TW202140625A - 光學膜及可撓式顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種即便於反覆彎折操作後廣角方向之視認性亦屬優異之光學膜、及具備該光學膜之可撓式顯示裝置。
一種光學膜,其係包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂者,其全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N,
於將上述光學膜面內與製造時之機械流動方向平行之方向設為MD方向、與該機械流動方向垂直之方向設為TD方向時,
依據JIS K 7374於光梳之寬度為0.125 mm之情形時所得之自相對於該光學膜之平面垂直之方向朝該MD方向傾斜60°之方向的第1透射圖像清晰度值C60
(MD)、自該垂直方向朝該TD方向傾斜60°之方向之第2透射圖像清晰度值C60
(TD)、及該垂直方向之第3透射圖像清晰度值C0
滿足以下數式,
數式(1):
87%≦C60
(MD)≦100%……(1);
數式(2):
87%≦C60
(TD)≦100%……(2);及
數式(3):
0.8≦C60
(MD)/C0
≦1.0……(3)。
Description
本發明係關於一種包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂之光學膜、及具備該光學膜之可撓式顯示裝置。
先前,使用玻璃作為太陽電池或圖像顯示裝置等顯示構件之材料。但,針對近年來小型化、薄型化、輕量化及可撓化之要求,玻璃材質並不能滿足該要求,從而研究各種膜作為玻璃之替代材料。作為此種膜,例如有聚醯亞胺膜(例如專利文獻1及2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-215412號公報
[專利文獻2]日本專利特開2020-3781號公報
[發明所欲解決之問題]
於將聚醯亞胺系樹脂膜應用於可撓式顯示裝置之前面板等透明構件之情形時,有時要在圖像顯示面彎曲之狀態下顯示影像,因此與非彎曲性之圖像顯示面相比,要求在廣角方向上有優異之視認性。然而,根據本發明者之研究,存在先前之聚醯亞胺系樹脂膜無法充分滿足廣角方向之視認性之情形。尤其是使用可撓式顯示裝置時,該顯示裝置所包含之透明構件會被反覆彎折等,從而存在由於此種彎折操作而導致廣角方向之視認性隨時間推移而下降之情形。
本發明者研究發現,例如專利文獻1及2中記載之光學膜存在尤其是於反覆彎折操作後無法充分滿足廣角方向之視認性之情形。
因此,本發明之目的在於提供一種即便於反覆彎折操作後廣角方向之視認性亦屬優異之光學膜、及具備該光學膜之可撓式顯示裝置。
[解決問題之技術手段]
本發明者等為了解決上述課題而進行了努力研究,結果發現如下光學膜可解決上述課題從而完成本發明,該光學膜係包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂者,其全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS(Japanese Industrial Standards,日本工業標準) Z 1707之穿刺強度為10~100 N,上述光學膜之透射圖像清晰度值(C60
(MD(Machine direction,機械方向))、C60
(TD(Transverse Direction,橫向))及C0
)滿足規定關係。即,本發明中包含以下態樣。
[1]一種光學膜,其係包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂者,且全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N,
於將上述光學膜面內與製造時之機械流動方向平行之方向設為MD方向、與該機械流動方向垂直之方向設為TD方向時,
依據JIS K 7374於光梳之寬度為0.125 mm之情形時所得之自相對於該光學膜之平面垂直之方向朝該MD方向傾斜60°之方向的第1透射圖像清晰度值C60
(MD)、自該垂直方向朝該TD方向傾斜60°之方向之第2透射圖像清晰度值C60
(TD)、及該垂直方向之第3透射圖像清晰度值C0
滿足以下數式,
數式(1):
87%≦C60
(MD)≦100%……(1);
數式(2):
87%≦C60
(TD)≦100%……(2);及
數式(3):
0.8≦C60
(MD)/C0
≦1.0……(3)。
[2]如上述[1]之光學膜,其中上述第2透射圖像清晰度值及上述第3透射圖像清晰度值進而滿足數式(4):
0.9≦C60
(TD)/C0
≦1.0……(4)。
[3]如上述[1]或[2]之光學膜,其中光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度試驗中之斷裂點位移L(mm)與拉伸彈性模數E(GPa)滿足數式(5):
0.10≦L/E≦1.00……(5)。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之光學膜,其中光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度S(N)與厚度T(μm)滿足數式(6):
0.10≦S/T≦2.00……(6)。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之光學膜,其中依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後之上述霧度之差ΔHaze未達0.3%。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之光學膜,其中依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後之上述第1透射圖像清晰度值之差ΔC60
(MD)、上述第2透射圖像清晰度值之差ΔC60
(TD)、及上述第3透射圖像清晰度值之差ΔC0
分別未達15。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之光學膜,其中選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之樹脂之重量平均分子量為350,000以下。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之光學膜,其厚度為10~150 μm。
[9]如上述[1]至[8]中任一項之光學膜,其於至少一面具有硬塗層。
[10]如上述[9]之光學膜,其中上述硬塗層之厚度為3~30 μm。
[11]一種可撓式顯示裝置,其具備如上述[1]至[10]中任一項之光學膜。
[12]如上述[11]之可撓式顯示裝置,其進而具備偏光板。
[13]如上述[11]或[12]之可撓式顯示裝置,其進而具備觸控感測器。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種即便於反覆彎折操作後廣角方向之視認性亦屬優異之光學膜、及具備該光學膜之可撓式顯示裝置。
以下,對本發明之實施方式進行詳細說明。再者,本發明之範圍並不限定於本文說明之實施方式,可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更。又,於針對特定參數記載有複數個上限值及下限值之情形時,可將該等上限值及下限值中之任意之上限值與下限值組合而設為較佳數值範圍。
<光學膜>
本發明之光學膜係包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂者,且全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N,
於將上述光學膜面內與製造時之機械流動方向平行之方向設為MD方向、與該機械流動方向垂直之方向設為TD方向時,
依據JIS K 7374於光梳之寬度為0.125 mm之情形時所得之自相對於該光學膜之平面垂直之方向朝該MD方向傾斜60°之方向的第1透射圖像清晰度值C60
(MD)、自該垂直方向朝該TD方向傾斜60°之方向之第2透射圖像清晰度值C60
(TD)、及該垂直方向之第3透射圖像清晰度值C0
滿足以下數式,
數式(1):
87%≦C60
(MD)≦100%……(1);
數式(2):
87%≦C60
(TD)≦100%……(2);及
數式(3):
0.8≦C60
(MD)/C0
≦1.0……(3)。
MD方向係光學膜面內與製造時之機械流動方向平行之方向,例如表示利用溶液澆鑄法進行製造之情形時與光學膜被搬送之方向平行之方向。TD方向係與上述機械流動方向垂直之方向,例如表示與被搬送之方向垂直之方向。光學膜面內之MD方向及TD方向於其方向不明之情形時利用以下之方法進行決定。關於MD與TD,將光學膜切出至少20點以上之不同方向之截面。更詳細而言,假定一個以光學膜之任意1點為中心之圓,自該光學膜切出其半圓,進而以切斷該半圓後之扇形之中心角成為大致均等之方式將光學膜呈直線狀切斷,而切出20個以上之截面。利用拉曼雷射測定所得之複數個截面之厚度之中心,將1,620 cm-1
附近之峰值強度最大者作為MD方向。
第1透射圖像清晰度值C60
(MD)係依據日本工業標準(JIS) K 7374所得之自相對於光學膜之平面垂直之方向朝MD方向傾斜60°之方向的透射圖像清晰度值。參照圖1,更具體地說明第1透射圖像清晰度值C60
(MD)。圖1係表示第1透射圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。沿著如下軸(第1光軸14)對光學膜1照射第1入射光10(白色光:圖1中以實線標記),該軸係以光學膜1之面上之任意點(第1入射位置11)為支點,自相對於光學膜1垂直之軸(垂直軸3)朝MD方向傾斜60°之角度。然後,使透過光學膜1之第1a透過光12(圖1中以虛線標記)透過與第1光軸14垂直地延伸之第1光梳16。繼而,利用與第1光軸14垂直地延伸之第1受光器19接收透過第1光梳16之第1b透過光18(圖1中以單點鏈線標記)。第1光梳16具有讓第1a透過光12透過之開口部、及遮斷第1a透過光12之遮光部。第1光梳16之狹縫寬度(開口部之寬度)為0.125 mm。
重複使第1光梳16沿與第1光梳16之平面平行之方向且為第1光梳16中之狹縫排列之方向(箭頭A之方向)以規定之單位幅度移動而接收第1b透過光18,從而獲得受光波形。自所得之受光波形獲得相對光量之最大值M及最小值m。基於數式(7):
[數1]
由所得之M及m算出第1透射圖像清晰度值C60
(MD)。透射圖像清晰度值(第1透射圖像清晰度值、以及後述之第2透射圖像清晰度值及第3透射圖像清晰度值)可使用圖像清晰度值測定器進行測定。
若第1透射圖像清晰度值C60
(MD)滿足數式(1),則光學膜於MD方向上之廣角方向之視認性優異。第1透射圖像清晰度值C60
(MD)於數式(1)中為87%以上,就進一步提高光學膜於MD方向上之廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為88%以上,更佳為89%以上,進而較佳為90%以上,進而更佳為91%以上,尤佳為92%以上,且通常為100%以下。
第2透射圖像清晰度值C60
(TD)係依據JIS K 7374所得之自相對於光學膜之平面垂直之方向朝TD方向傾斜60°之方向的透射圖像清晰度值。參照圖2,更具體地說明第2透射圖像清晰度值C60
(TD)。圖2係表示第2透射圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。沿著如下軸(第2光軸24)對光學膜1照射第2入射光20(白色光:圖2中以實線標記),該軸係以光學膜1之面上之任意點(第2入射位置21)為支點,自相對於光學膜1垂直之軸(垂直軸3)朝TD方向傾斜60°之角度。然後,使透過光學膜1之第2a透過光22(圖2中以虛線標記)透過與第2光軸24垂直地延伸之第2光梳26。繼而,利用與第2光軸24垂直地延伸之第2受光器29接收透過第2光梳26之第2b透過光28(圖2中以單點鏈線標記)。第2光梳26具有讓第2a透過光22透過之開口部、及遮斷第2a透過光22之遮光部。第2光梳26之狹縫寬度(開口部之寬度)為0.125 mm。
重複使第2光梳26沿與第2光梳26之平面平行之方向且為第2光梳26中之狹縫排列之方向(箭頭B之方向)以規定之單位幅度移動而接收第2b透過光28,從而獲得受光波形。自所得之受光波形獲得相對光量之最大值M及最小值m。基於數式(7)由所得之M及m算出第2透射圖像清晰度值C60
(TD)。
若第2透射圖像清晰度值C60
(TD)滿足數式(2),則光學膜於TD方向上之廣角方向之視認性優異。第2透射圖像清晰度值C60
(TD)於數式(2)中為87%以上,就進一步提高光學膜於TD方向上之廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為88%以上,更佳為89%以上,進而較佳為90%以上,進而更佳為91%以上,尤佳為92%以上,且通常為100%以下。
第3透射圖像清晰度值C0
係依據JIS K 7374所得之相對於光學膜之平面垂直之方向的透射圖像清晰度值。參照圖3,更具體地說明第3透射圖像清晰度值C0
。圖3係表示第3圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。沿與相對於光學膜1垂直之軸(垂直軸3)平行之軸(第3光軸34)對光學膜1之面上之任意點(第3入射位置31)照射第3入射光30(白色光:圖3中以實線標記)。然後,使透過光學膜1之第3a透過光32(圖3中以虛線標記)透過與第3光軸34垂直地延伸之第3光梳36。繼而,利用與第3光軸34垂直地延伸之受光器39接收透過第3光梳36之第3b透過光38(圖3中以單點鏈線標記)。第3光梳36具有讓第3a透過光32透過之開口部、及遮斷第3a透過光32之遮光部。第3光梳36之狹縫寬度(開口部之寬度)為0.125 mm。
重複使第3光梳36沿著與第3光梳36之平面平行之方向且為第3光梳36中之狹縫排列之方向(箭頭C之方向)以規定之單位幅度移動而接收第3b透過光38之操作,從而獲得受光波形。自所得之受光波形獲得相對光量之最大值M及最小值m。基於數式(7)由所得之M及m算出第3透射圖像清晰度值C0
。
若第1透射圖像清晰度值C60
(MD)及第3透射圖像清晰度值C0
滿足數式(3),則光學膜在相對於光學膜之垂直方向之MD方向上之視認性優異。第1圖像清晰度值C60
(MD)相對於第3透射圖像清晰度值C0
之比(C60
(MD)/C0
)於數式(3)中為0.8以上,就進一步提高於MD方向上之視認性之觀點而言,較佳為0.89以上,更佳為0.90以上,進而較佳為0.93以上,進而更佳為0.94以上,且通常為1.0以下。
第3透射圖像清晰度值C0
較佳為97%以上,更佳為98%以上。第1透射圖像清晰度值C60
(MD)較佳為89%以上,更佳為90%以上,進而較佳為92%以上。
透射圖像清晰度值(更具體而言為第1透射圖像清晰度值C60
(MD)、第2透射圖像清晰度值C60
(TD)及第3透射圖像清晰度值C0
)可藉由提高光學膜表面之平滑性,抑制於光學膜表面之透過光散射等而進行調整。進而,光學膜表面之平滑性例如可利用光學膜之組成(更具體而言為填料之種類、粒徑及含量等)、及光學膜之製造條件(更具體而言為乾燥溫度、乾燥時間、乾燥系統中之氣流、塗膜之厚度、乾燥步驟中之搬送速度及清漆中之溶劑量等)而進行調整。於光學膜進而包含硬塗層之情形時,可藉由提高硬塗層表面之平滑性,抑制於硬塗層表面之散射等而進行調整。硬塗層之平滑性除可利用上述光學膜之平滑性之調整方法以外,例如可藉由調整溶劑之種類、成分比、固形物成分濃度及添加調平劑等而進行調整。
就提高本發明之在相對於光學膜之垂直方向之TD方向上之視認性的觀點而言,上述第2透射圖像清晰度值及上述第3透射圖像清晰度值較佳為進而滿足數式(4):
0.9≦C60
(TD)/C0
≦1.0……(4)。
就進一步提高本發明之於TD方向上之視認性之觀點而言,上述第1透射圖像清晰度值相對於上述第3透射圖像清晰度值之比(C60
(TD)/C0
)較佳為0.9以上,更佳為0.91以上,進而較佳為0.92以上,進而更佳為0.93以上,尤佳為0.94以上,且通常為1.0以下。
第2透射圖像清晰度值C60
(TD)較佳為89%以上,更佳為90%以上,進而較佳為92%以上。第3透射圖像清晰度值C0
較佳為97%以上,更佳為98%以上,進而較佳為99%以上。
又,本發明之光學膜只要於使光自該光學膜之至少任一面透過之情形時滿足數式(1)~數式(3)(視情況進而滿足數式(4))即可,更佳為於使光自該光學膜之任一面透過之情形時均滿足數式(1)~數式(3)(視情況進而滿足數式(4))。若於使光自任一面透過之情形時均滿足該數式,則例如不論將光學膜之哪一面用於電子裝置之圖像顯示面,廣角方向之視認性均優異。
尤其是將本發明之光學膜應用於可撓式裝置之前面板之情形時,就進一步提高廣角方向之視認性之觀點而言,依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後之第1透射圖像清晰度值之差的絕對值ΔC60
(MD)、第2透射圖像清晰度值之差之絕對值ΔC60
(TD)、及第3透射圖像清晰度值之差之絕對值ΔC0
較佳為分別未達15。若耐彎曲試驗前後之該透射圖像清晰度值之差未達15,則尤其是可撓式裝置之圖像顯示面即便於彎曲狀態下使用時及/或於彎曲狀態下使用後,亦具有廣角方向之優異視認性。ΔC60
(MD)更佳為未達1.5,進而較佳為未達1.0,進而更佳為未達0.5。ΔC60
(TD)更佳為未達2.8,進而較佳為未達2.3,進而更佳為未達2.1,尤佳為未達1.5。ΔC0
更佳為未達2,進而較佳為未達1,進而更佳為未達0.7,尤佳為未達0.5。
進而,本發明之光學膜之全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N。於光學膜滿足上述特徵之情形時,即便對光學膜實施反覆彎折操作,亦可維持廣角方向之較高視認性。於全光線透過率未達85%或霧度超過0.5%之情形時,由於光學膜之初始光學特性較低,故而無法實現光學膜之充分之視認性。又,於依據JIS Z 1707之穿刺強度未達10 N之情形時,由於反覆彎折操作而尤其難以維持廣角方向之良好之視認性。
本發明之光學膜之全光線透過率為85%以上,就進一步提高廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為87%以上,更佳為88%以上,進而較佳為89%以上,且通常為100%以下。光學膜之全光線透過率可依據JIS K 7361-1:1997使用霧度計進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。本發明之光學膜表現出較高之全光線透過率,因此例如與使用透過率較低之膜之情形相比,可抑制為了獲得一定亮度所需之顯示元件等之發光強度。因此,可減少耗電。例如於將本發明之光學膜組裝至圖像顯示裝置中之情形時,有即便減少背光之光量亦可獲得明亮之顯示之傾向,從而可有助於節能。全光線透過率之上限通常為100%以下。再者,全光線透過率可為後述之光學膜之厚度範圍內之全光線透過率。
本發明之光學膜之霧度為0.5%以下,就進一步提高廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為0.4%以下,更佳為0.3%以下。光學膜之霧度可依據JIS K 7136:2000進行測定。霧度可依據JIS K 7136:2000使用霧度計進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。又,本發明之光學膜之依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後的上述霧度之差之絕對值ΔHaze較佳為0.3%以下,更佳為0.2%以下。
關於本發明之光學膜之25℃下之拉伸彈性模數,就易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性,且光學膜不易產生凹陷等缺陷之觀點而言,較佳為5.1 GPa以上,更佳為5.2 GPa以上,進而較佳為5.3 GPa以上。又,就易於提高光學膜之可撓性之觀點而言,該拉伸彈性模數較佳為10 GPa以下,更佳為9 GPa以下,進而較佳為8 GPa以下。該彈性模數可使用拉伸試驗機(夾盤間距50 mm,拉伸速度10 mm/min)進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。若拉伸彈性模數在上述範圍內,則光學膜不易產生凹陷缺陷。又,易於抑制由於反覆彎折操作所導致之廣角方向之視認性下降。光學膜之拉伸彈性模數可依據JIS K 7127使用拉伸試驗機進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。拉伸彈性模數例如可藉由提高製造光學膜時之延伸倍率、使用具有後述之較佳結構之樹脂等而調整為上述範圍。
本發明之光學膜之80℃下之拉伸彈性模數較佳為4~9 GPa,更佳為4.5~8.5 GPa。若拉伸彈性模數在上述範圍內,則光學膜不易產生凹陷缺陷。該彈性模數可依據JIS K 7127進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。
本發明之光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N。於穿刺強度未達10 N之情形時,由於反覆彎折操作而尤其難以維持廣角方向之良好之視認性。又,於穿刺強度超過100 N之情形時,當進行彎折操作時及物體接觸膜表面時膜不易變形,因此有膜表面被破壞之情形。關於該穿刺強度,就易於提高彎折操作後之廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為20 N以上,更佳為22 N以上,進而較佳為24 N以上,就膜表面難以被破壞之觀點而言,較佳為90 N以下,更佳為70 N以下,進而較佳為60 N以下。穿刺強度例如可藉由提高製造光學膜時之延伸倍率、使用具有後述之較佳結構之樹脂等而調整為上述範圍。
本發明之光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度試驗中的斷裂點位移L(mm)與拉伸彈性模數E(GPa)較佳為滿足數式(5):
0.10≦L/E≦1.00……(5)。
數式(5)中之L/E較佳為0.25以上,更佳為0.35以上,進而較佳為0.45以上,更佳為0.50以上,且較佳為0.95以下,更佳為0.90以下。於L/E為上述下限以上之情形時,膜之脆度足夠低,因此易於防止使光學膜變形時之破裂。又,於L/E為上述上限以下之情形時,膜容易變形,從而易於防止彎曲膜時之破裂。
本發明之光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度試驗中的斷裂點位移L並無特別限定,就破裂容易度之觀點而言,較佳為1.0~10.0 mm,更佳為1.5~9.0 mm。
