JP2020189955A - 光学フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
前記光学フィルム面内において製造時の機械流れ方向に平行な方向をMD方向とし、該機械流れ方向に垂直な方向をTD方向としたときに、
前記光学フィルムの少なくともいずれか一方の面について、JIS K 7374に準拠して光学櫛のスリット幅が0.125mmである場合に得られる、前記光学フィルムの平面に対して垂直方向から該MD方向に60°傾斜した方向の第1反射写像性値CMDと、前記垂直方向から前記TD方向に60°傾斜した方向の第2反射写像性値CTDとが、
式(1):
45%≦CMD≦100%・・・(1)、
式(2):
30%≦CTD≦100%・・・(2)、及び
式(3):
35%≦(CMD+CTD)/2≦100%・・・(3)
を満たす、光学フィルム。
[2]JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の前記ヘーズの差ΔHazeが0.3%未満である、[1]に記載の光学フィルム。
[3]JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の前記第1反射写像性値の差ΔCMD及び前記第2反射写像性値の差ΔCTDが15未満である、[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4]厚さが10〜150μmである、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5]フィラーを更に含み、
前記フィラーの含有量は、光学フィルムの質量に対して5質量%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光学フィルム。
[6]80℃における引張弾性率が4,000〜9,000MPaである、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7]少なくとも一方の面にハードコート層を有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[8]前記ハードコート層の厚さは3〜30μmである、[7]に記載の光学フィルム。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載の光学フィルムを備えるフレキシブル表示装置。
[10]更に、タッチセンサを備える、[9]に記載のフレキシブル表示装置。
[11]更に、偏光板を備える、[9]又は[10]に記載のフレキシブル表示装置。
本発明の光学フィルムは、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含み、全光線透過率が85%以上でありヘーズが0.5%以下である光学フィルムであって、
前記光学フィルム面内において製造時の機械流れ方向に平行な方向をMD方向とし、該機械流れ方向に垂直な方向をTD方向としたときに、
前記光学フィルムの少なくともいずれか一方の面について、JIS K 7374に準拠して光学櫛のスリット幅が0.125mmである場合に得られる、前記光学フィルムの平面に対して垂直方向から前記MD方向に60°傾斜した方向の第1反射写像性値CMDと、前記垂直方向から前記TD方向に60°傾斜した方向の第2反射写像性値CTDとが、
式(1):
45%≦CMD≦100%・・・(1)、
式(2):
30%≦CTD≦100%・・・(2)、及び
式(3):
35%≦(CMD+CTD)/2≦100%・・・(3)
を満たす。
(MD方向、TD方向)
MD方向は、光学フィルム面内において製造時の機械流れ方向に平行な方向であり、例えば、溶液キャスト法で製造された場合における光学フィルムが搬送された方向と平行な方向を示す。TD方向は、前記機械流れ方向に垂直な方向であり、例えば、搬送された方向に垂直な方向を示す。光学フィルム面内のMD方向及びTD方向は、その方向が不明な場合、以下の方法により決定する。MDとTDに関しては、光学フィルムの少なくとも20点以上の異なる方向の断面出しを行う。より詳細には、光学フィルムの任意の1点を中点とする円を想定し、当該光学フィルムからその半円を切り出して更にその半円を切断した後の扇形の中心角が略均等になるように、光学フィルムを直線状に切断し、20個以上の断面出しを行う。得られた複数の断面の厚さの中心をレーザーラマンにより測定し、1,620cm−1付近のピーク強度が最も大きいものをMD方向とする。
第1反射写像性値CMDは、日本工業規格(JIS) K 7374に準拠して得られる、光学フィルムの平面に対して垂直方向からMD方向に60°傾斜した方向の反射写像性値である。図1を参照して、第1反射写像性値CMDをより具体的に説明する。図1は、第1反射写像性値の測定における光軸を示す図である。光学フィルム1の面上の任意の点(第1照射位置11)を支点として、光学フィルム1に対して垂直な軸(垂直軸3)からMD方向に角度60°傾斜した軸(第1光軸14)に沿って第1照射光10(白色光:図1中、実線で表記)を光学フィルム1に照射する。次いで、第1照射位置11を支点として垂直軸3からMD方向に−60°傾斜した第1方向に垂直に延在する第1光学櫛16に、第1正反射光12(図1中、破線で表記)を透過させる。次いで、第1光学櫛16を透過した第1透過光18(図1中、一点鎖線で表記)を第1方向に延在する第1受光器19で受光する。第1光学櫛16は、第1正反射光12を透過させる開口部と、第1正反射光12を遮断する遮光部とを有する。第1光学櫛16のスリット幅(開口部の幅)は、0.125mmである。
第1光学櫛16の平面に対して平行であり、かつ第1光学櫛16におけるスリットが配列する方向(矢印Aの方向)に、第1光学櫛16を所定の単位幅移動させて第1透過光18を受光することを繰り返して、受光波形を得る。得られた受光波形から相対光量の最大値M及び最小値mを得る。得られたM及びmから式(5)
