TWI599485B - Optical film, polarizer and image display device - Google Patents
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Description
本發明關於在薄膜基材上具有機能性層(例如硬塗層)之光學薄膜、具有該光學薄膜之偏光板、與具有該偏光板之圖像顯示裝置。
歷來,在液晶顯示面板上設有觸控面板的液晶顯示裝置係有各種提案。於此種液晶顯示裝置中,若空隙層存在於液晶顯示面板與觸控面板之間,則由於在液晶顯示面板與空隙層之界面、或觸控面板與空隙層之界面的光之反射或散射,而引起對比或亮度的降低。為了避免如此的不良狀況,宜以光硬化性樹脂等的填充劑填滿上述空隙層。
另一方面,於液晶顯示面板的視覺辨認側之偏光板上,從表面保護的觀點來看,一般使用在最表面具有硬塗層的光學薄膜。為了填滿上述空隙層,若以光硬化性樹脂作為填充劑來塗佈硬塗層之表面,則由於填充劑的潤濕性不充分,填充劑會被排斥,無法均勻地塗佈在硬塗層上。
因此,例如於專利文獻1中,藉由將填充劑的黏度與具有硬塗層的薄膜表面之矽原子比率控制在特定之關係,
而且將薄膜表面的矽原子比率控制在指定的範圍,而改善填充劑的潤濕性,嘗試將填充劑均勻地塗佈在薄膜上。
[專利文獻1]特開2013-101274號公報(參照請求項1、2,段落[0004]、[0005]、[0009]等)
近年來,如以智慧型手機或平板型顯示裝置為代表,附觸控面板的顯示裝置之需求係愈來愈增大。已知如此的顯示裝置本來多在室內使用,但若帶出室外使用,則在顯示器的端部及重複觸控(掃掠)的地方個所發生白濁現象,視覺辨認性降低。又,已知如此的白濁現象係尤其在高溫環境的夏季中多發生。
本案發明者進行專心致力的檢討,結果得知夏季的顯示器端部之白濁現象的原因,係在隔著填充劑將觸控面板貼合於液晶顯示面板時,由於填充劑的潤濕性不充分,而在液晶顯示面板的視覺辨認側偏光板之最表面的硬塗層之端部,填充劑被排斥,此時發生的微小氣泡(微泡)係因高溫化而膨脹,填充劑在硬塗層端部剝落。又,已知在重複觸控(掃掠)的地方之白濁現象之原因,係由於太陽光中所含有的紫外線,造成填充劑與硬塗層之密接性降低,由於在重複觸控或掃掠時所作用的剪切力,造成填充劑自硬塗
層剝落。
於上述的專利文獻1中,嘗試改善填充劑的潤濕性,但與基底的薄膜之密接性愈升高,則愈無法改善填充劑的潤濕性。因此,專利文獻1之技術不能說是將填充劑的潤濕性與密接性予以同時提高者,不能說是能充分減低填充劑的剝落,該剝落係如上述之高溫環境下的白濁所造成的視覺辨認性降低之原因。
本發明係為了解決上述問題而完成者,其目的在於提供可同時提高機能性層之表面上所塗佈的填充劑之潤濕性及密接性,藉此而可充分減低填充劑的剝落之光學薄膜、具有該光學薄膜之偏光板、與具有該偏光板之圖像顯示裝置。
本發明之上述目的係藉由以下之構成達成。即,本發明之光學薄膜係具有薄膜基材與形成在該薄膜基材的至少一側之面上的機能性層之光學薄膜,其特徵為同時滿足以下之條件式(1)及(2);a+b≧30mN/m‧‧‧(1)
1≦(a/b)≦10‧‧‧(2)
惟,
a:機能性層的表面自由能之極性成分之相互作用力與氫鍵成分之相互作用力之和(mN/m)
b:機能性層的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m)。
藉由滿足條件式(1),由於光學薄膜的機能性層之表面自由能增大,當於機能性層之表面上塗佈填充劑時,可提高填充劑的潤濕性。又,藉由滿足條件式(2),機能性層的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a、與分散成分b的平衡變良好,與水不同,極性低的填充劑與機能性層之相容性係變良好。藉此,可進一步提高填充劑的潤濕性。如此地,由於填充劑的潤濕性係大幅升高,填充劑與機能性層的密接性亦升高。
即,藉由同時滿足條件式(1)及(2),可同時滿足填充劑的潤濕性及密接性,藉此而可充分減低填充劑的剝落。
1‧‧‧圖像顯示裝置
3‧‧‧外裝構件(觸控面板、前面板)
4‧‧‧液晶胞(顯示單元)
5‧‧‧偏光板
31‧‧‧填充劑
11‧‧‧偏光鏡
12‧‧‧薄膜基材(λ/4薄膜)
13‧‧‧機能性層(硬塗層)
15‧‧‧光學薄膜
圖1係顯示本發明之實施形態的圖像顯示裝置之概略構成之截面圖。
圖2係示意地顯示上述實施形態所用之斜延伸薄膜的製造裝置之概略構成之平面圖。
圖3係示意地顯示上述製造裝置的延伸部之導軌圖型之一例之平面圖。
圖4係顯示耐久性試驗的樣子之說明圖。
於本發明的實施之一形態中,若以圖面為基礎進行說明,則如以下。再者,於本說明書中,將數值範圍記載為A~B時,該數值範圍係包含下限A及上限B之值。又,本發明係不受以下之內容所限定。
圖1係顯示本實施形態之圖像顯示裝置1的概略構成之截面圖。圖像顯示裝置1係在液晶顯示面板2的後述偏光板5上(尤其後述的光學薄膜15上),隔著填充劑31貼合外裝構件3而構成。填充劑31係由丙烯酸等的光硬化性樹脂所構成之接著層(空隙填充劑),形成在液晶顯示面板2的偏光板5之表面全體上。
液晶顯示面板2係在一對基板中夾持有液晶層的液晶胞4之兩側上,分別配置偏光板5、6而構成。偏光板5係經由黏著層7而貼附於液晶胞4的一面側(例如視覺辨認側)。偏光板6係經由黏著層8而貼附於液晶胞4的另一面側(例如背光9側)。液晶顯示面板2的驅動方式係沒有特別的限定,可採用IPS(面內切換)型式、TN(扭曲向列)方式等各式各樣的驅動方式。
偏光板5係由穿透指定的直線偏光之偏光鏡11、依順序層合於偏光鏡11的外裝構件3側之薄膜基材12及機能性層13、與層合於偏光鏡11的液晶胞4側之光學薄膜14所構成。以薄膜基材12與機能性層13來構成作為在偏光鏡11的視覺辨認側之面上所形成的保護膜之光學薄
膜15。機能性層13係以硬塗層(硬化層)或防眩層(抗眩層)等所構成。藉由以硬塗層構成機能性層13,可保護偏光板5之表面。又,藉由以抗眩層構成機能性層13,可發揮防眩機能。光學薄膜14係設置用於保護偏光板5之背面。再者,光學薄膜14係可以與薄膜基材12同樣之材料(例如纖維素酯薄膜)所構成,亦可以其他材料所構成。
薄膜基材12係在本實施形態中以λ/4薄膜所構成。λ/4薄膜係對於透射光給予波長的1/4左右之面內相位差的層,於本實施形態中,係以後述之施有斜延伸的纖維素酯薄膜所構成。λ/4薄膜的遲相軸與偏光鏡11之吸收軸所成的角度(交差角)為30°~60°,藉此,來自偏光鏡11的直線偏光係被λ/4薄膜(薄膜基材12)轉換成圓偏光或橢圓偏光。
因此,於觀察者戴上偏光遮陽鏡而觀察顯示圖像時,即使偏光鏡11的透射軸(將吸收軸呈垂直)與偏光遮陽鏡的透射軸怎樣地偏移,也可將自偏光板5所出射之光(圓偏光或橢圓偏光)中所含有之與偏光遮陽鏡之透射軸呈平行的光之成分導入觀察者之眼中。藉此,可抑制因觀察角度而顯示圖像變難以見到者。又,即使觀察者未戴上偏光遮陽鏡時,也由於自偏光板5所出射而入射至觀察者之眼中者為圓偏光或橢圓偏光,而與直線偏光直接入射於觀察者之眼中的構成相比,可減輕觀察者的眼之負擔。
上述薄膜基材12亦可為含有受阻胺系化合物的纖維素酯薄膜。在薄膜基材12上形成有機能性層13的光學薄
膜15,例如係藉由紫外線照射而接著(UV接著)於偏光鏡11,但由於此時的UV照射,薄膜基材12與機能性層13之密接性(耐光密接性)會變差。然而,藉由在構成薄膜基材12的纖維素酯薄膜中含有受阻胺系化合物,可改善上述的耐光密接性。
偏光板6係將穿透指定的直線偏光之偏光鏡21、配置於偏光鏡21的液晶胞4側之光學薄膜22、與偏光鏡21之與液晶胞4相反側上配置的光學薄膜23予以層合而構成。偏光鏡21係配置成透射軸與偏光鏡11呈垂直(正交尼科耳狀態)。光學薄膜22、23係設置用於保護偏光板6之表面及背面,此等係可以與偏光板5的薄膜基材12同樣之材料(例如纖維素酯)所構成,也可以其他材料所構成。
外裝構件3例如是靜電容量方式的觸控面板,在玻璃基板上依順序層合由透明導電膜所成之第1電極圖型、層間絕緣層、與由透明導電膜所成之第2電極圖型而構成。於此構成中,玻璃基板之表面係成為觸控面板之觸控面。再者,亦可以進一步覆蓋第2電極圖型之方式,設置絕緣膜。
第1電極圖型係在玻璃基板上單向(例如X方向)延伸而形成。層間絕緣層係以覆蓋第1電極圖型之方式,形成在玻璃基板上。第2電極圖型係在與第1電極圖型之延伸方向呈正交的方向(例如Y方向)中延伸而形成。若以手指按壓外裝構件3之表面,則第1電極圖型與第2電極圖型
接觸,第1電極圖型與第2電極圖型之間的靜電容量變化。經由第1電極圖型及第2電極圖型,檢測出該靜電容量之變化,可斷定按壓位置(座標)。
再者,觸控面板並不限定於上述靜電容量方式者,亦可為電阻膜方式等其他方式者。又,外裝構件3例如亦可以由丙烯酸樹脂所成之前面板來構成。
又,上述光學薄膜15亦可用於偏光板以外之用途。此時,機能性層13亦可設置在薄膜基材12之兩面。因此,於光學薄膜15中,可說機能性層13亦可形成在薄膜基材12的至少一側之面上。
於本實施形態中,光學薄膜15係同時滿足以下之條件式(1)及(2)。即,a+b≧30mN/m‧‧‧(1)
1≦(a/b)≦10‧‧‧(2)
惟,
a:機能性層的表面自由能之極性成分之相互作用力與氫鍵成分之相互作用力之和(mN/m)
b:機能性層的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m)。
又,a及b的算出方法之詳細係如後述。
本案發明者進行專心致力的檢討,結果得知藉由滿足條件式(1),即是使機能性層13的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a、與分散成分b之總和成為30mN/m以
上,將填充劑31塗佈於機能性層13之表面時的潤濕性係升高,填充劑31的塗膜均勻性優異。
又,進行更專心致力的檢討,結果得知藉由滿足條件式(2),即是使機能性層13的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a、與分散成分b之比a/b成為1以上10以下,而進一步提高填充劑31的潤濕性。茲認為此係因為以下的理由。
極性成分與氫鍵成分之和a若比分散成分b多,則即使能提高如水之極性高的物質之潤濕性,也難以提高如填充劑31的極性低之物質的潤濕性。因此,於使極性成分與氫鍵成分之和a與分散成分b之總和成為30mN/m以上時,比a/b為10以下必須相對地壓低極性成分與氫鍵成分之和a(使分散成分b相對地增大)。另一方面,比a/b若未達1,則極性成分與氫鍵成分之和a係過少,滿足條件式(1)者本身變困難。
如以上,由於藉由同時滿足條件式(1)及(2),可大幅提高填充劑31的潤濕性,故可藉由共價鍵等之化學的接著及分子間力等之物理的接著來提高填充劑31與機能性層13之接著性。結果,可確實地提高填充劑31與機能性層13之密接性。
藉由如此之填充劑31的潤濕性及密接性之提高,可充分減低填充劑31的剝落。結果,即使將附觸控面板的圖像顯示裝置1於高溫環境下使用時,也可在顯示畫面的端部及重複觸控(掃掠)的地方,抑制白濁現象之發生,可
抑制顯示圖像的視覺辨認性降低。
從藉由進一步增大機能性層13之表面自由能,而更提高填充劑31的潤濕性之觀點來看,光學薄膜15宜進一步滿足以下之條件式(1a)。即,a+b≧40mN/m‧‧‧(1a)。
又,從進一步壓低極性成分與氫鍵成分之和a,而更提高填充劑31的潤濕性升高效果之觀點來看,光學薄膜15宜進一步滿足以下之條件式(2a)。即,1≦(a/b)≦5‧‧‧(2a)。
又,從進一步增大機能性層13之表面自由能,而更提高填充劑31的潤濕性之觀點,光學薄膜15宜進一步滿足以下之條件式(1b)。即,a+b≧50mN/m‧‧‧(1b)。
另外,從進一步壓低極性成分a,而更提高填充劑31的潤濕性升高效果之觀點來看,光學薄膜15宜進一步滿足以下之條件式(2b)。即,1≦(a/b)≦4‧‧‧(2b)。
上述效果,係如本實施形態,於填充劑31由光硬化性樹脂所構成時特別有效地獲得。即,於填充劑31由光硬化性樹脂所構成時,藉由滿足上述各條件式,可確實提高填充劑31對於機能性層13的潤濕性及密接性。
其次,說明上述的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a及分散成分b之算出方法。首先,於溫度23℃、濕度55%條件下將光學薄膜15放置12小時後,於溫度
23℃、濕度55%條件下,使用協和界面科學股份有限公司製,商品名Drop Master DM100,測定3種類的液滴(純水、乙二醇、二乙二醇)對於光學薄膜15的機能性層13之表面的接觸角(θ)。再者,各液滴的接觸角之測定係各自進行5次,使用彼等之平均值。
其次,使用下述的Young-Fowkes式求得表面自由能。
(γ Sd‧γ Ld)1/2+(γ Sp‧γ Lp)1/2+(γ Sh‧γ Lh)1/2=γ L(1+cosθ)/2此處,
γsd:固體的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m)
γLd:液體的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m)
γsp:固體的表面自由能之極性成分之相互作用力(mN/m)
γLp:液體的表面自由能之極性成分之相互作用力(mN/m)
γsh:固體的表面自由能之氫鍵成分之相互作用力(mN/m)
γLh:固體的表面自由能之氫鍵成分之相互作用力(mN/m)
γL:液體的表面自由能之分散成分之相互作用力、極性成分之相互作用力、氫鍵成分之相互作用力之總和(γ L=γ Ld+γ Lp+γ Lh)
θ:接觸角(°)
又,關於3種類的液滴(純水、乙二醇、二乙二醇)之表面自由能之分散成分γLd、極性成分γLp、氫鍵成分γLh,使用日本接著協會誌vol.15,No.3,p96中記載之數值。
藉由將接觸角(平均接觸角)之值代入上述之Young-
Fowkes式,解出3元聯立方程式,可求得固體的表面自由能之分散成分γsd、極性成分γsp、氫鍵成分γsh之各值。藉此,可求得上述機能性層的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a(=γsp+γsh)、分散成分b(=γsd),亦可求得此等之總和(a+b)或比(a/b)。再者,極性成分與氫鍵成分之和a係來自永久偶極矩的成分,分散成分b係不來自永久偶極矩的成分。因此,比a/b係具有來自永久偶極矩的成分與不來自的成分之比的物理意義。
為了良好地發揮上述本實施形態之效果,機能性層13在鹼處理前後的水之接觸角之差△θ宜為10°以上,更宜為20°以上。又,接觸角之差△θ宜為55°以下。以下,說明鹼處理前後的接觸角之差△θ。
鹼處理前後的水之接觸角之差△θ(°),係自光學薄膜15的機能性層13之鹼處理前的水之接觸角θa(°),扣除經至少下述表示的條件下所鹼處理後之機能性層13的水之接觸角θb(°)後之值。鹼處理條件係在50℃的2mol/L之氫氧化鈉溶液中,將光學薄膜15浸漬處理60秒之條件。再者,水接觸角係在23℃、55%RH之條件下放置12小時後,使用上述的接觸角計進行5次測定,將其測定值平均之值。
機能性層13之表面自由能係在鹼處理後上升,填充劑31(光硬化性樹脂)與機能性層13之界面的密接性升
高,良好地得到耐久試驗後的層間密接性。又,鹼處理後水接觸角降低者係本實施形態中較佳的樣態。
本實施形態的鹼處理係包含至少將光學薄膜15浸漬於鹼溶液後(以下,亦稱為皂化步驟),水洗後進行乾燥之步驟,鹼處理之條件為前述條件。再者,亦可於鹼處理後,在酸性水步驟中和後,進行水洗及乾燥。
後述的化合物等之添加劑的種類或量,係藉由調整機能性層形成時的硬化條件(氧濃度調整等),而可將鹼處理前後的水之接觸角之差Δθ調整成滿足上述範圍。
以下,說明上述構成光學薄膜15的各層之詳細。
本實施形態之機能性層係以樹脂作為主成分所構成之層。具體地,從機械的膜強度(耐擦傷性、鉛筆硬度)優異之點來看,較佳為含有活性線硬化樹脂者。即,以藉由如紫外線或電子線的活性線(亦稱為活性能量線)照射,經過交聯反應而硬化的樹脂作為主成分之層。作為活性線硬化樹脂,較宜使用包含具有乙烯性不飽和雙鍵的單體之成分,藉由照射如紫外線或電子線之活性線,使硬化而形成活性線硬化樹脂層。
作為活性線硬化樹脂,可舉出紫外線硬化性樹脂或電子線硬化性樹脂等為代表者,特別地從機械的膜強度(耐
擦傷性、鉛筆硬度)優異之點來看,較佳為藉由紫外線照射而硬化之樹脂。作為紫外線硬化性樹脂,例如較宜使用紫外線硬化型丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型胺基甲酸酯丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型聚酯丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型環氧丙烯酸酯系樹脂、紫外線硬化型多元醇丙烯酸酯系樹脂、或紫外線硬化型環氧樹脂等,其中較佳為紫外線硬化型丙烯酸酯系樹脂。
作為紫外線硬化型丙烯酸酯系樹脂,較佳為多官能丙烯酸酯。作為該多官能丙烯酸酯,較佳為選自由季戊四醇多官能丙烯酸酯、二季戊四醇多官能丙烯酸酯、季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯、及二季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯所成之群組。
此處,所謂的多官能丙烯酸酯,就是在分子中具有2個以上的丙烯醯氧基或甲基丙烯醯氧基之化合物。作為多官能丙烯酸酯之單體,例如較佳可舉出乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、五甘油三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三/四丙烯酸酯、貳三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異三聚氰酸
酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、五甘油三甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、活性能量線硬化型的異三聚氰酸酯衍生物、多元酸性丙烯酸酯等。
從本實施形態之目的效果之觀點來看,光學薄膜的機能性層亦可含有多元酸性丙烯酸酯。作為多元酸性丙烯酸酯,可舉出二季戊四醇五丙烯酸酯琥珀酸轉化物、季戊四醇三丙烯酸酯琥珀酸轉化物、二季戊四醇五丙烯酸酯苯二甲酸轉化物、季戊四醇三丙烯酸酯苯二甲酸轉化物、多元酸改性丙烯酸寡聚物等。作為市售品,可舉出Aronix M-510,Aronix M-520(東亞合成公司製)、DPE6A-MS、PE3A-MP、DPE6A-MP、PE3A-MP(共榮社化學公司製)等。又,關於含量,若將形成機能性層的膜之樹脂成分當作100,則以質量比計較佳為30%以上,以質量比計更佳為50%以上。
又,作為其他樹脂之市售品,可舉出Adeka Optomer N系列、Sunrad H-601、RC-750、RC-700、RC-600、RC-500、RC-611、RC-612(三洋化成工業(股)製)、Aronix M-
6100、M-8030、M-8060、Aronix M-215、Aronix M-315、Aronix M-313、Aronix M-327(東亞合成(股)製)、NK-Ester A-TMM-3L、NK-Ester AD-TMP、NK-Ester ATM-35E、NK Ester A-DOG、NK Ester A-IBD-2E、A-9300、A-9300-1CL(新中村化學工業(股))、PE-3A(共榮社化學)等。
可單獨或混合2種以上的上述活性線硬化樹脂。
又,亦可使用單官能丙烯酸酯。作為單官能丙烯酸酯,可舉出丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸異十八酯、丙烯酸苄酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸二十二酯、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸環己酯等。如此的單官能丙烯酸酯係可自日本化成工業股份有限公司、新中村化學工業股份有限公司、大阪有機化學工業股份有限公司等取得。
使用單官能丙烯酸酯時,多官能丙烯酸酯與單官能丙烯酸酯之含有質量比,較佳係成為多官能丙烯酸酯:單官能丙烯酸酯=80:20~98:2。
機能性層較佳為含有活性線硬化樹脂之硬化促進用的光聚合起始劑。
光聚合起始劑之含量,以質量比計,較佳成為光聚合起始劑:活性線硬化樹脂=20:100~0.01:100之含量。
作為光聚合起始劑,具體地可舉出烷基苯酮系、苯乙酮、二苯基酮、羥基二苯基酮、米蚩酮、α-戊基肟酯、噻噸酮等及此等之衍生物,惟不特別受此等所限定。作為光聚合起始劑,亦可使用市售品,例如可舉出BASF日本(股)製的Irgacure 184、Irgacure 907、Irgacure 651等當作較佳的例示。
機能性層含有微粒子者,係在能提高鹼處理後之機能性層的表面自由能之點較佳。作為微粒子,只要是可用於機能性層者,則沒有特別的限制,可舉出二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、五氧化二銻等,較佳為二氧化矽。二氧化矽微粒子亦可為在內部具有空洞的中空粒子。由於機能性層含有經聚合物矽烷偶合劑被覆所成之微粒子,尤其對於耐久性試驗後的密接性,可發揮良好的性能而較佳。關於含量,成為微粒子:活性線硬化樹脂=0.1:100~400:100之含量者,係在一邊提高表面自由能,一邊將上述極性成分比a/b保持在適當的範圍上較佳。
所謂的聚合物矽烷偶合劑,就是指聚合性單體與矽烷偶合劑(矽烷化合物)之反應物。如此的聚合物矽烷偶合劑,例如可依照特開平11-116240號公報中揭示的聚合性單體與反應性矽烷化合物之反應物的製法來獲得。
作為聚合性單體,具體地可舉出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸甲苯甲醯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-胺基乙酯、(甲基)丙烯酸的環氧乙烷加成物、(甲基)丙烯酸三氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-三氟甲基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基-2-全氟丁基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟甲酯、(甲基)丙烯酸二全氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟甲基-2-全氟乙基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟癸基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟十六基乙酯等之(甲基)丙烯酸系單體;苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、苯乙烯磺酸及其鹽等之苯乙烯系單體;全氟乙烯、全氟丙烯、偏二氟乙烯等之含氟的乙烯基單體;乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等之含矽的乙烯系單體;馬來酸酐、馬來酸、馬來酸的單烷酯及二烷酯;富馬酸、富馬酸的單烷酯及二烷酯;馬來醯亞胺、
甲基馬來醯亞胺、乙基馬來醯亞胺、丙基馬來醯亞胺、丁基馬來醯亞胺、己基馬來醯亞胺、辛基馬來醯亞胺、十二基馬來醯亞胺、十八基馬來醯亞胺、苯基馬來醯亞胺、環己基馬來醯亞胺等之含腈基的乙烯系單體;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等之含醯胺基的乙烯系單體;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、桂皮酸乙烯酯等之乙烯酯類;乙烯、丙烯等的烯類;丁二烯、異戊二烯等之共軛二烯類;氯乙烯、偏二氯乙烯、烯丙基氯、烯丙醇、丙烯酸樹脂單體類;季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、貳三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、甲基丙烯甲酸酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸異癸酯、丙烯正月桂酸酯、丙烯酸正十八酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯全氟辛基乙酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯等及此等之混合物。
亦可以使用此等聚合性單體之聚合物(寡聚物、預聚物)。此等聚合性單體係可單獨使用,也可使用複數。所謂的(甲基)丙烯酸,就是意指丙烯酸或甲基丙烯酸,所謂的(甲基)丙烯酸酯,就是意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
作為反應性矽烷化合物,較佳為使用以下述式(1)所表示的有機矽化合物。
X-R-Si(OR)3 (1)
(式中,R表示由取代或非取代的烴基所選出之碳數1~10的有機基;X表示由(甲基)丙烯醯基、環氧基(縮水甘油基)、胺基甲酸酯基、胺基、氟基所選出之1種或2種以上的官能基)。
作為以式(1)所表示的有機矽化合物,具體地可舉出3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、甲基-3,3,3-三氟丙基二甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基甲基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基甲基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基乙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-(β-環氧丙氧基乙氧基)丙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基甲基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基甲基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基乙基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基異丙基丙基三乙氧基矽烷、全氟辛基乙基三甲氧基矽烷、全氟辛基乙基三乙氧基矽烷、全氟辛基乙基三異丙氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等及此等之混合物。
使聚合性單體與反應性矽烷化合物反應,而調製聚合物矽烷偶合劑。具體地,可相對於聚合性單體100重量份,調製以0.5~20重量份,更且以1~10重量份之範圍混合有反應性矽烷化合物之有機溶劑溶液,於其中添加聚合起始劑,藉由加熱而得。
作為有機溶劑,可舉出苯、甲苯、二甲苯等之芳香族烴穎、乙酸乙酯、乙酸乙二醇單甲基醚等之酯類、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等之酮類、四氫呋喃、二烷等之醚類、甲醇、異丙醇等之醇類、氯仿等之鹵化烴類。此等亦可混合使用。此時的聚合性單體與反應性矽烷化合物之合計濃度,以固體成分計較佳為1~40重量%,更佳為2~30重量%之範圍。
作為聚合起始劑,可舉出偶氮異丁腈、月桂醯基過氧化物、苯甲醯基過氧化物、二第三丁基過氧化物、第三丁基過氧-2-乙基己酸酯、第三丁基過氧異丁酸酯、第三丁基過氧三甲基乙酸酯、第三丁基過氧苯甲酸酯、第三丁基過氧乙酸酯等之過氧化物聚合起始劑、2,2-偶氮雙異丁腈、2,2-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等之偶氮化合物等。
反應溫度宜在30~100℃,更宜在50~95℃之範圍。反應溫度若低,則反應慢,調製分子量大的聚合物矽烷偶合劑者係過度費時。反應溫度若過高,則反而反應速度會過快,有無法控制在所欲的分子量之情況。聚合物矽烷偶合劑的分子量,以聚苯乙烯換算較佳在2,500~150,000,
更佳在2,000~100,000之範圍。
聚合物矽烷偶合劑的被覆層之厚度較佳為1~10nm,更佳為1~5nm之範圍。被覆層若薄,則微粒子對於基質成分的分散性會變不充分。又,被覆層若過厚,則有生產性降低之問題。
又,聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子中的被覆層之含量,以固體成分計宜在0.5~20重量%,更宜在1~15重量%之範圍。
關於聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子之調製方法,具體地可藉由在微粒子的有機溶劑分散液中添加聚合物矽烷偶合劑,於鹼存在下以聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子而調製。
作為有機溶劑,可舉出甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇(IPA)、丁醇、二丙酮醇、糠醇、四氫糠醇、乙二醇、己二醇、異丙二醇等之醇類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等之酯類;二乙基醚、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚等之醚類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醯丙酮、乙醯乙酸酯等之酮類、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲苯、環己酮、異佛爾酮等。
分散液中的微粒子與聚合物矽烷偶合劑之合計濃度,
以固體成分計較佳為1~30重量%,更佳為2~25重量%之範圍。
於分散液中添加鹼而使聚合物矽烷偶合劑吸附於微粒子。藉由鹼添加而微粒子之表面活性化(OH基之生成),聚合物矽烷偶合劑與微粒子之親和性變高而結合。或者,判斷促進聚合物矽烷偶合劑的OH基與微粒子的OH基之脫水反應而促進結合等。
於鹼中,除了氫氧化鈉、氫氧化鉀等,還可使用氨、胺類等之鹼性氮化合物。其中,於促進聚合物矽烷偶合劑對於微粒子的吸附及結合,未吸附的聚合物矽烷偶合劑少之點,鹼性氮化合物係較佳。
鹼之使用量亦隨著金屬氧化物粒子之種類、平均粒徑等而不同,但較佳在微粒子的0.001~0.2質量份,更佳在0.005~0.1質量份之範圍。
其次,藉由將吸附有聚合物矽烷偶合劑的微粒子分離、乾燥,可得到聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子。
於可確保用於光學薄膜時的光學特性之點,所得之聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子的平均粒徑之範圍較佳為5~500nm,更佳為10~200nm。
從確保機能性層的膜強度之觀點來看,機能性層中的聚合物矽烷偶合劑被覆微粒子之含量,以固體成分計較佳為0.5~80質量份,更佳為1~60質量份。
於機能性層中,為了賦予抗靜電性,亦可含有導電劑。作為較佳的導電劑,可舉出金屬氧化物粒子或π共軛系導電性聚合物。又,離子液體亦可作為導電性化合物較佳地使用。
於機能性層中,從使塗佈性成為良好之觀點來看,亦可含有氟-矽氧烷接枝化合物、氟系化合物、矽氧系化合物或HLB值為3~18之化合物。藉由調整此等添加劑之種類或添加量,而容易控制親水性。
所謂的HLB值,就是Hydrophile-Lipophile-Balance,即親水性-親油性之平衡,表示化合物的親水性或親油性的大小之值。HLB值愈小則親油性愈高,值愈大則親水性愈高。又,HLB值係可藉由如以下之計算式求得。
HLB=7+11.7Log(Mw/Mo)
式中,Mw表示親水基的分子量,Mo表示親油基的分子量,Mw+Mo=M(化合物之分子量)。或者,若依照Griffin法,可舉出HLB值=20×親水部之式量的總和/分子量(J.Soc.Cosmetic Chem.,5(1954),294)等。
下述列舉HLB值為3~18的化合物之具體化合物,惟不受此所限定。()內表示HLB值。
花王股份有限公司製:Emulgen 102KG(6.3)、Emulgen 103(8.1)、Emulgen 104P(9.6)、Emulgen 105(9.7)、Emulgen 106(10.5)、Emulgen 108(12.1)、Emulgen 109P(13.6)、
Emulgen 120(15.3)、Emulgen 123P(16.9)、Emulgen 147(16.3)、Emulgen 210P(10.7)、Emulgen 220(14.2)、Emulgen 306P(9.4)、Emulgen 320P(13.9)、Emulgen 404(8.8)、Emulgen 408(10.0)、Emulgen 409PV(12.0)、Emulgen 420(13.6)、Emulgen 430(16.2)、Emulgen 705(10.5)、Emulgen 707(12.1)、Emulgen 709(13.3)、Emulgen 1108(13.5)、Emulgen 1118S-70(16.4)、Emulgen 1135S-70(17.9)Emulgen 2020G-HA(13.0)、Emulgen 2025G(15.7)、Emulgen LS-106(12.5)、Emulgen LS-110(13.4)、Emulgen LS-114(14.0),日信化學工業股份有限公司製:Surfynol 104E(4)、Surfynol 104H(4)、Surfynol 104A(4)、Surfynol 104BC(4)、Surfynol 104DPM(4)、Surfynol 104PA(4)、Surfynol 104PG-50(4)、Surfynol 104S(4)、Surfynol 420(4)、Surfynol 440(8)、Surfynol 465(13)、Surfynol 485(17)、Surfynol SE(6)、信越化學工業股份有限公司製:X-22-4272(7)、X-22-6266(8)。
所謂的氟-矽氧烷接枝化合物,就是指對於至少氟系樹脂,使含有矽氧烷及/或有機矽氧烷單體的聚矽氧烷及/或有機聚矽氧烷接枝化而得之共聚物的化合物。如此的氟-矽氧烷接枝化合物,係可藉由如後述之實施例中記載的方法來調製。或者,作為市售品,可舉出富士化成工業股份有限公司製之ZX-022H、ZX-007C、ZX-049、ZX-047-D等。
又,作為氟系化合物,可舉出DIC股份有限公司製之Megafac系列(F-477、F-487、F-569等)、DAIKIN工業股
份有限公司製之Optool DSX、Optool DAC等。
作為矽氧系化合物,可舉出信越化學工業股份有限公司製:KF-351、KF-352、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-618、KF-6011、KF-6015、KF-6004、BYK化學日本股份有限公司製:BYK-UV3576、BYK-UV3535、BYK-UV3510、BYK-UV3505、BYK-UV3500等。相對於機能性層組成物中的固體成分成分,此等成分較佳為以0.005質量份以上10質量份以下之範圍添加。此等成分只要是總全添加劑量為0.005質量份以上10質量份以下之範圍,則亦可2種類以上添加。
