 TD 방향)이 밸런스하여 생긴다. 유동 잔류 응력은 유동 응력에 의해 지연시켜져 배향한 폴리머쇄가 유동 정지후에 얽힌 상태로 돌아오는 도중에 고화할 때에, 폴리머쇄에 생겼던 인장 응력이 완화되지 않아 잔류함으로써 생긴다. 열 응력은 용융 수지가 냉각 과정에서 온도 변화에 수반해 열 수축 (열변형, thermal strain)함으로써 생긴다.

본 발명자들은 여러 가지 검토 결과, T 다이 내에서 용융 폴리머가 전단 응력을 받음으로써 생기는 분자 배향 (MD 방향의 배향이 지배적), 인취에 의해서 생기는 압출 방향으로 분자 배향 (MD 방향), T 다이로부터 토출한 용융 수지가 에어 갭 사이에서 서냉되는 과정의 수지열에 의한 배향 완화 (주로 MD 방향의 배향 완화), 냉각 롤 상에서 필름이 냉각될 때에 일어나는 열 수축이 냉각 롤에 의해 구속되기 때문에 생기는 잔류 응력에 의한 분자 배향 (TD 방향의 배향이 지배적) 등의 배향의 정도를 상쇄시킴으로써, 성형 일그러짐을 저감할 수 있는 것을 알아냈다. 즉, 압출 온도 200~300℃, 에어 갭 0.1~100mm, 인취 속도 0.2~100m/분의 조건하에서, 압출 성형하고, 또한 냉각 롤 온도를 폴리에스테르의 유리 전이 온도 - 30℃ ~ 폴리에스테르의 유리 전이 온도 + 30℃로 함으로써, 성형 일그러짐을 매우 작게 할 수 있다.

그 다음에, 본 발명의 폴리에스테르 필름에 대해 설명한다. 이하, 면내 리타데이션 Re 를 (nx-ny) × d 라고 정의한다. 단, d 는 필름 두께(㎚), nx, ny (nx>ny)는 필름면내의 주굴절률이다. 단, 주굴절률은 파장에 의존하므로, 이하, 파장 λ(㎚)에서의 면내 리타데이션을 Re[λ]으로 표기한다. 본 발명의 폴리에스테르 필름의 면내 리타데이션 Re[550]은 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하, 특히 바람직하게는 5㎚ 이하 (각각 0을 포함한다)이다. 또, 파장 550㎚에서의 (nx-nz) × d (nz는 필름면의 법선 방향의 주굴절률)이 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50㎚ 이하, 특히 바람직하게는 20㎚ 이하 (0을 포함한다)이다. 상기 범위에 있는 경우, 본 발명의 폴리에스테르 필름을 표시 장치용 광학 필름으로서 매우 적합하게 이용할 수 있다.

폴리에스테르 필름의 두께는 사용 방법, 용도, 요구 성능에 의해 임의로 설정할 수 있지만, 일반적으로 1~500㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~300㎛, 더욱 바람직하게는 10~200㎛이다. 상기 범위에 있는 경우, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 가공성, 기계 강도, 광학 물성이 뛰어나다.

폴리에스테르 필름의 두께 편차는 평균 두께를 T로 하면, 0.9T ~ 1.1T의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.93T ~ 1.07T이며, 더욱 바람직하게는 0.97T ~ 1.03T 이다. 압출 방향 (MD)의 두께 편차를 저감하는 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만, 압출기에 벤트를 설치하고, 압출기와 다이의 사이에 기어 펌프를 설치하여 수지의 토출양을 일정하게 하거나, 혹은 냉각 롤의 구동에 서보 모터 (servo motor)나 유성(遊星) 기어 (planetary gear)를 사용하여 구동을 일정하게 하는 등 방법이 자주 이용된다. 압출 방향에 수직인 폭 방향 (TD)의 두께 편차를 저감하는 방법으로는, 특별히 제한되지 않지만 다이의 간격을 열변위식, 서보 모터식, 공기압식, 압전 소자식 등에 의해 조정하는 방법을 이용할 수 있다.

폴리에스테르 필름의 결점이나 피시 아이가 작은 것이 요구되고 있는 경우, 특별히 제한되지 않지만, 철망 필터나 소결 금속 필터를 이용해 겔 등의 이물을 없앰으로써, 결점이나 피시 아이를 저감할 수 있다. 이들 필터는 압출기와 다이의 사이에 설치되어 이물을 제거하면서 필름을 제조한다. 또, 필름 성형하는 환경을 깨끗하게 하거나 필름에 보호 필름을 첩부해도 된다.

본 발명의 폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이하이다. 이들 값이 상기 범위에 있는 경우, 광학 필름으로서 사용하는데 충분한 성능이 된다.

본 발명의 폴리에스테르 필름은 그대로 또는 종래 공지의 처리, 가공을 실시해 여러 가지의 광학 부재 및 일렉트로닉스 부재용 필름으로서 이용할 수 있다. 처리, 가공으로는 예를 들면, 접착제, 점착제, 이형제, 대전 방지제, 확산제, 경화 수지 등의 도포, 프리즘, 렌즈 등의 형성이나 첩부, 에칭 처리, 증착, 스퍼터링, 연신, 엠보싱 가공 등을 들 수 있다. 광학 부재로는 예를 들면, 편광판, 렌즈 시트, 반사 방지 필름, 대전 방지 필름, 위상차 필름, 광정보 기록 매체, λ/4 판, λ/2 판, 터치 패널, 시야각 보상 필름, 안티글레어 (antiglare) 필름, 광확산 필름, 반사 필름, 램프 리플렉터, 플라스틱 필름 기판, 투명 도전성 필름, 프로텍트 필름, 펠리클 등을 들 수 있다.

[3] 위상차 필름

본 발명의 위상차 필름은 상기 폴리에스테르 필름을 원반 필름으로 해, 이것을 연신해 얻은 필름 (연신 폴리에스테르 필름, 연신 원반 필름이라고 기재하기도 한다)으로 이루어진 필름층을 가진다. 상기 폴리에스테르 필름을 이용함으로써, 이 필름층의 면내 리타데이션 및/또는 Nz 계수 ((nx-nz)/(nx-ny), 단, nx, ny 및 nz 는 상기와 같음)를 임의의 수치 범위로 제어할 수 있다. 또한, Nz 계수는 파장에 의존하므로, 이하, 파장λ(㎚)에서의 Nz 계수를 Nz[λ]로 표기한다.

폴리에스테르 원반 필름의 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션 Re[550]은 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하, 특히 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 범위에 있는 경우, 폴리에스테르 원반 필름을 연신함으로써, 면내 리타데이션 및/또는 Nz 계수를 임의의 수치 범위로 제어할 수 있다.

폴리에스테르 원반 필름의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 필름층의 두께는 액정 표시 장치의 경량화의 관점으로부터, 얇으면 얇을수록 좋지만, 위상차 필름 제조용의 폴리에스테르 원반 필름의 두께는 용융 압출기의 제약으로부터 20~200㎛인 것이 바람직하다.

폴리에스테르 원반 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이하이다. 이들 값이 상기 범위에 있는 경우, 위상차 필름 제조용 원반 필름으로서 충분한 성능이 된다.

다음에, 상기 폴리에스테르 원반 필름의 연신법에 대해 상술한다. 원반 필름의 연신은 1축 연신, 축차 2축 연신, 동시 2축 연신 모두 가능하다. 또, 일본국 특허 제2818983호에 기재되어 있듯이, 연신시에 원반 필름의 한면 또는 양면에 수축성 필름을 접착해 적층체를 형성하고, 그 적층체를 가열 연신 처리해 원반 필름에 연신 방향과 직교하는 방향의 수축력을 부여함으로써, 연신 방향과 두께 방향으로 각각 배향한 고분자쇄가 혼재하는 필름층으로 하는 것도 가능하다.

1축 연신의 경우는 Nz[550]가 약 1인 필름층을 얻을 수 있다. 축차 및 동시 2축 연신의 경우는 Nz[550]이 1~∞ 인 필름층을 얻을 수 있다. 예를 들면, STN 모드 액정에 매우 적합하게 이용되는 위상차 필름에는 1축 연신에 의해서 얻어진 Nz[550]가 대략 1이고, 또한 면내 리타데이션 Re[550]가 100~500㎚인 필름층이 이용된다. 또, VA (Vertical Alig㎚ent) 모드 액정에 매우 적합하게 이용되는 위상차 필름에는 축차 또는 동시 2축 연신에 의해 얻어진 Nz[550]이 1 초과 ∞까지의 범위이고, 또한 면내 리타데이션 Re[550]가 0~200㎚인 필름층이 이용된다. 반사·반투과형 액정에 사용되는 원 편광판이나, 터치 패널의 내부 ITO 유리 기판에서의 반사광을 차단하기 위한 원 편광판은 광대역인 λ/4 판일 필요가 있다. 파장 550㎚에서의 λ/2판과 λ/4 판 각각의 광축을 기울여 편광판에 적층함으로써, 광대역인 원 편광판으로 하는 것이 가능하다 (일본국 특개평10-068816호 공보 참조). 이와 같은 λ/2판과 λ/4판은 1축 연신에 의해 제조하는 것이 가능하다.

연신 배율은 보잉 현상을 발현시키지 않도록, MD 방향 및/또는 TD 방향의 각각에 1 초과 2배 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 초과 1.5배 이하, 더욱 바람직하게는 1 초과 1.2배 이하이다.

