JP2015011065A - 光学フィルム及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1及び2では、このような光学異方性の大きいポリエステルフィルムを表示装置等に用いることによって、偏光サングラスを用いた場合であっても良好な視認性が得られるとしている。また、これらのポリエステルフィルムを偏光子保護フィルムとして用いた場合、斜め方向から観察しても、虹状の色ムラ(虹ムラ)が生じないとしている。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2]前記光学フィルムの厚みが、10〜500μmであることを特徴とする[1]に記載の光学フィルム。
[3]前記光学フィルムの、25℃、相対湿度60%における平衡含水率は0.1wt%以下であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4]前記光学フィルムの荷重たわみ温度が、105℃以上であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5]前記光学フィルムが、ポリスチレン系フィルムであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6]前記ポリスチレン系フィルムが、結晶性のポリスチレンを含むことを特徴とする[5]に記載のフィルム。
[7]前記ポリスチレン系フィルムが、シンジオタクチック構造を有することを特徴とする[5]又は[6]に記載の光学フィルム。
[8][1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルムと、偏光子とを有することを特徴とする偏光板。
[9][1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルムと、導電層を有することを特徴とする透明導電性フィルム。
[10][1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルムを用いた表面保護フィルム。
[11][1]〜[7]のいずれかに記載の光学フィルムを用いた液晶表示装置。
本発明は、偏光子を有する表示装置に用いられる光学フィルムに関する。本発明のフィルムは、偏光子を有する表示装置に用いられる光学用途用フィルムとして好ましく用いることができ、光学補償フィルムとして特に好ましく用いることができる。本発明の光学フィルムは、Re=1000〜30000nmであり、Rth=−30000〜−1000nmである。すなわち、本発明の光学フィルムの様態の1つは、負の複屈折性樹脂を含有することである。負の複屈折性を示す樹脂とは、分子が一軸性の配向をとって形成された層に光が入射したとき、配向方向の光の屈折率が配向方向に直交する方向の光の屈折率より小さくなる樹脂のことをいう。
Re=(nx−ny)×d (1)
Rth={(nx+ny)/2−nz}×d (2)
式(1)及び(2)中、nxは光学フィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyは光学フィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、nzは光学フィルムの厚み方向の屈折率であり、dは光学フィルムの厚さを表す。
ここで、光学フィルムの荷重たわみ温度は、熱機械装置(TMA)を用いて、0.1N/mm2の荷重をかけ、温度25℃から200℃の間で、フィルムの寸法が変化し始める温度を、荷重たわみ温度として求めることができる。
本発明の光学フィルムは、負の複屈折性を示す樹脂を含有する。負の複屈折性を示す樹脂は、これらの条件を満たす限り特に限定されないが、本発明のフィルムが溶融押出し法を利用して作製する場合は、溶融押出し成形性が良好な材料を利用するのが好ましく、その観点では、環状オレフィン系樹脂(但し、正の複屈折性樹脂、すなわち分子が一軸性の配向をとって形成された層に光が入射したとき、配向方向の光の屈折率が配向方向に直交する方向の光の屈折率より大きくなる樹脂を除く)、セルロースアシレート系樹脂(但し、正の複屈折性樹脂であるものを除く)、マレイミド系共樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン類等のスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂を用いることができる。本発明では、中でも、ポリスチレン系樹脂を用いることが特に好ましく、本発明の光学フィルムは、ポリスチレン系フィルムであることが好ましい。
