TW202132100A - 光學積層體及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的在於提供一種耐彎曲性、耐衝擊性優異的光學積層體。本發明提供一種光學積層體,依序包括前表面板、第一黏著劑層、耐衝擊層、及第二黏著劑層,且所述第二黏著劑層具有1.20以下的-20℃下的tanδ,tanδ是指力學損耗正切,當將儲存彈性係數設為G'、將損耗彈性係數設為G''時由tanδ=G''/G'來表示。
Description
本發明是有關於一種光學積層體及顯示裝置,詳細而言是有關於一種覆蓋顯示面板的顯示面的光學積層體、及具有該光學積層體的顯示裝置。
近年來,具有可撓性的彎曲性顯示裝置備受矚目。彎曲性顯示裝置亦可設置於曲面及彎曲面等並非平面的面上。另外,彎曲性顯示裝置藉由折疊或製成卷起形狀,可提高可攜性。於該彎曲性顯示裝置中,對覆蓋其顯示面的光學積層體亦要求彎曲性。
對於彎曲性顯示裝置所使用的光學積層體,不僅要求彎曲性,而且亦要求耐衝擊性。進而,除該些之外,不僅就實用上的理由而言,而且就削減成本及節省資源而言亦期待光學積層體的薄型化、輕量化。
專利文獻1中記載有一種光學積層體,包括:在其單面形成有保護層的基材、第一透明黏著層及第一緩衝層(摘要)。利用黏著片將該光學積層體與顯示面板接合的樣品的耐衝擊性、耐彎曲性良好(段落[0118]、段落[0125])。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-55098號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,所述專利文獻1的光學積層體尚難以稱之為該些特性、特別是耐彎曲性充分,因此,期望出現耐彎曲性進一步提高的光學積層體。
本發明是解決所述問題的發明,其目的在於提供一種耐彎曲性、耐衝擊性優異的光學積層體。
[解決課題之手段]
本發明提供一種光學積層體,自視認側起依序包括前表面板、第一黏著劑層、耐衝擊層、及第二黏著劑層,且該第二黏著劑層具有1.20以下的-20℃下的tanδ,tanδ是指力學損耗正切,當將儲存彈性係數設為G'、將損耗彈性係數設為G''時由tanδ=G''/G'來表示。
於某一形態中,所述耐衝擊層及所述第二黏著劑層具有5.5以下的由式:
[數學式1]
r=a/c
[式中,a為耐衝擊層的厚度,c為第二黏著劑層的厚度]
所表示的厚度比r。
於某一形態中,所述耐衝擊層具有0.001~0.020的-20℃下的tanδ。
於某一形態中,所述耐衝擊層具有0.1 GPa~10 GPa的拉伸彈性係數。
於某一形態中,所述耐衝擊層的材料選自由聚碳酸酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及聚酯系樹脂所組成的群組中。
於某一形態中,所述第一黏著劑層、所述耐衝擊層及所述第二黏著劑層具有120 μm~190 μm的合計厚度。
於某一形態中,所述光學積層體具有130 μm~220 μm的厚度。
於某一形態中,於在溫度25℃、彎曲速度30 rpm及彎曲半徑1.00 mm的條件下以前表面板為內側進行180°彎曲伸長的連續彎曲性試驗中,所述光學積層體顯示15萬次以上的耐彎曲次數。
另外,本發明提供一種顯示裝置,包括如所述任一項所述的光學積層體、以及光學積層體的內部方向上的顯示單元。
[發明的效果]
根據本發明,提供一種具有優異的耐彎曲性、耐衝擊性,進而更薄型的光學積層體。
[光學積層體]
圖1是表示本發明的光學積層體的結構的一例的剖面圖。圖1所示的光學積層體10自視認側起依序包括前表面板1、第一黏著劑層2、耐衝擊層3、及第二黏著劑層4。光學積層體10於彎曲時,較佳為以前表面板為內側進行彎曲。
光學積層體的面方向的形狀例如可為方形形狀,較佳為具有長邊與短邊的方形形狀,更佳為長方形。於光學積層體的面方向的形狀為長方形的情況下,長邊的長度例如可為10 mm~1400 mm,較佳為50 mm~600 mm。短邊的長度例如為5 mm~800 mm,較佳為30 mm~500 mm,更佳為50 mm~300 mm。對於構成光學積層體的各層,可對角部進行R加工、或對端部進行切口加工、或進行開孔加工。
光學積層體的厚度較佳為100 μm~200 μm。藉由將光學積層體的厚度調節為該範圍,容易在維持耐衝擊性的同時提高耐彎曲性。光學積層體的厚度更佳為100 μm~180 μm,進而佳為120 μm~150 μm。於某一形態中,光學積層體的厚度較佳為130 μm~220 μm,更佳為150 μm~210 μm。藉由將光學積層體的厚度調節為所述範圍,可獲得良好的耐衝擊性及良好的彎曲性。
[前表面板]
參照圖1,光學積層體的前表面板1位於光學積層體的前表面。圖1中,上方向表示視認光學積層體的外部方向,下方向表示光學積層體被黏著於顯示單元等的內部方向。
前表面板1若為能夠透過光的板狀體則材料不受限定,就耐衝擊性及彎曲性的觀點而言,較佳為使用樹脂製的板狀體(例如樹脂板、樹脂片、樹脂膜等)。前表面板可僅包含一層,亦可包含兩層以上。
於前表面板1為樹脂製的板狀體的情況下,作為材料,例如可列舉:聚(甲基)丙烯酸甲酯及聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸系樹脂;聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯及聚苯乙烯等聚烯烴系樹脂;三乙醯纖維素、乙醯纖維素丁酸酯、丙醯纖維素、丁醯纖維素及乙醯丙醯纖維素等纖維素系樹脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇及聚乙烯縮醛等聚乙烯系樹脂;聚碸及聚醚碸等碸系樹脂;聚醚酮及聚醚醚酮等酮系樹脂;聚醚醯亞胺;聚碳酸酯系樹脂;聚酯系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;聚醯胺醯亞胺系樹脂;及聚醯胺系樹脂等。該些高分子可單獨使用或將兩種以上混合使用。其中,就提高強度及透明性的觀點而言,較佳為使用聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂。
所謂聚碳酸酯系樹脂,是指包含具有碳酸酯基的重複結構單元的聚合物。作為聚碳酸酯系樹脂,例如可列舉雙酚A型聚碳酸酯、使三元酚聚合而成的分支聚碳酸酯、使脂肪族或芳香族二羧酸及脂肪族或脂環族二元醇共聚而成的共聚聚碳酸酯等,於本發明的實施形態中,可自該些中適當選擇使用。
所謂聚酯系樹脂,是指包含具有酯鍵的重複結構單元的聚合物。作為聚酯系樹脂,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、聚萘二甲酸三亞甲基酯、聚環己烷對苯二甲酸二甲酯、聚環己烷萘二甲酸二甲酯等,於本發明的實施形態中,可自該些中適當選擇使用。
於本說明書中,所謂聚醯亞胺系樹脂,表示包含選自聚醯亞胺及聚醯胺醯亞胺中的任一個以上的聚合物。所謂聚醯亞胺,表示包含具有醯亞胺基的重複結構單元的聚合物,所謂聚醯胺醯亞胺,表示包含具有醯亞胺基的重複結構單元及具有醯胺基的重複結構單元的聚合物。另外,所謂聚醯胺系樹脂,表示包含具有醯胺基的重複結構單元的聚合物。
本實施形態的聚醯亞胺系樹脂具有由式(10)所表示的重複結構單元。此處,G表示四價有機基,A表示二價有機基。亦可包含G及/或A不同的兩種以上的由式(10)所表示的重複結構單元。另外,本實施形態的聚醯亞胺系樹脂亦可於無損所得的透明樹脂膜的各種物性的範圍內包含由式(11)、式(12)及式(13)的任一者所表示的重複結構單元的任一個以上。
若聚醯亞胺系樹脂的主要結構單元為由式(10)所表示的重複結構單元,則就透明樹脂膜的強度及透明性的觀點而言較佳。於本實施形態的聚醯亞胺系樹脂中,相對於聚醯亞胺系樹脂的全部重複結構單元,由式(10)所表示的重複結構單元較佳為40莫耳%以上,更佳為50莫耳%以上,進而佳為70莫耳%以上,進而更佳為90莫耳%以上,尤其更佳為98莫耳%以上。由式(10)所表示的重複結構單元亦可為100莫耳%。
G及G1
相互獨立地表示四價有機基,較佳為表示碳數4~40的四價有機基。所述有機基可經烴基或氟取代的烴基取代,該情況下,烴基及氟取代的烴基的碳數較佳為1~8。作為G及G1
,可列舉由式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)或式(29)所表示的基以及四價的碳數6以下的鏈式烴基。式(20)~式(29)中的*表示鍵結鍵,Z表示單鍵、-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-或-Ar-SO2
-Ar-。Ar表示可經氟原子取代的碳數6~20的伸芳基,作為具體例,可列舉伸苯基。就容易抑制所得的透明樹脂膜的黃色度而言,作為G及G1
,較佳為可列舉由式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)或式(27)所表示的基。
G2
表示三價有機基,較佳為表示碳數4~40的三價有機基。所述有機基可經烴基或氟取代的烴基取代,該情況下,烴基及氟取代的烴基的碳數較佳為1~8。作為G2
,可列舉由式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)或式(29)所表示的基的鍵結鍵的任一個取代為氫原子的基以及三價的碳數6以下的鏈式烴基。式(20)~式(29)中的Z的例子與有關於G的記述中的Z的例子相同。