本發明之光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度S(N)與厚度T(μm)較佳為滿足數式(6):
0.10≦S/T≦2.00……(6)。
數式(6)中之S/T較佳為0.20以上,更佳為0.30以上,進而較佳為0.40以上,且較佳為1.90以下,更佳為1.80以下,進而較佳為1.50以下。於S/T為上述下限以上之情形時,膜容易破裂,因此於使膜變形時容易破裂。又,於S/T為上述上限以下之情形時,膜不易變形,因此難以使膜變形。再者,穿刺強度S之測定方法如上所述,厚度T之測定方法如後文所述。
關於本發明之光學膜之表示黃度之標準的YI值,就易於進一步提高視認性之觀點而言,較佳為4.0以下,更佳為3.0以下,進而較佳為2.5以下,進而更佳為2.0以下,尤佳為1.9以下,尤其更佳為1.8以下。又,YI值較佳為-5以上,更佳為-2以上。再者,YI值可使用紫外-可見-近紅外分光光度計對於300~800 nm之光進行透過率測定,求出三刺激值(X、Y、Z),並基於YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y之式而算出。
關於本發明之光學膜之彎折次數,就提高耐折性之觀點而言,較佳為20,000次以上,更佳為100,000次以上,進而較佳為200,000次以上,進而更佳為350,000次以上,尤佳為400,000次以上,尤其更佳為500,000次以上,尤其進而較佳為600,000次以上,特佳為700,000次以上。若彎折次數為上述下限以上,則即便彎折光學膜亦不易產生龜裂、破裂等。又,彎折次數之上限通常為50,000,000次以下。光學膜之彎折次數可利用依據ASTM(American Society for Testing Materials,美國材料試驗協會)標準D2176-16之MIT耐折疲勞試驗進行測定。MIT耐折疲勞試驗例如為實施例中記載之試驗。又,本發明之光學膜較佳為即便是上述條件下之MIT耐折疲勞試驗後之光學膜亦具有較高之廣角視認性,更佳為例如上述條件下之MIT耐折疲勞試驗前後之圖像清晰度值之差及/或霧度之差在上述耐彎曲性試驗前後之上述圖像清晰度值之差及/或霧度之差之範圍內。
本發明之光學膜之厚度可根據用途而適當調整,較佳為10 μm以上,更佳為20 μm以上,進而較佳為25 μm以上,進而更佳為30 μm以上,且較佳為200 μm以下,更佳為150 μm以下,進而較佳為100 μm以下,進而更佳為85 μm以下。若光學膜之厚度在上述範圍內,則更容易提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度。再者,光學膜之厚度可使用測微計進行測定,例如可利用實施例中記載之方法進行測定。
<聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂>
本發明之光學膜包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂。本說明書中,聚醯亞胺系樹脂表示選自由聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醯亞胺前驅物樹脂、及聚醯胺醯亞胺前驅物樹脂所組成之群中之至少一種樹脂。聚醯亞胺樹脂係包含含有醯亞胺基之重複結構單元之樹脂,聚醯胺醯亞胺樹脂係包含含有醯亞胺基及醯胺基兩者之重複結構單元之樹脂。聚醯亞胺前驅物樹脂及聚醯胺醯亞胺前驅物樹脂係分別藉由醯亞胺化而提供聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂之醯亞胺化前之前驅物,且係亦稱為聚醯胺酸之樹脂。又,本說明書中,聚醯胺系樹脂係包含含有醯胺基之重複結構單元之樹脂。本發明之光學膜可包含1種聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂,亦可組合包含2種以上之聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂。就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度,易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性之觀點而言,本發明之光學膜較佳為包含聚醯亞胺系樹脂,該聚醯亞胺系樹脂較佳為聚醯亞胺樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂,更佳為聚醯胺醯亞胺樹脂。
於本發明之較佳之一實施方式中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度,易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性之觀點而言,聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂較佳為芳香族系樹脂。本說明書中,芳香族系樹脂表示聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂中所包含之結構單元主要為芳香族系結構單元之樹脂。
於上述較佳之一實施方式中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度,易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性之觀點而言,源自芳香族系單體之結構單元相對於聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂中所包含之全部結構單元之比率較佳為60莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,進而較佳為80莫耳%以上,進而更佳為85莫耳%以上。此處,源自芳香族系單體之結構單元係源自至少一部分包含芳香族系結構(例如芳香環)之單體,且於至少一部分包含芳香族系結構(例如芳香環)之結構單元。作為芳香族系單體,例如可舉出:芳香族四羧酸化合物、芳香族二胺、芳香族二羧酸等。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂較佳為具有式(1)所示之結構單元之聚醯亞胺樹脂、或具有式(1)所示之結構單元及式(2)所示之結構單元之聚醯胺醯亞胺樹脂。
[化1]
[式(1)中,Y表示4價有機基,X表示2價有機基,*表示鍵結鍵]
[化2]
[式(2)中,Z及X相互獨立地表示2價有機基,*表示鍵結鍵]
又,聚醯胺系樹脂較佳為具有式(2)所示之結構單元之聚醯胺樹脂。以下,對式(1)及式(2)進行說明,關於式(1)之說明涉及聚醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂兩者,關於式(2)之說明涉及聚醯胺樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂兩者。
式(1)所示之結構單元係四羧酸化合物與二胺化合物反應而形成之結構單元,式(2)所示之結構單元係二羧酸化合物與二胺化合物反應而形成之結構單元。
式(1)中,Y表示4價有機基,較佳為表示碳數4~40之4價有機基,更佳為表示具有環狀結構之碳數4~40之4價有機基。作為環狀結構,可舉出脂環、芳香環、雜環結構,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性,易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為可舉出芳香環。上述有機基係有機基中之氫原子可被烴基或經氟取代之烴基取代之有機基,於此情形時,烴基及經氟取代之烴基之碳數較佳為1~8。於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂可含有複數種Y,複數種Y相互可相同亦可不同。作為Y,可例示:以下之式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所示之基;該式(20)~式(29)所示之基中之氫原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代之基;以及碳數6以下之4價鏈式烴基。
式(20)~式(29)中,*表示鍵結鍵,W1
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表示氫原子可被氟原子取代之碳數6~20之伸芳基,作為具體例,可舉出伸苯基。於Ar存在複數個之情形時,Ar相互可相同亦可不同。式(20)~(29)中之環上之氫原子可被碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基取代。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基及碳數6~12之芳基,分別可舉出後述之式(3)中所例示者。
於式(20)~式(29)所示之基中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,較佳為式(26)、式(28)或式(29)所示之基,更佳為式(26)所示之基。又,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性,且易於降低光學膜之YI值之觀點而言,W1
相互獨立地較佳為單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,更佳為單鍵、-O-、-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而較佳為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,最佳為單鍵或-C(CF3
)2
-。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂中之Y之較佳為50莫耳%以上、更佳為60莫耳%以上、進而較佳為70莫耳%以上由式(26)表示。若聚醯亞胺系樹脂中之上述範圍內之Y由式(26)表示,較佳為由W1
為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-之式(26)表示,更佳為由W1
為單鍵或-C(CF3
)2
-之式(26)表示,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性,且易於降低光學膜之YI值。聚醯亞胺系樹脂中之Y由式(26)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR(1
H-nuclear magnetic resonance)進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
於本發明之較佳之一實施方式中,式(1)所示之結構單元含有式(4)所示之基作為Y。
[化4]
[式(4)中,R2
~R7
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,R2
~R7
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,V表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-S-、-CO-或-N(R8
)-,R8
表示氫原子或可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基,*表示鍵結鍵]
即,較佳為於複數個式(1)所示之結構單元中之Y中,至少一部分Y為式(4)所示之基。若為此種態樣,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性,且易於降低光學膜之YI值。再者,式(1)所示之結構單元可含有1種或複數種式(4)所示之基作為Y。
式(4)中,R2
、R3
、R4
、R5
、R6
及R7
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,分別可舉出上述中作為式(3)中之R3a
中之碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基所例示者。關於式(3)中之R3a
,可舉出上述中所例示者。R2
~R7
相互獨立地較佳為表示氫原子或碳數1~6之烷基,更佳為表示氫原子或碳數1~3之烷基,此處,R2
~R7
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代。作為鹵素原子,可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。V表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-S-、-CO-或-N(R8
)-,R8
表示氫原子或可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基。作為可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基,可舉出上述中關於後述之式(3)中之W中之R9
所例示者。該等中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、光學特性、表面硬度及耐彎曲性之觀點而言,V較佳為單鍵、-O-、-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,更佳為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而較佳為單鍵或-C(CF3
)2
-。
於本發明之較佳之一實施方式中,複數個式(1)中之Y之至少一部分由式(5)及/或式(9)表示。
[化5]
[式(5)中,R18
~R25
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,R18
~R25
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,*表示鍵結鍵]
[化6]
[式(9)中,R35
~R40
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基或碳數6~12之芳基,R35
~R40
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,*表示鍵結鍵]
若複數個式(1)中之Y之至少一部分由式(5)表示及/或由式(9)表示,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及光學特性。
式(5)中,R18
、R19
、R20
、R21
、R22
、R23
、R24
及R25
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,分別可舉出上述中作為式(3)中之R3a
中之碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基所例示者。R18
~R25
相互獨立地較佳為表示氫原子或碳數1~6之烷基,更佳為表示氫原子或碳數1~3之烷基,此處,R18
~R25
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代。作為該鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點、以及易於提高透明性且易於維持該透明性之觀點而言,R18
~R25
相互獨立地進而較佳為氫原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,進而更佳為R18
、R19
、R20
、R23
、R24
及R25
為氫原子,R21
及R22
為氫原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,尤佳為R21
及R22
為甲基或三氟甲基。
式(9)中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點、以及易於提高透明性且易於維持該透明性之觀點而言,R35
~R40
較佳為氫原子或碳數1~6之烷基,更佳為氫原子或碳數1~3之烷基,進而較佳為氫原子。此處,R35
~R40
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,作為該鹵素原子,例如可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作為R35
~R40
中之碳數1~6之烷基及碳數6~12之芳基,分別可舉出上述中所例示者。
於本發明之較佳之一實施方式中,式(5)由式(5')表示,式(9)由式(9')表示。
[化7]
即,複數個Y之至少一部分由式(5')及/或式(9')表示。於此情形時,易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性。進而,於式(5)由式(5')表示之情形時,藉由含有氟元素之骨架會提高聚醯亞胺系樹脂於溶劑中之溶解性,從而易於提高含有該樹脂之清漆之保管穩定性,並且易於降低該清漆之黏度,從而易於提高光學膜之加工性。其結果,易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。又,藉由含有氟元素之骨架而易於提高光學膜之光學特性。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂中之Y之較佳為50莫耳%以上、更佳為60莫耳%以上、進而較佳為70莫耳%以上由式(5)表示,尤其是由式(5')表示。若聚醯亞胺系樹脂中之上述範圍內之Y由式(5)表示,尤其是由式(5')表示,則藉由含有氟元素之骨架會提高聚醯亞胺系樹脂於溶劑中之溶解性,而易於降低含有該樹脂之清漆之黏度,從而易於提高光學膜之加工性。其結果,易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。又,藉由含有氟元素之骨架而易於提高光學膜之光學特性。再者,較佳為上述聚醯亞胺系樹脂中之Y之100莫耳%以下由式(5)表示,尤其是由式(5')表示。聚醯亞胺系樹脂中之Y可為式(5),尤其是式(5')。聚醯亞胺系樹脂中之Y由式(5)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
式(2)中,Z為2價有機基,較佳為可經碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基(該等基中之氫原子可被鹵素原子(較佳為氟原子)取代)取代之碳數4~40之2價有機基,更佳為可經碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基(該等基中之氫原子可被鹵素原子(較佳為氟原子)取代)取代之具有環狀結構之碳數4~40之2價有機基。再者,作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基之例,同樣適配後述之式(3)中之R3a
及R3b
相關之例示。作為環狀結構,可舉出:脂環、芳香環、雜環結構。作為Z之有機基,可例示式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所示之基之鍵結鍵中不相鄰的兩個被取代成氫原子之基;及碳數6以下之2價鏈式烴基,
[化8]
[式(20)~式(29)中,W1
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-,此處,Ar相互獨立地表示氫原子可被氟原子取代之碳數6~20之伸芳基(例如伸苯基),*表示鍵結鍵]
作為Z之雜環結構,可例示具有噻吩環骨架之基。就易於降低光學膜之YI值之觀點、易於提高全光線透過率之觀點及易於降低霧度之觀點而言,作為Z中之環狀結構,較佳為式(20)~式(29)所示之基及具有噻吩環骨架之基,更佳為式(26)、式(28)及式(29)所示之基。
作為Z之有機基,更佳為式(20')、式(21')、式(22')、式(23')、式(24')、式(25')、式(26')、式(27')、式(28')及式(29')所示之2價有機基。
[化9]
[式(20')~式(29')中,W1
及*如式(20)~式(29)中之定義]
再者,式(20)~式(29)及式(20')~式(29')中之環上之氫原子可被碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基(該等基中之氫原子可被鹵素原子(較佳為氟原子)取代)取代。
於聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂具有式(2)中之Z由上述式(20')~式(29')之任一者表示之結構單元的情形時,其中於具有式(2)中之Z由後述之式(3')表示之結構單元的情形時,就易於提高清漆之成膜性,易於提高光學膜之均勻性之觀點而言,聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂較佳為除該結構單元以外,進而具有以下之式(d1)所示之源自羧酸之結構單元。
[化10]
[式(d1)中,R41
相互獨立為關於後述之式(3)中之R3a
所定義之基或氫原子,R42
表示R41
或-C(=O)-*,*表示鍵結鍵]
作為結構單元(d1),具體而言,可舉出:R41
及R42
均為氫原子之結構單元(源自二羧酸化合物之結構單元);R41
均為氫原子,R42
表示-C(=O)-*之結構單元(源自三羧酸化合物之結構單元)等。
聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂可含有複數種Z作為式(2)中之Z,複數種Z相互可相同亦可不同。尤其就易於提高本發明之光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度,且易於提高光學特性之觀點而言,較佳為至少具有式(2)中之Z較佳為由式(3)表示、更佳為由式(3')表示之結構單元。
[化11]
[式(3)中,R3a
及R3b
相互獨立地表示碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,R3a
及R3b
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,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
表示氫原子、可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基,s為0~4之整數,t為0~4之整數,u為0~4之整數,*表示鍵結鍵]
