JP6696466B2 - ディスプレイ装置用加飾フィルム - Google Patents
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Description
本発明のディスプレイ装置用加飾フィルムは、ディスプレイ装置の表示面上に設けられるディスプレイ装置用加飾フィルムであって、前記加飾フィルムは、基材と、表示領域と、前記表示領域の外周部に設けられる加飾部と、を有し前記基材は、ポリアリレートと、ポリアリレート以外の芳香族添加剤および無機粒子の少なくとも一方と、を含み、前記加飾部は、前記表示領域および前記加飾部の合計面積に対して1%〜80%の面積を有し、かつ光透過率が10%以下である、ディスプレイ装置用加飾フィルムである。かかる構成によって、加飾精度の安定性に優れ、虹ムラが低減され、打ち抜き性にも優れたディスプレイ装置用加飾フィルムとなる。
本発明の加飾フィルムに用いられる基材は、ポリアリレートと、ポリアリレート以外の芳香族添加剤および無機粒子の少なくとも一方と、を含む。
基材の主成分としてのポリアリレートは、少なくとも芳香族ジアルコール成分単位と芳香族ジカルボン酸成分単位とを含む。ポリアリレートを主成分として含有するとは、基材中のポリアリレートの総量が50質量%以上であることを表す。好ましくは80質量%以上である。基材中のポリアリレートの総量が50質量%以上であると、耐熱性が上がり寸法安定性が高くなり、加飾精度が優れる観点から好ましい。
芳香族ジアルコール成分単位を得るための芳香族ジアルコールは、好ましくは下記一般式(1)で表される構造を有するビスフェノール類、より好ましくは下記一般式(1’)で表される構造を有するビスフェノール類である。
0.30<〔(a)/{(a)+(b)}〕≦1.00
の範囲内であることが好ましい。
芳香族ジカルボン酸成分単位を構成する芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸またはそれらの混合物であることが好ましい。
本発明に係る芳香族添加剤とは、ポリアリレート以外の芳香族化合物であって、分子内に芳香環を有していれば良く、分子の母体的(主体的な)部分が芳香族性を有していなくても良い。本発明に係る基材が芳香族添加剤を含有することにより、加飾精度の安定性および打ち抜き性に優れ、虹ムラが低減された加飾フィルムとなる。
カラム:Shodex K806、K805、K803G(昭和電工株式会社製を3本接続して使用する)
カラム温度:25℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI Model 504(ジーエルサイエンス株式会社製)
ポンプ:L6000(株式会社日立製作所製)
流量:1.0mL/min
校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー株式会社製)Mw=500〜2800000の範囲内の13サンプルによる校正曲線を使用する。13サンプルは、ほぼ等間隔に用いることが好ましい。
(式中、Bはヒドロキシ基またはカルボン酸残基であり、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基または炭素数6〜12のアリールグリコール残基または炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基であり、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基または炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基である。また、nは1以上の整数を表す。ただし、A、B、またはGのいずれかに芳香族環を有する。)
一般式(7)で表されるポリエステルは、Bで示されるヒドロキシ基またはカルボン酸残基と、Gで示されるアルキレングリコール残基、オキシアルキレングリコール残基、またはアリールグリコール残基と、Aで示されるアルキレンジカルボン酸残基またはアリールジカルボン酸残基とから構成されるものであり、通常のポリエステルと同様の反応により得られる。
ポリカーボネート構造を有する芳香族添加剤としては、例えば、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンまたは1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタンのような三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であっても、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよい。これらを単独あるいは混合物として使用することができる。
