TWI696555B - 積層薄膜、使用其之液晶顯示裝置、觸控面板及有機el顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
以往在單層薄膜及多層薄膜中混鍊添加UV吸收或色素等吸收劑,在熔融擠製時高濃度添加吸收劑的情況下,在製膜中具有滲漏、薄膜破裂及黃色感的問題,而難以得到UV~藍色區域波長之光線的遮蔽性能高的薄膜。又,即使併用多層結構所致之反射性能,亦具有難以產生與吸收劑在UV~藍色區域波長帶之遮蔽性的加乘效果的問題。本發明係一種積層薄膜,其係將由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜,其中,A層或B層之至少任一層包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者,薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積為0.35以下,在波長300nm~500nm中,最大反射率為15%以上,且最小穿透率為70%以下。
Description
本發明係關於一種可高效率地隔離紫外光或藍色光的積層薄膜,以及使用其之液晶顯示裝置、觸控面板及有機EL顯示裝置。
自以往在汽車.建材、電子領域中,有需要隔離紫外線的薄膜。阻隔紫外線的目的係為了防止來自陽光的紫外線對人體造成的不良影響或構件劣化。汽車或建材領域中,併用作為窗膜而將其積層於玻璃或單板玻璃上,藉此來發揮抑制影響人體肌膚老化或室內構件劣化的作用。電子領域中,用以抑制感光性樹脂硬化的保護膜、或以保護液晶顯示裝置面板之液晶層不會因外部光線造成劣化為目的而添加紫外線(UV)吸收劑的偏光片元件保護膜等均已為人所知。近幾年,液晶顯示裝置的光源變成藍色光較強的LED,而藍色光具有對人體視網膜或人體生物鐘造成不良影響的危險,故隔離藍色光的需求亦增加。
遮蔽該等光的手法,自以往一般係將有機、無機的紫外線或黃色光吸收劑添加至薄膜內部或塗布於薄膜上而使用。然而,以往的紫外線(以下稱為UV)
或藍色光吸收劑的光吸收特性,在薄膜穿透色中具有黃色感變強的傾向,而具有避免將其使用於設計(design)或顏色設計方面的問題。
特別在將UV吸收劑混鍊到樹脂的情況下,因耐熱不足而昇華性變高,熔融擠製的製膜中具有滲漏或UV吸收劑的熱分解造成薄膜破裂的問題。因此,必須少量添加UV吸收劑,並採取增加薄膜厚度以補充UV遮蔽性能的對策。此處,滲漏係指下述現象:因為在高溫下共同擠製「昇華性高、低熔點的低分子量添加劑」與「高分子量樹脂(聚合物)」,導致因其昇華物造成產線污染、以及該污染物質或熱分解物對於與產品之缺陷或缺點有關的品質或物性造成影響。
另一方面,塗布的情況下,使用交聯劑的UV硬化型,若添加UV吸收劑,則難以呈現交聯所帶來的硬化反應,而發生應該硬化的基質樹脂無法固化的問題。在使塗布層薄膜化的情況下,必須提高UV吸收劑的添加濃度,而具有無法固化的傾向更加嚴重的問題。
最近,智慧型手機或平板電腦往薄型、高精細化發展,儘管傾向於提高UV吸收劑在薄膜中的添加量,但已接近界限濃度,而成為待解決的緊迫課題。
於是,有提案一種紫外線隔離薄膜,其不使用UV吸收劑,而係以光學波長位準將不同的透明樹脂層交互地積層,並藉由使用光干涉反射現象所形成(專利文獻1)。然而,光干涉反射現象,具有干涉反射波長因光的入射角而位移的問題,其並非對來自所有方向的
光線皆具有遮蔽性,而具有無法完全保護人體或防止構件劣化的問題。其更具有樹脂本身劣化的問題。
另一方面,有提案一種光穩定性的產品,其以即使長期暴露於屋外的紫外線,樹脂亦不會劣化為目的,而包含併用UV吸收劑與光穩定劑的單層或多層聚酯薄膜(專利文獻2)。其並非係多層結構或UV吸收劑的UV遮蔽性,而只是以延長樹脂劣化之壽命為目的而組合光穩定劑與UV吸收劑的發明。又,其係在以往的熔融擠製製程所致之單層薄膜中添加UV吸收劑的例子,具有UV吸收劑滲漏的問題。
接著,最近有提案併用UV吸收劑與UV干涉反射的UV遮蔽薄膜(專利文獻3)。其係為了防止UV反射性多層光學薄膜本身的劣化而以高濃度將UV吸收劑添加至光學層或設置於薄膜表面的非光學性保護層的技術。主要係藉由薄膜構成將反射與吸收進行功能分離的技術。
專利文獻1 日本特開平7-507152號公報(第2頁)
專利文獻2 日本特表2003-532752號公報(第2項)
專利文獻3 日本特表2013-511746號公報(第2頁)
如上所述,在以往的單層薄膜及多層薄膜中混鍊添加UV吸收劑或色素等吸收劑,在熔融擠製時高濃度添加吸收劑的情況下,在製膜中具有滲漏、薄膜破裂及黃色感的問題,而難以得到UV~藍色區域波長之光線的遮蔽性能高的薄膜薄膜。接著,即使如專利文獻3般,併用多層結構所致之反射性能,大多亦為薄膜厚度較厚且薄膜整體的UV吸收劑之添加濃度為2重量%以上的情況,故無干涉反射的效果。又,對UV吸收劑的研究亦不充分。因此,不僅UV吸收劑從最外層的保護層滲漏,且因為UV吸收性能為優勢,故具有UV反射性能無法有效發揮作用的大問題。亦即,具有UV吸收劑與多層結構之反射性能無法產生在UV~藍色區域波長帶之遮蔽性的加乘效果的問題。
為了解決此課題,本發明採取以下構成。亦即,一種積層薄膜,其係將由熱塑性樹脂構成A的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜,其中,A層或B層之至少任一層中包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者,「薄膜厚度」與「吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度」的乘積為0.35[μm.重量%/100]以下,在波長300nm~500nm中,最大反射率為15%以上,又,最小穿透率為70%以下。
特別是從抑制滲漏的觀點來看,較佳為僅於B層中添加分子量超過500的色素或UV吸收劑,且
將積層比設為1以下,從遮蔽性的觀點來看,較佳為吸收藍色光之色素或UV吸收劑的長波長吸收端大於根據層之積層結構的干涉反射所致之反射帶寬的長波長端。
本發明藉由巧妙地併用基於干涉反射的反射性與因吸收劑所致的吸收性,來產生兩者的加乘效果,陡峭地遮蔽波長460nm以下或波長380nm以下的光線,以實現吸收藍色光之色素或UV吸收劑的低濃度化。特別提供一種積層薄膜,其解決了製造混鍊有吸收藍色光之色素或UV吸收劑的UV遮蔽薄膜的課題、即滲漏或薄膜破裂,即使厚度較薄,亦可維持UV光或藍色光的高遮蔽性。此處的遮蔽包含反射及吸收的概念,其尺度係以穿透率表示。
又,因為消除了因多層結構所造成的干涉反射特有的視角相依性,而適合用於窗膜、藍光遮蔽性薄膜及乾膜光阻用工程薄膜等的各種保護膜用途。特別是提供一種藉由控制相位差而適合用於液晶顯示裝置之偏光片保護膜或圓偏光薄膜用途的積層薄膜。
1:由熱塑性樹脂A構成的層(A層)
2:由熱塑性樹脂B構成的層(B層)
3:入射光
4:反射光
5:積層薄膜
6:UV吸收劑
7:積層裝置
71:狹縫板
72:狹縫板
73:狹縫板
8:匯流器
9:連接管
10:噴嘴
11:由狹縫板71所形成的層厚度的傾斜結構
12:由狹縫板72所形成的層厚度的傾斜結構
13:由狹縫板73所形成的層厚度的傾斜結構
11L:來自狹縫板71之流出口的樹脂流路
12L:來自狹縫板72之流出口的樹脂流路
13L:來自狹縫板73之流出口的樹脂流路
11M:與狹縫板71的流出口連通,並再由匯流器所配置的樹脂流路
12M:與狹縫板72的流出口連通,並由匯流器所配置的樹脂流路
13M:與狹縫板73的流出口連通,並由匯流器所配置的樹脂流路
14:樹脂流路的寬度方向長度
15:噴嘴流入口部中的薄膜寬度方向之長度
16:噴嘴流入口部中的流路之剖面
17:噴嘴唇部的薄膜寬度方向長度
18:層或層對的排列順序(層編號或層對編號)
19:層厚度
20:平均層厚度的上限值(最大平均層厚度)
21:平均層厚度分布
22:反射UV光的平均層厚度
23:反射
24:硬塗層
25:黏著劑
26:覆蓋玻璃
27:電子設備框體
28:PVA偏光片
29:偏光片保護膜
30:偏光板
31:液晶層
32:上偏光板
33:下偏光板
34:PVA偏光片的直線偏光方位(穿透方位)
35:積層薄膜的主配向軸
36:配向角
37:覆蓋玻璃
38:導電層
39:TAC/PVA/TAC構成的一般偏光板
80:干涉反射UV~藍色光之積層薄膜的分光反射光譜的模擬實驗結果
81:於環己烷二甲醇共聚合聚對苯二甲酸乙二酯中含有吸收藍色光的蔥醌系顏料之色素的單層薄膜之分光穿透光譜
82:干涉反射所致之反射帶寬的長波長端
83:長波長吸收端
84:因色素等的吸收特性而消失的反射區域
85:因原干涉反射光譜而消失的穿透區域
86:長波長側的反射峰值
87:短波長側的反射峰值
第1圖(a)係具有添加了吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的層的積層薄膜的構成圖,(b)係添加了吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的單層薄膜的構成圖。
第2圖係說明用於本發明之積層薄膜的製造方法之一例的說明圖,(a)係裝置的概略前視圖,(b)、(c)、(d)分別係從L-L’、M-M’、N-N’截斷的樹脂流路的剖面圖。
第3圖(a)係具有3個傾斜結構之積層薄膜的層厚度分布的例子,(b)係具有2個傾斜結構之積層薄膜的層厚度分布的例子。
第4圖(a)係具有3個反射壁之積層薄膜中吸收增大的說明圖,(b)係具有2個反射壁之積層薄膜中吸收增大的說明圖。
第5圖係貼附於液晶顯示裝置等電子設備上之覆蓋玻璃的螢幕保護膜的例子。
第6圖(a)係使用積層薄膜之偏光板的例子,(b)係以偏光板夾住液晶胞之結構的LCD面板的示意圖,(c)係表示積層薄膜之主配向軸與自上偏光板之偏光片的直線偏光軸所形成之角度的圖。
第7圖(a)係將積層薄膜用作偏光片保護膜的觸控面板的構成例,(b)係將積層薄膜用作防止飛散(shatter-proof)膜、圓偏光板時的觸控面板構成例,(c)係將積層薄膜用作ITO基材的GF1類型以作為薄膜感測器時的觸控面板構成例。
第8圖係表示色素或UV吸收劑的長波長吸收端與積層薄膜之反射帶寬的長波長端的關係的圖。
第9圖係包含色素之積層薄膜的分光穿透光譜與分光反射光譜的說明圖。
第10圖係包含UV吸收劑之積層薄膜的分光穿透光譜與分光反射光譜圖。
以下對本發明進行說明。本發明之積層薄膜係將由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜,A層或B層之至少任一層中包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者,薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積必須為0.35[μm.重量%/100]以下,在波長300nm~500nm中,最大反射率必須為15%以上,又,最小穿透率必須為70%以下。
作為用於本發明之積層薄膜的熱塑性樹脂,可使用聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)、聚縮醛等的鏈狀聚烯烴、降莰烯類的開環移位聚合、加成聚合、與其他烯烴類的加成共聚物之脂環族聚烯烴、聚乳酸、聚丁二酸丁酯等的生物分解性聚合物、尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍66等的聚醯胺、醯胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯丁醛、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚縮醛、聚乙醇酸、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯共聚合聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚乙烯-2,6-萘二甲酸等的聚酯、聚醚碸、聚醚醚酮、改質聚苯醚、聚苯硫醚、聚
醚醯亞胺、聚醯亞胺、聚芳酯、四氟乙烯樹脂、三氟乙烯樹脂、三氟氯化乙烯樹脂、四氟乙烯-六氟化丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、對苯二甲酸乙二酯與對羥苯甲酸的聚縮合物、苯酚及鄰苯二甲酸與對羥苯甲酸的聚縮合物、2,6-羥基萘甲酸與對羥苯甲酸的聚縮合物等以對羥苯甲酸等為基本結構,同時與各種成分酯鍵結成直鏈狀的芳香族聚酯系樹脂的液晶聚合物。其中,從擠製成形良好、化學抗性.強度.耐熱性.透明性優異、通用性的觀點來看,特佳為使用聚酯。該等樹脂可為均聚物,亦可為共聚物,甚至可為複數聚合物的混合物。
作為該聚酯,較佳為由芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸與二元醇或該等酯形成性衍生物進行聚合所得到的聚酯。此處,作為芳香族二羧酸,可列舉例如:對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4'-二苯基二羧酸、4,4'-二苯醚二甲酸、4,4'-二苯碸二甲酸、6,6'-(伸乙二氧基)二-2-萘甲酸等。作為脂肪族二羧酸,可列舉例如:己二酸、辛二酸、癸二酸、二聚物酸、十二烷二酸、環己烷二甲酸及該等的酯衍生物等。其中,較佳為呈現高折射率與剛性的對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸及環己烷二羧酸。該等酸成分可僅使用1種,亦可併用2種以上,甚至可將羥基苯甲酸等的氧基酸等進行部分共聚合。
又,作為二元醇成分,可列舉例如:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,2-環己烷二甲
醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、聚伸烷基二醇、2,2-雙(4-羥基乙氧基苯基)丙烷、9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀、異山梨醇、螺甘油、氫化雙酚A、雙酚A.環氧丙烷、雙酚A.環氧乙烷、甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、環氧乙烷、環氧丙烷等。其中,從高玻璃轉移點與低雙折射性的觀點來看,較佳為使用茀、乙二醇、1,4-環己烷二甲醇、螺甘油、異山梨醇、雙酚A環氧乙烷。特別是該等二元醇成分可僅使用1種,亦可併用2種以上。
上述聚酯之中,從在藍色~UV的波長區域中實現高反射率、熱尺寸穩定性良好、高生產性、及與UV吸收劑或色素的溶解性優異的觀點來看,任一種樹脂的熱塑性樹脂A,從可藉由雙軸延伸與熱處理賦予配向結晶化的觀點來看,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚六亞甲基對苯二甲酸。又,從結晶性的觀點來看,較佳為使用共聚合成分15莫耳%以下的該等共聚物。作為共聚合成分的二羧酸,較佳為對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸、環己烷二羧酸,作為二元醇,較佳為茀、乙二醇、1,4-環己烷二甲醇、螺甘油、異山梨醇、雙酚A環氧乙烷,亦可使用組合該等成分的4元共聚物。該等成分可作為共聚物的單獨使用、或作為均聚物及其共聚物所致的聚合物摻合物。
另一方面,熱塑性樹脂B較佳為使用共聚合成分5莫耳%以上60莫耳%以下的該聚酯樹脂的共聚
物。如此,共聚合率高且容易變成非晶性,UV吸收劑或色素容易滯留於非晶區域。又,因熱處理而在層內熔融,折射率變成等向性,故A層與B層的層間面內折射率差上升,且亦可提高對視角的折射率差,故可提高反射率。共聚合成分更佳為15莫耳%以上50莫耳%以下。又,本發明之較佳態樣中,熱塑性樹脂B的共聚合率高,以及與A層相比,B層的面內折射率成為低折射率,故光從斜面入射時,根據司乃耳定律,在A層與B層的界面產生光折射。此時,B層的光徑長度變得比A層長。亦即,本發明之積層薄膜,因存在B層,吸收藍色光之色素或UV吸收劑對於來自斜面的光入射之視角的效果,相較於僅由熱塑性樹脂A所構成的單層薄膜,光徑長度增加,而依據比爾-朗伯定律,吸收性能提高。再者,本發明中,光的吸收與干涉反射現象同時產生,故產生吸收共鳴,而產生藍色光之波長及UV遮蔽性的加乘效果。
本發明之積層薄膜,必須係將由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜。若小於50層,則干涉反射之反射率小,而難以產生藍色光或紫外線之遮蔽性能的加乘效果。更佳為150層以上,再佳為250層以上。若層數太多,則薄膜的整體厚度變厚,故較佳為600層以下。更佳為300層以下。
本發明之積層薄膜,係將於A層或B層之至少任一層中包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑或兩者之由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B
構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜,其中,薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積必須為0.35以下。
此處,吸收藍色光之色素,係指在以藍色光之波長450nm附近為中心的波長400~500nm的區域具有吸收特性的色素。此處的色素可分類成顏料(有機.無機)及染料。本發明之積層薄膜,從在波長300nm~500nm的區域具有反射,且有效地遮蔽藍色光的觀點來看,較佳為呈現黃色或橙色的顏料,更佳為呈現藍色的顏料。作為顏料,大致可分為無機顏料、有機顏料、傳統顏料(classical pigment)。作為黃色的無機顏料,較佳為鉻黃、鋅黃、鎘黃、鈦黃、鋇黃、鈷黃、黃土、鐵黃。作為藍色的無機顏料,較佳為群青或鐵藍。從耐濕熱性方面來看,較佳為顏料,從與熱塑性樹脂之親和性的觀點來看,特佳為有機顏料。有機顏料大致可分為偶氮顏料、鈦青顏料、染色色澱、雜環式顏料、其他。
偶氮顏料可分類為不溶性偶氮顏料、偶氮色澱顏料、縮合偶氮顏料、金屬錯鹽偶氮顏料。再者,不溶性偶氮顏料可分類為β萘酚系、萘酚AS系、乙醯乙酸芳醯胺系的不溶性單偶氮顏料與乙醯乙酸芳醯胺系、吡唑琳桐(pyrazolone)系的不溶性雙偶氮顏料。又,偶氮色澱顏料可分類為β萘酚系、β氧基萘甲酸(oxy naphthoic acid)系。
鈦青顏料可分類為銅酞花青、鹵化銅酞花青、無金屬鈦青、銅酞花青色澱。
作為雜環式顏料,可分類為蔥醌系顏料、硫靛顏料、紫環酮(perinone)顏料、苝顏料、喹吖酮顏料、二顏料、異吲哚啉酮顏料、喹啉黃顏料、異吲哚啉顏料。從相對於波長陡峭地遮蔽光的觀點來看,較佳為蔥醌系顏料、異吲哚啉顏料。
作為其他,可列舉:硝酮顏料、茜素色澱、金屬錯鹽偶氮甲鹼顏料、苯胺黑、鹼性藍、天然有機顏料。有機顏料中,從耐熱性及不易滲漏的觀點來看,黃色較佳為蒽醌、金胺色澱、喹啉黃、單偶氮苯磺酸鹽系的顏料,藍色較佳為銅酞花青顏料。
本發明之UV吸收劑,較佳為作為吸收紫外線轉換成熱能的代表性UV吸收劑而為人所知的二苯甲酮系、苯并三唑系、三系及苯并系。作為二苯甲酮系,可列舉例如:4-甲氧基-2-羥基二苯甲酮:分子量228、4-甲氧基-2-羥基二苯甲酮-5-磺酸:分子量308、2,4-二羥基二苯甲酮:分子量214、4,4'-二甲氧基2,2'-二羥基二苯甲酮:分子量274、4,4'-二甲氧基-2,2'-二羥基-5,5'-二磺酸二苯甲酮二鈉:分子量478、2,2'-4,4'-四羥基二苯甲酮:分子量246、羥基甲氧基二苯甲酮磺酸鈉:分子量376、辛苯酮(octabenzone):分子量326、2-羥基-4-間辛氧基-二苯甲酮:分子量345、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮:分子量326、雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷:分子量468等。
又,作為苯并三唑系,可列舉:2-(2H-苯并三唑-2-基)-對甲酚:分子量225、2-(2H-苯并三唑-2-
基)-4-6-雙(1-甲基-1-苯基乙基)酚:分子量448、2-[5-氯基(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(三級丁基)酚:分子量316、2,4-二-三級丁基-6-(5-氯-2H-1,2,3-苯并三唑-2-基)酚:分子量358、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-三級戊基酚:分子量352、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚:分子量323、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚]:分子量659、2(2'-羥基-3'-三級丁基-5'-甲苯基)5氯基苯并三唑:分子量315、2(2'-羥基-3'5-二-三級丁基-苯基)5氯基苯并三唑:分子量357、2(2'-羥基-5'-甲苯基)苯并三唑:分子量225、2-(2-羥基-5-辛基苯基)-苯并三唑:分子量323等。
再者,作為三系,可列舉:2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-[(己基)氧基]-酚:分子量426、2-[4,6-雙(2,4-二甲苯基)-1,3,5-三-2-基]-5-(辛基氧基)酚:分子量509、2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲苯基)-1,3,5-三:分子量700、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-[2-(2-乙基己醯基氧基)乙氧基]酚:分子量512、1,6-己二胺,N,N'-雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、聚合物啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三等,但並不限定於此。
又,作為苯并系,可列舉:2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并-4-酮):分子量368。此外,可列舉:具有丙二酸酯結構的四-乙基-2,2-(1,4-伸苯基-二亞甲基-雙丙二酸:分子量418、具有乙二酸苯胺(anilide oxalate)結構的2乙基,2’-乙氧基-草醯胺:分子量312等。上述成分亦可混合2種以上使用。
本發明之積層薄膜,較佳為包含UV吸收劑之分子量為500以上的三骨架或苯并三唑骨架。這是因為,若分子量為500以上,則熔融擠製時昇華物的量較少,聚合物或薄膜製造線的污染或對薄膜品質的影響較小。又,從與聚酯之互溶性的觀點來看,官能基較佳為具有羥基等的極性基。
從功能分離、廣泛遮蔽光之波長的觀點來看,本發明較佳為併用吸收藍色光之色素與UV吸收劑。較佳為併用2種以上吸收峰值各為不同者。併用之組合係藉由其吸收峰值波長的差異在30nm以上,而有效地遮蔽不同的波長光,因而較佳。又,從防止熔點及結晶性高的UV吸收劑溢出表面的捕捉效果的觀點來看,分子量大、熔點低的UV吸收劑抑制另一成分的滲漏。低熔點側較佳為160℃以下,另一方面,高熔點側較佳為190℃以上。例如,在波長350nm以上具有吸收峰值的2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲苯基)-1,3,5-三與在波長320nm以下具有吸收峰值的2-(4,6-(4-聯苯)-1,3,5-三-2-基)-5-(2-乙基己基氧基)-酚的組合,前者具有抑制後者之滲漏的效果,因而較佳。
本發明之積層薄膜的薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積必須為0.35[μm.重量%/100]以下。薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積,表示色素或UV吸收劑在積層薄膜中的絕對量。吾人發現,不僅色素或UV吸收劑的種類,該值亦係對滲漏造成影響
的重要參數。更佳為0.25[μm.重量%/100]以下,再佳為0.15[μm.重量%/100]以下。若超過0.35[μm.重量%/100],則容易滲漏,又,難以呈現干涉反射所造成的吸收效率的加乘效果。
從薄膜化的觀點來看,薄膜厚度較佳為50~3μm。更佳為35~5μm。再佳為20~6μm。因為若厚度太薄,則無法確保對UV~藍色光之波長進行干涉反射所必須的積層數。又,操作性亦變差。另一方面,若太厚,則相同濃度下,吸收藍色光之色素或UV吸收劑之添加量的絕對值變大,而不僅變得容易滲漏,更具有難以將積層薄膜進行薄膜化的情況。
又,作為薄膜整體的吸收劑的濃度,較佳為0.1重量%以上3重量%以下。UV吸收劑或有機系色素一般為低熔點,故在熔融擠製時滲漏。濃度越高越容易滲漏,故較佳為盡量降低濃度。較佳為0.1重量%以上2.0重量%以下。更佳為0.1重量%以上1.5重量%。再佳為0.1重量%以上1.0重量%以下。最佳為0.1重量%以上0.6重量%以下。又,吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者,可僅包含於A層、僅包含於B層、亦可包含於A層與B層兩者。特別是B層主要使用聚酯樹脂之共聚物的情況下,存在很多非晶區域,故UV吸收劑容易滯留於B層。又,與配向結晶化的A層相比,B層的抗紫外線能力較弱。因此,從紫外線劣化與滲漏的觀點來看,較佳為多包含在B層中。A層與B層的吸收劑濃度比較佳為A:B=1:4~2:3。
本發明之積層薄膜,在波長300nm~500nm中,最大反射率必須為15%以上,又,最小穿透率必須為70%以下。若至少在某波長中反射率不在15%以上,則干涉反射與色素或吸收劑的加乘效果少,僅吸收劑發揮主導作用。另一方面,從反射在90%以上則色素或UV吸收劑幾乎不產生助益的觀點來看,較佳為小於70%的反射,更佳為小於50%的反射。再佳為40%以下的反射。加乘效果的作用較大的情況下,反射高效率地轉換成吸收,故反射率降低,但同時吸收效果變強。特別是UV遮蔽薄膜的情況下,從無色高透明性的觀點來看,波長400nm~500nm中的最大反射率較佳為15%以下。若波長400nm以上存在反射率超過15%的反射峰值,則以穿透光觀察時,積層薄膜的色調黃色感變強,反射光看起來從紫色增強至藍色,較為不佳。特別是其亦與總光線穿透率的降低或面內色斑的原因相關。反射率超過15%之反射峰值的反射波長,較佳為400nm以下或390nm以下,更佳為380nm以下,再佳為360nm以下。最佳為330nm以下。表示該等態樣的分光反射與分光穿透光譜的圖案之一例顯示於第10圖。
第1圖係顯示在本發明之積層薄膜與以往之單層薄膜中添加吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的構成的例子。使用第1圖詳細說明本發明。本發明之積層薄膜5係將由熱塑性樹脂A構成的層(A層)1與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)2交互地積層50層以上。如第1圖(a)所示,若將藍色~UV區域之波長的入射
