JP2020109159A - 光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】降伏点歪を維持しつつ、優れた弾性率を示す光学フィルムを提供する。【解決手段】式(1)及び式(2)[式(1)及び式(2)中、Xは2価の有機基を表し、Yは4価の有機基を表し、Zは置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する2価の芳香族基を表す]で表される構成単位を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含んでなる光学フィルム。【選択図】なし
Description
本発明は、フレキシブル表示装置の前面板材料等として使用される光学フィルム、該光学フィルムを備えるフレキシブル表示装置、及び該光学フィルムを形成可能なポリアミドイミド樹脂に関する。
液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置は、携帯電話やスマートウォッチといった種々の用途に広く活用されている。このような表示装置の前面板としてガラスが用いられてきたが、ガラスは非常に剛直であり、割れやすいため、例えばフレキシブル表示装置等の前面板材料としての利用は難しい。ガラスに代わる材料の一つとして、ポリアミドイミド樹脂から形成された光学フィルムが検討されている(例えば特許文献1)。
このような表示装置、特にフレキシブル表示装置等の前面板材料として使用される光学フィルムには、物体が衝突した際に凹み、割れ、破断等が生じないように硬くてかつゴム性が高い特性が求められ、このような特性は弾性率と降伏点歪により評価することができる。しかし、本発明者の検討によれば、一般に弾性率と降伏点歪はトレードオフの関係にあり、特にポリアミドイミド系樹脂を含んでなる光学フィルムにおいては、弾性率と降伏点歪とを十分に両立できないことがわかった。
従って、本発明の目的は、降伏点歪を維持しつつ、優れた弾性率を示す光学フィルム、該光学フィルムを備えるフレキシブル表示装置、及び該光学フィルムを形成可能なポリアミドイミド樹脂を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、光学フィルムが、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含むと、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明には、以下の好適な態様が含まれる。
[1]式(1)
[式(1)中、Xは2価の有機基を表し、Yは4価の有機基を表す]
で表される構成単位、及び
式(2)
[式(2)中、Xは2価の有機基を表し、Zは置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する2価の芳香族基を表す]
で表される構成単位
を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含んでなる、光学フィルム。
[2]式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
[式(3)中、R1は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基を表し、k及びnは、互いに独立に1〜4の整数を表し、kが2以上であるとき、異なる芳香族基に置換するR1は、同一であっても異なっていてもよく、*は結合手を表す]
で表される基を含む、[1]に記載の光学フィルム。
[3]式(3)において、2つの結合手は互いにパラ位に位置する、[2]に記載の光学フィルム。
[4]式(1)で表される構成単位は、Yとして、式(4)
[式(4)中、R2〜R7は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、R2〜R7に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−S−、−CO−又は−N(R8)−を表し、R8は、水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表し、*は結合手を表す]
で表される基を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5]式(4)中、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−を表す、[4]に記載の光学フィルム。
[6]式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして、式(5)
[式(5)中、R9〜R16は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、R9〜R16に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、*は結合手を表す]
で表される基を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、k及びnは互いに独立に1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[8]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[9]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[10]式(5)は、式(6)
[式(6)中、*は結合手を表す]
で表される、[6]〜[9]のいずれかに記載の光学フィルム。
[11]厚さは10〜200μmである、[1]〜[10]のいずれかに記載の光学フィルム。
[12][1]〜[11]のいずれかに記載の光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置。
[13]タッチセンサをさらに備える、[12]に記載のフレキシブル表示装置。
[14]偏光板をさらに備える、[12]又は[13]に記載のフレキシブル表示装置。
[15]式(1)
[式(1)中、Xは2価の有機基を表し、Yは4価の有機基を表す]
で表される構成単位、及び
式(2)
[式(2)中、Xは2価の有機基を表し、Zは置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する2価の芳香族基を表す]
で表される構成単位を少なくとも有し、
式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
[式(3)中、R1は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基を表し、k及びnは、互いに独立に、1〜4の整数を表し、kが2以上であるとき、異なる芳香族基に置換するR1は、同一であっても異なっていてもよく、*は結合手を表す]
で表される基を含む、ポリアミドイミド樹脂。
で表される構成単位、及び
式(2)
で表される構成単位
を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含んでなる、光学フィルム。
[2]式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
で表される基を含む、[1]に記載の光学フィルム。
[3]式(3)において、2つの結合手は互いにパラ位に位置する、[2]に記載の光学フィルム。
[4]式(1)で表される構成単位は、Yとして、式(4)
で表される基を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5]式(4)中、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−を表す、[4]に記載の光学フィルム。
[6]式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして、式(5)
で表される基を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム。
[7]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、k及びnは互いに独立に1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[8]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[9]式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、[2]〜[6]のいずれかに記載の光学フィルム。
[10]式(5)は、式(6)
で表される、[6]〜[9]のいずれかに記載の光学フィルム。
[11]厚さは10〜200μmである、[1]〜[10]のいずれかに記載の光学フィルム。
[12][1]〜[11]のいずれかに記載の光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置。
[13]タッチセンサをさらに備える、[12]に記載のフレキシブル表示装置。
[14]偏光板をさらに備える、[12]又は[13]に記載のフレキシブル表示装置。
[15]式(1)
で表される構成単位、及び
式(2)
で表される構成単位を少なくとも有し、
式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
で表される基を含む、ポリアミドイミド樹脂。
本発明の光学フィルムは、降伏点歪を維持しつつ、優れた弾性率を示す。そのため、本発明の光学フィルムはフレキシブル表示装置の前面板等に使用できる。
〔光学フィルム〕
本発明の光学フィルムは、特定の構成単位を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含んでなる。
本発明の光学フィルムは、特定の構成単位を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂を含んでなる。
<ポリアミドイミド樹脂>
本発明の光学フィルムに含まれるポリアミドイミド樹脂は、式(1)
[式(1)中、Xは2価の有機基を表し、Yは4価の有機基を表す]
で表される構成単位、及び式(2)
[式(2)中、Xは2価の有機基を表し、Zは置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する2価の芳香族基を表す]
で表される構成単位を少なくとも有する。本発明の光学フィルムは、ポリアミドイミド樹脂がこのような特定の構成単位、特にZが特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基である式(2)で表される構成単位を有するため、弾性率及び降伏点歪を向上でき、優れた弾性率と優れた降伏点歪とを両立できる。
本発明の光学フィルムに含まれるポリアミドイミド樹脂は、式(1)
で表される構成単位、及び式(2)
で表される構成単位を少なくとも有する。本発明の光学フィルムは、ポリアミドイミド樹脂がこのような特定の構成単位、特にZが特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基である式(2)で表される構成単位を有するため、弾性率及び降伏点歪を向上でき、優れた弾性率と優れた降伏点歪とを両立できる。
式(1)及び式(2)において、Xは、互いに独立に、2価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の2価の有機基、より好ましくは環状構造を有する炭素数4〜40の2価の有機基を表す。環状構造としては、脂環、芳香環、ヘテロ環構造が挙げられる。前記有機基は、有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基及びフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。本発明の一実施態様であるポリアミドイミド樹脂は、複数種のXを含み得、複数種のXは、互いに同一であっても異なっていてもよい。Xとしては、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及び式(18)で表される基;それらの式(10)〜式(18)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
式(10)〜式(18)中、*は結合手を表し、
V1、V2及びV3は、互いに独立に、単結合、−O−、−S−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CO−又は−N(Q)−を表す。ここで、Qはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表す。炭素数1〜12の一価の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチル−ブチル基、3−メチルブチル基、2−エチル−プロピル基、n−ヘキシル、n−ヘプチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子で置換されていてもよい。前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などが挙げられる。
1つの例は、V1及びV3が単結合、−O−又は−S−であり、かつ、V2が−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−又は−SO2−である。V1とV2との各環に対する結合位置、及び、V2とV3との各環に対する結合位置は、それぞれ、各環に対して、好ましくはメタ位又はパラ位、より好ましくはパラ位である。
V1、V2及びV3は、互いに独立に、単結合、−O−、−S−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CO−又は−N(Q)−を表す。ここで、Qはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表す。炭素数1〜12の一価の炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチル−ブチル基、3−メチルブチル基、2−エチル−プロピル基、n−ヘキシル、n−ヘプチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子で置換されていてもよい。前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などが挙げられる。
1つの例は、V1及びV3が単結合、−O−又は−S−であり、かつ、V2が−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−又は−SO2−である。V1とV2との各環に対する結合位置、及び、V2とV3との各環に対する結合位置は、それぞれ、各環に対して、好ましくはメタ位又はパラ位、より好ましくはパラ位である。
式(10)〜式(18)で表される基の中でも、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)及び式(17)で表される基が好ましく、式(14)、式(15)及び式(16)で表される基がより好ましい。また、V1、V2及びV3は、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、互いに独立に、単結合、−O−又は−S−であることが好ましく、単結合又は−O−であることがより好ましい。
本発明の好適な実施態様において、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして、式(5)
[式(5)中、R9〜R16は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、R9〜R16に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、*は結合手を表す]
で表される基を含む。すなわち、式(1)及び/又は式(2)中の複数のXのうち、少なくとも一部のXが式(5)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。なお、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして式(5)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
で表される基を含む。すなわち、式(1)及び/又は式(2)中の複数のXのうち、少なくとも一部のXが式(5)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。なお、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして式(5)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
式(5)中、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15及びR16は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチル−ブチル基、3−メチルブチル基、2−エチル−プロピル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。炭素数6〜12のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基及びビフェニル基等が挙げられる。これらの中でも、R9〜R16は、互いに独立に、好ましくは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、より好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、ここで、R9〜R16に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。R9〜R16は、互いに独立に、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、さらに好ましくは水素原子、メチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基であり、さらにより好ましくはR9、R10、R12、R14、R15及びR16が水素原子、R11及びR13が水素原子、メチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基であり、中でもR11及びR13がメチル基又はトリフルオロメチル基であることが好ましい。
本発明の好適な実施態様においては、式(5)は、式(6)
[式(6)中、*は結合手を表す]
で表される。すなわち、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位、好ましくは式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位は、Xとして式(6)で表される基を含む。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。また、フッ素元素を含有する骨格により樹脂の溶媒への溶解性を向上し、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、光学フィルムの加工を容易にすることができる。式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして式(6)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
で表される。すなわち、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位、好ましくは式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位は、Xとして式(6)で表される基を含む。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。また、フッ素元素を含有する骨格により樹脂の溶媒への溶解性を向上し、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、光学フィルムの加工を容易にすることができる。式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位は、Xとして式(6)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
