JP2018060180A - 光学フィルム及び光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルデバイスにおける端面ＥＦからの光抜けの抑制が可能な光学フィルム、及び、これを用いたデバイスを提供する。【解決手段】本発明の光学フィルムは、ポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムであって、光学フィルムの端部ＥＰが着色されている。端部ＥＰは、マンセル表色系において、２ＹＲ〜３Ｙの色相を有する、又は、無彩色であることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルム及び光学フィルムの製造方法に関する。

スマートフォン、タブレットＰＣ等のディスプレイを有するデバイスにおいては、ディスプレイの狭額縁化が求められるなかで、フィルム端部周辺における光路の設計が重要になっている。端部に白色系の部材を用いることで反射光を利用したり、黒色部材を用いることで不要な光を吸収したりすることが可能であり、例えば、表示装置に用いる面照明では枠体の部材の色を設計することによる輝度増加や輝度ムラ低減が提案されている（特許文献１参照）。

フレキシブルデバイスにおいては、前面板として透明樹脂フィルムが検討されている。
たとえば、前面板として、ポリイミド系高分子を含むフィルムの使用が検討されている（特許文献２参照）。

特開平０９−５７４０号公報 特開２０１６−９３９９２号公報

フレキシブルデバイスにおいても、ディスプレイ端部の輝度ムラ、端部付近から光が抜けることによる効率低下、不要な光が外部に漏れてデザイン性が低下することなどが生じないように設計する必要がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので有り、フレキシブルデバイスにおける端面からの光抜けの抑制が可能な光学フィルム、及び、これを用いたフレキシブルデバイスを提供することを目的とする。

本発明に係る光学フィルムは、ポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムであって、前記光学フィルムの端部が着色されている。

本発明によれば、端部の着色により端面を介して光が内部から外部に抜ける光抜けが抑制される。そのため、枠体の部材によらず、端部から外部に抜ける光を抑制できる。

ここで、前記端部の着色は、マンセル表色系において、白色の背景上で２ＹＲ〜３Ｙの色相を有する、又は、無彩色であってもよい。

また、前記端部の着色は、マンセル表色系において、白色の背景上で３ＹＲ〜１０ＹＲの色相を有することができる。

また、厚みが２０〜１００μｍであることができる。

本発明はまた、レーザー照射によって端部を着色する、光学フィルムの製造方法に関する。この製造方法において、光学フィルムは、ポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムであることができる。

本発明に係るフレキシブルデバイス用前面板は、上記のいずれかの光学フィルムを有する。

本発明に係るフレキシブルデバイスは、フレキシブル機能層と、上記のいずれかの光学フィルムと、を有する。

本発明によれば、フレキシブルデバイスにおける端面からの光抜けの抑制が可能な光学フィルム、及び、これを用いたフレキシブルデバイスが提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る光学フィルムの１例を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るフレキシブルディスプレイの１例を示す斜視図である。

本実施形態に係る光学フィルム１０は、ポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムであって、図１に示すように、この光学フィルム１０の端部ＥＰが着色されている。
端部ＥＰとは、光学フィルム１０の端面ＥＦに沿う部分である。光学フィルム１０の表面に対して垂直な方向から見て、端部ＥＰの幅Ｗは、１０〜５００μｍとすることができる。全ての端面ＥＦに沿う環状の端部ＥＰの全体が着色されていることもできるが、環状の端部ＥＰの一部（たとえば、一つの端面ＥＦに沿う部分）のみが着色されていても良い。

着色は、マンセル表色系において表現される。着色しているとは、フィルムを白色（マンセル表色系でＮ９）の背景色に置いた場合にも、薄緑色（マンセル表色系で１０ＧＹ８／６）の背景色においた場合にも、端部ＥＰがマンセル表色系において実質的に同じ色と判定されることをいう。実質的に同じ色と判定されるとは、色相の違いが５以内、（例えば、背景色が白のときに色相が７ＹＲと判定された端部について、背景色が薄緑色で２ＹＲ〜１０ＹＲまたは１Ｙ〜２Ｙと判定された場合）かつ、彩度及び明度の違いがともに２以内であることをいう。

