TW201827231A - 光學膜及影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
若根據本發明之一態樣,則可提供一種光學膜10,該光學膜10為使用於影像顯示裝置之可折疊的透光性光學膜10,該光學膜10具備有基材11與樹脂層12,該樹脂層12為於基材11之一面11A側自基材11側從第1層依序積層至第n層(n為3以上之整數)的多層構造,樹脂層12中之第1層~第n層各層的壓痕硬度從第1層至第n層依序變大。
Description
本案主張先申請之日本申請案:特願2016-203116(申請日:2016年10月14日)之優先權,藉由援引其揭示內容整體來作為本說明書之一部份。
本發明係關於一種光學膜及影像顯示裝置。
自以往智慧型手機或平板終端等影像顯示裝置即眾所周知,目前正進行可折疊之影像顯示裝置的開發。通常,智慧型手機或平板終端等會被蓋玻璃覆蓋,但玻璃通常硬度高,無法彎曲,因此當將蓋玻璃使用於影像顯示裝置之情形時,若想要折疊,則發生破裂之可能性高。因此,對於可折疊之影像顯示裝置,正研究使用具備可彎曲之基材與樹脂層的可折疊之光學膜來代替蓋玻璃(例如,參照日本特開2016-125063號公報)。
對於此種使用於可折疊之影像顯示裝置的光學膜,要求優異之折疊性、鉛筆硬度及耐撞擊性。對於耐撞擊性,由於有時在施加撞擊於光學膜之表面時,光學膜之表面會產生凹陷,又有時於影像顯示裝置中較光學膜存在於更內部之構件(例如,有機發光二極體面板等顯示面板)會受到損傷,因此,要求當施加撞擊於光學膜之表面時,膜表面之凹陷受到抑制,且較光學膜存在於影像顯示裝置之更內部的構件不會受到損傷的耐撞擊性。
另一方面,若以樹脂層成為內側之方式將光學膜折疊,則會有樹脂層表面發生皺折或細微裂縫(裂紋)之虞。因此,對於光學膜,進一步要求優異之彎曲性。這裡的皺折,係指當光學膜經折疊時於光學膜之彎曲部觀察到 之皺折,而非光學膜經折疊然後再次使光學膜回復成平坦狀時所觀察到之皺折。
並且,如智慧型手機或平板終端此類之影像顯示裝置,與大型電視不同,由於有時也會放入衣服之口袋或袋子,故此種影像顯示裝置之顯示面有時也會受到放入口袋或袋子內之其他物品等的摩擦。因此,對於光學膜,進一步要求優異之耐擦傷性。
然而,除了優異之折疊性、優異之鉛筆硬度及優異之耐撞擊性外,現況亦尚無法得到具有優異之彎曲性及優異之耐擦傷性的光學膜。
本發明係為了解決上述問題而完成者。亦即,目的在於提供一種具有優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性的可折疊之光學膜,及具備該光學膜之影像顯示裝置。
本發明人等經對上述課題不斷潛心研究後,結果發現若將樹脂層積層3層以上,且將樹脂層之壓痕硬度朝光學膜之表面側慢慢地提高,則可得到優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性。本發明係基於此種見解而完成者。
若根據本發明之一態樣,則提供一種光學膜,該光學膜為使用於影像顯示裝置之可折疊的透光性光學膜,具備從第1層依序積層至第n層(n為3以上之整數)之多層構造的樹脂層,前述樹脂層中之前述第1層~前述第n層各層的壓痕硬度從前述第1層至前述第n層依序變大。
於上述光學膜,可進一步具備有設置於前述樹脂層之前述第1層側的基材。
於上述光學膜,n可為3,於前述樹脂層中,前述第1層之壓痕硬度可為1MPa以上100MPa以下,第2層之壓痕硬度可為10MPa以上500MPa以下,第3層之壓痕硬度可為100MPa以上1000MPa以下。
於上述光學膜,n可為4,於前述樹脂層中,前述第1層之壓痕硬 度可為1MPa以上100MPa以下,第2層之壓痕硬度可為10MPa以上300MPa以下,第3層之壓痕硬度可為50MPa以上500MPa以下,第4層之壓痕硬度可為100MPa以上1000MPa以下。
於上述光學膜,前述光學膜之楊氏係數可為3GPa以上。
於上述光學膜,前述光學膜之黃色指數可為15以下。
對於上述光學膜,以前述第1層較前述n層更位於鈉玻璃板側之方式將前述光學膜放置在厚度0.7mm之鈉玻璃板上,從高度30cm之位置使重量100g及直徑30mm之鐵球掉落至前述樹脂層之前述第n層的表面,於此情形時,較佳於前述第n層之表面不會產生凹陷,且於前述鈉玻璃板不會產生裂縫。
對於上述光學膜,對前述樹脂層之前述第n層表面進行使用鋼絲絨施加1kg/cm2之負載且同時往返摩擦10次的抗鋼絲絨測試,於此情形時,較佳於前述第n層之表面皆確認不到裂縫及損傷。
於上述光學膜,以前述光學膜相對向之邊部的間隔成為6mm之方式於25℃反覆進行10萬次180°折疊測試,於此情形時,較佳不會產生裂縫或斷裂。
於上述光學膜,前述基材可為由聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂或此等之混合物構成之基材。
若根據本發明之其他態樣,則可提供一種影像顯示裝置,該影像顯示裝置為可折疊之影像顯示裝置,其特徵在於:具備顯示面板與較前述顯示面板更配置於觀察者側之上述光學膜,前述光學膜之前述樹脂層中的前述第n層較前述第1層更位於觀察者側。
於上述影像顯示裝置,前述顯示面板可為有機發光二極體面板。
若根據本發明之一態樣,則可提供一種具有優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性的可折疊之光學膜。又,若根據本發明之其他態樣,則可提供一種具備此種光學膜之影像顯 示裝置。
10,20,60,80‧‧‧光學膜
10A,12A,20A,21A,60A,61A,80A,81A‧‧‧表面
11‧‧‧基材
12,21,61,81‧‧‧樹脂層
12B,21B,61B,81B‧‧‧第1層
12C,21C,61C,81C‧‧‧第2層
12D,21D,61D,81D‧‧‧第3層
21E,81E‧‧‧第4層
30,90‧‧‧影像顯示裝置
33‧‧‧顯示面板
圖1為第1實施形態之光學膜的概略構成圖。
圖2係示意地表示折疊測試狀態之圖。
圖3係第1實施形態之其他光學膜的概略構成圖。
圖4係第1實施形態之影像顯示裝置的概略構成圖。
圖5係第2實施形態之附離型膜之光學膜的概略構成圖。
圖6係第2實施形態之其他附離型膜之光學膜的概略構成圖。
圖7係第2實施形態之影像顯示裝置的概略構成圖。
[第1實施形態]
以下,一邊參照圖式,一邊說明本發明之第1實施形態的光學膜及影像顯示裝置。於本說明書中,「膜」、「片」等用語僅是基於稱呼之不同,而非用以區分彼此。因此,例如,「膜」會以亦包含也被稱為片之類的構件的意義來使用。圖1為本實施形態之光學膜的概略構成圖,圖2為示意地表示折疊測試狀態之圖,圖3為本實施形態之其他光學膜的概略構成圖。
<<<光學膜>>>
圖1所示之光學膜10被使用於影像顯示裝置,可折疊且具有透光性。本說明書中之「透光性」,意指使光透射之性質,例如包含總光線透射率為50%以上,較佳為70%以上,更佳為80%以上,尤佳為90%以上。所謂透光性,並不一定要是透明,亦可為半透明。
圖1所示之光學膜10,具備有基材11與樹脂層12,該樹脂層12係於基材11之一面11A側自基材11側從第1層依序積層至第n層(n為3以上之整數) 的多層構造。另,光學膜10雖然具備有基材11,但是如於第2實施形態說明般,光學膜亦可不具備基材。
光學膜10之表面10A成為樹脂層12之表面12A。於光學膜10中,如後述般由於樹脂層12之第3層12D成為最上層,因此,光學膜10之表面10A成為第3層12D之表面。另,於本說明書中,由於光學膜之表面係作為意指光學膜單側之表面者來使用,因此,為了與光學膜之表面區分,而將光學膜表面的相反側之面稱為背面。光學膜10之背面10B成為基材11之一面11A的相反側面亦即另一面11B。
光學膜10雖然能夠折疊,但具體而言,較佳即使是對光學膜10反覆進行過10萬次下文說明之折疊測試的情形時,於光學膜亦不會產生裂縫或斷裂,更佳即使是經反覆進行過20萬次折疊測試的情形時,於光學膜10亦不會產生裂縫或斷裂,再更佳即使是經反覆進行過100萬次的情形時,於光學膜亦不會產生裂縫或斷裂。若當對光學膜10反覆進行過10萬次折疊測試之情形時,於光學膜10產生裂縫等,則光學膜10之折疊性不足夠。折疊測試可以將光學膜10折疊成使樹脂層12成為內側之方式來進行,又,亦可以將光學膜10折疊成使樹脂層12成為外側之方式來進行,但無論是何種情形,皆較佳於光學膜不會產生裂縫或斷裂。
當於光學膜10之一面側透過黏著層或接著層設置有偏光板等其他之膜的情形時,將其他之膜與黏著層或接著層一起剝離後,進行折疊測試。其他之膜的剝離,例如可以下述方式進行。首先,將其他之膜透過黏著層或接著層附著於光學膜而成的積層體浸於80℃之溫水10秒,然後取出,冷卻至室溫左右。反覆進行數次此動作後,將切刀之刀尖刺入認為是光學膜與其他之膜的界面的部位,形成開端,慢慢地將其剝下,藉此可將黏著層或接著層及其他之膜剝離。另,即使具有此種剝離步驟,對於折疊測試之結果亦不會有重大影響。
折疊測試係以下述方式進行。如圖2(A)所示,於折疊測試中,首先將切成30mm×100mm大小之光學膜10的邊部10C與和邊部10C相對向之邊部10D用平行配置之固定部15分別加以固定。又,如圖2(A)所示,固定部15可於水平方向滑動。
接著,如圖2(B)所示,以互相接近之方式移動固定部15,使光學膜10折疊變形,並且如圖2(C)所示,使固定部15移動至光學膜10受到固定部15固定之相對向的2個邊部之間隔成為6mm之位置後,使固定部15向反方向移動,消除光學膜10之變形。
如圖2(A)~(C)所示,可藉由移動固定部15,來使光學膜10作180°折疊。又,以光學膜10之彎曲部10E不會超出固定部15之下端的方式進行折疊測試,且將固定部15最接近時之間隔控制在6mm,藉此可使光學膜10相對向之2個邊部的間隔為6mm。此情形時,將彎曲部10E之外徑視為6mm。另,光學膜10之厚度由於為遠小於固定部15之間隔(6mm)的值,故可將光學膜10之折疊測試結果視為不會受到因光學膜10厚度之不同所造成的影響。
關於光學膜10,當將切成100mm×100mm大小之光學膜10以第1層較第n層更位於鈉玻璃板側之方式放置在厚度0.7mm之鈉玻璃板上,從高度30cm之位置使重量100g、直徑30mm之鐵球掉落在樹脂層12第n層之表面的情形時,較佳於第n層之表面不會產生凹陷,且於鈉玻璃板不會產生裂縫。
光學膜10之表面10A(樹脂層12之表面12A)於以JIS K5600-5-4:1999規定之鉛筆硬度測試中測量時的硬度(鉛筆硬度)較佳為3H以上,更佳為5H,再更佳為6H以上。鉛筆硬度測試係藉由下述方式進行:對切成50mm×100mm大小之光學膜的表面使用鉛筆硬度測試機(製品名「鉛筆抓刮塗膜硬度測試機(電動式)」,東洋精機製作所股份有限公司製),對鉛筆(製品名「uni」,三菱鉛筆股份有限公司製)施加750g之負載,且同時以1mm/秒之移動 速度使鉛筆移動。使鉛筆硬度為於鉛筆硬度測試中光學膜表面沒有發生損傷之最高硬度。另,於測量鉛筆硬度時,雖使用複數根硬度不同之鉛筆來進行,但每1根鉛筆會進行5次鉛筆硬度測試,當5次之中有4次以上光學膜表面沒有發生損傷之情形時,判斷此硬度之鉛筆不會對光學膜表面造成損傷。上述損傷係指於螢光燈下對進行過鉛筆硬度測試之光學膜的表面進行透射觀察所目視辨認到者。
於對光學膜10以樹脂層12成為內側且光學膜10相對向之2個邊部的間隔成為6mm的方式進行使樹脂層12側之面折疊180°的彎曲性測試時,較佳於光學膜10之彎曲部觀察不到皺折,又於使光學膜回復至平坦狀之狀態下,較佳於光學膜10觀察不到細微之裂紋。於彎曲性測試,與折疊測試同樣地(參照圖2(C))係用固定部15分別將切成30mm×100mm大小之光學膜10相對向的邊部加以固定來進行。皺折之確認則是在將樹脂層12側之面折疊180°的狀態下,於螢光燈下藉由目視來確認。又,細微之裂紋由於是無法以目視確認之類的裂紋,故以光學顯微鏡(製品名「VHX-5000」,其恩斯公司製)觀察。
關於光學膜10,對樹脂層12之第n層表面進行使用#0000號之鋼絲絨(製品名「bonstar」,日本鋼絲絨公司製)施加1kg/cm2之負載且同時往返摩擦10次的耐擦傷性測試,於此情形時,較佳於第n層之表面皆確認不到裂縫及損傷。耐擦傷性測試係使用切成50mm×100mm大小之光學膜,且於用日絆公司製之Cellotape(註冊商標)將光學膜以沒有彎折或皺折之方式固定在玻璃板上使第n層成為上側的狀態下進行。
光學膜10之楊氏係數較佳為3GPa以上。若光學膜10之楊氏係數未達3GPa,則會有光學膜硬度不足之虞。光學膜10之楊氏係數係以下述方式求得。首先,將從光學膜10切下成規定大小(例如,2mm×150mm)之樣品的兩端以樣品之長邊方向成為拉伸方向的方式固定於附在Tensilon萬能測試機(製品名 「RTC-1310A」,Orientec公司製)之夾頭用治具等,使用上述Tensilon萬能測試機,將樣品以測試速度25mm/分拉伸時樣品之伸長量與負載之測量值換算成應變與應力,求出連接應變為0.5%時之應力與應變為1%時之應力的直線其斜率,藉此求出楊氏係數。使楊氏係數為測量3次所得到之值的算術平均值。光學膜10之楊氏係數的上限更佳為7GPa以下。
又,當於光學膜10之一面側透過黏著層或接著層設置有偏光板等其他之膜的情形時,藉由與上述同樣之方法將其他之膜與黏著層或接著層一起剝離後,測量楊氏係數。另,即使有此種剝離步驟,對楊氏係數之測量亦不會有重大影響。
光學膜10之黃色指數(YI)較佳為15以下。若光學膜10之YI超過15,則光學膜會明顯帶有黄色,而有無法適用於要求透明性的用途之虞。黃色指數(YI)係以下述方式算出之值:使用分光光度計(製品名「UV-3100PC」,島津製作所公司製,光源:鎢絲燈及氘燈),從對切成50mm×100mm大小之光學膜所測得之值依據JIS Z8722:2009記載之算式計算色度三色值X、Y、Z,然後從三色值X、Y、Z依據ASTM D1925:1962記載之算式算出黃色指數。上述黃色指數(YI)係對1片光學膜測量3次,為測量3次所得到之值的算術平均值。光學膜10之黃色指數(YI)的上限更佳為10以下。
又,當於光學膜10之一面側透過黏著層或接著層設置有偏光板等其他之膜的情形時,藉由與上述同樣之方法將其他之膜與黏著層或接著層一起剝離後,測量黃色指數(YI)。另,即使具有此種剝離步驟,對黃色指數(YI)之測量亦不會有重大影響。
為了調整光學膜10之黃色指數(YI),例如亦可使基材11或樹脂層12含有為黄色之補色的藍色色素。即使是因使用聚醯亞胺基材作為基材而有帶黄色之問題此類的情形,藉由使基材11或樹脂層12含有藍色色素,可降低光 學膜之黃色指數(YI)。
作為上述藍色色素,可為顏料或染料之任一者,例如當光學膜10使用於有機發光二極體顯示裝置之情形時,較佳兼具耐光性或耐熱性。作為上述藍色色素,多環系有機顏料或金屬錯合物有機顏料等相較於染料之分子分散,由於因紫外線所造成之分子斷裂的程度小,耐光性格外優異,因此較適於要求耐光性等之用途,更具體而言,較佳可舉酞青素系有機顏料等。惟,顏料由於是粒子分散於溶劑,故會因粒子散射而減損透明性,因此,較佳使顏料分散體之粒度在瑞立散射區域。另一方面,當重視光學膜之透明性的情形時,作為上述藍色色素,較佳使用對溶劑是作分子分散的染料。