本発明で用いられる複屈折性樹脂は、ポリスチレン系樹脂であることがより好ましく、本発明に使用可能なポリスチレン系樹脂とは、主成分としてスチレン及びそれらの誘導体を重合して得られる樹脂及び、その他の樹脂の共重合体を指し、本発明の効果を損なわない限り特に限定されず、公知のポリスチレン系熱可塑性樹脂等を用いることができる。特に複屈折、フィルム強度、耐熱性を改良できる、共重合体樹脂を用いることが好ましい。
共重合体樹脂としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−無水マレイン酸系樹脂、あるいはこれらの多元(二元、三元等)共重合ポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、スチレン-アクリル系樹脂やスチレン−無水マレイン酸系樹脂が耐熱性・フィルム強度の観点から好ましい。
スチレン−無水マレイン酸系樹脂は、スチレンと無水マレイン酸との質量組成比が、スチレン:無水マレイン酸=95:5〜50:50であることが好ましく、スチレン:無水マレイン酸=90:10〜70:30であることがより好ましい。また、固有複屈折を調整するため、スチレン系樹脂の水素添加を行うことも好ましく利用できる。スチレン−無水マレイン酸系樹脂としては、例えば、ノバケミカル社製の「Daylark D332」などが挙げられる。また、スチレン-アクリル系樹脂としては、後述する、旭化成ケミカル社製の「デルペット980N」などを用いることができる。
本発明の光学フィルムは、上記負の複屈折性を示す樹脂以外の材料を含有していてもよい。樹脂以外の材料としては、種々の添加剤が挙げられ、その例には、安定化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、可塑剤、微粒子、および光学調整剤が含まれる。なお、添加剤の具体例については、特開2010−137422号公報の段落[0054]〜[0065]の記載を参酌することができる。
なお、本発明の光学フィルムは、高レタデーションフィルムと低レタデーションフィルムを積層した複層フィルムであってもよい。例えば、本発明の光学特性(Re=1000〜30000nmであり、Rth=−30000〜−1000nm)を満足するフィルムをとしては、TACフィルム等の位相差の小さいフィルムに、非液晶性高分子有機化合物を主成分として含有する層、及び棒状液晶を主成分として含む組成物のホメオトロピック配向を固定してなる層を積層した複層フィルムが挙げられる。なお、非液晶性高分子有機化合物や、棒状液晶の具体例については、特開2013−50482号公報の記載を参酌することができる。
本発明の光学フィルムは溶液製膜法、溶融製膜法いずれの方法でも製膜することができる。本発明の光学フィルムの面内方向及び厚み方向のレタデーションを達成するためには、延伸工程が設けられることが好ましい。以下、本発明の光学フィルムであって、単層の光学フィルムの製膜法について、詳しく説明する。
(1)溶融
負の複屈折性を示す樹脂は溶融製膜に先立ち混合しペレット化するのが好ましい。ペレット化することによって、溶融押し出し機のホッパーでのサージングを抑制し、安定供給が可能となる。好ましいペレットの大きさは断面積が1mm2〜300mm2、長さが1mm〜30mmである。
この樹脂のペレットを溶融押出し機に入れ、100℃〜200℃で1分〜10時間脱水した後、混練押出しする。混練は1軸あるいは2軸の押出し機を使用して行うことができる。
樹脂中の異物濾過のためや異物によるギアポンプ損傷を避けるために、押し出し機出口にフィルター濾材を設けるいわゆるブレーカープレート式の濾過を行うことが好ましい。またさらに精度高く異物濾過をするために、ギアポンプ通過後にいわゆるリーフ型ディスクフィルターを組み込んだ濾過装置を設けることが好ましい。濾過は、濾過部を1カ所設けて行うことができ、また複数カ所設けて行う多段濾過でも良い。フィルター濾材の濾過精度は高い方が好ましいが、濾材の耐圧や濾材の目詰まりによる濾圧上昇から、濾過精度は15μm〜3μmが好ましく、さらに好ましくは10μm〜3μmである。特に最終的に異物濾過を行うリーフ型ディスクフィルター装置を使用する場合では品質の上で濾過精度の高い濾材を使用することが好ましく、耐圧、フィルターライフの適性を確保するために装填枚数にて調整することが可能である。濾材の種類は、高温高圧下で使用される点から鉄鋼材料を用いることが好ましく、鉄鋼材料の中でも特にステンレス鋼、スチールなどを用いることが好ましく、腐食の点から特にステンレス鋼を用いることが望ましい。濾材の構成としては、線材を編んだものの他に、例えば金属長繊維あるいは金属粉末を焼結し形成する焼結濾材が使用でき、濾過精度、フィルターライフの点から焼結濾材が好ましい。
