JP6469948B2 - 透明電極用フィルム - Google Patents
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Description
また、透明電極の基材には、太陽光からの紫外線や液晶バックライト光源からの紫外線による劣化防止(特に屋外で用いられるモバイル機器においては、外光による部材の劣化防止)のために、しばしば紫外線吸収能が要求される。光学用ポリエステルフィルムに用いられる紫外線吸収剤としては、例えば特許文献3に開示のような紫外線吸収剤が報告されている。
また、密着性向上のための無機系易接着層は、該無機系易接着層自身が硬くて傷が入り易い問題に加え、柔軟性が低い為、タッチパネルのようにペンや指で押圧されたり等適度な柔軟性が求められる用途のための透明電極には不向きである。
そこで本発明は、有機系の易接着層を備え、より高度に干渉斑を抑制し、偏光サングラスを通して視認したとしても干渉斑が見え難く、また密着性にも優れた透明電極用フィルムを提供することを目的とする。
そこで本発明は、透明電極の基材として用いた際に干渉斑を好適に抑制できるような分子配向度を具備しながら、紫外線吸収剤のブリードアウトが抑制された透明電極用フィルムを提供することを、望ましい目的とする。
1.ポリエステルフィルムおよびその片面に設けられた易接着層を有するフィルムであって、
該ポリエステルフィルムの面内のレタデーションが7000nm以上であり、厚さが5〜250μmであり、
上記ポリエステルフィルムが、ポリエステルフィルムの質量を基準として0.1〜10質量%の下記一般式(1)
該易接着層が、熱可塑性樹脂からなるバインダー成分を主たる成分として含有し、表面の濡れ指数が60mN/m以上である、
透明電極用フィルム。
2.上記易接着層のバインダー成分が、バインダー成分の質量を基準として40〜90質量%の共重合ポリエステルおよびバインダー成分の質量を基準として10〜60質量%のポリビニルアルコールからなる、上記1に記載の透明電極用フィルム。
3.上記易接着層とは反対側の面にハードコート層を有する、上記1または2のいずれか1項に記載の透明電極用フィルム。
4.上記1〜3に記載の透明電極用フィルムの上記易接着層とは反対側の面、もしくは、上記易接着層とは反対側の面にハードコート層を有する場合は該ハードコート層の上に透明導電層を設けた透明電極。
5.上記易接着層の上にポリビニルアルコールからなる偏光子を有する、上記4に記載の透明電極。
6.液晶表示装置と共に用いられるタッチパネル用である、上記4または5に記載の透明電極。
また、本発明の望ましい態様によれば、透明電極の基材として用いた際に干渉斑を好適に抑制できるような分子配向度を具備しながら、紫外線吸収剤のブリードアウトが抑制された透明電極用フィルムを提供することができる。
本発明におけるポリエステルフィルムは、ポリエステルから形成されてなる。
かかるポリエステルは、ジカルボン酸成分とグリコール成分とからなる。ジカルボン酸成分としては、好ましい分子配向度が得やすいという観点、および機械的特性、熱的特性に優れるといった観点から、芳香族ジカルボン酸成分が好ましい。芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸に由来する成分を好ましく例示することができる。また、グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコールに由来する成分を好ましく例示することができる。なかでもポリエステルとしては、耐熱性、光学特性の観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。かかるポリエチレンテレフタレートは、本発明の目的を阻害しない限りにおいて共重合成分を含有して共重合ポリエチレンテレフタレートであってもよい。
本発明におけるポリエステルフィルムは、面内のレタデーションが7000nm以上である。ここでレタデーションとは、フィルム面内において最大屈折率(nTD)と、かかる最大屈折率を示す方向と垂直な方向における屈折率(nMD)とから、|nTD−nMD|×フィルム厚み(nm)として求められる値である。
ポリエステルフィルムの面内のレタデーションが上記範囲にあることで、偏光子から射出される直線偏光の振動方向の変化を抑制することができる。さらに、外からの光が反射するに際して生じる干渉縞を抑制することができる。かかる観点から、面内のレタデーションは、好ましくは7500nm以上、より好ましくは7800nm以上、さらに好ましくは8000nm以上、特に好ましくは8500nm以上である。他方、直線偏光の振動方向変化抑制の観点からはレタデーションの上限は特に限定されないが、ポリエステルフィルムの延伸配向により上記レタデーションの態様とすることを考慮すると、過剰に高すぎるレタデーションを得ようとするとフィルム破断が生じやすくなったり、また得られたポリエステルフィルムが脆くなったりする傾向にある。かかる観点から、面内のレタデーションの上限は、30000nmであることが好ましい。