光學膜10之波長380nm之光的透射率較佳為8%以下。若光學膜之上述透射率超過8%,則當將光學膜使用於移動終端機之情形時,會有偏光元件受到紫外線曝曬而變得容易劣化之虞。上述透射率可使用分光光度計(製品名「UV-3100PC」,島津製作所公司製,光源:鎢絲燈及氘燈)進行測量。上述透射率係對切成50mm×100mm大小之光學膜測量3次,為測量3次所得到之值的算術平均值。光學膜10之上述透射率的上限更佳為5%。另,光學膜10之上述透射率可藉由調整樹脂層12中之後述紫外線吸收劑的添加量等來達成。
光學膜10之霧度(haze)值(總霧度值)較佳為2.5%以下。若光學膜之上述霧度值超過2.5%,則當將光學膜使用於移動終端機之情形時,會有影像顯示面白化之虞。上述霧度值更佳為1.5%以下,再更佳為1.0%以下。另,光學膜10之上述霧度值可藉由調整樹脂層12中之後述紫外線吸收劑的添加量等來達成。
上述霧度值可使用霧度計(製品名「HM-150」,村上色彩技術研究所製)藉由依照JIS K7136:2000之方法來測量。上述霧度值係於切成50mm×100mm大小後,在沒有捲曲或皺且無指紋或灰塵等之狀態下將光學膜之 表面側設置成非光源側,對1片光學膜測量3次,將測量3次所得到之值的算術平均值作為霧度值。本說明書中之「測量3次」,並非指對相同場所測量3次,而是指測量不同之3個部位。於光學膜10,目視之表面10A為平坦,且樹脂層12亦為平坦,又膜厚之變動亦在±10%之範圍內。因此,認為藉由在切下之光學膜不同的3個部位測量霧度值,而可得到大致光學膜之面內整體之霧度值的平均值。霧度值之變動即使測量對象長達1m×3000m或為5吋智慧型手機左右之大小,皆在±10%以內。另,當無法將光學膜切成上述大小之情形時,例如,HM-150由於測量時之入口開口為20mm,故需要直徑在21mm以上之類的樣品大小。因此,亦可將光學膜適當切成22mm×22mm以上之大小。當光學膜之尺寸小的情形時,於光點不偏離之範圍慢慢地移動,或改變角度等使測量點為3個部位。
又,當於光學膜10之一面側透過黏著層或接著層設置有偏光板等其他之膜的情形時,藉由與上述同樣之方法將其他之膜與黏著層或接著層一起剝離後,測量霧度值。另,即使具有此種剝離步驟,對於霧度值之測量亦不會有重大影響。
近年來,積極採用發光二極體(Light Emitting Diode)作為個人電腦或平板終端等影像顯示裝置之背光光源,但此發光二極體會強烈發出被稱為藍光之光。此藍光據說為波長380~495nm之光,具有接近紫外線之性質,具有很強之能量,因此不會於角膜或水晶體被吸收,到達視網膜,因而造成視網膜損傷、眼睛疲勞、影響睡眠等。因此,當將光學膜應用於影像顯示裝置之情形時,較佳在不會對顯示畫面之色調造成影響下,成為藍光遮蔽性優異者。因此,從遮蔽藍光之觀點而言,光學膜10較佳於波長380nm之分光穿透率未達1%,於波長410nm之分光穿透率未達10%,於波長440nm之分光穿透率在70%以上。其原因在於若上述於波長380nm之分光穿透率在1%以上,或於波長410nm之分光穿透率在10%以上,則有時會無法消除因藍光所造成之問題,若於波長440nm 之分光穿透率未達70%,則會對使用光學膜之影像顯示裝置其顯示畫面的色調造成影響。光學膜10可充分吸收藍光波長中波長410nm以下之波長區域的光,另一方面充分透射波長440nm以上之光,而在不會對顯示畫面之色調造成影響下,展現優異之藍光遮蔽性。又,當將此種藍光遮蔽性優異之光學膜10作為影像顯示裝置應用於有機發光二極體(OLED)顯示裝置的情形時,可有效地抑制有機發光二極體元件之劣化。
光學膜10之透光率較佳為至波長380nm為止幾乎為0%,光的透射從波長410nm慢慢地變大,光的透射於波長440nm附近急遽變大。具體而言,例如較佳於波長410nm至440nm之間分光穿透率呈S型曲線變化。上述於波長380nm之分光穿透率更佳未達0.5%,再更佳為未達0.2%,於波長410nm之分光穿透率更佳未達7%,更佳未達5%,於波長440nm之分光穿透率更佳為75%以上,再更佳為80%以上。另,光學膜10較佳於波長420nm之分光穿透率未達50%。藉由滿足此種分光穿透率之關係,光學膜10於波長440nm附近透射率會急遽提升,可在不會對顯示畫面之色調造成影響下得到極優異之藍光遮蔽性。
光學膜10於波長380nm之分光穿透率更佳未達0.1%,於波長410nm之分光穿透率更佳未達7%,於波長440nm之分光穿透率更佳為80%以上。
光學膜10使用最小平方法所得到之波長415~435nm範圍的穿透譜之斜率a較佳為a>2.0。若上述斜率a為2.0以下,則有時會於藍光之光波長區域例如波長415~435nm之波長區域中無法充分將光濾除,藍光濾除效果變弱。又,亦考量到過度濾除藍光之光波長區域(波長415~435nm)的可能性,當該情形時,有時很可能會發生下述等不良情形:於影像顯示裝置之背光或發光波長區域(例如,OLED之來自波長430nm的發光)發生干涉,色調變差。上述斜率a例如可使用能夠以0.5%大小測量之分光計(製品名「UV-2450」,島津製作所公司製),在415~435nm間,於前後1nm之間測量最低5點份量之透射率數據, 藉此來算出。
光學膜10之藍光遮蔽率較佳為40%以上。若藍光遮蔽率未達40%,則有時上述起因於藍光之問題會無法充分獲得消除。上述藍光遮蔽率例如係藉由JIS T7333:2005算出之值。另,此種藍光遮蔽率,例如可藉由樹脂層12含有後述之芝麻酚型苯并***系單體來達成。
光學膜10之用途並無特別限定,作為光學膜10之用途,例如可列舉:智慧型手機、平板終端、個人電腦(PC)、穿戴式終端、電子看板、電視、汽車導航等影像顯示裝置。又,光學膜10亦適於車載用途。作為上述各影像顯示裝置之形態,亦適於需要可折疊、可捲曲等可撓性之用途。
光學膜10可被切成想要之大小,但亦可為捲筒狀。當光學膜10被切成想要之大小的情形時,光學膜之大小並無特別限制,可根據影像顯示裝置顯示面之大小作適當決定。具體而言,光學膜10之大小例如可為2.8吋以上500吋以下。本說明書中之「吋」,當光學膜為四方形之情形時意指對角線之長度,為圓形之情形時則意指直徑,而為楕圓形之情形時,則意指短徑與長徑之和的平均值。這裡,當光學膜為四方形之情形時,關於求得上述之吋時的光學膜其長寬比,若作為影像顯示裝置之顯示畫面沒有問題,則並無特別限定。例如可列舉長:寬=1:1、4:3、16:10、16:9、2:1等。惟於尤其富有設計性之車載用途或電子看板,並不限定於此種長寬比。又,當光學膜10之尺寸大的情形時,從任意位置切成A5尺寸(148mm×210mm)後,再切成各測量項目之大小。
影像顯示裝置中之光學膜10的配置部位,亦可為影像顯示裝置之內部,但較佳為影像顯示裝置之表面附近。當使用於影像顯示裝置之表面附近的情形時,光學膜10係作為用以代替蓋玻璃之覆蓋膜用。
<<基材>>
基材11為具有透光性之基材。基材11之厚度較佳為10μm以上100μm以下。 若基材之厚度未達10μm,則光學膜之捲曲會變大,且硬度亦會不足,而有鉛筆硬度無法在3H以上之虞,並且,當以捲對捲(Roll to Roll)製造光學膜之情形時,由於會變得容易產生皺折,而有導致外觀惡化之虞。另一方面,若基材之厚度超過100μm,則光學膜之折疊性能將會不足,有時無法滿足後述之折疊測試的要件,又,光學膜會變重,於輕量化方面上並不佳。基材之厚度係使用掃描型電子顯微鏡(SEM),拍攝基材之剖面,於該剖面之影像測量20處基材之厚度,將該20處厚度之算術平均值作為基材之厚度。基材11之下限更佳為25μm以上,基材11之上限更佳為80μm以下。
作為基材11之構成材料,例如可列舉:聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺-亞醯胺系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂(例如,聚對酞酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate))等樹脂。此等之中,從不僅在折疊測試中不易發生裂縫或斷裂,且亦具有優異之硬度及透明性,又,耐熱性亦優異,亦可藉由燒製進一步賦予優異之硬度及透明性的觀點而言,較佳為聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂或此等之混合物。
聚醯亞胺系樹脂係藉由使四羧酸成分與二胺成分反應而得者。較佳藉由四羧酸成分與二胺成分之聚合得到聚醯胺酸然後進行醯亞胺化。醯亞胺化可以熱醯亞胺化來進行,亦可以化學醯亞胺化來進行。又,亦可以合併使用有熱醯亞胺化與化學醯亞胺化之方法來製造。聚醯亞胺系樹脂可為脂肪族之聚醯亞胺系樹脂,但較佳為含有芳香族環之芳香族系聚醯亞胺樹脂。芳香族系聚醯亞胺樹脂為於四羧酸成分及二胺成分之至少一者含有芳香族環者。
作為四羧酸成分之具體例,適用四羧酸二酐,可列舉:環己烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、二環己烷-3,4,3’,4’-四羧酸二酐、焦蜜石酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙 烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、1,3-雙[(3,4-二羧基)苯甲醯基]苯二酐、1,4-雙[(3,4-二羧基)苯甲醯基]苯二酐、2,2-雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}丙烷二酐、2,2-雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}丙烷二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}酮二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}酮二酐、4,4’-雙[4-(1,2-二羧基)苯氧基]聯苯二酐、4,4’-雙[3-(1,2-二羧基)苯氧基]聯苯二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}酮二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}酮二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}碸二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}碸二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}硫化物二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基]苯基}硫化物二酐、4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸酐、3,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸酐、3,3’-(六氟亞異丙基)二酞酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、1,2,7,8-菲四羧酸二酐等。此等可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
作為二胺成分之具體例,可使用對伸苯基二胺、間伸苯基二胺、鄰伸苯基二胺、3,3’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基硫化物、3,4’-二胺基二苯基硫化物、4,4’-二胺基二苯基硫化物、3,3’-二胺基二苯基碸、3,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二胺基二苯甲酮、4,4’-二胺基二苯甲酮、3,4’-二胺基二苯甲酮、4,4’-二胺基苯甲醯胺苯、3,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、 3,4’-二胺基二苯基甲烷、2,2-二(3-胺基苯基)丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)丙烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)丙烷、2,2-二(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,1-二(3-胺基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-胺基苯基)-1-苯基乙烷、1-(3-胺基苯基)-1-(4-胺基苯基)-1-苯基乙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯甲醯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,4-雙(3-胺基苯甲醯基)苯、1,4-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,3-雙(3-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-雙(3-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-雙(3-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、1,4-雙(3-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、1,4-雙(4-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、2,6-雙(3-胺基苯氧基)苄腈、2,6-雙(3-胺基苯氧基)吡啶、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺(terephthalamide)、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二三氟甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]酮、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]酮、