G3
表示二價有機基,較佳為表示碳數4~40的二價有機基。所述有機基可經烴基或氟取代的烴基取代,該情況下,烴基及氟取代的烴基的碳數較佳為1~8。作為G3
,可列舉由式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)或式(29)所表示的基的鍵結鍵中,不鄰接的兩個取代為氫原子的基以及碳數6以下的二價鏈式烴基。式(20)~式(29)中的Z的例子與有關於G的記述中的Z的例子相同。
作為G3
的有機基,更佳為式(20')、式(21')、式(22')、式(23')、式(24')、式(25')、式(26')、式(27')、式(28')及式(29'):
於聚醯亞胺系樹脂具有式(2)中的G3
由所述式(20')~式(29')的任一者所表示的結構單元的情況下,特別是具有式(2)中的Z由後述式(101')所表示的結構單元的情況下,除該結構單元以外,聚醯亞胺系樹脂可更具有由下式(100):
[化4]
[式(100)中,R1
相互獨立地表示碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基或碳數6~12的芳基,R2
表示R1
或-C(=O)-*,*表示鍵結鍵]
所表示的源自羧酸的結構單元。具有該結構單元的聚醯亞胺系樹脂容易提高製造透明樹脂膜時使用的樹脂清漆的流動性,因此較佳。
R1
中,作為碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基及碳數6~12的芳基,分別可列舉後述的式(101)中例示者。作為結構單元(100),具體而言可列舉:R1
及R2
均為氫原子的結構單元(源自二羧酸化合物的結構單元);R1
均為氫原子、R2
表示-C(=O)-*的結構單元(源自三羧酸化合物的結構單元)等。
聚醯亞胺系樹脂中,作為式(2)中的G3
可包含多種G3
,多種G3
可彼此相同亦可不同。特別是就容易降低光學膜的心軸(mandril)試驗後的霧度、且容易提高降伏點應變及彈性係數的觀點而言,G3
較佳為至少具有較佳為由式(101):
[化5]
[式(101)中,R3a
及R3b
相互獨立地表示碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基或碳數6~12的芳基,R3a
及R3b
中所含的氫原子可相互獨立地經鹵素原子取代,
W相互獨立地表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-S-、-CO-或-N(R9
)-,R9
表示可經氫原子、鹵素原子取代的碳數1~12的一價烴基,
s為0~4的整數,
t為0~4的整數,
u為0~4的整數,
*表示鍵結鍵]
所表示、更佳為由式(101'):
式(101)及式(101')中,W相互獨立地表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-S-、-CO-或-N(R9
)-,就光學膜的耐彎曲性的觀點而言,較佳為表示-O-或-S-,更佳為表示-O-。
R3a
及R3b
相互獨立地表示碳數1~6的烷基、碳數1~6的烷氧基或碳數6~12的芳基。作為碳數1~6的烷基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、2-甲基-丁基、3-甲基-丁基、2-乙基-丙基、正己基等。作為碳數1~6的烷氧基,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基等。作為碳數6~12的芳基,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等。就容易降低光學膜的心軸試驗後的霧度、且容易提高降伏點應變及彈性係數的觀點而言,R3a
及R3b
相互獨立地較佳為表示碳數1~6的烷基或碳數1~6的烷氧基,更佳為表示碳數1~3的烷基或碳數1~3的烷氧基。此處,R3a
及R3b
中所含的氫原子相互獨立地可經鹵素原子取代。
R9
表示氫原子、可經鹵素原子取代的碳數1~12的一價烴基。作為碳數1~12的一價烴基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、2-甲基-丁基、3-甲基丁基、2-乙基-丙基、正己基、正戊基、正辛基、第三辛基、正壬基、正癸基等,該些可經鹵素原子取代。作為所述鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
式(101)及式(101')中的t及u相互獨立地為0~4的整數,較佳為0~2的整數,更佳為0或1。
所述A、A1
、A2
及A3
均表示二價有機基,較佳為表示碳數4~40的二價有機基。所述有機基可經烴基或氟取代的碳數1~8的烴基取代,該情況下,烴基及氟取代的烴基的碳數較佳為1~8。作為A、A1
、A2
及A3
,分別可列舉由式(30)、式(31)、式(32)、式(33)、式(34)、式(35)、式(36)、式(37)或式(38)所表示的基;該些基經甲基、氟基、氯基或三氟甲基的一種以上取代的基;以及碳數6以下的鏈式烴基。
式(30)~式(38)中的*表示鍵結鍵,Z1
、Z2
及Z3
相互獨立地表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-S-、-SO2
-、-CO-或-N(R3
)-。此處,R3
表示可經鹵素原子取代的碳數1~12的烴基。此處,R3
表示可經鹵素原子取代的碳數1~12的烴基。相對於各環,Z1
與Z2
、及Z2
與Z3
分別較佳為位於間位或對位。
於本發明中,形成透明樹脂膜的樹脂組成物可為聚醯胺系樹脂。本實施形態的聚醯胺系樹脂是以由式(13)所表示的重複結構單元為主的聚合物。聚醯胺系樹脂中的G3
及A3
的較佳例及具體例與聚醯亞胺系樹脂中的G3
及A3
的較佳例及具體例相同。所述聚醯胺系樹脂亦可包含G3
及/或A3
不同的兩種以上的由式(13)所表示的重複結構單元。
聚醯亞胺系樹脂例如可藉由二胺與四羧酸化合物(四羧酸二酐等)的縮聚而獲得,例如可依照日本專利特開2006-199945號公報或日本專利特開2008-163107號公報中記載的方法來合成。作為聚醯亞胺的市售品,可列舉三菱瓦斯化學(股)製造的「尼奧普利(Neoprim)」(註冊商標)、河村產業(股)製造的「KPI-MX300F」(商品名)等。
作為聚醯亞胺系樹脂的合成中使用的四羧酸化合物,可列舉芳香族四羧酸及其酸酐、較佳為其二酐等芳香族四羧酸化合物;以及脂肪族四羧酸及其酸酐、較佳為其二酐等脂肪族四羧酸化合物等。四羧酸化合物除了酸酐以外,亦可為四羧醯氯化合物等四羧酸化合物衍生物,該些可單獨或組合使用兩種以上。
作為芳香族四羧酸二酐的具體例,可列舉非縮合多環式的芳香族四羧酸二酐、單環式的芳香族四羧酸二酐及縮合多環式的芳香族四羧酸二酐。作為非縮合多環式的芳香族四羧酸二酐,可列舉:4,4'-氧化二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(有時記載為6FDA)、1,2-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4'-(對伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、4,4'-(間伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。另外,作為單環式的芳香族四羧酸二酐,可列舉1,2,4,5-苯四羧酸二酐,作為縮合多環式的芳香族四羧酸二酐,可列舉2,3,6,7-萘四羧酸二酐。
該些中,較佳為可列舉:4,4'-氧化二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)、1,2-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4'-(對伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐及4,4'-(間伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐,更佳為可列舉4,4'-氧化二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐及4,4'-(對伸苯基二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
作為脂肪族四羧酸二酐,可列舉環式或非環式的脂肪族四羧酸二酐。所謂環式脂肪族四羧酸二酐,是指具有脂環式烴結構的四羧酸二酐,作為其具體例,可列舉:1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐等環烷烴四羧酸二酐、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二環己基-3,3',4,4'-四羧酸二酐及該些的位置異構物。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。作為非環式脂肪族四羧酸二酐的具體例,可列舉1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-戊烷四羧酸二酐等,該些可單獨使用或組合使用兩種以上。另外,亦可組合使用環式脂肪族四羧酸二酐及非環式脂肪族四羧酸二酐。