機能性層亦可進一步含有在後述之纖維素酯薄膜所說明的紫外線吸收劑。含有紫外線吸收劑時的薄膜之構成,當以2層以上構成時,較佳為在與纖維素酯薄膜接觸的機能性層中含有紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑之含量,以質量比計,較佳成為紫外線吸收劑:機能性層構成樹脂=0.01:100~20:100之含量。2層以上設置時,與纖維素酯薄膜接觸的機能性層之膜厚較佳為0.05~2μm之範圍。2層以上的積層亦可同時疊層形成。所謂同時疊層,就是不經過乾燥步驟,以濕罩濕(wet on wet)將2層以上的機能性層塗佈在基材上,而形成機能性層。於第1機能性層之上,不經過乾燥步驟,以濕罩濕來層合第2機能性層時,只要藉由擠壓塗佈機進
行逐次疊層,或藉由具有複數的縫之狹縫模進行同時疊層即可。
機能性層較佳為將形成上述機能性層的成分,以進行纖維素酯薄膜之膨潤或一部分溶解的溶劑予以稀釋而成為機能性層組成物,用以下之方法在纖維素薄膜上塗佈、乾燥、硬化而設置。
作為溶劑,較佳為酮(甲基乙基酮、丙酮等)及/或乙酸酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、醇(乙醇、甲醇、正丙醇、異丙醇)、丙二醇單甲基醚、環己酮、甲基異丁基酮等。機能性層組成物之塗佈量,以濕膜厚計成為0.1~80μm之量係適當,較佳以濕膜厚計成為0.5~30μm之量。又,乾膜厚係平均膜厚0.01~20μm之範圍,較佳為1~15μm之範圍。更佳為2~12μm之範圍。
機能性層組成物之塗佈方法係可使用凹槽輥塗佈機、浸塗機、逆塗機、線棒塗佈機、口模塗佈機、噴墨法等之眾所周知的方法。
於機能性層組成物之塗佈後,進行乾燥、硬化(照射活性線(亦稱為UV硬化處理)),視需要亦可更在UV硬化後進行加熱處理。UV硬化後的加熱處理溫度較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,特佳為120℃以上。藉由在如
此的高溫進行UV硬化後的加熱處理,可得到膜強度優異的機能性層。
乾燥較佳在減率乾燥區間的溫度為30℃以上進行。減率乾燥區間的溫度更佳為50℃以上。
一般地,已知乾燥程序若是乾燥開始,則乾燥速度係自固定之狀態起徐徐地變化到減少之狀態。將乾燥速度固定之區間稱為恒率乾燥區間,將乾燥速度減少之區間稱為減率乾燥區間。
作為UV硬化處理之光源,只要是產生紫外線之光源,則可無限制地使用。例如,可使用低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、碳弧燈、金屬鹵化物、氙燈等。
照射條件係隨著各自的燈而不同,但活性線之照射量通常為50~1000mJ/cm2之範圍,較佳為50~300mJ/cm2之範圍。又,於UV硬化處理中,為了防止氧所致的反應障礙,亦可進行氧去除(例如,藉由氮氣沖洗等之惰性氣體的置換)。藉由調整氧濃度的去除量,可控制表面的硬化狀態。藉此,可控制前述添加劑在機能性層面之存在狀態,結果容易將接觸角之差Δθ控制在前述範圍。
於照射活性線之際,較佳為邊在薄膜的運送方向中給予張力邊進行,更佳為邊在寬度方向中亦給予張力邊進行。所給予的張力較佳為30~300N/m。給予張力的方法係沒有特別的限定,可在後輥上於運送方向中給予張力,也可藉由拉幅機在寬度方向或二軸方向中給予張力。藉
此,可得到平面性更優異的薄膜。
光學薄膜亦可將機能性層予以表面改質。表面改質之方法係可舉出電漿照射處理、電暈照射處理、溶劑處理等。此等表面改質之方法係可單獨進行一種類,也可組合複數進行。
於光學薄膜上,機能性層只要具有至少一層即可,亦可由複數層所構成。又,亦可於光學薄膜之兩面上具有機能性層,只要至少一側之面的最表面滿足上述條件式(1)、(2)即可。
於本實施形態的光學薄膜(例如硬塗薄膜)之與設有機能性層側相反側之面上,較佳為設置背塗層。背塗層係藉由塗佈或CVD等,而設置用於矯正因設置機能性層或其他層所發生捲曲。即,藉由使設有背塗層的面成為內側而具有成圓的性質,可平衡捲曲的程度。再者,背塗層亦較佳為兼任防黏連層而塗設,於該情況下,較佳為在背塗層塗佈組成物中添加具有防黏連機能用的微粒子。此背塗層亦可滿足上述條件式(1)、(2)。
作為在背塗層中添加的微粒子,於無機化合物之例中,可舉出二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、碳酸鈣、滑石、黏土、燒成高嶺土、燒成矽酸鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鋅、ITO、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂及磷酸鈣。微粒子含有矽者,係於霧度變低之點較
佳,特佳為二氧化矽。
此等微粒子例如可使用以Aerosil R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上日本AEROSIL(股)製)之商品名所市售者。氧化鋯之微粒子例如可使用以Aerosil R976及R811(以上日本Aerosil(股)製)之商品名所市售者。作為聚合物微粒子之例,可舉出矽氧樹脂、氟樹脂及丙烯酸樹脂。較佳為矽氧樹脂,特佳為具有三次元的網狀構造者,例如可使用以Tosperl 103、同105、同108、同120、同145、同3120及同240(以上東芝矽氧(股)製)之商品名所市售者。
於此等之中,Aerosil 200V、Aerosil R972V由於一邊保持低的霧度,一邊防黏連效果大,而特宜使用。本實施形態所用之光學薄膜(例如硬塗薄膜),係機能性層(例如硬塗層)之背面側的動摩擦係數較佳為0.9以下,特佳為0.1~0.9。
相對於黏結劑,背塗層中所含有的微粒子較佳含有0.1~50質量%,更佳為含有0.1~10質量%。設置背塗層時的霧度之增加,較佳為1%以下,更佳為0.5%以下,特佳為0.0~0.1%。
背塗層具體地較佳為藉由將含有使透明樹脂薄膜溶解之溶劑或使膨潤之溶劑的組成物予以塗佈而形成。作為所用的溶劑,亦有除了使溶解之溶劑及/或使膨潤之溶劑的混合物,還更包含不使溶解之溶劑的情況,只要是以將此等根據透明樹脂薄膜的捲曲程度或樹脂之種類以適宜之比
例混合的組成物及塗佈量來形成即可。
欲增強捲曲防止機能時,增大使所用的溶劑組成溶解之溶劑及/或使膨潤之溶劑的混合比率,減小不使溶解之溶劑的比率者係有效果的。此混合比率較佳為(使溶解之溶劑及/或使膨潤之溶劑):(不使溶解之溶劑)=10:0~0.3:9.7。作為如此之混合組成物中所含有的使透明樹脂薄膜溶解或膨潤之溶劑,例如有二烷、丙酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基甲醯胺、乙酸甲酯、乙酸乙酯、環己烷、二丙酮醇、1,3-二氧戊環、N-甲基吡咯啶酮、丙二醇單甲基醚乙酸酯、碳酸伸丙酯、環戊酮、3-戊酮、1,2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃、乳酸乙酯、雙(2-甲氧基乙基)醚、乙酸2-甲氧基乙酯、丙二醇二甲基醚、三氯乙烯、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烷、氯仿等。作為不使溶解之溶劑,例如有甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、丙二醇單甲基醚、或烴類(甲苯、二甲苯、環己醇)等。
使用凹槽輥塗佈機、浸塗機、逆塗機、線棒塗佈機、口模塗佈機等,將此等塗佈組成物,較佳為以濕膜厚1~100μm,特佳5~30μm,塗佈在透明樹脂薄膜之表面。背塗層亦可含有樹脂作為黏結劑。作為背塗層之黏結劑所用的樹脂,例如可舉出氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、乙酸乙烯酯與乙烯醇之共聚物、經部分水解之氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-乙烯醇共聚
物、氯化聚氯乙烯、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等之乙烯系聚合物或共聚物、硝基纖維素、纖維素乙酸丙酸酯(較佳為乙醯基取代度1.8~2.3、丙醯基取代度0.1~1.0)、二乙醯纖維素、纖維素乙酸丁酸酯樹脂等之纖維素衍生物、馬來酸及/或丙烯酸之共聚物、丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸樹脂、聚乙烯縮乙醛樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、聚酯聚胺基甲酸酯樹脂、聚醚聚胺基甲酸酯樹脂、聚碳酸酯聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、聚醯胺樹脂、胺基樹脂、苯乙烯-丁二烯樹脂、丁二烯-丙烯腈樹脂等之橡膠系樹脂、矽氧系樹脂、氟系樹脂等,惟不受此等所限定,例如作為丙烯酸樹脂,以Acrytpet MD、VH、MF、V(三菱縲縈(股)製)、Hiperl M-4003、M-4005、M-4006、M-4202、M-5000、M-5001、M-4501(根上工業股份有限公司製)、Dianal BR-50、BR-52、BR-53、BR-60、BR-64、BR-73、BR-75、BR-77、BR-79、BR-80、BR-82、BR-83、BR-85、BR-87、BR-88、BR-90、BR-93、BR-95、BR-100、BR-101、BR-102、BR-105、BR-106、BR-107、BR-108、BR-112、BR-113、BR-115、BR-116、BR-117、BR-118等(三菱縲縈(股)製)之丙烯酸及甲基丙烯酸系單體作為原料所製造的各種均聚物以及共聚物等係市售,亦可自其中適宜選擇較佳的單體。
特佳為如二乙醯纖維素、纖維素乙酸丙酸酯之纖維素
系樹脂層。
塗設背塗層之順序,係亦可在塗設光學薄膜之與背塗層相反側之層(硬塗層或其他的例如抗靜電層等之層)之前或之後,但當背塗層兼任防黏連層時,較佳為先塗設。或者,亦可於硬塗層的塗設之前後,分2次以上塗佈背塗層。
機能性層之算術平均粗糙度Ra(JIS B0601:2001)較佳為2~100nm之範圍內,特佳為2~20nm之範圍內。藉由成為前述範圍之算術平均粗糙度Ra,視覺辨認性或透明性優異。算術平均粗糙度Ra係根據JIS B0601:2001,以光學干涉式表面粗糙度計(ZYGO公司製,NewView)所測定之值。
光學薄膜之霧度,從用於圖像顯示裝置時的視覺辨認性來看,較佳為0.05%~10%之範圍內。霧度係可根據JIS-K7105及JIS K7136測定。
關於光學薄膜之硬度,硬度指標之鉛筆硬度較佳為HB以上。鉛筆硬度若為HB以上,則在偏光板化步驟中
不易損傷。鉛筆硬度係在將所製作的光學薄膜於溫度23℃、相對濕度55%之條件下調濕2小時以上後,於加重500g條件下,使用JIS S6006所規定的試驗用鉛筆,依照JIS K5400規定的鉛筆硬度評價方法測定機能性層之值。
薄膜基材較佳為製造容易、與機能性層的接著性良好、光學各向同性、透明等。
關於薄膜基材的材料,只要具有上述性質,則沒有特別的限定,例如可舉出纖維素二乙酸酯薄膜、纖維素三乙酸酯薄膜、纖維素乙酸丙酸酯薄膜、纖維素乙酸丁酸酯薄膜等之纖維素酯系薄膜、聚酯系薄膜、聚碳酸酯系薄膜、聚芳酯系薄膜、聚碸(亦包含聚醚碸)系薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等之聚酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、賽璐玢、聚偏二氯乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、乙烯乙烯醇薄膜、對排聚苯乙烯系薄膜、環烯烴聚合物薄膜(Arton(JSR公司製)、Zeonex、Zeonor(以上,日本ZEON公司製))、聚甲基戊烯薄膜、聚醚酮薄膜、聚醚酮醯亞胺薄膜、聚醯胺薄膜、氟樹脂薄膜、尼龍薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、丙烯酸薄膜、聚乳酸薄膜或玻璃板等。其中,較佳為纖維素酯系薄膜、聚碳酸酯系薄膜、環烯烴聚合物薄膜。
作為纖維素酯薄膜(以下,亦稱為纖維素乙酸酯薄膜),例如可舉出三乙醯纖維素薄膜、纖維素乙酸丙酸酯
薄膜、纖維素二乙酸酯薄膜、纖維素乙酸丁酸酯薄膜等。又,纖維素酯薄膜亦可併用聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等之聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、降冰片烯系樹脂、氟樹脂、環烯烴聚合物等。作為纖維素酯薄膜之市售品,例如可舉出Konica-Minolta TAC KC8UX、KC4UX、KC8UY、KC4UY、KC6UA、KC4UA、KC2UA、KC4UE及KC4UZ(以上,Konica-Minolta(股)製)。纖維素酯薄膜的折射率較佳為1.45~1.55。折射率係可根據JIS K7142-2008測定。
纖維素酯薄膜中所含有的纖維素酯樹脂(以下,亦稱為纖維素酯、纖維素系樹脂),較佳為纖維素的低級脂肪酸酯。所謂的低級脂肪酸,就是意指碳原子數為6以下之脂肪酸。作為纖維素的低級脂肪酸酯,例如可使用纖維素乙酸酯、纖維素二乙酸酯、纖維素三乙酸酯、纖維素丙酸酯、纖維素丁酸酯等,或纖維素乙酸丙酸酯、纖維素乙酸丁酸酯等之混合脂肪酸酯。
特佳使用之纖維素的低級脂肪酸酯,係纖維素二乙酸酯、纖維素三乙酸酯、纖維素乙酸丙酸酯。此等纖維素酯係可單獨或混合使用。
纖維素二乙酸酯較宜使用平均乙醯化度(結合乙酸量)51.0%~56.0%者。作為市售品,可舉出(股)DAICEL製之L20、L30、L40、L50、EASTMAN化學日本(股)製之
Ca398-3、Ca398-6、Ca398-10、Ca398-30、Ca394-60S。
纖維素三乙酸酯較宜使用平均乙醯化度(結合乙酸量)54.0~62.5%者,更佳係平均乙醯化度為58.0~62.5%的纖維素三乙酸酯。
纖維素三乙酸酯較佳為含有纖維素三乙酸酯A與纖維素三乙酸酯B。纖維素三乙酸酯A係數量平均分子量(Mn)為125000以上且未達155000,重量平均分子量(Mw)為265000以上且未達310000,Mw/Mn為1.9~2.1之纖維素三乙酸酯。纖維素三乙酸酯B係乙醯基取代度為2.75~2.90,Mn為155000以上且未達180000,Mw為290000以上且未達360000,Mw/Mn為1.8~2.0之纖維素三乙酸酯。
纖維素乙酸丙酸酯,當具有碳原子數2~4的醯基作為取代基,乙醯基的取代度為X,丙醯基或丁醯基的取代度為Y時,較佳為同時滿足下述式(I)及(II)。
式(I) 2.6≦X+Y≦3.0
式(II) 0≦X≦2.5
其中,較佳為1.9≦X≦2.5、0.1≦Y≦0.9。
上述醯基的取代度之測定方法係可根據ASTM-D817-96測定。
纖維素酯的數量平均分子量(Mn)及分子量分布(Mw),係可使用高速液體層析術測定。測定條件係如以下。
溶劑:二氯甲烷
管柱:Shodex K806、K805、K803G
(連接3支的昭和電工(股)製而使用)
管柱溫度:25℃
試料濃度:0.1質量%
檢測器:RI Model 504(GL科學公司製)
泵:L6000(日立製作所(股)製)
流量:1.0ml/min
校正曲線:使用標準聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(東曹(股)製)Mw=1000000~500為止的13樣品之校正曲線。13樣品較佳為大致等間隔地使用。
纖維素酯薄膜亦可併用熱塑性丙烯酸樹脂而構成。併用時,熱塑性丙烯酸樹脂與纖維素酯樹脂含有質量比,較佳為熱塑性丙烯酸樹脂:纖維素酯樹脂=95:5~50:50。
於丙烯酸樹脂中,亦包含甲基丙烯酸樹脂。作為丙烯酸樹脂中,並沒有特別的限制,但較佳為由甲基丙烯酸甲酯單位50~99質量%及與此可共聚合的其他單體單位1~50質量%所構成者。作為可共聚合的其他單體,可舉出烷基數之碳數為2~18的甲基丙烯酸烷酯、烷基數之碳數為1~18的丙烯酸烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等之α,β-不飽和酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸等之含不飽和基的二元羧酸、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之芳香族乙烯基化合物、丙烯腈、甲基丙烯腈等之α,β-不飽和腈、馬來酸酐、馬來醯
亞胺、N-取代馬來醯亞胺、戊二酸酐等,此等係可單獨或併用2種以上。
於此等之中,從共聚物的耐熱分解性或流動性之觀點來看,較佳為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第二丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等,特佳為使用丙烯酸甲酯或丙烯酸正丁酯。又,重量平均分子量(Mw)較佳為80000~500000,更佳為110000~500000之範圍內。
丙烯酸樹脂之重量平均分子量係可藉由凝膠滲透層析術測定。作為丙烯酸樹脂之市售品,例如可舉出Delpet 60N、80N(旭化成化學(股)製)、Dianal BR52、BR80、BR83、BR85、BR88(三菱縲縈(股)製)、KT75(電氣化學工業(股)製)等。丙烯酸樹脂亦可併用2種以上。