光3照射至積層薄膜5,則在不同樹脂層間具有折射率差,故光在其界面上,一部分的光成為反射光4。第1圖(a)中,將由熱塑性樹脂B構成的層(B層)2包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者6,而在該層發生吸收。亦即,本發明係在表面反射以外的區域同時發生反射與吸收的物理現象。另一方面,第1圖(b)所示的以往之單層薄膜,若對於波長在藍色~UV區域的入射光3去除表面反射,則其僅產生光的吸收。已知該吸收現象一般係依據下式(1)所示的朗伯定律。
I=IoExp(-kx)...式(1)
(其中,Io:入射光強度、I:出射光強度、k:吸收係數、x:穿透光的距離(光徑長度))
本發明之積層薄膜5,與光吸收劑的特性主導的單層薄膜不同,令人驚訝的是,式(1)並不成立。吾人發現,相較於將光吸收劑添加至單層薄膜的量,積層薄膜因為干涉反射增加,故可大幅減少光吸收劑的濃度。亦即,即使薄膜厚度與吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積為0.35以下,在波長300~500nm中,入射光的最小穿透率亦為70%以下。從遮蔽性的觀點來看,更佳為50%以下。此處的遮蔽性,可以分光穿透率光譜中的最小穿透率進行測定。亦即,波長300~500nm中的最小穿透率50%,表示遮蔽入射光之50%。在本發明之積層薄膜中添加UV吸收劑的情況下,波長370nm的穿透率較佳為5%以下。若超過5%,則UV遮蔽不足,而在用作偏光板的偏光片保護膜時,在製程
中無法保護偏光片的PVA或液晶層。更佳為4%以下,再佳為3%以下。特別是在波長370nm~300nm的整個區域中,穿透率最佳為2%以下。
本發明之積層薄膜的積層結構,可藉由與日本特開2007-307893號公報[0053]~[0063]段記載的內容相同的方法簡易地實現。然而,狹縫板的間隙、長度係決定層厚度的設計值,因而有所不同。以下參照第2圖說明製造積層薄膜的過程。
第2圖所表示之積層裝置7,具有與該日本特開2007-307893號公報所說明之裝置相同的3個狹縫板。藉由此積層裝置7所得到之積層結構的層厚度分布的例子顯示於第3圖。若橫軸為層的並排順序18、縱軸為各層的平均層厚度(nm)19,則積層結構具有3個傾斜結構:由狹縫板71所形成之樹脂積層流其造成的層厚度的傾斜結構11、由狹縫板72所形成之樹脂積層流其造成的層厚度的傾斜結構12、由狹縫板73所形成之樹脂積層流其造成的層厚度的傾斜結構13。又,較佳為如第3圖(a)所示,1個傾斜結構與其他某個傾斜結構的方向相反。又,由1個狹縫板所形成的傾斜結構,變成交互地積層有樹脂A與樹脂B的層厚度分布,其係以鄰接的由樹脂A構成的層與由樹脂B構成的層的平均層厚度分布21來表示。其積層比可藉由2台擠製機的樹脂A及樹脂B其擠製量的比例簡單地調整。
各部位的層厚度的範圍,為了使波長區域在UV~藍色的光強烈反射,而調整積層數與積層薄膜的
厚度,使平均層厚度在40nm~80nm的層厚度的範圍以進行製膜。平均層厚度,係指鄰接的A層與B層的層對的平均值的層厚度。對積層薄膜的所有層依序實施該操作,再將相對於層對編號所得到的層厚度分布定義為平均層厚度的分布。在將樹脂A的層厚度分布表示為(dA1,dA2....dAN)、樹脂B的層厚度分布表示為(dB1,dB2....dBN)時,係分別以{(dA1+dB1)/2,(dA2+dB2)/2,....(dAN+dBN)/2)}求出平均層厚度分布21。N表示層的排列順序、即層編號或層對編號。層對係A層與B層的2層為1組,故一般積層數量的約一半即為層對的總組數。d表示層厚度,字母表示樹脂層。
又,第3圖顯示本發明之積層薄膜的平均層厚度分布。本發明之積層薄膜,使波長在藍色光以下的光進行干涉反射。因此,平均層厚度的最大平均層厚度,若換算成使用式(5)的反射波長,則表示反射500nm以下的平均層厚度。本發明之聚合物構成中的最大平均層厚度較佳為80nm以下。又,使波長400nm以下的UV光進行干涉反射的情況下,較佳為60nm。從「要求UV遮蔽薄膜無色透明」的觀點來看,「反射帶寬之長波長端的波長為380nm以下」的平均層厚度在58nm以下更佳。
從構成積層裝置7之各狹縫板流出的具有積層結構的樹脂流,如第2圖(b)所示,從積層裝置的流出口11L、12L、13L流出,接著在匯流器8中,被重新配置為如第2圖(c)所示的11M、12M、13M的剖面形狀。狹縫板為單片構成的情況下,不進行重新配置。接著,
在連接管9內部,流路剖面之薄膜寬度方向的長度擴張,而流入噴嘴10,在歧管更加擴張,而從噴嘴10之唇部於熔融狀態下擠製成片狀並冷卻固化於鑄造鼓輪上,而可得到未延伸薄膜。接著,亦可由下述方法而得:因應需求,以構成所得到之未延伸薄膜的樹脂的玻璃轉移點溫度(Tg)以上的溫度進行延伸。
此時的延伸方法,從實現高反射率、熱尺寸穩定性及大面積化的觀點來看,較佳為以習知的逐次雙軸延伸法或同時雙軸延伸法進行雙軸延伸。習知的雙軸延伸法,可以在長邊方向上延伸後再於寬度方向上延伸的方法、在寬度方向上延伸後再於長邊方向上延伸的方法進行,亦可將長邊方向的延伸、寬度方向的延伸多次組合而進行。例如,由聚酯所構成之延伸薄膜的情況,可適當選擇延伸溫度及延伸倍率,一般聚酯薄膜的情況,延伸溫度較佳為80℃以上150℃以下,延伸倍率較佳為2倍以上7倍以下。可應用滾筒間的圓周速度變化,來進行長邊方向的延伸方法。又,可應用習知的拉幅法來進行寬度方向的延伸方法。又,作為同時雙軸延伸法,係一邊在同時雙軸拉幅機上以夾具載持薄膜的兩端一邊運送,以在長邊方向與寬度方向上同時及/或階段性地進行延伸。可藉由將拉幅機之夾具間的距離擴大來達成長邊方向的延伸,另外,可藉由將運行夾具之載置台的間隔擴大來達成寬度方向的延伸。
本發明中實施延伸.熱處理的拉幅機夾,較佳為以線性馬達式進行驅動。此外有縮放儀式、螺桿式
等,其中,在因「各夾具的自由度高而可自由地變更延伸倍率」此點上,線性馬達式較為優異。
本發明之積層薄膜的相位差,從抑制虹斑的觀點來看,較佳為1nm以上400nm以下。為了使其為1nm以上400nm以下,必須使縱橫方向之高分子鏈的配向狀態相同。從縮小本發明之積層薄膜的相位差及厚度不均勻的觀點來看,較佳為下述組成:使縱向延伸溫度為95℃以上105℃以下、縱向延伸倍率為3~3.6倍,使橫向延伸溫度為100℃以上140℃以下、橫向延伸倍率為3.4~4.6倍。此外,主要使用聚萘二甲酸乙二酯及其共聚物作為熱塑性樹脂A的情況下,從玻璃轉移點高的觀點來看,縱向延伸溫度較佳為130℃以上160℃以下,橫向延伸溫度較佳為140℃以上160℃以下。又,在偏光片保護用途之中,若相位差高,則顯示裝置上出現亮度或色斑,故較佳為1nm以上200nm以下。更佳為150nm以下1nm以上,再佳為100nm以下1nm以上。
另一方面,作為得到類似效果的相反對策,本發明之積層薄膜的相位差較佳為4000nm以上20000nm以下。為了使其為4000nm以上20000nm以下的高相位差,較佳為在縱向或橫向上進行4倍以上的單軸延伸,或縱向2.8倍以下、橫向4.5倍以上之延伸倍率的組合。較佳為5倍以上的單軸延伸。接著,在拉幅機內將該經延伸的薄膜進行熱處理。一般係以高於延伸溫度、低於熔點的溫度進行該熱處理。使用聚酯的情況下,較佳為在200℃至250℃的範圍內進行該熱處理。再者,
為了賦予薄膜熱尺寸穩定性,較佳亦可在寬度方向或長邊方向上實施2~10%左右的鬆弛熱處理。
本發明之積層薄膜,吸收藍色光之色素或UV吸收劑的吸收峰值波長為300nm~500nm,反射該波長範圍之至少一部分光之以由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)所構成的一組層對,其層厚度的平均值為40nm至80nm,該層對成為藍色光或UV光的反射壁;在薄膜厚度方向的不同位置上存在至少2個以上的該反射壁為較佳。吸收峰值波長係顯示吸光係數之極大值的波長,較佳為顯示吸光係數之最大值的波長。
以下顯示較佳UV吸收劑之吸光係數的極大值。雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚]、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-[2-(2-乙基己醯基氧基)乙氧基]酚、2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲苯基)-1,3,5-三等,此等化合物在波長340~360nm中具有吸收的極大值,故較宜作為UV吸收劑。另一方面,吸收藍色光的色素中,蔥醌系、異吲哚啉酮系、喹啉黃系、單偶氮苯磺酸鹽系有機顏料,在波長380~500nm中具有吸收的極大值,因而較佳。亦可組合該等成分使用。
至少部分反射波長300nm~500nm之光線之以由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)所構成的一組層對,其層厚度的平均值為40nm至80nm,該層對成為藍色光或UV光之反射壁,
以下針對此情況進行詳細說明。光的入射角度θ在0~60度的範圍時,下式(3)、下式(4)的通式成立,特別是在垂直入射積層薄膜時之,下式(5)成立。本發明中,在使根據下式(5)的反射波長λ為300~500nm時,表示在積層薄膜的層厚度分布中,存在至少1組以上滿足式(5)之dA與dB的層對組合。由於滿足式(5),表示該層對成為藍色光或UV光的反射壁,其平均層厚度在80nm至40nm的範圍。這可從「能夠以剖面TEM觀察進行測量的A層與B層的層厚度」算出並確認。從反射的觀點來看,較佳為存在10組以上平均層厚度為80nm至40nm的層對,更佳為30組以上。此外,式(3)~式(5),係在積層有樹脂A的層(A層)與樹脂B的層(B層)的2層模式下,反射波長λ的算式。
2.(nA.dA.cosθA+nB.dB.cosθB)=λ...式(3)
sinθ=nA.sinθA=nB.sinθB...式(4)
此處,n表示折射率,d表示層厚度、θ表示入射角(入射向量與界面的法線向量所夾住的角度),字母A、B分別表示A層、B層。使用第3圖與第4圖進行詳細說明。光垂直地入射至積層薄膜的情況下,θ=θA=θB=0(度),式(3)變成式(5)。
2.(nA.dA+nB.dB)=λ...式(5)
使A層為雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯、B層為共聚合聚對苯二甲酸乙二酯,並使各折射率分別為1.66與1.58、積層比為dA/dB=1的情況下,滿足λ=300nm的dA與dB之組合,變成dA=dB=46nm的層厚度的組合。亦
即,必須存在平均層厚度大概為46nm的組合。如此,在波長300~500nm進行相同的操作,可依序求出必要的層厚度的組合。對照所得到的平均層厚度分布,若層厚度分布中,至少存在1組、較佳為連續10組以上求得的平均層厚度,則其成為反射壁。UV~藍色光的波長300~500nm中,在薄膜厚度方向不同的位置上至少存在2個以上的該反射壁為較佳。
使用第3圖進行詳細說明。在第3圖(a)的層厚度分布中,平均層厚度的最大值20的值為60nm的情況下,若使折射率分別為1.66與1.58、積層比為dA/dB=1,則由式(5)得出反射波長為389nm。另一方面,反射波長300nm之UV光的平均層厚度22的值為46nm的情況下,由第3圖(a)可知,因連續存在10個以上的層對,故存在反射壁23。又,各傾斜結構之中亦存在反射壁。因此,在薄膜厚度方向上,第3圖(a)中存在3個反射壁,第3圖(b)中存在2個。亦即,在薄膜厚度方向不同的位置上至少存在2個以上的反射壁,表示積層薄膜中至少存在2個以上層編號或層對編號不同、且具有相同或接近之平均層厚度的層對。具有相同或接近之平均層厚度的層對之間,較佳為具有至少10組以上的層對。更佳為30組以上。第4圖示意地說明某波長之入射光3之中,反射與吸收的加乘效果。藉由在薄膜厚度方向不同的位置上存在2個以上的反射壁23,入射光3被封閉在2個反射壁23之間,而有效產生光的吸收。第4圖(a)係具有3個反射壁23的情況,(b)係具有2個反射
壁23的情況。吾人發現,反射壁越多,光的封閉效果越大,故呈現添加至樹脂層之藍色光或UV吸收劑的吸收效率提高的加乘效果。
本發明之積層薄膜,較佳為「吸收藍色光之色素或UV吸收劑的長波長吸收端」大於「根據層之積層結構的干涉反射所致之反射帶寬的長波長端」。使用第8圖進行詳細說明。使UV~藍色光之積層薄膜進行干涉反射的分光反射光譜的模擬實驗結果80與於環己烷二甲醇共聚合聚對苯二甲酸乙二酯中含有吸收藍色光之蔥醌系顏料色素的單層薄膜的分光穿透光譜81顯示於第8圖。橫軸表示波長W(nm),左縱軸表示穿透率T(%),右縱軸表示反射率R(%)。第9圖、第10圖亦為相同。積層薄膜的光學計算,積層數為251、厚度為13.5μm,且積層結構採用第3圖(b)。使A層的折射率為1.66、B層的折射率為1.55。長波長吸收端83,表示在第8圖的分光穿透光譜中開始吸收的波長,其可由吸收開始前後各接線的交點求出。導出接線的接點,係將穿透光譜進行微分時的反曲點。另一方面,干涉反射所致之反射帶寬的長波長端82,表示反射開始的波長,可由相同方式求出。該各反曲點的接線與穿透率及反射率之基準線的交點為各長波長吸收端及反射帶寬的長波長端。又,在色素或UV吸收劑所造成的光遮蔽效果高,而無法明確地導出反射帶寬之長波長端的情況下,亦可為第9圖所示之長波長側所觀察到的反射峰值86。
關於遮蔽效果高的情況的分光穿透光譜及分光反射光譜,使用第9圖進行說明。亦即,第9圖係說明包含色素之積層薄膜的分光穿透光譜與分光反射光譜的圖式。原反射光譜80,結合色素的吸收特性,斜線部分的反射區域84高效率地轉換成吸收,故該部分的反射消失。另一方面,原穿透光譜81中,因為來自原反射光譜80的反射,而完全遮蔽斑紋的穿透區域85。如此,將未因色素的吸收特性而消失的長波長側中少量的反射峰值86作為長波長反射端。無法確認反射峰值,而視為反射光譜之基準線時,可視為「吸收藍色光之色素或UV吸收劑的長波長吸收端」大於「根據層之積層結構的干涉反射所致之反射帶寬的長波長端」。從抑制面內色斑的觀點來看,較佳為「根據層之積層結構的干涉反射所致之反射帶寬的長波長端的波長」比「吸收藍色光之色素或UV吸收劑的長波長吸收端」小10nm以上,更佳為小20nm以上。
