CN110873919B - 光学膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异的光学膜。本发明的解决手段为一种光学膜,其包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂,该树脂满足式(X)。A/B×100≥0.03(%) (X)。式(A)中,*表示化学键。式(X)中,A表示该树脂的1H‑NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该树脂的1H‑NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积。
Description
技术领域
本发明涉及可作为图像显示装置的前面板等使用的光学膜、具备该光学膜的柔性显示装置、及可形成该光学膜的光学用树脂。
背景技术
液晶显示装置、有机EL显示装置等图像显示装置已被广泛应用于移动电话、智能手表之类的各种用途。作为这样的图像显示装置的前面板,使用了玻璃,但玻璃非常刚直,容易破裂,因而,难以作为例如柔性显示器等的前面板材料利用。作为代替玻璃的材料之一,有聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂,对使用这些树脂的光学膜进行了研究(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2015-521687号公报
发明内容
发明所要解决的课题
这样的光学膜通过将使聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂溶解于溶剂而制备的清漆涂布于支承材料之后进行干燥等而得到。然而,经本发明人研究发现,在光学膜制造工序中,有时一部分清漆发生凝胶化,结果,得到的光学膜将容易产生局部的厚度的偏差,有时损害膜表面的平坦性。
因此,本发明的目的在于提供局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异的光学膜及具备该光学膜的柔性显示装置。
另外,本发明的另一目的在于提供能形成局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异的光学膜的光学用树脂。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,在包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂的光学膜中,若该树脂满足式(X),则能解决上述课题,从而完成了本发明。即,本发明中包括以下的方式。
[1]光学膜,其包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂,该树脂满足式(X)。
[式(A)中,*表示化学键]
A/B×100≥0.03(%) (X)
[式(X)中,A表示该树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积]
[2]如[1]所述的光学膜,其中,具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂包含式(1)表示的结构单元,
具有式(A)表示的结构的聚酰胺系树脂包含式(2)表示的结构单元。
[式(1)中,Y为4价有机基团,X为2价有机基团]
[式(2)中,Z及X各自独立地为2价有机基团]
[3]如[1]或[2]所述的光学膜,其中,式(A)表示的结构的至少一部分为式(B)表示的结构。
[式(B)中,*表示化学键]
[4]如[1]~[3]中任一项所述的光学膜,其中,选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂的重均分子量为200,000以上。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的光学膜,其还包含二氧化硅粒子。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的光学膜,其厚度为25~100μm。
[7]柔性显示装置,其具备[1]~[6]中任一项所述的光学膜。
[8]如[7]所述的柔性显示装置,其还具备触摸传感器。
[9]如[7]或[8]所述的柔性显示装置,其还具备偏光板。
[10]光学用树脂,其包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种,且满足式(X)。
[式(A)中,*表示化学键]
A/B×100≥0.03(%) (X)
[式(X)中,A表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积]
发明的效果
本发明的光学膜的局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异。另外,本发明的光学用树脂能形成局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异的光学膜。
具体实施方式
〔光学膜〕
本发明的光学膜包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂。
[式(A)中,*表示化学键]
<树脂>
前述聚酰亚胺系树脂表示选自由含有包含酰亚胺基的重复结构单元的聚合物、以及含有包含酰亚胺基及酰胺基这两方的重复结构单元的聚合物(有时称为聚酰胺酰亚胺)组成的组中的至少1种聚合物。另外,前述聚酰胺系树脂表示含有包含酰胺基的重复结构单元的聚合物。
从容易提高光学膜的表面平坦性及光学特性的观点考虑,聚酰亚胺系树脂优选为聚酰胺酰亚胺。需要说明的是,本说明书中,有时将重复结构单元称为结构单元。有时将式(1)表示的结构单元记载为结构单元(1)。有时将式(A)表示的结构记载为结构(A)。括号内的编号改变的情况也同样。
前述树脂中包含的结构(A)(有时称为乙酰胺基(A))表示聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂中的胺末端被乙酰基化而形成的乙酰胺基。
本发明的光学膜中,前述树脂满足式(X)。
A/B×100≥0.03(%) (X)
[式(X)中,A表示该树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积]
该树脂的1H-NMR波谱例如可通过在以下的条件下测定该树脂的氘代二甲基亚砜(称为DMSO-d6)溶液的1H-NMR而得到,例如可利用实施例中记载的方法得到。
测定溶液:树脂的DMSO-d6溶液(树脂浓度为2质量%)
测定装置:NMR装置
测定溶液温度:303K
测定方法:1H-NMR
化学位移参比物:DMSO(2.50ppm)
在由所得的1H-NMR波谱得到面积值时,优选对于来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰及6.5~11.5ppm的范围,分别进行适当的基线校正。
来自结构(A)中的键合于氮原子的氢原子的峰会根据具有结构(A)的结构单元的化学结构而发生变化,但通过进行二维NMR测定,能确认其为结构(A)中的键合于氮原子的氢原子。例如,可通过以下方式确认:进行该测定溶液的HMBC测定时,在结构(A)中的键合于氮原子的氢原子的化学位移、与结构(A)中的甲基的碳原子的化学位移之间,检测到表示彼此存在于3个键以内的HMBC信号。来自结构(A)中的键合于氮原子的氢原子的峰的化学位移值例如为10.1~10.7ppm,优选为10.2~10.6ppm,更优选为10.3~10.4ppm。
式(X)的A/B×100是以前述树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积为基准,用百分率来表示来自结构(A)中的键合于氮原子的氢原子的峰面积而得到的结果,即,也可以说是以在1H-NMR波谱中的化学位移值6.5~11.5ppm处检测到的氢原子在树脂中的含量为基准,用百分率来表示结构(A)中的键合于氮原子的氢原子的含量而得到的结果。因此,式(X)的A/B×100的值例如可通过改变树脂中的结构(A)的含量来调节,增大结构(A)的含量时,A/B×100的值增加,减少结构(A)的含量时,A/B×100的值减少。另外,为了增大结构(A)的含量,例如增加树脂中的胺末端的乙酰基化量即可。
本发明中,前述树脂满足式(X)的关系,即,A/B×100为0.03%以上,该树脂具有规定量以上的结构(A),因此,在膜制造工序中,能有效地抑制树脂清漆的凝胶化。因此,本发明的光学膜的局部的厚度的偏差小,能够具有膜表面优异的平坦性。推断这样的凝胶化抑制效果是由于下述原因:树脂中的胺末端中的规定量以上被乙酰基化,具有规定量以上的乙酰胺基(A)。需要说明的是,本说明书中,平坦性可通过膜的局部的厚度的偏差进行评价,平坦性提高表示膜的局部的厚度的偏差进一步变小。膜的局部的厚度的偏差例如可如实施例那样测定厚度分布来进行评价。另外,本说明书中,所谓“光学特性”,表示例如包括全光线透过率、黄色度及雾度在内的可进行光学评价的特性。
对于本发明的光学膜而言,由于包含满足式(X)的关系的树脂,因此,在膜制造工序中,能有效地抑制树脂清漆的凝胶化,因此,能够具有高的全光线透过率、低的黄色度(YI值)及低的雾度等优异的光学特性。
式(X)中,A/B×100优选为0.04%以上,更优选为0.05%以上。A/B×100为上述的下限以上时,容易进一步提高光学膜的平坦性及光学特性。另外,A/B×100的上限没有特别限制,例如为1.0%以下,优选为0.5%以下。A/B×100为上述的上限以下时,存在耐弯曲性等机械物性容易变得良好的倾向。
本发明的优选的实施方式中,容易抑制树脂清漆的凝胶化,从容易进一步提高光学膜的平坦性及光学特性的观点考虑,优选式(A)表示的结构的至少一部分为式(B)表示的结构。
[式(B)中,*表示化学键]
前述树脂中的结构(A)的优选30摩尔%以上、更优选50摩尔%以上、进一步优选70摩尔%以上、特别优选90摩尔%以上为结构(B)。树脂中的结构(A)的上述的下限以上为结构(B)时,容易进一步提高光学膜的平坦性及光学特性。另外,前述树脂中的结构(A)的优选100摩尔%以下为结构(B)。结构(B)相对于结构(A)的比率例如可使用1H-NMR来测定,或者可由原料的装料比算出。
以下,示出本发明中的具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂(以下,有时称为树脂(P))的具体的实施方式。然而,本发明不受以下的方式的限制。
本发明的优选的实施方式中,前述聚酰亚胺系树脂包含式(1)表示的结构单元,聚酰胺酰亚胺包含式(1)表示的结构单元和式(2)表示的结构单元。另外,聚酰胺系树脂包含式(2)表示的结构单元。
[式(1)及式(2)中,Y及Z各自独立地为4价有机基团,X各自独立地为2价有机基团]
关于式(1)表示的重复结构单元,为了满足式(X)的关系,在树脂的末端,包含式(1)的X与结构(A)键合而成的式(1’)表示的结构单元;关于式(2)表示的重复结构单元,为了满足式(X)的关系,在树脂的末端,包含式(2)的X与结构(A)键合而成的式(2’)表示的结构单元。
[式(1’)及式(2’)中,Y及Z各自独立地为4价有机基团,X各自独立地为2价有机基团]
通过使聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂以满足式(X)的关系的方式包含结构单元(1’)及/或结构单元(2’),由此,在膜制造工序中,能有效地抑制树脂清漆的凝胶化,结果,能得到膜表面的平坦性优异的光学膜。此外,该光学膜也能呈现高透光率、低黄色度及低雾度等优异的光学特性。
式(1)、式(1’)、式(2)及式(2’)[以下,有时记载为式(1)~式(2’)]中,X各自独立地表示2价有机基团,优选表示碳原子数为4~40的2价有机基团,更优选表示具有环状结构的碳原子数为4~40的2价有机基团。作为环状结构,可举出脂环、芳香环、杂环结构。关于前述有机基团,有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代,这种情况下,烃基及经氟取代的烃基的碳原子数优选为1~8。作为本发明的一个实施方式的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂可包含多种X,多种X相互可以相同也可以不同。作为X,可例举式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及式(18)表示的基团;这些式(10)~式(18)表示的基团中的氢原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代而得到的基团;以及碳原子数为6以下的链式烃基。
式(10)~式(18)中,*表示化学键,
V1、V2及V3各自独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-CO-或-NQ-。此处,Q表示可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烃基。
在一个例子中,V1及V3为单键、-O-或-S-,并且,V2为-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-SO2-。关于V1与V2相对于各环的键合位置、及V2与V3相对于各环的键合位置,分别地,相对于各环而言优选为间位或对位,更优选为对位。
式(10)~式(18)表示的基团中,从容易提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,优选式(13)、式(14)、式(15)、式(16)及式(17)表示的基团,更优选式(14)、式(15)及式(16)表示的基团。另外,关于V1、V2及V3,从容易提高光学膜的表面硬度及柔软性的观点考虑,各自独立地优选为单键、-O-或-S-,更优选为单键或-O-。
本发明的优选的实施方式中,式(1)~式(2’)中的多个X中的至少一部分为式(4)表示的基团。