に基づいて第1反射写像性値CMDを算出する。反射写像性値(第1反射写像性値、及び後述の第2反射写像性値)は、写像性測定器を用いて測定することができる。
第2反射写像性値CTDは、JIS K 7374に準拠して得られる、光学フィルムの平面に対して垂直方向からTD方向に60°傾斜した方向の反射写像性値である。図2を参照して、第2反射写像性値CTDをより具体的に説明する。図2は、第2反射写像性値の測定における光軸を示す図である。光学フィルム1の面上の任意の点(第2照射位置21)を支点として、光学フィルム1に対して垂直な軸(垂直軸3)からTD方向に角度60°傾斜した軸(第2光軸24)に沿って第2照射光20(白色光:図2中、実線で表記)を光学フィルム1に照射する。次いで、第2照射位置21を支点として垂直軸3からTD方向に−60°傾斜した第2方向に垂直に延在する第2光学櫛26に、第2正反射光22(図2中、破線で表記)を透過させる。次いで、第2光学櫛26を透過した第2透過光28(図2中、一点鎖線で表記)を第2方向に延在する受光器29で受光する。第2光学櫛26は、第2正反射光22を透過させる開口部と、第2正反射光22を遮断する遮光部とを有する。第2光学櫛26のスリット幅(開口部の幅)は、0.125mmである。
第2光学櫛26の平面に対して平行であり、かつ第2光学櫛26におけるスリットが配列する方向(矢印Bの方向)に、第2光学櫛26を所定の単位幅移動させて第2透過光28を受光することを繰り返して、受光波形を得る。得られた受光波形から相対光量の最大値M及び最小値mを得る。得られたM及びmから式(5)に基づいて第2反射写像性値CTDを算出する。
特に、本発明の光学フィルムをフレキシブルデバイスの前面板に適用した場合、広角方向の視認性を更に向上させる観点から、JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の第1反射写像性値の差の絶対値ΔCMD及び第2反射写像性値の差の絶対値ΔCTDが好ましくはそれぞれ15未満である。耐屈曲試験前後の該反射写像性値の差が15未満であると、特にフレキシブルデバイスの画像表示面が屈曲した状態で使用しても及び/又は屈曲した状態で使用した後であっても、広角方向の優れた視認性を有する。ΔCMDは、好ましくは15未満、より好ましくは14未満、更に好ましくは13未満である。ΔCTDは、より好ましくは15未満、更に好ましくは14未満、特に好ましくは13未満である。
本発明の光学フィルムの全光線透過率は、85%以上であり、視認性を更に向上させる観点から、好ましくは87%以上、より好ましくは89%以上、更に好ましくは90%以上であり、100%以下である。光学フィルムの全光線透過率は、JIS K 7136−1:1997に準拠して測定することができる。全光線透過率の測定方法は実施例にて詳細に説明する。
本発明の光学フィルムのヘーズは、0.5%以下であり、視認性を更に向上させる観点から、好ましくは0.4%以下、より好ましくは0.3%以下、更に好ましくは0.2%以下である。
本発明の光学フィルムは、JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の前記ヘーズの差の絶対値ΔHazeが好ましくは0.3%以下、より好ましくは0.2%以下である。
光学フィルムのヘーズは、JIS K 7136:2000に準拠して測定することができる。ヘーズの測定方法及びヘーズの差の算出方法は、実施例にて詳細に説明する。
本発明の光学フィルムの折曲げ回数は、耐折性を向上させる観点から、好ましくは20,000回以上、より好ましくは100,000回以上、更に好ましくは200,000回以上、特に好ましくは350,000回以上、非常に特に好ましくは700,000回以上である。折曲げ回数が上記の下限以上であると、光学フィルムを折り曲げてもクラックや割れ等が生じにくい。また、折曲げ回数の上限は、通常50,000,000回以下である。光学フィルムの折曲げ回数は、ASTM規格D2176−16に準拠したMIT耐折疲労試験で測定する。MIT耐折疲労試験は、例えば、実施例に記載の試験である。
本発明の光学フィルムの厚さは、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは25μm以上、とりわけ好ましくは30μm以上であり、好ましくは150μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは85μm以下である。厚さの測定方法は、実施例にて詳細に説明する。
本発明の光学フィルムの80℃における引張弾性率は、好ましくは4,000〜9,000MPa、より好ましくは4,500〜8,500MPaである。該弾性率の測定方法は、実施例にて詳細に説明する。引張弾性率が上記範囲内であると、光学フィルムに凹み欠陥が生じにくくなる。光学フィルムの引張弾性率は、JIS K 7127に準拠して測定することができる。引張弾性率の測定方法は実施例にて詳細に説明する。
本発明の光学フィルムは、好ましくは少なくとも一方の面にハードコート層を有する。両面にハードコート層を有する場合、2つのハードコート層は、含まれる成分が互いに同一であっても異なっていてもよい。
本発明の一実施態様において、光学フィルムは、少なくとも一方の面(片面又は両面)に保護フィルムを有していてもよい。例えば光学フィルムの片面に機能層を有する場合には、保護フィルムは、光学フィルム側の表面又は機能層側の表面に積層されていてもよく、光学フィルム側と機能層側の両方に積層されていてもよい。光学フィルムの両面に機能層を有する場合には、保護フィルムは、片方の機能層側の表面に積層されていてもよく、両方の機能層側の表面に積層されていてもよい。保護フィルムは、光学フィルム又は機能層の表面を一時的に保護するためのフィルムであり、光学フィルム又は機能層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。保護フィルムとしては、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及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。光学フィルムが保護フィルムを2つ有する場合、各保護フィルムは同一又は異なっていてもよい。
