特許第6809222号(P6809222)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6809222積層フィルム、それを用いた液晶ディスプレイ、タッチパネルおよび有機ELディスプレイ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6809222
(24)【登録日】2020年12月14日
(45)【発行日】2021年1月6日
(54)【発明の名称】積層フィルム、それを用いた液晶ディスプレイ、タッチパネルおよび有機ELディスプレイ
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/28 20060101AFI20201221BHJP
   G02B 5/30 20060101ALI20201221BHJP
   G02B 5/26 20060101ALI20201221BHJP
   G02B 5/22 20060101ALI20201221BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20201221BHJP
   H05B 33/02 20060101ALI20201221BHJP
   H01L 27/32 20060101ALI20201221BHJP
   G09F 9/30 20060101ALI20201221BHJP
   B32B 27/00 20060101ALI20201221BHJP
   B32B 27/18 20060101ALI20201221BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALI20201221BHJP
   G06F 3/041 20060101ALI20201221BHJP
【FI】
   G02B5/28
   G02B5/30
   G02B5/26
   G02B5/22
   H05B33/14 A
   H05B33/02
   H01L27/32
   G09F9/30 365
   B32B27/00 N
   B32B27/18 A
   G02F1/1335 510
   G06F3/041 490
【請求項の数】17
【全頁数】43
(21)【出願番号】特願2016-515553(P2016-515553)
(86)(22)【出願日】2016年3月15日
(86)【国際出願番号】JP2016058157
(87)【国際公開番号】WO2016148141
(87)【国際公開日】20160922
【審査請求日】2019年2月12日
(31)【優先権主張番号】特願2015-53125(P2015-53125)
(32)【優先日】2015年3月17日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】合田 亘
(72)【発明者】
【氏名】高橋 弘造
(72)【発明者】
【氏名】松尾 雄二
【審査官】 池田 博一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2014−223794(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/188831(WO,A1)
【文献】 特表2002−509280(JP,A)
【文献】 特開2008−089821(JP,A)
【文献】 特開2007−216528(JP,A)
【文献】 特開2012−212080(JP,A)
【文献】 特開2014−157232(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0070183(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 5/28
B32B 27/00
B32B 27/18
G02B 5/22
G02B 5/26
G02B 5/30
G02F 1/1335
G06F 3/041
H01L 51/50
H05B 33/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)を、交互に少なくとも50層以上積層した積層フィルムであって、A層またはB層の少なくともいずれかの層に青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を含み、フィルム厚みと前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35[μm・重量%/100]以下であり、前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度が、0.1〜3重量%であり、波長300nm〜500nmにおいて、最大反射率が15%以上であり、また、最小透過率が70%以下であり、前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の吸収ピーク波長が300nm〜500nmであり、A層とB層で構成された一組の層対の層厚みの平均値が40nmから80nmであり、前記層対は青色の光やUV光の反射壁となり、前記反射壁はフィルム厚み方向の異なる位置に少なくとも2つ以上存在し、波長370nmの透過率が2%以下であり、かつ、波長300nm〜500nmの範囲における最大反射率を示す反射スペクトルの半値幅が30nm未満である積層フィルム
【請求項2】
青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の長波長吸収端が、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端より大きい請求項に記載の積層フィルム。
【請求項3】
A層に対してB層が低屈折率でありB層にのみ色素またはUV吸収剤、あるいは両方を含んでなる請求項1または2に記載の積層フィルム。
【請求項4】
前記色素またはUV吸収剤の分子量が500以上である請求項に記載の積層フィルム。
【請求項5】
全光線透過率が70%以上であり、透過モードでの色度b*値が5以下である請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項6】
波長300nm〜500nmの範囲における前記色素またはUV吸収剤の吸収ピークの吸光係数が0.06[重量%・μm]−1以上である請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム
【請求項7】
位相差が4000nm以上20000nm以下、または1nm以上400nm以下である請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項8】
隣接するA層とB層の層対の層厚みの平均値を平均層厚みとし、積層フィルムの全ての層対の番号と平均層厚みの関係から得られる平均層厚み分布が、2つ以上の傾斜構造を有し、平均層厚みが40nm以上60nm以下となる層対の数が全層対の数の8割以上である請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム
【請求項9】
青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤が、少なくとも2成分以上を含む請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム
【請求項10】
少なくとも片面に、光硬化型もしくは熱硬化型の樹脂層Cが形成されている請求項1〜のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項11】
UV吸収剤が共重合された熱可塑性樹脂を含む請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項12】
偏光子保護フィルムである請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項13】
請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルムを用いた液晶ディスプレイ。
【請求項14】
請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルムの主配向軸と液晶ディスプレイの上偏光板の偏光子による直線偏光の面内方位となす角度のうち狭角の角度が20度以上70度以下の関係で配置されている請求項1に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項15】
請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルムの主配向軸と液晶ディスプレイの上偏光板の偏光子による直線偏光の面内方位となす角度のうち狭角の角度が10度以下の関係で配置されている請求項1に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項16】
請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルムを用いたタッチパネル。
【請求項17】
請求項1〜1のいずれかに記載の積層フィルムを用いた有機ELディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外光や青色光を効率良くカットする積層フィルム、それを用いた液晶ディスプレイ、タッチパネルおよび有機ELディスプレイ
に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から自動車・建材、エレクトロニクス分野で紫外線をカットするフィルムの需要がある。紫外線をカットする目的は、太陽光からの紫外線による人体への悪影響や部材の劣化を防止するためである。自動車や建材分野では、ウィンドウフィルムとして合わせガラスや単板ガラスにラミネートして用いられることにより人の肌や室内の部材劣化を抑制する役割を果たす。エレクトロニクス分野では、感光性樹脂の硬化を抑制するための保護フィルムや液晶ディスプレイパネルの液晶層を外光による劣化から保護する目的で紫外線(UV)吸収剤が添加された偏光子保護フィルムなどが知られている。近年、液晶ディスプレイの光源が青色の光が強いLEDになったことから、青色の光が人の目の網膜や人体のサーカディズムへ悪影響を及ぼす危険があるため、青色光をカットする需要も増えている。
【0003】
これらの光を遮蔽する手法は、従来から有機、無機の紫外線や黄色の光吸収剤をフィルム内部に添加、あるいはフィルム上にコーディングして用いられるのが一般的であった。しかしながら、従来の紫外線(以後、UVと称す。)や青色の光吸収剤の光吸収特性は、フィルム透過色において黄色味が強くなる傾向があり、デザイン(意匠)や色設計の面で敬遠される問題があった。
【0004】
特に樹脂にUV吸収剤を練り込む場合、耐熱不足のために昇華性が高く、溶融押出のフィルム製膜ではブリードアウトやUV吸収剤の熱分解によるフィルム破れの問題があった。そのためUV吸収剤の添加量は少なくする必要があり、フィルム厚みを厚くして、UV遮蔽性能を補う対策が取られていた。ここでブリードアウトとは、昇華性が高く、低融点の低分子量の添加剤が高い温度で高分子量樹脂(ポリマー)とともに押し出されるために、その昇華物による製造ラインの汚染、及びその汚染物質や熱分解物によって製品の欠陥や欠点に繋がる品位や物性に影響を与える現象をいう。
【0005】
一方、コーティングの場合、架橋剤を用いるUV硬化タイプは、UV吸収剤を添加すると架橋による硬化反応を発現し難く、硬化するはずのマトリクス樹脂が固まらない問題が発生していた。コーティング層を薄膜化する場合は、UV吸収剤の高濃度添加が必要となり、益々、固化しない傾向が強くなる問題があった。
【0006】
最近ではスマートフォンやタブレットが薄型・高精細化してきており、フィルムへのUV吸収剤の添加量は、増加傾向にもかかわらず、限界濃度にきており、解決すべき喫緊の課題となっている。
【0007】
そこで、UV吸収剤を用いずに、異なる透明樹脂層を交互に光学波長レベルで積層し、光干渉反射現象を用いることにより紫外線カットフィルムが提案されている(特許文献1)。しかしながら、光干渉反射現象は、光の入射角により干渉反射波長がシフトする問題があり、あらゆる方向から進入する光に対して遮蔽性はなく、人体や部材の劣化を完全には保護、防止できない問題を有していた。さらに樹脂自体の劣化の問題も有していた。
【0008】
一方、屋外での紫外線の長期暴露でも樹脂劣化しない目的でUV吸収剤と光安定剤を併用した単層または多層ポリエステルフィルムを含む光安定性の製品が提案されている(特許文献2)。これは多層構造あるいはUV吸収剤に係るUV遮蔽性でなく、単に樹脂劣化の寿命を延ばす事を目的とした光安定剤とUV吸収剤の組合せの発明である。また、従来の溶融押出プロセスによる単層フィルムへのUV吸収剤添加の事例であり、UV吸収剤のブリードアウト問題が生じていた。
【0009】
そして最近では、UV吸収剤とUV干渉反射を併用したUV遮蔽フィルムが提案されている。(特許文献3)これは、UV反射性多層光学フィルム自体の劣化を防止するためにUV吸収剤を光学層またはフィルム表面に設けられた非光学的保護層に高濃度添加したものである。主にフィルム構成によって反射と吸収を機能分離したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平7−507152号公報(第2頁)
【特許文献2】特表2003−532752号公報(第2項)
【特許文献3】特表2013−511746号公報(第2頁)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上述の通り、従来の単層フィルムおよび多層フィルムへのUV吸収剤や色素等の吸収剤の練り込み添加では、溶融押出の際に吸収剤を高濃度添加した場合、フィルム製膜においてブリードアウト、フィルム破れ及び黄色味の問題があり、UV〜青色領域波長の光の遮蔽性能が高い薄膜フィルムは困難であった。そして、特許文献3のように多層構造による反射性能を併用しようとしても、フィルム厚みが厚い上に、フィルム全体でのUV吸収剤の添加濃度は2重量%以上と多いため、干渉反射の効果はなかった。また、UV吸収剤についても検討が不十分であった。そのために最外層の保護層からUV吸収剤ブリードアウトするばかりでなく、UV吸収性能が支配的なため、UV反射性能が効果的に作用していない大きな問題があった。つまりは、UV吸収剤と多層構造による反射性能とのUV〜青色領域波長帯の遮蔽性の相乗効果がおこらない問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0012】
かかる課題を解決するために、本発明は、次のような構成をとる。すなわち、熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)を、交互に少なくとも50層以上積層した積層フィルムであって、A層またはB層の少なくともいずれかの層に青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を含み、フィルム厚みと前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35[μm・重量%/100]以下であり、前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度が、0.1〜3重量%であり、波長300nm〜500nmにおいて、最大反射率が15%以上であり、また、最小透過率が70%以下であり、前記青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の吸収ピーク波長が300nm〜500nmであり、A層とB層で構成された一組の層対の層厚みの平均値が40nmから80nmであり、前記層対は青色の光やUV光の反射壁となり、前記反射壁はフィルム厚み方向の異なる位置に少なくとも2つ以上存在し、波長370nmの透過率が2%以下であり、かつ、波長300nm〜500nmの範囲における最大反射率を示す反射スペクトルの半値幅が30nm未満である積層フィルム。
【0013】
特に、ブリードアウトを抑制する観点から、分子量が500を超える色素やUV吸収剤をB層のみに添加し、且つ積層比を1以下とし、遮蔽性の観点から青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の長波長吸収端が、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端より大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、干渉反射に基づく反射性と吸収剤による吸収性を上手く併用し、両者の相乗効果を生み出すことによって、波長460nm以下、または波長380nm以下の光を急峻に遮蔽し、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の低濃度化を実現する。特に、青色の光を吸収する色素やUV吸収剤を練り込んだUV遮蔽フィルムの製膜上の課題であったブリードアウトやフィルム破れを解決し、厚みが薄くてもUV光や青色光の高い遮蔽性を維持した積層フィルムを提供することができる。ここでの遮蔽とは、反射や吸収の概念を含んでおり、その尺度は透過率で表される。