作為薄膜基材,亦可使用λ/4薄膜,藉由在薄膜基材使用λ/4薄膜,當將本實施形態之光學薄膜併入圖像顯示裝置時,不僅視覺辨認性優異,而且在串音亦優異之點為較佳。
所謂的λ/4薄膜,就是指對於指定的光之波長(通常可見光範圍),薄膜之面內相位差成為約1/4之薄膜。為了在可見光的波長範圍中得到大致完全的圓偏光,於可見光之波長範圍中,λ/4薄膜較佳為具有大約波長的1/4之相位差的寬頻帶λ/4薄膜。
λ/4薄膜係在波長550nm所測定之面內遲滯值Ro(550),較佳在60nm以上220nm以下之範圍,更佳為80nm以上200nm以下之範圍,尤佳為90nm以上190nm以下之範圍。再者,面內遲滯值Ro係由以下之式所表示。
Ro=(nx-ny)×d
惟,式中,nx、ny係在23℃ 55%RH、波長550nm的折射率之中,薄膜之面內最大的折射率(亦稱為遲相軸方向之折射率)、及在薄膜面內與遲相軸正交的方向之折射率,d為薄膜之厚度(nm)。
Ro係可使用自動雙折射率計KOBRA-21ADH(王子計測機器(股)製),在23℃、55%RH之環境下,藉由在各波長的雙折射率測定而算出。
再者,為了作為λ/4薄膜有效地發揮機能,較佳為同時滿足Ro(590)-Ro(450)≧2nm之關係,更佳為Ro(590)-Ro(450)≧5nm,尤佳為Ro(590)-Ro(450)≧10nm。又,Ro(A)係指在波長Anm所測定之面內遲滯值。
λ/4薄膜的遲相軸與後述偏光鏡的透射軸之角度若實質地成為45°而層合,則得到圓偏光板。所謂實質地45°,就是指30°~60°之範圍,更佳為40°~50°之範圍。λ/4薄膜之面內的遲相軸與偏光鏡的透射軸之角度,較佳為41~49°,更佳為42~48°,尤更佳為43~47°,更較佳為44~46°。
作為λ/4薄膜,只要是光學透明的樹脂,則沒有特別
的限定,例如可使用丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、環烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、聚乳酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、前述纖維素系樹脂等。其中,從耐藥品性之觀點,λ/4薄膜較佳為纖維素系樹脂或聚碳酸酯系樹脂。又,從耐熱性之觀點來看,λ/4薄膜較佳為纖維素系樹脂。
λ/4之遲滯調整,係可藉由在前述樹脂薄膜中添加以下的遲滯調整劑而進行。
作為遲滯調整劑,可使用如歐洲專利911,656A2號說明書中記載之具有二個以上的芳香族環之芳香族化合物。
又,亦可併用2種類以上的芳香族化合物。於該芳香族化合物的芳香族環中,除了芳香族烴環,還包含芳香族性雜環。特佳為芳香族性雜環,芳香族性雜環一般為不飽和雜環。其中,特佳為1,3,5-三環。
於λ/4薄膜中,亦可使用聚碳酸酯系樹脂。作為聚碳酸酯系樹脂,並沒有特別的限定,可使用各種者,從化學性質及物性之點來看,較佳為芳香族聚碳酸酯樹脂,特佳為雙酚A系聚碳酸酯樹脂。其中,更佳為使用在雙酚A中導入有苯環、環己烷環及脂肪族烴基等的雙酚A衍生物。再者,特佳為使用對於雙酚A的中央之碳,非對稱地導入有上述官能基的衍生物,而得之單位分子內的各向異
性經減少之構造的聚碳酸酯樹脂。作為如此的聚碳酸酯樹脂,例如特佳為使用將雙酚A的中央之碳的2個甲基取代成苯環者,將雙酚A的各自之苯環的一個氫以甲基或苯基等,對於中央碳取代成非對稱者,而得之聚碳酸酯樹脂。
具體地,自4,4’-二羥基二苯基烷或此等之鹵素取代物起,藉由光氣法或酯交換法而得者,例如可舉出4,4’-二羥基二苯基甲烷、4,4’-二羥基二苯基乙烷、4,4’-二羥基二苯基丁烷等。又,此外,例如亦可舉出特開2006-215465號公報、特開2006-91836號公報、特開2005-121813號公報、特開2003-167121號公報、特開2009-126128號公報、特開2012-31369號公報、特開2012-67300號公報、國際公開第00/26705號等中記載之聚碳酸酯系樹脂。
聚碳酸酯樹脂亦可與聚苯乙烯系樹脂、甲基丙烯酸甲酯系樹脂及纖維素乙酸酯系樹脂等之透明性樹脂混合而使用。又,亦可在使用纖維素乙酸酯系樹脂所形成的樹脂薄膜的至少一側之面上,層合含有聚碳酸酯系樹脂的樹脂層。
聚碳酸酯系樹脂較佳係玻璃轉移點(Tg)為110℃以上,且吸水率(在23℃水中,24小時之條件下所測定之值)為0.3%以下者。又,更佳係Tg為120℃以上且吸水率為0.2%以下者。
聚碳酸酯系樹脂薄膜係可藉由眾所周知之方法來製膜,其中較佳為溶液流延法或熔融流延法。
作為λ/4薄膜,亦可使用脂環式烯烴聚合物系樹脂。作為脂環式烯烴聚合物系樹脂,可採用特開平05-310845號公報中記載之環狀烯烴無規多元共聚物、特開平05-97978號公報中記載之氫化聚合物、特開平11-124429號公報中記載之熱塑性二環戊二烯系開環聚合物及其氫化物等。
脂環式烯烴聚合物系樹脂係具有如飽和脂環烴(環烷)構造或不飽和脂環烴(環烯)構造的脂環式構造之聚合物。構成脂環式構造的碳原子數,係沒有格外的限制,但通常為4~30個,較佳為5~20個,更佳為5~15個之範圍時,機械強度、耐熱性及長條薄膜的成形性之特性係高度地平衡而較宜。
脂環式烯烴聚合物中之含有脂環式構造所成的重複單位之比例,係可適宜選擇,但較佳為55重量%以上,更佳為70重量%以上,特佳為90重量%以上。脂環式聚烯烴樹脂中之具有脂環式構造的重複單位之比例若在此範圍,則由本實施形態之長條斜延伸薄膜所得之相位差薄膜等的光學材料之透明性及耐熱性係升高而較佳。
作為具有脂環構造的烯烴聚合物系樹脂,可舉出降冰片烯系樹脂、單環的環狀烯烴系樹脂、環狀共軛二烯系樹脂、乙烯脂環式烴系樹脂及此等之氫化物等。於此等之中,降冰片烯系樹脂由於透明性與成形性良好,而可較宜使用。
作為降冰片烯系樹脂,例如可舉出具有降冰片烯構造的單體之開環聚合物或具有降冰片烯構造的單體與其他單體之開環共聚物或彼等之氫化物、具有降冰片烯構造的單體之加成聚合物或具有降冰片烯構造的單體與其他單體之加成共聚物或彼等之氫化物等。於此等之中,從透明性、成形性、耐熱性、低吸濕性、尺寸安定性及輕量性等之觀點來看,可特佳地使用具有降冰片烯構造的單體之開環(共)聚合物氫化物。
作為使用如上述的降冰片烯系樹脂來形成長條薄膜之方法,較佳為溶液製膜法或熔融擠出法之製造方法。作為熔融擠出法,可舉出使用模頭的吹脹法等,但於生產性或厚度精度優異之點,較佳為使用T模頭之方法。
作為使用T模頭的擠壓成形法,可藉由如特開2004-233604號公報中記載之將與冷卻滾筒密接時的熔融狀態之熱塑性樹脂保持在安定狀態之方法,製造遲滯或配向角等光學特性的偏差小之長條薄膜。
具體地,可舉出(1)於以熔融擠出法製造長條薄膜時,使自模頭擠出的薄片狀之熱塑性樹脂在50kPa以下之壓力下緊貼於冷卻滾筒而牽引之方法;(2)於以熔融擠出法製造長條薄膜時,以包圍的構件覆蓋自模頭開口部起至最初緊貼的冷卻滾筒為止,使自包圍的構件起至模頭開口部或最初緊貼的冷卻滾筒為止之距離成為100mm以下之方法;(3)於以熔融擠出法製造長條薄膜時,將自模頭開口部所擠出的薄片狀之熱塑性樹脂起10mm以內的環境之
溫度加溫至特定的溫度之方法;(4)以滿足關係的方式將自模頭所擠出的薄片狀之熱塑性樹脂在50kPa以下的壓力下緊貼於冷卻滾筒而牽引之方法;(5)以熔融擠出法製造長條薄膜時,對自模頭開口部所擠出的薄片狀之熱塑性樹脂,噴吹與最初緊貼的冷卻滾筒之牽引速度的速度差為0.2m/s以下的風之方法。
此長條薄膜係可為單層或2層以上的層合薄膜。層合薄膜係可藉由共擠出成形法、共流延成形法、薄膜層合法、塗佈法等之眾所周知的方法獲得。於此等之中,較佳為共擠出成形法、共流延成形法。
於本實施形態之薄膜基材中,為了提高操作性,例如較佳為含有丙烯酸粒子、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、碳酸鈣、高嶺土、滑石、燒成矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂、磷酸鈣等之無機微粒子或交聯高分子等之消光劑。又,丙烯酸粒子係沒有特別的限定,但較佳為多層構造丙烯酸系粒狀複合體。於此等之中,二氧化矽係在可減小纖維素酯薄膜的霧度之點較佳。微粒子的1次平均粒徑較佳為20nm以下,更佳為5~16nm之範圍內,特佳為5~12nm之範圍內。
本實施形態之薄膜基材,從因環境變化的尺寸安定性
來看,較佳為含有以下述通式(X)表示的酯化合物或糖酯。首先,說明以通式(X)表示的酯化合物。
通式(X) B-(G-A)n-G-B(式中,B表示羥基或羧酸殘基,G表示碳數2~12的伸烷二醇殘基或碳數6~12的芳基二醇殘基或碳數為4~12的氧化烯二醇殘基,A表示碳數4~12的伸烷基二羧酸殘基或碳數6~12的芳基二羧酸殘基;n表示1以上之整數)。
通式(X)中,作為碳數2~12之伸烷二醇成分,有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羥甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3丙二醇(3,3-二羥甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇、2-乙基1,3-己二醇、2-甲基1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷二醇等,此等二醇係可作為1種或2種以上的混合物使用。特別地,碳數2~12的伸烷二醇由於與纖維素乙酸酯的相溶性優異而特佳。作為碳數6~12的芳基二醇成分,例如有氫醌、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚等,此等二醇係可作為1種或2種以上的混合物使用。
又,作為碳數4~12的氧化烯二醇成分,例如有二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,此等二醇係可作為1種或2種以上的混合物使用。作為碳數4~12的伸烷基二羧酸成分,例如有琥珀酸、馬來酸、富
馬酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等,此等係可各自1種或作為2種以上的混合物使用。作為碳數6~12的伸芳基二羧酸成分,有苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,5萘二羧酸、1,4萘二羧酸等。以下,顯示以通式(X)表示的化合物之具體例(化合物X-1~化合物X-17),惟不受此所限定。
其次,說明糖酯化合物。糖酯化合物係纖維素酯以外之酯,是下述單糖、二糖、三糖或寡糖等之糖的OH基全部或一部分經酯化之化合物。作為糖,例如可舉出葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、蔗糖、蔗果四糖、1F-果糖基蔗果四糖、水蘇糖、麥芽糖醇、乳糖醇、乳果糖、纖維二糖、麥芽糖、纖維三糖、麥芽三糖、棉子糖及蔗果三糖。此外,亦可舉出龍膽二糖、龍膽三糖、龍膽四糖、木三糖,半乳糖基蔗糖等。於此等化合物之中,特佳為具有呋喃糖構造及/或吡喃糖構造的化合物。於此等之中,較佳為蔗糖、蔗果三糖、蔗果四糖、1F-果糖基蔗果四糖、水蘇糖等,更佳為蔗糖。又,作為寡糖,亦較宜使用麥芽寡醣、異麥芽寡醣、寡果糖、寡半乳糖、寡木糖。
將糖予以酯化用的單羧酸,係沒有特別的限制,可使用眾所周知的脂肪族單羧酸、脂環族單羧酸、芳香族單羧酸等。所使用的羧酸係可為1種類或2種以上混合。作為較佳的脂肪族單羧酸,可舉出乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、2-乙基-己烷羧酸、十一酸、十二酸、十三酸、內豆蔻酸、十五酸、棕櫚酸、十七酸、硬脂酸、十九酸、二十酸、山萮酸、二十四酸、蠟酸、二十七酸、二十八酸、三十酸、三十二酸等之飽和脂肪酸、十一烯酸、油酸、山梨酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生四烯酸、辛烯酸等之不飽和脂肪酸等。
作為較佳的脂環族單羧酸之例,可舉出環戊烷羧酸、環己烷羧酸、環辛烷羧酸、或彼等之衍生物。作為較佳的芳香族單羧酸之例,可舉出苯甲酸、於苯甲酸的苯環中導入有烷基、烷氧基的芳香族單羧酸、桂皮酸、二苯基乙醇酸、聯苯基羧酸、萘羧酸、四氫萘羧酸等之具有2個以上的苯環之芳香族單羧酸、或彼等之衍生物,更具體地可舉出二甲基苯甲酸、2,3-二甲基苯甲酸、3,5-二甲基苯甲酸、2,3,4-三甲基苯甲酸、γ-異杜基酸、杜基酸、米酮酸(mesitoic acid)、α-異杜基酸、枯茗酸、α-甲苯甲酸、氫化阿托酸、阿托酸、氫化桂皮酸、水楊酸、o-、m、p-茴香酸、木餾油酸、o-、m、p-高水楊酸、o-焦兒茶酸、β-間苯二酚酸、香草酸、異香草酸、萘蘆酸、o-萘蘆酸、没食子酸、細心酸、苦杏仁酸、高茴香酸、高香草酸、高萘蘆酸、o-高萘蘆酸、酞酮酸、p-香豆酸,特佳為苯甲酸。於經酯化的酯化合物之中,較佳為經由酯化而導入有乙醯基之乙醯基化合物。以下,顯示本實施形態中所可用的糖酯化合物之具體例,惟不受此等所限定。
糖酯化合物較佳為以通式(Y)表示的化合物。以下,說明以通式(Y)表示的化合物。
以下更具體(化合物Y-1~化合物Y-23)地顯示以通式(Y)表示的化合物,惟不受此等所限定。再者,下表中的平均取代度未達8.0時,R1~R8中的任一者表示氫原子。
取代度分布係可藉由酯化反應時間之調節或混合取代度不同的化合物而調整至目的之取代度。
以通式(X)表示的酯化合物或糖酯化合物,較佳為在纖維素乙酸酯薄膜中含有1~30質量%,更佳為含有5~25質量%,特佳為含有5~20質量%。
本實施形態之薄膜基材,視需要亦可含有可塑劑。作為可塑劑,並沒有特別的限定,可舉出多元羧酸酯系可塑劑、乙醇酸酯系可塑劑、苯二甲酸酯系可塑劑、磷酸酯系可塑劑、及多元醇酯系可塑劑、丙烯酸系可塑劑等。於此
等之中,從容易將纖維素酯薄膜控制在後述的遲滯值之點來看,較佳為丙烯酸系可塑劑。
多元醇酯系可塑劑係由2價以上的脂肪族多元醇與單羧酸之酯所成的可塑劑,較佳為在分子內具有芳香環或環烷基環者。更佳為2~20價的脂肪族多元醇酯。以下,顯示多元醇酯系可塑劑之具體例,惟不受此等所限定。
作為乙醇酸酯系可塑劑,並沒有特別的限定,但較宜使用烷基苯二甲醯基烷基乙醇酸酯類。作為烷基苯二甲醯基烷基乙醇酸酯類,例如可舉出甲基苯二甲醯基甲基乙醇酸酯、乙基苯二甲醯基乙基乙醇酸酯、丙基苯二甲醯基丙基乙醇酸酯、丁基苯二甲醯基丁基乙醇酸酯、辛基苯二甲醯基辛基乙醇酸酯、甲基苯二甲醯基乙基乙醇酸酯、乙基苯二甲醯基甲基乙醇酸酯、乙基苯二甲醯基丙基乙醇酸酯、甲基苯二甲醯基丁基乙醇酸酯、乙基苯二甲醯基丁基乙醇酸酯、丁基苯二甲醯基甲基乙醇酸酯、丁基苯二甲醯基乙基乙醇酸酯、丙基苯二甲醯基丁基乙醇酸酯、丁基苯二甲醯基丙基乙醇酸酯、甲基苯二甲醯基辛基乙醇酸酯、乙基苯二甲醯基辛基乙醇酸酯、辛基苯二甲醯基甲基乙醇酸酯、辛基苯二甲醯基乙基乙醇酸酯等。
作為苯二甲酸酯系可塑劑,可舉出二乙基苯二甲酸酯、二甲氧基乙基苯二甲酸酯、二甲基苯二甲酸酯、二辛基苯二甲酸酯、二丁基苯二甲酸酯、二-2-乙基己基苯二甲酸酯、二辛基苯二甲酸酯、二環己基苯二甲酸酯、二環己基對苯二甲酸酯等。
作為磷酸酯系可塑劑,可舉出磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二苯基聯苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等。
多元羧酸酯系可塑劑係由2價以上、較佳2價~20價的多元羧酸與醇之酯所構成的化合物。作為具體例,可舉出檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、檸檬酸乙醯基三乙酯
(ATEC)、檸檬酸乙醯基三丁酯(ATBC)、檸檬酸苯甲醯基三丁酯、檸檬酸乙醯基三苯酯、檸檬酸乙醯基三苄酯、酒石酸二丁酯、酒石酸二乙醯基二丁酯、偏苯三甲酸三丁酯、苯均四酸四丁酯等,惟不受此等所限定。
作為丙烯酸系可塑劑,較佳為丙烯酸系聚合物,丙烯酸系聚合物較佳為丙烯酸或甲基丙烯酸烷酯之均聚物或共聚物。作為丙烯酸酯之單體,例如可舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(i-、n-)、丙烯酸丁酯(n-、i-、s-、t-)、丙烯酸戊酯(n-、i-、s-)、丙烯酸己酯(n-、i-)、丙烯酸庚酯(n-、i-)、丙烯酸辛酯(n-、i-)、丙烯酸壬酯(n-、i-)、丙烯酸內豆蔻酯(n-、i-)、丙烯酸(2-乙基己基)酯、丙烯酸(ε-己內酯)、丙烯酸(2-羥基乙基)酯、丙烯酸(2-羥基丙基)酯、丙烯酸(3-羥基丙基)酯、丙烯酸(4-羥基丁基)酯、丙烯酸(2-羥基丁基)酯、丙烯酸(2-甲氧基乙基)酯、丙烯酸(2-乙氧基乙基)酯等、或將上述丙烯酸酯改變成甲基丙烯酸酯者。丙烯酸系聚合物係上述單體的均聚物或共聚物,較佳為具有30質量%以上的丙烯酸甲酯單體單位,而且較佳為具有40質量%以上的甲基丙烯酸甲酯單體單位。特佳為丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯的均聚物。
再者,於本實施形態之薄膜基材中,含有上述可塑劑時,相對於纖維素乙酸酯,較佳為含有1~50質量%,更佳含有5~35質量%,尤佳為含有5~25質量%。
本實施形態之薄膜基材亦可含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑由於吸收400nm以下之紫外線,而可提高耐久性。紫外線吸收劑尤其較佳係使在波長370nm的透過率成為10%以下者,上述透過率更佳為5%以下,尤佳為2%以下。作為紫外線吸收劑之具體例,並沒有特別的限定,例如可舉出羥基二苯基酮系化合物、苯并三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯基酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、三系化合物、鎳錯鹽系化合物、無機粉體等。