本発明におけるポリエステルフィルムの厚みは、透明電極用フィルムとして、特にタッチパネルに用いられる透明電極用フィルムとして適した強度、コシが得られ、また適したレタデーションが得やすく、透明性に優れる観点から、5〜250μmである。薄すぎると適したレタデーションが得難くなる傾向にあり、強度、コシが低下する傾向にある。また取り扱い性に劣り、他の光学部材との貼り合わせや装置への組み込みが困難となる傾向にある。さらに、製膜が困難となる傾向にある。他方、厚すぎると、ポリエステルフィルムの質量増加により製品質量も増加する傾向にある。また透明性に劣る傾向にある。かかる観点から、厚みは、好ましくは10〜125μm、より好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは25〜100μmである。
本発明におけるポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの質量を基準として0.1〜10質量%の紫外線吸収剤を含有することが好ましい。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤等が挙げられるが、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤であることが好ましい。
上記一般式(1)中、Arは、1〜4価のビフェニル残基を表す。本発明においては、かかる構造が肝要であり、ブリードアウト抑制の効果は、かかる構造によって奏されるところが大きい。Arは、コストや化合物の得やすさ等の観点から、2〜4価の基であることが好ましく、2価であることがさらに好ましい。
置換基として好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基がある。より好ましくは、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、アルキル基である。
Xa、XbおよびXcの特に好ましい態様は、Xaが窒素原子であり、Arと結合している炭素とXaとの間が二重結合であり、XbおよびXcが酸素原子である態様である。これにより紫外線吸収能、波長特性、紫外線吸収剤の安定性、耐熱性をさらに高くすることができる。
上記一般式(1)中、nは、1〜4の整数を表す。紫外線吸収能の向上効果を高める、また紫外線吸収剤の安定性および製造のしやすさ等の観点から、nとして好ましくは1〜3であり、さらに好ましくは1〜2であり、特に好ましくは2である。nが小さいと昇華しやすくなる傾向にあり、nが大きいと合成が難くなる傾向にあり、また可視光領域の光を吸収しやすくなる傾向にあり、透過率低下と色相悪化の傾向にある。
さらに、前記一般式(1)で表わされる紫外線吸収剤は、下記一般式(2)で表わされる紫外線吸収剤であることが好ましい。このような構成とすることによって、前記一般式(1)で表わされる紫外線吸収剤に対して、ブリードアウト抑制効果を保持したまま、あるいはさらに優れたものとした上で、紫外線吸収能をさらに優れたものとすることができる。また、化合物としての安定性が向上し、長期にわたって紫外線吸収能を維持することができるようになる。さらに、合成が容易であり、コスト、生産性に優れる。
上記一般式(2)中、Rは、前記一般式(1)におけるRと同義であり、好ましい態様および得られる効果も同様である。
上記一般式(2)中、mは、前記一般式(1)におけるmと同義であり、好ましい態様および得られる効果も同様である。
上記一般式(2)中、nは、前記一般式(1)におけるnと同義であり、好ましい態様および得られる効果も同様である。
さらに、前記一般式(2)で表わされる紫外線吸収剤は、下記一般式(3)で表わされる紫外線吸収剤であることが好ましい。このような構成とすることによって、前記一般式(2)で表わされる化合物に対して、紫外線吸収能を保持したまま、あるいはこれらをさらに優れたものとした上で、ブリードアウト抑制効果をさらに優れたものとすることができる。また、化合物としての安定性がさらに向上し、より長期にわたって紫外線吸収能を維持することができるようになる。さらに、合成がより容易であり、コスト、生産性にさらに優れる。
前記一般式(1)〜(3)のいずれかで表わされる紫外線吸収剤は、任意の方法で合成することができる。例えば、公知の特許文献等、例えば特開昭57−209979号公報の実施例および比較例、特開平7−11231号公報の実施例および比較例、特開2009−286717号公報の実施例および比較例等を参考にして、任意のアントラニル酸と任意の酸クロライドから合成することができる。
本発明におけるポリエステルフィルムには、上記紫外線吸収剤以外にも、本発明の目的を損なわない範囲において、滑剤(ワックス等)、粒子(有機粒子、無機粒子、有機無機複合粒子等)、酸化防止剤、帯電防止剤、離型剤、蛍光増白剤等の添加剤を含有していてもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲において、他の紫外線吸収剤(金属系紫外線吸収剤や、例えば特開平7−11231号公報に記載の紫外線吸収剤等)を併用することもできる。
以下、本発明におけるポリエステルフィルムの製造方法について一例を挙げて説明する。
