JP2017203984A - 光学フィルム、及びこれを用いたフレキシブルデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ポリイミド系高分子等を含む光学フィルムに関して、吸湿特性、及び高い透明性（Ｈａｚｅ＜１）、少ない着色（ＹＩ＜５）、及び十分な紫外線吸収能の点で改善を図ること。
【解決手段】ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと、紫外線吸収剤とを含有する光学フィルムであって、当該光学フィルムの３８０ｎｍにおける光線透過率が５％以下であり、かつ当該光学フィルムの４２０ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である光学フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学フィルム、及びこれを用いたフレキシブルデバイス部材に関する。

一般に、液晶及び偏光フィルムのような紫外線により劣化し易い部材を保護するために、ディスプレイなどのデバイスには、紫外線吸収剤を含有するフィルム等が保護フィルム又は前面板等の光学フィルムとして設けられる（特許文献１、２、３）。

一方、ガラスを代替するフレキシブルデバイスの透明部材として、ポリイミドフィルムの使用が検討されている（特許文献４，５）。保護フィルムとして従来用いられてきたトリアセチルセルロースフィルムと比べ、ポリイミドフィルムは吸湿性に優れる傾向がある。また、ノルボルネン系フィルムと比べ、屈曲性及び強度に優れる傾向がある。

特開２００２−３５０６４４号公報 特開２００７−２１７６６７号公報 特開２０１０−０８３９８０号公報 特開２０１４−１３３８８７号公報 国際公開第２０１４／０５１０５０号

しかし、ポリイミド系高分子又はポリアミド等を含有する光学フィルムに関しては、吸湿特性等の更なる改善が必要であり、また、高い透明性（Ｈａｚｅ＜１）、少ない着色（ＹＩ＜５）、及び十分な紫外線吸収能の全ての点で満足できる性能を達成することが、従来困難であった。

そこで、本発明の一側面の目的は、ポリイミド系高分子等を含む光学フィルムに関して、吸湿特性、高い透明性（Ｈａｚｅ＜１）、少ない着色（ＹＩ＜５）、及び十分な紫外線吸収能の点で改善を図ることにある。

本発明の一側面は、ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと、紫外線吸収剤とを含有する以下の光学フィルム及びフレキシブルデバイスに関する。
[１] ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと、紫外線吸収剤とを含有する光学フィルムであって、当該光学フィルムの３８０ｎｍにおける光線透過率が５％以下であり、かつ当該光学フィルムの４２０ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である光学フィルム。
[２] 当該光学フィルムの３９０ｎｍにおける光線透過率が３２％以下である[１]に記載の光学フィルム。
[３] 当該光学フィルムの３９０ｎｍにおける光線透過率が３０％以下である［２］に記載の光学フィルム。
[４] 前記ポリイミド系高分子が極性溶媒に可溶なポリイミドであり、光学フィルムの黄色度が５以下である、[１]〜[３]のいずれか一項]に記載の光学フィルム。
[５] 前記紫外線吸収剤が、２５℃のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１００ｇに対して１．０ｇ以上溶解する化合物である、[１]〜[４]のいずれか一項に記載の光学フィルム。
[６] 前記紫外線吸収剤の３８０ｎｍにおけるモル吸光係数が、４００ｎｍにおけるモル吸光係数の５倍以上である、[１]〜[５]のいずれか一項に記載の光学フィルム。
[７] 前記紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール誘導体及び１，３，５−トリフェニルトリアジン誘導体からなる群より選ばれる１種類以上の化合物を含む、[１]〜［６］のいずれか一項に記載の光学フィルム。
[８] 前記紫外線吸収剤が式（Ｉ）で表される化合物、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール（2-［2-Hydroxy-3-（3,4, 5, 6-tetrahydrophthalimidomethyl）-5-methylphenyl］benzotriazole）、２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール]（2,2'-Methylenebis[6-(2H-benzotriazole-2-yl)-4-tert-octylphenol]）、メチル３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネートとＰＥＧ３００との反応生成物（Reaction products of methyl 3-(3-(2H-benzotriazole-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate / PEG 300）及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種類以上の化合物を含む、［７］に記載の光学フィルム。

［式（Ｉ）中、Ｘは水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のアルコキシ基であり、Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ^１及びＲ^２のうち少なくともいずれか一方は炭素数１〜２０の炭化水素基である。
式（ＩＩ）中、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３及びＹ^４は、互いに独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、Ｒ^３は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、１個の酸素原子を含む炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は炭素数１〜１２のアルキルケトオキシ基で置換されている炭素数１〜４のアルコキシ基である。］
[９] 平均一次粒子径が１０〜１００ｎｍであるシリカ粒子を、当該光学フィルムの質量に対して１０質量％以上６０質量％以下の含有量で更に含む、[１]〜[８]のいずれか一項に記載の光学フィルム。
[１０] フレキシブルデバイス部材の前面板に用いられる、[１]〜[９]のいずれか一項に記載の光学フィルム。
[１１] [１]〜[１０]のいずれか一項に記載の光学フィルムを備えるフレキシブルデバイス。

本発明の一側面によれば、吸湿特性が向上し、高い透明性を有し、着色が少なく、且つ、紫外線を十分に吸収する、フレキシブルデバイス部材の前面板等に用いられるポリイミド系高分子を含む光学フィルムが提供され得る。

以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本明細書において、ポリイミドとは、イミド基を含む繰返し構造単位を含有する重合体であり、ポリアミドとは、アミド基を含む繰返し構造単位を含有する重合体である。ポリイミド系高分子とは、ポリイミドと、イミド基及びアミド基の両方を含む繰返し構造単位を含有する重合体とを示す。イミド基及びアミド基の両方を含む繰返し構造単位を含有する重合体の例としては、ポリアミドイミドが挙げられる。

一実施形態に係る光学フィルムは、ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと、紫外線吸収剤とを含有する単層の透明樹脂フィルムである。光学フィルムの全光線透過率が９０％以上であることが好ましい。