より好ましくは、色相の違いが３以内、彩度及び明度の違いがそれぞれ１以内であり、全て同じ値と判定されると最も好ましい。

一方、着色されていない従来の透明ポリイミド系フィルムの端部ＥＰは、一定以上の透過率を有するため、背景色に依存して互いに異なる色に判定される。具体的には、白色背景の場合のマンセル評価値と薄緑色背景の場合のマンセル評価値とで、（ａ）色相が６以上異なる、（ｂ）彩度が３以上異なる及び（ｃ）明度が３以上異なる、の内の少なくとも１つを満たす場合は無着色となる。

着色は、有彩色（彩度が０を超える）であってもよく、無彩色Ｎ（彩度が０）であってもよい。

好ましい色相は、マンセル表色系において、白色の背景上で、２ＹＲ〜３Ｙ又は無彩色（Ｎ）である。より好ましい色相は、３ＹＲ〜１０ＹＲである。このような端部の着色は、レーザー切断により容易に得られるので好ましい。

端部ＥＰの色を目立たせない観点から、これらの範囲内で、適宜、色相、彩度及び明度を調節して、光学フィルム１０のまわりに配置される部材と似た色にできる。

端部ＥＰの色のマンセル表色系における評価は、マンセル表色系の色見本と端部ＥＰの色とを比較することにより行える。光学フィルム１０の端部ＥＰの色の観察は、端部ＥＰを、光学フィルム１０の表面に垂直な方向から観察することにより行う。端部ＥＰを観察する際は顕微鏡で観察する。フィルムを白（マンセル表色系でＮ９）の背景色に置いて色見本と比較してマンセル表色系における色相、彩度、及び、明度を判定し、次に、薄緑色（マンセル表色系で１０ＧＹ８／６）の背景色に置いて色見本と比較してマンセル表色系における色相、彩度、及び、明度を判定し、いずれの背景色でも端部ＥＰが実質的に同じ色、すなわち、色相の差が５以内、かつ、彩度、及び、明度の差が２以内に判定される箇所を有する場合にフィルムが着色していると判定する。

上記の光学フィルム１０は、屈折率が通常、１．４５〜１．７であり、好ましくは１．５〜１．６６である。

光学フィルム１０の厚さは、フレキシブルデバイスの種類等に応じて適宜調整されるが、通常、１０〜５００μｍであり、１５〜２００μｍであることが好ましく、２０〜１００μｍであることがより好ましい。

光学フィルム１０は、ＪＩＳ Ｋ ７１０５：１９８１に準拠した全光線透過率は、通常、８５％以上であり、好ましくは９０％以上である。

光学フィルム１０は、ＪＩＳ Ｋ ７１０５：１９８１に準拠したＨａｚｅが１以下であることができ、０．９以下であることもできる。

なお、屈折率、全光線透過率、及び、Ｈａｚｅは、光学フィルムの厚み方向において測定する値である。

光学フィルム１０の大きさは、使用されるフレキシブルデバイスの大きさに応じて適宜調節することが出来る。また、光学フィルム１０の形状も、矩形に限らず、楕円、台形、円形等、フレキシブルデバイスに合わせて適宜調節できる。

（フィルムの材質）
（透明樹脂）
上記光学フィルムは、ポリイミド系高分子などの透明樹脂を含む。

（ポリイミド系高分子）
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、ポリイミド並びに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を示す。

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。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。
また、本実施形態に係るポリイミド系高分子は、得られるポリイミド系高分子フィルムの各種物性を損なわない範囲で、式（１１）〜式（１３）のいずれか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、式（１０）で表される繰り返し構造単位が、ポリイミド系高分子の主な構造単位であると、フィルムの強度及び透明性の観点で好ましい。式（１０）で表される繰り返し構造単位は、ポリイミド系高分子の全繰り返し構造単位に対し、好ましくは４０モル％以上であり、より好ましくは５０モル％以上であり、さらに好ましくは７０モル％以上であり、殊更好ましくは９０モル％以上であり、殊更さらに好ましくは９８モル％以上である。式（１０）で表される繰り返し構造単位は、１００モル％であってもよい。

Ｇ及びＧ^１は４価の有機基であり、好ましくは炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、式（２０）〜式（２９）で表される基並びに４価の炭素数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、Ｇ及びＧ^１は、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、好ましくは炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、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並びに３価の炭素数６以下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、好ましくは炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、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以下の鎖式炭化水素基が例示される。

