JP2019195997A - 積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】支持体を透明ポリイミドフィルムから剥離する時に発生する剥離ムラを防止する技術を提供する。【解決手段】本発明は、支持体と、該支持体上に形成されたハードコート層、および該ハードコート層上に剥離可能に積層された透明樹脂フィルムとからなる積層体およびその製造方法を提供する。【選択図】図1
Description
本発明は、積層体およびその製造方法、特に視認性の高い透明ポリイミド系フィルムを製造する際に用いる積層体およびその製造方法に関する。
近年、各種画像表示装置のディスプレイの薄型化、軽量化およびフレキシブル化等に伴い、従来用いられていたガラスに代わる材料として、ポリイミドやポリアミド等の高分子に基づく透明樹脂フィルムが広く利用されている。このような透明樹脂フィルムの製造方法の1つとしてキャスト法(溶液流涎法)が知られている。キャスト法では、一般に、溶媒に溶解させたポリイミド等の高分子を含むワニスを支持体上に塗布して製膜し、支持基材を剥離した後、乾燥により溶媒を除去することによって、樹脂フィルムを連続的に成形することができる(例えば、特許文献1)。
また、透明なポリイミド系フィルムを得る場合、再利用を前提としたSUS等の金属製の支持体を用いることもあるが、支持体の品質管理やコストの面から、使い捨てを前提とした樹脂フィルムからなる支持体を用いることもある。
上述のように、透明ポリイミド系フィルムを樹脂フィルムからなる支持体から剥離する際に、いわゆる剥離ムラや剥離痕とよばれる剥離方向に直交する方向に延びる筋が不定期に発生することがある。透明ポリイミド系フィルムは透明度が高い樹脂フィルムであるので、このような剥離ムラが視認され易い。当然、画像表示装置等に使用される透明ポリイミド系フィルムでは、表面にムラや筋があることは、視認性の悪化や品質低下の原因になるので、避けなければならない。
そこで、本発明者等は、上記のような透明ポリイミド系フィルムを支持体から剥離する時に発生する剥離ムラを防止する技術を見出した。
即ち、本発明は、支持体と、該支持体上に形成されたハードコート層、および該ハードコート層上に剥離可能に積層された透明樹脂フィルムとからなる積層体を提供する。
また、本発明は、a)透明樹脂フィルムを形成するための樹脂組成物を溶媒と混合および撹拌して得られる樹脂ワニスを、ハードコート層を設けた支持体のハードコート層側表面に塗布すること;および
b)塗布された樹脂ワニスを乾燥させることにより溶媒を除去し、ハードコート層上に透明樹脂フィルムの層を形成すること;
を含む上記積層体の製造方法を提供する。
b)塗布された樹脂ワニスを乾燥させることにより溶媒を除去し、ハードコート層上に透明樹脂フィルムの層を形成すること;
を含む上記積層体の製造方法を提供する。
本発明は、以下の態様を含む:
前記ハードコート層と透明フィルムとの密着力が、0.02N/10mm以上である上記の積層体;
前記支持体が、樹脂フィルムである上記の積層体;
前記支持体が、ハードコート層を有するポリエチレンテレフタレートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルムのいずれかである上記の積層体。
前記支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以下である上記の積層体;
前期支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する最大高さ(Rz)が0.1μm以下である上記の積層体;
前記透明樹脂フィルムが、ポリイミド系フィルムである上記の積層体;
前記透明樹脂フィルムが、ヘイズ1%以下、全光線透過率85%以上、イエローインデックス4以下を有するポリイミド系フィルムである上記の積層体;
上記の積層体を巻き取った積層体フィルムロール;
長さが100m以上である、上記の積層体フィルムロール;
上記の積層体から剥離して得られる透明樹脂フィルムを更に溶媒乾燥処理することで得られるウィンドウフィルム基材;
上記のウィンドウフィルム基材の少なくとも一方の面にウィンドウハードコート層を含んでなるウィンドウフィルム;
上記のウィンドウフィルムを含む光学積層体であって、前記ウィンドウフィルムの一方の面に、偏光板およびタッチセンサからなる群から選択される少なくとも1つの層をさらに含む光学積層体;
上記光学積層体を含むフレキシブル表示装置。
前記ハードコート層と透明フィルムとの密着力が、0.02N/10mm以上である上記の積層体;
前記支持体が、樹脂フィルムである上記の積層体;
前記支持体が、ハードコート層を有するポリエチレンテレフタレートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルムのいずれかである上記の積層体。
前記支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以下である上記の積層体;
前期支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する最大高さ(Rz)が0.1μm以下である上記の積層体;
前記透明樹脂フィルムが、ポリイミド系フィルムである上記の積層体;
前記透明樹脂フィルムが、ヘイズ1%以下、全光線透過率85%以上、イエローインデックス4以下を有するポリイミド系フィルムである上記の積層体;
上記の積層体を巻き取った積層体フィルムロール;
長さが100m以上である、上記の積層体フィルムロール;
上記の積層体から剥離して得られる透明樹脂フィルムを更に溶媒乾燥処理することで得られるウィンドウフィルム基材;
上記のウィンドウフィルム基材の少なくとも一方の面にウィンドウハードコート層を含んでなるウィンドウフィルム;
上記のウィンドウフィルムを含む光学積層体であって、前記ウィンドウフィルムの一方の面に、偏光板およびタッチセンサからなる群から選択される少なくとも1つの層をさらに含む光学積層体;
上記光学積層体を含むフレキシブル表示装置。
従来の技術では、支持体は通常樹脂フィルムであるので、透明ポリイミド系フィルムを形成した後支持体を剥離するときに、剥離ムラ(または剥離痕)が発生すると考えられる。本発明では、支持体を、ハードコート層を有する樹脂フィルムにした場合に、剥離ムラが非常に少なくなることを見出した。
本発明では、支持体を、ハードコート層を有する樹脂フィルムに変更するだけで、いわゆる剥離ムラ(または剥離痕)が抑制されるのであり、製造上非常に簡単な手法で透明樹脂フィルムの欠陥を防止することができ、有用性が高く、製造の歩留まりの大きな向上が考えられる。
図1は、本発明の積層体を模式的に示した図であり、図中、1は支持体を示し、2はハードコート層を示し、3は透明樹脂フィルムを示し、4は必要に応じて形成される保護フィルムである。透明樹脂フィルム3は、図2に示す透明樹脂フィルムの塗工工程12で塗工される。図2に示す支持体ロール10は、支持体1とその上に形成されたハードコート層2が一体となって巻回したロールであり、ガイドロール11を介して、塗工工程12に送られる。図2には、ガイドロールを1つだけ記載しているが、実際にはいくつものガイドロールを経て、塗工工程12に送られる。塗工工程12では、透明樹脂フィルムのワニスが支持体1のハードコート層2上に塗工される。透明樹脂フィルムが塗工されたのち、プレ乾燥工程13で乾燥される。プレ乾燥工程13は、透明樹脂フィルム2を支持体から剥離する為に、透明樹脂フィルム2がフィルム形状を維持する程度に乾燥するもので、実際に透明樹脂フィルムを得る時には、本乾燥工程が必要であるが、その工程は図2には、記載していない。プレ乾燥された透明樹脂フィルム3のハードコート層2と反対の面に保護フィルムロール14から巻き出した保護フィルム4を形成して、4層巻回ロール15を形成する。この4層卷回ロール15を別の工程で、支持体1とハードコート層2との組合せと保護フィルム3を剥離して、透明樹脂フィルム3のみにして、乾燥工程に掛けて透明樹脂フィルムを製造する。
(支持体)
本発明の積層体は、図1に示すように、支持体1と、支持体1上に形成されたハードコート層2と、ハードコート層2上に形成された透明樹脂フィルム3と、からなるものである。支持体1にハードコート層2を形成することにより、支持体1とハードコート層2の組合せを透明樹脂フィルム3から剥離する時に、剥離ムラが生じなくなる。
本発明の積層体は、図1に示すように、支持体1と、支持体1上に形成されたハードコート層2と、ハードコート層2上に形成された透明樹脂フィルム3と、からなるものである。支持体1にハードコート層2を形成することにより、支持体1とハードコート層2の組合せを透明樹脂フィルム3から剥離する時に、剥離ムラが生じなくなる。
ここで、「剥離ムラ」または「剥離痕」とは、剥離方向に直交する方向に延びる筋が不定期に繰り返し発生するもので、透明樹脂フィルムの透明性の故に視認され得る欠陥となる。剥離ムラは、積層体から透明樹脂フィルムを剥離する際に、剥離の進行が一定速度でない場合に発生する傾向がある。透明樹脂フィルムと支持体の密着力が低すぎる場合或いは高すぎる場合に剥離の進行が不安定になることで起こる現象と考えられている。この現象により見られる剥離ムラは、ポリイミド系フィルムのような透明度の高いフィルムの場合に、視認されてしまい、欠陥となる。
支持体とハードコート層は、通常支持体と一体化していることが多く、支持体はPETフィルムであることが多く、ハードコート層が支持体の片面に形成されているものが使用される。好ましいハードコート層を有する支持体は、PETフィルムの片側にハードコート層を形成したものである。ハードコート層は、特に限定的ではないが、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系のいずれであってもよい。
本発明に有用なハードコート層を有する支持体は、市販品でも使用できる。例えば、東レ株式会社からタフトップの名前で市販されているハードコートフィルム、(株)きもとからKBフィルムの名前で市販されているハードコートフィルム、および東洋クロス(株)からトークロHCフィルムの名前で市販されているハードコートフィルム等が挙げられる。
本発明の支持体は、表面(透明樹脂フィルムと接触する側、即ちハードコート層側)の算術平均粗さ(Ra)が所定の範囲であることが好ましい。算術平均粗さ(Ra)は接触式粗さ計を用いて測定され、JIS B 0601−2001に準拠する。支持体の表面は、算術平均粗さ(Ra)が好ましくは0.01μm以下、より好ましくは0.008μm以下、さらに好ましくは0.006μm以下である。透明樹脂フィルムに接触する側、即ち表面は、その形状が透明樹脂フィルムの表面に転写するため、支持体の表面の算術平均粗さ(Ra)が小さいほど透明樹脂フィルムの光沢感が得られやすくなり、画像表示装置に配置する場合に好適である。支持体の表面の算術平均粗さ(Ra)の下限値は特に制限されるものではなく、小さいほどよい。
本発明の支持体は、表面の最大高さ(Rz)が所定の範囲であるのが好ましい。最大高さ(Rz)は接触式粗さ計を用いて測定され、JIS B 0601−2001に準拠する。支持体の表面は、最大高さ(Rz)が好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.08μm以下、さらに好ましくは0.05μm以下である。透明樹脂フィルムに接触する側、即ち表面は、その形状が透明樹脂フィルムの表面に転写するため、支持体の表面の最大高さ(Rz)が大きい場合、透明樹脂フィルムの表面の局所的な凹凸高さも大きくなりざらついた表面になる傾向がある。従って、支持体の表面の最大高さ(Rz)は小さいほどよく、特に、画像表示装置に配置する場合に好適である。支持体の表面の最大高さ(Rz)の下限値は特に制限されるものではなく、小さいほどよい。
(透明樹脂フィルム)
本発明の積層体を構成する透明樹脂フィルムは、ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミドからなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂組成物からなる。
本発明の積層体を構成する透明樹脂フィルムは、ポリイミド、ポリアミドおよびポリアミドイミドからなる群から選択される少なくとも1種を含む樹脂組成物からなる。
本明細書において、ポリイミドは、イミド基を含む繰返し構造単位を含有する重合体を表し、ポリアミドイミドは、イミド基を含む繰り返し構造単位とアミド基を含む繰り返し構造単位との両方を含有する重合体を表し、ポリアミドは、アミド基を含む繰返し構造単位を含有する重合体を表す。ポリイミド系高分子は、ポリイミドおよびポリアミドイミドから選ばれるいずれか1つ以上を含む重合体を表す。
本実施形態に係る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を有する。ここで、Gは4価の有機基を表し、Aは2価の有機基を表す。Gおよび/またはAは、異なる2種類以上の式(10)で表される繰り返し構造単位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、得られる透明樹脂フィルムの各種物性を損なわない範囲で、式(11)、式(12)、および式(13)のいずれかで表される繰り返し構造単位のいずれか1つ以上を含んでいてもよい。
ポリイミド系高分子の主な構造単位が式(10)で表される繰り返し構造単位であると、透明樹脂フィルムの強度および透明性の観点で好ましい。本実施形態に係るポリイミド系高分子において、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、さらにより好ましくは90モル%以上であり、とりわけ好ましくは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およびG1は、それぞれ独立に、4価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の4価の有機基を表す。前記有機基は、炭化水素基またはフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基およびフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。GおよびG1としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)または式(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−、−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−または−Ar−SO2−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。得られる透明樹脂フィルムの黄色度を抑制しやすいことから、GおよびG1としては、好ましくは式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)または式(27)で表される基が挙げられる。
G2は3価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の3価の有機基を表す。前記有機基は、炭化水素基またはフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基およびフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。
G2としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)または式(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。式中のZの例は、Gに関する記述におけるZの例と同じである。
G2としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)または式(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。式中のZの例は、Gに関する記述におけるZの例と同じである。