【0015】
また、多層構造による干渉反射特有の視野角依存性を解消することでウィンドウフィルム、ブルーライトカットフィルム、およびドライフィルムフォトレジスト用工程フィルム等の各種保護フィルム用途に好適である。特に、位相差を制御することにより液晶ディスプレイの偏光子保護フィルムや円偏光フィルム用途に好適な積層フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】(a)青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を添加した層をもつ積層フィルムの構成図、(b)青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を添加した単層フィルムの構成図
図2】本発明に用いる積層フィルムの製造方法の一例を説明する説明図であり、(a)は装置の概略正面図、(b)、(c)、(d)はそれぞれL−L’、M−M’、N−N’で切った樹脂流路の断面図である。
図3】(a)傾斜構造を3つもつ積層フィルムの層厚み分布の例、(b)傾斜構造を2つもつ積層フィルムの層厚み分布の例
図4】(a)反射の壁を3つもつ積層フィルムにおける吸収増大の説明図(b)反射の壁を2つもつ積層フィルムにおける吸収増大の説明図
図5】液晶ディスプレイ等の電子機器上のカバーガラスに貼り付けた画面保護フィルムの例
図6】(a)積層フィルムを用いた偏光板の例、(b)液晶セルを偏光板で挟んだ構造のLCDパネルの模式図、(c)積層フィルムの主配向軸と上偏光板の偏光子からの直線偏光軸とでなす角度を表した図
図7】(a)積層フィルムを偏光子保護フィルムとして用いたタッチパネルの構成例(b)積層フィルムを飛散防止フィルム、円偏光板として用いたときのタッチパネル構成例。(c)積層フィルムをフィルムセンサーとしてのITO基材のGF1タイプとして用いたときのタッチパネル構成例。
図8】色素またはUV吸収剤の長波長吸収端と積層フィルムの反射帯域の長波長端の関係を示した図
図9】色素を含んだ積層フィルムの分光透過スペクトルと分光反射スペクトルの説明図
図10】UV吸収剤を含んだ積層フィルムの分光透過スペクトルと分光反射スペクトル図
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本発明について説明する。本発明の積層フィルムは、熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)とを、交互に少なくとも50層以上積層した積層フィルムであって、A層またはB層の少なくともいずれかの層に青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を含み、フィルム厚みと青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35[μm・重量%/100]以下であり、波長300nm〜500nmにおいて、最大反射率が15%以上であり、また、最小透過率が70%以下であることが必要である。
【0018】
本発明の積層フィルムに用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルペンテン−1)、ポリアセタールなどの鎖状ポリオレフィン、ノルボルネン類の開環メタセシス重合,付加重合,他のオレフィン類との付加共重合体である脂環族ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネートなどの生分解性ポリマー、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66などのポリアミド、アラミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリグルコール酸、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリルコポリマー、スチレン共重合ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボーネート、ポリプロピレンテレフタレート、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−2,6−ナフタレートなどのポリエステル、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、フェノールおよびフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、2,6-ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体など、パラヒドロキシ安息香酸などを基本構造としつつ、各種の成分と直鎖状にエステル結合させた芳香族ポリエステル系樹脂の液晶ポリマーを用いることができる。この中で、押出成形が良く、耐薬品性・強度・耐熱性・透明性に優れ、汎用性の観点から、特にポリエステルを用いることが好ましい。これらは、ホモポリマーでも共重合ポリマー、さらには複数のポリマーの混合物であってもよい。
【0019】
このポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールあるいはこれらのエステル形成性誘導体からの重合により得られるポリエステルが好ましい。ここで、芳香族ジカルボン酸として、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4′-ジフェニルジカルボン酸、4,4′-ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4′-ジフェニルスルホンジカルボン酸、6,6′‐(エチレンジオキシ)ジ‐2‐ナフトエ酸などを挙げることができる。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、シクロヘキサンジカルボン酸とそれらのエステル誘導体などが挙げられる。中でも高い屈折率と剛性を発現するテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、及びシクロヘキサンジカルボン酸が好ましい。これらの酸成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよく、さらには、ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸などを一部共重合してもよい。
【0020】
また、ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、2,2-ビス(4-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、9,9−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、イソソルベート、スピログリコール、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド、ビスフェノールA・エチレンオキサイド、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどを挙げることができる。中でも、高いガラス転移点と低複屈折性の観点から、フルオレン、エチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、イソソルベード、ビスフェノールAエチレンオキサイドが好ましく用いられる。特にこれらのジオール成分は1種のみ用いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0021】
上記ポリエステルのうち、青色〜UVの波長領域において高い反射率を実現し、熱寸法安定性が良好であり、高い生産性、及びUV吸収剤や色素との溶解性に優れる観点から、何れか一方の樹脂である熱可塑性樹脂Aは、二軸延伸と熱処理により配向結晶化が付与できる観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレートが好ましい。また、結晶性の観点から、共重合成分15モル%以下のこれらの共重合体を用いることが好ましい。共重合成分のジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジオールとしては、フルオレン、エチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、イソソルベード、ビスフェノールAエチレンオキサイドが好ましく、これらを組み合わせた4元共重合体を用いても良い。これらは、共重合ポリマーの単独使用、またはホモポリマーとその共重合ポリマーによるポリマーアロイであってもよい。
【0022】
一方、熱可塑性樹脂Bは、共重合成分5モル%以上60モル%以下の前記ポリエステル樹脂の共重合体を用いることが好ましい。このように共重合率が高いと非晶性になりやすく、UV吸収剤や色素が非晶領域に滞在し易い。また、熱処理により層内で溶融し、屈折率が等方性となるため、A層とB層との層間の面内屈折率差が上昇し、かつ視野角に対しても屈折率差を高めることができるため反射率を向上させることができる。より好ましくは、共重合成分が15モル%以上50モル%以下である。また、本発明の好ましい態様では、熱可塑性樹脂Bの共重合率が高いとA層に比べてB層の面内屈折率は低屈折率となるため、光が斜めから入射したときに、スネル法則に従った光の屈折がA層とB層の界面で生じる。そのとき、B層での光路長は、A層に比べて長くなる。つまり、本発明の積層フィルムでは、B層が存在することにより、斜めからの光入射である視野角に対する青色の光を吸収する色素やUVの吸収剤の効果は、熱可塑性樹脂Aのみから構成される単層フィルムに比べて、光路長が増大し、ランベルト・ベール則に従い吸収性能が向上する。さらに、本発明は、光の吸収と干渉反射現象が同時におこるため、吸収共鳴が発生し、青色の光の波長やUV遮蔽性の相乗効果が起こる。
【0023】
本発明の積層フィルムは、熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)を、交互に少なくとも50層以上積層した積層フィルムであることが必要である。50層未満であると、干渉反射による反射率が小さく、青色の光や紫外線の遮蔽性能の相乗効果が起こり難いためである。より好ましくは150層以上であり、さらに好ましくは250層以上である。層数が多すぎるとフィルムの全体の厚みが厚くなるため、600層以下が好ましい。より好ましくは300層以下である。
【0024】
本発明の積層フィルムは、A層またはB層の少なくともいずれかの層に青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を含んでいる熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)を、交互に少なくとも50層以上積層した積層フィルムであって、フィルム厚みと青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35以下であることが必要である。
【0025】
ここで、青色の光を吸収する色素とは、青色の光の波長である450nm近傍を中心とした波長400〜500nmの領域に吸収特性をもつ色素のことを意味する。ここでの色素とは、顔料(有機・無機)及び染料とに分類できる。本発明の積層フィルムは、波長300nm〜500nmの領域に反射を有し、効果的に青色の光を遮蔽する観点から、黄色や橙色、さらに青色を呈する顔料が好ましい。顔料としは、無機顔料、有機顔料、クラシカル顔料に大別できる。黄色の無機顔料としては、クロムエロー、亜鉛黄、カドミウムエロー、チタンエロー、バリウムエロー、コバルトエロー、黄土、フィリットエローが好ましい。青色の無機顔料としては、群青や紺青が好ましい。耐湿熱性の面で顔料が好ましく、特に熱可塑性樹脂との親和性の観点から、有機顔料が好ましい。有機顔料は、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、染付けレーキ、複素環式顔料、その他に大別される。
【0026】
アゾ顔料は、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、金属錯塩アゾ顔料に分類される。さらに、不溶性アゾ顔料は、βナフトール系、ナフトールAS系、アセト酢酸アリールアミド系の不溶性モノアゾ顔料とアセト酢酸アリールアミド系、ピラゾロン系の不溶性ジスアゾ顔料に分類される。また、アゾレーキ顔料は、βナフトール系、βオキシナフトエ酸系に分類される。
【0027】
フタロシアニン顔料は、銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、銅フタロシアニンレーキに分類される。
【0028】
複素環式顔料としては、アンソラキノン系顔料、チオインジゴ顔料、ペリノン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、イソインドリン顔料に分類される。波長に対して急峻に光を遮蔽する観点から、アンソラキノン系顔料、イソインドリン顔料が好ましい。
【0029】
その他としては、ニトロン顔料、アリザリンレーキ、金属錯塩アゾメチン顔料、アニリンブラック、アルカリブルー、天然有機顔料が挙げられる。有機顔料では、耐熱性やブリードアウトし難い観点から黄色はアンスラキノン、オーラミンレーキ、キノフタロン、モノアゾベンゼンスルホン酸塩系の顔料が好ましく、青色は銅フタロシアニン顔料が好ましい。
【0030】
本発明のUV吸収剤は、紫外線を吸収し、熱エネルギーに変換する代表的UV吸収剤として知られるベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、及びベンズオキサジン系であることが好ましい。ベンゾフェノン系としては、例えば、4-メトキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン:分子量228、4-メトキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン-5-スルホン酸:分子量308、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン:分子量214、4,4'-ジメトキシ2,2'-ジヒドロキシベンゾフェノン:分子量274、4,4'-ジメトキシ-2,2'-ジヒドロキシ-5,5'-ジスルホン酸ベンゾフェノンジナトリウム:分子量478、2,2'-4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン:分子量246、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸ナトリウム:分子量376 、オクタベンゾン:分子量326、 2-ヒドロキシ-4-m-オクトキシ-ベンゾフェノン:分子量345、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン:分子量326 、ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン:分子量468などが挙げられる。
【0031】
また、ベンゾトリアゾール系としては、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール:分子量225、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール:分子量448、2-[5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル]-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール:分子量316、2,4-ジ-tert-ブチル-6-(5-クロロ-2H-1,2,3-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール:分子量358、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-tert-ペンチルフェノール:分子量352、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール:分子量323、2,2'-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]:分子量659、2(2'-ヒドロキシ-3'-tert-ブチル-5'-メチルフェニル)5クロロベンゾトリアゾール:分子量315 、 2(2'-ヒドロキシ-3'5-ジ-tert-ブチル-フェニル)5クロロベンゾトリアゾール:分子量357 、2(2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール:分子量225 、2-(2-ヒドロキシ-5-オクチルフェニル)-ベンゾトリアゾ−ル:分子量323などが挙げられる。