更具體地,例如可使用5-氯-2-(3,5-二第二丁基-2-羥基苯基)-2H-苯并三唑、(2-2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二基)-4-甲基苯酚、2-羥基-4-苄氧基二苯基酮、2,4-苄氧基二苯基酮等。此等亦可使用市售品,例如較宜使用BASF日本公司製的Tinuvin 109、Tinuvin 171、Tinuvin 234、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 328等之Tinuvin類。
較宜使用的紫外線吸收劑係苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯基酮系紫外線吸收劑、三系紫外線吸收劑,特佳為苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯基酮系紫外線吸收劑等。
另外,具有1,3,5三環的化合物等之圓盤狀化合物亦較宜作為紫外線吸收劑使用。又,作為紫外線吸收劑,亦可較宜使用高分子紫外線吸收劑,特佳為使用聚合物類型的紫外線吸收劑。
作為苯并三唑系紫外線吸收劑,可使用市售品的
BASF日本公司製之TINUVIN 109(辛基-3-[3-第三丁基-4-羥基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯與2-乙基己基-3-[3-第三丁基-4-羥基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯之混合物)、TINUVIN 928(2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)等。作為三系紫外線吸收劑,可使用市售品的BASF日本公司製之TINUVIN 400(2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三-2-基)-5-羥基苯基與氧基矽烷之反應生成物)、TINUVIN 460(2,4-雙[2-羥基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3-5-三)、TINUVIN 405(2-(2,4-二羥基苯基)-4,6-雙-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三與(2-乙基己基)-縮水甘油酸酯之反應生成物)等。
紫外線吸收劑之添加方法,係可於甲醇、乙醇、丁醇等之醇或二氯甲烷、乙酸甲酯、丙酮、二氧戊環等之有機溶劑或此等之混合溶劑中溶解紫外線吸收劑後,添加於成為薄膜基材的樹脂溶液(塗液)中,或直接添加於塗液組成中。如無機粉體之不溶解於有機溶劑者,係在有機溶劑與纖維素乙酸酯中,使用溶解器或砂磨機,進行分散後添加於塗液中。
相對於纖維素乙酸酯薄膜,紫外線吸收劑之使用量較佳為0.5~10質量%,更佳為0.6~4質量%。
本實施形態之薄膜基材亦可更含有抗氧化劑(防劣化
劑)。抗氧化劑係具有延遲或防止因纖維素乙酸酯薄膜中的殘留溶劑量之鹵素或磷酸系可塑劑之磷酸等所致的纖維素乙酸酯薄膜分解之作用。作為抗氧化劑,較宜使用受阻酚系的化合物,例如可舉出2,6-二第三丁基對甲酚、季戊四醇肆[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,4-雙-(正辛硫基)-6-(4-羥基-3,5-二第三丁基苯胺基)-1,3,5-三、2,2-硫代-二伸乙基雙[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八基-3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、N,N’-六亞甲基雙(3,5-二第三丁基-4-羥基-苯丙醯胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)苯、三-(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)-異三聚氰酸酯等。相對於纖維素乙酸酯薄膜,此等化合物之添加量以質量比例計較佳為1ppm~10000ppm,更佳為10~1000ppm。
本實施形態之薄膜基材亦可含有受阻胺系化合物。受阻胺系化合物係具有抗氧化劑之機能,在N原子附近具有體積大的有機基(例如體積大的分支烷基)之構造。於受阻胺系化合物中,例如包含2,2,6,6-四烷基哌啶化合物、或彼等之酸加成鹽或彼等與金屬化合物之錯合物。於如此的化合物中,包含以下之通式(1)者。
上式中,R1及R2係氫原子或取代基。
於受阻胺之具體例中,可舉出4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(4-第三丁基-2-丁烯基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂醯氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-乙基-4-水楊醯氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲基丙烯醯氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基-β(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯、1-苄基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基馬來酸酯(maleinate)、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-己二酸酯、(二-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-癸二酸酯、(二-1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)-癸二酸酯、(二-1-烯丙基-2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基)-苯二甲酸酯、1-乙醯基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-乙酸酯、偏苯三甲酸-三-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、1-丙烯醯基-4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、二丁基-丙二酸-二(1,2,2,6,6-五甲基-哌啶-4-基)-酯、二苄基-丙二酸-二(1,2,3,6-四甲基-2,6-二乙基-哌啶-4-基)-酯、二甲基-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氧基)-矽烷、三-(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-亞磷酸
酯、三-(1-丙基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-磷酸酯、N,N’-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亞甲基-1,6-二胺、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、N,N’-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-六亞甲基-1,6-二乙醯胺、1-乙醯基-4-(N-環己基乙醯胺)-2,2,6,6-四甲基-哌啶、4-苄基胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶、N,N’-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N’-二丁基-己二醯胺、N,N’-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-N,N’-二環己基-(2-羥基丙烯)、N,N’-雙-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-對苯二甲基二胺、4-(雙-2-羥基乙基)-胺基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、4-甲基丙烯醯胺-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、α-氰基-β-甲基-β-[N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)]-胺基-丙烯酸甲酯。
再者,可舉出N,N’,N”,N’”-四-[4,6-雙-[丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)胺基]-三-2-基]-4,7-二氮雜癸-1,10-二胺、二丁胺與1,3,5-三‧N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-六亞甲基二胺和N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺之聚縮合物(BASF公司製CHIMASSORB 2020FDL)、二丁胺與1,3,5-三和N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺之聚縮合物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}六亞甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}](BASF公司製CHIMASSORB 944FDL)、1,6-己二胺-N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)與嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三之
聚縮合物、聚[(6-嗎啉基-s-三-2,4-二基)[(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]-六亞甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]]等之哌啶環經由三骨架複數而鍵結之高分子量HALS(受阻胺光安定劑);琥珀酸二甲酯與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇之聚合物、1,2,3,4-丁烷四羧酸與1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇和3,9-雙(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷的混合酯化物等之哌啶環經由酯鍵而鍵結之高分子量HALS等,但不受此等所限定。於此等之中,較佳為二丁胺與1,3,5-三和N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺之聚縮合物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}六亞甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}]、琥珀酸二甲酯與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇之聚合物等,且數量平均分子量(Mn)為2,000~5,000。
於較佳的受阻胺系化合物之例中,包含以下之HALS-1及HALS-2。於以下之HALS-1中,n表示重複單位數。
於上述具體例之中,BASF公司(舊CIBA特殊化學股份有限公司)製CHIMASSORB 2020FDL(CAS-No.192268-64-7)、CHIMASSORB 944FDL(CAS-No.71878-19-8)、及TINUVIN 770DF(CAS-No.52829-07-9)、SUN化學股份有限公司製Cyasorb UV-3346(CAS-No.82541-48-7)、同Cyasorb UV-3529(CAS-No.193098-40-7)係市售且取得性優異而較宜。
再者,上述受阻胺系化合物係可如上述由商業上取得,但亦可使用經由合成所製造者。作為受阻胺系化合物之合成方法,並沒有特別的限制,可藉由通常之有機合成的手法來合成。又,作為生成方法,可適宜使用採用蒸餾、再結晶、再沈澱、過濾劑‧吸附劑之方法。再者、通常市售可便宜取得者,不僅為受阻胺系化合物單獨,而且亦有混合物,但於本實施形態中,不論製造方法、組成、
熔點、酸價等為何,可利用商業上取得者。
光學薄膜亦可含有聚合物,其包含來自以下述通式(2)表示的單體之重複單位。
通式(2)中,R1表示氫原子或碳數1~4的脂肪族基。R1係沒有特別的限定,但較佳為氫原子、甲基或乙基。
R2表示取代基,取代基較佳為脂肪族基或芳香族基。R2係沒有特別的限定,作為脂肪族基,較佳為烷基、烯基、炔基、環烷基,更佳為碳數1~6的烷基,尤佳為甲基、乙基、丙基、丁基,特佳為甲基、第三丁基。作為芳香族基,較佳為苯基、萘基、聯苯基,特佳為苯基。
n表示0~4之整數,較佳為0~2,更佳為0~1。再者,n為0時取代基R2變不存在,但在化學式中意指該處若為氫原子即可。
(A)表示形成5或6員環時所必要的原子群,較佳為5或6員的芳香環。本說明書的芳香環,係包含不含雜原子的芳香族環與有雜原子的飽和‧不飽和之雜環的概念。以下顯示具有來自以通式(2)表示的單體之重複單位的特定
聚合物之具體例,惟在不受此限定解釋。
從抑制薄膜的透濕度及含水率之效果來看,以通式(2)表示的聚合物之質量平均分子量較佳為200~10,000,更佳為300~8,000,特佳為400~4,000。從抑制薄膜的透濕度及含水率之效果來看,若為上限值以下,則可期待與醯化纖維素的相溶性提高。
分子量及分散度,只要沒有特別事先指明,則為使用GPC(凝膠過濾層析術)法所測定之值,分子量係可藉由聚苯乙烯換算的質量平均分子量測定。
用於GPC法的管柱中所填充的凝膠,較佳為在重複單位具有芳香族化合物的凝膠,例如可舉出由苯乙烯-二乙烯基苯共聚物所構成之凝膠。管柱較佳為連結2~6支使用。所用的溶劑可舉出四氫呋喃等的醚系溶劑、N-甲基吡咯啶酮等的醯胺系溶劑。測定較佳為以溶劑的流速為0.1~2mL/min之範圍進行,最佳為以0.5~1.5mL/min之範圍進行。若以此範圍內進行測定,則可不對裝置造成負荷,更有效率地測定。以測定溫度為10~50℃進行者較佳,以20~40℃進行者最佳。再者,所使用的管柱及載體係可按照作為測定對象的高分子化合物之物性來適宜選定。
以通式(2)表示的聚合物之添加量係沒有特別的限定,但相對於形成薄膜基材的樹脂100質量份,較佳為0.1~100質量份,更佳為0.5~50質量份,特佳為1.0~30質量份。
雖然顯示具有來自以通式(2)表示的單體之重複單位
的聚合物之具體例,但本發明不受此所限定解釋。再者,下述的構造式表示主要成分的重複單位之化學構造與其構成比,可含有的其他成分係如上述。
再者,本說明書的聚合物,就是意指除了單體所多數聚合的一般之高分子化合物的聚合物,還包含單體例如所數個聚合的分子量數百左右之化合物的寡聚物。又,只要沒有特別事先指明,則亦包含聚合物、共聚物或共聚物。
光學薄膜亦可含有有機酸。有機酸的分子量較佳為200~1000,更佳為250~800,特佳為280~500。作為有機酸,較佳為包含芳香環構造,更佳為包含碳數6~12的芳基,特佳為包含苯基。有機酸的芳香環構造亦可與其他的環形成縮合環。有機酸的芳香環構造亦可具有取代基,但較佳為鹵素原子或烷基,更佳為鹵素原子或碳數1~6的烷基,特佳為氯原子或甲基。又,有機酸較佳為以下述通式(3)所表示。
通式(3)中,R26表示芳基,R27及R28各自獨立表示氫原子、烷基、芳基。R26及R27各自亦可具有取代基。R26
較佳為碳數6~18的芳基,更佳為碳數6~12的芳基,特佳為苯基。R27及R28各自獨立地較佳為氫原子、碳數1~12的烷基(亦包含環烷基)或碳數6~12的芳基,更佳為氫原子、碳數1~6的烷基(亦包含環烷基)或苯基,特佳為氫原子、甲基、乙基、環己烷基或苯基。以下例示以通式(3)表示的有機酸之具體例,惟本發明不受以下所限定。
相對於構成薄膜基材的主成分之樹脂,有機酸之含量較佳為1~20質量%。
薄膜基材係直徑5μm以上的缺點較佳為1個/100cm2以下。更佳為0.5個/100cm2以下,尤佳為0.1個/100cm2以下。此處的缺點之直徑,當缺點為圓形時表示其直徑,當不是圓形時,藉由下述方法以顯微鏡觀察缺點之範圍而決定,當作為最大直徑(外接圓的直徑)。
當缺點為氣泡或異物時,缺點之範圍係以微分干涉顯微鏡的透射光觀察缺點時的影子之大小。當缺點為輥傷之轉印或擦傷等的表面形狀變化之情況,可以微分干涉顯微鏡之反射光觀察缺點,確認大小。
缺點的個數若多於1個/100cm2,則例如若在後步驟的加工時等對薄膜施加張力,則有以缺點作為基點而薄膜斷裂,生產性降低之情況。又,缺點的直徑若為5μm以上,則藉由偏光板觀察等可目視確認,作為光學構件使用時有發生亮點之情況。
又,即使無法目視確認時,當形成有機能性層時,有無法均勻地形成塗膜,成為缺點(漏塗)之情況。此處所謂缺點,就是指在溶液製膜的乾燥步驟中,因溶劑的急劇蒸發所發生的薄膜中之空洞(發泡缺點),或因製膜原液中的異物或混入製膜中的異物所造成的薄膜中之異物(異物缺點)。又,薄膜基材係在根據JIS-K7127-1999的測定中,