本発明に係る基材が無機粒子を含有することにより、加飾精度の安定性および打ち抜き性に優れ、虹ムラが低減された加飾フィルムとなる。
本発明に係る基材の製造方法としては、従来公知の種々の方法を採用することができる。本発明においては、溶液流延法で製造されることが、薄膜化や大量生産に優れる観点から好ましい。具体的に、基材の溶液流延法による製造方法は、1)前述のポリアリレートと、芳香族添加剤および無機粒子の少なくとも一方とを、沸点70℃以下の溶媒に溶解または分散させた溶液または分散液(以下、単に「ドープ」とも称する)を得る工程(ドープ調製工程)と、2)得られたドープを支持体上に流延した後、乾燥させて膜状物を得る工程(製膜工程)と、3)膜状物を、互いに直交する二方向にそれぞれ延伸する工程(延伸工程)とを含み、必要に応じて4)ベンディング処理工程をさらに含みうる。4)ベンディング処理工程は、延伸工程後に行うことが好ましい。
本工程では、ポリアリレートと、芳香族添加剤および無機粒子の少なくとも一方と、を溶剤に溶解または分散させてドープを得る。溶剤は、後述する製膜工程における流延膜の乾燥温度を低くする観点から、沸点が100℃以下の溶媒(好ましくは良溶媒)が主溶媒(溶媒全体の内、含有質量比が50質量%を超える溶媒)であることが好ましい。
得られたドープを、流延装置20のダイス21から金属支持体23上に流延した後、流延膜を乾燥させて膜状物を得る。
得られた膜状物を延伸することが好ましい。延伸は、ポリマー分子の配向の異方性を少なくする観点から、互いに直交する二方向に行うことが好ましい。互いに直交する二方向は、好ましくはMD方向(長手方向、搬送方向とも称する)とTD方向(幅手方向とも称し、MD方向と直交する方向である)でありうる。
(式中、Mは、膜状物から採取した試料の質量で、NはMを150℃で1時間の加熱後の質量である)
延伸方法は、特に限定されない。MD方向の延伸は、例えばロール延伸装置31により、複数のロールに周速差を設けることによって行うことができる。TD方向の延伸は、例えばテンター延伸装置33により、膜状物の両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔をTD方向に広げることにより行うことができる。
基材の熱収縮率を低減する観点から、延伸後の基材を、ベンディング処理することが好ましい。
本発明の加飾フィルムは、請求項1に規定する加飾部を有する。本発明の加飾フィルムにおいて、加飾部の光透過率は10%以下である。光透過率が上記範囲内であれば、ディスプレイまたはタッチパネルの光漏れを防止することができる。該光透過率は、加飾部に含まれる材料の種類や量、後述する中間層に含まれる材料の種類や量等により制御することができる。なお、光透過率は、ガラス面に垂直に入射する昼光の光束について、透過光束の入射光束に対する比を意味し、JIS R3106:1998に記載の方法により測定できる。
加飾フィルムは、基材と加飾部との間に、中間層をさらに有することが好ましい。中間層は、例えば基材と加飾部との接着性の向上や、加飾フィルムの強度の向上を実現させうる。また、加飾部の光透過率を調節する役割も有しうる。一実施形態において、前記中間層はハードコート層であることが好ましい。前記ハードコート層は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、有機シリケート化合物、シリコーン樹脂などで構成することができる。特に、硬度と耐久性などの観点から、シリコーン樹脂やアクリル樹脂が好ましい。さらに、硬化性、可撓性および生産性などの観点から、活性エネルギー線硬化型のアクリル樹脂、または熱硬化型のアクリル樹脂を含むことが好ましい。