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]硫化物、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]硫化物、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]醚、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]醚、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基) 苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,3-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,4-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,4-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,3-雙[4-(3-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,4-雙[4-(3-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,4-雙[4-(4-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、4,4’-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]二苯基醚、4,4’-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]二苯甲酮、4,4’-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]二苯基碸、4,4’-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯氧基]二苯基碸、3,3’-二胺基-4,4’-二苯氧基二苯甲酮、3,3’-二胺基-4,4’-二聯苯氧基二苯甲酮、3,3’-二胺基-4-苯氧基二苯甲酮、3,3’-二胺基-4-聯苯氧基二苯甲酮、6,6’-雙(3-胺基苯氧基)-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺聯二氫茚(spirobiindan)、6,6’-雙(4-胺基苯氧基)-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺聯二氫茚、1,3-雙(3-胺丙基)四甲基二矽氧烷、1,3-雙(4-胺丁基)四甲基二矽氧烷、α,ω-雙(3-胺丙基)聚二甲基矽氧烷、α,ω-雙(3-胺丁基)聚二甲基矽氧烷、雙(胺甲基)醚、雙(2-胺乙基)醚、雙(3-胺丙基)醚、雙(2-胺基甲氧基)乙基]醚、雙[2-(2-胺基乙氧基)乙基]醚、雙[2-(3-胺基丙氧基)乙基]醚、反式-環己烷二胺、反式-1,4-雙亞甲基(bismethylene)環己烷二胺、2,6-雙(胺甲基)雙環[2,2,1]庚烷、2,5-雙(胺甲基)雙環[2,2,1]庚烷,又,亦可使用上述二胺之芳香族環上一部份或者全部之氫原子經選自氟基、甲基、甲氧基、三氟甲基或三氟甲氧基中之取代基取代的二胺。此等可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
從提升透光性且提升剛性之方面上,作為聚醯亞胺系樹脂,較佳為下述之聚醯亞胺系樹脂:含有芳香族環且含有選自由(i)氟原子、(ii)脂肪 族環及(iii)切斷芳香族環彼此之電子共軛的連結基團組成之群中的至少1者;更佳為含有(i)與(iii)之至少1者的聚醯亞胺系樹脂。若聚醯亞胺系樹脂含有芳香族環,則配向性會提高,剛性會提升,但有因芳香族環之吸收波長而導致透射率下降的傾向。當聚醯亞胺系樹脂含有(i)氟原子之情形時,由於可使聚醯亞胺骨架內之電子狀態變得電荷難以移動,故透光性會提升。又,當聚醯亞胺系樹脂含有(ii)脂肪族環之情形時,因藉由截斷聚醯亞胺骨架內之π電子的共軛而可阻礙骨架內之電荷的移動,故透光性會提升。並且,當聚醯亞胺系樹脂含有(iii)切斷芳香族環彼此之電子共軛的連結基團之情形時,因藉由截斷聚醯亞胺骨架內之π電子的共軛而可阻礙骨架內之電荷的移動,故透光性會提升。作為此種切斷芳香族環彼此之電子共軛的連結基團,例如可列舉:醚鍵、硫醚鍵、羰基鍵、硫羰基鍵、醯胺鍵、磺醯基鍵及亞磺醯基鍵以及可經氟取代之伸烷基(alkylene group)等2價連結基團。
此等之中,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳使用含有芳香族環且含有氟原子之聚醯亞胺系樹脂。關於含有氟原子之聚醯亞胺系樹脂中的氟原子含有比例,藉由X射線光電子光譜法測量聚醯亞胺系樹脂表面而得到的氟原子數(F)與碳原子數(C)之比率(F/C)較佳為0.01以上,更佳為0.05以上。另一方面,若氟原子之含有比例過高,則有聚醯亞胺系樹脂原本之耐熱性等下降之虞,因此,前述氟原子數(F)與碳原子數(C)之比率(F/C)較佳為1以下,更佳為0.8以下。這裡,藉由X射線光電子光譜法(XPS)之測量所得到的上述比率,可從使用X射線光電子能譜儀(例如,Thermo Scientific公司Theta Probe)測量之各原子的原子%之值求得。
又,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳使用下述之聚醯亞胺系樹脂:鍵結於聚醯亞胺系樹脂所含之碳原子的氫原子之70%以上為直接鍵結於芳香族環的氫原子。鍵結於聚醯亞胺系樹脂所含之碳原子的全部氫原子(個 數)中直接鍵結於芳香族環之氫原子(個數)的比例,更佳為80%以上,再更佳為85%以上。當鍵結於聚醯亞胺所含之碳原子的氫原子之70%以上為直接鍵結於芳香族環的氫原子之情形時,即使經過在大氣中之加熱步驟,例如即使於200℃以上進行延伸,光學特性尤其是總光線透射率或黃色指數(YI)之變化亦少,故較佳。當鍵結於聚醯亞胺系樹脂所含之碳原子的氫原子之70%以上為直接鍵結於芳香族環的氫原子之情形時,由於與氧的反應性低,故推斷聚醯亞胺系樹脂之化學構造不易起變化。關於由聚醯亞胺系樹脂構成之基材,雖然利用其高耐熱性而大多使用於需要伴隨加熱之加工步驟的元件等,但當鍵結於聚醯亞胺系樹脂所含之碳原子的氫原子之70%以上為直接鍵結於芳香族環的氫原子之情形時,由於無須為了維持透明性而在非活性環境下實施此等後續步驟,因此,具有可抑制花費於設備成本或環境控制之費用的優點。這裡,鍵結於聚醯亞胺系樹脂所含之碳原子的全部氫原子(個數)中直接鍵結於芳香族環之氫原子(個數)的比例,可對聚醯亞胺之分解物使用高效液相層析術、氣相層析質譜儀及NMR求得。例如,可藉由鹼性水溶液或超臨界甲醇將樣品分解,將得到之分解物以高效液相層析術分離,使用氣相層析質譜儀及NMR等進行該經分離之各波峰的定性分析,使用高效液相層析術進行定量,藉此可求得聚醯亞胺所含之全部氫原子(個數)中直接鍵結於芳香族環的氫原子(個數)之比例。
又,從提升透光性且提升剛性之方面,作為聚醯亞胺系樹脂,其中,較佳具有選自由下述通式(1)及下述通式(3)表示之構造組成之群中的1種構造。
於上述通式(1)中,R1表示為四羧酸殘基之4價基,R2表示選自由反式-環己烷二胺殘基、反式-1,4-雙亞甲基環己烷二胺殘基、4,4’-二胺基二苯基碸殘基、3,4’-二胺基二苯基碸殘基及下述通式(2)表示之2價基組成之群中的至少1種2價基。n表示重複單元數,為1以上。本說明書中,「四羧酸殘基」係指從四羧酸經去除4個羧基而得之殘基,表示與從四羧酸二酐經去除酸二酐構造而得之殘基相同的構造。又,「二胺殘基」係指從二胺經去除2個胺基而得之殘基。
於上述通式(2)中,R3及R4各自獨立地表示氫原子、烷基或全氟烷基。
於上述通式(3)中,R5表示選自由環己烷四羧酸殘基、環戊烷四羧酸殘基、二環己烷-3,4,3’,4’-四羧酸殘基及4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸殘基組成之群中的至少1種4價基,R6表示為二胺殘基之2價基。n’表示重複單 元數,為1以上。
於上述通式(1)中之R1為四羧酸殘基,可為從如前述例示之四羧酸二酐經去除酸二酐構造而得之殘基。作為上述通式(1)中之R1,其中,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳包含選自由4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸殘基、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸殘基、焦蜜石酸殘基、2,3’,3,4’-聯苯四羧酸殘基、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸殘基、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸殘基、4,4’-氧二酞酸殘基、環己烷四羧酸殘基及環戊烷四羧酸殘基組成之群中的至少1種,更佳包含選自由4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸殘基、4,4’-氧二酞酸殘基及3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸殘基組成之群中的至少1種。
較佳於R1中含有合計50莫耳%以上之此等合適之殘基,更佳含有70莫耳%以上,再更佳含有90莫耳%以上。
又,亦較佳將選自由3,3’,4,4’-聯苯四羧酸殘基、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸殘基及焦蜜石酸殘基組成之群中至少1種之類適於提升剛直性的四羧酸殘基群(群組A)與選自由4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸殘基、2,3’,3,4’-聯苯四羧酸殘基、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸殘基、4,4’-氧二酞酸殘基、環己烷四羧酸殘基及環戊烷四羧酸殘基組成之群中至少1種之類適於提升透明性的四羧酸殘基群(群組B)加以混合使用作為R1。
於此情形時,關於前述適於提升剛直性之四羧酸殘基群(群組A)與適於提升透明性之四羧酸殘基群(群組B)的含有比率,較佳相對於適於提升透明性之四羧酸殘基群(群組B)1莫耳,前述適於提升剛直性之四羧酸殘基群(群組A)為0.05莫耳以上9莫耳以下,更佳為0.1莫耳以上5莫耳以下,再更佳為0.3莫耳以上4莫耳以下。
作為上述通式(1)中之R2,其中,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳為選自由4,4’-二胺基二苯基碸殘基、3,4’-二胺基二苯基碸殘基及 上述通式(2)表示之2價基組成之群中的至少1種2價基,更佳為選自由4,4’-二胺基二苯基碸殘基、3,4’-二胺基二苯基碸殘基以及R3及R4為全氟烷基之上述通式(2)表示之2價基組成之群中的至少1種2價基。
作為上述通式(3)中之R5,其中,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳包含4,4’-(六氟亞異丙基)二酞酸殘基、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸殘基及氧二酞酸殘基。
較佳於R5中含有50莫耳%以上之此等合適之殘基,更佳含有70莫耳%以上,再更佳含有90莫耳%以上。
上述通式(3)中之R6為二胺殘基,可為從如前述例示之二胺經去除2個胺基而得之殘基。作為上述通式(3)中之R6,其中,從提升透光性且提升剛性之方面,較佳包含選自由2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺殘基、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸殘基、4,4’-二胺基二苯基碸殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷殘基、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸殘基、4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)二苯基醚殘基、1,4-雙[4-胺基-2-(三氟甲基)苯氧基]苯殘基、2,2-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷殘基、4,4’-二胺基-2-(三氟甲基)二苯基醚殘基、4,4’-二胺基苯甲醯胺苯殘基、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺殘基及9,9-雙(4-胺基苯基)茀殘基組成之群中的至少1種2價基,更佳包含選自由2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺殘基、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸殘基及4,4’-二胺基二苯基碸殘基組成之群中的至少1種2價基。
較佳於R6中含有合計50莫耳%以上之此等合適之殘基,更佳含有70莫耳%以上,再更佳含有90莫耳%以上。
又,亦較佳將選自由雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸殘基、4,4’-二胺基苯甲醯胺苯殘基、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺殘基、對苯 二胺殘基、間苯二胺殘基及4,4’-二胺基二苯基甲烷殘基組成之群中至少1種之類適於提升剛直性的二胺殘基群(群組C)與選自由2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺殘基、4,4’-二胺基二苯基碸殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷殘基、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸殘基、4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)二苯基醚殘基、1,4-雙[4-胺基-2-(三氟甲基)苯氧基]苯殘基、2,2-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷殘基、4,4’-二胺基-2-(三氟甲基)二苯基醚殘基及9,9-雙(4-胺基苯基)茀殘基組成之群中至少1種之類適於提升透明性的二胺殘基群(群組D)加以混合使用作為R6。