【0032】
さらに、トリアジン系としては、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[(ヘキシル)オキシ]-フェノール:分子量426、2-[4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-5-(オクチルオキシ)フェノ−ル:分子量509、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン:分子量700、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール:分子量512、1,6-ヘキサンジアミン,N,N'-ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)、ポリマーズモルホリン-2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【0033】
また、ベンズオキサジン系としては、2,2’-(1,4-フェニレン)ビス (4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン):分子量368が挙げられる。その他、マロン酸エステル構造をもつテトラ-エチル-2,2-(1,4-フェニレン-ジメチリデン-ビスマロン酸:分子量418、シュウ酸アニリド構造をもつ2エチル,2’-エトキシ-オキサミド:分子量312などが挙げられる。上記した成分は、2種以上を混合して使用することもできる。
【0034】
本発明の積層フィルムは、UV吸収剤の分子量が500以上であるトリアジン骨格またはベンゾトリアゾール骨格を含んでいることが好ましい。分子量が500以上であると、溶融押出されたときに昇華物の量が少なく、ポリマーやフィルム製造ラインの汚染やフィルムの品位への影響が少ないためである。また、ポリエステルとの相溶性の観点から、官能基はヒドロキシルキ基等の極性基を有することが好ましい。
【0035】
本発明の青色の光を吸収する色素とUV吸収剤を併用することは、機能分離し、光の波長を広く遮蔽する観点から好ましい。それぞれ、吸収ピークが異なるものを2種以上併用することが好ましい。併用する組合せは、吸収ピーク波長が30nm以上異なることにより、異なる波長の光を効率的に遮蔽するため好ましい。また、分子量が大きく、融点が低い方のUV吸収剤は、融点および結晶性が高いUV吸収剤が表面にでることを防ぐ捕捉効果の観点から、他方のブリードアウトを抑制する。低融点側は、160℃以下、一方、高融点側は、190℃以上が好ましい。例えば、波長350nm以上に吸収ピークをもつ2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと波長320nm以下に吸収ピークをもつ2-(4,6-(4-ビフェニル)-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-(2-エチルヘキシルオキシ)-フェノールとの組合せは、前者が後者のブリードアウトを抑制する効果があるため、好ましい。
【0036】
本発明の積層フィルムのフィルム厚みと青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35[μm・重量%/100]以下であることが必要である。フィルム厚みと青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積は、積層フィルム中の色素またはUV吸収剤の絶対量的な意味を表す。色素やUV吸収剤の種類だけでなく、この値がブリードアウトに影響を及ぼす重要なパラメータであることを見出した。より好ましくは、0.25[μm・重量%/100]以下であり、さらに好ましくは、0.15[μm・重量%/100]以下である。0.35[μm・重量%/100]を超えると、ブリードアウトしやすく、また、干渉反射による吸収効率の相乗効果が発現し難くなる。
【0037】
薄膜化の観点から、フィルム厚みは50〜3μmが好ましい。より好ましくは35〜5μmである。さらに好ましくは、20〜6μmである。厚みが薄すぎると、UV〜青色の光の波長を干渉反射するのに必要な積層数が確保できなくなる。また、取扱性も難しくなるためである。一方、厚すぎると、同濃度では、青色の光を吸収する色素やUV吸収剤の添加量の絶対値が大きくなるため、ブリードアウトしやすくなるばかりか、積層フィルムを薄膜化することが難しくなることがある。
【0038】
また、フィルム全体としての吸収剤の濃度は、0.1重量%以上3重量%以下が好ましい。UV吸収剤や有機系色素は、一般に低融点であるため溶融押出時にブリードアウトする。濃度が高ければ高いほど、ブリードアウトしやすいため、できるだけ低濃度が好ましい。好ましくは、0.1重量%以上2.0重量%以下である。より好ましくは、0.1重量%以上1.5重量%である。さらに好ましくは、0.1重量%以上1.0重量%以下である。最も好ましくは、0.1重量%以上0.6重量%以下である。また、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方は、A層のみ、B層のみ、A層とB層の両方に含まれていてもよい。特にB層にポリエステル樹脂の共重合体を主として用いる場合は、非晶領域が多く存在するため、UV吸収剤がB層に留まり易い。また、配向結晶化するA層に比べて、B層は紫外線に弱い。そのため、紫外線劣化とブリードアウトの観点からは、B層に多く含まれていることが好ましい。A層とB層の吸収剤濃度比としては、A:B=1:4〜2:3が好ましい。
【0039】
本発明の積層フィルムは、波長300nm〜500nmにおいて、最大反射率が15%以上であり、また、最小透過率が70%以下であることが必要である。ある波長で少なくとも反射率が15%以上でないと、干渉反射と色素や吸収剤の相乗効果が少なく、単に吸収剤の寄与が支配的になる。一方、90%以上反射すると、殆ど色素やUV吸収剤の寄与がない観点から、70%未満の反射が好ましく、より好ましくは50%未満の反射である。さらに好ましくは、40%以下の反射である。相乗効果の寄与が大きい場合、反射が吸収に効率良く置き換わるため反射率は低下するが、同時に吸収効果が強くみられる。特に、UV遮蔽フィルムの場合は、無色高透明の観点から波長400nm〜500nmにおける最大反射率は、15%以下であることが好ましい。波長400nm以上に反射率15%を超える反射ピークが存在すると透過光でみたときの積層フィルムの色目は黄色味が強くなり、反射光では紫色から青色の外観が強くなり好ましくない。特に全光線透過率の低下や面内の色ムラの原因にも繋がる。反射率が15%を超える反射ピークの反射波長は、好ましくは400nm以下、または390nm以下、より好ましくは380nm以下、さらに好ましくは360nm以下である。最も好ましくは、330nm以下である。これらの態様を表した分光反射と分光透過スペクトルのパターンの一例を図10に示す。
【0040】
図1は、本発明に係る積層フィルムと従来の単層フィルムに青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方を添加した構成の例を示している。図1を用いて本発明を詳細に説明する。本発明の積層フィルム5は、熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)1と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)2とを交互に50層以上積層している。図1(a)に示したように青色〜UV領域の波長の入射光3を積層フィルム5に照射すると、異なる樹脂層間で屈折率差があるために光はその界面で一部の光は反射光4となる。図1(a)では、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方6を熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)2に含んでおり、この層で吸収が起こる。すなわち、本発明は表面反射以外の領域で反射と吸収が同時に起こる物理現象である。一方、図1(b)に示す従来の単層フィルムは、青色〜UV領域の波長の入射光3に対して表面反射を除けば、光の吸収のみが発生する。この吸収現象は、一般に下記式(1)に示すランベルトの法則に従うことが知られている。
I= IoExp(−kx) ・・・ 式(1)
(但し、Io:入射光強度、I:出射光強度、k:吸収係数、x:光の通過する距離(光路長))
本発明の積層フィルム5は、光吸収剤の特性に支配される単層フィルムとは異なり、驚くべきことに式(1)が成立しない。光吸収剤を単層フィルムに添加する量に比べて、積層フィルムは干渉反射が加わるために光吸収剤の濃度を大きく低減できることを見出した。すなわち、フィルム厚みと青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方の含有濃度との積が0.35以下であっても、波長300〜500nmにおいて、入射光の最小透過率が70%以下である。遮蔽性の観点から、より好ましくは50%以下である。ここでの遮蔽性は、分光透過率スペクトルにおける最小透過率で測定することが可能である。すなわち、波長300〜500nmにおける最小透過率50%は、入射光の50%を遮蔽したことを意味する。本発明の積層フィルムにおいて、UV吸収剤を添加した場合では、波長370nmの透過率が5%以下であることが好ましい。5%を超えるとUV遮蔽不足となるため、偏光板の偏光子保護フィルムとして用いたときに、製造工程中で偏光子であるPVAや液晶層を保護できない。より好ましくは、4%以下であり、さらに好ましくは3%以下である。特に波長370nm〜300nmの全域において、透過率が2%以下であることが最も好ましい。
【0041】
本発明の積層フィルムの積層構造は、特開2007−307893号公報の〔0053〕〜〔0063〕段の記載の内容と同様の方法により簡便に実現できる。但し、スリット板の間隙、長さは層厚みを決定する設計値のため異なる。以下に、図2を参照して積層フィルムを造る過程を説明する。
【0042】
図2で表される積層装置7は、前記特開2007−307893号公報に説明される装置と同様の3つのスリット板を有している。係る積層装置7によって得られる積層構造の層厚み分布の例を図3に示す。横軸に層の並び順18、縦軸に各層の平均層厚み(nm)19をとると、積層構造は、スリット板71によって形成された樹脂積層流による層厚みの傾斜構造11、スリット板72によって形成された樹脂の積層流による層厚みの傾斜構造12、スリット板73によって形成された樹脂の積層流による層厚みの傾斜構造13の3つの傾斜構造を有している。また、図3(a)に示すように1つの傾斜構造は、他の何れかの傾斜構造と向きが反対であることが好ましい。また、1つのスリット板から形成される傾斜構造は、樹脂Aと樹脂Bが交互に積層された層厚み分布となり、隣接する樹脂Aからなる層と樹脂Bからなる層の平均層厚み分布21で表される。その積層比は、2台の押出機の樹脂Aおよび樹脂Bの押出量の比により容易に調整することができる。
【0043】
各部位の層厚みの範囲は、UV〜青色の波長域の光を強く反射させるために、平均層厚みが40nm〜80nmの層厚みの範囲となるように積層数と積層フィルムの厚みを調整して製膜を行う。平均層厚みとは、隣接するA層とB層の層対の平均値の層厚みの事である。積層フィルムの全ての層に対して、順次、この操作を実施し、層対番号に対して得られる層厚み分布を平均層厚みの分布と定義する。樹脂Aの層厚み分布(dA1, dA2・・・・dAN)、樹脂Bの層厚み分布(dB1, dB2・・・・dBN)と表したとき、平均層厚み分布21は、それぞれ、{(dA1+dB1)/2, (dA2+dB2)/2,・・・・(dAN+dBN)/2) }で求まる。Nは層の並び順である層番号または層対番号を表す。層対は、A層とB層の2層で1組であるため、通常、積層数の約半分が層対の全組数となる。dは層厚みを表し、アルファベットは、樹脂層を表す。
【0044】
また、図3は、本発明の積層フィルムの平均層厚み分布を示す。本発明の積層フィルムは、青色の光の波長以下の光を干渉反射させる。そのため、平均層厚みの最大平均層厚みは、式(5)を用いた反射波長に換算すると500nm以下を反射する平均層厚みを意味する。本発明のポリマー構成における最大平均層厚みは、80nm以下であることが好ましい。また、波長400nm以下のUV光を干渉反射させる場合は、60nmであることが好ましい。UV遮蔽フィルムにおいて無色透明が求められる観点から、反射帯域の長波長端の波長が380nm以下となる平均層厚み58nm以下がより好ましい。
【0045】
積層装置7を構成する各々のスリット板から流れ出た積層構造を有した樹脂流は、図2(b)に示したように積層装置の流出口11L、12L、13Lから流れ出て、次いで合流器8にて、図2(c)に示した11M、12M、13Mの断面形状で再配置される。スリット板が1枚構成の場合は、再配置はない。次いで、接続管9内部にて、流路断面のフィルム幅方向の長さが拡幅されて口金10へ流入されて、さらにマニホールドにて拡幅されて口金10のリップから溶融状態でシート状に押し出されてキャスティングドラム上に冷却固化されて未延伸フィルムを得ることができる。次いで、必要により得られた未延伸フィルムを構成する樹脂のガラス転移点温度(Tg)以上の温度で延伸する方法で得ることもできる。
【0046】
この際の延伸の方法は、高い反射率、熱寸法安定性および大面積化の実現の観点から、公知の逐次2軸延伸法、もしくは同時二軸延伸法で2軸延伸することが好ましい。公知の2軸延伸法とは、長手方向に延伸した後に幅方向に延伸する方法、幅方向に延伸した後に長手方向に延伸する方法で行えばよく、長手方向の延伸、幅方向の延伸を複数回組み合わせて行ってもよい。例えば、ポリエステルから構成された延伸フィルムの場合、延伸温度及び延伸倍率は適宜選択することができるが、通常のポリエステルフィルムの場合、延伸温度は80℃以上150℃以下であり、延伸倍率は2倍以上7倍以下が好ましい。長手方向の延伸方法は、ロール間の周速度変化を利用して行う。また、幅方向の延伸方法は、公知のテンター法を利用する。また、同時二軸延伸法としては、同時二軸テンターにてフィルムの両端をクリップで把持しながら搬送して、長手方向と幅方向に同時および/または段階的に延伸する。長手方向の延伸は、テンターのクリップ間の距離を広げることで、また、幅方向はクリップが走行するレールの間隔を広げることで達成される。
【0047】
本発明における延伸・熱処理を施すテンタークリップは、リニアモータ方式で駆動することが好ましい。その他、パンタグラフ方式、スクリュー方式などがあるが、中でもリニアモータ方式は、個々のクリップの自由度が高いため延伸倍率を自由に変更できる点で優れている。
【0048】
本発明の積層フィルムの位相差は、虹ムラ抑制の観点から1nm以上400nm以下であることが好ましい。1nm以上400nm以下とするためには、縦横方向の高分子鎖の配向状態を等しくする必要がある。本発明の積層フィルムの位相差および厚みムラを小さくする観点から、縦延伸温度は95℃以上105℃以下、縦延伸倍率を3〜3.6倍とし、横延伸温度を100℃以上140℃以下、横延伸倍率を3.4〜4.6倍の延伸倍率の組合せが好ましい。なお、ポリエチレンナフタレート、およびその共重合体を熱可塑性樹脂Aの主として用いる場合は、ガラス転移点が高い観点から、縦延伸温度は130℃以上160℃以下、横延伸温度は140℃以上160℃以下が好ましい。また、偏光子保護用途では、位相差が高いとディスプレイ上に輝度や色の斑が現れるため、好ましくは、1nm以上200nm以下である。より好ましくは、150nm以下1nm以上、さらに好ましくは100nm以下1nm以上である。
【0049】