[式(4)中,R10~R17各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,R10~R17中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代,*表示化学键]
式(1)~式(2’)中的多个X中的至少一部分为式(4)表示的基团时,容易提高光学膜的表面硬度、平坦性及光学特性等。
式(4)中,R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基。作为碳原子数为1~6的烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基等。作为碳原子数为6~12的芳基,可举出例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基等。作为碳原子数为1~6的烷氧基,可举出例如甲氧基、乙氧基、丙基氧基、异丙基氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊基氧基、己基氧基、环己基氧基等。R10~R17各自独立地优选表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,更优选表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,此处,R10~R17中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代。作为卤素原子,可举出例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。从容易提高光学膜的平坦性、光学特性、表面硬度或耐弯曲性的观点考虑,R10~R17各自独立地进一步优选为氢原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,特别优选R10、R12、R13、R14、R15、及R16为氢原子,R11及R17为氢原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,特别优选R11及R17为甲基或三氟甲基。
本发明的优选的实施方式中,式(4)表示的基团为式(4’)表示的基团,
即,多个X中的至少一部分为式(4’)表示的基团。聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂在结构单元(1’)及/或结构单元(2’)中的多个X中的至少一部分具有(4’)表示的基团时,该聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂变得具有结构(B)。这种情况下,通过含有氟元素的骨架,树脂在溶剂中的溶解性提高,容易抑制树脂清漆的凝胶化,因此,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
本发明的优选的实施方式中,树脂(P)的X的优选30摩尔%以上、更优选50摩尔%以上、进一步优选70摩尔%以上由式(4)、尤其是式(4’)表示。该树脂中的上述范围内的X由式(4)、尤其是式(4’)表示时,通过含有氟元素的骨架,该树脂在溶剂中的溶解性提高,容易抑制树脂清漆的凝胶化,因此,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。需要说明的是,优选树脂(P)中的X的100摩尔%以下由式(4)、尤其是式(4’)表示。树脂(P)中的X可以为式(4)、尤其是式(4’)。树脂(P)中的X的式(4)表示的基团的比率例如可使用1H-NMR测定,或者也可由原料的装料比算出。
式(2)及式(2’)中,Z各自独立地为2价有机基团,优选为可以被碳原子数为1~8的烃基或经氟取代的碳原子数为1~8的烃基取代的、碳原子数为4~40的有机基团,更优选为可以被碳原子数为1~8的烃基或经氟取代的碳原子数为1~8的烃基取代的、具有环状结构的碳原子数为4~40的2价有机基团。作为环状结构,可举出脂环、芳香环、杂环结构。作为Z的有机基团,可例举后述的式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)表示的基团的化学键中不相邻的2个替换成氢原子而得到的基团及碳原子数为6以下的2价链式烃基。尤其是,从容易抑制光学膜的黄色度(减小YI值)、容易提高光学特性的观点考虑,优选式(20)~式(27)表示的基团。
本发明的一个实施方式中,具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂可包含多种Z,多种Z相互可以相同也可以不同。尤其是,从光学膜不仅呈现较高的平坦性及表面硬度、而且容易呈现优异的光学特性的观点考虑,优选Z中的至少一部分由式(3)表示。
[式(3)中,R1~R8各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,R1~R8中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代,A表示单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-S-、-CO-或-NR9-,R9表示氢原子、可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烃基,m为0~4的整数,*表示化学键]
式(3)中,A各自独立地表示单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-S-、-CO-或-NR9-,从光学膜的耐弯曲性的观点考虑,优选表示-O-或-S-,更优选表示-O-。R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基。作为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基及碳原子数为6~12的芳基,可举出作为式(4)中的碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基而在上文中例举的基团。从光学膜的表面硬度及柔软性的观点考虑,R1~R8各自独立地优选表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,更优选表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,进一步优选表示氢原子。此处,R1~R8中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代。R9表示氢原子、可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烃基。
式(3)中,m为0~4的范围的整数,m为上述范围内时,光学膜的耐弯曲性、弹性模量良好。另外,式(3)中,m优选为0~3的范围的整数,更优选为0~2,进一步优选为0或1,m为上述范围内时,光学膜的耐弯曲性、弹性模量良好,同时,原料的获得性较良好。另外,Z可包含1种或2种以上的式(3)表示的基团,从光学膜的弹性模量及耐弯曲性提高、以及黄色度(YI值)降低的观点考虑,尤其可包含m的值不同的2种以上的基团、优选m的值不同的2种基团。这种情况下,从光学膜容易呈现高弹性模量、高耐弯曲性、低黄色度(YI值)的观点考虑,优选包含m为0和1的基团两者。
本发明的优选的实施方式中,式(3)为式(3’)表示的基团,
即,多个Z中的至少一部分为式(3’)表示的基团。这种情况下,对于光学膜而言,容易提高表面硬度及耐弯曲性,并且容易降低黄色度。
本发明的优选的实施方式中,相对于树脂(P)中的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,式(3)表示的基团优选为20摩尔%以上,更优选为30摩尔%以上,进一步优选为40摩尔%以上,特别优选为50摩尔%以上,最优选为60摩尔%以上,优选为90摩尔%以下,更优选为85摩尔%以下,进一步优选为80摩尔%以下。相对于树脂(P)中的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,式(3)表示的基团为上述的下限值以上时,能够使光学膜的表面硬度、耐弯曲性及弹性模量等优异。相对于树脂(P)中的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,式(3)表示的基团为上述的上限值以下时,容易抑制因来自式(3)的酰胺键间氢键而导致的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
另外,本发明的优选的实施方式中,相对于树脂(P)的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,m为1~4的式(3)表示的基团优选为3摩尔%以上,更优选为5摩尔%以上,进一步优选为7摩尔%以上,特别优选为9摩尔%以上,优选为90摩尔%以下,更优选为70摩尔%以下,进一步优选为50摩尔%以下,特别优选为30摩尔%以下。相对于树脂(P)中的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,m为1~4的式(3)表示的基团为上述的下限值以上时,容易进一步提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性。相对于树脂(P)中的式(1)表示的结构单元及式(2)表示的结构单元的总计而言,m为1~4的式(3)表示的基团为上述的上限值以下时,容易抑制因来自式(3)的酰胺键间氢键而导致的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。需要说明的是,式(3)表示的基团的含量例如可使用1H-NMR来测定,或者也可由原料的装料比算出。
本发明的优选的实施方式中,树脂(P)中的Z的优选30摩尔%以上、更优选50摩尔%以上、进一步优选50摩尔%以上、特别优选70摩尔%以上由式(3)表示。树脂(P)的Z的上述的下限值以上由式(3)表示时,容易提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性。另外,优选树脂(P)中的Z的优选100摩尔%以下由式(3)表示。树脂(P)的Z的上述的上限以下由式(3)表示时,容易抑制因来自式(3)的酰胺键间氢键而导致的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
本发明的优选的实施方式中,树脂(P)中的Z的优选5摩尔%以上、更优选8摩尔%以上、进一步优选10摩尔%以上、特别优选12摩尔%以上由m为1~4时的式(3)表示。树脂(P)的Z的上述的下限值以上由m为1~4时的式(3)表示时,容易提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性。另外,优选地,树脂(P)中的Z的优选90摩尔%以下、更优选70摩尔%以下、进一步优选50摩尔%以下、特别优选30摩尔%以下由m为1~4时的式(3)表示。树脂(P)的Z的上述的上限以下由m为1~4时的式(3)表示时,容易抑制因来自m为1~4时的式(3)的酰胺键间氢键而导致的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。需要说明的是,树脂(P)中的、m为1~4时的式(3)表示的基团的比率例如可使用1H-NMR来测定,或者也可由原料的装料比算出。
式(1)及式(1’)中,Y各自独立地表示4价有机基团,优选表示碳原子数为4~40的4价有机基团,更优选表示具有环状结构的碳原子数为4~40的4价有机基团。作为环状结构,可举出脂环、芳香环、杂环结构。前述有机基团为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的有机基团,这种情况下,烃基及经氟取代的烃基的碳原子数优选为1~8。作为本发明的一个实施方式的具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂可包含多种Y,多种Y相互可以相同也可以不同。作为Y,可例举以下的式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)表示的基团;这些式(20)~式(29)表示的基团中的氢原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代而得到的基团;以及4价的碳原子数为6以下的链式烃基。
式(20)~式(29)中,
*表示化学键,
W1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-Ar-、-SO2-、-CO-、-O-Ar-O-、-Ar-O-Ar-、-Ar-CH2-Ar-、-Ar-C(CH3)2-Ar-或-Ar-SO2-Ar-。Ar表示氢原子可以被氟原子取代的碳原子数为6~20的亚芳基,作为具体例,可举出亚苯基。
式(20)~式(29)表示的基团中,从光学膜的表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,优选式(26)、式(28)或式(29)表示的基团,更优选式(26)表示的基团。另外,从光学膜的表面硬度及耐弯曲性、容易抑制黄色度的观点考虑,W1各自独立地优选为单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,更优选为单键、-O-、-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,进一步优选为单键、-C(CH3)2-或-C(CF3)2-,特别优选为单键或-C(CF3)2-。
本发明的优选的实施方式中,式(1)及式(1’)中的多个Y中的至少一部分为式(5)表示的基团。