厚み精度を向上させるためには、吐出量の変動を減少させることが重要であり、押出機とダイスの間にギアポンプを設けて、ギアポンプから一定量の樹脂を供給することが好ましい。ギアポンプとは、ドライブギアとドリブンギアとからなる一対のギアが互いに噛み合った状態で収容され、ドライブギアを駆動して両ギアを噛み合い回転させることにより、ハウジングに形成された吸引口から溶融状態の樹脂をキャビティ内に吸引し、同じくハウジングに形成された吐出口からその樹脂を一定量吐出するものである。押出機先端部分の樹脂圧力が若干の変動があっても、ギアポンプを用いることにより変動を吸収し、製膜装置下流の樹脂圧力の変動は非常に小さなものとなり、厚み変動が改善される。ギアポンプを用いることにより、ダイ部分の樹脂圧力の変動巾を±1%以内にすることが可能である。
ギアポンプによる定量供給性能を向上させるために、スクリューの回転数を変化させて、ギアポンプ前の圧力を一定に制御する方法も用いることができる。また、ギアポンプのギアの変動を解消した3枚以上のギアを用いた高精度ギアポンプも有効である。
上記の如く構成された押出機によって樹脂が溶融され、必要に応じ濾過機、ギアポンプを経由して溶融樹脂がダイに連続的に送られる。ダイはダイス内の溶融樹脂の滞留が少ない設計であれば、一般的に用いられるTダイ、フィッシュテールダイ、ハンガーコートダイの何れのタイプを用いることができる。また、ダイの直前に樹脂温度の均一性アップのためのスタティックミキサーを入れてもよい。ダイ出口部分のクリアランスは一般的にフィルム厚みの1.0〜5.0倍が良く、好ましくは1.2〜3倍、さらに好ましくは1.3〜2倍である。リップクリアランスがフィルム厚みの1.0倍以上であれば、製膜により面状の良好なシートを得やすいため好ましい。また、リップクリアランスがフィルム厚みの5.0倍以下であれば、シートの厚み精度を高くしやすいため好ましい。ダイはフィルムの厚み精度を決定する非常に重要な設備であり、厚み調整が厳密にコントロールできるものが好ましい。また、ダイの温度ムラや巾方向の流速ムラのできるだけ少ない設計が重要である。
上記方法にて、ダイよりシート上に押し出された溶融樹脂をキャスティングドラム上で冷却固化し、未延伸フィルムを得る。この時、静電印加法、エアナイフ法、エアーチャンバー法、バキュームノズル法、タッチロール法等の方法を用い、キャスティングドラムと溶融押出ししたシートの密着を上げることが好ましい。このような密着向上法は、溶融押出しシートの全面に実施してもよく、一部に実施しても良い。特にエッジピニングと呼ばれる、フィルムの両端部にのみを密着させる方法が取られることも多いが、これに限定されるものではない。
キャスティングドラムは複数本用いて徐冷することがより好ましい、特に一般的には3本の冷却ロールを用いることが比較的よく行われているが、この限りではない。ロールの直径は50mm〜5000mmが好ましく、複数本あるロールの間隔は、面間で0.3mm〜300mmが好ましい。
キャスティングドラムは、負の複屈折性を示す樹脂のTg−70℃〜Tg+20℃が好ましく、より好ましくはTg−50℃〜Tg+10℃、さらに好ましくはTg−30℃〜Tg+5℃である。
タッチロール温度はTg−70℃〜Tg+20℃が好ましく、より好ましくはTg−50℃〜Tg+10℃、さらに好ましくはTg−30℃〜Tg+5℃である。
上記のようにキャストドラム上に押し出されたキャストフィルム(未延伸原反)は、本発明の光学特性を発現させるように、延伸を行うのが好ましい。その場合、縦(MD)又は横(TD)の少なくとも1軸方向に延伸されることが好ましいが、縦(MD)及び横(TD)に2軸延伸されていても良い。縦及び横に2軸延伸する場合は、縦→横、横→縦のように逐次で行なってもよく、同時に2方向に延伸しても構わない。さらに、例えば縦→縦→横、縦→横→縦、縦→横→横のように多段で延伸することも好ましい。
また、縦延伸の前に原反を予熱することが好ましい。予熱温度は負の複屈折性を示す樹脂のTg−50〜Tg+30℃が好ましく、より好ましくはTg−40〜Tg+15℃、さらに好ましくはTg−30〜Tgである。このような予熱は、加熱ロールと接触させてもよく、放射熱源(IRヒーター、ハロゲンヒーター等)を用いても良く、熱風を吹き込んでも良い。