[化12]
[式(3')中,R3a
、R3b
、s、t、u、W及*如式(3)中之定義]
再者,本說明書中,聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂具有式(2)中之Z由式(3)表示之結構單元之表述、與聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺系樹脂具有式(3)所示之結構作為式(2)中之Z之表述具有相同含義,且係指於聚醯胺系樹脂或聚醯胺醯亞胺樹脂中可包含之複數個式(2)所示之結構單元中,至少一部分結構單元中之Z由式(3)表示。該記載亦適配於其他同樣之記載。
式(3)及式(3')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
)-,就光學膜之耐彎曲性之觀點而言,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之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基,例如可舉出: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之烷氧基,例如可舉出: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之芳基,例如可舉出:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等。就光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、表面硬度及柔軟性之觀點而言,R3a
及R3b
相互獨立地較佳為表示碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基,更佳為表示碳數1~3之烷基或碳數1~3之烷氧基。此處,R3a
及R3b
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代。
R9
表示氫原子、可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基。作為碳數1~12之1價烴基,例如可舉出甲基、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、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基、正癸基等,該等可經鹵素原子取代。作為上述鹵素原子,可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
式(3)及式(3')中,t及u相互獨立為0~4之整數,較佳為0~2之整數,更佳為1或2。
式(3)中及式(3')中,s為0~4之範圍之整數,若s在該範圍內,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性。就更容易提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,上述s較佳為0~3之範圍之整數,更佳為0~2之範圍之整數,進而較佳為0或1,進而更佳為0。聚醯胺醯亞胺樹脂或聚醯胺系樹脂可包含1種或2種以上之式(3)或式(3')所示之結構單元作為Z。
於本發明之較佳之一實施方式中,就提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、彈性模數及耐彎曲性,降低YI值之觀點而言,Z較佳為由s為0且u較佳為1~3、更佳為1或2之式(3)或式(3')表示。進而,亦較佳為除具有由s為0之式(3)或式(3')表示之Z之式(2)所示的結構單元以外,進而具有上述式(d1)所示之結構單元。
於聚醯胺醯亞胺樹脂或聚醯胺系樹脂具有式(3)或式(3')所示之結構單元之情形時,其比率於將聚醯胺醯亞胺樹脂或聚醯胺系樹脂之式(1)所示之結構單元及式(2)所示之結構單元之合計設為100莫耳%時,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進而較佳為40莫耳%以上,進而更佳為50莫耳%以上,尤佳為60莫耳%以上,且較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下。若式(3)或式(3')所示之結構單元之比率為上述下限以上,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性。若式(3)或式(3')所示之結構單元之比率為上述上限以下,則易於抑制由於源自式(3)之醯胺鍵間氫鍵而導致的含樹脂之清漆之黏度上升,從而易於提高膜之加工性。再者,式(1)、式(2)、式(3)或式(3')所示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯胺醯亞胺樹脂或聚醯胺系樹脂中之Z之較佳為30莫耳%以上、更佳為40莫耳%以上、進而較佳為45莫耳%以上、進而更佳為50莫耳%以上係由s為0~4之式(3)或式(3')表示之結構單元。若Z之上述下限以上係由s為0~4之式(3)或式(3')表示之結構單元,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性。又,只要聚醯胺醯亞胺樹脂或聚醯胺系樹脂中之Z之100莫耳%以下係由s為0~4之式(3)或式(3')表示之結構單元即可。再者,樹脂中之由s為0~4之式(3)或式(3')表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
式(1)及式(2)中,X相互獨立地表示2價有機基,較佳為表示碳數4~40之2價有機基,更佳為表示具有環狀結構之碳數4~40之2價有機基。作為環狀結構,可舉出:脂環、芳香環、雜環結構。上述有機基可由烴基或經氟取代之烴基取代有機基中之氫原子,於此情形時,烴基及經氟取代之烴基之碳數較佳為1~8。於本發明之一實施方式中,本發明之聚醯胺系樹脂及聚醯亞胺樹脂可包含複數種X,複數種X相互可相同亦可不同。作為X,可例示:式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及式(18)所示之基;該式(10)~式(18)所示之基中之氫原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代之基;以及碳數6以下之鏈式烴基。
式(10)~式(18)中,*表示鍵結鍵,
V1
、V2
及V3
相互獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-CO-或-N(Q)-。此處,Q表示可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基。作為碳數1~12之1價烴基,可舉出上述中關於R9
所述之基。
舉一例而言,V1
及V3
為單鍵、-O-或-S-,且V2
為-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-或-SO2
-。V1
與V2
對於各環之鍵結位置、及V2
與V3
對於各環之鍵結位置相互獨立地相對於各環而較佳為間位或對位,更佳為對位。
式(10)~式(18)所示之基中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,較佳為式(13)、式(14)、式(15)、式(16)及式(17)所示之基,更佳為式(14)、式(15)及式(16)所示之基。又,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及柔軟性之觀點而言,V1
、V2
及V3
相互獨立地較佳為單鍵、-O-或-S-,更佳為單鍵或-O-。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯胺系樹脂及/或聚醯亞胺系樹脂含有式(5)所示之2價有機基作為式(1)中之X或式(2)中之X。
[化14]
[式(5)中,Ar2
相互獨立地表示可具有取代基之2價芳香族基,V表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、茀基、碳數1~12之2價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(Ra
)-或-Si(Rb
)2
-,此處,該烴基可包含脂環式結構,該烴基中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,Ra
及Rb
相互獨立地表示氫原子或可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基,m表示0~3之整數,*表示鍵結鍵]
於結構單元(1)及結構單元(2)含有式(5)所示之2價有機基作為X之情形時,結構單元(1)及結構單元(2)可含有式(5)所示之1種或2種以上之2價有機基作為X。結構單元(1)及結構單元(2)除含有式(5)所示之2價有機基作為X以外,亦可含有不相當於式(5)所示之2價有機基之其他2價有機基作為X。
式(5)中之Ar2
表示可具有取代基之2價芳香族基。2價芳香族基為單環式芳香族環、縮合多環式芳香族環或集合環式芳香族環之2個氫原子被取代成鍵結鍵之基。2價芳香族基可包含僅由碳原子形成環(單環、縮合多環或集合環)之芳香族環,亦可包含含有碳原子以外之原子而形成環之雜芳香族環。作為碳原子以外之原子,例如可舉出:氮原子、硫原子及氧原子。形成芳香族環之碳原子及碳原子以外之原子之合計數並無特別限定,較佳為5~18,更佳為5~14,進而較佳為5~12。於式(5)中之m為1以上之情形時存在之複數個Ar2
相互可相同亦可不同。
作為單環式芳香族環,例如可舉出:苯、呋喃、吡咯、噻吩、吡啶、咪唑、吡唑、㗁唑、噻唑、咪唑啉等。
作為縮合多環式芳香族環,例如可舉出:萘、蒽、菲、吲哚、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并㗁唑等。
作為集合環式芳香族環,可舉出2個以上之單環式芳香族環及/或縮合多環式芳香族環以單鍵連結而成之結構,作為其例,可舉出上述中作為單環式芳香族環或縮合多環式芳香族環之例所記載之環之2以上以單鍵連結而成之基,例如聯苯、聯三苯、聯四苯、聯萘、1-苯基萘、2-苯基萘、聯吡啶等。
就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,可具有取代基之2價芳香族基較佳為可具有取代基之芳香族烴環之2個氫原子被取代成鍵結鍵之基,更佳為可具有取代基之苯、聯苯、聯三苯或聯四苯之2個氫原子被取代成鍵結鍵之基,進而較佳為可具有取代基之苯或聯苯之2個氫原子被取代成鍵結鍵之基。
作為Ar2
中之取代基,可舉出:鹵基、碳數1~12之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基、或者該等中所含之氫原子被鹵素原子取代之基。
碳數1~12之烷基可為碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之烷基,較佳為碳數1~6之直鏈狀或支鏈狀之烷基。作為此種基,例如可舉出: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、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基及正癸基等。
作為碳數1~6之烷氧基,例如可舉出: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之芳基,例如可舉出:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等。
作為鹵素原子,可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作為Ar2
中之取代基,較佳為鹵基或氫原子可被鹵素原子取代之碳數1~12之烷基,更佳為甲基、氟基、氯基或三氟甲基。
式(5)中之V表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、茀基、碳數1~12之2價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(Ra
)-或-Si(Rb
)2
-。此處,該烴基可包含脂環式結構,該烴基中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,Ra
及Rb
相互獨立地表示氫原子或可經鹵素原子取代之碳數1~12之1價烴基。作為碳數1~12之1價烴基,例如可舉出甲基、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、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基、正癸基、環戊基、環己基等,該等可經鹵素原子取代。作為上述鹵素原子,可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,式(5)中之V較佳為單鍵、或碳數1~12之2價烴基及該等烴基中所含之氫原子之至少一部分被鹵素原子取代之基,更佳為單鍵、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而較佳為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而更佳為單鍵或-C(CF3
)2
-。
式(5)中之m表示0~3之整數,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,較佳為0~2,更佳為0或1,進而較佳為1。
於本發明之光學膜中所含之聚醯胺系樹脂及/或聚醯亞胺系樹脂中可包含之結構單元(1)及/或結構單元(2)含有式(5)所示的2價有機基作為X之本發明之較佳之一態樣中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,在將結構單元(1)及結構單元(2)之合計設為100莫耳%時,式(1)中之X為式(5)所示之2價有機基之結構單元及式(2)中之X為式(5)所示之2價有機基之結構單元的合計之比率較佳為70~100莫耳%,更佳為80~100莫耳%,進而較佳為90~100莫耳%,可於結構單元(1)及結構單元(2)之全部結構單元中X均為式(5)所示之2價有機基。
於本發明之較佳之一實施方式中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,式(1)所示之結構單元及/或式(2)所示之結構單元含有式(5a)所示之2價有機基作為X。
[化15]
[式(5a)中,R2
表示碳數1~12之氟烷基,p及q相互獨立地表示1~4之整數,其中,於p及/或q表示2~4之整數之情形時存在之複數個R2
相互可相同亦可不同,*表示鍵結鍵]
再者,式(5a)所示之2價有機基係包含於式(5)所示之2價有機基中之基,具體而言係相當於式(5)中之V表示單鍵,Ar2
表示經碳數1~12之氟烷基(R2
)取代之苯環,m表示0~3之整數之2價有機基的基。於結構單元(1)及結構單元(2)含有式(5a)所示之2價有機基作為X之情形時,結構單元(1)及結構單元(2)可含有式(5a)所示之1種或2種以上之2價有機基作為X。結構單元(1)及/或結構單元(2)除含有式(5a)所示之2價有機基作為X以外,亦可含有不相當於式(5a)所示之2價有機基之其他2價有機基作為X。
式(5a)中之R2
表示碳數1~12之氟烷基。碳數1~12之氟烷基係碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之烷基之至少一個氫原子被氟原子取代的基。作為碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之氟烷基,例如可舉出: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、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基及正癸基等中之至少一個氫原子被氟原子取代之基。作為碳數1~12之氟烷基,具體而言,例如可舉出:氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟乙基、二氟乙基、三氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基等。氟烷基之碳數較佳為1~6,更佳為1~4,進而較佳為1或2。
p及q相互獨立地表示1~4之整數。就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,p較佳為1或2之整數,更佳為2。就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,q較佳為1或2之整數,更佳為1。此處,於p及/或q表示2~4之整數之情形時存在之複數個R2
相互可相同亦可不同,較佳為存在之複數個R2
相互相同。
關於式(5a)中之2個鍵結鍵,相互位置並無特別限定,可為鄰位、間位、對位之任一種,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,該鍵結鍵較佳為相互位於對位。
作為式(5a)所示之2價芳香族基之較佳例,可舉出如下芳香族基:式(5a)中之R2
表示碳數1~12之全氟烷基,p為2,q為1或2及/或2個鍵結鍵相互位於對位。
於本發明之光學膜中所含之樹脂中可包含之結構單元(1)及/或結構單元(2)含有式(5a)所示的2價有機基作為X之本發明之較佳之一實施方式中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度之觀點而言,在將聚醯胺醯亞胺系樹脂中所包含之結構單元(1)及結構單元(2)之合計設為100莫耳%時,式(1)中之X為式(5a)所示之2價有機基之結構單元及式(2)中之X為式(5a)所示之2價有機基之結構單元的合計之比率較佳為70~100莫耳%,更佳為80~100莫耳%,進而較佳為90~100莫耳%,可於結構單元(1)及結構單元(2)之全部結構單元中X均為式(5a)所示之2價有機基。
於本發明之較佳之一實施方式中,聚醯胺系樹脂及聚醯亞胺系樹脂包含式(4)所示之結構作為式(1)中之X或式(2)中之X。
[化16]
[式(4)中,R10
~R17
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,R10
~R17
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代,*表示鍵結鍵]
若式(1)及式(2)所示之複數個結構單元中之X之至少一部分為式(4)所示之結構,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及透明性。
式(4)中,R10
、R11
、R12
、R13
、R14
、R15
、R16
及R17
相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基,可舉出作為式(3)中之碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基所例示之基。R10
~R17
相互獨立地較佳為表示氫原子或碳數1~6之烷基,更佳為表示氫原子或碳數1~3之烷基,此處,R10
~R17
中所含之氫原子可相互獨立地被鹵素原子取代。作為鹵素原子,例如可舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。就光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度、透明性及耐彎曲性之觀點而言,R10
~R17
相互獨立地進而較佳為氫原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,進而更佳為R10
、R12
、R13
、R14
、R15
及R16
為氫原子,R11
及R17
為氫原子、甲基、氟基、氯基或三氟甲基,尤佳為R11
及R17
為甲基或三氟甲基。
於本發明之較佳之一實施方式中,式(4)所示之結構單元為式(4')所示之結構單元,
[化17]
即,式(1)及式(2)所示之複數個結構單元中之X之至少一部分為式(4')所示之結構單元。於此情形時,藉由含有氟元素之骨架會提高聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂於溶劑中之溶解性,從而易於提高含有該樹脂之清漆之保管穩定性,並且易於降低該清漆之黏度,從而易於提高光學膜之加工性。其結果,易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。又,藉由含有氟元素之骨架而易於提高光學膜之光學特性。
於本發明之較佳之一實施方式中,上述聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂中可含有之X之較佳為30莫耳%以上、更佳為50莫耳%以上、進而較佳為70莫耳%以上由式(4)表示,尤其是由式(4')表示。於聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂中之上述範圍內之X由式(4)表示,尤其是由式(4')表示之情形時,所得之光學膜藉由含有氟元素之骨架而提高樹脂於溶劑中之溶解性,從而易於提高含有該樹脂之清漆之保管穩定性,並且易於降低該清漆之黏度,從而易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。又,藉由含有氟元素之骨架,亦易於提高光學膜之光學特性。再者,較佳為上述聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂中之X之100莫耳%以下由式(4)表示,尤其是由式(4')表示。上述樹脂中之X可為式(4),尤其是式(4')。上述樹脂中之X由式(4)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
聚醯亞胺系樹脂可為包含式(30)所示之結構單元及/或式(31)所示之結構單元者,且可除式(1)所示之結構單元及視情況包含之式(2)所示之結構單元以外,亦包含式(30)所示之結構單元及/或式(31)所示之結構單元。
[化18]
式(30)中,Y1
為4價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被烴基或經氟取代之烴基取代之有機基。作為Y1