至少一方向的斷裂延伸度較佳為10%以上,更佳為20%以上。斷裂延伸度的上限係沒有特別的限定,但現實上為250%左右。為了增大斷裂延伸度,抑制因異物或發泡所造成的薄膜中之缺點者係有效。
薄膜基材係其全光線透過率較佳為90%以上,更佳為92%以上。又,現實上的上限為99%左右。霧值較佳為2%以下,更佳為1.5%以下。全光線透過率、霧值係可根據JIS K7361及JIS K7136測定。
又,薄膜基材的面內遲滯值Ro較佳為0~5nm,厚度方向的遲滯值Rth較佳為-10~10nm之範圍。再者,Rth較佳為-5~5nm之範圍。或者,遲滯值Ro較佳為30~200nm之範圍,更佳為30~90nm之範圍。厚度方向的遲滯值Rth較佳為70~300nm之範圍。
面內遲滯Ro值係下述式(I)所定義,厚度方向的遲滯值Rth係下述式(II)所定義。
式(I) Ro=(nx-ny)×d
式(II) Rth={(nx+ny)/2-nz}×d(式中,nx表示纖維素酯薄膜面內的遲相軸方向之折射率,ny表示在薄膜基材面內與遲相軸正交的方向之折射率,nz表示纖維素酯薄膜的厚度方向之折射率,d表示纖維素酯薄膜的厚度(nm))。
上述遲滯值,例如可使用KOBRA-21ADH(王子計測
機器(股)製),在23℃、55%RH(相對濕度)之環境下,以波長為590nm求得。
其次,說明作為薄膜基材的纖維素酯薄膜之製膜方法之例,惟製膜方法不受此所限定。作為纖維素酯薄膜之製膜方法,可使用吹脹法、T-模頭法、壓延法、切削法、流延法、乳化法、熱壓法等之製造方法。
以後述的溶液流延製膜法製造纖維素酯薄膜時,適用於形成樹脂溶液(塗液組成物)的有機溶劑,只要是同時溶解纖維素酯樹脂、其他添加劑者,則可沒有限制而使用。例如,作為氯系有機溶劑,可舉出二氯甲烷,作為非氯系有機溶劑,可舉出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氫呋喃、1,3-二氧戊環、1,4-二烷、環己酮、甲酸乙基、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-七氟-1-丙醇、硝基乙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇等,較佳可使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮。前述溶劑較佳為使纖維素酯樹脂、其他添加劑合計15~45質量%溶解而成之塗液組成物。
溶液流延製膜法中係藉由以下步驟進行:使樹脂及添加劑溶解於溶劑中而調製塗液之步驟,將塗液流延於帶狀或滾筒狀的金屬支持體上之步驟,使所流延的塗液成為網(web),進行乾燥之步驟,自金屬支持體來剝離之步驟,延伸或寬度保持之步驟,更且乾燥步驟,將完工的纖維素酯薄膜捲取之步驟。
作為金屬支持體,較宜使用不鏽鋼帶或經鑄件鍍敷加工表面之滾筒。
澆鑄(流延)的寬度係可為1~4m。流延步驟的金屬支持體之表面溫度係設定在-50℃~溶劑不沸騰發泡的溫度以下。由於溫度愈高則網之乾燥速度愈可加快而較佳,但若太高則網會起泡,平面性有變差之情況。
較佳的支持體溫度係在0~100℃適宜決定,更佳為5~30℃。或者,藉由冷卻使網凝膠化,以含有許多殘留溶劑的狀態自滾筒來剝離者亦為較佳的方法。控制金屬支持體的溫度之方法係沒有特別的限制,有噴吹溫風或冷風之方法,或使溫水接觸金屬支持體的裏側之方法。使用溫水者,為了有效率地進行熱的傳達,金屬支持體之溫度成為固定之前的時間較宜短。
使用溫風時,考慮因溶劑的蒸發潛熱所造成的網之溫度降低,有一邊使用溶劑之沸點以上的溫風,一邊亦防止發泡,同時使用比目的之溫度還高的溫度之風之情況。
特別地,於自流延起至剝離為止之間,較佳為變更支
持體之溫度及乾燥風之溫度,有效率地進行乾燥。
纖維素酯薄膜為了得到良好的平面性,自金屬支持體剝離網時的殘留溶劑量較佳為10~150質量%,更佳為20~40質量%或60~130質量%,特佳為20~30質量%或70~120質量%。殘留溶劑量係以下述式定義。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
再者,M係在製造中或製造後的任意時間點採取網或薄膜之試料的質量,N係將質量M者在115℃加熱1小時後之質量。
於纖維素酯薄膜的乾燥步驟後,將網自金屬支持體剝離、乾燥,較佳為使殘留溶劑量成為1質量%以下,更佳為0.1質量%以下,特佳為0~0.01質量%以下。
於薄膜乾燥步驟中,一般地採用輥乾燥方式(於上下配置的多數之輥,使網交替通過而乾燥之方式)或邊以拉幅方式運送網邊乾燥之方式。
於延伸步驟中,可對於薄膜的長度方向(MD方向)及寬度方向(TD方向),逐次或同時地延伸。互相正交的2軸方向之延伸倍率,各自最終地較佳為在MD方向以1.0~2.0倍,在TD方向以1.05~2.0倍之範圍,更佳為在MD方向以1.0~1.5倍,在TD方向以1.05~2.0倍之範圍進行。例如,可舉出對於複數之輥給予周速差,在其之間利用輥周速差,於MD方向延伸之方法,以夾具或針固定網之兩端,在前進方向中擴大夾具或針之間隔,於MD方向延伸之方法,同樣地在橫向擴大,於TD方向延伸之
方法,或同時擴大MD方向及TD方向,於兩方向延伸之方法等。
製膜步驟的此等之寬度保持或寬度方向的延伸較佳為藉由拉幅機進行,可為針式拉幅機,也可夾具式拉幅機。
拉幅機等在製膜步驟的薄膜運送張力,雖然亦取決於溫度,但較佳為120~200N/m,更佳為140~200N/m,最佳為140~160N/m。
以纖維素酯薄膜的玻璃轉移溫度作為Tg時,延伸時的溫度為(Tg-30)~(Tg+100)℃,較佳為(Tg-20)~(Tg+80)℃,更佳為(Tg-5)~(Tg+20)℃。
纖維素酯薄膜的Tg係可藉由構成薄膜的材料種類及構成材料之比率來控制。纖維素酯薄膜之乾燥時的Tg較佳為110℃以上,更佳為120℃以上,特佳為150℃以上。玻璃轉移溫度較佳為190℃以下,更佳為170℃以下。纖維素酯薄膜的Tg係可藉由JIS K7121中記載之方法等求得。若延伸時的溫度為150℃以上,延伸倍率為1.15倍以上,則由於表面係適度地粗化而較佳。藉由粗化纖維素酯薄膜表面,由於滑性升高,同時表面加工性升高而較佳。
纖維素酯薄膜亦可藉由熔融流延製膜法來製膜。熔融流延製膜法係指將含有纖維素酯樹脂、可塑劑等其他的添加劑之組成物,加熱熔融至顯示流動性的溫度為止,然後
將流動性的含有纖維素酯之熔融物予以流延者。
於熔融流延製膜法中,從機械強度及表面精度等之點來看,較佳為熔融擠出法。用於熔融擠出的複數之原材料,一般較佳為經預先混煉而顆粒化。
顆粒化係可藉由眾所周知方法,例如可用進給器將乾燥纖維素酯或可塑劑、其他添加劑供給至擠壓機,使用1軸或2軸的擠壓機來混煉,自模頭擠出股條(strand)狀,水冷或空冷、切割。
添加劑係可在供給至擠壓機之前混合,也可用各自分別的進給器來供給。
粒子或抗氧化劑等的少量添加劑,為了均勻地混合,較佳為事先混合。
擠壓機較佳為抑制剪切力,以樹脂不劣化(分子量降低、著色、凝膠生成等)之方式,在能顆粒化的程度儘可能低溫下加工。例如,於2軸擠壓機之情況,較佳為使用深溝類型的螺桿,使在同方向旋轉。從混煉的均勻性來看,較佳為嚙合類型。
使用如以上所得之顆粒,進行薄膜製膜。當然亦可不顆粒化,而將原材料的粉末直接用進給器供給至擠壓機,就那樣進行薄膜製膜。
對於上述顆粒,使用1軸或2軸類型的擠壓機,將擠出時熔融溫度設在200~300℃左右,以葉盤型過濾器等過濾而去除異物後,自T模頭流延成薄膜狀,以冷卻輥與彈性接觸輥夾持薄膜,藉由在冷卻輥上固化,而製造纖維
素酯薄膜。
於自供給料斗導入至擠壓機時,較佳為在真空下或減壓下或惰性氣體環境下,而防止氧化分解等。
擠出流量較佳為藉由導入齒輪泵等而安定地調整。又,於用於異物之去除的過濾器中,較且使用不鏽鋼纖維燒結過濾器。不鏽鋼纖維燒結過濾器,係在將不鏽鋼纖維體作出複雜的交纏狀態後,進行壓縮,將接觸地方燒結而一體化者,藉由該纖維的粗細與壓縮量而改變密度,可調整過濾精度。
可塑劑或粒子等之添加劑係可預先與樹脂混合,也可在擠壓機之途中混入。為了均勻地添加,較佳為使用靜態混合器等之混合裝置。
以冷卻輥與彈性接觸輥夾持纖維素酯薄膜時的接觸輥側之纖維素酯薄膜溫度,較佳為薄膜的Tg以上(Tg+110℃)以下。如此目的所使用的具有彈性體表面之輥,係可使用眾所周知之輥。
彈性接觸輥係指夾壓旋轉體。作為彈性接觸輥,亦可使用市售者。
自冷卻輥剝離纖維素酯薄膜時,較佳為控制張力而防止薄膜之變形。
又,如上述所得之纖維素酯薄膜,係在通過接觸冷卻輥之步驟後,較佳為藉由前述延伸操作進行延伸。
延伸方法可較宜使用眾所周知的輥延伸機或拉幅機等。延伸溫度一般較佳為在構成薄膜的樹脂之Tg~
(Tg+60)℃的溫度範圍進行。
於捲取之前,以成為製品之寬度切割端部而裁掉,為了防止捲繞中的貼附或擦傷,亦可對兩端施予滾花加工(壓花加工)。滾花加工之方法係可藉由使用在側面具有凹凸圖型的金屬環,進行加熱或加壓而加工。薄膜兩端部的夾具的抓住部分通常由於纖維素酯薄膜變形,無法作為製品使用,而被切除、再利用。
前述λ/4薄膜係可藉由下述斜延伸而製造。作為斜延伸薄膜之製造方法,可藉由相對於薄膜的延長方向,製造在超過0°且未達90°之角度具有遲相軸的延伸薄膜而製作。再者,作為斜延伸前的未延伸薄膜,使用前述眾所周知之薄膜。
此處,所謂相對於薄膜的延長方向之角度,較佳為在薄膜面內之角度。遲相軸由於通常在延伸方向或與延伸方向呈直角的方向中展現,故藉由相對於薄膜的延長方向,以超過0°且未達90°之角度進行延伸,可製造具有該遲相軸的延伸薄膜。
薄膜的延長方向與遲相軸所成之角度(配向角θ),係可在超過0°且未達90°之之範圍,任意地設定所欲的角度,但較佳為10°~80°,更佳為40°~50°。
斜延伸薄膜係可使用斜延伸裝置(斜延伸拉幅機)來製作。作為斜延伸拉幅機,可較佳地使用藉由使導軌圖型多樣地變化,而可自如地設定薄膜的配向角,再者可使薄膜的配向軸在薄膜寬度方向中左右均等地高精度配向,而且能以高精度控制薄膜厚度或遲滯值之裝置。其次,關於具體的斜延伸薄膜之製造方法,使用圖面來說明。
圖2係示意地顯示斜延伸薄膜的製造裝置51之概略構成的平面圖。製造裝置51係自長條薄膜的運送方向上游側起,依順序具備:薄膜送出部52、運送方向變更部53、導輥54、延伸部55、導輥56、運送方向變更部57、薄膜切斷裝置58、與薄膜捲取部59。再者,延伸部55之詳細係如後述。
薄膜送出部52係送出上述長條薄膜,供給至延伸部55者。此薄膜送出部52亦可由與長條薄膜的製膜裝置不同的個體所構成,也可一體地構成。於前者之情況,於長條薄膜製膜後一旦在捲芯上捲取而成為捲繞體(長條薄膜捲筒),將其裝填在薄膜送出部52,自薄膜送出部52送出長條薄膜。另一方面,於後者之情況,薄膜送出部52係在長條薄膜的製膜後,不捲取該長條薄膜,而對於延伸部55送出。
運送方向變更部53係將自薄膜送出部52所送出的長條薄膜之運送方向變更為朝向斜延伸拉幅機的延伸部55之入口的方向。如此的運送方向變更部53,係包含例如藉由邊運送薄膜邊折返而變更運送方向的轉桿、或使該轉
桿在與薄膜平行的面內旋轉之旋轉台而構成。
藉由運送方向變更部53,如上述地變更長條薄膜的運送方向,可更窄化製造裝置51全體的寬度,而且可精細地控制薄膜的送出位置及角度,可得到膜厚、光學值的偏差小之長條斜延伸薄膜。又,只要能移動(能滑動、能旋轉)薄膜送出部52及運送方向變更部53,則可有效地防止延伸部55中夾住長條薄膜的寬度方向之兩端部的左右夾具(抓具)對薄膜的咬入不良。
再者,上述薄膜送出部52,為了對於延伸部55的入口以指定角度送出長條薄膜,亦可為能滑動及能旋轉。此時,亦可成為省略運送方向變更部53的設置之構成。
導輥54係為了使長條薄膜的行進時之軌道穩定,在延伸部55之上游側至少設置1支。再者,導輥54係可以夾住薄膜的上下一對輥組來構成,也可以複數之輥組來構成。最接近延伸部55的入口之導輥54,係引導薄膜的行進之從動輥,各自旋轉自地被未圖示的軸承部所支撐。作為導輥54的材質,可使用眾所周知者。再者,為了防止薄膜的損傷,較佳為藉由對於導輥54之表面施予陶瓷塗覆,或對於鋁等的輕金屬施予鍍鉻等,而使導輥54輕量化。
又,對於比最接近延伸部55的入口之導輥54還上游側的輥中之1支,較佳為使橡膠輥壓接而夾住。藉由如此的夾輥,可抑制薄膜之流動方向中的送出張力之變動。
於最接近延伸部55的入口之導輥54的兩端(左右)之
一對軸承部上,分別設置第1張力檢測裝置、第2張力檢測裝置,作為檢測該輥中在薄膜所發生的張力用之薄膜張力檢測裝置。作為薄膜張力檢測裝置,例如可使用荷重元(load cell)。作為荷重元,可使用拉伸或壓縮型的眾所周知者。荷重元係藉由安裝於應變體的應變計,將作用於著力點的荷重轉換成電氣信號而檢測之裝置。
荷重元係藉由設置在最接近延伸部55的入口之導輥54的左右軸承部上,而左右獨立地檢測行進中的薄膜施加於輥之力,即在薄膜的兩側邊緣附近所發生的薄膜前進方向中之張力。再者,亦可在構成輥之軸承部的支持體上直接安裝應變計,以在該支持體所發生的應變為基礎,檢測荷重,即薄膜張力。所發生的應變與薄膜張力之關係被預先計測,而成為已知者。
自薄膜送出部52或運送方向變更部53供給至延伸部55的薄膜之位置及運送方向,若與朝向延伸部55的入口之位置及運送方向偏移時,則對應於該偏移量,在最接近延伸部55的入口之導輥54上的薄膜之兩側邊緣附近的張力發生差異。因此,藉由設置如上述的薄膜張力檢測裝置來檢測上述張力差,可辨別偏移之程度。即,薄膜的運送位置及運送方向若為恰當(若為朝向延伸部55的入口之位置及方向),則作用於上述導輥54的荷重係在軸向之兩端大致均等,但若不恰當,則在左右於薄膜張力發生差異。
因此,若以最接近延伸部55的入口之導輥54的左右薄膜張力差成為相等之方式,藉由例如上述運送方向變更
部53來恰當地調整薄膜的位置及運送方向(相對於延伸部55的入口之角度),則延伸部55之入口部的抓具係穩定地抓住薄膜,可減少抓具脫落等之障礙的發生。再者,可使經由延伸部55的斜延伸後之薄膜的寬度方向中之物性安定。
為了使經由延伸部55所斜延伸的薄膜之行進時的軌道安定,導輥56較佳為在延伸部55的下游側至少設置1支。
運送方向變更部57係將自延伸部55所運送的延伸後之薄膜的運送方向變更為朝向薄膜捲取部59之方向者。
此處,為了對應於配向角(薄膜的面內遲相軸之方向)之微調整或製品變化,在延伸部55的入口之薄膜前進方向與在延伸部55的出口之薄膜前進方向所成的角度之調整係成為必須。為了此角度調整,必須藉由運送方向變更部53來變更經製膜的薄膜之前進方向,將薄膜導引至延伸部55的入口,及/或藉由運送方向變更部57來更變自延伸部55的出口所出來的薄膜之前進方向,使薄膜回到薄膜捲取部59之方向。
又,連續地進行製膜及斜延伸者,係在生產性或收率之點較佳。於連續地進行製膜步驟、斜延伸步驟、捲取步驟時,藉由運送方向變更部53及/或運送方向變更部57來變更薄膜的前進方向,使在製膜步驟與捲取步驟中薄膜的前進方向成一致,即如圖2所示,藉由使自薄膜送出部52所送出的薄膜之前進方向(送出方向)與在薄膜捲取部
59上捲取剛剛之前的薄膜之前進方向(捲取方向)成一致,可減小相對於薄膜前進方向而言裝置全體之寬度。
再者,製膜步驟與捲取步驟的薄膜之前進方向未必需要成為一致,但較佳為以薄膜送出部52與薄膜捲取部59成為不干涉的配置之方式,藉由運送方向變更部53及/或運送方向變更部57來變更薄膜的前進方向。
作為如上述的運送方向變更部53、57,可舉出藉由使用氣流輥或空氣轉桿等眾所周知之手法來實現。
薄膜切斷裝置58係將經延伸部55所延伸的薄膜(長條斜延伸薄膜)沿著包含寬度方向的截面切斷者,具有切斷構件。切斷構件係例如可由剪刀或切刀(切條機、帶狀的刀刃(包含湯姆遜刀))構成,但不受此等所限定,另外亦可由旋轉的圓鋸或雷射照射裝置等所構成。
薄膜捲取部59係將自延伸部55起經由運送方向變更部57所運送的薄膜予以捲取者,例如可由捲繞裝置、儲存裝置、驅動裝置等所構成。薄膜捲取部59係為了調整薄膜的捲取位置,較佳為可橫向滑移的構造。
薄膜捲取部59係對於延伸部55的出口以指定角度牽引薄膜,可精細地控制薄膜的牽引位置及角度。藉此,可得到膜厚、光學值的偏差小之長條斜延伸薄膜。又,可有效地防止薄膜的皺紋之發生,同時由於薄膜的捲取性提高,可以長條捲取薄膜。
此薄膜捲取部59係構成將經由延伸部55所延伸運送的薄膜以一定的張力牽引之牽引部。再者,於延伸部55
與薄膜捲取部59之間,亦可設置用於將薄膜以一定的張力牽引之牽引輥。又,上述導輥56亦可具有作為上述牽引輥的機能。
本實施形態中,延伸後的薄膜之牽引張力T(N/m)較佳為在100N/m<T<300N/m,更佳為在150N/m<T<250N/m之間調整。上述牽引張力為100N/m以下時,容易發生薄膜的鬆弛或皺紋,遲滯、配向角的薄膜寬度方向之輪廓亦惡化。相反地,牽引張力若為300N/m以上,配向角的薄膜寬度方向之偏差係惡化,使寬度收率(寬度方向的取得率)惡化。
又,本實施形態中,較佳為以未達±5%,更佳以未達±3%之精度,控制上述牽引張力T的變動。上述牽引張力T的變動若為±5%以上,寬度方向及流動方向(運送方向)之光學特性的偏差變大。作為將上述牽引張力T的變動控制在上述範圍內之方法,可舉出測定對延伸部55的出口側之最初輥(導輥56)所施加之荷重,即薄膜的張力,使該值成為一定之方式,藉由一般的PID控制方式來控制牽引輥或薄膜捲取部59的捲取輥之旋轉速度之方法。作為測定上述荷重之方法,可舉出在導輥56的軸承部安裝荷重元,測定施加於導輥56的荷重,即薄膜的張力之方法。作為荷重元,可使用拉伸型或壓縮型之眾所周知者。
延伸後的薄膜係放開延伸部55之抓具的抓住,自延伸部55的出口排出,視需要修整經抓具所抓住的薄膜之兩端(兩側)後,藉由薄膜切斷裝置58切斷成每指定的長
度,依順序捲取在捲芯(捲取輥)上,成為斜延伸薄膜的捲繞體。
又,於捲取斜延伸薄膜之前,以防止薄膜彼此的黏連為目的,亦可將遮蔽膜重疊在斜延伸薄膜上而同時捲取,也可在經由捲取所重疊的斜延伸薄膜之至少一者(較佳為兩者)之端上,邊貼合膠帶邊捲取。作為遮蔽膜,只要能保護斜延伸薄膜者,則沒有特別的限制,例如可舉出聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等。