一実施形態に係る光学フィルムの光線透過率は、３８０ｎｍにおいて５％以下、４２０ｎｍにおいて８０％以上である。このようなフィルムを用いることにより、黄色度が少なく視認性に優れるとともに、デバイスの内部の構成部材を紫外線から十分に保護することができる。同様の観点から、光学フィルムの光線透過率は、３８０ｎｍにおいて４％以下であることが好ましい。該光学フィルムの３９０ｎｍにおける光線透過率は、好ましくは３２％以下であり、より好ましくは３０％以下であり、さらに好ましくは２０％以下であり、とりわけ好ましくは１５％以下である。

一般に、紫外線吸収剤を含有する透明樹脂フィルムであっても、３８０ｎｍ及び４２０ｎｍにおける光線透過率が同時に上記のような特定の範囲にあることは少ない。しかし、紫外線吸収剤を、３８０ｎｍの光に対する高い吸収性能と４００ｎｍ及び４２０ｎｍの光に対する高い透過性を有するものであって、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃということがある）に対する溶解性を考慮して選択することにより、上記のような吸収特性を有する透明樹脂フィルムを光学フィルムとして得ることができる。

光学フィルムの黄色度は、通常、５以下であり、好ましくは４以下であり、より好ましくは３以下である。光学フィルムの黄色度は、通常は０．５以上である。このような低い黄色度を有するフィルムは、フレキシブルデバイスの高い視認性に寄与することができる。

以上のように、本実施形態に係る光学フィルムは、紫外線吸収剤を、３８０ｎｍと４２０ｎｍとにおける光線透過率が特定の範囲となるような量で含有することにより、吸湿特性が向上し、高い透明性を維持しながら、着色が少なく、且つ、紫外線を十分に吸収する光学フィルムを得ることができる。

上記光学フィルムを他の層と組み合わせて積層フィルムとしてもよい。この場合、積層フィルム全体として上記のような光吸収特性を有していることが好ましい。

紫外線吸収剤は、２５℃のＤＭＡｃ１００ｇに対して１．０ｇ以上溶解する、言い換えると２５℃のＤＭＡｃに対する溶解度が１．０ｇ／１００ｇ以上である化合物であることが好ましい。紫外線吸収剤の溶解度は、ＤＭＡｃ等の溶剤に対して、好ましくは５ｇ／１００ｇ以上であり、さらに好ましくは１０ｇ／１００ｇ以上である。紫外線吸収剤の溶解度の上限に制限は無く、例えば１００ｇ／１００ｇであってもよい。ＤＭＡｃに対して高い溶解性を有する紫外線吸収剤は、ポリイミド系高分子及びポリアミドとも均一化しやすいため、光学フィルム中で、フィルムの高い透明性を維持しながら、吸湿特性の向上（即ち吸水率の抑制）、その紫外線吸収能を発揮することができる。

吸湿特性向上の理由は定かではないが、次のように推測される。ポリイミド系高分子及びポリアミドはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに対して高い溶解性を示す。したがって、特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに対する溶解度が高い紫外線吸収剤は、ポリイミド系高分子及びポリアミドとも均一化しやすいために、光学フィルムの透明性を維持しながら紫外線吸収剤による紫外線吸収作用を十分に発揮するとともに、水分等を排除することができると推測される。その結果、吸湿特性が向上し、高い透明性を維持しながら、着色が少なく、且つ、紫外線を十分に吸収する光学フィルムが得られると考えられる。

紫外線吸収剤は、上記のようなＤＭＡｃに対する溶解度を有するとともに、光学フィルムの光線透過率を、３８０ｎｍにおいて５％以下で、４２０ｎｍにおいて８０％以上とすることができるような光吸収特性を有する化合物から選択することができる。

このような観点から紫外線吸収剤として選択される化合物は好ましくは、３８０ｎｍおよび４００ｎｍのモル吸光係数ε_３８０およびε_４００が、ε_４００／ε_３８０≧５を満たす化合物である。紫外線吸収剤として選択される化合物は、さらに好ましくはε_４００／ε_３８０≧１０、ことさら好ましくはε_４００／ε_３８０≧２０を満たす化合物である。

該紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール誘導体（ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤）、１，３，５−トリフェニルトリアジン誘導体等のトリアジン誘導体（トリアジン系紫外線吸収剤）、ベンゾフェノン誘導体（ベンゾフェノン系紫外線吸収剤）、及びサリシレート誘導体（サリシレート系紫外線吸収剤）が挙げられ、これらからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびトリアジン系紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましく、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤がより好ましい。

本発明の好ましい態様の一つとして紫外線吸収剤は、ポリイミド系高分子（特にポリイミド及びポリアミドイミド）を含有する光学フィルムにおいては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が用いられることが好ましい。その具体例としては、式（Ｉ）で表される化合物、住友化学（株）製の商品名：Ｓｕｍｉｓｏｒｂ（登録商標）２５０（２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミド−メトジイル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール（2-［2-Hydroxy-3-（3,4, 5, 6-tetrahydrophthalimidomethyl）-5-methylphenyl］）benzotriazole）、ＢＡＳＦジャパン（株）製の商品名：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３６０（２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール]（2,2'-Methylenebis[6-(2H-benzotriazole-2-yl)-4-tert-octylphenol]））及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）２１３（メチル３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネートとＰＥＧ３００との反応生成物（Reaction products of methyl 3-(3-(2H-benzotriazole-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate / PEG 300））が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、住友化学（株）製の商品名：Ｓｕｍｉｓｏｒｂ２００（２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（2-（2-Hydroxy-5-methylphenyl）benzotriazole））、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３００（２−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（2-（3-tert-butyl-2-Hydroxy-5-methylphenyl）-5-chlorobenzotriazole））、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３４０（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール（2-（2-Hydroxy-5-tert-octylphenyl）benzotriazole））、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３５０（２−（２−ヒドロキシ３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール（2-(2-Hydroxy-3, 5-di-tert-pentylphenyl)benzotriazole））、及びＢＡＳＦジャパン（株）製の商品名：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３２７（２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole））、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）５７１（２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾ−２−イル）−６−ドデシル−４−メチル−フェノール（2-(2H-benzotriazo-2-yl)-6-dodecyl-4-methyl-Phennol））及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）２３４（２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール（2-(2H-Benzotriazole-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol））及びＡＤＥＫＡ（株）の製品名：ＬＡ３１（２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］（2,2'-Methylenebis[6-(2H-benzotriazole-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol]））が挙げられる。紫外線吸収剤は、好ましくは、式（Ｉ）で表される化合物及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）２１３（メチル３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネートとＰＥＧ３００との反応生成物（Reaction products of methyl 3-(3-(2H-benzotriazole-2-yl)-5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate / PEG 300））であり、より好ましくは住友化学（株）製の商品名：Ｓｕｍｉｓｏｒｂ２００（２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３００（２−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３４０（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３５０（２−（２−ヒドロキシ３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、（株）ＡＤＥＫＡの製品名：ＬＡ３１（２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］）及びＢＡＳＦジャパン（株）製の商品名：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）３２７（２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール）及びＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）５７１（２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾ−２−イル）−６−ドデシル−４−メチル−フェノール）であり、最も好ましくは住友化学（株）製の商品名：Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３４０（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３５０（２−（２−ヒドロキシ３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、及び（株）ＡＤＥＫＡの製品名：ＬＡ３１（２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］）である。