本発明の好適な実施態様において、式(1)及び/又は式(2)中のXとして含まれる式(5)、特に式(6)で表される基の割合は、式(1)で表される構成単位及び/又は式(2)で表される構成単位のモル量に対して、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。式(1)及び/又は式(2)中のXとして含まれる式(5)、特に式(6)で表される基の割合が上記範囲であると、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすく、またフッ素元素を含有する骨格により樹脂の溶媒への溶解性を向上し、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、また光学フィルムの加工を容易にすることができる。式(1)及び/又は式(2)中のXとして含まれる式(5)、特に式(6)で表される基の割合は、例えば1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(1)において、Yは、互いに独立に、4価の有機基を表し、好ましくは炭素数4〜40の4価の有機基を表し、より好ましくは環状構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基を表す。環状構造としては、脂環、芳香環、ヘテロ環構造が挙げられる。前記有機基は、有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、その場合、炭化水素基及びフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1〜8である。本発明の一実施態様であるポリアミドイミド樹脂は、複数種のYを含み得、複数種のYは、互いに同一であっても異なっていてもよい。Yとしては、以下の式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基;それらの式(20)〜式(29)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに4価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
式(20)〜式(29)中、
*は結合手を表し、
W1は、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−Ar−、−SO2−、−CO−、−O−Ar−O−、−Ar−O−Ar−、−Ar−CH2−Ar−、−Ar−C(CH3)2−Ar−又は−Ar−SO2−Ar−を表す。Arは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリーレン基を表し、具体例としてはフェニレン基が挙げられる。
*は結合手を表し、
W1は、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−Ar−、−SO2−、−CO−、−O−Ar−O−、−Ar−O−Ar−、−Ar−CH2−Ar−、−Ar−C(CH3)2−Ar−又は−Ar−SO2−Ar−を表す。Arは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6〜20のアリーレン基を表し、具体例としてはフェニレン基が挙げられる。
式(20)〜式(29)で表される基の中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、式(26)、式(28)又は式(29)で表される基が好ましく、式(26)で表される基がより好ましい。また、W1は、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、互いに独立に、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−であることが好ましく、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−であることがより好ましく、単結合、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−であることがさらに好ましい。
本発明の好適な実施態様において、式(1)で表される構成単位は、Yとして、式(4):
[式(4)中、R2〜R7は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、R2〜R7に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−S−、−CO−又は−N(R8)−を表し、R8は、水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表し、*は結合手を表す]
で表される基を含む。すなわち、式(1)中の複数のYのうち、少なくとも一部のYが式(4)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。なお、式(1)で表される構成単位は、Yとして式(4)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
で表される基を含む。すなわち、式(1)中の複数のYのうち、少なくとも一部のYが式(4)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。なお、式(1)で表される構成単位は、Yとして式(4)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
式(4)において、R2、R3、R4、R5、R6及びR7は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基としてはそれぞれ、式(5)における炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基として上記に例示のものが挙げられる。R2〜R7は、互いに独立に、好ましくは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、より好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、ここで、R2〜R7に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−S−、−CO−又は−N(R8)−を表し、R8は、水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表す。ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基としては、式(14)〜(16)中のV1、V2及びV3のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基として上記に例示のものが挙げられる。これらの中でも、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−であることが好ましく、単結合、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−であることがより好ましく、単結合又は−C(CF3)2−であることがさらに好ましい。
本発明の好適な実施態様においては、式(4)は、式(7a)又は式(7b)
で表される。すなわち、式(1)で表される構成単位は、Yとして式(7a)で表される構成単位及び/又は式(7b)で表される構成単位を含む。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。また、フッ素元素を含有する骨格により樹脂の溶媒への溶解性を向上し、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、光学フィルムの加工を容易にすることができる。式(1)中の複数のYは、式(7a)又は式(7b)で表される構成単位を1種又は複数種含んでいてもよい。
本発明の好適な実施態様において、式(1)中のYとして含まれる式(4)、特に式(7a)及び/又は式(7b)で表される基の割合は、式(1)で表される構成単位のモル量に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。式(1)中のYとして含まれる式(4)、特に式(7a)及び/又は式(7b)で表される基の割合が上記範囲であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。また、フッ素元素を含有する骨格により樹脂の溶媒への溶解性を向上し、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、光学フィルムの加工を容易にすることができる。式(1)中のYとして含まれる式(4)で表される基の割合は、例えば1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(2)において、Zは、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基を有する2価の芳香族基を表す。本発明の光学フィルムは、ポリアミドイミド樹脂を構成する構成単位のうち、特に式(2)中のZがこのような特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基であるため、弾性率及び降伏点歪を向上することができる。2価の芳香族基とは、2価の単環式芳香族基、2価の縮合多環式芳香族基又は2価の環集合芳香族基を示す。2価の芳香族基は、炭素数5〜40の2価の芳香族基であることが好ましい。本発明の一実施態様におけるポリアミドイミド樹脂は、1種又は複数種のZを含むことができ、複数種のZは互いに同一であっても異なっていてもよい。
2価の単環式芳香族基としては、例えばベンゼン環等の単環式芳香族炭化水素環、好ましくは炭素数6〜15の単環式芳香族炭化水素環を構成する炭素原子のうち、2つの水素原子を除いた2価の基;硫黄原子、窒素原子及び酸素原子から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含む単環式芳香族複素環、好ましくは炭素及びヘテロ原子数5〜15の単環式芳香族複素環、例えばピリジン環、ジアザベンゼン環、トリアジン環、フラン環、チオフェン環、アゾール環、ジアゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環等を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する2つの水素原子を除いた2価の基などが挙げられる。
2価の縮合多環式芳香族基としては、例えばナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の縮合多環式芳香族炭化水素環、好ましくは炭素数10〜25の縮合多環式芳香族炭化水素環を構成する炭素原子のうち、2つの水素原子を除いた2価の基;硫黄原子、窒素原子及び酸素原子から選択される少なくとも1つのヘテロ原子を含む縮合多環式芳香族複素環、好ましくは炭素及びヘテロ原子数8〜25の縮合多環式芳香族複素環、例えばアザナフタレン環、ジアザナフタレン環、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾシロール環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、アクリジン環、ジヒドロアクリジン環等を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する2つの水素原子を除いた2価の基などが挙げられる。なお、単環式芳香族炭化水素環及び単環式芳香族複素環を総称して単環式芳香族環と称し、縮合多環式芳香族炭化水素環及び縮合多環式芳香族複素環を総称して縮合多環式芳香族環と称する。
2価の環集合芳香族基は、単環式芳香族環及び/又は縮合多環式芳香族環が単結合で連結された環集合芳香族環、好ましくは炭素及びヘテロ原子数10〜40の環集合芳香族環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する2つの水素原子を取り除いた2価の基を示す。2価の環集合芳香族基は、1又は複数の単環式芳香族環で構成されていてもよく、1又は複数の縮合多環式芳香族環で構成されていてもよく、これらの基を組合せて構成されていてもよい。具体的に2価の環集合芳香族基としては、例えばビフェニル環、ビピリジン環、フェニルナフチル環、テルフェニル環、テルピリジン環等の環集合芳香族環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合する2つの水素原子を取り除いた2価の基が挙げられる。
2価の芳香族基の中でも、弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、2価の単環式芳香族基又は2価の環集合芳香族基が好ましく、フェニレン基等の2価の単環式芳香族基がより好ましい。
式(2)のZにおける2価の芳香族基は、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基、及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基からなる群から選択される少なくとも1つの置換基(置換基Aということがある)を有する。2価の芳香族基が置換基Aを複数有する場合、同一又は異なる置換基Aを複数有していてもよい。光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性、溶媒への溶解性を高めやすい観点から、同一の置換基Aを複数有することが好ましい。また、2価の芳香族基が有する置換基Aの数は、該芳香族基の種類に応じて適宜選択でき、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、例えば1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜3、とりわけ好ましくは1又は2である。
式(2)のZにおいて、炭素数1〜12のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチル−ブチル基、3−メチルブチル基、2−エチル−プロピル基、n−ヘキシル、n−ヘプチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、n−ノニル基及びn−デシル基等が挙げられる。炭素数1〜12のアルキル基は置換基(置換基Bということがある)を有していてもよい。該置換基Bとしては、特に限定されず、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;シクロペンチル基、シクロへキシル基等のシクロアルキル基;後述の炭素数6〜12のアリール基として例示のアリール基;後述の炭素数6〜12のアリールオキシ基;ベンジル基等のアラルキル基;後述の炭素数1〜12のアルコキシ基として例示のアルコキシ基;ベンジルオキシ基等のアラルキルオキシ基;メチルチオ基、エチルチオ基等のアルキルチオ基;シクロヘキシルチオ基等のシクロアルキルチオ基;チオフェノキシ基等のアリールチオ基;ベンジルチオ基等のアラルキルチオ基;アセチル基等のアシル基;ニトロ基;シアノ基などが挙げられる。これらの置換基Bを有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基の中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキル基がより好ましくは、置換基を有していてもよいメチル基又はエチル基がさらに好ましい。置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基は単独又は二種以上組合せて使用できる。
式(2)のZにおいて、炭素数1〜12のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などが挙げられる。炭素数1〜12のアルコキシ基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、特に限定されず、例えば、前記炭素数1〜12のアルキル基;前記置換基Bとして例示の置換基と同様のものが挙げられる。置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基の中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましく、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基がより好ましく、置換基を有していてもよいメトキシ基又はエトキシ基がさらに好ましい。置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基は単独又は二種以上組合せて使用できる。
式(2)のZにおいて、炭素数6〜12のアリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。炭素数6〜12のアリール基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、特に限定されず、例えば、前記炭素数1〜12のアルキル基;前記置換基Bのうち、炭素数6〜12のアリール基を除く置換基と同様のものが挙げられる。置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基の中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、フェニル基が好ましい。置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基は単独又は二種以上組合せて使用できる。
式(2)のZにおいて、炭素数6〜12のアリールオキシ基としては、例えばフェノキシ基などが挙げられる。炭素数6〜12のアリールオキシ基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、特に限定されず、例えば、前記炭素数1〜12のアルキル基;前記置換基Bとして例示の置換基と同様のものが挙げられる。置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリールオキシ基は単独又は二種以上組合せて使用できる。
式(2)中のZとしては、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を有する光学フィルムが得られやすい観点から、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基を有する2価の単環式芳香族基又は2価の環集合芳香族基が好ましく;置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルコキシ基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を有する2価の単環式芳香族基がより好ましい。
本発明の好適な実施態様において、式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
[式(3)中、R1は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基を表し、k及びnは、互いに独立に、1〜4の整数を表し、kが2以上であるとき、異なる芳香族基に置換するR1は、同一であっても異なっていてもよく、*は結合手を表す]
で表される基を含む。すなわち、式(2)中の複数のZのうち、少なくとも一部のZが式(3)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を発現しやすい。なお、式(2)で表される構成単位は、Zとして式(3)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
で表される基を含む。すなわち、式(2)中の複数のZのうち、少なくとも一部のZが式(3)で表される基である。このような態様であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を発現しやすい。なお、式(2)で表される構成単位は、Zとして式(3)で表される基を1種又は複数種含んでいてもよい。