,可例示:式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所示之基;該式(20)~式(29)所示之基中之氫原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代之基;以及4價碳數6以下之鏈式烴基。於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂可含有複數種Y1
,複數種Y1
相互可相同亦可不同。
式(31)中,Y2
為3價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被烴基或經氟取代之烴基取代之有機基。作為Y2
,可例示:上述式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所示之基之鍵結鍵之任一個被取代成氫原子的基;及碳數6以下之3價鏈式烴基。於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂可含有複數種Y2
,複數種Y2
相互可相同亦可不同。
式(30)及式(31)中,X1
及X2
相互獨立為2價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被烴基或經氟取代之烴基取代之有機基。作為X1
及X2
,可例示:上述式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及式(18)所示之基;該式(10)~式(18)所示之基中之氫原子被甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代之基;以及碳數6以下之鏈式烴基。
於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂包含式(1)及/或式(2)所示之結構單元、以及視情形包含之式(30)及/或式(31)所示之結構單元。又,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、光學特性及耐彎曲性之觀點而言,於上述聚醯亞胺系樹脂中,基於式(1)及式(2)、以及視情形包含之式(30)及式(31)所示之全部結構單元,式(1)及式(2)所示之結構單元之比率較佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,進而較佳為95莫耳%以上。再者,於聚醯亞胺系樹脂中,式(1)及式(2)所示之結構單元之比率相對於式(1)及式(2)、以及視情形包含之式(30)及/或式(31)所示之全部結構單元之合計而通常為100%以下。再者,上述比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比而算出。
於本發明之一實施方式中,光學膜中之聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂之含量相對於光學膜100質量份而較佳為10質量份以上,更佳為30質量份以上,進而較佳為50質量份以上,且較佳為99.5質量份以下,更佳為95質量份以下。若聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂之含量在上述範圍內,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、光學特性及耐彎曲性。
關於聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之重量平均分子量(Mw),就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,以標準聚苯乙烯換算計,較佳為100,000以上,更佳為130,000以上,進而較佳為150,000以上,進而更佳為170,000以上,尤佳為200,000以上,尤其更佳為230,000以上,尤其進而較佳為250,000以上,特佳為260,000以上。又,就易於提高該樹脂於溶劑中之溶解性,且易於提高光學膜之延伸性及加工性之觀點而言,聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之重量平均分子量較佳為1,000,000以下,更佳為800,000以下,進而較佳為700,000以下,進而更佳為500,000以下,尤佳為400,000以下,尤其更佳為350,000以下,尤其進而較佳為300,000以下。重量平均分子量例如可進行GPC(gel permeation chromatography,凝膠滲透層析儀)測定並利用標準聚苯乙烯換算而求出,例如可利用實施例中記載之方法算出。於聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之重量平均分子量(Mw)為上述上限以下之情形時,易於提高含有該樹脂之清漆之固形物成分,且易於降低清漆之黏度,其結果變得易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。又,變得易於維持耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。
於聚醯胺醯亞胺樹脂中,式(2)所示之結構單元之含量相對於式(1)所示之結構單元1莫耳而較佳為0.1莫耳以上,更佳為0.5莫耳以上,進而較佳為1.0莫耳以上,進而更佳為1.5莫耳以上,且較佳為6.0莫耳以下,更佳為5.0莫耳以下,進而較佳為4.5莫耳以下。若式(2)所示之結構單元之含量為上述下限以上,則易於提高光學膜之拉伸彈性模數及穿刺強度。又,若式(2)所示之結構單元之含量為上述上限以下,則易於抑制由於式(2)中之醯胺鍵間之氫鍵而導致的增黏,從而易於降低製造光學膜時之清漆之黏度,因此易於製造滿足數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。
於本發明之較佳之一實施方式中,光學膜中所含之聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂例如可含有能夠利用上述含氟取代基等而導入之氟原子等鹵素原子。於聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂含有鹵素原子之情形時,易於提高光學膜之拉伸彈性模數,且易於降低YI值。若光學膜之拉伸彈性模數較高,則易於抑制損傷及皺褶等之產生,且易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。又,若上述YI值較低,則易於提高該膜之透明性及視認性。鹵素原子較佳為氟原子。作為用於使聚醯亞胺系樹脂中含有氟原子之較佳之含氟取代基,例如可舉出氟基及三氟甲基。
聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂中之鹵素原子之含量分別以聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之質量為基準而較佳為1~40質量%,更佳為5~40質量%,進而較佳為5~30質量%。若鹵素原子之含量為上述下限以上,則更容易提高光學膜之拉伸彈性模數,且更容易降低YI值。其結果,易於提高耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。若鹵素原子之含量為上述上限以下,則易於合成。
聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺醯亞胺樹脂之醯亞胺化率較佳為90%以上,更佳為93%以上,進而較佳為96%以上。就易於提高光學膜之光學特性之觀點而言,醯亞胺化率較佳為上述下限以上。又,醯亞胺化率之上限為100%以下。醯亞胺化率表示聚醯亞胺系樹脂中之醯亞胺鍵之莫耳量相對於聚醯亞胺系樹脂中之源自四羧酸化合物之結構單元之莫耳量之2倍之值的比率。再者,於聚醯亞胺系樹脂含有三羧酸化合物之情形時,醯亞胺化率表示聚醯亞胺系樹脂中之醯亞胺鍵之莫耳量相對於聚醯亞胺系樹脂中之源自四羧酸化合物之結構單元之莫耳量之2倍之值與源自三羧酸化合物之結構單元之莫耳量之合計的比率。又,醯亞胺化率可藉由IR(infrared radiation,紅外線)法、NMR法等而求出。
本發明中,光學膜可含有聚醯胺系樹脂。本實施方式之聚醯胺系樹脂係以式(2)所示之重複結構單元為主之聚合物。聚醯胺系樹脂中之式(2)中之Z之較佳例及具體例與聚醯亞胺系樹脂中之Z之較佳例及具體例相同。上述聚醯胺系樹脂可包含Z不同之2種以上之式(2)所示之重複結構單元。
(樹脂之製造方法)
本發明之光學膜中所含之聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之製造方法並無特別限定。聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺前驅物樹脂例如可將四羧酸化合物及二胺化合物作為主要原料而製造,聚醯胺醯亞胺樹脂及聚醯胺醯亞胺前驅物樹脂例如可將四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物作為主要原料而製造,聚醯胺樹脂例如可將二胺化合物及二羧酸化合物作為主要原料而製造。
式(1)及式(30)所示之結構單元通常由二胺化合物與四羧酸化合物衍生。式(2)所示之結構單元通常由二胺化合物與二羧酸化合物衍生。式(31)所示之結構單元通常由二胺化合物與三羧酸化合物衍生。
作為樹脂之製造中所使用之二胺化合物,例如可舉出:脂肪族二胺、芳香族二胺及該等之混合物。再者,本實施方式中,「芳香族二胺」表示胺基直接鍵結於芳香環上之二胺,且可於其結構之一部分含有脂肪族基或其他取代基。該芳香環可為單環亦可為稠環,可例示苯環、萘環、蒽環及茀環等,但並不限定於該等。該等中,較佳可例示苯環。又,「脂肪族二胺」表示胺基直接鍵結於脂肪族基上之二胺,且可於其結構之一部分含有芳香環或其他取代基。
作為脂肪族二胺,例如可舉出:六亞甲基二胺等非環式脂肪族二胺;以及1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、降𦯉烷二胺及4,4'-二胺基二環己基甲烷等環式脂肪族二胺等。該等可單獨使用或組合2種以上而使用。
作為芳香族二胺,例如可舉出:對苯二胺、間苯二胺、2,4-甲苯二胺、間苯二甲胺、對苯二甲胺、1,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘等具有1個芳香環之芳香族二胺;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'-二胺基聯苯(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)茀、9,9-雙(4-胺基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)茀等具有2個以上之芳香環之芳香族二胺。該等可單獨使用或組合2種以上而使用。
芳香族二胺較佳為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'-二胺基聯苯(TFMB)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯,更佳為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'-二胺基聯苯(TFMB)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯。該等可單獨使用或組合2種以上而使用。
上述二胺化合物中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、透明性、柔軟性、耐彎曲性,且易於降低YI值之觀點而言,較佳為使用選自由具有聯苯結構之芳香族二胺所組成之群中之1種以上。更佳為使用選自由2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯及4,4'-二胺基二苯基醚所組成之群中之1種以上,進而更佳為使用2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯(TFMB)。
作為樹脂之製造中所使用之四羧酸化合物,可舉出:芳香族四羧酸二酐等芳香族四羧酸化合物;及脂肪族四羧酸二酐等脂肪族四羧酸化合物等。四羧酸化合物可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。四羧酸化合物除二酐以外,亦可為醯氯化合物等四羧酸化合物類似物。
作為芳香族四羧酸二酐之具體例,可舉出:非縮合多環式之芳香族四羧酸二酐、單環式之芳香族四羧酸二酐及縮合多環式之芳香族四羧酸二酐。作為非縮合多環式之芳香族四羧酸二酐,例如可舉出:4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、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(有時記載為BPDA)、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'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、4,4'-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。又,作為單環式之芳香族四羧酸二酐,例如可舉出1,2,4,5-苯四羧酸二酐,作為縮合多環式之芳香族四羧酸二酐,例如可舉出2,3,6,7-萘四羧酸二酐。
該等中,較佳可舉出4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、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'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐及4,4'-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐,更佳可舉出4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、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'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。該等可單獨使用或組合2種以上而使用。
作為脂肪族四羧酸二酐,可舉出環式或非環式之脂肪族四羧酸二酐。環式脂肪族四羧酸二酐係具有脂環式烴結構之四羧酸二酐,作為其具體例,可舉出: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;二環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二環己基-3,3',4,4'-四羧酸二酐及該等之位置異構物。該等可單獨使用或組合2種以上而使用。作為非環式脂肪族四羧酸二酐之具體例,可舉出1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及1,2,3,4-戊烷四羧酸二酐等,該等可單獨使用或組合2種以上而使用。又,亦可組合環式脂肪族四羧酸二酐及非環式脂肪族四羧酸二酐而使用。
上述四羧酸二酐中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度、表面硬度、透明性、柔軟性及耐彎曲性,且易於降低YI值之觀點而言,較佳為4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-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、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐、以及該等之混合物,更佳為3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐及4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐、以及該等之混合物,進而較佳為4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)及3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(BPDA)。
作為樹脂之合成中所使用之二羧酸化合物,可舉出芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸、以及該等類似之醯氯化合物、酸酐等,且可倂用2種以上。作為具體例,可舉出:對苯二甲酸;間苯二甲酸;2-甲氧基對苯二甲酸;2-甲基對苯二甲酸;2,5-雙(三氟甲基)對苯二甲酸;間苯二甲酸;2,5-二甲基對苯二甲酸;2,5-二甲氧基對苯二甲酸;萘二甲酸;4,4'-聯苯二甲酸;3,3'-聯苯二甲酸;2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-聯苯二甲酸;碳數8以下之鏈式烴之二羧酸化合物及2個苯甲酸藉由單鍵、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-或伸苯基連結而成之化合物、以及該等之醯氯化合物。該等二羧酸化合物中,就易於提高光學膜之拉伸彈性模數、穿刺強度及耐彎曲性之觀點而言,較佳為4,4'-氧雙苯甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲氧基對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2,5-二甲基對苯二甲酸、2,5-二甲氧基對苯二甲酸、2,5-雙(三氟甲基)對苯二甲酸、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-聯苯二甲酸及該等之醯氯,更佳為2-甲氧基對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2,5-二甲基對苯二甲醯氯(DMTPC)、2,5-二甲氧基對苯二甲醯氯(MOTPC)、2,5-雙(三氟甲基)對苯二甲醯氯(6FTPC)、對苯二甲醯氯(TPC)、間苯二甲醯氯,進而較佳為對苯二甲醯氯(TPC)、2-甲氧基對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2,5-二甲基對苯二甲醯氯(DMTPC)、2,5-二甲氧基對苯二甲醯氯(MOTPC),進而更佳為2-甲氧基對苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2,5-二甲基對苯二甲醯氯(DMTPC)及2,5-二甲氧基對苯二甲醯氯(MOTPC)。
再者,上述聚醯亞胺系樹脂可為於無損光學膜之各種物性之範圍內,除上述樹脂合成中所使用之四羧酸化合物以外,進而使其他四羧酸及三羧酸以及該等之酸酐及衍生物反應而成者。
作為其他四羧酸,可舉出上述四羧酸化合物之酸酐之水合物。
作為三羧酸化合物,可舉出芳香族三羧酸、脂肪族三羧酸及該等類似之醯氯化合物、酸酐等,且可組合2種以上而使用。作為具體例,可舉出:1,2,4-苯三甲酸之酸酐;1,3,5-苯三甲酸之醯氯化合物;2,3,6-萘三甲酸-2,3-酐;苯二甲酸酐與苯甲酸藉由單鍵、-O-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-或伸苯基連結而成之化合物。
於樹脂之製造中,二胺化合物、四羧酸化合物及/或二羧酸化合物之使用量可根據所需之樹脂之各結構單元之比率而適當選擇。
於樹脂之製造中,二胺化合物、四羧酸化合物及二羧酸化合物之反應溫度並無特別限定,例如為5~350℃,較佳為20~200℃,更佳為25~100℃。反應時間亦並無特別限定,例如為30分鐘~10小時左右。可視需要於惰性氛圍或減壓之條件下進行反應。於較佳態樣中,反應於常壓及/或惰性氣體氛圍下一面攪拌一面進行。又,反應較佳為於對反應為惰性之溶劑中進行。作為溶劑,只要不會對反應產生影響,則並無特別限定,例如可舉出:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇、丙二醇單甲醚等醇系溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮、甲基異丁基酮等酮系溶劑;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴溶劑;乙基環己烷等脂環式烴溶劑;甲苯、二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈系溶劑;四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚系溶劑;氯仿及氯苯等含氯溶劑;N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺系溶劑;二甲基碸、二甲基亞碸、環丁碸等含硫溶劑;碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等碳酸酯系溶劑;及該等之組合等。該等中,就溶解性之觀點而言,可適宜使用醯胺系溶劑。
於聚醯亞胺系樹脂之製造中之醯亞胺化步驟中,可於醯亞胺化觸媒之存在下進行醯亞胺化。作為醯亞胺化觸媒,例如可舉出:三丙基胺、二丁基丙基胺、乙基二丁基胺等脂肪族胺;N-乙基哌啶、N-丙基哌啶、N-丁基吡咯啶、N-丁基哌啶、及N-丙基六氫氮呯等脂環式胺(單環式);氮雜雙環[2.2.1]庚烷、氮雜雙環[3.2.1]辛烷、氮雜雙環[2.2.2]辛烷、及氮雜雙環[3.2.2]壬烷等脂環式胺(多環式);以及吡啶、2-甲基吡啶(2-picoline)、3-甲基吡啶(3-picoline)、4-甲基吡啶(4-picoline)、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、3,4-環戊烯并吡啶、5,6,7,8-四氫異喹啉、及異喹啉等芳香族胺。又,就易於促進醯亞胺化反應之觀點而言,較佳為與醯亞胺化觸媒一併使用酸酐。酸酐可舉出醯亞胺化反應中所使用之常用酸酐等,作為其具體例,可舉出:乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐等脂肪族酸酐;鄰苯二甲酸等芳香族酸酐等。
聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂可利用常用方法,例如過濾、濃縮、萃取、晶析、再結晶、管柱層析法等分離方法或該等組合而成之分離方法進行分離精製並單離,於較佳態樣中,可藉由在含有透明聚醯胺醯亞胺樹脂之反應液中加入大量甲醇等醇而使樹脂析出,並進行濃縮、過濾、乾燥等而單離。
<添加劑>