式（Ｉ）中、Ｘは水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のアルコキシ基であり、Ｒ^１及びＲ^２は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ^１又はＲ^２のうち少なくともいずれか一方は炭素数１〜２０の炭化水素基である。

Ｘにおける炭素数１〜５のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル記、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、２−メチル−ブチル基、３−メチルブチル基、２−エチル−プロピル基等が挙げられる。
Ｘにおける炭素数１〜５のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、２−メチル−ブトキシ基、３−メチルブトキシ基、２−エチル−プロポキシ基等が挙げられる。
Ｘは、好ましくは水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子、フッ素原子又は塩素原子である。

Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ^１又はＲ^２のうち少なくともいずれか一方は炭化水素基である。Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ炭化水素基である場合、好ましくは炭素数１〜１２の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数１〜８の炭化水素基である。具体的にはメチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基及びｔｅｒｔ−オクチル基が例示される。

別の好ましい一態様に係る紫外線吸収剤は、ポリイミド系高分子（特にポリイミド及びポリアミドイミド）を含有する光学フィルムにおいて、トリアジン系紫外線吸収剤が用いられる。トリアジン系紫外線吸収剤としては、式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。その具体例としては、（株）ＡＤＥＫＡの製品名：ＬＡ４６（２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［２−（２−エチルヘキサノイロキシ）エトキシ］フェノール（2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazine-2-yl)-5-[2-(2-ethylhexanoyloxy)ethoxy]phenol））、ＢＡＳＦジャパン（株）製の商品名：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４００（２−［４−［２−ヒドロキシ−３−トリデシロキシプロピル］オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（2-[4-[2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl]oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine）、２−［４−［２−ヒドロキシ−３−ジデシロキシプロピル］オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（2-[4-[2-hydroxy-3-didecyloxypropyl]oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine））、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４０５（２−［４（２−ヒドロキシ−３−（２’−エチル）ヘキシル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（2-[4-[(2-hydroxy-3-(2'-ethyl)hexyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine））、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４６０（２，４−ビス（２−ヒドロキシ−４−ブチロキシフェニル）−６−（２，４−ビス−ブチロキシフェニル）−１，３，５−トリアジン（2,4-Bis(2-hydroxy-4-butyloxyphenyl)-6-(2,4-bis-butyloxyphenyl)-1,3,5-triazine））、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）４７９(構造非公開、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤)、及びケミプロ化成（株）の製品名：ＫＥＭＩＳＯＲＢ（登録商標）１０２（２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（ｎ−オクチロキシ）フェノール（2-[4,6-Bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine-2-yl]-5-(n-octyloxy)phenol））等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。式（ＩＩ）で表される化合物は、好ましくは、ＬＡ４６（２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［２−（２−エチルヘキサノイロキシ）エトキシ］フェノール）である。

式（ＩＩ）中、Ｙ^１〜Ｙ^４は、互いに独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、好ましくは水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子である。

式（ＩＩ）中、Ｒ^３は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、含まれる酸素原子が１つである炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は炭素数１〜１２のアルキルケトオキシ基で置換されている炭素数１〜４のアルコキシ基であり、好ましくは１個の酸素原子を含む炭素数１〜１２のアルコキシ基又は炭素数８〜１２のアルキルケトオキシ基で置換されている炭素数２〜４のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数８〜１２のアルキルケトオキシ基で置換されている炭素数２〜４のアルコキシ基である。

Ｙ^１〜Ｙ^４としての炭素数1〜２０のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−へプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−ウンデシル基が挙げられる。

かかる化合物を紫外線吸収剤として使用する場合、光学フィルムにおける紫外線吸収剤の含有量を調整することで、所定の光吸収特性が得られる。好適な添加量の水準は用いる紫外線吸収剤の３８０ｎｍのモル吸光係数：ε_３８０［Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ］を用いて下記数１によって算出される値を基準に、決定することができる。

ｘ：ポリイミド系高分子、ポリアミド及び無機材料の合計量１００質量部に対する紫外線吸収剤の質量部数
ｄ：紫外線吸収剤以外の成分からなるフィルムの比重［ｇ／ｃｍ^３］
ｗ：紫外線吸収剤の分子量
Ｌ：膜厚［μｍ］
Ｔ_ｐｓ：紫外線吸収剤以外の成分からなるフィルムの比重の３８０ｎｍの光線透過率［％］
Ｔ_ｐｓＵ：紫外線吸収剤を含む光学フィルムの３８０ｎｍの光線透過率の目標値［％］