本発明の光学フィルムは、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む。ポリイミド系樹脂とは、イミド基を含む繰返し構造単位を含有する樹脂(以下、ポリイミド樹脂と記載することがある)、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樹脂(以下、ポリアミドイミド樹脂と記載することがある)からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を示す。また、ポリアミド系樹脂とは、アミド基を含む繰り返し構造単位を含有する樹脂(以下、ポリアミド系樹脂と記載することがある)を示す。
*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−又は−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。
*は結合手を表し、
Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−又は−CO−を表す。
1つの例は、Z1及びZ3が−O−であり、かつ、Z2が−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−又は−SO2−である。Z1とZ2との各環に対する結合位置、及び、Z2とZ3との各環に対する結合位置は、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。
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−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。
なお、ポリイミド系樹脂の製造は、例えば特開2006−199945号公報又は特開2008−163107号公報に記載の製造方法を参照してもよい。また、ポリイミド系樹脂は、市販品を使用することもでき、その具体例としては、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等が挙げられる。
特に前記2つ以上の樹脂の中でも、好ましくは、互いに異なる重量平均分子量を有する、2つ以上のポリイミド系樹脂又は2つ以上のポリアミド系樹脂である。2つ以上のポリイミド系樹脂又は2つ以上のポリアミド系樹脂のうち、少なくとも一つのポリイミド系樹脂又は少なくとも一つのポリアミド系樹脂の重量平均分子量は250,000〜500,000であってもよく、別の少なくとも1つのポリイミド系樹脂又は別の少なくとも1つのポリアミド系樹脂の重量平均分子量は200,000〜450,000であってもよい。
特に前記2つ以上の樹脂の中でも、より好ましくは、互いに異なる重量平均分子量を有する2つのポリイミド系樹脂又は2つのポリアミド系樹脂である。2つのポリイミド系樹脂又は2つのポリアミド系樹脂のうち、一方のポリイミド系樹脂又は一方のポリアミド系樹脂の重量平均分子量は250,000〜500,000であってもよく、他方のポリイミド系樹脂又は他方のポリアミド系樹脂の重量平均分子量は200,000〜450,000であってもよい。
本発明の光学フィルムは、添加剤を更に含んでもよい。このような添加剤としては、例えば、フィラー、紫外線吸収剤、増白剤、酸化防止剤、pH調整剤及びレベリング剤が挙げられる。ただし、本発明の光学フィルムは、フィラー(例えば、シリカ粒子)を実質的に含まないことが好ましい。具体的には、フィラーの含有量は、好ましくは光学フィルムの質量に対して5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。
本発明の光学フィルムは、紫外線吸収剤を更に含んでもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、及びシアノアクリレート系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好適な市販の紫外線吸収剤としては、例えば、住化ケムテックス(株)製のSumisorb(登録商標) 340、(株)ADEKA製のアデカスタブ(登録商標) LA−31、及びBASFジャパン(株)製のチヌビン(登録商標) 1577等が挙げられる。紫外線吸収剤の含有量は、本発明の光学フィルムに含まれる樹脂の質量を基準として、好ましくは1phr以上10phr以下、より好ましくは3phr以上6phr以下である。
本発明の光学フィルムは、特に限定されないが、例えば以下の工程:
(a)前記樹脂及び前記フィラーを含む液(以下、ワニスと記載することがある)を調製する工程(ワニス調製工程)、
(b)ワニスを基材に塗布して塗膜を形成する工程(塗布工程)、及び
(c)塗布された液(塗膜)を乾燥させて、光学フィルムを形成する工程(光学フィルム形成工程)
を含む方法によって製造することができる。
ロール・ツー・ロール方式では、式(1)〜式(3)の範囲を満たしやすい観点から、乾燥塗膜を搬送方向に伸長させた状態で乾燥させることが好ましく、搬送速度は、好ましくは0.1〜5m/分、より好ましくは0.2〜3m/分、更に好ましくは0.7〜2.5m/分である。第2乾燥は1段階又は多段階の条件で実施されてもよい。多段階の条件は、好ましくは、それぞれの段階において、同一又は異なる温度条件、乾燥時間及び熱風の風速から選択される少なくとも1種で実施することができ、例えば、3〜10段階、好ましくは3〜8段階で乾燥を行ってもよく、光学フィルムが式(1)〜式(3)の範囲を満たしやすい観点から、多段階の条件で実施することが好ましい。また、各段階では、熱風の風速は、作製される光学フィルムの反射写像性値が式(1)〜式(3)を満たしやすい観点から、好ましくは5〜20m/分、より好ましくは10〜15m/分、更に好ましくは11〜14m/分である。