[式(5)中,R18~R25各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,R18~R25中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代,*表示化学键]
式(1)及式(1’)中的多个Y中的至少一部分为式(5)表示的基团时,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
式(5)中,R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基。作为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基及碳原子数为6~12的芳基,可举出作为式(4)中的碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基而在上文中例举的基团。R18~R25各自独立地优选表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,更优选表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,此处,R18~R25中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。从容易提高光学膜的表面硬度、耐弯曲性、平坦性或光学特性的观点考虑,R18~R25各自独立地进一步优选为氢原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,更进一步优选R18、R19、R20、R23、R24、及R25为氢原子,R21及R22为氢原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,特别优选R21及R22为甲基或三氟甲基。
本发明的优选的实施方式中,式(5)表示的基团为式(5’)表示的基团,
即,多个Y中的至少一部分为式(5’)表示的基团。这种情况下,光学膜能够具有更优异的平坦性及光学特性。
本发明的优选的实施方式中,具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂中的Y的优选50摩尔%以上、更优选60摩尔%以上、进一步优选70摩尔%以上由式(5)、尤其是式(5’)表示。该聚酰亚胺系树脂中的上述范围内的Y由式(5)、尤其是式(5’)表示时,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。需要说明的是,优选该聚酰亚胺系树脂中的Y的100摩尔%以下由式(5)、尤其是式(5’)表示。该聚酰亚胺系树脂中的Y可以为式(5)、尤其是式(5’)。该聚酰亚胺系树脂中的Y的式(5)表示的基团的比率例如可使用1H-NMR来测定,或者也可由原料的装料比算出。
对于具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂而言,除了式(1)及式(2)表示的结构单元之外,还可包含式(30)表示的结构单元及/或式(31)表示的结构单元。
关于式(30)表示的重复结构单元,为了满足式(X)的关系,在树脂的末端,包含式(30)的X1与结构(A)键合而成的式(30’)表示的结构单元;关于式(31)表示的重复结构单元,为了满足式(X)的关系,在树脂的末端,包含式(31)的X2与结构(A)键合而成的式(31’)表示的结构单元。
式(30)及式(30’)中,Y1各自独立地为4价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的有机基团。作为Y1,可例举式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)表示的基团、这些式(20)~式(29)表示的基团中的氢原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代而得到的基团、以及4价的碳原子数为6以下的链式烃基。作为本发明的一个实施方式的树脂(P)可包含多种Y1,多种Y1相互可以相同也可以不同。
式(31)及式(31’)中,Y2为3价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的有机基团。作为Y2,可例举上述的式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)表示的基团的化学键中的任一个替换成氢原子而得到的基团、及3价的碳原子数为6以下的链式烃基。作为本发明的一个实施方式的树脂(P)可包含多种Y2,多种Y2相互可以相同也可以不同。
式(30)、式(30’)、式(31)及式(31’)中,X1及X2各自独立地为2价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的有机基团。作为X1及X2,可例举上述的式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)、及式(18)表示的基团;这些式(10)~式(18)表示的基团中的氢原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代而得到的基团;以及碳原子数为6以下的链式烃基。
本发明的优选的实施方式中,具有结构(A)的聚酰胺酰亚胺由式(1)及式(2)表示的结构单元、以及根据情况包含的式(30)及/或式(31)表示的结构单元形成。另外,从光学膜的表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,该聚酰胺酰亚胺中,基于式(1)及式(2)、以及根据情况包含的式(30)及式(31)表示的全部结构单元而言,式(1)及式(2)表示的结构单元优选为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上。需要说明的是,该聚酰胺酰亚胺中,基于式(1)及式(2)、以及根据情况包含的式(30)及式(31)表示的全部结构单元而言,式(1)及式(2)表示的结构单元通常为100%以下。需要说明的是,上述比例例如可使用1H-NMR来测定,或者也可由原料的装料比算出。
选自由具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种树脂的重均分子量(Mw)按照标准聚苯乙烯换算优选为200,000以上,更优选为300,000以上,进一步优选为350,000以上,特别优选为400,000以上,优选为1,000,000以下,更优选为800,000以下,进一步优选为700,000以下,进一步更优选为500,000以下,特别优选为450,000以下。该树脂的重均分子量为上述的下限以上时,能提高光学膜的耐弯曲性。另外,该树脂的重均分子量为上述的上限以下时,在光学膜的制造工序中,容易抑制树脂清漆的凝胶化,能提高光学膜的平坦性。需要说明的是,本说明书中,重均分子量例如可通过进行GPC测定、按照标准聚苯乙烯换算而求出,例如可利用实施例中记载的方法算出。
具有结构(A)的聚酰胺酰亚胺中,相对于式(1)表示的结构单元1摩尔而言,式(2)表示的结构单元的含量优选为0.1摩尔以上,更优选为0.5摩尔以上,进一步优选为1.0摩尔以上,特别优选为1.5摩尔以上,优选为6.0摩尔以下,更优选为5.0摩尔以下,进一步优选为4.5摩尔以下。式(2)表示的结构单元的含量为上述的下限以上时,容易提高表面硬度。式(2)表示的结构单元的含量为上述的上限以下时,容易抑制树脂清漆的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
具有结构(A)的聚酰胺酰亚胺的酰亚胺化率优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上。从提高光学膜的平坦性的观点考虑,酰亚胺化率优选为上述的下限以上。另外,酰亚胺化率的上限为100%以下。需要说明的是,酰亚胺化率可利用IR法、NMR法等求出。
<树脂的制造方法>
具有结构(A)的聚酰胺酰亚胺例如可通过以下方法得到:以后述的四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物为主要原料来制造聚酰胺酰亚胺,然后使聚酰胺酰亚胺的末端胺中的规定量以上进行乙酰基化以满足式(X)的关系。聚酰亚胺例如可通过以下方法得到:以后述的四羧酸化合物及二胺化合物为主要原料来制造聚酰亚胺,然后使聚酰亚胺的末端胺中的规定量以上进行乙酰基化以满足式(X)的关系。聚酰胺例如可通过以下方法得到:以后述的二羧酸化合物及二胺化合物为主要原料来制造聚酰胺,然后使聚酰胺的末端胺中的规定量以上进行乙酰基化以满足式(X)的关系。此处,二羧酸化合物优选至少包含式(3”)表示的化合物。
[式(3”)中,R1~R8各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,R1~R8中包含的氢原子各自独立地可以被卤素原子取代,
A表示单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-、-S-、-CO-或-NR9-,R9表示氢原子、可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烃基,
m为0~4的整数,
R31及R32各自独立地为羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基或氯原子]
优选的实施方式中,二羧酸化合物是A为氧原子的式(3”)表示的化合物。另外,另一优选的实施方式中,二羧酸化合物是R31、R32为氯原子的式(3”)表示的化合物。另外,可以使用二异氰酸酯化合物来代替二胺化合物。
作为聚酰亚胺系树脂的合成中可使用的四羧酸化合物,可举出芳香族四羧酸二酐等芳香族四羧酸化合物;及脂肪族四羧酸二酐等脂肪族四羧酸化合物等。四羧酸化合物可以单独使用,也可组合2种以上而使用。对于四羧酸化合物而言,除了二酐之外,也可以是酰氯化合物等四羧酸化合物类似物。
作为芳香族四羧酸二酐的具体例,可举出非稠合多环式的芳香族四羧酸二酐、单环式的芳香族四羧酸二酐及稠合多环式的芳香族四羧酸二酐。作为非稠合多环式的芳香族四羧酸二酐,可举出例如4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐(4,4’-oxydiphthalic dianhydride)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(有时记载为BPDA)、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐(4,4’-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride,有时记载为6FDA)、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(对苯二氧基(p-phenylenedioxy))二邻苯二甲酸二酐、4,4’-(间苯二氧基(m-phenylenedioxy))二邻苯二甲酸二酐。另外,作为单环式的芳香族四羧酸二酐,可举出例如1,2,4,5-苯四甲酸二酐,作为稠合多环式的芳香族四羧酸二酐,可举出例如2,3,6,7-萘四甲酸二酐。
这些中,优选可举出4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐(6FDA)、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(对苯二氧基)二邻苯二甲酸二酐及4,4’-(间苯二氧基)二邻苯二甲酸二酐,更优选可举出4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐(6FDA)、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐及4,4’-(对苯二氧基)二邻苯二甲酸二酐。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为脂肪族四羧酸二酐,可举出环式或非环式的脂肪族四羧酸二酐。所谓环式脂肪族四羧酸二酐,是指具有脂环式烃结构的四羧酸二酐,作为其具体例,可举出1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐等环烷烃四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、二环己基-3,3’,4,4’-四甲酸二酐及它们的位置异构体。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。作为非环式脂肪族四羧酸二酐的具体例,可举出1,2,3,4-丁烷四甲酸二酐、及1,2,3,4-戊烷四甲酸二酐等,它们可以单独使用或组合2种以上而使用。另外,可将环式脂肪族四羧酸二酐及非环式脂肪族四羧酸二酐组合使用。
上述四羧酸二酐中,从光学膜的高表面硬度、高光学特性、高柔软性及高耐弯曲性等观点考虑,优选4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐、以及它们的混合物,更优选3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)及4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐、以及它们的混合物,进一步优选3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)及4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐(6FDA)。