G3は2価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の2価の有機基を表す。前記有機基は、炭化水素基またはフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基およびフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。
G3としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)または式(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および炭素数6以下の2価の鎖式炭化水素基が例示される。式中のZの例は、Gに関する記述におけるZの例と同じである。
G3としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)または式(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および炭素数6以下の2価の鎖式炭化水素基が例示される。式中のZの例は、Gに関する記述におけるZの例と同じである。
A、A1、A2およびA3はいずれも2価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の2価の有機基を表す。前記有機基は、炭化水素基また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く、その場合、炭化水素基およびフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。A、A1、A2およびA3としては、それぞれ式(30)、式(31)、式(32)、式(33)、式(34)、式(35)、式(36)、式(37)または式(38)で表される基;これらがメチル基、フルオロ基、クロロ基またはトリフルオロメチル基の1種類以上で置換された基;および炭素数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、Z1、Z2およびZ3は、それぞれ独立に、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−S−、−SO2−、−CO−または−N(R2)−を表す。ここで、R2はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。ここで、R2はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。Z1とZ2、および、Z2とZ3は、それぞれ、各環に対してメタ位またはパラ位に位置することが好ましい。
本発明において、透明樹脂フィルムを形成する樹脂組成物は、ポリアミドを含んでいてもよい。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。ポリアミドにおけるG3およびA3の好ましい例および具体例は、ポリイミド系高分子におけるG3およびA3の好ましい例および具体例と同じである。前記ポリアミドは、G3および/またはA3が異なる2種類以上の式(13)で表される繰り返し構造単位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ることができ、例えば、特開2006−199945号公報または特開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、三菱瓦斯化学(株)製ネオプリム(登録商標)、河村産業(株)製KPI−MX300F等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およびその無水物、好ましくはその二無水物等の芳香族テトラカルボン酸化合物;および脂肪族テトラカルボン酸およびその無水物、好ましくはその二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸化合物等が挙げられる。テトラカルボン酸化合物は、無水物の他、テトラカルボン酸クロリド化合物等のテトラカルボン酸化合物誘導体であってもよく、これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物および縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、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(6FDAと記載することがある)、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が挙げられる。また、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物が、縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、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る。
これらの中でも、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(6FDA)、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および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、より好ましくは4,4’−オキシジフタル酸二無水物、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、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(6FDA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物および4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、環式また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およびこれらの位置異性体が挙げられる。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。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、これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。また、環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物および非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物を組合せて用いてもよい。
テトラカルボン酸化合物の中でも、透明樹脂フィルムの弾性率、耐屈曲性、および光学特性を向上しやすい観点から、好ましくは前記脂環式テトラカルボン酸二無水物または非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。より好ましい具体例としては、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、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)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(6FDA)が挙げられる。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
本実施形態に係るポリイミド系高分子は、得られる透明樹脂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、トリカルボン酸化合物、ジカルボン酸化合物、それらの無水物およびそれらの誘導体をさら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およびそれらの類縁の酸クロリド化合物、酸無水物等が挙げられ、これらは2種以上を併用してもよい。その具体例としては、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、−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−また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およびそれらの類縁の酸クロリド化合物、酸無水物等が挙げられ、これらは2種以上を併用してもよい。その具体例としては、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および2つの安息香酸骨格が−CH2−、−S−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−、−N(R9)−、−C(=O)−、−SO2−またはフェニレン基で連結された化合物が挙げられる。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。ここで、R9はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
ジカルボン酸化合物としては、好ましくはテレフタル酸;イソフタル酸;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;および2つの安息香酸骨格が−CH2−、−C(=O)−、−O−、−N(R9)−、−SO2−またはフェニレン基で連結された化合物であり、より好ましくは、テレフタル酸;4,4’−ビフェニルジカルボン酸;および2つの安息香酸骨格が−O−、−N(R9)−、−C(=O)−または−SO2−で連結された化合物である。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
テトラカルボン酸化合物、トリカルボン酸化合物およびジカルボン酸化合物の合計に対する、テトラカルボン酸化合物の割合は、好ましくは40モル%以上、より好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上、さらにより好ましくは90モル%以上、とりわけ好ましくは98モル%以上である。
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、芳香族ジアミンまたはそれらの混合物が挙げられる。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また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、アントラセン環およ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が挙げられる。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。
脂肪族ジアミンの具体例としては、ヘキサメチレンジアミン等の非環式脂肪族ジアミンおよび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、これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
芳香族ジアミンの具体例としては、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、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)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMBと記載することがある)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、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る。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
芳香族ジアミンとしては、好ましくは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、3,3’−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、3,3’−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、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)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルであり、より好ましくは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、4,4’−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、ビス〔4−(4−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’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルである。これらは単独または2種以上を組合せて使用できる。
前記ジアミンは、フッ素系置換基を有することもできる。フッ素系置換基としては、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基、および、フルオロ基が挙げられる。
上記ジアミンの中でも、高透明性およ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く、具体例としては2,2’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)および4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル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。ビフェニル構造およびフッ素系置換基を有するジアミンであることがより好ましく、具体例としては2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)を用いることがより好ましい。
ポリイミド系高分子は、ジアミンと、テトラカルボン酸化合物(酸クロリド化合物、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誘導体を含む)との重縮合で形成される、式(10)で表される繰り返し構造単位を含む縮合型高分子である。出発原料としては、これらに加えて、さらにトリカルボン酸化合物(酸クロリド化合物、トリカルボン酸無水物等のトリカルボン酸化合物誘導体を含む)およびジカルボン酸化合物(酸クロリド化合物等の誘導体を含む)を用いることもある。また、ポリアミドは、ジアミンと、ジカルボン酸化合物(酸クロリド化合物等の誘導体を含む)との重縮合で形成される、式(13)で表される繰り返し構造単位を含む縮合型高分子である。
式(10)および式(11)で表される繰り返し構造単位は、通常、ジアミン類およ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、ジアミンおよ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、ジアミンおよびジカルボン酸化合物から誘導される。ジアミン、テトラカルボン酸化合物、トリカルボン酸化合物およびジカルボン酸化合物の具体例は、上述のとおりである。
テトラカルボン酸化合物等の使用量は、ジアミン1.00molに対して、好ましくは0.9mol以上1.1mol以下の範囲であり、この範囲において適宜調節できる。高い耐折性を発現するためには得られるポリイミド系高分子が高分子量であることが好ましいことから、テトラカルボン酸化合物等の使用量は、より好ましくは0.98mol以上1.02mol、さらに好ましくは0.99mol%以上1.01mol%以下である。