撹拌装置を備えた反応容器中に水2514質量部を添加した後、水酸化ナトリウム22.7質量部、9,9−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン51.3質量部、分子量調節剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)0.162質量部を溶解させ、0.34質量部の重合触媒(トリブチルベンジルアンモニウムクロライド)を添加し、激しく撹拌した。別途、テレフタル酸クロライドとイソフタル酸クロライドの等質量混合物(以下、MPCともいう)25.8質量部を秤り取り、945質量部のジクロロメタンに溶解させた。このジクロロメタン溶液を先に調製したアルカリ水溶液に撹拌下に添加し、重合を開始させた。重合反応温度は15℃以上20℃以下になるように調整した。重合は2時間行い、その後、系内に酢酸を添加して重合反応を停止させ、有機相と水相とを分離した。この有機相に対し、1回の洗浄に2倍容のイオン交換水で洗浄と分離とを繰り返した。洗浄水の電気伝導度が50μS/cmよりも低くなったところで洗浄を終了とした。50℃でホモミキサーを装着した温水槽中に洗浄後の有機相を投入してジクロロメタンを蒸発させ、粉末状のポリマーを得た。さらに脱水・乾燥を行い、ポリアリレート1を得た。
パドル型二枚羽の撹拌装置を備えた2Lの反応容器中に、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(BisTMC)69.8質量部、分子量調節剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)0.7質量部、アルカリとして水酸化ナトリウム(NaOH)32.7質量部、重合触媒としてトリ−n−ブチルベンジルアンモニウムクロライド(TBBAC)の50質量%水溶液を1.0質量部、酸化防止剤としてハイドロサルファイトナトリウム0.3質量部を仕込み、水1040質量部に溶解した(水相)。また、これとは別に、ジクロロメタン910質量部に、テレフタル酸クロライド(TPC)23.0質量部と、イソフタル酸クロライド(IPC)23.0質量部を溶解した(有機相)(BisTMC:TPC:IPC:PTBP:TBBAC:NaOH=99.0:50.0:50.0:2.0:0.68:360(モル比))。水相と有機相の合計量は、1Lであった。水相をあらかじめ400rpmで撹拌しておき、撹拌数を維持しながら有機相を水相中に添加し、15℃で2時間、界面重合法で重合をおこなった。この後、撹拌を停止し、水相と有機相をデカンテーションして分離した。水相を除去した後、ジクロロメタン500質量部、純水2000質量部と酢酸2質量部を添加して反応を停止し、15℃で30分間撹拌した。その後、有機相を純水で10回洗浄し、有機相をメタノール中に添加してポリマーを沈殿させた。沈殿させたポリマーを濾過し、乾燥し、ポリアリレート2を得た。
撹拌装置を備えた反応容器中に水2514質量部を添加した後、水酸化ナトリウム22.7質量部、ビスフェノールA(BPA)51.3質量部、分子量調節剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)0.162質量部を溶解させ、0.34質量部の重合触媒トリブチルベンジルアンモニウムクロライドを添加し、激しく撹拌した。別途、テレフタル酸クロライドとイソフタル酸クロライドの等質量混合物(以下、MPCともいう。)25.8質量部を秤り取り、945質量部のジクロロメタンに溶解させた。このジクロロメタン溶液を先に調製したアルカリ水溶液に撹拌下に添加し、重合を開始させた。重合反応温度は15℃以上20℃以下になるように調整した。重合は2時間行い、その後、系内に酢酸を添加して重合反応を停止させ、有機相と水相とを分離した。この有機相に対し、1回の洗浄に2倍容のイオン交換水で洗浄と分離とを繰り返した。洗浄水の電気伝導度が50μS/cmよりも低くなったところで洗浄を終了とした。50℃でホモミキサーを装着した温水槽中に洗浄後の有機相を投入してジクロロメタンを蒸発させ粉末状のポリマーを得た。さらに脱水・乾燥を行い、ポリアリレート3を得た。
・芳香族添加剤B:三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製 ユーピロン(登録商標)S−3000(Mw=30,000)
・芳香族添加剤C−1:ポリスチレン(三洋化成工業株式会社製 ハイマー(登録商標)ST−120、Mw=10,000)
・芳香族添加剤C−2:ポリスチレン(ナカライテスク株式会社製、Mw=170,000)
・芳香族添加剤C−3:ポリスチレン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製、Mw=600,000)
・芳香族添加剤C−4:ポリスチレン(シグマアルドリッチジャパン株式会社製、Mw=900,000)
また、芳香族添加剤A〜Cの構造は以下である。
・無機粒子E:後記の方法によって作成したもの(平均二次粒子径:5nm)
・無機粒子F:SiO2微粒子(Evonik Industries社製 アエロジル(登録商標)R812、平均二次粒子径:100nm)