本発明は、前記光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置を包含する。本発明の光学フィルムは、好ましくはフレキシブル画像表示装置において前面板として用いられ、該前面板はウインドウフィルムと称されることがある。該フレキシブル画像表示装置は、フレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルとからなり、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル画像表示装置用積層体としては、更に偏光板、タッチセンサを含有していてもよく、それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサ又はウインドウフィルム、タッチセンサ、偏光板の順に積層されていることが好ましい。タッチセンサよりも視認側に偏光板が存在すると、タッチセンサのパターンが視認されにくくなり表示画像の視認性が良くなるので好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、前記ウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサのいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、偏光板、好ましくは円偏光板を備える。円偏光板は、直線偏光板にλ/4位相差板を積層することにより右若しくは左円偏光成分のみを透過させる機能を有する機能層である。たとえば外光を右円偏光に変換して有機ELパネルで反射されて左円偏光となった外光を遮断し、有機ELの発光成分のみを透過させることで反射光の影響を抑制して画像を見やすくするために用いられる。円偏光機能を達成するためには、直線偏光板の吸収軸とλ/4位相差板の遅相軸は理論上45°である必要があるが、実用的には45±10°である。直線偏光板とλ/4位相差板は必ずしも隣接して積層される必要はなく、吸収軸と遅相軸の関係が前述の範囲を満足していればよい。全波長において完全な円偏光を達成することが好ましいが実用上は必ずしもその必要はないので本発明における円偏光板は楕円偏光板をも包含する。直線偏光板の視認側に更にλ/4位相差フィルムを積層して、出射光を円偏光とすることで偏光サングラスをかけた状態での視認性を向上させることも好ましい。
前記二色性色素化合物は、前記液晶化合物とともに配向して二色性を示す色素であって、重合性官能基を有していてもよく、また、二色性色素自身が液晶性を有していてもよい。
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、タッチセンサを備えることが好ましい。タッチセンサは入力手段として用いられる。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等様々な様式が挙げられ、好ましくは静電容量方式が挙げられる。
静電容量方式タッチセンサは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される領域(表示部)に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない領域(非表示部)に対応する領域である。タッチセンサはフレキシブルな特性を有する基板と、前記基板の活性領域に形成された感知パターンと、前記基板の非活性領域に形成され、前記感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むことができる。フレキシブルな特性を有する基板としては、前記ウインドウフィルムの透明基板と同様の材料が使用できる。
前記フレキシブル画像表示装置用積層体を形成する各層(ウインドウフィルム、円偏光板、タッチセンサ)並びに各層を構成するフィルム部材(直線偏光板、λ/4位相差板等)は接着剤によって接合することができる。該接着剤としては、水系接着剤、水系溶剤揮散型接着剤、有機溶剤系、無溶剤系接着剤、固体接着剤、溶剤揮散型接着剤、湿気硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、嫌気硬化型、活性エネルギー線硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、熱溶融型接着剤、感圧型接着剤(粘着剤)、再湿型接着剤等、通常使用されている接着剤等が使用でき、好ましくは水系溶剤揮散型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤を使用できる。接着剤層の厚さは、求められる接着力等に応じて適宜調節することができ、好ましくは0.01〜500μm、より好ましくは0.1〜300μmである。前記フレキシブル画像表示装置用積層体には、複数の接着層が存在するが、それぞれの厚さや種類は、同じであっても異なっていてもよい。
前記遮光パターンは、前記フレキシブル画像表示装置のベゼル又はハウジングの少なくとも一部として適用することができる。遮光パターンによって前記フレキシブル画像表示装置の辺縁部に配置される配線が隠されて視認されにくくすることで、画像の視認性が向上する。前記遮光パターンは単層又は複層の形態であってもよい。遮光パターンのカラーは特に制限されることはなく、黒色、白色、金属色などの多様なカラーであってもよい。遮光パターンはカラーを具現するための顔料と、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、シリコーンなどの高分子で形成することができる。これらの単独又は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、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど各種の方法にて形成することができる。遮光パターンの厚さは、好ましくは1〜100μm、より好ましくは2〜50μmである。また、遮光パターンの厚さ方向に傾斜等の形状を付与することも好ましい。