また、得られる透明樹脂フィルムの黄色度を抑制する観点から、得られる高分子末端に占めるアミノ基の割合が低いことが好ましく、ジアミン1.00molに対してテトラカルボン酸化合物等の使用量は好ましくは1.00mol以上である。
ジアミンおよびカルボン酸化合物(たとえば、テトラカルボン酸化合物)の分子中のフッ素数を調整して、得られるポリイミド系高分子中のフッ素量を、ポリイミド系高分子の質量を基準として、1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上とすることができる。フッ素の割合が高いほど原料費が高くなる傾向があることから、フッ素量の上限は40質量%以下であることが好ましい。フッ素系置換基は、ジアミンまたはカルボン酸化合物のいずれに存在してもよく、両方に存在してもよい。フッ素系置換基を含むことにより特にYI値が低減される場合がある。
本実施形態に係るポリイミド系高分子は、異なる種類の複数の上記の繰り返し構造単位を含む共重合体でもよい。ポリイミド系高分子の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、通常100,000〜800,000である。ポリイミド系高分子の重量平均分子量が大きいと、成膜した際の屈曲性が向上することから、好ましくは200,000以上、より好ましくは300,000以上、さらに好ましくは350,000以上である。また、適度な濃度および粘度のワニスが得られ、成膜性が向上する傾向があることから、好ましくは750,000以下、より好ましくは600,000以下、さらに好ましくは500,000以下である。異なる重量平均分子量のポリイミド系高分子を2種類以上組合せて用いても良い。さらに物性を損なわない範囲で、他の高分子材料を混合しても良い。
ポリイミド系高分子およびポリアミドは、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を示す。フィルムの弾性率が高いと、キズおよ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およびポリアミドは、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、フルオロ基およ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およびポリイミド系高分子とポリアミドとの混合物におけるフッ素原子の含有量は、それぞれ、ポリイミド系高分子の質量またはポリイミド系高分子の質量とポリアミドの質量との合計を基準として、好ましくは1質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上40質量%以下である。フッ素原子の含有量が1質量%以上であると、フィルム化した際のYI値をより低減し、透明性をより向上することができる傾向がある。フッ素原子の含有量は、40質量%を越えると、ポリイミドの高分子量化が困難になる傾向がある。
本発明において、透明樹脂フィルムを構成する樹脂組成物におけるポリイミド系高分子および/またはポリアミドの含有量は、樹脂組成物の固形分に対して、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、さらにより好ましくは70質量%以上であり、100質量%であってもよい。ポリイミド系高分子および/またはポリアミドの含有量が上記下限値以上であると、透明樹脂フィルムの屈曲性が良好である。なお、固形分とは、樹脂組成物から溶媒を除いた成分の合計量のことをいう。
本発明において、透明樹脂フィルムを形成する樹脂組成物は、上記ポリイミド系高分子および/またはポリアミドに加えて、無機粒子等の無機材料をさらに含有していてもよい。無機材料として、シリカ粒子、チタン粒子、水酸化アルミニウム、ジルコニア粒子、チタン酸バリウム粒子などの無機粒子、また、オルトケイ酸テトラエチル等の4級アルコキシシラン等のケイ素化合物が挙げられる。ワニスの安定性、無機材料の分散性の観点から、好ましくはシリカ粒子、水酸化アルミニウム、ジルコニア粒子、さらに好ましくはシリカ粒子が挙げられる。
無機材料粒子の平均一次粒子径は、好ましくは1〜200nm、より好ましくは3〜100nm、さらに好ましくは5〜50nm、さらにより好ましくは5〜30nmである。シリカ粒子の平均一次粒子径が1nm以上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200nm以下であると、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。
本発明においてシリカ粒子は、有機溶媒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液相法で製造したシリカゾルであることが好ましい。
透明樹脂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。透明樹脂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。
本発明において、樹脂組成物中の無機材料の含有量は、樹脂組成物の固形分に対して、好ましくは0質量%以上90質量%以下、より好ましくは10質量%以上60質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上50質量%以下である。樹脂組成物における無機材料の含有量が上記の範囲内であると、透明樹脂フィルムの透明性および機械的強度を両立させやすい傾向がある。なお、固形分とは、樹脂組成物から溶剤を除いた成分の合計量のことをいう。
透明樹脂フィルムを構成する樹脂組成物は、以上説明した成分に加えて、他の成分をさらに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、光安定剤、ブルーイング剤、難燃剤、滑剤およびレベリング剤が挙げられる。
本発明において樹脂組成物がポリイミド系高分子等の樹脂成分および無機材料以外の他の成分を含む場合、その他の成分の含有量は、透明樹脂フィルムの総質量に対して好ましくは0.01%以上20質量%以下、より好ましくは0.01%以上10質量%以下である。
本発明において透明樹脂フィルムは、例えば、前記テトラカルボン酸化合物、前記ジアミンおよ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および/またはポリアミドの反応液、必要に応じて無機材料およびその他の成分を含む樹脂組成物に、溶媒を加えて混合および撹拌することにより調製される樹脂ワニスから製造することができる。前記樹脂組成物において、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。
樹脂ワニスを調製するために用い得る溶媒、中でも有機溶媒としては、ポリイミド系高分子等の樹脂成分を溶解または分散させ得るものを適宜選択することができる。樹脂成分の溶解性、塗布性および乾燥性等の観点からは、該有機溶媒の沸点は、好ましくは120〜300℃、より好ましくは120〜270℃、さらに好ましくは120〜250℃、特に好ましくは120〜230℃である。そそのような有機溶媒としては、具体的に例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン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;シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸ブチル、酢酸アミル等の酢酸エステル系溶媒;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媒、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などが挙げられる。中でも、ポリイミド系高分子およびポリアミドに対する溶解性に優れることから、N,N−ジメチルアセトアミド(沸点:165℃)、γ−ブチロラクトン(沸点:204℃)、N−メチルピロリドン(沸点:202℃)、酢酸ブチル(沸点:126℃)、シクロペンタノン(沸点:131℃)および酢酸アミル(沸点:149℃)からなる群から選択される溶媒が好ましい。溶媒として、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。なお、2種以上の溶媒を用いる場合には、用いる溶媒の中で最も沸点の高い溶媒の沸点が上記範囲に入るよう溶媒の種類を選択することが好ましい。
溶媒の量は、樹脂ワニスの取り扱いが可能な粘度になるように選択すればよく、特に制限はないが、例えば樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは50〜95質量部、より好ましくは70〜95質量部、さらに好ましくは80〜95質量部である。
本発明の透明樹脂フィルムは、上記樹脂ワニスを支持体上に塗工して、プレ乾燥することにより、得られる。透明樹脂フィルムは、支持体上に剥離可能に積層される。剥離可能であるということは、プレ乾燥で乾燥して、溶媒残っていることを意味する。透明樹脂フィルム中の溶媒の含有量は、透明樹脂フィルムの総質量に対して0.1質量%以上である。本発明のフィルムロールは、透明樹脂フィルムが溶媒を含む場合に保護フィルムとの密着性が上がり、保護フィルムを均一に剥離し難くなることから生じる剥離ムラを抑制するものであり、透明樹脂フィルムが該フィルムの総質量に対して、例えば0.5質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上である場合により高い剥離ムラ抑制効果を得ることができる。透明樹脂フィルム中の溶媒含有量の上限値は、特に限定されるものではないが、通常、透明樹脂フィルムの総質量に対して20質量%以下である。
なお、本発明において、透明樹脂フィルム中の溶媒含有量は、例えば後述の実施例に記載するように、熱重量−示差熱(TG−DTA)測定装置を用いて120℃から250℃にかけての質量減少率(質量%)を測定、算出することができる。
なお、本発明において、透明樹脂フィルム中の溶媒含有量は、例えば後述の実施例に記載するように、熱重量−示差熱(TG−DTA)測定装置を用いて120℃から250℃にかけての質量減少率(質量%)を測定、算出することができる。
本発明において、支持体と樹脂フィルムは剥離可能でなくてはならない。但し、密着力が弱すぎて容易に剥離する場合には、別の問題が発生する。例えば、実際の製膜装置において、積層体搬送中にガイドロール通過時の屈曲部位にて支持体が剥離する恐れがある。
そのため、直径100mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことが好ましく、直径80mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがより好ましく、直径60mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがさらに好ましく、直径40mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがさらにより好ましく、直径20mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがとりわけ好ましい。
そのため、直径100mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことが好ましく、直径80mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがより好ましく、直径60mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがさらに好ましく、直径40mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがさらにより好ましく、直径20mmの円柱状の棒に積層体を180度巻き付けても剥離しないことがとりわけ好ましい。
透明樹脂フィルムの厚さは、透明樹脂フィルムの用途等に応じて適宜決定すればよいが、通常、10〜500μm、好ましくは15〜200μm、より好ましくは20〜130μmである。透明樹脂フィルムの厚さが上記範囲内にあると、透明樹脂フィルムの屈曲性が良好である。
透明樹脂フィルムは、ハードコート層を有する支持体のハードコート層と剥離可能に積層されている。ハードコート層と透明樹脂フィルムとの間には、密着力が存在する。その密着力は好ましくは0.02N/10mm以上、より好ましくは0.08N/10mm以上である。密着力の上限は好ましくは1.0N/10mmである。密着力は、支持体上に幅100mm、長さ250mm以上の透明樹脂フィルムを形成した積層体において、支持体から透明樹脂フィルムを180度剥離した際の平均応力から測定される。密着力の測定には、実際に作製する積層体とは別に前記の幅、長さにて密着力測定用の積層体を形成する。ここで、透明樹脂フィルムは前記の幅、長さが必要であるが、支持体の寸法については、特に指定は無く、前記寸法の透明樹脂フィルムが形成可能な寸法であればよい。密着力が0.02N/10mm以上であると、剥離工程の速度(ライン速度)とは無関係に剥離が進行し難く、剥離の進行を一定に制御することが可能となり、剥離ムラが発生しにくくなり、好ましい。また、密着力が1.0N/10mm以下であると、剥離時に剥離の停止と急激な進行を繰り返すことがなくなり剥離ムラが発生しにくくなり、好ましい。
本発明では、好ましくは、透明樹脂フィルムがヘイズ1.0%以下、全光線透過率85%以上、イエローインデックス(黄色度)3.0%以下である。このような要件を満足すると、透明性が高い良好な樹脂フィルムとして利用できる。ヘイズ、全光線透過率およびイエローインデックス(黄色度)の測定方法は、実施例に詳しく記載されている。ヘイズは、樹脂フィルムの曇りのようなもので、当然少ない方がよく、好ましくは0.7%以下、より好ましくは0.5%以下である。全光線透過率は、フィルムを通過する光線の透過率であり、透明ということは100%に近い方がよく、好ましくは85%以上、より好ましくは87%以上、さらに好ましくは89%以上である。また、イエローインデックスは、黄色度であり、黄色度が無い方が、性能が良く、好ましくは2.5%以下、より好ましくは2.2%以下である。この段落での「透明樹脂フィルム」は、積層体の中での透明樹脂フィルムではなく、支持体や保護フィルムを剥離した後の透明樹脂フィルムである。
(保護フィルム)
本発明の積層体は、上記透明樹脂フィルムに貼合された保護フィルムを含んでもよい。
保護フィルムは、透明樹脂フィルムの支持体の無い面に貼合される。積層体のロール状に巻き取る際に、ブロッキング等の巻き取り性に問題がある場合は、上記に追加して、支持体の透明樹脂フィルムとは反対側の面に保護フィルムを貼合してもよい。透明樹脂フィルムに貼合される保護フィルムは、透明樹脂フィルムの表面を一時的に保護するためのフィルムであり、透明樹脂フィルムの表面を保護できる剥離可能なフィルムである限り特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムおよびアクリル系樹脂フィルムからなる群から選択されることが好ましい。積層体の両面に保護フィルムが貼合されている場合、各面の保護フィルムは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
本発明の積層体は、上記透明樹脂フィルムに貼合された保護フィルムを含んでもよい。
保護フィルムは、透明樹脂フィルムの支持体の無い面に貼合される。積層体のロール状に巻き取る際に、ブロッキング等の巻き取り性に問題がある場合は、上記に追加して、支持体の透明樹脂フィルムとは反対側の面に保護フィルムを貼合してもよい。透明樹脂フィルムに貼合される保護フィルムは、透明樹脂フィルムの表面を一時的に保護するためのフィルムであり、透明樹脂フィルムの表面を保護できる剥離可能なフィルムである限り特に限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムおよびアクリル系樹脂フィルムからなる群から選択されることが好ましい。積層体の両面に保護フィルムが貼合されている場合、各面の保護フィルムは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、通常、10〜100μm、好ましくは10〜80μm、より好ましくは10〜50μmである。積層体の両面に保護フィルムが貼合されている場合、各面の保護フィルムの厚さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