フィルムの特性を大きく損なう懸念を抑制できる観点からは、紫外線吸収剤の添加量を抑制できることが好ましい。そのため、紫外線吸収剤として用いられる化合物として好ましくは、３８０ｎｍのモル吸光係数が１０００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以上の化合物である。さらに好ましくは１５００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以上、よりさらに好ましくは２０００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以上の化合物である。

一方、吸水率を抑制するために適切な添加量の紫外線吸収剤を加えてもＹＩ値の過度の上昇を抑制するためには、紫外線吸収剤の４００ｎｍの吸収係数が著しく高くないことが重要である。紫外線吸収剤として用いられる化合物は、好ましくは４００ｎｍのモル吸光係数が２０００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以下の化合物であり、より好ましくは１０００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以下の化合物であり、さらに好ましくは５００Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以下の化合物であり、最も好ましくは２５０Ｌ／ｍｏｌ・ｃｍ以下の化合物である。

紫外線吸収剤は、更に、耐熱性の観点を考慮して選択することができる。紫外線吸収剤が高い耐熱性を有することで、ポリイミド系高分子及びポリアミドが本来有する高い耐熱性を十分効果的に利用することができる。係る観点から、紫外線吸収剤の１％重量減少温度が、１８０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましい。１％重量減少温度は、熱重量分析により測定することができる。

本実施形態に係る光学フィルムに含まれるポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つは、光学フィルムを形成するために、通常、用いられる極性溶媒に可溶である。ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む光学フィルムの形成には、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶剤、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒を用いることができるが、これらの溶媒の中でも、アミド系溶剤又はラクトン系溶媒が好ましい。これら溶媒は単独で又は２種以上混合して用いてもよい。これら溶媒に対してポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つを溶解させて得た溶液に、前記の紫外線吸収剤を溶解させることで、光学フィルムを形成するためのワニスを得ることができる。

本実施形態に係るポリイミド系高分子は、後述するテトラカルボン酸化合物とジアミン化合物とを主な原料として製造することができ、式（１０）で表される繰り返し構造単位を有する。ここで、Ｇは４価の有機基であり、Ａは２価の有機基である。ポリイミド系高分子は、Ｇ及び／又はＡが異なる、２種類以上の式（１０）で表される構造を含んでいてもよい。本実施形態に係るポリイミド系高分子は、ポリイミド系高分子を含むフィルムの各種物性を著しく損なわない範囲で、式（１１）〜式（１３）で表される構造単位を含んでいてもよい。

Ｇ及びＧ^１は４価の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数１〜８の炭化水素基で置換されていてもよい、炭素数４〜４０の有機基である。Ｇ又Ｇ１の有機基として、式（２０）〜式（２９）で表される基及び炭素数６以下の４価の鎖式炭化水素基が例示される。式中の＊は結合手を表し、Ｚは、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＦ_３）_２−、−Ａｒ−、−ＳＯ_２−、−ＣＯ−、−Ｏ−Ａｒ−Ｏ−、−Ａｒ−Ｏ−Ａｒ−、−Ａｒ−ＣＨ_２−Ａｒ−、−Ａｒ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−Ａｒ−又は−Ａｒ−ＳＯ_２−Ａｒ−を表す。Ａｒはフッ素原子で置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリーレン基を表し、具体例としてはフェニレン基、ナフチレン基、フルオレン環を有する基が挙げられる。得られるフィルムの黄色度を抑制しやすいことから、式（２０）〜式（２７）で表される基が好ましい。

Ｇ^２は３価の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数１〜８の炭化水素基で置換されていてもよい、炭素数４〜４０の有機基である。Ｇ^２の有機基として、式（２０）〜式（２９）で表される基の結合手のいずれか１つが水素原子に置き換わった基及び炭素数６以下の３価の鎖式炭化水素基が例示される。

Ｇ^３は２価の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数１〜８の炭化水素基で置換されていてもよい、炭素数４〜４０の有機基である。Ｇ^３の有機基として、式（２０）〜式（２９）で表される基の結合手のうち、隣接しない２つが水素原子に置き換わった基及び炭素数６以下の２価の鎖式炭化水素基が例示される。

Ａ、Ａ^１、Ａ^２、及びＡ^３はいずれも２価の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数１〜８の炭化水素基で置換されていてもよい、炭素数４〜４０の有機基である。Ａ、Ａ^１、Ａ^２、及びＡ^３の有機基として、式（３０）〜式（３８）で表される基；それらがメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基；及び炭素数６以下の鎖式炭化水素基が例示される。式中の＊は結合手を表し、Ｚ^１、Ｚ^２及びＺ^３は、互いに独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ（ＣＨ_３）−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＦ_３）_２−、−ＳＯ_２−又は−ＣＯ−を表す。１つの例は、Ｚ^１及びＺ^３が−Ｏ−であり、かつ、Ｚ^２が−ＣＨ_２−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＦ_３）_２−又は−ＳＯ_２−である。Ｚ^１とＺ^２、及び、Ｚ^２とＺ^３は、それぞれ、各環に対してメタ位又はパラ位であることが好ましい。

本実施形態に係るポリアミドは、式（１３）で表される繰り返し構造単位を主とする重合体である。好ましい例及び具体例は、ポリイミド系高分子におけるＧ^３及びＡ^３と同じである。ポリアミドは、Ｇ^３及び／又はＡ^３が異なる、２種類以上の式（１３）で表される構造を含んでいてもよい。

ポリイミド系高分子は、例えば、ジアミンとテトラカルボン酸化合物（テトラカルボン酸二無水物等）との重縮合によって得られ、例えば特開２００６−１９９９４５号公報又は特開２００８−１６３１０７号公報に記載されている方法にしたがって合成することができる。ポリイミド系高分子の市販品としては、三菱瓦斯化学（株）製ネオプリムなどを挙げることができる。

ポリイミド系高分子の合成に用いられるテトラカルボン酸化合物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸化合物及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸化合物が挙げられる。テトラカルボン酸化合物は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。テトラカルボン酸化合物は、二無水物の他、酸クロライド化合物等のテトラカルボン酸化合物類縁体であってもよい。

芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシフェニル）プロパン二無水物、４，４’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、１，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−（ｐ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、４，４’−（ｍ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物及び２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられ、好ましくは４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシフェニル）プロパン二無水物、４，４’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、１，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−（ｐ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物及び４，４’−（ｍ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、環式又は非環式の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは、脂環式炭化水素構造を有するテトラカルボン酸二無水物であり、その具体例としては、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等のシクロアルカンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル３，３’−４，４’−テトラカルボン酸二無水物及びこれらの位置異性体が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ペンタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記テトラカルボン酸二無水物の中でも、高透明性及び低着色性の観点から、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物及び４，４’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物が好ましい。

本実施形態に係るポリイミド系高分子は、ポリイミド系高分子を含むフィルムの各種物性を著しく損なわない範囲で、上記のポリイミド系高分子の合成に用いられるテトラカルボン酸の無水物に加えて、テトラカルボン酸、トリカルボン酸及びジカルボン酸並びにそれらの無水物及び誘導体を更にジアミンと反応させて得られたものであってもよい。

トリカルボン酸化合物としては、芳香族トリカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物、酸無水物等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。具体例としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸の無水物；２，３，６−ナフタレントリカルボン酸−２，３−無水物；フタル酸無水物と安息香酸とが単結合、−Ｏ−、−ＣＨ_２−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＦ_３）_２−、−ＳＯ_２−もしくはフェニレン基で連結された化合物が挙げられる。

ジカルボン酸化合物としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物、酸無水物等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。具体例としては、テレフタル酸；イソフタル酸；ナフタレンジカルボン酸；４，４’−ビフェニルジカルボン酸；３，３’−ビフェニルジカルボン酸；炭素数８以下である鎖式炭化水素、のジカルボン酸化合物及び２つの安息香酸が単結合、−Ｏ−、−ＣＨ_２−、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−Ｃ（ＣＦ_３）_２−、−ＳＯ_２−もしくはフェニレン基で連結された化合物が挙げられる。

ポリイミド系高分子の合成に用いられるジアミンとしては、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン又はそれらの混合物でもよい。なお、本実施形態において「芳香族ジアミン」とは、アミノ基が芳香環に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に脂肪族基又はその他の置換基を含んでいてもよい。芳香環は単環でも縮合環でもよく、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環及びフルオレン環等が例示されるが、これらに限定されるわけではない。これらの中でも、好ましくはベンゼン環である。「脂肪族ジアミン」とは、アミノ基が脂肪族基に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に芳香環又はその他の置換基を含んでいてもよい。

脂肪族ジアミンとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン等の非環式脂肪族ジアミン及び１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ノルボルナンジアミン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の環式脂肪族ジアミン等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

芳香族ジアミンとしては、例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−トルエンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン等の、芳香環を１つ有する芳香族ジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２’−ジメチルベンジジン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノ−３−クロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノ−３−フルオロフェニル）フルオレン等の、芳香環を２つ以上有する芳香族ジアミンが挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記ジアミンの中でも、高透明性及び低着色性の観点からは、ビフェニル構造を有する芳香族ジアミンからなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。２，２’−ジメチルベンジジン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテルからなる群から選ばれる１種以上を用いることがさらに好ましく、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジンを用いることがよりさらに好ましい。

式（１０）〜式（１３）で表される繰り返し構造単位を少なくとも１種含む重合体であるポリイミド系高分子及びポリアミドは、ジアミンと、テトラカルボン酸化合物（酸クロライド化合物、テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸化合物類縁体）、トリカルボン酸化合物（酸クロライド化合物、トリカルボン酸無水物等のトリカルボン酸化合物類縁体）及びジカルボン酸化合物（酸クロライド化合物等のジカルボン酸化合物類縁体）からなる群に含まれる少なくとも１種類の化合物との重縮合生成物である縮合型高分子である。出発原料としては、これらに加えて、さらにジカルボン酸化合物（酸クロライド化合物等の類縁体を含む）を用いることもある。式（１１）で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン類及びテトラカルボン酸化合物から誘導される。式（１２）で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン及びトリカルボン酸化合物から誘導される。式（１３）で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン及びジカルボン酸化合物から誘導される。ジアミン及びテトラカルボン酸化合物の具体例は、上述のとおりである。

本実施形態に係るポリイミド系高分子及びポリアミドは、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が１０，０００〜５００，０００であり、好ましくは５０，０００〜５００，０００であり、さらに好ましくは１００，０００〜４００，０００である。ポリイミド系高分子及びポリアミドの重量平均分子量が過度に小さいと、フィルム化した際の耐屈曲性が低下する傾向がある。ポリイミド系高分子及びポリアミドの重量平均分子量が大きいほどフィルム化した際に高い耐屈曲性を発現しやすい傾向がある。ポリイミド系高分子及びポリアミドの重量平均分子量が大きすぎると、ワニスの粘度が高くなり、加工性が低下する傾向がある。

ポリイミド系高分子及びポリアミドが含フッ素置換基を含むことにより、光学フィルムの弾性率が向上するとともに、ＹＩ値が低減される傾向がある。光学フィルムの弾性率が高いと、キズ及びシワ等の発生が抑制される傾向がある。光学フィルムの透明性の観点から、ポリイミド系高分子及びポリアミドは、含フッ素置換基を有することが好ましい。含フッ素置換基の具体例としては、フルオロ基及びトリフルオロメチル基が挙げられる。

ポリイミド系高分子及びポリアミドにおけるフッ素原子の含有量は、ポリイミド系高分子又はポリアミドの質量を基準として、好ましくは１質量％以上４０質量％以下であり、さらに好ましくは５質量％以上４０質量％以下である。

本実施形態に係る光学フィルムは、前記のポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つに加えて、無機粒子等の無機材料を更に含有していてもよい。

無機材料として好ましくは、シリカ粒子、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）等の４級アルコキシシラン等のケイ素化合物が挙げられ、ワニス安定性の観点から、シリカ粒子が好ましい。