其次,說明上述延伸部55之詳細。圖3係示意地顯示延伸部55的導軌圖型之一例的平面圖。惟,此係一例,延伸部55之構成係不受此所限定。
本實施形態中的長條斜延伸薄膜之製造,係使用可斜延伸的拉幅機(斜延伸機)作為延伸部55進行。此拉幅機係將長條薄膜加熱至能延伸的任意溫度,進行斜延伸之裝置。此拉幅機具備加熱區Z、左右一對的導軌Ri‧Ro、與將沿著導軌Ri‧Ro行進的薄膜予以運送之多數的抓具Ci‧Co(圖3中,僅圖示1組的抓具)。再者,加熱區Z之詳細係如後述。導軌Ri‧Ro各自係以連結部連結複數的導軌部而構成(圖3中之白圓係連結部的一例)。抓具Ci‧Co係由抓住薄膜的寬度方向之兩端的夾具所構成。
圖3中,長條薄膜的送出方向D1係與延伸後的長條斜延伸薄膜之捲取方向D2不同,在與捲取方向D2之間
形成送出角度θi。送出角度θi係在超過0°且未達90°之範圍,可任意地設置所欲的角度。
如此地,由於送出方向D1與捲取方向D2不同,拉幅機的導軌圖型係左右為非對稱之形狀。而且,可按照應製造的給予長條斜延伸薄膜之配向角θ、延伸倍率等,手動或自動調整導軌圖型。於本實施形態的製造方法所用之斜延伸機中,較佳為可將構成導軌Ri‧Ro的各導軌部及導軌連結部之位置予以自由地設定,任意地變更導軌圖型。
本實施形態中,拉幅機的抓具Ci‧Co,係與前後的抓具Ci‧Co保持一定間隔,以一定速度行進。抓具Ci‧Co的行進速度係可適宜選擇,但通常為1~150m/min。左右一對的抓具Ci‧Co之行進速度的差,係行進速度的通常1%以下,較佳為0.5%以下,更佳為0.1%以下。此係因為若在延伸步驟出口,於薄膜的左右有前進速度差,則在延伸步驟出口發生皺紋、偏倚,故要求左右的抓具Ci‧Co之速度差係實質上相同速度。於一般的拉幅機裝置等中,對應於驅動鏈條的鏈輪之齒的周期、驅動馬達之頻率等,有以秒以下之級數發生的速度不均,常常發生數%的不均,但此等係不相當於本發明的實施形態所述之速度差。
於本實施形態之製造方法所用的斜延伸機中,尤其於薄膜的運送為傾斜的地方,在管制抓具的軌跡之導軌中,常常要求大的彎曲率。以避免因急劇的彎曲所致的抓具彼
此之干涉或局部的應力集中為目的,宜在彎曲部使抓具的軌跡成為描繪曲線的方式。
如此地,對長條薄膜給予斜方向的配向用之斜延伸拉幅機,較佳為可藉由使導軌圖型多樣地變化,可自如地設定薄膜的配向角,更且可使薄膜的配向軸(遲相軸)在薄膜寬度方向中左右均等地高精度配向,而且能以高精度控制薄膜厚度或遲滯之拉幅機。
其次,說明在延伸部55的延伸動作。長條薄膜係其兩端被左右的抓具Ci‧Co所抓住,隨著抓具Ci‧Co的行進而在加熱區Z內運送。左右的抓具Ci‧Co係在延伸部55的入口部(圖中A之位置),在對於薄膜的前進方向(送出方向D1)大致垂直的方向,相對地左右非對稱的導軌Ri‧Ro上各自行進,在延伸結束時的出口部(圖中B之位置)放開所抓住的薄膜。自抓具Ci‧Co所放開的薄膜,係藉由前述薄膜捲取部59而捲取在捲芯上。一對的導軌Ri‧Ro係各自具有無端狀的連續軌道,在拉幅機的出口部放開薄膜的抓住之抓具Ci‧Co,係在外側之導軌上行進,依順序回到入口部。
此時,由於導軌Ri‧Ro為左右非對稱,於圖3之例中,在圖中A之位置相對的左右之抓具Ci‧Co,係隨著在導軌Ri‧Ro上行進,而成為相對於在導軌Ro側(外行程側)行進的抓具Co,在導軌Ri側(內行程側)行進的抓具Ci領先之位置關係。
即,在圖中A的位置,對於薄膜的送出方向D1大致
垂直的方向,相對的抓具Ci‧Co之中,當其中之一的抓具Ci先到達薄膜的延伸結束時之位置B時,連結抓具Ci‧Co的直線係對於與薄膜的捲取方向D2大致垂直的方向,以角度θL傾斜。藉由以上之動作,長條薄膜係以相對於寬度方向而言θL之角度斜延伸。此處,所謂的大致垂直,就是表示在90±1°之範圍。
其次,說明上述加熱區Z之詳細。延伸部55的加熱區Z係由預熱區Z1、延伸區Z2及熱定型區Z3所構成。於延伸部55中,經由抓具Ci‧Co所抓住的薄膜,係依順序通過預熱區Z1、延伸區Z2、熱定型區Z3。於本實施形態中,預熱區Z1與延伸區Z2係被隔壁所劃分,延伸區Z2與熱定型區Z3係被隔壁所劃分。
所謂的預熱區Z1,就是指在加熱區Z的入口部,抓住薄膜的兩端之抓具Ci‧Co係在左右(在薄膜寬度方向)保持著一定的間隔而行進之區間。
所謂的延伸區Z2,就是指抓住薄膜的兩端之抓具Ci‧Co之間隔係打開,成為指定的間隔為止之區間。此時,進行如上述的斜延伸,視需要亦可在斜延伸前後於縱向或橫向進行延伸。
所謂的熱定型區Z3,就是指在延伸區Z2之後,抓具Ci‧Co的間隔再度成為固定之區間,將兩端的抓具Ci‧Co保持著互相平行而行進之區間。
再者,延伸後的薄膜係在通過熱定型區Z3後,亦可通過將區內的溫度設定在構成薄膜的熱塑性樹脂之玻璃轉
移溫度Tg(℃)以下的區間(冷卻區)。此時,考慮因冷卻所致的薄膜之收縮,亦可以預先窄化對向的抓具Ci‧Co之間隔的方式形成導軌圖型。
相對於熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度Tg,預熱區Z1的溫度較佳為設定在Tg~Tg+30℃,延伸區Z2的溫度較佳為設定在Tg~Tg+30℃,熱定型區Z3及冷卻區的溫度較佳為設定在Tg-30~Tg+20℃。
再者,預熱區Z1、延伸區Z2及熱定型區Z3的長度係可適宜選擇,相對於延伸區Z2的長度,預熱區Z1的長度通常為100~150%,熱定型區Z3的長度為通常50~100%。
又,當延伸前的薄膜之寬度為Wo(mm),延伸後的薄膜之寬度為W(mm)時,延伸步驟的延伸倍率R(W/Wo)較佳為1.3~3.0,更佳為1.5~2.8。延伸倍率若在此範圍,則由於薄膜的寬度方向之厚度不均變小而較宜。於斜延伸拉幅機的延伸區Z2中,若在寬度方向給予延伸溫度差,則可能使寬度方向厚度不均成為更良好的水準。再者,上述延伸倍率R係等於在拉幅機入口部抓住夾具兩端的間隔W1在拉幅機出口部中成為間隔W2時的倍率(W2/W1)。
再者,延伸部55中的斜延伸之手法,並不限定於上述手法,例如亦可如特開2008-23775號公報中揭示的藉由同時2軸延伸而進行斜延伸。再者,所謂的同時2軸延伸,就是藉由各抓具抓住所供給的長條薄膜之寬度方向的兩端部,邊移動各抓具邊運送長條薄膜,同時將長條薄膜
的運送方向保持著固定,藉由使一側的抓具之移動速度與另一側的抓具之移動速度不同,在相對於寬度方向呈傾斜的方向延伸長條薄膜之方法。另外,也藉由如特開2011-11434號公報中揭示的手法進行斜延伸。
薄膜基材之膜厚較佳為5~200μm,更佳為5~80μm。又,薄膜基材之長度較佳為500~10000m,更佳為1000~8000m。藉由成為前述長度之範圍,機能性層等在塗佈的加工適應性或薄膜基材本身的處理性優異。
又,薄膜基材的算術平均粗糙度Ra較佳為2~10nm,更佳為2~5nm。算術平均粗糙度Ra係可根據JIS B0601:1994測定。
於本實施形態之光學薄膜中,可設置抗反射層或導電性層等其他層。
本實施形態之光學薄膜係可在機能性層上塗設抗反射層,作為具有防止外光反射機能之抗反射薄膜。
抗反射層較佳為以藉由光學干涉來減少反射率之方式,考慮折射率、膜厚、層之數、層順序等而層合。抗反射層較佳為比支持體的保護膜還低折射率的低折射率層、
或組合比支持體的保護膜還高折射率的高折射率層與低折射率層而構成。
低折射率層較佳為含有二氧化矽系微粒子,其折射率在23℃、波長550nm測定,較佳為1.30~1.45之範圍。
低折射率層之膜厚較佳為5nm~0.5μm之範圍內,更佳為10nm~0.3μm之範圍內,最佳為30nm~0.2μm之範圍內。
關於低折射率層形成用組成物,作為二氧化矽系微粒子,特佳為含有至少1種類以上的具有外殼層且內部為多孔質或空洞之粒子。特別地該具有外殼層且內部為多孔質或空洞之粒子,較佳為中空二氧化矽系微粒子。
再者,於低折射率層形成用組成物中,亦可為以下述通式(OSi-1)表示的有機矽化合物或其水解物、或合併其聚縮合物而含有。
通式(OSi-1):Si(OR)4
式中,R表示碳數1~4的烷基。作為以通式表示的有機矽化合物,具體地較宜四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷等。
又,於低折射率層形成用組成物中,亦可主要為以35~80質量%之範圍含有氟原子,且含有交聯性或聚合性的官能基之含氟化合物,具有熱硬化性及/或光硬化性之化合物。具體地,為含氟聚合物或含氟溶膠凝膠化合物
等。作為含氟聚合物,例如除了含全氟烷基的矽烷化合物[例如(十七氟-1,1,2,2-四氫癸基)三乙氧基矽烷]之水解物或脫水縮合物,還可舉出含有含氟單體單位與交聯反應性單位作為構成單位之含氟共聚物。此外,亦可將溶劑、視需要的矽烷偶合劑、硬化劑、界面活性劑等添加至低折射率層形成用組成物中。
於高折射率層中,在23℃、波長550nm測定,較佳為將折射率調整至1.4~2.2之範圍。又,高折射率層的厚度較佳為5nm~1μm,更佳為10nm~0.2μm,最佳為30nm~0.1μm。折射率之調整係可藉由添加金屬氧化物微粒子等而達成。又,所用的金屬氧化物微粒子之折射率較佳為1.80~2.60,更佳為1.85~2.50。
金屬氧化物微粒子的種類係沒有特別的限定,可使用具有自Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P及S中選出的至少一種元素之金屬氧化物。
於光學薄膜中,在機能性層上亦可形成導電性層。作為所設置的導電性層,可使用一般廣泛已知的導電性材料。例如,可使用氧化銦、氧化錫、氧化銦錫、金、銀、鈀等之金屬氧化物。此等係可藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、
離子鍍法、溶液塗佈法等,在光學薄膜上作為薄膜形成。又,使用作為前述π共軛系導電性聚合物的有機導電性材料,亦可形成導電性層。
特別地,可較宜使用透明性、導電性優異且以比較低成本獲的之氧化銦、氧化錫或氧化銦錫的任一者作為主成分之導電性材料。導電性層的厚度由於亦取決於所採用的材料而不同,故不能一概而論,但以表面電阻率計成為1000Ω以下、較佳500Ω以下之厚度,若亦考慮經濟性,則宜為10nm以上,較佳為20nm以上80nm以下,更佳為70nm以下之範圍。於如此的薄膜中,起因於導電性層的厚度不均所造成的可見光之干涉條紋係不易發生。
其次,說明使用本實施形態之光學薄膜的偏光板。偏光板係可以一般的方法製作。
例如,較佳為將本實施形態之光學薄膜(例如硬塗薄膜)予以鹼皂化處理,將所處理的光學薄膜在碘溶液中浸漬延伸,於所製作的偏光膜(偏光鏡)的一側之面上,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液來貼合。
於偏光鏡的另一側之面上,亦可貼合該光學薄膜,也可貼合前述纖維素酯薄膜等的薄膜基材。於另一側之面上貼合的薄膜基材之膜厚,從調整平滑性或捲曲平衡,進一步提高防捲繞偏移效果之觀點來看,較佳為5~80μm之範圍。
偏光板的主要構成要素之偏光膜,係僅使一定方向的偏波面之光通過之元件,目前已知之代表性的偏光膜係聚乙烯醇系偏光薄膜。於上述偏光薄膜中,有使碘染色聚乙烯醇系薄膜者與染色二色性染料者,惟不受此等所限定。
偏光膜較係使用將聚乙烯醇水溶液製膜,使其一軸延伸後染色,或於染色後進行一軸延伸,較佳為使用經硼化合物所進行耐久性處理者。偏光膜的膜厚為5~30μm,較佳為8~15μm。
於偏光膜的面上,貼合本實施形態之光學薄膜的單面而形成偏光板。較佳為藉由以完全皂化聚乙烯醇等作為主成分的水系接著劑來貼合。
亦可使用本實施形態之光學薄膜(例如λ/4薄膜+硬塗層)來構成圓偏光板。又,可依順序層合偏光板保護膜、偏光鏡、λ/4薄膜而構成圓偏光板。此時,λ/4薄膜的遲相軸與偏光膜的吸收軸(或透射軸)所成之角度為45°。長條狀偏光板保護膜、長條狀偏光鏡、長條狀λ/4薄膜(長條斜延伸薄膜)較佳為依此順序層合而形成。
圓偏光板係使用將塗有碘或二色性染料的聚乙烯醇予以延伸者當作偏光鏡,可以λ/4薄膜/偏光鏡之構成來貼合而製造。偏光鏡的膜厚為5~40μm,較佳為5~30μm,特佳為5~20μm。
圓偏光板係可藉由一般的方法製作。即,較佳為將聚
乙烯醇系薄膜在碘溶液中浸漬延伸,於所製作之偏光鏡的一側之面上,使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液,貼合經鹼皂化處理的λ/4薄膜。
為了貼合液晶胞的基板與偏光板,用於偏光板的薄膜單面之黏著層,不用說當然為光學透明,較佳為顯示適度的黏彈性或黏著特性者。
作為具體的黏著層,例如可使用丙烯酸系共聚物或環氧系樹脂、聚胺基甲酸酯、矽氧系聚合物、聚醚、縮丁醛系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、合成橡膠等之接著劑或黏著劑等之聚合物,藉由乾燥法、化學硬化法、熱硬化法、熱熔融法、光硬化法等來形成膜,使硬化。其中,丙烯酸系共聚物係最容易控制黏著物性,而且透明性或耐候性、耐久性等優異,可較宜使用。
本實施形態之光學薄膜,係在藉由使用於圖像顯示裝置中,發揮視覺辨認性優異的性能之點較佳。作為圖像顯示裝置,可舉出反射型、透射型、半透射型液晶顯示裝置或、TN型、STN型、OCB型、VA型、IPS型、ECB型等之各種驅動方式的液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置或電漿顯示器等。於此等圖像顯示裝置之中,液晶顯示裝置係在高視覺辨認性優異之點較佳。
在視覺辨認側偏光板的光學薄膜之機能性層之更視覺辨認側,亦可配置外裝構件。此外裝構件係可以前面板或觸控面板構成。上述外裝構件係隔著將與機能性層之間的空隙填滿用之填充劑(光硬化型樹脂),貼合在上述機能性層上。外裝構件的前面板係沒有特別的限制,可使用丙烯酸板或玻璃板等的習知者。又,前面板之材質、厚度等係可按照圖像顯示裝置的用途來適宜選擇。
作為填充劑,較佳為無溶劑填充劑,作為市售品,例如可舉出SVR1120、SVR1150、SVR1320(以上,DEXERIALS股份有限公司製)、或HRJ-60、HRJ-302、HRJ-53(以上,協立化學產業股份有限公司製)等。使用填充劑時,可單獨使用一種類,也可併用複數種類。
光學薄膜與前面板之貼合,例如可如以下地進行。首先,準備填充劑。然後,於光學薄膜的機能性層之表面上塗佈填充劑,於填充劑的塗膜上疊合前面板。於此狀態下,藉由將填充劑予以光照射等而使硬化,貼合光學薄膜與前面板。於機能性層之表面上塗佈填充劑時,藉由使機能性層之表面自由能(極性成分與氫鍵成分之和a+分散成分b)為30mN/m以上,填充劑係在機能性層的端部不被排斥,維持均勻擴展的狀態,可得到視覺辨認性優異的圖像顯示裝置。又,藉由使機能性層的表面自由能之極性成分與氫鍵成分之和a與分散成分b之比(a/b)成為1以上10以下,可維持假定長期使用的耐久試驗後亦優異之密接性。
以下,舉出實施例來具體說明本發明,惟本發明不受此等所限定。再者,實施例中使用「份」或「%」之表示,但只要沒有特別預先指明,則表示「質量份」或「質量%」。
以溶解器攪拌混合以上30分鐘後,以均質機(Manton Gaulin)進行分散。於二氧化矽分散液中邊攪拌邊投入88質量份的二氯甲烷,以溶解器攪拌混合30分鐘,製作二氧化矽分散稀釋液。以微粒子分散稀釋液過濾器(ADVANTEC東洋(股):聚丙烯捲繞式筒匣過濾器TCW-PPS-1N)來過濾。
纖維素三乙酸酯A(由籽絨棉所合成的纖維素三乙酸酯,乙醯基取代度2.88,Mn=140000) 90質量份
TINUVIN 928(BASF日本(股)製) 3質量份
二氧化矽分散稀釋液 4質量份
將以上投入密閉容器中,加熱,邊攪拌從完全溶解,使用安積濾紙(股)製的安積濾紙No.24來過濾,調製塗液(塗液組成物1)。
其次,使用帶式流延裝置,均勻地流延在不鏽鋼帶支持體上。在不鏽鋼帶支持體上使溶劑蒸發直到殘留溶劑量成為100質量%為止,自不鏽鋼帶支持體上剝離。使纖維素酯薄膜的網在35℃蒸發溶劑,切成1.15m寬度,邊以拉幅機在TD方向(薄膜的寬度方向)中延伸1.15倍,邊以140℃的乾燥溫度使乾燥。然後,邊藉由多數的輥在120℃的乾燥裝置內運送邊使乾燥15分鐘後,切成1.3m寬度,對薄膜兩端施予寬度10mm、高度5μm的滾花加工,捲取在捲芯上,得到纖維素酯薄膜1。纖維素酯薄膜1的膜厚為25μm,捲長為5000m。
再者,由不鏽鋼帶支持體的旋轉速度與拉幅機的運轉速度所算出的MD方向之延伸倍率為1.01倍。
於上述製作的纖維素酯薄膜1之A面(不接觸流延帶之面)上,使用擠壓塗佈機來塗佈下述的機能性層組成物1,以恒率乾燥區間溫度50℃、減率乾燥區間溫度50℃乾燥之後,一邊氮氣沖洗至氧濃度成為1.0體積%以下的氣氛為止,一邊使用紫外線燈,以照射部的照度為100mW/cm2,照射量為0.2J/cm2,使塗佈層硬化,形成乾膜厚4μm的硬塗層1,捲取成輥狀,製作光學薄膜1。
其次,於下述條件下鹼處理上述製作的光學薄膜1。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
氟-矽氧烷接枝化合物(35質量%) 2質量份
顯示用於氟-矽氧烷接枝化合物之調製的材料之市售品名。
自由基聚合性氟樹脂(A):Cefral Coat CF-803(羥值60、數量平均分子量15000;Central Glass(股)製)
一末端自由基聚合性聚矽氧烷(B):Silaplane FM-0721(數量平均分子量5000;CHISSO(股)製)
自由基聚合起始劑:Perbutyl O(第三丁基過氧-2-乙基己酸酯;日本油脂(股)製)
硬化劑:Sumidur N3200(六亞甲基二異氰酸酯之縮二脲型預聚物;住化拜耳胺基甲酸酯(股)製)
於具備機械式攪拌裝置、溫度計、冷凝器及乾燥氮氣導入口的玻璃製反應器中,置入Cefral Coat CF-803(1554質量份)、二甲苯(233質量份)及2-異氰酸根基乙基甲基丙烯酸酯(6.3質量份),於乾燥氮氣氛下加熱至80℃。在80℃反應2小時,藉由取樣物的紅外吸收光譜而確認異氰酸