まず、上述のポリエステルに、必要に応じて所定量の紫外線吸収剤および任意に他の添加剤を添加したポリエステル組成物を得る。例えば、ポリエステルからなり紫外線吸収剤を含有したマスターバッチと、希釈用のポリエステルチップとを、得られるポリエステルフィルム中の紫外線吸収剤の含有量が所定の範囲となるように混合すればよい。得られたポリエステル組成物を、熱風乾燥機や真空装置等を用いて充分に乾燥する。その後、押出機に投入して、ポリエステルの融点以上の温度、例えば260〜320℃で溶融し、かかる溶融樹脂をフィルターにより濾過して異物を除去し、スリット状の口金を備えるダイから溶融シートを押し出し、冷却された、例えば10〜70℃程度のキャスティングドラム上にて急冷固化させて未延伸フィルムを得る。ここで得られる未延伸フィルムの厚みは、得ようとするフィルムの厚みおよび延伸倍率を考慮して決定すればよい。
そして、好ましくは塗液が塗布された未延伸フィルムを、ステンターに導き、横方向に、好ましくは80〜110℃で、好ましくは2.0〜6.0倍、さらに好ましくは3.0〜4.5倍で延伸を行い、横一軸延伸フィルムを得る。本発明においては、このような延伸条件を採用することにより、望ましいレタデーションを有するポリエステルフィルムを得ることができる。
なお、横一軸配向フィルムは、さらに必要に応じて上記熱処理温度より10〜20℃低い温度で縦方向および/または幅方向に0〜20%収縮させながら再熱処理を行うことにより、熱収縮率を調整することができる。
縦方向に一軸延伸するに際しても、上記条件を参考にして、同様に行うことができる。
本発明のフィルムは、ポリエステルフィルムの片面に、熱可塑性樹脂からなるバインダー成分を主たる成分として含有し、表面の濡れ指数が60mN/m以上である易接着層(特に後述のHC易接着層と区別する場合は、本易接着層をPVA易接着層と呼称する。)を有する。かかる易接着層により、PVAフィルム等の他部材や、かかる部材との貼り合わせに用いられるPVA系の水糊との接着性に優れる。すなわち、PVA系の水糊を介して偏光子と貼り合わせるに際しては、結果として本発明のフィルムとPVAフィルムからなる偏光子との接着性に優れることとなる。かかる観点から、PVA易接着層の表面の濡れ指数は、65mN/m以上が好ましく、70mN/m以上がより好ましい。他方、PVAとの接着性の観点からは、濡れ指数は高い方が好ましいが、高すぎると塗布した水糊の厚みが不均一になる問題が生じる可能性があるため、好ましくは90mN/m以下、より好ましくは80mN/m以下、さらに好ましくは74mN/m以下である。また、上記において「主たる成分として含有し」とは、後述するPVA易接着層における任意成分以外のその余をバインダー成分が占める態様であればよい。例えば易接着層の質量を基準として70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
より好ましくは、バインダー成分が、バインダー成分の質量を基準として40〜90質量%の共重合ポリエステルおよびバインダー成分の質量を基準として10〜60質量%のポリビニルアルコールからなる態様であり、これによりポリエステルフィルムとPVAとの両方の接着性にさらに優れる。共重合ポリエステルの含有量が少なすぎ、ポリビニルアルコールの含有量が多すぎると、ポリエステルフィルムとの接着性の向上効果が低くなる傾向にあり、他方、共重合ポリエステルの含有量が多すぎ、ポリビニルアルコールの含有量が少なすぎると、PVAとの接着性の向上効果が低くなる傾向にある。かかる観点から、共重合ポリエステルの含有量は、50〜80質量%がより好ましく、ポリビニルアルコールの含有量は、20〜50質量%がより好ましい。
PVA易接着層の共重合ポリエステルとして、以下に示す多塩基酸成分とポリオール成分とからなるポリエステルを挙げることができる。本発明における易接着層の共重合ポリエステルは、これら多塩基酸成分、ポリオール成分の少なくとも一方が2種以上の成分を含むものである。
本発明におけるPVA易接着層のポリビニルアルコールとしては、ケン化度が80〜95モル%のポリビニルアルコールを用いることが好ましく、さらに好ましくは85〜90モル%である。かかるポリビニルアルコールとして、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ビニルアルコール−ビニルブチラール共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体が例示され、これらの中でもビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体が好ましい。通常、ビニルアルコールの共重合比率がケン化度で表わされる。上記のごとく易接着層のポリビニルアルコールのケン化度を高くすることによって、PVA系の水糊やPVAフィルムからなる偏光子との接着性をより強固なものとすることができる。
ケン化度は、低すぎると接着性の向上効果が低下する傾向にあり、他方高すぎると易接着層の耐湿性が低下する傾向にある。
PVA易接着層中にはフィルムに滑り性を付与する目的で、PVA易接着層の質量を基準として0.1〜5.0質量%の粒子を含有することが好ましい。粒子の含有量は0.2〜3.0質量%であることがさらに好ましい。粒子の含有量が下限値に満たないとフィルムの滑性、すなわち搬送性が不足する傾向にあり、一方、上限を超える場合はフィルムのヘーズ値が高くなる傾向にあり、ディスプレイ用途に使用し難くなる傾向にある。
PVA易接着層における粒子の平均粒径は10〜300nmであることが、透明性と滑性のバランスの観点から好ましい。