Ａ、Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３はいずれも２価の有機基であり、好ましくは炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、式（３０）〜式（３８）で表される基；それらがメチル基、フルオロ基、クロロ基もしくはトリフルオロメチル基で置換された基並びに炭素数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、それぞれ独立して、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。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。ポリイミドの市販品としては、三菱ガス化学（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。

なお、本実施形態に係るポリイミド系高分子は、得られるポリイミド系高分子フィルムの各種物性を損なわない範囲で、上記のポリイミド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反応させ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、−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、−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。また「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や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）ベンジジンが含まれることがよりさらに好ましい。

式（１０）〜式（１３）のいずれか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の標準ポリスチレン換算重量平均分子量は、通常、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が、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は、含フッ素置換基を含むことにより、フィルム化した際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。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。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において、ポリイミド系高分子の含有量は、４０質量％以上であり、好ましくは５０質量％以上であり、さらに好ましくは６０質量％以上である。

（無機粒子）
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／又はポリアミドに加えて、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。

シリカ粒子の平均一次粒子径は、好ましくは１０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは２０〜８０ｎｍである。シリカ粒子の平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であると透明性が向上する傾向がある。シリカ粒子の平均一次粒子径が１０ｎｍ以上であると、シリカ粒子の凝集力が弱まるために取り扱い易くなる傾向がある。

本実施形態に係るシリカ微粒子は、有機溶剤等にシリカ粒子を分散させたシリカゾルであっても、気相法で製造したシリカ微粒子粉末を用いてもよいが、ハンドリングが容易であることからシリカゾルであることが好ましい。

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、無機材料は、０質量％以上９０質量％以下である。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と無機材料（ケイ素材料）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。

（紫外線吸収剤）
光学フィルムは、１種又は２種以上の紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤は、樹脂材料の分野で紫外線吸収剤として通常用いられているものから、適宜選択することができる。紫外線吸収剤は、４００ｎｍ以下の波長の光を吸収する化合物を含んでいてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、及びトリアジン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が挙げられる。
なお、本明細書において、「系化合物」とは、当該「系化合物」が付される化合物の誘導体を指す。例えば、「ベンゾフェノン系化合物」とは、母体骨格としてのベンゾフェノンと、ベンゾフェノンに結合している置換基とを有する化合物を指す。

（他の添加剤）
光学フィルムは、透明性及び屈曲性を損なわない範囲で、更に他の添加剤を含有していてもよい。他の成分としては、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、増粘剤及びレベリング剤等が挙げられる。

樹脂成分及び無機材料以外の成分は、光学フィルムの質量に対して、０％以上２０質量％以下であることが好ましい。さらに好ましくは０％超１０質量％以下である。

（製造方法）
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、前記テトラカルボン酸化合物、前記ジアミン及び前記のその他の原料から選択して反応させて得られる、ポリイミド系高分子及び／又はポリアミドの反応液、前記溶媒並びに必要に応じて用いられる前記紫外線吸収剤及び前記その他添加剤を混合、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の反応液に変えて、購入したポリイミド系高分子等の溶液や、購入した固体のポリイミド系高分子等の溶液を用いてもよい。

次いで、公知のロール・ツー・ロールやバッチ方式により、樹脂基材、ステンテレス鋼ベルト、又はガラス基材上に、上記の液を塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥して、基材から剥離することによって、ポリイミド系高分子を含有するフィルムを得る。剥離後に更にフィルムの乾燥を行ってもよい。

塗膜の乾燥は、温度５０〜３５０℃にて、溶媒を蒸発させることにより行う。大気下、不活性雰囲気下、あるいは減圧下の条件で乾燥を行ってもよい。

樹脂基材の例としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。
耐熱性に優れた樹脂が好ましい。特に、ＰＥＴ基材がフィルムとの密着性及びコストの観点で好ましい。

続いて、フィルムの端部ＥＰを着色する。着色は、たとえば、端部ＥＰを染料で染色することにより行える。

たとえば、端部ＥＰに染料溶液を塗布すれば端部の染色が可能である。染料には特に限定は無い。染料溶液における染料の配合や、濃度等の調整により、着色の態様を容易にコントロールできる。