(積層体フィルムロール)
本発明では、上記積層体(支持体、ハードコート層、透明樹脂フィルムおよび必要に応じて保護フィルム)が巻芯にロール状に巻回されたものを積層体フィルムロールとよぶ。
積層体フィルムロールは、連続的に製造において、スペースその他の制約から一旦フィルムロールの形で保管することが多く、積層体フィルムロールもその一つである。積層体フィルムロールの形態では、積層体がより強く巻き締められているので、剥離の進行を安定に制御することが難しくなるが、ハードコート層を有する支持体を用いると、剥離進行の制御が容易になり、積層体フィルムロールで巻き締められても、剥離ムラが生じにくい。
本発明では、上記積層体(支持体、ハードコート層、透明樹脂フィルムおよび必要に応じて保護フィルム)が巻芯にロール状に巻回されたものを積層体フィルムロールとよぶ。
積層体フィルムロールは、連続的に製造において、スペースその他の制約から一旦フィルムロールの形で保管することが多く、積層体フィルムロールもその一つである。積層体フィルムロールの形態では、積層体がより強く巻き締められているので、剥離の進行を安定に制御することが難しくなるが、ハードコート層を有する支持体を用いると、剥離進行の制御が容易になり、積層体フィルムロールで巻き締められても、剥離ムラが生じにくい。
積層体フィルムロールの巻芯を構成する材料としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂等の合成樹脂;アルミニウム等の金属;繊維強化プラスチック(FRP:ガラス繊維等の繊維をプラスチックに含有させて強度を向上させた複合材料)等が挙げられる。巻芯は円筒状または円柱状等の形状をなし、その直径は、例えば80〜170mmである。また、フィルムロールの直径(巻取り後の直径)は、特に限定されるものではないが、通常200〜800mmである。
積層体フィルムロールの長さは、好ましくは100m以上、より好ましくは500m以上、さらに好ましくは1,000m以上、とりわけ好ましくは1,300m以上であり、好ましくは5,000m以下、より好ましくは3,000m以下である。積層体フィルムロールの長さが前記の範囲にあると、製造時のロット切り替え等が比較的容易であり、また、安定的したフィルムの品質を得ることができる。
積層体フィルムロールの幅方向の長さは、光学的均質性を高めやすい観点から、好ましくは20cm以上、より好ましくは30cm以上、さらに好ましくは40cm以上、さらにより好ましくは50cm以上、特に好ましくは60cm以上である。幅方向の長さの上限は、特に限定されないが、例えば200cm以下程度であってよい。
積層体フィルムロールの長さは、好ましくは100m以上、より好ましくは500m以上、さらに好ましくは1,000m以上、とりわけ好ましくは1,300m以上であり、好ましくは5,000m以下、より好ましくは3,000m以下である。積層体フィルムロールの長さが前記の範囲にあると、製造時のロット切り替え等が比較的容易であり、また、安定的したフィルムの品質を得ることができる。
積層体フィルムロールの幅方向の長さは、光学的均質性を高めやすい観点から、好ましくは20cm以上、より好ましくは30cm以上、さらに好ましくは40cm以上、さらにより好ましくは50cm以上、特に好ましくは60cm以上である。幅方向の長さの上限は、特に限定されないが、例えば200cm以下程度であってよい。
(積層体の製造方法)
本発明は、また、上記積層体を製造する方法を提供する。上記積層体の製造方法は、
a)透明樹脂フィルムを形成するための樹脂組成物を溶媒と混合および撹拌して得られる樹脂ワニスを、ハードコート層を有する支持体のハードコート層上に塗布すること;および
b)塗布された樹脂ワニスを乾燥させることにより溶媒を除去し、支持体上に透明樹脂フィルムの層を形成すること;
を含む。また、保護フィルムを形成する場合は、
c)支持基材上に形成された透明樹脂フィルムの支持基材とは反対側の面に保護フィルムを貼合することを更に含むことが必要である。
本発明は、また、上記積層体を製造する方法を提供する。上記積層体の製造方法は、
a)透明樹脂フィルムを形成するための樹脂組成物を溶媒と混合および撹拌して得られる樹脂ワニスを、ハードコート層を有する支持体のハードコート層上に塗布すること;および
b)塗布された樹脂ワニスを乾燥させることにより溶媒を除去し、支持体上に透明樹脂フィルムの層を形成すること;
を含む。また、保護フィルムを形成する場合は、
c)支持基材上に形成された透明樹脂フィルムの支持基材とは反対側の面に保護フィルムを貼合することを更に含むことが必要である。
本発明の積層体は、ハードコート層を有する支持体を使用するだけで、ハードコート層を有する支持体を透明樹脂フィルムから剥離する時に起こる剥離ムラが抑制され、製造上の歩留まりが大きく向上し、生産性が改善される。
(ウィンドウフィルム基材)
本発明の積層体から支持体を剥離して得られる透明樹脂フィルムを更に乾燥(本乾燥)し、残留溶媒量を低減させることで、ウィンドウフィルム基材として使用可能である。本乾燥の工程に特段制限はないが、乾燥時の変形を防ぐために横延伸機等で幅方向を固定しながら乾燥することが好ましい。横延伸機で本乾燥を実施する場合、透明樹脂フィルムを延伸させてもいいし、等倍で処理してもいいし、或いは、収縮させてもいい。また、ウィンドウフィルム基材の残留溶媒量は、求める物性に応じて適宜調整されてよいが、通常3.0%以下であり、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.8%以下である。残留溶媒量が上記の上限値よりも少ない場合、フィルム表面が柔らかくなくキズが生じにくいため、後工程においてフィルムの取り扱いが容易になる。ここで、ウィンドウフィルムとは画像表示装置の視認側表面に配置される部材であり、ウィンドウフィルムの表面に更に保護フィルムやその他の機能層或いはフィルムが配置される場合もある。また、ウィンドウフィルム基材とはウィンドウフィルム用のベースフィルムのことであり、通常、表面硬度の向上を目的にウィンドウハードコート層を設けることでウィンドウフィルムとして使用される。使用目的や透明フィルムの特性によっては、ウィンドウフィルム基材をそのままウィンドウフィルムとして用いてもよい。ウィンドウフィルム基材としては、透明ポリイミド系フィルム或いは透明ポリアミドフィルムが好適である。
本発明の積層体から支持体を剥離して得られる透明樹脂フィルムを更に乾燥(本乾燥)し、残留溶媒量を低減させることで、ウィンドウフィルム基材として使用可能である。本乾燥の工程に特段制限はないが、乾燥時の変形を防ぐために横延伸機等で幅方向を固定しながら乾燥することが好ましい。横延伸機で本乾燥を実施する場合、透明樹脂フィルムを延伸させてもいいし、等倍で処理してもいいし、或いは、収縮させてもいい。また、ウィンドウフィルム基材の残留溶媒量は、求める物性に応じて適宜調整されてよいが、通常3.0%以下であり、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.8%以下である。残留溶媒量が上記の上限値よりも少ない場合、フィルム表面が柔らかくなくキズが生じにくいため、後工程においてフィルムの取り扱いが容易になる。ここで、ウィンドウフィルムとは画像表示装置の視認側表面に配置される部材であり、ウィンドウフィルムの表面に更に保護フィルムやその他の機能層或いはフィルムが配置される場合もある。また、ウィンドウフィルム基材とはウィンドウフィルム用のベースフィルムのことであり、通常、表面硬度の向上を目的にウィンドウハードコート層を設けることでウィンドウフィルムとして使用される。使用目的や透明フィルムの特性によっては、ウィンドウフィルム基材をそのままウィンドウフィルムとして用いてもよい。ウィンドウフィルム基材としては、透明ポリイミド系フィルム或いは透明ポリアミドフィルムが好適である。
(ウィンドウフィルム)
ウィンドウフィルムは、ウィンドウフィルム基材の少なくとも一面にウィンドウハードコート層を含んでなる。ウィンドウフィルムは、既存のガラスのように剛直ではなく、フレキシブルな特性を有する。ウィンドウフィルム基材および前記ウィンドウフィルム基材の少なくとも一面にウィンドウハードコート層を備えるウィンドウフィルムは、これを構成要素とする画像表示装置のその他の構成要素を外部からの衝撃または周りの温湿度の変化から保護する役割を行うことになる。さらに前記ウィンドウハードコート層は、透明基材の表面硬度を向上させる機能を有する。また、ウィンドウハードコート層は、光透過性と可撓性とを備えている。
ウィンドウフィルムは、ウィンドウフィルム基材の少なくとも一面にウィンドウハードコート層を含んでなる。ウィンドウフィルムは、既存のガラスのように剛直ではなく、フレキシブルな特性を有する。ウィンドウフィルム基材および前記ウィンドウフィルム基材の少なくとも一面にウィンドウハードコート層を備えるウィンドウフィルムは、これを構成要素とする画像表示装置のその他の構成要素を外部からの衝撃または周りの温湿度の変化から保護する役割を行うことになる。さらに前記ウィンドウハードコート層は、透明基材の表面硬度を向上させる機能を有する。また、ウィンドウハードコート層は、光透過性と可撓性とを備えている。
前記ウィンドウフィルムのウィンドウハードコート層の厚さは特に限定されず、例えば、5〜100μmであってもよい。前記ウィンドウハードコート層の厚さが前記の範囲にあると、十分な表面硬度を確保することができ、また、耐屈曲性が低下しにくく、硬化収縮によるカール発生の問題が発生しにくい傾向がある。
前記ウィンドウハードコート層は、光或いは熱エネルギーを照射して架橋構造を形成する反応性材料を含むハードコート用組成物の硬化により形成することができる。
前記ウィンドウハードコート層は、光硬化型(メタ)アクリレートモノマー、或いはオリゴマーおよび光硬化型エポキシモノマー、或いはオリゴマーを同時に含むウィンドウハードコート用組成物の硬化により形成することができる。
ウィンドウハードコート用組成物には、上述の光硬化型(メタ)アクリレートモノマーやオリゴマーの他、必要に応じて溶剤、光重合開始剤を含む。また、ウィンドウハードコート用組成物には、発明の効果を損なわない範囲において、無機フィラー、レベリング材、安定剤、抗酸化剤、UV吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、潤滑剤、防汚剤などの添加剤を含んでもよい。
前記ウィンドウハードコート層は、上述のウィンドウハードコート用組成物をウィンドウフィルム基材の少なくとも一面に塗布し硬化させることにより形成することができる。
(光学積層体)
本発明の他の一例は、前述のウィンドウフィルムを含む光学積層体であって、具体的に、本発明のウィンドウハードコート層が具備されたウィンドウフィルムの一面に、偏光板およびタッチセンサからなる群から選択される一つの層をさらに含む光学積層体に関するものである。また、必要に応じて前記ウィンドウフィルムは粘接着層を間において偏光板またはタッチセンサを具備することができる。
本発明の他の一例は、前述のウィンドウフィルムを含む光学積層体であって、具体的に、本発明のウィンドウハードコート層が具備されたウィンドウフィルムの一面に、偏光板およびタッチセンサからなる群から選択される一つの層をさらに含む光学積層体に関するものである。また、必要に応じて前記ウィンドウフィルムは粘接着層を間において偏光板またはタッチセンサを具備することができる。
また、前記ウィンドウフィルムまたは前記偏光板の少なくとも一面に、枠を取り囲んで印刷された有色の遮光パターンを具備することができ、前記遮光パターンは単層または複層の形態であってもよい。また、前記ウィンドウフィルムの一面には直接または粘接着層を間において偏光層を接合することもできる。例えば、前記偏光層は前記非表示領域またはベゼル部にかけて連続的に延長することができ、ポリビニルアルコール系偏光子および前記ポリビニルアルコール系偏光子の少なくとも一面に貼り付けられた保護フィルムを含む通常の偏光板であってもよい。
本発明のさらに他の一例としては、前記ウィンドウフィルムの一面に偏光層およびタッチセンサが一体化された構造で、偏光層およびタッチセンサの配置順序は限定されず、ウィンドウフィルム、偏光層、タッチセンサおよび表示パネルの順に配置することもでき、ウィンドウフィルム、タッチセンサ、偏光層および表示パネルの順に配置することもできる。ウィンドウフィルム、偏光層、タッチセンサおよび表示パネルの順に配置した場合は、画像表示装置を視認側から見た際にタッチセンサが偏光層の下側に存在するので、タッチセンサのパターンが視認されにくい長所がある。このような場合、タッチセンサの基板は正面位相差が±2.5nm以下であることが好ましい。そのような素材としては無延伸フィルムとして、例えば、トリアセチルセルロース、シクロオレフィン、シクロオレフィン共重合体、ポリノルボルネン共重合体などの素材からなる群から選択された1種以上の素材のフィルムであってもよい。一方、タッチセンサの基板なしにパターンのみウィンドウフィルムおよび偏光層に転写した構造を有することができる。
前記偏光層およびタッチセンサは、透明粘着剤層または透明接着剤層によってウィンドウフィルムと表示パネルの間に配置することができるが、透明粘着剤層が好適である。ウィンドウフィルム、偏光層、タッチセンサおよび表示パネルの順に配置された場合は、ウィンドウフィルムと偏光層の間、タッチセンサと表示パネルの間に透明粘着層が位置することができる。ウィンドウフィルム、タッチセンサ、偏光層および表示パネルの順に配置された場合は、ウィンドウフィルムとタッチセンサの間、タッチセンサと偏光層の間、偏光層と表示パネルの間に透明粘着剤層が位置することができる。
(偏光板)
前記ウィンドウフィルムに積層される偏光板は、偏光子単独または偏光子およびその少なくとも一面に貼り付けられた保護フィルムを備えた構成であってもよい。前記偏光板の厚さは特に限定されず、例えば、100μm以下であってもよい。厚さが100μmを超えると柔軟性が低下することがある。前記範囲内で、例えば、5μm〜100μmであってもよい。
前記ウィンドウフィルムに積層される偏光板は、偏光子単独または偏光子およびその少なくとも一面に貼り付けられた保護フィルムを備えた構成であってもよい。前記偏光板の厚さは特に限定されず、例えば、100μm以下であってもよい。厚さが100μmを超えると柔軟性が低下することがある。前記範囲内で、例えば、5μm〜100μmであってもよい。
前記偏光子は、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤、染色、架橋、延伸、水洗、乾燥するなどの段階を含む工程によって製造された当分野で通常使用されるフィルム型偏光子であってもよく、さらに他の一例としては、偏光コーティング層として液晶コーティング用組成物を塗布して形成することができる。前記液晶コーティング用組成物は、コーティング層形成組成物であって、重合性液晶化合物および二色性染料を含むことができる。前記偏光コーティング層は、例えば、基材上に配向膜形成組成物を塗布し、配向性を付与して配向膜を形成し、前記配向膜上に液晶化合物および二色性染料を含むコーティング層形成組成物を塗布して液晶コーティング層を形成することで製造することができる。このような偏光コーティング層は、ポリビニルアルコール系偏光子の両面に接着剤によって貼り付けられた保護フィルムを含む偏光板に比べて厚さを薄く形成することができる。前記偏光コーティング層の厚さは好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは2〜4μmであってもよい。
(配向膜形成組成物)
前記配向膜形成組成物は、当該分野で通常使用される配向剤、光重合開始剤および溶剤を含むことができる。前記配向剤としては、当該分野で通常使用される配向剤が特に制限なく使用することができる。例えば、ポリアクリレート系高分子、ポリアミック酸、ポリイミド系高分子またはシンナメート基を含む高分子を配向剤として使用することができ、光配向を適用する場合にはシンナメート基を含む高分子を使用することが好ましい。