四羧酸化合物中,就容易提高透明樹脂膜的拉伸彈性係數、耐彎曲性及光學特性的觀點而言,較佳為可列舉所述脂環式四羧酸二酐或非縮合多環式的芳香族四羧酸二酐。作為更佳的具體例,可列舉3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
本實施形態的聚醯亞胺系樹脂亦可為於不損害所得的透明樹脂膜的各種物性的範圍內,除所述聚醯亞胺合成中使用的四羧酸的酸酐之外,進而使四羧酸、三羧酸化合物、二羧酸化合物、該些的酸酐及該些的衍生物進行反應而得者。
作為三羧酸化合物,可列舉芳香族三羧酸、脂肪族三羧酸及該些的類似的醯氯化合物、酸酐等,該些亦可併用兩種以上。作為其具體例,可列舉1,2,4-苯三羧酸的酸酐、1,3,5-苯三羧酸的醯氯化合物、2,3,6-萘三羧酸-2,3-酐、鄰苯二甲酸酐與苯甲酸藉由單鍵、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-或伸苯基連結而成的化合物。
作為二羧酸化合物,可列舉芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸及該些的類似的醯氯化合物、酸酐等,該些亦可併用兩種以上。作為其具體例,可列舉:對苯二甲酸;間苯二甲酸;萘二羧酸;4,4'-聯苯二羧酸;3,3'-聯苯二羧酸;碳數8以下的鏈式烴的二羧酸化合物及兩個苯甲酸骨架藉由-CH2
-、-S-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-O-、-N(R9
)-、-C(=O)-、-SO2
-或伸苯基連結而成的化合物。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。此處,R9
表示可經鹵素原子取代的碳數1~12的烴基。
作為二羧酸化合物,較佳為對苯二甲酸;間苯二甲酸;4,4'-聯苯二羧酸;3,3'-聯苯二羧酸;以及兩個苯甲酸骨架藉由-CH2
-、-C(=O)-、-O-、-N(R9
)-、-SO2
-或伸苯基連結而成的化合物,更佳為對苯二甲酸;4,4-聯苯二羧酸;以及兩個苯甲酸骨架藉由-O-、-N(R9
)-、-C(=O)-或-SO2
-連結而成的化合物。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
四羧酸化合物相對於四羧酸化合物、三羧酸化合物及二羧酸化合物的合計的比例較佳為40莫耳%以上,更佳為50莫耳%以上,進而佳為70莫耳%以上,進而更佳為90莫耳%以上,特佳為98莫耳%以上。
作為聚醯亞胺系樹脂的合成中使用的二胺,可列舉脂肪族二胺、芳香族二胺或該些的混合物。再者,於本實施形態中,所謂「芳香族二胺」,表示胺基直接鍵結於芳香環的二胺,亦可於其結構的一部分包含脂肪族基或其他取代基。芳香環可為單環亦可為稠環,可列舉苯環、萘環、蒽環及芴環等,但並不限定於該些。該些中,較佳為可列舉苯環。另外,所謂「脂肪族二胺」,表示胺基直接鍵結於脂肪族基的二胺,亦可於其結構的一部分包含芳香環或其他取代基。
作為脂肪族二胺的具體例,可列舉六亞甲基二胺等非環式脂肪族二胺及1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、降冰片烷二胺、4,4-二胺基二環己基甲烷等環式脂肪族二胺等,該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
作為芳香族二胺的具體例,可列舉:對苯二胺、間苯二胺、2,4-甲苯二胺、間二甲苯二胺、對二甲苯二胺、1,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘等具有一個芳香環的芳香族二胺;4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯基醚、3,4'-二胺基二苯基醚、3,3'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕碸、雙〔4-(3-胺基苯氧基)苯基〕碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(2,2'-bBis(trifluoromethyl)-4,4'-diamino diphenyl)(有時記載為TFMB)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、9,9-雙(4-胺基苯基)芴、9,9-雙(4-胺基-3-甲基苯基)芴、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)芴、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)芴等具有兩個以上的芳香環的芳香族二胺。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
作為芳香族二胺,較佳為可列舉:4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯基醚、3,3'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕碸、雙〔4-(3-胺基苯氧基)苯基〕碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯,更佳為可列舉:4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙〔4-(4-胺基苯氧基)苯基〕碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯。該些可單獨使用或組合使用兩種以上。
所述二胺亦可具有氟系取代基。作為氟系取代基,可列舉三氟甲基等碳數1~5的全氟烷基、及氟基。
所述二胺中,就高透明性及低著色性的觀點而言,較佳為可列舉選自由具有聯苯結構的芳香族二胺所組成的群組中的一種以上,作為其具體例,可列舉選自由2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯所組成的群組中的一種以上。進而佳為可列舉具有聯苯結構及氟系取代基的二胺,作為其具體例,可列舉2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)。
聚醯亞胺系樹脂是藉由二胺與四羧酸化合物(包括醯氯化合物、四羧酸二酐等四羧酸化合物衍生物)的縮聚而形成的、包含由式(10)所表示的重複結構單元的縮合型高分子。作為起始原料,除該些之外,亦有時進而使用三羧酸化合物(包括醯氯化合物、三羧酸酐等三羧酸化合物衍生物)及二羧酸化合物(包括醯氯化合物等衍生物)。另外,聚醯胺系樹脂是藉由二胺與二羧酸化合物(包括醯氯化合物等衍生物)的縮聚而形成的、包含由式(13)所表示的重複結構單元的縮合型高分子。
由式(10)及式(11)所表示的重複結構單元通常衍生自二胺類及四羧酸化合物。由式(12)所表示的重複結構單元通常衍生自二胺及三羧酸化合物。由式(13)所表示的重複結構單元通常衍生自二胺及二羧酸化合物。二胺、四羧酸化合物、三羧酸化合物及二羧酸化合物的具體例如上所述。
二胺與四羧酸化合物等羧酸化合物的莫耳比可在相對於二胺1.00 mol,較佳為四羧酸0.9 mol以上且1.1 mol以下的範圍內適當調節。為了表現出高耐折性,較佳為所得的聚醯亞胺系樹脂為高分子量,因此相對於二胺1.00 mol,更佳為四羧酸0.98 mol以上且1.02 mol,進而佳為0.99 mol以上且1.01 mol以下。
另外,就抑制所得的透明樹脂膜的黃色度的觀點而言,較佳為胺基在所得的高分子末端中所佔的比例低,相對於二胺1.00 mol,四羧酸化合物等羧酸化合物較佳為1.00 mol以上。
可調整二胺及羧酸化合物(例如四羧酸化合物)的分子中的氟數,以聚醯亞胺系樹脂的質量為基準,使所得的聚醯亞胺系樹脂中的氟量為1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上。由於有氟的比例越高,原料費越高的傾向,因此氟量的上限較佳為40質量%以下。氟系取代基可存在於二胺或羧酸化合物的任一者中,亦可存在於兩者中。藉由包含氟系取代基,特別是YI值有時會降低。
本實施形態的聚醯亞胺系樹脂亦可為包含不同種類的多個所述重複結構單元的共聚物。聚醯亞胺系樹脂的標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量通常為100,000~800,000。若聚醯亞胺系樹脂的重量平均分子量大,則成膜時的彎曲性提高,因此較佳為200,000以上,更佳為250,000以上,進而佳為280,000以上。另外,就獲得濃度及黏度適度的清漆、有成膜性提高的傾向而言,較佳為750,000以下,更佳為600,000以下,進而佳為500,000以下。亦可組合使用兩種以上的不同重量平均分子量的聚醯亞胺系樹脂。進而亦可在不損害物性的範圍內,混合其他高分子材料。
聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂藉由包含含氟取代基,從而顯示出膜化時的拉伸彈性係數提高,同時YI值降低的傾向。若膜的拉伸彈性係數高,則有抑制瑕疵及褶皺等的產生的傾向。就膜的透明性的觀點而言,聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂較佳為具有含氟取代基。作為含氟取代基的具體例,可列舉氟基及三氟甲基。