本実施形態に係るシリカ粒子は、有機溶剤等にシリカ粒子を分散しているシリカゾルであっても、気相法で製造したシリカ粒子粉末であってもよい。ハンドリングが容易であることからシリカゾルが好ましい。

光学フィルムは、平均一次粒子径が１０〜１００ｎｍのシリカ粒子を、ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと前記シリカ粒子とを含む光学フィルムの質量に対して、１０質量％以上６０質量％以下の含有量で含んでいてもよい。光学フィルム中のシリカ粒子の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察で求めることができる。光学フィルムを形成する前のシリカ粒子の粒度分布は、市販のレーザー回折式粒度分布計により求めることができる。

本実施形態に係る光学フィルムにおいて、無機材料の含有量は、光学フィルムの質量に対して０質量％以上９０質量％以下であり、好ましくは１０質量％以上６０質量％以下であり、さらに好ましくは２０質量％以上５０質量％以下である。ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つとケイ素材料に代表される無機材料との配合比が上記の範囲内であると、光学フィルムの透明性及び機械的強度を両立させやすい傾向がある。

本実施形態に係る光学フィルムは、以上説明した成分に加えて、更に添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、離型剤、安定剤、ブルーイング剤などの着色剤、難燃剤、滑剤、及びレベリング剤が挙げられる。

本実施形態に係る光学フィルムの厚さは、光学フィルムが適用されるフレキシブルデバイス等の用途に応じて適宜調整されるが、通常１０μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１５μｍ〜２００μｍであり、さらに好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。このような構成の光学フィルムは、耐久性と屈曲性とが両立する傾向がある。

本実施形態に係る光学フィルムに、ハードコート層、粘着層、色相調整層などの機能層を付加した積層フィルムを形成することもできる。

本実施形態に係る光学フィルムはフレキシブルデバイス部材の前面板などに好適に用いることができる。適用可能なフレキシブルデバイスは、表示装置に限られない。例えば、光電変換素子が形成された基板と、基板表面に設けられた前面板とを有する太陽電池にも本実施形態に係るフィルムを前面板として採用できる。この場合、太陽電池が全体として優れた耐屈曲性を有することができる。
本実施形態に係る光学フィルムを備えるフレキシブルデバイスは、透明で着色が少なく、紫外線を効率的に吸収するとともに、吸湿特性が向上した光学フィルムによって偏光板等の内部の構成部材を適切に保護できるため、視認性が優れるとともに、高い耐光性を有することができる。

次に、本実施形態の光学フィルムの製造方法の一例を説明する。

本実施形態に係る光学フィルムの作成に用いるワニスは、例えば、ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つを含有する溶液と、前記紫外線吸収剤、前記溶媒ならびに必要に応じて用いられる前記添加剤及び／又は前記無機材料（シリカ粒子等）を混合、攪拌することにより調製することができる。ポリイミド系高分子等を含有する溶液は、前記の原料の反応によってポリイミド系高分子等を生成させた反応液であってもよいし、購入したポリイミド系高分子等の溶液、又は、購入した固体のポリイミド系高分子等の溶液であってもよい。

次いで、調整したワニスを、例えばロール・ツー・ロール又はバッチ方式により基材に塗布して塗膜を形成する。その塗膜を乾燥してフィルムを形成させた後、基材からフィルムを剥離することによって、本実施形態に係る光学フィルムが得られる。基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材、ＳＵＳベルト、又はガラス基材であってもよい。

塗膜の乾燥、及び／又はベーキングのために、塗膜を加熱してもよい。塗膜を、温度５０〜３５０℃にて、適宜、不活性雰囲気又は減圧の条件下で加熱して、ワニスに含まれる溶媒を蒸発させることで、光学フィルムを得ることができる。溶媒は、除去されることが好ましい。

本実施形態に係る光学フィルムは、フレキシブルデバイスを構成する前面板等の部材として特に有用である。フレキシブルデバイスの部材として、光学フィルム自体を用いてもよいし、光学フィルム以外の他の層を更に備えた積層フィルムを用いてもよい。例えば、光学フィルムの一方又は両方の主面上に積層された機能層が設けられてもよい。

機能層は、光学フィルムにさらに機能（性能）を付与するための層であり、表面硬度、粘着性及び色相調整などが挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

１．紫外線吸収剤
以下の紫外線吸収剤を準備した。
・Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３４０（商品名、住友化学（株）製、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール）
・Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３５０（商品名、住友化学（株）製、２−（２−ヒドロキシ−３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール）
・ＬＡ３１（商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製、２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］）
・ＬＡ４６（商品名、（株）ＡＤＥＫＡ製、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［２−（２−エチルヘキサノイロキシ）エトキシ］フェノール）
表１に、各紫外線吸収剤の、ＤＭＡｃに対する２５℃での溶解性及び、３６０〜４２０ｎｍにおける２０ｍｇ／Ｌトルエン溶液でのモル吸光係数を示す。
＜Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３４０、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３５０＞
測定装置：ＵＶ−３６００（（株）島津製作所製）
測定濃度：２０ｍｇ／Ｌ
溶媒：トルエン
＜ＬＡ３１、ＬＡ４６＞
測定装置：Ｖ６７０（（株）日本分光（株）製）
測定濃度：２０ｍｇ／Ｌ
溶媒：トルエン

２．ポリイミドおよびポリアミドイミド（ポリイミド系高分子）
樹脂Ａ：４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物（以下、６ＦＤＡと略すことがある）および２，２’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノジフェニル（以下、ＴＦＭＢと略すことがある）の共重合体であるポリイミド
樹脂Ｂ：可溶性ポリイミド（河村産業（株）製「ＫＰＩ−ＭＸ３００Ｆ」）
樹脂Ｃ：テレフタロイルクロリド（以下、ＴＰＣと略すことがある）、６ＦＤＡ、４，４’−オキシビス（ベンゾイルクロリド）（以下、ＯＢＢＣと略すことがある）およびＴＦＭＢの共重合体であるポリアミドイミド