式(3)中のR1は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基を表す。置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基、及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基としては、それぞれ式(2)におけるZの置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてよい炭素数1〜12のアルコキシ基及び置換基を有していてもよい炭素数6〜12のアリール基として上記に例示のものが挙げられる。これらの中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を高めやすい観点から、式(3)中のR1は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基であることがより好ましい。
式(3)において、k及びnは、互いに独立に、1〜4の整数を表し、kが2以上であるとき、異なる芳香族基に置換するR1は、同一であっても異なっていてもよい。光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を向上しやすい観点から、kは好ましくは1〜3の整数、より好ましくは1又は2、さらに好ましくは1であり、nは好ましくは1〜3の整数、より好ましくは1又は2である。
本発明の好適な実施態様では、式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、k及びnは、互いに独立に、1又は2を表す。本発明のより好適な実施態様では、式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す。本発明の好適な実施態様では、式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す。このような態様であるとより耐水性、表面硬度、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性が向上された光学フィルムが得られやすい。
式(3)において、2つの結合手は互いにオルト位、メタ位、又はパラ位に位置していてもよいが、好ましくは互いにパラ位に位置する。2つの結合手が互いにパラ位に位置すると、弾性率及び鉛筆硬度の点で有利であり、また重合性を向上しやすく、分子量を高める点でも有利である。
本発明の好適な実施態様において、式(2)中のZとして含まれる式(3)で表される基の割合は、式(2)で表される構成単位のモル量に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。式(3)で表される構成単位の割合が上記範囲であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を発現しやすい。式(3)で表される基の割合は、例えば1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(2)中のZとして含まれる式(3)で表される基の割合は、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位の合計モル量に対して、好ましくは5モル%以上、より好ましくは20モル%以上、さらに好ましくは40モル%以上、さらにより好ましくは60モル%以上、とりわけ好ましくは70モル%以上、とりわけより好ましくは80モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは95モル%以下である。式(2)で表される構成単位の割合が上記の下限以上であると、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を向上しやすく、また上記の上限以下であると、式(2)中のアミド結合間の水素結合による増粘を抑制し、樹脂ワニスの粘度を低減することができ、光学フィルムの製造が容易である。
本発明におけるポリアミドイミド樹脂において、式(2)で表される構成単位の割合は、式(1)で表される構成単位1モルに対して、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.5モル以上、さらに好ましくは1.0モル以上、とりわけ好ましくは1.5モル以上であり、好ましくは6.0モル以下、より好ましくは5.0モル以下、さらに好ましくは4.5モル以下である。式(2)で表される構成単位の割合が上記の下限以上であると、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を向上しやすく、また上記の上限以下であると、式(2)中のアミド結合間の水素結合による増粘を抑制し、樹脂ワニスの粘度を低減することができ、光学フィルムの製造が容易である。
式(8)において、Lは、互いに独立に、2価の有機基であり、式(1)及び/又は式(2)におけるXの2価の有機基と同様のものから選択できる。
式(8)において、Kは、互いに独立に、2価の有機基であり、好ましくは炭素数1〜8の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数1〜8の炭化水素基で置換されていてもよい、炭素数4〜40の2価の有機基であり、より好ましくは炭素数1〜8の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数1〜8の炭化水素基で置換されていてもよい、環状構造を有する炭素数4〜40の2価の有機基を表す。環状構造としては、脂環、芳香環、ヘテロ環構造が挙げられる。Kの有機基として、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基の結合手のうち、隣接しない2つが水素原子に置き換わった基及び炭素数6以下の2価の鎖式炭化水素基が例示され、Zのヘテロ環構造としてはチオフェン環骨格を有する基が例示され、光学フィルムの黄色度(以下、YI値と称することがある)を抑制しやすい観点から、好ましくは式(20)〜式(28)で表される基、及び、チオフェン環骨格を有する基が例示される。
Kの有機基としては、式(20’)、式(21’)、式(22’)、式(23’)、式(24’)、式(25’)、式(26’)、式(27’)、式(28’)及び式(29’):
[式(20’)〜式(29’)中、W1及び*は、式(20)〜式(29)において定義する通りである]
で表される2価の有機基がより好ましい。なお、式(20)〜式(29)及び式(20’)〜式(29’)における環上の水素原子は、炭素数1〜8の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数1〜8の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又はフッ素置換された炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよい。
で表される2価の有機基がより好ましい。なお、式(20)〜式(29)及び式(20’)〜式(29’)における環上の水素原子は、炭素数1〜8の炭化水素基又はフッ素置換された炭素数1〜8の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又はフッ素置換された炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよい。
ポリアミドイミド樹脂が、式(8)中のKが上記の式(20’)〜式(29’)のいずれかで表される構成単位を有する場合、中でも式(8)中のKが後述する式(9a)で表される構成単位を有する場合、ポリアミドイミド樹脂は、該構成単位に加えて、次の式(d1):
[式(d1)中、Rcは、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、Rdは、Rc又は−C(=O)−*を表し、*は結合手を表す]
で表されるカルボン酸由来の構成単位をさらに有することが、ワニスの成膜性を高めやすい観点から好ましい。
で表されるカルボン酸由来の構成単位をさらに有することが、ワニスの成膜性を高めやすい観点から好ましい。
Rcにおいて、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基としては、それぞれ、式(5)における炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基として例示のものが挙げられる。構成単位(d1)としては、具体的には、Rc及びRdがいずれも水素原子である構成単位(ジカルボン酸化合物に由来する構成単位)、Rcがいずれも水素原子であり、Rdが−C(=O)−*を表す構成単位(トリカルボン酸化合物に由来する構成単位)等が挙げられる。
本発明のポリアミドイミド樹脂は、式(8)中のKとして複数種のKを含んでよく、複数種のKは、互いに同一であっても異なっていてもよい。中でも、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、式(8)で表される構成単位は、Kとして、好ましくは式(9a):
[式(9a)中、Ra及びRbは、互いに独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数6〜12のアリール基を表し、Ra及びRbに含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、A、m及び*は、それぞれ式(9)中のA、m及び*と同じであり、tは0〜4の整数であり、uは0〜4の整数である]
で表される基、より好ましくは式(9):
[式(9)中、R17〜R24は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表し、R17〜R24に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、Aは、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−S−、−CO−又は−N(R25)−を表し、R25は水素原子又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表し、mは0〜4の整数であり、*は結合手を表す]
で表される基を含むことが好ましい。すなわち、式(8)中の複数のKのうち、少なくとも一部のKが好ましくは式(9a)で表される基、より好ましくは式(9)で表される基である。
で表される基、より好ましくは式(9):
で表される基を含むことが好ましい。すなわち、式(8)中の複数のKのうち、少なくとも一部のKが好ましくは式(9a)で表される基、より好ましくは式(9)で表される基である。
式(9a)において、各ベンゼン環の結合手は、−A−を基準に、オルト位、メタ位又はパラ位のいずれに結合していてもよく、好ましくはメタ位又はパラ位に結合していてもよい。Ra及びRbは、互いに独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数6〜12のアリール基を表す。式(9a)中のt及びuは0であることが好ましいが、t及び/又はuが1以上である場合、Ra及びRbは、互いに独立に、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基を表し、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基を表す。式(9a)中のRa及びRbにおいて、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基としては、それぞれ、式(5)におけるハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基として例示のものが挙げられる。
式(9a)中のt及びuは、互いに独立に、0〜4の整数であり、好ましくは0〜2の整数、より好ましくは0又は1である。
式(9)及び式(9a)において、Aは、互いに独立に、単結合、−O−、−CH2−、−CH2−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−S−、−CO−又は−N(R25)−を表し、光学フィルムの降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を向上しやすい観点から、好ましくは−O−又は−S−を表し、より好ましくは−O−を表す。本発明の一実施態様であるポリアミドイミド樹脂は、複数種のAを含み得、複数種のAは、同一であっても、異なっていてもよい。
式(9)において、R17〜R24は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基はそれぞれ、式(5)におけるR9〜R16の炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基及び炭素数6〜12のアリール基として上記に例示のものが挙げられる。光学フィルムの降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性の観点から、R17〜R24は、互いに独立に、好ましくは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、より好ましくは水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表し、さらに好ましくは水素原子を表す。ここで、R17〜R24に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。R25は水素原子又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基を表し、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基としては、式(14)〜式(16)中のV1、V2及びV3のハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の一価の炭化水素基として上記に例示のものが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子などが挙げられる。
式(9)及び式(9a)において、mは、0〜4の整数、好ましくは1〜4の範囲の整数であり、mがこの範囲内であると、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性が良好である。また、式(9)及び式(9a)において、mは、好ましくは1〜3の範囲の整数、より好ましくは1又は2、さらに好ましくは1であり、mがこの範囲内であると、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性が良好であると同時に、原料の入手性が比較的良好である。なお、mが0である場合、式(9a)中のuは好ましくは0であり、式(9)中のR21〜R24は好ましくは水素原子である。また、式(8)で表される構成単位は、Kとして式(9)又は式(9a)で表される基を1種又は2種類以上含んでいてもよい。
本発明の好適な実施態様では、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を向上しやすい観点から、式(9)は、式(9’)
で表される。すなわち、式(8)で表される構成単位は、Kとして式(9’)で表される基を含む。
本発明の一実施態様において、式(8)中のKとして含まれる式(9a)又は式(9)、特に式(9’)で表される基の割合は、式(8)で表される構成単位のモル量に対して、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。式(8)で表される構成単位の割合が上記範囲であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすい。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂が式(8)で表される構成単位を含む場合、式(8)中のKとして含まれる式(9a)又は式(9)、特に式(9’)で表される基の割合は、式(2)で表される構成単位及び式(8)で表される構成単位の合計モル量に対して、好ましくは5モル%以上、より好ましくは8モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上、とりわけ好ましくは12モル%以上であり、好ましくは90モル%以下、より好ましくは70モル%以下、さらに好ましくは50モル%以下、とりわけ好ましくは30モル%以下である。式(9a)又は式(9)、特に式(9’)で表される基の割合が上記の下限以上であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすく、また上記の上限以下であると、式(8)中のアミド結合間の水素結合による増粘を抑制し、樹脂ワニスの粘度を低減することができ、光学フィルムの製造が容易である。式(9a)又は式(9)で表される基の割合は、例えば1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂が式(8)で表される構成単位を含む場合、式(8)で表される構成単位の割合は、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位の合計量1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.5モル以上、さらに好ましくは0.1モル以上であり、好ましくは1モル以下、より好ましくは0.5モル以下、さらに好ましくは0.3モル以下である。式(8)で表される構成単位の割合が上記の下限以上であると、光学フィルムは、優れた弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を発現しやすく、また式(8)中のアミド結合間の水素結合による増粘を抑制し、樹脂ワニスの粘度を低減することができ、光学フィルムの製造が容易である。式(8)で表される構成単位の割合は、例えば1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(30)において、Y1は、4価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。Y1としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基、それらの式(20)〜式(29)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基、並びに4価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。本発明の一実施態様であるポリアミドイミド樹脂は、複数種のY1を含み得、複数種のY1は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(31)において、Y2は3価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。Y2としては、上記の式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基の結合手のいずれか1つが水素原子に置き換わった基、及び3価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。本発明の一実施態様であるポリアミドイミド樹脂は、複数種のY2を含み得、複数種のY2は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(30)及び式(31)において、X1及びX2は、互いに独立に、2価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。X1及びX2としては、上記の式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)、及び式(18)で表される基;それら式(10)〜式(18)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