另一方面,短波長側之UV吸收劑的吸收特性較弱的情況下所產生的短波長側之反射峰值87,係干涉反射所致之反射帶寬的短波長端。
顯示本發明之積層薄膜在波長300nm~500nm之範圍中的最大反射率的反射光譜之半值寬,較佳為小於30nm。因為若半值寬為30nm以上,則在UV遮蔽性中,反射變成優勢,與UV吸收劑併用所致的加乘效果變少。又,因為若400nm附近存在半值寬較寬的最大反射光譜,則成為染色的原因。較佳為小於
20nm。其較佳態樣的半值寬小於30nm的例子顯示於第10圖。其具有反射與吸收的加乘效果,故反射波長311nm中的最大反射率為38%,其半值寬為28nm。半值寬係反射波長間距離,其係取最大反射率的一半的值。若反射率太低,則半值寬變寬,故使本發明之半值寬適用於最大反射率25%以上90%以下。最大反射率為小於25%且15%以上的反射光譜的半值寬,視為不存在。半值寬可由UV吸收劑、薄膜樹脂之吸收特性以及積層薄膜之反射特性的關係來決定。半值寬較大的情況,表示與吸收特性的加乘效果較小,且反射帶寬與吸收帶寬的重疊較少。
添加至本發明之積層薄膜的UV吸收劑的分子量,較佳為包含500以上的三骨架或苯并三唑骨架。因為若分子量為500以上,則不易昇華,故在澆鑄時幾乎不會發生滲漏。更佳為600以上。例如,較佳為2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚]:分子量659、2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲苯基)-1,3,5-三:分子量700。同樣地,吸收藍色光之色素的分子量,從不易昇華的觀點來看,其分子量較佳亦為500以上。例如,較佳為蒽醌、異吲哚啉酮、喹啉黃、單偶氮系苯磺酸鹽、雙偶氮系苯并咪唑等。
從抑制因紫外線或熱所造成之氧化劣化的觀點來看,本發明之UV吸收劑,較佳為藉由與分子量1萬以下的抗氧化劑之併用來使用。抗氧化劑有自由基捕捉劑與過氧化物分解劑。作為自由基捕捉劑,主要有受阻胺系、受阻酚系的化合物。
作為受阻酚系的化合物,具有三乙二醇-雙[3-(3-三級丁基-5-甲基-4-羥苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、2,4-雙-(正辛基硫基)-6-(4-羥基-3,5-二-三級丁基苯胺基)-1,3,5-三、新戊四醇.肆[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、2,2-硫基-二乙烯雙[3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]、辛癸基-3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯、N,N'-六亞甲基雙(3,5-二-三級丁基-4-羥基-丙醯基)、3,5-二-三級丁基-4-羥基苯甲基膦酸酯-二乙酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯甲基)苯、雙(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯甲基膦酸乙基)鈣、參-(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯甲基)-異三聚氰酸酯、辛基化二苯基胺、2,4,-雙[(辛基硫基)甲基]-鄰甲酚、異辛基-3-(3,5-二-三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯。
作為受阻胺系(HALS),具有環己烷與過氧化正丁基2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺-2,4,6-三氯基1,3,5-三的反應生成物、與2-胺基乙醇的反應生成物、N,N',N",N'''-肆-(4,6-雙-(丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)胺基)-三-2-基)-4,7-二氮雜癸烷-1,10-二胺、雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥苯基]甲基]丁基丙二酸酯等。
本發明之積層薄膜,較佳為低折射率的B層為低折射率層,且僅於B層中包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者。折射率可以習知的阿貝折射計(abbe refractometer)或稜鏡耦合器(prism coupler)進行測
定,此處的折射率表示面內方向的折射率。B層由於共聚合成分多,故容易成為非晶質,色素或UV吸收劑等的低分子化合物容易溶解。另一方面,因為高折射率的A層為雙軸配向而形成結晶層,故其發揮作為防止滲漏之屏障層的作用。
第4圖中顯示在由熱塑性樹脂B構成的層(B層)2之中包含UV吸收劑6的態樣。從滲漏的觀點來看,較佳為由熱塑性樹脂A構成的層(A層)1中不含UV吸收。再者,根據式(4)所示的司乃耳定律,相較於高折射率的A層,低折射率的B層層內的光傳播角度變淺,而使光徑長度延長,故亦具有使吸收有效發揮作用的效果。更佳為僅B層包含色素或UV吸收劑。B層的擠製溫度越低,色素或UV吸收劑越不易昇華,故較佳為270℃以下。更佳為265℃以下。另一方面,A層係經雙軸延伸後而配向結晶化的層,特別是形成最表層的樹脂,故UV吸收劑容易析出。例如,A層為聚對苯二甲酸乙二酯的情況下,因為擠製溫度為280℃以上,故容易昇華,且容易在雙軸擠製口等發生滲漏。
本發明之積層薄膜的總光線穿透率為70%以上,穿透模式中的色度b*值較佳為5以下。若總光線穿透率小於70%,則無法確保作為顯示裝置或窗戶材料的明亮度或圖像的可見性,因而不佳。總光線穿透率較佳為80%以上。更佳為90%以上。再佳為92%以上。另一方面,若b*超過5,則在將其作為偏光板時,著色呈黃色,因而不佳。更佳為3以下,再佳為2以下。
達成方法係使其為下述光學設計的態樣:在波長400~700nm的可見光區域中,波長500nm以上不呈現吸收或干涉反射。具體而言,使平均層厚度為77nm以下,更佳為58nm以下。更佳為在波長400nm以上的可見光區域中不存在吸收及干涉反射。從抑制染色的方面來看,特佳為在UV遮蔽薄膜中,將最大反射率的波長設為380nm以下。更佳為將最長波長側的反射波長設為380nm以下,再佳為370nm以下。
用於本發明之積層薄膜的色素或UV吸收劑、或兩者,色素或UV吸收劑、或兩者在波長300nm~500nm之範圍中的吸收峰值的吸光係數較佳為0.06[重量%.μm]-1以上。吸光係數ε,可從將式(1)變形的式(5),以習知的分析方法求出。亦即,藉由求出積層薄膜的厚度x[μm]與吸收藍色光之色素或UV吸收劑在薄膜整體中的添加濃度c[重量%],再求出相對於各波長的穿透率,可求出吸光係數ε。此外,吸光係數,係將積層薄膜的吸收係數k除以UV吸收劑之添加濃度c的值。
I=IoExp(-εcx)
ln(I/Io)=-εcx...式(6)。
本發明之積層薄膜,波長370nm的穿透率較佳為5%以下。若超過5%,則無法作為偏光片保護膜以保護液晶層不受UV光損傷或作為覆蓋膜防止感光性樹脂的硬化。更佳為2%以下。其可藉由作成滿足平均層厚度45~60nm之層的組合為100組以上的光學設計,並
使用長波長吸收端存在於380nm以上的UV吸收劑來達成。
本發明之積層薄膜的平均層厚度分布中,具有2個以上傾斜結構且平均層厚度為40nm以上60nm以下的層對數量較佳為總層對數量的8成以上。若UV反射壁的層對為8成以上,則幾乎所有層皆發揮遮蔽藍色光或UV光的作用,故能夠為最薄膜化。
本發明之積層薄膜,從耐擦傷防止的觀點來看,較佳為至少單面形成光硬化型或熱硬化型的樹脂層C。作為光硬化型,可使用甲基丙烯酸樹脂、光硬化型多氯聯苯、脂環環氧樹脂、光陽離子聚合起始劑、丙烯酸酯系樹脂(含Si、F)、光自由基、聚合起始劑、氟化聚醯亞胺等。又,作為熱硬化型,可為包含交聯劑的環氧、苯酚、胺基甲酸酯、丙烯酸、聚酯系等的任一種樹脂。構成膜的樹脂可為包含單一高分子的情況,亦可為混合物。
作為樹脂層C,從光學用途的觀點來看,較佳為胺基甲酸酯丙烯酸酯、聚合物丙烯酸酯、有機無機混合樹脂。作為樹脂層C,更佳必須為不易捲曲且與基材的密合性良好者,可列舉低收縮的胺基甲酸酯丙烯酸酯。作為胺基甲酸酯丙烯酸酯,具體而言,可列舉:共榮社化學公司製的AT-600、UA-1011、UF-8001、UF-8003等、日本合成化學公司製的UV7550B、UV-7600B等、新中村化學公司製的U-2PPA、UA-NDP等、Daicel UCB公司製的Ebecryl-270、Ebecryl-284、Ebecryl-264、
Ebecryl-9260等、或作為環氧化合物,具體而言,可列舉:Daicel Chemical Industries公司製的EHPE3150、GT300、GT400、CELLOXIDE2021等、Nagase ChemteX公司製的EX-321、EX-411、EX-622等。但並不限定於此。
又,可達成更高硬度的胺基甲酸酯丙烯酸酯之中,胺基甲酸酯丙烯酸酯系寡聚物、單體可藉由使多元醇、多價異氰酸酯及含羥基之丙烯酸酯進行反應而得。具體而言,可列舉:共榮社化學公司製的UA-306H、UA-306T、UA-3061等、日本合成化學公司製的UV-1700B、UV-6300B、UV-7600B、UV-7605B、UV-7640B、UV-7650B等、新中村化學公司製的U-4HA、U-6HA、UA-100H、U-6LPA、U-15HA、UA-32P、U-324A等、Daicel UCB公司製的Ebecryl-1290、Ebecryl-1290K、Ebecryl-5129等、根上工業公司製的UN-3220HA、UN-3220HB、UN-3220HC、UN-3220HS、DIC公司製UNIDIC系列的EQS-650、EPS-832、EPS-1259、17-806、RS28-444等。但並不限定於此。
本發明之積層薄膜,較佳為包含共聚合有UV吸收劑的熱塑性樹脂。UV吸收劑由於為低分子,故容易揮發、容易滲漏。因此,若於熱塑性樹脂中共聚合有UV吸收劑,則成為高分子量,而變得不易滲漏。在本發明中,從互溶性的觀點來看,較佳為於聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸丁二酯等的聚酯樹脂中共聚合UV吸收劑。
就分子量而言為1萬以上,更佳為2萬以上。作為UV吸收劑,較佳為二苯甲酮系、苯并三唑系、三系,但並無特別限定。從用以成為共聚物之反應性的觀點來看,較佳為具有作為官能基的羥基、羧基之末端、或酯鏈的UV吸收劑。
從呈現高UV吸收性能的觀點來看,特佳為具有2個以上的該等官能基。例如,上述中具有複數官能基的UV吸收劑或THBP(2,2‘,4,4’-四羥基二苯甲酮)、2-羥基-4甲氧基-二苯甲酮、2,2’-羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-[2-羥基-5-[2-(甲基丙烯醯氧基)乙基]苯基]-2H-苯并三唑],特別是從共聚合的觀點來看,特佳為雙苯并三唑化合物等。
作為雙苯并三唑化合物的具體例,可列舉例如:2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-2,4-二羥基苯]、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(羥基甲基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥乙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥乙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-溴-2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥乙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(3-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-(3-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-溴-2H-苯并三唑-2-基)-4-(3-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-溴-2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥丙基)酚]、2,2'-亞甲
基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(4-羥丁基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-(4-羥丁基)酚]、2,2'-亞甲基雙[6-(5-溴-2H-苯并三唑-2-基)-4-(4-羥丁基)酚]、3,3-{2,2'-雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-1-羥基-4-(2-羥乙基)苯基]}丙烷、2,2-{2,2'-雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-1-羥基-4-(2-羥乙基)苯基]}丁烷等。
