KR20230041762A - 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치 - Google Patents

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KR20230041762A
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다카시 다케베
야스시 오쿠보
다카시 난지요우
고지 다사카
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코니카 미놀타 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 커버 부재는, 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만의 기재 필름, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만의 투명 기재를 갖는 커버 부재로서, 상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치
본 발명은, 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
요즈음, 절첩 가능, 또는 권취 가능한 플렉시블 디스플레이의 개발이 많이 실시되고 있다. 당해 디스플레이에 있어서는, 디스플레이의 보호를 목적으로 한 커버 유리 유닛 (이하, 본 발명에서는 「커버 부재」 라고도 한다.) 및 편광판을 구비하는 표시 유닛으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 커버 유리 유닛에 사용되는 투명 기재로서 예를 들어, 유리 기재를 사용하는 경우에는 유연성이 요구되기 때문에, 당해 유리 기재 자체의 박형화가 필요하게 되어, 그들의 요망에 대응하여, 박형 유리의 제조 방법 등이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조.).
한편, 상기 유리 기재의 보호를 목적으로 하여 폴리머층 (보호 필름) 을 유리 기재에 적층할 때, 당해 폴리머층 표면의, 굴곡을 제어하는 발명이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조.).
상기 절첩 사양을 갖는 플렉시블 디스플레이에 있어서는, 각 부재가 박막화됨으로써, 디스플레이의 절첩시에 있어서, 커버 부재의 굴곡 반경은 보다 작아지는 방향이다. 그 경우, 본 발명자들의 검토에 의하면, 상기 커버 부재에 구비되는 보호 필름 (본 발명에서는 「기재 필름」 이라고도 한다.) 에는, 커버 부재의 절첩시에 유리 기재의 균열이 발생하지 않을 정도의 보호 기능 (압입 강도) 의 향상에 더하여, 당해 커버 부재가 반복 굴곡되었을 때, 상기 보호 필름에 접힌 자국이 생기지 않을 특성이 요구되는 것을 알 수 있었다.
그러나, 상기 개시되어 있는 기술 수단으로 제조한 유리 기재 및 보호 필름의 적층체로서 구성되는 커버 부재에 있어서는, 보다 박막화되었을 때의 상기 보호 기능의 향상과, 반복 굴곡되었을 때, 보호 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 특성의 양립은 곤란하였다.
국제 공개 제2017/066924호 일본 공표특허공보 2002-534305호
본 발명은 상기 문제·상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 해결 과제는, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여, 상기 문제의 원인 등에 대해 검토하는 과정에 있어서, 커버 부재가, 특정한 두께를 갖는 기재 필름과 투명 기재를 갖고, 상기 기재 필름의 응력과 그것에 대한 변형의 관계에 있어서, 특정한 관계를 만족할 때, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 당해 커버 부재에 구비되는 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 특성을 갖는 커버 부재가 얻어지는 것을 알아내었다.
즉, 본 발명에 관련된 상기 과제는, 이하의 수단에 의해 해결된다.
1. 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만의 기재 필름, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만의 투명 기재를 갖는 커버 부재로서,
상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하는 커버 부재.
2. 상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면 (貼合面) 을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가, 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 커버 부재.
3. 상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 커버 부재.
4. 상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재.
5. 상기 투명 기재의 탄성률이 55 ∼ 80 GPa 의 범위 내이며, 또한, 상기 투명 기재의 탄성률과 상기 기재 필름의 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값이 30 이상인 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재.
6. 커버 부재용의 기재 필름으로서,
상기 기재 필름이 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만으로서,
상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하는 커버 부재용의 기재 필름.
7. 상기 기재 필름이 투명 기재에 첩합되고,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가, 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것을 특징으로 하는 제 6 항에 기재된 커버 부재용의 기재 필름.
8. 상기 기재 필름이 투명 기재에 첩합되고,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 커버 부재용의 기재 필름.
9. 상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것을 특징으로 하는 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재용의 기재 필름.
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재, 또는 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재용의 기재 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
본 발명의 상기 수단에 의해, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과의 발현 기구 내지 작용 기구에 대해서는, 명확하게는 되어 있지 않지만, 이하와 같이 추찰하고 있다.
본 발명의 커버 부재는, 특정한 두께의 범위를 갖는 기재 필름과 투명 기재의 적층체로 이루어지고, 당해 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 특징에 의해, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재를 얻을 수 있다.
여기서, 「커버 부재의 취급성」 이란, 본 발명에 있어서는, 커버 부재의 절첩에 의한 개폐 작업시에, 커버 부재에 구비되는 기재 필름이 보호 기능 (압입 강도) 을 발휘하여, 투명 기재에 균열 등을 발생시키지 않는 것을 말한다. 또, 「접힌 자국」 이란, 반복되는 절첩에 의한 개폐 작업에 수반하여, 기재 필름이 절첩 부위에 있어서 백화되어, 접힌선으로서 관찰되는 것에 더하여, 기재 필름이 투명 기재로부터 박리됨으로써, 화상 변형 등의 시인성의 열화를 발생시키는 것을 말한다.
상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 25.0 을 초과하는 경우, 즉, 기재 필름이 단단하여 파단점으로의 도달이 빠른 경우에는, 당해 기재 필름이 연장된 상태, 즉 디바이스가 폐쇄된 상태에 있어서 급격한 응력의 증가가 특히 기재 필름의 외측에서 발생하기 때문에, 반복해서 실시되는 개폐 작업에 있어서, 외측·내측에서의 물성 열화차가 발생하여, 절첩한 부분이 백화되거나 접착 불량이 발생하거나 하여, 상기 「접힌 자국」 으로서 시인된다. 또한, 투명 기재의 압입시에 투명 기재에 직접 응력이 집중되어 버리기 때문에, 투명 기재의 균열이 발생하기 쉬운 것으로 추측된다.
한편, 상기 직선의 기울기가 1.1 미만으로 기재 필름이 부드러운 경우에는, 반복해서 실시되는 개폐 작업에 있어서, 상기 외측·내측에서의 물성 열화차는 잘 발생하지 않지만, 당해 개폐 작업에 수반하여, 당해 기재 필름이 투명 기재와 일체적으로 추종되는 형태로 기재 필름 전체가 신축을 반복하기 때문에, 절첩 부분에 있어서 접착 불량 등으로부터 기재 필름이 들떠, 시인성을 저하시킨다. 또한, 기재 필름이 투명 기재와 함께 압입되었을 때에 기재 필름이 지나치게 부드럽기 때문에, 투명 기재의 물리적인 변형량이 지나치게 커져, 투명 기재의 균열이 발생하기 쉬운 것으로 추측된다.
도 1A 는, 기재 필름과 투명 기재의 적층체의 단면도
도 1B 는, 기재 필름과 투명 기재의 다른 양태의 적층체의 단면도
도 1C 는, 적층체를 절첩했을 때의 모식도
도 1D 는, 다른 양태의 적층체를 절첩했을 때의 모식도
도 2 는, 기재 필름의 응력-변형 곡선과 원점과 파단점을 연결한 직선의 기울기를 나타내는 그래프
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기재 필름의 제조 방법을 나타내는 모식도
도 4 는, 투명 기재에 적용되는 유리 기재의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도
도 5A 는, 지지체가 부착된 기재 필름과 투명 기재의 첩합을 나타내는 모식도
도 5B 는, 다른 양태의 지지체가 부착된 기재 필름과 투명 기재의 첩합을 나타내는 모식도
도 6 은, 본 발명의 표시 장치의 일례인 유기 EL 디스플레이에 대한 커버 부재의 적용예
본 발명의 커버 부재는, 두께가 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만인 기재 필름, 및 두께가 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만인 투명 기재를 갖는 커버 부재로서, 상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 한다. 이 특징은, 하기 실시양태에 공통되거나 또는 대응하는 기술적 특징이다.
본 발명의 실시양태로는, 본 발명의 효과 발현의 관점에서, 상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가, 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것이 바람직하고, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은, 커버 부재를 투명 기재측으로 절첩할 때, 상기 기재 필름의 B 면측은 상기 A 면측보다 많은 인장 응력이 가해지지만, 상기 A 면측의 필름 밀도가 낮으면 당해 인장 응력을 완화시킬 수 있는 것에 의한다.
또, 상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것이 바람직하다. 고무 입자의 다량 첨가에 의한 내충격성에 대한 향상 효과에 의해 반복 굴곡되었을 때의 접힌 자국 내성의 개량으로 이어진다.
상기 투명 기재의 탄성률은 55 ∼ 80 GPa 의 범위 내이며, 또한, 상기 투명 기재의 탄성률과 상기 기재 필름의 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값이 30 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 박막화에 의해 낮은 탄성률을 갖는 투명 기재를 사용하여, 압입 강도의 향상이나 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재를 제공하기 위해서는, 탄성률이 보다 낮은 기재 필름을 사용하는 것, 즉 투명 기재에 대해 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값을 30 이상으로 함으로써, 투명 기재의 보호 기능을 보다 향상시킬 수 있는 것에 의한다.
또, 본 발명의 커버 부재용의 기재 필름은, 두께 (「막두께」 라고도 한다.) 가 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만의 범위 내로서, 상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 직선의 기울기를 상기 범위 내로 조정함으로써, 기재 필름의 압입 강도와 접힌 자국 내성이 향상되어, 당해 기재 필름이 커버 부재에 구비되었을 때의 취급성이 향상된다.
상기 기재 필름은, 상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것이 바람직하고, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것이, 전술한 효과의 관점에서 보다 바람직하다.
또, 상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것이, 동일하게 바람직하다.
본 발명의 표시 장치는, 본 발명의 커버 부재, 또는 본 발명의 커버 부재용의 기재 필름을 구비하는 것을 특징으로 한다. 당해 표시 장치에 의해, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는, 절첩형 디스플레이나 권취 가능한 디스플레이를 구비하는 표시 장치를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명과 그 구성 요소, 및 본 발명을 실시하기 위한 형태·양태에 대해 상세한 설명을 한다. 또한, 본원에 있어서, 「∼」 는, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용한다.
≪본 발명의 커버 부재의 개요≫
본 발명의 커버 부재는, 두께가 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만인 기재 필름, 및 두께가 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만인 투명 기재를 갖는 커버 부재로서, 상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 한다.
도 1 은, 본 발명의 커버 부재에 있어서의, 기재 필름과 투명 기재의 적층체의 단면도와, 당해 커버 부재 (적층체) 를 절첩했을 때의 모식도이다.
도 1A 는, 본 발명의 커버 부재 (10) 의 최소 구성을 나타내고, 기재 필름 (1) 이 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기재 (3) 에 첩합되어 적층체를 형성하고 있다. 기재 필름 (1) 은, 투명 기재 (3) 와 첩합되었을 때, 상기 기재 필름 (1) 의 상기 투명 기재 (3) 와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 한다.
도 1B 는, 본 발명의 커버 부재 (10) 의 다른 양태를 나타내는 것이다. 기재 필름 (1) 이 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기재 (3) 에 첩합되고, 또한 기재 필름 (2) 이, 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기재 (3) 에 첩합되어 적층체를 형성하고 있는 양태를 나타내는 것이다. 당해 기재 필름 (2) 은, 기재 필름 (1) 과 동일한 사양을 갖는 필름이어도 되고, 또 다른 재료 및 사양을 갖는 필름이어도 된다. 예를 들어, 표면 경도를 향상시키기 위해, 하드 코트 필름 등의 기능성 필름이어도 된다.
도 1C 는, 도 1A 로 나타내는 커버 부재 (10) 를, 투명 기재 (3) 측으로 절첩했을 때의 모식도이다. 여기서 절첩했을 때의 굴곡 반경이란, 도 1C 또는 도 1D 에 있어서, 커버 부재 (10) 를 절첩했을 때의 절첩 부분의 내측의 반경 R 을 의미한다.
전술한 바와 같이, 커버 부재를 투명 기재 (3) 측으로 절첩할 때, 상기 기재 필름의 B 면측은 상기 A 면측보다 많은 인장 응력이 가해지지만, 상기 A 면측의 필름 밀도가 낮으면 당해 인장 응력을 완화시킬 수 있다.
도 1D 는, 도 1B 로 나타내는 커버 부재 (10) 를, 투명 기재 (3) 측으로 절첩했을 때의 모식도이다. 이 경우에도, 기재 필름 (1) 의 상기 B 면측은 상기 A 면측보다 많은 인장 응력이 가해지지만, 상기 A 면측의 필름 밀도가 낮으면 당해 인장 응력을 완화시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 응력-변형 곡선은, JIS K7127 : 1999 에 준거하여 측정되는, 기재 필름의 인장 응력과 인장 파단 연신의 관계를 나타낸 것이다.
기재 필름을 100 ㎜ (MD 방향 : 길이 방향) × 10 ㎜ (TD 방향 : 폭 방향) 의 사이즈로 잘라내어, 샘플 필름을 얻는다. 이 샘플 필름을, 23 ℃·55 %RH 의 환경하에서 24 시간 조습 (調濕) 하고, 조습 후의 샘플 필름을, JIS K7127 : 1999 에 준거하여, 오리엔텍사 제조 텐실론 RTC-1225A 를 사용하여, 척간 거리를 50 ㎜ 로 하고, MD 방향으로 인장하면서 파단될 때까지의 응력-변형 곡선을 얻는다. 응력-변형 곡선은, 세로축이 응력 (㎫), 가로축이 인장 파단 연신 (%) 으로 나타낸다. 응력-변형 곡선의 측정은, 23 ℃·55 %RH 하, 인장 속도 50 ㎜/분의 조건으로 실시한다.
상기 측정에 의해 얻어진, 기재 필름의 응력-변형 곡선으로부터, 본 발명에 관련된 직선의 기울기를 구하는 방법을 도면에 의해 설명한다.
도 2 는, 기재 필름의 응력-변형 곡선과 원점과 파단점을 연결한 직선의 기울기를 나타내는 그래프이다.
기재 필름은 인장 시험을 실시함으로써, 연신 후에 파단점 X 를 취하지만, 당해 파단점 X 와 원점 (0 점) 을 연결하는 직선 Y 를 그었을 때, 이 직선의 기울기 α 를, 본 발명에서 말하는, 「기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기」 로 정의한다. 당해 기울기 α 는, 전술한 바와 같이, 본 발명의 효과를 얻는 관점에서, 1.1 이상 25.0 이하인 것이 필요하고, 탄력에는 풍부하지만 지나치게 단단해지지 않음으로써, 기재 필름의 압입 강도의 향상에 의한 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름 자체에 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다. 단, 이후의 설명에 있어서, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
[1] 기재 필름
[1.1] 기재 필름의 개요
이하의 설명에 있어서, 「기재 필름」 은, 특별히 언급하지 않는 한, 도 1 에 있어서의 「기재 필름 (1)」 으로서 설명한다.
본 발명에 관련된 기재 필름은, 그 막두께가 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만의 범위 내이고, 상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하고, 커버 부재에 구비되었을 때의 압입 강도 등의 취급성의 향상에 더하여, 당해 커버 부재에 구비되었을 때, 반복 굴곡되었을 때의 기재 필름 자체에 접힌 자국이 생기지 않는 효과를 갖는 것이다.
전술한 바와 같이, 상기 직선의 기울기가 25.0 을 초과하는 경우, 당해 기재 필름이 연장된 상태, 즉 디바이스가 폐쇄된 상태에 있어서 급격한 응력의 증가가 특히 기재 필름의 외측에서 발생하기 때문에, 반복해서 실시되는 개폐 작업에 있어서, 외측·내측에서의 물성 열화차가 발생하여, 절첩된 부분이 백화되거나 접착 불량이 발생하거나 하여, 접힌 자국으로서 시인된다. 또한, 투명 기재의 압입시에 투명 기재에 직접 응력이 집중되어 버리기 때문에, 투명 기재의 균열이 발생하기 쉽다.
한편, 상기 직선의 기울기가 1.1 미만으로 기재 필름이 부드러운 경우에는, 당해 개폐 작업에 수반하여, 당해 기재 필름이 투명 기재와 일체적으로 추종되는 형태로 기재 필름 전체가 신축을 반복하기 때문에, 절첩 부분에 있어서 접착 불량 등으로부터 기재 필름이 들떠, 시인성을 저하시켜 접힌 자국으로서 시인된다. 또한, 기재 필름이 투명 기재와 함께 압입되었을 때에 기재 필름이 지나치게 부드럽기 때문에, 투명 기재의 물리적인 변형량이 지나치게 커져, 투명 기재의 균열이 발생하기 쉽다.
또, 상기 막두께는, 1 ㎛ 미만에서는, 기재 필름으로서 탄성이 약해져 커버 부재의 압입 강도가 저하된다. 또, 15 ㎛ 이상이면, 기재 필름으로서 탄성이 강해져, 반복되는 디스플레이의 개폐에 수반하여, 상기 접힌 자국이 발생하기 쉬워지기 때문에, 상기 범위 내인 것이 필요하다.
또한, 상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것이 바람직하고, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은, 커버 부재를 투명 기재측으로 절첩할 때, 상기 기재 필름의 B 면측은 상기 A 면측보다 많은 인장 응력이 가해지지만, 상기 A 면측의 필름 밀도가 낮으면 당해 인장 응력을 완화시킬 수 있다.
<기재 필름의 A 면 및 B 면의 밀도의 측정>
기재 필름의 표면 (A 면 및 B 면) 의 밀도는, X 선 반사율법 (XRR 법) 을 사용하여 측정한다. X 선은 필름 표면에 대해 매우 얕은 각도로 입사시키면 전반사되고, 입사 X 선의 각도가 전반사 임계각 이상이 되면, 필름 내부에 X 선이 침입하여 반사율이 저하된다. XRR 법으로 측정된 반사율 프로파일은 전용의 반사율 해석 소프트를 사용하여 해석할 수 있고, 본 발명에 있어서는, 반사율이 저하되기 시작하는 각도를 θa 로 했을 때, 2θ 가 2θa 내지 2θa + 0.1°의 범위에 있어서, 측정 결과와 계산 결과의 피팅 오차가 가장 작아지는 밀도를 표면 밀도로 한다. 그 때, 표면 러프니스는 0 ㎚ ∼ 1 ㎚ 의 범위 내로 하여 피팅을 실시한다.
기재 필름을 30 ㎜ × 30 ㎜ 의 크기로 잘라내고, 시료대에 고정시켜, 이하의 측정 조건으로 측정한다.