作为聚酰亚胺树脂或聚酰胺系树脂的合成中可使用的二羧酸化合物,优选可使用4,4’-氧代双苯甲酸及/或其酰氯化合物。也可以除了4,4’-氧代双苯甲酸或其酰氯化合物之外还使用其他二羧酸化合物。作为其他二羧酸化合物,可举出芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸及它们的类似的酰氯化合物、酸酐等,可将2种以上组合使用。作为具体例,可举出对苯二甲酸;间苯二甲酸;萘二甲酸;4,4’-联苯二甲酸;3,3’-联苯二甲酸;碳原子数为8以下的链式烃的二羧酸化合物及2个苯甲酸被单键、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-或亚苯基连接而成的化合物以及它们的酰氯化合物。这些其他二羧酸化合物中,优选对苯二甲酸。作为具体例,优选4,4’-氧基双(苯甲酰氯)(4,4’-oxybis(benzoyl chloride))、对苯二甲酰氯,进一步优选将4,4’-氧基双(苯甲酰氯)和对苯二甲酰氯组合使用。
需要说明的是,在不损害光学膜的各种物性的范围内,聚酰亚胺系树脂可以是除了上述的聚酰亚胺系树脂合成中可使用的四羧酸化合物之外、还进一步使四羧酸及三羧酸以及它们的酐及衍生物进行反应而得到的聚酰亚胺系树脂。
作为四羧酸,可举出上述四羧酸化合物的酐的水加成物。
作为三羧酸化合物,可举出芳香族三羧酸、脂肪族三羧酸及它们的类似的酰氯化合物、酸酐等,可组合使用2种以上。作为具体例,可举出1,2,4-苯三甲酸的酐;2,3,6-萘三甲酸-2,3-酐;邻苯二甲酸酐与苯甲酸被单键、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-或亚苯基连接而成的化合物。
作为聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂的合成中可使用的二胺化合物,可举出例如脂肪族二胺、芳香族二胺及它们的混合物。需要说明的是,本实施方式中,所谓“芳香族二胺”,表示氨基直接键合于芳香环而得到的二胺,可在其结构的一部分中包含脂肪族基团或其他取代基。该芳香环可以为单环,也可以为稠环,可例举苯环、萘环、蒽环及芴环等,但不限于这些。这些中,优选为苯环。另外,所谓“脂肪族二胺”,表示氨基直接键合于脂肪族基团而得到的二胺,可在其结构的一部分中包含芳香环、其他取代基。
作为脂肪族二胺,可举出例如1,6-己二胺等非环式脂肪族二胺、以及1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、降冰片烷二胺及4,4’-二氨基二环己基甲烷等环式脂肪族二胺等。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为芳香族二胺,可举出例如对苯二胺、间苯二胺、2,4-甲苯二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,5-二氨基萘、2,6-二氨基萘等具有1个芳香环的芳香族二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(有时记载为TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴等具有2个以上芳香环的芳香族二胺。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为芳香族二胺,优选为4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯,更优选为4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
上述二胺化合物中,从光学膜的高表面硬度、高光学特性、高柔软性及高耐弯曲性等观点考虑,优选使用选自由具有联苯结构的芳香族二胺组成的组中的1种以上。更优选使用选自由2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯及4,4’-二氨基二苯基醚组成的组中的1种以上,更进一步优选使用2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)。
作为本发明的一个实施方式的聚酰胺酰亚胺为:作为二胺化合物、与四羧酸化合物(酰氯化合物、四羧酸二酐等四羧酸化合物类似物)及二羧酸化合物(酰氯化合物等二羧酸化合物类似物)、以及根据情况使用的三羧酸化合物(酰氯化合物、三羧酸酐等三羧酸化合物类似物)的缩聚产物的缩合型高分子。式(1)及式(30)表示的结构单元通常可由二胺及四羧酸化合物衍生。式(2)表示的结构单元通常可由二胺及二羧酸化合物衍生。式(31)表示的结构单元通常可由二胺及三羧酸化合物衍生。
本发明的优选的实施方式中,在具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂中,如上所述,可包含卤素原子。作为含氟取代基的具体例,可举出氟基及三氟甲基。通过使具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂包含卤素原子,由此,有时能提高光学膜的平坦性及光学特性、尤其是能降低黄色度(YI值),此外,存在能同时实现高柔软性及耐弯曲性的倾向。另外,从光学膜的平坦性及光学特性的提高、尤其是黄色度的减小、吸水率的减小、及耐弯曲性的观点考虑,卤素原子优选为氟原子。
关于聚酰亚胺系树脂中的卤素原子的含量,从光学膜的平坦性及光学特性的提高、尤其是黄色度的减小、吸水率的减小、及耐弯曲性的观点考虑,相对于聚酰亚胺系树脂的质量而言,优选为1~40质量%,更优选为3~35质量%,进一步优选为5~32质量%。
二胺化合物、四羧酸化合物及二羧酸化合物的反应温度没有特别限制,例如为50~350℃。反应时间也没有特别限制,例如为30分钟~10小时左右。根据需要,可在非活性气氛或减压的条件下进行反应。另外,反应优选在相对于反应为惰性的溶剂中进行。作为溶剂,没有特别限制,只要不对反应造成影响即可,可举出例如水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇丁基醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇、丙二醇单甲基醚等醇系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;乙基环己烷等脂环式烃溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈系溶剂;四氢呋喃及二甲氧基乙烷等醚系溶剂;氯仿及氯苯等含氯溶剂;N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;二甲基砜、二甲基亚砜、环丁砜等含硫系溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸1,2-亚丙酯等碳酸酯系溶剂;及它们的组合(混合溶剂)等。这些中,从溶解性的观点考虑,可优选使用酰胺系溶剂。
在聚酰亚胺系树脂的制造中的酰亚胺化工序中,可在酰亚胺化催化剂的存在下进行酰亚胺化。作为酰亚胺化催化剂,可举出例如三丙基胺、二丁基丙基胺、乙基二丁基胺等脂肪族胺;N-乙基哌啶、N-丙基哌啶、N-丁基吡咯烷、N-丁基哌啶、及N-丙基六氢氮杂等脂环式胺(单环式);氮杂双环[2.2.1]庚烷、氮杂双环[3.2.1]辛烷、氮杂双环[2.2.2]辛烷、及氮杂双环[3.2.2]壬烷等脂环式胺(多环式);以及吡啶、2-甲基吡啶(2-picoline)、3-甲基吡啶(3-picoline)、4-甲基吡啶(4-picoline)、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、3,4-环戊烯并吡啶、5,6,7,8-四氢异喹啉、及异喹啉等芳香族胺。另外,从容易促进酰亚胺化反应的观点考虑,优选在使用酰亚胺化催化剂的同时,还使用酸酐。关于酸酐,可举出在酰亚胺化反应中可使用的惯用的酸酐等,作为其具体例,可举出乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐等脂肪族酸酐、邻苯二甲酸等芳香族酸酐等。
通过以满足式(X)的关系的方式使规定量以上的所得聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂的末端胺进行乙酰基化,由此,能制造具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂。在使末端胺进行乙酰基化的乙酰基化工序中,向溶解有聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂的树脂溶液中,添加例如乙酸酐、乙酰氯等乙酰基化试剂,使其反应,由此,能得到具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂。乙酰基化工序的反应温度没有特别限制,例如为20~100℃,优选为25~80℃,反应时间没有特别限制,例如为30分钟~10小时左右。根据需要,可在非活性气氛或减压的条件下进行反应。作为溶剂,可举出例如可在树脂的制造中使用的上文中例举的溶剂等。具有结构(A)的聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂例如可通过以下方式进行分离:向包含聚酰亚胺系树脂或聚酰胺系树脂的反应液中添加大量的甲醇等,使该树脂析出,进行过滤、浓缩、干燥等。
乙酰基化试剂的含量可根据设定的A/B×100的值适当选择,例如,相对于合成中使用的胺化合物1摩尔而言,优选为1摩尔以上,更优选为3摩尔以上,进一步优选为7摩尔以上,进一步更优选为10摩尔以上。乙酰基化试剂的含量为上述的下限以上时,能增加A/B×100的值,因此,能抑制树脂的凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。另外,乙酰基化试剂的含量的上限没有特别限制,优选为100摩尔以下,更优选为50摩尔以下。
<添加剂>
本发明的光学膜可包含填料。作为填料,可举出例如有机粒子、无机粒子等,特别优选无机粒子。作为无机粒子,可举出二氧化硅、氧化锆、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锗、氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物(ITO)、氧化锑、氧化铈等金属氧化物粒子、氟化镁、氟化钠等金属氟化物粒子等,这些中,从容易提高耐冲击性的观点考虑,优选二氧化硅粒子、氧化锆粒子、氧化铝粒子,特别优选二氧化硅粒子。这些填料可以单独使用或组合2种以上而使用。
填料(优选二氧化硅粒子)的平均一次粒径优选为10nm以上,更优选为15nm以上,进一步优选为20nm以上,优选为100nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为80nm以下,更进一步优选为70nm以下,特别优选为60nm以下,进一步特别优选为50nm以下,特别优选为40nm以下。二氧化硅粒子的平均一次粒径为上述范围时,容易抑制二氧化硅粒子的凝聚,容易提高光学膜的光学特性。平均一次粒径可利用BET法测定。需要说明的是,可通过透射型电子显微镜(TEM)、扫描型电子显微镜(SEM)的图像分析来测定平均一次粒径。
光学膜含有填料、优选二氧化硅粒子时,相对于光学膜100质量份而言,填料、优选二氧化硅粒子的含量通常为0.1质量份以上,优选为1质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上,特别优选为20质量份以上,特别优选为30质量份以上,优选为60质量份以下。填料的含量为上述的下限以上时,容易提高弹性模量。另外,填料的含量为上述的上限以下时,更容易抑制凝胶化,容易提高光学膜的平坦性及光学特性。
本发明的光学膜可以还包含紫外线吸收剂。紫外线吸收剂可从树脂材料领域中作为紫外线吸收剂通常使用的物质中适当选择。紫外线吸收剂可包含吸收400nm以下的波长的光的化合物。作为紫外线吸收剂,可举出例如选自由二苯甲酮系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并三唑系化合物、及三嗪系化合物组成的组中的至少1种化合物。紫外线吸收剂可以单独使用或组合两种以上而使用。通过使光学膜含有紫外线吸收剂,能抑制树脂的劣化,因此,在将光学膜应用于图像显示装置等的情况下,能提高视觉辨认性。本说明书中,所谓“系化合物”,是指带有该“系化合物”的化合物的衍生物。例如,所谓“二苯甲酮系化合物”,是指具有作为母体骨架的二苯甲酮、和键合于二苯甲酮的取代基的化合物。
光学膜含有紫外线吸收剂的情况下,相对于光学膜100质量份而言,紫外线吸收剂的含量优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为3质量份以上,优选为10质量份以下,更优选为8质量份以下,进一步优选为6质量份以下。优选的含量根据使用的紫外线吸收剂的不同而不同,若以400nm的透光率成为20~60%左右的方式调节紫外线吸收剂的含量,则能提高光学膜的耐光性,并且能得到透明性高的光学膜。
光学膜可以进一步含有填料、紫外线吸收剂以外的其他添加剂。作为其他添加剂,可举出例如抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂、阻燃剂、pH调节剂、二氧化硅分散剂、润滑剂、增稠剂、及流平剂等。含有其他添加剂时,相对于光学膜100质量份而言,其含量可以优选为0.005~20质量份,更优选为0.01~15质量份,进一步优选为0.1~10质量份。
<光学膜>
对于本发明的光学膜而言,由于具有满足式(X)的关系的树脂,因此,局部的厚度的偏差小,能够具有膜表面优异的平坦性。此外,本发明的光学膜由于还具有优异的光学特性,因而能同时实现优异的表面平坦性和优异的光学特性。
本发明的光学膜的厚度可根据用途适当调节,优选为25μm以上,更优选为27μm以上,进一步优选为30μm以上,优选为100μm以下,更优选为80μm以下,进一步优选为65μm以下,特别优选为55μm以下。光学膜的厚度可利用膜厚计等测定,例如可利用实施例中记载的方法测定。