また、端部ＥＰの着色は、レーザーを照射することによっても行える。好適なレーザーはＣＯ_２レーザーである。具体的には、フィルム原反を所望の大きさにＣＯ_２レーザーで切断することにより、端面ＥＦに沿って着色された端部ＥＰが形成される。レーザー照射による端部ＥＰの着色の原理は不明であるが、フィルム中の成分、たとえば、ポリイミド系化合物の変性が寄与していると考えられる。
レーザーを用いる場合、レーザー照射部の切断を行うことも可能であるので、フィルムの切り出し加工と同時に端部の着色を行うことができ、工程を簡便にすることができる。

レーザーによる着色を制御する方法として、ポリイミドの構造を変える方法、レーザーの出力を制御する方法などが挙げられる。例えば、主鎖の一部に脂肪族系の構造を含むポリイミドであれば、着色の明度が高くなりやすい傾向がある。全芳香族系のポリイミドの場合、端部の着色の明度が低くなりやすい傾向がある。レーザー出力を低くすると、着色の明度が高くなる傾向があるので、レーザー出力を高くすると着色の明度をより低くさせることができる。
なお、全芳香族系のポリイミドとは、上記の（１０）〜（１３）式の各構造式においてＧ及びＡの両方とも芳香族基を有するポリイミドを言う。

（用途）
このような光学フィルムは、フレキシブルデバイスの前面板として好適に使用することができる。本実施形態に係るフレキシブルデバイスは、フレキシブル機能層と、フレキシブル機能層に重ねられて前面板として機能する上記の光学フィルムとを有する。すなわち、フレキシブルデバイスの前面板は、フレキシブル機能層の上の視認側に配置される。この前面板は、フレキシブル機能層を保護する機能を有する。

フレキシブルデバイスの例としては、画像表示装置（フレキシブルディスプレイ、電子ペーパーなど）、太陽電池などが挙げられる。たとえば、ディスプレイ機能層、太陽電池機能層がフレキシブル機能層となる。

フレキシブルディスプレイの１例を図２に示す。このフレキシブルディスプレイ１００、表面側（視認側）から順に、前面板１１０／偏光板保護フィルム１２０Ｂ／偏光子１２０Ａ／偏光板保護フィルム１２０Ｂ／タッチセンサーフィルム１３０／有機ＥＬ素子層１４０／ＴＦＴ基板１５０という構成を有する。フレキシブルディスプレイ１００における前面板１１０以外の層がフレキシブル機能層１９０である。偏光板保護フィルム１２０Ｂ／偏光子１２０Ａ／偏光板保護フィルム１２０Ｂは偏光板１２０を構成する。各層の表面及び各層間に、ハードコート層、粘着層、接着層、位相差層などを含んでもよい。前面板１１０として、上記の光学フィルム１０を使用できる。かかるフレキシブルディスプレイは、タブレットＰＣ、スマートフォン、携帯ゲーム機などの画像表示部として用いることができる。

本実施形態にかかるフレキシブルデバイスによれば、前面板１１０として上記の光学フィルム１０を用いている。光学フィルム１０の端部ＥＰは着色されており、端面ＥＦから外部への光抜けを抑制できる。

端部ＥＰの着色によりフィルム中央を厚み方向に通過する光が散乱して端面から抜ける現象を抑制することが可能となる。着色部分での光の反射、吸収などにより、端面ＥＦに向かう光が減衰され、結果として端部からの光抜けが抑制されると考えられる。

なお、この光学フィルムの表面に、紫外線吸収層、ハードコート層、粘着層、色相調整層、屈折率調整層などの種々の機能層を付加した積層体とすることもできる。

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
市販のポリイミド系高分子溶液（三菱ガス化学（株）製「ネオプリムＣ６Ａ２０」）（ワニス１）を基材にキャストして製膜し５０μｍの厚みのポリイミド系高分子フィルム原反（ポリイミドＡと呼ぶことがある）を得た。フィルム原反の屈折率は１．５６であった。その後、フィルム原反からＣＯ_２レーザーで矩形（１００ｍｍ×１００ｍｍ）の領域を切り出して光学フィルムを得た。
ＣＯ_２レーザー照射は以下の条件であった。
装置：キーエンス社製ＭＬ−Ｚ９５１０Ｔ
波長：９．３μｍ
出力：８０％
加工速度：１５０ｍｍ／秒
フィルムの端部ＥＰは着色していた。白背景及び薄緑色背景上でのフィルムの端部ＥＰのマンセル表色系における色相は５ＹＲ、明度は９、彩度は２であった。