[1−1.樹脂の調製]
(製造例1:ポリイミド樹脂1の調製)
セパラブルフラスコにシリカゲル管、攪拌装置及び温度計を取り付けた反応容器と、オイルバスとを準備した。オイルバスに設置した反応容器内に、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) 75.6g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) 54.5gとを投入した。反応容器内の内容物を400rpmで攪拌しながらN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc) 530gを更に反応容器内に投入し、反応容器内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更に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、攪拌速度を100rpmに変更した。20時間攪拌後、反応系温度を室温(25℃)に戻し、DMAc 650gを反応容器内に更に投入してポリマー濃度が反応容器内の内容物の総質量を基準として10質量%となるように調整した。更に、ピリジン 32.3gと、無水酢酸 41.7gとを反応容器内に更に投入し、反応容器内の内容物を室温で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った。沈殿物を濾過で取り出し、得られた沈殿物を加熱乾燥して溶媒を除去し、固形分(粉体)としてポリイミド樹脂1を得た。得られたポリイミド樹脂1について、GPC測定を行ったところ、重量平均分子量は350,000であった。また、ポリイミド樹脂1のイミド化率は98.8%であった。
反応時間を20時間から16時間に変更した以外は製造例1と同様にして、重量平均分子量280,000及びイミド化率98.3%のポリイミド樹脂2を得た。
容量1Lセパラブルフラスコに攪拌翼を取り付けた反応容器と、オイルバスとを準備した。オイルバスに設置した反応容器内にTFMB 45g(140.52mmol)と、DMAc 768.55gとを投入した。窒素ガス雰囲気下、反応容器内の内容物を室温で攪拌し、TFMBをDMAcに溶解させた。次いで、6FDA 18.92g(42.58mmol)を反応容器内に更に投入し、反応容器内の内容物を室温で3時間攪拌を続けた。その後、4,4’−オキシビス(ベンゾイルクロリド)(OBBC) 4.19g(14.19mmol)、次いでテレフタロイルクロリド(TPC) 17.29g(85.16mmol)を反応容器内に更に投入し、室温で1時間攪拌を続けた。次いで、反応容器内に4−メチルピリジン 4.63g(49.68mmol)と無水酢酸 13.04g(127.75mmol)とを更に投入し、反応容器内の内容物を室温で30分間攪拌した。その後、オイルバスを用いて容器内温度を70℃に昇温した。容器内温度を70℃に維持して反応容器内の内容物を、更に3時間攪拌し、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時間浸漬した。その後、沈殿物を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1を得た。ポリアミドイミド樹脂1の重量平均分子量は400,000であり、イミド化率は98.1%であった。
容量1Lセパラブルフラスコに攪拌翼を取り付けた反応容器と、オイルバスとを準備した。オイルバスに設置した反応容器内にTFMB 45g(140.52mmol)と、DMAc 768.55gとを投入した。窒素ガス雰囲気下、室温で反応容器内の内容物を攪拌し、TFMBをDMAcに溶解させた。次に、反応容器内に6FDA 19.01g(42.79mmol)を更に投入し、反応容器内の内容物を室温で3時間攪拌した。その後、OBBC 4.21g(14.26mmol)、次いでTPC 17.30g(85.59mmol)を反応容器内に更に投入し、反応容器内の内容物を室温で1時間攪拌した。次いで、反応容器内に4−メチルピリジン 4.63g(49.68mmol)と無水酢酸 13.04g(127.75mmol)とを更に投入し、反応容器内の内容物を室温で30分間攪拌した。その後、オイルバスを用いて容器内の温度を70℃に昇温した。容器内温度を70℃に維持して更に3時間攪拌し、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時間浸漬した。その後、沈殿物を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2を得た。得られたポリアミドイミド樹脂2の重量平均分子量は365,000であり、イミド化率は98.3%であった。
(製造例5:ハードコート層形成用組成物の製造)
10官能ウレタンアクリレートオリゴマー(シンアT&C社製「UV1000」)7質量%、2官能モノマー(M200、MIRAMER)38.5質量%、光開始剤(BASF社製「Irgacure(登録商標) 184」)1.2質量%、レベリング剤(BYK社製「BYK−3530」)0.3質量%、及びメチルエチルケトン(MEK)53質量%を混合してハードコート層形成用組成物1を製造した。
(製造例6:ワニス(1)及び(3)の調製)
ワニス(1)及び(3)は、表1に示す組成にて、溶媒にポリイミド系樹脂を溶解させて、製造した。