(측정 조건)
·장치 : 박막 X 선 회절 장치 (주식회사 리가쿠 제조 ATX-G)
·샘플 사이즈 : 30 ㎜ × 30 ㎜
·입사 X 선 파장 : 1.5405 Å
·측정 범위 (θ) : 0 ∼ 6°
·해석 소프트 : 반사율 해석 소프트 GXRR (주식회사 리가쿠 제조)
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값은, 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내로 하기 위해서는, 기재 필름의 제조 공정에 있어서, 일례로서 이하의 지견을 살려 조정할 수 있다.
(a) 수지에 대한 고무 입자나 미립자의 양을 바꾼다. 예를 들어, 고무 입자나 미립자의 양을 늘리면, 용매의 확산이 촉진되어 표면/이면에서의 밀도에 차가 잘 발생하지 않게 된다.
(b) 도프 중의 고형분 농도를 바꾼다. 예를 들어, 고형분이 높으면 상대적으로 용매는 적음으로써, 밀도차가 잘 발생하지 않는다.
(c) 건조 방법을 바꾼다. 예를 들어, 완만 건조에 더하여 스폿 건조 (표면에 히터를 쬐인다) 등을 하면 밀도차를 크게 할 수 있다.
(a) ∼ (c) 와 같은 지견으로부터 유도되는 수단을 조합함으로써, 상기 A 면/B 면면의 밀도 비율 (ρAB) 의 값을 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내로 조정하는 것이 가능하다.
[1.2] 기재 필름의 재료
본 발명에 관련된 기재 필름에 사용되는 수지는, 특별히 제한되지 않고, 셀룰로오스에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 푸마르산디에스테르계 수지, 폴리프로필렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리이미드계 수지, 및 스티렌계 수지 또는 그 복합 수지를 들 수 있지만, 바람직한 수지로는, 카르보닐기를 측사슬에 갖는 직사슬형 고분자 재료를 함유하는 것, 또는 고리형 구조를 주사슬에 갖는 고분자 재료를 함유하는 것이, 절곡 내성 등의 물리 특성을 제어하고, 또한 광학 특성을 향상시키는 관점에서, (메트)아크릴계 수지, 스티렌·(메트)아크릴레이트 공중합체, 시클로올레핀계 수지 또는 폴리이미드계 수지 등일 수 있다.
<(메트)아크릴계 수지>
기재 필름에 사용되는(메트)아크릴계 수지는, 적어도 메타크릴산메틸에서 유래하는 구조 단위 (U1) 과, 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 를 포함하는 것이 바람직하다. 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 를 포함하는 (메트)아크릴계 수지는, 기재 필름의 광탄성 계수를 작게 하여, 흡습 팽창해도 불균일의 발생이 일어나기 어렵다는 이점도 있다.
(메트)아크릴계 수지는, 상기 이외의 다른 구조 단위를 추가로 포함해도 된다. 그러한 다른 구조 단위의 예에는, 아크릴산아다만틸 등의 (메트)아크릴산알킬에스테르 ; 아크릴산2-에틸헥실 등의 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르 등이 포함된다. 그 중에서도, 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 를 포함하는 것에 의한 취성의 악화를 저감시키는 관점 등에서, 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
즉, (메트)아크릴계 수지는, 메타크릴산메틸에서 유래하는 구조 단위 (U1) 과, 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 와, 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
메타크릴산메틸에서 유래하는 구조 단위 (U1) 의 함유량은, (메트)아크릴계 수지를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 50 ∼ 95 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 70 ∼ 90 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 는, 비교적 강직한 구조를 갖기 때문에, 기재 필름의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 는, 비교적 벌키한 구조를 갖기 때문에, 수지 매트릭스 중에 고무 입자를 이동시킬 수 있는 미크로한 공극을 가질 수 있기 때문에, 고무 입자를, 기재 필름의 표층부에 편재시키기 쉽게 할 수 있다.
페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 의 함유량은, (메트)아크릴계 수지를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 1 ∼ 25 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 의 함유량이 1 질량% 이상이면, 기재 필름의 고습도 환경하에서의 보존성이 우수하다. 25 질량% 이하이면, 기재 필름의 취성이 과도하게는 잘 저해되지 않는다. 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 의 함유량은, 상기 관점에서, 7 ∼ 15 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 은, 수지에 적당한 유연성을 부여할 수 있기 때문에, 예를 들어 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 를 포함하는 것에 의한 취성을 개선할 수 있다.
아크릴산알킬에스테르는, 알킬 부분의 탄소 원자수가 1 ∼ 7, 바람직하게는 1 ∼ 5 의 아크릴산알킬에스테르인 것이 바람직하다. 아크릴산알킬에스테르의 예에는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산2-하이드록시에틸, 아크릴산헥실, 아크릴산2-에틸헥실 등이 포함된다.
아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 함유량은, (메트)아크릴계 수지를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 1 ∼ 25 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 함유량이 1 질량% 이상이면, (메트)아크릴 수지에 적당한 유연성을 부여할 수 있기 때문에, 기재 필름이 지나치게 취약해지지 않아, 잘 파단되지 않는다. 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 함유량이 25 질량% 이하이면, 기재 필름의 Tg 가 지나치게 낮아지지 않아, 기재 필름의 고습도 환경하에서의 보존성이 우수하다. 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 함유량은, 상기 관점에서, 5 ∼ 15 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 의, 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 와 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 합계량에 대한 비율은, 20 ∼ 70 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 당해 비율이 20 질량% 이상이면, 기재 필름의 탄성률을 높이기 쉽고, 70 질량% 이하이면, 기재 필름이 지나치게 취약해지지 않는다.
(메트)아크릴계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 100 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 120 ∼ 150 ℃ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. (메트)아크릴계 수지의 Tg 가 상기 범위 내에 있으면, 기재 필름의 내열성을 높이기 쉽다. (메트)아크릴계 수지의 Tg 를 조정하기 위해서는, 예를 들어 페닐말레이미드에서 유래하는 구조 단위 (U2) 나 아크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위 (U3) 의 함유량을 조정하는 것이 바람직하다.
(메트)아크릴계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 조정할 수 있다. (메트)아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들어 수지 분자끼리의 낙합을 촉진하여 기재 필름의 인성을 높여 잘 파단되지 않게 하는 관점이나, 습도 팽창 계수를 적당히 크게 하여, 접착에 바람직한 정도의 컬량으로 조정하기 쉽게 하는 관점에서는, 10 만 이상인 것이 바람직하고, 100 만 이상인 것이 보다 바람직하다. (메트)아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 100 만 이상이면, 얻어지는 기재 필름의 인성을 높일 수 있다. 그에 따라, 제조 과정에 있어서, 후술하는 적층 필름으로서 반송할 때, 반송 장력에 의해 기재 필름이 파단되는 것을 억제할 수 있어, 반송 안정성을 높일 수 있다. (메트)아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은, 동일한 관점에서, 150 만 ∼ 300 만의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량의 측정 방법은 이하와 같다.
<겔 퍼미에이션 크로마토그래피>
용매 : 메틸렌클로라이드
칼럼 : Shodex K806, K805, K803G (쇼와 전공 (주) 제조를 3 개 접속하여 사용하였다)
칼럼 온도 : 25 ℃
시료 농도 : 0.1 질량%
검출기 : RI Model 504 (GL 사이언스사 제조)
펌프 : L6000 (히타치 제작소 (주) 제조)
유량 : 1.0 mL/min
교정 곡선 : 표준 폴리스티렌 STK standard 폴리스티렌 (토소 (주) 제조) Mw = 500 ∼ 2800000 의 범위 내의 13 샘플에 의한 교정 곡선을 사용하였다. 13 샘플은, 거의 등간격으로 사용하는 것이 바람직하다.
<스티렌·(메트)아크릴레이트 공중합체>
스티렌·(메트)아크릴레이트 공중합체 (이하, 스티렌·아크릴 수지라고도 한다.) 는, 기재 필름에 사용할 때에 투명성이 우수하다. 또, 스티렌 부분의 공중합 비율에 의해 흡습 팽창 계수를 조정할 수도 있기 때문에, 이들 비율을 변경함으로써 적층체로서의 컬을 제어할 수 있다.
스티렌·아크릴 수지는, 적어도, 스티렌 단량체와 (메트)아크릴산에스테르 단량체를 부가 중합시켜 형성된다. 스티렌 단량체는, CH2=CH-C6H5 의 구조식으로 나타내는 스티렌 외에, 스티렌 구조 중에 공지된 측사슬이나 관능기를 갖는 스티렌 유도체를 포함한다.
또, (메트)아크릴산에스테르 단량체는, CH(R1)=CHCOOR2 (R1 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R2 는 탄소수가 1 ∼ 24 인 알킬기를 나타낸다.) 로 나타내는 아크릴산에스테르나 메타크릴산에스테르 외에, 이들 에스테르의 구조 중에 공지된 측사슬이나 관능기를 갖는 아크릴산에스테르 유도체나 메타크릴산에스테르 유도체를 포함한다.
스티렌 단량체의 예에는, 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, p-페닐스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, p-n-헥실스티렌, p-n-옥틸스티렌, p-n-노닐스티렌, p-n-데실스티렌 및 p-n-도데실스티렌이 포함된다.
(메트)아크릴산에스테르 단량체의 예에는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 (2EHA), 스테아릴아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트 및 페닐아크릴레이트 등의 아크릴산에스테르 단량체 ; 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 메타크릴산에스테르 ; 가 포함된다.
또한, 본 명세서 중, 「(메트)아크릴산에스테르 단량체」 란, 「아크릴산에스테르 단량체」 와 「메타크릴산에스테르 단량체」 의 총칭이고, 그들의 일방 또는 양방을 의미한다. 예를 들어, 「(메트)아크릴산메틸」 은, 「아크릴산메틸」 및 「메타크릴산메틸」 의 일방 또는 양방을 의미한다.
상기 (메트)아크릴산에스테르 단량체는, 1 종이어도 되고 그 이상이어도 된다. 예를 들어, 스티렌 단량체와 2 종 이상의 아크릴산에스테르 단량체를 사용하여 공중합체를 형성하는 것, 스티렌 단량체와 2 종 이상의 메타크릴산에스테르 단량체를 사용하여 공중합체를 형성하는 것, 및 스티렌 단량체와 아크릴산에스테르 단량체 및 메타크릴산에스테르 단량체를 병용하여 공중합체를 형성하는 것 모두 가능하다.
상기 스티렌·아크릴 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 가소성을 제어하기 쉬운 관점에서, 5000 ∼ 150000 의 범위인 것이 바람직하고, 30000 ∼ 120000 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 사용되는 스티렌·아크릴 수지는, 시판품이어도 되고, 덴카 주식회사 제조 MS 수지 「TX320XL」 을 일례로서 들 수 있다.
<고무 입자>
본 발명에 관련된 기재 필름은, 특히 (메트)아크릴계 수지나 스티렌·(메트)아크릴레이트 공중합체를 사용하는 경우에는, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것이, 인성 (유연함) 을 부여하여, 접힌 자국 내성을 향상시키는 관점에서, 바람직하다.
고무 입자는, 고무상 중합체를 포함하는 입자이다. 고무상 중합체는, 유리 전이 온도가 20 ℃ 이하의 연질인 가교 중합체이다. 그러한 가교 중합체의 예에는, 부타디엔계 가교 중합체, (메트)아크릴계 가교 중합체, 및 오르가노실록산계 가교 중합체가 포함된다. 그 중에서도, (메트)아크릴계 수지와의 굴절률차가 작고, 기재 필름의 투명성이 잘 저해되지 않는 관점에서는, (메트)아크릴계 가교 중합체가 바람직하고, 아크릴계 가교 중합체 (아크릴계 고무상 중합체) 가 보다 바람직하다.
즉, 고무 입자는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 포함하는 입자인 것이 바람직하다.
아크릴계 고무상 중합체 (a) 에 대해 :
아크릴계 고무상 중합체 (a) 는, 아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 주성분으로서 포함하는 가교 중합체이다. 주성분으로서 포함하는이란, 아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위의 함유량이 후술하는 범위가 되는 것을 말한다. 아크릴계 고무상 중합체 (a) 는, 아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위와, 그것과 공중합 가능한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위와, 1 분자 중에 2 이상의 라디칼 중합성기 (비공액인 반응성 이중 결합) 를 갖는 다관능성 단량체에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 가교 중합체인 것이 바람직하다.
아크릴산에스테르는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산sec-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산벤질, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산n-옥틸 등의 알킬기의 탄소수 1 ∼ 12 의 아크릴산알킬에스테르인 것이 바람직하다. 아크릴산에스테르는, 1 종류여도 되고, 2 종류 이상이어도 된다.
아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 아크릴계 고무상 중합체 (a1) 을 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 40 ∼ 80 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 50 ∼ 80 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 아크릴산에스테르의 함유량이 상기 범위 내이면, 보호 필름에 충분한 인성을 부여하기 쉽다.
공중합 가능한 다른 단량체는, 아크릴산에스테르와 공중합 가능한 단량체 중, 다관능성 단량체 이외의 것이다. 즉, 공중합 가능한 단량체는, 2 이상의 라디칼 중합성기를 갖지 않는다. 공중합 가능한 단량체의 예에는, 메타크릴산메틸 등의 메타크릴산에스테르 ; 스티렌, 메틸스티렌 등의 스티렌류 ; (메트)아크릴로니트릴류 ; (메트)아크릴아미드류 ; (메트)아크릴산이 포함된다. 그 중에서도, 공중합 가능한 다른 단량체는, 스티렌류를 포함하는 것이 바람직하다. 공중합 가능한 다른 단량체는, 1 종류여도 되고, 2 종류 이상이어도 된다.
공중합 가능한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 5 ∼ 55 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 10 ∼ 45 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
다관능성 단량체의 예에는, 알릴(메트)아크릴레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 디알릴프탈레이트, 디알릴말레이트, 디비닐아디페이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트로메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트가 포함된다.
다관능성 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 0.05 ∼ 10 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 5 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 다관능성 단량체의 함유량이 0.05 질량% 이상이면, 얻어지는 아크릴계 고무상 중합체 (a) 의 가교도를 높이기 쉽기 때문에, 얻어지는 기재 필름의 경도, 강성이 지나치게 저해되지 않고, 10 질량% 이하이면, 기재 필름의 인성이 잘 저해되지 않는다.
아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 구성하는 단량체 조성은, 예를 들어 열분해 GC-MS 에 의해 검출되는 피크 면적비에 의해 측정할 수 있다.
고무상 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 0 ℃ 이하인 것이 바람직하고, -10 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 고무상 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 가 0 ℃ 이하이면, 필름에 적당한 인성을 부여할 수 있다. 고무상 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 전술과 동일한 방법으로 측정된다.
고무상 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 고무상 중합체의 조성에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어 아크릴계 고무상 중합체 (a) 의 유리 전이 온도 (Tg) 를 낮게 하기 위해서는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 중의, 알킬기의 탄소 원자수가 4 이상인 아크릴산에스테르/공중합 가능한 다른 단량체의 질량비를 많게 하는 (예를 들어 3 이상, 바람직하게는 4 ∼ 10 의 범위로 한다.) 것이 바람직하다.
아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 포함하는 입자는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 로 이루어지는 입자, 또는, 유리 전이 온도가 20 ℃ 이상인 경질인 가교 중합체 (c) 로 이루어지는 경질층과, 그 주위에 배치된 아크릴계 고무상 중합체 (a) 로 이루어지는 연질층을 갖는 입자 (이들을 「엘라스토머」 라고도 한다) 여도 되고 ; 아크릴계 고무상 중합체 (a) 의 존재하에서, 메타크릴산에스테르 등의 단량체의 혼합물을, 적어도 1 단 이상 중합하여 얻어지는 아크릴계 그래프트 공중합체로 이루어지는 입자여도 된다. 아크릴계 그래프트 공중합체로 이루어지는 입자는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 포함하는 코어부와, 그것을 덮는 셀부를 갖는 코어 셀형의 입자여도 된다.
아크릴계 고무상 중합체를 포함하는 코어 셀형의 고무 입자에 대해 :
(코어부)
코어부는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 포함하고, 필요에 따라 경질인 가교 중합체 (c) 를 추가로 포함해도 된다. 즉, 코어부는, 아크릴계 고무상 중합체로 이루어지는 연질층과, 그 내측에 배치된 경질인 가교 중합체 (c) 로 이루어지는 경질층을 가져도 된다.
가교 중합체 (c) 는, 메타크릴산에스테르를 주성분으로 하는 가교 중합체일수 있다. 즉, 가교 중합체 (c) 는, 메타크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위와, 그것과 공중합 가능한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위와, 다관능성 단량체에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 가교 중합체인 것이 바람직하다.
메타크릴산알킬에스테르는, 전술한 메타크릴산알킬에스테르여도 되고 ; 공중합 가능한 다른 단량체는, 전술한 스티렌류나 아크릴산에스테르 등이어도 되고 ; 다관능성 단량체는, 전술한 다관능성 단량체로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
메타크릴산알킬에스테르에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 가교 중합체 (c) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 40 ∼ 100 질량% 의 범위일 수 있다. 공중합 가능한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 다른 가교 중합체 (c) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 60 ∼ 0 질량% 의 범위일 수 있다. 다관능성 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 다른 가교 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 0.01 ∼ 10 질량% 의 범위일 수 있다.
(셀부)
셀부는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 에 그래프트 결합한, 메타크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 주성분으로서 포함하는 메타크릴계 중합체 (b) (다른 중합체) 를 포함한다. 주성분으로서 포함하는이란, 메타크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위의 함유량이 후술하는 범위가 되는 것을 말한다.
메타크릴계 중합체 (b) 를 구성하는 메타크릴산에스테르는, 메타크릴산메틸 등의 알킬기의 탄소수 1 ∼ 12 의 메타크릴산알킬에스테르인 것이 바람직하다. 메타크릴산에스테르는, 1 종류여도 되고, 2 종류 이상이어도 된다.
메타크릴산에스테르의 함유량은, 메타크릴계 중합체 (b) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 50 질량% 이상인 것이 바람직하다. 메타크릴산에스테르의 함유량이 50 질량% 이상이면, 메타크릴산메틸에서 유래하는 구조 단위를 주성분으로서 포함하는 메타크릴계 수지와의 상용성이 얻어지기 쉽다. 메타크릴산에스테르의 함유량은, 상기 관점에서, 메타크릴계 중합체 (b) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 70 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
메타크릴계 중합체 (b) 는, 메타크릴산에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체에서 유래하는 구조 단위를 추가로 포함해도 된다. 공중합 가능한 다른 단량체의 예에는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-부틸 등의 아크릴산에스테르 ; (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산디시클로펜타닐, (메트)아크릴산페녹시에틸 등의 지환, 복소 고리 또는 방향 고리를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 (고리 함유 (메트)아크릴계 단량체) 가 포함된다.