对于本发明的光学膜而言,厚度为48~52μm、优选厚度为50μm时的全光线透过率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为91%以上。全光线透过率为上述的下限以上时,透明性变得良好,例如在用于图像显示装置的前面板的情况下,能对高视觉辨认性有贡献。另外,全光线透过率的上限通常为100%以下。需要说明的是,全光线透过率例如可按照JIS K 7361-1:1997,使用雾度计算机来测定,例如可利用实施例中记载的方法进行测定。
本发明的光学膜的雾度优选为3.0%以下,更优选为2.0%以下,进一步优选为1.0%以下,特别优选为0.5%以下。光学膜的雾度为上述的上限以下时,透明性变得良好,例如在用于图像显示装置的前面板的情况下,能对高视觉辨认性有贡献。另外,雾度的下限通常为0.01%以上。需要说明的是,雾度可按照JIS K 7136:2000,使用雾度计算机来测定,例如可利用实施例中记载的方法进行测定。
本发明的光学膜的黄色度(YI值)优选为8以下,更优选为5以下,进一步优选为3以下,特别优选为2以下。光学膜的黄色度为上述的上限以下时,透明性变得良好,例如在用于图像显示装置的前面板的情况下,能对高视觉辨认性有贡献。另外,黄色度通常为-5以上,优选为-2以上。需要说明的是,关于黄色度(YI值),可使用紫外可见近红外分光光度计,对相对于300~800nm的光的透过率进行测定,求出三刺激值(X、Y、Z),基于式YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y进行计算。
〔光学膜的制造方法〕
本发明的光学膜没有特别限制,例如可利用包括以下的工序的方法来制造:
(a)制备包含前述树脂的液体(有时称为树脂清漆)的工序(清漆制备工序),
(b)将该树脂清漆涂布于支承材料而形成涂膜的工序(涂布工序),及
(c)使涂布的液体(涂膜)干燥而形成光学膜的工序(膜形成工序)。
清漆制备工序中,将前述树脂溶解于溶剂中,根据需要,添加填料、紫外线吸收剂及其他添加剂等,进行搅拌混合,由此制备树脂清漆。
清漆的制备中可使用的溶剂没有特别限制,只要能将树脂溶解即可。作为所述溶剂,可举出例如<树脂的制造方法>的项中例举的溶剂等。这些溶剂中,可优选使用酰胺系溶剂或内酯系溶剂。这些溶剂可以单独使用或组合两种以上而使用。树脂清漆的固态成分浓度优选为1~25质量%,更优选为5~15质量%。
涂布工序中,利用已知的涂布方法,将树脂清漆涂布于支承材料上而形成涂膜。作为已知的涂布方法,可举出例如线棒涂布法、逆式涂布、凹版涂布等辊涂法、模涂法、逗号涂覆法、唇涂法、旋涂法、丝网涂布法、喷注涂布法、浸渍法、喷雾法、流延成型法等。
膜形成工序中,通过将涂膜干燥、从支承材料剥离,能形成光学膜。剥离后,可进一步设置将光学膜干燥的工序。涂膜的干燥通常可于50~350℃的温度进行。根据需要,可在非活性气氛或减压的条件下进行涂膜的干燥。
作为支承材料的例子,可举出SUS等的金属带、及PET膜、PEN膜、其他聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、聚酰胺酰亚胺膜等树脂膜。其中,从耐热性优异的观点考虑,优选PET膜、PEN膜等,此外,从与光学膜的成膜时密合性、易剥离性、及成本的观点考虑,更优选PET膜。
〔光学用树脂〕
本发明包括光学用树脂,其包含选自由具有式(A)表示的结构的聚酰亚胺系树脂及聚酰胺系树脂组成的组中的至少1种,且由式(X)表示。
[式(A)中,*表示化学键]
A/B×100≥0.03(%) (X)
[式(X)中,A表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积]
本发明的光学用树脂满足式(X)的关系,即,A/B×100为0.03%以上,具有规定量以上的结构(A),因此,在形成包含该树脂的光学膜的情况下,能有效地抑制树脂清漆的凝胶化。因此,能形成局部的厚度的偏差小、膜表面的平坦性优异的光学膜。此外,对于得到的光学膜而言,凝胶的混入被抑制,因此,也能呈现优异的光学特性。
本发明的光学用树脂优选为上述<树脂>的项中记载的聚酰亚胺系树脂及/或聚酰胺系树脂。
〔光学层叠体〕
本发明的光学膜可以为单层,也可以为层叠体,可以直接使用光学膜,也可以进一步以与其他膜、层的层叠体的形式使用。本发明中,光学膜为层叠体时,包括被层叠在光学膜的一面或两面的所有层在内被称为光学膜。需要说明的是,为了方便,有时也将层叠体形态的光学膜称为光学层叠体(或层叠体)。
也可在本发明的光学膜的至少一个面上层叠1层以上的功能层,形成光学层叠体。作为功能层,可举出例如紫外线吸收层、硬涂层、底涂层、阻气层、粘合层、色相调节层、折射率调节层等。功能层可以单独使用或组合两种以上而使用。
紫外线吸收层为具有紫外线吸收功能的层,例如,可由选自紫外线固化型的透明树脂、电子束固化型的透明树脂、及热固化型的透明树脂中的主材、和分散于该主材中的紫外线吸收剂构成。
粘合层为具有粘合性的功能的层,具有将光学膜粘接于其他构件的功能。作为粘合层的形成材料,通常可使用已知的材料。例如,可使用热固性树脂组合物或光固化性树脂组合物。这种情况下,通过事后供给能量,能将树脂组合物高分子化而使其固化。
粘合层可以是被称为压敏型粘接剂(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)的、通过按压而贴合于对象物的层。压敏型粘接剂可以是作为“在常温下具有粘合性,通过较轻压力即粘接于被粘接材料的物质”(JIS K 6800)的粘合剂,可以是作为“将特定成分容纳于保护被膜(微囊)中,在通过适当的手段(压力、热等)将被膜破坏之前能保持稳定性的粘接剂”(JIS K 6800)的胶囊型粘接剂。
色相调节层是具有色相调节功能的层,是能将光学层叠体调节至目标色相的层。色相调节层例如为含有树脂及着色剂的层。作为该着色剂,可举出例如氧化钛、氧化锌、氧化铁红、氧化钛系烧成颜料、群青、铝酸钴、及炭黑等无机颜料;偶氮系化合物、喹吖啶酮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、异吲哚啉酮系化合物、酞菁系化合物、喹酞酮系化合物、士林(threne)系化合物、及二酮吡咯并吡咯系化合物等有机颜料;硫酸钡、及碳酸钙等体质颜料;以及碱性染料、酸性染料、及媒染染料等染料。
折射率调节层是具有调节折射率的功能的层,例如是具有与光学膜不同的折射率、能向光学层叠体赋予规定的折射率的层。折射率调节层例如可以是含有适当选择的树脂且根据情况进一步含有颜料的树脂层,也可以是金属的薄膜。作为调节折射率的颜料,可举出例如氧化硅、氧化铝、氧化锑、氧化锡、氧化钛、氧化锆及氧化钽。该颜料的平均一次粒径可以为0.1μm以下。通过使颜料的平均一次粒径为0.1μm以下,能防止透过折射率调节层的光的漫反射,能防止透明度的下降。作为折射率调节层中可使用的金属,可举出例如氧化钛、氧化钽、氧化锆、氧化锌、氧化锡、氧化硅、氧化铟、氮氧化钛、氮化钛、氮氧化硅、氮化硅等金属氧化物或金属氮化物。
光学层叠体可以进一步包含保护膜。保护膜可以被层叠在光学膜的一面或两面。在光学膜的一面具有功能层的情况下,保护膜可以被层叠在光学膜侧的表面或功能层侧的表面,也可被层叠在光学膜侧和功能层侧这两方。在光学膜的两面具有功能层的情况下,保护膜可以被层叠在一方的功能层侧的表面,也可以被层叠在两方的功能层侧的表面。保护膜是用于暂时保护光学膜或功能层的表面的膜,没有特别限制,只要是能保护光学膜或功能层的表面的可剥离的膜即可。作为保护膜,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂膜;聚乙烯、聚丙烯膜等聚烯烃系树脂膜、丙烯酸系树脂膜等,优选从由聚烯烃系树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂膜及丙烯酸系树脂膜组成的组中选择。光学层叠体具有2个保护膜时,各保护膜可以相同也可以不同。
保护膜的厚度没有特别限制,通常为10~100μm,优选为10~80μm,更优选为10~50μm。光学层叠体具有2个保护膜时,各保护膜的厚度可以相同,也可以不同。
本发明的一个实施方式中,光学层叠体可以是以卷状卷绕于卷芯而成的形态,将该形态称为层叠体膜卷。作为构成卷芯的材料,可举出例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、ABS树脂等合成树脂;铝等金属;纤维增强塑料(FRP:使塑料中含有玻璃纤维等纤维而提高了强度的复合材料)等。卷芯成为圆筒状或圆柱状等形状,其直径例如为80~170mm。另外,层叠体膜卷的直径(卷绕后的直径)没有特别限制,通常为200~800mm。本发明的一个实施方式中,对于层叠体膜卷而言,在光学膜的制造工序中,不将支承材料从光学膜剥离,具有支承材料、光学膜以及任选的功能层及保护膜的层叠体可具有以卷状卷绕于卷芯而成的形态。对于层叠体膜卷而言,在连续的制造中,由于空间等其他限制,常常暂且以膜卷形式保存,在为层叠体膜卷的形态时,层叠体较牢固地被卷紧,因此,支承材料上的白浊原因物质将容易被转印至光学膜上。然而,若使用具有规定的水接触角的支承材料,则来自支承材料的白浊物质不易被转印至基材,即使其以层叠体膜卷形式被卷紧,也不易产生白浊。
〔图像显示装置〕
本发明的光学膜由于具有优异的表面平坦性及光学特性,因而可作为图像显示装置的前面板(窗膜)合适地使用。本发明的光学膜可作为前面板配置于图像显示装置、尤其是柔性显示器(柔性显示装置)的观看侧表面。该前面板具有保护柔性显示器内的图像显示元件的功能。作为图像显示装置,可举出电视机、智能手机、移动电话、导航仪、平板PC、便携游戏机、电子纸、指示器、布告板、时钟、及智能手表等可穿戴设备等。作为柔性显示器,可举出具有柔性特性的图像显示装置、例如电视机、智能手机、移动电话、智能手表等。因此,本发明包含具备前述光学膜的柔性显示装置。需要说明的是,以下,有时将本发明的光学膜称为窗膜。
本发明的一个实施方式中,图像显示装置、尤其是柔性显示装置可包含本发明的光学膜、以及选自由偏光板、触摸传感器及显示面板组成的组中的至少1种。例如,可以是介由或不介由透明粘接剂或透明粘合剂、在该光学膜的一面上层叠偏光板、触摸传感器及显示面板而成的图像显示装置。需要说明的是,本发明的光学膜可以以上述光学层叠体的形式被组装至图像显示装置中,以下,图像显示装置中包含的光学膜可以是上述光学层叠体。
本发明的一个实施方式中,图像显示装置可在前述光学膜或前述偏光板的至少一面具备以包围框的方式进行印刷而成的有色遮光图案,该遮光图案可以为单层或多层的形态。前述偏光板可连续地延长至前述非显示区域或边框(bezel)部,可以是包含聚乙烯醇系偏光片及被层叠(或贴合)在前述聚乙烯醇系偏光片的至少一面的保护层的通常的偏光板。
在本发明的一个实施方式中,在前述光学膜的一面上将偏光板及触摸传感器一体化而成的结构中,偏光板及触摸传感器的配置顺序没有限制,可以以光学膜、偏光板、触摸传感器及显示面板的顺序配置,也可以以光学膜、触摸传感器、偏光板及显示面板的顺序配置。在以光学膜、偏光板、触摸传感器及显示面板的顺序配置的情况下,从观看侧观察图像显示装置时,触摸传感器存在于偏光板的下侧,因此,具有触摸传感器的图案不易被观察到的优点。这种情况下,触摸传感器的基板的正面相位差优选为±2.5nm以下。作为该基板的原材料,作为未拉伸膜,例如,可以为选自由三乙酰纤维素、三乙酰纤维素、环烯烃、环烯烃共聚物、聚降冰片烯共聚物等原材料组成的组中的1种以上原材料的膜。另一方面,可具有不存在触摸传感器的基板而仅将图案转印至光学膜及偏光板而成的结构。
前述偏光板及触摸传感器可通过透明粘合剂层或透明粘接剂层配置在光学膜与显示面板之间,优选透明粘合剂层。在以光学膜、偏光板、触摸传感器及显示面板的顺序配置的情况下,透明粘合层可位于光学膜与偏光板之间、触摸传感器与显示面板之间。在以光学膜、触摸传感器、偏光板及显示面板的顺序配置的情况下,透明粘合剂层可位于光学膜与触摸传感器之间、触摸传感器与偏光板之间、偏光板与显示面板之间。
前述透明粘合层的厚度没有特别限制,例如可以为1~100μm。该透明粘合剂层中,优选的是,下部(显示面板侧)的透明粘合剂层的厚度大于或等于上部(光学膜侧)的透明粘合剂层的厚度,在-20~80℃下,粘弹性为0.2MPa以下。这种情况下,能减小由于触摸传感器与显示面板间的干涉而产生的噪声,能缓和弯曲时的界面应力,能抑制上下部的其他功能层的破坏。从在抑制透明粘合剂的凝聚破坏的同时使界面应力缓和这方面考虑,更优选前述粘弹性可以为0.01~0.15MPa。
<偏光板>
如上所述,前述图像显示装置、尤其是柔性显示装置可具备偏光板。前述偏光板例如可包含偏光片、以及根据需要的选自支承体、取向膜、相位差涂层、粘接剂层、粘合剂层及保护层中的至少1种。前述偏光板的厚度没有特别限制,例如可以为100μm以下。厚度为100μm以下时,柔软性不易下降。在前述范围内,例如可以为5~100μm。
前述偏光片可以是通过包括对聚乙烯醇系膜进行溶胀、染色、交联、拉伸、水洗、干燥等步骤的工序而制造的本领域中通常使用的膜型偏光片,也可以是涂布包含聚合性液晶及二色性染料的偏光涂层形成组合物而形成的涂布型偏光片(有时称为偏光涂层)。前述偏光涂层(有时简称为偏光层)例如可通过以下方式制造:在支承体上涂布取向膜形成组合物,赋予取向性而形成取向膜,在前述取向膜上涂布包含聚合性液晶化合物及二色性染料的偏光涂层形成组合物,形成液晶涂层。这样的偏光涂层与包含通过粘接剂贴合于膜型偏光片两面的保护层的偏光板相比,能形成较薄的厚度。前述偏光涂层的厚度可以为0.5~10μm、优选2~4μm。
(取向膜)
前述取向膜可通过涂布取向膜形成组合物而形成。取向膜形成组合物可包含在该领域中通常使用的取向剂、光聚合引发剂及溶剂。作为前述取向剂,可以没有特别限制地使用在该领域中通常使用的取向剂。例如,可使用聚丙烯酸酯系高分子、聚酰胺酸、聚酰亚胺系高分子或包含肉桂酸酯基的高分子作为取向剂,在应用光取向的情况下,优选使用包含肉桂酸酯基的高分子。作为溶剂,可举出例如甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚等醇溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂、丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂、戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂、及氯仿、氯苯等氯代烃溶剂等。溶剂可以单独使用或组合两种以上而使用。