PVA易接着層は、さらに架橋剤を含有し、易接着層をより強固にすることが好ましい。これにより接着性の向上効果が高くなる。易接着層がポリビニルアルコールを含有する態様においては、かかる成分は経時的に脆くなりやすいため、その使用により偏光子との接着性が高まるものの、易接着層の強度は経時的に低下することがある。そのため、さらに架橋剤を含有することにより、該架橋剤が自己架橋してネットワーク構造を形成し、易接着層の強度を経時的に維持することができるようになる。
架橋剤の含有量は、上記効果の観点から、バインダー成分の質量を基準として0〜20質量%が好ましく、さらに好ましくは10〜20質量%である。
PVA易接着層の厚さは、好ましくは0.01〜1μmである。これにより濡れ性を確保しやすくなり、上記濡れ性を達成し易くなる。易接着層の厚さが薄過ぎると、濡れ性の確保が困難となる傾向にあり、接着性の向上効果が低くなる傾向にあり、逆に厚過ぎるとブロッキングを起こしたり、ヘーズ値が高くなったりする可能性がある。かかる観点から、易接着層の厚さは、より好ましくは0.01〜0.3μm、さらに好ましくは0.02〜0.25μm、特に好ましくは0.02〜0.12μmの範囲である。
ハードコート層(HC層)を形成するに際しては、本発明のフィルムは、ポリエステルフィルムの片面に上述のPVA易接着層を有し、もう一方の面に、表面の濡れ指数が40mN/m以上、60mN/m未満である易接着層(特に前述のPVA易接着層と区別する場合は、本易接着層をHC易接着層と呼称する。)を有する態様を、好ましい態様として例示できる。かかるHC易接着層により、ハードコート層との接着性に優れる。濡れ指数は高すぎる場合はハードコート層を形成するための剤が濡れ広がり難く、結果として接着性に劣る傾向にあり、他方低すぎる場合も表面が不活性すぎることにより接着性が低下する傾向にある。かかる観点から、HC易接着層の表面の濡れ指数は、40mN/m以上が好ましく、45mN/m以上がより好ましく、また60mN/m以下が好ましく、55mN/m以下がより好ましい。
HC易接着層のアクリル樹脂は、ガラス転移点(Tg)が、好ましくは20〜80℃、さらに好ましくは25〜70℃である。これによりHC易接着性により優れる。また耐ブロッキング性に優れる。ガラス転移点が20℃未満であるとフィルムブロッキング性が悪化し、ガラス転移点が80℃より高いと造膜性が低くなり、またHC易接着性の向上効果が低くなる傾向にある。アクリル樹脂は、水に可溶性または分散性のアクリル樹脂が特に好ましいが、多少の有機溶剤を含有する水に可溶性または分散性であってもよい。
HC易接着層中にはフィルムに滑り性を付与したり、耐傷性を付与したりする目的で、HC易接着層の質量を基準として0.1〜10質量%の粒子を含有することが好ましい。粒子の含有量は0.2〜3.0質量%であることがさらに好ましい。粒子の含有量が下限値に満たないとフィルムの滑性、すなわち搬送性が不足する傾向にあり、また耐傷性の向上効果が低くなる傾向にあり、一方、上限を超える場合はフィルムのヘーズ値が高くなる傾向にあり、また易接着層の凝集力が低くなる傾向にあり、それにより接着性が低くなる傾向にある。
HC易接着層は、さらに架橋剤を含有し、易接着層をより強固にすることが好ましい。これにより接着性の向上効果が高くなる。
かかる架橋剤としては、エポキシ系、イソシアネート系、オキサゾリン系、ウレタン系、メラミン系等の架橋剤を用いることができる。なかでも接着性により優れる観点から、オキサゾリン系架橋剤が好ましい。また、オキサゾリン架橋剤は、取り扱いがしやすく、塗布液のポットライフが比較的長い。なお、架橋剤は2種以上を併用してもよい。
HC易接着層の厚さは、好ましくは40〜100nmである。これにより上記濡れ性を達成し易くなる。易接着層の厚さが薄過ぎると、濡れ性が低くなる傾向にあり、接着性の向上効果が低くなる傾向にある。他方厚すぎると、ブロッキングを起こしたり、ヘーズ値が高くなったりする可能性がある。かかる観点から、易接着層の厚さは、より好ましくは50〜90nmである。
また、HC易接着層の屈折率は、1.58〜1.65が好ましい。上記厚みと該屈折率とを同時に満たすことによって、ハードコート層を形成した際のハードコート層との干渉による虹斑を低減する効果が得られる。
易接着層は、易接着層を構成する成分を含有する水溶液、水分散液あるいは乳化液等の水性塗液(以下、単に塗液を呼称する場合がある。)の形態で使用され、それを塗布して塗膜を形成し、かかる塗膜を乾燥、必要に応じて効果して形成することが好ましい。塗液には、塗膜を形成するために、必要に応じて、前記成分以外の他の成分、例えば帯電防止剤、着色剤、界面活性剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。
塗液の固形分濃度は、通常20質量%以下であるが、特に1〜10質量%であることが好ましい。この割合が下限値に満たないとポリエステルフィルムへの塗れ性が不足することがあり、一方、上限値を超えると塗液の安定性や易接着層の外観が悪化することがある。
かかる界面活性剤は、ポリエステルフィルムへの塗液の濡れを促進するものであり、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸金属石鹸、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン型、ノニオン型界面活性剤を挙げることができる。界面活性剤は、塗膜を形成する組成物中に、1〜10質量%含まれていることが好ましい。