연신 온도는 폴리에스테르의 유리 전이 온도로부터 융점까지의 범위로 한다. 연신 온도가 높으면 높을수록 동일 연신 배율로 리타데이션을 낮게 할 수 있다. 따라서, 보잉 현상이 발현하지 않는 정도의 낮은 연신 배율로 연신 온도를 바꾸어 원하는 리타데이션으로 제어하는 것이 바람직하다. 동시 2축 연신의 경우는 연신 방향에 의해서 온도를 바꿀 수 없기 때문에, 연신 방향에 의해 연신 배율을 바꿈으로써 원하는 리타데이션을 얻는 것이 가능하다.

상기 필름층만으로 이루어진 위상차 필름 외에, 상기 필름층을 2매 이상 적층한 다층 구조를 가지는 위상차 필름, 상기 필름층의 적어도 한면에 광학적 등방성 보호층이 적층된 위상차 필름, 상기 필름층에 편광판을 적층 일체화해서 이루어진 위상차 필름, 상기 필름층의 적어도 한면에 접착층 또는 점착층을 통해 박리성 시트가 적층된 위상차 필름 등의 형태를 취할 수 있다.

상기 필름층을 적층한 다층 구조를 가지는 위상차 필름에 대해 상술한다. 전술한 대로, 폴리에스테르 원반 필름을 연신함으로써, 임의의 크기의 리타데이션을 가지는 필름층을 얻을 수 있다. 투명성이 높은 접착제 또는 점착제를 사용하여 상기 필름층을 2매 이상 적층함으로써, STN 액정 셀의 위상 보상에 매우 적합하게 사용할 수 있는 위상차 필름이 얻어진다.

접착제 또는 점착제로는 폴리비닐알코올계 폴리머; 아크릴계 폴리머; 실리콘계 폴리머; 폴리이소시아네이트; 폴리올레핀; 폴리에스테르; 폴리에테르; 염화비닐·아세트산비닐 코폴리머; 합성 고무; 또는 이들 폴리머에 극성기를 도입한 변성물 등의 적당한 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 접착제 또는 점착제가 이용된다. 접착제 또는 점착제에는 내구성이나 접착성 등을 향상시키기 위해, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내에서, 그 밖의 폴리머, 가소제, 열안정제, 자외선 흡수제, 가교제, 필러 등의 공지의 첨가제를 함유할 수 있다. 접착제 또는 점착제를 상기 필름층 상에 도포하는 방법으로는, 코터 헤드 등의 종래 공지의 방법을 이용할 수 있고, 균일한 접착제층 또는 점착제층이 형성되는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 성분으로부터 완성되어 시판되고 있는 기재 없는 고투명 접착제 전사 테이프 (필름 모양의 접착제층 또는 점착제층의 양측에 박리 필름이 붙여진 것으로, 예를 들면, 폴라테크노사제 Pressure Senstive Adhesive AD-20, 스미토모 3M(주)제의 기재 없는 고투명 접착제 전사 테이프 8141 등을 들 수 있다)를 이용해 접착제층 또는 점착제층을 구성하는 것도 가능하다. 접착제층 및 점착제층의 두께는 5~50㎛인 것이 바람직하다.

상기한 것처럼, 본 발명의 폴리에스테르 원반 필름을 연신함으로써, 임의의 크기의 리타데이션을 가지는 필름층을 얻을 수 있다. 필름층은 임의의 각도로 적층할 수 있다. 오늘날, 액정에는 여러 가지 모드가 있지만, 이와 같이 해 얻어진 본 발명의 다층 구조를 가지는 위상차 필름은 STN 액정셀 밖에 없어, 임의의 액정 셀에 응용하는 것이 가능하다.

다음에, 상기 필름층의 적어도 한면에 광학적 등방성 보호층이 적층된 위상차 필름에 대해 상술한다. 상기 필름층의 위상차는 이것을 구성하는 폴리에스테르 고분자쇄의 배향에 의해 발현하고 있기 때문에, 수송중이나 디스플레이 조립 공정에 있어서, 외부로부터의 물리적 힘에 의해 상처 등의 손상을 받으면 그 부분의 리타데이션이 변화해 버릴 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서, 상기 필름층의 적어도 한면에 광학적 등방성 보호층 (두께 : 바람직하게는 5~50㎛)을 적층한다. 광학적 등방성 보호층으로는, 본 발명에서 이용하고 있는 폴리에스테르 원반 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정하는 것은 아니다. 상기 필름층과 광학적 등방성 보호층의 접합은 상기 필름층 상에 접착제 또는 점착제를 도포하고, 또한 그 위에 광학적 등방성 보호층을 롤러를 이용해 압착함으로써 실시할 수 있다. 접착제층 또는 점착제층은 상기와 같게 형성할 수 있다.

그 다음에, 상기 필름층에 편광판을 적층 일체화해서 이루어진 위상차 필름에 대해 상술한다.

폴리비닐알코올 필름을 요소와 요오드화칼륨을 포함하는 수용액에 침지하고, 그 다음에 붕산과 요오드화칼륨을 포함하는 수용액에 침지하여, 1축 연신해 편광판 (두께 : 바람직하게는 50~200㎛)을 제작한다. 다음에, 편광판의 한쪽의 표면에, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 시트 (두께 : 바람직하게는 40~80㎛)를 접착제 또는 점착제를 통해 적층하고, 편광판의 또 한쪽의 표면에 상기 필름층을 접착제 또는 점착제를 통해 적층한다. 이와 같이 하여 편광판의 보호층으로서 상기 필름층을 편광판과 일체화할 수 있다. 접착제층 또는 점착제층은 상기와 같이 형성할 수 있다.

상기 필름층을 편광판의 보호층으로서 이용하는 경우, 상기 필름층의 40℃, 90%RH에서의 투습도는 5~500g/(㎡·24hr)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8~400g/(㎡·24hr), 더욱 바람직하게는 10~300g/(㎡·24hr)이다. 40℃, 90%RH에서의 투습도가 500g/(㎡·24hr)를 넘으면, 고온 다습의 조건하에 있어서, 편광판 보호 필름을 통과한 외부의 수분이 편광판에 침투해 편광판으로서의 성능이 저하하거나 편광판에 휘어짐이 발생할 우려가 있다. 또, 요소와 요오드화칼륨 수용액에 침지했을 때에 폴리비닐알코올 필름 중에 취입된 수분을 편광판 보호층을 통해 적당히 증발시킬 필요가 있어, 편광판 보호층에는 적당한 투습도가 요구된다.

그 다음에, 상기 필름층의 적어도 한면에 접착층 또는 점착층을 통해 박리성 시트가 적층된 위상차 필름에 대해 상술한다. 상기 필름층에 접착제 또는 점착제를 통해 박리성 시트 (두께 : 바람직하게는 10~100㎛)를 적층한 위상차 필름은 박리성 시트를 벗김으로써, 편광판이나 유리 기판에 용이하게 접합할 수 있다. 접착제층 또는 점착제층은 상기와 같게 형성할 수 있다. 이와 같은 위상차 필름의 적층구조로는 필름층/접착제층 또는 점착제층/박리 시트, 편광판/접착제층 또는 점착제층/필름층/접착제층 또는 점착제층/박리 시트 등을 들 수 있다.

[4] 편광판

본 발명의 편광판은 이 폴리에스테르 필름 (미연신)으로 이루어진 필름층 및 편광막을 포함한다.

폴리에스테르 필름의 40℃, 90%RH에서의 투습도는 5~500g/(㎡·24hr)인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8~400g/(㎡·24hr), 더욱 바람직하게는 10~300g/(㎡·24hr)이다. 투습도가 500g/(㎡·24hr)를 넘으면, 고온 다습의 조건하에서, 필름층을 통과한 외부의 수분이 편광막에 침투해 편광판으로서의 성능이 저하하거나, 편광판에 휘어짐이 발생할 우려가 있다. 또, 편광막과 필름층의 접착에는 수계 접착제가 이용되는 경우가 많아, 투습도가 너무 작으면 수계 접착제의 건조가 늦어져, 접착 강도의 발현에 시간이 걸린다는 문제가 발생한다.

폴리에스테르 필름의 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션 Re[550]는 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하, 특히 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 범위를 넘으면, 액정 표시 장치의 화질 품위가 현저하게 저하한다. 즉, 색이 부분적으로 얇아지는 등의 콘트라스트의 저하, 화상이 일그러지는 등의 폐해가 생긴다.

폴리에스테르 필름의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 폴리에스테르 필름의 두께는 10~200㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~100㎛, 더욱 바람직하게는 30~80㎛이다. 상기 범위를 넘으면, 액정 표시 장치의 박형화나 소형화를 도모하는 것이 곤란해진다.

또한, 폴리에스테르 필름의 막 두께의 최대와 최소의 차이가 평균 막 두께의 5% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하이다. 상기 범위를 넘는 막 두께의 편차가 크면, 액정 표시 장치의 화질 품위를 저하시켜 화상이 일그러지는 등의 폐해가 생긴다.

폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 2% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1% 이하이다. 상기 범위를 넘었을 경우, 투명성이 현저하게 저하해 액정 표시 장치 화면의 선영성이 손상되기 때문에 실용적이지 않다.

필름층은 편광막의 한면 또는 양면에 필요에 따라서 적당한 접착제 또는 점착제를 통해 적층한다. 편광막은 입사한 자연광을 직선 편광으로 바꾸는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 특히, 광선 투과율이나 편광도가 뛰어난 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리비닐알코올이나 부분 포르말화 폴리비닐알코올로 이루어진 필름에 요소나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 도프하고, 그 다음에 연신 가공함으로써 얻어진다. 접착제 및 점착제로는 상기한 것을 사용할 수 있고, 또 접착제층 및 점착제층도 상기와 같게 해 형성할 수 있다. 접착제 및 점착제는 바람직하게는 내열성 및 투명성의 관점으로부터 아크릴계의 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 아크릴산 에스테르 공중합체로 이루어진 접착제 또는 점착제가 바람직하다.