一方、類似の効果が得られる逆の対策として、本発明の積層フィルムの位相差は、4000nm以上20000nm以下であることが好ましい。4000nm以上20000nm以下の高位相差とするためには、縦、もしくは横方向に4倍以上の一軸延伸、もしくは、縦2.8倍以下、横4.5倍以上の延伸倍率の組合せが好ましい。好ましくは、5倍以上の一軸延伸である。次いで、この延伸されたフィルムを、テンター内で熱処理する。この熱処理は、延伸温度より高く、融点より低い温度で行うのが一般的である。ポリエステルを用いた場合、200℃ないし250℃の範囲で行うのが好ましい。さらに、フィルムの熱寸法安定性を付与するために幅方向、もしくは長手方向に2〜10%程度の弛緩熱処理を施すことも好ましい。
【0050】
本発明の積層フィルムは、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の吸収ピーク波長が300nm〜500nmであり、前記波長範囲の少なくとも一部の光を反射する熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)で構成された一組の層対の層厚みの平均値が40nmから80nmであり、前記層対は青色の光やUV光の反射壁となり、前記反射壁は、フィルム厚み方向の異なる位置に少なくとも2つ以上存在することが重要である。吸収ピーク波長とは、吸光係数の極大値を示し、吸光係数の最大値を示す波長であることが好ましい。
【0051】
好ましいUV吸収剤の吸光係数の極大値を次に示す。ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン、2,2'-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール] 、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのこれらは、波長340〜360nmに吸収の極大値をもつためUV吸収剤として好ましい。一方、青色の光を吸収する色素は、アンソラキノン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、モノアゾベンゼンスルホン酸塩系有機顔料が、波長380〜500nmに吸収の極大値をもつため好ましい。これらを組み合わせて用いてもよい。
【0052】
波長300nm〜500nmの少なくとも一部の光を反射する熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)と熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)で構成された一組の層対の層厚みの平均値が40nmから80nmであり、前記層対は青色の光またはUV光の反射壁となることについて、詳しく説明する。光の入射角度θが0〜60度の範囲のとき、下記式(3)、下記式(4)の一般式が成立し、特に積層フィルムへの垂直入射においては、下記式(5)が成立する。本発明は、下記式(5)に基づく反射波長λを300〜500nmとしたとき、積層フィルムの層厚み分布において、式(5)を満たすdAとdBの層対組合せが、少なくとも1組以上存在することを意味する。式(5)を満たすことから、この層対は、青色の光またはUV光の反射壁となり、その平均層厚みは、80nmから40nmまでの範囲にあることを意味する。これは、断面TEM観察により測定できるA層とB層の層厚みから算出することが可能であり、確認することができる。反射の観点から、好ましくは、10組以上、より好ましくは30組以上の平均層厚みが80nmから40nmの層対の存在である。なお、式(3)〜式(5)は、樹脂Aの層(A層)と樹脂Bの層(B層)を積層した2層モデルでの反射波長λの式である。
2・(nA・dA・cosθA+nB・dB・cosθB)=λ・・・式(3)
sinθ=nA・sinθA=nB・sinθB ・・・式(4)
ここで、nは屈折率、dは層厚み、θは入射角(入射ベクトルと界面の法線ベクトルで挟まれた角度)を表し、アルファベット字のA,Bは、それぞれA層、B層を示す。図3図4を用いて詳細に説明する。積層フィルムに光が垂直に入射した場合は、θ=θA=θB=0(度)であり、式(3)は、式(5)となる。
2・(nA・dA+nB・dB)=λ・・・式(5)
A層が二軸延伸ポリエチレンテレフタレートであり、B層を共重合ポリエチレンテレフタレートとし、各々の屈折率を1.66と1.58、積層比dA/dB=1とする場合、λ=300nmを満足するdAとdBの組合せは、dA=dB=46nmの層厚みの組となる。すなわち、平均層厚みが概ね46nmとなる組の存在が必要となる。このように波長300〜500nmまで同様の操作を行い、順次、必要な層厚みの組を求める。得られた平均層厚み分布と照らし合わせて、求めた平均層厚みが、層厚み分布中に少なくとも1組、好ましくは、連続的に10組以上あれば反射壁となる。UV〜青色の光の波長である300〜500nmにおいて、この反射壁がフィルム厚み方向の異なる位置に少なくとも2つ以上存在することが好ましい。
【0053】
図3を用いて詳細に説明する。図3(a)の層厚み分布において、平均層厚みの最大値20の値が60nmである場合、各々の屈折率を1.66と1.58、積層比dA/dB=1とすると、式(5)から反射波長は389nmである。一方、波長300nmのUV光を反射する平均層厚み22の値が46nmとした場合、図3(a)から分かるように連続的に10個以上の層対が存在するため、反射壁23が存在する。また、各傾斜構造にも反射壁が存在する。ゆえに、反射壁が、フィルム厚み方向に図3(a)では3つ、図3(b)では2つ存在している。すなわち、反射壁がフィルム厚み方向の異なる位置に少なくとも2つ以上存在するとは、層番号または層対番号が異なり、同一もしくは近しい平均層厚みをもつ層対が積層フィルム中に少なくとも2つ以上存在することを意味する。同一もしくは近しい平均層厚みをもつ層対との間には、少なくとも10組以上の層対があることが好ましい。より好ましくは30組以上である。ある波長の入射光3における反射と吸収の相乗効果を模式的に説明した図を図4に示す。反射壁23は、フィルム厚み方向の異なる位置に2つ以上存在することにより、入射光3は、2つの反射壁23の間に閉じ込められるため、光の吸収が効率的に起こる。図4(a)は反射壁23が3つある場合、(b)は反射壁23が2つある場合である。反射壁は多いほど、光の閉じ込め効果が大きくなるため樹脂層に添加された青色の光やUVの吸収剤の吸収効率が向上するという相乗効果が発現することを見出した。
【0054】
本発明の積層フィルムは、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の長波長吸収端が、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端より大きいことが好ましい。図8を用いて詳細に説明する。UV〜青色の光を干渉反射する積層フィルムの分光反射スペクトルのシミュレーション結果80とシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレートに青の光を吸収するアンソラキノン系顔料の色素を含有した単層フィルムの分光透過スペクトル81を図8に示す。横軸は波長W(nm)、左縦軸は透過率T(%)、右縦軸は反射率R(%)を表す。図9図10も同様である。積層フィルムの光学計算は、積層数251、厚み13.5μm、かつ積層構造は図3(b)を採用した。A層の屈折率1.66、B層の屈折率を1.55とした。長波長吸収端83とは、図8の分光透過スペクトルにおいて、吸収が始まる波長を意味し、吸収開始前後のそれぞれの接線の交点として求まる。接線を導出する接点は、透過スペクトルを微分したときの変曲点である。一方、干渉反射による反射帯域の長波長端82は反射が開始する波長を意味しており、同様にして求まる。この各々の変曲点の接線と透過率および反射率のベースラインとの交点が各々の長波長吸収端および反射帯域の長波長端である。また、色素やUV吸収剤による光の遮蔽効果が高く、反射帯域の長波長端が明確に導出できない場合は、図9に示す長波長側にみられる反射のピーク86としてもよい。
【0055】
遮蔽効果が高い場合の分光透過スペクトルおよび分光反射スペクトルについて図9を用いて説明する。すなわち、図9は、色素を含んだ積層フィルムの分光透過スペクトルと分光反射スペクトルを説明したものである。元の反射スペクトル80が、色素の吸収特性に合わせて斜線部の反射領域84が効率良く吸収に変換されるため、その部分の反射が消失する。一方、元の透過スペクトル81は、元の反射スペクトル80からの反射により、斑模様の透過領域85を完全に遮蔽する。このように色素の吸収特性により消失していない長波長側の僅かな反射ピーク86を長波長反射端とする。反射ピークが確認できず、反射スペクトルのベースラインとみなせるときは、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の長波長吸収端が、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端より大きいとみなせる。面内の色ムラを抑制する観点から、青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤の長波長吸収端に比べて、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端の波長は10nm以上小さいことが好ましく、さらには20nm以上小さいことが好ましい。
【0056】
一方、短波長側でのUV吸収剤の吸収特性が弱い場合に生じる短波長側の反射ピーク87は、干渉反射による反射帯域の短波長端である。
【0057】
本発明の積層フィルムの波長300nm〜500nmの範囲における最大反射率を示す反射スペクトルの半値幅は、30nm未満であることが重要である。半値幅が、30nm以上であるとUV遮蔽性において反射が支配的となり、UV吸収剤との併用による相乗効果が少ないためである。また、400nm近傍に半値幅が広い最大反射スペクトルが存在すると色付きの原因となるためである。好ましくは、20nm未満である。その好ましい態様である半値幅が30nm未満である例を図10に示す。これは、反射と吸収の相乗効果があるため、反射波長311nmでの最大反射率は38%であり、その半値幅は28nmである。半値幅は、最大反射率の半分の値をとる反射波長間距離のことである。反射率が低すぎると半値幅が広がるため、本発明における半値幅は、最大反射率25%以上90%以下に適用するものとする。最大反射率が25%未満15%以上の反射スペクトルの半値幅は、ないものとみなす。半値幅は、UV吸収剤とフィルム樹脂の吸収特性と積層フィルムの反射特性との関係で決定される。半値幅が大きい場合は、吸収特性との相乗効果が少ないことを示しており、反射帯域と吸収帯域の重なりが少ないこと意味する。
【0058】
本発明の積層フィルムに添加するUV吸収剤の分子量は、500以上であるトリアジン骨格またはベンゾトリアゾール骨格を含むことが好ましい。分子量が500以上であれば昇華しにくいため、キャスト時にブリードアウトが殆ど生じないためである。より好ましくは600以上である。例えば、2,2'-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール]:分子量659、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン:分子量700が好ましい。同様に青色の光を吸収する色素の分子量も昇華されにくい観点から、分子量500以上が好ましい。例えば、アンスラキノン、イソインドリノン、キナフトロン、モノアゾ系ベンゼンスルホン酸塩、ジスアゾ系ベンズイミダゾールなどが好ましい。
【0059】
本発明のUV吸収剤は、紫外線や熱による酸化劣化を抑制する観点から、分子量1万以下の酸化防止剤との併用により用いることが好ましい。酸化防止剤には、ラジカル補足剤と過酸化物分解剤がある。ラジカル補足剤としては、主にヒンダードアミン系、ヒンダードフェノール系の化合物がある。
【0060】
ヒンダーフェノール系の化合物としては、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ペンタエリスリチル・テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2, 2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N'-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルフォスフォネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)カルシウム、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレイト、オクチル化ジフェニルアミン、2, 4,-ビス[(オクチルチオ)メチル]-O-クレゾール、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネートがある。
【0061】
ヒンダードアミン系(HALS)としては、シクロヘキサンと過酸化N-ブチル2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジンアミン-2,4,6-トリクロロ1,3,5-トリアジンとの反応生成物と2-アミノエタノールとの反応生成物、 N,N',N'',N'''-テトラキス-(4,6-ビス-(ブチル-(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アミノ)-トリアジン-2-イル)-4,7-ジアザデカン-1,10-ジアミン、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネートなどがある。
【0062】
本発明の積層フィルムは、低屈折率であるB層が低屈折率層であり、B層にのみ青色の光を吸収する色素またはUV吸収剤、あるいは両方が含まれていることが好ましい。屈折率は、公知のアッベの屈折率計やプリズムカプラーで測定することが可能であり、ここでの屈折率は面内方向の屈折率を意味する。B層は共重合成分が多いため非晶質となりやすく、色素やUV吸収剤等の低分子化合物が溶解しやすい。一方、高屈折率であるA層は、二軸配向し、結晶層を形成するため、ブリードアウトを防止するバリア層として働くためである。
【0063】
図4では、UV吸収剤6が熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)2に含まれている様子を示す。熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)1には、ブリードアウトの観点からUV吸収を含まないことが好ましい。さらに、式(4)で示したスネル法則により、高屈折率であるA層に比べて低屈折率であるB層では、層内の光の伝搬角度が浅くなることによって光路長が延びるため吸収に有利に働く効果もある。より好ましくは、B層のみに色素やUV吸収剤が含まれていることが好ましい。B層の押出温度は、低いほど色素やUV吸収剤が昇華され難いため、270℃以下が好ましく。より好ましくは、265℃以下である。一方、A層は、二軸延伸された後に配向結晶化する層であり、特に最表層を形成する樹脂であるため、UV吸収剤が析出しやすい。例えば、A層がポリエチレンテレフタレートの場合、押出温度は280℃以上となるため、昇華されやすく、二軸押出ベントなどでブリードアウトが起こりやすい。
【0064】
本発明の積層フィルムは、全光線透過率が70%以上であり、透過モードでの色度b*値が5以下であることが好ましい。全光線透過率が70%未満であるとディスプレイや窓材としての明るさや画像の視認性が確保できないため好ましくない。好ましくは、全光線透過率は80%以上である。より好ましくは90%以上である。さらに好ましくは、92%以上である。一方、b*が、5を超えると偏光板化したときに黄色く着色するため好ましくない。より好ましくは3以下、さらに好ましくは2以下である。
【0065】
達成方法は、波長400〜700nmの可視光領域において、波長500nm以上に吸収、または干渉反射を発現しない光学設計とすることである。具体的には、平均層厚みを77nm以下、より好ましくは58nm以下とすることである。より好ましくは、波長400nm以上の可視光領域に吸収および干渉反射が存在しないことである。特に、UV遮蔽フィルムにおいては、最大反射率の波長を380nm以下とすることが色付きを抑制する面から好ましい。より好ましくは、最も長波長側の反射波長を380nm以下、さらに好ましくは、370nm以下とすることである。
【0066】
本発明の積層フィルムに用いる色素またはUV吸収剤、あるいは両方は、色素またはUV吸収剤、あるいは両方の波長300nm〜500nmの範囲における吸収ピークの吸光係数が0.06[重量%・μm]−1以上であることが好ましい。吸光係数εは、式(1)を変形した式(5)から、公知の分析方法から求めることができる。すなわち、積層フィルムの厚みx[μm]と青色の光を吸収する色素やUV吸収剤のフィルム全体での添加濃度c[重量%]、さらに各波長に対する透過率を求めることにより、吸光係数εを求めることができる。なお、吸光係数は、積層フィルムの吸収係数kをUV吸収剤の添加濃度cで除した値である。