なお、表1中、欄「溶媒」の含有量(単位:wt%)は、全て溶媒の総質量に対する特定の溶媒の質量の割合(単位:質量%)を示す。欄「ポリイミド系樹脂」の含有量(単位:wt%)は、全てのポリイミド系樹脂の総質量に対する特定のポリイミド系樹脂の質量の割合(単位:質量%)を示す。欄「ポリイミド系樹脂」のPI−1、PI−2、PAI−1及びPAI−2は、それぞれポリイミド樹脂1、ポリイミド樹脂2、ポリアミドイミド樹脂1及びポリアミドイミド樹脂2を示す。欄「添加剤」の含有量は、ワニスの総質量に対する添加剤の質量の割合を示す。欄「固形分」の含有量(単位:wt%)は、ポリイミド系樹脂の総質量に対する溶媒以外の成分の総質量の割合(単位:質量%)を示す。
イソプロパノールシリカゾル(日産化学工業(株)製「IPA−ST−L」、粒径20〜30nm)25質量%、10官能ウレタンアクリレートオリゴマー(シンアT&C社製「UV1000」)15質量%、3官能モノマー(M340、MIRAMER)18.5質量%、光開始剤(BASF社製「Irgacure(登録商標) −184」)1.2質量%、レベリング剤(BYK社製「BYK−3530」)0.3質量%、及びメチルエチルケトン(MEK)40質量%を混合してハードコート層形成用組成物2を製造した。
ワニス(2)は、表1に示す組成にて製造した。具体的には、ワニス(2)は、室温にてGBL溶媒にポリマーを溶解させ、更に紫外線吸収剤としての住化ケムテックス(株)製のSumisorb(登録商標) 340(UVA)をポリマーの質量に対して5.7質量%となるように添加し、均一になるまで攪拌し、ワニス(2)を得た。
(実施例1:光学フィルム1の製造)
ワニス(1)を、PET(ポリエチレンテレフタラート)フィルム(東洋紡(株)製「A4100」、厚さ188μm、厚さ分布±2μm)上において流涎成形により塗膜を700mm幅で成形した。線速は0.4m/分であった。順に70℃で8分間、100℃で10分間、90℃で8分間及び80℃で8分間加熱することによって塗膜を乾燥させ、PETフィルムから塗膜を剥離した。得られた塗膜を、把持具としてクリップを用いたテンター式乾燥機(1〜6室構成)を用い、乾燥機内の温度を200℃に設定し、クリップ把持幅25mm、フィルムの搬送速度1.0m/分、乾燥機入口のフィルム幅(クリップ間距離)及び乾燥炉出口のフィルム幅の比が1.0となるように調整し、テンター式乾燥機の各室における風速を、1室では13.5m/秒、2室では13m/秒、3〜6室では11m/秒となるように調整して、フィルム中の溶媒量が1質量%である厚さ79μmの光学フィルム1を得た。
乾燥機から出た光学フィルム1がクリップから離された後、該フィルムのクリップに接していた部分をスリットした後、更にそのフィルムにPET系保護フィルムを貼合し、ABS製6インチコアに巻きとり、ロールフィルムを得た。
製造例5で作製したハードコート層形成用組成物1を、実施例1で得た光学フィルム1の製膜時に基材のPETフィルムと接触していた面に硬化後の厚さ(第1ハードコート層の厚さ)が20μmになるように塗布し、80℃のオーブンで1分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプを用いて光量350mJ/cm2で光を照射し、塗膜を硬化して第1ハードコート層を形成した。もう一方の面に、製造例7で作製したハードコート層形成用組成物2を、硬化後の厚さ(第2ハードコート層の厚さ)が15μmとなるように塗布し、80℃のオーブンで2分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプを用いて光量350mJ/cm2で光を照射して、塗膜を硬化して第2ハードコート層を形成して、ハードコート層を含む光学フィルム2を製造した。
ワニス(1)をワニス(2)に変更し、線速を0.4m/分から0.3m/分に変更し、塗膜の加熱条件を順に70℃で8分間、100℃で10分間、90℃で8分間及び80℃で8分間から80℃で10分間、100℃で10分間、90℃で10分間及び80℃で10分間に変更した以外は、光学フィルム1の製造方法と同様にして、フィルム中の溶媒量が0.7質量%である、厚さ49μmの光学フィルム3を製造した。
ワニス(1)をワニス(3)に変更し、線速を0.4m/分から0.2m/分に変更した以外は、光学フィルム1の製造方法と同様にして、フィルム中の溶媒量が1.0質量%である、厚さ79μmの光学フィルム4を製造した。
光学フィルム5としてポリイミドフィルム(宇部興産(株)製「UPILEX」、厚さ50μm)を準備した。
実施例及び比較例で得られた光学フィルムは、保護フィルムを有する場合、下記測定及び評価は、保護フィルムを剥離した状態の光学フィルムを用いて実施した。
(2−1.光学フィルムの反射写像性値の測定)
JIS K 7374に準拠して写像性測定器(スガ試験機(株)製「ICM−1」)を用いて、以下のように反射法にて光学フィルムの反射写像性値を測定した。
光学フィルムを写像性測定器に設置した。この光学フィルムは、設置前に両面をエタノールで軽くふき、乾燥させ、表面から異物を除去した状態で設置した。次いで、光量及び断面積を調整し、平行光に調整した白色光を、光学フィルム平面に対してMD方向に60°傾斜した角度(入射角)から設置された光学フィルムに照射した。ここで、実施例1、3及び4の光学フィルムの照射面は、光学フィルムの作製時における基材に接触していた面である。実施例2の光学フィルムの照射面は、光学フィルムの作製時における基材に接触した面にハードコート層を被覆した面である。光学フィルムからの正反射光を、断面積を調整して正反射光の光軸に垂直に延在する光学櫛に透過させ、光学櫛を透過した光を受光器で受光した。
光学櫛の平面に対して平行でありかつ光学櫛におけるスリットが配列する方向に、光学櫛(スリット幅:0.125mm)を所定の単位幅移動させて光学櫛の透過光を受光することを繰り返した。その結果、受光波形を得た。得られた受光波形から相対光量の最大値M及び最小値mを得た。得られたM及びmから式(5)に基づいて第1反射写像性値CMDを算出した。