공중합 가능한 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 메타크릴계 중합체 (b) 를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 50 질량% 이하인 것이 바람직하고, 30 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에서, 기재 필름이 연신되어 있지 않을 때에는, 고무 입자의 형상은, 진구상에 가까운 형상일수 있다. 즉, 기재 필름의 단면 또는 표면을 관찰했을 때의 고무 입자의 애스펙트비는 1 ∼ 2 정도일 수 있다.
고무 입자의 평균 입자경은, 100 ∼ 400 ㎚ 의 범위인 것이 바람직하다. 고무 입자의 평균 입자경이 100 ㎚ 이상이면, 기재 필름에 충분한 인성이나 응력 완화성을 부여하기 쉽고, 400 ㎚ 이하이면, 기재 필름의 투명성이 잘 저해되지 않는다. 고무 입자의 평균 입자경은, 동일한 관점에서, 150 ∼ 300 ㎚ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
고무 입자의 평균 입자경은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.
고무 입자의 평균 입자경은, 기재 필름의 표면 또는 절편의 SEM 촬영 또는 TEM 촬영에 의해 얻은 입자 100 개의 원 상당경의 평균값으로서 측정할 수 있다. 원 상당경은, 촬영에 의해 얻어진 입자의 투영 면적을, 동일한 면적을 갖는 원의 직경으로 환산함으로써 구할 수 있다. 이 때, 배율 5000 배의 SEM 관찰 및/또는 TEM 관찰에 의해 관찰되는 고무 입자를, 평균 입자경의 산출에 사용한다.
고무 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 기재 필름에 대해 40 ∼ 85 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 45 ∼ 75 질량% 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
<시클로올레핀계 수지>
기재 필름에 사용되는 시클로올레핀계 수지는, 시클로올레핀 단량체의 중합체, 또는 시클로올레핀 단량체와 그 이외의 공중합성 단량체의 공중합체인 것이 바람직하다.
시클로올레핀 단량체로는, 노르보르넨 골격을 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 바람직하고, 하기 일반식 (A-1) 또는 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pct00001
일반식 (A-1) 중, R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 30 의 탄화수소기, 또는 극성기를 나타낸다. p 는, 0 ∼ 2 의 정수 (整數) 를 나타낸다. 단, R1 ∼ R4 모두가 동시에 수소 원자를 나타내는 일은 없고, R1 과 R2 가 동시에 수소 원자를 나타내는 일은 없고, R3 과 R4 가 동시에 수소 원자를 나타내는 일은 없는 것으로 한다.
일반식 (A-1) 에 있어서 R1 ∼ R4 로 나타내는 탄소 원자수 1 ∼ 30 의 탄화수소기로는, 예를 들어, 탄소 원자수 1 ∼ 10 의 탄화수소기인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 ∼ 5 의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다. 탄소 원자수 1 ∼ 30 의 탄화수소기는, 예를 들어, 할로겐 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자 또는 규소 원자를 포함하는 연결기를 추가로 가지고 있어도 된다. 그러한 연결기의 예에는, 카르보닐기, 이미노기, 에테르 결합, 실릴에테르 결합, 티오에테르 결합 등의 2 가의 극성기가 포함된다. 탄소 원자수 1 ∼ 30 의 탄화수소기의 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기 및 부틸기 등이 포함된다.
일반식 (A-1) 에 있어서 R1 ∼ R4 로 나타내는 극성기의 예에는, 카르복시기, 하이드록시기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기 및 시아노기가 포함된다. 그 중에서도, 카르복시기, 하이드록시기, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 바람직하고, 용액 제막 (製膜) 시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 바람직하다.
일반식 (A-1) 에 있어서의 p 는, 광학 필름의 내열성을 높이는 관점에서, 1 또는 2 인 것이 바람직하다. p 가 1 또는 2 이면, 얻어지는 중합체가 벌키해져, 유리 전이 온도가 향상되기 쉽기 때문이다. 또, 습도에 대해 약간 응답할 수 있게 되어, 적층체로서의 컬 밸런스를 제어하기 쉬워진다는 장점도 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
일반식 (A-2) 중, R5 는, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 탄화수소기, 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 갖는 알킬실릴기를 나타낸다. R6 은, 카르복시기, 하이드록시기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아미노기, 아미드기, 시아노기, 또는 할로겐 원자 (불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 혹은 요오드 원자) 를 나타낸다. p 는, 0 ∼ 2 의 정수를 나타낸다.
일반식 (A-2) 에 있어서의 R5 는, 탄소수 1 ∼ 5 의 탄화수소기를 나타내는 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 3 의 탄화수소기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.
일반식 (A-2) 에 있어서의 R6 은, 카르복시기, 하이드록시기, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기를 나타내는 것이 바람직하고, 용액 제막시의 용해성을 확보하는 관점에서, 알콕시카르보닐기 및 아릴옥시카르보닐기가 보다 바람직하다.
일반식 (A-2) 에 있어서의 p 는, 광학 필름의 내열성을 높이는 관점에서, 1 또는 2 를 나타내는 것이 바람직하다. p 가 1 또는 2 를 나타내면, 얻어지는 중합체가 벌키해져, 유리 전이 온도가 향상되기 쉽기 때문이다.
일반식 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체는, 유기 용매에 대한 용해성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 일반적으로 유기 화합물은 대칭성을 무너뜨림으로써 결정성이 저하되기 때문에, 유기 용매에 대한 용해성이 향상된다. 일반식 (A-2) 에 있어서의 R5 및 R6 은, 분자의 대칭축에 대해 편측의 고리 구성 탄소 원자만으로 치환되어 있으므로, 분자의 대칭성이 낮고, 즉, 일반식 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체는 용해성이 높기 때문에, 광학 필름을 용액 유연법에 의해 제조하는 경우에 적합하다.
시클로올레핀 단량체의 중합체에 있어서의 일반식 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 함유 비율은, 시클로올레핀계 수지를 구성하는 전체 시클로올레핀 단량체의 합계에 대하여 예를 들어, 70 몰% 이상, 바람직하게는 80 몰% 이상, 보다 바람직하게는 100 몰% 로 할 수 있다. 일반식 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체를 일정 이상 포함하면, 수지의 배향성이 높아지기 때문에, 위상차 (리타데이션) 값이 상승하기 쉽다.
이하, 일반식 (A-1) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 1 ∼ 14 에 나타내고, 일반식 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체의 구체예를 예시 화합물 15 ∼ 34 에 나타낸다.
[화학식 3]
Figure pct00003
시클로올레핀 단량체와 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 시클로올레핀 단량체와 개환 공중합 가능한 공중합성 단량체, 및 시클로올레핀 단량체와 부가 공중합 가능한 공중합성 단량체 등이 포함된다.
개환 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헵텐, 시클로옥텐 및 디시클로펜타디엔 등의 시클로올레핀이 포함된다.
부가 공중합 가능한 공중합성 단량체의 예에는, 불포화 이중 결합 함유 화합물, 비닐계 고리형 탄화수소 단량체 및 (메트)아크릴레이트 등이 포함된다. 불포화 이중 결합 함유 화합물의 예에는, 탄소 원자수 2 ∼ 12 (바람직하게는 2 ∼ 8) 의 올레핀계 화합물이 포함되고, 그 예에는, 에틸렌, 프로필렌 및 부텐 등이 포함된다. 비닐계 고리형 탄화수소 단량체의 예에는, 4-비닐시클로펜텐 및 2-메틸-4-이소프로페닐시클로펜텐 등의 비닐시클로펜텐계 단량체가 포함된다. (메트)아크릴레이트의 예에는, 메틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 및 시클로헥실(메트)아크릴레이트 등의 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 알킬(메트)아크릴레이트가 포함된다.
시클로올레핀 단량체와 공중합성 단량체의 공중합체에 있어서의 시클로올레핀 단량체의 함유 비율은, 공중합체를 구성하는 전체 단량체의 합계에 대하여 예를 들어, 20 ∼ 80 mol%, 바람직하게는 30 ∼ 70 mol% 의 범위로 할 수 있다.
시클로올레핀계 수지는, 전술한 바와 같이, 노르보르넨 골격을 갖는 시클로올레핀 단량체, 바람직하게는 일반식 (A-1) 또는 (A-2) 로 나타내는 구조를 갖는 시클로올레핀 단량체를 중합 또는 공중합하여 얻어지는 중합체이고, 그 예에는, 이하의 것이 포함된다.
1) 시클로올레핀 단량체의 개환 중합체
2) 시클로올레핀 단량체와, 그것과 개환 공중합 가능한 공중합성 단량체의 개환 공중합체
3) 상기 1) 또는 2) 의 개환 (공)중합체의 수소 첨가물
4) 상기 1) 또는 2) 의 개환 (공)중합체를 프리델 크래프츠 반응에 의해 고리화한 후, 수소 첨가한 (공)중합체
5) 시클로올레핀 단량체와, 불포화 이중 결합 함유 화합물의 포화 공중합체
6) 시클로올레핀 단량체의 비닐계 고리형 탄화수소 단량체와의 부가 공중합체 및 그 수소 첨가물
7) 시클로올레핀 단량체와, (메트)아크릴레이트의 교호 공중합체
상기 1) ∼ 7) 의 중합체는, 모두 공지된 방법, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-107534호나 일본 공개특허공보 2005-227606호에 기재된 방법으로 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 2) 의 개환 공중합에 사용되는 촉매나 용매는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-107534호의 단락 0019 ∼ 0024 에 기재된 것을 사용할 수 있다. 상기 3) 및 6) 의 수소 첨가에 사용되는 촉매는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-107534호의 단락 0025 ∼ 0028 에 기재된 것을 사용할 수 있다. 상기 4) 의 프리델 크래프츠 반응에 사용되는 산성 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-107534호의 단락 0029 에 기재된 것을 사용할 수 있다. 상기 5) ∼ 7) 의 부가 중합에 사용되는 촉매는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-227606호의 단락 0058 ∼ 0063 에 기재된 것을 사용할 수 있다. 상기 7) 의 교호 공중합 반응은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-227606호의 단락 0071 및 0072 에 기재된 방법으로 실시할 수 있다.
그 중에서도, 상기 1) ∼ 3) 및 5) 의 중합체가 바람직하고, 상기 3) 및 5) 의 중합체가 보다 바람직하다. 즉, 시클로올레핀계 수지는, 얻어지는 시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도를 높게 하고, 또한 광 투과율을 높게 할 수 있는 점에서, 하기 일반식 (B-1) 로 나타내는 구조 단위와 하기 일반식 (B-2) 로 나타내는 구조 단위의 적어도 일방을 포함하는 것이 바람직하고, 일반식 (B-2) 로 나타내는 구조 단위만을 포함하거나, 또는 일반식 (B-1) 로 나타내는 구조 단위로 일반식 (B-2) 로 나타내는 구조 단위의 양방을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 일반식 (B-1) 로 나타내는 구조 단위는, 전술한 일반식 (A-1) 로 나타내는 시클로올레핀 단량체 유래의 구조 단위이고, 일반식 (B-2) 로 나타내는 구조 단위는, 전술한 일반식 (A-2) 로 나타내는 시클로올레핀 단량체 유래의 구조 단위이다.
[화학식 4]
Figure pct00004
일반식 (B-1) 중, X 는, -CH=CH- 또는 -CH2CH2- 를 나타낸다. R1 ∼ R4 및 p 는, 각각 일반식 (A-1) 의 R1 ∼ R4 및 p 와 동일한 의미이다.
[화학식 5]
Figure pct00005
일반식 (B-2) 중, X 는, -CH=CH- 또는 -CH2CH2- 를 나타낸다. R5 ∼ R6 및 p 는, 각각 일반식 (A-2) 의 R5 ∼ R6 및 p 와 동일한 의미이다.
본 발명에 사용되는 시클로올레핀계 수지는 시판품이어도 된다. 시클로올레핀계 수지의 시판품의 예에는, JSR (주) 제조의 아톤 (Arton) G (예를 들어, G7810 등), 아톤 F, 아톤 R (예를 들어, R4500, R4900 및 R5000 등), 및 아톤 RX (예를 들어, RX4500 등) 가 포함된다.
시클로올레핀계 수지의 고유 점도 [η]inh 는, 30 ℃ 의 측정에 있어서, 0.2 ∼ 5 ㎤/g 의 범위인 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 3 ㎤/g 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 0.4 ∼ 1.5 ㎤/g 의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
시클로올레핀계 수지의 수평균 분자량 (Mn) 은, 8000 ∼ 100000 의 범위인 것이 바람직하고, 10000 ∼ 80000 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 12000 ∼ 50000 의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 시클로올레핀계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 20000 ∼ 300000 의 범위인 것이 바람직하고, 30000 ∼ 250000 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 40000 ∼ 200000 의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 시클로올레핀계 수지의 수평균 분자량이나 중량 평균 분자량은, 전술한 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 로 폴리스티렌 환산으로 측정할 수 있다.
고유 점도 [η]inh, 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 시클로올레핀계 수지의 내열성, 내수성, 내약품성, 기계적 특성, 및 기재 필름으로서의 성형 가공성이 양호해진다.
시클로올레핀계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 통상, 110 ℃ 이상이고, 110 ∼ 350 ℃ 의 범위인 것이 바람직하고, 120 ∼ 250 ℃ 의 범위인 것이 보다 바람직하고, 120 ∼ 220 ℃ 의 범위인 것이 더욱 바람직하다. Tg 가 110 ℃ 이상이면, 고온 조건하에서의 변형을 억제하기 쉽다. 한편, Tg 가 350 ℃ 이하이면, 성형 가공이 용이해져, 성형 가공시의 열에 의한 수지의 열화도 억제하기 쉽다.
시클로올레핀계 수지의 함유량은, 기재 필름에 대해 70 질량% 이상인 것이 바람직하고, 80 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
<미립자>
본 발명에 관련된 기재 필름이 시클로올레핀계 수지를 사용하는 경우에는, 미립자를 함유하는 것도 바람직하다.
본 발명에 사용되는 미립자로는, 무기 화합물의 예로서, 이산화규소, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산칼슘, 탤크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화 규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘을 들 수 있다. 또, 유기 화합물의 미립자도 바람직하게 사용할 수 있다. 유기 화합물의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 셀룰로오스아세테이트, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프필메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸렌카보네이트, 아크릴스티렌계 수지, 실리콘계 수지, 폴리카보네이트 수지, 벤조구아나민계 수지, 멜라민계 수지, 폴리올레핀계 분말, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 또는 폴리불화에틸렌계 수지, 전분 등의 유기 고분자 화합물의 분쇄 분급물이나 현탁 중합법으로 합성한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
미립자는 규소를 포함하는 것이 탁도가 낮아지는 점에서 바람직하고, 특히 이산화규소가 바람직하고, 예를 들어, 아에로질 R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600 (이상 닛폰 아에로질 (주) 제조) 의 상품명으로 시판되어 있어, 사용할 수 있다.
<폴리이미드계 수지>
폴리이미드계 수지는, 테트라카르복실산 2 무수물과 디아민의 중합 반응물일 수 있다.
테트라카르복실산 2 무수물은, 방향족 테트라카르복실산 2 무수물, 지방족 테트라카르복실산 2 무수물, 지환식 테트라카르복실산 2 무수물 중 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 방향족 테트라카르복실산 2 무수물이다. 디아민은, 방향족 디아민, 지방족 디아민, 지환식 디아민 중 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 방향족 디아민이다.
폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량 Mw 는, 특별히 제한되지 않지만, 기재 필름의 인성을 높여 반송 장력에 의해 파단되기 어렵게 하는 관점에서는, 10 만 ∼ 30 만인 것이 바람직하고, 13 만 ∼ 25 만의 범위인 것이 보다 바람직하다. 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량 Mw 의 측정 방법은 전술과 동일하다.
폴리이미드계 수지의 함유량은, 기재 필름에 대하여 60 질량% 이상인 것이 바람직하고, 70 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
[1.3] 물성
<위상차 Ro 및 Rt>
본 발명에 관련된 기재 필름은, 편광자의 표면에 적층하여, 위상차 필름 등의 광학 필름으로서 기능할 수 있다.
기재 필름은, 예를 들어 IPS 모드용의 위상차 필름으로서 사용하는 관점에서는, 측정 파장 590 ㎚, 23 ℃·55 %RH 의 환경하에서 측정되는 면내 방향의 위상차 Ro 는, 0 ∼ 10 ㎚ 의 범위인 것이 바람직하고, 0 ∼ 5 ㎚ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 기재 필름의 두께 방향의 위상차 Rt 는, -40 ∼ 40 ㎚ 의 범위인 것이 바람직하고, -25 ∼ 25 ㎚ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
Ro 및 Rt 는, 각각 하기 식으로 정의된다.
Figure pct00006
(식 중,
nx 는, 기재 필름의 면내 지상축 (遲相軸) 방향 (굴절률이 최대가 되는 방향) 의 굴절률을 나타내고,
ny 는, 기재 필름의 면내 지상축에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고,
nz 는, 기재 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고,
d 는, 기재 필름의 막두께 (㎚) 를 나타낸다.)
기재 필름의 면내 지상축은, 자동 복굴절률계 액소 스캔 (Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter : 액소 매트릭스사 제조) 에 의해 확인할 수 있다.
Ro 및 Rt 는, 이하의 방법으로 측정할 수 있다.
1) 기재 필름을 23 ℃ 55 %RH 의 환경하에서 24 시간 조습한다. 이 필름의 평균 굴절률을 아베 굴절계로 측정하고, 막두께 d 를 시판되는 마이크로미터를 사용하여 측정한다.
2) 조습 후의 필름의, 측정 파장 590 ㎚ 에 있어서의 리타데이션 Ro 및 Rt 를, 각각 자동 복굴절률계 액소 스캔 (Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter : 액소 매트릭스사 제조) 을 사용하여, 23 ℃ 55 %RH 의 환경하에서 측정한다.
기재 필름의 위상차 Ro 및 Rt 는, 예를 들어 수지의 종류나 연신 조건, 건조 조건에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어, 건조 온도를 높게 함으로써, Rt 를 낮게 할 수 있다.