雙苯并三唑化合物可併用1種或2種以上。雙苯并三唑化合物的共聚合量為0.01~50重量%,較佳為0.1~30重量%,更佳為0.5~20重量%。若使用量小於0.01重量%,則所得到之共聚合聚酯不具有充分的UV吸收性能,又,若明顯超過50重量%,則共聚合聚酯的機械物性等降低。從有效呈現高UV遮蔽性能的觀點來看,較佳為含有1重量%以上之該UV吸收劑作為共聚合成分的UV吸收共聚合聚酯樹脂。更佳為3重量%以上。再佳為5重量%。該等UV吸收共聚合聚酯不會滲漏,故可使用A層、B層中任一者或兩者。與UV吸收劑之併用的情況下,較佳為用於結晶性高的A層。
本發明之積層薄膜,較佳為用作螢幕保護膜。第5圖顯示螢幕保護膜之積層薄膜的構成。透過黏著劑25,將設有包含樹脂層C之硬塗層24的本發明之積層薄膜5貼附於電視、個人電腦之顯示器、智慧型手機、平板等的框體27的最表面的覆蓋玻璃26上,藉此可提供具有防止飛散性與UV或藍色光之隔離性的電子設備框體。特別是對於來自陽光的外部光線,藉由具有UV遮蔽性,可抑制液晶面板內部的樹脂劣化,因而較佳。
本發明之積層薄膜較佳為偏光片保護膜。第6圖(a)顯示本發明之積層薄膜5與偏光片保護膜29夾住PVA偏光片28的偏光板30。使用本發明之積層薄膜的液晶面板的構成圖之例顯示於第6圖(b)。本發明之積層薄膜,從不產生虹斑且具有UV遮蔽性的觀點來看,較佳為用於液晶面板之上偏光板32的前部位置或下偏光板的後部位置。
再者,如第6圖(c)所示,將本發明之積層薄膜5用於上偏光板32之前部位置的情況下,從不會發生遮光(black out)的觀點來看,積層薄膜之主配向軸35與PVA偏光片之直線偏光方位(穿透方位)34所成的角度36較佳為20度以上70度以下。遮光係指觀測者透過偏光太陽眼鏡觀看顯示裝置時,液晶顯示裝置變暗而無法顯示的現象。藉由使本發明之積層薄膜的主配向軸與PVA偏光片的偏光方向所成的角度為20度以上70度以下,從PVA偏光片射出的直線偏光之光線,因積層薄膜的雙折射而發生橢圓偏光、漏光。即使在戴上偏光太陽眼鏡的狀態下,觀測者亦可辨識圖像,故為較佳構成。另一方面,從以往技術的漏光較少的觀點來看,較佳為主配向軸與「液晶顯示裝置之上偏光板的PVA偏光片所致之直線偏光的面內方位」所成的角度中,窄角的角度為10度以下的關係。
從光穿透量大的觀點來看,積層薄膜的較佳相位差較佳為60~280nm。從無彩色(achromatic color)的觀點來看,相位差更佳為60~200nm。再佳為
80~150nm。另一方面,厚度方向相位差的較佳範圍為50nm以上800nm以下,從無干涉色、透光性的觀點來看,更佳為80nm以上400nm以下。最佳為100nm以上300nm以下。此外,本發明中的厚度方向相位差,係指以王子計測機器所製造的自動雙折射計KOBRA所測定之視角50度下的相位差。本發明之積層薄膜,從厚度相位差與滲漏的觀點來看,其積層比較佳為1以下。更佳為0.7以下。再佳為0.5以下。
本發明之積層薄膜較佳可用於液晶顯示裝置。第6圖(b)顯示使用本發明之積層薄膜的液晶面板。液晶顯示裝置包含3個構成:包含抗反射膜、觸控面板等前面板;第6圖(b)所示之液晶面板;及背光源。作為背光源,從亮度及通用性方面來看,較佳為使用至少由LED光源、反射膜、導光板、光擴散片、稜鏡片所構成的LCD背光系統。
又,本發明之積層薄膜,從用於顯示裝置之透明性的觀點來看,總光線穿透率較佳為91%以上,霧度較佳為2%以下。更佳分別為92%以上、1%以下。再佳為93%以上。以往的1~3層聚酯薄膜,因源自微米級之光學距離的干涉而難以提高總光線穿透率,本發明之積層薄膜,較佳為使所有層的厚度為60nm以下,特別是使從表層開始起算至少4層,較佳為8層以上的各層的厚度為30nm以下,藉此可形成不對可見光區域的穿透率造成影響的光學距離構成,而實現高總光線穿透率。特別是藉由將折射率1.51以下的丙烯酸系易接著層形成70nm以上的塗布厚度,特別可提高穿透率。
在本發明中,較佳為以上偏光板、液晶層、下偏光板的順序所構成的液晶顯示裝置,其係下述的液晶顯示裝置:在上偏光板或下偏光板中,在與液晶層側的相反面上配置本發明的積層薄膜,而該積層薄膜係作為偏光片保護膜。
本發明之積層薄膜,較佳可用於觸控面板。第7圖(a)顯示包含本發明之積層薄膜的觸控面板的外置式(out-cell type)示意圖的例子。觸控感應部,至少由覆蓋玻璃37與導電層38所構成。本發明之觸控面板亦可為電阻膜式、光學式、靜電容量式之任一種。靜電容量式大致可分為投影型與表面型。從可多點觸控的觀點來看,最佳為投影型靜電容量式。導電層可由金、銀、鉑、鈀、銠、銦、銅、鋁、鎳、鉻、鈦、鐵、鈷、錫等的金屬及該等的合金、及氧化錫、氧化銦、氧化鈦、氧化銻、氧化鋅、氧化鎘、銦錫氧化物(ITO)等的金屬氧化物膜、碘化銅等的複合膜所形成。該等透明導電膜可以真空蒸鍍、濺射、反應性RF離子鍍敷、噴塗熱分解法、化學鍍覆法、電鍍法、CVD法、塗布法或該等方法的組合法得到薄膜。
此外,作為導電性高分子,具有聚吡咯、聚苯胺(polyaniline)、聚乙炔、聚噻吩、聚伸苯基.伸乙烯、聚苯硫醚、聚對苯硫醚、多雜環.伸乙烯,特佳為(3,4-伸乙基二氧噻吩)(PEDOT)。此外,奈米碳管或奈米銀等亦顯示高導電性,因而較佳。可藉由使該等成分溶解於有機溶媒,以塗布法塗布於基材上。塗布法可與硬塗層
的方法相同地採用各種方法。從通用性的觀點來看,較佳為ITO。
作為外置式的觸控感測器,大致可分為玻璃感測器與薄膜感測器。作為玻璃感測器類型,具有GG、GG2、G2、G1M。GG係以覆蓋玻璃/ITO/玻璃/ITO為基本構成,GG2係以覆蓋玻璃/玻璃/ITO/絕緣層/ITO為基本構成,G2(OGS)係以覆蓋玻璃/ITO/絕緣層/ITO為基本構成,G1M係以覆蓋玻璃/ITO為基本構成。
從防止飛散性與抑制遮光的觀點來看,較佳為將本發明之積層薄膜用於觸控面板與液晶面板之間。此情況下,特佳可以玻璃感測器的型態進行使用,第7圖(b)顯示使用本發明之積層薄膜5的構成例。
另一方面,作為薄膜感測器類型,具有GFF、GF2、G1F、GF1、PFF、PF1,可使用任一種。又,GFF係以覆蓋玻璃/ITO/薄膜/ITO/薄膜為基本構成,GF2係以覆蓋玻璃/ITO/薄膜/ITO或覆蓋玻璃/ITO/絕緣層/ITO/薄膜為基本構成,G1F係以覆蓋玻璃/ITO/ITO/薄膜為基本構成,GF1係以覆蓋玻璃/ITO/薄膜為基本構成,PFF係以覆蓋塑膠/ITO/薄膜/ITO/薄膜為基本構成,P1M係以覆蓋塑膠/ITO為基本構成。第7圖(c)顯示將本發明之積層薄膜5作為基材薄膜而形成ITO之電極層38的GF1類型TP構成的例子。作為基材之積層薄膜5的厚度,從薄膜化的觀點來看,較佳為50μm以下,更佳為40μm以下。若太薄,則從薄膜之處理性的觀點來看,較佳為10μm以上40μm以下。從近幾年顯示裝置之薄膜化的趨勢來看,作為觸控感測器較佳為GF1類型。
本發明之積層薄膜,較佳可用於保護圓偏光板之前部位置的偏光片,而該圓偏光板係用於防止有機EL顯示裝置中之外部光反射。有機EL的發光方式,亦可為RGB色的3原色類型或白色類型。
記載物性值的評價方法。
(物性值之評價方法)
(1)層厚度、積層數、積層結構
積層薄膜的層構成,係藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)觀察使用切片機裁切出剖面的樣本而求得。亦即,使用穿透型電子顯微鏡H-7100FA型(日立製作所(股)製),以加速電壓75kV的條件將薄膜的剖面放大1萬~4萬倍進行觀察,並拍攝剖面照片,以測定層構成及各層厚度。此外,視情況,為了得到高對比度,可利用習知的使用RuO4或OsO4等的染色技術。
從上述裝置所得到的約4萬倍的TEM照片影像,以印刷倍率6.2萬倍的處理,將影像以壓縮圖檔(JPEG)保存至個人電腦,接著,使用影像處理軟體Image-Pro Plus ver.4(販賣商PLANETRON(股))打開此檔案,進行影像解析。影像解析處理係在垂直厚度剖面模式(vertical thick profile mode)下讀取「厚度方向位置」與「以寬度方向的2條線之間所夾住之區域的平均明亮度」的關係作為數據。使用試算表軟體(Excel 2007),在採樣步驟1(無細化)對位置(nm)與明亮度收集數據後,採用低通濾波器10×10。再者,將此所得到的周期性地變
化明亮度的數據進行微分,並藉由VBA(Visual Basic for Applications)程序讀取該微分曲線的極大值與極小值,以算出相鄰的該等間隔作為1層的層厚度。對每個照片進行此操作,算出所有層的層厚度。之後,藉由對所有層進行數據處理,算出每個鄰接之A層與B層的層對的平均層厚度,將橫軸作為層對編號、縱軸作為平均層厚度,作成平均層厚度分布。
(2)波長250~800nm之分光穿透率及相對分光反射率的測定
從積層薄膜的薄膜寬度方向中央部裁切出5cm正方形的樣本。接著,使用Hitachi High-Technologies製分光光度計(U-4100 Spectrophotomater),測定分光穿透率及入射角度度下的相對反射率。附屬的積分球內壁為硫酸鋇,標準板為氧化鋁。將測定波長設為250nm~800nm、狹縫設為2nm(可見),放大率(gain)設為2,以掃描速度600nm/分鐘進行測定。求出波長範圍300~500nm之分光穿透率的最小值及其波長。又,對添加有UV吸收劑的積層薄膜,亦採用波長370nm下的穿透率作為測定值。另一方面,對於反射率,亦求出波長範圍300~500nm之相對分光反射率的最大值及其波長。
(3)光之入射角度60度下的波長370nm的穿透率測定
使用與上述(2)相同的裝置,設置附屬的可變角度絕對反射率裝置(20-60°)P/N134-0115(改),藉此進行可變角度穿透率的測定。使測定條件與(2)項相同,進行入射
角度60°中P波及S波在波長區間250~800nm的穿透率測定。此外,光源遮罩尺寸或樣本尺寸係依照裝置手冊進行變更。求出P波與S波中波長區間250nm~800nm的平均穿透率曲線,特別求出波長370nm的穿透率。
(4)總光線穿透率與霧度
將薄膜寬度方向中央部的樣本裁切出5cm×5cm,依據JIS K7105,藉由霧度計(Suga Test Instruments製HGM-2DP(C光用))測定總光線穿透率與霧度。
(5)測色值(b*)
從積層薄膜的寬度方向中央部裁切出5cm×5cm,使用Konica Minolta股份有限公司製CM-3600d,測定穿透光下的a*、b*值,求出n數5的平均值。白色校正板係使用裝置附屬的CM A-103,零點校正盒係使用裝置附屬的CM-A104。色度指數a*、b*係採用以光源D65、10°視野的條件,依據JIS Z8722(2000)裝置所計算的值。
(6)相位差(延遲)值
使用王子計測機器股份有限公司所製造的相位差測定裝置(KOBRA-WPR)。將裁切為3.5cm×3.5cm的薄膜樣本設置於裝置上,測定入射角0°之中波長590nm的延遲。測定厚度方向的延遲時,使用入射角50°之中的Rth值。採樣係從薄膜寬度方向中央部進行,針對薄膜長邊方向上,間隔50mm的各3點位置進行採樣,並使用其平均值。又,求出薄膜寬度方向與慢軸所形成的窄角作為配向角,並作為積層薄膜的主配向軸。
(7)滲漏
滲漏係以「在約2小時的製膜中靜電施加裝置的線材或鑄造鼓周邊之UV吸收劑的堆積程度」及「將所得到之薄膜進行150℃.1小時熱處理後霧度的上升程度」作為尺度,用以下基準進行評價。
S:無堆積物,且霧度上升0.5%以下
A:無堆積物,且霧度上升大於0.5%、1.0%以下
B:無堆積物,且霧度上升大於1.0%、2.0%以下
C:有少量堆積物,且霧度上升大於2.0%
D:有堆積物,且霧度上升大於2.0%。
(8)面內色斑
將所得到之積層薄膜從薄膜寬度方向中央部裁切出A4尺寸大小,藉由黑色噴塗(black spray)將黑色層塗布於其背面,使用3波長螢光燈從薄膜表面投光,並用以下基準評價其反射光所形成的薄膜面內色斑狀態。
B:可辨識反射光為無色,而作為螢光燈的白色。
C:可辨識面內具有部分紫色的反射色。
D:可辨識面內的整個區域具有紫色或藍色等的反射色。
(9)對於藍色光或UV光的遮蔽性
針對所得到之薄膜對於藍色光或UV光的遮蔽性,用以下基準進行評價。
.在實施例26~28、比較例7~9中,根據藍色光在波長460nm下入射角0°與60°的穿透率中,穿透率較高的值進行評價。
A:穿透率為40%以上、小於65%
B:穿透率為65%以上、小於75%
C:穿透率為75%以上、小於80%
D:穿透率為80%以上或小於40%
.對於UV光,在實施例1~25、33~36、比較例1~6中,根據UV光在波長370nm中入射角0°與60°的穿透率進行評價。
A:入射角0°與60°的穿透率皆為2%以下
B:入射角0°的穿透率為大於2%、3%以下,60°的穿透率為5%以下
C:入射角0°的穿透率為大於3%、4%以下,60°的穿透率為大於5%、20%以下
D:不屬於任一種。
(10)薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積
薄膜厚度係使用本體型式1240並附有量規頭、測量台等整組的Miritoron公司製電子測微計進行測定。樣本係從薄膜寬度方向位置的中央部裁切出5cm×5cm正方形,讀取其厚度測定結果至次微米單位。
積層薄膜之UV吸收劑的濃度(%),係由積層薄膜之製造過程中UV吸收劑之基質粉末的添加重量所求出。具體而言,製作預先使用於A或B層的熱塑性樹脂A或B中包含10重量%UV吸收劑的UV主晶片,並將其稀釋,藉此調整積層薄膜內部所包含之UV吸收劑的濃度。
另一方面,從積層薄膜確定UV吸收劑之濃度的方法,可使用式(1)由厚度與穿透率的關係求出吸收係數k。又,吸收係數k係濃度c與吸光係數的乘積,故可藉由以溶媒溶解積層薄膜,製作濃度c經過變更的試驗體,並測定各別的穿透率來確定濃度c。此外,可藉由使用習知的分析技術輕易地確定積層薄膜中之UV吸收劑的濃度。以下顯示薄膜的分析方法。