[5] 렌즈 시트

본 발명의 렌즈 시트는 상기 폴리에스테르 필름 (미연신)으로 이루어진 필름층 및 이 필름층의 적어도 한쪽의 표면에 형성된 광학 소자를 포함한다.

폴리에스테르 필름의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 일반적으로 50~800㎛이고, 취급성의 면으로부터 80㎛ 이상인 것이 바람직하고, 백 라이트의 두께 감소화의 면으로부터 300㎛ 이하인 것이 바람직하다.

폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이하이다. 이들 값이 상기 범위에 있는 경우, 렌즈 시트의 투명 기재로서 사용하는데 충분한 성능이 된다.

광학 소자를 형성하기 위한 활성 에너지선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와의 밀착성을 향상시키기 위해서, 필름층의 광학 소자를 형성하는 면에 앵커 코트 처리 등의 밀착성 향상 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

광학 소자의 제 1 의 태양으로서, 필름층의 한면 또는 양면에 병렬로 형성된, 단면이 삼각형 모양인 복수의 프리즘열을 들 수 있다. 덧붙여 필름층의 양면에 각각 복수의 프리즘열을 형성하는 경우, 한쪽의 면의 복수 프리즘열이, 다른 쪽 면의 복수 프리즘열과 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 프리즘열의 꼭지각은 도광체로부터의 출사광의 지향 특성에 따르고, 정면 휘도를 충분히 향상시킬 수 있는 각도로 적절히 선정되며, 일반적으로 50~150°의 범위인 것이 바람직하다. 복수의 프리즘열을 액정 표시 장치의 백 라이트에 있어서 도광체 측이 되도록 배치하는 경우에는, 프리즘열의 꼭지각은 바람직하게는 50~75°정도의 범위, 특히 바람직하게는 55~70°이다. 복수의 프리즘열을 액정 패널 측이 되도록 배치하는 경우에는, 바람직하게는 80~100°, 특히 바람직하게는 90~100°이다. 복수의 프리즘열의 피치는 바람직하게는 20~300㎛, 특히 바람직하게는 20~120㎛이다. 프리즘열의 굴절률은 1.45 이상인 것이 바람직하고, 1.50 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.55 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 광학 소자를 가지는 렌즈 시트는 프리즘 시트로서 이용된다 (도 3 참조).

광학 소자의 제 2 의 양태로서, 복수의 실린드리칼 렌즈열이 병렬로 형성되어서 이루어진 렌티큘라 렌즈부를 들 수 있다. 이와 같은 광학 소자를 가지는 렌즈 시트는 렌티큘라 렌즈 시트로서 이용되어 액정 표시 장치의 세로 방향에 실린드리칼 렌즈가 줄서도록 배치된다. 이것에 의해, 백 라이트 광을 디스플레이 좌우 방향으로 더욱 확산할 수 있고, 디스플레이의 좌우 방향의 시야각을 제어하는 것이 가능해진다. 실린드리칼 렌즈의 촛점 거리가 길면 좌우 방향의 시야각은 작아지고, 촛점 거리가 짧으면 확대된다.

광학 소자의 제 3 의 양태로서, 동심원 모양의 프레넬 렌즈 형상으로 형성된 프레넬 렌즈부를 들 수 있다. 이와 같은 광학 소자를 가지는 렌즈 시트는 프레넬 렌즈 시트로서 이용되어 디스플레이의 시야각을 제한해, 휘도를 향상시키기 위해 이용된다.

또, 프레넬 렌즈 시트와 렌티큘라 렌즈 시트 또는 프리즘 시트를 표리 일체화해도 된다. 예를 들면, 필름층의 양면에 각각의 광학 소자를 형성함으로써 제작된다.

광학 소자는 활성 에너지선 경화성 수지 또는 열경화성 수지에 의해 형성된다. 또는, 필름층 표면을 직접 광학 소자에 부형해도 된다. 활성 에너지선 경화성 수지에 의해 형성하는 경우, 예를 들면 소정의 광학 소자 패턴을 가지는 형태로 활성 에너지선 경화성 수지를 주입하고, 그 위에 필름층을 중합하고, 그 다음에 필름층을 통해 활성 에너지선을 조사해 경화성 수지를 경화시킴으로써, 광학 소자가 형성된다. 광학 소자의 내찰과성, 취급성, 생산성의 면으로부터, 활성 에너지선 경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

활성 에너지선 경화성 수지로는, 자외선, 전자선 등의 활성 에너지선으로 경화하는 수지이면 특별히 제한은 없다. 이와 같은 활성 에너지선 경화성 수지는 (A) 라디칼 중합 가능한 모노머 또는 올리고머 및 (B) 활성 에너지선 감응 촉매를 주성분으로 하는 것이 바람직하고, (C) 열감응 촉매를 더 포함하고 있어도 된다.

라디칼 중합 가능한 모노머 또는 올리고머 (A) 는 단독 또는 2종 이상을 조합해 이용할 수가 있지만, 2종 이상을 조합해 이용하는 쪽이 바람직하다. 성분 (A) 는 광학 소자의 광학적 성능을 결정하는 것으로서, 렌즈 시트에 요구되는 성능에 따라 적절히 선택한다.

성분 (A) 로는 예를 들면, 지방족 모노(메타)아크릴레이트, 지환족 모노(메타)아크릴레이트, 방향족 모노(메타)아크릴레이트, 방향족 디(메타)아크릴레이트, 지환족 디(메타)아크릴레이트, 지방족 디(메타)아크릴레이트, 다관능성 (메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트; 에폭시 폴리(메타)아크릴레이트, 우레탄 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계 수지가 그 광학 특성의 관점으로부터 바람직하다.

활성 에너지선 감응 촉매 (B) 로는, 주로 파장 200~400㎚의 자외선에 감응해 라디칼원을 발생하는 화합물이 바람직하고, 예를 들면, 벤조페논, 벤조인이소프로필에테르, 메틸페닐글리옥시레이트, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디메틸케탈 등의 카르보닐 화합물; 유황 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드 등을 들 수가 있다. 이것들은 단독 또는 2종 이상을 조합해 이용할 수가 있다.

성분 (B) 의 사용량은 활성 에너지선 경화성 수지 (A) 100중량부에 대해 바람직하게는 0.005~5중량부이며, 보다 바람직하게는 0.02~2중량부이다. 0.005중량부 미만에서는 경화성이 충분하지 않는 일이 있고, 5중량부를 넘으면 심부 경화성이 저하하거나 착색하기 쉬워지는 일이 있다.

열감응 촉매 (C) 로는 유기 과산화물 또는 아조계 화합물이 바람직하다. 유기 과산화물로는, 과산화벤조일, 옥타노일퍼옥사이드, 디이소프로필퍼옥시 퍼카보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등을 들 수 있고, 아조계 화합물로는 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부틸니트릴, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴) 등을 들 수 있다. 성분 (C) 의 사용량은 활성 에너지선 경화성 수지 (A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 0~5중량부이며, 보다 바람직하게는 0.005~2중량부이다. 5중량부를 넘으면 광학 소자의 기계 강도가 저하하거나 착색하기 쉬워지는 일이 있다.

광학 소자에는, 필요에 따라 산화 방지제, 자외선 흡수제, 황변 방지제, 블루잉제, 안료, 확산제, 형광 증백제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.

상기한 것처럼 하여 얻어진 본 발명의 렌즈 시트는 고온에서의 치수 안정성이 양호하다. 80℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0%, 나아가서는 100℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0%, 120℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0% 이다.

[6] 광확산 필름

본 발명의 광확산 필름은 상기 폴리에스테르 필름 (미연신)으로 이루어진 필름층 및 확산 비즈 및 바인더 수지로 이루어진 광확산층을 포함한다.

폴리에스테르 필름의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 통상 이용되는 폴리에스테르 필름의 두께는 10~150㎛이다. 광을 확산하는 확산 비즈의 입경 1~50㎛와 코팅 바인더의 두께 약 10~20㎛를 고려하면, 두께는 40~100㎛로 하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 2% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1% 이하이다. 헤이즈가 이 값보다 크면 입사광이 필름 내부에서 확산해 출사 광량이 감소하기 때문에 광선 투과율이 감소한다. 또, 헤이즈는 낮을수록 좋다. 또, 그 전체 두께가 바람직하게는 35~130㎛, 더욱 바람직하게는 70~125㎛이다. 전체 두께가 35㎛ 보다 얇으면 광 확산판으로 했을 때에 허리가 없이 취급하기 어려워져 바람직하지 않다. 또, 전체 두께가 130㎛ 보다 두꺼우면 빛의 흡수량이 증가해, 광선 투과율이 내려가기 때문에 바람직하지 않다. 이들 값이 상기 적정 범위에 있는 경우, 충분한 성능이 된다.

다음에, 본 발명의 광확산 필름의 구성과 제조 방법에 대해 설명한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광확산 필름은 상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층 및 확산 비즈 및 이 확산 비즈를 고정하는 바인더 수지로 이루어진 광확산층으로 구성된다. 광확산층은 확산 비즈 등을 바인더 수지 중에 분산시킨 것이다.

확산 비즈로는 공지의 것, 예를 들면, 유리, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 염화비닐 수지 및 폴리카보네이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질로 이루어진 비즈를 들 수 있다. 비즈의 평균 입경은 바람직하게는 1~50㎛이다. 확산 비즈 함유량은 광확산층의 20~90중량%가 바람직하다. 20중량% 미만에서는 빛이 균일하게 확산되지 않고, 90중량%를 넘으면 밀착성이 얻어지지 않는다.