（ワニス２の調製）
三菱ガス化学（株）製ポリイミド系高分子溶液「ネオプリムＣ６Ａ２０」（γ−ブチロラクトン溶媒、２２質量％）、γ−ブチロラクトンに固形分濃度３０質量％のシリカ粒子を分散した溶液、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、及び、水を混合し、３０分間攪拌して高分子溶液を得た（ワニス２）。ここで、シリカとポリイミド系高分子の質量比を３０：７０、アミノ基を有するアルコキシシランの量をシリカ及びポリイミド系高分子の合計１００質量部に対して１．６７部、水をシリカ及びポリイミドの合計１００質量部に対して１０質量部とした。

（実施例２）
ワニス２から高分子フィルム原反（ポリイミドＢと呼ぶことがある）を得た以外は実施例１と同様とした。フィルムの端部ＥＰは着色していた。白背景及び薄緑色背景上でのフィルムの端部ＥＰのマンセル表色系における色相は５ＹＲ、明度は９、彩度は２であった。フィルム原反の屈折率は１．５７であった。

（ワニス３の調製）
ポリイミド系高分子（河村産業（株）製ＫＰＩ−ＭＸ３００Ｆ）をγ−ブチロラクトンに溶解して高分子濃度が１８質量％である高分子溶液（ワニス３）を得た。
（実施例３）
ワニス３を用い、フィルム原反（ポリイミドＣと呼ぶ）の厚みを８０μｍとした点、ＣＯ_２レーザー照射を以下の条件にした点以外は実施例１と同様とした。フィルム原反の屈折率は１．５６であった。
装置：ＣＯＨＥＲＥＮＴ社製Ｅ４００ｉＣＬ
光学系：デジタルスキャナｆθレンズ７０ｍｍ×７０ｍｍ
波長：９．４μｍ
出力：１７Ｗ
加工速度：４００ｍｍ／秒
周波数：６０ｋＨｚ
フィルムの端部ＥＰは着色していた。白背景及び薄緑色背景上でのフィルムの端部ＥＰのマンセル表色系における色相は７．５ＹＲ、明度は２、彩度は４であった。

（比較例１）
フィルム原反から刃物（シェアー刃）で矩形の領域を切り出す以外は実施例２と同様とした。フィルムの端部ＥＰは着色していなかった。白背景及び薄緑色背景上でのマンセル評価値を表１に示す。

（比較例２）
フィルム原反から刃物（シェアー刃）で矩形の領域を切り出す以外は実施例３と同様とした。フィルムの端部ＥＰは着色していなかった。白背景及び薄緑色背景上でのマンセル評価値を表１に示す。

（評価）
端面ＥＦからの光抜けを以下のように評価した。１０ｃｍ角のフィルムをステンレス製の１０ｃｍ角、幅１ｃｍ、厚み１．５ｍｍの２枚のフレームに挟み、クリップでフレームを固定した。レンズを取り外した林時計工業（株）製ＬＡ−ＨＤＦ１５Ｔ（ＬＥＤ光源）を用い、装置の出力を最大にして、暗室にて、フレームの枠の中央部分に光照射を行った。フレームを横から観察し、フレームに挟まれたフィルムの端面ＥＦからの光抜けを観察した。光抜けが観測されたものを×、光抜けが抑制されたものを○と評価した。結果を表１に示す。端部ＥＰに着色のある実施例では比較例に対して端面ＥＦからの光抜けが抑制された。

１０…光学フィルム、１００…フレキシブルディスプレイ。

Claims (8)

1. ポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムであって、前記光学フィルムの端部が着色されている、光学フィルム。
2. 前記端部の着色は、マンセル表色系において、白色の背景上で２ＹＲ〜３Ｙの色相を有する、又は、無彩色である、請求項１記載の光学フィルム。
3. 前記端部の着色は、マンセル表色系において、白色の背景上で３ＹＲ〜１０ＹＲの色相を有する、請求項１記載の光学フィルム。
4. 厚みが２０〜１００μｍである、請求項１〜３のいずれか１項記載の光学フィルム。
5. レーザー照射によって端部を着色する、光学フィルムの製造方法。
6. 光学フィルムがポリイミド系高分子を含む透明な光学フィルムである請求項５記載の光学フィルムの製造方法。
7. 請求項１〜４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用前面板。
8. フレキシブル機能層と、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学フィルムと、を有するフレキシブルデバイス。

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