本發明之光學膜可進而含有添加劑。作為此種添加劑,例如可舉出:填料、紫外線吸收劑、增白劑、抗氧化劑、pH值調整劑及調平劑。
(填料)
本發明之光學膜可含有至少一種填料。作為填料,例如可舉出有機粒子、無機粒子等,較佳可舉出無機粒子。作為無機粒子,可舉出:二氧化矽、氧化鋯、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鍺、氧化銦、氧化錫、氧化銦錫、氧化銻、氧化鈰等金屬氧化物粒子;氟化鎂、氟化鈉等金屬氟化物粒子等;該等中,就易於提高光學膜之彈性模數及/或撕裂強度,且易於提高耐衝擊性之觀點而言,較佳可舉出二氧化矽粒子、氧化鋯粒子、氧化鋁粒子,更佳可舉出二氧化矽粒子。該等填料可單獨使用或組合2種以上而使用。
填料、較佳為二氧化矽粒子之平均一次粒徑為1 nm以上,更佳為5 nm以上,進而較佳為10 nm以上,進而更佳為15 nm以上,尤佳為20 nm以上,且較佳為100 nm以下,更佳為90 nm以下,進而較佳為80 nm以下,進而更佳為70 nm以下,尤佳為60 nm以下,尤其更佳為50 nm以下,尤其進而較佳為40 nm以下。若二氧化矽粒子之平均一次粒徑在上述範圍內,則易於抑制二氧化矽粒子之凝聚,從而易於提高所得之光學膜之光學特性。填料之平均一次粒徑可利用BET(Brunauer-Emmett-Teller,布厄特)法進行測定。再者,亦可利用穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡之圖像解析測定平均一次粒徑。
本發明之光學膜中之填料,例如無機粒子中之二氧化矽粒子之含量相對於光學膜之總質量而較佳為60質量%以下,更佳為50質量%以下,進而較佳為45質量%以下,進而更佳為40質量%以下,且較佳為0質量%以上。若填料之含量為上述上限以下,則易於提高所得之光學膜之彈性模數,且易於提高光學膜之光學特性。此處,光學膜之拉伸彈性模數有藉由提高二氧化矽粒子等填料之含量而變高之傾向,但於二氧化矽粒子等填料之含量過多之情形時,所得之光學膜難以滿足上述數式(1)~數式(3)。又,光學膜之穿刺強度容易下降。因此,於本發明之光學膜中,就提高光學膜之拉伸彈性模數之同時提高穿刺強度,且易於維持較高之廣角方向之視認性之觀點而言,較佳為使二氧化矽粒子之含量為上述上限以下。再者,本說明書中,所謂光學膜中之例如二氧化矽粒子之含量相對於光學膜之總質量而為上述上限以下,表示二氧化矽粒子之含量為0質量%,即不含有二氧化矽粒子,或即便含有亦為上述上限以下之量。
(紫外線吸收劑)
本發明之光學膜可進而含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑可自樹脂材料之領域中通常用作紫外線吸收劑者中適當選擇。紫外線吸收劑可含有吸收波長為400 nm以下之光之化合物。作為紫外線吸收劑,例如可舉出:三𠯤系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯并三唑系紫外線吸收劑、苯甲酸酯系紫外線吸收劑、及氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑、水楊酸酯系紫外線吸收劑等。該等可單獨使用,亦可倂用2種以上。藉由光學膜含有紫外線吸收劑而抑制樹脂之劣化,因此於將本發明之光學膜應用於顯示裝置等之情形時可提高視認性。本說明書中,「系化合物」係指帶有該「系化合物」之化合物之衍生物。例如,「二苯甲酮系化合物」係指具有作為母體骨架之二苯甲酮與鍵結於二苯甲酮之取代基之化合物。作為較佳之市售紫外線吸收劑,例如可舉出:Sumika Chemtex股份有限公司製造之Sumisorb(註冊商標) 340、ADEKA股份有限公司製造之Adekastab(註冊商標) LA-31、及BASF Japan股份有限公司製造之TINUVIN(註冊商標) 1577等。
於本發明之光學膜含有紫外線吸收劑之情形時,紫外線吸收劑之含量相對於光學膜中所含之聚醯胺醯亞胺系樹脂之質量100質量份而較佳為0.01~10質量份,更佳為1~8質量份,進而較佳為2~7質量份。若紫外線吸收劑之含量為上述下限以上,則易於提高紫外線吸收性。若紫外線吸收劑之含量為上述上限以下,則可抑制由於基材製造時之熱而導致紫外線吸收劑分解,從而易於提高光學特性,例如易於降低霧度。
本發明之光學膜之用途並無特別限定,可用於各種用途。本發明之光學膜可為單層,亦可為積層體,可將本發明之光學膜直接使用,亦可作為進而與其他膜之積層體而使用。本發明之光學膜具有優異之廣角方向之視認性,因此作為圖像顯示裝置等中之光學膜而有用。再者,於光學膜為積層體之情形時,包含積層於光學膜之單面或兩面之所有層在內稱為光學膜。
本發明之光學膜之用途並無特別限定,可用於各種用途。本發明之光學膜之廣角方向之視認性優異,因此作為圖像顯示裝置等中之光學膜而有用。尤其是本發明之光學膜作為圖像顯示裝置之前面板、尤其是可撓式顯示器之前面板(視窗膜)而有用。可撓式顯示器例如具有可撓式功能層與重疊於可撓式功能層而作為前面板發揮功能之上述光學膜。即,可撓式顯示器之前面板配置於可撓式功能層上之視認側。該前面板具有保護可撓式功能層之功能。
<光學膜之製造方法>
本發明之光學膜例如可利用包括以下步驟之方法進行製造,並無特別限定,即:
(a)製備含有上述樹脂且任意含有上述填料之液體(以下,有時記載為清漆)之步驟(清漆製備步驟),
(b)將清漆塗佈於基材而形成塗膜之步驟(塗佈步驟);及
(c)使塗佈之液體(塗膜)乾燥而形成光學膜之步驟(光學膜形成步驟)。
於清漆製備步驟中,藉由將上述樹脂溶解於溶劑,且視需要添加上述填料及其他添加劑並攪拌混合而製備清漆。
清漆之製備中所使用之溶劑只要可溶解上述樹脂,則並無特別限定。作為該溶劑,例如可舉出:N,N-二甲基乙醯胺(以下,有時簡稱為DMAc)、N,N-二甲基甲醯胺(以下,有時簡稱為DMF)等醯胺系溶劑;γ-丁內酯(以下,有時簡稱為GBL)、γ-戊內酯等內酯系溶劑;二甲基碸、二甲基亞碸、環丁碸等含硫溶劑;碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等碳酸酯系溶劑;及該等之組合。該等中,就易於製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜之觀點而言,清漆中所使用之溶劑較佳為醯胺系溶劑或內酯系溶劑。該等溶劑可單獨使用或組合兩種以上而使用。又,清漆中可含有水、醇系溶劑、酮系溶劑、非環狀酯系溶劑、醚系溶劑等。清漆之固形物成分濃度較佳為1~25質量%,更佳為5~20質量%。
於塗佈步驟中,利用公知之塗佈方法將清漆塗佈於基材上而形成塗膜。作為公知之塗佈方法,例如可舉出:線棒塗佈法;反向塗佈、凹版塗佈等輥塗法;模嘴塗佈法;卡馬(comma)塗佈法;模唇塗佈法;絲網塗佈法;噴注式塗佈法;流延成形法等。
於光學膜形成步驟中,藉由將塗膜乾燥(稱為第1乾燥)並自基材剝離後,將乾燥塗膜進一步乾燥(稱為第2乾燥或後烘烤處理)而形成光學膜。第1乾燥可視需要於惰性氛圍或減壓之條件下實施。第1乾燥例如較佳為於負壓之拉幅爐內等負壓條件下且於相對低溫花時間進行。雖原因不明,但若於負壓之條件下進行第一乾燥,則製作之光學膜之透射圖像清晰度值易於滿足數式(1)~數式(3),且易於提高光學膜之全光線透過率,易於降低霧度及YI。認為其原因在於,防止於第一乾燥之條件下自光學膜揮發而去除之溶劑於光學膜表面滯留,其結果,光學膜之表面變得均勻。此外,藉由在相對低溫花時間進行第1乾燥,光學膜之表面亦容易變得均勻,製作之光學膜之透射圖像清晰度值亦容易滿足數式(1)~數式(3)。又,抑制了乾燥時之樹脂之氧化劣化,因此易於提高光學膜之全光線透過率,易於降低霧度及YI。
此處,於對本發明之光學膜進行工業生產之情形時,與實驗室等級之製造環境相比,多數情況下實際之製造環境不利於提高廣角方向之視認性,其結果,有難以提高光學膜之廣角方向之視認性之情形。如上所述較佳為於負壓條件下且於相對低溫花時間進行第1乾燥,於實驗室等級下,進行第1乾燥時可於密閉之乾燥器內進行乾燥,因此相對難以產生外因所引起之光學膜表面之粗糙。相對於此,於對光學膜進行工業生產之情形時,例如於第1乾燥中需要對較大面積進行加熱,因此亦有加熱時使用送風裝置之情形。其結果,光學膜之表面狀態容易變得粗糙,而難以提高光學膜之廣角方向之視認性。
於利用加熱進行乾燥之情形時,尤其是對光學膜進行工業生產時考慮到如上述之外因,第1乾燥之溫度較佳為60~150℃,更佳為60~130℃,進而較佳為70~120℃。第1乾燥之時間較佳為5~60分鐘,更佳為10~40分鐘。尤其是對光學膜進行工業生產時考慮到如上述之外因,第1乾燥較佳為於3個階段以上之乾燥溫度條件下實施。多階段之條件可於各階段在相同或不同之溫度條件及/或乾燥時間下實施,例如可利用3~10個階段,較佳為3~8個階段進行乾燥。若於3個階段以上之多階段條件下實施第1乾燥,則製作之光學膜之透射圖像清晰度值易於滿足數式(1)~數式(3),從而廣角方向之視認性提高。於3個階段以上之多階段條件下之態樣中,較佳為第1乾燥之溫度分佈包含升溫及降溫。即,光學膜形成步驟中之第1乾燥條件較佳為溫度分佈包含升溫及降溫之3個階段以上之加熱溫度條件。作為此種溫度分佈,若舉4個階段之情形為例,則第1乾燥之溫度依序為70~90℃(第1溫度)、90~120℃(第2溫度)、80~120℃(第3溫度)及80~100℃(第4溫度)。此例中,第1乾燥之溫度自第1溫度向第2溫度升溫,然後自第2溫度向第3溫度降溫,進而自第3溫度降溫至第4溫度。此處,第1乾燥之時間於各階段中例如為5~15分鐘。第1乾燥較佳為以乾燥塗膜之溶劑殘存量相對於乾燥塗膜之質量而較佳為5~15質量%,更佳為6~12質量%之方式實施。若溶劑殘存量在上述範圍,則乾燥塗膜自基材之剝離性變得良好,製作之光學膜之透射圖像清晰度值易於滿足數式(1)~數式(3)。
第2乾燥之溫度較佳為150~300℃,更佳為180~250℃,進而較佳為180~230℃。第2乾燥之時間較佳為10~60分鐘,更佳為30~50分鐘。
第2乾燥能以單片式進行,但於工業生產之情形時,就製造效率之觀點而言,較佳為以卷對卷方式進行。單片式中,較佳為於沿面內方向均勻地伸長之狀態下進行乾燥。
卷對卷方式中,就所得之光學膜易於滿足數式(1)~數式(3)之觀點而言,較佳為於使乾燥塗膜沿搬送方向伸長之狀態下進行乾燥,搬送速度較佳為0.1~5 m/min,更佳為0.2~3 m/min,進而較佳為0.7~2.5 m/min。第2乾燥可於1個階段或多階段之條件下實施。多階段之條件較佳為可於各階段在自相同或不同之溫度條件、乾燥時間及熱風之風速中選擇之至少一種條件下實施,例如可利用3~10個階段、較佳為3~8個階段進行乾燥,就光學膜易於滿足數式(1)~數式(3)之範圍之觀點而言,較佳為於多階段之條件下實施。又,於各階段中,就製作之光學膜之透射圖像清晰度值易於滿足數式(1)~數式(3)之觀點而言,熱風之風速較佳為5~20 m/min,更佳為10~15 m/min,進而較佳為11~14 m/min。
於本發明之光學膜具備硬塗層之情形時,硬塗層例如能以如下方式形成:將硬化性組合物塗佈於光學膜之至少一面而形成塗膜,且對該塗膜照射高能量線而使塗膜硬化。
作為基材之例,若為金屬系,可舉出SUS(Steel Use Stainless,日本不鏽鋼標準)板,若為樹脂系,可舉出PET(polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)膜、PEN(polyethylene naphthelate,聚萘二甲酸乙二酯)膜、其他聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂膜、環烯烴系聚合物(COP)膜、丙烯酸系膜等,或者可舉出具有硬塗層之該等樹脂膜、玻璃基板等。其中,就平滑性、耐熱性優異之觀點及光學膜之透射圖像清晰度值易於滿足數式(1)~數式(3)之觀點而言,較佳為PET膜、COP膜、具有硬塗層之樹脂膜、SUS板、玻璃板等,進而就與光學膜之密接性及成本之觀點而言,更佳為SUS板、具有硬塗層之樹脂膜,進而較佳為SUS板、具有硬塗層之PET膜。
就易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之光學膜之觀點而言,較佳為利用如下製造方法進行上述光學膜形成步驟中之塗膜之乾燥,該製造方法包括:使塗膜乾燥至規定溶劑量後,剝離基材而獲得原料膜之步驟;及利用內部被分成複數個空間之拉幅爐對該原料膜進行加熱之加熱步驟。進而,於拉幅爐中,於至少一個空間以熱風處理方式進行加熱步驟,且於至少一個空間以輻射線處理方式進行加熱步驟。再者,拉幅爐係指將膜寬度方向之兩端固定而進行加熱之爐。再者,於本說明書中將包含拉幅爐之用於對原料膜加熱之加熱裝置亦稱為烘箱。又,拉幅爐內部之壓力較佳為調整成拉幅爐內相對於拉幅爐外之壓力而成為負壓。
參照圖式對本實施方式之光學膜之製造方法進行說明。圖4係模式性表示本發明之一實施方式中之光學膜之製造方法的較佳實施方式之步驟剖視圖。圖4中,至少含有聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂之原料膜44被搬入至拉幅爐100,於拉幅爐100內之加熱區域進行加熱,然後自拉幅爐100搬出。於本說明書中,將進行加熱步驟之前、以及雖然溶劑的量等存在經時變化但仍處於加熱步驟中或正在烘箱中搬送之膜稱為原料膜,將經過加熱步驟且自烘箱搬出之膜稱為光學膜。
原料膜44可自卷取原料膜的捲筒卷出而搬入至拉幅爐100內,亦可自緊接之上一步驟連續地搬入至拉幅爐內。圖5係模式性表示本發明之光學膜之製造方法中之加熱步驟的較佳實施方式之步驟剖視圖。如圖5所示,原料膜44較佳為以與膜之搬送方向(MD方向,亦稱為長度方向)垂直之方向(TD方向,亦稱為寬度方向)之膜之兩端被固定之狀態於拉幅爐內搬送。固定例如可利用固持裝置43進行。
兩端之固定可使用銷座(pin seat)、夾具(clip)及膜夾盤(film chuck)等通常於膜之製造裝置中使用之固持裝置而進行。要固定之兩端可利用所使用之固持裝置進行適當調整,較佳為於距膜端部為50 cm以內之距離處進行固定。如圖5所示,原料膜可一面由複數個固持裝置43固持其兩端一面進行搬送。設置於膜之一端之複數個固持裝置43較佳為鄰接之固持裝置間之距離為可抑制由於膜之晃動或因加熱引起之尺寸變化而導致破裂等缺陷之距離。鄰接之固持裝置間之距離較佳為1~50 mm,更佳為3~25 mm,進而較佳為5~10 mm。又,固持裝置較佳為以如下方式設置:於使與膜搬送軸正交之直線對齊膜之一端之任意之固持裝置之固持部中央時,該直線和膜之另一端之交點與最靠近該交點之固持裝置之固持部中央之距離較佳為3 mm以下,更佳為2 mm以下,進而較佳為1 mm以下。藉此,可減小向相對之膜兩端部各自施加之應力之差,因此可提高所得之光學膜之均質性。又,藉由在此種條件下一面使用固持裝置固定膜一面進行乾燥,從而抑制了膜之乾燥時之晃動,從而易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。
作為利用固持裝置固定膜之兩端之操作之例,可舉出如下方法:於搬入拉幅爐前或搬入拉幅爐後之適當時機,利用以於膜之寬度方向上相對向之方式設置之複數個膜夾盤固定膜之寬度方向之兩端。藉由該等操作,膜之晃動等得到抑制,從而可獲得厚度不均或損傷等缺陷得到充分抑制之光學膜。又,易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。膜兩端之固定只要於進行加熱步驟後在適當時機解除即可,可於拉幅爐內進行,亦可於自拉幅爐搬出之後進行。
加熱步驟中所使用之拉幅爐之膜搬送方向之全長通常為10~100 m,較佳為15~80 m,更佳為15~60 m。拉幅爐之內部可為1個空間,亦可被分成複數個空間,於本發明之實施方式中採用進行加熱步驟之拉幅爐內部被分成複數個空間者。上述空間可為能控制溫度條件、風速條件等之空間,亦可不具有間隔板等物理交界。於拉幅爐之內部被分成複數個空間之情形時,可與膜之搬送方向垂直或平行地分成複數個空間。空間之個數通常為2~20個,較佳為3~18個,更佳為4~15個,進而較佳為5~10個。不論拉幅爐之內部結構如何,可使拉幅爐整體成為加熱區域,亦可使內部之一部分成為加熱區域。參照圖4,可使區域40、41及42之3個全部成為加熱區域,亦可使該等中之1個,例如區域42成為加熱區域。
拉幅爐亦可使用複數個。此情形時之拉幅爐之個數並無特別限定,例如可設為2~12個。各拉幅爐之內部可為以上所述之結構。複數個拉幅爐能以膜不與外部大氣接觸地進行搬送之方式連續地設置。於使用複數個拉幅爐之情形時,可使所有拉幅爐成為加熱區域,亦可使一部分拉幅爐成為加熱區域。又,除拉幅爐以外,作為其他設備,亦可倂用烘箱。本說明書中,烘箱係指可對膜進行加熱之設備,包含加熱爐及乾燥爐。加熱爐可為使用熱風處理或輻射線處理之任一種之加熱爐,亦可為倂用該等之加熱爐。於倂用烘箱之情形時,烘箱之內部結構、使用之個數及進行加熱之條件只要在可獲得本發明之光學膜之範圍內進行適當調整即可,較佳為與本說明書中記載之拉幅爐相同。
關於拉幅爐內部之空氣之循環與排氣,於拉幅爐之內部被分成複數個空間之情形時較佳為於各空間進行,於拉幅爐有複數個之情形時較佳為於各拉幅爐中進行。就易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜之觀點而言,拉幅爐內部之壓力較佳為調整成拉幅爐內相對於拉幅爐外之壓力而成為負壓。拉幅爐內部之溫度較佳為可針對每個拉幅爐進行調整,於拉幅爐之內部被分成複數個空間之情形時較佳為可於各空間獨立地進行溫度調整。各個空間之溫度設定可相同亦可不同。其中,各個拉幅爐或空間之溫度較佳為滿足後述之溫度範圍。
進行加熱步驟之拉幅爐100於至少一個空間以熱風處理方式進行加熱步驟,且於至少一個空間以輻射線處理方式進行加熱步驟。關於加熱步驟,較佳為進行該步驟之所有空間以熱風處理方式進行。輻射線處理方式之加熱步驟可於與熱風處理方式不同之空間進行,較佳為與熱風處理方式倂用而進行加熱步驟。
熱風處理方式之加熱步驟可藉由將吹出熱風之噴嘴設置於拉幅爐內而進行。輻射線處理方式之加熱步驟可藉由將IR加熱器等設置於拉幅爐內且對膜照射輻射線而進行。
作為本發明之實施方式之一例,以下,自使用噴嘴之熱風處理方式起依序對於使用噴嘴之熱風處理方式及使用IR加熱器之輻射線處理方式進行說明。
參照圖4,進行加熱步驟之拉幅爐100於內部之上表面100a設有複數個上側噴嘴46,於內部之下表面100b設有複數個下側噴嘴47。上側噴嘴46與下側噴嘴47係以於上下方向上相對向之方式設置。關於噴嘴,例如可如圖4之區域42設置4對噴嘴(共8個),亦可如圖4之區域41設置10對噴嘴(共20個),可根據烘箱之結構而適當設置。關於相鄰噴嘴之間隔,就使拉幅爐之結構簡化且對原料膜均勻加熱之觀點、及易於製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜之觀點而言,較佳為0.1~1 m,更佳為0.1~0.5 m,進而較佳為0.1~0.3 m。
於拉幅爐之內部劃分成複數個區間之情形時,設於各空間之熱風吹出用噴嘴之個數通常可為5~30個。就易於製造滿足上述數式之本發明之光學膜之觀點而言,噴嘴之個數較佳為8~20個。若噴嘴個數在上述範圍,則有漂浮之膜之曲率不易變得過大之傾向,且有膜容易於噴嘴之間浮起,即容易漂浮之傾向。
設於拉幅爐100之上表面100a之上側噴嘴46於下部具有吹出口,可向下方(箭頭B方向)吹出熱風。另一方面,分別設於拉幅爐100之下表面之下側噴嘴47於上部具有吹出口,可向上方(箭頭C方向)吹出熱風。再者,雖未示於圖4,但上側噴嘴46及下側噴嘴47於與圖4之紙面垂直之方向上具有規定尺寸之深度,以便可於寬度方向上對原料膜均勻加熱。此處,亦考慮將噴嘴之朝向設定為相對於膜面為橫向,於此情形時,雖原因不明,但難以製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜。
於本實施方式之光學膜之製造方法中,來自設於加熱區域之所有上側噴嘴46及所有下側噴嘴47之吹出口處之熱風的吹出風速較佳為2~25 m/秒。就易於製造滿足上述式之本發明之光學膜,且易於提高光學膜之光學均勻性之觀點而言,吹出風速更佳為2~23 m/秒,進而較佳為8~20 m/秒。又,就相同觀點而言,於沿著原料膜寬度方向之噴嘴之長度之每1 m,來自噴嘴46或47之每一個之吹出口之吹出風量較佳為0.1~3 m3
/秒,更佳為0.1~2.5 m3
/秒,進而較佳為0.2~2 m3
/秒。
若於上述條件下進行加熱步驟,則易於製造滿足上述數式之本發明之光學膜,且由於均勻地進行加熱,故而膜中殘留之溶劑量之偏差變小,從而易於獲得彈性模數於膜整面更均勻之光學膜。因此,不易於膜整面產生彎曲性之偏差,從而可抑制因於膜面之彎曲性差異而產生破損。
於拉幅爐內,原料膜44自室溫被加熱至讓原料膜中所含之溶劑蒸發之溫度,由於利用固持裝置43以原料膜之寬度方向之長度幾乎不變之方式進行保持,故而有因熱膨脹而容易下垂之傾向。若吹出風速及吹出風量在上述範圍,則可充分對原料膜44進行加熱,且可抑制原料膜44之下垂或晃動。
熱風之吹出風速可使用市售之熱式風速計於噴嘴46、47之熱風吹出口處進行測定。又,自吹出口之吹出風量可利用吹出風速與吹出口之面積之乘積而求出。再者,就測定精度之觀點而言,熱風之吹出風速較佳為於各噴嘴之吹出口測定10處左右,取其平均值。
熱風之吹出風速及吹出風量可根據要製造之光學膜之物性(光學特性、機械物性等)而適當調整,較佳為於任一形態中均在上述範圍內。藉此,易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜,且易於提高該光學膜之耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。加熱區域更佳為於所有加熱區域中吹出風速為25 m/秒以下且吹出風量為2 m3
/秒以下。
本實施方式中,於拉幅爐100內未導入原料膜44之狀態下,應保持原料膜44之位置之熱風之風速較佳為5 m/秒以下,更佳為至少於加熱區域中為此種風速。藉由使用此種熱風對原料膜44進行加熱,易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜,且易於提高該光學膜之耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。
於加熱區域中,各個噴嘴46、47之吹出口處之熱風之吹出風速於寬度方向(與圖4之紙面垂直之方向)上的最大值與最小值之差較佳為4 m/秒以下。藉由如上所述使用寬度方向上風速之偏差較少之熱風,而易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜,且易於提高該光學膜之耐彎曲性試驗後之廣角方向之視認性。
本實施方式中,關於吹送至膜之熱風之風速,較佳為剛搬入烘箱後之風速大於烘箱內之其他搬送路徑之風速。於烘箱之內部未被分隔成複數個之情形時,剛搬入烘箱後(以下,稱為「搬送路徑1」)係指距烘箱搬入口未達烘箱長度(自烘箱之搬入口至搬出口之長度)之1/10之距離。於烘箱之內部被分成複數個空間之情形時,搬送路徑1係指膜最初通過之空間。於使用複數個烘箱之情形時,可根據最初使用之烘箱之內部結構而與之前的記載同樣地設定,亦可將最初通過之烘箱內之風速設定為大於第2個以後之烘箱內之風速。