縦延伸はTg−10〜Tg+50℃で行なうのが好ましく、より好ましくはTg〜Tg+40℃、さらに好ましくはTg〜Tg+30℃で行なうのが好ましい。延伸倍率は1.1〜5.5倍が好ましく、より好ましくは1.3〜3倍である。なお、ここでいう延伸倍率は以下の式によって求めた値である。
延伸倍率=(延伸後の長さ−延伸前の長さ)/(延伸前の長さ)
好ましい延伸温度はTg−10〜Tg+50℃、より好ましくはTg〜Tg+40℃、さらに好ましくはTg〜Tg+30℃である。延伸倍率は1.1〜5.5倍が好ましく、より好ましくは1.3〜3倍である。
このようにして得たシートは両端をトリミングし、巻き取ることが好ましい。トリミングされた部分は、粉砕処理された後、或いは必要に応じて造粒処理や解重合・再重合等の処理を行った後、同じ品種のフィルム用原料として、または異なる品種のフィルム用原料として再利用してもよい。トリミングカッターはロータリーカッター、シャー刃、ナイフ等の何れのタイプの物を用いても構わない。材質についても、炭素鋼、ステンレス鋼何れを用いても構わない。一般的には、超硬刃、セラミック刃を用いると刃物の寿命が長く、また切り粉の発生が抑えられて好ましい。
また、巻き取り前に、少なくとも片面にラミフィルムを付けることも、傷防止の観点から好ましい。好ましい巻き取り張力は1kg/m幅〜50kg/幅、より好ましくは2kg/m幅〜40kg/幅、さらに好ましくは3kg/m幅〜20kg/幅である。巻き取り張力が1kg/m幅以上であれば、フィルムを均一に巻き取りやすいため好ましい。また、巻き取り張力が50kg/幅以下であれば、フィルムが堅巻きになることがなく、巻き外観が美しく、フィルムのコブの部分がクリープ現象により延びてフィルムの波うちの原因になったり、フィルムの伸びによる残留複屈折が生じるようなこともない。巻き取り張力は、ラインの途中のテンションコントロールにより検知し、一定の巻き取り張力になるようにコントロールされながら巻き取ることが好ましい。製膜ラインの場所により、フィルム温度に差がある場合には熱膨張により、フィルムの長さが僅かに異なる場合があるため、ニップロール間のドロー比率を調整し、ライン途中でフィルムに規定以上の張力がかからない様にすることが必要である。
巻き取り張力はテンションコントロールの制御により、一定張力で巻き取ることもできるが、巻き取った直径に応じてテーパーをつけ、適正な巻取り張力にすることがより好ましい。一般的には巻き径が大きくなるにつれて張力を少しずつ小さくするが、場合によっては、巻き径が大きくなるにしたがって張力を大きくする方が好ましい場合もある。このような巻き取り方法は、下述の溶液製膜法にも同様に適用できる。
(1)製膜
光学フィルムを溶液製膜法により製膜するときには、まず負の複屈折性を示す樹脂を溶媒に溶解させる。溶媒に溶解させる際の樹脂の合計濃度は3〜50質量%が好ましく、より好ましくは5〜40質量%、さらに好ましくは10〜35質量%である。得られる溶液の室温における粘度は、通常は1〜1,000,000(mPa・s)、好ましくは10〜100,000(mPa・s)、さらに好ましくは100〜50,000(mPa・s)、特に好ましくは1,000〜40,000(mPa・s)である。
使用する溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1−メトキシ−2−プロパノール等のセロソルブ系溶媒、ジアセトンアルコール、アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサノン、エチルシクロヘキサノン、1,2−ジメチルシクロヘキサン等のケトン系溶媒、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル系溶媒、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール、塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン含有溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、1−ペンタノール、1−ブタノール等のアルコール系溶媒を挙げることができる。
SP値=W1・SP1+W2・SP2
さらに光学フィルムの表面平滑性を向上させるためにレベリング剤を添加してもよい。一般的なレベリング剤であれば何れも使用できるが、例えば、フッ素系ノニオン界面活性剤、特殊アクリル樹脂系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤などを使用することができる。
また、スプレー、ハケ、ロールスピンコート、ディッピングなどの手段を用いて,樹脂溶液を基材に塗布し、その後溶剤を乾燥・除去して基材よりフィルムを剥離することにより製造することもできる。なお、塗布の繰り返しにより厚みや表面平滑性等を制御してもよい。
また、基材としてポリエステルフィルムを使用する場合には、表面処理されたフィルムを使用してもよい。表面処理の方法としては、一般的に行われている親水化処理方法、例えばアクリル系樹脂やスルホン酸塩基含有樹脂をコーテイングやラミネートにより積層する方法、あるいは、コロナ放電処理等によりフィルム表面の親水性を向上させる方法等が挙げられる。
上記溶剤キャスト法の乾燥(溶剤除去)工程については、特に制限はなく一般的に用いられる方法、例えば多数のローラーを介して乾燥炉中を通過させる方法等で実施できるが、乾燥工程において溶媒の蒸発に伴い気泡が発生すると、フィルムの特性を著しく低下させるので、これを避けるために、乾燥工程を2段以上の複数工程とし、各工程での温度あるいは風量を制御することが好ましい。
また、光学フィルム中の残留溶媒量は、通常は10質量%以下である。このように残留溶剤を少なくすることで、より一層粘着跡故障を軽減することができるため、好ましい。
上述のようにして得られた光学フィルムは、縦(MD)又は横(TD)の少なくとも1軸方向に延伸されることが好ましく、縦(MD)及び横(TD)に2軸延伸されることがより好ましい。延伸方法としては、溶融製膜時の延伸方法を採用することができる。
本発明の偏光板は、上述した光学フィルムと偏光子を有する。偏光板は、偏光子と、該偏光子の両側に設けられた保護フィルムとを有するものであって、該保護フィルムの少なくとも一方が本発明の光学フィルムである。光学フィルムは、光散乱層や反射防止層を有する側とは反対側の透明支持体の表面、すなわち偏光子と貼り合わせる側の表面の水に対する接触角が10〜50度の範囲にあることが好ましい。例えば、本発明の光学フィルムの片面に粘着層を設けてディスプレイの最表面に配置することができる。
本発明の光学フィルムは、透明導電性フィルムに用いることができる。透明導電性フィルムは、導電層と、透明樹脂フィルムとして光学フィルムを有する。導電層は層状に形成されてもよいが、間欠部を有するように形成されることが好ましい。間欠部とは、導電層が設けられていない部分をいい、間欠部の外周は導電層により囲まれていることが好ましい。本発明では、間欠部を有するように導電層が形成されることを、パターン状やメッシュ状に導電層が形成されるともいう。導電層としては、例えば、特開2013−1009号公報、特開2012−216550号公報、特開2012−151095号公報、特開2012−25158号公報、特開2011−253546号公報、特開2011−197754号公報、特開2011−34806号公報、特開2010−198799号公報、特開2009−277466号公報、特開2012−216550号公報、特開2012−151095号公報、国際公開2010/140275号パンフレット、国際公開2010/114056号パンフレットに記載された導電層を例示することができる。
(1) 物理現像核を含まない感光性ハロゲン化銀黒白感光材料を化学現像又は熱現像して金属銀部を該感光材料上に形成させる態様。
(2) 物理現像核をハロゲン化銀乳剤層中に含む感光性ハロゲン化銀黒白感光材料を溶解物理現像して金属銀部を該感光材料上に形成させる態様。
(3) 物理現像核を含まない感光性ハロゲン化銀黒白感光材料と、物理現像核を含む非感光性層を有する受像シートを重ね合わせて拡散転写現像して金属銀部を非感光性受像シート上に形成させる態様。
上記(2)の態様は、露光部では、物理現像核近縁のハロゲン化銀粒子が溶解されて現像核上に沈積することによって感光材料上に光透過性導電性膜等の透光性導電性膜が形成される。これも一体型黒白現像タイプである。現像作用が、物理現像核上への析出であるので高活性であるが、現像銀は比表面の小さい球形である。
上記(3)の態様は、未露光部においてハロゲン化銀粒子が溶解されて拡散して受像シート上の現像核上に沈積することによって受像シート上に光透過性導電性膜等の透光性導電性膜が形成される。いわゆるセパレートタイプであって、受像シートを感光材料から剥離して用いる態様である。
本発明の光学フィルムは、反射防止フィルムの支持体として用いることができる。液晶表示装置(LCD)のように高精細、高品位化された画像表示装置の場合には、上記の防塵性の他に、表示面での外光の反射によるコントラスト低下や像の映り込みを防止するための透明で帯電防止性能を有する反射防止フィルムを用いることが好ましい。