本発明の一実施態様において、上記ポリアミドイミド樹脂は、式(1)及び式(2)で表される構成単位、並びに、場合により、式(8)、式(30)及び式(31)から選択される少なくとも1つの構成単位からなる。また、光学フィルムの弾性率、降伏点歪、光学特性、表面硬度及び耐水性を向上しやすい観点から、上記ポリアミドイミド樹脂において、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位との合計モル量は、式(1)、式(2)、式(8)、式(30)及び式(31)で表される全構成単位の合計モル量に基づいて、好ましくは80モル%以上であり、好ましくは100モル%以下である。なお、上記割合は、例えば、1H−NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で、好ましくは150,000以上、より好ましくは200,000以上、さらに好ましくは250,000以上、さらにより好ましくは300,000以上、とりわけ好ましくは350,000以上であり、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは800,000以下、さらに好ましくは700,000以下、とりわけ好ましくは500,000以下である。ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量が上記の下限以上であると、光学フィルムは弾性率、降伏点歪、表面硬度及び耐屈曲性を向上しやすく、また上記の上限以下であると、樹脂ワニスの粘度を低く抑制することができ、光学フィルムの製膜が容易であるため、加工性が良好となる。重量平均分子量は、例えばGPC測定を行い、標準ポリスチレン換算によって求めることができ、例えば実施例に記載の方法により求めることができる。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂は、ハロゲン原子を含有する。ポリアミドイミド樹脂がハロゲン原子を含むことにより、光学フィルムのYI値を低減させることができる場合があり、高い柔軟性及び耐屈曲性を両立させることができる傾向がある。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられるが、光学フィルムのYI値の低減、すなわち透明性の向上、吸水率の低減、及び耐屈曲性の観点から、フッ素原子であることが好ましい。ポリアミドイミド樹脂中の含フッ素置換基の具体例としては、フルオロ基及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂中のハロゲン原子の含有量は、YI値の低減、すなわち透明性の向上、吸水率の低減、及び光学フィルムの耐屈曲性の観点から、ポリアミドイミド樹脂の質量を基準として、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは3〜35質量%、さらに好ましくは5〜32質量%である。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂のイミド化率は、好ましくは95〜100%、より好ましくは97〜100%、さらに好ましくは98〜100%である。樹脂ワニスの安定性、得られた光学フィルムの機械物性の観点からは、イミド化率が上記の下限以上であることが好ましい。なお、イミド化率は、IR法、NMR法などにより求めることができる。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂は、光学フィルム100質量部に対して、好ましくは40質量部以上、より好ましくは50質量部以上、さらに好ましくは60質量部以上であり、好ましくは100質量部以下である。
本発明の一実施態様において、ポリアミドイミド樹脂は、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物、及びジカルボン酸化合物、並びに、必要に応じてトリカルボン酸化合物等を反応(重縮合)させて得ることができる。式(1)及び式(30)で表される構成単位は、通常、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とから誘導される。式(2)及び式(8)で表される構成単位は、通常、ジアミン化合物とジカルボン酸化合物とから誘導される。式(31)で表される構成単位は、通常、ジアミン化合物とトリカルボン酸化合物とから誘導される。
芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物及び縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDAと記載することがある)、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDAと記載することがある)、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。また、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物が挙げられ、縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物及び4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられ、より好ましくは4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物及び4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
これらの中でも、好ましくは4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物及び4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられ、より好ましくは4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物及び4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、環式又は非環式の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは、脂環式炭化水素構造を有するテトラカルボン酸二無水物であり、その具体例としては、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等のシクロアルカンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物及びこれらの位置異性体が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、及び1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。また、環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物を組合せて用いてもよい。
上記テトラカルボン酸二無水物の中でも、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度、耐屈曲性及び耐水性を向上しやすい観点から、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、並びにこれらの混合物が好ましく、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)及び4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、並びにこれらの混合物がより好ましい。
ポリアミドイミド樹脂の合成に用いられるジカルボン酸化合物としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロライド化合物、酸無水物等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。具体例としては、テレフタル酸;イソフタル酸;2−メトキシテレフタル酸;2−メチルテレフタル酸;2,5−ジメチルテレフタル酸;2,5−ジメトキシテレフタル酸;ナフタレンジカルボン酸;4,4’−ビフェニルジカルボン酸;3,3’−ビフェニルジカルボン酸;炭素数8以下である鎖式炭化水素、のジカルボン酸化合物及び2つの安息香酸が単結合、−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−又はフェニレン基で連結された化合物並びに、それらの酸クロライド化合物が挙げられる。これらのジカルボン酸化合物の中でも、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度、耐屈曲性及び耐水性を向上しやすい観点から、4,4’−オキシビス安息香酸、テレフタル酸、2−メトキシテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、2,5−ジメチルテレフタル酸、2,5−ジメトキシテレフタル酸及びそれらの酸クロリドが好ましく、2−メトキシテレフタル酸クロライド(OMTPC)、2,5−ジメチルテレフタル酸クロライド(DMTPC)及び2,5−ジメトキシテレフタル酸クロライド(DMTPC)がより好ましい。
なお、上記ポリアミドイミド樹脂は、光学フィルムの各種物性を損なわない範囲で、上記のポリアミドイミド樹脂合成に用いられるテトラカルボン酸化合物に加えて、他のテトラカルボン酸及びトリカルボン酸並びにそれらの無水物及び誘導体を更に反応させたものであってもよい。
他のテトラカルボン酸としては、上記テトラカルボン酸化合物の無水物の水付加体が挙げられる。
トリカルボン酸化合物としては、芳香族トリカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロリド化合物、酸無水物等が挙げられ、2種以上を組合せて用いてもよい。具体例としては、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸及びその酸クロリド、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸の無水物;2,3,6−ナフタレントリカルボン酸−2,3−無水物;フタル酸無水物と安息香酸とが単結合、−O−、−CH2−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−又はフェニレン基で連結された化合物が挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の合成に用いられるジアミン化合物としては、例えば、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン及びこれらの混合物が挙げられる。なお、本実施態様において「芳香族ジアミン」とは、アミノ基が芳香環に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に脂肪族基又はその他の置換基を含んでいてもよい。この芳香環は単環でも縮合環でもよく、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環及びフルオレン環等が例示されるが、これらに限定されるわけではない。これらの中でも、好ましくはベンゼン環である。また「脂肪族ジアミン」とは、アミノ基が脂肪族基に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に芳香環やその他の置換基を含んでいてもよい。
脂肪族ジアミンとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン等の非環式脂肪族ジアミン、並びに1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジアミン及び4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の環式脂肪族ジアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
芳香族ジアミンとしては、例えばp−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4−トルエンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン等の、芳香環を1つ有する芳香族ジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMBと記載することがある)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノ−3−クロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノ−3−フルオロフェニル)フルオレン等の、芳香環を2つ以上有する芳香族ジアミンが挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
芳香族ジアミンとしては、好ましくは4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルであり、より好ましくは4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニルである。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
上記ジアミン化合物の中でも、光学フィルムの弾性率、光学特性、表面硬度、耐屈曲性及び耐水性を向上しやすい観点からは、ビフェニル構造を有する芳香族ジアミンからなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。2,2’−ジメチルベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を用いることがより好ましく、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニル(TFMB)を用いることがよりさらに好ましい。
ポリアミドイミド樹脂の製造において、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物及びジカルボン酸化合物の使用量は、所望とするポリアミドイミド樹脂の各構成単位の比率に応じて適宜選択できる。
樹脂の製造において、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物及びジカルボン酸化合物の反応温度は、特に限定されないが、例えば5〜350℃、好ましくは20〜200℃、より好ましくは25〜100℃である。反応時間も特に限定されないが、例えば30分〜10時間程度である。必要に応じて、不活性雰囲気又は減圧の条件下において反応を行ってよい。好ましい態様では、反応は、常圧及び/又は不活性ガス雰囲気下、撹拌しながら行う。また、反応は、反応に不活性な溶媒中で行うことが好ましい。溶媒としては、反応に影響を与えない限り特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ブトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素含有溶媒;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;及びそれらの組合せ(混合溶媒)などが挙げられる。これらの中でも、溶解性の観点から、アミド系溶媒を好適に使用できる。
上記の構成単位(1)及び構成単位(2)を少なくとも有するポリアミドイミド樹脂の製造方法は、上記のポリアミドイミド樹脂が得られる限り特に限定されないが、光学フィルムの弾性率及び降伏点歪を高めやすい観点からは、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とジカルボン酸化合物とを反応させる製造方法であって、ジカルボン酸化合物を分割添加する製造方法により、ポリアミドイミド樹脂を製造することが好ましく、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とを反応させて中間体(A)を生成する工程(I)、及び、該中間体(A)とジカルボン酸化合物とを反応させる工程(II)を含み、該工程(II)において、該ジカルボン酸化合物を分割添加する方法によりポリアミドイミド樹脂を製造することがより好ましい。ジカルボン酸化合物を分割添加する方法を用いる場合、理由は明らかではないが、光学フィルムの弾性率及び降伏点歪を向上させるに最適な樹脂が得られると考えられる。また、ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量を上記範囲内に調整しやすい。
したがって、本発明の光学フィルムに含まれるポリアミドイミド樹脂、及び、本発明のポリアミドイミド樹脂は、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とジカルボン酸化合物とを反応させる製造方法であって、ジカルボン酸化合物を分割添加する製造方法により製造された樹脂であることが好ましく、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とを反応させて中間体(A)を生成する工程(I)、及び、該中間体(A)とジカルボン酸化合物とを反応させる工程(II)を含む製造方法であって、該工程(II)において、該ジカルボン酸化合物を分割添加する製造方法により製造された樹脂であることがより好ましい。
上記の工程(I)及び工程(II)を含む製造方法によりポリアミドイミド樹脂を製造する場合、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とを反応させて中間体(A)を生成する工程(I)の反応温度は、特に限定されないが、例えば5〜200℃、好ましくは5〜100℃、より好ましくは5〜50℃、さらに好ましくは5〜25℃であってよい。反応時間は、例えば1分〜72時間、好ましくは10分〜24時間であってよい。また、反応は空気中又は不活性ガス雰囲気(例えば窒素、アルゴン等)で撹拌しながら行ってよく、常圧下、加圧下又は減圧下で行ってもよい。好ましい実施態様では、常圧及び/又は不活性ガス雰囲気下、撹拌しながら行う。
工程(I)では、ジアミン化合物とテトラカルボン酸化合物とが反応して中間体(A)、すなわち、ポリアミック酸が生成する。そのため、中間体(A)はジアミン化合物由来の構成単位とテトラカルボン酸化合物由来の構成単位とを少なくとも有する。
次に工程(II)において、中間体(A)とジカルボン酸化合物とを反応させ、ここで、該ジカルボン酸化合物を分割添加することが好ましい。工程(I)で得られた反応液にジカルボン酸化合物を分割添加し、中間体(A)とジカルボン酸化合物とを反応させる。ジカルボン酸化合物を一度に添加するのではなく、分割添加することにより、ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量を上記の好ましい範囲に調整しやすい。なお、本明細書において、分割添加とは、添加するジカルボン酸化合物を何回かにわけて添加すること、より詳細には添加するジカルボン酸を特定量に分け、所定間隔又は所定時間をあけてそれぞれ添加することを意味する。該所定間隔又は所定時間は非常に短い間隔又は時間も含まれるため、分割添加には連続添加又は連続フィードも含まれる。
工程(II)において、ジカルボン酸化合物を分割添加する際の分割回数は、反応スケールや原料の種類等により適宜選択でき、好ましくは2〜20回、より好ましくは3〜10回、さらに好ましくは3〜6回である。
ジカルボン酸化合物は、均等な量に分割して添加してもよく、不均等な量に分割して添加してもよい。各添加の間の時間(以下、添加間隔という場合がある)は、全て同一であっても異なっていてもよい。また、ジカルボン酸化合物を二種以上添加する場合、用語「分割添加」は、全てのジカルボン酸化合物の合計量を分割して添加することを意味し、各ジカルボン酸化合物の分割の仕方は特に限定されないが、例えば各ジカルボン酸化合物を別々に一括又は分割添加してもよいし、各ジカルボン酸化合物を一緒に分割添加してもよいし、これらの組合せであってもよい。
工程(II)において、ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量が、得られるポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量に対して好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上に達した時点で、添加するジカルボン酸化合物の総モル量に対して好ましくは1〜40モル%、より好ましくは2〜25モル%のジカルボン酸化合物を添加することが好ましい。