[1.4] 기재 필름의 제조 방법
본 발명에 관련된 기재 필름의 형태는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 띠상일 수 있다. 즉, 본 발명에 관련된 기재 필름은, 그 폭 방향에 직교하는 방향으로 롤상으로 권취되어, 롤체로 하는 것이 바람직하다.
[제조 방법]
본 발명에 관련된 기재 필름의 제조 방법은, 1) 기재 필름용 용액을 얻는 공정과, 2) 얻어진 기재 필름 용액을, 지지체의 표면에 부여하는 공정과, 3) 부여된 기재 필름용 용액으로부터 용매를 제거하여, 기재 필름을 형성하는 공정을 갖는다.
1) 기재 필름용 용액을 얻는 공정
전술한 수지와, 용매를 포함하는 기재 필름용 용액 (「도프」 라고도 한다.) 을 조제한다.
기재 필름용 용액에 사용되는 용매는, 수지를 양호하게 분산 또는 용해시킬 수 있는 것이면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 사용되는 유기 용매로는, 알코올류 (메탄올, 에탄올이나 디올, 트리올, 테트라플루오로프로판올 등), 글리콜류, 셀로솔브류, 케톤류 (아세톤, 메틸에틸케톤 등), 카르복실산류 (포름산, 아세트산 등), 카보네이트류 (에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등), 에스테르류 (아세트산에틸, 아세트산프로필 등), 에테르류 (이소프로필에테르, THF 등), 아미드류 (디메틸술폭사이드 등), 탄화수소류 (헵탄 등), 니트릴류 (아세토니트릴 등), 방향족류 (시클로헥실벤젠, 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠 등), 할로겐화알킬류 (디클로로메탄 (「염화메틸렌」 이라고도 한다.) 등), 아민류 (1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 디아자비시클로운데센 등), 락톤계 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 기재 필름의 용매로서, 비점이 대기압하에 있어서 100 ℃ 이하이고, 종류로서 염소계 용매이고, 나아가서는 구체적으로는 디클로로메탄 (「염화메틸렌」 이라고도 한다.) 인 것이, 기재 필름용의 도프를 조제하여 제막할 때에 있어서, 취급하기 쉬움의 관점에서, 바람직하다. 이것은 기재 필름용의 도프를 조제하여 제막할 때에 있어서, 용해성이 높은 것 및 건조 속도가 빠르고, 그에 따라 도포막의 막질을 조정할 수 있다는 관점에서 바람직하다. 또 친수성의 용매를 첨가할 수도 있다. 친수성의 용매로는 케톤류, 알코올류를 들 수 있지만, 알코올류인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 이소프로판올, 에탄올, 메탄올 등이고, 가장 바람직하게는 메탄올이다. 첨가량으로는 1 ∼ 20 질량% 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 10 질량% 의 범위이다.
기재 필름용 용액의 수지 농도는, 점도를 후술하는 범위로 조정하기 쉽게 하는 관점에서는, 예를 들어 1.0 ∼ 20 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 도막의 건조시의 수축량을 줄이는 관점에서는, 기재 필름용 용액의 수지 농도는 적당히 높은 것이 바람직하고, 5 질량% 초과 20 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 질량% 초과 15 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또 용액 농도를 조정함으로써, 막이 형성될 때까지의 시간이 짧아져, 그들의 건조 시간도 기재 필름의 표면 상태를 제어하는 수단이 될 수 있다. 고농도화를 위해서는 적절히 혼합 용매를 사용해도 된다.
기재 필름용 용액의 점도는, 원하는 막두께의 기재 필름을 형성할 수 있는 정도이면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 ∼ 5000 mPa·s 의 범위인 것이 바람직하다. 기재 필름용 용액의 점도가 5 mPa·s 이상이면, 적당한 막두께의 기재 필름을 형성하기 쉽고, 5000 mPa·s 이하이면, 용액의 점도 상승에 의해, 막두께 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 기재 필름용 용액의 점도는, 동일한 관점에서, 100 ∼ 1000 mPa·s 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 기재 필름용 용액의 점도는, 25 ℃ 에서, E 형 점도계로 측정할 수 있다.
2) 기재 필름용 용액을 부여하는 공정
이어서, 얻어진 기재 필름용 용액을, 지지체의 표면에 부여한다. 구체적으로는, 얻어진 기재 필름용 용액을, 지지체의 표면에 도포한다. 지지체와 기재 필름의 적층체는, 「적층 필름」 이라고도 한다.
<지지체>
지지체는, 기재 필름 형성시에 지지하는 것이고, 통상, 수지 필름을 포함한다. 지지체의 막두께는, 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 지지체의 막두께는, 박막이지만 어느 정도의 강도 (탄성이나 강성) 가 지지체로서 필요한 점에서, 바람직하게는, 15 ∼ 45 ㎛ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 40 ㎛ 의 범위이다.
사용되는 수지로는, 셀룰로오스에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 및 스티렌계 수지 또는 그 복합 수지를 들 수 있지만, 그 중에서도 고습도 환경하에서의 보존성이 우수한 수지로서, 폴리에스테르계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수지 필름의 예에는, 폴리에스테르계 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트 (PBN) 등) 등이 포함된다. 그 중에서도, 취급하기 쉬움의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름이 바람직하다.
수지 필름은, 열처리 (열완화) 된 것이어도 되고, 연신 처리된 것이어도 된다.
열처리는, 수지 필름의 잔류 응력 (예를 들어 연신에 수반하는 잔류 응력 등) 을 저감시키기 위한 것이고, 특별히 제한되지 않지만, 수지 필름을 구성하는 수지의 유리 전이 온도를 Tg 로 했을 때, (Tg + 60) ∼ (Tg + 180) ℃ 의 범위에서 실시할 수 있다.
연신 처리는, 수지 필름의 잔류 응력을 증가시키기 위해서이고, 연신 처리는, 예를 들어 수지 필름의 2 축 방향으로 실시하는 것이 바람직하다. 연신 처리는, 임의의 조건으로 실시할 수 있고, 예를 들어 연신 배율 120 ∼ 900 % 정도로 실시할 수 있다. 수지 필름이 연신되어 있는지의 여부는, 예를 들어 면내 지층축 (굴절률이 최대가 되는 방향으로 연장된 축) 이 있는지의 여부에 의해 확인할 수 있다. 연신 처리는, 기재 필름을 적층하기 전에 되어도 되고, 적층한 후에 되어도 되지만, 적층하기 전에 연신되어 있는 것이 바람직하다.
폴리에스테르계 수지 필름 (간단히, 폴리에스테르 필름이라고도 한다.) 은 시판품을 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 TN100 (토요보사 제조), MELINEX ST504 (테이진 듀퐁 필름사 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
지지체는, 수지 필름의 표면에 형성된 이형층을 추가로 가지고 있어도 된다. 이형층은, 커버 부재를 제조할 때, 지지체를 기재 필름으로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다.
이형층은, 공지된 박리제를 포함하는 것이어도 되고, 특별히 제한되지 않는다. 이형층에 포함되는 박리제의 예에는, 실리콘계 박리제, 및 비실리콘계 박리제가 포함된다.
실리콘계 박리제의 예에는, 공지된 실리콘계 수지가 포함된다. 비실리콘계 박리제의 예에는, 폴리비닐알코올 또는 에틸렌-비닐알코올 공중합체 등에 장사슬 알킬이소시아네이트를 반응시킨 장사슬 알킬 펜던트형 중합체, 올레핀계 수지 (예를 들어 공중합 폴리에틸렌, 고리형 폴리올레핀, 폴리메틸펜텐), 폴리아릴레이트 수지 (예를 들어, 방향족 디카르복실산 성분과 2 가 페놀 성분의 중축합물), 불소 수지 (예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리불화비닐리덴 (PVDF), 폴리불화비닐 (PVF), PFA (사불화에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체), FEP (테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체), ETFE (테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체)) 등이 포함된다.
이형층의 두께는, 원하는 박리성을 발현할 수 있는 정도이면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 0.1 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다.
지지체에는, 첨가제로서, 가소제를 함유해도 된다. 가소제로는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 다가 알코올 에스테르계 가소제, 프탈산에스테르계 가소제, 시트르산계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 인산에스테르계 가소제, 다가 카르복실산에스테르계 가소제, 및 폴리에스테르계 가소제 등에서 선택되는 것이 바람직하다.
또, 지지체는 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다. 사용되는 자외선 흡수제로는, 벤조트리아졸계, 2-하이드록시벤조페논계 또는 살리실산페닐에스테르계의 것 등을 들 수 있다. 예를 들어, 2-(5-메틸-2-하이드록시페닐)벤조트리아졸, 2-[2-하이드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-(3,5-디-t-부틸-2-하이드록시페닐)벤조트리아졸 등의 트리아졸류, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류를 예시할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 지지체는, 반송성을 향상시키기 위해, 미립자를 함유하는 것도 바람직하다.
미립자로는, 무기 화합물의 예로서, 이산화규소, 이산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 탄산칼슘, 탄산칼슘, 탤크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산칼슘, 수화 규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘을 들 수 있다. 또, 유기 화합물의 미립자도 바람직하게 사용할 수 있다. 유기 화합물의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 셀룰로오스아세테이트, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프필메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸렌카보네이트, 아크릴스티렌계 수지, 실리콘계 수지, 폴리카보네이트 수지, 벤조구아나민계 수지, 멜라민계 수지, 폴리올레핀계 분말, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 또는 폴리불화에틸렌계 수지, 전분 등의 유기 고분자 화합물의 분쇄 분급물이나 현탁 중합법으로 합성한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
미립자는 규소를 포함하는 것이 탁도가 낮아지는 점에서 바람직하고, 특히 이산화규소가 바람직하고, 예를 들어, 아에로질 R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50, TT600 (이상 닛폰 아에로질 (주) 제조) 의 상품명으로 시판되어 있어, 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 지지체의 제조 방법으로는, 통상적인 인플레이션법, T-다이법, 캘린더법, 절삭법, 유연법, 에멀션법, 핫 프레스법 등의 제조법을 사용할 수 있지만, 착색 억제, 이물질 결점의 억제, 다이 라인 등의 광학 결점의 억제 등의 관점에서 제막 방법은, 용액 유연법과 용융 유연법이 바람직하다. 또한, 용액 유연법이면, 가공 공정에서의 온도가 낮고, 이 때문에 여러 가지 첨가제를 사용하는 것에 의한 고기능화를 부여할 수 있다.
용액 유연법에 의해 제막하는 경우, 지지체의 제조 방법은, 열가소성 수지 및 상기 서술한 미립자 등의 첨가제를 용매에 용해, 분산시켜 도프를 조제하는 공정 (용해 공정 ; 도프 조제 공정), 도프를 무한으로 이행하는 무단의 금속 지지체 상에 유연하는 공정 (유연 공정), 유연한 도프를 웨브로서 건조시키는 공정 (용매 증발 공정), 금속 지지체로부터 박리하는 공정 (박리 공정), 건조, 연신, 폭 유지하는 공정 (연신·폭 유지·건조 공정), 마무리된 필름을 롤상으로 권취하는 공정 (권취 공정) 을 포함하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여 제조된 지지체를 사용하여, 본 발명에 관련된 기재 필름을 하기 방법에 의해, 형성하는 것이 바람직하다.
기재 필름용 용액의 도포 방법은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 백 롤 코트법, 그라비어 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바 코트법, 롤 코트법 등에서의 공지된 방법일 수 있다. 그 중에서도, 얇고 또한 균일한 막두께의 도막을 형성할 수 있는 관점에서, 백 코트법이 바람직하다.
3) 기재 필름을 형성하는 공정
이어서, 지지체에 부여된 기재 필름용 용액으로부터 용매를 제거하여, 기재 필름을 형성한다.
구체적으로는, 지지체에 부여된 기재 필름용 용액을 건조시킨다. 건조는, 예를 들어 송풍 또는 가열에 의해 실시할 수 있다. 그 중에서도, 기재 필름의 컬 등을 억제하기 쉽게 하는 관점에서는, 송풍에 의해 건조시키는 것이 바람직하고, 나아가서는 건조 초기와 건조 후반에 있어서의 풍속차를 두는 것이, 하기 막두께 편차를 제어하는 점에 있어서 바람직하다. 구체적으로는, 초기의 풍속이 높은 편이 막두께 편차는 커지고, 초기의 풍속이 낮으면 작아지는 경향이 있다.
따라서, 건조 조건 (예를 들어 건조 온도, 건조 풍량, 건조 시간 등) 을 조정함으로써, 기재 필름의 소밀 (疏密) 을 제어하여, 상기 기재 필름의 막두께를 하기 식 1 을 만족하도록 조정할 수 있다.
식 1 : 5 < |폭 방향의 무작위로 선택한 3 점의 막두께의 평균값 (B) - 평균 막두께값 (A)|/평균 막두께값 (A) × 100 < 20 (%)
여기서, 평균 막두께값 (A) 는 필름으로부터 무작위로 추출한 10 점의 막두께값의 평균값이다.
식 1 로 나타내는 값이 5 % 를 초과함으로써, 표면이 적당히 요철을 가짐으로써 상층과의 밀착성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있고, 20 % 미만임으로써, 표면의 요철이 지나치게 큰 일이 없어, 상층의 도포성, 평활성에 영향을 미치지 않는다.
막두께의 측정은, 시판되는 막두께 보측정 장치를 사용할 수 있고, 예를 들어, 막두께 측정 시스템으로는 F20-UV (필메트릭스사 제조) 를 들 수 있다.
또, 상기 기재 필름의 막두께의 편차는 0.5 ± 0.2 ㎛ 의 범위 내로 조정하는 것이 바람직하다. 막질은 성기게 되는 방향으로 조정하는 것이 상층과의 밀착성 향상의 관점에서 바람직하고, 구체적으로는 건조 속도를 높게 하는 것이 바람직하고, 0.0015 ∼ 0.05 ㎏/hr·㎡ 인 것이 바람직하고, 0.002 ∼ 0.05 ㎏/hr·㎡ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
건조 속도란, 단위 시간, 단위 면적당에 증발하는 용매의 질량으로서 나타낸다. 건조 속도는, 통상, 건조 온도에 따라 조정할 수 있다. 건조 온도는, 사용하는 용매종에 따라 다르기도 하지만, 예를 들어 50 ∼ 200 ℃ 의 범위 (사용하는 용매의 비점 Tb 에 대해 (Tb - 50) ∼ (Tb + 50) ℃) 일 수 있다. 온도 제어는 다단계로 실시해도 된다. 어느 정도 건조가 진행된 후에는, 보다 고온에서 건조시킴으로써 건조 속도, 막질을 제어할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 기재 필름은, 전술한 바와 같이, 띠상일수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관련된 적층 필름의 제조 방법은, 4) 띠상의 적층 필름을 롤상으로 권취하여, 롤체로 하는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
4) 기재 필름을 권취하여, 롤체를 얻는 공정
얻어진 띠상의 기재 필름을, 그 폭 방향에 직교하는 방향으로 롤상으로 권취하여, 롤체로 한다.
띠상의 기재 필름의 길이는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 100 ∼ 10000 m 정도일 수 있다. 또, 띠상의 적층 필름의 폭은, 1 m 이상인 것이 바람직하고, 1.1 ∼ 4 m 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 필름의 균일성을 높이는 관점에서는, 보다 바람직하게는 1.3 ∼ 2.5 m 의 범위이다.
[제조 장치]
본 발명에 사용되는 기재 필름의 제조 방법은, 예를 들어 도 3 에 나타내는 제조 장치에 의해 실시할 수 있다.
도 3 은, 본 실시형태에 관련된 기재 필름의 제조 방법을 실시하기 위한 제조 장치 (B200) 의 모식도이다. 제조 장치 (B200) 는, 공급부 (B210) 와, 도포부 (B220) 와, 건조부 (B230) 와, 냉각부 (B240) 와, 권취부 (B250) 를 갖는다. Ba ∼ Bd 는, 지지체 (B110) 를 반송하는 반송 롤을 나타낸다.
공급부 (B210) 는, 권심에 감겨진 띠상의 지지체 (B110) 의 롤체 (B201) 를 조출하는 조출 장치 (도시 생략) 를 갖는다.
도포부 (B220) 는, 도포 장치로서, 지지체 (B110) 를 유지하는 백업 롤 (B221) 과, 백업 롤 (B221) 로 유지된 지지체 (B110) 에, 기재 필름용 용액을 도포하는 도포 헤드 (B222) 와, 도포 헤드 (B222) 의 상류측에 형성된 감압실 (B223) 을 갖는다.
도포 헤드 (B222) 로부터 토출되는 기재 필름용 용액의 유량은, 도시 생략된 펌프에 의해 조정 가능하게 되어 있다. 도포 헤드 (B222) 로부터 토출되는 기재 필름용 용액의 유량은, 미리 조정한 도포 헤드 (B222) 의 조건으로 연속 도포했을 때, 안정적으로 소정의 막두께의 도포층을 형성할 수 있는 양으로 설정되어 있다.
감압실 (B223) 은, 도포시에 도포 헤드 (B222) 로부터의 기재 필름용 용액과 지지체 (B110) 사이에 형성되는 비드 (도포액의 고임) 를 안정화시키기 위한 기구이고, 감압도를 조정 가능하게 되어 있다. 감압실 (B223) 은, 감압 블로어 (도시 생략) 에 접속되어 있고, 내부가 감압되게 되어 있다. 감압실 (B223) 은, 공기 누설이 없는 상태로 되어 있고, 또한, 백업 롤과의 간극도 좁게 조정되어, 안정적인 도포액의 비드를 형성할 수 있게 되어 있다.
건조부 (B230) 는, 지지체 (B110) 의 표면에 도포된 도막을 건조시키는 건조 장치로서, 건조실 (B231) 과, 건조용 기체의 도입구 (B232) 와, 배출구 (B233) 를 갖는다. 건조풍의 온도 및 풍량은, 도막의 종류 및 지지체 (B110) 의 종류에 따라 적절히 결정된다. 건조부 (B230) 에서 건조풍의 온도 및 풍량, 건조 시간 등의 조건을 설정함으로써, 건조 후의 도막의 잔류 용매량을 조정할 수 있다. 건조 후의 도막의 잔류 용매량은, 건조 후의 도막의 단위 질량과, 그 도막을 충분히 건조시킨 후의 질량을 비교함으로써 측정할 수 있다.