本発明の光学フィルムは、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、カーナビ、タブレットPC、販売機器、ATM、FA機器等に制限なく使用することができる。また、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)等の各種表示装置に用いることができる。本発明の光学フィルム又は偏光板は、画像表示装置の表示画面の視認側に配置されることが好ましい。
本発明の光学フィルム又は偏光板は、特に液晶表示装置等のディスプレイの最表層に用いることが好ましい。液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板を有し、液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。さらに、光学異方性層が、液晶セルと一方の偏光板との間に一枚配置されるか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に二枚配置されることもある。
TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of Tech. Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)および(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
プラズマディスプレイパネル(PDP)は、一般に、ガス、ガラス基板、電極、電極リード材料、厚膜印刷材料、蛍光体により構成される。ガラス基板は、前面ガラス基板と後面ガラス基板の二枚である。二枚のガラス基板には電極と絶縁層を形成する。後面ガラス基板には、さらに蛍光体層を形成する。二枚のガラス基板を組み立てて、その間にガスを封入する。
プラズマディスプレイパネル(PDP)は、既に市販されているものを用いることできる。プラズマディスプレイパネルについては、特開平5−205643号、同9−306366号の各公報に記載がある。
プラズマディスプレイパネルのような画像表示装置では、光学フィルターをディスプレイ表面に直接貼り付けることができる。また、ディスプレイの前に前面板が設けられている場合は、前面板の表側(外側)または裏側(ディスプレイ側)に光学フィルターを貼り付けることもできる。
本発明の光学フィルムは、有機EL素子等の基板(基材フィルム)や保護フィルムとして用いることができる。本発明のフィルムを有機EL素子等に用いる場合には、特開平11−335661号、特開平11−335368号、特開2001−192651号、特開2001−192652号、特開2001−192653号、特開2001−335776号、特開2001−247859号、特開2001−181616号、特開2001−181617号、特開2002−181816号、特開2002−181617号、特開2002−056976号等の各公報記載の内容を応用することができる。また、特開2001−148291号、特開2001−221916号、特開2001−231443号の各公報記載の内容と併せて用いることが好ましい。
市販のシンジオタクチックポリスチレン樹脂ザレック S105(出光興産社製)に、酸化防止剤「Irganox1010」を0.3wt%混合し、30mmΦ単軸押出機を用いて、300℃にて溶融押出し、静電ピニング法にて50℃の冷却ロールに密着させ、未延伸フィルムを製膜した。このとき押し出し機とダイの間にスクリーンフィルター、ギアポンプ、リーフディスクフィルターをこの順に配置し、これらをメルト配管で連結し、幅450mm、リップギャップ1mmのダイから押出した。
次に、未延伸フィルムを横方向に115℃で3.8倍に延伸後、200℃で幅方向に5%弛緩させながら10秒間熱処理を施し、厚み100μの延伸フィルムを作成し、得られた延伸フィルムの物性を測定し、その結果を表1に示した。
実施例1にて、押出し量を変更し、未延伸フィルムの厚みを変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜6の延伸フィルムを得た。
実施例6にて、材料を、市販のアタクチックポリスチレン樹脂HF77(ポリスチレンジャパン社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例6の延伸フィルムを得た。