光学フィルムの全光線透過率はJIS K 7361−1:1997に準拠して、ヘーズはJIS K 7136:2000に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘーズコンピュータHGM−2DPを用いて測定した。測定試料は、実施例及び比較例の光学フィルムを30mm×30mmの大きさにカットして作製した。
光学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、光学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、光学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
光学フィルムの引張弾性率は、JIS K 7127に準拠して、電気機械式万能試験機(イントロン社製)を用いて、試験速度5m/分及びロードセル5kNで引っ張り試験を行い測定した。
マイクロメーター((株)ミツトヨ製「ID−C112XBS」)を用いて、10点以上の光学フィルムの厚さを測定し、その平均値を算出した。
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定は、(株)島津製作所製の液体クロマトグラフLC−10ATvpを用いて行った。
(1)前処理方法
試料をγ−ブチロラクトン(GBL)に溶解させて20質量%溶液とした後、DMF溶離液にて100倍に希釈し、0.45μmメンブランフィルターろ過したものを測定溶液とした。
(2)測定条件
カラム:TSKgel SuperAWM−H×2+SuperAW2500×1(6.0mm I.D.×150mm×3本)
溶離液:DMF(10mmol/Lの臭化リチウム添加)
流量:0.6mL/分
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:20μL
分子量標準:標準ポリスチレン
イミド化率は、1H−NMR測定により以下のようにして求めた。
(1)前処理方法
ポリイミド系樹脂を含む光学フィルムを重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO−d6)に溶解させて2質量%溶液としたものを測定試料とした。
(2)測定条件
測定装置:JEOL製 400MHz NMR装置 JNM−ECZ400S/L1
標準物質:DMSO−d6(2.5ppm)
試料温度:室温
積算回数:256回
緩和時間:5秒
(3)イミド化率解析方法
(ポリイミド樹脂のイミド化率)
ポリイミド樹脂を含む測定試料で得られた1H−NMRスペクトルにおいて、観測されたベンゼンプロトンのうちイミド化前後で変化しない構造に由来するベンゼンプロトンAの積分値をIntAとした。また、観測されたポリイミド樹脂中に残存するアミック酸構造に由来するアミドプロトンの積分値をIntBとした。これらの積分値から以下の式に基づいてポリイミド樹脂のイミド化率を求めた。
イミド化率(%)=100×(1−IntB/IntA)
ポリアミドイミド樹脂を含む測定試料で得られた1H−NMRスペクトルにおいて、観測されたベンゼンプロトンのうちイミド化前後で変化しない構造に由来し、ポリアミドイミド樹脂中に残存するアミック酸構造に由来する構造に影響を受けないベンゼンプロトンCの積分値をIntCとした。また、観測されたベンゼンプロトンのうちイミド化前後で変化しない構造に由来し、ポリアミドイミド樹脂中に残存するアミック酸構造に由来する構造に影響を受けるベンゼンプロトンDの積分値をIntDとした。得られたIntC及びIntDから以下の式によりβ値を求めた。
β=IntD/IntC
次に、複数のポリアミドイミド樹脂について上記式のβ値及び上記式のポリイミド樹脂のイミド化率を求め、これらの結果から以下の相関式を得た。
イミド化率(%)=k×β+100
上記相関式中、kは定数である。
βを相関式に代入してポリアミドイミド樹脂のイミド化率(%)を得た。
光学フィルムについてJIS K 5600−5−1に準拠して耐屈曲性試験を実施した。耐屈曲性試験は、小型卓上屈曲試験機(ユアサシステム機器(株)製)を用いて実施された。耐屈曲試験後の光学フィルムについて上述の測定方法と同様にして、反射写像性値及びヘーズをそれぞれ測定した。耐屈曲試験前後の反射写像性値及びヘーズの差の絶対値をそれぞれとり、反射写像性値の差(第1反射写像性値の差ΔCMD、第2反射写像性値の差ΔCTD及びヘーズの差(ΔHaze)をそれぞれ算出した。
ASTM規格D2176−16に準拠して、実施例及び比較例における光学フィルムの折曲げ回数を以下のように求めた。該光学フィルムを、ダンベルカッターを用いて15mm×100mmの短冊状にカットし、測定試料を作製した。測定試料をMIT耐折疲労試験機((株)東洋精機製作所製「型式0530」)本体にセットした。詳しくは、測定試料の一端を荷重クランプに固定して、他端を折り曲げクランプに固定し、測定試料にテンションを加えた。この状態で、試験速度175cpm、折り曲げ角度135°、荷重0.75kgf、折り曲げクランプの屈曲半径R=3mmの条件の下、測定試料が破断するまでの裏表方向への往復折曲げ運動を行った。前記折り曲げ回数を測定した。
(3−1.視認性)
光学フィルムを10cm角にカットした。同サイズ(10cm角)の粘着層付き偏光板のMD方向とカットした光学フィルムのMD方向とを揃えて、カットした光学フィルムに粘着層付き偏光板を貼合し、評価用試料を作製した。1つの実施例及び比較例の光学フィルムに対してそれぞれ2つの評価用試料を作製した。
2つの評価用試料のうち一方の評価用試料を、評価用試料平面の垂直方向に蛍光灯が位置し、かつ評価用試料のMD方向に対して前記蛍光灯の長手方向が水平となるように台の上に固定した。
評価用試料平面の垂直方向に対して30°傾けた角度から、観察者が目視にて評価用試料表面に映る蛍光灯像を観察した。
蛍光灯の長手方向を水平から垂直に変更した以外は同様にして、もう一方の評価用試料を台に固定し、蛍光灯像を観察した。
観察結果から下記の評価基準に基づいて視認性を評価した。
(視認性の評価基準)