測定裁切成1cm正方形之積層薄膜的重量,使其充分溶解於氯化甲烷或HFIP/氯化甲烷溶媒。在溶媒1mL~5mL的範圍內,依序將薄膜溶解,收集紫外波長區域下光譜之濃度相依性的數據。著眼於特定的吸收峰值波長λnm,將在0.02[mg/mL]之中所測定的已知源自UV吸收劑的吸光度作為Aλ1、將由稀釋至x倍之薄膜溶液所得到的吸光度作為Aλ2的情況下,可由0.02×Aλ2/Aλ1×x[mg]計算薄膜內的UVA濃度。將預先測定的薄膜重量作為y[mg]的情況下,可由0.02×Aλ2/Aλ1×x/y×100[wt%]的算式,求得添加至薄膜內之UVA的重量百分比濃度。
在計算薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積時,如記載於表2的結果所示,係以積層薄膜的厚度[μm]與「UV吸收劑的重量%除以100之值」的乘積進行計算。
(11)虹斑評價
於23℃的暗室中,使LED光源的42吋液晶顯示器顯示白色畫面,在其上設置A4尺寸的積層薄膜。以薄膜之垂直方向的極點為基準,一邊使0~360°之面內方位角
及仰角在40°~80°內變化,一邊目視積層薄膜,藉此觀察虹斑的著色狀態,並用以下基準進行評價。
A:完全沒有辨識到著色,沒有問題。
B:辨識到極少量的藍色,沒有問題。
C:辨識到極少量的淡紅色、黃色。
D:多種顏色被確認為虹斑,有問題。
(12)折射率
熱塑性樹脂的折射率係依據JIS K7142(1996)A法進行測定。亦即,從熔融狀態進行壓製,之後快速冷卻,藉此製作片材,以作為樣本。又,關於A層及B層的折射率,因延伸.熱處理伴隨配向或熱結晶化,故在與各實施例或比較例的製膜條件相同的條件下,使用薄膜伸展機(Bruckner公司製KARO-IV)逐次進行雙軸延伸後,依據JIS K7142(1996)A法測定藉由熱處理所得到之薄膜面內在雙軸延伸方向上的折射率。
(熱塑性樹脂)
準備以下樣本作為樹脂A。
(樹脂A-1)
於100重量份對苯二甲酸二甲酯、60重量份乙二醇的混合物中,相對於對苯二甲酸二甲酯量而言添加0.09重量份乙酸鎂、0.03重量份三氧化二銻,藉由常法加熱升溫以進行酯基轉移反應。接著,於該酯基轉移反應生成物中,相對於對苯二甲酸二甲酯量添加0.020重量份磷酸85%水溶液後,移至聚縮合反應層。再者,一邊加熱升溫,一邊緩緩地將反應系統減壓,在1mmHg的減壓
下,於290℃下藉由一般方法進行聚縮合反應,得到IV(intrinsic viscosity,固有黏度)=0.61的聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.58。雙軸延伸後、熱處理後,折射率為1.66。
(樹脂A-2)
藉由一般方法將萘2,6-二羧酸二甲酯(NDC)與乙二醇(EG)進行聚縮合所得到的IV=0.43之聚萘二甲酸乙二酯。折射率為1.64。雙軸延伸、熱處理後,折射率為1.76。
(樹脂A-3)
將UV吸收劑進行共聚合所得到的熱塑性樹脂。將3重量%之IV=0.65、UV吸收劑B2(2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥乙基)酚])進行共聚合所得到的共聚合聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.585。雙軸延伸、熱處理後,折射率為1.64。
(樹脂A-4)
將UV吸收劑進行共聚合所得到的熱塑性樹脂。將18重量%之IV=0.75、UV吸收劑B3(苯并三唑系UV吸收劑)進行共聚合所得到的聚對苯二甲酸丁二酯(Bell Polyester Products,Inc公司製TK1058C01)。熔點為180℃,玻璃轉移點為61℃。
(樹脂A-5)
將12莫耳%之IV=0.64間苯二甲酸進行共聚合所得到的聚萘二甲酸乙二酯。折射率為1.64。雙軸延伸、熱處理後,折射率為1.74。
(樹脂B-1)將IV=0.73螺甘油(SPG 30莫耳%)、環己烷二羧酸(CHDA 20莫耳%)進行共聚合所得到的聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.55。
(樹脂B-2)將IV=0.72環己烷二甲醇(CHDM 30莫耳%)進行共聚合所得到的聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.57。
(樹脂B-3)將17莫耳%之IV=0.64間苯二甲酸成分進行共聚合所得到的聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.58。
(樹脂B-4)將樹脂A-1與樹脂B-2以1:3進行混合所得到的共聚合聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.6
(樹脂B-5)將樹脂A-1與樹脂B-2以1:1進行混合所得到的共聚合聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.62
(樹脂B-6)將30莫耳%萘二甲酸成分進行共聚合所得到的聚對苯二甲酸乙二酯。折射率為1.6。
(UV吸收劑及色素)
如表1所示,準備各種三骨架的A1(2,4,6-參(2-羥基-4-己基氧基-3-甲苯基)-1,3,5-三)、A2(2-(4,6-(4-聯苯)-1,3,5-三-2-基)-5-(2-乙基己基氧基)-酚)、A3(2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-[2-(2-乙基己醯基氧基)乙氧基]酚)、苯并三唑骨架的B1(2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚])、B2(2,2'-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(2-羥乙基)酚])、苯并骨架的C(2,2’-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯
并-4-酮))、二苯甲酮骨架的D(雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷)、黃色色素的喹啉黃系的E、單偶氮苯磺酸鹽F、B3苯并三唑骨架的UV吸收劑。
(底漆(primer)塗層)
樹脂溶液(a):包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯醯胺、環氧乙烷的重複單元為16的聚乙二醇單丙烯酸甲酯、丙烯酸2-磺酸基乙酯的丙烯酸樹脂溶液
交聯劑(b):羥甲基型三聚氰胺交聯劑
粒子(c):粒子徑80nm之膠態氧化矽粒子的水分散體。
氟系界面活性劑(d)
將該等成分以固體含量重量比(a)/(b)/(c)/(d)=30重量份/8重量份/2重量份/0.6重量份進行混合。
[實施例1]
(製作積層薄膜)
將熱塑性樹脂A的樹脂A-1於180℃下進行真空乾燥3小時後,另一方面,將熱塑性樹脂B的樹脂B-1於80℃的氮氣中進行乾燥後,分別以各封閉系統的輸送線投入單軸擠製機與雙軸擠製機,分別以280℃與265℃的擠製溫度使其熔融並進行混鍊。此外,於進料斗下部進行氮氣沖洗。接著,以雙軸擠製機的2個排放孔進行真空排氣,以使其真空壓力在0.1kPa以下,藉此去除寡聚物或雜質等的異物。又,將供給至雙軸擠製機的原料與螺桿旋轉數的比值、即Q/Ns設定為1.5。分別使其通過
過濾精度6μm的10片FSS(Fiber Sintered Stereo,纖維燒結立體)型葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵進行測量,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1/2,一邊以使用與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同原理的291層積層裝置,作成在厚度方向上交互地積層291層的積層。此外,於熱塑性樹脂B-1中添加0.9重量%的UV吸收劑A1。又,以使上部成為凸型的層厚度分布的方式調整狹縫長度、間隙,而形成在第2圖的積層裝置7中僅使用狹縫板72的單片構成之積層裝置。對於A層、B層,分別形成具有第3圖(b)所示的2個傾斜結構的積層。2個傾斜結構中,A層與B層交互地積層291層,並形成以使積層薄膜的兩個表面附近的層厚度最薄的方式配置2個傾斜結構的設計。又,採用使最大層厚度/最小厚度之比例、即傾斜度為1.25的狹縫設計。
接著,將該積層供給至T字模,以成形為片狀後,一邊以線材施加8kV的靜電電壓,一邊在表面溫度保持於25℃的鑄造鼓輪上進行快速冷卻固化,得到未延伸薄膜。於105℃下,以縱向延伸機將該未延伸薄膜在薄膜長邊方向上延伸3.2倍,並實施電暈處理,再以#4的量測棒(meter bar)賦予其兩面底漆塗層。接著,引導至以夾具載持兩端部的拉幅機,於110℃下在薄膜寬度方向上橫向延伸3.4倍之後,接著實施200℃的熱處理,並於150℃下在薄膜寬度方向上實施約3%的鬆弛處理,得到厚度14μm的積層薄膜。所得到之積層薄膜的層厚度
分布,A層及B層分別包含2個傾斜結構,從表層側至厚度方向中央部的第145層,A層及B層皆具有層厚度逐漸增加的傾斜結構。鄰接之A層與B層的平均層厚度分布之中,形成「平均層厚度60nm成為漸近線」這樣的凸型層厚度分布。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為0.6重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為81%,其半值寬為15nm,在波長380nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。因為低濃度地添加UV吸收劑、低分子量、以及添加層未露出於表層,故其係無滲漏,亦無面內色斑,而適合用於無色透明偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度14(μm)與UV吸收劑濃度的乘積為0.08。表2顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例2]
變更實施例1之狹縫板的狹縫數,使其為271層積層裝置,作成配置2個傾斜結構的設計。又,除了分別於熱塑性樹脂A-1、B-1中添加0.5重量%、1.5重量%之UV吸收劑A-1以外,以與實施例1相同的方式得到271層、厚度13.5μm的積層薄膜。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為1.17重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為70%,在波長380nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。又,其係無滲漏,亦無面內色斑,而適合用於無色透明偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.16。表2顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例3]
除了變更成齒輪泵之吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1/1以外,以與實施例2相同的方式,得到271層、厚度13.5μm的積層薄膜。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為1.0重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為90%,在波長380nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。又,其係無滲漏,亦無面內色斑,而適合用於無色透明偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.14。表2顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例4]
除了將UV吸收劑A1變更成C、以濃度1.8重量%添加至熱塑性樹脂B-1中以外,以與實施例3相同的方式,得到271層、厚度13μm的積層薄膜。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為0.9重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為42%,在波長370nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。又,其係無滲漏,亦無面內色斑,而適合用於無色透明偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.12。表2顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例5]
如表2所記載,除了僅於低折射率層側的B層中以分別為1.3%與0.5%之方式添加UV吸收劑A1與A2,並使積層比為0.7以外,以與實施例3相同的方式,得到
厚度13μ的積層薄膜。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為0.14重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為40%,在波長375nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。再者,在視角60°下波長370nm中的穿透率亦為1%以下。其係完全無滲漏,亦無面內色斑,而適合用於無色透明偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.14。表2顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例6~9]