以聚醯亞胺系樹脂的質量或聚醯亞胺系樹脂的質量與聚醯胺系樹脂的質量的合計為基準,聚醯亞胺系樹脂及聚醯亞胺系樹脂與聚醯胺系樹脂的混合物中的氟原子的含量分別較佳為1質量%以上且40質量%以下,進而佳為5質量%以上且40質量%以下。若氟原子的含量為所述範圍,則有可進一步降低膜化時的YI值、進一步提高透明性的傾向。
於本發明中,相對於樹脂組成物的固體成分,構成透明樹脂膜的樹脂組成物中的聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂的含量較佳為40質量%以上,更佳為50質量%以上,進而佳為60質量%以上,進而更佳為70質量%以上,亦可為100質量%。若聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂的含量為所述下限值以上,則透明樹脂膜的彎曲性良好。再者,固體成分是指自樹脂組成物中去除了溶媒的成分的合計量。
聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂的醯亞胺化率較佳為90%以上,更佳為93%以上,進而佳為96%以上。就容易提高光學膜及/或光學積層體的光學均質性的觀點而言,醯亞胺化率較佳為所述下限以上。另外,醯亞胺化率的上限為100%以下。醯亞胺化率表示如下比例:聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂中的醯亞胺鍵的莫耳量,相對於聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂中的源自四羧酸化合物的結構單元的莫耳量的2倍的值的比例。再者,於聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂包含三羧酸化合物的情況下,表示如下比例:聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂中的醯亞胺鍵的莫耳量,相對於聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂中的源自四羧酸化合物的結構單元的莫耳量的2倍的值與源自三羧酸化合物的結構單元的莫耳量的合計的比例。另外,醯亞胺化率可藉由紅外(infrared,IR)法、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)法等來求出,例如於NMR法中,可藉由實施例中記載的方法來測定。
於本發明中,除了所述聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂之外,形成透明樹脂膜的樹脂組成物亦可更含有無機粒子等無機材料。作為無機材料,可列舉氧化矽粒子、鈦粒子、氫氧化鋁、氧化鋯粒子、鈦酸鋇粒子等無機粒子,另外可列舉原矽酸四乙酯等四級烷氧基矽烷等矽化合物。就清漆的穩定性、無機材料的分散性的觀點而言,較佳為氧化矽粒子、氫氧化鋁、氧化鋯粒子,進而佳為氧化矽粒子。
無機材料粒子的平均一次粒徑較佳為10 nm~100 nm,更佳為10 nm~90 nm,進而佳為10 nm~50 nm,進而更佳為10 nm~30 nm。若氧化矽粒子的平均一次粒徑為100 nm以下,則有透明性提高的傾向。若氧化矽粒子的平均一次粒徑為10 nm以上,則氧化矽粒子的凝聚力減弱,因此有容易處理的傾向。
於本發明中,氧化矽粒子可為在溶媒等中分散有氧化矽粒子的氧化矽溶膠(silica sol),亦可使用藉由氣相法製造的氧化矽微粒子粉末,但就操作容易而言,較佳為藉由液相法製造的氧化矽溶膠。
透明樹脂膜中的氧化矽粒子的平均一次粒徑可藉由利用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)的觀察來求出。形成透明樹脂膜之前的氧化矽粒子的粒度分佈可藉由市售的雷射繞射式粒度分佈計求出。
於本發明中,於樹脂組成物含有無機材料的情況下,其含量相對於樹脂組成物的固體成分較佳為0.001質量%以上且90質量%以下,更佳為0.001質量%以上且60質量%以下,進而佳為0.001質量%以上且40質量%以下。若樹脂組成物中的無機材料的含量為所述範圍內,則有容易兼具透明樹脂膜的透明性及機械強度的傾向。再者,固體成分是指自樹脂組成物中去除了溶劑的成分的合計量。
除了以上說明的成分之外,構成透明樹脂膜的樹脂組成物亦可更含有其他成分。作為其他成分,例如可列舉抗氧化劑、脫模劑、光穩定劑、上藍劑(blueing agent)、阻燃劑、潤滑劑及調平劑。
於本發明中,於樹脂組成物包含除聚醯亞胺系樹脂等樹脂成分及無機材料以外的其他成分的情況下,相對於透明樹脂膜的總質量,其他成分的含量較佳為0.001%以上且20質量%以下,更佳為0.001%以上且10質量%以下。
於本發明中,透明樹脂膜例如可由樹脂清漆來製造,所述樹脂清漆是藉由向樹脂組成物中加入溶媒並進行混合及攪拌而製備,所述樹脂組成物含有自所述四羧酸化合物、所述二胺及所述其他原料中選擇並進行反應而得的聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂的反應液、根據需要的無機材料及其他成分。於所述樹脂組成物中,亦可使用購入的聚醯亞胺系樹脂等的溶液、購入的固體聚醯亞胺系樹脂等的溶液來代替聚醯亞胺系樹脂等的反應液。
作為可用於製備樹脂清漆的溶媒,可適當選擇能溶解或分散聚醯亞胺系樹脂等樹脂成分的溶媒。就樹脂成分的溶解性、塗佈性及乾燥性等觀點而言,溶媒的沸點較佳為120℃~300℃,更佳為120℃~270℃,進而佳為120℃~250℃,特佳為120℃~230℃。作為此種溶媒,具體而言,例如可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺系溶媒;γ-丁內酯、γ-戊內酯等內酯系溶媒;環己酮、環戊酮、甲基乙基酮等酮系溶媒;乙酸丁酯、乙酸戊酯等乙酸酯系溶媒;二甲基碸、二甲基亞碸、環丁碸等含硫系溶媒;碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等碳酸酯系溶媒等。其中,就對聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂的溶解性優異而言,較佳為選自由N,N-二甲基乙醯胺(沸點:165℃)、γ-丁內酯(沸點:204℃)、N-甲基吡咯啶酮(沸點:202℃)、乙酸丁酯(沸點:126℃)、環戊酮(沸點:131℃)及乙酸戊酯(沸點:149℃)所組成的群組中的溶媒。作為溶媒,可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。再者,於使用兩種以上的溶媒的情況下,較佳為以所使用的溶媒中沸點最高的溶媒的沸點處於所述範圍的方式選擇溶媒的種類。
關於溶媒的量,只要以成為能夠進行樹脂清漆的處理的黏度的方式進行選擇即可,並無特別限制,例如相對於樹脂清漆總量,較佳為50質量%~95質量%,更佳為70質量%~95質量%,進而佳為80質量%~95質量%。
本發明的透明樹脂膜是藉由將所述樹脂清漆塗佈於支撐體上,進行預乾燥而獲得。透明樹脂膜以能夠剝離的方式積層於支撐體上。所謂能夠剝離,是指可以膜的形式維持形狀,且可自支撐體剝離而不會斷裂。具體而言是指在預乾燥中以殘留適量溶媒的方式進行乾燥。此處若殘留溶媒量過多,則無法維持作為膜的形狀,另外,若殘留溶媒量過少,則與支撐體的密接性過高,剝離時斷裂。適當的殘留溶媒量依存於透明樹脂膜的樹脂組成物、溶媒、支撐體的種類而變化,需要適當調整。但是,通常相對於透明樹脂膜的總質量,透明樹脂膜中的溶媒的含量為0.1質量%以上。透明樹脂膜中的溶媒含量的上限值只要是可以膜的形式維持形狀的範圍則並無特別限定,通常相對於透明樹脂膜的總質量為50質量%以下。
樹脂製的板狀體的厚度較佳為10 μm~200 μm。藉由將樹脂製的板狀體的厚度調節為該範圍,容易在維持耐衝擊性的同時提高耐彎曲性。樹脂製的板狀體的厚度更佳為20 μm~100 μm,進而佳為30 μm~80 μm。
所述透明樹脂膜的黃色度(YI值)較佳為3.0以下,更佳為2.7以下,進而佳為2.5以下,特佳為2.0以下。若光學積層體的黃色度為所述上限以下,則容易提高透明性,例如於用於顯示裝置的前表面板的情況下,容易提高視認性。黃色度通常為-5以上,較佳為-2以上,更佳為0以上,進而佳為0.3以上,進而較佳為0.5以上,特佳為0.7以上。可依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K 7373:2006,使用紫外可見近紅外分光光度計來進行對300 nm~800 nm的光的透過率測定,求出三刺激值(X,Y,Z),並基於YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y的式子算出黃色度(YI)。
透明樹脂膜的總光線透過率較佳為80%以上,更佳為85%以上,進而佳為89%,尤佳為90%以上。若總光線透過率為所述下限以上,則於將前表面板組裝至圖像顯示裝置時容易提高視認性。總光線透過率的上限通常為100%以下。再者,總光線透過率例如可依據JIS K 7361-1:1997,使用霧度電腦(haze computer)進行測定。