关于前述取向膜形成组合物的涂布,可举出例如旋涂法、挤出成型法、浸涂、流涂、喷涂、辊涂、凹版涂覆、微凹版涂覆等,优选使用在线涂覆方式。对于前述取向膜形成组合物,在涂布及根据需要进行干燥后,进行取向处理。前述取向处理可以没有特别限制地采用该领域中公知的多种方法,优选可使用光取向膜化。光取向膜通常可通过将包含具有光反应性基团的聚合物或单体和溶剂的光取向膜形成用组合物涂布于支承体上并照射偏振光(优选偏振UV光)而得到。光取向膜从可以通过选择照射的偏振光的偏振方向来任意地控制取向限制力的方向这方面考虑是进一步优选的。
前述光取向膜的厚度通常为10~10,000nm,优选为10~1,000nm,更优选为10~500nm。设定为前述范围时,能充分呈现取向限制力。
(偏光涂层)
前述偏光涂层可通过涂布偏光涂层形成组合物而形成。具体而言,偏光涂层形成组合物是除了包含二色性色素之外还包含作为主体化合物的1种以上聚合性液晶(以下,有时称为聚合性液晶(B))的组合物(以下,有时称为组合物B)。
所谓“二色性色素”,是指具有分子的长轴方向的吸光度与短轴方向的吸光度不同的性质的色素。二色性色素没有限制,只要具有这样的性质即可,可以是染料,也可以是颜料。可将2种以上染料组合使用,也可将2种以上颜料组合使用,也可将染料和颜料组合使用。
二色性色素优选在300~700nm的范围内具有最大吸收波长(λMAX)。作为这样的二色性色素,可举出吖啶色素、噁嗪色素、酞菁色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素,其中,优选偶氮色素。作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及茋偶氮色素,优选双偶氮色素及三偶氮色素。
聚合性液晶(B)所显示的液晶状态优选为近晶相,从能制造取向有序度较高的偏光层这方面考虑,更优选为高阶近晶相。将显示近晶相的聚合性液晶(B)称为聚合性近晶型液晶化合物。聚合性液晶(B)可以单独使用或组合使用。另外,在将2种以上的聚合性液晶组合的情况下,优选至少1种为聚合性液晶(B),更优选2种以上为聚合性液晶(B)。通过将它们组合,从而即使在液晶-结晶相变温度以下的温度下,有时也能暂时保持液晶性。聚合性液晶(B)例如可利用Lub等.Recl.Trav.Chim.Pays-Bas、115、321-328(1996)或日本专利第4719156号等中记载的已知方法来制造。组合物B中的二色性色素的含量可根据二色性色素的种类等适当调节,相对于聚合性液晶(B)100质量份而言,优选为0.1~50质量份,更优选为0.1~20质量份,进一步优选为0.1~10质量份。二色性色素的含量在前述范围内时,能在不扰乱聚合性液晶(B)的取向的情况下进行聚合,另外,妨碍聚合性液晶(B)的取向的倾向小。
组合物B优选包含溶剂。通常,由于近晶型液晶化合物的粘度高,因而包含溶剂的组合物容易涂布,结果,大多情况下容易形成偏光膜。作为溶剂,可举出与前述的取向性聚合物组合物中包含的溶剂同样的溶剂,可根据聚合性液晶(B)及二色性色素的溶解性适当选择。相对于组合物B的总量而言,溶剂的含量优选为50~98质量%。换言之,组合物B中的固态成分优选为2~50质量%。
组合物B优选含有1种以上流平剂。流平剂具有调节组合物B的流动性、使通过涂布组合物B而得到的涂布膜更平坦的功能,具体而言,可举出表面活性剂。组合物B含有流平剂时,相对于聚合性液晶100质量份而言,其含量优选为0.05~5质量份,更优选为0.05~3质量份。流平剂的含量在前述的范围内时,容易使聚合性液晶水平取向,另外,存在得到的偏光层变得更平滑的倾向。相对于聚合性液晶而言的流平剂的含量在前述的范围内时,存在不太会在得到的偏光层中产生不均的倾向。
组合物B优选含有1种以上聚合引发剂。聚合引发剂是能引发聚合性液晶(B)的聚合反应的化合物,从能在较低温度条件下引发聚合反应这方面考虑,优选光聚合引发剂。具体而言,可举出能通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。作为聚合引发剂,可举出苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯酮化合物、酰基氧化膦化合物、三嗪化合物、碘鎓盐及锍盐。
组合物B含有聚合引发剂的情况下,其含量可根据该组合物中含有的聚合性液晶的种类及其量适当调节,相对于聚合性液晶100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。聚合引发剂的含量为上述范围内时,能在不扰乱聚合性液晶(B)的取向的情况下进行聚合。组合物B含有光聚合引发剂时,前述组合物可以进一步含有光敏化剂。组合物B含有光聚合引发剂及光敏化剂时,能进一步促进该组合物中含有的聚合性液晶的聚合反应。光敏化剂的使用量可根据光聚合引发剂及聚合性液晶的种类及其量适当调节,相对于聚合性液晶100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。
为了更稳定地进行聚合性液晶的聚合反应,组合物B可以含有适量的阻聚剂,由此,将会容易控制聚合性液晶的聚合反应的进行程度。组合物B含有阻聚剂时,其含量可根据聚合性液晶的种类及其量、及光敏化剂的使用量等适当调节,相对于聚合性液晶100质量份而言,优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。阻聚剂的含量为上述范围内时,能在不扰乱聚合性液晶的取向的情况下进行聚合。
偏光涂层通常可通过将偏光涂层形成组合物涂布于实施了取向处理的支承体上、使得到的涂布膜中的聚合性液晶聚合而形成。涂布前述偏光涂层形成组合物的方法没有限制。作为取向处理,可举出上文例举的取向处理。涂布偏光涂层形成组合物,在得到的涂布膜中包含的聚合性液晶不发生聚合的条件下将溶剂干燥除去,由此,能形成干燥被膜。作为干燥方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法。聚合性液晶为聚合性近晶型液晶化合物时,优选的是,在使干燥被膜中包含的聚合性近晶型液晶化合物的液晶状态成为向列相(向列型液晶状态)后,转变成近晶相。为了经由向列相而形成近晶相,例如,可采用下述这样的方法:将干燥被膜加热至干燥被膜中包含的聚合性近晶型液晶化合物相变至向列相的液晶状态的温度以上,接下来,将其冷却至聚合性近晶型液晶化合物呈现近晶相的液晶状态的温度。接下来,对在使干燥被膜中的聚合性液晶的液晶状态成为近晶相后、保持近晶相的液晶状态不变而使聚合性液晶进行光聚合的方法进行说明。光聚合中,向干燥被膜照射的光可根据前述干燥被膜中包含的光聚合引发剂的种类、聚合性液晶的种类(尤其是聚合性液晶所具有的光聚合基团的种类)及其量适当选择,作为其具体例,可举出选自由可见光、紫外光及激光组成的组中的活性能量射线。这些中,从容易控制聚合反应的进行这样的方面、可使用在本领域中广泛使用的光聚合装置作为光聚合装置这样的方面考虑,优选紫外光。通过进行光聚合,聚合性液晶在保持近晶相、优选高阶近晶相的液晶状态的状态下进行聚合而形成偏光层。
(相位差涂层)
前述偏光板可包含相位差涂层(有时简称为相位差层)。对于相位差层而言,根据光学特性,统称为λ/2层、λ/4层、正C层等。相位差层例如可通过以下方法形成,但不限于该方法:向在表面形成有取向膜的支承体的取向膜上涂布包含液晶化合物的相位差层形成组合物而形成液晶涂层,然后介由粘接层将该液晶涂层与偏光层贴合,然后将支承体剥离。对于形成取向膜及相位差层的这侧的支承体面,在形成取向膜之前,也可实施表面处理。前述取向膜形成组合物及其涂布及干燥方法等与偏光涂层中说明的同样。关于相位差层形成组合物的组成,除了不包含二色性染料之外,与前述偏光涂层中说明的同样。另外,相位差层形成组合物的涂布、干燥及固化方法等也与在前述偏光涂层中说明的同样。
相位差层的厚度优选为0.5~10μm,更优选为1~4μm。
本发明的一个实施方式中,对于相位差层而言,可通过其厚度、聚合性液晶化合物的取向状态等来调节光学特性。具体而言,通过调节相位差层的厚度,能制作赋予所期望的面内相位差的相位差层。面内相位差值(面内延迟值,Re)是由数学式(1)定义的值,为了得到所期望的Re,可对Δn和厚度(d)进行调节。
Re=d×Δn(λ)···数学式(1)(此处,Δn=nx-ny)
(数学式(1)中,Re表示相位差层的面内相位差值,d表示相位差层的厚度,Δn表示相位差层的双折射率。在考虑到通过聚合性液晶化合物的取向而形成的折射率椭球的情况下,按照以下方式定义3个方向的折射率、即nx、ny及nz。nx表示相位差层形成的折射率椭球中的与该相位差层平面平行的方向的主折射率。ny表示相位差层形成的折射率椭球中的与该相位差层平面平行、且与nx的方向正交的方向的折射率。nz表示相位差层形成的折射率椭球中的与该相位差层平面垂直的方向的折射率。相位差层为λ/4层时,面内相位差值Re(550)通常为113~163nm的范围,优选为130~150nm的范围。相位差层为λ/2层时,Re(550)通常为250~300nm的范围。
另外,根据聚合性液晶化合物的取向状态,能制作呈现厚度方向的相位差的相位差层。所谓呈现厚度方向的相位差,表示数学式(2)中厚度方向的相位差值Rth为负的特性。
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d···数学式(2)
(数学式(2)中,nx、ny、nz及d与前述的定义相同)
正C层的面内相位差值Re(550)通常为0~10nm的范围,优选为0~5nm的范围,厚度方向的相位差值Rth通常为-10~-300nm的范围,优选为-20~-200nm的范围。偏光板可具有2层以上的相位差层,具有2层相位差层时,可以是下述情况:第1相位差层是用于制作圆偏振光的λ/4层,第2相位差层是用于改善从倾斜方向观察到的颜色的正C层。另外,也可以是下述情况:第1相位差层是用于改善从倾斜方向观察到的颜色的正C层,第2相位差层是用于制作圆偏振光的λ/4层。
(粘接剂层及粘合剂层)
前述偏光板可包含粘接剂层及/或粘合剂层。本发明的一个实施方式中,偏光涂层与第1相位差层、或第1相位差层与第2相位差层可介由粘合剂或粘接剂贴合。作为形成粘接剂层的粘接剂,可使用水系粘接剂、活性能量射线固化性粘接剂或热固性粘接剂,优选为水系粘接剂、活性能量射线固化性粘接剂。作为粘合剂层,可使用后述的粘合剂层。
作为水系粘接剂,可举出由聚乙烯醇系树脂水溶液形成的粘接剂、水系二液型氨基甲酸酯系乳液粘接剂等。其中,可优选使用由聚乙烯醇系树脂水溶液形成的水系粘接剂。作为聚乙烯醇系树脂,除了对作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯进行皂化处理而得到的乙烯醇均聚物之外,也可使用对乙酸乙烯酯与可与其共聚的其他单体的共聚物进行皂化处理而得到的聚乙烯醇系共聚物、或将它们的羟基进行部分改性而得到的改性聚乙烯醇系聚合物等。水系粘接剂可包含醛化合物(乙二醛等)、环氧化合物、三聚氰胺系化合物、羟甲基化合物、异氰酸酯化合物、胺化合物、多价金属盐等交联剂。
使用水系粘接剂的情况下,优选在贴合涂层之后,实施用于将水系粘接剂中包含的水除去的干燥工序。
上述活性能量射线固化性粘接剂是指含有通过紫外线、可见光、电子束、X射线这样的活性能量射线的照射而进行固化的固化性化合物的粘接剂,优选为紫外线固化性粘接剂。
上述固化性化合物可以是阳离子聚合性的固化性化合物、自由基聚合性的固化性化合物。作为阳离子聚合性的固化性化合物,可举出例如环氧系化合物(在分子内具有1个或2个以上环氧基的化合物)、氧杂环丁烷系化合物(在分子内具有1个或2个以上氧杂环丁烷环的化合物)、或它们的组合。作为自由基聚合性的固化性化合物,可举出例如(甲基)丙烯酸系化合物(在分子内具有1个或2个以上(甲基)丙烯酰基氧基的化合物)、具有自由基聚合性的双键的其他乙烯基系化合物、或它们的组合。可以将阳离子聚合性的固化性化合物与自由基聚合性的固化性化合物并用。活性能量射线固化性粘接剂通常还包含用于引发上述固化性化合物的固化反应的阳离子聚合引发剂及/或自由基聚合引发剂。
在贴合涂层时,为了提高粘接性,可以对进行粘接的面的至少任意一方的贴合面实施表面活化处理。作为表面活化处理,可举出电晕处理、等离子体处理、放电处理(辉光放电处理等)、火焰处理、臭氧处理、UV臭氧处理、电离活性射线处理(紫外线处理、电子束处理等)这样的干式处理;使用了水、丙酮等溶剂的超声波处理、皂化处理、锚涂处理这样的湿式处理。这些表面活化处理可以单独进行,也可组合2种以上。
前述粘接层的厚度可根据其粘接力进行调节,可以优选为0.1~10μm,更优选为1~5μm。本发明的一个实施方式中,在使用多个前述粘接层的结构的情况下,可由相同材料或不同材料制造,可具有相同厚度或不同厚度。
粘合剂层可由以(甲基)丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、有机硅系树脂、聚乙烯基醚系树脂这样的树脂为主成分的粘合剂组合物构成。其中,优选以透明性、耐气候性、耐热性等优异的聚酯系树脂或(甲基)丙烯酸系树脂为基础聚合物的粘合剂组合物。粘合剂组合物可以为活性能量射线固化型、热固化型。
作为本发明中使用的粘合剂树脂,通常,可使用重均分子量为30万~400万的范围的粘合剂树脂。考虑到耐久性、尤其是耐热性,该粘合剂的重均分子量优选为50万~300万,更优选为65万~200万。重均分子量大于30万时,从耐热性方面考虑是优选的,重均分子量小于400万时,从贴合性、粘接力下降方面考虑,也是优选的。需要说明的是,重均分子量是指利用GPC(凝胶渗透色谱)进行测定,通过按照聚苯乙烯换算而算出的值。