所謂其他搬送路徑,於烘箱之內部未被分隔成複數個之情形時係指位於距烘箱搬入口為烘箱長度之1/10以後之搬送路徑部。於烘箱之內部被分成複數個空間之情形時係指膜通過之第2個以後之任意空間。於使用複數個烘箱之情形時,可根據最初使用之烘箱之內部結構而與之前的記載同樣地設定,亦可將第2個以後之烘箱中之任意烘箱內之風速設定為小於最初通過之烘箱內之風速。
搬送路徑1之風速與烘箱內之其他搬送路徑之風速的差較佳為0.1~15 m/秒之範圍。上述風速之差更佳為0.2 m/秒以上,又,更佳為12 m/秒以下,進而較佳為8 m/秒以下,進而更佳為5 m/秒以下,尤佳為3 m/秒以下。若以風速之差成為上述範圍之方式使剛搬入烘箱後之風速大於烘箱內之其他搬送路徑之風速,則有可更高效率地去除膜中之溶劑之傾向。若風速之差過大,則有因風速差而使膜產生晃動之情形,從而有難以製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜之情形。又,有成為所得之光學膜之表面形狀之缺陷或相位差等光學特性之偏差之原因的可能性。
搬送路徑1之風速與烘箱內之其他搬送路徑之風速的差可作為熱風自設置於搬送路徑1之噴嘴之吹出風速與熱風自設置於其他搬送路徑之噴嘴之吹出風速的差而求出。於吹送至膜之熱風之風速與熱風自噴嘴之吹出風速存在2 m/秒以上之差之情形時,亦可作為搬送路徑1及其他搬送路徑各自中之膜附近之熱風之風速的差而求出。
其他搬送路徑較佳為位於搬送路徑1之後的下一搬送路徑(以下,稱為「搬送路徑2」)。於烘箱之內部未被分隔成複數個場合,搬送路徑2係指位於距烘箱搬入口為烘箱長度之2/10之搬送路徑部。於烘箱之內部被分成複數個空間之情形時,搬送路徑2係指膜通過之第2個空間。於使用複數個烘箱之情形時,可根據最初使用之烘箱之內部結構而與之前的記載同樣地設定,亦可將第2個烘箱之風速設定為小於最初通過之烘箱之風速。
於搬送路徑1與搬送路徑2之風速之差如上述般設定之情形時,搬送路徑2以後之搬送路徑之風速只要在上述熱風之吹出風速之範圍內即可。搬送路徑2以後之搬送路徑之風速較佳為與搬送路徑1或搬送路徑2各自之風速有0.1~12 m/秒之風速差,更佳為有0.2~8 m/秒之風速差。若為此種範圍之風速差,則可抑制風速差所引起之膜晃動,從而有易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜,且易於將所得之光學膜之重量減少率調整為所需範圍之傾向。
關於上述風速之差,於烘箱之內部未被分成複數個空間之情形時,只要藉由調整設置噴嘴之位置、噴嘴之熱風之吹出速度及風量、烘箱內之氣流之流動等來調整即可。於烘箱之內部被分成複數個空間之情形時,只要在最初之空間與其以後之空間,藉由調整設置噴嘴之位置、噴嘴之熱風之吹出速度及風量、烘箱內之氣流之流動等來調整即可。於使用複數個烘箱之情形時,可根據最初之烘箱之結構而與之前的記載同樣地進行,或者以使最初之烘箱與第2個以後之烘箱內風速不同之方式對設置噴嘴之位置、噴嘴之熱風之吹出速度及風量、烘箱內之氣流等進行設定即可。
於拉幅爐100中之加熱區域,相互對向之上側噴嘴46與下側噴嘴47之間隔L(最短距離)較佳為150 mm以上,更佳為150~600 mm,進而較佳為150~400 mm。藉由以此種間隔L配置上側噴嘴與下側噴嘴,可更確實地抑制各步驟中之膜晃動,從而易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。
又,設於加熱區域之各個噴嘴46、47之吹出口處之熱風於寬度方向(與圖4之紙面垂直之方向)上之最高溫度與最低溫度的差(ΔT)較佳為均為2℃以下,更佳為均為1℃以下。藉由如上所述使用寬度方向上之溫度差足夠小之熱風對膜進行加熱,而易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。再者,熱風之溫度較佳為150~400℃,更佳為150~300℃,進而較佳為150~250℃。
作為光學膜之製造方法中可使用之噴嘴,可使用通常於膜之製造裝置中所使用之噴嘴,作為其例,可舉出:具有沿原料膜之寬度方向延伸之狹縫狀吹出口之噴嘴作為噴射噴嘴(亦稱為狹縫噴嘴);及具有於原料膜之搬送方向及原料膜之寬度方向上分別配置有複數個開口之吹出口之噴嘴作為沖孔噴嘴(亦稱為多孔噴嘴)。
噴嘴係設於拉幅爐100內之上表面100a且向下朝膜吹出熱風之結構、以及設於拉幅爐100內之下表面100b且向上朝膜吹出熱風之結構。
噴射噴嘴具有沿膜之寬度方向延伸之狹縫作為熱風之吹出口。狹縫之狹縫寬度較佳為5 mm以上,更佳為5~20 mm。藉由將狹縫寬度設為5 mm以上,可進一步提高所得之光學膜之光學均勻性。再者,噴射噴嘴每一個之吹出口之面積可利用噴射噴嘴之噴嘴之寬度方向之長度與狹縫寬度之乘積而求出。該噴嘴每一個之吹出口之面積與吹出風速之乘積成為每一個噴嘴之熱風之吹出風量。藉由將該熱風之吹出風量除以沿膜寬度方向之狹縫之長度,可求出沿膜寬度方向之噴嘴之長度每1 m之熱風吹出風量。
沖孔噴嘴可為與其長度方向垂直之截面具有長方形之形狀者,或為朝向與原料膜44對向之面呈逐漸擴大狀之梯形形狀。沖孔噴嘴於與膜相對向之面即下側之面具有複數個開口(例如圓形之開口)。沖孔噴嘴之熱風之吹出口由設於吹出面之複數個開口構成。複數個開口為熱風之吹出口,熱風自開口以規定風速吹出。開口於膜之長度方向上配置有複數個,於寬度方向上亦配置有複數個。開口例如可配置成錯位狀。
沖孔噴嘴每一個之吹出口之面積可利用設於一個沖孔噴嘴之所有開口之面積之和而求出。該噴嘴每一個之吹出口之面積與吹出風速之乘積成為每一個噴嘴之熱風之吹出風量。藉由將該熱風之吹出風量除以沿膜寬度方向之狹縫之長度,可求出沿膜寬度方向之噴嘴之長度每1 m之熱風吹出風量。
於使用沖孔噴嘴之情形時,噴嘴之吹出口處之熱風於寬度方向上之最大吹出風速與最小吹出風速的差可作為自設於同一噴嘴上之複數個開口吹出之熱風之最大吹出速度與最小吹出速度之差而求出。噴嘴之吹出口處之熱風於寬度方向上之最高溫度與最低溫度的差亦可同樣地求出。
若設於拉幅爐100內之噴嘴全部為沖孔噴嘴,則可增大拉幅爐100整體中之熱風吹出口之面積之合計。因此,可減小熱風對膜施加之風壓,從而可進一步減小膜之晃動。藉此,易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。於拉幅爐內或加熱區域內,原料膜44自室溫被加熱至讓原料膜中所含之溶劑蒸發之溫度,由於利用固持裝置43以原料膜44之寬度方向之長度幾乎不變之方式進行保持,故而有因熱膨脹而容易下垂之傾向。藉由在加熱區域使用沖孔噴嘴,可進一步抑制原料膜44之下垂、晃動,從而易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。
關於設於沖孔噴嘴之面之開口之各尺寸及個數,可於使各開口處之熱風之吹出風速為2~25 m/秒,且自各噴嘴之吹出風量於沿膜寬度方向之噴嘴之長度每1 m而為0.1~3 m3
/秒之範圍內進行適當調整。
就使自沖孔噴嘴之各開口之吹出風速更均勻之觀點而言,開口之形狀較佳為圓形。於此情形時,開口之直徑較佳為2~10 mm,更佳為3~8 mm。
於使用沖孔噴嘴之情形時,噴嘴每一個之面之膜搬送方向之長度較佳為50~300 mm。進而,與鄰接之沖孔噴嘴之間隔較佳為0.3 m以下。又,沖孔噴嘴之開口之面積之總和(吹出口之面積)相對於沖孔噴嘴之膜寬度方向之長度的比(沖孔噴嘴之開口之面積之總和(m2
)/沖孔噴嘴之膜寬度方向之長度(m))較佳為0.008 m以上。
藉由使用此種沖孔噴嘴,可增大熱風之吹出口之面積。藉此,可充分降低熱風之風速,且能以充分風量吹出熱風,從而可更均勻地對膜進行加熱。其結果,易於製造滿足上述數式(1)~數式(3)之本發明之光學膜。
進行加熱步驟之拉幅爐100於內部之上表面100a或內部之下表面100b,與噴嘴同樣地設有IR加熱器,且可設置成於上下方向上相對向。又,IR加熱器可設有複數個。作為IR加熱器,使用通常於膜之製造裝置中所使用之IR加熱器即可。
作為對膜照射之輻射線,較佳為波長為3~7 μm之熱線。又,於輻射線處理方式中,只要進行加熱步驟之空間之溫度在上述溫度範圍內,則亦可對原料膜照射溫度較空間之溫度高30℃以上之輻射線。
本發明之實施方式中,較佳為於進行加熱步驟之拉幅爐100中倂用上述噴嘴(熱風處理方式)與IR加熱器(輻射線處理方式)。於此情形時,只要在相鄰噴嘴之間或噴嘴與拉幅爐之內部壁(亦包含分隔空間之壁)之間設置IR加熱器即可。
於此情形時,只要進行加熱步驟之空間之溫度在上述溫度範圍內即可,於輻射線處理方式中,亦可對膜照射溫度高於空間之溫度之輻射線。輻射線之溫度例如可為較空間之溫度高30℃以上之溫度,亦可為高150℃以上之溫度。此處,輻射線之溫度係指例如IR加熱器之設定溫度之類於釋放輻射熱之設備中設定之溫度。輻射線之溫度與對膜照射之輻射線之溫度的差較佳為5℃以下,更佳為3℃以下,進而較佳為1℃以下。
若於拉幅爐100中,倂用噴嘴(熱風處理方式)與IR加熱器(輻射線處理方式),則即便對原料膜照射溫度較加熱區域或拉幅爐內之溫度(氛圍之溫度)高之輻射線,亦可一面抑制加熱區域或拉幅爐內之溫度變得過高一面進行加熱步驟。
倂用熱風處理方式與輻射線處理方式之加熱步驟較佳為於拉幅爐內之進行加熱步驟之複數個空間中,在自原料膜最初通過之空間至位於拉幅爐之全長之中間左右的空間之間進行。藉此,不僅可縮短加熱步驟所需之時間,且可製造面內相位差之均勻性更優異之光學膜。
加熱步驟較佳為於150~350℃之範圍進行。本發明之實施方式中,若加熱步驟在該溫度範圍,則有原料膜易於調整成後述之重量減少率M之傾向。該溫度範圍更佳為170℃以上,進而較佳為180℃以上,且更佳為300℃以下,進而較佳為250℃以下,尤佳為230℃以下。若加熱步驟之溫度處於上述範圍,則易於將所得之光學膜之YI值調整於上述較佳範圍內。又,進行加熱步驟之空間之溫度更佳為170℃以上,進而較佳為180℃以上。進行加熱步驟之拉幅爐內之溫度只要使加熱區域在上述範圍即可。於有複數個拉幅爐之情形及拉幅爐內被分成複數個空間之情形時可適當調整,但較佳為所有拉幅爐或空間處於上述範圍內。
拉幅爐100內之原料膜44之移動速度通常可於0.1~50 m/min之範圍內進行適當調整。上述移動速度之上限較佳為20 m/min,更佳為15 m/min。上述移動速度之下限較佳為0.2 m/min,更佳為0.5 m/min,進而較佳為0.7 m/min,尤佳為0.8 m/min。若移動速度較快,則為了確保所需之乾燥時間而導致拉幅爐長度變長,從而有設備變大之傾向。本發明之實施方式中,若拉幅爐100內之原料膜44之移動速度在上述範圍,則有原料膜易於調整成後述之重量減少率M之傾向。又,易於製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜。
加熱步驟之處理時間通常為60秒~2小時,較佳為10分鐘~1小時。處理時間只要考慮到上述拉幅爐之溫度、移動速度、熱風之風速及風量等條件而適當調整即可。
於本發明之一實施方式中,光學膜之製造方法可於加熱步驟中進行改變膜寬度之操作或保持膜寬度而進行搬送之操作。作為改變膜寬度之操作之例,可舉出使膜於寬度方向上延伸之操作。延伸倍率較佳為0.7~1.5倍,更佳為0.8~1.4倍,進而較佳為0.8~1.3倍。作為保持膜寬度而進行搬送之操作之例,可舉出以使膜之寬度方向之長度幾乎不變之方式進行保持之操作。經過該等操作所得之光學膜可成為相對於原料膜之寬度方向之長度而為0.7~1.5倍左右之長度,可為自原料膜之寬度方向之長度進行延伸、與其等倍或收縮之長度。延伸倍率係作為延伸後之膜之寬度(除固持部分以外)相對於除固持部分以外之膜之寬度的比而求出。
再者,於圖5中,以實線表示於使膜之寬度方向延伸之操作中延伸倍率超過1倍之情形,以虛線表示延伸倍率為等倍或未達1倍之情形。
將經過加熱步驟之光學膜自拉幅爐搬出之後,可連續地供給至下一步驟,亦可卷取成卷狀後供給至下一步驟。於將光學膜卷取成捲筒之情形時,可積層表面保護膜及其他光學膜等其他膜後進行卷取。作為積層於光學膜之表面保護膜,可使用與後述之積層於原料膜之表面保護膜相同者。積層於光學膜之表面保護膜之厚度通常為10~100 μm,較佳為10~80 μm。
<原料膜>
供給至上述加熱步驟之原料膜至少含有聚醯亞胺系樹脂及/或聚醯胺系樹脂。原料膜較佳為含有與於後述之原料膜形成中所使用之清漆中所含之成分相同之成分,但為了能夠產生成分之結構變化、溶劑之一部分之蒸發,亦可不同。原料膜只要為自支撐膜即可,亦可為凝膠膜。
就易於製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜之觀點而言,原料膜不論是否含有無機材料,均較佳為自上述清漆去除溶劑之一部分以使其藉由熱重量-示差熱測定(以下,有時稱為「TG-DTA測定」)而求出之自120℃至250℃之重量減少率M較佳為1~40%程度,更佳為3~20%,進而較佳為5~15%,尤佳為5~12%。原料膜之重量減少率M可使用市售之TG-DTA之測定裝置利用以下之方法進行測定。作為TG-DTA之測定裝置,可使用Hitachi High-Tech Science公司製造之TG/DTA6300。
首先,自原料膜取得約20 mg之試樣,於如下條件下一面對試樣加熱一面測定試樣之重量變化:以10℃/min之升溫速度自室溫升溫至120℃,且於120℃保持5分鐘之後,以10℃/min之升溫速度升溫至400℃。然後,根據TG-DTA測定之結果,利用下述式算出自120℃至250℃之重量減少率M(%)即可。下述式中,W0
表示於120℃保持5分鐘後之試樣之重量,W1
表示於250℃之試樣之重量。
M(%)=100-(W1
/W0
)×100
若原料膜之重量減少率M大到某種程度,則於將原料膜卷取為與基材或表面保護膜之積層體時,可抑制積層體之彎折等變形,從而有改善積層體之卷取性之傾向。又,變得容易製造滿足數式(1)~數式(3)之光學膜。
若原料膜之重量減少率M小到某種程度,則於將原料膜作為與基材或表面保護膜之積層體而卷取時,有原料膜不易貼附於基材或表面保護膜之傾向。因此,可維持原料膜之均勻之透明性,且容易將積層體自捲筒巻出。
原料膜可藉由對上述塗膜進行乾燥並自基材剝離而形成。塗膜之乾燥通常可於50~350℃之溫度下進行。視需要可於惰性氛圍或減壓之條件下進行塗膜之乾燥。可將以上述方式獲得之原料膜供給至上述加熱步驟而製造本發明之光學膜。原料膜可連續地搬送而供給至加熱步驟,亦可先卷取後再供給。
<功能層>
可於本發明之光學膜之至少一面積層1層以上之功能層。作為功能層,例如可舉出:紫外線吸收層、硬塗層、底塗層、阻氣層、黏著層、色相調整層、折射率調整層等。功能層可單獨使用或組合兩種以上而使用。
(紫外線吸收層)
紫外線吸收層係具有紫外線吸收功能之層,例如包含選自紫外線硬化型透明樹脂、電子束硬化型透明樹脂及熱硬化型透明樹脂中之主材、以及分散於該主材中之紫外線吸收劑。
(硬塗層)
硬塗層為如下層,即,例如可使含有能夠藉由照射活性能量線或賦予熱能而形成交聯結構之反應性材料之硬塗形成用組合物(以下,亦稱為「硬塗組合物」)硬化而形成,較佳為可藉由照射活性能量線而形成之層。活性能量線定義為可將會產生活性種之化合物分解而產生活性種之能量線,可舉出可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線及電子束等,較佳可舉出紫外線。上述硬塗組合物含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物。硬塗層之厚度並無特別限定,就易於防止硬塗層或硬塗層與光學膜之界面處之破裂之觀點而言,較佳為2~50 μm,更佳為2~40 μm,進而較佳為3~20 μm,進而更佳為3~15 μm。若上述硬塗層之厚度處於上述範圍,則可確保充分之耐擦傷性,又,有耐彎曲性不易下降,且不易產生由於硬化收縮而發生捲縮之問題之傾向。
於硬塗層形成步驟中,對塗膜照射高能量線(例如活性能量線),使塗膜硬化而形成硬塗層。照射強度係根據硬化性組合物之組成而適當決定,並無特別限定,較佳為進行對聚合起始劑之活化有效之波長區域之照射。照射強度較佳為0.1~6,000 mW/cm2
,更佳為10~1,000 mW/cm2
,進而較佳為20~500 mW/cm2
。若照射強度在上述範圍內,則可確保恰當之反應時間,且可抑制由於自光源輻射之熱及硬化反應時之放熱而導致樹脂黃變、劣化。照射時間只要根據硬化性組合物之組成而適當選擇即可,並無特別限制,以如下方式進行設定:使以上述照射強度與照射時間之乘積表示之累計光量較佳為10~10,000 mJ/cm2
,更佳為50~1,000 mJ/cm2
,進而較佳為80~500 mJ/cm2
。若累計光量在上述範圍內,則可產生足夠量之源自聚合起始劑之活性種,從而使硬化反應更確實地進行,又,照射時間不會變得過長,從而可維持良好之生產性。又,藉由經過於該範圍內之照射步驟,可進一步提高硬塗層之硬度,因而有用。就提高硬塗層之平滑性,而進一步提高光學膜之廣角方向之視認性之觀點而言,可舉出:溶劑之種類、成分比、固形物成分濃度之最佳化及調平劑之添加等。
上述自由基聚合性化合物為具有自由基聚合性基之化合物。作為上述自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基,只要為可發生自由基聚合反應之官能基即可,可舉出含有碳-碳不飽和雙鍵之基等,具體而言,可舉出:乙烯基、(甲基)丙烯醯基等。再者,於上述自由基聚合性化合物具有2個以上之自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基相互可相同亦可不同。就提高硬塗層之硬度之方面而言,上述自由基聚合性化合物於1分子中所具有之自由基聚合性基之數較佳為2以上。作為上述自由基聚合性化合物,就反應性高之方面而言,較佳可舉出具有(甲基)丙烯醯基之化合物,具體而言,可舉出於1分子中具有2~6個(甲基)丙烯醯基之稱為多官能丙烯酸酯單體的化合物,或稱為環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯之於分子內具有數個(甲基)丙烯醯基且分子量為數百至數千之低聚物,較佳可舉出選自環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及聚酯(甲基)丙烯酸酯中之1種以上。
上述陽離子聚合性化合物係具有環氧基、氧雜環丁基、乙烯醚基等陽離子聚合性基之化合物。就提高硬塗層之硬度之方面而言,上述陽離子聚合性化合物於1分子中具有之陽離子聚合性基之數較佳為2以上,更佳為3以上。
又,作為上述陽離子聚合性化合物,其中,較佳為具有環氧基及氧雜環丁基之至少一種作為陽離子聚合性基之化合物。就聚合反應所伴隨之收縮較小之方面而言,較佳為環氧基、氧雜環丁基等環狀醚基。又,具有環狀醚基中之環氧基之化合物有如下優點:易於獲得各種結構之化合物,不會對所得之硬塗層之耐久性產生不良影響,與自由基聚合性化合物之相容性亦容易控制。又,環狀醚基中之氧雜環丁基有如下優點:與環氧基相比,聚合度易於變高,從而加快所得之硬塗層之由陽離子聚合性化合物獲得之網路的形成速度,且於與自由基聚合性化合物混合存在之區域亦不會於膜中殘留未反應之單體而形成獨立之網路等。
作為具有環氧基之陽離子聚合性化合物,例如可舉出:藉由利用過氧化氫、過酸等適當氧化劑使具有脂環族環之多元醇之聚縮水甘油醚或含環己烯環、環戊烯環之化合物進行環氧化而獲得的脂環族環氧樹脂;脂肪族多元醇或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚,脂肪族長鏈多元酸之聚縮水甘油酯,(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之均聚物、共聚物等脂肪族環氧樹脂;藉由雙酚A、雙酚F或氫化雙酚A等雙酚類、或者該等之環氧烷加成體、己內酯加成體等衍生物與表氯醇之反應而製造的縮水甘油醚,及酚醛清漆環氧樹脂等且為自雙酚類衍生之縮水甘油醚型環氧樹脂等。
上述硬塗組合物可進而含有聚合起始劑。作為聚合起始劑,可舉出自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,可適當選擇而使用。該等聚合起始劑藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而進行自由基聚合與陽離子聚合。
自由基聚合起始劑只要可藉由活性能量線照射及加熱之至少任一種而釋出使自由基聚合開始之物質即可。例如,作為熱自由基聚合起始劑,可舉出:過氧化氫、過苯甲酸等有機過氧化物、偶氮二異丁腈等偶氮化合物等。
作為活性能量線自由基聚合起始劑,有藉由分子之分解而生成自由基之Type1型自由基聚合起始劑、以及與三級胺共存而藉由奪氫型反應生成自由基之Type2型自由基聚合起始劑,該等可單獨使用或倂用。
陽離子聚合起始劑只要可藉由活性能量線照射及加熱之至少任一種而釋出使陽離子聚合開始之物質即可。作為陽離子聚合起始劑,可使用芳香族錪鹽、芳香族鋶鹽、環戊二烯基鐵(II)錯合物等。該等根據結構之不同而可藉由活性能量線照射或加熱之任一種開始陽離子聚合或藉由兩種均可開始陽離子聚合。
可含有相對於上述硬塗組合物整體100質量%而較佳為0.1~10質量%之上述聚合起始劑。若上述聚合起始劑之含量處於上述範圍,則可使硬化充分地進行,而可使最終獲得之塗膜之機械物性、密接力在良好之範圍,又,有不易由於硬化收縮而產生接著力不良、破裂現象及捲縮現象之傾向。
上述硬塗組合物可進而含有選自由溶劑及添加劑所組成之群中之一種以上。
上述溶劑係可使上述聚合性化合物及聚合起始劑溶解或分散者,只要為作為本技術領域之硬塗組合物之溶劑周知之溶劑,便可於不妨礙本發明之效果之範圍內使用。
上述添加劑可進而包含無機粒子、調平劑、穩定劑、界面活性劑、抗靜電劑、潤滑劑、防污劑等。
(黏著層)
黏著層係具有黏著性之功能之層,具有使光學膜接著於其他構件之功能。作為黏著層之形成材料,可使用通常所知者。例如,可使用熱硬化性樹脂組合物或光硬化性樹脂組合物。於此情形時,藉由事後供給能量,可使樹脂組合物高分子化而硬化。
黏著層亦可為被稱為感壓型接著劑(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)之藉由按壓而貼合於對象物之層。感壓型接著劑可為作為「於常溫下具有黏著性,且以較輕之壓力便接著於被接著材之物質」(JIS K6800)之黏著劑,亦可為「於保護覆膜(微膠囊)內含特定成分,且直至藉由適當之手段(壓力、熱等)破壞覆膜之前可保持穩定性之接著劑」(JIS K6800)即膠囊型接著劑。
(色相調整層)
色相調整層係具有色相調整功能之層,且為可將包含光學膜之積層體調整成目標色相之層。色相調整層例如為含有樹脂及著色劑之層。作為該著色劑,例如可舉出:氧化鈦、氧化鋅、紅丹、氧鈦系煅燒顏料、群青、鋁酸鈷、及碳黑等無機顏料;偶氮系化合物、喹吖啶酮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、異吲哚酮系化合物、酞菁系化合物、喹酞酮系化合物、士林(threne)系化合物、及吡咯并吡咯二酮系化合物等有機顏料;硫酸鋇、及碳酸鈣等體質顏料;以及鹼性染料、酸性染料、及媒染染料等染料。
(折射率調整層)