工程(II)の反応温度は、特に限定されないが、例えば5〜200℃、好ましくは5〜100℃、より好ましくは5〜50℃、さらに好ましくは5〜25℃であってよい。また、反応は空気中又は窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気で撹拌しながら行ってよく、常圧下、加圧下又は減圧下で行ってもよい。好ましい態様では、常圧及び/又は前記不活性ガス雰囲気下、撹拌しながら工程(II)を行う。
工程(II)において、ジカルボン酸化合物を分割添加後、所定時間撹拌等して反応させることで、ポリアミドイミド前駆体が得られる。なお、ポリアミドイミド前駆体は、例えば、ポリアミドイミド前駆体を含む反応液に多量の水等を加え、ポリアミドイミド前駆体を析出させ、濾過、濃縮、乾燥等を行うことにより単離できる。
工程(II)では、中間体(A)とジカルボン酸化合物とが反応してポリアミドイミド前駆体が得られる。そのため、ポリアミドイミド前駆体は、ジアミン化合物由来の構成単位、テトラカルボン酸由来の構成単位、及びジカルボン酸化合物由来の構成単位を少なくとも有するイミド化前(閉環前)のポリアミドイミドを示す。
ポリアミドイミド樹脂の製造方法は、さらに、イミド化触媒の存在下、ポリアミドイミド前駆体をイミド化する工程(III)を含んでいてもよい。工程(II)で得たポリアミドイミド前駆体を工程(III)に供することにより、ポリアミドイミド前駆体の構成単位のうち、ポリアミック酸構造を有する構造単位部分がイミド化され(閉環され)、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含むポリアミドイミド樹脂を得ることができる。イミド化触媒としては、例えばトリプロピルアミン、ジブチルプロピルアミン、エチルジブチルアミン等の脂肪族アミン;N−エチルピペリジン、N−プロピルピペリジン、N−ブチルピロリジン、N−ブチルピペリジン、及びN−プロピルヘキサヒドロアゼピン等の脂環式アミン(単環式);アザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、アザビシクロ[3.2.1]オクタン、アザビシクロ[2.2.2]オクタン、及びアザビシクロ[3.2.2]ノナン等の脂環式アミン(多環式);並びにピリジン、2−メチルピリジン(2−ピコリン)、3−メチルピリジン(3−ピコリン)、4−メチルピリジン(4−ピコリン)、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,4−ジメチルピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、3,4−シクロペンテノピリジン、5,6,7,8−テトラヒドロイソキノリン、及びイソキノリン等の芳香族アミンが挙げられる。また、イミド化反応を促進しやすい観点から、イミド化触媒とともに、酸無水物を用いることが好ましい。酸無水物は、イミド化反応に用いられる慣用の酸無水物等が挙げられ、その具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸等の脂肪族酸無水物、フタル酸等の芳香族酸無水物などが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組合せた分離手段により単離(分離精製)してもよく、好ましい態様では、ポリアミドイミド系樹脂を含む反応液に、多量のメタノール等のアルコールを加え、樹脂を析出させ、濃縮、濾過、乾燥等を行うことにより単離することができる。
<添加剤>
本発明の光学フィルムは、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、光学フィルムの用途に応じて適宜選択でき、例えば、シリカ粒子等のフィラー、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。これらの添加剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。光学フィルムが添加剤を含む場合、添加剤の含有量は、光学フィルム100質量部に対して、例えば0.001〜60質量部、好ましくは0.1〜40質量部、より好ましくは0.2〜20質量部程度である。
本発明の光学フィルムは、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、光学フィルムの用途に応じて適宜選択でき、例えば、シリカ粒子等のフィラー、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。これらの添加剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。光学フィルムが添加剤を含む場合、添加剤の含有量は、光学フィルム100質量部に対して、例えば0.001〜60質量部、好ましくは0.1〜40質量部、より好ましくは0.2〜20質量部程度である。
<光学フィルム>
本発明の光学フィルムは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位、特にZが特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基である式(2)で表される構成単位を含むため、弾性率及び降伏点歪が向上される。これにより、高弾性率と高降伏点歪とを有することができるため、例えば物体による衝撃を受けても、凹み欠陥、割れ、破断等の発生を有効に抑制できる。さらに、本発明の光学フィルムは優れた光学特性も有する。そのため、本発明の光学フィルムは、フレキシブル表示装置として好適に使用できる。なお、本明細書において、光学特性とは、例えば全光線透過率(以下、Ttと称することがある)、YI値、及びヘーズ等を含む光学的に評価し得る特性を意味し、「光学特性が向上する」とは、例えば、Ttが高くなること、YI値が低くなること、ヘーズが低くなることを示す。
本発明の光学フィルムは、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位、特にZが特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基である式(2)で表される構成単位を含むため、弾性率及び降伏点歪が向上される。これにより、高弾性率と高降伏点歪とを有することができるため、例えば物体による衝撃を受けても、凹み欠陥、割れ、破断等の発生を有効に抑制できる。さらに、本発明の光学フィルムは優れた光学特性も有する。そのため、本発明の光学フィルムは、フレキシブル表示装置として好適に使用できる。なお、本明細書において、光学特性とは、例えば全光線透過率(以下、Ttと称することがある)、YI値、及びヘーズ等を含む光学的に評価し得る特性を意味し、「光学特性が向上する」とは、例えば、Ttが高くなること、YI値が低くなること、ヘーズが低くなることを示す。
本発明の光学フィルムの厚さは、用途に応じて適宜調整されるが、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは30μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは65μm以下、とりわけ好ましくは55μm以下である。光学フィルムの厚さは、膜厚計などで測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムのTtは、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上であり、通常100%以下である。Ttが上記の下限以上であると透明性が良好となり、例えば表示装置の前面板に使用した場合に、高い視認性に寄与することができる。なお、Ttは、光学フィルムの上記厚さの範囲におけるTtであってよい。また、Ttは、JIS K 7105:1981に準拠してヘーズコンピュータを用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムのヘーズは、好ましくは3.0%以下、より好ましくは2.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下、とりわけ好ましくは0.5%以下、とりわけより好ましくは0.3%以下であり、通常0.01%以上である。光学フィルムのヘーズが上記の上限以下であると透明性が良好となり、例えば表示装置の前面板に使用した場合に、高い視認性に寄与することができる。なお、ヘーズは、例えば、JIS K 7136:2000に準拠してヘーズコンピュータを用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムのYI値は、好ましくは8以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下、とりわけ好ましくは2.5以下、とりわけより好ましくは2以下であり、通常−5以上であり、好ましくは−2以上である。光学フィルムのYI値が上記の上限以下であると透明性が良好となり、例えば表示装置の前面板に使用した場合に、高い視認性に寄与することができる。なお、YI値は、例えば、JIS K 7373:2006に準拠して、紫外可視近赤外分光光度計を用いて300〜800nmの光に対する透過率測定を行い、3刺激値(X、Y、Z)を求め、YI=100×(1.2769X−1.0592Z)/Yの式に基づいて算出できる。例えばYI値は実施例に記載の方法により求めることができる。
本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムの25℃における弾性率は、好ましくは5.0GPa以上、より好ましくは5.5GPa以上、さらに好ましくは6.0GPa以上、とりわけ好ましくは6.5GPa以上であり、通常15GPa以下である。弾性率が上記の下限以上であると、光学フィルムの凹み欠陥等の発生を抑制しやすい。なお、弾性率は、引張試験機を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムの25℃における降伏点歪は、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1.0%以上、さらに好ましくは1.50%以上、とりわけ好ましくは1.60%以上、とりわけより好ましくは1.62%以上であり、通常5.0%以下である。降伏点歪が上記の下限以上であると、ゴム性が大きく、光学フィルムの割れや破断等の発生を抑制しやすい。なお、降伏点歪はゴム性等を示す指標であり、引張試験機を用いて測定されたヤングの法則に則る領域の傾きと歪み軸切片と応力−歪曲線(以下、S−S曲線と称することがある)との交点の歪みの値を示し、例えば実施例に記載の方法により求めることができる。
本発明の光学フィルムの用途は特に限定されず、種々の用途に使用してよい。本発明の光学フィルムは、上記に述べたように単層であっても、積層体であってもよく、本発明の光学フィルムをそのまま使用してもよいし、さらに他のフィルムとの積層体として使用してもよい。なお、光学フィルムが積層体である場合、光学フィルムの片面又は両面に積層された全ての層を含めて光学フィルムと称する。
本発明の光学フィルムが積層体である場合、光学フィルムの少なくとも一方の面に1以上の機能層を有することが好ましい。機能層としては、例えば紫外線吸収層、ハードコート層、プライマー層、ガスバリア層、粘着層、色相調整層、屈折率調整層などが挙げられる。機能層は単独又は二種以上組合せて使用できる。
紫外線吸収層は、紫外線吸収の機能を有する層であり、例えば、紫外線硬化型の透明樹脂、電子線硬化型の透明樹脂、及び熱硬化型の透明樹脂から選ばれる主材と、この主材に分散した紫外線吸収剤とから構成される。
粘着層は、粘着性の機能を有する層であり、光学フィルムを他の部材に接着させる機能を有する。粘着層の形成材料としては、通常知られたものを用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂組成物又は光硬化性樹脂組成物を用いることができる。この場合、事後的にエネルギーを供給することで熱硬化性樹脂組成物又は光硬化性樹脂組成物を高分子化し硬化させることができる。
粘着層は、感圧型接着剤(Pressure Sensitive Adhesive、PSA)と呼ばれる、押圧により対象物に貼着される層であってもよい。感圧型接着剤は、「常温で粘着性を有し、軽い圧力で被着材に接着する物質」(JIS K 6800)である粘着剤であってもよく、「特定成分を保護被膜(マイクロカプセル)に内容し、適当な手段(圧力、熱等)によって被膜を破壊するまでは安定性を保持できる接着剤」(JIS K 6800)であるカプセル型接着剤であってもよい。
色相調整層は、色相調整の機能を有する層であり、光学フィルムを目的の色相に調整することができる層である。色相調整層は、例えば、樹脂及び着色剤を含有する層である。この着色剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、弁柄、チタニウムオキサイド系焼成顔料、群青、アルミン酸コバルト、及びカーボンブラック等の無機顔料;アゾ系化合物、キナクリドン系化合物、アンスラキノン系化合物、ペリレン系化合物、イソインドリノン系化合物、フタロシアニン系化合物、キノフタロン系化合物、スレン系化合物、及びジケトピロロピロール系化合物等の有機顔料;硫酸バリウム、及び炭酸カルシウム等の体質顔料;並びに塩基性染料、酸性染料、及び媒染染料等の染料を挙げることができる。
屈折率調整層は、屈折率調整の機能を有する層であり、例えば単層の光学フィルムとは異なる屈折率を有し、光学フィルムに所定の屈折率を付与することができる層である。屈折率調整層は、例えば、適宜選択された樹脂、及び場合によりさらに顔料を含有する樹脂層であってもよいし、金属の薄膜であってもよい。屈折率を調整する顔料としては、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化錫、酸化チタン、酸化ジルコニウム及び酸化タンタルが挙げられる。該顔料の平均一次粒子径は、0.1μm以下であってもよい。顔料の平均一次粒子径を0.1μm以下とすることにより、屈折率調整層を透過する光の乱反射を防止し、透明度の低下を防止することができる。屈折率調整層に用いられる金属としては、例えば、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ケイ素、酸化インジウム、酸窒化チタン、窒化チタン、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素等の金属酸化物又は金属窒化物が挙げられる。
本発明の一実施態様において、光学フィルムは、少なくとも一方の面(片面又は両面)に保護フィルムを有していてもよい。例えば光学フィルムの片面に機能層を有する場合には、保護フィルムは、光学フィルム側の表面又は機能層側の表面に積層されていてもよく、光学フィルム側と機能層側の両方に積層されていてもよい。光学フィルムの両面に機能層を有する場合には、保護フィルムは、片方の機能層側の表面に積層されていてもよく、両方の機能層側の表面に積層されていてもよい。保護フィルムは、光学フィルム又は機能層の表面を一時的に保護するためのフィルムであり、光学フィルム又は機能層の表面を保護できる剥離可能なフィルムである限り特に限定されない。保護フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム及びアクリル系樹脂フィルムからなる群から選択されることが好ましい。光学フィルムが保護フィルムを2つ有する場合、各保護フィルムは同一であっても異なっていてもよい。
保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、通常、10〜120μm、好ましくは15〜110μm、より好ましくは20〜100μmである。光学フィルムが保護フィルムを2つ有する場合、各保護フィルムの厚さは同一であっても異なっていてもよい。
〔光学フィルムの製造方法〕
本発明の光学フィルムは、特に限定されないが、例えば以下の工程:
(a)前記ポリアミドイミド樹脂を含む液(樹脂ワニスと称する場合がある)を調製する工程(ワニス調製工程)、
(b)樹脂ワニスを基材に塗布して塗膜を形成する工程(塗布工程)、及び
(c)塗布された液(塗膜)を乾燥させて、光学フィルムを形成する工程(光学フィルム形成工程)
を含む方法によって製造することができる。
本発明の光学フィルムは、特に限定されないが、例えば以下の工程:
(a)前記ポリアミドイミド樹脂を含む液(樹脂ワニスと称する場合がある)を調製する工程(ワニス調製工程)、
(b)樹脂ワニスを基材に塗布して塗膜を形成する工程(塗布工程)、及び
(c)塗布された液(塗膜)を乾燥させて、光学フィルムを形成する工程(光学フィルム形成工程)
を含む方法によって製造することができる。
ワニス調製工程において、前記ポリアミドイミド樹脂を溶媒に溶解し、必要に応じて前記添加剤を添加して撹拌混合することによりワニスを調製する。
ワニスの調製に用いられる溶媒は、前記ポリアミドイミド樹脂を溶解可能であれば特に限定されない。かかる溶媒としては、例えばN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒;ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;及びそれらの組合せが挙げられる。これらの中でも、アミド系溶媒又はラクトン系溶媒が好ましい。これらの溶媒は単独又は二種以上組合せて使用できる。また、樹脂ワニスには水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、非環状エステル系溶媒、エーテル系溶媒などが含まれてもよい。ワニスの固形分濃度は、好ましくは1〜25質量%、より好ましくは5〜15質量%である。なお、本明細書において、ワニスの固形分とは、ワニスから溶媒を除いた成分の合計量を示す。
塗布工程において、公知の塗布方法により、基材上にワニスを塗布して塗膜を形成する。公知の塗布方法としては、例えばワイヤーバーコーティング法、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、ダイコート法、カンマコート法、リップコート法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法、流涎成形法等が挙げられる。
光学フィルム形成工程において、塗膜を乾燥し、基材から剥離することによって、光学フィルムを形成することができる。剥離後にさらに光学フィルムを乾燥する乾燥工程を行ってもよい。塗膜の乾燥は、通常50〜350℃の温度にて行うことができる。必要に応じて、不活性雰囲気又は減圧の条件下において塗膜の乾燥を行ってよい。
基材の例としては、PETフィルム、PENフィルム、他のポリイミド系樹脂又はポリアミド系樹脂フィルム等が挙げられる。中でも、耐熱性に優れる観点から、PETフィルム、PENフィルム等が好ましく、さらに光学フィルムとの密着性及びコストの観点から、PETフィルムがより好ましい。
〔フレキシブル表示装置〕
本発明は、本発明の光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置を包含する。本発明の光学フィルムは、好ましくはフレキシブル表示装置において前面板として用いられ、該前面板はウインドウフィルムと称されることがある。該フレキシブル表示装置は、フレキシブル表示装置用積層体と、有機EL表示パネルとからなり、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル表示装置用積層体としては、さらに偏光板、タッチセンサを含有していてもよく、それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサ又はウインドウフィルム、タッチセンサ、偏光板の順に積層されていることが好ましい。タッチセンサよりも視認側に偏光板が存在すると、タッチセンサのパターンが視認されにくくなり表示画像の視認性が良くなるので好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、前記ウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサのいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。