酯之吸收消失後,取出反應混合物,經由胺基甲酸酯鍵結而得到50質量%之自由基聚合性氟樹脂。
於具備機械式攪拌裝置、溫度計、冷凝器及乾燥氮氣導入口的玻璃製反應器中,置入上述合成的自由基聚合性氟樹脂(26.1質量份)、二甲苯(19.5質量份)、乙酸正丁酯(16.3質量份)、甲基丙烯酸甲酯(2.4質量份)、甲基丙烯酸正丁酯(1.8質量份)、甲基丙烯酸月桂酯(1.8質量份)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(1.8質量份)、FM-0721(5.2質量份)及Perbutyl O(0.1質量份),於氮氣氛中加熱至90℃為止後,在90℃保持2小時。追加Perbutyl O(0.1份),藉由更在90℃保持5小時,得到重量平均分子量為171000的35質量%氟-矽氧烷接枝化合物之溶液。重量平均分子量係藉由GPC求得。又,氟-矽氧烷接枝化合物之質量%係藉由HPLC(液體層析術)求得。
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物2。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜2。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於容器中添加甲基丙烯酸甲酯(共榮社化學(股)製:Light Ester M)30ml、3-巰基丙基三甲氧基矽烷(信越化學(股)製:KBM-803)1ml與作為溶劑的四氫呋喃100ml、作為聚合起始劑的偶氮異丁腈(關東化學(股)製:AIBN)50mg,以N2氣置換後,在80℃加熱3小時而調製聚合物矽烷偶合劑。所得之聚合物矽烷偶合劑的分子量為16,000。再者,分子量之測定係以凝膠滲透層析術裝置測定。其次,對於二氧化矽溶膠(日揮觸媒化成工業(股)製:Si-45P,SiO2濃度30重量%,平均粒徑45nm,分散
介質:水)以離子交換樹脂進行離子交換,以超過濾膜法將水予以溶劑置換成乙醇,調製二氧化矽微粒子的乙醇分散液100g(SiO2濃度30重量%)。
將此二氧化矽微粒子乙醇分散液100g與聚合物矽烷偶合劑1.5g分散在丙酮20g(25ml)中,於其中添加濃度29.8重量%的氨水20mg,於室溫攪拌30小時而使聚合物矽烷偶合劑吸附於二氧化矽微粒子。
然後,添加平均粒徑5μm的二氧化矽粒子,攪拌2小時而使溶液中的未吸附之聚合物矽烷偶合劑吸附於二氧化矽粒子,其次藉由離心分離而去除未吸附之吸附有聚合物矽烷偶合劑的平均粒徑5μm之二氧化矽粒子。於吸附有聚合物矽烷偶合劑的二氧化矽微粒子分散液中添加乙醇1000g,使二氧化矽微粒子沈降,將其分離、減壓乾燥,接著在25℃乾燥8小時而得到聚合物矽烷偶合劑被覆二氧化矽(1)。所得之聚合物矽烷偶合劑被覆二氧化矽(1)的平均粒徑為57nm。平均粒徑係藉由雷射粒徑測定裝置測定。
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物3。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜3。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物4。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜4。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化
學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物5。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜5。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物6,以UV硬化時的氧濃度成為0.7體積%以下之氣氛的方式進行氮氣沖洗,不進行鹼處理。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜6。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化
學工業(股)製) 100質量份
Surfynol 104E(日信化學工業股份有限公司製)1質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物7。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜7。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
Megafac F-569(含有含氟基‧親水性基的寡聚物,DIC(股)製) 2質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物8。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜8。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 12質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物9。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜9。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物10。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜10。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物11。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜11。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變
更為下述的機能性層組成物12,以UV硬化時的氧濃度成為0.7體積%以下之氣氛的方式進行氮氣沖洗。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜12。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物13。其以外係與光學薄膜1
之製作同樣地,製作光學薄膜13。
胺基甲酸酯丙烯酸酯(UA-306H,共榮社化學(股)製) 80質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 8質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物14。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜14。
胺基甲酸酯丙烯酸酯(UA-306H,共榮社化學(股)製) 80質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 8質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物15,以UV硬化時的氧濃度成為0.7體積%以下之氣氛的方式進行氮氣沖洗。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜15。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
於上述光學薄膜1之製作中,將機能性層組成物1變更為下述的機能性層組成物16。其以外係與光學薄膜1之製作同樣地,製作光學薄膜16’。於此光學薄膜16’上,使用擠壓塗佈機來塗佈下述的機能性層組成物17,以恒率乾燥區間溫度50℃、減率乾燥區間溫度50℃乾燥之後,一邊氮氣沖洗至氧濃度成為1.0體積%以下的氣氛為止,一邊使用紫外線燈,以照射部的照度為100mW/cm2,照射量為0.2J/cm2,使塗佈層硬化,形成乾膜
厚2μm的硬塗層,捲取成輥狀,製作光學薄膜16。於與光學薄膜1同樣之條件下鹼處理光學薄膜16。
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 12質量份
季戊四醇三/四丙烯酸酯(NK Ester A-TMM-3L,新中村化學工業(股)製) 100質量份
Irgacure 184(BASF日本(股)製) 6質量份
對於上述製作的光學薄膜1~16,實施以下之評價。
將上述製作的光學薄膜1~16之與機能性層相反側之面,經由光學用黏著帶貼附於10cm×10cm的玻璃上。
其次,於光學薄膜1~16的機能性層上,滴下填充劑的HRJ-302(協立化學產業股份有限公司製),使用旋塗機,在2500rpm、15sec之條件下,以填充劑之膜厚成為
120μm之方式塗佈於全面。
然後,於玻璃之未黏貼光學薄膜之面上,貼合黑色PET薄膜,而將背面黑處理,該玻璃係貼合有在機能性層上塗佈有填充劑之上述光學薄膜。
將該薄膜水平地放置於溫度23℃、相對濕度55%之環境下放置100小時,測定不沾寬度(mm),根據以下之基準評價潤濕性。
◎◎:在端部完全沒有發生不沾。
◎:僅在1邊發生1mm以下的不沾。
○:各邊的最大不沾寬度之平均值未達1mm。
×:各邊的最大不沾寬度之平均值為1mm以上且未達5mm。
××:各邊的最大不沾寬度之平均值為5mm以上。
上述製作的光學薄膜1~16之機能性層的相反面,經由光學用黏著帶,貼附於10cm×10cm的玻璃上。其次,於光學薄膜1~16的各機能性層上,滴下空隙填充劑的HRJ-302(協立化學產業股份有限公司製),使用旋塗機,在2500rpm、15sec之條件下,以空隙填充劑之膜厚成為120μm之方式塗佈於全面。
其次,於塗佈有空隙填充劑的面上貼合玻璃,以
2J/cm2進行光照射,隔著空隙填充劑貼合玻璃與光學薄膜。於隔著空隙填充劑貼合有玻璃與光學薄膜之樣品上,如圖4所示地附上秤錘(50g),投入90℃的乾熱機中500小時,實施耐久性試驗。將此樣品更放置於日照的室外100日,進行耐光性試驗。對於此耐久性試驗後的樣品,用以下之基準評價偏移強度,評價耐久密接性。
◎◎:完全沒有偏移之水準。
◎:偏移為0.2mm以內,實用上不成為問題之水準。
○:偏移為0.2mm~0.5mm,實用上不成為問題之水準。
×:偏移為0.5mm~1mm,實用上成為問題之水準。
××:偏移為1mm,實用上成為問題之水準。
對於光學薄膜1~16的機能性層之表面,測定5次的純水、乙二醇、二乙二醇各自之接觸角,求得其平均值,使用前述之Young-Fowkes式,求得機能性層的表面自由能之總和(極性成分與氫鍵成分之和a+分散成分b)及比(a/b)。再者,光學薄膜1的純水接觸角為97°,乙二醇為74°,二乙二醇為51°。
接觸角係將在溫度23℃、相對濕度55%的環境下放置試料24小時後,在溫度23℃、相對濕度55%的環境下,使用接觸角計(協和界面科學股份有限公司製,商品
名Drop Master DM100),滴下液體1μL,於10秒後測定。再者,進行5次測定,將其平均值當作該試料的接觸角。又,對於已進行鹼處理的光學薄膜,測定鹼處理前後水的接觸角,求得其差(接觸角差)Δθ。
對於上述填充劑的潤濕性及密接性之評價、與機能性層的表面自由能之總和(a+b)、比(a/b)、在鹼處理前後的水之接觸角差,表1中顯示所彙總的結果。又,表1中亦一併顯示實施例與比較例之對應關係。
根據表1,於比較例1~5中,填充劑的潤濕性及密接性係兩者皆為不良(×或××)。茲認為此係因為機能性層的表面自由能之總和(a+b)及比(a/b)之至少一者為前述條件式(1)或(2)所規定之範圍外,故無法充分提高填充劑的潤濕性,達不到改善密接性。
相對於其,於實施例1~11中,填充劑的潤濕性及密接性係兩者皆為良好(○、◎或◎◎)。茲認為此係因為機能性層的表面自由能之總和(a+b)及比(a/b)之兩者為在條件式(1)或(2)所規定的範圍內,因此充分提高填充劑的潤濕性,亦充分提高密接性。
又,在最表面使用光學薄膜1~16,作成液晶顯示器,塗佈填充劑,於填充劑上設置觸控面板,照射2J/cm2之UV光,而使填充劑硬化,作成附有觸控面板的液晶顯示器。其次,將此附有觸控面板的顯示器在90℃的環境下放置1000小時,結果於使用表1之比較例1~5的光學薄膜之顯示器中,在端部發生白濁。以光學顯微鏡觀察時,此白濁之原因係微小球狀(泡狀)之粒的聚集,分解顯示器,結果此泡狀之粒為空隙。
又,將以上述方法所製作之附有觸控面板的顯示器,放置於日照的室外1000日,其次以手指觸摸觸控面板表面2000次,結果於比較例1~5之光學薄膜中,經觸摸的部分之視覺辨認性降低。分解顯示器,進行確認,結果在視覺辨認性降低之部分,於光學薄膜的機能性層與填充劑之間,因填充劑之剝落而發生空隙。
另一方面,於使用實施例1~11之光學薄膜的顯示器中,由於填充劑對於光學薄膜的機能性層之潤濕性及密接性皆良好,故端部的白濁係幾沒有看到,經觸摸的部分之視覺辨認性降低亦幾乎沒有看到。特別地,於實施例1~4、6~9、11之光學薄膜中,雖然與填充劑的潤濕性、密接性為良好,但由於鹼處理前的接觸角高(由於鹼處理前
後的水之接觸角差為大到20°以上),於鹼處理前的光學薄膜之捲取時,可抑制薄膜的貼附性。
以上說明的本實施形態之光學薄膜、偏光板及圖像顯示裝置,係可如以下地表現。
1.一種光學薄膜,其係具有薄膜基材與形成在該薄膜基材的至少一側之面上的機能性層之光學薄膜,其特徵為同時滿足以下之條件式(1)及(2);a+b≧30mN/m‧‧‧(1)
1≦(a/b)≦10‧‧‧(2)
惟,
a:機能性層的表面自由能之極性成分之相互作用力與氫鍵成分之相互作用力之和(mN/m)
b:機能性層的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m)。
2.如前述1記載之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(1a);a+b≧40mN/m‧‧‧(1a)。
3.如前述1或2記載之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(2a);1≦(a/b)≦5‧‧‧(2a)。
4.如前述1至3中任一項記載之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(1b);a+b≧50mN/m‧‧‧(1b)。
5.如前述1至4中任一項記載之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(2b);
1≦(a/b)≦4‧‧‧(2b)。
6.如前述1至5中任一項記載之光學薄膜,其中前述機能性層在下述鹼處理條件的鹼處理前後之水的接觸角之差Δθ為10°以上;
鹼溶液:2mol/L氫氧化鈉溶液
處理溫度:50℃
處理時間:60秒。
7.如前述1至6中任一項記載之光學薄膜,其中前述機能性層在下述鹼處理條件的鹼處理前後之水的接觸角之差Δθ為20°以上;
鹼溶液:2mol/L氫氧化鈉溶液
處理溫度:50℃
處理時間:60秒。
8.如前述1至7中任一項記載之光學薄膜,其中前述機能性層係硬塗層。
9.一種偏光板,其特徵為:具有偏光鏡與形成在該偏光鏡的一側之面上的保護膜;前述保護膜係如前述1至8中任一項記載之光學薄膜。
10.一種圖像顯示裝置,其特徵為:具有顯示單元與配置於該顯示單元之視覺辨認側的偏光板;前述偏光板係如前述9記載之偏光板。
11.如前述10記載之圖像顯示裝置,其進一步具有與前述偏光板隔著填充劑貼合的外裝構件,前述外裝構件係以觸控面板或前面板構成。
12.如前述11記載之圖像顯示裝置,其中前述填充劑係以光硬化性樹脂構成。
本發明之光學薄膜係可利用於偏光板、或液晶顯示裝置等之圖像顯示裝置。
Claims (10)
- 一種光學薄膜,其係具有薄膜基材與形成在該薄膜基材的至少一側之面上的機能性層之光學薄膜,其特徵為該薄膜同時滿足以下之條件式(1)及(2),且前述機能性層在下述鹼處理條件下鹼處理前後之水的接觸角之差△θ為20°以上;a+b≧30mN/m‧‧‧(1) 1≦(a/b)≦10‧‧‧(2)惟,a:機能性層的表面自由能之極性成分之相互作用力與氫鍵成分之相互作用力之和(mN/m)b:機能性層的表面自由能之分散成分之相互作用力(mN/m);[鹼處理條件]鹼溶液:2mol/L氫氧化鈉溶液處理溫度:50℃處理時間:60秒。
- 如請求項1之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(1a);a+b≧40mN/m‧‧‧(1a)。
- 如請求項1之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(2a);1≦(a/b)≦5‧‧‧(2a)。
- 如請求項1之光學薄膜,其進一步滿足以下之條 件式(1b);a+b≧50mN/m‧‧‧(1b)。
- 如請求項1之光學薄膜,其進一步滿足以下之條件式(2b);1≦(a/b)≦4‧‧‧(2b)。
- 如請求項1之光學薄膜,其中前述機能性層係硬塗層。
- 一種偏光板,其特徵為:具有偏光鏡與形成在該偏光鏡的一側之面上的保護膜;前述保護膜係如請求項1至6中任一項之光學薄膜。
- 一種圖像顯示裝置,其特徵為:具有顯示單元(display cell)與配置於該顯示單元之視覺辨認側的偏光板;前述偏光板係如請求項7之偏光板。
- 如請求項8之圖像顯示裝置,其進一步具有與前述偏光板隔著填充劑貼合的外裝構件,前述外裝構件係以觸控面板或前面板構成。
- 如請求項9之圖像顯示裝置,其中前述填充劑係以光硬化性樹脂構成。
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