折射率調整層係具有折射率調整功能之層,且例如為具有與光學膜不同之折射率,可對光學積層體賦予規定折射率之層。折射率調整層例如可為含有適當選擇之樹脂及視需要進而含有顏料之樹脂層,亦可為金屬之薄膜。作為調整折射率之顏料,例如可舉出:氧化矽、氧化鋁、氧化銻、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯及氧化鉭。該顏料之平均一次粒徑可為0.1 μm以下。藉由將顏料之平均一次粒徑設為0.1 μm以下,可防止透過折射率調整層之光之漫反射,且防止透明度之下降。作為折射率調整層中所使用之金屬,例如可舉出:氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯、氧化鋅、氧化錫、氧化矽、氧化銦、氮氧化鈦、氮化鈦、氮氧化矽、氮化矽等金屬氧化物或金屬氮化物。
(保護膜)
於本發明之一實施態樣中,光學膜可於至少一面(單面或兩面)具有保護膜。例如於光學膜之單面具有功能層之情形時,保護膜可積層於光學膜側之表面或功能層側之表面,亦可積層於光學膜側與功能層側之兩方。於光學膜之兩面具有功能層之情形時,保護膜可積層於單面之功能層側之表面,亦可積層於兩面之功能層側之表面。保護膜係用於暫時保護光學膜或功能層之表面之膜,只要為可保護光學膜或功能層之表面且可剝離之膜,則並無特別限定。作為保護膜,例如可舉出:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂膜;聚乙烯、聚丙烯膜等聚烯烴系樹脂膜;丙烯酸系樹脂膜等;較佳為選自由聚烯烴系樹脂膜、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂膜及丙烯酸系樹脂膜所組成之群中。於光學膜具有2個保護膜之情形時,各保護膜可相同亦可不同。
保護膜之厚度並無特別限定,通常為10~120 μm,較佳為15~110 μm,更佳為20~100 μm。於光學膜具有2個保護膜之情形時,各保護膜之厚度可相同亦可不同。
本發明之光學膜可為單層,亦可為積層體,例如可將以上述方式製造之光學膜直接使用,亦可作為進而與其他膜之積層體而使用。
於本發明之較佳之一實施方式中,本發明之光學膜作為圖像顯示裝置之前面板,尤其是可撓式顯示裝置之前面板(以下,亦稱為「視窗膜」),尤其是可捲曲顯示器或可摺疊顯示器之前面板而非常有用。可撓式顯示裝置例如具有可撓式功能層、及重疊於可撓式功能層而作為前面板發揮功能之光學膜。即,可撓式顯示裝置之前面板配置於可撓式功能層上之視認側。該前面板具有保護可撓式功能層之功能。
作為圖像顯示裝置,可舉出:電視、智慧型手機、行動電話、汽車導航、平板PC(Personal Computer,個人電腦)、攜帶型遊戲機、電子紙、指示器、公告板、鐘錶、及智慧型手錶等可穿戴裝置等。作為可撓式顯示裝置,可舉出具有可撓特性之所有圖像顯示裝置。
[可撓式顯示裝置]
本發明亦提供具備本發明之光學膜之可撓式顯示裝置。本發明之光學膜較佳為於可撓式顯示裝置中作為前面板使用,有時將該前面板稱為視窗膜。可撓式顯示裝置包含可撓式顯示裝置用積層體及有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示面板,相對於有機EL顯示面板,於視認側配置可撓式顯示裝置用積層體,且構成為可彎折。可撓式顯示裝置用積層體可包含本發明之光學膜(視窗膜)、圓偏光板、觸控感測器,該等之積層順序為任意,較佳為自視認側起按照視窗膜、圓偏光板、觸控感測器或視窗膜、觸控感測器、圓偏光板之順序積層。若於觸控感測器之視認側存在圓偏光板,則觸控感測器之圖案不易被視認,顯示圖像之視認性變得良好,故而較佳。各構件可使用接著劑、黏著劑等而積層。又,可具備形成於視窗膜、圓偏光板、觸控感測器之任一層之至少一面的遮光圖案。
[偏光板]
本發明之可撓式顯示裝置可進而具備偏光板,較佳為圓偏光板。圓偏光板為具有如下功能之功能層:藉由在直線偏光板積層λ/4相位差板而僅使右圓偏振光或左圓偏振光成分透過。例如用於將外界光轉換成右圓偏振光並將於有機EL面板反射而成為左圓偏振光之外界光遮斷,僅使有機EL之發光成分透過,藉此抑制反射光之影響而使圖像易於看見。為了實現圓偏振光功能,直線偏光板之吸收軸與λ/4相位差板之遲相軸於理論上需要為45°,但實用上為45±10°。直線偏光板與λ/4相位差板不一定需要鄰接地積層,只要吸收軸與遲相軸之關係滿足上述範圍即可。較佳為於全波長實現完全之圓偏振光,但實用上不一定必須如此,因此本發明中之圓偏光板亦包含橢圓偏光板。亦較佳為於直線偏光板之視認側進而積層λ/4相位差膜,使出射光成為圓偏振光,藉此提高佩戴偏光太陽鏡之狀態下之視認性。
直線偏光板為具有如下功能之功能層:讓於透射軸方向上振動之光通過,而遮斷與其垂直之振動成分之偏振光。上述直線偏光板可為單獨之直線偏光元件,或具備直線偏光元件及貼附於其至少一面之保護膜之構成。上述直線偏光板之厚度可為200 μm以下,較佳為0.5~100 μm。若直線偏光板之厚度處於上述範圍,則有柔軟性不易下降之傾向。
上述直線偏光元件可為藉由對聚乙烯醇(以下,亦稱為「PVA」)系膜進行染色、延伸而製造之膜型偏光元件。藉由在利用延伸而配向之PVA系膜上吸附碘等二色性色素,或在吸附於PVA之狀態下進行延伸而使二色性色素配向,發揮偏光性能。於上述膜型偏光元件之製造中,除此以外,亦可具有膨潤、利用硼酸之交聯、利用水溶液之洗浄、乾燥等步驟。延伸、染色步驟能以單獨之PVA系膜進行,亦可於與如聚對苯二甲酸乙二酯之類的其他膜積層之狀態下進行。所使用之PVA系膜之厚度較佳為10~100 μm,延伸倍率較佳為2~10倍。
進而,作為上述偏光元件之其他一例,可舉出塗佈液晶偏光組合物而形成之液晶塗佈型偏光元件。上述液晶偏光組合物可含有液晶性化合物及二色性色素化合物。上述液晶性化合物只要具有呈現液晶狀態之性質即可,尤其若具有層列相等高次之配向狀態,則可發揮較高之偏光性能,故而較佳。又,液晶性化合物亦較佳為具有聚合性官能基。
上述二色性色素係與上述液晶化合物一起配向而呈現二色性之色素,可具有聚合性官能基,又,二色性色素本身可具有液晶性。液晶偏光組合物中之任一化合物具有聚合性官能基。
上述液晶偏光組合物可進而含有起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。
上述液晶偏光層係以如下方式製造:於配向膜上塗佈液晶偏光組合物而形成液晶偏光層。液晶偏光層可使厚度較膜型偏光元件薄地形成。上述液晶偏光層之厚度較佳為0.5~10 μm,更佳為1~5 μm。
上述配向膜例如可藉由如下方式製造:於基材上塗佈配向膜形成組合物,且藉由摩擦、偏光照射等而賦予配向性。上述配向膜形成組合物除配向劑以外,亦可含有溶劑、交聯劑、起始劑、分散劑、調平劑、矽烷偶合劑等。作為上述配向劑,例如可舉出:聚乙烯醇類、聚丙烯酸酯類、聚醯胺酸類、聚醯亞胺類。於應用光配向之情形時較佳為使用含有肉桂酸酯基之配向劑。作為上述配向劑使用之高分子之重量平均分子量例如可為10,000~1,000,000左右。就配向限制力之觀點而言,上述配向膜之厚度較佳為5~10,000 nm,更佳為10~500 nm。
上述液晶偏光層可自基材剝離並進行轉印而積層,亦可將上述基材直接積層。上述基材亦較佳為發揮作為保護膜、相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
作為上述保護膜,只要為透明之高分子膜即可,具體而言,作為所使用之高分子膜,可舉出:聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、降𦯉烯或具有含有環烯烴之單體單元之環烯烴系衍生物等聚烯烴類;二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、丙醯纖維素等(改性)纖維素類;甲基丙烯酸甲酯(共)聚合物等丙烯酸類;苯乙烯(共)聚合物等聚苯乙烯類;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物類;丙烯腈-苯乙烯共聚物類;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物類;聚氯乙烯類;聚偏二氯乙烯類;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、聚碳酸酯、聚芳酯等聚酯類;尼龍等聚醯胺類;聚醯亞胺類;聚醯胺醯亞胺類;聚醚醯亞胺類;聚醚碸類;聚碸類;聚乙烯醇類;聚乙烯醇縮醛類;聚胺基甲酸酯類;環氧樹脂類等之膜;就透明性及耐熱性優異之方面而言,較佳可舉出:聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚酯、烯烴、丙烯酸或纖維素系之膜。該等高分子可分別單獨使用或混合2種以上而使用。該等膜係保持未延伸之狀態或作為經過單軸或雙軸延伸之膜而使用。較佳為纖維素系膜、烯烴系膜、丙烯酸膜、聚酯系膜。亦可為塗佈環氧樹脂等陽離子硬化組合物或丙烯酸酯等自由基硬化組合物並進行硬化而獲得之塗佈型之保護膜。視需要亦可含有塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、如顏料或染料之類的著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。上述保護膜之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1~100 μm。若上述保護膜之厚度處於上述範圍,則保護膜之柔軟性不易下降。
上述λ/4相位差板係於與入射光之行進方向正交之方向,即膜之面內方向上賦予λ/4之相位差之膜。上述λ/4相位差板可為藉由使纖維素系膜、烯烴系膜、聚碳酸酯系膜等高分子膜延伸而製造之延伸型相位差板。上述λ/4相位差板視需要亦可含有相位差調整劑、塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、如顏料或染料之類的著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。上述延伸型相位差板之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1~100 μm。若厚度處於上述範圍,則有膜之柔軟性不易下降之傾向。
進而,作為上述λ/4相位差板之其他一例,可舉出塗佈液晶組合物而形成之液晶塗佈型相位差板。上述液晶組合物含有液晶性化合物,該液晶性化合物具有呈現向列型、膽固醇狀、層列型等液晶狀態之性質。液晶組合物中之包含液晶性化合物之任一化合物具有聚合性官能基。上述液晶組合物可進而含有起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。上述液晶塗佈型相位差板可與關於上述液晶偏光層之記載同樣地藉由如下方式製造:於配向膜上塗佈液晶組合物並進行硬化而形成液晶相位差層。液晶塗佈型相位差板可使厚度較延伸型相位差板薄地形成。上述液晶偏光層之厚度較佳為0.5~10 μm,更佳為1~5 μm。上述液晶塗佈型相位差板可自基材剝離並進行轉印而積層,亦可將上述基材直接積層。上述基材亦較佳為發揮作為保護膜、相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
通常,材料多是越為短波長,雙折射越大,越為長波長,雙折射越小。於此情形時,無法於整個可見光區域實現λ/4之相位差,因此多設計成如對於視感度較高之560 nm附近而成為λ/4之面內相位差,即較佳為100~180 nm,更佳為130~150 nm之面內相位差。就可使視認性良好之方面而言,較佳為使用具有與通常相反之雙折射率波長分散特性之材料之逆分散λ/4相位差板。作為此種材料,於延伸型相位差板之情形時亦較佳為使用日本專利特開2007-232873號公報等中記載者,於液晶塗佈型相位差板之情形時亦較佳為使用日本專利特開2010-30979號公報中記載者。
又,作為其他方法,亦已知有藉由與λ/2相位差板組合而獲得寬頻帶λ/4相位差板之技術(日本專利特開平10-90521號公報)。λ/2相位差板亦利用與λ/4相位差板同樣之材料及方法進行製造。延伸型相位差板與液晶塗佈型相位差板之組合可任意,但於任意情形時,就可使厚度變薄之方面而言,均較佳為使用液晶塗佈型相位差板。
亦已知有於上述圓偏光板積層正C板以提高斜方向之視認性之方法(日本專利特開2014-224837號公報)。正C板可為液晶塗佈型相位差板,亦可為延伸型相位差板。該相位差板之厚度方向之相位差較佳為-200~-20 nm,更佳為-140~-40 nm。
[觸控感測器]
本發明之可撓式顯示裝置可進而具備觸控感測器。觸控感測器作為輸入構件而使用。作為觸控感測器,提出有電阻膜方式、表面聲波方式、紅外線方式、電磁感應方式、靜電電容方式等各種樣式,可為任一方式,但較佳為靜電電容方式。靜電電容方式觸控感測器劃分為活性區域及位於上述活性區域之外廓部之非活性區域。活性區域係於顯示面板顯示畫面之區域即與顯示部對應之區域,且為感知使用者之觸摸之區域,非活性區域係於顯示裝置中不顯示畫面之區域即與非顯示部對應之區域。觸控感測器可包含:具有可撓特性之基板;形成於上述基板之活性區域之感知圖案;形成於上述基板之非活性區域,且用於將上述感知圖案經由焊墊部而與外部之驅動電路連接之各感測線。作為具有可撓特性之基板,可使用與上述高分子膜同樣之材料。關於觸控感測器之基板,就抑制觸控感測器之龜裂之方面而言,較佳為韌性為2,000 mPa%以上者。更佳為韌性可為2,000~30,000 mPa%。此處,靭性被定義為於經過高分子材料之拉伸實驗而獲得之應力(MPa)-應變(%)曲線(Stress-strain curve)中,到破壞點為止之曲線之下部面積。
上述感知圖案可具備形成於第1方向之第1圖案及形成於第2方向之第2圖案。第1圖案與第2圖案配置於互不相同之方向。第1圖案及第2圖案形成於同一層,為了感知被觸摸之點,各圖案必須電性連接。第1圖案係各單位圖案經由接頭而相互連接之形態,第2圖案係各單位圖案以島嶼形態相互分離之結構,因此為了將第2圖案電性連接,需要另外之橋接電極。作為用於將第2圖案電性連接之電極,可應用周知之透明電極原材料。作為該透明電極原材料,例如可舉出氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鎵(IGZO)、氧化鎘錫(CTO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩))、碳奈米管(CNT)、石墨烯、金屬線等,該等可單獨使用或混合2種以上而使用。作為該透明電極原材料,較佳可使用ITO。金屬線中所使用之金屬並無特別限定,例如可舉出銀、金、鋁、銅、鐵、鎳、鈦、硒、鉻等,該等可單獨使用或混合2種以上而使用。
橋接電極可於感知圖案上部隔著絕緣層而形成於上述絕緣層上部,於基板上形成有橋接電極,可於其上形成絕緣層及感知圖案。上述橋接電極可利用與感知圖案相同之原材料而形成,亦可利用鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、鉑、鋅、錫、鈦或該等中之2種以上之合金等金屬而形成。第1圖案與第2圖案必須電氣絕緣,因此於感知圖案與橋接電極之間形成絕緣層。絕緣層可僅形成於第1圖案之接頭與橋接電極之間,亦可作為覆蓋感知圖案整體之層而形成。於作為覆蓋感知圖案整體之層而形成之情形時,橋接電極經由形成於絕緣層之接觸孔而將第2圖案連接。
上述觸控感測器可於基板與電極之間進而包含光學調節層作為如下構件,該構件用於恰當地補償形成有圖案之圖案區域與未形成圖案之非圖案區域間之透過率之差,具體而言為由該等區域中之折射率之差所誘發之透光率之差。上述光學調節層可含有無機絕緣物質或有機絕緣物質。光學調節層可將含有光硬化性有機黏合劑及溶劑之光硬化組合物塗佈於基板上而形成。上述光硬化組合物可進而含有無機粒子。藉由上述無機粒子,可使光學調節層之折射率上升。
上述光硬化性有機黏合劑例如可含有丙烯酸酯系單體、苯乙烯系單體、羧酸系單體等各單體之共聚物。上述光硬化性有機黏合劑例如可為含有含環氧基之重複單元、丙烯酸酯重複單元、羧酸重複單元等互不相同之各重複單元之共聚物。
作為上述無機粒子,例如可舉出:氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子等。上述光硬化組合物亦可進而含有光聚合起始劑、聚合性單體、硬化助劑等各添加劑。
[接著層]
形成上述可撓式顯示裝置用積層體之視窗膜、偏光板、觸控感測器等各層、以及構成各層之直線偏光板、λ/4相位差板等膜構件可利用接著劑而接著。作為接著劑,可使用水系接著劑、有機溶劑系接著劑、無溶劑系接著劑、固體接著劑、溶劑揮散型接著劑、濕氣硬化型接著劑、加熱硬化型接著劑、厭氧硬化型接著劑、水系溶劑揮散型接著劑、活性能量線硬化型接著劑、硬化劑混合型接著劑、熱熔融型接著劑、感壓型接著劑、感壓型黏著劑、再濕型接著劑等通常使用者。其中,較佳使用水系溶劑揮散型接著劑、活性能量線硬化型接著劑、黏著劑。接著層之厚度可根據需要之接著力等而適當調節,較佳為0.01~500 μm,更佳為0.1~300 μm。上述可撓式圖像顯示裝置用積層體中可存在複數之接著層,各自之厚度及使用之接著劑之種類可相同亦可不同。
作為上述水系溶劑揮散型接著劑,可使用聚乙烯醇系聚合物、澱粉等水溶性聚合物,乙烯-乙酸乙烯酯系乳液、苯乙烯-丁二烯系乳液等水分散狀態之聚合物作為主劑聚合物。除水、上述主劑聚合物以外,亦可調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、染料、顏料、無機填料、有機溶劑等。於利用上述水系溶劑揮散型接著劑進行接著之情形時,可藉由將上述水系溶劑揮散型接著劑注入被接著層間而將被接著層貼合之後使其乾燥而賦予接著性。使用上述水系溶劑揮散型接著劑之情形時之接著層之厚度為0.01~10 μm,較佳可為0.1~1 μm。於將上述水系溶劑揮散型接著劑用於複數層之形成之情形時,各層之厚度及上述接著劑之種類可相同亦可不同。
上述活性能量線硬化型接著劑可藉由活性能量線硬化組合物之硬化而形成,該活性能量線硬化組合物含有照射活性能量線而形成接著劑層之反應性材料。上述活性能量線硬化組合物可含有與關於硬塗組合物所記載之化合物同樣之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物。作為上述自由基聚合性化合物,可使用與關於硬塗組合物所記載之化合物同樣之種類。作為接著層中所使用之自由基聚合性化合物,較佳為具有丙烯醯基之化合物。為了降低作為接著劑組合物之黏度,亦較佳為該組合物含有單官能之化合物。
作為上述陽離子聚合性化合物,可使用與關於硬塗組合物所記載之化合物同樣之種類。作為活性能量線硬化組合物中所使用之陽離子聚合性化合物,更佳為環氧化合物。為了降低接著劑組合物之黏度,亦較佳為該組合物含有單官能之化合物作為反應性稀釋劑。
活性能量線組合物可進而含有聚合起始劑。作為聚合起始劑,可舉出自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,該等可適當選擇而使用。該等聚合起始劑藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而使自由基聚合與陽離子聚合進行。可使用硬塗組合物之記載中可藉由活性能量線照射而開始自由基聚合或陽離子聚合中之至少任一種之起始劑。
上述活性能量線硬化組合物可進而含有離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、密接賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動黏度調整劑、塑化劑、消泡劑溶劑、添加劑、溶劑。於利用上述活性能量線硬化型接著劑將2個被接著層接著之情形時,可藉由如下方式進行接著:將上述活性能量線硬化組合物塗佈於被接著層之任一者或兩者後進行貼合,隔著任一被接著層或兩被接著層照射活性能量線,而使該組合物硬化。使用上述活性能量線硬化型接著劑之情形時之接著層之厚度較佳為0.01~20 μm,更佳為0.1~10 μm。於將上述活性能量線硬化型接著劑用於複數層之形成之情形時,各層之厚度及使用之接著劑之種類可相同亦可不同。
作為上述黏著劑,根據主劑聚合物而被分類為丙烯酸系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、橡膠系黏著劑、矽酮系黏著劑等,可使用該等之任一種。黏著劑中除主劑聚合物以外,亦可調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、黏著賦予劑、塑化劑、染料、顏料、無機填料等。將構成上述黏著劑之各成分溶解、分散於溶劑中而獲得黏著劑組合物,將該黏著劑組合物塗佈於基材上之後使其乾燥,藉此形成黏著層(接著層)。黏著層可直接形成,亦可轉印另外形成於基材者。為了保護接著前之黏著面,亦較佳為使用脫模膜。使用上述黏著劑之情形時之接著層之厚度較佳為1~500 μm,更佳為2~300 μm。於將上述黏著劑用於複數層之形成之情形時,各層之厚度及使用之黏著劑之種類可相同亦可不同。
[遮光圖案]
上述遮光圖案可作為上述可撓式圖像顯示裝置之邊框或殼體之至少一部分來應用。利用遮光圖案隱藏配置於上述可撓式圖像顯示裝置之邊緣部之配線使其不易被視認,藉此圖像之視認性提高。上述遮光圖案可為單層或複數層之形態。遮光圖案之顏色並無特別限制,可具有黑色、白色、金屬色等各種顏色。遮光圖案可藉由用於呈現顏色之顏料、及丙烯酸系樹脂、酯系樹脂、環氧系樹脂、聚胺基甲酸酯、矽酮等高分子而形成。該等可單獨使用或以2種以上之混合物使用。上述遮光圖案可利用印刷、微影術、噴墨等各種方法而形成。遮光圖案之厚度較佳為1~100 μm,更佳為2~50 μm。又,亦較佳為對遮光圖案之厚度方向賦予傾斜等形狀。
[實施例]
以下,利用實施例更詳細地說明本發明。例中之「%」及「份」只要無特別記載,則表示質量%及質量份。首先,對評估方法進行說明。
<全光線透過率之測定>
光學膜之全光線透過率(Tt)係依據JIS K 7105:1981,利用Suga Test Instruments股份有限公司製造之全自動直讀霧度計HGM-2DP進行測定。
<霧度>
依據JIS K 7136:2000,將實施例及比較例中獲得之光學膜切成30 mm×30 mm之大小,使用霧度計(Suga Test Instruments股份有限公司製造,「HGM-2DP」)測定霧度(%)。
<YI值>
依據JIS K 7373:2006,使用日本分光股份有限公司製造之紫外-可見-近紅外分光光度計「V-670」測定光學膜之YI值(Yellow Index)。於無樣品之狀態下進行背景測定之後,將光學膜設置於樣品保持器,進行相對於300~800 nm之光之透過率測定,求出三刺激值(X,Y,Z),並基於下述式算出YI值。
YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
<重量平均分子量之測定>
凝膠滲透層析儀(GPC)測定
(1)預處理方法
以濃度成為2 mg/mL之方式對聚醯胺醯亞胺膜添加DMF洗提液(10 mmol/L溴化鋰溶液),於80℃花費30分鐘一面攪拌一面加熱,進行冷卻後,將經0.45 μm之膜濾器過濾者作為測定溶液。
(2)測定條件
管柱:Tosoh股份有限公司製造之TSKgel α-2500((7)7.8 mm直徑×300 mm)×1根,α-M((13)7.8 mm直徑×300 mm)×2根