本発明は、本発明の光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置を包含する。本発明の光学フィルムは、好ましくはフレキシブル表示装置において前面板として用いられ、該前面板はウインドウフィルムと称されることがある。該フレキシブル表示装置は、フレキシブル表示装置用積層体と、有機EL表示パネルとからなり、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル表示装置用積層体としては、さらに偏光板、タッチセンサを含有していてもよく、それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサ又はウインドウフィルム、タッチセンサ、偏光板の順に積層されていることが好ましい。タッチセンサよりも視認側に偏光板が存在すると、タッチセンサのパターンが視認されにくくなり表示画像の視認性が良くなるので好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、前記ウインドウフィルム、偏光板、タッチセンサのいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。
〔偏光板〕
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、偏光板、中でも円偏光板をさらに備えることが好ましい。円偏光板は、直線偏光板にλ/4位相差板を積層することにより右円偏光成分又は左円偏光成分のみを透過させる機能を有する機能層である。例えば外光を右円偏光に変換して有機ELパネルで反射されて左円偏光となった外光を遮断し、有機ELの発光成分のみを透過させることで反射光の影響を抑制して画像を見やすくするために用いられる。円偏光機能を達成するためには、直線偏光板の吸収軸とλ/4位相差板の遅相軸は理論上45°である必要があるが、実用的には45±10°である。直線偏光板とλ/4位相差板は必ずしも隣接して積層される必要はなく、吸収軸と遅相軸の関係が前述の範囲を満足していればよい。全波長において完全な円偏光を達成することが好ましいが実用上は必ずしもその必要はないので本発明における円偏光板は楕円偏光板をも包含する。直線偏光板の視認側にさらにλ/4位相差フィルムを積層して、出射光を円偏光とすることで偏光サングラスをかけた状態での視認性を向上させることも好ましい。
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、偏光板、中でも円偏光板をさらに備えることが好ましい。円偏光板は、直線偏光板にλ/4位相差板を積層することにより右円偏光成分又は左円偏光成分のみを透過させる機能を有する機能層である。例えば外光を右円偏光に変換して有機ELパネルで反射されて左円偏光となった外光を遮断し、有機ELの発光成分のみを透過させることで反射光の影響を抑制して画像を見やすくするために用いられる。円偏光機能を達成するためには、直線偏光板の吸収軸とλ/4位相差板の遅相軸は理論上45°である必要があるが、実用的には45±10°である。直線偏光板とλ/4位相差板は必ずしも隣接して積層される必要はなく、吸収軸と遅相軸の関係が前述の範囲を満足していればよい。全波長において完全な円偏光を達成することが好ましいが実用上は必ずしもその必要はないので本発明における円偏光板は楕円偏光板をも包含する。直線偏光板の視認側にさらにλ/4位相差フィルムを積層して、出射光を円偏光とすることで偏光サングラスをかけた状態での視認性を向上させることも好ましい。
直線偏光板は、透過軸方向に振動している光は通すが、それとは垂直な振動成分の偏光を遮断する機能を有する機能層である。前記直線偏光板は、直線偏光子単独又は直線偏光子及びその少なくとも一面に貼り付けられた保護フィルムを備えた構成であってもよい。前記直線偏光板の厚さは、200μm以下であってもよく、好ましくは、0.5〜100μmである。直線偏光板の厚さが前記の範囲にあると直線偏光板の柔軟性が低下し難い傾向にある。
前記直線偏光子は、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略すことがある)系フィルムを染色、延伸することで製造されるフィルム型偏光子であってもよい。延伸によって配向したPVA系フィルムに、ヨウ素等の二色性色素が吸着、又はPVAに吸着した状態で延伸されることで二色性色素が配向し、偏光性能を発揮する。前記フィルム型偏光子の製造においては、他に膨潤、ホウ酸による架橋、水溶液による洗浄、乾燥等の工程を有していてもよい。延伸や染色工程はPVA系フィルム単独で行ってもよいし、ポリエチレンテレフタレートのような他のフィルムと積層された状態で行うこともできる。用いられるPVA系フィルムの厚さは、好ましくは10〜100μmであり、前記延伸倍率は、好ましくは2〜10倍である。
さらに前記偏光子の他の一例としては、液晶偏光組成物を塗布して形成する液晶塗布型偏光子が挙げられる。前記液晶偏光組成物は、液晶性化合物及び二色性色素化合物を含むことができる。前記液晶性化合物は、液晶状態を示す性質を有していればよく、スメクチック相等の高次の配向状態を有していると高い偏光性能を発揮することができるため好ましい。また、液晶性化合物は、重合性官能基を有することが好ましい。
前記二色性色素化合物は、前記液晶化合物とともに配向して二色性を示す色素であって、重合性官能基を有していてもよく、また、二色性色素自身が液晶性を有していてもよい。
液晶偏光組成物に含まれる化合物のいずれかは重合性官能基を有する。前記液晶偏光組成物はさらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。
前記液晶偏光層は、配向膜上に液晶偏光組成物を塗布して液晶偏光層を形成することにより製造される。液晶偏光層は、フィルム型偏光子に比べて厚さを薄く形成することができ、その厚さは好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。
さらに前記偏光子の他の一例としては、液晶偏光組成物を塗布して形成する液晶塗布型偏光子が挙げられる。前記液晶偏光組成物は、液晶性化合物及び二色性色素化合物を含むことができる。前記液晶性化合物は、液晶状態を示す性質を有していればよく、スメクチック相等の高次の配向状態を有していると高い偏光性能を発揮することができるため好ましい。また、液晶性化合物は、重合性官能基を有することが好ましい。
前記二色性色素化合物は、前記液晶化合物とともに配向して二色性を示す色素であって、重合性官能基を有していてもよく、また、二色性色素自身が液晶性を有していてもよい。
液晶偏光組成物に含まれる化合物のいずれかは重合性官能基を有する。前記液晶偏光組成物はさらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。
前記液晶偏光層は、配向膜上に液晶偏光組成物を塗布して液晶偏光層を形成することにより製造される。液晶偏光層は、フィルム型偏光子に比べて厚さを薄く形成することができ、その厚さは好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。
前記配向膜は、例えば基材上に配向膜形成組成物を塗布し、ラビング、偏光照射等により配向性を付与することにより製造される。前記配向膜形成組成物は、配向剤を含み、さらに溶剤、架橋剤、開始剤、分散剤、レベリング剤、シランカップリング剤等を含んでいてもよい。前記配向剤としては、例えば、ポリビニルアルコール類、ポリアクリレート類、ポリアミック酸類、ポリイミド類が挙げられる。偏光照射により配向性を付与する配向剤を用いる場合、シンナメート基を含む配向剤を使用することが好ましい。前記配向剤として使用される高分子の重量平均分子量は、例えば、10,000〜1,000,000程度である。前記配向膜の厚さは、好ましくは5〜10,000nmであり、配向規制力が十分に発現される点で、より好ましくは10〜500nmである。
前記液晶偏光層は基材から剥離して転写して積層することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウフィルムの透明基材としての役割を担うことも好ましい。
前記液晶偏光層は基材から剥離して転写して積層することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウフィルムの透明基材としての役割を担うことも好ましい。
前記保護フィルムとしては、透明な高分子フィルムであればよく前記ウインドウフィルムの透明基材に使用される材料や添加剤と同じものが使用できる。また、エポキシ樹脂等のカチオン硬化組成物やアクリレート等のラジカル硬化組成物を塗布して硬化して得られるコーティング型の保護フィルムであってもよい。該保護フィルムは、必要により可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤等を含んでいてもよい。該保護フィルムの厚さは、好ましくは200μm以下、より好ましくは1〜100μmである。保護フィルムの厚さが前記の範囲にあると、該フィルムの柔軟性が低下し難い傾向にある。
前記λ/4位相差板は、入射光の進行方向に直交する方向、すなわちフィルムの面内方向にλ/4の位相差を与えるフィルムである。前記λ/4位相差板は、セルロース系フィルム、オレフィン系フィルム、ポリカーボネート系フィルム等の高分子フィルムを延伸することで製造される延伸型位相差板であってもよい。前記λ/4位相差板は、必要により位相差調整剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤等を含んでいてもよい。
前記延伸型位相差板の厚さは、好ましくは200μm以下、より好ましくは1〜100μmである。延伸型位相差板の厚さが前記の範囲にあると、該延伸型位相差板の柔軟性が低下し難い傾向にある。
さらに前記λ/4位相差板の他の一例としては、液晶組成物を塗布して形成する液晶塗布型位相差板が挙げられる。
前記液晶組成物は、ネマチック、コレステリック、スメクチック等の液晶状態を示す液晶性化合物を含む。前記液晶性化合物は、重合性官能基を有する。
前記液晶組成物は、さらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。
前記液晶塗布型位相差板は、前記液晶偏光層と同様に、液晶組成物を下地上に塗布、硬化して液晶位相差層を形成することで製造することができる。液晶塗布型位相差板は、延伸型位相差板に比べて厚さを薄く形成することができる。前記液晶偏光層の厚さは、好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。
前記液晶塗布型位相差板は基材から剥離して転写して積層することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウフィルムの透明基材としての役割を担うことも好ましい。
前記延伸型位相差板の厚さは、好ましくは200μm以下、より好ましくは1〜100μmである。延伸型位相差板の厚さが前記の範囲にあると、該延伸型位相差板の柔軟性が低下し難い傾向にある。
さらに前記λ/4位相差板の他の一例としては、液晶組成物を塗布して形成する液晶塗布型位相差板が挙げられる。
前記液晶組成物は、ネマチック、コレステリック、スメクチック等の液晶状態を示す液晶性化合物を含む。前記液晶性化合物は、重合性官能基を有する。
前記液晶組成物は、さらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。
前記液晶塗布型位相差板は、前記液晶偏光層と同様に、液晶組成物を下地上に塗布、硬化して液晶位相差層を形成することで製造することができる。液晶塗布型位相差板は、延伸型位相差板に比べて厚さを薄く形成することができる。前記液晶偏光層の厚さは、好ましくは0.5〜10μm、より好ましくは1〜5μmである。
前記液晶塗布型位相差板は基材から剥離して転写して積層することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウフィルムの透明基材としての役割を担うことも好ましい。
一般的には、短波長ほど複屈折が大きく長波長になるほど小さな複屈折を示す材料が多い。この場合には全可視光領域でλ/4の位相差を達成することはできないので、視感度の高い560nm付近に対してλ/4となるように、面内位相差は、好ましくは100〜180nm、より好ましくは130〜150nmとなるように設計される。通常とは逆の複屈折率波長分散特性を有する材料を用いた逆分散λ/4位相差板は、視認性が良好となる点で好ましい。このような材料としては、例えば延伸型位相差板は特開2007−232873号公報等に、液晶塗布型位相差板は特開2010−30979号公報等に記載されているものを用いることができる。
また、他の方法としてはλ/2位相差板と組合せることで広帯域λ/4位相差板を得る技術も知られている(例えば、特開平10−90521号公報など)。λ/2位相差板もλ/4位相差板と同様の材料方法で製造される。延伸型位相差板と液晶塗布型位相差板の組合せは任意であるが、どちらも液晶塗布型位相差板を用いることにより厚さを薄くすることができる。
前記円偏光板には斜め方向の視認性を高めるために、正のCプレートを積層する方法が知られている(例えば、特開2014−224837号公報など)。正のCプレートは、液晶塗布型位相差板であっても延伸型位相差板であってもよい。該位相差板の厚さ方向の位相差は、好ましくは−200〜−20nm、より好ましくは−140〜−40nmである。
また、他の方法としてはλ/2位相差板と組合せることで広帯域λ/4位相差板を得る技術も知られている(例えば、特開平10−90521号公報など)。λ/2位相差板もλ/4位相差板と同様の材料方法で製造される。延伸型位相差板と液晶塗布型位相差板の組合せは任意であるが、どちらも液晶塗布型位相差板を用いることにより厚さを薄くすることができる。
前記円偏光板には斜め方向の視認性を高めるために、正のCプレートを積層する方法が知られている(例えば、特開2014−224837号公報など)。正のCプレートは、液晶塗布型位相差板であっても延伸型位相差板であってもよい。該位相差板の厚さ方向の位相差は、好ましくは−200〜−20nm、より好ましくは−140〜−40nmである。
〔タッチセンサ〕
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、タッチセンサをさらに備えることが好ましい。タッチセンサは入力手段として用いられる。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等様々な様式が挙げられ、好ましくは静電容量方式が挙げられる。
静電容量方式タッチセンサは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される表示部に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない非表示部に対応する領域である。タッチセンサはフレキシブルな特性を有する基板と、前記基板の活性領域に形成された感知パターンと、前記基板の非活性領域に形成され、前記感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むことができる。フレキシブルな特性を有する基板としては、前記ウインドウフィルムの透明基板と同様の材料が使用できる。
本発明のフレキシブル表示装置は、上記の通り、タッチセンサをさらに備えることが好ましい。タッチセンサは入力手段として用いられる。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等様々な様式が挙げられ、好ましくは静電容量方式が挙げられる。
静電容量方式タッチセンサは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される表示部に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない非表示部に対応する領域である。タッチセンサはフレキシブルな特性を有する基板と、前記基板の活性領域に形成された感知パターンと、前記基板の非活性領域に形成され、前記感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むことができる。フレキシブルな特性を有する基板としては、前記ウインドウフィルムの透明基板と同様の材料が使用できる。
前記感知パターンは、第1方向に形成された第1パターン及び第2方向に形成された第2パターンを備えることができる。第1パターンと第2パターンとは互いに異なる方向に配置される。第1パターン及び第2パターンは、同一層に形成され、タッチされる地点を感知するためには、それぞれのパターンが電気的に接続されなければならない。第1パターンは複数の単位パターンが継ぎ手を介して互いに接続された形態であるが、第2パターンは複数の単位パターンがアイランド形態に互いに分離された構造になっているので、第2パターンを電気的に接続するためには別途のブリッジ電極が必要である。第2パターンの接続のための電極には、周知の透明電極を適用することができる。該透明電極の素材としては、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム亜鉛スズ酸化物(IZTO)、インジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)、カドミウムスズ酸化物(CTO)、PEDOT(poly(3,4−ethylenedioxythiophene))、炭素ナノチューブ(CNT)、グラフェン及び金属ワイヤなどが挙げられ、好ましくはITOが挙げられる。これらは単独又は2種以上混合して使用できる。金属ワイヤに使用される金属は特に限定されず、例えば、銀、金、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン、セレニウム及びクロムなどが挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して使用することができる。
ブリッジ電極は感知パターン上部に絶縁層を介して前記絶縁層上部に形成されることができ、基板上にブリッジ電極が形成されており、その上に絶縁層及び感知パターンを形成することができる。前記ブリッジ電極は感知パターンと同じ素材で形成することもでき、モリブデン、銀、アルミニウム、銅、パラジウム、金、白金、亜鉛、スズ、チタン又はこれらのうちの2種以上の合金で形成することもできる。
第1パターンと第2パターンは電気的に絶縁されなければならないので、感知パターンとブリッジ電極の間には絶縁層が形成される。該絶縁層は、第1パターンの継ぎ手とブリッジ電極との間にのみ形成することや、感知パターン全体を覆う層として形成することもできる。感知パターン全体を覆う層の場合、ブリッジ電極は絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して第2パターンを接続することができる。
ブリッジ電極は感知パターン上部に絶縁層を介して前記絶縁層上部に形成されることができ、基板上にブリッジ電極が形成されており、その上に絶縁層及び感知パターンを形成することができる。前記ブリッジ電極は感知パターンと同じ素材で形成することもでき、モリブデン、銀、アルミニウム、銅、パラジウム、金、白金、亜鉛、スズ、チタン又はこれらのうちの2種以上の合金で形成することもできる。
第1パターンと第2パターンは電気的に絶縁されなければならないので、感知パターンとブリッジ電極の間には絶縁層が形成される。該絶縁層は、第1パターンの継ぎ手とブリッジ電極との間にのみ形成することや、感知パターン全体を覆う層として形成することもできる。感知パターン全体を覆う層の場合、ブリッジ電極は絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して第2パターンを接続することができる。
前記タッチセンサは、感知パターンが形成されたパターン領域と、感知パターンが形成されていない非パターン領域との間の透過率の差、具体的には、これらの領域における屈折率の差によって誘発される光透過率の差を適切に補償するための手段として基板と電極の間に光学調節層をさらに含むことができる。該光学調節層は、無機絶縁物質又は有機絶縁物質を含むことができる。光学調節層は光硬化性有機バインダー及び溶剤を含む光硬化組成物を基板上にコーティングして形成することができる。前記光硬化組成物は無機粒子をさらに含むことができる。前記無機粒子によって光学調節層の屈折率を高くすることができる。
前記光硬化性有機バインダーは、本発明の効果を損ねない範囲で、例えば、アクリレート系単量体、スチレン系単量体、カルボン酸系単量体などの各単量体の共重合体を含むことができる。前記光硬化性有機バインダーは、例えば、エポキシ基含有繰り返し単位、アクリレート繰り返し単位、カルボン酸繰り返し単位などの互いに異なる各繰り返し単位を含む共重合体であってもよい。
前記無機粒子としては、例えば、ジルコニア粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子などが挙げられる。