実施例6にて、材料を、市販の変性アクリル樹脂デルペット980N(旭化成社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例7の延伸フィルムを得た。
特開2011−215646の実施例に記載の方法に従って、比較例1のフィルムを作成し、評価結果を表1にまとめた。
(Re、Rth)
王子計測機器(株)製KOBRA 21ADH又はWRを使用し、光線波長550nmで測定した。面内位相差値Reは、入射光線がフィルム面に垂直な状態で測定したものである。膜厚方向位相差値Rthは、入射光線とフィルム面との角度を少しずつ変えそれぞれの角度での位相差値を測定し、公知の屈折率楕円体の式でカーブフィッティングすることにより三次元屈折率であるnx、ny、nzを求め、Rth={(nx+ny)/2−nz}×dに代入することにより求めた。なおその際、フィルムの平均屈折率が必要となるが、別にアッベ屈折計((株)アタゴ社製商品名「アッベ屈折計2−T」)を用いて測定した。
王子計測機器(株)製KOBRA 21ADH又はWRを使用し、光線波長450nmと650nmの面内位相差Reを測定し、下記式から、波長分散を測定した。
波長分散=Re(450nm)/Re(650nm)
フィルムを25℃、相対湿度60%の環境下に24時間放置した後に、京都電子工業(株)製カールフィッシャー水分計MKC610で含水率を測定した。
TA Instrument(株)製Q400を用いて、0.1N/mm2の荷重をかけ、温度25から160℃に、5℃/minで昇温し、寸法が変位する温度を測定した。
本願で作成したフィルムを、後述した銀メッシュ方式の透明導電性フィルムを作成する工程に通した際に、発生したシワ故障を4段階で評価した。
A:シワなく工程を通すことができた。
B:シワが一部発生したが、品質に影響がなかった。
C:シワが一部発生し、一部品質に影響を与えた。
D:シワが発生し、品質を悪化させた。
PVAとヨウ素からなる偏光子の片側に、作成したフィルムを、偏光子の吸収軸とフィルムの配向主軸が垂直、または、並行になるように貼り付け、その反対の面にTACフィルム(富士フィルム(株)社製、厚み80μm)を貼り付けて偏光板を作成した。得られた偏光板を、青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色LEDを光源(日亜化学、NSPW500CS)とする液晶表示装置の出射光側にポリエステルフィルムが視認側になるように設置した。この液晶表示装置は、液晶セルの入射光側に2枚のTACフィルムを偏光子保護フィルムとする偏光板を有する。液晶表示装置の偏光板の正面、及び斜め方向から目視観察し、虹ムラの発生する視野角(パネル正面を0°)について測定した。
本願で作成した透明導電性フィルムに、後述する透明導電層を形成し、タッチパネルに組み込んで、25℃、相対湿度60%及び60℃、相対湿度90%の環境下に24hr放置し、2つの環境での、タッチパネルの応答性の差を下記4段階で評価した。
A:タッチパネルの動作に差異が見られない。
B:タッチパネルの動作にわずかに差異が見られる部分があるが、実用上問題ない。
C:タッチパネルの、特に額縁部で、タッチパネルの動作に差異が見られる。
D:タッチパネルの全面で、タッチパネルの動作に差異が見られる。
小池らの公知文献(Japanese Journal of Applied Physics 50 (2011) 042602)によれば、フィルムのリタデーションが大きく、波長分散が大きいと、虹ムラの改良効果が大きいことが述べられている。しかし、本発明のフィルムは、実施例1とRe、Rthが同じで、波長分散が小さいにも関わらず、視野角特性が広いことが分かる。また、耐熱性も高く、含水率も低いため、比較例1に比べて、タッチパネルの応答性の湿度変化が少なく、下塗り層・導電層を形成するための塗布工程におけるシワの発生も問題にならない。
実施例2〜6では、フィルムの厚みを変えることで、Re、Rthを変化させている。実施例2〜6では、視野角特性が広く、塗布工程におけるシワの発生も問題になっていない。特に実施例2〜4では、タッチパネルの応答性の湿度変化が少なく良好であることがわかる。
実施例7、8では、シンジオタクチックポリスチレン以外の負の複屈折性樹脂を用いて、本発明の効果を確認した。この場合も広い視野角特性が得られており、塗布工程におけるシワの発生及びタッチパネルの応答性の湿度変化についても、ある程度良化されている。
以上より、本発明のフィルムは、従来のフィルムに比べて、視野角特性が広く、透明導電フィルムの支持体に用いた場合に、良好な性能が得られることが分かった。