於此情形時,關於前述適於提升剛直性之二胺殘基群(群組C)與適於提升透明性之二胺殘基群(群組D)的含有比率,較佳相對於適於提升透明性之二胺殘基群(群組D)1莫耳,前述適於提升剛直性之二胺殘基群(群組C)為0.05莫耳以上9莫耳以下,更佳為0.1莫耳以上5莫耳以下,再更佳為0.3莫耳以上4莫耳以下。
於上述通式(1)及上述通式(3)表示之構造中,n及n’分別獨立地表示重複單元數,為1以上。關於聚醯亞胺中之重複單元數n,根據構造作適當選擇以顯現出後述較佳之玻璃轉移溫度即可,並無特別限定。平均重複單元數通常為10~2000,更佳為15~1000。
又,聚醯亞胺系樹脂其一部份亦可含有聚醯胺構造。作為可含有之聚醯胺構造,例如可列舉:如偏苯三甲酸酐(trimellitic anhydride)之類含有三羧酸殘基的聚醯胺-亞醯胺構造,或如對酞酸之類含有二羧酸殘基的聚醯胺構造。
聚醯亞胺系樹脂從耐熱性之方面,玻璃轉移溫度較佳為250℃以上,更佳為270℃以上。另一方面,從延伸容易性或降低烘烤溫度之方面,玻璃轉移溫度較佳為400℃以下,更佳為380℃以下。
具體而言,作為聚醯亞胺基材,例如可舉具有由下式表示之構造的化合物。下式中,n為重複單元,表示2以上之整數。
聚醯胺系樹脂,不僅脂肪族聚醯胺,亦包含芳香族聚醯胺(聚芳醯胺)。作為聚醯胺系樹脂,一般而言為具有由下式(21)及(22)表示之骨架者,作為上述聚醯胺系樹脂,例如可舉由下式(23)表示之化合物。另,下式中,n為重複單元,表示2以上之整數。
上述由式(4)~(20)及(23)表示之聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂可使用市售者。作為由上述聚醯亞胺系樹脂構成之基材的市售品,例如可舉三菱瓦斯化學公司製之Neopulim等,作為由上述聚醯胺系樹脂構成之基材的市售品,則例如可舉東麗公司製之Mictron等。
又,上述由式(4)~(20)及(23)表示之聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂,可使用藉由周知方法合成者。例如,上述由式(4)表示之聚醯亞胺膜的合成方法記載於日本特開2009-132091,具體而言,可藉由使下式(21)表示之4,4’-六氟亞丙基雙酞酸二酐(hexafluoro propylidene bisphthalic dianhydride)(FPA)與2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯(TFDB)反應而得。
上述聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂之重量平均分子量較佳為3000以上50萬以下之範圍,更佳為5000~30萬之範圍,再更佳為1萬以上20萬以下之範圍。若重量平均分子量未達3000,則有時會無法得到足夠之強度,若超過50萬,則由於黏度會上升,溶解性會下降,因而有時無法得到表面平滑且膜厚均一之基材。另,於本說明書中,「重量平均分子量」係指藉由凝膠滲透層析術(GPC)測得之聚苯乙烯換算值。
上述聚醯亞胺系樹脂及聚醯胺系樹脂之中,由於具有優異之透明 性,因此較佳為具有不易發生電荷於分子內或分子間移動之構造的聚醯亞胺基材或聚醯胺系樹脂,具體而言,可列舉:上述式(4)~(11)等之氟化聚醯亞胺膜、上述式(13)~(15)等具有脂環構造之聚醯亞胺系樹脂、上述式(23)等具有鹵基(halogen group)之聚醯胺系樹脂。
又,於上述式(4)~(11)等之氟化聚醯亞胺系樹脂,由於具有經氟化之構造,因此具有高耐熱性,於製造由聚醯亞胺系樹脂構成之基材時亦不會因熱而著色,故具有優異之透明性。
從可使樹脂層12之表面12A以JIS K5600-5-4:1999規定的鉛筆硬度測試(負載:750g,速度:1mm/秒)條件測得之硬度在3H以上的觀點而言,基材11較佳使用由上述式(4)~(11)等表示之氟化聚醯亞胺系樹脂構成的基材或由上述式(23)等具有鹵基之聚醯胺系樹脂構成的基材。其中,由於可使上述鉛筆硬度為3H以上極優異之硬度,因此,更佳使用由上述式(4)表示之聚醯亞胺系樹脂構成的基材。
作為聚酯系樹脂,例如可舉將聚對酞酸乙二酯、聚對酞酸丙二酯(polypropylene terephthalate)、聚對酞酸丁二酯(polybutylene terephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯之至少1種作為構成成分的樹脂等。
<<樹脂層>>
樹脂層12係從第1層積層至第n層(n為3以上之整數)之多層構造者。從第1層至第n層當然主要為由樹脂構成之層,除了樹脂之外,亦可含有粒子或添加劑等。
樹脂層12中之第1層~第n層各層的壓痕硬度,依序從第1層至第n層變大。亦即,於樹脂層12中,當使第1層、第2層、...、第n層之壓痕硬度分別為HIT1、HIT2、...、HITn時,滿足以下之關係式(A)。
HIT1<HIT2<...<HITn...(A)
具體而言,樹脂層12由於呈自基材11側從第1層12B依序積層至第3層12D的多層構造,因此,第1層12B、第2層12C、第3層12D各層之壓痕硬度依序從第1層12B至第3層12D變大。亦即,當使第1層12B、第2層12C及第3層12D之壓痕硬度分別為HIT1、HIT2、HIT3時,滿足以下之關係式(B)。
HIT1<HIT2<HIT3...(B)
於本說明書中,「壓痕硬度」係指藉由以奈米壓痕法進行之硬度測量,將壓頭壓入各樹脂層100nm時之硬度。藉由上述奈米壓痕法進行之壓痕硬度測量,係使用海思創(HYSITRON)公司製之「TI950 TriboIndenter」進行。具體而言,首先製作藉由埋置樹脂埋置切成1mm×10mm之光學膜而成的團塊,藉由一般切片製作方法從該團塊切下沒有孔洞等之均勻的厚度70nm以上100nm以下之切片。切片之製作,可使用「Ultramicrotome EM UC7」(Leica Microsystems股份有限公司)等。然後,將被切下此沒有孔洞等之均勻的切片剩下的團塊作為測量樣品。接著,於此種測量樣品中藉由切下上述切片而得到的各樹脂層之剖面中央,以最大負載40μN、速度10μN/s壓入作為上述壓頭之Berkovich壓頭(三角錐)約100nm,保持一定,進行殘留應力緩和後,將負載卸除,測量緩和後之最大負載,使用該最大負載(Pmax(μN))及壓頭與試樣(各層)之接觸投影面積(Ap(nm2)),藉由Pmax/Ap算出壓痕硬度。使壓痕硬度為測量10次之值的算術平均值。
於光學膜10,樹脂層12由於係由第1層12B、第2層12C、及第3層12D構成,因此雖然上述n為3,但上述第n層之n若為3以上,並無特別限定。上述n之上限從生產性之觀點而言,較佳為10以下。
當樹脂層12為3層構造之情形時,第1層12B、第2層12C、第3層12D各層之壓痕硬度若滿足上述關係式(B),則並無特別限定,第1層12B之壓痕硬度較佳為1MPa以上100MPa以下,第2層12C之壓痕硬度較佳為10MPa以上 500MPa以下,第3層12D之壓痕硬度較佳為100MPa以上1000MPa以下。若第1層之壓痕硬度為1MPa以上,則可更加提升鉛筆硬度,又若第1層之壓痕硬度為100MPa以下,則可更加提升耐撞擊性。若第2層之壓痕硬度為10MPa以上,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫,又若第2層之壓痕硬度為500MPa以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生皺折。若第3層之壓痕硬度為100MPa以上,則可更加提升耐擦傷性,又若第3層之壓痕硬度為1000MPa以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫。
<第1層>
第1層12B為第1層12B至第3層12D中具有最低壓痕硬度之層,主要具有提升鉛筆硬度及耐撞擊性之功能。第1層12B之膜厚較佳為50μm以上300μm以下。若第1層之膜厚為50μm以上,則可更加提升樹脂層之硬度,又若為300μm以下,則膜厚不會過厚,適於薄型化,且加工性亦為良好。關於第1層12B之膜厚,係使用掃描型電子顯微鏡(SEM),拍攝第1層12B之剖面,於該剖面之影像中測量20處第1層12B之膜厚,將該20處之膜厚的算術平均值作為第1層12B之膜厚。第1層12B之下限更佳依序為80μm以上、100μm以上、150μm以上(數值越大越佳),第1層12B之上限則更佳依序為250μm以下、220μm以下、200μm以下(數值越小越佳)。
關於上述第1層之膜厚,係使用掃描型電子顯微鏡(SEM),拍攝第1層之剖面,於該剖面之影像中測量20處第1層之膜厚,將該20處之膜厚的算術平均值作為第1層之膜厚。將具體之剖面照片的拍攝方法記載於下。首先製作藉由埋置樹脂埋置切成1mm×10mm之光學膜而成的團塊,藉由一般切片製作方法從該團塊切下沒有孔洞等之均勻的厚度70nm以上100nm以下之切片。切片之製作,可使用「Ultramicrotome EM UC7」(Leica Microsystems股份有限公司)等。然後,將被切下此沒有孔洞等之均勻的切片剩下的團塊作為測量樣品。然 後,使用掃描型電子顯微鏡(SEM)(製品名「S-4800」,日立全球先端科技公司製),拍攝測量樣品之剖面照片。於使用上述S-4800拍攝剖面照片時,將檢測器設為「SE」,加速電壓設為「5kV」,射出電流設為「10μA」,進行剖面觀察。關於倍率,係一邊調節焦點,對對比度及亮度觀察是否可辨別各層,一邊以100~10萬倍作適當調節。另,於使用上述S-4800拍攝剖面照片時,可進一步將光圈設為「束監測器孔徑3」,物鏡孔徑設為「3」,且W.D.設為「8mm」。當測量第1層之膜厚時,於觀察剖面的時候,儘可能地可明確觀察到第1層與其他層(例如第2層)之界面對比度一事變得很重要。假如當對比度不足而難以看見此界面之情形時,由於若實施四氧化鋨、四氧化釕、磷鎢酸等染色處理,則會變得容易看見有機層間之界面,因此,亦可進行染色處理。又,界面之對比度有時會在高倍率下較難察覺。當該情形時,亦以低倍率同時作觀察。例如以2.5萬倍與5萬倍,或5萬倍與10萬倍等高低之兩種倍率觀察,以兩倍率求出上述之算術平均值,並進一步將該平均值作為第1層膜厚之值。
構成第1層12B之樹脂若為第1層12B之壓痕硬度低於第2層12C之壓痕硬度之類的樹脂,則並無特別限定。作為此種樹脂,例如可列舉:胺酯(urethane)系樹脂、環氧系樹脂、聚矽氧系樹脂等。此等之中,胺酯系樹脂由於靱性優異,因此從得到優異之折疊性能的觀點及得到鉛筆硬度為3H以上之優異硬度的觀點而言,較佳為胺酯系樹脂。另,樹脂層12除了胺酯系樹脂或環氧系樹脂等之外,亦可含有橡膠或熱塑性彈性物。
胺酯系樹脂為具有胺酯鍵之樹脂。作為胺酯系樹脂,可列舉:游離輻射硬化性胺酯系樹脂組成物之硬化物或熱硬化性胺酯系樹脂組成物之硬化物等。此等之中,從可得到耐擦傷性及高硬度,且硬化速度亦快,量產性優異的觀點而言,較佳為游離輻射硬化性胺酯系樹脂組成物之硬化物。
游離輻射硬化性胺酯系樹脂組成物含有胺酯(甲基)丙烯酸酯, 熱硬化性胺酯系樹脂組成物則含有多元醇(polyol)化合物與異氰酸酯化合物。胺酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇化合物及異氰酸酯化合物可為單體、寡聚物及預聚合物之任一者。另,「胺酯(甲基)丙烯酸酯」意指包含「胺酯丙烯酸酯」及「胺酯甲基丙烯酸酯」兩者。
胺酯(甲基)丙烯酸酯中之(甲基)丙烯醯基的數目(官能基數)較佳為2以上6以下。若胺酯(甲基)丙烯酸酯中之(甲基)丙烯醯基的數目未達2,則會有鉛筆硬度變低之虞,又若超過6,則會有下述之虞:硬化收縮變大,光學膜捲曲,又於彎折時樹脂層會有裂紋。胺酯(甲基)丙烯酸酯中之(甲基)丙烯醯基數目的上限更佳為3以下。另,「(甲基)丙烯醯基」意指「丙烯醯基」及「甲基丙烯醯基」兩者。
胺酯(甲基)丙烯酸酯之重量平均分子量並無特別限定,較佳為1500以上20000以下。若胺酯(甲基)丙烯酸酯之重量平均分子量未達1500,則會有耐撞擊性下降之虞,又若超過20000,則會有游離輻射硬化性胺酯系樹脂組成物之黏度上升,塗布性惡化之虞。胺酯(甲基)丙烯酸酯之重量平均分子量的下限更佳為2000以上,上限更佳為15000以下。
又,作為具有來自胺酯(甲基)丙烯酸酯之構造的重複單元,例如可列舉:由下述通式(25)、(26)、(27)或(28)表示之構造等。
上述通式(25)中,R7表示支鏈狀烷基,R8表示支鏈狀烷基或飽和環狀脂肪族基,R9表示氫原子或甲基,R10表示氫原子、甲基或乙基,m表示0以上之整數,x表示0~3之整數。
上述通式(26)中,R7表示支鏈狀烷基,R8表示支鏈狀烷基或飽和環狀脂肪族基,R9表示氫原子或甲基,R10表示氫原子、甲基或乙基,n表示1以上之整數,x表示0~3之整數。
上述通式(27)中,R7表示支鏈狀烷基,R8表示支鏈狀烷基或飽和環狀脂肪族基,R9表示氫原子或甲基,R10表示氫原子、甲基或乙基,m表示0以上之整數,x表示0~3之整數。
上述通式(28)中,R7表示支鏈狀烷基,R8表示支鏈狀烷基或飽和環狀脂肪族基,R9表示氫原子或甲基,R10表示氫原子、甲基或乙基,n表示1以上之整數,x表示0~3之整數。
另,關於構成第1層12B等之樹脂係由何種構造之高分子鏈(重複單元)形成,例如可用熱分解GC-MS及FT-IR分析第1層12B等來判斷。尤其是熱分解GC-MS由於可檢測第1層12B等所含之單體單元作為單體成分,故有用。
第1層12B若壓痕硬度低於第2層12C之壓痕硬度,則亦可含有紫外線吸收劑、分光穿透率調整劑等。
<紫外線吸收劑>
光學膜尤其適用於可折疊之智慧型手機或平板終端之類的移動終端機,但此種移動終端機多在戶外使用,因此會有較光學膜更靠近顯示元件側配置之偏光元件受到紫外線曝曬而容易劣化的問題。然而,第1層由於配置於偏光元件之顯示畫面側,故若第1層含有紫外吸收劑,則可適合地防止因偏光元件受到紫外線曝曬而造成之劣化。另,上述紫外線吸收劑(UVA)亦可含有於基材11或第2層~第n層之至少任一層。此情形時,紫外線吸收劑(UVA)亦可不含有於第1層12B。
作為紫外線吸收劑,例如可列舉:三系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑及苯并***系紫外線吸收劑等。