前記配向膜形成組成物は、当該分野で通常使用される配向剤、光重合開始剤および溶剤を含むことができる。前記配向剤としては、当該分野で通常使用される配向剤が特に制限なく使用することができる。例えば、ポリアクリレート系高分子、ポリアミック酸、ポリイミド系高分子またはシンナメート基を含む高分子を配向剤として使用することができ、光配向を適用する場合にはシンナメート基を含む高分子を使用することが好ましい。
前記配向膜形成組成物の塗布は、例えば、スピンコーティング法、押出成形法、ディップコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティングなどを挙げることができ、好ましくはインラインコーティング方式を使用する。前記配向膜形成組成物が塗布および必要に応じて乾燥された後には配向処理を行う。前記配向処理は、当該分野において周知の多様な方法を制限なく採用することができ、好ましくは、光配向膜化を使用することができる。光配向膜は通常、光反応性基を有する重合体または単量体と溶剤を含む光配向膜形成用組成物を基材に塗布し、偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は照射する偏光の偏光方向を選択することで、配向規制力の方向を任意に制御できる点で、さらに好ましい。
前記光配向膜の厚さは、通常10〜10,000nm、好ましくは10〜1,000nm、より好ましくは10〜500nmである。光配向膜の厚さが前記範囲にあると、配向規制力が十分に発現される。
(偏光コーティング層形成組成物)
偏光コーティング層は偏光コーティング層形成組成物を塗布して形成することができる。具体的には、偏光コーティング層形成組成物は二色性色素に加えてホスト化合物となる1以上の重合性液晶(以下、重合性液晶(B)と呼ぶ場合がある)を含む組成物(以下、組成物Bと呼ぶ場合がある)である。
偏光コーティング層は偏光コーティング層形成組成物を塗布して形成することができる。具体的には、偏光コーティング層形成組成物は二色性色素に加えてホスト化合物となる1以上の重合性液晶(以下、重合性液晶(B)と呼ぶ場合がある)を含む組成物(以下、組成物Bと呼ぶ場合がある)である。
「二色性色素」とは、分子の長軸方向における吸光度と短軸方向における吸光度が異なる性質を有する色素を意味する。このような性質を有するものであれば、二色性色素は制限がなく、染料でもよく、顔料でもよい。2種以上の染料を組合せて用いてもよく、2種以上の顔料を組合せて用いてもよく、染料と顔料を組合せて用いてもよい。
二色性色素は、300〜700nmの範囲に極大吸収波長(λMAX)を有することが好ましい。このような二色性色素としては、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素およびアントラキノン色素が挙げられ、好ましくはアゾ色素が挙げられる。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素およびスチルベンアゾ色素が挙げられ、好ましくはビスアゾ色素およびトリスアゾ色素が挙げられる。
重合性液晶(B)が示す液晶状態は、好ましくはスメクチック相であり、配向秩序度がより高い偏光層を製造することができるという点で、より好ましくは高次スメクチック相である。スメクチック相を示す重合性液晶(B)を重合性スメクチック液晶化合物という。重合性液晶(B)は単独、または2種以上の重合性液晶を組合せて使用することができる。また、2種以上の重合性液晶を組合せる場合は、少なくとも1種が重合性液晶(B)であることが好ましく、2種以上が重合性液晶(B)であることがより好ましい。組合せることで、液晶−結晶相転移温度以下の温度でも一時的に液晶性を保持することができる場合がある。重合性液晶(B)は、例えば、Lub et al.Recl.Trav.Chim.Pays−Bas、115、321−328(1996)または日本特許第4719156号などに記載の公知の方法で製造される。組成物Bにおける二色性色素の含有量は、二色性色素の種類などに応じて適切に調節できるが、重合性液晶(B)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上50質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは0.1質量部以上10質量部以下である。二色性色素の含有量が前記の範囲内にあると、重合性液晶(B)の配向を乱すことなく、重合させることができ、また、重合性液晶(B)の配向を阻害する恐れが少ない。
組成物Bは好ましくは溶剤を含む。一般的に、スメクチック液晶化合物においてはその粘度が高いため、溶剤を含む組成物では塗布が容易となり、結果として偏光膜の形成をしやすくする場合が多い。溶剤としては前述の配向性ポリマー組成物に含まれる溶剤と同様のものを挙げることができ、重合性液晶(B)および二色性色素の溶解性に応じて適切に選択することができる。溶剤の含有量は、組成物Bの総量に対して好ましくは50〜98質量%である。言い換えれば、組成物Bにおける固形分は好ましくは2〜50質量%である。
組成物Bは、好ましくは1種以上のレベリング剤を含有する。レベリング剤は組成物Bの流動性を調整し、組成物Bを塗布することで得られる塗布膜をより平坦にする機能を有し、具体的には、界面活性剤が挙げられる。組成物Bがレベリング剤を含有する場合、その含有量は重合性液晶100質量部に対して好ましくは0.05質量部以上0.05質量部以下、より好ましくは0.05質量部以上3質量部以下である。レベリング剤の含有量が前記の範囲内であると、重合性液晶を水平配向させることが容易であり、また、得られる偏光層がより平滑になる傾向がある。重合性液晶に対するレベリング剤の含有量が前記の範囲内にあると、得られる偏光層にむらがあまり生じない傾向がある。
組成物Bは1種以上の重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤は重合性液晶(B)の重合反応を開始できる化合物であり、より低温条件下で重合反応を開始することができるという点で光重合開始剤が好ましい。具体的には光の作用によって活性ラジカルまたは酸を発生できる光重合開始剤を挙げることができ、その中でも光の作用によってラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。重合開始剤としては、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩を挙げることができる。
組成物Bが重合開始剤を含有する場合、その含有量は、その組成物に含有される重合性液晶の種類およびその量に応じて適切に調節できるが、重合性液晶100質量部に対して好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜8質量部である。重合開始剤の含有量が前記の範囲内にあると、重合性液晶(B)の配向を乱すことなく重合させることができる。組成物Bが光重合開始剤を含有する場合、前記組成物は光増減剤をさらに含有していてもよい。組成物Bが光重合開始剤および光増減剤を含有する場合、その組成物に含有される重合性液晶の重合反応をより促進することができる。光増減剤の使用量は光重合開始剤および重合性液晶の種類およびその量に応じて適切に調節できるが、重合性液晶100質量部に対して好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましく0.5〜8質量部である。
重合性液晶の重合反応をより安定的に進行させるために、組成物Bは、適量の重合禁止剤を含有してもよく、これにより、重合性液晶の重合反応の進行程度を制御しやすくなる。組成物Bが重合禁止剤を含有する場合、その含有量は重合性液晶の種類およびその量、および光増減剤の使用量などに応じて適切に調節できるが、重合性液晶100質量部に対して好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜8質量部である。重合禁止剤の含有量が前記の範囲内にあると、重合性液晶の配向を乱すことなく重合させることができる。
(偏光コーティング層の作製方法)
偏光コーティング層は通常、偏光コーティング層形成組成物を配向処理が施された基材上に塗布し、得られた塗布膜中の重合性液晶を重合させることで形成される。前記偏光コーティング層形成組成物を塗布する方法は限定されない。配向処理としては先に例示したものを挙げることができる。偏光コーティング層形成組成物を塗布し、得られた塗布膜中に含まれる重合性液晶が重合しない条件で溶剤を乾燥除去することで乾燥被膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法を挙げることができる。重合性液晶が重合性スメクチック液晶化合物である場合、乾燥被膜に含まれる重合性スメクチック液晶化合物の液晶状態をネマチック相(ネマチック液晶状態)にした後、スメクチック相に転移させることが好ましい。ネマチック相を経てスメクチック相を形成させるためには、例えば、乾燥被膜に含まれる重合性スメクチック液晶化合物がネマチック相の液晶状態に相転移する温度以上に乾燥被膜を加熱し、続いて、重合性スメクチック液晶化合物がスメクチック相の液晶状態を示す温度まで冷却するという方法が採用される。続いて、乾燥被膜中の重合性液晶の液晶状態をスメクチック相にした後、スメクチック相の液晶状態を保持したまま重合性液晶を光重合させる方法について説明する。光重合において、乾燥被膜に照射する光は、前記乾燥被膜に含まれる光重合開始剤の種類、重合性液晶の種類(特に、重合性液晶が有する光重合基の種類)およびその量に応じて適切に選択でき、その具体例としては、可視光、紫外光およびレーザー光からなる群から選択される活性エネルギー線を挙げることができる。これらのうち、重合反応の進行を制御しやすいという点や光重合 装置として当分野で広範囲に用いられているものを使用することができるという点で紫外光が好ましい。光重合を行うことで、重合性液晶は、スメクチック相、好ましくは高次のスメクチック相の液晶状態を保持したまま重合して偏光層が形成される。
偏光コーティング層は通常、偏光コーティング層形成組成物を配向処理が施された基材上に塗布し、得られた塗布膜中の重合性液晶を重合させることで形成される。前記偏光コーティング層形成組成物を塗布する方法は限定されない。配向処理としては先に例示したものを挙げることができる。偏光コーティング層形成組成物を塗布し、得られた塗布膜中に含まれる重合性液晶が重合しない条件で溶剤を乾燥除去することで乾燥被膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法を挙げることができる。重合性液晶が重合性スメクチック液晶化合物である場合、乾燥被膜に含まれる重合性スメクチック液晶化合物の液晶状態をネマチック相(ネマチック液晶状態)にした後、スメクチック相に転移させることが好ましい。ネマチック相を経てスメクチック相を形成させるためには、例えば、乾燥被膜に含まれる重合性スメクチック液晶化合物がネマチック相の液晶状態に相転移する温度以上に乾燥被膜を加熱し、続いて、重合性スメクチック液晶化合物がスメクチック相の液晶状態を示す温度まで冷却するという方法が採用される。続いて、乾燥被膜中の重合性液晶の液晶状態をスメクチック相にした後、スメクチック相の液晶状態を保持したまま重合性液晶を光重合させる方法について説明する。光重合において、乾燥被膜に照射する光は、前記乾燥被膜に含まれる光重合開始剤の種類、重合性液晶の種類(特に、重合性液晶が有する光重合基の種類)およびその量に応じて適切に選択でき、その具体例としては、可視光、紫外光およびレーザー光からなる群から選択される活性エネルギー線を挙げることができる。これらのうち、重合反応の進行を制御しやすいという点や光重合 装置として当分野で広範囲に用いられているものを使用することができるという点で紫外光が好ましい。光重合を行うことで、重合性液晶は、スメクチック相、好ましくは高次のスメクチック相の液晶状態を保持したまま重合して偏光層が形成される。
(位相差コーティング層)
本発明の一実施形態において、偏光板は、位相差コーティング層を含むことができる。
位相差コーティング層を光学特性に応じて、λ/2層、λ/4層、ポジティブC層などを総称する。位相差コーティング層は、例えば、配向処理を施した基材フィルム上に液晶化合物を含むコーティング層形成組成物を塗布して液晶コーティング層を形成した後、液晶コーティング層を、接着層を介して偏光板と貼り付けてから基材フィルムを剥離することで形成することができるが、この方法に制限されるものではない。基材フィルムとしては、保護フィルムとして例示した高分子フィルムを使用することができ、配向膜および位相差層が形成される側の基材面には、配向膜を形成する前に表面処理を施すこともできる。前記配向膜形成組成物およびその塗布および乾燥方法などは、偏光コーティング層で説明したものと同様であるので、重複を避けるために記載を省略する。コーティング層形成組成物の組成は、二色性染料を含んでいないことを除いては、前記偏光コーティング層で説明したものと同様である。また、前記コーティング層形成組成物の塗布、乾燥および硬化方法なども、前記偏光コーティング層で説明したものと同様であるので、重複を避けるために記載を省略する。
本発明の一実施形態において、偏光板は、位相差コーティング層を含むことができる。
位相差コーティング層を光学特性に応じて、λ/2層、λ/4層、ポジティブC層などを総称する。位相差コーティング層は、例えば、配向処理を施した基材フィルム上に液晶化合物を含むコーティング層形成組成物を塗布して液晶コーティング層を形成した後、液晶コーティング層を、接着層を介して偏光板と貼り付けてから基材フィルムを剥離することで形成することができるが、この方法に制限されるものではない。基材フィルムとしては、保護フィルムとして例示した高分子フィルムを使用することができ、配向膜および位相差層が形成される側の基材面には、配向膜を形成する前に表面処理を施すこともできる。前記配向膜形成組成物およびその塗布および乾燥方法などは、偏光コーティング層で説明したものと同様であるので、重複を避けるために記載を省略する。コーティング層形成組成物の組成は、二色性染料を含んでいないことを除いては、前記偏光コーティング層で説明したものと同様である。また、前記コーティング層形成組成物の塗布、乾燥および硬化方法なども、前記偏光コーティング層で説明したものと同様であるので、重複を避けるために記載を省略する。
位相差コーティング層の厚さは通常0.5〜10μm、好ましくは1〜4μmであってもよい。
本発明の一実施形態において、位相差コーティング層は、コーティング層の厚さ、重合性液晶化合物の配向状態などによって光学特性を調節することができる。具体的に、位相差層の厚さを調節することで、所望の面内位相差を付与する位相差層を製作することができる。面内位相差値(面内リタデーション値、Re)は、式(1)で定義される値であり、所望のReを得るためには、Δnと厚さ(d)を調節するとよい。
Re=d×Δn(λ)…式(1)(ここでΔn=nx−ny)
(式(1)中、Reは面内位相差値を表し、dは厚さを表し、Δnは複屈折率を表す。重合性液晶化合物の配向によって形成される屈折率楕円体を考慮する場合、3方向の屈折率、即ち、nx、nyおよびnzを次のように定義する。nxは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して平行な方向の主屈折率を表す。nyは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して平行であり、nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表す。nzは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。位相差層がλ/4層である場合、面内位相差値Re(550)の範囲は好ましくは113〜163nm、より好ましくは130〜150nmである。位相差層がλ/2層である場合、Re(550)の範囲は好ましくは250〜300nm、より好ましくは250〜300nmである。)
Re=d×Δn(λ)…式(1)(ここでΔn=nx−ny)