광확산층은 롤러 칠, 롤 코터, 스프레이 도장, 정전 도장 등에 의해, 필름층에 바인더 수지와 확산 비즈를 도포해 설치할 수 있다. 광확산층의 두께는 바람직하게는 0.5~50㎛, 보다 바람직하게는 1~20㎛, 더욱 바람직하게는 1.5~10㎛, 특히 바람직하게는 2~6㎛이다.

바인더 수지는 전리 방사선 경화형 수지, 열경화형 수지, 전자선 경화형 수지 및 자외선 경화형 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지로 이루어지고, 포화 탄화수소 또는 폴리에테르를 주쇄로서 가지는 폴리머인 것이 바람직하며, 포화 탄화수소를 주쇄로서 가지는 폴리머인 것이 더욱 바람직하다. 또, 바인더 수지는 가교하고 있는 것이 바람직하다. 포화 탄화수소를 주쇄로서 가지는 폴리머로는 에틸렌성 불포화 모노머의 폴리머가 바람직하다. 가교 바인더 수지를 얻기 위해서는 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 가지는 모노머를 이용하는 것이 바람직하다.

2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 가지는 모노머로는, 다가 알코올과 (메타)아크릴산의 에스테르 (예를 들면, 에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 1,4-디클로로헥산디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 1,3,5-시클로헥산트리올 트리메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트), 비닐벤젠 유도체 (예를 들면, 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논), 비닐술폰 (예를 들면, 디비닐술폰), 아크릴아미드 (예를 들면, 메틸렌비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드를 들 수 있다. 이들 중에서도, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 등의 5관능 이상의 아크릴레이트가 막 경도, 즉 내상성의 관점에서 바람직하다. 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트의 혼합물이 시판되고 있어 특히 바람직하게 이용된다.

이들 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 가지는 모노머는 각종 중합 개시제 그 외 첨가제와 함께 용매에 용해, 도포, 건조 후, 전리 방사선 또는 열에 의한 중합 반응에 의해 경화할 수 있다.

2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 가지는 모노머 대신에 가교성 관능기를 가지는 에틸렌성 불포화 모노머를 이용하여, 가교성 관능기를 가지는 바인더 수지를 형성해도 된다. 가교성 관능기를 가지는 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 가지는 모노머를 이용해도 된다. 가교성 관능기의 예로는, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메틸올기 및 활성 메틸렌기를 들 수 있다. 가교성 관능기로서 블록 이소시아네이트기와 같이 분해하여 가교성을 나타내는 가교성 관능기를 이용해도 된다. 즉, 본 발명에 있어서 가교성 관능기는 그 자체가 가교성을 나타내지 않아도, 분해한 후 가교성을 나타내는 것이어도 된다. 이들 가교성 관능기를 가지는 바인더 수지는 도포 후, 가열함으로써 가교 구조를 형성한다. 에틸렌성 불포화 모노머를 이용하여, 비닐술폰산, 산무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화메틸올, 에스테르, 우레탄, 테트라메톡시실란 등의 금속 알콕시드를 가교 구조를 도입하기 위한 모노머로서 혼합해도 된다.

바인더 수지 자체의 굴절률을 높이기 위해서, 바인더 수지에 고굴절률을 가지는 모노머의 공중합 폴리머 및/또는 고굴절률을 가지는 금속 산화물 초미립자를 첨가해도 된다. 고굴절률을 가지는 모노머의 예로는, 비스(4-메타크릴로일티오페닐)술피드, 비닐나프탈렌, 비닐페닐술피드, 4-메타크릴옥시페닐-4'-메톡시페닐티오에테르 등을 들 수 있다. 고굴절률을 가지는 금속 산화물 초미립자로는, 지르코늄, 티탄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석, 안티몬 중에서 선택되는 적어도 하나의 산화물로 이루어진 입경 100㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이하의 미립자를 들 수 있다. 상기 산화물의 예로는, ZrO₂, TiO₂, Al₂O₃, In₂O₃, ZnO, SnO₂, Sb₂O₃, ITO 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 ZrO₂가 바람직하게 이용된다. 금속 산화물 초미립자의 첨가량은 바인더 수지의 전체 중량의 10~90중량%인 것이 바람직하고, 20~80중량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같은 바인더 수지에 이용하는 모노머의 경화 방법으로는, 전자선 또는 자외선의 조사를 들 수 있다. 예를 들면, 전자선 경화의 경우에는 콕크로프트 왈톤 (Cockroft-Walton)형, 반데그라프형, 공진 변압형, 절연 코어 변압기형, 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기로부터 방출되는 50~1000keV, 바람직하게는 100~300keV의 에너지를 가지는 전자선 등이 사용되고, 자외선 경화의 경우에는 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크, 크세논 아크, 메탈 할라이드 램프 등의 광선으로부터 발하는 자외선 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 광확산 필름은 고온에서의 치수 안정성이 양호하다. 구체적으로는 80℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0%, 나아가서는 100℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0%, 특히는 120℃의 환경에 30분간 방치한 전후의 치수 변화가 0% 이다. 따라서, 액정 표시 장치의 백 라이트를 현행의 형광관으로부터 LED로 치환하여도 발생열에 의한 치수 변화가 매우 작다.

필름층의 적어도 어느 한쪽의 표면을 매트 처리해도 된다. 또, 용융 T 다이 압출할 때에, 폴리에스테르에 아크릴 비즈를 연입 분산시켜 압출함으로써 광확산 필름을 제조할 수도 있다.

[7] 반사 방지 필름

본 발명의 반사 방지 필름은 상기 폴리에스테르 필름 (미연신)으로 이루어진 필름층 및 이 필름층의 적어도 한쪽의 표면에 형성된 반사 방지층을 포함한다.

폴리에스테르 필름의 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션 Re[550]는 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하, 특히 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 범위에 있는 경우, 화상 인시성이 뛰어난 반사 방지 필름을 제작할 수 있다.

폴리에스테르 필름의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 일반적으로 50~400㎛, 취급성의 면으로부터 80㎛ 이상이 바람직하고, 백 라이트의 두께 감소화의 면으로부터 300㎛ 이하가 바람직하다.

폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이하이다. 이들 값이 상기 범위에 있는 경우, 충분한 성능이 된다.

반사 방지층은 공지의 재료를 이용해 공지의 방법으로 제조된다. 반사 방지층은 필름층 상에 또는 필름층에 적층한 하드 코트상에 제막한다. 반사 방지층은 단층이어도 되고, 다층이어도 된다. 다층의 반사 방지층을 가지는 반사 방지 필름은 반사율이 매우 낮아 백 라이트가 없는 휴대 단말 등에 유효하다.

반사 방지층의 재료로서 불화마그네슘 등의 불화금속, 불소 함유 유기화합물, 실리카, 산화인듐-산화주석(ITO) 등이 이용되지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.

반사 방지층은 한정되는 것은 아니지만, 드라이 코트법, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링 등의 물리적 증착 방법 및 CVD 등의 화학적 증착 방법, 또는 용액을 도포해 건조시키는 웨트 코트법에 의해 형성한다. 반사율이 낮은 반사 방지 필름을 얻을 수 있으므로, 진공 증착이나 스퍼터링이 바람직하다. 진공 증착에서는, 반사 방지층 재료를 증발시키는 방법으로서, 저항 가열 방식, 전자빔 가열 방식, 고주파 유도 가열 방식, 레이저 빔 가열 방식이 있고, 일반적으로는 전자빔 가열이 이용되고 있다. 반사 방지층의 두께는 단층인 경우 50㎚~150㎚, 다층인 경우 100㎚~500㎚가 바람직하다. 이 범위에 있으면 반사율이 1% 이하가 된다.

필름층과 반사 방지층의 사이에는 두께 1~15㎛의 하드 코트층을 적층해도 된다 (도 5). 하드 코트층의 재료로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 실리카, 알루미나, 폴리오르가노실록산 등의 무기 산화물, 다관능 아크릴계 수지 등의 투명하고 경도가 있는 수지 등이 이용된다. 하드 코트층의 제막 방법으로는 진공 증착 등의 드라이 코팅, 용액 도포 등의 웨트 코팅을 이용할 수 있다. 충분한 경도 (연필 경도 2H 이상)를 발현시키기 위해서는 1㎛ 이상의 두께가 필요한 경우가 많기 때문에, 웨트 코팅이 자주 이용된다. 웨트 코팅의 경우, 활성선 경화형 수지, 예를 들면, 메타크릴산 등의 아크릴 화합물과 다관능 알코올의 에스테르에 활성선을 조사해 가교시켜 하드 코트를 형성하는 것이 바람직하다.

[8] 광정보 기록 매체

본 발명의 광정보 기록 매체는 순서대로 적층된 상기 폴리에스테르 필름 (미연신)으로 이루어진 필름층, 투명 접착제층, 기록층, 반사층 및 기재로 이루어진다.

폴리에스테르 필름의 파장 405㎚에서의 면내 리타데이션 Re[405]는 2.0㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하, 특히 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 범위에 있는 경우, 블루레이 디스크의 보호층으로서 매우 적합하고, 안정된 기록 재생이 가능한 블루레이 디스크를 제조하는 것이 가능해진다.

각 층의 두께는 요구 사양에 의해 임의로 설정이 가능하다. 보호층 (투명 접착제층과 광학 필름)의 두께는 98~102㎛가 바람직하다. 이 두께 범위 내이면, 트랙킹 서버가 문제없이 작동해, 포커스 에러가 발생하지 않는다. 투명 접착제층의 두께는 10~30㎛, 필름층의 두께는 70~90㎛가 바람직하다.

폴리에스테르 필름의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2% 이하이다. 이들 값이 상기 범위에 있는 경우, 블루레이 디스크의 보호층을 구성하는 광학적 등방성 필름으로서 충분한 성능이 된다.