（製造例１）樹脂Ａの製造
窒素雰囲気下、２．００ｇのイソキノリンを反応容器に投入した。次に、反応容器にγ−ブチロラクトン（以下、ＧＢＬと略すことがある。）３７５．００ｇ、ＴＦＭＢ１０４．１２ｇを投入し、撹拌してＴＦＭＢをＧＢＬに完全に溶解させた。さらに６ＦＤＡを１４５．８８ｇ加えた後、撹拌しつつオイルバスで昇温を開始した。加えたＴＦＭＢと６ＦＤＡとのモル比は１．００：０．９９であり、モノマー濃度が４０質量％であった。内温１８０℃まで昇温した後、さらに４時間加熱撹拌を行った。１５５℃まで冷却した後、ＧＢＬを加えて、ポリイミド（樹脂Ａ）の固形分を濃度２４質量％で含むポリイミドワニスを得た。

（製造例２）樹脂Ｃの製造
窒素ガス雰囲気下、撹拌翼を備えた１Ｌセパラブルフラスコに、ＴＦＭＢ５２ｇ（１６２．３８ｍｍｏｌ）およびＤＭＡｃ８４９．２３ｇを加え、室温で撹拌しながらＴＦＭＢをＤＭＡｃに溶解させた。次に、フラスコに６ＦＤＡ１４．４５ｇ（３２．５２ｍｍｏｌ）を添加し、室温で３時間撹拌した。その後、ＯＢＢＣ４．８０ｇ（１６．２６ｍｍｏｌ）、次いでＴＰＣ２３．１１ｇ（１１３．８４ｍｍｏｌ）をフラスコに加え、室温で1時間撹拌した。次いで、フラスコにピリジン９．９８ｇ（１２６．２０ｍｍｏｌ）と無水酢酸１３．２８ｇ（１３０．１０ｍｍｏｌ）とを加え、室温で３０分間撹拌後、オイルバスを用いて７０℃に昇温し、さらに３時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入した。析出した沈殿物を取り出し、メタノールで６時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、１００℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂（樹脂Ｃ）を得た。

３．ポリイミドフィルム又はポリアミドイミドフィルム（光学フィルム）
（実施例１）
製造例１で準備したポリイミドワニスをγ−ブチロラクトンで希釈して濃度１６質量％のポリイミドワニスを調整した。そこにＳｕｍｉｓｏｒｂ ３４０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合した後、３０分間攪拌した。紫外線吸収剤の量は、ポリイミドの１００質量部に対して３質量部とした。

得られたポリイミドワニスをガラス基板に塗布し、５０℃で３０分、１４０℃で１０分の順で加熱することにより塗膜から溶媒を除去して、フィルムを形成した。ガラス基板から剥離したフィルムを金枠に取り付け、これを２１０℃で１時間加熱することで、Ｈａｚｅ０．１％、ＹＩ２．２、厚み８０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（実施例２）
準備したポリイミド（樹脂Ｂ）を濃度１６質量％で含むγ−ブチロラクトン溶液と、濃度３０質量％のシリカ粒子及びγ−ブチロラクトンを含む分散液と、アミノ基を有するアルコキシシランのジメチルアセトアミド溶液と、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３５０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液とを混合した。その後、３０分間攪拌してポリイミドとシリカ粒子との質量比が６：４であるワニスを調整した。紫外線吸収剤の量を、ポリイミドとシリカ粒子の合計量１００質量部に対して３質量部とした。

得られたポリイミドワニスを実施例１と同様に製膜して、Ｈａｚｅ０．６％、ＹＩ３．４、厚み５０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（実施例３）
準備したポリイミド（樹脂Ｂ）を濃度１６質量％で含むγ−ブチロラクトン溶液に、ＬＡ３１（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合し、３０分間攪拌して、ポリイミドワニスを得た。紫外線吸収剤の量を、ポリイミドとシリカ粒子の合計量１００質量部に対して１質量部とした。

得られたポリイミドワニスを実施例１と同様に製膜して、Ｈａｚｅ０．１％、ＹＩ２．０、厚み８０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（実施例４）
準備したポリイミド（樹脂Ｂ）を濃度１６質量％で含むγ−ブチロラクトン溶液に、ＬＡ４６（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合し、３０分間攪拌して、ポリイミドワニスを得た。紫外線吸収剤の量を、ポリイミドとシリカ粒子の合計量１００質量部に対して３質量部とした。

得られたポリイミドワニスを実施例１と同様に製膜して、Ｈａｚｅ ０．１％、ＹＩ１．８、厚み８０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（実施例５）
製造例２で準備したポリアミドイミドワニスをγ−ブチロラクトンで希釈して濃度１６質量％のポリアミドイミドワニスを調整した。そこにＳｕｍｉｓｏｒｂ ３４０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合した後、３０分間攪拌して、ポリアミドイミドワニスを得た。紫外線吸収剤の量は、ポリアミドイミドの１００質量部に対して５質量部とした。

得られたポリアミドイミドワニスを実施例１と同様に製膜して、Ｈａｚｅ０．３％、ＹＩ２．０、厚み５０μｍのポリアミドイミドフィルムを得た。

（比較例１）
Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３４０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合しないことの他は実施例１と同様にして、Ｈａｚｅ０．２％、ＹＩ２．２、厚み８０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（比較例２）
Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３５０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合しないことの他は実施例２と同様にして、Ｈａｚｅ０．３％、ＹＩ２．９、厚み５０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（比較例３）
ＬＡ４６（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合しないことの他は実施例４と同様にして、Ｈａｚｅ０．１％、ＹＩ１．５、厚み８０μｍのポリイミドフィルムを得た。

（比較例４）
Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３４０（紫外線吸収剤）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を混合しないことの他は実施例５と同様にして、Ｈａｚｅ０．２％、ＹＩ１．７、厚み５０μｍのポリアミドイミドフィルムを得た。

（評価）
ヘイズ
光学フィルム（ポリイミドフィルム又はポリアミドイミドフィルム）を、全自動直読ヘーズコンピューター（スガ試験機（株）製、ＨＧＭ−２ＤＰ）のサンプルホルダーにセットして、光学フィルムのヘイズを測定した。Ｈａｚｅ＜１を良好、Ｈａｚｅ≧１を不良として表２中に結果を示した。