(잔류 용매량)
기재 필름은, 기재 필름용 용액을 도포하여 얻어지므로, 당해 용액에서 유래하는 용매가 잔류하고 있는 경우가 있다. 잔류 용매량은, 사용 용매·도포액 농도, 기재 필름의 건조에 쐬는 풍속, 건조 온도·시간, 건조실의 조건 (외기인지 내기 순환인지), 도포시의 백 롤의 가열 온도 등에 의해 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 고속 건조가 되면 막이 성기게 되어 표면 상태를 제어할 수 있다.
기재 필름의 잔류 용매량은, 상기 기재 필름의 잔류 용매량을 S1 로 했을 때, 하기 식 2 를 만족하는 것이, 기재 필름의 컬 밸런스의 관점에서 바람직하다.
식 2 : 10 < S1 < 1000 (ppm)
구체적으로는, 기재 필름의 잔류 용매량은, 800 ppm 미만인 것이 보다 바람직하고, 500 ∼ 700 ppm 미만인 것이, 기재 필름의 컬 밸런스를 고려하면 보다 바람직하다. 또, 지지체에도 용매가 잔존하는 용매·도포 프로세스를 선택함으로써, 지지체와 기재 필름의 밀착성이 향상된다. 지지체의 잔존 용매량으로는 10 ∼ 100 ppm 의 범위가 바람직하다.
지지체 및 기재 필름의 잔류 용매량은, 헤드 스페이스 가스 크로마토그래피에 의해 측정할 수 있다. 헤드 스페이스 가스 크로마토그래피법에서는, 샘플을 용기에 봉입 (封入) 하고, 가열하여, 용기 중에 휘발 성분이 충만된 상태로 신속하게 용기 중의 가스를 가스 크로마토그래프에 주입하고, 질량 분석을 실시하여 화합물의 동정을 실시하면서 휘발 성분을 정량하는 것이다. 헤드 스페이스법에서는, 가스 크로마토그래프에 의해, 휘발 성분의 전체 피크를 관측하는 것을 가능하게 함과 함께, 전자기적 상호 작용을 이용한 분석법을 사용함으로써, 고정밀도로 휘발성 물질이나 모노머 등의 정량도 아울러 실시할 수 있다.
냉각부 (B240) 는, 건조부 (B230) 에서 건조시켜 얻어지는 도막 (기재 필름) 을 갖는 지지체 (B110) 의 온도를 냉각시켜, 적절한 온도로 조정한다. 냉각부 (B240) 는, 냉각실 (B241) 과, 냉각풍 입구 (B242) 와, 냉각풍 출구 (B243) 를 갖는다. 냉각풍의 온도 및 풍량은, 도막의 종류 및 지지체 (B110) 의 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다. 또, 냉각부 (B240) 를 형성하지 않아도, 적정한 냉각 온도가 되는 경우에는, 냉각부 (B240) 는 없어도 된다.
권취부 (B250) 는, 기재 필름이 형성된 지지체 (B110) 를 권취하여, 롤체 (B251) 를 얻기 위한 권취 장치 (도시 생략) 이다.
[2] 투명 기재
여기서 「투명」 이란, 23 ℃·55 %RH 의 환경하에서 조습 후 측정되는 전광선 투과율이 80 % 이상, 바람직하게는 85 % 이상, 보다 바람직하게는 90 % 이상, 특히 바람직하게는 95 % 이상인 것을 말한다. 전광선 투과율은, JIS 7573 (플라스틱-전광선 투과율 및 전광선 반사율을 구하는 방법) 에 따라 측정할 수 있다.
본 발명에 관련된 투명 기재는, 두께가 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만의 가요성을 갖는 투명 기재이다. 두께가 5 ㎛ 미만에서는, 강도를 유지할 수 없으므로, 가공시의 파손 발생률이 높고, 수율이 급격하게 나빠지는 것에 더하여, 반복되는 디스플레이의 개폐에 수반하여 파손되는 등 내구성이 떨어진다. 또, 두께가 50 ㎛ 이상이면, 커버 부재의 전체의 두께가 지나치게 두꺼워져 가요성 (균열의 발생 등) 이나 무게 등이 떨어지기 때문에, 상기 범위 내인 것이 필요하다. 보다 바람직한 두께로는, 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 미만이다.
또, 본 발명에 관련된 투명 기재의 탄성률은 55 ∼ 80 GPa 의 범위 내이며, 또한, 상기 투명 기재의 탄성률과 상기 기재 필름의 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값이 30 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 박막화에 의해 낮은 탄성률을 갖는 투명 기재를 사용하여, 압입 강도의 향상이나 접힌 자국이 생기지 않는 커버 부재를 제공하기 위해서는, 탄성률이 보다 낮은 기재 필름을 사용하는 것, 즉 투명 기재에 대해 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값을 30 이상으로 함으로써, 투명 기재의 보호 기능을 보다 향상시킬 수 있다.
<탄성률의 측정>
기재 필름 및 투명 기재의 탄성률 (인장 탄성률이라고도 한다.) 의 측정 조건을 이하와 같이 설정하고, 탄성률은, 변형 0.05 ∼ 0.25 % 간의 선형 회귀에 의해 구한다.
MD 방향에 대해, JIS K7127 (1999) 에 준거하여, 이하의 방법으로 인장 탄성률을 측정한다.
1) 기재 필름 또는 투명 기재를 100 ㎜ (MD 방향) × 10 ㎜ (TD 방향) 의 사이즈로 잘라내어, 시험편으로 한다.
2) 이 시험편을, 오리엔텍사 제조 텐실론 RTC-1225A 를 사용하여, 척간 거리를 50 ㎜ 로 하고, 시험편의 길이 방향 (MD 방향) 으로 인장 속도 50 ㎜/min 인장하여, MD 방향의 인장 탄성률을 측정한다. 측정은, 23 ℃ 55 %RH 하에서 실시한다.
[2.1] 유리 기재
내구성, 평면성 등이 우수한 점에서, 본 발명에 관련된 투명 기재는, 박형의 유리 기재인 것이 바람직하고, 예를 들어, 소다라임 유리, 규산염 유리 등을 들 수 있고, 규산염 유리인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 실리카 유리 또는 붕규산 유리인 것이 보다 바람직하다.
유리 기재를 구성하는 유리는, 알칼리 성분을 실질적으로 함유하고 있지 않는 무알칼리 유리인 것, 구체적으로는, 알칼리 성분의 함유량이 1000 ppm 이하인 유리인 것이 바람직하다. 유리 기판 중의 알칼리 성분의 함유량은, 500 ppm 이하인 것이 바람직하고, 300 ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 알칼리 성분을 함유하는 유리 기재는, 필름 표면에서 양이온의 치환이 발생하여, 소다 블로의 현상이 발생하기 쉽다. 그에 따라, 필름 표층의 밀도가 저하되기 쉽고, 유리 기재가 파손되기 쉽기 때문이다.
유리 기재는, 일반적인 공지된 방법, 예를 들어 플로트법, 다운 드로우법, 오버플로 다운 드로우법 등에 의해 성형될 수 있다. 그 중에서도, 성형시에 유리 기재의 표면이 성형 부재와 접촉하지 않아, 얻어지는 유리 기재의 표면에 흠집이 나기 어려운 점 등에서, 오버플로 다운 드로우법이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 유리 기재는, 예를 들어 붕규산 유리와 같은 두꺼운 유리를 원하는 두께로 연삭함으로써 얻을 수도 있지만, 두꺼운 유리 시트를 연삭하여 연마하는 것에서는, 200 ㎛ 미만의 유리 기재를 얻는 것은 곤란하다.
따라서, 본 발명에 관련된 두께가 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만의 유리 기재를 얻기 위해서는, 특수한 플로트법을 채용하는 것이 바람직하다.
두께가 얇을수록, 극박의 유리판의 취급이나 가공이 곤란하고, 유리의 강도가 저하되어, 파손될 확률이 높아진다. 박형의 유리 기재의 취급 및 가공을 용이하게 하기 위해서, 박형의 유리 기재를 보다 두꺼운 지지 기판 (이하, 「캐리어 기판」 이라고도 한다.) 에 일시적으로 접착하면서 가공하고, 가공의 후공정으로서 지지 기판을 박리함으로써 박형인 유리 기재를 얻는 방법이 제안되어 왔다.
예를 들어, 전술한 국제 공개 제2017/066924호에 의하면, 두께가 100 ㎛ 미만인 소다라임 유리를 이하의 공정에 의해 제조할 수 있다.
(공정 1) 접합면을 갖는 유리 캐리어 기판 상에 유리 기재 (22) 표면의 제 1 표면이 접하도록 형성하고, 제 1 표면과는 반대측의 제 2 표면에 접착력을 갖는 컨택트막 (「컨택트 필름」 이라고도 한다.) 을 부착시키는 공정.
즉 상기 유리 기재의 제조 방법은, 도 4 (공정 1) 에 나타내는 바와 같이, 충분한 강도와 가공하기 쉬운 두께를 갖는 캐리어 기판 (21) 에, 유리 기재 형성용의 재료를 원하는 두께로 흘려 넣고, 유리 기재 (22) 의 제 1 면을 캐리어 기판 (21) 에 접하도록 형성한 후, 유리 기재 (22) 의 반대측의 제 2 면에 컨택트막 (23) 을 부착하는 공정을 갖는다.
(공정 2) 이어서, 유리 기재 (22) 를 접착력이 높은 컨택트막 (23) 에 의해, 캐리어 기판 (21) 으로부터 박리하는 공정 (도 4 (공정 2)).
(공정 3) 컨택트막의 접착력을 약하게 하는 취약화 처리 (전자 방사선 조사 (24)) 에 의해, 캐리어 기판으로부터 박리된 유리 기재 (22) 의 제 2 면으로부터 컨택트막 (23) 을 제거하는 공정 (도 4 (공정 3)) 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 유리 기재를 안전하게 유지하기 위한 컨택트막 (23) 을 사용함으로써, 유리 기재 (22) 의 보호 기능을 가질 수 있고, 그에 따라, 예를 들어, 유리 기재 (22) 의 노출된 표면을, 예를 들어, 그것이 발생할 수 있는 기계적 손상으로부터 보호할 수 있어, 안전하고 또한 간편하게 취급할 수 있는 것이다.
컨택트막은, 특정한 요건에 따라, 경질 또는 연질의 재료를 포함할 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE) 또는 폴리올레핀 (PO) 을 바람직한 재료로서 사용할 수 있다.
컨택트막은, 통상, 기재의 일방의 면에 형성된 접착제로 이루어지는 접착제층에 의해 유리 기재에 접착되어 있다. 그러나, 컨택트막 자체의 기재가 접착성을 갖는 것은 제외되지 않는다.
컨택트막과 유리 기재의 제 2 면 사이의 접착력은, 압착시에 캐리어 기판과 유리 기재 사이의 접합력을 해소하기 위해서, 박리 장치에 의한 박리시에 유리 기재에 충분한 힘을 전달할 수 있도록 선택된다.
컨택트막은, 박 또는 테이프로서 제공할 수 있고, 이것은, 예를 들어 롤로부터 권취할 수 있고, 또는 시트로서 제공할 수 있다. 바람직하게는, 컨택트막의 두께는 50 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 125 ㎛ 이상이고, 특히 바람직하게는 150 ㎛ 이상이다.
유리 기재는, 전술한 바와 같이, 알칼리 함유 유리 조성물로 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 유리 재료는, 예를 들어, 알루미노규산 리튬 유리, 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 알칼리 금속 알루미노규산염 유리, 및 저알칼리 함유량을 갖는 알루미노규산염 유리이다. 알칼리를 포함하지 않는 조성물도 바람직하다. 이와 같은 유리는, 예를 들어, 전술한 다운 드로우법, 오버플로 다운 드로우법 또는 플로트법 등에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
캐리어 기판은, 바람직하게는 적어도 100 ㎛ 이상, 바람직하게는 300 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 500 ㎛ 이상의 두께를 갖고, 적어도 3 인치 (1 인치는 2.54 ㎝) 이상, 바람직하게는 6 인치 이상, 보다 바람직하게는 8 인치 이상, 특히 바람직하게는 12 인치 이상의 최대 치수를 갖는다. 특히, 캐리어 기판은, 유리 기판 제 1 세대 사이즈 이상, 예를 들어 제 2 세대 ∼ 제 8 세대, 또는 더욱 큰 예를 들어, 1 × 1 m ∼ 3 × 3 m 의 기판 사이즈) 를 가질 수 있다. 캐리어 기판은, 장방형, 이차 또는 타원형, 또는 원형 등의 여러 가지 형상을 가질 수 있다.
유리 기재는, 컨택트막과 함께 컨택트막의 접착력에 의해 캐리어 기판으로부터 박리된 후, 컨택트막이 박리되어, 도 1 에 나타내는 투명 기재 (3) 가 되는 유리 기재 (22) 단체가 얻어진다.
바람직한 실시형태에서는, 유리 기재로부터 컨택트막을 제거하기 전에, 컨택트막에 접착력의 취약화 처리를 실시함으로써, 접촉막과 극박 기판 사이의 접착력을 저감시키는 것이 바람직하다. 취약화 처리는, 접착력을 0.5 N/25 ㎜ 이하로 저하시킬 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다.
취약화 처리는, 선택된 전자 방사선, 예를 들어 적외선이나 자외선 또는 가시광과 같은 특정한 파장 범위에 있도록 선택할 수 있다. 선택된 전자 방사선은, 사용되는 접착 재료에 의존하여, 협대역이어도 되고, 또는 보다 넓은 대역을 커버해도 되고, 또는 레이저 방사여도 된다.
바람직하게는, 가시광에 대한 폭로하에서는 접착력이 열화되지 않게, 가시 스펙트럼의 외측에 선택된다. 당해 전자 방사선 조사에 의해 적어도 부분적으로 비활성화할 수 있는, 시판되고 있는 여러 가지 접착 재료가 있고, 바람직한 선택은, 특정한 요건에 의존한다.
또는 온도를 상승 또는 하강시킴으로써, 컨택트막의 접착성을 저하시킬 수 있는 경우에는, 취약화 처리로서 열처리를 실시하는 것도 유리할 수 있다.
상기 전자 방사선 조사는, 컨택트막의 외측으로부터, 즉 유리 기재에 접착되어 있지 않은 측으로부터 조사되는 것이 바람직하다.
바람직한 접착 재료는 널리 이용 가능하고, 예를 들어, 「NDS4150-20」 의 상품명으로 시판되어 있고, 대응하는 취약화 처리는, 365 ㎚ 파장에 있어서의 자외선 조사를 들 수 있다.
구체적인 유리 기재의 제조예에 대해, 실시예의 항에서 설명한다. 또, 상기 기재된 유리 기재로서, SCHOTT 제조, 닛폰 전기 유리 제조 등의 박형 유리를 사용할 수 있다.
[2.2] 열가소성 수지 기재
본 발명에 관련된 투명 기재에는, 열가소성 수지 필름을 사용할 수 있고, 당해 절가소성 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 셀룰로오스에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 푸마르산디에스테르계 수지, 폴리프로필렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리이미드계 수지, 및 스티렌계 수지 또는 그 복합 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리이미드계 수지를 사용하는 열가소성 수지 필름을, 도 1 에서 나타내는 투명 기재 (3) 로 하는 것이, 광학 특성, 물리 특성의 관점에서 바람직하다.
<폴리이미드계 수지>
폴리이미드계 수지는, 예를 들어, 산 무수물과 디아민 화합물로부터 폴리아믹산 (폴리이미드 전구체) 을 합성하고, 당해 폴리아믹산을 열이나 촉매에 의해 이미드화함으로써 얻어진다.
폴리이미드의 합성에 사용되는 산 무수물로는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 비페닐테트라카르복실산 2 무수물 (BPDA), 터페닐테트라카르복실산 2 무수물, 벤조페논테트라카르복실산 2 무수물, 무수 피로멜리트산 (PMDA), 옥시디프탈산 2 무수물, 디페닐술폰테트라카르복실산 2 무수물, 헥사플루오로이소프로필리덴디프탈산 2 무수물, 시클로부탄테트라카르복실산 2 무수물 등의 방향족 테트라카르복실산 2 무수물 등을 들 수 있다.
또, 폴리이미드의 합성에 사용되는 디아민 화합물로는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, p-페닐렌디아민 (PDA), m-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에테르 (ODA), 3,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐, 3,7-디아미노-디메틸디벤조티오펜-5,5'-디옥사이드, 4,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-비스(4-아미노페닐)술파이드, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 등의 방향족 디아민 등을 들 수 있다.
또한, 시판품으로서, 폴리이미드 전구체를 주성분으로 하는 폴리이미드 바니시, 예를 들어, U-바니시 S (우베 흥산사 제조), 에크리오스 (미츠이 화학 (주) 제조) 등을 사용할 수 있다.
또한, 목적에 따라 자외선 투과성 폴리이미드를 사용하는 경우에는, 예를 들어, 시판품의 폴리이미드 전구체 (폴리아믹산) 를 주성분으로 하는 폴리이미드로서, TORMED-S, X (IST 사 제조), 스피크세리아 HR003, GR003 (이상, 소마르사 제조), FLUPI (NTT 사 제조), 타입 HM (토요보사 제조), Type-C (미츠이 화학사 제조), PI-100 (마루젠 화학사 제조), HDN-20D (신니혼 이화사 제조), CBDA-6FDAC (센트럴 글래스사 제조), Q-VR-X-1655 (피아이 기연사 제조) 등을 사용할 수도 있다.
[3] 커버 부재의 제조 방법
[3.1] 커버 부재의 구성예
상기 투명 기재의 적어도 일방의 면에는, 도 1A 로 나타내는 구성에서, 본 발명의 기재 필름 (기재 필름 (1)) 이 배치된다. 후술하는 바와 같이, 표시 장치가 편광판을 갖는 표시 유닛인 경우, 당해 편광판 상에 점착제층을 개재하여, 본 발명의 커버 부재의 기재 필름 (1) 측이 첩합되는 것이 바람직한 실시양태이다.
투명 기재에 대한 기재 필름의 배치로는, 상기 기재 필름의 일방의 면 (A 면) 에 대한 이면인 면 (B 면) 에 있어서, 상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내이도록 조정된 기재 필름의 A 면측을 투명 기재측으로 하는 것이 바람직하다.
투명 기재의 기재 필름 (1) 과는 반대측의 면에는, 후술하는 기재 필름 (2) 이 배치되는 것이 바람직하다 (도 1B).