作為上述三系紫外線吸收劑,例如可列舉:2-(2-羥基-4-[1-辛氧基羰基乙氧基]苯基)-4,6-雙(4-苯基苯基)-1,3,5-三、2-[4-[(2-羥基-3-十二氧丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三、2,4-雙[2-羥基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三、2-[4-[(2-羥基-3-三癸氧基丙基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三及2-[4-[(2-羥基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羥基苯基]-4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三等。作為市售之三系紫外線吸收劑,例如可列舉:TINUVIN460、TINUVIN477(皆為BASF公司製),LA-46(艾迪科公司製)等。
作為上述二苯甲酮系紫外線吸收劑,例如可列舉:2-羥基二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、羥基甲氧基二苯甲酮碸酸及其三水合物(trihydrate)、羥基甲氧基二苯甲酮碸酸鈉等。作為市售之二苯甲酮系紫外線吸收劑,例如可舉CHMASSORB81/FL(BASF公司製)等。
作為上述苯并***系紫外線吸收劑,例如可列舉:2-乙基己基 -3-[3-三級丁基-4-羥基-5-(5-氯基-2H-苯并***-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2H-苯并***-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二基)-4-甲苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并***-2-基]-4-甲基-6-(三級丁基)苯酚、2-(2H-苯并***-2-基)-4,6-二-三級戊基苯酚、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并***、2-(2’-羥基-3’,5’-二-三級丁基苯基)苯并***、2-(2’-羥基-3’-三級丁基-5’-甲基苯基)苯并***、2-(2’-羥基-3’,5’-二-三級丁基苯基)-5-氯苯并***、2-(2’-羥基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氫酞醯亞胺甲基)-5’-甲基苯基)苯并***、2,2-亞甲基(methylene)雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-基)苯酚)及2-(2’-羥基-3'-三級丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***等。作為市售之苯并***系紫外線吸收劑,例如可列舉:KEMISORB71D、KEMISORB79(皆為凱米布羅化成公司製),JF-80、JAST-500(皆為城北化學公司製),ULS-1933D(一方公司製),RUVA-93(大塚化學公司製)等。
關於紫外線吸收劑,其中,適用三系紫外線吸收劑、苯并***系紫外線吸收劑。紫外線吸收劑以與構成樹脂層之樹脂成分的溶解性較高為佳,又,以上述之耐久折疊測試後的滲出(bleed out)較少為佳。紫外線吸收劑較佳經聚合物化或寡聚物化。作為紫外線吸收劑較佳為具有苯并***、三、二苯甲酮骨架之聚合物或寡聚物,具體而言,較佳為使具有苯并***或二苯甲酮骨架之(甲基)丙烯酸酯與甲基丙烯酸甲酯(MMA)以任意比率熱共聚合而成者。另,當將光學膜應用於有機發光二極體(OLED)顯示裝置之情形時,紫外線吸收劑亦可發揮保護OLED免受紫外線傷害之作用。
紫外線吸收劑之含量並無特別限定,較佳相對於第1層用組成物之固形物成分100質量份,為1質量份以上6質量份以下。若未達1質量份,則有時會無法充分得到使第1層含有上述紫外線吸收劑之效果,若超過6質量份,則 有時會於第1層產生顯著之著色或強度下降。上述紫外線吸收劑含量之更佳下限為2質量份以上,更佳上限為5質量份以下。
<分光穿透率調整劑>
分光穿透率調整劑係調整光學膜之分光穿透率者。當使第1層例如含有下述通式(29)表示之芝麻酚型苯并***系單體的情形時,可正好滿足上述之分光穿透率。
式中,R11表示氫原子或甲基。R12表示碳數1~6之直鏈狀或支鏈狀伸烷基或碳數1~6之直鏈狀或支鏈狀氧伸烷基(oxyalkylene)。
上述之芝麻酚型苯并***系單體並無特別限制,具體之物質名稱可列舉:2-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃(dioxole)-5-基)-2H-苯并***-5-基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基]乙基丙烯酸酯、3-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基]丙基甲基丙烯酸酯、3-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基]丙基丙烯酸酯、4-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基]丁基甲基丙烯酸酯、4-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基]丁基丙烯酸酯、2-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基氧基]乙基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基}丙醯基氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5- 基}丙醯基氧基]乙基丙烯酸酯、4-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基}丙醯基氧基]丁基甲基丙烯酸酯、4-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基}丙醯基氧基]丁基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基}丙醯基氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-基}丙醯基氧基]乙基丙烯酸酯、2-(甲基丙烯醯氧基(methacryloyloxy))乙基2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5羧酸酯、2-(丙烯醯氧基(acryloyloxy))乙基2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-羧酸酯、4-(甲基丙烯醯氧基)丁基2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-羧酸酯、4-(丙烯醯氧基)丁基2-(6-羥基苯并[1,3]1,3-二氧呃-5-基)-2H-苯并***-5-羧酸酯等。又,此等芝麻酚型苯并***系單體可使用1種,又亦可使用2種以上。
上述芝麻酚型苯并***系單體雖可含有於第1層12B,但亦可含有於第1層~第n層之至少任一層,滿足上述分光穿透率之要件。例如可舉下述之構成等:在第1層以僅可達成於波長380nm之分光穿透率的方式含有上述芝麻酚型苯并***系單體,其他層以可達成於波長410nm及波長440nm之分光穿透率之條件的方式含有上述芝麻酚型苯并***系單體。
當上述芝麻酚型苯并***系單體含有於第1層12B之情形時,例如,上述芝麻酚型苯并***系單體較佳於第1層12B層中含有15~30質量%。藉由在此種範圍含有芝麻酚型苯并***系單體,而可滿足上述之分光穿透率。另,上述芝麻酚型苯并***系單體可於第1層12B中與構成第1層12B之樹脂成分反應而一體地含有,亦可不與構成第1層12B之樹脂成分反應,單獨地含有。
<第2層>
第2層12C為具有第1層12B與第3層12D之間的壓痕硬度之層,主要具有提升彎曲性及耐擦傷性之功能。第2層12C之膜厚較佳為1μm以上50μm以下。若第2層之膜厚為1μm以上,則當折疊光學膜時會更難以發生樹脂層之皺折,又若為50μm以下,則當折疊光學膜時會更難以發生樹脂層之裂縫。第2層12C之膜厚係藉由與第1層12B之膜厚同樣的方法求得。第2層12C之下限更佳依序為3μm以上、5μm以上、7μm以上(數值越大越佳),第2層12C之上限更佳依序為30μm以下、25μm以下、20μm以下(數值越小越佳)。
關於構成第2層12C之材料,若第2層12C之壓痕硬度高於第1層12B之壓痕硬度,則並無特別限定。於第2層12C,例如可將無機粒子及/或有機粒子添加於第1層12B欄所說明之樹脂,藉此使壓痕硬度高於第1層12B,又,除了胺酯(甲基)丙烯酸酯之外,亦可添加壓痕硬度會變高之類的游離輻射聚合性化合物,藉此使壓痕硬度高於第1層12B。
(無機粒子)
無機粒子為提高第2層12C之壓痕硬度的成分。作為無機粒子,例如可列舉:二氧化矽(SiO2)粒子、氧化鋁粒子、二氧化鈦粒子、氧化錫粒子、摻銻氧化錫(簡稱:ATO)粒子、氧化鋅粒子等無機氧化物粒子。此等之中,從更加提高硬度之觀點而言,較佳為二氧化矽粒子。作為二氧化矽粒子,可列舉:球形二氧化矽粒子或變形二氧化矽粒子,此等之中,較佳為變形二氧化矽粒子。本說明書中之「球形粒子」,例如意指球狀、橢圓球狀等粒子,「變形粒子」則意指馬鈴薯狀之表面具有任意凹凸之形狀的粒子。上述變形粒子由於其表面積較球狀粒子大,因此藉由含有此種變形粒子,與上述樹脂之接觸面積會變大,可使樹脂層12之鉛筆硬度更加優異。第2層12C所含之二氧化矽粒子是否為變形二氧化矽粒子,可藉由用穿透式電子顯微鏡(TEM)或掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)觀察第2層12C之剖面來加以確認。當使用球形二氧化矽粒子之情形時,球形二 氧化矽粒子之粒徑越小,透光性功能層之硬度會越高。相對於此,變形二氧化矽粒子即使沒有小至市售之最小粒徑的球形二氧化矽粒子之程度,亦可達成與此球形二氧化矽粒子同等之硬度。
二氧化矽粒子之平均一次粒徑較佳為1nm以上100nm以下。當二氧化矽粒子為變形二氧化矽粒子之情形時,關於變形二氧化矽粒子之平均一次粒徑,係從使用穿透式電子顯微鏡(TEM)或掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)拍攝得到之透光性功能層剖面的影像測量粒子外圍之2點間距離的最大值(長徑)與最小值(短徑),加以平均求得粒徑,將20個粒子之粒徑的算術平均值作為該變形二氧化矽粒子之平均一次粒徑。又,當二氧化矽粒子為球形二氧化矽粒子之情形時,關於球形二氧化矽粒子之平均粒徑,係從使用穿透式電子顯微鏡(TEM)或掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)拍攝得到之粒子剖面的影像測量20個粒子之粒徑,將20個粒子之粒徑的算術平均值作為該球形二氧化矽粒子之平均粒徑。
第2層12C中之無機粒子的含量較佳為20質量%以上70質量%以下。若無機粒子的含量未達20質量%,則會難以確保足夠之硬度,又若無機粒子的含量超過70質量%,則填充率會過度上升,無機粒子與樹脂成分之密接性惡化,反而使第2層之硬度下降。
作為無機粒子,較佳使用表面具有光聚合性官能基之無機粒子(反應性無機粒子)。此種表面具有光聚合性官能基之無機粒子,可藉由用矽烷偶合劑等對無機粒子進行表面處理來製作。作為用矽烷偶合劑處理無機粒子表面之方法,可列舉:對無機粒子噴灑矽烷偶合劑之乾式法,或使無機粒子分散於溶劑後將矽烷偶合劑加入使之反應的濕式法等。
(有機粒子)
有機粒子亦為提高第2層12C之壓痕硬度的成分。作為有機粒子,例如可舉 塑膠珠粒。作為塑膠珠粒,具體例可列舉:聚苯乙烯珠粒、三聚氰胺樹脂珠粒、丙烯酸珠粒、丙烯酸-苯乙烯珠粒、聚矽氧珠粒、苯胍(benzoguanamine)珠粒、苯胍-甲醛縮合珠粒、聚碳酸酯珠粒、聚乙烯珠粒等。
(游離輻射聚合性化合物)
游離輻射聚合性化合物亦為提高第2層12C之壓痕硬度的成分。游離輻射聚合性化合物係與胺酯(甲基)丙烯酸酯混合後使用。作為此種可提高壓痕硬度之類的游離輻射聚合性化合物,例如可列舉:2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2一羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯等含有羥基之單體,或乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二伸乙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三伸甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三縮四乙二醇(tetraethylene glycol)二(甲基)丙烯酸酯、伸丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯單體。
<第3層>
第3層12D為第1層12B至第3層12D之中具有最高壓痕硬度的層,主要具有提升耐擦傷性之功能。第3層12D之膜厚較佳為0.05μm以上5μm以下。若第3層之膜厚為0.05μm以上,則可更加提升耐擦傷性,又若為5μm以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫。第3層12D之膜厚係藉由與第1層12B之膜厚同樣的方法求得。第3層12D之下限更佳依序為0.1μm以上、0.5μm以上、0.8μm以上(數值越大越佳),第3層12D之上限更佳依序為3μm以下、2μm以下、1μm以下(數值越小越佳)。
關於構成第3層12D之材料,若第3層12D之壓痕硬度高於第2層 12C之壓痕硬度,則並無特別限定。於第3層12D,可不使用第1層12B欄所說明之樹脂,而使用第2層12C欄說明之游離輻射聚合性化合物,藉此使壓痕硬度高於第2層12C。又,第3層12D可進一步含有溶劑乾燥型樹脂或抗污劑。
(溶劑乾燥型樹脂)
溶劑乾燥型樹脂為熱塑性樹脂等僅使塗布時為了調整固形物成分而添加之溶劑乾燥就會成為被膜之類的樹脂。當添加有溶劑乾燥型樹脂之情形時,可於形成第3層12D時,有效防止塗液塗布面之被膜缺陷。溶劑乾燥型樹脂並無特別限定,一般而言可使用熱塑性樹脂。
作為熱塑性樹脂,例如可列舉:苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含鹵素樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、纖維素衍生物、聚矽氧系樹脂及橡膠或彈性物等。