透明樹脂膜的霧度較佳為3.0%以下,更佳為2.0%以下,進而佳為1.0%以下,進而更佳為0.5%以下,特佳為0.3%以下。若透明樹脂膜的霧度為所述上限以下,則透明性變得良好,例如於用於圖像顯示裝置的前表面板的情況下,容易提高圖像的視認性。另外霧度的下限通常為0.01%以上。再者,霧度可依據JIS K 7136:2000,使用霧度電腦進行測定。
前表面板1可為在基材膜的至少其中一面設置硬塗層而進一步提高硬度的膜。作為基材膜,可使用由所述樹脂製成的膜。硬塗層可形成於基材膜的其中一面,亦可形成於兩面。藉由設置硬塗層,可製成提高了硬度及劃傷性的樹脂膜。硬塗層例如為紫外線硬化型樹脂的硬化層。作為紫外線硬化型樹脂,例如可列舉:丙烯酸系樹脂、矽酮系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、醯胺系樹脂、環氧系樹脂等。為了提高強度,硬塗層亦可含有添加劑。添加劑並無限定,可列舉無機系微粒子、有機系微粒子、或者該些的混合物。
於將光學積層體用於顯示裝置的情況下,前表面板1可具有作為顯示裝置的視窗膜的功能。前表面板1亦可具有藍光截止功能、視角調整功能等。前表面板1可為構成顯示裝置的最表面的層。
前表面板1的厚度較佳為20 μm~220 μm。藉由將前表面板1的厚度調節為該範圍,容易在維持耐衝擊性的同時提高耐彎曲性,而且亦可賦予硬度。前表面板1的厚度更佳為35 μm~110 μm,進而佳為40 μm~90 μm。
前表面板的拉伸彈性係數較佳為3 GPa以上,更佳為4 GPa以上,進而佳為5 GPa以上,且較佳為10 GPa以下,更佳為9 GPa以下。若拉伸彈性係數為所述下限值以上,則於自外部受到衝擊的情況下,前表面板不易產生凹陷等缺陷,同時容易提高前表面板的強度。另外,若拉伸彈性係數為所述上限值以下,則容易提高前表面板的耐彎曲性。拉伸彈性係數只要於機器方向(Machine Direction)(MD,膜的成形方向)或橫向(Transverse Direction)(TD,垂直於MD的方向)的至少一者滿足所述範圍即可,較佳為於兩者滿足所述範圍。
[黏著劑層]
黏著劑層位於構成光學積層體的非黏著性層之間,或者構成光學積層體的非黏著性層與顯示單元等被黏著物之間。黏著劑層是將存在於其兩側的構件彼此結合的層。於某一形態中,參照圖1,光學積層體10具有第一黏著劑層2及第二黏著劑層4。第一黏著劑層2位於前表面板1與後述的耐衝擊層3之間,將兩者結合。第二黏著劑層位於耐衝擊層3的內部表面上,將該耐衝擊層與被黏著物結合。作為被黏著物,例如可列舉顯示單元的偏光板、圓偏光板、觸控感測器等。各黏著劑層可包含相同的材料,亦可包含不同的材料。
黏著劑層可包含以(甲基)丙烯酸系、橡膠系、胺基甲酸酯系、酯系、矽酮系、聚乙烯醚系之類的樹脂為主成分的黏著劑組成物。其中,較佳為以透明性、耐候性、耐熱性等優異的(甲基)丙烯酸系樹脂為基礎聚合物的黏著劑組成物。黏著劑組成物可為活性能量線硬化型、熱硬化型。
作為黏著劑組成物中使用的(甲基)丙烯酸系樹脂(基礎聚合物),例如可較佳地使用將(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之類的(甲基)丙烯酸酯的一種或兩種以上作為單體的聚合物或共聚物。基礎聚合物中較佳為使極性單體共聚。作為極性單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之類的具有羧基、羥基、醯胺基、胺基、環氧基等的單體。
黏著劑組成物可為僅含有所述基礎聚合物者,但通常更含有交聯劑。作為交聯劑,可列舉:為二價以上的金屬離子,且與羧基之間形成羧酸金屬鹽者;為多胺化合物,且與羧基之間形成醯胺鍵者;為聚環氧化合物或多元醇,且與羧基之間形成酯鍵者;為聚異氰酸酯化合物,且與羧基之間形成醯胺鍵者,較佳為可列舉聚異氰酸酯化合物。
所謂活性能量線硬化型黏著劑組成物,是指具有受到紫外線或電子射線之類的活性能量線的照射而硬化的性質,且具有即便在活性能量線照射前亦具有黏著性而可與膜等被黏著體密接,藉由活性能量線的照射而硬化,可調整密接力的性質的黏著劑組成物。活性能量線硬化型黏著劑組成物較佳為紫外線硬化型。除了含有基礎聚合物、交聯劑以外,活性能量線硬化型黏著劑組成物更含有活性能量線聚合性化合物。進而,根據需要,亦有時含有光聚合起始劑或光增感劑等。
黏著劑組成物可含有用於賦予光散射性的微粒子、珠(樹脂珠、玻璃珠等)、玻璃纖維、基礎聚合物以外的樹脂、黏著性賦予劑、填充劑(金屬粉或其他無機粉末等)、抗氧化劑、紫外線吸收劑、染料、顏料、著色劑、消泡劑、防腐蝕劑、光聚合起始劑等添加劑。
可藉由將所述黏著劑組成物的有機溶劑稀釋液塗佈於基材上並使其乾燥而形成。於使用活性能量線硬化型黏著劑組成物的情況下,藉由對所形成的黏著劑層照射活性能量線,可製成具有所期望的硬化度的硬化物。
黏著劑層具有黏彈性,且具有緩和施加於光學積層體的衝擊的功能。於本發明的光學積層體中,藉由適當調節黏著劑層的黏彈性、或選擇具有適當的黏彈性的黏著劑層,而使耐彎曲性提高。
此處,作為評價黏彈性的方法,有靜態黏彈性測定法及動態黏彈性測定。靜態黏彈性測定法是測定對穩定的應變或應力的響應時間及溫度變化的方法,具體而言,有對測定試樣施加一定的應變來測定應力的應力緩和測定、施加一定的應力來測定應變的潛變回復(creep & recovery)法。另外,動態黏彈性測定是對測定試樣施加正弦波形的應變,測定對應的應變或應力訊號的方法。於動態黏彈性測定中,藉由溫度分散測定,可分析玻璃轉移溫度及彈性係數的溫度依存性。進而,藉由進行溫度分散及頻率分散同時測定,亦可觀測包括玻璃轉移在內的各種鬆弛現象,可獲得與高分子的分子結構及分子運動相關的見解。
於所述動態黏彈測定中,在觀測同一頻率的響應訊號的範圍內,應力與應變之比即彈性係數G*
由下式所表示。
[數學式2]
G*
(ω)=G'(ω)+iG''(ω)
[式中,G'表示儲存彈性係數,G''表示損耗彈性係數。ω表示測定頻率]
G'(ω)是蓄積於所施加的應變中的能量的尺度,G''(ω)是由於試樣的黏性行為而產生相位偏移,且能量耗散的比例的標準。另外,G''與G'之比
[數學式3]
tanδ=G''/G'
[式中,G'表示儲存彈性係數,G''表示損耗彈性係數']
被稱為力學損耗正切tanδ。
上式中,於tanδ大於1的情況下,測定試樣的黏性性質大於彈性性質,反之於tanδ小於1的情況下,彈性性質大於黏性性質。
一般而言,藉由耐彎曲性試驗等反覆的動態變形而施加至系統的能量,會作為系統的變形能量被消耗,或作為熱而耗散。系統的變形能量的一部分作為彈性能量被消耗,而另一部分耗費於系統的破壞。
於黏著劑層的tanδ、即黏性大的情況下,通常如上所述,作為彈性能量等而在力學上耗散的量的能量藉由構成黏著劑層的黏著劑組成物的分子鬆弛而蓄積在黏著劑層系統中。藉此帶來黏著劑層的溫度上升,作為其結果及/或藉由所述蓄積的能量作為界面剝離能量有助於系統的破壞,認為更容易發生黏著劑層與被黏著層之間的剝離。
鑒於所述情況,根據本申請案發明者的努力研究,明確了黏著劑層的tanδ及其在積層結構中的位置會影響本發明的光學積層體的耐彎曲性。即發現,於使光學積層體彎曲的情況下,位於外側的黏著劑層的tanδ越低,對於提高耐彎曲性而言越有效。
本發明的光學積層體的第二黏著劑層在-20℃下的tanδ未滿1.23。於第二黏著劑層在-20℃下的tanδ小於1.23的情況下,容易抑制黏著劑層因熱劣化而自被黏著物剝離。第二黏著劑層在-20℃下的tanδ較佳為0.01~1.20,更佳為0.06~0.8。於某一形態中,光學積層體的第二黏著劑層在-20℃下的tanδ較佳為0.03~1.00,更佳為0.05~0.80,進而佳為0.06~0.70。
第二黏著劑層在-20℃下的儲存彈性係數較佳為0.01 MPa~25.00 MPa。若第二黏著劑層在-20℃下的儲存彈性係數為0.01 MPa以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,若為25.00 MPa以下,則光學積層體的耐彎曲性提高。第二黏著劑層在-20℃下的儲存彈性係數較佳為0.01 MPa~25.00 MPa,更佳為0.10 MPa~25.00 MPa。第二黏著劑層在25℃下的儲存彈性係數具有0.01 MPa~0.80 MPa的儲存彈性係數。若黏著劑層的儲存彈性係數為0.01 MPa以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,若為0.80 MPa以下,則光學積層體的彎曲性提高。較佳為0.02 MPa~0.75 MPa,更佳為0.03 MPa~0.70 MPa。
另外,第二黏著劑層的厚度較佳為5 μm~100 μm。若第二黏著劑層的厚度為5 μm以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,若第二黏著劑層的厚度為100 μm以下,則彎曲性提高。第二黏著劑層的厚度更佳為5 μm~85 μm,進而佳為15 μm~85 μm,且可為25 μm~50 μm。
第一黏著劑層在-20℃下的tanδ較佳為0.1~1.2,更佳為0.1~1.0。第一黏著劑層在-20℃下的儲存彈性係數較佳為0.01 MPa~25.00 MPa,更佳為0.10 MPa~25.00 MPa。第一黏著劑層在25℃下的儲存彈性係數具有0.01 MPa~0.80 MPa的儲存彈性係數。另外,第一黏著劑層的厚度較佳為5.0 μm~50.0 μm,更佳為5.0 μm~25.0 μm。
[耐衝擊層]