前記光硬化組成物は、光重合開始剤、重合性モノマー、硬化補助剤などの各添加剤をさらに含むこともできる。
前記光硬化性有機バインダーは、本発明の効果を損ねない範囲で、例えば、アクリレート系単量体、スチレン系単量体、カルボン酸系単量体などの各単量体の共重合体を含むことができる。前記光硬化性有機バインダーは、例えば、エポキシ基含有繰り返し単位、アクリレート繰り返し単位、カルボン酸繰り返し単位などの互いに異なる各繰り返し単位を含む共重合体であってもよい。
前記無機粒子としては、例えば、ジルコニア粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子などが挙げられる。
前記光硬化組成物は、光重合開始剤、重合性モノマー、硬化補助剤などの各添加剤をさらに含むこともできる。
〔接着層〕
前記フレキシブル表示装置用積層体を形成する、ウインドウフィルム、円偏光板、タッチセンサ等の各層)並びに各層を構成する、直線偏光板やλ/4位相差板等のフィルム部材は、接着剤によって接合することができる。該接着剤としては、水系接着剤、有機溶剤系、無溶剤系接着剤、固体接着剤、溶剤揮散型接着剤、水系溶剤揮散型接着剤、湿気硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、嫌気硬化型、活性エネルギー線硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、熱溶融型接着剤、感圧型接着剤、感圧型粘着剤、再湿型接着剤等、通常使用されている接着剤等を使用でき、好ましくは水系溶剤揮散型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤を使用できる。接着剤層の厚さは、求められる接着力等に応じて適宜調節することができ、好ましくは0.01〜500μm、より好ましくは0.1〜300μmである。前記フレキシブル表示装置用積層体には、複数の接着層が存在するが、それぞれの厚さや種類は、同一であっても異なっていてもよい。
前記フレキシブル表示装置用積層体を形成する、ウインドウフィルム、円偏光板、タッチセンサ等の各層)並びに各層を構成する、直線偏光板やλ/4位相差板等のフィルム部材は、接着剤によって接合することができる。該接着剤としては、水系接着剤、有機溶剤系、無溶剤系接着剤、固体接着剤、溶剤揮散型接着剤、水系溶剤揮散型接着剤、湿気硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、嫌気硬化型、活性エネルギー線硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、熱溶融型接着剤、感圧型接着剤、感圧型粘着剤、再湿型接着剤等、通常使用されている接着剤等を使用でき、好ましくは水系溶剤揮散型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤を使用できる。接着剤層の厚さは、求められる接着力等に応じて適宜調節することができ、好ましくは0.01〜500μm、より好ましくは0.1〜300μmである。前記フレキシブル表示装置用積層体には、複数の接着層が存在するが、それぞれの厚さや種類は、同一であっても異なっていてもよい。
前記水系溶剤揮散型接着剤としては、ポリビニルアルコール系ポリマー、でんぷん等の水溶性ポリマー、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン−ブタジエン系エマルジョン等水分散状態のポリマーを主剤ポリマーとして使用することができる。前記主剤ポリマーと水とに加えて、架橋剤、シラン系化合物、イオン性化合物、架橋触媒、酸化防止剤、染料、顔料、無機フィラー、有機溶剤等を配合してもよい。前記水系溶剤揮散型接着剤によって接着する場合、前記水系溶剤揮散型接着剤を被接着層間に注入して被着層を貼合した後、乾燥させることで接着性を付与することができる。前記水系溶剤揮散型接着剤を用いる場合、その接着層の厚さは、好ましくは0.01〜10μm、より好ましくは0.1〜1μmである。前記水系溶剤揮散型接着剤を複数層に用いる場合、それぞれの層の厚さや種類は同一であっても異なっていてもよい。
前記活性エネルギー線硬化型接着剤は、活性エネルギー線を照射して接着剤層を形成する反応性材料を含む活性エネルギー線硬化組成物の硬化により形成することができる。前記活性エネルギー線硬化組成物は、ハードコート組成物に含まれるものと同様のラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の少なくとも1種の重合物を含有することができる。前記ラジカル重合性化合物は、ハードコート組成物におけるラジカル重合性化合物と同じ化合物を用いることができる。
前記カチオン重合性化合物は、ハードコート組成物におけるカチオン重合性化合物と同じ化合物を用いることができる。
活性エネルギー線硬化組成物に用いられるカチオン重合性化合物としては、エポキシ化合物が好ましい。接着剤組成物としての粘度を下げるために単官能の化合物を反応性希釈剤として含むことも好ましい。
前記カチオン重合性化合物は、ハードコート組成物におけるカチオン重合性化合物と同じ化合物を用いることができる。
活性エネルギー線硬化組成物に用いられるカチオン重合性化合物としては、エポキシ化合物が好ましい。接着剤組成物としての粘度を下げるために単官能の化合物を反応性希釈剤として含むことも好ましい。
活性エネルギー線組成物は、粘度を低下させるために、単官能の化合物を含むことができる。該単官能の化合物としては、1分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート系単量体や、1分子中に1個のエポキシ基又はオキセタニル基を有する化合物、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
活性エネルギー線組成物は、さらに重合開始剤を含むことができる。該重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル及びカチオン重合開始剤等が挙げられ、これらは適宜選択して用いられる。これらの重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくとも一種により分解されて、ラジカル又はカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を進行させるものである。ハードコート組成物の記載の中で活性エネルギー線照射によりラジカル重合又はカチオン重合の内の少なくともいずれか開始することができる開始剤を使用することができる。
前記活性エネルギー線硬化組成物はさらに、イオン捕捉剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、密着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動粘度調整剤、可塑剤、消泡剤溶剤、添加剤、溶剤を含むことができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤によって2つの被接着層を接着する場合、前記活性エネルギー線硬化組成物を被接着層のいずれか一方又は両方に塗布後、貼合し、いずれかの被着層又は両方の被接着層に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、で接着することができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を用いる場合、その接着層の厚さは、好ましくは0.01〜20μm、より好ましくは0.1〜10μmである。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を複数の接着層形成に用いる場合、それぞれの層の厚さや種類は同一であっても異なっていてもよい。
活性エネルギー線組成物は、さらに重合開始剤を含むことができる。該重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル及びカチオン重合開始剤等が挙げられ、これらは適宜選択して用いられる。これらの重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくとも一種により分解されて、ラジカル又はカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を進行させるものである。ハードコート組成物の記載の中で活性エネルギー線照射によりラジカル重合又はカチオン重合の内の少なくともいずれか開始することができる開始剤を使用することができる。
前記活性エネルギー線硬化組成物はさらに、イオン捕捉剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、密着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動粘度調整剤、可塑剤、消泡剤溶剤、添加剤、溶剤を含むことができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤によって2つの被接着層を接着する場合、前記活性エネルギー線硬化組成物を被接着層のいずれか一方又は両方に塗布後、貼合し、いずれかの被着層又は両方の被接着層に活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、で接着することができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を用いる場合、その接着層の厚さは、好ましくは0.01〜20μm、より好ましくは0.1〜10μmである。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を複数の接着層形成に用いる場合、それぞれの層の厚さや種類は同一であっても異なっていてもよい。
前記粘着剤としては、主剤ポリマーに応じて、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等に分類され何れを使用することもできる。粘着剤には主剤ポリマーに加えて、架橋剤、シラン系化合物、イオン性化合物、架橋触媒、酸化防止剤、粘着付与剤、可塑剤、染料、顔料、無機フィラー等を配合してもよい。前記粘着剤を構成する各成分を溶剤に溶解・分散させて粘着剤組成物を得て、該粘着剤組成物を基材上に塗布した後に乾燥させることで、粘着剤層接着層が形成される。粘着層は直接形成されてもよいし、別途基材に形成したものを転写することもできる。接着前の粘着面をカバーするためには離型フィルムを使用することも好ましい。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を用いる場合、その接着層の厚さは、好ましくは0.1〜500μm、より好ましくは1〜300μmである。前記粘着剤を複数層用いる場合には、それぞれの層の厚さや種類は同一であっても異なっていてもよい。
〔遮光パターン〕
前記遮光パターンは、前記フレキシブル表示装置のベゼルまたはハウジングの少なくとも一部として適用することができる。遮光パターンによって前記フレキシブル表示装置の辺縁部に配置される配線が隠されて視認されにくくすることで、画像の視認性が向上する。前記遮光パターンは単層または複層の形態であってもよい。遮光パターンのカラーは特に制限されることはなく、黒色、白色、金属色などの多様なカラーであってもよい。遮光パターンはカラーを具現するための顔料と、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの高分子で形成することができる。これらの単独または2種類以上の混合物で使用することもできる。前記遮光パターンは、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど各種の方法にて形成することができる。遮光パターンの厚さは、好ましくは1〜100μm、より好ましくは2〜50μmである。また、遮光パターンの厚さ方向に傾斜等の形状を付与することも好ましい。
前記遮光パターンは、前記フレキシブル表示装置のベゼルまたはハウジングの少なくとも一部として適用することができる。遮光パターンによって前記フレキシブル表示装置の辺縁部に配置される配線が隠されて視認されにくくすることで、画像の視認性が向上する。前記遮光パターンは単層または複層の形態であってもよい。遮光パターンのカラーは特に制限されることはなく、黒色、白色、金属色などの多様なカラーであってもよい。遮光パターンはカラーを具現するための顔料と、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの高分子で形成することができる。これらの単独または2種類以上の混合物で使用することもできる。前記遮光パターンは、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど各種の方法にて形成することができる。遮光パターンの厚さは、好ましくは1〜100μm、より好ましくは2〜50μmである。また、遮光パターンの厚さ方向に傾斜等の形状を付与することも好ましい。
〔ポリアミドイミド樹脂〕
本発明は、式(1)で表される構成単位、及び式(2)で表される構成単位を少なくとも有し、式(2)で表される構成単位が、Zとして、式(3)で表される基を含むポリアミドイミド樹脂を包含する。該ポリアミドイミド樹脂は、<ポリアミドイミド樹脂>の項に記載の式(2)中のZとして式(3)で表される基を含むポリアミドイミド樹脂と同様のものである。
本発明は、式(1)で表される構成単位、及び式(2)で表される構成単位を少なくとも有し、式(2)で表される構成単位が、Zとして、式(3)で表される基を含むポリアミドイミド樹脂を包含する。該ポリアミドイミド樹脂は、<ポリアミドイミド樹脂>の項に記載の式(2)中のZとして式(3)で表される基を含むポリアミドイミド樹脂と同様のものである。
本発明のポリアミドイミド樹脂は、式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位、特にZが、特定の電子供与性基を有する2価の芳香族基である式(2)で表される構成単位を有するため、降伏点歪を維持しつつ、優れた弾性率を示す光学フィルムを形成できる。また、該光学フィルムは優れた光学特性を有することもできる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、質量%及び質量部を意味する。まず評価方法について説明する。
<弾性率及び降伏点歪の測定>
実施例及び比較例で得られた光学フィルムの25℃、50%R.H.における弾性率を(株)島津製作所製「オートグラフAG−IS」を用いて測定した。より詳細には縦横10mm幅のフィルムを作製し、チャック間距離50mm、引張速度10mm/分の条件でS−S曲線を測定し、その傾きから弾性率を算出した。
また降伏点歪は以下の通り算出した。
1.S−S曲線のデータ整理
S−S曲線における測定開始点から連続10点をサンプリングし、最小二乗法により二次関数にフィッティングする。その後、サンプリング範囲10点の二次関数フィッティングにより上に凸の形状になるまで、測定開始点の左側から1点を除外し右側の1点を追加する。フィッティング関数が上に凸になった時点でデータ整理を終了とする。
2.S−S曲線の接線方程式の計算
前記1.のデータのn=i〜j(j=2〜50)のデータで最小二乗法により傾きと切片を求める。その後、j−1個の傾きについてk番目(K=1〜48)から49番目のデータを最小二乗法で1次関数にフィッティングし、歪が0の時の傾きを外挿により求める。得られた48点の中央値をとり、歪0のときの直線の傾き(S−S曲線接線)と定義する。切片についても同様に計算し、歪0におけるS−S曲線の接線の方程式を得る。
3.降伏点歪の計算
前記2.で得られたS−S曲線の歪0における接線を歪方向に0.2%平行移動する。応力の測定データが、平行移動した直線の応力を上回ったデータの歪値を降伏点歪とする。
実施例及び比較例で得られた光学フィルムの25℃、50%R.H.における弾性率を(株)島津製作所製「オートグラフAG−IS」を用いて測定した。より詳細には縦横10mm幅のフィルムを作製し、チャック間距離50mm、引張速度10mm/分の条件でS−S曲線を測定し、その傾きから弾性率を算出した。
また降伏点歪は以下の通り算出した。
1.S−S曲線のデータ整理
S−S曲線における測定開始点から連続10点をサンプリングし、最小二乗法により二次関数にフィッティングする。その後、サンプリング範囲10点の二次関数フィッティングにより上に凸の形状になるまで、測定開始点の左側から1点を除外し右側の1点を追加する。フィッティング関数が上に凸になった時点でデータ整理を終了とする。
2.S−S曲線の接線方程式の計算
前記1.のデータのn=i〜j(j=2〜50)のデータで最小二乗法により傾きと切片を求める。その後、j−1個の傾きについてk番目(K=1〜48)から49番目のデータを最小二乗法で1次関数にフィッティングし、歪が0の時の傾きを外挿により求める。得られた48点の中央値をとり、歪0のときの直線の傾き(S−S曲線接線)と定義する。切片についても同様に計算し、歪0におけるS−S曲線の接線の方程式を得る。
3.降伏点歪の計算
前記2.で得られたS−S曲線の歪0における接線を歪方向に0.2%平行移動する。応力の測定データが、平行移動した直線の応力を上回ったデータの歪値を降伏点歪とする。
<Ttの測定>
JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘーズコンピュータHGM−2DPにより、実施例及び比較例で得られた光学フィルムのTtを測定した。
JIS K 7105:1981に準拠して、スガ試験機(株)製の全自動直読ヘーズコンピュータHGM−2DPにより、実施例及び比較例で得られた光学フィルムのTtを測定した。
<ヘーズ(Haze)>
JIS K 7136:2000に準拠して、実施例及び比較例で得られた光学フィルムを30mm×30mmの大きさにカットし、ヘーズコンピュータ(スガ試験機(株)製、「HGM−2DP」)を用いてヘーズ(%)を測定した。
JIS K 7136:2000に準拠して、実施例及び比較例で得られた光学フィルムを30mm×30mmの大きさにカットし、ヘーズコンピュータ(スガ試験機(株)製、「HGM−2DP」)を用いてヘーズ(%)を測定した。
<YI値>
JIS K 7373:2006に準拠して、実施例及び比較例で得られた光学フィルムのYI値(Yellow Index)を、日本分光(株)製の紫外可視近赤外分光光度計「V−670」を用いて測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、光学フィルムをサンプルホルダーにセットして、300〜800nmの光に対する透過率測定を行い、3刺激値(X、Y、Z)を求め、下記式に基づいてYI値を算出した。
YI=100×(1.2769X−1.0592Z)/Y
JIS K 7373:2006に準拠して、実施例及び比較例で得られた光学フィルムのYI値(Yellow Index)を、日本分光(株)製の紫外可視近赤外分光光度計「V−670」を用いて測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、光学フィルムをサンプルホルダーにセットして、300〜800nmの光に対する透過率測定を行い、3刺激値(X、Y、Z)を求め、下記式に基づいてYI値を算出した。
YI=100×(1.2769X−1.0592Z)/Y
<重量平均分子量の測定>
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定
(1)前処理方法
実施例及び比較例で得られたポリアミドイミド樹脂(サンプル)にDMF溶離液(10mmol/L臭化リチウム溶液)を濃度2mg/mLとなるように加え、80℃にて30分間攪拌しながら加熱し、冷却後、0.45μmメンブランフィルターろ過したものを測定溶液とした。
(2)測定条件
カラム:東ソー(株)製TSKgel α−2500((7)7.8mm径×300mm)×1本、α−M((13)7.8mm径×300mm)×2本
溶離液:DMF(10mmol/LMの臭化リチウム添加)
流量:1.0mL/分
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定
(1)前処理方法
実施例及び比較例で得られたポリアミドイミド樹脂(サンプル)にDMF溶離液(10mmol/L臭化リチウム溶液)を濃度2mg/mLとなるように加え、80℃にて30分間攪拌しながら加熱し、冷却後、0.45μmメンブランフィルターろ過したものを測定溶液とした。
(2)測定条件