◎:蛍光灯像の歪みがほとんど視認されない。
○:蛍光灯像の歪みが若干視認できる。
△:蛍光灯像の歪みが視認される。
×:蛍光灯像の歪みが明確に視認される。
実施例1〜4及び比較例1の光学フィルムについて全光線透過率、ヘーズ、反射写像性値、黄色度及び折曲げ回数を測定し、視認性を評価した。測定及び評価結果を表3〜5にまとめた。なお、表3の欄「Tt(%)」は、光学フィルムの全光線透過率(単位:%)を示す。表3の「Haze(%)」は、光学フィルムのヘーズ(単位:%)を示す。
更に実施例1〜4の光学フィルムは、視認性の評価結果が◎、○及び△のいずれかであった。
更に比較例1の光学フィルムは、視認性の評価結果が×であった。
3 垂直軸
10 第1照射光
11 第1照射位置
12 第1正反射光
14 第1光軸
16 第1光学櫛
18 第1透過光
19 第1受光器
20 第2照射光
21 第2照射位置
22 第2正反射光
24 第2光軸
26 第2光学櫛
28 第2透過光
29 第2受光器
(実施例1:光学フィルム1の製造)(参考例)
ワニス(1)を、PET(ポリエチレンテレフタラート)フィルム(東洋紡(株)製「A4100」、厚さ188μm、厚さ分布±2μm)上において流涎成形により塗膜を700mm幅で成形した。線速は0.4m/分であった。順に70℃で8分間、100℃で10分間、90℃で8分間及び80℃で8分間加熱することによって塗膜を乾燥させ、PETフィルムから塗膜を剥離した。得られた塗膜を、把持具としてクリップを用いたテンター式乾燥機(1〜6室構成)を用い、乾燥機内の温度を200℃に設定し、クリップ把持幅25mm、フィルムの搬送速度1.0m/分、乾燥機入口のフィルム幅(クリップ間距離)及び乾燥炉出口のフィルム幅の比が1.0となるように調整し、テンター式乾燥機の各室における風速を、1室では13.5m/秒、2室では13m/秒、3〜6室では11m/秒となるように調整して、フィルム中の溶媒量が1質量%である厚さ79μmの光学フィルム1を得た。
乾燥機から出た光学フィルム1がクリップから離された後、該フィルムのクリップに接していた部分をスリットした後、更にそのフィルムにPET系保護フィルムを貼合し、ABS製6インチコアに巻きとり、ロールフィルムを得た。
製造例5で作製したハードコート層形成用組成物1を、実施例1で得た光学フィルム1の製膜時に基材のPETフィルムと接触していた面に硬化後の厚さ(第1ハードコート層の厚さ)が20μmになるように塗布し、80℃のオーブンで1分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプを用いて光量350mJ/cm2で光を照射し、塗膜を硬化して第1ハードコート層を形成した。もう一方の面に、製造例7で作製したハードコート層形成用組成物2を、硬化後の厚さ(第2ハードコート層の厚さ)が15μmとなるように塗布し、80℃のオーブンで2分間乾燥させた。その後、高圧水銀ランプを用いて光量350mJ/cm2で光を照射して、塗膜を硬化して第2ハードコート層を形成して、ハードコート層を含む光学フィルム2を製造した。
ワニス(1)をワニス(3)に変更し、線速を0.4m/分から0.2m/分に変更した以外は、光学フィルム1の製造方法と同様にして、フィルム中の溶媒量が1.0質量%である、厚さ79μmの光学フィルム4を製造した。
Claims (11)
- ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含み、全光線透過率が85%以上でありヘーズが0.5%以下である光学フィルムであって、
前記光学フィルム面内において製造時の機械流れ方向に平行な方向をMD方向とし、該機械流れ方向に垂直な方向をTD方向としたときに、
前記光学フィルムの少なくともいずれか一方の面について、JIS K 7374に準拠して光学櫛のスリット幅が0.125mmである場合に得られる、前記光学フィルムの平面に対して垂直方向から前記MD方向に60°傾斜した方向の第1反射写像性値CMDと、前記垂直方向から前記TD方向に60°傾斜した方向の第2反射写像性値CTDとが、
式(1):
45%≦CMD≦100%・・・(1)、
式(2):
30%≦CTD≦100%・・・(2)、及び
式(3):
35%≦(CMD+CTD)/2≦100%・・・(3)
を満たす、光学フィルム。 - JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の前記ヘーズの差ΔHazeが0.3%未満である、請求項1に記載の光学フィルム。
- JIS K 5600−5−1に準拠した耐屈曲性試験前後の前記第1反射写像性値の差ΔCMD及び前記第2反射写像性値の差ΔCTDが15未満である、請求項1又は2に記載の光学フィルム。
- 厚さが10〜150μmである、請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。
- フィラーをさらに含み、
前記フィラーの含有量は光学フィルムの質量に対して5質量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の光学フィルム。 - 80℃における引張弾性率が4,000〜9,000MPaである、請求項1〜5のいずれかに記載の光学フィルム。
- 少なくとも一方の面にハードコート層を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の光学フィルム。
- 前記ハードコート層の厚さは3〜30μmである、請求項7に記載の光学フィルム。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の光学フィルムを備えるフレキシブル表示装置。
- さらに、タッチセンサを備える、請求項9に記載のフレキシブル表示装置。
- さらに、偏光板を備える、請求項9又は10に記載のフレキシブル表示装置。
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