(式(1)中、Reは面内位相差値を表し、dは厚さを表し、Δnは複屈折率を表す。重合性液晶化合物の配向によって形成される屈折率楕円体を考慮する場合、3方向の屈折率、即ち、nx、nyおよびnzを次のように定義する。nxは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して平行な方向の主屈折率を表す。nyは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して平行であり、nxの方向に対して直交する方向の屈折率を表す。nzは位相差層が形成する屈折率楕円体における基材平面に対して垂直な方向の屈折率を表す。位相差層がλ/4層である場合、面内位相差値Re(550)の範囲は好ましくは113〜163nm、より好ましくは130〜150nmである。位相差層がλ/2層である場合、Re(550)の範囲は好ましくは250〜300nm、より好ましくは250〜300nmである。)
また、重合性液晶化合物の配向状態に応じて、厚さ方向の位相差を発現する位相差層を製作することができる。厚さ方向の位相差を発現するということは、式(2)で厚さ方向の位相差値Rthが負となる特性を表すことである。
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d…式(2)
(式(2)中、nx、ny、nzおよびdは、前述の定義と同じである。)
ポジティブC層の面内位相差値Re(550)の範囲は通常0〜10nm、好ましくは0〜5nmであり、厚さ方向の位相差値Rthの範囲は通常−10〜−300nm、好ましくは−20〜−200nmである。本発明の偏光板は、2以上の位相差コーティング層を有していてもよく、位相差コーティング層を2層有する場合は、第1位相差コーティング層は円偏光を作るためのλ/4層であり、第2位相差コーティング層は斜めから見た色味を改善するためのポジティブC層であってもよい。また、第1位相差コーティング層は斜めから見た色味を改善するためのポジティブC層であり、第2位相差コーティング層は円偏光を作るためのλ/4層であってもよい。
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d…式(2)
(式(2)中、nx、ny、nzおよびdは、前述の定義と同じである。)
ポジティブC層の面内位相差値Re(550)の範囲は通常0〜10nm、好ましくは0〜5nmであり、厚さ方向の位相差値Rthの範囲は通常−10〜−300nm、好ましくは−20〜−200nmである。本発明の偏光板は、2以上の位相差コーティング層を有していてもよく、位相差コーティング層を2層有する場合は、第1位相差コーティング層は円偏光を作るためのλ/4層であり、第2位相差コーティング層は斜めから見た色味を改善するためのポジティブC層であってもよい。また、第1位相差コーティング層は斜めから見た色味を改善するためのポジティブC層であり、第2位相差コーティング層は円偏光を作るためのλ/4層であってもよい。
(接着層)
本発明の一実施形態において、偏光コーティング層と第1位相差コーティング層、または第1位相差コーティング層と第2位相差コーティング層は、粘着剤または接着剤を介して貼合することができる。接着剤層を形成する接着剤としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤または熱硬化性接着剤を用いることができ、好ましくは水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤である。粘着剤層としては後述のものが使用できる。
本発明の一実施形態において、偏光コーティング層と第1位相差コーティング層、または第1位相差コーティング層と第2位相差コーティング層は、粘着剤または接着剤を介して貼合することができる。接着剤層を形成する接着剤としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤または熱硬化性接着剤を用いることができ、好ましくは水系接着剤、活性エネルギー線硬化性接着剤である。粘着剤層としては後述のものが使用できる。
(接着剤層)
水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等が挙げられる。中でもポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる水系接着剤が好適に用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるポリビニルアルコール系共重合体、またはそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体等を用いることができる。水系接着剤は、アルデヒド化合物(グリオキザール等)、エポキシ化合物、メラミン系化合物、メチロール化合物、イソシアネート化合物、アミン化合物、多価金属塩等の架橋剤を含むことができる。
水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等が挙げられる。中でもポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる水系接着剤が好適に用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるポリビニルアルコール系共重合体、またはそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体等を用いることができる。水系接着剤は、アルデヒド化合物(グリオキザール等)、エポキシ化合物、メラミン系化合物、メチロール化合物、イソシアネート化合物、アミン化合物、多価金属塩等の架橋剤を含むことができる。
水系接着剤を使用する場合は、コーティング層を貼合した後、水系接着剤中に含まれる水を除去するための乾燥工程を実施することが好ましい。
上記活性エネルギー線硬化性接着剤とは、紫外線、可視光、電子線、X線のような活性エネルギー線の照射によって硬化する硬化性化合物を含有する接着剤であり、好ましくは紫外線硬化性接着剤である。
上記硬化性化合物は、カチオン重合性の硬化性化合物やラジカル重合性の硬化性化合物であることができる。カチオン重合性の硬化性化合物としては、例えば、エポキシ系化合物(分子内に1個または2個以上のエポキシ基を有する化合物)や、オキセタン系化合物(分子内に1個または2個以上のオキセタン環を有する化合物)、またはこれらの組合せを挙げることができる。ラジカル重合性の硬化性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル系化合物(分子内に1個または2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物)や、ラジカル重合性の二重結合を有するその他のビニル系化合物、またはこれらの組合せを挙げることができる。カチオン重合性の硬化性化合物とラジカル重合性の硬化性化合物とを併用してもよい。活性エネルギー線硬化性接着剤は通常、上記硬化性化合物の硬化反応を開始させるためのカチオン重合開始剤および/またはラジカル重合開始剤をさらに含む。
コーティング層を貼合するにあたっては、接着性を高めるために、接着する面の少なくともいずれか一方の貼合面に表面活性化処理を施してもよい。表面活性化処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、放電処理(グロー放電処理等)、火炎処理、オゾン処理、UVオゾン処理、電離活性線処理(紫外線処理、電子線処理等)のような乾式処理;水やアセトン等の溶媒を用いた超音波処理、ケン化処理、アンカーコート処理のような湿式処理を挙げることができる。これらの表面活性化処理は、単独で行ってもよいし、2つ以上を組合せてもよい。
前記接着層の厚さは、その接着力に応じて調節することができ、好ましくは0.1〜10μm、より好ましくは1〜5μmであってもよい。本発明の一実施形態において、前記接着層が複数個使用される構成の場合、同じ材料でまたは異なる材料で製造することができ、同じ厚さまたは異なる厚さを有することができる。
(粘着剤層)
粘着剤層は、(メタ)アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れるポリエステル系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。
粘着剤層は、(メタ)アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れるポリエステル系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。
本発明で使用する粘着剤樹脂は、通常、重量平均分子量が300,000〜4,000,000の範囲のものが用いられる。耐久性、特に耐熱性を考慮すれば、粘着剤樹脂の重量平均分子量は好ましくは500,000〜3,000,000、より好ましくは650,000〜2,000,000である。重量平均分子量が前記の範囲にあると、耐熱性の点で好ましく、また、貼り合せ性、接着力が良好となる点で好ましい。なお、重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定し、ポリスチレン換算により算出された値をいう。
さらに、粘着剤組成物には、架橋剤を含有することできる。架橋剤としては、有機系架橋剤や多官能性金属キレートを用いることができる。有機系架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤などが挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合または配位結合しているものである。多価金属原子としては、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等があげられる。共有結合または配位結合する有機化合物中の原子としては酸素原子等があげられ、有機化合物としてはアルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物等が挙げられる。
架橋剤の使用量は、粘着剤樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは0.03〜10質量部である。なお、架橋剤の使用量が0.01質量部以上であると、粘着剤層の凝集力が不足しない傾向があり、加熱時に発泡が生じにくい傾向があり、一方、20質量部以下であると、耐湿性が十分であり、信頼性試験等で剥がれが生じにくくなる傾向がある。
添加剤として、シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ構造を有するケイ素化合物;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物;3−クロロプロピルトリメトキシシラン;アセトアセチル基含有トリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤;3‐イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基含有シランカップリング剤などが挙げられる。シランカップリング剤は、耐久性、特に加湿環境下で剥がれを抑える効果を付与できる。シランカップリング剤の使用量は、粘着剤樹脂100質量部に対して、好ましくは1室量部以下、より好ましくは0.01〜1室量部、さらに好ましくは0.02〜0.6質量部である。
さらに、粘着剤組成物は、その他の公知の添加剤を含有していてもよく、たとえば、粘着剤組成物に、着色剤、顔料などの粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、無機または有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物などを、使用する用途に応じて適宜添加することができる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。
粘着剤層の厚さは、特に制限されず、例えば、1〜100μm程度である。好ましくは、2〜50μm、より好ましくは3〜30μmである。
(保護層)
本発明の一実施形態において、前記偏光板は少なくとも一以上の保護層を有する形態であってもよく、偏光板をなしている偏光子の一面、または偏光子が位相差層を有する場合は、位相差層の偏光子と反対の面に位置することができる。
本発明の一実施形態において、前記偏光板は少なくとも一以上の保護層を有する形態であってもよく、偏光板をなしている偏光子の一面、または偏光子が位相差層を有する場合は、位相差層の偏光子と反対の面に位置することができる。
保護層としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れたフィルムであれば特に制限はない。具体的に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなどのセルロース系フィルム;ポリカーボネート系フィルム;ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレートなどのアクリル系フィルム;ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合体などのスチレン系フィルム;シクロオレフィン、シクロオレフィン共重合体、ポリノルボルネン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体などのポリオレフィン系フィルム;塩化ビニル系フィルム;ナイロン、芳香族ポリアミドなどのポリアミド系フィルム;イミド系フィルム;スルホン系フィルム;ポリエーテルケトン系フィルム;硫化ポリフェニレン系フィルム;ビニルアルコール系フィルム;塩化ビニリデン系フィルム;ビニルブチラール系フィルム;アリレート系フィルム;ポリオキシメチレン系フィルム;ウレタン系フィルム;エポキシ系フィルム;シリコーン系フィルムなどを挙げることができる。これらの中でも特にアルカリなどによって鹸化された表面を有するセルロース系フィルムが偏光特性または耐久性を考慮すると好ましい。また、保護層は位相差機能のような光学補償機能を兼ね備えたものであってもよい。
前記保護層は、前記偏光子または前記位相差コーティング層と接着される面に接着力向上のための易接着処理が施されたものであってもよい。易接着処理は、接着力を向上させることができるものであれば特に限定されず、例えば、プライマー処理、プラズマ処理、コロナ処理などのドライ処理;アルカリ処理や鹸化処理などの化学処理;低圧UV処理などを挙げることができる。
(タッチセンサ)
タッチセンサは、基材、基材上に設けられた下部電極、下部電極に対向する上部電極、下部電極と上部電極とに挟持された絶縁層を有する。
タッチセンサは、基材、基材上に設けられた下部電極、下部電極に対向する上部電極、下部電極と上部電極とに挟持された絶縁層を有する。
基材は、光透過性を有する可撓性の樹脂フィルムであれば、種々のものを採用することができる。例えば、基材としては、上述の透明基材の材料として例示したフィルムを用いることができる。
下部電極は、例えば平面視で正方形状の複数の小電極を有する。複数の小電極は、マトリクス状に配列している。
また、複数の小電極は、小電極の一方の対角線方向に隣り合う小電極同士で接続され、複数の電極列を形成している。複数の電極列は、端部で相互に接続され、となり合う電極列間の電気容量を検出可能となっている。
上部電極は、例えば平面視で正方形状の複数の小電極を有する。複数の小電極は、平面視で下部電極が配置されていない位置に、相補的にマトリクス状に配列している。すなわち、上部電極と下部電極とは、平面視で隙間なく配置されている。
また、複数の小電極は、小電極の他方の対角線方向に隣り合う小電極同士で接続され、複数の電極列を形成している。複数の電極列は、端部で相互に接続され、となり合う電極列間の電気容量を検出可能となっている。
絶縁層は、下部電極と上部電極とを絶縁している。絶縁層の形成材料は、タッチセンサの絶縁層の材料として通常知られた材料を使用可能である。
なお、本実施形態においては、タッチセンサが、いわゆる投影型静電容量方式のタッチセンサであることとして説明したが、発明の効果を損なわない範囲において、膜抵抗方式など、他の方式のタッチセンサを採用することもできる。