(紫外線吸収能(分光透過率))
本発明のフィルムは、上述の特定構造の紫外線吸収剤を好ましく用いることで、優れた紫外線吸収能を有すると同時に、紫外線吸収剤のブリードアウトが少なく、またそれにより加熱時の昇華物も少なく、外観に優れ、欠点が少ない紫外線吸収性フィルムとすることができる。
本発明のフィルムは、HC易接着層の上にハードコート層を有することができる。そして、この上に電極を形成することにより、柔軟性を保持したままポリエステルフィルムや易接着層の突起や異物による電極欠点を抑制することができる。
ハードコート層の厚みは、十分な平滑性や耐傷性を付与する観点から、好ましくは1.0〜6.0μmである。
かかるハードコート層は、主たる成分として、熱硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂より形成されてなる。本発明においては、優れた硬度が得られ、透明電極用として優れた平滑性や耐傷性を付与することができるという観点から、放射線硬化性樹脂が好ましく、中でも紫外線硬化性樹脂が好ましい。本発明におけるハードコート層は、主たる成分として以下の放射線硬化性樹脂よりなることが好ましい。なお、ここで「主たる成分として」とは、ハードコート層の質量を基準として、50質量%以上、好ましくは80質量%以上であることを意味する。
ハードコート層は、ハードコート層を形成するための塗液(HC剤)を、ハードコート層を形成したい面に塗布し、加熱乾燥し、硬化することにより得ることができる。
本発明におけるHC剤は、溶媒に、上述の硬化性樹脂および任意成分を添加し、混合した溶液である。各成分の添加にあたっては、粉体等の固体として添加してもよいし、固体を適当な溶媒を用いて溶液あるいは分散体の態様としたものを添加してもよい。HC剤に用いられる溶媒は、特に限定はされないが、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール、セカンダリーブタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類等を用いることができ、HC剤の分散性が良好となり、ハードコート層の外観が良好となる。中でも、溶解性が良好であるという観点から、ケトン類が好ましく、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが特に好ましい。HC剤の固形分濃度としては、1〜70質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましく、このような態様とすることによって、塗り斑等の欠点を低減することができる。
本発明においては、上記PVA易接着層とは反対側の面、もしくは、上記PVA易接着層とは反対側の面に好ましくはHC易接着層およびハードコート層を形成してその上に、透明電極層を形成して、透明電極とすることができる。
透明導電層の膜厚は、透明性と導電性の点から5〜50nmであることが好ましい。更に好ましくは5〜30nmである。透明導電層の膜厚が5nm未満では抵抗値の経時安定性に劣る傾向が有り、また50nmを超えると透明性が低下する傾向にある。また、膜の色調が強くなり、パターンを形成するに際しては、該パターンが強調されやすくなる傾向にある。
透明導電層は、公知の手法にて形成することが可能であり、例えばDCマグネトロンスパッタリング法、RFマグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、パルスレーザーデポジション法等の物理的形成法(Physical Vapor Deposition(PVD))等を用いることができるが、大面積に対して均一な膜厚の金属化合物層を形成するという工業生産性に着目すると、DCマグネトロンスパッタリング法が望ましい。なお、上記物理的形成法(PVD)のほかに、化学気相堆積法(Chemical Vapor Deposition(CVD))、ゾルゲル法などの化学的形成法を用いることもできるが、膜厚制御の観点からはスパッタリング法が好ましい。
本発明の透明電極用フィルムは、ポリエステルフィルムの片面にPVA易接着層を有し、かかるPVA易接着層とは反対側の面に、好ましくはHC易接着層およびその上にハードコート層を有し、透明電極層を設けた透明電極として、PVA易接着層の上にポリビニルアルコールからなる偏光子を有することができる。このような構成とすることにより、従来は、偏光子/偏光子保護フィルム/電極用基材フィルム/透明電極層の積層構成として、偏光板と透明電極とを積層していたところ、偏光子/偏光子保護フィルム兼電極用基材フィルム/透明電極層の積層構成として、フィルムを省略し、透明性向上、軽量化、コストダウン等が図れる。
また、上記のように本発明の好ましい態様を具備するフィルムを偏光子の支持基材として用いることにより、偏光子の耐久性を高めつつ、ヨウ素の保護ができ、さらに色相再現性に優れる。
偏光子との複合化の方法について、偏光子フィルムと積層させる方法以外に塗布方法を用いてもよい。塗布タイプにおいては、液晶分子をコーティング剪断力により配向させたり、塗布した反応性液晶分子を偏光などの照射により配向固化させたりする方法などを例示することができる。