기재 필름 (1) 또는 기재 필름 (2) 은, 점착제층 또는 접착제층에 의해, 투명 기재 (3) 에 첩합된다.
도 5 는, 지지체가 부착된 기재 필름과 투명 기재의 첩합을 나타내는 모식도이다.
도 5A 는, 전술한 지지체 (5) 상에 형성된 기재 필름 (1) 과의 적층체를 나타내고, 지지체 (5) 에 접하는 기재 필름 (1) 의 면이 B 면에 상당한다.
이어서, 도 5B 와 같이, 투명 기재 (3) 에 점착제층 (4) 을 개재하여, 기재 필름 (1) 의 A 면측이 첩합되고, 그 후 지지체 (5) 는 박리된다.
[3.2] 점착제층
점착제층은, 베이스 폴리머, 프레폴리머 및/또는 가교성 모노머, 가교제 그리고 용매를 포함하는 점착제 조성물을, 건조 및 부분 가교시킨 것인 것이 바람직하다. 즉, 점착제 조성물의 적어도 일부가 가교된 것일 수 있다.
점착제 조성물의 예에는, (메트)아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제 조성물, 실리콘계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 실리콘계 점착제 조성물, 고무를 베이스 폴리머로 하는 고무계 점착제 조성물이 포함된다. 그 중에서도, 투명성, 내후성, 내열성, 가공성의 관점에서는, 아크릴계 점착제 조성물이 바람직하다.
아크릴계 점착제 조성물에 포함되는 (메트)아크릴계 폴리머는, (메트)아크릴산알킬에스테르와, 가교제와 가교 가능한 관능기 함유 모노머의 공중합체일 수 있다.
(메트)아크릴산알킬에스테르는, 알킬기의 탄소수 2 ∼ 14 의 아크릴산알킬에스테르인 것이 바람직하다.
가교제와 가교 가능한 관능기 함유 모노머의 예에는, 아미드기 함유 모노머, 카르복실기 함유 모노머 (아크릴산 등), 하이드록실기 함유 모노머 (아크릴산하이드록시에틸 등) 가 포함된다.
아크릴계 점착제 조성물에 포함되는 가교제로는, 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 과산화물계 가교제 등을 들 수 있다. 점착제 조성물에 있어서의 가교제의 함유량은, 통상, 베이스 폴리머 (고형분) 100 질량부에 대하여, 예를 들어 0.01 ∼ 10 질량부일 수 있다.
점착제 조성물은, 필요에 따라 점착 부여제, 가소제, 유리 섬유, 유리 비드, 금속 분말, 그 밖의 충전제, 안료, 착색제, 충전제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 실란 커플링제 등의 각종 첨가제를 추가로 포함해도 된다.
점착제층의 두께는, 통상, 3 ∼ 100 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 5 ∼ 50 ㎛ 의 범위이다.
점착제층의 표면은, 이형 처리가 실시된 박리 필름으로 보호되어 있다. 박리 필름의 예에는, 아크릴 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에스테르 필름, 불소 수지 필름 등의 플라스틱 필름이 포함된다.
[3.3] 접착제층
상기 점착제층 대신에, 접착제층을 사용할 수도 있고, 도 1 로 나타내는 점착제층 (4) 은, 접착제층일 수 있다.
접착제층은, 기재 필름과 투명 기재 사이에 각각 배치된다. 또한, 후술하는 편광판과의 사이에 배치되어, 표시 장치를 구성하는 것도 바람직하다. 접착제층에 함유되는 접착제의 종류는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.
접착제층은, 수용성 폴리머로부터 얻어지는 층이어도 되고, 활성 에너지선 경화성 접착제의 경화물층이어도 된다. 수용성 폴리머의 경우, 예를 들어 비닐알코올계 폴리머로 이루어지는 접착제, 또는 붕산이나 붕사, 글루타르알데히드나 멜라민, 옥살산 등의 비닐알코올계 폴리머의 수용성 가교제로 적어도 이루어지는 접착제 등을 개재하여 실시할 수 있다. 이러한 접착제층은, 수용액의 도포 건조층 등으로서 형성되지만, 그 수용액의 조제시에는 필요에 따라, 다른 첨가제나, 산 등의 촉매도 배합할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 접착제는, 광 라디칼 중합성 조성물이어도 되고, 광 카티온 중합성 조성물이어도 된다. 그 중에서도, 광 카티온 중합성 조성물이 바람직하다.
광 카티온 중합성 조성물은, 에폭시계 화합물과, 광 카티온 중합 개시제를 포함한다.
에폭시계 화합물이란, 분자 내에 1 이상, 바람직하게는 2 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이다. 에폭시계 화합물의 예에는, 지환식 폴리올에, 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 수소화 에폭시계 화합물 (지환식 고리를 갖는 폴리올의 글리시딜에테르) ; 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르 등의 지방족 에폭시계 화합물 ; 지환식 고리에 결합한 에폭시기를 분자 내에 1 이상 갖는 지환식 에폭시계 화합물이 포함된다. 에폭시계 화합물은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
광 카티온 중합 개시제는, 예를 들어 방향족 디아조늄염 ; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염 ; 철-아렌 착물 등일 수 있다.
광 카티온 중합 개시제는, 필요에 따라 옥세탄, 폴리올 등의 카티온 중합 촉진제, 광 증감제, 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제, 대전 방지제, 레벨링제, 용제 등의 첨가제를 추가로 포함해도 된다.
접착제층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 각각 0.01 ∼ 10 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 0.01 ∼ 5 ㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.
[3.4] 기재 필름 (2)
기재 필름 (1) 의 대향 필름으로는, 기재 필름 (1) 을 사용해도 되지만, 다른 수지 필름을 사용해도 된다, 그 예에는, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 셀룰로오스에스테르계 수지 및 스티렌계 수지 또는 그 복합 수지 등을 함유한다. 그 중에서도, 고습도 환경하에서의 보존성이 우수한 수지로서, 폴리에스테르계 수지를 함유하는 수지 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 수지 필름의 예에는, 폴리에스테르계 수지 (예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 (PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트 (PBN) 등) 등이 포함된다. 그 중에서도, 취급하기 쉬움의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 나 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 를 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름이 바람직하다.
수지 필름은, 열처리 (열완화) 된 것이어도 되고, 연신 처리된 것이어도 된다.
열처리는, 수지 필름의 잔류 응력 (예를 들어 연신에 수반하는 잔류 응력 등) 을 저감시키기 위해서이고, 특별히 제한되지 않지만, 수지 필름을 구성하는 수지의 유리 전이 온도를 Tg 로 했을 때, (Tg + 60) ∼ (Tg + 180) ℃ 의 범위에서 실시할 수 있다.
연신 처리는, 수지 필름의 잔류 응력을 증가시키기 위해서이고, 연신 처리는, 예를 들어 수지 필름의 2 축 방향으로 실시하는 것이 바람직하다. 연신 처리는, 임의의 조건으로 실시할 수 있고, 예를 들어 연신 배율 120 ∼ 900 % 정도로 실시할 수 있다. 수지 필름이 연신되어 있는지의 여부는, 예를 들어 면내 지층축 (굴절률이 최대가 되는 방향으로 연장된 축) 이 있는지의 여부에 의해 확인할 수 있다. 연신 처리는, 기재 필름을 적층하기 전에 되어도 되고, 적층한 후에 되어도 되지만, 적층하기 전에 연신되어 있는 것이 바람직하다.
폴리에스테르계 수지 필름 (간단하게, 폴리에스테르 필름이라고도 한다.) 은 시판품을 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 TN100 (토요보사 제조), MELINEX ST504 (테이진 듀퐁 필름사 제조) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
기재 필름 (2) 의 막두께는 적절히 취할 수 있지만, 10 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내인 것이, 커버 부재의 박막화의 관점에서 바람직하고, 10 ∼ 50 ㎛ 의 범위 내인 것이, 보다 바람직하다.
또한, 기재 필름 (2) 에는, 하드 코트층 등의 기능성층을 부여해도 된다.
(하드 코트층)
절첩형 디스플레이의 표면에 위치시켜 디스플레이를 보호하는 폴리에스테르 필름은, 그 표면에 하드 코트층을 가지고 있는 것이 바람직하다. 하드 코트층은, 폴리에스테르 필름 상의 디스플레이 표면측에 위치시켜 디스플레이에 있어서 사용되는 것이 바람직하다. 하드 코트층을 형성하는 수지로는, 아크릴계, 실록산계, 무기 하이브리드계, 우레탄아크릴레이트계, 폴리에스테르아크릴레이트계, 에폭시계 등 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 또, 2 종류 이상의 재료를 혼합하여 사용할 수도 있고, 무기 필러나 유기 필러 등의 입자를 첨가할 수도 있다.
하드 코트층의 막두께로는, 1 ∼ 50 ㎛ 의 범위가 바람직하다. 1 ㎛ 이상이면 충분히 경화되고, 양호한 연필 경도가 얻어진다. 또 두께를 50 ㎛ 이하로 함으로써, 하드 코트의 경화 수축에 의한 컬을 억제하여, 필름의 핸들링성을 향상시킬 수 있다.
하드 코트층의 도포 방법으로는, 와이어 바, 그라비어 코트, 다이 코터, 나이프 코터 등 특별히 한정 없이 사용할 수 있고, 점도, 막두께에 따라 적절히 선택할 수 있다.
하드 코트층의 경화 방법으로는, 자외선, 전자선 등의 에너지선이나, 열에 의한 경화 방법 등을 사용할 수 있고, 필름에 대한 데미지를 경감시키기 위해서, 자외선이나 전자선 등에 의한 경화 방법이 바람직하다.
하드 코트층의 연필 경도로는, B 이상이 바람직하고, H 이상이 더욱 바람직하고, 2 H 이상이 특히 바람직하다. B 이상의 연필 경도가 있으면, 용이하게 흠집이 생기는 일은 없고, 시인성을 저하시키지 않는다. 일반적으로 하드 코트층의 연필 경도는 높은 편이 바람직하지만 9 H 이하여도 상관없고, 8 H 이하여도 상관없고, 6 H 이하여도 실용상은 문제 없이 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 하드 코트층은, 상기 서술한 바와 같은 표면의 연필 경도를 높여 디스플레이의 보호를 할 목적으로 사용할 수 있는 것이고, 투과율이 높은 것이 바람직하다. 하드 코트 필름의 투과율로는, 87 % 이상이 바람직하고, 88 % 이상이 더욱 바람직하다. 투과율이 87 % 이상 있으면, 충분한 시인성이 얻어진다. 하드 코트 필름의 전광선 투과율은, 일반적으로 높을수록 바람직하지만, 99 % 이하여도 상관없고, 97 % 이하여도 상관없다. 또, 하드 코트 필름의 헤이즈는, 일반적으로 낮은 것이 바람직하고, 3 % 이하가 바람직하다. 하드 코트 필름의 헤이즈는 2 % 이하가 보다 바람직하고, 1 % 이하가 가장 바람직하다. 헤이즈가 3 % 이하이면, 화상의 시인성을 향상시킬 수 있다.
하드 코트층에는, 추가로, 다른 기능이 부가된 것이어도 된다. 예를 들어, 상기와 같은 일정한 연필 경도를 갖는 방현층, 방현성 반사 방지층, 반사 방지층, 저반사층 및 대전 방지층 등의 기능성이 부가된 하드 코트층도 본 발명에 있어서는 바람직하게 적용된다.
[4] 표시 장치
본 발명의 표시 장치는, 본 발명의 커버 부재 또는 커버 부재용의 기재 필름을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 표시 장치는, 예를 들어, 점접착제층 또는 접착제층을 개재하여 본 발명의 커버 부재를, 바람직하게는 편광판을 개재하여, 표시 장치의 표면에 첩합함으로써 얻을 수 있다. 표시 장치란, 표시 기구를 갖는 장치이고, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치 (전기장 방출 표시 장치 (FED 등), 표면 전계 방출 표시 장치 (SED)), 전자 페이퍼 (전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치), 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치 (그레이팅 라이트 밸브 (GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스 (DMD) 를 갖는 표시 장치 등) 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있다. 액정 표시 장치는, 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등 중 어느 것도 포함한다. 이들 표시 장치는, 2 차원 화상을 표시하는 표시 장치여도 되고, 3 차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치여도 된다. 특히, 본 발명의 표시 장치로는, 유기 EL 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치가 바람직하고, 특히 유기 EL 표시 장치가 바람직하다.
또, 절첩형 디스플레이는, 연속된 1 장의 디스플레이가, 휴대시에는 둘로 접을 수 있음으로써 사이즈를 반감시켜, 휴대성을 향상시킨 구조로 되어 있는 것이 바람직하다. 또 동시에 박형, 경량화되어 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 절첩형 디스플레이의 굴곡 반경은 5 ㎜ 이하가 바람직하고, 3 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 굴곡 반경이 5 ㎜ 이하이면, 절첩한 상태에서의 박형화가 가능해진다. 굴곡 반경은 작을수록 양호하다고 할 수 있지만, 0.1 ㎜ 이상이면 상관없고, 0.5 ㎜ 이상이어도 상관없다. 1 ㎜ 이상이어도, 절첩 구조를 갖지 않는 종래의 디스플레이에 대비하여 실용성은 충분히 양호하다. 여기서 절첩했을 때의 굴곡 반경이란, 전술한 도 1C 또는 도 1D 에 있어서, 커버 부재 (10) 를 절첩했을 때의 절첩 부분의 내측의 반경 R 을 의미한다.
도 6 에, 본 발명의 표시 장치의 일례인 유기 EL 디스플레이에 대한 커버 부재의 적용예를 나타낸다.
유기 EL 디스플레이의 일반적인 구성은, 전극/전자 수송층/발광층/홀 수송층/투명 전극으로 이루어지는 유기 EL 층 (101), 및 화질을 향상시키기 위한 위상차판 (λ/4 판) 을 구비하는 편광판 (102) 으로 이루어지는 표시 유닛이다. 본 발명의 표시 장치 (100) 는, 당해 편광판 (102) 상에 점착제층 (4) 을 개재하여, 본 발명의 커버 부재 (10) 의 기재 필름 (1) 측이 첩합되는 것이 바람직한 실시양태이다.
당해 실시양태에 의해, 본 발명의 표시 장치는, 커버 부재의 취급성의 향상에 더하여, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 표시 장치이고, 특히 절첩형 디스플레이의 커버 부재로서, 양산성을 유지하면서, 반복해서 절첩한 후의 시인성이 우수하고, 디스플레이의 절첩 부분에서의 화상의 흐트러짐을 발생시키지 않는 것이다. 예를 들어, 당해 절첩형 디스플레이를 탑재한 휴대 단말 기기는, 아름다운 화상을 제공하고, 기능성이 풍부하고, 휴대성 등의 편리성이 우수한 것이다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에 있어서 「부」 또는 「%」 의 표시를 사용하지만, 특별히 언급이 없는 한 「질량부」 또는 「질량%」 를 나타낸다.
≪기재 필름의 제조≫
<기재 필름 101 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET 필름) : (토요보사 제조 TN100, 논실리콘계 박리제를 포함하는 이형층 있음, 막두께 38 ㎛) 을 사용하였다.
(기재 필름 101 용 용액의 조제)
하기 성분을 혼합하여, 기재 필름 101 용 용액을 얻었다.
염화메틸렌 (비점 41 ℃) 800 질량부
아크릴 1 : MMA/PMI/MADA 공중합체 (60/20/20 질량비), Mw : 150 만, Tg : 137 ℃ (또한, 약칭은 이하를 나타낸다. MMA : 메타크릴산메틸, PMI : 페닐말레이미드 및 MADA : 아크릴산아다만틸) 20 질량부
고무 입자 R1 : 80 질량부
분산제 (폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산나트륨 : : 분자량 332) 기재 필름 중에 0.006 질량% 가 되는 첨가량을 첨가
(기재 필름 101 의 제조)
상기 지지체의 이형층 상에, 기재 필름 101 용 용액을, 백 코트법에 의해 다이를 사용하여 도포한 후, 하기의 건조 스텝으로 기재 필름의 건조를 실시함으로써 막두께 5 ㎛ 의 기재 필름을 형성하여, 기재 필름 101 을 얻었다.
(초기 건조)
제 1 스텝 : 40 ℃ 에서 1 분
제 2 스텝 : 70 ℃ 에서 1 분
제 3 스텝 : 100 ℃ 에서 1 분
제 4 스텝 : 130 ℃ 에서 2 분
(후건조)
제 5 스텝 : 110 ℃ 에서 15 분
<고무 입자 R1 의 조제>
이하의 방법으로 조제한 고무 입자를 사용하였다.
교반기가 부착된 8 L 중합 장치에, 이하의 물질을 주입하였다.
탈이온수 180 질량부
폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산 0.002 질량부
붕산 0.473 질량부
탄산나트륨 0.473 질량부
수산화나트륨 0.008 질량부
중합기 내를 질소 가스로 충분히 치환한 후, 내온을 80 ℃ 로 하고, 과황산칼륨 0.021 질량부를 2 질량% 수용액으로서 투입하였다. 이어서, 메타크릴산메틸 84.6 질량%, 아크릴산부틸 5.9 질량%, 스티렌 7.9 질량%, 메타크릴산알릴 0.5 질량%, n-옥틸메르캅탄 1.1 질량% 로 이루어지는 단량체 혼합물 (c') 21 질량부에 폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산을 0.07 질량부 첨가한 혼합액을, 상기 용액에 63 분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하였다. 또한, 60 분 중합 반응을 계속시킴으로써, 최내 경질 중합체 (c) 를 얻었다.
그 후, 수산화나트륨 0.021 질량부를 2 질량% 수용액으로 하여, 과황산칼륨 0.062 질량부를 2 질량% 수용액으로서 각각 첨가하였다. 이어서, 아크릴산부틸 80.0 질량%, 스티렌 18.5 질량%, 메타크릴산알릴 1.5 질량% 로 이루어지는 단량체 혼합물 (a') 39 질량부에 폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산 0.25 질량부를 첨가한 혼합액을 117 분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하였다. 첨가 종료 후, 과황산칼륨 0.012 질량부를 2 질량% 수용액으로 첨가하고, 120 분간 중합 반응을 계속시켜, 연질층 (아크릴계 고무상 중합체 (a) 로 이루어지는 층) 을 얻었다. 연질층의 유리 전이 온도 (Tg) 는 -30 ℃ 였다. 연질층의 유리 전이 온도는, 아크릴계 고무상 중합체 (a) 를 구성하는 각 모노머의 단독 중합체의 유리 전이 온도를 조성비에 따라 평균하여 산출하였다.