洗提液:DMF(添加有10 mmol/L之溴化鋰)
流量:1.0 mL/min
檢測器:RI檢測器
管柱溫度:40℃
注入量:100 μL
分子量標準:標準聚苯乙烯
<厚度之測定>
光學膜之厚度係使用絕對原點型數顯千分錶(Absolute Digimatic Indicator)(Mitutoyo股份有限公司製造,「ID-C112BS」)進行測定。
<拉伸彈性模數>
使用島津製作所股份有限公司製造之「Autograph AG-IS」,測定實施例及比較例中獲得之光學膜於溫度25℃、相對濕度50%下之彈性模數。更詳細而言,製作縱橫寬度為10 mm之膜,於夾盤間距50 mm,拉伸速度10 mm/min之條件下測定應力-應變曲線(S-S曲線),根據其斜率算出彈性模數。
<穿刺強度>
於溫度25℃,相對濕度55%之環境下,依據JIS Z 1707,使用InSTRON公司製造之5982型萬能試驗機實施穿刺試驗。使用寬度50 mm、長度50 mm、厚度0.05 mm之試驗片,利用Φ2.5 mm且前端形狀直徑為2.5 mm之半圓形之針狀壓頭於荷重元5 kN,試驗速度10 mm/min之條件下進行試驗,測定斷裂點位移,將此時之最大荷重作為穿刺強度。
<光學膜之透射圖像清晰度值之測定>
依據JIS K 7345,使用圖像清晰度值測定器(Suga Test Instruments股份有限公司製造之「ICM-1」),以如下方式利用透過法測定光學膜之透射圖像清晰度值。
將光學膜設置於圖像清晰度值測定器。該光學膜係以如下狀態設置,即,於設置前利用乙醇輕拭兩面並使其乾燥而自表面去除異物。然後,調整光量及截面面積,將調整成平行光之白色光自相對於光學膜平面向MD方向傾斜60°之角度(入射角)照射至設置之光學膜。對於透過光學膜之透過光調整截面面積後使其透過與照射光之光軸垂直地延伸之光梳,利用受光器接受透過光梳之光。
重複使光梳(狹縫寬度:0.125 mm)沿與光梳之平面平行且為光梳中之狹縫排列之方向以規定之單位幅度移動而接受光梳之透過光。其結果,獲得受光波形。自所得之受光波形獲得相對光量之最大值M及最小值m。基於數式(7),由所得之M及m算出第1透射圖像清晰度值C60
(MD)。
除了將入射角變更為自相對於光學膜平面垂直之方向朝TD方向傾斜60°之角度、及相對於光學膜平面垂直之角度(傾斜0°之角度)以外,以與第1透射圖像清晰度值同樣之方式分別算出第2透射圖像清晰度值C60
(TD)及第3透射圖像清晰度值C0
。
<醯亞胺化率>
醯亞胺化率係藉由1
H-NMR測定以如下方式求出。
(1)預處理方法
使含有聚醯亞胺系樹脂之光學膜溶解於氘代二甲基亞碸(DMSO-d6
)中製成2質量%溶液來作為測定試樣。
(2)測定條件
測定裝置:JEOL製造之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
緩和時間:5秒
(3)醯亞胺化率解析方法
(聚醯亞胺樹脂之醯亞胺化率)
於利用含有聚醯亞胺樹脂之測定試樣所得之1
H-NMR光譜中,將觀測到之苯質子中源自在醯亞胺化前後無變化之結構之苯質子A的積分值作為IntA
。又,將觀測到之源自聚醯亞胺樹脂中殘存之醯胺酸結構之醯胺質子的積分值作為IntB
。基於以下之式,由該等積分值求出聚醯亞胺樹脂之醯亞胺化率。
醯亞胺化率(%)=100×(1-IntB
/IntA
)
(聚醯胺醯亞胺樹脂之醯亞胺化率)
於利用含有聚醯胺醯亞胺樹脂之測定試樣所得之1
H-NMR光譜中,將觀測到之苯質子中之苯質子C之積分值作為IntC
,該苯質子C源自在醯亞胺化前後無變化之結構,且不會受到源自聚醯胺醯亞胺樹脂中殘存之醯胺酸結構之結構的影響。又,將觀測到之苯質子中之苯質子D之積分值作為IntD
,該苯質子D源自在醯亞胺化前後無變化之結構,且不會受到源自聚醯胺醯亞胺樹脂中殘存之醯胺酸結構之結構的影響。利用以下之式,由所得之IntC
及IntD
求出β值。
β=IntD
/IntC
然後,針對複數個聚醯胺醯亞胺樹脂求出上述式之β值及上述式之聚醯亞胺樹脂之醯亞胺化率,根據該等結果獲得以下之關係式。
醯亞胺化率(%)=k×β+100
上述關係式中,k為常數。
將β代入關係式而獲得聚醯胺醯亞胺樹脂之醯亞胺化率(%)。
<清漆之黏度>
依據JIS K 8803:2011,使用Brookfield公司製造之E型黏度計DV-II+Pro進行測定。測定溫度設為25℃。
<耐彎曲性試驗>
對於光學膜,依據JIS K 5600-5-1實施耐彎曲性試驗。耐彎曲性試驗係使用小型桌上彎曲性試驗機(YUASA SYSTEM股份有限公司製造)而實施。對於耐彎曲性試驗後之光學膜,以與上述測定方法同樣之方式分別測定透射圖像清晰度值及霧度。分別取得耐彎曲性試驗前後之透射圖像清晰度值及霧度之差之絕對值,且分別算出透射圖像清晰度值之差(第1透射圖像清晰度值之差ΔC60
(MD)、第2透射圖像清晰度值之差ΔC60
(TD)及第3透射圖像清晰度值之差ΔC0
)及霧度之差(ΔHaze)。
<耐折性試驗(MIT)>
依據ASTM標準D2176-16,以如下方式求出實施例及比較例中之光學膜之彎折次數。使用啞鈴切割機將該光學膜切成寬度15 mm、長度100 mm之短條狀而製作測定試樣。將測定試樣設置於MIT耐折疲勞試驗機(東洋精機製作所股份有限公司製造之「型號0530」)本體。詳細而言,將測定試樣之一端固定於荷重夾鉗(clamp),將另一端固定於彎折夾鉗,對測定試樣施加張力。於該狀態下且於試驗速度175 cpm,彎折角度135°,荷重0.75 kgf,彎折夾鉗之彎曲半徑R=3 mm之條件下向正反方向進行往返彎折運動直至測定試樣斷裂為止。測定上述彎折次數。
<視認性>
將光學膜切成10 cm見方。使同尺寸之帶有黏著層之偏光板之MD方向與切割之光學膜之MD方向一致而於上述光學膜貼合帶有黏著層之偏光板,製作評估用試樣。對於1個實施例及比較例之光學膜,分別製作2個評估用試樣。又,對於耐彎曲性試驗後之實施例及比較例之光學膜,亦分別製作2個評估用試樣。
將2個評估用試樣中之一評估用試樣以如下方式固定於台上:讓螢光燈位於評估用試樣平面之垂直方向,且上述螢光燈之長度方向與評估用試樣之MD方向水平。
觀察者以目視自相對於評估用試樣平面之垂直方向傾斜30°之角度觀察評估用試樣表面映出之螢光燈圖像。
除了將螢光燈之長度方向自水平變更為垂直以外,以同樣之方式將另一評估用試樣固定於台上來觀察螢光燈圖像。
基於下述評估基準,根據觀察結果來評估視認性。
(視認性之評估基準)
◎:幾乎未視認到螢光燈圖像之變形。
○:可稍微視認到螢光燈圖像之變形。
△:視認到螢光燈圖像之變形。
×:明確視認到螢光燈圖像之變形。
(製造例1:聚醯胺醯亞胺樹脂(1)之製備)
於氮氣氛圍下,向具備攪拌葉之可分離式燒瓶中以TFMB之固形物成分成為6.08質量%之方式添加TFMB及DMAc,於室溫下進行攪拌使TFMB溶解於DMAc中。然後,向燒瓶中,以相對於TFMB而成為40.82 mol%之方式添加6FDA,於室溫下攪拌16小時。其後,冷卻至10℃之後,以相對於TFMB而成為27.55 mol%之方式添加OMTPC,攪拌10分鐘後,進而以相對於TFMB而成為27.55 mоl%之方式添加OMTPC,攪拌20分鐘。然後,添加與最先添加之DMAc等量之DMAc,攪拌10分鐘之後,以相對於TFMB而成為6.12 mol%之方式添加OMTPC,攪拌2小時。繼而,向燒瓶中添加分別相對於TFMB而為61.22 mol%之二異丙基乙基胺與4-甲基吡啶、相對於TFMB而為285.71 mol%之乙酸酐,攪拌30分鐘之後,使內溫升溫至70℃,進而攪拌3小時,而獲得反應液。
將所得之反應液冷卻至室溫,呈線狀投入至大量之甲醇中,取出析出之沈澱物,於甲醇中浸漬6小時後,利用甲醇進行洗浄。然後,以60℃進行沈澱物之減壓乾燥,而獲得聚醯胺醯亞胺樹脂(1)。所得之聚醯胺醯亞胺樹脂(1)之重量平均分子量為300,000,醯亞胺化率為99.1。
(製造例2:聚醯胺醯亞胺樹脂(2)之製備)
於氮氣氛圍下,向具備攪拌葉之可分離式燒瓶中,以TFMB之固形物成分成為5.22質量%之方式添加TFMB及DMAc,於室溫下進行攪拌使TFMB溶解於DMAc中。然後,向燒瓶中,以相對於TFMB而成為41.24 mol%之方式添加6FDA,於室溫下攪拌16小時。其後,冷卻至10℃之後,以相對於TFMB而成為27.84 mol%之方式添加2,5-二甲基對苯二甲醯氯(以下,有時簡稱為DMTPC),攪拌10分鐘後,進而以相對於TFMB而成為27.84 mоl%之方式添加DMTPC,攪拌20分鐘。然後,添加與最先添加之DMAc等量之DMAc,攪拌10分鐘之後,以相對於TFMB而成為6.19 mol%之方式添加DMTPC,攪拌2小時。繼而,向燒瓶中添加分別相對於TFMB而為61.86 mol%之二異丙基乙基胺與4-甲基吡啶、相對於TFMB而為288.66 mol%之乙酸酐,攪拌30分鐘之後,使內溫升溫至70℃,進而攪拌3小時,而獲得反應液。
將所得之反應液冷卻至室溫,呈線狀投入至大量之甲醇中,取出析出之沈澱物,浸漬於甲醇中6小時後,利用甲醇洗浄。然後,以60℃進行沈澱物之減壓乾燥,而獲得聚醯胺醯亞胺樹脂(2)。所得之聚醯胺醯亞胺樹脂(2)之重量平均分子量為280,000,醯亞胺化率為98.9。
(製造例3:二氧化矽分散液之製備)
將經甲醇有機化分散處理之二氧化矽(粒徑25 nm)中之溶劑甲醇置換成γ-丁內酯(GBL),而獲得經GBL有機化分散處理之二氧化矽(固形物成分30.5%)。將該分散液作為分散液(1)。
(製造例4:清漆之製備)
清漆(1)及(2)係藉由向GBL中以成為表1所示之固形物成分之方式添加聚醯胺醯亞胺樹脂,並於室溫下攪拌24小時,使其完全溶解而獲得。
清漆(3)係於室溫下向GBL溶劑中以成為表1所示之固形物成分之方式添加聚醯胺醯亞胺樹脂與分散液1,並攪拌至均勻而獲得。再者,清漆(3)中之聚醯胺醯亞胺樹脂與分散液1中所含之填料(二氧化矽)之質量比設為60:40。
[表1]
清漆 | 聚醯胺醯亞胺樹脂 | 分散液 | 黏度(cp) | 固形物成分 (質量%) |
(1) | (1) | - | 40,000 | 8.5 |
(2) | (2) | - | 41,000 | 9.0 |
(3) | (3) | (1) | 37,000 | 12.0 |
(製造例5:硬塗層形成用組合物之製造)
將35質量份之丙烯酸胺基甲酸酯(新中村化學工業股份有限公司製造;UA-122P)、35質量份之丙烯酸胺基甲酸酯(新中村化學工業股份有限公司製造;UA-232P)、25質量份之甲基乙基酮、4.5質量份之光起始劑(1-羥基環己基苯基酮)、0.5質量份之調平劑(BYK-Chemie公司製造;BYK-3570)混合而製造硬塗層形成用組合物(1)。
<實施例1>
(光學膜(1)之製造)
參照圖7及圖8對光學膜(1)之製造進行說明。首先,如圖7所示,將厚度188 μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜基材51(東洋紡股份有限公司製造:COSMOSHINE(註冊商標) A4100,以下,有時稱為PET膜基材51)卷出,一面以線速度0.30 m/min進行搬送,一面自噴嘴521向該PET膜基材51上以寬度500 mm利用流延成形而塗佈裝入槽522中之清漆(1)。然後,一面以相同線速度進行搬送,一面於乾燥機53中,以120℃加熱20分鐘,以95℃加熱10分鐘,以85℃加熱10分鐘,使塗佈之清漆乾燥。繼而,將保護膜54(SUN A.KAKEN股份有限公司製造;NSA-33T)自捲筒卷出,貼合於該乾燥塗膜之與PET膜基材51相接之面之相反側的面之後,自該乾燥塗膜剝離PET膜基材51並卷取為PET膜基材捲筒55,且將剩餘之積層體以長度100 m之積層體捲筒56之形式獲得。
其次,如圖8所示,自所得之積層體捲筒56以搬送速度0.5 m/秒卷出積層膜,自該積層膜剝離保護膜54並卷取為保護膜捲筒57,使剩餘之乾燥塗膜通過夾輥201及202之後,於拉幅式乾燥機58中在以下之條件下進行乾燥。再者,拉幅式乾燥機58具備使用夾具固持膜之兩端部之機構。又,內部自膜之入口側被依序劃分為第1室~第6室。
<拉幅式乾燥機58>
夾具固持寬度(自膜之一端至對應之夾具固持部為止之距離):25 mm
乾燥機出口處之膜兩端之夾具間距相對於乾燥機入口處之膜兩端之夾具間距之比:1.0
乾燥機內溫度:200℃
乾燥機內之各室之風速:第1室13.5 m/秒,第2室13 m/秒,第3~6室11 m/秒
離開拉幅式乾燥機58之後,解除夾具於膜端部之固持。所得之膜通過夾輥203及204之後,利用切割裝置59將膜之夾具固持部分切成長條,繼而,貼合PET保護膜60並卷取於ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)製之6英吋之芯上,而以捲筒之形式獲得厚度50 μm之光學膜61。所得之光學膜61中之溶劑殘存量為1.0質量%。
<實施例2>
除了將清漆(1)變更為清漆(2),將乾燥機53中之乾燥條件變更為以120℃加熱20分鐘,以100℃加熱10分鐘,以90℃加熱10分鐘以外,以與光學膜(1)之製造方法同樣之方式製造膜中之溶劑殘存量為1.0質量%且厚度為49 μm之光學膜(2)。
<實施例3>
(光學膜(3)之製造)
將製造例5中製作之硬塗層形成用組合物(1)以硬化後之第1硬塗層之厚度成為3 μm之方式塗佈於實施例2中獲得之光學膜(2)之製膜時與PET基材膜接觸之面,於80℃之烘箱中乾燥1分鐘。然後,使用高壓水銀燈以光量350 mJ/cm2
照射光,使塗膜硬化而形成第1硬塗層,從而製造包含硬塗層之光學膜(3)。
<實施例4>
除了將清漆(1)變更為清漆(3),將線速度自0.30 m/min變更為0.50 m/min以外,以與光學膜(1)之製造方法同樣之方式製造膜中之溶劑殘存量為1.0質量%且厚度為51 μm之光學膜(4)。
<比較例1>
準備厚度50 μm之聚醯亞胺膜(宇部興產股份有限公司製造;UPILEX)作為光學膜(5)。
將組合物之配方及光學膜之組成彙總於表2。再者,表2中,欄「HC有無」係將光學膜具備硬塗層之情形設為有,將不具備之情形設為無。
[表2]
清漆 | 膜厚T (μm) | HC有無 | |
實施例1 | (1) | 50 | 無 |
實施例2 | (2) | 49 | 無 |
實施例3 | (2) | 52 | 有 |
實施例4 | (3) | 51 | 無 |
比較例1 | - | 50 | 無 |
對於實施例及比較例中獲得之膜,依照上述方法測定各物性值。將所得之結果示於表3~表6。
[表3]
光學特性 | 圖像清晰度值(%) | |||||||
Tt (%) | 霧度 (%) | YI | C0 | C60 (MD) | C60 (TD) | C60 (MD)/C0 | C60 (TD)/C0 | |
實施例1 | 90.8 | 0.3 | 1.4 | 98.0 | 89.1 | 89.5 | 0.909 | 0.913 |
實施例2 | 91.0 | 0.2 | 1.6 | 98.0 | 91.8 | 91.0 | 0.937 | 0.929 |
實施例3 | 90.8 | 0.3 | 1.6 | 97.9 | 91.5 | 91.1 | 0.935 | 0.931 |
實施例4 | 90.2 | 0.3 | 1.7 | 98.4 | 92.0 | 92.1 | 0.935 | 0.936 |
比較例1 | 26.1 | 3.4 | 120 | 95.1 | 90.7 | 83.8 | 0.953 | 0.881 |
[表4]
拉伸彈性模數E (GPa) | 耐折性試驗 (次) | 穿刺強度S (N) | 斷裂點位移L (mm) | L/E | S/T | |
實施例1 | 5.5 | >400,000 | 42 | 3.9 | 0.71 | 0.82 |
實施例2 | 6.0 | >400,000 | 35 | 3.6 | 0.60 | 0.71 |
實施例3 | 6.1 | >400,000 | 33 | 3.5 | 0.57 | 0.63 |
實施例4 | 7.3 | >400,000 | 22 | 3.5 | 0.48 | 0.43 |
比較例1 | 9.6 | >800,000 | 48 | 3.9 | 0.41 | 0.96 |
[表5]
圖像清晰度值(%) | 圖像清晰度值之差(%) | 霧度 | ||||||
彎曲前 | 彎曲後 | ∆C60 (MD) | ∆C60 (TD) | ∆C0 | ∆Haze (%) | |||
C60 (MD) | C60 (TD) | C60 (MD) | C60 (TD) | |||||
實施例1 | 89.1 | 89.5 | 85.3 | 84.5 | 3.8 | 5.0 | 0.5 | 0.3 |
實施例2 | 91.8 | 91.0 | 90.8 | 90.2 | 1.0 | 0.8 | 0.6 | 0.3 |
實施例3 | 91.5 | 91.1 | 90.5 | 90.0 | 1.0 | 1.1 | 0.5 | 0.2 |
實施例4 | 92.0 | 92.1 | 91.8 | 90.5 | 0.2 | 1.6 | 0.5 | 0.3 |
比較例1 | 90.7 | 83.8 | 85.2 | 74.3 | 5.5 | 9.5 | 1.0 | 0.5 |
[表6]
視認性 | ||
垂直方向 | 水平方向 | |
實施例1 | △ | △ |
實施例2 | 〇 | 〇 |
實施例3 | 〇 | 〇 |
實施例4 | ◎ | ◎ |
比較例1 | × | × |
確認到全光線透過率、霧度及穿刺強度在規定範圍內且滿足數式(1)~(3)的實施例1~4之光學膜之廣角方向之視認性優異,尤其是耐彎曲試驗前後之圖像清晰度值之差及霧度之差較小,因此即便於反覆彎折操作後廣角方向之視認性亦屬優異。再者,於本實施例中根據上述耐彎曲試驗前後之圖像清晰度值之差及霧度之差較小,而確認到即便於反覆彎折操作後廣角方向之視認性亦屬優異,例如可藉由如下方式評估反覆彎折操作後之視認性:進行任意次數之上述耐折性試驗,評估其前後之圖像清晰度值之差及霧度之差,或者依照上述評估基準評估該試驗前後之廣角方向之視認性。相對於此,全光線透過率及霧度不在規定範圍內且不滿足數式(1)~(3)的比較例1之光學膜之廣角方向之視認性不佳。
1:光學膜
3:垂直軸
10:第1入射光
11:第1入射位置
12:第1a透過光
14:第1光軸
16:第1光梳
18:第1b透過光
19:第1受光器
20:第2入射光
21:第2入射位置
22:第2a透過光
24:第2光軸
26:第2光梳
28:第2b透過光
29:第2受光器
30:第3入射光
31:第3入射位置
32:第3a透過光
34:第3光軸
36:第3光梳
38:第3b透過光
39:第3受光器
40:區域
41:區域
42:區域
43:固持裝置
44:原料膜
45:樹脂膜
46:上側噴嘴(噴嘴)
47:下側噴嘴(噴嘴)
48:噴嘴
49:IR加熱器
51:PET膜基材
53:乾燥機
54:保護膜
55:PET膜基材捲筒
56:積層體捲筒
57:保護膜捲筒
58:拉幅式乾燥機
59:切割裝置
60:PET保護膜
61:光學膜
100:拉幅爐
100a:上表面
100b:下表面
101~109:導輥
201:夾輥
202:夾輥
201~204:夾輥
521:噴嘴
522:槽
A:膜之搬送方向
圖1係表示第1透射圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。
圖2係表示第2透射圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。
圖3係表示第3透射圖像清晰度值之測定時之光軸之圖。
圖4係模式性表示本發明之光學膜之製造方法之較佳實施方式的步驟剖視圖。
圖5係模式性表示本發明之光學膜之製造方法中之加熱步驟的較佳實施方式之步驟剖視圖。
圖6係模式性表示本發明之光學膜之製造方法中之拉幅爐內的較佳實施方式之步驟剖視圖。
圖7係用於對實施例中之光學膜之製造方法進行說明之概略圖。
圖8係用於對實施例中之光學膜之製造方法進行說明之概略圖。
1:光學膜
3:垂直軸
10:第1入射光
11:第1入射位置
12:第1a透過光
14:第1光軸
16:第1光梳
18:第1b透過光
19:第1受光器
A:膜之搬送方向
Claims (13)
- 一種光學膜,其係包含選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之至少一種樹脂者,其全光線透過率為85%以上,霧度為0.5%以下,依據JIS Z 1707之穿刺強度為10~100 N, 於將上述光學膜面內與製造時之機械流動方向平行之方向設為MD方向、與該機械流動方向垂直之方向設為TD方向時, 依據JIS K 7374於光梳之寬度為0.125 mm之情形時所得之自相對於該光學膜之平面垂直之方向朝該MD方向傾斜60°之方向的第1透射圖像清晰度值C60 (MD)、自該垂直方向朝該TD方向傾斜60°之方向之第2透射圖像清晰度值C60 (TD)、及該垂直方向之第3透射圖像清晰度值C0 滿足以下數式, 數式(1): 87%≦C60 (MD)≦100%……(1); 數式(2): 87%≦C60 (TD)≦100%……(2);及 數式(3): 0.8≦C60 (MD)/C0 ≦1.0……(3)。
- 如請求項1之光學膜,其中上述第2透射圖像清晰度值及上述第3透射圖像清晰度值進而滿足數式(4): 0.9≦C60 (TD)/C0 ≦1.0……(4)。
- 如請求項1或2之光學膜,其中光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度試驗中之斷裂點位移L(mm)與拉伸彈性模數E(GPa)滿足數式(5): 0.10≦L/E≦1.00……(5)。
- 如請求項1至3中任一項之光學膜,其中光學膜之依據JIS Z 1707之穿刺強度S(N)與厚度T(μm)滿足數式(6): 0.10≦S/T≦2.00……(6)。
- 如請求項1至4中任一項之光學膜,其中依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後之上述霧度之差ΔHaze未達0.3%。
- 如請求項1至5中任一項之光學膜,其中依據JIS K 5600-5-1之耐彎曲性試驗前後之上述第1透射圖像清晰度值之差ΔC60 (MD)、上述第2透射圖像清晰度值之差ΔC60 (TD)、及上述第3透射圖像清晰度值之差ΔC0 分別未達15。
- 如請求項1至6中任一項之光學膜,其中選自由聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂所組成之群中之樹脂之重量平均分子量為350,000以下。
- 如請求項1至7中任一項之光學膜,其厚度為10~150 μm。
- 如請求項1至8中任一項之光學膜,其於至少一面具有硬塗層。
- 如請求項9之光學膜,其中上述硬塗層之厚度為3~30 μm。
- 一種可撓式顯示裝置,其具備如請求項1至10中任一項之光學膜。
- 如請求項11之可撓式顯示裝置,其進而具備偏光板。
- 如請求項11或12之可撓式顯示裝置,其進而具備觸控感測器。
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