(抗污劑)
關於抗污劑,雖可於第3層12D均勻地分散有抗污劑,但從以少量添加量即可得到足夠之抗污性且抑制第3層12D之強度下降的觀點而言,較佳局部地含有於第3層12D之表面側。作為使抗污劑局部存在於第3層12D之表面側的方法,例如可列舉下述方法等:於形成第3層12D時,使用後述之第3樹脂組成物形成塗膜,於使塗膜乾燥、硬化前,加熱塗膜,降低塗膜所含之樹脂成分的黏度,藉此提升流動性,使抗污劑局部存在於第3層12D之表面側的方法,或選定表面張力低之抗污劑來使用,於使塗膜乾燥時在不施加熱下使抗污劑浮在塗膜表面,然後使塗膜硬化,藉此使上述抗污劑局部存在於第3層12D之最表面側的方法。
抗污劑並無特別限定,例如可列舉:聚矽氧系抗污劑、氟系抗污劑、聚矽氧系及氟系抗污劑,可分別單獨使用,亦可混合使用。又,抗污劑亦可為丙烯酸系抗污劑。
作為抗污劑之含量,較佳相對於上述之樹脂成分100質量份,為0.01~3.0重量份。若未達0.01重量份,則有時會無法對第3層賦予足夠之抗污性能,又,若超過3.0重量份,則有第3層之硬度下降之虞。
抗污劑為下述之化合物:重量平均分子量較佳為5000以下,又為了改善抗污性能之耐久性,較佳使反應性官能基為1個以上,更佳具有2個以上。其中,藉由使用具有2個以上之反應性官能基的抗污劑,可賦予優異之耐擦傷性。
當抗污劑不具有反應性官能基之情形時,無論是光學膜為捲筒狀之情形或為片狀之情形,有時於重疊時抗污劑會轉移至光學膜背面,而若想要將其他層貼合或塗布於光學膜背面,則會發生其他層之剝落,並且,有時會因進行複數次折疊測試而容易剝落。
並且,具有上述反應性官能基之抗污劑,抗污性能之性能持續性(耐久性)良好,其中,含有上述氟系抗污劑之樹脂層,指紋不易附著(不明顯),擦拭性亦良好。並且,由於可降低樹脂層用組成物塗布時之表面張力,因此,整平性佳,所形成之樹脂層的外觀良好。
含有聚矽氧系抗污劑之樹脂層,滑移性佳,耐鋼絲絨性良好。裝載有樹脂層含有此種聚矽氧系抗污劑之光學膜的觸感測器,由於用手指或筆等接觸時之滑移佳,故觸感好。又,指紋亦不易附著於樹脂層(不明顯),擦拭性亦良好。並且,由於可降低樹脂層用組成物塗布時之表面張力,因此,整平性佳,所形成之樹脂層的外觀良好。
作為聚矽氧系抗污劑之市售品,例如可列舉:SUA1900L10(新中村化學公司製),SUA1900L6(新中村化學公司製),Ebecryl1360(大賽璐氰特公司製),UT3971(日本合成公司製),BYKUV3500(BYK公司製),BYKUV3510(BYK公司製),BYKUV3570(BYK公司製),X22-164E、X22-174BX、X22-2426、KBM503.KBM5103(信越化學公司製),TEGO- RAD2250、TEGO-RAD2300、TEGO-RAD2200N、TEGO-RAD2010、TEGO-RAD2500、TEGO-RAD2600、TEGO-RAD2700(Evonik Japan公司製),MEGAFACE RS854(迪愛生公司製)等。
作為氟系抗污劑之市售品,例如可列舉:Optool DAC、Optool DSX(大金工業公司製),MEGAFACE RS71、MEGAFACE RS74(迪愛生公司製),LINC152EPA、LINC151EPA、LINC182UA(共榮社化學公司製),ftergent 650A、ftergent 601AD、ftergent 602等。
作為是氟系且是聚矽氧系並具有反應性官能基之抗污劑的市售品,例如可列舉:MEGAFACE RS851、MEGAFACE RS852、MEGAFACE RS853、MEGAFACE RS854(迪愛生公司製),OPSTAR TU2225、OPSTAR TU2224(JSR公司製),X71-1203M(信越化學公司製)等。
<<<其他之光學膜>>>
圖1所示之光學膜10雖然樹脂層12為3層構造,但亦可為4層構造。具體而言,光學膜如圖3所示,亦可為具備有基材11與樹脂層21之光學膜20,該樹脂層21呈第1層21B至第4層21E自基材11側依序積層於基材11之一面11A側的4層構造。光學膜20之表面20A成為樹脂層21之表面21A(第4層21E之表面)。光學膜20之物性等由於與光學膜10之物性等相同,因此這裡省略說明。光學膜20之基材11由於與光學膜10之基材11相同,因此省略說明。
<<樹脂層>>
於樹脂層21,第1層21B、第2層21C、第3層21D、第4層21E各層之壓痕硬度從第1層21B至第4層21E依序變大。亦即,於使第1層21B、第2層21C、第3層21D及第4層21E之壓痕硬度分別為HIT1、HIT2、HIT3及HIT4時,滿足上述關係式(A)。亦即,樹脂層21滿足下述關係式(C)。
HIT1<HIT2<HIT3<HIT4...(C)
於樹脂層21,第1層21B、第2層21C、第3層21D、第4層21E各層之壓痕硬度若滿足上述關係式(C),則並無特別限定,較佳為第1層21B之壓痕硬度在1MPa以上100MPa以下,第2層21C之壓痕硬度在10MPa以上300MPa以下,第3層21D之壓痕硬度在50MPa以上500MPa以下,第4層21E之壓痕硬度在100MPa以上1000MPa以下。若第1層之壓痕硬度在1MPa以上,則可更加提升鉛筆硬度,又若第1層之壓痕硬度在100MPa以下,則可更加提升耐撞擊性。若第2層之壓痕硬度在10MPa以上,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫,又若第2層之壓痕硬度在300MPa以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生皺折。若第3層之壓痕硬度在50MPa以上,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫,又若第3層之壓痕硬度在500MPa以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生皺折。若第4層之壓痕硬度在100MPa以上,則可更加提升耐擦傷性,又若第4層之壓痕硬度在1000MPa以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫。
<第1層>
第1層21B之膜厚較佳為50μm以上300μm以下。若第1層之膜厚為50μm以上,則可更加提升樹脂層之硬度,又若為300μm以下,則膜厚不會過厚,適於薄型化,且加工性亦良好。第1層21B之膜厚係藉由與第1層12B之膜厚同樣的方法測量。第1層21B之下限更佳依序為80μm以上、100μm以上、150μm以上(數值越大越佳),第1層21B之上限更佳依序為250μm以下、220μm以下、200μm以下(數值越小越佳)。第1層21B由於可由與第1層12B同樣之樹脂形成,因此這裡省略說明。
<第2層及第3層>
第2層21C及第3層21D之膜厚分別較佳為1μm以上50μm以下。若第2層及第3層之膜厚為1μm以上,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生皺折,又若為 50μm以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫。第2層21C及第3層21D之膜厚係藉由與第1層12B之膜厚同樣的方法求得。第2層21C及第3層21D之膜厚的下限分別更佳依序為3μm以上、5μm以上、7μm以上(數值越大越佳),第2層21C及第3層21D之膜厚的上限分別更佳依序為40μm以下、30μm以下、20μm以下(數值越小越佳)。第2層21C可藉由在如第2層12C欄說明之例如第1層12B欄說明的樹脂添加無機粒子及/或有機粒子形成。第3層21D可使用含有胺酯(甲基)丙烯酸酯與壓痕硬度會變高之類的游離輻射聚合性化合物的樹脂層用組成物形成。
<第4層>
第4層21E之膜厚較佳為0.05μm以上5μm以下。若第4層之膜厚為0.05μm以上,則可更加提升耐擦傷性,又若為5μm以下,則在折疊光學膜時樹脂層會更加不易發生裂縫。第4層21E之膜厚係藉由與第1層12B之膜厚同樣的方法求得。第4層21E之下限更佳依序為0.1μm以上、0.5μm以上、0.8μm以上(數值越大越佳),第4層21E之上限更佳依序為3μm以下、2μm以下、1μm以下。第4層21E可由第3層12D欄說明之游離輻射聚合性化合物形成。
<<<光學膜之製造方法>>>
光學膜10可根據構成第1層12B至第3層12D之樹脂的種類用各種方法製作。例如當第1層12B及第2層12C為由胺酯系樹脂構成之層的情形時,可用下述方式製作。首先藉由棒式塗布機(bar coater)等塗布裝置將第1樹脂組成物塗布於基材11之一面11A上,形成第1樹脂組成物之塗膜。
<第1樹脂組成物>
第1樹脂層用組成物含有胺酯(甲基)丙烯酸酯或多元醇化合物與異氰酸酯化合物。第1樹脂組成物另外視需要亦可含有紫外線吸收劑、分光穿透率調整劑、整平劑、溶劑、聚合起始劑。
第1樹脂組成物之總固形物成分較佳為25~95%。若低於25%,則會有殘存殘留溶劑,或產生白化之虞。若超過95%,則有時第1層用組成物之黏度會變高,塗布性下降而於表面出現不均勻或條紋。上述固形物成分更佳為30~90%。
(溶劑)
作為上述溶劑,可列舉:醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、苄醇、PGME、乙二醇,二丙酮醇)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環戊酮、環己酮、庚酮、二異丁酮、二乙酮、二丙酮醇)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、甲酸甲酯、PGMEA)、脂肪族烴(例如己烷、環己烷)、鹵化烴(例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香族烴(例如苯、甲苯、二甲苯)、醯胺(例如二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、正甲基吡咯啶酮)、醚(例如二***、二烷、四氫呋喃)、醚醇(例如1-甲氧基-2-丙醇)、碳酸酯(碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯)等。此等之溶劑可單獨使用,亦可合併使用2種以上。其中,作為上述溶劑,於使胺酯(甲基)丙烯酸酯等成分以及其他添加劑溶解或者分散而可合適地塗布上述第1樹脂組成物的方面,較佳為甲基異丁基酮、甲基乙基酮。
(聚合起始劑)
聚合起始劑為下述之成分:會因受到照射游離輻射或熱而分解,產生自由基使聚合性化合物之聚合(交聯)開始或進行。
聚合起始劑若可因照射游離輻射或熱而釋放出使自由基聚合開始之物質,則並無特別限定。作為聚合起始劑,並無特別限定,可使用周知者,具體例例如可列舉:苯乙酮類、二苯甲酮類、米氏苯甲醯基苯甲酸酯(Michler-Benzoyl benzoate)、α-戊基肟酯(α-amyloxime ester)、9-氧硫(thioxanthone)類、丙醯苯類、二苯乙二酮類、安息香類、醯基氧化膦 (acylphosphine oxide)類。又,較佳混合光敏劑使用,作為其具體例,例如可列舉:正丁胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
於形成第1樹脂組成物之塗膜後進行乾燥,然後照射游離輻射或加熱,使第1樹脂組成物之塗膜半硬化(half cure)。本說明書中之「半硬化」,係指若照射游離輻射或加熱則硬化實質上會進行之意。惟,於此階段亦可使第1樹脂組成物之塗膜完全硬化(full cure)。本說明書中之「完全硬化」,係指即使再照射游離輻射或加熱,硬化實質上亦不會進行之意。
於使第1樹脂組成物之塗膜半硬化後,藉由棒式塗布機等塗布裝置將第2樹脂組成物塗布於經半硬化之第1樹脂組成物的塗膜上,形成第2樹脂組成物之塗膜。
<第2樹脂組成物>
第2樹脂組成物含有胺酯(甲基)丙烯酸酯與無機粒子及/或有機粒子或者上述游離輻射聚合性化合物。第2樹脂組成物另外視需要亦可含有紫外線吸收劑、分光穿透率調整劑、整平劑、溶劑、聚合起始劑。
於形成第2樹脂組成物之塗膜後進行乾燥,然後照射游離輻射,使第2樹脂組成物之塗膜半硬化(half cure)。惟,於此階段,亦可使第1樹脂組成物之塗膜完全硬化(full cure)。
於使第2樹脂組成物之塗膜半硬化後,藉由棒式塗布機等塗布裝置將第3樹脂組成物塗布於經半硬化之第2樹脂組成物的塗膜上,形成第3樹脂組成物之塗膜。
<第3樹脂組成物>
第3樹脂組成物含有上述游離輻射聚合性化合物。第3樹脂組成物另外視需要亦可含有溶劑乾燥型樹脂、抗污劑、紫外線吸收劑、分光穿透率調整劑、整平劑、溶劑、聚合起始劑。
於形成第3樹脂組成物之塗膜後進行乾燥,然後照射游離輻射,使第3層用組成物之塗膜完全硬化(full cure)。藉此而得到於基材11之一面11A側具備依序積層有第1層12B、第2層12C及第3層12D之樹脂層12的光學膜10。
當使樹脂層為由較柔軟之樹脂層構成之單層構造的情形時,雖然可得到優異之折疊性、耐撞擊性及鉛筆硬度,但是由於樹脂層較柔軟,故有無法得到優異之耐擦傷性之虞。為了得到優異之耐擦傷性,必須使樹脂層之表面變硬達某程度。惟,若使樹脂層表面過硬,則會有無法得到優異之折疊性或耐撞擊性之虞。又,當使樹脂層為較柔軟之第1層與堅硬之第2層的2層構造之情形時,雖然可得到優異之折疊性、耐撞擊性及優異之鉛筆硬度,但是由於在較柔軟之第1層上形成有堅硬之第2層,因此在將光學膜折疊成180°時,會有下述之虞:於樹脂層產生細微裂紋,且若進行耐擦傷性測試,則鋼絲絨會下沈至第2層,第2層裂開。並且,當使樹脂層為由第1層與較第1層柔軟之第2層與較第1層及第2層堅硬之第3層構成的3層構造之情形時,雖然可得到優異之折疊性、耐撞擊性及優異之鉛筆硬度,但是於將光學膜折疊成180°時,會有下述之虞:於樹脂層產生皺折或細微裂紋,且若進行耐擦傷性測試,則鋼絲絨會下沈至第3層,第3層裂開。根據此種見解,本發明人等發現為了得到優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性皆滿足的光學膜,而必須使樹脂層為3層以上之構造,且使硬度從第1層至第n層慢慢地變高。若根據本實施形態,則由於樹脂層為3層以上之構造,且第1層~第n層各層之壓痕硬度從第1層至第n層依序變大,亦即滿足上述關係式(A),因此可得到優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性。
<<<影像顯示裝置>>>