如表2所記載,使實施例6~9同樣為:A層與B層的樹脂種類為A-1與B-1、積層比為1、積層數為251、UV吸收劑的濃度為1重量%,僅變更UV吸收劑的添加層與UV吸收劑的數量,而得到積層薄膜。評價結果顯示於表2。從滲漏的觀點來看,僅於成為表層的A層側添加UV吸收劑的實施例9,劣於其他例。又,波長402nm中的反射率為72%的實施例7,在面內色斑評價中,可辨識到面內上部分地具有紫色的反射色。實施例6與實施例8,在UV遮蔽性與抑制滲漏的方面取得最佳平衡。
[實施例10]
除了將積層比變更為0.5以外,以與實施例7相同的方式,得到積層薄膜。因低相位差,故虹斑評價亦為良好,且兼具UV遮蔽性與抑制滲漏。評價結果顯示於表2。
[實施例11~14]
實施例11~14使用與實施例10相同的積層裝置,如表3所記載,變更熱塑性樹脂A、熱塑性樹脂B、積層比、添加層而得到積層薄膜。實施例11的熱塑性樹脂A-2係以擠製溫度300℃進行擠製,熱塑性樹脂B-2係以擠製溫度290℃進行擠製。此外,熱塑性樹脂A-2,在波長400nm以下開始具有源自樹脂的吸收特性。將經擠製之未延伸薄膜進行逐次雙軸延伸,於縱向延伸溫度145℃下延伸3.2倍,並於橫向延伸溫度155℃下延伸3.5倍,230℃的熱處理後A層與B層的面內折射率差為0.18,其係干涉反射的效果大、UV遮蔽性優異的積層薄膜。另一方面,雖可減少A1的UV吸收劑之添加量,但熱塑性樹脂A-2的擠製溫度為300℃以上,故在滲漏方面劣於實施例1。又,波長405nm中具有最大反射率85%,故僅確認紫色反射色的面內色斑。在穿透光評價的虹斑評價中,僅發現少量染色。又,因為PEN特有的面內配向,而造成厚度相位差亦為較高的結果。反射峰值的半值寬為29nm。
實施例12除了變更為熱塑性樹脂A-1與熱塑性樹脂B-2,並且將積層比變更為1以外,以與實施例10相同的方式,得到積層薄膜。其無滲漏,且UV遮蔽性優異。其在光之入射角度60°的UV遮蔽性與虹斑評價中程度比實施例3差,係無問題的等級。
實施例13與14除了使用熱塑性樹脂B-3、僅使B層為UV吸收劑的添加層、變更UV吸收劑、並且變更積層比以外,以與實施例10相同的方式,得到積
層薄膜。實施例13中,雖因源自UV吸收劑C的分子量而可確認霧度上升,但滲漏為無問題的等級。實施例14除了使用熱塑性樹脂B-3以外,以與實施例6相同的方式,得到積層薄膜。因僅於B層添加UV吸收劑,故沒有滲漏問題。又,因為波長395nm中出現反射,故確認些微紫色反射色的面內斑點。
關於實施例11~14,熱塑性樹脂B的變更雖對UV遮蔽性造成影響,但其係無滲漏的良好結果。
[實施例15~18]
實施例15~18中,除了積層結構以外全部以相同的條件製作積層薄膜,以研究UV反射壁與UV光之遮蔽性的關係。
實施例15除了將添加至B層的UV吸收劑之濃度減少為1.5重量%以外,以與表3所記載之實施例6全部相同的條件得到積層薄膜。所得到之積層薄膜的積層結構,係第3圖(b)所記載的2段傾斜結構,薄膜厚度中不同的位置存在2個UV光的反射壁。薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.09的極低值,且完全無滲漏。UV吸收劑的長波長吸收端,基於層之積層結構的干涉反射所致的反射帶寬之長波長端為380nm,根據干涉反射之反射性與吸收劑所致之吸收性所產生的UV光之遮蔽性呈現加乘效果,UV遮蔽性優異。如第4圖(b)所示,因為2個傾斜結構變成反射UV光的反射壁,而提高UV光的吸收效率。由以上可知,其係無面內色斑而適合用於無色透明之偏光片保護膜的積層薄膜。
參考例1中除了變更積層裝置以外,以與實施例15相同的方式,得到201層的積層薄膜。使用以下述方式調整狹縫長度的積層裝置:使層厚度從薄膜之一側的面朝向相反面單調地變化之層厚度分布。採用將最大層厚度/最小厚度之比值、即傾斜度設為1.25之狹縫設計,藉由在第2圖之積層裝置7之中僅使用狹縫板72的單片構成的201積層裝置,使其為A層、B層分別具有1個傾斜結構的積層薄膜。所得到的層厚度分布,係從表層開始,層厚度從40nm至60nm單調變化的積層結構。波長370nm的穿透率為4%左右,在UV光的遮蔽性方面劣於實施例15。反射峰值的半值寬為29nm。
實施例17除了進一步變更積層裝置以外,以與實施例15相同的方式,得到251層的積層薄膜。以成為第3圖(a)所示之層厚度分布的方式調整狹縫長度、間隙,而作成在第2圖的積層裝置7中僅使用狹縫板72的單片構成的積層裝置。使其為A層、B層分別具有如第3圖(a)所示之3個傾斜結構的積層薄膜。無滲漏,UV光之遮蔽性優異。其理由係因為如第4圖(a)所示,3個傾斜結構成為反射UV光的反射壁,而提高UV光的吸收效率。由以上可知,其係無面內色斑而適合用於無色透明之偏光片保護膜的積層薄膜。
實施例18係以使層厚度分布為W型的方式調整狹縫長度、間隙,而成為在第2圖之積層裝置7中僅使用狹縫板72的單片構成的積層裝置。使其為A層、B層分別具有4個傾斜結構的積層薄膜。無滲漏,且UV
光之遮蔽性優異。由以上可知,其係無面內色斑而適合用於無色透明之偏光片保護膜的積層薄膜。
[實施例19~24]
實施例19~24採用將最大層厚度/最小厚度之比值、即傾斜度設為1.4之狹縫設計,其係以成為第3圖(b)所示之層厚度分布的方式調整狹縫長、間隙,並使用在第2圖之積層裝置7之中使用狹縫板71與狹縫板73的2片構成之積層裝置,得到未延伸薄膜。使用之UV吸收劑的種類或添加層如表4記載所示。於100℃下,以縱向延伸機,將該未延伸薄膜在薄膜長邊方向上延伸3.4倍,並實施電暈處理,再以#4的量測棒賦予其兩面底漆塗層。接著,引導至以夾具載持兩端部的拉幅機,於110℃下在薄膜寬度方向上橫向延伸3.5倍後,接著實施210℃的熱處理,並於150℃下在薄膜寬度方向上實施約1%的鬆弛處理,得到積層薄膜。
所得到之積層薄膜的層厚度分布,A層及B層分別包含2個傾斜結構,從表層側至厚度方向中央部,A層及B層皆具有層厚度逐漸增加的傾斜結構。鄰接之A層與B層的平均層厚度分布係凸型的層厚度分布,其形成相對於兩表層部為43nm,中央部為60nm之漸近線。所得到之積層薄膜,具有2個傾斜結構,且整體厚度為30~35μm。又,其係超過源自聚對苯二甲酸乙二酯之樹脂的吸收端波長310nm而反射的層厚度分布。理論計算上係反射波長280~390nm的積層薄膜。此處,確認反射UV光的層數較多所帶來的效果。另一方面,
相較於實施例1~18,其UV吸收劑的添加濃度雖然較低,但厚度較厚,故其絕對量較多,而為薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積超過0.2者。此外,薄膜之兩表層的厚度為2.3μm、薄膜厚度方向之中央部的中間層厚度為2μm。
使實施例19的擠製條件與實施例1相同,接著一邊以齒輪泵進行量測,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1.15/1,一邊以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用551層積層裝置在厚度方向上交互地積層551層,得到厚度35μm的積層薄膜。此外,條件如表4所記載。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為0.74重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值在波長320nm中為70%,接著,波長385nm中為63%的反射率。半值寬皆為15nm以下。又,在波長380nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。因為UV吸收劑B1的分子量較高、添加層不是表層、且添加層的擠製溫度為較低的265℃,故其係無滲漏亦無面內色斑而適合用於無色透明的偏光片保護膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.26。表4顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
另一方面,實施例24的擠製條件係將熱塑性樹脂A-1與熱塑性樹脂B-2的擠製溫度設為280℃,一邊以齒輪泵進行量測,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=0.9/1,一邊以與實施例19相同的方式,
得到同樣的551層積層薄膜。此外,條件如表4所記載。所得到之積層薄膜的UV吸收劑濃度為0.85重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值在波長397nm中為74%,反射峰值的半值寬為25nm左右。薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.35,因為於成為最表層的A層中添加UV吸收劑,故在製膜步驟中發現少量滲漏。又,在波長380nm以下的範圍中穿透率為1%以下,顯示良好的UV遮蔽性。雖可看到具有少量反射帶寬而發現少量面內色斑,但其係適合偏光片保護膜的積層薄膜。表4顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
實施例20~23的擠製條件與實施例1相同,接著一邊以齒輪泵進行量測,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1.27/1,一邊以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用491層積層裝置在厚度方向上交互地積層491層,得到厚度30μm的積層薄膜。此外,條件如表4所記載。
實施例20中,因為UV吸收劑的分子量較高,故即使進入最表層側亦無滲漏,又,UV遮蔽性亦為良好。另一方面,因為於可見光區域發現反射,故可發現面內色斑。相較於實施例20,實施例21中UV吸收劑的添加量較多,又,分子量亦較小,故發現少量滲漏。其他性能良好。實施例22與實施例20相同,UV吸收劑的分子量較大,故未發現滲漏。另一方面,入射角60°下的UV遮蔽性方面稍微拙劣。相較於實施例20,實施例23中UV吸收劑的分子量較低,添加層為B層以及最
表層的厚度為較厚的2.5μm,而抑制了滲漏。其他性能亦為良好。該等例子皆為適合偏光片保護膜的積層薄膜。表4顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例25]
實施例25係以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用271層積層裝置在厚度方向上交互地積層271層的積層。此外,於熱塑性樹脂B-1中添加4重量%的UV吸收劑B1。採用使最大層厚度/最小厚度之比、即傾斜度為1.23的狹縫設計,以成為第3圖(b)的層厚度分布的方式調整狹縫長、間隙,使用第2圖之積層裝置7中僅使用狹縫板72的單片構成的積層裝置,得到未延伸薄膜。使用之UV吸收劑的種類或添加層如表4所記載。於100℃下,以縱向延伸機將該未延伸薄膜在薄膜長邊方向上延伸3.3倍,並實施電暈處理,再以#4的量測棒賦予其兩面底漆塗層。接著,引導至以夾具載持兩端部的拉幅機,於110℃下在薄膜寬度方向上橫向延伸3.5倍後,接著實施200℃的熱處理,於150℃下在薄膜寬度方向上實施約2%的鬆弛處理,得到積層薄膜。雖然UVA添加濃度高,但高分子量與B層添加發揮功效,在製膜上不會破裂,而得到積層薄膜。
所得到之積層薄膜的層厚度分布,A層及B層分別包含2個傾斜結構,從表層側至厚度方向中央部,A層及B層皆具有層厚度逐漸增加的傾斜結構。鄰接之A層與B層的平均層厚度分布為凸型的層厚度分布,其形成相對於兩表層部為43nm,中央部為58nm的
漸近線。所得到之積層薄膜,具有2個傾斜結構的整體厚度為14.5μm。雖發現稍微滲漏,但其他性能良好。該等例子為適合用於偏光片保護膜的積層薄膜。表4顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[比較例1~3]
除了變更UV吸收劑的種類與添加濃度以外,以與實施例21相同的方式,得到厚度30μm的積層薄膜。因為薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積皆超過0.35,故皆發生滲漏的問題。又,在入射角60°下之UV遮蔽性或染色方面,除了比較例3以外,比較例1與比較例2稍微劣於實施例21。該等例子並非適合作為偏光片保護膜的積層薄膜。表5顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[比較例4~5]
比較例4除了變更實施例20之熱塑性樹脂B及將其擠製溫度變更為280℃,變更UV吸收劑的添加濃度、及將整體厚度設為15μm以外,以相同的方式得到同種積層薄膜。所得到之薄膜並無干涉反射的加乘效果,故UV遮蔽性不充分,其並非適合作為偏光片保護膜的積層薄膜。積層薄膜實質上為單層薄膜,故UV吸收劑容易析出,相較於多層薄膜則相形見絀。
另一方面,比較例5除了變更實施例20之UV吸收劑的添加濃度與整體厚度以外,以相同的方式得到積層薄膜。所得到之積層薄膜係在UV光之波長帶寬的波長310~380nm中未發生干涉反射的層厚度構成。從剖面TEM觀察結果來看,最大的層厚度小於30nm,係
非常薄的薄膜。因無干涉反射與UV吸收劑的加乘效果,故UV遮蔽性不充分。其並非適合作為偏光片保護膜的積層薄膜。表5顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[比較例6]