본 발명의 광정보 기록 매체의 구성예를 도 6 에 나타낸다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기재의 두께는 대략 1100㎛이다. 기재의 재질은 사출 성형에 의해 피치 0.32㎛의 가이드 홈을 전사할 수 있는 것이면, 특별히 한정은 되지 않는다. 일반적으로 이용되고 있는 것은 저렴한 폴리카보네이트 수지이다. 기재 상에 온 플레이팅법이나 스퍼터링법 등의 공지의 박막 형성 기술에 의해 반사층 및 기록층을 제막한다 (일본국 특개2005-216365호 공보, 특개2005-158253호 공보 참조). 제막된 기록층 상에 투명 접착제 또는 점착제를 통해 폴리에스테르 필름을 첩부한다. 투명 접착제 및 점착제로는, "[3] 위상차 필름"에 기재된 것이 사용될 수 있고, 아크릴계 투명 접착제 또는 점착제가 바람직하며, 아크릴산 에스테르 공중합체로 이루어진 투명 접착제 또는 점착제가 더욱 바람직하다.

도 1 은 분광 엘립소미터(ellipsometer)의 실측치 (점선)와 굴절률 타원체 모델에 의한 이론 커브 (실선)를 나타내는 그래프.

도 2 는 1축 연신에 의한 리타데이션 발현성.

도 3 은 프리즘 시트의 구성예를 나타내는 개략도.

도 4 는 광확산 필름의 구성예를 나타내는 개략도.

도 5 는 반사 방지 필름의 구성예를 나타내는 개략도.

도 6 은 광정보 기록 매체의 구성예를 나타내는 개략도.

도 7 은 리타데이션의 입사각 의존성을 나타내는 그래프.

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 자세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 그 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예에서 사용한 폴리에스테르의 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 환상 아세탈 골격을 가지는 디올 단위의 비율

¹H-NMR 측정 결과로부터 산출했다. 측정 장치는 일본전자(주)제 JNM-AL400 를 이용해 400MHz로 측정했다. 용매에는 중(重)클로로포름을 이용했다.

(2) 유리 전이 온도

시마즈 제작소제 DSC/TA-50WS를 사용해 시료 약 10mg를 알루미늄제 비밀봉 용기에 넣고 질소 가스 (30ml/min) 기류 중 승온 속도 20℃/min로 측정했다. 얻어진 DSC 곡선의 전이 이후에서의 기선(基線)의 차이가 1/2 만 변화한 점의 온도를 유리 전이 온도로 했다.

(3) 극한 점도

폴리에스테르 0.5g를 페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄의 혼합 용매 (중량비= 6:4) 120g에 가열 용해하고, 여과 후 25℃까지 냉각해 측정 시료를 조제했다. 장치는 (주)시바야마 과학기계 제작소제, 모세관 점도계 자동 측정 장치 SS-300-L1를 이용해 온도 25℃에서 측정을 수행했다.

(4) 용융 점도

(주) 도요정기제작소, 상품명 : 캐피로그라프 IC를 이용해 측정했다. 캐필러리의 지름은 1mm, 길이는 10mm이고, 측정 조건은 측정 온도 240℃, 예열 시간 3분, 전단 속도 100sec^-1이었다.

실시예, 비교예의 필름의 평가 방법은 이하와 같다.

(5) 두께

SONY 마그네스케일(주)제 디지털 마이크로미터 M-30을 이용해 측정했다.

(6) 리타데이션

일본분광(주)제 분광 엘립소미터 상품명 : M-220의 3차원 굴절률 측정 프로그램을 이용해 리타데이션의 지상축 주위의 입사각 의존성을 측정했다. 입사각 0°의 리타데이션을 면내 리타데이션 Re 로 했다. 면내 리타데이션 Re 의 크기는 동일 시료에서도 측정 파장에 의존하므로, 측정 파장을 λ(㎚)로 했을 경우의 면내 리타데이션을 Re[λ]로 표기했다.

(7) 전광선 투과율, 헤이즈

JIS-K-7105, ASTM D1003 에 준해 측정했다. 필름을 48시간 조습 후, 23℃, 상대 습도 50%의 분위기하에서 측정했다. 사용한 측정 장치는 일본전색공업사제의 담가측정 장치 (형식 : COH-300A)이다.

(8) 투습도

LYSSY AG ZLLIKON사제 「L80-4005L」를 이용하여, JIS-K-7129에 기재된 방법에 따라 온습도 조건 40℃, 90%RH로 측정했다.

(9) 치수 변화율

JIS-K7133에 준해 측정했다. 필름에 50mm 간격으로 선을 가로세로 3개씩 긋고, 소정 온도의 열풍 건조기 내에 30분간 보존한 후, 치수 변화율을 다음 식에 의해 산출했다. 덧붙여, 표 중 압출 방향을 MD 방향, 압출 방향과 직각인 방향을 TD 방향이라고 기재한다.

치수 변화율(%) = {(La-Lb) /La} × 100

La : 보존 전의 선의 간격 (50mm)

Lb : 보존 후의 선의 간격

제조예 1~4

[폴리에스테르의 제조]

충전탑식 정류탑, 분축기, 전축기, 콜드 트랩, 교반기, 가열 장치, 질소 도입관을 갖춘 150리터의 폴리에스테르 제조 장치에 표 1 에 기재된 원료 모노머를 넣었다. 디카르복시산 성분에 대해서 0.03몰%의 아세트산망간 4수화물의 존재하, 질소 분위기하에서 215℃까지 승온하여 에스테르 교환 반응을 실시했다. 디카르복시산 성분의 반응 전화율이 90% 이상이 된 후, 디카르복시산 성분에 대해서 0.02몰%의 산화안티몬(Ⅲ)과 0.06몰%의 인산트리메틸을 첨가하고 서서히 승온, 감압해, 최종적으로 270℃, 0.1kPa 이하에서 중축합을 실시했다. 적당한 용융 점도가 된 시점에서 반응을 종료해, 폴리에스테르를 제조했다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

비교예에서 사용한 수지를 이하에 적는다.

(1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 : 일본 유니펫트(주)제, RT543C (표 중, PET로 약기)

(2) 폴리카보네이트 : 미츠비시엔지니어링 플라스틱(주)제, 유피론 E-2000 (표 중, PC 로 약기)

실시예 1~4

[폴리에스테르 필름의 제조]

리프 디스크 (leaf disk)형 폴리머 필터 (눈금 5㎛, 직경 4인치, 8매) 및 300mm 폭의 코트 행거형 T 다이를 설치한 진공 벤트 부착 단축 압출기 (스크류 지름 32mmφ), 냉각 롤 (열매에 의해 온도 조절 가능), 인취 롤 및 권취기 (장력 조정 가능)으로 이루어진 필름 제조 설비를 이용했다. 제조예 1~4 의 폴리에스테르를 이용하고, 압출기 실린더 온도 250℃, 폴리머 필터 온도 250℃, T 다이 온도 250℃, 냉각 롤 온도 81~88℃, T 다이립 개도 0.7mm, 에어 갭 20mm, 토출 속도 9kg/h, 스크류 회전수 55rpm, 인취 속도 4m/분의 조건으로, 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

비교예 1

[폴리에스테르 필름의 제조]

냉각 롤 온도를 70℃ (수지의 유리 전이 온도 -34℃)로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 같게 해 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용융 압출을 실시해 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 제조 중, 필름과 롤의 밀착성이 나쁘고, 필름이 부분적으로 부풀어 외관 결함이 생겼다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 2

[폴리에스테르 필름의 제조]

냉각 롤 온도를 137℃ (수지의 유리 전이 온도 + 33℃)로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 같게 해 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 용융 압출을 실시해 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 제조 중, 필름과 롤의 밀착성이 너무 좋아서 과도한 밀착과 박리의 반복에 의해, 필름이 벗겨져 마크가 발생했다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 3

[폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 제조]

실린더 온도를 220~275℃, 다이 온도 265℃에서 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지는 70℃로 설정한 냉각 롤에서 냉각해, 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.

비교예 4

[폴리카보네이트 필름의 제조]

실린더 온도를 220~260℃, 다이 온도 255℃로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 같게 해 폴리카보네이트의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지는 130℃로 설정한 냉각 롤에서 냉각해, 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 5~7

[폴리에스테르 필름의 제조]

기어 펌프 및 550mm 폭의 코트 행거형 T 다이를 설치한 진공 벤트 부착 단축 압출기 (스크류 지름 50mmφ), 냉각 롤 (열매에 의해 온도 조절 가능), 인취롤 및 귄취기 (장력 조정 가능)로 이루어진 필름 제조 설비를 이용했다. 제조예 1 의 폴리에스테르를 이용하고, 압출기 실린더 온도 240℃, 폴리머 필터 온도 240℃, 기어 펌프 온도 240℃, T 다이 온도를 240℃, 냉각 롤 온도 80~92℃, T 다이 립 개도 0.5mm, 에어 갭 15mm, 토출 속도 30kg/h, 스크류 회전수 55rpm, 인취 속도 12m/분의 조건으로 두께가 대략 100㎛인 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 4 에 나타낸 다.

실시예 8~9

[폴리에스테르 필름의 제조]

냉각 롤 온도를 80℃로 고정하고, 인취 속도를 30m/분 또는 10m/분으로 변경한 것 이외에는 실시예 5 와 같게 해 제조예 1 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시해, 두께가 38㎛, 120㎛인 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 4 에 나타낸다.

DMT : 디메틸 테레프탈레이트

NDCM : 2,6-나프탈렌디카르복시산 디메틸

EG : 에틸렌글리콜

SPG : 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸

DOG : 5-메틸올-5-에틸-2-(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-1,3-디옥산

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 위상차 필름의 실시예를 상세하게 설명한다.