光學膜10可裝入可折疊之影像顯示裝置使用。圖4為本實施形態之影像顯示裝置的概略構成圖。如圖4所示,影像顯示裝置30朝向觀察者側主要依序積層有 收藏電池等之箱體31、保護膜32、顯示面板33、觸感測器34、圓偏光板35及光學膜10。於顯示面板33與觸感測器34之間、觸感測器34與圓偏光板35之間、圓偏光板35與光學膜10之間,例如配置有光學透明膠黏劑(Optical Clear Adhesive,OCA)等透光性接著層36,此等構件係藉由透光性接著層36互相固定。本說明書中之「接著層」係包含黏著層之概念。又,於光學膜10之背面10B的一部份,設置有黑色層37。
光學膜10係配置成樹脂層12較基材11更靠近觀察者側。於影像顯示裝置30,光學膜10之樹脂層12的表面12A構成影像顯示裝置30之表面30A。
於影像顯示裝置30,顯示面板33為含有有機發光二極體等之有機發光二極體面板。觸感測器34較圓偏光板35更靠近配置於顯示面板33側,亦可配置於圓偏光板35與光學膜10之間。又,觸感測器34可為整合(on-cell)式或內嵌(in-cell)式。
[第2實施形態]
以下,一邊參照圖式,一邊說明本發明之第2實施形態的光學膜及影像顯示裝置。圖5為本實施形態之附離型膜之光學膜的概略構成圖,圖6為本實施形態之其他附離型膜之光學膜的概略構成圖。
<<<附離型膜之光學膜>>>
圖5所示之附離型膜之光學膜50依序具備有離型膜51、光學膜60及離型膜52。光學膜60具備有樹脂層61,該樹脂層61為從第1層積層至第n層(n為3以上之整數)之多層構造。
<<離型膜>>
離型膜51、52可從光學膜60剝離。作為離型膜51、52,並無特別限定,較佳為剝離時之剝離力在0.01N/25mm以上0.5N/25mm以下之膜。若剝離力在0.01N/25mm以上,則由於離型膜51、52與光學膜60之密接力大,因此可抑制 離型膜51、52產生部分剝落。又,若剝離力在0.5N/25mm以下,則可輕易從光學膜60將離型膜51、52剝離。作為離型膜51、52,從處理容易、可確保某程度之透明性的觀點而言,可使用將聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚對酞酸乙二酯系樹脂等成形而得之膜。離型膜可僅為1片之膜,又亦可為基材膜上具備有黏著層之積層膜。作為離型膜,例如可列舉:聚乙烯膜表面形成有黏著層之SUNYTECT(註冊商標,山櫻化研股份有限公司製)、聚對酞酸乙二酯膜表面形成有黏著層之E-MASK(註冊商標,日東電工公司製)、聚對酞酸乙二酯膜表面形成有黏著層之MASTACK(註冊商標,藤森工業股份有限公司製)等市售品。
<<光學膜>>
圖5所示之光學膜60與光學膜10同樣地被使用於影像顯示裝置,可折疊且具有透光性,但不具備基材,此點與光學膜10不同。另,離型膜51、52由於最後會從光學膜60剝離,因此並不被視為基材。
光學膜60之表面60A成為樹脂層61之表面61A。於光學膜60,如後述般由於樹脂層61之第3層61D成為最上層,因此,光學膜60之表面60A成為第3層61D之表面。光學膜60之背面60B則成為第1層61B中第2層61C側面之相反側面。
光學膜60之物性等與光學膜10之物性等相同。惟,光學膜60之物性,係於從附離型膜之光學膜50將兩離型膜51,52剝離後之狀態下測量。
<<樹脂層>>
樹脂層61為從第1層積層至第n層(n為3以上之整數)之多層構造。第1層至第n層當然為主要由樹脂構成之層,但除了樹脂之外,亦可含有粒子或添加劑等。
樹脂層61中之第1層~第n層各層的壓痕硬度,從第1層至第n層依序變大。亦即,於樹脂層61,亦滿足上述關係式(A)。
具體而言,樹脂層61由於為依序從第1層61B積層至第3層61D之多層構造,因此,第1層61B、第2層61C、第3層61D各層之壓痕硬度從第1層61B至第3層61D依序變大。亦即,於使第1層61B、第2層61C及第3層61D之壓痕硬度分別為HIT1、HIT2、HIT3時,滿足上述關係式(B)。
於光學膜60,樹脂層61由於由第1層61B、第2層61C、及第3層61D構成,因此上述n為3,但上述第n層之n若為3以上的話,則並無特別限定。上述n之上限從生產性之觀點而言,較佳為10以下。
當樹脂層61為3層構造之情形時,第1層61B、第2層61C、第3層61D各層之壓痕硬度若滿足上述關係式(B),則並無特別限定,基於與第1實施形態所述之理由同樣之理由,第1層61B之壓痕硬度較佳為1MPa以上100MPa以下,第2層61C之壓痕硬度較佳為10MPa以上500MPa以下,第3層61D之壓痕硬度較佳為100MPa以上1000MPa以下。
<第1層~第3層>
由於第1層61B與第1層12B相同,第2層61C與第2層12C相同,第3層61D與第3層12D相同,因此這裡省略說明。
<<<其他之附離型膜之光學膜>>>
圖6所示之附離型膜之光學膜70依序具備有離型膜51、光學膜80及離型膜52。
<<光學膜>>
圖6所示之光學膜80具備有樹脂層81,該樹脂層81為依序從第1層81B積層至第4層81E之4層構造。光學膜80之表面80A成為樹脂層81之表面81A(第4層81E之表面)。光學膜80之背面80B則成為第1層81B中第2層81C側面之相反側面。 另,於圖6中,賦予與圖5相同符號之構件由於與圖5中表示之構件相同,因此省略說明。
光學膜80之物性等與光學膜10之物性等相同。惟,光學膜80之物性,係於從附離型膜之光學膜70將兩離型膜51、52剝離後之狀態下測量。
<<樹脂層>>
於樹脂層81,第1層81B、第2層81C、第3層81D、第4層81E各層之壓痕硬度從第1層81B至第4層81E依序變大。亦即,於使第1層81B、第2層81C、第3層81D及第4層81E之壓痕硬度分別為HIT1、HIT2、HIT3及HIT4時,滿足上述關係式(A),具體而言滿足上述關係式(C)。
於樹脂層81,若第1層81B、第2層81C、第3層81D、第4層81E各層之壓痕硬度滿足上述關係式(C),則並無特別限定,基於與第1實施形態所述之理由同樣之理由,第1層81B之壓痕硬度較佳為1MPa以上100MPa以下,第2層81C之壓痕硬度較佳為10MPa以上300MPa以下,第3層81D之壓痕硬度較佳為50MPa以上500MPa以下,第4層81E之壓痕硬度較佳為100MPa以上1000MPa以下。
<第1層~第4層>
由於第1層81B與第1層21B相同,第2層81C與第2層21C相同,第3層81D與第3層21D相同,第4層81E與第4層21E相同,因此這裡省略說明。
若根據本實施形態,則樹脂層為3層以上之構造,且第1層~第n層各層之壓痕硬度從第1層至第n層依序變大,亦即滿足上述關係式(A),因此基於與第1實施形態所述之理由同樣之理由,可得到優異之折疊性、優異之鉛筆硬度、優異之耐撞擊性、優異之彎曲性及優異之耐擦傷性。
<<<影像顯示裝置>>>
光學膜60可裝入可折疊之影像顯示裝置使用。圖7為本實施形態之影像顯示裝置的概略構成圖。如圖7所示,影像顯示裝置90朝向觀察者側主要依序積層有收藏電池等之箱體31、保護膜32、顯示面板33、觸感測器34、圓偏光板35、可 折疊之膜91及光學膜60。於顯示面板33與觸感測器34之間、觸感測器34與圓偏光板35之間、圓偏光板35與膜91之間,例如配置有光學透明膠黏劑(Optical Clear Adhesive,OCA)等之透光性接著層36,此等構件藉由透光性接著層36互相固定。又,於膜91背面之一部份,設置有黑色層37。
光學膜60呈將離型膜51、52剝離後之狀態,透過透光性接著層36貼合於膜91。因此,光學膜60被配置成第3層61D較第1層61B更靠近觀察者側。於影像顯示裝置90,光學膜60之樹脂層61的表面61A構成影像顯示裝置90之表面90A。
膜91為可折疊之膜。作為膜91,可舉由與基材11欄所說明之樹脂同樣之樹脂構成的膜。
[實施例]
為了詳細說明本發明,以下舉實施例加以說明,但本發明並不限定於此等記載。
<樹脂層用組成物之製備>
首先,以成為下述所示之組成的方式摻合各成分,得到樹脂層用組成物。
(樹脂組成物1)
‧胺酯丙烯酸酯(製品名「RUA-051」,亞細亞工業公司製,3官能):90質量份
‧苯氧基乙基丙烯酸酯(製品名「VISCOAT # 192」,大阪有機化學工業公司製):10質量份
‧聚合起始劑(1-羥基環己基苯基酮,製品名「Irgacure(註冊商標)184」,BASF日本公司製):5質量份
‧甲基異丁基酮:10質量份
(樹脂組成物2)
‧胺酯丙烯酸酯(製品名「RUA-051」,亞細亞工業公司製,3官能):90質量份
‧苯氧基乙基丙烯酸酯(製品名「VISCOAT # 192」,大阪有機化學工業公司製):10質量份
‧變形二氧化矽微粒子(平均粒徑25nm,日揮觸媒化成公司製):50質量份
‧聚合起始劑(1-羥基環己基苯基酮,製品名「Irgacure(註冊商標)184」,BASF日本公司製):5質量份
‧甲基異丁基酮:100質量份
(樹脂組成物3)
‧胺酯丙烯酸酯(製品名「RUA-051」,亞細亞工業公司製,3官能):90質量份
‧苯氧基乙基丙烯酸酯(製品名「VISCOAT # 192」,大阪有機化學工業公司製):10質量份
‧二新戊四醇EO改質六丙烯酸酯(製品名「A-DPH-6E」,新中村化學工業公司製):10質量份
‧聚合起始劑(1-羥基環己基苯基酮,製品名「Irgacure(註冊商標)184」,BASF日本公司製):5質量份
‧甲基異丁基酮:100質量份
(樹脂組成物4)
‧胺酯丙烯酸酯(製品名「8UX-015A」,TAISEI FINE CHEMICAL公司製):30質量份
‧多官能丙烯酸酯聚合物(製品名「8KX-012C」,TAISEI FINE CHEMICAL公司製):70質量份
‧抗污劑(製品名「X-71-1203M」,信越化學工業公司製):0.5質量份
‧聚合起始劑(製品名「Irgacure(註冊商標)127」,BASF日本公司製):5質量份
‧甲基異丁基酮:200質量份
<實施例1>
準備厚度30μm之聚醯亞胺基材(製品名「Neopulim」,三菱瓦斯化學公司製)作為基材,用棒式塗布機將樹脂組成物1塗布於聚醯亞胺基材之一面,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為200mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物2塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為100mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物4塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為600mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜完全硬化。藉此,得到於聚醯亞胺基材之一面具有樹脂層的光學膜,該樹脂層為從聚醯亞胺基材側依序積層有膜厚為200μm之第1層、膜厚為20μm之第2層、膜厚為1μm之第3層的3層構造。
關於各層之膜厚,係使用掃描型電子顯微鏡(SEM),對各層之剖面進行拍攝,於該剖面之影像中分別測量各層20處之膜厚,將該20處之膜厚的算術平均值作為該層之膜厚。具體之剖面照片的拍攝方法如下。首先,製 作藉由埋置樹脂埋置切成1mm×10mm之光學膜而成的團塊,藉由一般切片製作方法從該團塊切下沒有孔洞等之均勻的厚度70nm以上100nm以下之切片。切片之製作,係使用「Ultramicrotome EM UC7」(Leica Microsystems股份有限公司)等。接著,將被切下此沒有孔洞等之均勻的切片剩下的團塊作為測量樣品。然後,使用掃描型電子顯微鏡(SEM)(製品名「S-4800」,日立全球先端科技公司製),拍攝測量樣品之剖面照片。於使用上述S-4800拍攝剖面照片時,將檢測器設為「SE」,加速電壓設為「5kV」,射出電流設為「10μA」,進行剖面觀察。關於倍率,係一邊調節焦點,對對比度及亮度觀察是否可辨別各層,一邊以100~10萬倍作適當調節。並且,將光圈設為「束監測器孔徑3」,物鏡孔徑設為「3」,且W.D.設為「8mm」。又,聚醯亞胺基材之厚度亦藉由與上述各層膜厚同樣之方法測量。又,於實施例2~5及比較例1~4,亦藉由與實施例1同樣之方式測量基材厚度或樹脂層膜厚。
<實施例2>
於實施例2中,除了使用樹脂組成物3代替樹脂組成物2來形成第2層以外,其餘皆以與實施例1同樣方式得到光學膜。
<實施例3>
準備厚度30μm具有上述式(1)表示之聚醯亞胺骨架的聚醯亞胺基材作為基材,用棒式塗布機將樹脂組成物1塗布於聚醯亞胺基材之一面,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為200mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物2塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣 中以積分光量成為100mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物3塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為100mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物4塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為600mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜完全硬化。藉此,得到於聚醯亞胺基材之一面具有樹脂層的光學膜,該樹脂層為從聚醯亞胺基材側依序積層有膜厚為200μm之第1層、膜厚為20μm之第2層、膜厚為5μm之第3層、膜厚為1μm之第4層的4層構造。
<實施例4>
於實施例4中,除了使用厚度30μm具有上述式(22)表示之聚芳醯胺骨架的聚芳醯胺基材代替聚醯亞胺基材以外,其餘皆以與實施例1同樣方式得到光學膜。
<實施例5>
於實施例5,首先準備作為離型膜之厚度100μm經單面易接著處理過的聚對酞酸乙二酯(PET)膜(製品名「cosmoshine A4100」,東洋紡公司製)來代替聚醯亞胺基材,以與實施例1同樣之次序,依序將由樹脂組成物1之硬化物構成之膜厚為200μm的第1層、由樹脂組成物2之硬化物構成之膜厚為20μm的第2層、由樹脂組成物4之硬化物構成之膜厚為1μm的第3層形成於PET膜之未處理面。接著,將PET膜剝離,得到光學膜。然後,將作為離型膜之具有黏著層的聚乙烯膜(製品名「SUNYTECT(註冊商標),山櫻化研股份有限公司製)分別貼合於光 學膜之第1層及第3層的表面,而得到附離型膜之光學膜。
<比較例1>
於比較例1中,除了不形成樹脂層中之第2層及第3層,亦即使樹脂層為僅由第1層構成之單層構造以外,其餘皆以與實施例1同樣方式得到光學膜。
<比較例2>
於比較例2中,除了不形成樹脂層中之第3層,亦即使樹脂層為第1層及第2層之2層構造以外,其餘皆以與實施例1同樣方式得到光學膜。
<比較例3>