<下塗り層塗布>
上記のように製膜した、実施例及び比較例の光学フィルムの片面に、コロナ処理を行った後、第一下塗り層、第ニ下塗り層を塗設した。第一下塗り層、第ニ下塗り層の組成および塗布方法は、特開2010−256908の段落[0117]〜[0120]に記載の通りとした。
上記下塗り層の上に、下記ハロゲン化銀感光材料を塗設し透明導電性フィルムを作成した。
水媒体中のAg150gに対してゼラチン10.0gを含む、球相当径平均0.1μmの沃臭塩化銀粒子(I=0.2モル%、Br=40モル%)を含有する乳剤を調製した。なお、この乳剤中にはK3Rh2Br9及びK2IrCl6を濃度が10-7(モル/モル銀)になるように添加し、臭化銀粒子にRhイオンとIrイオンをドープした。この乳剤にNa2PdCl4を添加し、さらに塩化金酸とチオ硫酸ナトリウムを用いて金硫黄増感を行った後、ゼラチン硬膜剤と共に、銀の塗布量が10g/m2となるように、透明樹脂フィルムの上記下塗り層上に塗布した。この際、Ag:ゼラチンの体積比は2:1とした。
露光のパターンは、特許4820451号の図1に示すパターンに準じて形成した。小格子18の配列ピッチPsを200μmとし、中格子20a〜hの配列ピッチPmを2×Psとした。また、小格子18の導電部の厚みを2μmとし、幅を10μmとした。露光は上記パターンのフォトマスクを介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光した。
また、特許4820451の図5に準じても導電パターンを形成したが、下記評価結果は図1の場合と同様の結果が得られた。
現像液1Lの処方は下記の通りである。
ハイドロキノン 20 g
亜硫酸ナトリウム 50 g
炭酸カリウム 40 g
エチレンジアミン・四酢酸 2 g
臭化カリウム 3 g
ポリエチレングリコール2000 1 g
水酸化カリウム 4 g
pHは10.3に調整した。
チオ硫酸アンモニウム液(75%) 300 ml
亜硫酸アンモニウム・1水塩 25 g
1,3−ジアミノプロパン・四酢酸 8 g
酢酸 5 g
アンモニア水(27%) 1 g
pHは6.2に調整した。
上述した透明導電性フィルムを用いて特開2009−176608の段落[0073]〜[0075]の記載に従い、タッチパネルを作成した。本発明のフィルムは、靭性に優れ、色味変化が小さい、良好な性能を有することを確認した。
本発明のフィルムを用いて、発明協会公開技報(公技番号2001−1745)の実施例47に従い低反射フィルムを作製したところ、良好な光学性能が得られた。
Claims (11)
- 偏光子を有する表示装置に用いられる光学フィルムであって、
Re=1000〜30000nmであり、Rth=−30000〜−1000nmであることを特徴とする光学フィルム。 - 前記光学フィルムの厚みが、10〜500μmであることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムの、25℃、相対湿度60%における平衡含水率は0.1wt%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムの荷重たわみ温度が、105℃以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムが、ポリスチレン系フィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム。
- 前記ポリスチレン系フィルムが、結晶性のポリスチレンを含むことを特徴とする請求項5に記載のフィルム。
- 前記ポリスチレン系フィルムが、シンジオタクチック構造を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の光学フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムと、偏光子とを有することを特徴とする偏光板。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムと、導電層を有することを特徴とする透明導電性フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムを用いた表面保護フィルム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学フィルムを用いた液晶表示装置。
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