此外,粘合剂组合物中,可含有交联剂。作为交联剂,可使用有机系交联剂、多官能性金属螯合物。作为有机系交联剂,可举出异氰酸酯系交联剂、过氧化物系交联剂、环氧系交联剂、亚胺系交联剂等。多官能性金属螯合物是多价金属以共价键或配位键与有机化合物键合而得到的产物。作为多价金属原子,可举出Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为以共价键或配位键键合的有机化合物中的原子,可举出氧原子等,作为有机化合物,可举出烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
含有交联剂时,相对于粘合剂树脂100质量份而言,其含量优选为0.01~20质量份,更优选为0.03~10质量份。需要说明的是,交联剂大于0.01质量份时,存在粘合剂层的凝聚力不会不足的倾向,在加热时发生发泡的可能性小,另一方面,少于20质量份时,耐湿性充分,在可靠性试验等中,变得不易发生剥离。
对于粘合剂组合物而言,作为添加剂,优选配合硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,可举出3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等具有环氧基结构的硅化合物;3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等含有氨基的硅化合物;3-氯丙基三甲氧基硅烷;含有乙酰乙酰基的三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含有(甲基)丙烯酸系基团的硅烷偶联剂;3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等含有异氰酸酯基的硅烷偶联剂等。硅烷偶联剂能赋予耐久性、尤其是在加湿环境下抑制剥离的效果。相对于粘合剂树脂100质量份而言,硅烷偶联剂的使用量优选为1质量份以下,更优选为0.01~1质量份,进一步优选为0.02~0.6质量份。
此外,粘合剂组合物可含有其他已知的添加剂,例如,可根据使用的用途,向粘合剂组合物中适当添加着色剂、颜料等粉体、染料、表面活性剂、增塑剂、粘合性赋予剂、表面润滑剂、流平剂、软化剂、抗氧化剂、防老化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻聚剂、无机或有机的填充剂、金属粉、粒子状、箔状物等。另外,也可在能控制的范围内采用添加了还原剂的氧化还原体系。
粘合剂层的厚度没有特别限制,例如为1~100μm左右,优选为2~50μm,更优选为3~30μm。
(保护层)
前述偏光板可包含保护层。本发明的一个实施方式中,偏光板可以是具有至少一个以上保护层的形态,可位于已形成为偏光板的偏光片的一面,或者,在偏光片具有相位差层的情况下,可位于相位差层的与偏光片相反的面。
作为保护层,没有特别限制,只要是透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异的膜即可。具体而言,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系膜;二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素系膜;聚碳酸酯系膜;聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸系膜;聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯系膜;环烯烃、环烯烃共聚物、聚降冰片烯、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系膜;氯乙烯系膜;尼龙、芳香族聚酰胺等聚酰胺系膜;酰亚胺系膜;砜系膜;聚醚酮系膜;聚苯硫醚系膜;乙烯醇系膜;偏二氯乙烯系膜;乙烯醇缩丁醛系膜;芳基化物系膜;聚甲醛系膜;氨基甲酸酯系膜;环氧系膜;聚硅氧烷系膜等。这些中,考虑到偏光特性或耐久性,特别优选具有经碱等皂化的表面的纤维素系膜。另外,保护层可以是兼具相位差功能这样的光学补偿功能的层。
前述保护层可以是对与前述偏光片或前述相位差涂层粘接的面实施了用于提高粘接力的易粘接处理的层。易粘接处理没有特别限制,只要是能提高粘接力的处理即可,可举出例如底漆处理、等离子体处理、电晕处理等干式处理;碱处理(皂化处理)等化学处理;低压UV处理等。
<触摸传感器>
对于前述图像显示装置、尤其是柔性显示装置而言,如上所述,可具备触摸传感器。触摸传感器具有支承体、被设置在支承体上的下部电极、与下部电极相对的上部电极、被下部电极和上部电极夹持的绝缘层。
关于支承体,可采用各种支承体,只要是具有透光性的挠性树脂膜即可。
下部电极例如在俯视图中具有正方形状的多个小电极。多个小电极排列成矩阵状。
另外,对于多个小电极而言,在小电极的一条对角线方向上相邻的小电极彼此连接,形成多个电极列。多个电极列在端部相互连接,可检测出相邻的电极列间的电容。
上部电极例如在俯视图中具有正方形状的多个小电极。多个小电极在俯视图中未配置下部电极的位置,互补地以矩阵状排列。即,上部电极与下部电极在俯视图中无间隙地配置。
另外,对于多个小电极而言,在小电极的另一条对角线方向上相邻的小电极彼此连接,形成多个电极列。多个电极列在端部相互连接,可检测出相邻的电极列间的电容。
绝缘层将下部电极与上部电极绝缘。关于绝缘层的形成材料,可使用作为触摸传感器的绝缘层的材料通常已知的材料。
需要说明的是,本实施方式中,对触摸传感器为所谓的投影型静电电容方式的触摸传感器的情况进行了说明,但也可在不损害发明的效果的范围内,采用薄膜电阻方式等其他方式的触摸传感器。
<遮光图案>
前述遮光图案可以是光学膜或应用光学膜的显示装置的边框或外壳的至少一部分。例如,有时利用遮光图案将前述显示装置的各布线隐藏,使其不易被使用者观察到。遮光图案的颜色及/或材质没有特别限制,可由具有黑色、白色、金色等多种颜色的树脂物质形成。例如,遮光图案可由混合有用于呈现颜色的颜料的丙烯酸系树脂、酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯、聚硅氧烷等树脂物质形成。前述遮光图案的材质及厚度可以考虑光学膜或显示装置的保护及柔性特性来确定。另外,它们可以单独使用,或者也可以以2种以上的混合物的形式使用。
[实施例]
<重均分子量(Mw)的测定>
凝胶渗透色谱(GPC)测定
(1)前处理方法
聚酰胺酰亚胺:添加DMF洗脱液(10mmol/L溴化锂溶液),使浓度成为2mg/mL,一边于80℃进行30分钟搅拌一边进行加热,冷却后,将用0.45μm膜滤器进行了过滤的滤液作为测定溶液。
(2)测定条件
柱:Tosoh Corporation制TSKgelα-2500((7)7.8mm直径×300mm)×1根,α-M((13)7.8mm直径×300mm)×2根
洗脱液:DMF(添加有10mmol/L的溴化锂)
流量:1.0mL/分钟
检测器:RI检测器
柱温:40℃
进样量:100μL
分子量标准:标准聚苯乙烯
<乙酰胺基含量>
(1)前处理方法
将实施例及比较例中得到的聚酰胺酰亚胺溶解于氘代二甲基亚砜(DMSO-d6),制成2质量%溶液,将所得溶液作为测定试样。
(2)NMR测定条件
测定装置:Bruker公司制600MHzNMR装置“AVANCE600”
试样温度:303K
测定方法:1H-NMR
化学位移参比物:DMSO(2.50ppm)
(3)乙酰胺参数的计算方法
通过上述测定条件,对测定试样的1H-NMR进行测定。将通过该测定而得到的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的化学位移值在10.3~10.4ppm的范围内的峰面积记为A,将化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积记为B,求出A相对于B的百分率A/B×100(%)。
<光学膜的全光线透过率及雾度>
光学膜的全光线透过率按照JIS K 7361-1:1997、雾度按照JIS K 7136:2000、使用Suga Test Instruments Co.,Ltd.制的全自动直读雾度计算机“HGM-2DP”进行测定。测定试样通过将实施例及比较例中得到的光学膜切割成30mm×30mm的大小来制作。
<光学膜的黄色度>
光学膜的黄色度(Yellow Index:YI值)使用紫外可见近红外分光光度计(日本分光(株)制“V-670”)进行测定。在无样品的状态下进行本底测定后,将实施例及比较例中得到的光学膜设置于样品架,对相对于300~800nm的光的透过率进行测定,求出三刺激值(X、Y、Z)。由得到的三刺激值,基于ASTM D1925的标准,基于下式算出YI值。
YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
<光学膜的厚度分布>
将光学膜的中央部切割成5cm见方,以1cm间隔针对12处距外周5mm的位置,使用测微计(Mitutoyo Corporation制“ID-C112XBS”)或DIGIMICRO STAND(Nikon Corporation制“MS-5C”)测定厚度,将这些厚度的最大值与最小值之差的绝对值作为厚度分布。
[实施例1]
向经充分干燥的带有搅拌机和温度计的1L可拆式烧瓶中,通入30分钟以上氮气,用氮气将容器内置换。将二甲基乙酰胺(DMAc)250g放入至烧瓶中,在室温下,添加2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)14.7g(45.82mmol)和4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐(6FDA)6.14g(13.82mmol),进行15分钟以上搅拌,然后放置16小时。
接下来,在室温下,添加4,4’-氧基双(苯甲酰氯)(OBBC)0.340g(1.15mmol)和对苯二甲酰氯(TPC)1.12g(5.52mmol),在室温下进行10分钟搅拌,添加等量的OBBC及TPC,进一步重复3次进行相同时间搅拌的操作。进一步对反应液进行30分钟搅拌,然后添加TPC1.12g(5.52mmol),进而在室温下进行60分钟搅拌。接下来,添加乙酸酐9.93g(97.27mmol)和4-甲基吡啶3.02g(32.43mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,经1小时升温至70℃,于70℃保持3小时。相对于反应液的质量,添加10倍量的甲醇,得到白色固体。在室温下经1天将得到的固体风干。
将得到的固体溶解于二甲基乙酰胺(DMAc)250g中,然后添加乙酸酐47.19g(462.20mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,经1小时升温至70℃,于70℃保持3小时。相对于反应液的质量,添加10倍量的甲醇,得到白色固体。在室温下经1天将得到的固体风干,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺。得到的具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺的重均分子量(Mw)为445,000,式(X)中的A/B×100为0.05%,满足式(X)的关系式。
[实施例2]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的1L可拆式烧瓶中,添加TFMB40g(124.91mmol)及DMAc 682.51g,在室温下一边搅拌一边将TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加6FDA16.78g(37.77mmol),在室温下进行3小时搅拌。然后,向烧瓶中添加OBBC 3.72g(12.59mmol),并接着添加对苯二甲酰氯(TPC)15.34g(75.55mmol),在室温下进行1小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加4-甲基吡啶8.21g(88.14mmol)和乙酸酐15.43g(151.10mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,使用油浴升温至70℃,进一步进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后,用甲醇洗涤。接下来,于100℃进行沉淀物的减压干燥,得到白色固体。
将得到的固体溶解于二甲基乙酰胺(DMAc)680g中,然后,添加乙酸酐127.60g(1250.0mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,经1小时升温至70℃,于70℃保持3小时。添加相对于液体的质量而言为10倍量的甲醇,得到白色固体。在室温下经1天将得到的固体风干,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺。得到的具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺树脂的重均分子量(Mw)为400,000,式(X)中的A/B×100为0.05%,满足式(X)的关系式。
[比较例1]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的1L可拆式烧瓶中,添加TFMB 52g(162.38mmol)及DMAc 849.23g,在室温下一边搅拌一边将TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加6FDA14.45g(32.52mmol),在室温下进行3小时搅拌。然后,向烧瓶中添加OBBC 4.80g(16.26mmol),并接着添加TPC 23.11g(113.84mmol),在室温下进行1小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加吡啶9.98g(126.20mmol)和乙酸酐13.28g(130.10mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,使用油浴升温至70℃,进一步进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后,用甲醇洗涤。接下来,于100℃进行沉淀物的减压干燥,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺。得到的聚酰胺酰亚胺的重均分子量(Mw)为240,000,式(X)中的A/B×100为0.02%,不满足式(X)的关系式。