準備厚度30μm之聚醯亞胺基材(製品名「Neopulim」,三菱瓦斯化學公司製)作為基材,用棒式塗布機將樹脂組成物1塗布於聚醯亞胺基材之一面,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為200mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物4塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為600mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜完全硬化。藉此,得到於聚醯亞胺基材之一面具有樹脂層的光學膜,該樹脂層為從聚醯亞胺基材側依序積層有膜厚為200μm之第1層、膜厚為1μm之第2層的2層構造。
<比較例4>
準備厚度30μm之聚醯亞胺基材(製品名「Neopulim」,三菱瓦斯化學公司製)作為基材,用棒式塗布機將樹脂組成物2塗布於聚醯亞胺基材之一面,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分 光量成為200mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物1塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為200mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜半硬化。
接著,用棒式塗布機將樹脂組成物4塗布於經半硬化之塗膜,形成塗膜。然後,對形成之塗膜以70℃加熱1分鐘,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan公司製,光源H燈泡),於空氣中以積分光量成為600mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜完全硬化。藉此,得到於聚醯亞胺基材之一面具有樹脂層的光學膜,該樹脂層為從聚醯亞胺基材側依序積層有膜厚為20μm之第1層、膜厚為200μm之第2層、膜厚為1μm之第3層的3層構造。
<壓痕硬度>
對實施例及比較例之光學膜,測量基材及樹脂層各層之壓痕硬度。具體而言,對實施例1~5及比較例1~4之光學膜,首先製作藉由埋置樹脂埋置切成1mm×10mm之光學膜而成的團塊,藉由一般切片製作方法從該團塊切下沒有孔洞等之均勻的厚度70nm以上100nm以下之切片。另一方面,對實施例5之光學膜,首先從附離型膜之光學膜將兩離型膜剝離,得到光學膜單體。接著,將光學膜切成1mm×10mm,製作藉由埋置樹脂埋置此大小之光學膜而成的團塊,藉由一般切片製作方法從該團塊切下沒有孔洞等之均勻的厚度70nm以上100nm以下之切片。切片之製作,係使用「Ultramicrotome EM UC7」(Leica Microsystems股份有限公司)等。接著,
將被切下此沒有孔洞等之均勻的切片剩下的團塊作為測量樣品。接著,於此種測量樣品中因被切下上述切片而得之基材及樹脂層各層的剖面中央,使用 海思創(HYSITRON)公司製之「TI950 TriboIndenter」,分別以最大負載40μN、速度10μN/s壓入Berkovich壓頭(三角錐)100nm,保持一定,進行殘留應力緩和後,將負載卸除,量測緩和後之最大負載,使用該最大負載Pmax(μN)及壓頭與試樣(各層)之接觸投影面積Ap(nm2),藉由Pmax/Ap算出。將壓痕硬度設為經測量10次之值的算術平均值。
<彎曲性>
對實施例及比較例之光學膜,進行彎曲性測試。具體而言,對實施例1~4及比較例1~4之光學膜,首先,將光學膜切成30mm×100mm之長方形,製作測量樣品。另一方面,對實施例5之光學膜,首先從附離型膜之光學膜將兩離型膜剝離,得到光學膜單體。接著,透過厚度25μm之光學黏著層(製品名「PANACLEAN(註冊商標)PD-S1」,汎納克公司製)將厚度30μm之聚醯亞胺膜(製品名「Neopulim」,三菱瓦斯化學公司製)貼合於光學膜之背面(第1層側之面),形成積層體。接著,將此積層體切成30mm×100mm之長方形,得到測量樣品。接著,對測量樣品用固定部將測量樣品之短邊(30mm)側分別固定在耐久測試機(製品名「DLDMLH-FS」,湯淺系統機器公司製),以相對向之2個邊部的間隔成為6mm(彎曲部之外徑6.0mm)的方式將測量樣品之樹脂層側之面折疊180°。於該狀態下,在螢光燈下,藉由目視觀察測量樣品之彎曲部是否產生皺折。然後,將樣品從固定部取下,於使樣品呈平坦狀之狀態下,用光學顯微鏡(製品名「VHX-5000」,其恩斯公司製)觀察彎曲部是否產生細微之裂紋。評價結果如下。
(皺折評價)
○:未觀察到皺折。
╳:觀察到皺折。
(裂紋評價)
○:未觀察到細微之裂紋。
╳:觀察到細微之裂紋。
<耐擦傷性>
對實施例及比較例之光學膜進行耐擦傷性測試。具體而言,對實施例1~4及比較例1~4之光學膜,首先將光學膜切成50mm×100mm大小,製作測量樣品。另一方面,對實施例5之光學膜,首先從附離型膜之光學膜將兩離型膜剝離,得到光學膜單體。接著,將光學膜切成50mm×100mm大小,製作測量樣品。得到測量樣品後,用日絆公司製之Cellotape(註冊商標)將測量樣品以沒有彎折或皺折之方式固定於玻璃板上使樹脂層成為上側。接著,對測量樣品之表面(樹脂層之表面),進行使用#0000號之鋼絲絨(製品名「bonstar」,日本鋼絲絨公司製)施加1kg/cm2之負載且同時往返摩擦10次的耐擦傷性測試,觀察樹脂層表面是否確認到裂縫或損傷。評價結果如下。
○:皆未觀察到裂縫及損傷。
╳:觀察到裂縫及損傷之任一者。
<折疊性>
對實施例及比較例之光學膜進行折疊測試,評價折疊性。具體而言,對實施例1~4及比較例1~4之光學膜,首先切成30mm×100mm之長方形製作測量樣品。另一方面,對實施例5之光學膜,首先從附離型膜之光學膜將兩離型膜剝離,得到光學膜單體。接著,透過厚度25μm之光學黏著層(製品名「PANACLEAN(註冊商標)PD-S1」,汎納克公司製)將聚醯亞胺膜(製品名「Neopulim」,三菱瓦斯化學公司製)貼合於光學膜之背面(第1層側之面),形成積層體。接著,將此積層體切成30mm×100mm之長方形,製作測量樣品。製作測量樣品後,用固定部將測量樣品之短邊(30mm)側分別固定於耐久測試機(製品名「DLDMLH-FS」,湯淺系統機器公司製),如圖2(C)所示,安裝成使相對向 之2個邊部的最小間隔成為6mm(彎曲部之外徑6.0mm),進行10萬次將測量樣品之樹脂層側之面折疊180°的測試(折疊成使樹脂層成為內側,基材或聚醯亞胺膜成為外側之測試),檢查彎曲部是否產生裂縫或斷裂。又,用實施例及比較例之光學膜以與上述同樣方式製作新的樣品,將該樣品以與上述同樣方式安裝於上述之耐久測試機,進行10萬次將測量樣品之基材側之面折疊180°的測試(折疊成使樹脂層成為外側,基材或聚醯亞胺膜成為內側之測試),檢查彎曲部是否產生裂縫或斷裂。用以下之基準評價折疊測試之結果。
○:無論於任一折疊測試,彎曲部皆未產生裂縫或斷裂。
╳:於其中一折疊測試,彎曲部產生了裂縫或斷裂。
<耐撞擊性>
對實施例及比較例之光學膜評價耐撞擊性。具體而言,對實施例1~4及比較例1~4之光學膜,首先將光學膜切成100mm×100mm大小,製作測量樣品。另一方面,對實施例5的附離型膜之光學膜,首先將兩離型膜剝離,而得到光學膜單體。接著,將光學膜切成100mm×100mm大小,製作測量樣品。製作測量樣品後,以第1層較第n層靠近鈉玻璃板側之方式將測量樣品放置於厚度0.7mm之鈉玻璃板上,從高度30cm之位置使重量100g、直徑30mm之鐵球掉落於光學膜之樹脂層的表面,進行此測試各3次。另,使鐵球掉落之位置每次都改變。接著,評價是否藉由目視在樹脂層表面確認到凹陷,且評價鈉玻璃板是否產生了裂縫。評價結果如下。
(樹脂層表面之凹陷評價)
◎:於從正面及斜面觀察樹脂層的此兩種情形,樹脂層之表面皆未確認到凹陷。
○:從正面觀察樹脂層之情形時,樹脂層之表面未觀察到凹陷,但當從斜面觀察之情形時,樹脂層之表面確認到實用上沒有問題之程度的凹陷。
╳:於從正面及斜面觀察樹脂層的此兩種情形,樹脂層之表面觀察到明顯的凹陷。
(鈉玻璃之裂縫評價)
◎:鈉玻璃沒有裂開。
○:鈉玻璃雖有損傷,但沒有裂開。
△:1~2次鈉玻璃產生裂縫。
╳:3次鈉玻璃皆產生裂縫。
<鉛筆硬度>
基於JIS K5600-5-4:1999分別測量實施例及比較例之光學膜表面(樹脂層表面)的鉛筆硬度。具體而言,對實施例1~4及比較例1~4之光學膜,首先切成50mm×100mm大小,製作測量樣品。另一方面,對實施例5之光學膜,首先從附離型膜之光學膜將兩離型膜剝離,得到光學膜單體。接著,將光學膜切成50mm×100mm大小製作測量樣品。製作測量樣品後,用日絆公司製之Cellotape(註冊商標)以沒有彎折或皺折之方式將測量樣品固定於厚度2mm之玻璃板上。接著,使用鉛筆硬度測試機(製品名「鉛筆抓刮塗膜硬度測試機(電動式)」,東洋精機製作所股份有限公司製),將750g之負載施加於鉛筆(製品名「uni」,三菱鉛筆股份有限公司製),且同時以速度1mm/秒移動鉛筆。使鉛筆硬度為鉛筆硬度測試中測量樣品之表面(樹脂層之表面)沒有發生損傷的最高硬度。另,於測量鉛筆硬度時,雖使用複數根硬度不同之鉛筆進行,但每1根鉛筆會進行5次鉛筆硬度測試,當5次之中有4次以上在螢光燈下對測量樣品表面進行透射觀察時沒有目視辨認到測量樣品表面有損傷之情形時,判斷此硬度之鉛筆不會對測量樣品表面造成損傷。
以下,將結果示於表1及表2。
以下敘述結果。比較例1及2之光學膜,由於樹脂層為相對較柔軟的單層構造或2層構造,因此,於耐擦傷性測試中確認到裂縫或損傷。比較例3之光學膜,由於第2層硬度遠大於第1層,因此,於彎曲性測試中在折疊時發生裂紋,又於耐擦傷性測試中,鋼絲絨下沈至第2層,於第2層發生裂縫。比較例4之光學膜,雖然樹脂層為3層構造,但由於第2層較第1層柔軟,故於彎曲性測試中在折疊時發生皺折或裂紋,又於耐擦傷性測試中,鋼絲絨下沈至第3層,於第3層發生裂縫。
相對於此,實施例1~5之光學膜,由於樹脂層為3層構造或4層構造,且從基材側或聚醯亞胺膜側至光學膜之表面側各層的壓痕硬度慢慢地變高,因此,於彎曲性測試中沒有發生皺折或細微之裂紋,又於耐擦傷性測試中 亦沒有發生裂縫或損傷。
實施例1~5之光學膜,耐撞擊性及折疊測試之結果亦良好,且鉛筆硬度亦高。
又,對實施例1、3之光學膜,進行使用#0000號之鋼絲絨(製品名「bonstar」,日本鋼絲絨公司製)將1kg/cm2之負載施加於光學膜表面(樹脂層表面)且同時往返摩擦20次的耐擦傷測試後,結果於實施例1之光學膜確認到裂縫及損傷之任一者,但於實施例3之光學膜皆未觀察到裂縫及損傷。由此結果可確認實施例3之光學膜的耐擦傷性較實施例1之光學膜優異。
又,對實施例1~4之光學膜測量楊氏係數後,結果楊氏係數皆為3GPa。關於楊氏係數之測量,首先將各光學膜切成2mm×150mm大小,得到樣品。接著,將此樣品之兩端以樣品之長邊方向成為拉伸方向的方式固定於附在Tensilon萬能測試機(製品名「RTC-1310A」,Orientec公司製)之夾頭用治具等,使用上述Tensilon萬能測試機,以測試速度25mm/分將樣品拉伸,將此時樣品之伸長量與負載的測量值換算成應變與應力,求出連接應變為0.5%時之應力與應變為1%時之應力的直線之斜率,藉此得到楊氏係數。使楊氏係數為測量3次所得到之值的算術平均值。
對實施例1~5之光學膜測量黃色指數(YI)後,結果實施例1~4為5,實施例5為1。黃色指數係以下述方式算出之值:使用分光光度計(製品名「UV-3100PC」,島津製作所公司製,光源:鎢絲燈及氘燈),從對切成50mm×100mm大小之光學膜所測得之值依據JIS Z8722:2009記載之算式計算色度三色值X、Y、Z,然後從三色值X、Y、Z依據ASTM D1925:1962記載之算式算出黃色指數。黃色指數為測量3次所得到之值的算術平均值。
Claims (12)
- 一種光學膜,為使用於影像顯示裝置之可折疊的透光性光學膜,具備從第1層依序積層至第n層(n為3以上之整數)之多層構造的樹脂層,該樹脂層中之該第1層~該第n層各層的壓痕硬度從該第1層至該第n層依序變大。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其進一步具備有設置於該樹脂層之該第1層側的基材。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,n為3,於該樹脂層中,該第1層之壓痕硬度為1MPa以上100MPa以下,第2層之壓痕硬度為10MPa以上500MPa以下,第3層之壓痕硬度為100MPa以上1000MPa以下。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,n為4,於該樹脂層中,該第1層之壓痕硬度為1MPa以上100MPa以下,第2層之壓痕硬度為10MPa以上300MPa以下,第3層之壓痕硬度為50MPa以上500MPa以下,第4層之壓痕硬度為100MPa以上1000MPa以下。
- 如申請專利範圍第2項之光學膜,其中,該光學膜之楊氏係數為3GPa以上。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,該光學膜之黃色指數為15以下。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,以該第1層較該n層更位於鈉玻璃板側之方式將該光學膜放置在厚度0.7mm之鈉玻璃板上,從高度30cm之位置使重量100g及直徑30mm之鐵球掉落至該樹脂層之該第n層的 表面,於此情形時,於該第n層之表面不會產生凹陷,且於該鈉玻璃板不會產生裂縫。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,對該樹脂層之該第n層表面進行使用鋼絲絨施加1kg/cm 2之負載且同時往返摩擦10次的耐擦傷性測試,於此情形時,於該第n層之表面皆確認不到裂縫及損傷。
- 如申請專利範圍第1項之光學膜,其中,以該光學膜相對向之邊部的間隔成為6mm之方式於25℃反覆進行10萬次180°折疊測試,於此情形時,不會產生裂縫或斷裂。
- 如申請專利範圍第2項之光學膜,其中,該基材為由聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂或此等之混合物構成的基材。
- 一種影像顯示裝置,為可折疊之影像顯示裝置,具備顯示面板與較該顯示面板更配置於觀察者側之申請專利範圍第1項之光學膜,該光學膜之該樹脂層中的該第n層較該第1層更位於觀察者側。
- 如申請專利範圍第11項之影像顯示裝置,其中,該顯示面板為有機發光二極體面板。
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