耐衝擊層3位於前表面板的內部方向,具有於衝擊施加至顯示裝置的前表面的情況下,緩和該衝擊,防止顯示面板的配線及元件等破損的功能。耐衝擊層3較佳為具有提高光學積層體的耐彎曲性的功能。
於使材料彎曲的情況下,藉由施加至材料的變形能量達到閾值,該材料會產生斷裂、裂紋或褶皺等損傷。
因此,耐衝擊層較佳為對變形能量的容許能力大的材料,例如較佳為剛硬且堅韌的(即韌性大的)熱塑性樹脂。作為該樹脂,例如可列舉聚碳酸酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚酯系樹脂等。進而,本發明以用於顯示裝置為目的,因此較佳為使用透光性優異的(較佳光學上透明的)樹脂。
耐衝擊層較佳為具有0.1 GPa~10 GPa的拉伸彈性係數。若耐衝擊層的拉伸彈性係數為0.1 GPa以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,另外若為10 GPa以下,則光學積層體的彎曲性提高。耐衝擊層的拉伸彈性係數較佳為1.0 GPa~8.0 GPa,更佳為3.0 GPa~7.0 GPa。拉伸彈性係數只要於機器方向(MD,膜的成形方向)或橫向(TD,垂直於MD的方向)的至少一者滿足所述範圍即可,較佳為於兩者滿足所述範圍。
耐衝擊層亦可為相位差膜或亮度提高膜之類的一併具有光學功能的耐衝擊層。例如,藉由對包含所述熱塑性樹脂的膜進行延伸(單軸延伸或雙軸延伸等)、或在該膜上形成液晶層等,可製成賦予了任意相位差值的相位差膜。
耐衝擊層在-20℃下的tanδ為0.001~0.020。若耐衝擊層在-20℃下的tanδ未滿0.001,則光學積層體的耐衝擊性容易降低,若超過0.020,則光學積層體的耐彎曲性容易降低。耐衝擊層在-20℃下的tanδ較佳為0.001~0.020,更佳為0.005~0.020。
耐衝擊層具有5 μm~140 μm的厚度。若耐衝擊層的厚度為5 μm以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,另外若為140 μm以下,則光學積層體的彎曲性提高。耐衝擊層的厚度較佳為10 μm~120 μm,更佳為40 μm~100 μm。
[光學積層體的製造方法]
本發明的光學積層體是藉由使用黏著劑層將前表面板與耐衝擊層結合,並在耐衝擊層的內部側表面形成黏著劑層來製造。
作為將前表面板與耐衝擊層結合的方法,只要於在其中一層的要結合的表面形成黏著劑層後積層另一層即可,或者亦可於在兩個層的要結合的表面分別形成黏著劑層後,使黏著劑層彼此重合。關於在層的要結合的表面形成黏著劑層的方法,可如上所述使用黏著劑組成物來形成,或者亦可藉由準備可獨立地處理的片狀黏著劑,並將其貼附於表面來形成。
於光學積層體如圖1所示,例如自視認側起依序包括前表面板1、第一黏著劑層2、耐衝擊層3及第二黏著劑層4的情況下,就光學積層體的耐彎曲性的觀點而言,耐衝擊層的厚度a相對於第二黏著劑層的厚度c之比r較佳為5.5以下。比r較佳為5.5以下,更佳為5.0以下,進而佳為1~4。
於較佳的一形態中,第一黏著劑層、耐衝擊層及第二黏著劑層的合計厚度為100 μm~200 μm。若黏著劑層與耐衝擊層的合計厚度為100 μm以上,則光學積層體的耐衝擊性提高,若為200 μm以下,則光學積層體的耐彎曲性提高。所述合計厚度較佳為100 μm~190 μm,更佳為120 μm~180 μm,且可為120 μm~190 μm。
光學積層體具有優異的耐彎曲性。於本說明書中,所謂耐彎曲性是指於以光學積層體的前表面板為內側彎曲的情況下,彎曲部不會發生黏著劑層的剝離或斷裂的特性。彎曲時的彎曲半徑例如為5 mm以下,較佳為3 mm以下,更佳為1 mm以下。彎曲時的彎曲速度例如為30 rpm~60 rpm,較佳為30 rpm以下。於彎曲速度慢的情況下,耐彎曲次數有時會下降,但本發明的光學積層體即便於彎曲速度慢的情況下亦具有高的耐彎曲性。
光學積層體於進行以前表面板為內側連續進行180°彎曲伸長直至產生耐衝擊層與第二黏著劑層的剝離的連續彎曲性試驗的情況下,通常顯示10萬次以上、較佳為15萬次以上、更佳為20萬次以上的耐彎曲次數。該情況下,連續彎曲試驗的條件為溫度25℃、彎曲速度30 rpm及彎曲半徑1.00 mm。
[顯示裝置]
圖2是表示本發明的顯示裝置的結構的一例的剖面圖。顯示裝置20具有配置於其前表面(視認側)的光學積層體10及顯示單元5。顯示單元可構成為以視認側表面為內側而能夠折疊,亦可構成為能夠捲繞。另外,顯示單元亦可作為觸控面板方式的顯示裝置而構成。作為顯示單元的具體例,可列舉在顯示元件的顯示面上形成有觸控感測器層及偏光層的積層體。作為顯示元件的具體例,可列舉:液晶顯示元件、有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示元件、無機EL顯示元件、電漿顯示元件、電場發射型顯示元件。
顯示裝置20可用作智慧型電話、輸入板等行動設備、電視機、數位相框(digital photo frame)、電子看板、測定器或儀表類、辦公用設備、醫療設備、電腦設備等。
[實施例]
以下,藉由實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於該些。本實施例中,調配物質的比例的單位「份」只要並無特別說明則為質量基準。
<製造例1>
聚醯胺醯亞胺樹脂的合成
於氮氣氣氛下,準備於可分離式燒瓶具備攪拌翼的反應容器、及油浴。向設置於油浴的反應容器中投入2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)45份、及N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)768.55份。一邊在室溫下攪拌反應容器內的內容物,一邊使TFMB溶解於DMAc。接著,向反應容器內進而投入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)19.01份,在室溫下將反應容器內的內容物攪拌3小時。其後,將4,4'-氧基雙(苯甲醯氯)(OBBC)4.21份、繼而對苯二甲醯氯(TPC)17.30份投入至反應容器中,在室溫下將反應容器內的內容物攪拌1小時。繼而,向反應容器中進而投入4-甲基吡啶4.63份及乙酸酐13.04份,在室溫下將反應容器內的內容物攪拌30分鐘。攪拌後,使用油浴將容器內溫度升溫至70℃,維持為70℃進而攪拌3小時,獲得反應液。將所得的反應液冷卻至室溫,以絲狀投入至大量的甲醇中,使沈澱物析出。取出所析出的沈澱物,利用甲醇浸漬6小時後,利用甲醇進行清洗。接著,在100℃下進行沈澱物的減壓乾燥,獲得聚醯胺醯亞胺樹脂1。所得的聚醯胺醯亞胺樹脂1的重量平均分子量為400,000,醯亞胺化率為99.0%。
〔重量平均分子量〕
凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)測定
(1)前處理方法
使試樣溶解於γ-丁內酯(gamma-butyrolactone,GBL)中製成20質量%溶液,利用二甲基甲醯胺(dimethyl formamide,DMF)洗滌液將該溶液稀釋為100倍。利用孔徑0.45 μm膜濾器過濾稀釋液,作為測定溶液。
(2)測定條件
管柱:TSKgel SuperAWM-H×2+SuperAW2500×1(6.0 mm I.D.×150 mm×3根)
洗滌液:DMF(添加10 mM的溴化鋰)
流量:0.6 mL/分鐘
檢測器:RI檢測器
管柱溫度:40℃
注入量:20 μL
分子量標準:標準聚苯乙烯
〔醯亞胺化率〕
醯亞胺化率是藉由1
H-NMR測定,以如下方式求出。
(1)前處理方法
使試樣溶解於氘代二甲基亞碸(DMSO-d6
)中製成2質量%溶液,將其作為測定溶液。
(2)測定條件
測定裝置:日本電子光學實驗室(Japan Electron Optics Laboratory,JEOL)製造的400 MHz NMR裝置JNM-ECZ400S/L1
標準物質:DMSO-d6
(2.5 ppm)
試樣溫度:室溫
累計次數:256次
鬆弛時間:5秒
(3)醯亞胺化率分析方法
將針對含有聚醯胺醯亞胺樹脂A的測定溶液而獲得的1
H-NMR光譜中觀測到的苯質子中,苯質子C的積分值設為IntC,所述苯質子C源自醯亞胺化前後不變化的結構,且不受源自聚醯胺醯亞胺樹脂中殘存的醯胺酸結構的結構的影響。另外,將觀測到的苯質子中,苯質子D的積分值設為IntD,所述苯質子D源自醯亞胺化前後不變化的結構,且受到源自聚醯胺醯亞胺樹脂中殘存的醯胺酸結構的結構的影響。由該些積分值基於以下式子求出β值。
[數學式4]
β=IntD/IntC
接著,為了獲得將β換算為醯亞胺化率的相關式,對醯亞胺化率不同的多個聚醯胺醯亞胺樹脂,以與所述相同的方式求出β值,並且使用異核單量子相關(Heteronuclear Single Quantum Correlation,HSQC)光譜求出醯亞胺化率,由該些結果獲得以下相關式。
[數學式5]
醯亞胺化率(%)=k×β+100
[式中,k為常數]
繼而,將針對聚醯胺醯亞胺樹脂A而獲得的β代入至所述相關式,獲得聚醯胺醯亞胺樹脂A的醯亞胺化率(%)。
<製造例2>
前表面板用光學膜的製造