(遮光パターン)
前記遮光パターンはウィンドウフィルムまたはウィンドウフィルムが適用される表示装置のベゼル(bezel)またはハウジング(housing)の少なくとも一部として提供することができる。例えば、遮光パターンによって前記表示装置の各配線が隠されて使用者に視認されないことがある。遮光パターンのカラーおよび/または材質は特に制限されることはなく、黒色、白色、金色などの多様なカラーを有する樹脂物質で形成することができる。例えば、遮光パターンはカラーを具現するための顔料を混合しているアクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの樹脂物質で形成することができる。前記遮光パターンの材質および厚さはウィンドウフィルムまたは表示装置の保護およびフレキシブル特性を考慮して決定することができる。また、これらの単独または2種類以上の混合物で使用することもできる。
前記遮光パターンはウィンドウフィルムまたはウィンドウフィルムが適用される表示装置のベゼル(bezel)またはハウジング(housing)の少なくとも一部として提供することができる。例えば、遮光パターンによって前記表示装置の各配線が隠されて使用者に視認されないことがある。遮光パターンのカラーおよび/または材質は特に制限されることはなく、黒色、白色、金色などの多様なカラーを有する樹脂物質で形成することができる。例えば、遮光パターンはカラーを具現するための顔料を混合しているアクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの樹脂物質で形成することができる。前記遮光パターンの材質および厚さはウィンドウフィルムまたは表示装置の保護およびフレキシブル特性を考慮して決定することができる。また、これらの単独または2種類以上の混合物で使用することもできる。
本発明の積層体は、フレキシブル表示装置、例えば折り曲げ可能なフォルダブルデバイスやローラブルデバイス等の表示装置の前面板用途に用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」および「部」は、特記ない限り、質量%および質量部である。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
製造例1:透明ポリイミド系高分子の調製
セパラブルフラスコにシリカゲル管、攪拌装置および温度計を取り付けた反応器と、オイルバスとを準備した。このフラスコ内に、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(6FDA) 75.52gと、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB) 54.44gとを投入した。これを400rpmで攪拌しながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc) 519.84gを加え、フラスコの内容物が均一な溶液になるまで攪拌を続けた。続いて、オイルバスを用いて容器内温度が20〜30℃の範囲になるように調整しながらさらに20時間攪拌を続け、反応させてポリアミック酸を生成させた。30分後、撹拌速度を100rpmに変更した。20時間攪拌後、反応系温度を室温に戻し、DMAc 649.8gを加えてポリマー濃度が10質量%となるように調整した。さらに、ピリジン 32.27g、無水酢酸 41.65gを加え、室温で10時間攪拌してイミド化を行った。反応容器からポリイミドワニスを取り出した。得られたポリイミドワニスをメタノール中に滴下して再沈殿を行い、得られた粉体を加熱乾燥して溶媒を除去し、固形分として透明ポリイミド系高分子を得た。得られたポリイミド系高分子のGPC測定を行ったところ、重量平均分子量は360,000であった。
セパラブルフラスコにシリカゲル管、攪拌装置および温度計を取り付けた反応器と、オイルバスとを準備した。このフラスコ内に、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(6FDA) 75.52gと、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB) 54.44gとを投入した。これを400rpmで攪拌しながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc) 519.84gを加え、フラスコの内容物が均一な溶液になるまで攪拌を続けた。続いて、オイルバスを用いて容器内温度が20〜30℃の範囲になるように調整しながらさらに20時間攪拌を続け、反応させてポリアミック酸を生成させた。30分後、撹拌速度を100rpmに変更した。20時間攪拌後、反応系温度を室温に戻し、DMAc 649.8gを加えてポリマー濃度が10質量%となるように調整した。さらに、ピリジン 32.27g、無水酢酸 41.65gを加え、室温で10時間攪拌してイミド化を行った。反応容器からポリイミドワニスを取り出した。得られたポリイミドワニスをメタノール中に滴下して再沈殿を行い、得られた粉体を加熱乾燥して溶媒を除去し、固形分として透明ポリイミド系高分子を得た。得られたポリイミド系高分子のGPC測定を行ったところ、重量平均分子量は360,000であった。
製造例2:透明ポリアミドイミド系高分子の調製
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、TFMB 50g(156.13mmol)およびDMAc 642.07g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6FDA 20.84g(46.91mmol)を添加し、室温で3時間撹拌した。その後、4,4’−オキシビス(ベンゾイルクロリド)(OBBC) 9.23g(31.27mmol)、次いでテレフタロイルクロリド(TPC) 15.87g(78.18mmol)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4−メチルピリジン 9.89g(106.17mmol)と無水酢酸 14.37g(140.73mmol)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。
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、TFMB 50g(156.13mmol)およびDMAc 642.07g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6FDA 20.84g(46.91mmol)を添加し、室温で3時間撹拌した。その後、4,4’−オキシビス(ベンゾイルクロリド)(OBBC) 9.23g(31.27mmol)、次いでテレフタロイルクロリド(TPC) 15.87g(78.18mmol)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4−メチルピリジン 9.89g(106.17mmol)と無水酢酸 14.37g(140.73mmol)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、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、透明ポリアミドイミド系高分子を得た。得られたポリアミドイミド系高分子のGPC測定を行ったところ、重量平均分子量は420,000であった。
製造例3:シリカゾルの調製
ゾル−ゲル法により作製されたBET径(BET法で測定された平均粒子径)27nmのアモルファスシリカゾルを原料とし、溶媒置換により、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと表記することもある)置換シリカゾルを調製した。得られたゾルを目開き10μmのメンブレンフィルターでろ過し、GBL置換シリカゾルを得た。得られたGBL置換シリカゾルにおいては、いずれもシリカ粒子の含有量が30〜32質量%であった。
ゾル−ゲル法により作製されたBET径(BET法で測定された平均粒子径)27nmのアモルファスシリカゾルを原料とし、溶媒置換により、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと表記することもある)置換シリカゾルを調製した。得られたゾルを目開き10μmのメンブレンフィルターでろ過し、GBL置換シリカゾルを得た。得られたGBL置換シリカゾルにおいては、いずれもシリカ粒子の含有量が30〜32質量%であった。
実施例1
上記製造例1により得られた透明ポリイミド系高分子を、GBLとDMAcを1:9で混合した混合溶媒中に、16.5%の固形分濃度で溶解して樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスを、厚さ193μm(PET188μm+ハードコート層5μm)、幅900mmである長尺状のハードコート層を有するポリエチレンテレフタレート(HC−PET)フィルム支持体(支持体A:ベース樹脂=PET、HC処理有り)上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された樹脂ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.4m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ80μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製「7332」、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取ってフィルムロールとした。
上記製造例1により得られた透明ポリイミド系高分子を、GBLとDMAcを1:9で混合した混合溶媒中に、16.5%の固形分濃度で溶解して樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスを、厚さ193μm(PET188μm+ハードコート層5μm)、幅900mmである長尺状のハードコート層を有するポリエチレンテレフタレート(HC−PET)フィルム支持体(支持体A:ベース樹脂=PET、HC処理有り)上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された樹脂ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.4m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ80μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製「7332」、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取ってフィルムロールとした。
(積層体の剥離試験)
所定の直径の円柱状の棒に得られた積層体を180度巻き付けて、その状態で1分間静置後に、支持体と透明樹脂フィルムの間で剥離が発生するか否かを目視で確認する。一部分でも剥離が生じれば、剥離の発生とする。
所定の直径の円柱状の棒に得られた積層体を180度巻き付けて、その状態で1分間静置後に、支持体と透明樹脂フィルムの間で剥離が発生するか否かを目視で確認する。一部分でも剥離が生じれば、剥離の発生とする。
実施例1で得られた積層体で剥離試験を実施したところ、直径100mm、80mm、60mm、40mmおよび20mmの各円柱状の棒に180度巻き付けた場合全てにおいて剥離が発生しなかった。
上記のフィルムロールを巻き出しながら支持体Aを剥離し、透明樹脂フィルムと保護フィルムから構成される積層体を巻き取った。この際、剥離直後の透明樹脂フィルムの搬送方向と、支持体の搬送方向が90度の角度を成すように剥離した。
上記実施例1で得られた透明樹脂フィルムと保護フィルムの積層体から保護フィルムを剥離し、以下のように剥離ムラを評価した。また、ヘイズ、全光線透過率、イエローインデックスも以下に記載のように測定した。結果を表1に示す。
(剥離ムラ評価)
支持体から剥離した透明樹脂フィルムにPOLARION社製 HIDポータブルサーチライト PS−X1(光束3,400ルーメン)を照射してムラの有無を目視確認した。
また、光はフィルム面に対して20〜70°程度の寝かせた角度で照射している。視認する方向は、評価する透明樹脂フィルムの面のほぼ真上(樹脂フィルム面から90°の角度)からである。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、ムラの有無を確認する。結果を表1に示す。尚、剥離によるムラはクリーンルーム用ウエス等を用いて拭き取りしても消えない。
<ムラの評価基準>
○:ポリイミド系フィルムの表面に白色のムラが確認できなかった。
×:ポリイミド系フィルムの表面に白色のムラが明確に確認できた。
支持体から剥離した透明樹脂フィルムにPOLARION社製 HIDポータブルサーチライト PS−X1(光束3,400ルーメン)を照射してムラの有無を目視確認した。
また、光はフィルム面に対して20〜70°程度の寝かせた角度で照射している。視認する方向は、評価する透明樹脂フィルムの面のほぼ真上(樹脂フィルム面から90°の角度)からである。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、ムラの有無を確認する。結果を表1に示す。尚、剥離によるムラはクリーンルーム用ウエス等を用いて拭き取りしても消えない。
<ムラの評価基準>
○:ポリイミド系フィルムの表面に白色のムラが確認できなかった。
×:ポリイミド系フィルムの表面に白色のムラが明確に確認できた。
(ヘイズ)
透明樹脂フィルムのヘイズは、JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘイズコンピュータHGM−2DPにより測定した。結果を表1に示す。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、ヘイズを測定する。
透明樹脂フィルムのヘイズは、JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘイズコンピュータHGM−2DPにより測定した。結果を表1に示す。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、ヘイズを測定する。
(全光線透過率)
透明樹脂フィルムの全光線透過率は、JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘイズコンピュータHGM−2DPにより測定した。結果を表1に示す。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、全光線透過率を測定する。
透明樹脂フィルムの全光線透過率は、JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘイズコンピュータHGM−2DPにより測定した。結果を表1に示す。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、全光線透過率を測定する。
(イエローインデックス(黄色度:YI値))
透明樹脂フィルムのイエローインデックス(黄色度:YI値)を、日本分光(株)製の紫外可視近赤外分光光度計V−670によって測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、透明樹脂フィルムをサンプルホルダーにセットして、300〜800nm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。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、イエローインデックスを測定する。
YI値=100×(1.2769X−1.0592Z)/Y