[위상차 필름의 평가 방법]

(1) Nz 계수, 두께 방향 리타데이션 Rth([(nx+ny)/2-nz] × d, 단 d 는 필름 두께)의 산출

분광 엘립소미터에 의해, 필름면내 지상축 주위의 리타데이션의 입사각 의존성을 측정했다. 이 측정 결과, 연신 필름의 두께 및 수지 평균 굴절률로부터 연신 필름의 굴절률 타원체의 주축의 길이, 즉 주굴절률 nx, ny, nz 를 산출했다. 산출은 샤프 기법 통권 85호 (2004년 4월) 『GRP 방식 광시야각 LCD 기술』에 기재된 광학 필름 중의 굴절률 타원체 모델에 의한 리타데이션의 입사각 의존성의 해석 해 (analytical solution)에 의한 특성 곡선과 측정치의 피팅에 의해 실시했다. 산출한 주굴절률 nx, ny, nz 와 필름 두께 d 로부터, 상기 식에서 Nz 계수와 두께 방향 리타데이션 Rth 를 구했다. Nz 계수 및 Rth 는 측정 파장에 의존하므로, 측정 파장λ(㎚)에서의 Nz 계수, 두께 방향 리타데이션을 Nz[λ], Rth[λ]로 표기했다.

도 1 에 파장 550㎚ 에서의 폴리에스테르 원반 필름의 지상축 주위의 리타데이션 입사각 의존성의 분광 엘립소미터에 의한 실측치 (점선)와 상기 모델에 의한 이론 커브 (실선)를 나타낸다.

제조예 5

[폴리에스테르 원반 필름의 제조]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 이용하고, 실린더 온도 220~240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h 의 조건으로 제조예 1 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 96℃의 제1롤, 60℃의 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여 두께 80㎛, 폭 480mm의 폴리에스테르 원반 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 5, 도 1 에 나타낸다.

실시예 10

[위상차 필름 (연신 필름)의 제조]

폴리에스테르 원반 필름을 연신 배율 = 1.5배, 연신 속도 = 30mm/분, 연신 온도 = 제조예 1 의 폴리에스테르의 유리 전이 온도 + 7.57℃의 조건으로 연신기로 1축 연신해 위상차 필름 1 을 제조했다. 평가 결과를 표 6 에 나타낸다. Nz[550], 면내 리타데이션 Re[550]과 두께 방향 리타데이션 Rth[550]은 폴리에스테르 원반 필름과 같게 산출했다.

실시예 11

[위상차 필름 (연신 필름)의 제조]

연신 온도를 유리 전이 온도 + 17.57℃ 로 한 것 이외에는 실시예 10 과 같게 하여 위상차 필름 2 를 제조했다. 평가 결과를 표 6 에 나타낸다.

실시예 12

[위상차 필름 (연신 필름)의 제조]

연신 온도를 유리 전이 온도 + 27.57℃ 높은 온도로 한 것 이외에는 실시예 10 과 같게 하여 위상차 필름 3 을 제조했다. 평가 결과를 표 6 에 나타낸다.

도 2 에 폴리에스테르 원반 필름 및 실시예 10~12 의 연신 필름의 Re[550] × Nz[550]과 Re[550]으로 정의되는 평면상에서의 타원체의 위치를 나타낸다.

도 2 로부터 알 수 있듯이, 1축 연신 필름에서는 Nz[550]이 약 1 이며, 연신 온도가 낮을수록 면내 리타데이션 Re[550]이 증대하는 것을 알 수 있다.

실시예 13

[다층 위상차 필름]

2매의 위상차 필름 2 를 아크릴계 접착제 [스미토모 3M(주), DP-8005 클리어]를 통해, 또한 지상축을 120°조금 옮겨 겹치고, 이것을 롤러를 이용해 압착하여 다층 구조를 가지는 위상차 필름을 제조했다.

실시예 14

[위상차 필름/보호층]

실시예 13 의 다층 구조를 가지는 위상차 필름에, 보호층으로서 제조예 5 와 같은 방법으로 얻은 두께 80㎛의 폴리에스테르 원반 필름을 아크릴계 접착제 [스미토모 3M(주), DP-8005 클리어]를 통해 적층하여 광학적 등방성 보호층이 적층된 위상차 필름을 제조했다.

실시예 15

[위상차 필름/편광막]

두께 75㎛의 폴리비닐알코올 필름 [(주)쿠라레, 쿠라레비닐론 #7500]을 척(chuck)에 장착하고, 요소 0.2g/L과 요오드화칼륨 60g/L를 포함하는 30℃의 수용액에 240초 침지했다. 다음에, 붕산 70g/L와 요오드화칼륨 30g/L를 포함하는 30℃의 수용액에 침지하여 6.0배로 1축 연신하면서 5분간 붕산 처리를 실시했다. 마지막으로, 실온에서 24시간 건조해 편광막을 제작했다. 이 편광막에, 아크릴계 접착제 [스미토모 3M (주), DP-8005 클리어]를 통해 두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 시트를 롤러를 이용해 적층했다. 또, 한쪽의 면에 같은 아크릴계 접착제를 이용하여 위상차 필름 1 을 편광막의 광흡수축과 위상차 필름의 지상축을 위치를 조금 옮겨 롤러에 의해 적층 일체화했다.

실시예 16

두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 시트 대신에, 제조예 5 의 폴리에스테르 원반 필름을 적층한 것 이외에는 실시예 15 와 같게 하여 편광판을 적층 일체화한 위상차 필름을 제조했다. 이와 같이 편광판의 양쪽의 보호층과 위상차 필름을 동일 폴리에스테르 (제조예 1 의 폴리에스테르)로부터 형성하면, 흡습에 의한 휘어짐을 억제하는 효과가 있다.

실시예 17

[위상차 필름/접착층 또는 점착층/박리성 시트]

실시예 14 의 위상차 필름의 보호층과 반대 쪽에, 두께 25㎛의 아크릴계 고투명 접착제 전사 테이프 (스미토모 3M(주), 기재 없는 고투명 접착제 전사 테이프 8141)를 롤러를 이용해 적층했다.

※ 유리 전이 온도와의 차이

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 편광판 보호 필름의 실시예를 상세하게 설명한다.

[편광판의 평가 방법]

(1) 광누출 시험

10cm × 10cm 의 편광판을 2매 잘라, 온도 80℃, 상대 습도 90%의 환경에 100시간 방치해 시험편을 제작했다. 시험편을 크로스 니콜로 배치하고, 색온도 5000K의 라이트 박스에 넣어 육안에 의해 광누출의 유무를 관찰했다.

실시예 18

[폴리에스테르 필름의 제조]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 이용해 실린더 온도 240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h 의 조건으로 제조예 1 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 96℃의 제1롤, 60℃의 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여 두께 76㎛, 폭 480mm의 폴리에스테르 원반 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 7 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

두께 75㎛의 폴리비닐알코올 필름[(주)쿠라레, 쿠라레비닐론 #7500]을 척에 장착하고, 요소 0.2g/L과 요오드화칼륨 60g/L를 포함하는 30℃의 수용액에 240초 침지했다. 다음에, 붕산 70g/L과 요오드화칼륨 30g/L를 포함하는 30℃의 수용액에 침지하여, 6.0배로 1축 연신하면서 5분간 붕산 처리를 실시했다. 마지막으로, 실온에서 24시간 건조해 편광막을 제작했다. 그 다음에 아크릴계 접착제 [스미토모 3M(주), DP-8005 클리어]를 통해 편광막과 상기 폴리에스테르 필름을 장합(張合)한 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 7 에 나타낸다.

실시예 19

[폴리에스테르 필름의 제조]

토출 속도를 55kg/h로, 실린더 온도 및 다이 온도를 250℃로 변경한 것 이외에는 실시예 18 과 같게 해 폴리에스테르 원반 필름을 제조했다. 두께는 152㎛, 폭 497mm였다. 평가 결과를 표 7 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 폴리에스테르 필름을 이용해, 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 7 에 나타낸다.

실시예 20

[폴리에스테르 필름의 제조]

제1롤 온도를 94℃로 변경한 것 이외에는 실시예 18 과 같게 해 폴리에스테르 원반 필름을 제조했다. 필름의 두께는 74㎛, 폭 479mm였다. 평가 결과를 표 7 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 폴리에스테르 필름을 이용해 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 7 에 나타낸다.

실시예 21

[폴리에스테르 필름의 제조]

압출기의 실린더 온도 및 다이 온도를 245℃로 변경한 것 이외에는 실시예 18과 같이 해 폴리에스테르 원반 필름을 제조했다. 필름의 두께는 74㎛, 폭 482mm였다. 평가 결과를 표 7 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 폴리에스테르 필름을 이용해 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 7 에 나타낸다.

비교예 5

[PC 필름의 제조]

미츠비시 엔지니어링 플라스틱사제, 상품명 「유피론 E-2000R」(표 중, PC로 약기)을 이용하고, 실린더 온도를 290℃로, 다이 온도를 290℃로, 제1롤의 온도를 130℃로 변경한 이외에는 실시예 18과 같게 용융 압출을 실시했다. 얻어진 필름의 두께는 75㎛, 폭 476mm였다. 평가 결과를 표 8 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 필름을 이용해 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 8 에 나타낸다.

비교예 6

[PET 필름의 제조]

일본 유니펫트사제, RT543C (표 중, PET로 약기)를 이용하고, 실린더 온도 및 다이 온도를 270℃로, 제1롤의 온도를 70℃로 변경한 것 이외에는 실시예 18 과 같게 용융 압출을 실시했다. 얻어진 필름의 두께는 75㎛, 폭 476mm였다. 평가 결과를 표 8 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 필름을 이용해 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 8 에 나타낸다.