・無機粒子G:SiO2微粒子(Evonik Industries社製 アエロジル(登録商標)300V、平均二次粒子径:300nm)
・無機粒子H:Al2O3微粒子(シーアイ化成株式会社製 NanoTek(登録商標)、平均二次粒子径:500nm)
<無機粒子Dの作製>
撹拌機、滴下装置および温度計を備えた容量200Lの反応器に、メチルアルコール67.4kgと、28質量%アンモニア水(水および触媒)26kgとを仕込み、撹拌しながら液温を33℃に調節した。一方、滴下装置にはテトラメトキシシラン12.4kgをメチルアルコール5.7kgに溶解させた溶液を仕込んだ。反応器中の液温を31℃に保持しながら、滴下装置から上記溶液を20分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに10分間、液温を上記温度に保持しながら撹拌することにより、テトラメトキシシランの加水分解および縮合を行い、シリカ粒子前駆体を含有する分散液を得た。この分散液を、加熱管温度180℃、減圧度200torr(27kPa)の条件で気流乾燥させることにより、平均二次粒子径1nmの無機粒子Dを得た。なお、気流乾燥には瞬間真空蒸発装置((ホソカワミクロン(株)社製クラックス・システムCVX−8B型)を用いた。
撹拌機、滴下装置および温度計を備えた容量200Lの反応器に、メチルアルコール67.4kgと、28質量%アンモニア水(水および触媒)26kgとを仕込み、撹拌しながら液温を33℃に調節した。一方、滴下装置にはテトラメトキシシラン12.4kgをメチルアルコール5.7kgに溶解させた溶液を仕込んだ。反応器中の液温を31℃に保持しながら、滴下装置から上記溶液を20分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに15分間、液温を上記温度に保持しながら撹拌することにより、テトラメトキシシランの加水分解および縮合を行い、シリカ粒子前駆体を含有する分散液を得た。この分散液を、加熱管温度180℃、減圧度200torr(27kPa)の条件で気流乾燥させることにより、平均二次粒子径5nmの無機粒子Eを得た。なお、気流乾燥には瞬間真空蒸発装置((ホソカワミクロン(株)社製クラックス・システムCVX−8B型)を用いた。
ポリアリレート1を3.5質量部と、ジクロロメタンを14量部とを密閉容器に入れ、撹拌しながら徐々に45℃まで昇温し、完全に溶解させた。得られたポリマー液にポリアリレートに対して10質量部の芳香族添加剤Aを添加し、さらにポリマー液が透明になるまで完全に撹拌した。得られた液を、安積濾紙株式会社製の安積濾紙No.244を使用して濾過して、ポリマー溶液(以下、ドープともいう)を得た。
得られたドープを、ベルト流延装置のステンレスベルト上に均一に流延した。ステンレスベルトの長さは20mのものを用いた。ステンレスベルトの表面温度は35℃とし、かつ流延膜に35℃の風を当てて、残留溶媒量が38質量%となるまで溶剤を蒸発させた後、ステンレスベルトから剥離して膜状物を得た。
得られた膜状物を、ロール間の周速差を利用してMD方向に170℃で1.2倍に延伸した後、テンターでTD方向に230℃で1.2倍に延伸した。
延伸後に得られたフィルムを、図1に示されるベンディング装置内でロール搬送しながら140℃でベンディング処理を200回行った。ロールの直径は108mmとし、フィルム搬送方向に隣り合う二つのロールの中心間距離(例えば図1のロール47Aとロール47Bとの中心間距離D)は324mmとし、フィルムの搬送速度は5m/分とした。
基材1の作製において、使用するポリアリレートの種類、ドープに添加する芳香族添加剤および無機粒子の種類と添加量、を表1に示すように変化した以外は、基材1と同様に基材2〜20を作製した。なお、表1において、芳香族添加剤および無機粒子の添加量は、基材の全体の質量の対する芳香族添加剤および無機粒子の質量%を表す。
Z−770UH(アイカ工業社製、アクリル樹脂である)をプロピレングリコールモノメチルエーテルで固形分10%に希釈したプライマー液を用意した。作製した基材20に乾燥膜厚が0.5μmになるようにバーコーターでプライマー液を塗布し、80℃で1分間乾燥、積算光量350mJ/cm2でUV照射することにより、ハードコート層付きの基材21を作製した。
基材22として、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(東レ株式会社製 U−403)を使用した。