I= IoExp(−εcx)
ln(I/Io)=−εcx ・・・ 式(6)。
【0067】
本発明の積層フィルムは、波長370nmの透過率が%以下であることが重要である%を超えると偏光子保護フィルムとしてUV光から液晶層の保護やカバーフィルムとして感光性樹脂の硬化防止が困難となる。平均層厚み45〜60nmを満足する層の組が100以上となる光学設計をし、長波長吸収端が380nm以上に存在するUV吸収剤を用いることで達成される。
【0068】
本発明の積層フィルムの平均層厚み分布は、2つ以上の傾斜構造を有し、平均層厚み40nm以上60nm以下となる層対の数が全層対の数の8割以上であることが好ましい。UV反射壁の層対が8割以上であれば、殆ど全ての層が青の光やUV光を遮蔽する働きに作用するため、最も薄膜化が可能となる。
【0069】
本発明の積層フィルムは、耐傷つき防止の観点から、少なくとも片面に、光硬化型もしくは熱硬化型の樹脂層Cが形成されていることが好ましい。光硬化型としては、メタクリル樹脂、光硬化型ポリクロロビフェニール、脂環エポキシ樹脂、光カチオン重合開始剤、アクリレート系樹脂(Si、F含有)、光ラジカル、重合開始剤、フッ素化ポリイミドなどを用いることができる。また、熱硬化型としては、架橋剤が含まれたエポキシ、フェノール、ウレタン、アクリル、ポリエステル系などの如何なる樹脂であっても良い。膜を構成する樹脂は単一の高分子からなる場合であっても混合物であっても良い。
【0070】
樹脂層Cとしては、光学用途の観点から、ウレタンアクリレート、ポリマーアクリレート、有機無機ハイブリッド樹脂が好ましい。樹脂層Cとして、より好ましいものは、カールし難く、且つ基材との密着性が良いものが必要となり、低収縮のウレタンアクリレートが挙げられる。ウレタンアクリレートとして具体的には、共栄社化学社製のAT−600、UA−101l、UF−8001、UF−8003等、日本合成化学社製のUV7550B、UV−7600B等、新中村化学社製のU−2PPA、UA−NDP等、ダイセルユーシービー社製のEbecryl−270、Ebecryl−284、Ebecryl−264、Ebecryl−9260等、或いは、エポキシ化合物として具体的には、ダイセル化学工業社製のEHPE3150、GT300、GT400、セロキサイド2021等、ナガセケムテック社製のEX−321、EX−411、EX−622等を挙げることができる。しかし、これに限定されない。
【0071】
また、より高硬度を達成できるウレタンアクリレートの内、ウレタンアクリレート系オリゴマー、モノマーは、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られる。具体的には、共栄社化学社製のUA−306H、UA−306T、UA−306l等、日本合成化学社製のUV−1700B、UV−6300B、UV−7600B、UV−7605B、UV−7640B、UV−7650B等、新中村化学社製のU−4HA、U−6HA、UA−100H、U−6LPA、U−15HA、UA−32P、U−324A等、ダイセルユーシービー社製のEbecryl−1290、Ebecryl−1290K、Ebecryl−5129等、根上工業社製のUN−3220HA、UN−3220HB、UN−3220HC、UN−3220HS、DIC社製ユニディックシリーズのEQS−650、EPS−832、EPS−1259、17−806、RS28−444等を挙げることができる。しかし、これに限定されない。
【0072】
本発明である積層フィルムは、UV吸収剤が共重合された熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。UV吸収剤は、低分子であるため揮発し易く、ブリードアウトし易い。そのため、熱可塑性樹脂にUV吸収剤が共重合されていると高分子量となり、ブリードアウトし難くなる。本発明において、相溶性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル樹脂にUV吸収剤が共重合されることが好ましい。分子量としては、1万以上、より好ましくは2万以上である。UV吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系が好ましいが、特に限定しない。共重合体となるための反応性の観点から、官能基として、ヒドロキシル基、カルボキシル基の末端、あるいはエステル結合をもつUV吸収剤であることが好ましい。
【0073】
特にこれらの官能基を2つ以上もつことが高いUV吸収性能を発現する観点から好ましい。例えば、前記した中で複数の官能基をもつUV吸収剤やTHBP(2,2‘,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン)、2-ヒドロキシ-4メトキシ-ベンゾフェノン、2,2’−ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール]、特に共重合の観点から、特にビスベンゾトリアゾール化合物などが好ましい。
【0074】
ビスベンゾトリアゾール化合物の具体例としては、例えば2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−2,4−ジヒドロキシベンゼン]、2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(ヒドロキシメチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシエチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシエチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−ブロモ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシエチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(3−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(3−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−ブロモ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(3−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−ブロモ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシプロピル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(4−ヒドロキシブチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(4−ヒドロキシブチル)フェノール]、2,2'−メチレンビス[6−(5−ブロモ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(4−ヒドロキシブチル)フェノール]、3,3−{2,2'−ビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−1−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル]}プロパン、2,2−{2,2'−ビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−1−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル]}ブタン等を挙げることができる。
【0075】
ビスベンゾトリアゾール化合物は1種または2種以上を併用できる。ビスベンゾトリアゾール化合物の共重合量は、0.01〜50重量%、好ましくは0.1〜30重量%、より好ましくは0.5〜20重量%である。使用量が0.01重量%を下回ると、得られる共重合ポリエステルに充分なUV吸収性能がなく、また50重量%を著しく越えると、共重合ポリエステルの機械的物性等が低下する。効果的に高いUV遮蔽性能を発現する観点から、1重量%以上の前記UV吸収剤を共重合成分として含有しているUV吸収共重合ポリエステル樹脂であることが好ましい。より好ましくは、3重量%以上である。さらに好ましくは、5重量%である。これらのUV吸収共重合ポリエステルは、ブリードアウトしないため、A層、B層のいずれか、もしくは両方に用いることができる。UV吸収剤との併用の場合は、結晶性の高いA層に用いることが好ましい。
【0076】
本発明である積層フィルムは、画面保護フィルムとして用いられることが好ましい。図5に画面保護フィルムである積層フィルムの構成を示す。テレビ、パソコンのモニター、スマートフォン、タブレット等の筐体27の最表面のカバーガラス26の上に、粘着剤25を介して、樹脂層Cからなるハードコート24を設けた本発明の積層フィルム5を貼り付けることにより、飛散防止性とUVまたは青色の光のカット性をもった電子機器筐体を提供することができる。特に、太陽からの外光に対しては、UV遮蔽性をもつことで液晶パネル内部の樹脂劣化を抑制できるため好ましい。
【0077】
本発明の積層フィルムは、偏光子保護フィルムであることが好ましい。図6(a)に本発明の積層フィルム5と偏光子保護フィルム29がPVA偏光子28を挟んだ偏光板30を示す。本発明の積層フィルムを用いた液晶パネルの構成図の例を図6(b)に示す。本発明の積層フィルムは、虹ムラを発生させず、且つUV遮蔽性をもつ観点から液晶パネルの上偏光板32のフロント位置、または下偏光板のリア位置に用いることが好ましい。
【0078】
さらに、図6(c)に示すように、本発明の積層フィルム5が、上偏光板32のフロント位置に用いられた場合、積層フィルムの主配向軸35とPVA偏光子の直線偏光方位(透過方位)34とでなす角度36は、20度以上70度以下であることが、ブラックアウトしない観点から好ましい。ブラックアウトとは、観測者が偏光サングラスを通してディスプレイを見たときに、液晶ディスプレイが暗くなり表示されなくなる現象のことである。本発明の積層フィルムの主配向軸とPVA偏光子の偏光方向となす角度を20度以上70度以下とすることで、PVA偏光子から出射された直線偏光の光は、積層フィルムの複屈折により楕円偏光し、光漏れする。観測者は、偏光サングラスをかけた状態でも画像を視認できるため、好ましい構成である。一方、従来技術の光漏れを少なくする観点からは、主配向軸と液晶ディスプレイの上偏光板のPVA偏光子による直線偏光の面内方位となす角度のうち狭角の角度が10度以下の関係であることが好ましい。
【0079】
積層フィルムの好ましい位相差は、光透過量が大きい観点から60〜280nmが好ましい。無彩色の観点から、より好ましくは、位相差は60〜200nmである。さらに好ましくは、80〜150nmである。一方、厚み方向位相差の好ましい範囲は、50nm以上800nm以下、干渉色がなく光透過性の観点から、より好ましくは80nm以上400nm以下である。最も好ましくは100nm以上300nm以下である。なお、本発明における厚み方向位相差とは、王子計測機器製自動複屈折計KOBRAで測定される視野角50度における位相差のことである。本発明の積層フィルムは、厚み位相差とブリードアウトの観点から、その積層比は、1以下であることが好ましい。より好ましくは、0.7以下である。さらに好ましくは0.5以下である。
【0080】
本発明の積層フィルムは、液晶ディスプレイに用いられることが好ましい。図6(b)に本発明の積層フィルムを用いた液晶パネルを示す。液晶ディスプレイは、反射防止膜、タッチパネル等からなる前面パネルと図6(b)に示した液晶パネル、さらにバックライトの3つの構成からなる。バックライトとしては、少なくともLED光源、反射フィルム、導光板、光拡散シート、プリズムシートから構成されたLCDバックライトシステムが輝度および汎用性の面から用いられることが好ましい。
【0081】
また、本発明の積層フィルムは、ディスプレイに用いられる透明性の観点から、全光線透過率は91%以上、ヘイズは2%以下が好ましい。より好ましくは、それぞれ、92%以上、1%以下である。さらに好ましくは93%以上である。従来の1〜3層のポリエステルフィルムでは、ミクロンオーダーの光学距離起因の干渉により全光線透過率の向上が困難であるが、本発明である積層フィルムは、好ましくは全ての層の厚みを60nm以下、特に表層から数えて、少なくとも4層分、好ましくは8層以上の各層の厚みを30nm以下とすることにより、可視光領域の透過率に影響を及ぼさない光学距離構成とし、高い全光線透過率を実現できる。特に、屈折率1.51以下のアクリル系の易接着層を70nm以上の塗布厚みで形成することにより、特に透過率を向上させることができる。
【0082】
本発明において、上偏光板、液晶層、下偏光板の順で構成された液晶ディスプレイであって、上偏光板または下偏光板において、本発明の積層フィルムは液晶層側と反対面に偏光子保護フィルムとして積層フィルムを配置する液晶ディスプレイであることが好ましい。
【0083】
本発明の積層フィルムは、タッチパネルに用いられることが好ましい。本発明の積層フィルムを含むタッチパネルのアウトセルタイプの模式図の例を図7(a)に示す。タッチセンサー部は、少なくともカバーガラス37と導電層38から構成されている。本発明のタッチパネルは、抵抗膜式、光学式、静電容量式のいずれでもよい。静電容量式には、投影型と表面型に大別できる。マルチタッチが可能な観点から投影型静電容量式が最も好ましい。導電層は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、インジウム、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、チタン、鉄、コバルト、スズ、などの金属およびこれらの合金や、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムティンオキサイド(ITO)などの金属酸化物膜、ヨウ化銅などの複合膜によって形成することができる。これらの透明導電膜は真空蒸着、スパッタリング、反応性RFイオンプレーティング、スプレー熱分解法、化学メッキ法、電気メッキ法、CVD法、コーティング法あるいはこれらの組み合わせ法で薄膜を得ることができる。
【0084】
その他、導電性高分子としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリフェニレン・ビニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ−p−フェニレン、ポリへテロサイクル・ビニレン、特に好ましくは、(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)である。その他、カーボンナノチューブやナノ銀なども高い導電性を示すため好ましい。これらは、有機溶媒に溶かすことにより、コーティング法で基材に塗布することができる。コーティング法は、ハードコート層の方法と同様に種々の方法を採用することができる。汎用性の観点から、ITOが好ましい。
【0085】
アウトセルタイプのタッチセンサーとしては、大別してガラスセンサーとフィルムセンサーに分けられる。ガラスセンサータイプとしては、GG、GG2、G2、G1Mがある。GGとはカバーガラス/ITO/ガラス/ITO、GG2とはカバーガラス/ガラス/ITO/絶縁層/ITO、G2(OGS)とはカバーガラス/ITO/絶縁層/ITO、G1Mとはカバーガラス/ITOを基本構成としたものである。
【0086】
飛散防止性とブラックアウトを抑制する観点から、本発明の積層フィルムをタッチパネルと液晶パネルの間に用いることが好ましい。この場合は、特に、ガラスセンサータイプで用いられることが好ましく、図7(b)に本発明の積層フィルム5を用いた構成例を示す。
【0087】
一方、フィルムセンサータイプとしては、GFF、GF2、G1F、GF1、PFF、PF1があり、いずれを用いてもよい。また、GFFとはカバーガラス/ITO/フィルム/ITO/フィルム、GF2とはカバーガラス/ITO/フィルム/ITO、またはカバーガラス/ITO/絶縁層/ITO/フィルム、G1Fとはカバーガラス/ITO/ITO/フィルム、GF1とはカバーガラス/ITO/フィルム、PFFとはカバープラスチック/ITO/フィルム/ITO/フィルム、P1Mカバープラスチック/ITOを基本構成としたものである。図7(c)に本発明の積層フィルム5を基材フィルムとしてITOの電極層38を形成したGF1タイプのTP構成の例を示す。基材としての積層フィルム5の厚みは、薄膜化の観点から50μm以下が好ましく、より好ましくは、40μm以下である。薄すぎるとフィルムのハンドリング性の観点から、好ましくは、10μm以上40μm以下である。近年のディスプレイの薄膜化の流れからGF1タイプがタッチセンサーとして好ましい。