비교예 7

[TAC 캐스트 필름]

후지사진 필름사제, 상품명 「후지택클리어」 (표 중, TAC로 약기)를 그대로 이용했다. 평가 결과를 표 8 에 나타낸다.

[편광판의 제작]

상기 필름을 이용해 실시예 18 과 같게 해 편광판을 얻었다. 광누출 시험의 결과를 표 8 에 나타낸다.

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 렌즈 시트의 실시예를 상세히 설명한다.

실시예 22, 23

[폴리에스테르 필름의 제조, 평가]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 이용하고, 실린더 온도 220~240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h 의 조건으로 제조예 2 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 Tg-10℃로 설정한 제1롤과 60℃로 설정한 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여, 두께 100㎛, 폭 길이 480mm의 폴리에스테르 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 9 에 나타낸다.

[프리즘 시트의 제조, 평가]

JIS2804 준거의 황동제의 3mm × 300mm × 400mm 의 판에, 꼭지각 65°, 단면이 이등변 삼각형인 프리즘열을 50㎛ 피치로 평행으로 절삭해 광학 소자 패턴 (프리즘 패턴)을 형성하고, 가니젠 도금을 실시해 렌즈형을 제작했다. 렌즈형에 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액을 적당량 주입 후, 적당한 크기로 컷한 폴리에스테르 필름을 롤로 가압하면서 중합했다. 그 다음에, 폴리에스테르 필름 윗쪽에 배치한 조사 강도 80w/cm의 6.4kw의 자외선 램프(웨스턴 쿼츠사제) 3개로부터 자외선을 45초간 조사해 수지를 경화시킨 후, 렌즈형으로부터 꺼내 프리즘 시트를 얻었다. 평가 결과를 표 9 에 나타낸다. 또한, 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액은 이하의 조성이다.

히타치화성사제 FA-321M ··· 50중량%

일본화약사제 KAYARADR-604 ··· 20중량%

오사카유기화학사제 비스코트 #192 ··· 30중량%

머크사제 다로큐어 1173 (라디칼계 광중합 개시제)··· 1.5 중량부

(상기 FA-321M, KAYARADR-604 및 비스코트 #192 는 라디칼 중합이 가능한 모노머 또는 올리고머 (A)에 상당하고, 다로큐어 1173 은 활성 에너지선 감응 촉매 (B)에 상당한다.)

실시예 24

[렌티큘라 렌즈 시트의 제조, 평가]

JIS2804 준거의 황동제의 3mm × 300mm × 400mm 의 판에, 단면의 곡율 반경 0.5mm 의 원호열을 0.2mm 피치로 평행으로 절삭하여, 복수의 평행한 실린드리칼 렌즈열로 이루어진 렌티큘라 렌즈부를 형성하고, 가니젠 도금을 실시해 렌즈형을 제작했다. 렌즈형에 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액을 적당량 주입 후, 적당한 크기로 컷한 폴리에스테르 필름을 롤로 가압하면서 중합했다. 다음에 폴리에스테르 필름 윗쪽에 배치한 조사 강도 80w/cm 의 6.4kw의 자외선 램프 (웨스턴 쿼츠사제) 3개로부터 자외선을 45초간 조사해 수지를 경화시킨 후, 렌즈형으로부터 꺼내 렌티큘라 렌즈 시트를 얻었다. 또한, 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액은 프리즘 시트의 제조와 같다.

실시예 25

[프레넬 렌즈 시트의 제조, 평가]

JIS2804 준거의 황동제의 3mm × 300mm × 400mm 의 판에, 촛점 거리 300mm, 프레넬 륜대(輪帶) 피치 0.5mm의 동심원 모양의 프레넬 렌즈로 이루어진 프레넬 렌즈부를 형성하고, 가니젠 도금을 실시해 렌즈형을 제작했다. 렌즈형에 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액을 적당량 주입 후, 적당한 크기로 컷한 폴리에스테르 필름을 롤로 가압하면서 중합했다. 그 다음에, 폴리에스테르 필름 윗쪽에 배치한 조사 강도 80w/cm의 6.4kw의 자외선 램프 (웨스턴 쿼츠사제) 3개로부터 자외선을 45초간 조사해 수지를 경화시킨 후, 렌즈형으로부터 꺼내 프레넬 렌즈 시트를 얻었다. 또한, 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액은 프리즘 시트의 제조와 같다.

실시예 26

[프레넬 렌즈부/렌티큘라 렌즈부 시트의 제조, 평가]

상기 프레넬 렌즈 시트의 제조와 같게 해 폴리에스테르 필름의 표면에 프레넬 렌즈부를 형성한 후, 다른 쪽의 표면에 상기 렌티큘라 렌즈 시트의 제조와 같게 해 렌티큘라 렌즈부를 형성하여, 한쪽의 표면에 프레넬 렌즈부를, 다른 쪽의 표면에 렌티큘라 렌즈부를 가지는 시트를 제조했다.

실시예 27

[프레넬 렌즈부/프리즘열 시트의 제조, 평가]

상기 프레넬 렌즈 시트의 제조와 같게 해 폴리에스테르 필름의 표면에 프레넬 렌즈부를 형성한 후, 다른 쪽의 표면에 상기 프리즘 시트의 제조와 같게 해 이등변 삼각형의 프리즘열을 형성하여, 한쪽의 표면에 프레넬 렌즈부를 또 한쪽의 표면에 프리즘열을 가지는 시트를 제조했다.

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 광확산 필름의 실시예를 상세히 설명한다.

실시예 28

[폴리에스테르 필름의 제조]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 이용하고, 실린더 온도 220~240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h 의 조건으로 제조예 2 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 Tg-10℃로 설정한 제1롤과 60℃로 설정한 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여, 두께 100㎛, 폭 길이 480mm의 폴리에스테르 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 10 에 나타낸다.

[광확산 필름의 제조]

광확산층을 구성하는 바인더 수지로서 자외선 경화형 수지 (일본화약제 DPHA, 굴절율 1.51) 66중량%, 경화 개시제 (치바가이기사제, 이르가큐아-184) 4중량% 및 확산 비즈로서 아크릴 비즈 (세키스이화성품공업 MBX-12, 평균 입자 지름 12㎛, 굴절률 1.49) 30중량%를 혼합한 후, 메틸에틸케톤/메틸이소부틸케톤 (3/7 중량비)을 첨가해 고형분 24%가 되도록 조정했다. 이 조성물을 폴리에스테르 필름 상에 건조 막 두께가 6.0㎛가 되도록 도포해 건조했다. 그 다음에, 160W/cm의 공냉(空冷) 메탈할라이드 램프 (아이그라픽스(주)제)를 이용하여, 조도 400mW/㎠, 적산 조사량 300mJ/㎠의 자외선을 조사해 도포층을 경화시켜 광확산 필름을 제작했다.

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 반사 방지 필름의 실시예를 상세히 설명한다.

실시예 29, 30

[폴리에스테르 필름의 제조, 평가]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 이용하고, 실린더 온도 220~240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h 의 조건으로 제조예 2 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 Tg-10℃로 설정한 제1롤과, 60℃로 설정한 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여, 두께 100㎛, 폭 길이 480mm의 폴리에스테르 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 11 에 나타낸다.

[반사 방지 필름의 제조, 평가]

(폴리에스테르 필름의 하드 코트층 코팅)

상기에서 얻은 폴리에스테르 필름 상에 데소라이트 Z7501 (JSR 주식회사제)를 건조 후의 두께가 5㎛가 되도록 도포해, 자외선 경화했다.

(반사 방지층 코팅)

다음에 하드 코트층 상에 불화마그네슘을 전자빔 가열식 증착법으로 두께가 100㎚가 되도록 코팅을 실시해 반사 방지 필름을 얻었다. 평가 결과를 표 11 에 나타낸다.

이하에, 본 발명의 폴리에스테르 필름으로 구성되는 광정보 기록 매체의 실시예를 상세하게 설명한다.

실시예 31

[폴리에스테르 필름의 제조]

진공 벤트와 폭 550mm 코트 행거 다이를 가지는 단축 압출기 (스크류 지름 50mmΦ)를 용융 실린더 온도 220~240℃, 다이 온도 240℃, 토출 속도 30kg/h의 조건으로 제조예 1 의 폴리에스테르의 용융 압출을 실시했다. 압출한 용융 수지를 96℃로 설정한 제1롤과 60℃로 설정한 제2롤로 냉각하고, 12m/분으로 인취하여, 두께 80㎛, 폭 길이 480mm의 폴리에스테르 필름을 제조했다. 평가 결과를 표 12 에 나타낸다.

[광정보 기록 매체 (블루레이 디스크)의 제조]

사출 성형에 의해 형성한 두께 1.1mm의 폴리카보네이트 수지 원형 기판 상에 스퍼터링법에 의해 박막 (반사층 및 기록층)을 제막했다. 반사막으로서 Ag를, 기록층으로서 ZiS-Si0₂ 유전체막/Ge-Sb-Te 기록막/ZiS-SiO₂ 유전체막의 순서로 성막했다. 성막 후, 레이저-광 조사에 의한 열처리로 막을 전면 결정화해 초기화했다.

그 다음에, 폴리에스테르 필름에 고투명 접착제 전사 테이프로부터 투명 접착제를 롤 라미네이터를 이용해 전사하여 얻어진 적층체를 외경 119.4mmΦ, 내경 22.5mmΦ의 동심원 도너츠 모양으로 타발했다. 얻어진 투명성 접착제 부착 폴리에스테르 필름을 기록층 상에 롤 라미네이터에 의해 첩부해 광정보 기록 매체를 제조했다. 그 때에, 폴리에스테르 필름과 투명성 접착제층의 합계 두께가 100㎛ (±2㎛)가 되도록 고려했다. 폴리에스테르 필름의 두께는 80㎛, 투명성 접착제층의 두께는 20㎛였다. 이와 같이 해 제조한 광정보 기록 매체를 샤프(주)제 블루레이 디스크 레코더 "BD-HD100"로 기록 재생한 결과, 양호한 기록 재생을 하고 있는 것을 기록 재생 화상의 육안 관찰로 확인했다.