그 후, 과황산칼륨 0.04 질량부를 2 질량% 수용액으로 첨가하고, 메타크릴산메틸 97.5 질량%, 아크릴산부틸 2.5 질량% 로 이루어지는 단량체 혼합물 (b') 26.1 질량부를 78 분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하였다. 또한 30 분간 중합 반응을 계속시켜, 중합체 (b) 를 얻었다.
얻어진 중합체 (b) 를 3 질량% 황산나트륨 온수 용액 중에 투입하고, 염석·응고시켰다. 이어서, 탈수·세정을 반복한 후, 건조시켜, 3 층 구조의 아크릴계 그래프트 공중합체 입자 (고무 입자 R1) 를 얻었다. 얻어진 고무 입자 R1 의 평균 입자경은 200 ㎚ 였다.
고무 입자의 평균 입자경은, 이하의 방법으로 측정하였다.
(평균 입자경)
얻어진 분산액 중의 고무 입자의 분산 입경을, 제타 전위·입경 측정 시스템 (오오츠카 전자 주식회사 제조 ELSZ-2000ZS) 으로 측정하였다.
<기재 필름 102 ∼ 104 의 제조>
기재 필름 101 의 제조에 있어서, 고무 입자 R1 의 함유량을, 각각 65, 45, 및 20 질량% 로 변화시킨 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 102 ∼ 104 를 제조하였다.
<기재 필름 105 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET 필름) : (토요보사 제조 TN100, 논실리콘계 박리제를 포함하는 이형층 있음, 막두께 38 ㎛) 을 사용하였다.
(기재 필름 105 용 용액의 조제)
하기 성분을 혼합하여, 기재 필름 105 용 용액을 얻었다.
염화메틸렌 (비점 41 ℃) : 860 질량부
메탄올 (비점 65 ℃) : 40 질량부
COP1 (G7810 : JSR (주) 제조 ARTON G7810, Mw : 14 만, 카르복실산기를 갖는 시클로올레핀계 수지) 100 질량부
산화 방지제 (Irganox1076 : BASF 사 제조 : 분자량 531)
기재 필름 중에 0.002 질량% 가 되는 첨가량을 첨가
(기재 필름 105 의 제조)
상기 지지체의 이형층 상에, 기재 필름 105 용 용액을, 백 코트법에 의해 다이를 사용하여 도포한 후, 하기의 건조 스텝으로 기재 필름의 건조를 실시함으로써 막두께 5 ㎛ 의 기재 필름을 형성하여, 기재 필름 105 를 얻었다.
제 1 스텝 : 40 ℃ 에서 1 분
제 2 스텝 : 70 ℃ 에서 1 분
제 3 스텝 : 100 ℃ 에서 1 분
제 4 스텝 : 130 ℃ 에서 2 분
<기재 필름 106 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET 필름) : (토요보사 제조 TN100, 논실리콘계 박리제를 포함하는 이형층 있음, 막두께 38 ㎛) 을 사용하였다.
(폴리이미드 분체의 조제)
건조 질소 가스 도입관, 냉각기, 톨루엔을 채운 Dean-Stark 응집기, 교반기를 구비한 4 구 플라스크에, 하기 식으로 나타내는 MeO-DABA 5.146 g (20 mmol) 을 넣고, γ-부티로락톤 (GBL) 20 mL 및 톨루엔 10 mL 를 첨가하고, 질소 기류하, 실온에서 교반하였다.
[화학식 6]
Figure pct00007
그것에, 시스,시스,시스-1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2 무수물 (H-PMDA) 분말 4.483 g (20 mmol) 을 첨가하고, 80 ℃ 에서 6 시간 가열 교반하였다. 그 후, 외온을 190 ℃ 까지 가열하고, 이미드화에 수반하여 발생하는 물을 톨루엔과 함께 공비 증류 제거하였다. 6 시간 가열, 환류, 교반을 계속한 결과, 물의 발생은 관찰되지 않게 되었다. 계속해서 톨루엔을 증류 제거하면서 7 시간 가열하고, 또한 톨루엔 증류 제거 후에 메탄올을 투입하고 재침전하여, 폴리이미드 분체 6.4 g 을 얻었다 (수율 72 %).
(기재 필름 106 용 용액의 조제)
하기 성분을 혼합하여, 기재 필름 106 용 용액을 얻었다.
염화메틸렌 (비점 41 ℃) 900 질량부
폴리이미드 1 (상기 폴리이미드 분체) 100 질량부
(기재 필름 106 의 제조)
상기 지지체의 이형층 상에, 기재 필름 106 용 용액을, 백 코트법에 의해 다이를 사용하여 도포한 후, 하기의 건조 스텝으로 기재 필름의 건조를 실시함으로써 막두께 5 ㎛ 의 기재 필름 106 을 얻었다.
(초기 건조)
제 1 스텝 : 40 ℃ 에서 1 분
제 2 스텝 : 70 ℃ 에서 1 분
제 3 스텝 : 100 ℃ 에서 1 분
제 4 스텝 : 130 ℃ 에서 2 분
(후건조)
제 5 스텝 : 110 ℃ 에서 15 분
<기재 필름 107, 108 의 제조>
기재 필름 101 의 제조에 있어서, 막두께를 각각 10 ㎛ 및 14 ㎛ 로 변화시킨 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 107 및 108 을 제조하였다.
<기재 필름 109 의 제조>
기재 필름 105 의 제조에 있어서, 도프 중의 COP1 (G7810) 의 고형분 농도를 20 질량% 가 되도록 조제한 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 109 를 제조하였다.
<기재 필름 110 의 제조>
기재 필름 105 의 제조에 있어서, 도프 중에 실리카 미립자를 첨가한 하기 도프를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 110 을 제조하였다.
(미립자 첨가액의 조제)
실리카 미립자 (아에로질 R812 : 닛폰 아에로질사 제조, 일차 평균 입자경 : 7 ㎚, 겉보기 비중 50 g/L) 4 질량부
디클로로메탄 48 질량부
에탄올 48 질량부
이상을 디졸버로 50 분간 교반 혼합한 후, 맨톤 고올린으로 분산을 실시하였다. 또한, 이차 입자의 입경이 소정의 크기가 되도록 어트리터로 분산을 실시하였다. 이것을 닛폰 정선 (주) 제조의 파인메트 NF 로 여과하여, 미립자 첨가액을 조제하였다.
(기재 필름 110 용 용액의 조제)
하기 조성의 도프를 조제하였다. 먼저, 가압 용해 탱크에 디클로로메탄과 에탄올을 첨가하였다. 디클로로메탄과 에탄올의 혼합 용액이 들어간 가압 용해 탱크에 시클로올레핀계 수지 (DOP) : G7810 을 교반하면서 투입하였다. 또한, 용매 투입 개시 후 15 분 후에, 상기에서 조제한 미립자 첨가액을 투입하고, 이것을 80 ℃ 로 가열하고, 교반하면서, 완전히 용해시켰다. 이 때, 실온으로부터 5 ℃/min 으로 승온시키고, 30 분간 동안 용해시킨 후, 3 ℃/min 으로 강온시켰다. 얻어진 용액을 아즈미 여과지 (주) 제조의 아즈미 여과지 No.244 를 사용하여 여과하여, 도프를 조제하였다.
(도프의 조성)
COP1 (G7810) 100 질량부
디클로로메탄 200 질량부
에탄올 10 질량부
미립자 첨가액 1 질량부
<기재 필름 111 의 제조>
기재 필름 102 의 제조에 있어서, 제조 공정 중, 지지체인 PET 필름을 박리 후 B 면을 건조시키고, 그 후 다시 B 면에 PET 필름을 붙여 권취한 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 111 을 제조하였다.
<기재 필름 112 의 제조>
기재 필름 105 의 제조에 있어서, 도프 중에 고무 입자 R1 을 65 질량% 가 되도록 첨가한 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 112 를 제조하였다.
<기재 필름 113 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 캡톤 필름 200 H/V (도레이·듀퐁사 제조, 막두께 50 ㎛) 를 사용하였다.
(기재 필름 113 의 제조)
탈수한 디메틸아세트아미드 (DMAc, 도쿄 화성 공업사 제조, 비점 165 ℃) 에, 디아민으로서 디아민 전체량에 대하여 90 몰% 에 상당하는 2,2'-디트리플루오로메틸-4,4'-디아미노비페닐 (TFMB, 도레이·파인 케미컬사 제조) 과 10 몰% 에 상당하는 4,4'-디아미노디페닐에테르 (DPE, 도쿄 화성 공업사 제조) 를 질소 기류하에서 용해시키고, 빙수욕에서 액온을 5 ℃ 로 냉각시켰다. 거기에, 계 내를 질소 기류하, 빙수욕 중에 유지한 상태에서, 디아민 전체량에 대하여 99 몰% 에 상당하는 2-클로로테레프탈로일클로라이드 (CTPC, 닛폰 경금속사 제조) 를 30 분에 걸쳐 첨가하고, 전체량 첨가 후, 약 2 시간의 교반을 실시함으로써, 방향족 폴리아미드 (폴리머 A) 를 중합하였다. 얻어진 용액에, 중화제로서 상기 반응으로 발생하는 염화수소량 (즉 방향족 폴리아미드의 아미드기량) 에 대하여 100 몰% 에 상당하는 알릴글리시딜에테르 (도쿄 화성 공업사 제조, 중화제 E) 를 첨가하고, 약 1 시간의 교반을 실시함으로써 폴리머 A (폴리아미드 1) 로 이루어지는 방향족 폴리아미드 용액을 얻었다.
얻어진 방향족 폴리아미드 용액을 실온에서 어플리케이터를 사용하여 상기 지지체 상에 막상으로 캐스트하고, 115 ℃ 에서 30 분, 265 ℃ 에서 5 분, 열풍 오븐으로 건조를 실시함으로써, 막두께 5 ㎛ 의 폴리머 A (폴리아미드 1) 로 이루어지는 기재 필름 113 을 얻었다. 여기서, 열풍 오븐은, 세이프티 오븐 SPH100 (에스펙 주식회사 제조) 을 사용하여, 개폐 댐퍼 50 % 로 온도 표시가 설정 온도에 도달하고 1 시간 후에 사용하였다.
<기재 필름 114 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 캡톤 필름 200 H/V (도레이·듀퐁사 제조, 막두께 50 ㎛) 를 사용하였다.
(기재 필름 114 의 제조)
스테인리스제 반달형 교반 날개, 질소 도입관, 냉각관을 장착한 딘 스탁, 온도계, 유리제 엔드 캡을 구비한 300 mL 의 5 구 환저 플라스크에, 디아민 성분으로서 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌 (다오카 화학 공업 주식회사 제조) 9.76 g (0.028 몰) 및 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 (와카야마 정화 공업 주식회사 제조) 8.62 g (0.021 몰), 4,4'-디아미노-2,2'-비스(트리플루오로메틸)비페닐 (와카야마 정화 공업 주식회사 제조) 6.72 g (0.021 몰), γ-부티로락톤 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조) 46.86 g 을 투입하고, 계 내 온도 70 ℃, 질소 분위기하, 회전수 200 rpm 으로 교반하여 용액을 얻었다.
이 용액에, 테트라카르복실산 성분으로서 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2 무수물 (미츠비시 가스 화학 주식회사 제조) 16.47 g (0.07 몰) 과 γ-부티로락톤 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조) 11.72 g 을 일괄적으로 첨가한 후, 이미드화 촉매로서 트리에틸아민 (칸토 화학 주식회사 제조) 3.54 g 을 투입하고, 맨틀 히터로 가열하고, 약 20 분에 걸쳐 반응계 내 온도를 190 ℃ 까지 올렸다. 증류 제거되는 성분을 포집하고, 회전수를 점도 상승에 맞추어 조정하면서, 반응계 내 온도를 190 ℃ 로 유지하고 5 시간 환류하였다.
그 후, γ-부티로락톤 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조) 97.62 g 을 첨가하고, 반응계 내 온도를 120 ℃ 까지 냉각시킨 후, 추가로 약 3 시간 교반하여 균일화하여, 고형분 농도 20 질량% 의 폴리이미드 2 용액을 얻었다. 계속해서 상기 지지체 상에, 얻어진 폴리이미드 2 용액을, 기재 필름 101 의 제조와 동일하게, 백 코트법에 의해 다이를 사용하여 도포한 후, 하기의 건조 스텝으로 기재 필름의 건조를 실시함으로써 막두께 5 ㎛ 의 기재 필름을 형성하여, 기재 필름 114 를 얻었다.
(초기 건조)
제 1 스텝 : 40 ℃ 에서 10 분
제 2 스텝 : 70 ℃ 에서 10 분
제 3 스텝 : 100 ℃ 에서 30 분
제 4 스텝 : 130 ℃ 에서 30 분
(후건조)
제 5 스텝 : 250 ℃ 에서 30 분
<기재 필름 115 의 제조>
(지지체)
지지체로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET 필름) : (토요보사 제조 TN100, 논실리콘계 박리제를 포함하는 이형층 있음, 막두께 38 ㎛) 을 사용하였다.
(기재 필름 115 용 용액의 조제)
메틸에틸케톤 (MEK) 90 질량부
고무 입자 R1 10 질량부
마그네틱 스터로로 교반시켜, 기재 필름 115 용 용액을 얻었다.
(기재 필름 115 의 제조)
상기 지지체의 이형층 상에, 기재 필름 115 용 용액을, 백 코트법에 의해 다이를 사용하여 도포한 후, 하기의 건조 스텝으로 기재 필름의 건조를 실시함으로써 막두께 5 ㎛ 의 기재 필름을 형성하여, 기재 필름 115 를 얻었다.
(초기 건조)
제 1 스텝 : 40 ℃ 에서 1 분
제 2 스텝 : 70 ℃ 에서 1 분
제 3 스텝 : 100 ℃ 에서 1 분
제 4 스텝 : 130 ℃ 에서 2 분
(후건조)
제 5 스텝 : 110 ℃ 에서 15 분
<기재 필름 116 의 제조>
기재 필름 102 의 제조에 있어서, 막두께를 25 ㎛ 로 조정한 것 이외에는 동일하게 하여, 기재 필름 116 을 제조하였다.
≪평가≫
얻어진 기재 필름을 사용하여 이하의 평가를 실시하였다.
<응력-변형 곡선>
기재 필름을 100 ㎜ (MD 방향 : 길이 방향) × 10 ㎜ (TD 방향 : 폭 방향) 의 사이즈로 잘라내어, 샘플 필름을 얻었다. 이 샘플 필름을, 23 ℃·55 %RH 의 환경하에서 24 시간 조습하고, 조습 후의 샘플 필름을, JIS K7127 : 1999 에 준거하여, 오리엔텍사 제조 텐실론 RTC-1225A 를 사용하여, 척간 거리를 50 ㎜ 로 하고, MD 방향으로 인장하면서 파단될 때까지의 응력-변형 곡선을 얻었다. 응력-변형 곡선은, 세로축이 응력 (㎫), 가로축이 인장 파단 연신 (%) 으로 나타낸다. 응력-변형 곡선의 측정은, 23 ℃·55 %RH 하, 인장 속도 50 ㎜/분의 조건으로 실시하였다.
상기 측정에 의해 얻어진, 기재 필름의 응력-변형 곡선으로부터, 본 발명에 관련된 직선의 기울기를 구하였다.
도 2 로 나타내는 바와 같이, 기재 필름은 인장 시험을 실시함으로써, 연신 후에 파단점 X 를 취하지만, 당해 파단점 X 와 원점 (0 점) 을 연결하는 직성 Y 를 그었을 때, 이 직선의 기울기 α 를, 본 발명에서 말하는, 「기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기」 로 하였다.
<기재 필름의 A 면 및 B 면의 밀도의 측정>
기재 필름의 표면 (A 면 및 B 면) 의 밀도는, X 선 반사율법 (XRR 법) 을 사용하여 측정하였다. X 선은 필름 표면에 대해 매우 얕은 각도로 입사시키면 전반사되고, 입사 X 선의 각도가 전반사 임계각 이상이 되면, 필름 내부에 X 선이 침입하여 반사율이 저하된다. XRR 법으로 측정된 반사율 프로파일은 전용의 반사율 해석 소프트를 사용하여 해석할 수 있고, 본 발명에 있어서는, 반사율이 저하되기 시작하는 각도를 θa 로 했을 때, 2θ 가 2θa 내지 2θa + 0.1°의 범위에 있어서, 측정 결과와 계산 결과의 피팅 오차가 가장 작아지는 밀도를 표면 밀도로 하였다. 그 때, 표면 러프니스는 0 ∼ 1 ㎚ 의 범위 내로 하여 피팅을 실시하였다.
기재 필름을 30 ㎜ × 30 ㎜ 의 크기로 잘라내고, 시료대에 고정시켜, 이하의 측정 조건으로 측정하였다.
(측정 조건)
·장치 : 박막 X 선 회절 장치 (주식회사 리가쿠 제조 ATX-G)
·샘플 사이즈 : 30 ㎜ × 30 ㎜
·입사 X 선 파장 : 1.5405 Å
·측정 범위 (θ) : 0 ∼ 6°
·해석 소프트 : 반사율 해석 소프트 GXRR (주식회사 리가쿠 제조)
<기재 필름의 탄성률의 측정>
탄성률 (인장 탄성률이라고도 한다.) 의 측정 조건을 이하와 같이 설정하고, 탄성률은, 변형 0.05 ∼ 0.25 % 간의 선형 회귀에 의해 구하였다.
MD 방향에 대해, JIS K7127 (1999) 에 준거하여, 이하의 방법으로 인장 탄성률을 측정하였다.
1) 기재 필름을 100 ㎜ (MD 방향) × 10 ㎜ (TD 방향) 의 사이즈로 잘라내고, 시험편으로 하였다.
2) 이 시험편을, 오리엔텍사 제조 텐실론 RTC-1225A 를 사용하여, 척간 거리를 50 ㎜ 로 하고, 시험편의 길이 방향 (MD 방향) 으로 인장 속도 50 ㎜/min 인장하여, MD 방향의 인장 탄성률을 측정하였다. 측정은, 23 ℃·55 %RH 하에서 실시하였다. 또한, 후술하는 투명 기재의 탄성률도 동일한 방법으로 측정하였다.