透明樹脂フィルムのイエローインデックス(黄色度:YI値)を、日本分光(株)製の紫外可視近赤外分光光度計V−670によって測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、透明樹脂フィルムをサンプルホルダーにセットして、300〜800nm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。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、イエローインデックスを測定する。
YI値=100×(1.2769X−1.0592Z)/Y
(残留溶媒量の測定方法)
熱重量−示差熱(TG−DTA)測定
TG−DTAの測定装置として、(株)日立ハイテクサイエンス製TG/DTA6300を用いた。作製した透明樹脂フィルムから約20mgの試料を取得した。この試料を、室温から120℃まで10℃/分の昇温速度で昇温し、120℃で5分間保持した後、400℃まで10℃/分の昇温速度で昇温(加熱)しながら、試料の質量変化を測定した。
TG−DTA測定結果から、120℃から250℃にかけての質量減少率S(質量%)を下記式に従い算出した。
S(質量%)=100−(W1/W0)×100
〔式中、W0は120℃で5分間保持した後の試料の質量であり、W1は250℃における試料の質量である〕。
算出された質量減少率Sを、透明樹脂フィルム中の残留溶媒量S(質量%)とした。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、残留溶媒量を測定する。
熱重量−示差熱(TG−DTA)測定
TG−DTAの測定装置として、(株)日立ハイテクサイエンス製TG/DTA6300を用いた。作製した透明樹脂フィルムから約20mgの試料を取得した。この試料を、室温から120℃まで10℃/分の昇温速度で昇温し、120℃で5分間保持した後、400℃まで10℃/分の昇温速度で昇温(加熱)しながら、試料の質量変化を測定した。
TG−DTA測定結果から、120℃から250℃にかけての質量減少率S(質量%)を下記式に従い算出した。
S(質量%)=100−(W1/W0)×100
〔式中、W0は120℃で5分間保持した後の試料の質量であり、W1は250℃における試料の質量である〕。
算出された質量減少率Sを、透明樹脂フィルム中の残留溶媒量S(質量%)とした。なお、透明樹脂フィルムの支持体とは反対面に保護フィルムを積層している場合は、保護フィルムを剥離して、残留溶媒量を測定する。
支持体については、以下の測定を行った。結果を表1に示す。
算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)の測定
上記支持体のキャスト製膜する面を、(株)小坂研究所製のサーフコーダ ET3000を使用して、JIS B0601−2001に従って算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)を測定した。結果を表1に示す。なお、算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)の測定は、キャスト製膜する前の支持体に対して実施する。
算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)の測定
上記支持体のキャスト製膜する面を、(株)小坂研究所製のサーフコーダ ET3000を使用して、JIS B0601−2001に従って算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)を測定した。結果を表1に示す。なお、算術平均粗さ(Ra)および最大高さ(Rz)の測定は、キャスト製膜する前の支持体に対して実施する。
(密着力評価)
樹脂ワニスの塗布幅を100mm、長さを250mmとし、保護フィルムの貼合を実施しない以外は実施例1と同様にして密着力評価用の積層体を得た。支持体から透明樹脂フィルムを180度方向に剥離した際の応力を、(株)島津製作所製のオートグラフAGS−Gを用いて測定した。この際、20mm/分の速度で剥離した。剥離開始から50mm以上100mm以下の範囲の応力の平均値を密着力(N/10mm)とした。結果を表1に示す。
樹脂ワニスの塗布幅を100mm、長さを250mmとし、保護フィルムの貼合を実施しない以外は実施例1と同様にして密着力評価用の積層体を得た。支持体から透明樹脂フィルムを180度方向に剥離した際の応力を、(株)島津製作所製のオートグラフAGS−Gを用いて測定した。この際、20mm/分の速度で剥離した。剥離開始から50mm以上100mm以下の範囲の応力の平均値を密着力(N/10mm)とした。結果を表1に示す。
上記でロール状に巻き取られた透明樹脂フィルムと保護フィルムの積層体を巻き出しながら、保護フィルムを剥離しつつ、透明樹脂フィルムを乾燥炉に導入して更に乾燥(本乾燥)させた。乾燥炉の温度は200℃とし、搬送速度は1.0m/分とし、乾燥時間は12分とした。乾燥炉で乾燥させた後の透明樹脂フィルムは、片面に保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、ロール芯に巻き取った。保護フィルムを剥離して本乾燥後の透明樹脂フィルムの残留溶媒量を測定したところ、1%であった。本乾燥で得られた透明樹脂フィルムはウィンドウフィルム基材として使用することもできる。
実施例2
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、製造例3にて得られたGBL置換シリカゾルを加えて十分に混合することで、表1に記載の組成である透明ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子混合ワニス(以下、混合ワニスと称することがある)を得た。その際、ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子濃度(樹脂とシリカ粒子の総質量に対する濃度)が10質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.4m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取ってフィルムロールとした。
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、製造例3にて得られたGBL置換シリカゾルを加えて十分に混合することで、表1に記載の組成である透明ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子混合ワニス(以下、混合ワニスと称することがある)を得た。その際、ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子濃度(樹脂とシリカ粒子の総質量に対する濃度)が10質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.4m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取ってフィルムロールとした。
実施例2で得られた積層体で剥離試験を実施したところ、直径100mm、80mm、60mm、40mmおよび20mmの各円柱状の棒に180度巻き付けた場合全てにおいて剥離が発生しなかった。
実施例2のロールフィルムを巻き出しながら支持体Aを剥離し、透明樹脂フィルムと保護フィルムから構成される積層体を巻き取った。この際、剥離直後の透明樹脂フィルムの搬送方向と、支持体の搬送方向が90度の角度を成すように剥離した。実施例1と同様の方法により、保護フィルムを剥離した透明樹脂フィルムのムラの評価、ヘイズ、全光線透過率、イエローインデックスおよび残留溶媒量を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様の方法で密着力評価用の積層体を作製し、密着力を評価した結果を表1に示す。
実施例2の保護フィルムと透明樹脂フィルムの積層体ロールを巻き出しながら、保護フィルムを剥離しつつ、透明樹脂フィルムを乾燥炉に導入して更に乾燥(本乾燥)させた。
乾燥炉の温度は200℃とし、搬送速度は1.0m/分とし、乾燥時間は12分とした。
乾燥炉で乾燥させた後の透明樹脂フィルムは、片面に保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、ロール芯に巻き取った。保護フィルムを剥離して本乾燥後の透明樹脂フィルムの残留溶媒量を測定したところ、0.6%であった。本乾燥で得られた透明樹脂フィルムはウィンドウフィルム基材として使用することもできる。
乾燥炉の温度は200℃とし、搬送速度は1.0m/分とし、乾燥時間は12分とした。
乾燥炉で乾燥させた後の透明樹脂フィルムは、片面に保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、ロール芯に巻き取った。保護フィルムを剥離して本乾燥後の透明樹脂フィルムの残留溶媒量を測定したところ、0.6%であった。本乾燥で得られた透明樹脂フィルムはウィンドウフィルム基材として使用することもできる。
比較例1、2
支持体として、ハードコート層が無いPETフィルム(東洋紡(株)製コスモシャイン(登録商標)A4100:ベース樹脂=PET、HC処理無し)を用いる以外は、実施例1および2と同様に処理を行い、物性値も測定した。結果を表1に示す。
支持体として、ハードコート層が無いPETフィルム(東洋紡(株)製コスモシャイン(登録商標)A4100:ベース樹脂=PET、HC処理無し)を用いる以外は、実施例1および2と同様に処理を行い、物性値も測定した。結果を表1に示す。
比較例1および2で得られた積層体で剥離試験を実施したところ、直径100mm、80mm、60mm、40mm、20mmの各円柱状の棒に180度巻き付けた場合全てにおいて剥離が発生しなかった。
実施例3
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、ワニスを得た。その際、ポリアミドイミド系高分子濃度が6質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.25m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取って1,000mのフィルムロールとした。
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、ワニスを得た。その際、ポリアミドイミド系高分子濃度が6質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.25m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取って1,000mのフィルムロールとした。
実施例4
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、製造例3にて得られたGBL置換シリカゾルを加えて十分に混合することで、表1に記載の組成である透明ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子混合ワニス(以下、混合ワニスと称することがある)を得た。その際、ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子濃度(樹脂とシリカ粒子の総質量に対する濃度)が8質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.3m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取って750mのフィルムロールとした。
製造例2にて得られた透明ポリアミドイミド系高分子をGBLに溶解し、製造例3にて得られたGBL置換シリカゾルを加えて十分に混合することで、表1に記載の組成である透明ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子混合ワニス(以下、混合ワニスと称することがある)を得た。その際、ポリアミドイミド系高分子/シリカ粒子濃度(樹脂とシリカ粒子の総質量に対する濃度)が8質量%となるように混合ワニスを調製した。その後、得られた混合ワニスを、支持体Aのハードコート層上にキャスト法により幅870mmで塗布して製膜した。製膜された混合ワニスを、温度を段階的に70℃から120℃になるように設定した長さ12mの炉内を線速0.3m/分で通過させることにより樹脂溶液から溶媒を除去して、透明樹脂フィルム(厚さ50μm)を形成させた。その後、透明樹脂フィルムに保護フィルム(東レフィルム加工(株)製トレテック(登録商標)7332K、弱粘着力のポリオレフィン保護フィルム)を貼合し、保護フィルムと透明樹脂フィルムとハードコート層を有するPETフィルムから構成されるフィルム状の積層体をロール芯に巻取って750mのフィルムロールとした。
実施例1および2では、ハードコート層を有するPETフィルムを用いているので、剥離ムラの評価は非常に良好であるが、比較例1および2ではハードコート層を有さないPETフィルムを用いているので、剥離ムラの発生が多い。剥離ムラの写真を図3として添付する。
図3中、矢印(→)は剥離方向であり、それに直交する方向に剥離ムラが生じていることが解る。
図3中、矢印(→)は剥離方向であり、それに直交する方向に剥離ムラが生じていることが解る。
本発明の積層体は、透明樹脂フィルムの製造時に使用するものであり、透明樹脂フィルムの製造時の剥離ムラを減少させるものであり、歩留まりが改善し、製造コストの削減にも繋がる。
1…支持体
2…透明樹脂フィルム
3…保護フィルム
10…支持体ロール
11…ガイドロール
12…塗工工程
13…プレ乾燥工程
14…保護フィルムロール
15…三層卷回ロール
2…透明樹脂フィルム
3…保護フィルム
10…支持体ロール
11…ガイドロール
12…塗工工程
13…プレ乾燥工程
14…保護フィルムロール
15…三層卷回ロール
Claims (15)
- 支持体と、該支持体上に形成されたハードコート層、および該ハードコート層上に剥離可能に積層された透明樹脂フィルムとからなる積層体。
- 前記ハードコート層と透明フィルムとの密着力が、0.02N/10mm以上である請求項1記載の積層体。
- 前記支持体が、樹脂フィルムである請求項1または2記載の積層体。
- 前記支持体が、ハードコート層を有するポリエチレンテレフタレートフィルム、シクロオレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、トリアセチルセルロースフィルムのいずれかである請求項1〜3いずれかに記載の積層体。
- 前記支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以下である請求項1〜3いずれかに記載の積層体。
- 前期支持体は、前記透明樹脂フィルムと接触する側のJIS B 0601−2001に規定する最大高さ(Rz)が0.1μm以下である請求項1〜4いずれかに記載の積層体。
- 前記透明樹脂フィルムが、ポリイミド系フィルムである請求項1〜6いずれかに記載の積層体。
- 前記透明樹脂フィルムが、ヘイズ1%以下、全光線透過率85%以上、イエローインデックス4以下を有するポリイミド系フィルムである請求項1〜7いずれかに記載の積層体。
- 請求項1〜8いずれかに記載の積層体を巻き取った積層体フィルムロール。
- 長さが100m以上である、請求項9記載の積層体フィルムロール。
- a)透明樹脂フィルムを形成するための樹脂組成物を溶媒と混合および撹拌して得られる樹脂ワニスを、ハードコート層を設けた支持体のハードコート層側表面に塗布すること;および
b)塗布された樹脂ワニスを乾燥させることにより溶媒を除去し、ハードコート層上に透明樹脂フィルムの層を形成すること;
を含む請求項1記載の積層体の製造方法。 - 請求項1〜8いずれかに記載の積層体から剥離して得られる透明樹脂フィルムからなるウィンドウフィルム基材。
- 請求項12に記載のウィンドウフィルム基材の少なくとも一方の面にウィンドウハードコート層を含んでなるウィンドウフィルム。
- 請求項13に記載のウィンドウフィルムを含む光学積層体であって、前記ウィンドウフィルムの一方の面に、偏光板およびタッチセンサからなる群から選択される少なくとも1つの層をさらに含む光学積層体。
- 請求項14に記載の光学積層体を含むフレキシブル表示装置。
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