실시예 32

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 아크릴계 접착제 (스미토모 3M(주), DP-8005 클리어)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 33

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 아크릴 변성 1액형 습기 경화형 접착제 (코니시 주식회사제, 상품명 : 본드사이렉스 「클리어」)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 34

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 아세트산계 1액형 습기 경화형 접착제 (신에츠화학공업 주식회사제, 상품명 : KE-41-T)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 35

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 우레탄계 1액 습분 경화형 접착제 (미쯔이타케다케미컬 주식회사제, 상품명 : 타케네이트 M631N)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 36

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 아크릴계 무용매 전자선 경화형 접착제 (나가세켐텍스 주식회사제, 상품명 : DA-314)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 37

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 에폭시계 무용매 자외선 경화형 접착제 (Norland Products제, 상품명 : Norland Optical Adhesive 81)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

실시예 38

폴리에스테르 필름에 투명성 접착제로 이루어진 고투명 접착제 전사 테이프를 롤 라미네이터에 의해 라미네이트 하는 대신에, 아크릴계 접착제 (코니시 주식회사제, 상품명 : 코니본드)를 코터 헤드로부터 폴리에스테르 필름 상에 도포한 것 이외에는 실시예 31 과 같게 하여 광정보 기록 매체를 제조했다.

비교예 8

소니제 녹화용 블루레이 디스크 BF23GB의 보호층으로부터 투명 접착제층을 제거해 얻어진 필름의 리타데이션을 평가했다. 결과를 도 7 에 나타낸다. 이 필름의 흡수 스펙트럼을 ATRFT-IR법에 따라 측정했는데, PC 수지제였다.

본 발명의 광학적 등방성 폴리에스테르 필름은 광학적 투명성이 뛰어나고, 또한 복굴절을 기인하는 리타데이션이 작다. 특히, 블루레이 디스크에서는 파장 405㎚에서의 수직 입사에서의 면내 리타데이션 Re[405]가 5㎚ 이하인 것이 특히 바람직하다. 도 7 로부터 알 수 있듯이, Re[405]는 비교예 8에서는 3.97㎚인 것에 대조적으로, 실시예 31 에서는 1.94㎚였다.

덧붙여, 실시예 31 의 최대 입사각 ±60°(픽업 광학계의 개구수 0.85로부터 환산)의 범위의 파장 405㎚에서의 리타데이션은 20㎚ 이하이며, 비교예 8의 40㎚ 이하보다도 작아 바람직하다. 이상 설명한 대로, 폴리에스테르 필름의 복굴절이 원인으로 발생하는 입사 레이저 광의 편파면의 변화는 문제없는 정도이므로, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 블루레이 디스크의 보호층의 구성 재료로서 바람직하게 이용된다.

본 발명의 폴리에스테르 필름은 경제성이 뛰어난 압출 성형법으로 용이하게 광학적 등방성의 필름을 제막할 수 있다. 본 발명의 폴리에스테르 필름은 편광판이나 위상차 필름 등의 광학 부재에 매우 적합하게 이용할 수 있어 본 발명의 공업적 의의는 크다.

Claims (29)

1. 디카르복실산 단위와 디올 단위를 포함하고, 상기 디올 단위의 1 ~ 80몰%가 환상 아세탈 골격을 갖는 디올 단위인 폴리에스테르를 용융 압출법에 의해 제막한 폴리에스테르 필름으로서, 파장 550㎚에서의 면내 리타데이션 (retardation)이 20㎚ 이하인 폴리에스테르 필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   환상 아세탈 골격을 갖는 디올 단위가 일반식 (1):

   

   (식중, R¹ 및 R² 는 동일해도 달라도 되고, 각각 독립하여 탄소수가 1~10인 지방족 탄화수소기, 탄소수가 3~10인 지환족 탄화수소기 및 탄소수가 6~10인 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄화수소기를 나타낸다.)

   또는 일반식 (2):

   

   (식중, R¹ 은 상기와 동일하고, R³ 는 탄소수가 1~10인 지방족 탄화수소기, 탄소수가 3~10인 지환족 탄화수소기 및 탄소수가 6~10인 방향족 탄화수소기로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄화수소기를 나타낸다.)

   로 나타내는 디올에 유래하는 폴리에스테르 필름.
3. 제 2 항에 있어서,

   환상 아세탈 골격을 갖는 디올 단위가 3,9-비스(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸 또는 5-메틸올-5-에틸-2-(1,1-디메틸-2-히드록시에틸)-1,3-디옥산에 유래하는 폴리에스테르 필름.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   환상 아세탈 골격을 갖는 디올 단위 이외의 디올 단위가 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올 및 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 선택되는 1종 이상의 디올에 유래하는 폴리에스테르 필름.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   디카르복실산 단위가 테레프탈산, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌 디카르복실산으로부터 선택되는 1종 이상의 디카르복실산에 유래하는 폴리에스테르 필름.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   폴리에스테르를 용융 압출하여 융융 필름으로 하는 공정, 상기 용융 필름을 냉각롤에 접촉시켜 냉각 고화시키는 공정을 포함하는 막 두께 1~500㎛ 의 폴리에스테르 필름의 제조 방법으로서, 상기 용융 압출 공정을 압출 온도 200~300℃, 에어 갭 100㎜ 이하, 인취 속도 0.2~100m/분의 조건하에서 수행하고, 냉각 롤 온도를 폴리에스테르의 유리 전이 온도 - 30℃ ~ 폴리에스테르의 유리 전이 온도 + 30℃ 의 범위로 조정하는 폴리에스테르 필름.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리에스테르 필름 또는 이 폴리에스테르 필름으로부터 얻은 연신 필름으로 이루어진 필름층을 갖는 광학 부재.
8. 제 7 항에 있어서,

   면내 리타데이션 및/또는 Nz 계수를 제어한, 상기 연신 필름으로 이루어진 필름층을 갖는 위상차 필름인 광학 부재
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 필름층을 2매 이상 적층한 다층 구조를 갖는 광학 부재.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 필름층의 적어도 한면에 광학 등방성 보호층이 적층되어 있는 광학 부재.
11. 면내 리타데이션 및/또는 Nz 계수를 제어한, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리에스테르 필름으로부터 얻은 연신 필름으로 이루어진 필름층을 갖는 위상차 필름을 포함하는 광학부재에 있어서, 상기 필름층의 적어도 한면에 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리에스테르 필름으로 이루어진 광학 등방성 보호층이 적층되어 있는 광학 부재.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 필름층에 편광판을 적층 일체화한 광학 부재.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 필름층의 적어도 한면에 접착제층 또는 점착제층을 통해 박리성 시트가 적층되어 있는 광학 부재.
14. 제 7 항에 있어서,

    40℃, 90% RH 에서의 투습도가 10~300g/(㎡·24시)인, 상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층 및 편광막으로 구성된 편광판인 광학 부재.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름의 파장 550㎚ 에서의 면내 리타데이션이 5㎚ 이하인 광학 부재.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름의 막 두께가 200㎛ 이하이고, 막 두께의 최대와 최소의 차가 평균 막 두께의 2% 이하인 광학 부재.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름의 전광선 투과율이 90% 이상, 헤이즈가 1% 이하인 광학 부재.
18. 제 7 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층, 및 확산 비즈 및 바인더 수지로 이루어진 광확산층으로 구성된 광확산 필름인 광학 부재.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 바인더 수지가 전리 방사선 경화형 수지, 열경화형 수지, 전자선 경화형 수지 및 자외선 경화형 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지로 이루어진 광학 부재.
20. 제 18 항에 있어서,

    상기 확산 비즈가 유리, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 염화비닐 수지 및 폴리카보네이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종으로 이루어진 광학 부재.
21. 제 7 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층 및 상기 필름층의 적어도 한 쪽의 표면에 형성된 광학 소자로 이루어진 렌즈 시트인 광학 부재.
22. 제 21 항에 있어서,

    광학 소자가 활성 에너지선 경화성 수지로 형성된 광학 부재.
23. 제 21 항에 있어서,

    광학 소자가 병렬로 형성된, 단면이 삼각 형상인 복수의 프리즘열로 이루어진 프리즘부를 갖는 광학 부재.
24. 제 21 항에 있어서,

    광학 소자가 병렬로 형성된, 복수의 실린드리칼 렌즈열로 이루어진 렌티큘라 렌즈부를 갖는 광학 부재.
25. 제 21 항에 있어서,

    광학 소자가 동심원 모양의 프레넬 렌즈 형상으로 형성되어 이루어진 프레넬 렌즈부를 갖는 광학 부재.
26. 제 7 항에 있어서,

    상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층 및 상기 필름층에 적층된 반사 방지층으로 이루어진 반사 방지 필름인 광학 부재.
27. 제 7 항에 있어서,

    순서대로 적층된, 상기 폴리에스테르 필름으로 이루어진 필름층, 투명성 접착제층, 기록층, 반사층 및 기재로 이루어진 광정보 기록 매체인 광학 부재.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 필름층의 두께와 투명성 접착제층의 두께의 합계가 98 ~ 102㎛인 광학 부재.
29. 제 27 항에 있어서,

    상기 필름층의 파장 405㎚에서의 면내 리타데이션이 5㎚ 이하인 광학 부재.

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