【0088】
本発明である積層フィルムは、有機ELディスプレイにおける外光の反射防止に用いられる円偏光板のフロント位置の偏光子保護に用いられることが好ましい。有機ELの発光方式は、RGBの色の3原色タイプ、または白色タイプでも良い。
【実施例】
【0089】
以下、実施例を用いて本発明について具体的に説明するが、実施例14及び16は参考例とする。物性値の評価法を記載する。
【0090】
(物性値の評価法)
(1)層厚み、積層数、積層構造
積層フィルムの層構成は、ミクロトームを用いて断面を切り出したサンプルについて、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により求めた。すなわち、透過型電子顕微鏡H−7100FA型((株)日立製作所製)を用い、加速電圧75kVの条件でフィルムの断面を1万〜4万倍に拡大観察し、断面写真を撮影、層構成および各層厚みを測定した。尚、場合によっては、コントラストを高く得るために、公知のRuOやOsOなどを使用した染色技術を用いた。
【0091】
上記装置から得た約4万倍のTEM写真画像を、プリント倍率6.2万倍の処理で、画像を圧縮画像ファイル(JPEG)でパーソナルコンピューターに保存し、次に、画像処理ソフト Image-Pro Plus ver.4(販売元 プラネトロン(株))を用いて、このファイルを開き、画像解析を行った。画像解析処理は、垂直シックプロファイルモードで、厚み方向位置と幅方向の2本のライン間で挟まれた領域の平均明るさとの関係を数値データとして読み取った。表計算ソフト(Excel 2007)を用いて、位置(nm)と明るさのデータに対してサンプリングステップ1(間引きなし)でデータ採用した後に、ローパスフィルタ10×10を採用した。さらに、この得られた周期的に明るさが変化するデータを微分し、VBA(ビジュアル・ベーシック・フォア・アプリケーションズ)プログラムにより、その微分曲線の極大値と極小値を読み込み、隣り合うこれらの間隔を1層の層厚みとして算出した。この操作を写真毎に行い、全ての層の層厚みを算出した。その後、全ての層に対してデータ処理により、隣接するA層とB層の層対毎の平均層厚みを算出し、横軸を層対番号、縦軸を平均層厚みとした平均層厚み分布を作成した。
【0092】
(2)波長250〜800nmの分光透過率および相対分光反射率の測定
積層フィルムのフィルム幅方向中央部から5cm四方のサンプルを切り出した。次いで、日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計(U−4100 Spectrophotomater)を用いて、分光透過率及び入射角度φ=10度における相対反射率を測定した。付属の積分球の内壁は、硫酸バリウムであり、標準板は、酸化アルミニウムである。測定波長は、250nm〜800nm、スリットは2nm(可視)とし、ゲインは2と設定し、走査速度を600nm/分で測定した。波長範囲300〜500nmの分光透過率の最小値とその波長を求めた。また、UV吸収剤を添加している積層フィルムについては、波長370nmでの透過率も測定値として採用した。一方、反射率についても波長範囲300〜500nmの相対分光反射率の最大値とその波長を求めた。
【0093】
(3)光の入射角度60度での波長370nmの透過率測定
前記(2)と同じ装置を用いて、付属の角度可変絶対反射率装置(20-60°)P/N134-0115(改)を設置することにより、角度可変透過率の測定を行った。測定条件は、(2)項と同様とし、入射角度60°におけるP波およびS波の波長区間250〜800nmの透過率測定を行った。なお、光源マスクサイズやサンプルサイズは装置マニュアルに従い変更した。P波とS波における波長区間250nm〜800nmにおける平均透過率曲線を求め、特に波長370nmにおける透過率を求めた。
【0094】
(4)全光線透過率とヘイズ
フィルム幅方向中央部のサンプルを5cm×5cmで切り出し、JIS K7105に準拠し、ヘイズメータ(スガ試験機製HGM−2DP(C光用))により全光線透過率とヘイズを測定した。
【0095】
(5)測色値(b*)
積層フィルムの幅方向中央部から5cm×5cmで切り出し、コニカミノルタ(株)製CM−3600dを用いて、透過光におけるa*,b*値を測定し、n数5の平均値を求めた。白色校正板には、装置付属のCM A−103、ゼロ校正ボックスには、装置付属のCM−A104を用いた。クロマティクネス指数a*,b*は、光源にD65、10°視野の条件でJIS Z8722(2000)に基づいて、装置が計算した値を採用した。
【0096】
(6)位相差(リタデーション)値
王子計測機器(株)製 位相差測定装置(KOBRA−WPR)を用いた。3.5cm×3.5cmで切り出したフィルムサンプルを装置に設置し、入射角0°における波長590nmのリタデーションを測定した。厚み方向のリタデーション測定の際は、入射角50°におけるRthの値を用いた。サンプリングはフィルム幅方向中央部から行い、フィルム長手方向50mm間隔の各位置3点よりサンプリングし、その平均値を用いた。また、フィルム幅方向と遅相軸とでなす狭角を配向角として求めて、積層フィルムの主配向軸とした。
【0097】
(7)ブリードアウト
ブリードアウトは、約2時間の製膜において静電印可装置の素線やキャストドラム周辺のUV吸収剤の堆積度合い、及び得られたフィルムを150℃・1時間熱処理後のヘイズの上昇分を尺度として、以下の基準で評価した。
S:堆積物なし、かつヘイズ上昇0.5%以下
A:堆積物なし、かつヘイズ上昇0.5%より大きく、1.0%以下
B:堆積物なし、かつヘイズ上昇1.0%より大きく、2.0%以下
C:堆積物僅かにあり、かつヘイズ上昇2.0%より大きい
D:堆積物あり、かつヘイズ上昇2.0%より大きい。
【0098】
(8)面内色むら
得られた積層フィルムをフィルム幅方向中央部からA4サイズに切り出し、その裏面に黒スプレーにより黒色層を塗布し、フィルム表面から3波長蛍光灯を用いて投光し、その反射光によるフィルムの面内色むら状態を以下の基準で評価した。
B:反射光は、無色で蛍光灯の白色として視認できる。
C:紫色の反射色が部分的に面内に視認できる。
D:紫色や青色等々の反射色が面内の全域に視認できる。
【0099】
(9)青色の光、またはUV光に対する遮蔽性
得られたフィルムの青色の光、またはUV光に対する遮蔽性については、以下の基準で評価した。
・ 実施例26〜28、比較例7〜9において、青色の光の波長460nmにおける入射角0°と60°の透過率うち、透過率が高い値に基づいて評価した。
A:透過率40%以上65%未満
B:透過率65%以上75%未満
C:透過率75%以上80%未満
D:透過率80%以上、または40%未満
・ UV光については、実施例1〜25、33〜36、比較例1〜6において、UV光の波長370nmにおける入射角0°と60°の透過率に基づいて評価した。
A:入射角0°と60°の透過率のいずれも2%以下
B:入射角0°の透過率が2%より大きく、3%以下であり、60°の透過率が5%以下
C:入射角0°の透過率が3%より大きく、4%以下であり、60°の透過率が5%より大きく、20%以下
D:いずれにも属さない。
【0100】
(10)フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積
フィルム厚みは、本体の型式1240、ゲージヘッド 、測定スタンド等一式が付属のミリトロン社製の電子マイクロメータを用いて測定した。サンプルはフィルム幅方向位置の中央部から5cm×5cm四方で切り出し、その厚み測定結果をサブミクロン単位まで読み取った。
【0101】
積層フィルムのUV吸収剤の濃度(%)は、積層フィルムの製造過程におけるUV吸収剤の原末の添加重量から求めた。具体的には、AまたはB層に用いる熱可塑性樹脂AまたはBに予めUV吸収剤を10重量%含んだUVマスターチップを製作し、これらを希釈することで、積層フィルムの内部に含まれるUV吸収剤の濃度を調整した。
【0102】
一方、積層フィルムからUV吸収剤の濃度を決定する方法は、式(1)を用いて厚みと透過率の関係から吸収係数kを求める。また、吸収係数kは、濃度cと吸光係数の積であるため、積層フィルムを溶媒で溶解し、濃度cを変更した試験体を作製し、それぞれの透過率を測定することで濃度cを決定できる。その他、公知の分析技術を用いることで積層フィルム中のUV吸収剤の濃度は容易に決定できる。以下にフィルムからの分析方法を示す。
【0103】
1cm四方に切り出した積層フィルムの重量を測定し、塩化メチレンまたはHFIP/塩化メチレン溶媒に十分に溶解させる。溶媒1mL〜5mLの範囲内で、順次フィルムを溶解して、紫外波長領域でのスペクトルの濃度依存性のデータを採取。特定の吸収ピーク波長λnmに着目し、0.02[mg/mL]にて測定した既知のUV吸収剤由来の吸光度をAλ1、x倍に希釈したフィルム溶液から得られた吸光度をAλ2とした場合、フィルム内のUVA濃度は、0.02×Aλ2/Aλ1×x[mg]と計算できる。予め測定したフィルムの重量をy[mg]とした場合、フィルム内に添加されているUVAの重量パーセント濃度は、0.02×Aλ2/Aλ1×x/y×100[wt%]の式で求まる。
【0104】
フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積を算出する際は、表2に記載された結果の通り積層フィルムの厚み[μm]とUV吸収剤の重量%を100で除した値との積で計算した。
【0105】
(11)虹ムラ評価
23℃の暗室にて、LED光源の42インチ液晶モニターに白色画面を表示させ、その上にA4サイズの積層フィルムを設置した。フィルムの面直方向の極点を基準として、0〜360°の面内方位角、及び仰角を40°〜80°で変化させながら積層フィルムを目視することで、虹ムラの着色状態を観察し、以下の基準で評価した。
A:着色は全く視認されず問題ない。
B:極僅かに青色が視認されるが問題ない。
C:極僅かに薄い赤色、黄色が視認される。
D:複数の色が虹ムラとして確認され、問題である。
(12)屈折率
熱可塑性樹脂の屈折率は、JIS K7142(1996)A法に従って測定した。すなわち、溶融状態からプレスし、その後、急冷却することで、シートを作製し、サンプルとした。また、A層およびB層の屈折率については、延伸・熱処理により配向や熱結晶化が伴うため、各実施例または比較例の製膜条件と同様の条件でフィルムストレッチャー(ブルックナー社製KARO-IV)を用いて逐次二軸延伸後、熱処理することにより得られたフィルム面内の二軸の延伸方向の屈折率をJIS K7142(1996)A法に従って測定した。
【0106】
(熱可塑性樹脂)
樹脂Aとして、以下のものを準備した。
(樹脂A−1)テレフタル酸ジメチル100重量部、エチレングリコール60重量部の混合物に、テレフタル酸ジメチル量に対して酢酸マグネシウム0.09重量部、三酸化アンチモン0.03重量部を添加して、常法により加熱昇温してエステル交換反応を行う。次いで、該エステル交換反応生成物に、テレフタル酸ジメチル量に対して、リン酸85%水溶液0.020重量部を添加した後、重縮合反応層に移行する。さらに、加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧して1mmHgの減圧下、290℃で常法により重縮合反応を行い、IV=0.61のポリエチレンテレフタレートを得た。屈折率1.58。二軸延伸後、熱処理後は、屈折率1.66。
【0107】
(樹脂A−2)
ナフタレン2,6-ジカルボン酸ジメチルエステル(NDC)とエチレングリコール(EG)を常法により重縮合して得られたIV=0.43のポリエチレンナフタレート。屈折率1.64。二軸延伸、熱処理後は、屈折率1.76
(樹脂A−3)
UV吸収剤が共重合された熱可塑性樹脂である。IV=0.65、UV吸収剤B2(2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシエチル)フェノール])を3重量%共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート。屈折率1.585。二軸延伸、熱処理後は、屈折率1.64。
【0108】
(樹脂A−4)
UV吸収剤が共重合された熱可塑性樹脂である。IV=0.75、UV吸収剤B3(ベンゾトリアゾール系UV吸収剤)を18重量%共重合したポリブチレンテレフタレート(ベルポリエステルプロダクツ社製TK1058C01)。融点180℃、ガラス転移点61℃。
【0109】
(樹脂A−5)
IV=0.64 イソフタル酸12モル%共重合したポリエチレンナフタレート。屈折率1.64。二軸延伸、熱処理後は、屈折率1.74。
【0110】
(樹脂B−1)IV=0.73 スピログリコール(SPG 30モル%)、シクロヘキサンジカルボン酸(CHDA 20モル%)を共重合したポリエチレンテレフタレート。屈折率1.55。
【0111】
(樹脂B−2)IV=0.72シクロヘキサンジメタノール(CHDM 30モル%)を共重合したポリエチレンテレフタレート。屈折率1.57。
【0112】
(樹脂B−3)IV=0.64 イソフタル酸成分17モル%共重合したポリエチレンテレフタレート。屈折率1.58。
【0113】
(樹脂B−4)樹脂A−1と樹脂B−2を1:3で混合した共重合ポリエチレンテレフタレート。屈折率1.6
(樹脂B−5) 樹脂A−1と樹脂B−2を1:1で混合した共重合ポリエチレンテレフタレート。屈折率1.62
(樹脂B−6) ナフタレンジカルボン酸成分30モル%共重合したポリエチレンテレフタレート。屈折率1.6。
【0114】
(UV吸収剤、及び色素)
表1に示したとおり、各種トリアジン骨格のA1(2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン)、A2(2−(4,6−(4−ビフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(2−エチルヘキシルオキシ)−フェノール)、A3(2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール)、ベンゾトリアゾール骨格のB1(2,2'-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール])、B2(2,2'−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(2−ヒドロキシエチル)フェノール])、ベンゾオキサジン骨格のC(2,2’-(1,4-フェニレン)ビス (4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン))、ベンゾフェノン骨格のD(ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン)、黄色の色素であるキノフタロン系のE、モノアゾベンゼンスルホン酸塩F、B3ベンゾトリアゾール骨格のUV吸収剤を準備した。
【0115】
(プライマーコート)
樹脂溶液(a):メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸、N−メチロールアクリルアミド、エチレンオキシドの繰り返し単位が16のポリエチレングリコールモノメタクリレート、2−スルホエチルアクリレートからなるアクリル樹脂溶液
架橋剤(b):メチロール基型メラミン架橋剤
粒子(c):粒子径80nmのコロダイルシリカ粒子の水分散体。
フッ素系界面活性剤(d)
これらを固形分重量比で(a)/(b)/(c)/(d)=30重量部/8重量部/2重量部/0.6重量部で混合した。
【0116】
[実施例1]
(積層フィルムの製膜)
熱可塑性樹脂Aである樹脂A−1を180℃、3時間の真空乾燥後、一方、熱可塑性樹脂Bである樹脂B−1を80℃の窒素下の乾燥後、それぞれ閉鎖系の搬送ラインにて、単軸押出機と二軸押出機にそれぞれ投入し、それぞれ280℃と265℃の押出温度で溶融させて、混練した。なお、ホッパー下部には、窒素パージを行った。次いで、二軸押出機の2つのベント孔で、その真空圧を0.1kPa以下で真空ベントにより、オリゴマーや不純物などの異物を除去した。また、二軸押出機への供給原料とスクリュー回転数の比であるQ/Nsを、1.5に設定した。それぞれ、濾過精度6μmのFSSタイプのリーフディスクフィルタを10枚介した後、ギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1/2になるように計量しながら、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理を用いた291層積層装置にて厚み方向に交互に291層積層された積層体とした。なお、熱可塑性樹脂B−1には、UV吸収剤A1を0.9重量%添加した。また、上に凸の層厚み分布となるように、スリット長さ、間隙を調整し、図2の積層装置7のうちスリット板72のみを用いた1枚構成の積層装置とした。A層、B層それぞれについて、図3(b)に記した2つの傾斜構造を有する積層体とした。2つの傾斜構造には、A層とB層が交互に、291層積層されており、積層フィルムの両表面近傍が、最も層厚みが薄くなるように、2つの傾斜構造を配置する設計とした。また、最大層厚み/最小厚みの比である傾斜度を1.25とするスリット設計を採用した。