カラム:東ソー(株)製TSKgel α−2500((7)7.8mm径×300mm)×1本、α−M((13)7.8mm径×300mm)×2本
溶離液:DMF(10mmol/LMの臭化リチウム添加)
流量:1.0mL/分
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン
<厚さの測定>
実施例及び比較例で得られた光学フィルムの厚さは、マイクロメーター((株)ミツトヨ製「ID−C112XBS」)を用いて測定した。
実施例及び比較例で得られた光学フィルムの厚さは、マイクロメーター((株)ミツトヨ製「ID−C112XBS」)を用いて測定した。
<実施例1>
[ポリアミドイミド樹脂(1)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)をTFMBの固形分が5.28質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)をTFMBに対して40.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2,5−ジメチルテレフタル酸クロライド(DMTPC)をTFMBに対して27.14mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにDMTPCをTFMBに対して27.14mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、DMTPCをTFMBに対して6.03mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して60.30mol%、無水酢酸をTFMBに対して281.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(1)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(1)の重量平均分子量は、449,000であった。
[ポリアミドイミド樹脂(1)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)をTFMBの固形分が5.28質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)をTFMBに対して40.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2,5−ジメチルテレフタル酸クロライド(DMTPC)をTFMBに対して27.14mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにDMTPCをTFMBに対して27.14mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、DMTPCをTFMBに対して6.03mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して60.30mol%、無水酢酸をTFMBに対して281.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(1)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(1)の重量平均分子量は、449,000であった。
[光学フィルム(1)の製造]
得られたポリアミドイミド樹脂(1)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(1)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(1)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが50μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ45μmの光学フィルム(1)を得た。
得られたポリアミドイミド樹脂(1)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(1)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(1)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが50μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ45μmの光学フィルム(1)を得た。
<実施例2>
[ポリアミドイミド樹脂(2)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.63質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、DMTPCをTFMBに対して36.37mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらに6FTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、DMTPCをTFMBに対して8.08mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して80.81mol%、無水酢酸をTFMBに対して141.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(2)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(2)の重量平均分子量は、482,000であった。
[ポリアミドイミド樹脂(2)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.63質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、DMTPCをTFMBに対して36.37mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらに6FTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、DMTPCをTFMBに対して8.08mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して80.81mol%、無水酢酸をTFMBに対して141.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(2)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(2)の重量平均分子量は、482,000であった。
[光学フィルム(2)の製造]
得られたポリアミドイミド樹脂(2)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(2)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(2)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(2)を得た。
得られたポリアミドイミド樹脂(2)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(2)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(2)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(2)を得た。
<比較例1>
[ポリアミドイミド樹脂(3)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.35質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して41.24mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、テレフタル酸クロライド(TPC)をTFMBに対して55.67mol%になるように加え、l30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、TPCをTFMBに対して6.19mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して61.86mol%、無水酢酸をTFMBに対して288.66mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(3)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(3)の重量平均分子量は、174,000であった。
[ポリアミドイミド樹脂(3)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.35質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して41.24mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、テレフタル酸クロライド(TPC)をTFMBに対して55.67mol%になるように加え、l30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、TPCをTFMBに対して6.19mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して61.86mol%、無水酢酸をTFMBに対して288.66mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(3)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(3)の重量平均分子量は、174,000であった。
[光学フィルム(3)の製造]
得られたポリアミドイミド樹脂(3)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(3)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(3)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(3)を得た。
得られたポリアミドイミド樹脂(3)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(3)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(3)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(3)を得た。
<実施例3>
[ポリアミドイミド樹脂(4)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が6.08質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.10mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2−メトキシテレフタル酸クロライド(OMTPC)をTFMBに対して27.14mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにOMTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、OMTPCをTFMBに対して6.03mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して60.30mol%、無水酢酸をTFMBに対して140.70mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(4)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(4)の重量平均分子量は、441,000であった。
[ポリアミドイミド樹脂(4)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が6.08質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.10mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2−メトキシテレフタル酸クロライド(OMTPC)をTFMBに対して27.14mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにOMTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、OMTPCをTFMBに対して6.03mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して60.30mol%、無水酢酸をTFMBに対して140.70mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(4)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(4)の重量平均分子量は、441,000であった。
[光学フィルム(4)の製造]
得られたポリアミドイミド樹脂(4)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(4)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(4)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(4)を得た。
得られたポリアミドイミド樹脂(4)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(4)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(4)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(4)を得た。
<実施例4>
[ポリアミドイミド樹脂(5)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.61質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2−メトキシテレフタル酸クロライド(OMTPC)をTFMBに対して36.36mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにOMTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、OMTPCをTFMBに対して8.08mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して80.81mol%、無水酢酸をTFMBに対して141.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(5)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(5)の重量平均分子量は、483,000であった。
[ポリアミドイミド樹脂(5)の調製]
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えたセパラブルフラスコに、TFMB及びDMAcをTFMBの固形分が5.61質量%となるように加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに6FDAをTFMBに対して20.20mol%になるように添加し、室温で3時間撹拌した。その後、10℃に冷却した後に、2−メトキシテレフタル酸クロライド(OMTPC)をTFMBに対して36.36mol%になるように加え、10分攪拌後に、さらにOMTPCをTFMBに対して36.37mоl%になるように加え、30分間攪拌した。その後、はじめに加えたDMAcと同量のDMAcを加え、10分間攪拌した後に、OMTPCをTFMBに対して8.08mol%になるように加え、2時間攪拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミンと4−ピコリンをそれぞれTFMBに対して80.81mol%、無水酢酸をTFMBに対して141.41mol%とを加え、30分間撹拌した後、内温を70℃に昇温し、さらに3時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、60℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂(5)を得た。得られたポリアミドイミド樹脂(5)の重量平均分子量は、483,000であった。
[光学フィルム(5)の製造]
得られたポリアミドイミド樹脂(5)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(5)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(5)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(5)を得た。
得られたポリアミドイミド樹脂(5)に、濃度が10質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミド樹脂ワニス(5)を作製した。得られたポリアミドイミド樹脂ワニス(5)をポリエステル基材(東洋紡(株)製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の厚さが55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃で30分間、次いで140℃で15分間乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに200℃で60分間乾燥し、厚さ50μmの光学フィルム(5)を得た。
表1に示されるように、実施例1〜4で得られた光学フィルムは、比較例1で得られた光学フィルムと比べ、弾性率が高いことが確認された。また、実施例1及び2で得られた光学フィルムは、優れた降伏点歪を有する。従って、本発明の光学フィルムは、降伏点歪を維持しつつ、優れた弾性率を示すことがわかった。
Claims (15)
- 式(3)において、2つの結合手は互いにパラ位に位置する、請求項2に記載の光学フィルム。
- 式(1)で表される構成単位は、Yとして、式(4)
で表される基を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。 - 式(4)中、Vは、単結合、−O−、−CH2−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−又は−C(CF3)2−を表す、請求項4に記載の光学フィルム。
- 式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、k及びnは互いに独立に1又は2を表す、請求項2〜6のいずれかに記載の光学フィルム。
- 式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、請求項2〜6のいずれかに記載の光学フィルム。
- 式(3)中、R1は、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表し、kは1を表し、nは1又は2を表す、請求項2〜6のいずれかに記載の光学フィルム。
- 厚さは10〜200μmである、請求項1〜10のいずれかに記載の光学フィルム。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の光学フィルムを備える、フレキシブル表示装置。
- タッチセンサをさらに備える、請求項12に記載のフレキシブル表示装置。
- 偏光板をさらに備える、請求項12又は13に記載のフレキシブル表示装置。
- 式(1)
で表される構成単位、及び
式(2)
で表される構成単位を少なくとも有し、
式(2)で表される構成単位は、Zとして、式(3)
で表される基を含む、ポリアミドイミド樹脂。
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