<압입 강도>
기재 필름의 A 면과 B 면에 대해, ISO14577 에 규정하는 압입 시험의 순서에 따라 측정하였다. 23 ℃, 55 %RH 의 환경하에서, 시험기로는 초미소 경도계 (피셔 인스트루먼트 제조, 상품명 「피셔스코프 100C」) 를 사용하고, 압자로는, 기부가 정방형이고 대면 각도가 136°인 각뿔형 다이아몬드 압자를 사용하여 측정을 실시하였다.
측정은, 기재 필름에 압자를 일정 속도로 압입하여 10 mN 의 하중을 가하였다. 마르텐스 경도의 계산은, 필름에 하중 (10 mN) 을 가하여, 접촉 제로점을 초과하여 침입한 압자의 표면적으로 나눈 값으로 구하였다.
본 발명의 기재 필름의 압입 강도에 대해, 상기 방법에 따라 마르텐스 경도를 측정하고, A 면 및 B 면의 평균값에 대해, 하기의 기준에 따라, 표면 경도 (마르텐스 경도) 의 랭크를 판정하였다.
◎ : 마르텐스 경도가 200 N/㎟ 이상
○ : 마르텐스 경도가 50 N/㎟ 이상, 200 N/㎟ 미만
△ : 마르텐스 경도가 25 N/㎟ 이상, 50 N/㎟ 미만
× : 마르텐스 경도가 25 N/㎟ 미만
마르텐스 경도의 평가 랭크가 △ 이상이면, 기재 필름의 압입 강도가 향상되고, 당해 기재 필름이 커버 부재에 구비되었을 때, 투명 기재의 균열을 방지하여, 커버 부재의 취급성이 향상된다. 바람직하게는, ○ ∼ ◎ 이다.
기재 필름의 구성 및 평가 결과를 하기 표 I 에 나타냈다.
Figure pct00008
<투명 기재 1 의 제조 : 표 중, 유리로 표기.>
12 인치의 치수를 갖는 유리 기재를, 하기 공정에 따라 제조하였다 (도 4 참조.).
(공정 1) 접합면을 갖는 유리 캐리어 기판 상에 유리 기재 표면의 제 1 표면이 접하도록 형성하고, 제 1 표면과는 반대측의 제 2 표면에 접착력을 갖는 컨택트막 (「컨택트 필름」 이라고도 한다.) 을 부착시키는 공정.
(공정 2) 이어서, 유리 기재를 접착력이 높은 컨택트막에 의해, 캐리어 기판으로부터 박리하는 공정.
(공정 3) 컨택트막의 접착력을 약하게 하는 취약화 처리 (전자 방사선 조사) 에 의해, 캐리어 기판으로부터 박리된 유리 기재의 제 2 면으로부터 컨택트막을 제거하는 공정.
공정 1 에 의해, 두께 500 ㎛ 의 캐리어 기판에 접하도록 소정의 두께가 되도록 유리 기재 1 을 형성한 후, 하기 컨택트막을 부착하였다. 이어서 캐리어 기판으로부터 컨택트막과 함께, 유리 기재를 30 초간 동안 박리하여 캐리어 기판을 제거하였다 (공정 2). 컨택트막은, 150 ㎛ 의 두께 및 10 ㎛ 의 접착제층을 갖는 기재로서의 폴리올레핀 (PO) 을 포함하고, 상품명 「NDS4150-20」 으로서 시판되어 있는 것을 사용하였다.
이어서, 노출된 컨택트막을 취약화 처리하여 접착력을 저하시켰다. 취약화 처리는, 365 ㎚ 의 자외선으로 컨택트막을 10 초간 조사하였다. 자외선의 조사 파워는 약 500 ㎽/㎠ 이고, 합계 조사 에너지는 500 mJ/㎠ 였다. 그 때, 취약화 처리 전의 접착력은 약 11 N/25 ㎜ 이고, 취약화 처리 후, 접착력을 0.4 N/25 ㎜ 로 저감시켰다. 이로써, 컨택트막을 유리 기재로부터 용이하게 박리할 수 있어, 두께 28 ㎛ 의 유리 기재 단체를 얻었다 (공정 3).
또한, 투명 기재의 두께는, 8 ㎛, 28 ㎛, 45 ㎛ 및 54 ㎛ 로 조정하고, 전술한 측정법에 의한 탄성률은, 각각 표 II 에 기재된 바와 같았다.
<투명 기재 2 의 제조 : 표 중, 폴리이미드로 표기.>
기재 필름 114 의 제조에 있어서, 얻어진 폴리이미드 2 용액을 유리판 상에 도포하고, 핫 플레이트에서 100 ℃, 60 분간 유지하고, 용매를 휘발시킴으로써 자기 지지성을 갖는 무색 투명한 일차 건조 필름을 얻었다. 이 필름을 스테인리스 프레임에 고정시키고, 열풍 건조기 중 250 ℃ 에서 2 시간 가열하여 용매를 증발시켜, 두께 28 ㎛ 의 투명 기재 2 를 얻었다. 전술한 측정법에 의한 탄성률은 10 GPa 였다.
<기재 필름 2 의 제조>
(폴리에틸렌테레프탈레이트 펠릿 (a) 의 조제)
에스테르화 반응 장치로서, 교반 장치, 분축기, 원료 주입구 및 생성물 취출구를 갖는 3 단의 완전 혼합조로 이루어지는 연속 에스테르화 반응 장치를 사용하여, 테레프탈산 (TPA) 을 2 톤/hr 로 하고, 에틸렌글루콜 (EG) 을 TPA 1 몰에 대해 2 몰로 하고, 삼산화안티몬을 생성 PET 에 대해 안티몬 (Sb) 원자가 160 ppm 이 되는 양으로 하고, 이들 슬러리를 에스테르화 반응 장치의 제 1 에스테르화 반응캔에 연속 공급하고, 상압에서 평균 체류 시간 4 시간으로, 255 ℃ 에서 반응시켰다.
이어서, 상기 제 1 에스테르화 반응캔 내의 반응 생성물을 연속적으로 계 외로 취출하여 제 2 에스테르화 반응캔에 공급하고, 제 2 에스테르화 반응캔 내에 제 1 에스테르화 반응캔으로부터 증류 제거되는 EG 를 생성 폴리머 (생성 PET) 에 대해 8 질량% 공급하고, 또한, 생성 PET 에 대해 마그네슘 (Mg) 원자가 65 ppm 이 되는 양의 아세트산마그네슘을 포함하는 EG 용액과, 생성 PET 에 대해 P 원자가 20 ppm 이 되는 양의 테트라메틸프탈산 (TMPA) 을 포함하는 EG 용액을 첨가하고, 상압에서 평균 체류 시간 1.5 시간으로, 260 ℃ 에서 반응시켰다. 이어서, 상기 제 2 에스테르화 반응캔 내의 반응 생성물을 연속적으로 계 외로 취출하여 제 3 에스테르화 반응캔에 공급하고, 또한 생성 PET 에 대해 P 원자가 20 ppm 이 되는 양의 TMPA 를 포함하는 EG 용액을 첨가하고, 상압에서 평균 체류 시간 0.5 시간으로, 260 ℃ 에서 반응시켰다. 상기 제 3 에스테르화 반응캔 내에서 생성한 에스테르화 반응 생성물을 3 단의 연속 중축합 반응 장치에 연속적으로 공급하여 중축합을 실시하고, 또한 스테인리스 소결체의 여과재 (공칭 여과 정밀도 5 ㎛ 입자 90 % 컷) 로 여과하여, 극한 점도 0.580 dl/g 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 펠릿 (a) 를 얻었다.
(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 제조)
폴리에틸렌테레프탈레이트의 펠릿 (a) 를 압출기에 공급하고, 285 ℃ 에서 융해시켰다. 이 폴리머를, 스테인리스 소결체의 여과재 (공칭 여과 정밀도 10 ㎛ 입자 95 % 컷) 로 여과하고, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 사용하여 표면 온도 30 ℃ 의 캐스팅 드럼에 접촉시켜 냉각 고화 (固化) 시켜, 미연신 필름을 만들었다. 이 미연신 필름을 가열 롤을 사용하여 75 ℃ 로 균일 가열하고, 비접촉 히터로 100 ℃ 로 가열하여 1.5 배의 롤 연신 (종연신) 을 실시하였다. 얻어진 1 축 연신 필름을 텐터로 유도하고, 125 ℃ 로 가열하여 5.5 배로 횡연신하고, 폭 고정시켜 190 ℃ 에서 5 초간의 열처리를 실시하고, 또한 100 ℃ 에서 폭 방향으로 4 % 완화시킴으로써, 막두께 50 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 기재 필름 2 를 얻었다 (표 중, PET 로 표기.).
<커버 부재의 제조>
<커버 부재 201 의 제조>
실시예 1 에서 제조한 기재 필름 101, 상기 제조한 투명 기재 1 및 기재 필름 2 를, 하기 점착제층을 개재하여, 첩합하여 표 II 에 나타내는 커버 부재 201 을 제조하였다.
<점착제층의 재료>
(아크릴계 폴리머의 조제)
교반 날개, 온도계, 질소 가스 도입관, 냉각기를 구비한 4 구 플라스크에, n-부틸아크릴레이트 100 부, 아크릴산 5 부를 함유하는 모노머 혼합물을 주입하였다. 또한, 상기 모노머 혼합물 (고형분) 100 부에 대하여, 중합 개시제로서 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1 부를 아세트산에틸 100 부와 함께 주입하고, 천천히 교반하면서 질소 가스를 도입하여 질소 치환한 후, 플라스크 내의 액온을 55 ℃ 부근으로 유지하고 8 시간 중합 반응을 실시하여, 중량 평균 분자량 (Mw) 160 만의 아크릴계 폴리머의 용액을 조제하였다.
(점착제 조성물 용액의 조제)
상기에서 얻어진 아크릴계 폴리머의 용액의 고형분 100 부에 대하여, 이소시아네이트계 가교제 (토소사 제조의 콜로네이트 L, 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트) 0.45 부를 배합하여, 아크릴계 점착제 조성물의 용액을 조제하였다.
(점착제층의 형성 및 커버 부재의 제조)
이어서, 기재 필름 101 의 A 면측에 코로나 출력 강도 2.0 kW, 라인 속도 18 m/분으로 코로나 방전 처리를 실시하고, 코로나 방전 처리면에, 상기 조제한 점착제 조성물 용액을, 건조 후의 막두께가 약 3 ㎛ 가 되도록 바 코터로 도공한 후, 50 ℃, 60 ℃, 70 ℃ 에서 이 차례로 60 초씩 건조시켜 점착제층을 형성하고, 이어서 첩합 후, 기재 필름 101 의 지지체를 박리하여, 커버 부재 201 을 얻었다 (도 5B 참조.).
<커버 부재 202 ∼ 222 의 제조>
커버 부재 201 의 제조에 있어서, 기재 필름 1, 투명 기재 및 기재 필름 2 의 각각의 종류의 조합을, 표 II 에 기재된 바와 같이 변경한 것 이외에는 동일하게 하여, 커버 부재 202 ∼ 222 를 제조하였다.
커버 부재 214 는, 커버 부재 202 의 제조에 있어서, 기재 필름 2 에도 상기 제조한 기재 필름 102 를 사용하였다. 또한, 기재 필름 2 의 첩합도, 유리 기재측에 기재 필름 102 의 A 면측이 배치되도록 첩합하였다. 또, 커버 부재 215 는, 커버 부재 202 의 제조에 있어서, 기재 필름 2 측에는 아무것도 첩합하지 않았다.
≪평가≫
<접힌 자국 평가>
TD 방향 20 ㎜ × MD 방향 110 ㎜ 의 크기의 커버 부재 샘플을 준비한다. 무부하 U 자 신축 시험기 (유아사 시스템 기기사 제조, DLDMLH-FS) 를 사용하여, 굴곡 반경 1 ㎜ 를 설정하고, 1 회/초의 속도로, 100 회 굴곡시켰다. 그 때, 샘플은 MD 측 양단부 10 ㎜ 의 위치를 고정시키고, 굴곡되는 부위는 20 ㎜ × 90 ㎜ 로 하였다. 굴곡 처리 종료 후, 샘플의 굴곡 내측을 아래로 하여 평면에 두고, 굴곡된 부위를 시판되는 헤이즈미터로, 평가 전의 헤이즈값을 A, 평가 후의 헤이즈값을 B 로 했을 때, 그 값의 차 (B - A) 를 구하고 이하의 랭크 분류를 실시하였다.
◎ : 0.2 미만
○ : 0.2 이상 0.5 미만
△ : 0.5 이상 1.0 미만
× : 1.1 이상
△ 이상이 바람직하다.
커버 부재의 구성, 및 상기 평가 결과를 하기 표 II 에 나타낸다.
Figure pct00009
표 I 및 표 II 의 결과로부터, 본 발명의 기재 필름 101 ∼ 112 를 사용한 커버 부재 201 ∼ 217 은, 비교예의 기재 필름 113 ∼ 116 을 사용한 커버 부재 218 ∼ 221 및 투명 기재가 후막인 커버 부재 222 와 비교하여, 기재 필름의 압입 강도와 커버 부재의 접힌 자국의 평가에 있어서, 모두 우수한 결과가 얻어졌다.
본 발명의 커버 부재는, 취급성의 향상에 더하여, 반복 굴곡되었을 때, 당해 커버 부재에 구비된 기재 필름에 접힌 자국이 생기지 않는 특징을 가지므로, 디스플레이의 절첩 부분에서의 화상의 흐트러짐을 발생시키지 않고, 시인성이 우수한 커버 부재가 부착된 표시 장치로서, 유기 일렉트로 루미네선스 소자를 사용한 절첩형 디스플레이에 바람직하게 이용할 수 있다.
1 : 기재 필름 1
2 : 기재 필름 2
3 : 투명 기재
4 : 점착제층
5 : 지지체
10 : 커버 부재
21 : 캐리어 기판
22 : 유리 기재
23 : 컨택트막
24 : 전자 방사선
100 : 표시 장치
101 : 유기 EL 층
102 : 편광판
B110 : 지지체
B120 : 기재 필름
B200 : 제조 장치
B210 : 공급부
B220 : 도포부
B230 : 건조부
B240 : 냉각부
B250 : 권취부
R : 굴곡 반경

Claims (10)

1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만의 기재 필름, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만의 투명 기재를 갖는 커버 부재로서,
상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하는 커버 부재.
제 1 항에 있어서,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가, 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것을 특징으로 하는 커버 부재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이, 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 커버 부재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것을 특징으로 하는 커버 부재.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명 기재의 탄성률이 55 ∼ 80 GPa 의 범위 내이며, 또한, 상기 투명 기재의 탄성률과 상기 기재 필름의 탄성률비 (투명 기재의 탄성률/기재 필름의 탄성률) 의 값이 30 이상인 것을 특징으로 하는 커버 부재.
커버 부재용의 기재 필름으로서,
상기 기재 필름이, 1 ㎛ 이상 15 ㎛ 미만으로서,
상기 기재 필름의 응력-변형 곡선에 있어서의 원점과 파단점을 연결하는 직선의 기울기가 1.1 이상 25.0 이하인 것을 특징으로 하는 커버 부재용의 기재 필름.
제 6 항에 있어서,
상기 기재 필름이 투명 기재에 첩합되고,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 가, 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 보다 작은 것을 특징으로 하는 커버 부재용의 기재 필름.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 기재 필름이 투명 기재에 첩합되고,
상기 기재 필름의 상기 투명 기재와의 첩합면을 A 면, 및 상기 기재 필름의 당해 A 면에 대한 이면을 B 면으로 했을 때,
상기 A 면의 필름 밀도 (ρA) 에 대한 상기 B 면의 필름 밀도 (ρB) 의 비율 (ρAB) 의 값이, 0.80 ∼ 0.95 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 커버 부재용의 기재 필름.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재 필름이, 고무 입자를 40 ∼ 85 질량% 의 범위 내에서 함유하는 것을 특징으로 하는 커버 부재용의 기재 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재, 또는 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 커버 부재용의 기재 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
KR1020237005858A 2020-09-17 2021-08-30 커버 부재, 커버 부재용의 기재 필름, 및 그것들을 구비한 표시 장치 KR20230041762A (ko)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102528474B1 (ko) 2022-01-14 2023-05-04 (주)화이트스톤 디스플레이 프로텍터

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002534305A (ja) 1999-01-11 2002-10-15 ショット・ディスプレイ・グラース・ゲーエムベーハー ポリマー被覆薄層ガラスフィルム基板
WO2017066924A1 (en) 2015-10-20 2017-04-27 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. Method for post-processing of bonded article

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4003459B2 (ja) 2001-01-24 2007-11-07 住友化学株式会社 アクリル系樹脂積層フィルム及びそれを用いた積層成形品
JP2014173040A (ja) 2013-03-12 2014-09-22 Sumitomo Chemical Co Ltd メタクリル系樹脂組成物
JP2016095502A (ja) * 2014-11-11 2016-05-26 株式会社半導体エネルギー研究所 表示システム、表示装置
EP3278977B1 (en) * 2015-03-31 2021-08-18 Toyobo Co., Ltd. Transparent electroconductive film
JP6737287B2 (ja) 2015-12-25 2020-08-05 コニカミノルタ株式会社 光学フィルム、偏光板及び表示装置
KR20180101514A (ko) 2016-01-15 2018-09-12 코닝 인코포레이티드 절첩가능 전자 디바이스 조립체들 및 그를 위한 커버 요소들
JP6693676B2 (ja) 2016-05-09 2020-05-13 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド及びポリイミドフィルム
KR102612459B1 (ko) 2017-10-27 2023-12-08 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플렉시블 커버 렌즈 막들
JP6952735B2 (ja) * 2018-04-27 2021-10-20 住友化学株式会社 光学フィルム、光学積層体及びフレキシブル画像表示装置
JP6462941B1 (ja) 2018-05-28 2019-01-30 グンゼ株式会社 カバーフィルム
WO2020040209A1 (ja) 2018-08-24 2020-02-27 株式会社カネカ ハードコート組成物、ハードコート付きポリイミドフィルムおよびその製造方法、ならびに画像表示装置
WO2020149206A1 (ja) 2019-01-15 2020-07-23 コニカミノルタ株式会社 アクリル樹脂フィルムの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002534305A (ja) 1999-01-11 2002-10-15 ショット・ディスプレイ・グラース・ゲーエムベーハー ポリマー被覆薄層ガラスフィルム基板
WO2017066924A1 (en) 2015-10-20 2017-04-27 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. Method for post-processing of bonded article

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