利用γ-丁內酯(GBL)稀釋製造例1中獲得的聚醯胺醯亞胺樹脂(TPC/6FDA/OBBC/TFMB=60/30/10/100),加入GBL取代氧化矽溶膠並充分混合,藉此獲得樹脂/氧化矽粒子混合清漆。此時,以樹脂與氧化矽粒子的濃度成為9.7質量%的方式製備混合清漆。將所得的聚醯胺醯亞胺清漆利用孔徑10 μm的過濾器過濾後,以自支撐膜的厚度為55 μm的方式塗佈於聚酯基材(東洋紡(股)製造的「A4100」(商品名))的平滑面上,進行流延成形,成形清漆的塗膜。此時,線速為0.8 m/分鐘。將清漆的塗膜在80℃下加熱10分鐘,在100℃下加熱10分鐘,在90℃下加熱10分鐘。其後,在200℃下將塗膜加熱(後烘烤)25分鐘,藉此獲得厚度50 μm、總光線透過率=89.9(%)、YI=1.6、霧度(Haze)=0.2(%)的聚醯胺醯亞胺膜。
<製造例3>
硬塗用光硬化性樹脂組成物的製備
將三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製造的「A-TMPT」(商品名))28.4質量份、季戊四醇四丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製造的「A-TMMT」(商品名))28.4質量份、作為光聚合起始劑的1-羥基環己基苯基酮(巴斯夫(BASF)公司製造的「豔佳固(Irgacure)」(註冊商標)184)1.8質量份、調平劑(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造的「BYK」(註冊商標)-307)0.1質量份、以及丙二醇1-單甲醚(東京化學工業(股)製造)39質量份攪拌混合,獲得光硬化性樹脂組成物。
<製造例4>
前表面板的製造
藉由輥對輥方式,將製造例3中製備的光硬化性樹脂組成物以乾燥後的厚度為10 μm的方式塗敷於製造例2中製造的聚醯胺醯亞胺膜(光學膜)的單面。其後,利用80℃的烘箱進行3分鐘乾燥,使用高壓水銀燈對塗膜照射紫外線而使光硬化性樹脂組成物硬化,藉此獲得前表面板。以照射的紫外線的累計光量為500 mJ/cm2
的方式進行。前表面板的硬塗層的厚度為10 μm。所得的前表面板(包含硬塗層)的拉伸彈性係數為6.5 GPa。
<製造例5>
聚醯亞胺(polyimide,PI)樹脂的合成
準備於可分離式燒瓶安裝有氧化矽凝膠(silica gel)管、攪拌裝置及溫度計的反應器、以及油浴。向該燒瓶內投入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)75.52 g及2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基二苯基(TFMB)54.44 g。一邊以400 rpm對其進行攪拌一邊加入N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)519.84 g,繼續攪拌直至燒瓶的內容物成為均勻的溶液。接著,一邊使用油浴將容器內溫度調整為20℃~30℃的範圍,一邊進而繼續攪拌20小時,使其反應而生成聚醯胺酸。30分鐘後,將攪拌速度變更為100 rpm。攪拌20小時後,將反應體系溫度恢復為室溫,加入649.8 g的DMAc而將聚合物濃度調整為10質量%。進而,加入吡啶32.27 g、乙酸酐41.65 g,在室溫下攪拌10小時來進行醯亞胺化。自反應容器取出聚醯亞胺清漆。將所得的聚醯亞胺清漆滴加至甲醇中進行再沈澱,並將所得的粉體加熱乾燥來去除溶媒,獲得作為固體成分的透明聚醯亞胺系樹脂。進行所得的聚醯亞胺系樹脂的GPC測定,結果重量平均分子量為360,000。
<製造例6>
耐衝擊層用聚醯亞胺(PI)膜的製造
將製造例5中獲得的聚醯亞胺樹脂(6FDA/TFMB=100/100)以GBL/DMAc=10/90比稀釋,製備濃度15.7質量%的聚醯亞胺清漆。將所得的聚醯亞胺清漆利用孔徑10 μm微米的過濾器過濾後,使用塗敷器,以自支撐膜的厚度為85 μm的方式塗佈於聚酯基材(東洋紡(股)製造的「A4100」(商品名))的平滑面上,以50℃乾燥30分鐘,繼而以140℃乾燥15分鐘後,將所得的塗膜自聚酯基材剝離,獲得自支撐膜。將自支撐膜固定於金屬框,進而在大氣下,以200℃乾燥40分鐘,獲得厚度80 μm的聚醯亞胺膜(光學膜)。
<實施例1>
光學積層體的製造
作為耐衝擊層,準備製造例6中獲得的厚度80 μm、拉伸彈性係數4.0 GPa的聚醯亞胺(PI)膜。該PI膜在-20℃下的tanδ為0.014。
作為第一黏著劑層,準備25℃下的儲存彈性係數0.1 MPa的(甲基)丙烯酸系黏著劑層。該黏著劑層的厚度為25 μm,-20℃下的儲存彈性係數為0.21 MPa,-20℃下的tanδ為0.64。
作為第二黏著劑層,準備25℃下的儲存彈性係數0.1 MPa的(甲基)丙烯酸系黏著劑層。該黏著劑層的厚度為25 μm,-20℃下的儲存彈性係數為0.21 MPa,-20℃下的tanδ為0.64。
經由所述第一黏著劑層,將製造例4中獲得的前表面板與所述耐衝擊層積層。於耐衝擊層的未積層第一黏著劑層的表面上積層第二黏著劑層,製作光學積層體。
<實施例2>
作為耐衝擊層,使用厚度80 μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(拉伸彈性係數4.6 GPa、-20℃下的tanδ:0.007)來代替聚醯亞胺膜,除此以外,以與實施例1相同的方式製作光學積層體。
<實施例3>
作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為0.11 MPa、-20℃下的tanδ為0.63者,除此以外,以與實施例2相同的方式製作光學積層體。
<實施例4>
作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為0.19 MPa、-20℃下的tanδ為0.06者,除此以外,以與實施例2相同的方式製作光學積層體。
<實施例5>
作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為4.03 MPa、-20℃下的tanδ為0.80者,除此以外,以與實施例2相同的方式製作光學積層體。
<實施例6>
作為第一黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為28.06 MPa、-20℃下的tanδ為1.23者,除此以外,以與實施例2相同的方式製作光學積層體。
<實施例7>
作為耐衝擊層,使用厚度50 μm、拉伸彈性係數4.6 GPa的PET膜來代替聚醯亞胺膜,以及作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為0.09 MPa、-20℃下的tanδ為0.52者,除此以外,以與實施例1相同的方式製作光學積層體。
<實施例8>
作為耐衝擊層,使用厚度100 μm、拉伸彈性係數4.6 GPa的PET膜來代替聚醯亞胺膜,以及作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為0.18 MPa、-20℃下的tanδ為0.93者,除此以外,以與實施例1相同的方式製作光學積層體。
<比較例1>
作為第二黏著劑層,使用-20℃下的儲存彈性係數為28.06 MPa、-20℃下的tanδ為1.23者,除此以外,以與實施例2相同的方式製作光學積層體。
<比較例2>
作為耐衝擊層,準備熱塑性聚胺基甲酸酯(thermoplastic polyurethane,TPU)膜來代替聚對苯二甲酸乙二酯膜。該TPU膜的厚度為150 μm,拉伸彈性係數為0.03 GPa,-20℃下的tanδ為0.022。
作為第一黏著劑層,準備25℃下的儲存彈性係數0.14 MPa的(甲基)丙烯酸系黏著劑層。該黏著劑層的厚度為25 μm,-20℃下的儲存彈性係數為28.06 MPa,-20℃下的tanδ為1.23。
作為第二黏著劑層,準備25℃下的儲存彈性係數0.1 MPa的(甲基)丙烯酸系黏著劑層。該黏著劑層的厚度為25 μm,-20℃下的儲存彈性係數為28.06 MPa,-20℃下的tanδ為1.23。
經由所述第一黏著劑層,將製造例4中獲得的前表面板與所述耐衝擊層積層。於耐衝擊層的未積層第一黏著劑層的表面上積層第二黏著劑層,製作光學積層體。
<前表面板用光學膜的光學特性評價>
〔膜的黃色度〕
使用柯尼卡美能達(Konica Minolta)(股)製造的分光測色計CM-3700A來測定光學膜的黃色度(Yellow Index,YI值)。具體而言,在沒有樣品的狀態下進行背景測定後,將光學積層體安置於樣品保持器,進行對300 nm~800 nm的光的透過率測定,求出三刺激值(X,Y,Z),基於下述式算出YI值。
YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
〔總光線透過率〕
依據JIS K 7105:1981,藉由須賀試驗機(Suga Test Instruments)(股)製造的全自動直讀霧度電腦HGM-2DP來測定總光線透過率(Tt)。
〔霧度(Haze)〕
依據JIS K 7136:2000,將實施例及比較例中獲得的光學膜切割為30 mm×30 mm的大小,使用霧度電腦(須賀試驗機(股)製造,「HGM-2DP」)來測定霧度(%)。
<光學積層體的性能評價>
〔耐衝擊性試驗〕
於石壓盤(尤尼精機(UNI SEIKI)(股)製造,一級)上放置厚度為125 μm的聚醯亞胺基板。於該聚醯亞胺基板上設置壓力測定膜(富士軟片(股)製造的「Prescale」,等級:HS(商品名))。於壓力測定膜上,設置實施例1~實施例5及比較例1~比較例2中製作的光學積層體。使砝碼自高度10 cm的位置向光學積層體落下,根據落下部的感壓紙的變色來測定底面壓力。於測定底面壓力時使用壓力圖像分析系統(富士軟片(股)製造的「FPD-8010J」(商品名))。砝碼的重量為5.6 g且為球狀。砝碼與光學積層體碰撞的點為直徑0.75 mm的圓形。進行三次該試驗。按照以下基準來評價三次測定中獲得的底面壓力的平均值。