<光学膜的制造>
向以γ-丁内酯(GBL)为分散介质的硅溶胶(二氧化硅粒子的平均一次粒径:27nm)中添加GBL,进一步分别将实施例1、2及比较例1中得到的聚酰胺酰亚胺溶解,以聚酰胺酰亚胺与二氧化硅的总质量相对于清漆的质量而言成为10质量%、聚酰胺酰亚胺与二氧化硅的固态成分的比率(质量比)成为6:4的方式,制作聚酰胺酰亚胺清漆。使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆以自支撑膜的平均厚度成为52μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于A4尺寸的金属框,经40分钟升温至200℃,于200℃维持20分钟,进行干燥,得到光学膜。将得到的光学膜的全光线透过率、YI、雾度、及厚度分布的评价结果示于表1。需要说明的是,厚度分布的栏中的括号内表示(厚度的最小值(μm),厚度的最大值(μm))。
[实施例3]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的1L可拆式烧瓶中,添加TFMB 14.64g(45.72mmol)及DMAc 500g,在室温下一边搅拌一边将TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加6FDA 6.15g(13.85mmol)和3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)1.36g(4.63mmol),在室温下进行16小时搅拌。
接下来,添加对苯二甲酰氯(TPC)2.53g(12.46mmol),进行10分钟搅拌,然后进一步添加TPC 2.53g(12.46mmol),进行20分钟搅拌。接下来,进一步添加TPC 0.56g(2.76mmol),在室温下进行2小时搅拌。
接下来,添加乙酸酐13.20g(129.30mmol)和4-甲基吡啶2.58g(27.71mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,使用油浴升温至70℃,进一步进行3小时搅拌,得到反应液。
将反应液冷却,降低至40℃以下时,用甲醇54g稀释反应液,进一步滴加甲醇898g。接下来,滴加离子交换水359g,使白色固体析出。通过减压过滤来捕集析出的白色固体,用甲醇洗涤,由此,得到包含聚酰胺酰亚胺的湿滤饼。接下来,在室温下进行沉淀物的减压干燥,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺(白色固体)。
得到的具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺的重均分子量(Mw)为325,000,式(X)中的A/B×100为0.03%,满足式(X)的关系式。
[实施例4]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的1L可拆式烧瓶中,添加TFMB 14.64g(45.72mmol)及DMAc 250g,在室温下一边搅拌一边将TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加6FDA 6.15g(13.85mmol)和BPDA 1.36g(4.63mmol),在室温下进行16小时搅拌。
接下来,添加对苯二甲酰氯(TPC)2.53g(12.46mmol),进行10分钟搅拌后,进一步添加TPC 2.53g(12.46mmol),进行20分钟搅拌。添加DMAc 250.00g,进行10分钟搅拌后,进一步添加TPC 0.56g(2.76mmol),在室温下进行2小时搅拌。
接下来,添加乙酸酐13.23g(129.55mmol)和4-甲基吡啶2.60g(27.92mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,使用油浴升温至70℃,进一步进行3小时搅拌,得到反应液。
将反应液冷却,降低至40℃以下时,用甲醇29g稀释反应液,进一步滴加甲醇860g。接下来,滴加离子交换水344g,使白色固体析出。通过减压过滤来捕集析出的白色固体,用甲醇洗涤,由此,得到包含聚酰胺酰亚胺的湿滤饼。接下来,在室温下进行沉淀物的减压干燥,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺(白色固体)。
得到的具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺的重均分子量(Mw)为219,000,式(X)中的A/B×100为0.03%,满足式(X)的关系式。
[比较例2]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的1L可拆式烧瓶中,添加TFMB 19.17g(59.87mmol)及DMAc 321.0g,在室温下一边搅拌一边将TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加6FDA 5.35g(12.04mmol)和BPDA 1.77g(6.00mmol),在室温下进行16小时搅拌。然后,向烧瓶中添加TPC 3.85g(18.96mmol),进行10分钟搅拌,然后进一步添加TPC 3.85g(18.96mmol),进行20分钟搅拌。添加DMAc 314.1g,进行10分钟搅拌后,进一步添加TPC0.86g(4.22mmol),在室温下进行2小时搅拌。
接下来,向烧瓶中添加二异丙基乙基胺(DIPEA)6.23g(48.22mmol),进行10分钟搅拌,然后添加乙酸酐8.62g(84.46mmol)和4-甲基吡啶4.51g(48.44mmol),在室温下进行30分钟搅拌,然后,使用油浴升温至70℃,进一步进行3小时搅拌,得到反应液。
将反应液冷却,降低至50℃以下时,滴加甲醇943g,接下来,滴加离子交换水493g,使白色固体析出。通过减压过滤来捕集析出的白色固体,用甲醇洗涤,由此,得到包含聚酰胺酰亚胺的湿滤饼。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺(白色固体)。
得到的具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺的重均分子量(Mw)为826,000,式(X)中的A/B×100为0.02%,不满足式(X)的关系式。
<光学膜的制造>
将实施例3及4中得到的聚酰胺酰亚胺分别溶解于GBL中,以聚酰胺酰亚胺的总质量相对于清漆的质量而言成为8.5质量%的方式制作聚酰胺酰亚胺清漆。
将比较例2中得到的聚酰胺酰亚胺溶解于GBL中,以聚酰胺酰亚胺的总质量相对于清漆的质量而言成为6.0质量%的方式制作聚酰胺酰亚胺清漆。
使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆以自支撑膜的平均厚度成为52~56μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于A4尺寸的金属框,经40分钟升温至200℃,于200℃维持20分钟,进行干燥,得到光学膜。将得到的光学膜的全光线透过率、YI、雾度、及厚度分布的评价结果示于表2。需要说明的是,厚度分布的栏中的括号内表示(厚度的最小值(μm),厚度的最大值(μm))。
[表1]
[表2]
确认了实施例1~4中得到的光学膜与比较例1及2中得到的光学膜相比,厚度分布小,因此,局部的厚度的偏差小,膜表面的平坦性优异。另外,确认了实施例1~4中得到的光学膜与比较例1及2中得到的光学膜相比,全光线透过率高,YI值及雾度低。因此可知,本发明的光学膜的膜表面的平坦性及光学特性优异。
Claims (8)
1.光学膜,其包含具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺树脂,该树脂满足式(X),
式(A)中,*表示化学键,
1.0≥A/B×100≥0.03(%) (X)
式(X)中,A表示该树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积,来自所述式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰的化学位移值为10.3~10.4ppm范围内的峰的化学位移值,
具有所述式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺树脂包含式(1)表示的结构单元和式(2)表示的结构单元,
式(1)中,Y为4价有机基团,X为2价有机基团,
式(2)中,Z及X各自独立地为2价有机基团,
所述树脂的重均分子量(Mw)按照标准聚苯乙烯换算为200,000以上,
所述树脂是以四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物为原料而制造得到的,
所述四羧酸化合物为选自由4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐即6FDA、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐及双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐组成的组中的四羧酸化合物,
所述二羧酸化合物为选自由4,4’-氧代双苯甲酸及其酰氯化合物;以及对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、3,3’-联苯二甲酸、2个苯甲酸被单键、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-SO2-连接而成的化合物以及它们的酰氯化合物组成的组中的二羧酸化合物,
所述二胺化合物为选自由4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、2,2’-二甲基联苯胺、及2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯组成的组中的二胺化合物,
1H-NMR的测定条件如下:
测定装置为Bruker公司制600MHzNMR装置AVANCE600;
试样温度为303K;
化学位移参比物为DMSO,其化学位移为2.50ppm。
3.如权利要求1所述的光学膜,其还包含二氧化硅粒子。
4.如权利要求1所述的光学膜,其厚度为25~100μm。
5.柔性显示装置,其具备权利要求1~4中任一项所述的光学膜。
6.如权利要求5所述的柔性显示装置,其还具备触摸传感器。
7.如权利要求5所述的柔性显示装置,其还具备偏光板。
8.光学用树脂,其包含具有式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺树脂,且满足式(X),
式(A)中,*表示化学键,
1.0≥A/B×100≥0.03(%) (X)
式(X)中,A表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、来自式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰面积,B表示该光学用树脂的1H-NMR波谱中的、化学位移值在6.5~11.5ppm的范围内的峰面积,来自所述式(A)表示的结构中的键合于氮原子的氢原子的峰的化学位移值为10.3~10.4ppm范围内的峰的化学位移值,
具有所述式(A)表示的结构的聚酰胺酰亚胺树脂包含式(1)表示的结构单元和式(2)表示的结构单元,
式(1)中,Y为4价有机基团,X为2价有机基团,
式(2)中,Z及X各自独立地为2价有机基团,
所述聚酰胺酰亚胺树脂的重均分子量(Mw)按照标准聚苯乙烯换算为200,000以上,
所述聚酰胺酰亚胺树脂是以四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物为原料而制造得到的,
所述四羧酸化合物为选自由4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)二邻苯二甲酸二酐即6FDA、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐及双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐组成的组中的四羧酸化合物,
所述二羧酸化合物为选自由4,4’-氧代双苯甲酸及其酰氯化合物;以及对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、3,3’-联苯二甲酸、2个苯甲酸被单键、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-SO2-连接而成的化合物以及它们的酰氯化合物组成的组中的二羧酸化合物,
所述二胺化合物为选自由4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、2,2’-二甲基联苯胺、及2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯组成的组中的二胺化合物。
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