【0117】
次いで、該積層体をTダイに供給し、シート状に成形した後、ワイヤーで8kVの静電印可電圧をかけながら、表面温度が25℃に保たれたキャスティングドラム上で急冷固化し、未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを、縦延伸機で105℃、フイルム長手方向に3.2倍の延伸を行い、コロナ処理を施し、#4のメタバーでプライマーコートを両面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き110℃、フイルム幅方向に3.4倍横延伸した後、次いで200℃の熱処理を施し、150℃で約3%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、厚み14μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、2つの傾斜構造を含んでおり、表層側から厚み方向中央部の145層番目まで、A層およびB層とも層厚みが漸近的に増加していく傾斜構造を有していた。隣接するA層とB層の平均層厚み分布では、平均層厚み60nmが漸近線となるような凸型の層厚み分布となっていた。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、0.6重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は81%、その半値幅は15nmであり、波長380nm以下の範囲において透過率が1%以下である良好なUV遮蔽性を示していた。UV吸収剤の低濃度添加、低分子量、及び添加層が表層に出ていないため、ブリードアウトすることがなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚み14(μm)とUV吸収剤濃度との積は0.08であった。表2に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0118】
[実施例2]
実施例1のスリット板のスリット数を変更し、271層積層装置とし、2つの傾斜構造を配置する設計とした。また、熱可塑性樹脂A−1、B−1には、それぞれ、UV吸収剤A−1を0.5重量%、1.5重量%添加する以外は、実施例1と同様にして271層、厚み13.5μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、1.17重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は70%であり、波長380nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。また、ブリードアウトすることなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、0.16であった。表2に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0119】
[実施例3]
ギアポンプによる吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1/1になるように変更する以外は、実施例2と同様にして、271層、厚み13.5μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、1.0重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は90%であり、波長380nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。また、ブリードアウトすることなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、0.14であった。表2に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0120】
[実施例4]
熱可塑性樹脂B−1には、UV吸収剤A1からCへ変更し、濃度を1.8重量%添加とする以外は、実施例3と同様にして271層、厚み13μmの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、0.9重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は42%であり、波長370nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。また、ブリードアウトすることなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、0.12であった。表2に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0121】
[実施例5]
表2に記載の通り、低屈折率層側であるB層のみにUV吸収剤A1とA2を、それぞれ1.3%と0.5%となるように添加し、また、積層比を0.7とする以外は実施例3と同様にして、厚み13μの積層フィルムを得た。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、0.14重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は40%であり、波長375nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。さらに、視野角60°においても波長370nmでの透過率は1%以下であった。全くブリードアウトすることなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度との積は、0.14であった。表2に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0122】
[実施例6〜9]
表2に記載の通り、実施例6〜9は、A層とB層の樹脂の種類A−1とB−1、積層比1、積層数251、UV吸収剤の濃度1重量%と同じにして、UV吸収剤の添加層とUV吸収剤の数のみ変化させて積層フィルムを得た。評価結果を表2に示す。ブリードアウトの観点では、表層となるA層側にのみUV吸収剤を添加した実施例9が、他と比べて劣っていた。また、波長402nmでの反射率が72%ある実施例7は、面内色むら評価において、紫色の反射色が部分的に面内に視認できた。実施例6と実施例8は、UV遮蔽性とブリードアウト抑制の面で最もバランスがとれていた。
【0123】
[実施例10]
積層比0.5を変更する以外は、実施例7と同様にして、積層フィルムを得た。低位相差のため虹ムラ評価も良好であり、UV遮蔽性とブリードアウト抑制を両立した。評価結果を表2に示す。
【0124】
[実施例11〜14]
実施例11〜14は、実施例10と同一の積層装置を用いて、表3の記載の通り、熱可塑性樹脂A、熱可塑性樹脂B、積層比、添加層を変更して積層フィルムを得た。実施例11の熱可塑性樹脂A−2は、押出温度300℃であり、熱可塑性樹脂B−2は、押出温度290℃で押出した。なお、熱可塑性樹脂A−2は、波長400nm以下から樹脂由来の吸収特性を有する。押し出された未延伸フィルムを、縦延伸温度145℃で3.2倍、横延伸温度155℃で3.5倍の逐次二軸延伸を行い、230℃の熱処理後のA層とB層の面内屈折率差は、0.18となっており、干渉反射の効果が大きく、UV遮蔽性に優れる積層フィルムであった。一方で、A1のUV吸収剤の添加量を削減できたにも拘わらず、熱可塑性樹脂A−2の押出温度が300℃以上であることから、ブリードアウトについては、実施例1に比べて劣っていた。また、波長405nmに最大反射率85%があるため、紫色の反射色である面内色むらが僅かに確認された。透過光評価である虹ムラ評価においても、僅かに色付きが見られた。また、PEN特有の面内配向のため、厚み位相差も高い結果となった。反射ピークの半値幅は29nmであった。
【0125】
実施例12は、熱可塑性樹脂A−1と熱可塑性樹脂B−2、さらに積層比1と変更する以外は、実施例10と同様にして積層フィルムを得た。ブリードアウトすることなく、また、UV遮蔽性に優れていた。光の入射角度60°のUV遮蔽性と虹ムラ評価において実施例3に比べて劣る程度であり、問題ないレベルであった。
【0126】
実施例13と14は、熱可塑性樹脂B−3を用い、UV吸収剤の添加層をB層のみとし、UV吸収剤、さらに積層比を変更する以外は実施例10と同様にして積層フィルムを得た。実施例13は、UV吸収剤Cの分子量起因により、ヘイズ上昇は確認されるが、ブリードアウトとしては問題ないレベルであった。実施例14は、熱可塑性樹脂B−3を用いる以外は、実施例6と同様にして、積層フィルムを得た。B層のみにUV吸収剤を添加しているため、ブリードアウトは問題なかった。また、波長395nmに反射が見られるために、紫色の反射色である面内むらが僅かに確認された。
【0127】
実施例11〜14について、熱可塑性樹脂Bの変更によるUV遮蔽性への影響はあるが、ブリードアウトなく良好な結果であった。
【0128】
[実施例15〜18]
実施例15〜18では、積層構造以外は全て同様の条件で積層フィルムを作製し、UV反射壁とUV光の遮蔽性の関係を調べた。
【0129】
実施例15は、表3に記載した実施例6とB層へのUV吸収剤の濃度を1.5重量%に削減する以外は、全て同様の条件で積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの積層構造は、図3(b)に記載された2段傾斜構造であり、UV光の反射壁がフィルム厚み中の異なる位置に2つ存在するものであった。フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、0.09と非常に低く、ブリードアウトは全くなかった。UV吸収剤の長波長吸収端が、層の積層構造に基づいた干渉反射による反射帯域の長波長端380nmであり、干渉反射に基づく反射性と吸収剤による吸収性によるUV光の遮蔽性の相乗効果が発現しており、UV遮蔽性に優れていた。図4(b)に記したように、2つの傾斜構造は、UV光を反射する反射壁となり、UV光の吸収効率が向上するからである。以上から面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。
【0130】
実施例16では、積層装置を変更する以外は、実施例15と同様にして201層の積層フィルムを得た。フィルムの一方の面から反対面に向けて層厚みが、単調に変化する層厚み分布となるように、スリット長さを調整した積層装置を用いた。最大層厚み/最小厚みの比である傾斜度を1.25とするスリット設計を採用し、図2の積層装置7のうちスリット板72のみを用いた1枚構成の201積層装置により、A層、B層それぞれについて、1つの傾斜構造を有する積層フィルムとした。得られた層厚み分布は、表層から層厚み40nmから60nmに単調に変化する積層構造であった。波長370nmの透過率は4%程度であり、実施例15と比べてUV光の遮蔽性の面で劣っていた。反射ピークの半値幅は29nmであった。
【0131】
実施例17は、さらに、積層装置を変更する以外は、実施例15と同様にして251層の積層フィルムを得た。図3(a)のような層厚み分布となるように、スリット長さ、間隙を調整し、図2の積層装置7のうちスリット板72のみを用いた1枚構成の積層装置とした。A層、B層それぞれについて、図3(a)に記したような3つの傾斜構造を有する積層フィルムとした。ブリードアウトはなく、UV光の遮蔽性に優れていた。理由としては、図4(a)に記したように、3つの傾斜構造は、UV光を反射する反射壁となり、UV光の吸収効率が向上するからである。以上から面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。
【0132】
実施例18は、層厚み分布がW型となるように、スリット長さ、間隙を調整し、図2の積層装置7のうちスリット板72のみを用いた1枚構成の積層装置とした。A層、B層それぞれについて、4つの傾斜構造を有する積層フィルムとした。ブリードアウトはなく、UV光の遮蔽性に優れていた。以上から面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。
【0133】
[実施例19〜24]
実施例19〜24は、最大層厚み/最小厚みの比である傾斜度を1.4とするスリット設計を採用し、図3(b)のような層厚み分布となるように、スリット長、間隙を調整し、図2の積層装置7のうち、スリット板71とスリット板73を用いた2枚構成の積層装置を用いて、未延伸フィルムを得た。用いたUV吸収剤の種類や添加層は、表4に記載した通りである。この未延伸フィルムを、縦延伸機で100℃、フイルム長手方向に3.4倍の延伸を行い、コロナ処理を施し、#4のメタバーでプライマーコートを両面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き110℃、フイルム幅方向に3.5倍横延伸した後、次いで210℃の熱処理を施し、150℃で約1%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、積層フィルムを得た。
【0134】
得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、2つの傾斜構造を含んでおり、表層側から厚み方向中央部まで、A層およびB層とも層厚みが漸近的に増加していく傾斜構造を有していた。隣接するA層とB層の平均層厚み分布は、両表層部が43nmに対して、中央部60nmが漸近線となるような凸型の層厚み分布となっていた。得られた積層フィルムは、2つの傾斜構造を有する全体厚み30〜35μmであった。また、ポリエチレンテレフタレートの樹脂由来である吸収端波長310nmを超えて反射する層厚み分布であった。理論計算上は、波長280〜390nmを反射する積層フィルムである。ここでは、UVの光を反射する層数が多いことによる効果を確認した。一方、実施例1〜18に比べて、UV吸収剤の添加濃度は低いが、厚みが厚いためにその絶対量は多く、フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、0.2を上回るものである。なお、フィルムの両表層の厚みは、2.3μmであり、フィルム厚み方向の中央部の中間層の厚みは、2μmとした。
【0135】
実施例19の押出条件は実施例1と同様にして、次いでギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1.15/1になるように計量しながら、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で551層積層装置にて厚み方向に交互に551層積層された厚み35μmの積層フィルムを得た。その他、条件は表4に記載した通りである。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、0.74重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は波長320nmで70%であり、次いで波長385nmで63%の反射率であった。どちらも半値幅は15nm以下であった。また、波長380nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。UV吸収剤B1の分子量は高く、添加層が表層でなく、且つ添加層の押出温度は265℃と低いため、ブリードアウトもなく、面内色むらもない無色透明な偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は0.26であった。表4に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0136】