將熱塑性樹脂A-1與熱塑性樹脂B-1投入2台雙軸排放擠製機,分別在280℃與270℃的溫度下進行擠製,使用3層(A/B/A)複合裝置(pinol)使各樹脂層匯流,將該3層積層從T字模吐出成片狀,並以鑄造鼓進行冷卻固化,藉此得到未延伸薄膜。使用之UV吸收劑的種類及添加層如表5所記載。以與實施例25相同的方式進行製膜,得到厚度15μm的積層薄膜。
UV吸收劑的添加濃度較高,故頻繁發生滲漏、薄膜破裂,而無法穩定製膜。又,其亦難以均勻延伸,相位差嚴重不均。在UV遮蔽性中,亦劣於實施例25,其係不適合作為偏光片保護膜的薄膜。
[實施例26]
(製作積層薄膜)
將熱塑性樹脂A的樹脂A-1於180℃下進行真空乾燥3小時後,另一方面,將熱塑性樹脂B的樹脂B-5於150℃的真空下進行乾燥後,分別以各封閉系統的輸送線投入單軸擠製機與雙軸擠製機,以280℃的擠製溫度使其熔融並進行混鍊。此外,於進料斗下部進行氮氣沖洗。接著,以雙軸擠製機的2個排放孔進行真空排氣,以使其真空壓力在0.1kPa以下,藉此去除寡聚物或雜質等的
異物。又,將供給至雙軸擠製機的原料與螺桿旋轉數的比值、即Q/Ns設定為1.5。分別使其通過過濾精度6μm的10片FSS型葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵測量,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1/1,一邊以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用251層積層裝置作成在厚度方向上交互地積層251層的積層。此外,於熱塑性樹脂B-5中添加0.4重量%色素E。又,使上部成為凸型的層厚度分布,以與實施例1相同的方式得到厚度16μm的積層薄膜。不進行塗布處理,其係於A層添加0.04%平均粒徑為2.5μm之凝聚二氧化矽粒子的積層薄膜。
所得到之積層薄膜的層厚度分布,A層及B層分別包含2個傾斜結構,從表層側至厚度方向中央部的第125層,A層及B層皆具有層厚度逐漸增加的傾斜結構。鄰接之A層與B層的平均層厚度分布成為凸型的層厚度分布,其形成平均層厚度為70nm的漸近線。所得到之積層薄膜的色素濃度為0.2重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為32%,在波長460nm的穿透率為62%,顯示良好的藍光遮蔽性。色素E的分子量較高,添加層未露出於表層,故其係無滲漏亦無面內色斑而適合用於藍光遮蔽性薄膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度15(μm)與色素濃度0.2的乘積為0.03。又,關於虹斑,其呈現藍色作為反射色,故無問題。表6顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[實施例27~28]
(製作積層薄膜)
將熱塑性樹脂A的樹脂A-1於180℃下進行真空乾燥3小時後,另一方面,將熱塑性樹脂B的樹脂B-5於150℃的氮氣中進行乾燥後,分別以各封閉系統的輸送線投入單軸擠製機與雙軸擠製機,以280℃的擠製溫度使其熔融並進行混鍊。此外,於進料斗下部進行氮氣沖洗。接著,以雙軸擠製機的2個排放孔進行真空排氣,以使其真空壓力在0.1kPa以下,藉此去除寡聚物或雜質等的異物。又,將供給至雙軸擠製機的原料與螺桿旋轉數的比值、即Q/Ns設定為1.5。分別使其通過過濾精度6μm的10片FSS型葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵測量,使吐出比(積層比)為熱塑性樹脂A/熱塑性樹脂B=1/1,一邊以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用551層積層裝置作成在厚度方向上交互地積層551層的積層。此外,於熱塑性樹脂B-5中添加0.2重量%的色素E。又,使上部成為凸型的層厚度分布,以與實施例1相同的方式得到厚度40μm的積層薄膜。不進行塗布處理,其係於A層中添加有0.04%平均粒徑為2.5μm之凝聚二氧化矽粒子的積層薄膜。
所得到之積層薄膜的層厚度分布,A層及B層分別包含2個傾斜結構,從表層側至厚度方向中央部的第125層,A層及B層皆具有層厚度逐漸增加的傾斜結構。鄰接之A層與B層的平均層厚度分布成為凸型的層厚度分布,其形成平均層厚度為70nm的漸近線。所
得到之積層薄膜的色素濃度為0.1重量%,分光光度計所測量之相對反射率的最大值為42%,在波長460nm的穿透率為55%,其顯示良好的藍光遮蔽性。色素E的分子量較高,添加層未露出於表層,其係無滲漏亦無面內色斑而適合用於藍光遮蔽性薄膜的積層薄膜。此外,薄膜厚度40(μm)與色素濃度0.1的乘積為0.04。又,關於虹斑,其呈現藍色作為反射色,故無問題。表6顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
實施例28除了變更熱塑性樹脂B以外,以與實施例26相同的方式得到積層薄膜。又,關於虹斑,其呈現藍色作為反射色,故無問題。表6顯示所得到之積層薄膜的評價結果。
[比較例7~9]
比較例7除了未添加色素以外,以與實施例27相同的方式得到積層薄膜。表6顯示所得到之積層薄膜的評價結果。另一方面,比較例6~7除了將積層裝置變更為491層積層裝置,且將色素變更為單偶氮系苯磺酸鹽以外,以同樣的方法得到厚度15μm的積層薄膜。
比較例8~9除了進行表6所記載之內容的變更以外,以與實施例5相同的方式得到相同種類的積層薄膜。因係相同PET的積層薄膜,故無因層界面所致之UV吸收劑的遮蔽效果,且都發生滲漏,其並非較佳的藍光遮蔽性薄膜。
[實施例29]
將實施例6所得到之積層薄膜的主配向軸作為薄膜寬度方向,並使用VA模式的TCL公司製42吋LED背光的液晶面板,而將其貼附於液晶顯示裝置上。此時,積層薄膜的主配向軸與液晶顯示裝置之上偏光板的偏光片所致之直線偏光的面內方位所成角度中的窄角設為0度的關係。另外可確認,若窄角為10°以下,在以偏光太陽眼鏡確認白色顯示的情況下,變為黑色顯示,在貼合前後無變化,故即使以其替代以往的三乙醯纖維素,亦可良好地應用。
[實施例30]
接著,使用IPS模式的蘋果公司製iPad6的LED背光的液晶面板,將實施例10所得到之積層薄膜作為上偏光板的前偏光片進行貼附,在白色顯示、消光時皆無亮度或色斑等問題,確認其適合作為液晶顯示裝置的偏光片保護膜。特別是,藉由將來自面板的直線偏光方位與積層薄膜所形成之角度設為20~70°,而在戴上偏光太陽眼鏡時不會成為黑色顯示。
[實施例31]
使用實施例6的積層薄膜,以與實施例29相同的方式,配置成液晶顯示裝置之上偏光板的偏光片所造成的直線偏光之面內方位所成的角度之中,窄角的角度為45度的關係。以偏光太陽眼鏡確認白色顯示的情況下,確認其係在全部方位角中未出現黑色顯示的較佳液晶顯示裝置。
[實施例32]
將實施例26所得到之積層薄膜貼合於蘋果公司製的iPhone5s,確認其係不與視角相依的具有藍光遮蔽性的螢幕保護膜。
[實施例33]
將實施例6的UV吸收劑變更成A1與B1的混合比為6:4的比例進行混合的2種成分系統,此外,以與實施例6相同的方式得到積層薄膜。評價結果顯示於表4。因A1的效果,幾乎未發生滲漏,波長339nm中的反射率為49%,可確認在面內色斑評價中為無色而無問題。其在UV遮蔽性與抑制滲漏方面取得平衡。
[實施例34]
從實施例6的樹脂A-1變更成樹脂A-3之UV吸收劑的濃度為3重量%的樹脂,並投入雙軸排放擠製機。此外,以與實施例6相同的方式得到積層薄膜。評價結果顯示於表4。儘管A層側具有UVA吸收成分,但因其為共聚物而完全無滲漏,在波長405nm中的反射率為65%。在穿透色中發現黃色傾向,但可確認並無特別問題。在UV遮蔽性與抑制滲漏方面取得平衡。
[實施例35]
從實施例6的樹脂A-1將樹脂A-1進行稀釋,使其成為樹脂A-4之UV吸收劑成分的濃度為3重量%的樹脂,並投入雙軸排放擠製機。此外,以與實施例6相同的方式得到積層薄膜。評價結果顯示於表4。儘管A層側具有UVA吸收成分,但因其為共聚物而完全無滲漏,
在波長320nm中的反射率為49%,可確認在面內色斑評價中為無色而沒有問題。在UV遮蔽性與抑制滲漏方面取得平衡。
[實施例36]
實施例36係於A層的熱塑性樹脂A-5與B層的熱塑性樹脂B-3中添加UV吸收劑A1,並分別以雙軸排放擠製機進行擠製。接著,以與日本專利第4552936號記載之積層裝置相同的原理,用狹縫板為單片構成的積層裝置得到在厚度方向交互地積層151層的積層。其係平均層厚度為40~58nm且具有2個傾斜結構的層厚度分布。之後的製膜條件以與實施例11相同的方式得到積層薄膜。儘管厚度為極薄的7.5μm,但完全無滲漏,其他性能良好。該等例子係適合用於偏光片保護膜的積層薄膜。表4顯示所得到之積層薄膜的評價結果。雖於B層側實施少量UVA添加,但可確認無色而無問題。亦可抑制虹斑,且在UV遮蔽性與抑制滲漏方面優異。此外,薄膜厚度與UV吸收劑濃度的乘積為0.04。半值寬為20nm。
本發明由於可提供一種積層薄膜,儘管其薄膜非常薄,但無色素或UV吸收劑滲漏或者薄膜破裂、且藍色光或UV遮蔽性優異,故適合用於電視、行動電話、個人電腦、智慧型手機、平板電腦等信息通信設備的工程薄膜、LCD或OLED用途的偏光板的偏光片保護、相位差薄膜、圓偏光薄膜及螢幕保護膜。其亦可用
於電子紙或半導體電阻的製程。又,其亦適合作為汽車、建築材料的窗膜、甚至用於農業用大棚、化妝、食品、醫藥、醫療等包裝材料的積層薄膜。
1:由熱塑性樹脂A構成的層(A層)
2:由熱塑性樹脂B構成的層(B層)
3:入射光
4:反射光
5:積層薄膜
6:UV吸收劑
Claims (19)
- 一種積層薄膜,其係將由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)交互地積層至少50層以上而成的積層薄膜,其中,A層或B層之至少任一層中包含吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者,薄膜厚度與該吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度的乘積為0.35[μm.重量%/100]以下,該吸收藍色光之色素或UV吸收劑、或兩者的含有濃度為0.1~3重量%,在波長300nm~500nm中,最大反射率為15%以上,且最小穿透率為70%以下,該吸收藍色光之色素或UV吸收劑的吸收峰值波長為300nm~500nm,反射該波長範圍之至少一部分光之以由熱塑性樹脂A構成的層(A層)與由熱塑性樹脂B構成的層(B層)所構成的一組層對的層厚度的平均值為40nm至80nm,該層對成為藍色光或UV光的反射壁,在薄膜厚度方向不同的位置上存在至少2個以上的該反射壁。
- 如請求項1之積層薄膜,其中,吸收藍色光之色素或UV吸收劑的長波長吸收端大於根據層之積層結構的干涉反射所致之反射帶寬的長波長端。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其中,相對於A層,B層為低折射率,僅B層中包含色素或UV吸收劑、或兩者。
- 如請求項3之積層薄膜,其中,該色素或UV吸收劑的 分子量為500以上。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其總光線穿透率為70%以上,穿透模式下的色度b*值為5以下。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其中,波長300nm~500nm的範圍中,該色素或UV吸收劑的吸收峰值的吸光係數為0.06[重量%.μm]-1以上。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其波長370nm的穿透率為5%以下。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其相位差為4000nm以上20000nm以下或1nm以上400nm以下。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其中,將鄰接的A層與B層之層對的層厚度的平均值設為平均層厚度,由積層薄膜之全部層對的編號與平均層厚度的關係所得到的平均層厚度分布具有2個以上的傾斜結構,平均層厚度為40nm以上60nm以下的層對數量為總層對數量的8成以上。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其中,波長300nm~500nm的範圍中,顯示最大反射率之反射光譜的半值寬小於30nm。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其中,吸收藍色光之色素或UV吸收劑至少包含2種以上成分。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其至少單面上形成光硬化型或熱硬化型的樹脂層C。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其包含共聚合有UV吸收劑的熱塑性樹脂。
- 如請求項1或2之積層薄膜,其係偏光片保護膜。
- 一種液晶顯示裝置,其使用如請求項1至13中任一項之積層薄膜。
- 如請求項15之液晶顯示裝置,其係以下述關係進行配置:如請求項1至13中任一項之積層薄膜的主配向軸與液晶顯示裝置之上偏光板的偏光片所致之直線偏光的面內方位所成角度中,窄角的角度為20度以上70度以下。
- 如請求項15之液晶顯示裝置,其係以下述關係進行配置:如請求項1至13中任一項之積層薄膜的主配向軸與液晶顯示裝置之上偏光板的偏光片所致之直線偏光的面內方位所成的角度中,窄角的角度為10度以下。
- 一種觸控面板,其使用如請求項1至13中任一項之積層薄膜。
- 一種有機EL顯示裝置,其使用如請求項1至13中任一項之積層薄膜。
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