また得られた偏光板は、液晶ディスプレイの色シフトおよび色斑を防止することができる光軸の安定性を確保することができ、ディスプレイに組み込んだ場合に表示画像品位の画面内のばらつきが少ない、より高性能の表示画像品位が発現する。
フィルムサンプルをスピンドル検出器(安立電気(株)製K107C)にはさみ、デジタル差動電子マイクロメーター(安立電気(株)製K351)にて、異なる位置で厚みを10点測定し、平均値を求めフィルム厚みとした。
JIS−K7105に従い、アッベ屈折計(光源:ナトリウムD線589nm、マウント液:ヨウ化メチレン)で測定した。測定は、フィルムの横方向を0°とし、5°毎に屈折率を測定し、最大屈折率nTDと、かかる最大屈折率と直交する方向における屈折率nMDを求めた。
次いで、上記で求めたnTDおよびnMDを下記式に当てはめ、計算される値をレタデーション(Re、単位:nm)とした。
Re(nm)=|nTD−nMD|×フィルム厚み(nm)
なお、フィルム厚みは屈折率を測定した場所の厚みを上記(1)の方法に準じて測定した値を使用する。
分光光度計(島津製作所製UV−3101PC)を用いて、波長範囲300〜800において、スキャン速度200nm、スリット幅20nm、サンプリングピッチ1.0nmの条件で、波長360nm、390nmにおける光線透過率を測定し、下記基準で評価した。
360nm・・・◎:1%以下、○:1%を超え5%以下、△:5%を超え10%以下、×:10%を超える
390nm・・・◎:82%以上、○:81%以上82%未満、△:80%以上81%未満、×:70%以上80%未満、××:70%未満
JIS−C2151に従い、温度23±2℃、湿度50±5%に調節された室内において測定した。濡れ指数液として、ホルムアミドとエチレングリコールモノエチルエーテルが各々所定の割合で混合され、着色度の高い染料をごく少量加えられた和光純薬工業(株)製のものを使用した。綿棒に濡れ指数液をたれない程度にたっぷりしみこませ、試料に水平にあて、一方向に移動して濡れ指数液を塗布した。塗布は0.5秒で完了するようにした。この液膜が破れを生じないで、2秒間以上、塗布されたときの状態を保っている場合は、さらに次に表面張力の高い混合液に進み、また逆に、2秒未満で液膜が破れ、また全体に収縮を生じた場合は、次の表面張力の低い液に進む。この作業を繰り返し、表面を正確に2秒間濡らすのに最も近い濡れ指数液を選ぶことができるまで継続する。選ばれた濡れ指数液の表面張力の数値(単位:mN/m)をその箇所の濡れ指数とした。測定は場所を変えて5回行い、平均値を結果とした。
実施例において得られた偏光子を有するフィルムを用いて、JIS K5400(1990)における碁盤目テープ試験に準拠して、PVA接着性について評価した。
まず、試験面(偏光子面)において偏光子にカッターナイフとカッターガイドを用いて、2mm×2mm四方の碁盤目の切り傷を25マス入れた。かかる碁盤目部分にセロハンテープを強く圧着させ、テープの端を45°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目における偏光子の剥離の状態(剥がれたマス目数)を観察し、以下の評価基準で判定した。
(PVA易接着性判定基準)
◎:0
○:1〜5
△:6〜9
×:10個以上
なお、面積で1/4以上剥がれたマスは1マスと数え、剥がれたのが1/4未満のものは剥がれていないと判定した。
実施例において得られたハードコート層を有するフィルムを用いて、JIS K5400(1990)における碁盤目テープ試験に準拠して、HC接着性について評価した。
まず、試験面(ハードコート面)においてハードコート層にカッターナイフとカッターガイドを用いて、2mm×2mm四方の碁盤目の切り傷を25マス入れた。かかる碁盤目部分にセロハンテープを強く圧着させ、テープの端を45°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目におけるハードコート層の剥離の状態(剥がれたマス目数)を観察し、以下の評価基準で判定した。
(HC易接着性判定基準)
◎:0
○:1〜5
△:6〜9
×:10個以上
なお、面積で1/4以上剥がれたマスは1マスと数え、剥がれたのが1/4未満のものは剥がれていないと判定した。
JIS−K7136に従い、ヘーズ測定器(日本電色工業社製NDH−2000)を用いて、ヘーズ及び全光線透過率を測定した。任意の5箇所の平均とした。なお、全光線透過率は以下の基準で評価した。
(全光線透過率判定基準)
○:88%以上
△:85%以上88%未満
×:85%未満
実施例で得られたフィルムについて、オーブンにて150℃×60分加熱し、その前後のヘーズ変化量(ヘーズ差、Δヘーズ1)を求めた。
次に、各フィルムサンプルに対して、紫外線吸収剤を含有しない以外は同様にして基本フィルムを作成し、オーブンにて150℃×60分加熱し、その前後のヘーズ変化量(ヘーズ差、Δヘーズ0)を求めた。
Δヘーズ1の値から、紫外線吸収剤のブリードアウトに起因しないヘーズ変化量(Δヘーズ0)の値を差し引き、紫外線吸収剤のブリードアウトに起因するヘーズ変化量(Δヘーズ)を求め、かかる値から紫外線吸収剤のブリードアウト性について下記基準で評価した。なお、ヘーズの測定方法は上記(7)のとおりとした。
(ブリードアウト性判定基準)