基材1〜25をそれぞれ用いて、実施例1〜21および比較例1〜4の加飾フィルムを作製した。基材1〜25、および実施例1〜21および比較例1〜4で得られた加飾フィルムについて、虹ムラ、加飾精度および打ち抜き性について下記の方法で評価した。評価結果を、表2に示す。
基材1〜25のA4サイズのサンプルをシャーカステン上に置き、約1mの距離から目視でムラの見え方を評価した。以下のランク付けを行った。本発明において、ランク3〜5を可とする。
2:偏光板1枚を通して観察すると干渉ムラが見える
3:偏光板1枚を通して観察すると干渉ムラが弱く見える
4:クロスニコルを通して観察すると干渉ムラが弱く見える
5:クロスニコルを通して観察しても干渉ムラは見えない。
スクリーンインキとして、特開2002−265837号公報に記載の合成法により合成されるスクリーンインキを用い、350メッシュスクリーン印刷機で500μm幅×10cmの細線を基材1〜25のMD方向に10本印刷し、80℃で10分プレ乾燥後、180℃で30分間の本乾燥をさせた。積算光量300mJ/cm2になるように波長345nmの紫外線を当てて硬化させて、細線印刷が施された加飾フィルムA1〜A25を作製した。加飾部の面積は、表示領域および加飾部の合計面積に対して5%であった。また、JIS R3106:1998により求めた加飾部の光透過率は8%であった。本実験により、外周部に設けられる加飾部の加飾精度を評価できる。
1:5%以上
2:2%以上5%未満
3:1%以上2%未満
4:0.2%以上1%未満
5:0.2%以下
<打ち抜き性>
スクリーンインキとして、特開2002−265837号公報に記載の合成法により合成されるスクリーンインキを用い、350メッシュスクリーン印刷機で基材1〜25に外径5cm×10cm、線幅1cmの加飾枠を印刷し、80℃で10分プレ乾燥後、180℃で30分間の本乾燥をさせた。積算光量300mJ/cm2になるように波長345nmの紫外線を当てて硬化させて、加飾枠が施された加飾フィルムB1〜B25をそれぞれ5枚作製した。作製した加飾フィルムをトムソン打ち抜き刃で5cm×10cmに打ち抜き、打ち抜き評価用サンプルを作製した。加飾部の面積は、表示領域および加飾部の合計面積に対して52%であった。また、JIS R3106:1998により求めた加飾部の光透過率は8%であった。
1:20個以上
2:10個以上20個未満
3:5個以上個10未満
4:2個以上5個未満
5:2個以下
20 流延装置
21 ダイス
23 金属支持体
25 剥離ロール
30 延伸装置
31 ロール延伸装置
33 テンター延伸装置
40 ベンディング装置
41 ベンディングゾーン
43 吸気口
45 排気口
47A、47B 搬送ロール
Claims (9)
- ディスプレイ装置の表示面上に設けられるディスプレイ装置用加飾フィルムであって、
前記加飾フィルムは、基材と、表示領域と、前記表示領域の外周部に設けられる加飾部と、を有し
前記基材は、ポリアリレートと、ポリアリレート以外の芳香族添加剤および無機粒子の少なくとも一方と、を含み、
前記加飾部は、前記表示領域および前記加飾部の合計面積に対して1%〜80%の面積を有し、かつ光透過率が10%以下である、ディスプレイ装置用加飾フィルム。 - 前記ポリアリレートは、下記一般式(1)で表される芳香族ジアルコール由来の成分単位を含む、請求項1に記載の加飾フィルム。
Rは、それぞれ独立して置換基を表し、nは、それぞれ独立して0〜4の整数である。) - 前記芳香族添加剤の重量平均分子量が10,000〜600,000である、請求項1または2に記載の加飾フィルム。
- 前記基材の全質量に対して、前記芳香族添加剤の含有量が1〜20質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記無機粒子は、表面に水酸基を有する無機粒子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記無機粒子の平均二次粒子径が5nm〜300nmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記加飾部が硬化性樹脂組成物の硬化物と有機顔料とを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記基材と前記加飾部との間に、中間層をさらに有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の加飾フィルム。
- 前記中間層がハードコート層である、請求項8に記載の加飾フィルム。
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