○…100 MPa以下
×…超過100 MPa
〔耐彎曲性試驗〕
耐彎曲性試驗在溫度25℃下進行。使用啞鈴裁刀(dumbbell cutter),將實施例及比較例中獲得的光學積層體切割為10 mm寬的大小。將進行了切割的光學積層體以使前表面板為內側進行彎曲的方式安置於面狀態無負荷U字伸縮試驗機(湯淺系統機器(Yuasa System)(股)製造的「DMLHB-FS」(商品名))的夾具上,以相向的前表面板間的距離為2.0 mm的方式(彎曲半徑1 mm),反覆進行彎曲180°來伸長的操作。彎曲速度設為30 rpm。將光學積層體在耐衝擊層與黏著劑層之間剝離直至白化為止的彎曲次數記錄為耐彎曲次數。以如下方式評價耐彎曲次數。
◎…耐彎曲次數為20萬次以上
〇…耐彎曲次數為15萬次以上且未滿20萬次
△…耐彎曲次數為10萬次以上且未滿15萬次
×…耐彎曲次數未滿10萬次
<拉伸彈性系數>
使用啞鈴裁刀將實施例及比較例中使用的耐衝擊層及前表面板切割為10 mm×100 mm的長條狀,獲得樣品。關於該樣品的拉伸彈性係數,使用島津製作所(股)製造的「自動測圖儀(Autograph)AG-IS」(商品名),在夾頭間距離500 mm、拉伸速度10 mm/分鐘的條件下測定應力-應變(Stress-Strain,S-S)曲線,根據其傾斜度算出耐衝擊層的拉伸彈性係數。拉伸彈性係數的測定於溫度23℃、相對濕度55%的環境下進行。
<動態黏彈性特性(耐衝擊層的tanδ)>
使用動態黏彈性測定裝置(TA儀器(TA Instrument)公司製造的「DMA Q800」(商品名)),根據在如下的測定模式下測定的損耗彈性係數與儲存彈性係數比的tanδ曲線,求出-20℃下的tanδ。
試樣:長度5-15 mm、寬度5 mm
實驗模式:DMA多頻應變(Multi-Frequency-Strain)
實驗模式詳細條件:
(1)夾具(Clamp):張力(Tension):膜(Film)
(2)振幅(Amplitude):5 μm
(3)頻率(Frequency):0.1 Hz(整個溫度區間不變動)
(4)預加載力(Preload Force):0.01 N
(5)力軌(Force Track):125 N
溫度條件:
(1)-25℃~30℃
(2)升溫速度:5℃/分鐘
主要收集資料:
(1)儲存彈性係數(Storage modulus,E')
(2)損耗彈性係數(Loss modulus,E'')
(3)tanδ(E''/E')
<動態黏彈性特性(黏著劑層的儲存彈性係數,tanδ)>
〔儲存彈性係數〕
使用黏彈性測定裝置(安東帕(Anton Paar)公司製造的「MCR-301」(商品名))進行測定。將與實施例及比較例中使用者相同的黏著劑層裁斷為寬20 mm×長20 mm,以厚度為150 μm的方式積層多片。將積層的黏著劑層與玻璃板接合後,在與測定晶片接著的狀態下,以-20℃至100℃的溫度範圍在頻率1.0 Hz、變形量1%、升溫速度5℃/分鐘的條件下進行測定,確認-20℃及25℃下的儲存彈性係數值。
〔tanδ〕
使用黏彈性測定裝置(安東帕(Anton Paar)公司製造的「MCR-301」(商品名))測定溫度-20℃下的tanδ。將與實施例及比較例中使用者相同的黏著劑層裁斷為寬30 mm×長30 mm,以厚度為150 μm的方式積層多片。將所積層的黏著劑層與玻璃板接合後,在與測定晶片接著的狀態下,以-20℃至100℃的溫度範圍在頻率1.0 Hz、變形量1%、升溫速度5℃/分鐘的條件下進行測定,確認溫度-20℃下的tanδ的測定值。再者,tanδ與儲存彈性係數G'及損耗彈性係數G''具有以下關係。
<層的厚度的測定方法>
〔膜的厚度〕
使用三豐(MITUTOYO)(股)製造的「ID-C112XBS」(商品名),測定10點以上的膜的厚度,算出其平均值。
〔硬塗層的厚度〕
使用飛莫奇克(Filmetrics)公司製造的「F20台式膜厚系統」(商品名),測定硬塗層的厚度。
將所述結果示於表1中。
實施例6中,第一黏著劑層中使用-20℃下的tanδ為1.23的黏著劑組成物,未觀察到耐彎曲性的降低。
[表1]
實施例 | 比較例 | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 1 | 2 | ||
耐衝擊層 | 樹脂種類 | PI | PET | PET | PET | PET | PET | PET | PET | PET | PU |
厚度(a)/μm | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 50 | 100 | 80 | 150 | |
拉伸彈性系數/Gpa | 4 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 0.03 | |
-20℃下的tanδ | 0.014 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.007 | 0.022 | |
第一 黏著劑層 | 厚度(b)/μm | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
-20℃下的tanδ | 0.64 | 0.64 | 0.64 | 0.64 | 0.64 | 1.23 | 0.64 | 0.64 | 0.64 | 1.23 | |
-20℃下的儲存彈性係數/MPa | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 28.06 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 28.06 | |
第二 黏著劑層 | 厚度(c)/μm | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 50 | 25 | 25 | 25 |
-20℃下的tanδ | 0.64 | 0.64 | 0.63 | 0.06 | 0.80 | 0.64 | 0.52 | 0.93 | 1.23 | 1.23 | |
-20℃下的儲存彈性係數/MPa | 0.21 | 0.21 | 0.11 | 0.19 | 4.03 | 0.21 | 0.09 | 0.18 | 28.06 | 28.06 | |
合計厚度(a+b+c)/μm | 130 | 130 | 130 | 130 | 130 | 130 | 125 | 150 | 130 | 200 | |
厚度比r(a/c) | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 1 | 4 | 3.2 | 6 | |
耐衝擊性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
耐彎曲性 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | △ | × |
1:前表面板
2:第一黏著劑層
3:耐衝擊層
4:第二黏著劑層
5:顯示單元
10:光學積層體
20:顯示裝置
圖1是表示本發明的光學積層體的結構的一例的剖面圖。
圖2是表示本發明的顯示裝置的結構的一例的剖面圖。
1:前表面板
2:第一黏著劑層
3:耐衝擊層
4:第二黏著劑層
10:光學積層體
Claims (9)
- 一種光學積層體,自視認側起依序包括前表面板、第一黏著劑層、耐衝擊層、及第二黏著劑層,且所述第二黏著劑層具有1.20以下的-20℃下的tanδ,tanδ是指力學損耗正切,當將儲存彈性係數設為G'、將損耗彈性係數設為G''時由tanδ=G''/G'來表示。
- 如請求項1所述的光學積層體,其中所述耐衝擊層及所述第二黏著劑層具有5.5以下的厚度比r,所述厚度比r由式: [數學式7] r=a/c [式中,a為耐衝擊層的厚度,c為第二黏著劑層的厚度] 所表示。
- 如請求項1或2所述的光學積層體,其中所述耐衝擊層具有0.001~0.020的-20℃下的tanδ。
- 如請求項1至3中任一項所述的光學積層體,其中所述耐衝擊層具有0.1 GPa~10 GPa的拉伸彈性係數。
- 如請求項1至4中任一項所述的光學積層體,其中所述耐衝擊層的材料選自由聚碳酸酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂及聚酯系樹脂所組成的群組中。
- 如請求項1至5中任一項所述的光學積層體,其中所述第一黏著劑層、所述耐衝擊層及所述第二黏著劑層具有120 μm~190 μm的合計厚度。
- 如請求項1至6中任一項所述的光學積層體,其具有130 μm~220 μm的厚度。
- 如請求項1至7中任一項所述的光學積層體,其於在溫度25℃、彎曲速度30 rpm及彎曲半徑1.00 mm的條件下以前表面板為內側進行180°彎曲伸長的連續彎曲性試驗中,顯示15萬次以上的耐彎曲次數。
- 一種顯示裝置,包括:如請求項1至8中任一項所述的光學積層體;以及光學積層體的內部方向上的顯示單元。
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