◎ :Δヘーズが1.5%以下
○ :Δヘーズが1.5%を超え3%以下
△ :Δヘーズが3%を超え5%以下
× :Δヘーズが5%を超え8%以下
××:Δヘーズが8%を超える
下記一般式(3)で表される紫外線吸収剤5質量部とポリエチレンテレフタレート(PET、固有粘度0.65(o−クロロフェノール、25℃))95質量部とを準備し、これらを押出機に投入し、紫外線吸収剤をPET中に練り込み、紫外線吸収剤を5質量%含有するマスターバッチ(固有粘度0.60(o−クロロフェノール、25℃))を作成した。
次いで未延伸フィルムの片面に、下記組成からなる水性塗液1、反対面に水性塗液2を、乾燥後の易接着層厚みがそれぞれ80nmおよび60nmとなるように塗布した。
共重合ポリエステル:テレフタル酸成分59モル%、イソフタル酸成分35モル%、5−ナトリウムスルホイソフタル酸成分6モル%、エチレングリコール成分59モル%、ジエチレングリコール成分38モル%、トリエチレングリコール成分5モル%であって、ガラス転移点Tgが40℃の共重合ポリエステルの水分散体を用いた。
ポリビニルアルコール:ケン化度=85モル%のポリビニルアルコールを、イオン交換水を加えて濃度5質量%のポリビニルアルコール水溶液を作成して用いた。
次いで、上記の共重合ポリエステルの水分散体とポリビニルアルコール水溶液とを、共重合ポリエステルとポリビニルアルコールとの固形分質量比率が60:40となるように混合し、固形分濃度3.0質量%となるようにイオン交換水にて希釈し、水性塗液1とした。
アクリル樹脂:メチルメタクリレート65モル%、エチルアクリレート28モル%、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2モル%、N−メチロールアクリルアミド5モル%であるアクリル樹脂(Tg25℃)の水分散体を用いた。
架橋剤:メタクリル酸15モル%、メチルメタクリレート33モル%、ポリエチレングリコール(n=10)メタクリレート6モル%、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン46モル%であるオキサゾリン系架橋剤の水分散体を用いた。
界面活性剤:組成がC18H35O−(C2H4O)12−Hであるポリオキシエチレンオレイルエーテルの界面活性剤を用いた。
次いで、水性塗液を塗布した未延伸フィルムをステンターに導いて、100℃で余熱し延伸温度110℃にて横方向に3.8倍(横延伸倍率)に延伸した。この後、結晶化ゾーンにて235℃にて10秒間熱処理して積層フィルムを得た。なお、熱処理の際に、縦方向1.5%および横方向2.0%に弛緩を入れて熱収縮率を調整した。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
横延伸倍率を表1に示すようにした他は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
フィルムの厚みを80μmに変更した他は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
水性塗液2を塗布せずに、HC易接着層を形成しなかった以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。実施例5で得られたフィルムは、HC層との密着性が不足するものであった。なお、HC易接着層側の濡れ指数の評価は、ポリエステルフィルム表面にて行った。
水性塗液1の代わりに、以下の水性塗液3(実施例6)または水性塗液4(実施例7)を用いた以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
上記水性塗液1において、共重合ポリエステルの水分散体とポリビニルアルコール水溶液とを、固形分質量比率が70:30となるように混合し、固形分濃度3.0質量%となるようにイオン交換水にて希釈し、水性塗液3とした。
上記水性塗液1において用いた共重合ポリエステルの水分散体と、ポリビニルアルコール水溶液とを、固形分質量比率が40:60となるように混合し、固形分濃度3.0質量%となるようにイオン交換水にて希釈し、水性塗液4とした。
塗布量を調整して、乾燥後のPVA易接着層の厚みを表1に示すとおりとする以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
塗布量を調整して、乾燥後のHC易接着層の厚みを表1に示すとおりとする以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
紫外線吸収剤を、下記一般式(4)で表される紫外線吸収剤に代えた以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
水性塗液1を塗布せずに、PVA易接着層を形成しなかった以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。比較例2で得られたフィルムは、偏光子との密着性が好適なものではなかった。なお、PVA易接着層側の濡れ指数の評価はポリエステルフィルム表面にて行った。
上記で得られたフィルムの片面(PVA易接着層を有する場合は該PVA易接着層とは反対側の面、また、HC易接着層を有する場合は該HC易接着層の表面)に、以下の方法によりハードコート層を形成した。
ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(構造式(5))と、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(構造式(6))を、乾燥時の質量比率が50:50となるように配合する。それをメチルエチルケトンと酢酸ブチルを質量比率50:50になるように配合した有機溶剤で濃度20〜30質量%になるように希釈し、ハードコート層を形成するための塗布液を作成した。かかる塗布液を、乾燥時の厚みが3μmになるように、マイヤーバー#6を用いてフィルムに塗布した。
上記で得られたハードコート層を有するフィルムのハードコート層の上に、酸化インジウムと酸化錫が重量比95:5の組成で充填密度98%の酸化インジウム−酸化錫ターゲットを用い、スパッタリング法により透明導電層としてのITO層(屈折率2.1)を形成して、透明電極を得た。形成されたITO層の膜厚は40nmであった。
上記で得られた透明電極を用いて、以下の方法により偏光板を作成した。
1.ポリビニルアルコール(PVA)フィルムの製作
(1)重合度1800以上のPVA10gを、水100mlに投入し、加熱しながら攪拌してPVAを溶解し、PVA水溶液を得る。
(2)ガラス板(40cm×40cm程度)1枚と厚さ1mmの短冊状(1cm×40cm)に切ったプラスチック板2枚及びガラス棒(50cm)1本を用意し、上記で得られたPVA溶液をガラス板に垂らし、プラスチックの短冊をスペーサーにして、ガラス棒で均一に延ばす。
(3)PVAを延ばし後、ガラス板を水平な台上に静置し、水分を蒸発させてPVAフィルムを作成する。
(1)少量の水に0.2gのヨウ素と0.5gのヨウ化カリウムを加え、ヨウ素を溶解させる。この溶液を500mlの4%硼酸溶液に加えて染色液とする。
(2)適当な大きさに切断したPVAフィルムを染色液に約15秒間浸漬する。
(3)フィルムを染色液より引き上げ、ろ紙上に広げ水滴を吸収させる。
(4)2台の引き延ばし器を用意し、短冊状の板にフィルムの端を巻き付け、3〜3.5
倍引き延ばし、引き延ばしたまま約30分放置し乾燥させる。かくして偏光子が得られる。
上記工程1,2で得られた偏光子を透明電極と貼り合わせやすい形状に整える。次いで、上記製造例2で得られた透明電極のPVA易接着層側の表面に、水糊としてPVAが5質量%の濃度になるように調合した水溶液を10g/m2で均一に塗布し、その上に偏光子を貼り合わせ、80℃10分で乾燥した。この際、偏光子の配向方向と透明電極の配向方向とは、配向方向が平行となるようにした。片面に貼りあわせたものは、易接着性試験に用いる。偏光子の反対面には、用いた透明電極のハードコート層および透明導電層を有しないフィルムを同様にして貼り合わせて、偏光板を作成した。
市販の液晶ディスプレイ(20インチ)において、もともと組み込まれていた視認側の偏光板の代わりに、上記で得られた透明導電層を有する偏光板を、透明導電層が視認側となるように配置し、再度ディスプレイを組み立てた。このとき、透明導電層を有する偏光板の配向方向は、もともと組み込まれていた視認側の偏光板の配向方向と同じにした。ディスプレイを水平に寝かせて画面を上向きにし、画面上方30cmの位置に蛍光灯(三波長管)を設置した。画面には白色を表示させ、上方に設置した蛍光灯により画面を照らして、偏光サングラスをかけて目視により干渉斑を観察した。その際、見る方向を変えて、干渉斑の特に見え易い位置を探して、下記の指標によって評価を行った。
(干渉斑判定基準)
◎:干渉斑が全く見えない。
○:干渉斑がほとんど見えない。
△:干渉斑が少し見える。
×:干渉斑が強く見える。
なお、上記評価は、本発明の透明電極を用いたタッチパネルを液晶パネル表面に形成した構成と概略同一となることから、本発明の透明電極のタッチパネル用途への使用について評価したのと同等となる。
Claims (6)
- ポリエステルフィルムおよびその片面に設けられた易接着層を有するフィルムであって、
該ポリエステルフィルムの面内のレタデーションが7000nm以上であり、厚さが5〜250μmであり、上記ポリエステルフィルムが、ポリエステルフィルムの質量を基準として0.1〜10質量%の下記一般式(1)
該易接着層が、熱可塑性樹脂からなるバインダー成分を主たる成分として含有し、表面の濡れ指数が60mN/m以上である、
透明電極用フィルム。 - 上記易接着層のバインダー成分が、バインダー成分の質量を基準として40〜90質量%の共重合ポリエステルおよびバインダー成分の質量を基準として10〜60質量%のポリビニルアルコールからなる、請求項1に記載の透明電極用フィルム。
- 上記易接着層とは反対側の面にハードコート層を有する、請求項1または2のいずれか1項に記載の透明電極用フィルム。
- 請求項1〜3に記載の透明電極用フィルムの上記易接着層とは反対側の面、もしくは、上記易接着層とは反対側の面にハードコート層を有する場合は該ハードコート層の上に透明導電層を設けた透明電極。
- 上記易接着層の上にポリビニルアルコールからなる偏光子を有する、請求項4に記載の透明電極。
- 液晶表示装置と共に用いられるタッチパネル用である、請求項4または5に記載の透明電極。
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