黄色度（ＹＩ値）
光学フィルム（ポリイミドフィルム又はポリアミドイミドフィルム）の黄色度（Ｙｅｌｌｏｗ Ｉｎｄｅｘ：ＹＩ値）を、日本分光（株）製の紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−６７０を用いて測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、光学フィルムをサンプルホルダーにセットして、３００ｎｍ〜８００ｎｍの光に対する透過率測定を行い、３刺激値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を求めた。ＹＩ値を、下記の式に基づいて算出した。ＹＩ＜５を良好、ＹＩ≧５を不良と判定して表２中に結果を示した。
ＹＩ値＝１００×（１．２７６９Ｘ−１．０５９２Ｚ）／Ｙ

光線透過率
日本分光（株）製の紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−６７０を用い、光学フィルムの３００ｎｍ〜８００ｎｍの光に対する透過率を測定した。測定結果から、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、及び４２０ｎｍにおける光線透過率Ｔｒ（％）を読み取った。

吸水率
温湿度を制御したＡＩＲ雰囲気下で光学フィルム（ポリイミドフィルム又はポリアミドイミドフィルム）の試料重量を計測し、加湿前の重量からの変化量に基づいて、重量変化率を吸水率として求めた。測定には、セイコー電子工業（株）製の熱分析装置（ＴＧ／ＤＴＡ６２００）高温高湿度対応仕様を用いた。天秤ビームに試料皿を２つ設置し、一方の試料皿へ試験片（約１５ｍｍ×１５ｍｍ）をセットした。試料温度は試料温度制御用循環恒温槽で調整し、調湿は温水循環炉内に乾燥空気を１００ｍＬ／分で流通して行った。温湿度を２５℃０％ＲＨ（加湿なしの状態）、２５℃５０％ＲＨ、６０℃９０％ＲＨ、８５℃８５％ＲＨと変化させて、各温湿度条件で試料重量が安定するまで静置した後、試料重量を計測した。下記の式より吸水率（重量変化）％を算出した。
吸水量（ｍｇ）＝各温湿度での試料重量（ｍｇ）−加湿なしの状態の試料重量（ｍｇ）
吸水率（％）＝吸水量（ｍｇ）÷加湿なしの状態の試料重量（ｍｇ）×１００
上記式より、吸水率１として２５℃５０％ＲＨでの吸水率、吸水率２として６０℃９０％ＲＨでの吸水率、吸水率３として８５℃８５％ＲＨでの吸水率を求めた。更に、下記の式より吸水係数を算出した。
吸水係数＝（吸水率１＋吸水率２＋吸水率３）／（紫外線吸収剤を含まないフィルムの吸水率１＋紫外線吸収剤を含まないフィルムの吸水率２＋紫外線吸収剤を含まないフィルムの吸水率３）

表２に示されるように、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに対して比較的高い溶解性を有する紫外線吸収剤（Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３４０（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ３５０（２−（２−ヒドロキシ−３、５−ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール）、ＬＡ４６（２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［２−（２−エチルヘキサノイロキシ）エトキシ］フェノール）またはＬＡ３１（２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］）を、３８０ｎｍ及び４２０ｎｍにおける光線透過率を特定の範囲となるような量で配合することにより、高い透明性（Ｈａｚｅ＜１）を維持しながら、着色が弱く（ＹＩ＜５）、且つ、紫外線を十分に吸収する光学フィルムが得られることが確認された。また、フィルムの吸水率が低下することが認められ、この点からもフレキシブルデバイス部材の前面板等に用いられる光学フィルムとして適していることが確認された。

Claims (11)

1. ポリイミド系高分子及びポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つと、紫外線吸収剤とを含有する光学フィルムであって、当該光学フィルムの３８０ｎｍにおける光線透過率が５％以下であり、かつ当該光学フィルムの４２０ｎｍにおける光線透過率が８０％以上である光学フィルム。
2. 当該光学フィルムの３９０ｎｍにおける光線透過率が３２％以下である請求項１に記載の光学フィルム。
3. 当該光学フィルムの３９０ｎｍにおける光線透過率が３０％以下である請求項２に記載の光学フィルム。
4. 前記ポリイミド系高分子が極性溶媒に可溶なポリイミドであり、当該光学フィルムの黄色度が５以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学フィルム。
5. 前記紫外線吸収剤が、２５℃のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１００ｇに対して１．０ｇ以上溶解する化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学フィルム。
6. 前記紫外線吸収剤の３８０ｎｍにおけるモル吸光係数が、４００ｎｍにおけるモル吸光係数の５倍以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学フィルム。
7. 前記紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール誘導体及び１，３，５−トリフェニルトリアジン誘導体からなる群より選ばれる１種類以上の化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学フィルム。
8. 前記紫外線吸収剤が、式（Ｉ）で表される化合物、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロフタルイミドメチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス［６−（ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール]、メチル３−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネートとＰＥＧ３００との反応生成物及び式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選ばれる１種類以上の化合物を含む、請求項７に記載の光学フィルム。
   

   

   
   ［式（Ｉ）中、Ｘは水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のアルコキシ基であり、Ｒ^１及びＲ^２は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜２０の炭化水素基であり、Ｒ^１及びＲ^２のうち少なくともいずれか一方は炭素数１〜２０の炭化水素基である。
   式（ＩＩ）中、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３及びＹ^４は、互いに独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、Ｒ^３は水素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、１個の酸素原子を含む炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は炭素数１〜１２のアルキルケトオキシ基で置換されている炭素数１〜４のアルコキシ基である。］
9. 平均一次粒子径が１０〜１００ｎｍであるシリカ粒子を、当該光学フィルムの質量に対して１０質量％以上６０質量％以下の含有量で更に含有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学フィルム。
10. フレキシブルデバイス部材の前面板に用いられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学フィルム。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学フィルムを備えるフレキシブルデバイス。