一方、実施例24の押出条件は、熱可塑性樹脂A−1と熱可塑性樹脂B−2の押出温度を280℃とし、ギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=0.9/1になるように計量しながら、実施例19と同様にして同様の551層積層フィルムを得た。その他、条件は表4に記載した通りである。得られた積層フィルムのUV吸収剤濃度は、0.85重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は波長397nmで74%であり、反射ピークの半値幅は25nm程度であった。フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は0.35であり、最表層となるA層にUV吸収剤が添加されているため、製膜工程中にブリードアウトが僅かであるが見られた。また、波長380nm以下の範囲において透過率が1%以下の良好なUV遮蔽性を示していた。可視に僅かに反射帯域があるため、面内色むらも少し見られるが、偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。表4に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0137】
実施例20〜23は、押出条件は実施例1と同様にして、次いでギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1.27/1になるように計量しながら、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で491層積層装置にて厚み方向に交互に491層積層された厚み30μmの積層フィルムを得た。その他、条件は表4に記載した通りである。
【0138】
実施例20は、UV吸収剤の分子量が高いため、最表層側に入っていてもブリードアウトはなく、またUV遮蔽性も良好であった。一方、可視光領域に反射が見られるため、面内色むらが見られた。実施例21は、実施例20と比べて、UV吸収剤の添加量が多く、また、分子量も小さいため、僅かながらブリードアウトが見られた。その他の性能は、良好であった。実施例22は、実施例20と同じく、UV吸収剤の分子量が大きいため、ブリードアウトは見られなかった。一方で、入射角60°でのUV遮蔽性の点でやや劣っていた。実施例23は、実施例20に比べてUV吸収剤の分子量が低いが、添加層がB層であったことと、最表層の厚みが2.5μmと厚かったことがブリードアウトを抑制した。その他の性能も良好であった。これらは、偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。表4に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0139】
[実施例25]
実施例25は、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で271層積層装置にて厚み方向に交互に271層積層された積層体とした。なお、熱可塑性樹脂B−1には、UV吸収剤B1を4重量%添加した。最大層厚み/最小厚みの比である傾斜度を1.23とするスリット設計を採用し、図3(b)のような層厚み分布となるように、スリット長、間隙を調整し、図2の積層装置7のうち、スリット板72のみを用いた1枚構成の積層装置を用いて、未延伸フィルムを得た。用いたUV吸収剤の種類や添加層は、表4に記載した通りである。この未延伸フィルムを、縦延伸機で100℃、フイルム長手方向に3.3倍の延伸を行い、コロナ処理を施し、#4のメタバーでプライマーコートを両面に付与した。次いで、両端部をクリップで把持するテンターに導き110℃、フイルム幅方向に3.5倍横延伸した後、次いで200℃の熱処理を施し、150℃で約2%のフイルム幅方向に弛緩処理を実施し、積層フィルムを得た。UVA添加濃度が高いにも拘わらず、高い分子量とB層添加が功を奏して、フィルム製膜上、破れなく、積層フィルムを得た。
【0140】
得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、2つの傾斜構造を含んでおり、表層側から厚み方向中央部まで、A層およびB層とも層厚みが漸近的に増加していく傾斜構造を有していた。隣接するA層とB層の平均層厚み分布は、両表層部が43nmに対して、中央部58nmが漸近線となるような凸型の層厚み分布となっていた。得られた積層フィルムは、2つの傾斜構造を有する全体厚み14.5μmであった。若干、ブリードアウトがみられたが、その他の性能は良好であった。これらは、偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。表4に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0141】
[比較例1〜3]
UV吸収剤の種類と添加濃度を変更する以外は、実施例21と同様にして、厚み30μmの積層フィルムを得た。フィルム厚みとUV吸収剤濃度の積は、全て0.35を超えているため、いずれもブリードアウトの問題が生じた。また、比較例3を除き、比較例1と比較例2は、入射角60°でのUV遮蔽性や色づきの面において、実施例21に比べてやや劣っていた。これらは、偏光子保護フィルムとして好適な積層フィルムではなかった。表5に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0142】
[比較例4〜5]
比較例4は、実施例20の熱可塑性樹脂Bとその押出温度を280℃と変更し、UV吸収剤の添加濃度、及び全体厚みを15μmとする以外は、同様にして同種積層フィルムを得た。得られたフィルムは、干渉反射の相乗効果がないため、UV遮蔽性が不十分であり、偏光子保護フィルムとして好適な積層フィルムではなかった。積層フィルムは、実質的に、単膜フィルムであったため、UV吸収剤が析出しやく、多層フィルムに比べて、見劣りするものであった。
【0143】
一方、比較例5は、実施例20のUV吸収剤の添加濃度と全体厚みを変更する以外は同様にして積層フィルムを得た。得られた積層フィルムは、UV光の波長帯域である波長310〜380nmで干渉反射が生じない層厚み構成であった。断面TEM観察結果から、最大の層厚みが30nm未満と非常に薄いものであった。干渉反射とUV吸収剤の相乗効果がないため、UV遮蔽性が不十分であった。偏光子保護フィルムとして好適な積層フィルムではなかった。表5に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0144】
[比較例6]
熱可塑性樹脂A−1と熱可塑性樹脂B−1を2台の二軸ベント押出機に投入し、それぞれ280℃と270℃の温度で押出し、3層(A/B/A)ピノ-ルを用いて各樹脂層を合流させ、その3層積層体をTダイからシート状に吐出し、キャストドラムで冷却固化することにより未延伸フィルムを得た。用いたUV吸収剤の種類や添加層は、表5に記載した通りである。実施例25と同様にして、製膜を行い、厚み15μmの積層フィルムを得た。
UV吸収剤の添加濃度が高いため、ブリードアウトし、フィルム破れを頻繁に起こし、安定製膜できなかった。また、均一延伸も困難であり、位相差ムラの酷いものであった。UV遮蔽性においても、実施例25に比べて劣っており、偏光子保護フィルムとしては不適切なフィルムであった。
【0145】
[実施例26]
(積層フィルムの製膜)
熱可塑性樹脂Aである樹脂A−1を180℃、3時間の真空乾燥後、一方、熱可塑性樹脂Bである樹脂B−5を150℃の真空下の乾燥後、それぞれ閉鎖系の搬送ラインにて、単軸押出機と二軸押出機にそれぞれ投入し、280℃の押出温度で溶融させて、混練した。なお、ホッパー下部には、窒素パージを行った。次いで、二軸押出機の2つのベント孔で、その真空圧を0.1kPa以下で真空ベントにより、オリゴマーや不純物などの異物を除去した。また、二軸押出機への供給原料とスクリュー回転数の比であるQ/Nsを、1.5に設定した。それぞれ、濾過精度6μmのFSSタイプのリーフディスクフィルタを10枚介した後、ギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1/1になるように計量しながら、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で251層積層装置にて厚み方向に交互に251層積層された積層体とした。なお、熱可塑性樹脂B−5には、色素Eを0.4重量%添加した。また、上に凸の層厚み分布となるように、実施例1と同様にして、厚み16μmの積層フィルムを得た。コーティング処理は行わず、A層に平均粒径2.5μmの凝集シリカ粒子を0.04%添加した積層フィルムである。
【0146】
得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、2つの傾斜構造を含んでおり、表層側から厚み方向中央部の125層番目まで、A層およびB層とも層厚みが漸近的に増加していく傾斜構造を有していた。隣接するA層とB層の平均層厚み分布では、平均層厚み70nmが漸近線となるような凸型の層厚み分布となっていた。得られた積層フィルムの色素濃度は、0.2重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は32%であり、波長460nmの透過率が62%であり、良好なブルーライトカット性を示していた。色素Eの分子量は高く、添加層が表層に出ておらず、ブリードアウトすることがなく、面内色むらもないブルーライトカットフィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚み15(μm)と色素濃度0.2の積は0.03であった。また、虹ムラについては、反射色として青を呈しているため問題ないものであった。表6に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0147】
[実施例27〜28]
(積層フィルムの製膜)
熱可塑性樹脂Aである樹脂A−1を180℃、3時間の真空乾燥後、一方、熱可塑性樹脂Bである樹脂B−5を150℃の窒素下の乾燥後、それぞれ閉鎖系の搬送ラインにて、単軸押出機と二軸押出機にそれぞれ投入し、280℃の押出温度で溶融させて、混練した。なお、ホッパー下部には、窒素パージを行った。次いで、二軸押出機の2つのベント孔で、その真空圧を0.1kPa以下で真空ベントにより、オリゴマーや不純物などの異物を除去した。また、二軸押出機への供給原料とスクリュー回転数の比であるQ/Nsを、1.5に設定した。それぞれ、濾過精度6μmのFSSタイプのリーフディスクフィルタを10枚介した後、ギアポンプにて吐出比(積層比)が熱可塑性樹脂A/熱可塑性樹脂B=1/1になるように計量しながら、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で551層積層装置にて厚み方向に交互に551層積層された積層体とした。なお、熱可塑性樹脂B−5には、色素Eを0.2重量%添加した。また、上に凸の層厚み分布となるように、実施例1と同様にして、厚み40μmの積層フィルムを得た。コーティング処理は行わず、A層に平均粒径2.5μmの凝集シリカ粒子を0.04%添加した積層フィルムである。
【0148】
得られた積層フィルムの層厚み分布は、A層、およびB層それぞれについて、2つの傾斜構造を含んでおり、表層側から厚み方向中央部の125層番目まで、A層およびB層とも層厚みが漸近的に増加していく傾斜構造を有していた。隣接するA層とB層の平均層厚み分布では、平均層厚み70nmが漸近線となるような凸型の層厚み分布となっていた。得られた積層フィルムの色素濃度は、0.1重量%、分光光度計による相対反射率の最大値は42%であり、波長460nmの透過率が55%であり、良好なブルーライトカット性を示していた。色素Eの分子量は高く、添加層が表層に出ておらず、ブリードアウトすることがなく、面内色むらもないブルーライトカットフィルムに好適な積層フィルムであった。なお、フィルム厚み40(μm)と色素濃度0.1の積は0.04であった。また、虹ムラについては、反射色として青を呈しているため問題ないものであった。表6に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0149】
実施例28は、熱可塑性樹脂Bを変更する以外は、実施例26と同様にして積層フィルムを得た。また、虹ムラについては、反射色として青を呈しているため問題ないものであった。表6に得られた積層フィルムの評価結果を示す。
【0150】
[比較例7〜9]
比較例7は、色素を添加しないこと以外は実施例27と同様にして、積層フィルムを得た。表6に得られた積層フィルムの評価結果を示す。一方、比較例6〜7は、積層装置を491層積層装置に変更し、かつ、色素をモノアゾ系ベンゼンスルホン酸塩に変更する以外は同様の方法で、厚み15μmの積層フィルムを得た。
【0151】
比較例8〜9は、表6に記載内容の変更以外、実施例5と同様にして同種の積層フィルムを得た。同種PETの積層フィルムであるため、層界面によるUV吸収剤の遮蔽効果がなく、いずれもブリードアウトが発生し、好適なブルーライトカットフィルムではなかった。
【0152】
[実施例29]
実施例6で得られた積層フィルムの主配向軸は、フィルム幅方向として、VAモードのTCL社製の42インチのLEDバックライトの液晶パネルを用いて、液晶ディスプレイ上に貼り付けた。このとき、積層フィルムの主配向軸と液晶ディスプレイの上偏光板の偏光子による直線偏光の面内方位となす角度のうち狭角は0度の関係とした。また、狭角が10°以下であれば、偏光サングラスで白色表示を確認した場合、黒表示となり、貼り合わせ前後で変化のなく、従来のトリアセチルセルロースと置き換えても良好に利用できることを確認した。
【0153】
[実施例30]
続いて、IPSモードのアップル社製のiPad6のLEDバックライトの液晶パネルを用いて、実施例10で得られた積層フィルムを上偏光板のフロント偏光子として貼りつけ、白表示、消光時とも輝度や色むらなど問題なく、液晶ディスプレイの偏光子保護フィルムとして好適であることを確認した。特に、パネルからの直線偏光の方位と積層フィルムのなす角度を20〜70°とすることで、偏光サングラスをかけたときには黒表示となることはなかった。
【0154】
[実施例31]
実施例6の積層フィルムを用いて、実施例29と同様にして、液晶ディスプレイの上偏光板の偏光子による直線偏光の面内方位となす角度のうち狭角の角度が45度の関係となるように配置した。偏光サングラスで白色表示を確認した場合、全ての方位角で黒表示とならず好適な液晶ディスプレイであることを確認した。
【0155】
[実施例32]
実施例26で得られた積層フィルムをアップル社製のiPhone5sに貼合し、視野角に依存しないブルーライトカット性をもつ画面保護フィルムであることを確認した。
【0156】
[実施例33]
実施例6のUV吸収剤をA1とB1の混合比を6:4の割合でブレンドした2成分系に変更し、その他は、実施例6と同様にして、積層フィルムを得た。評価結果を表4に示す。A1の効果により、ブリードアウトは殆どなく、波長339nmでの反射率が49%であり、面内色むら評価において、無色で問題がないことを確認できた。UV遮蔽性とブリードアウト抑制の面でバランスがとれていた。
【0157】
[実施例34]
実施例6の樹脂A−1から樹脂A−3のUV吸収剤の濃度が3重量%の樹脂に変更し、二軸ベント押出機に投入した。その他は、実施例6と同様にして、積層フィルムを得た。評価結果を表4に示す。A層側にUVA吸収成分があるにもかかわらず、共重合体のため、ブリードアウトは全くなく、波長405nmでの反射率が65%であった。透過色においては、黄色傾向が見られたが、特に問題がないことを確認できた。UV遮蔽性とブリードアウト抑制の面でバランスがとれていた。
【0158】
[実施例35]
実施例6の樹脂A−1から樹脂A−4のUV吸収剤成分の濃度が3重量%の樹脂になるように樹脂A−1で希釈し、二軸ベント押出機に投入した。その他は、実施例6と同様にして、積層フィルムを得た。評価結果を表4に示す。A層側にUVA吸収成分があるにもかかわらず、共重合体のため、ブリードアウトは全くなく、波長320nmでの反射率が49%であり、面内色むら評価において、無色で問題がないことを確認できた。UV遮蔽性とブリードアウト抑制の面でバランスがとれていた。
【0159】
[実施例36]
実施例36は、A層に熱可塑性樹脂A−5と、B層に熱可塑性樹脂B−3にUV吸収剤A1を添加し、それぞれ二軸ベント押出機で押し出した。次いで、特許第4552936号記載の積層装置と同じ原理で、スリット板が1枚構成の積層装置にて厚み方向に交互に151層積層された積層体を得た。平均層厚みは、40〜58nmであり、傾斜構造2つの層厚み分布であった。その後の製膜条件は、実施例11と同様にして、積層フィルムを得た。厚み7.5μmと非常に薄いのにもかかわらず、ブリードアウトが全くみられず、その他の性能は良好であった。これらは、偏光子保護フィルムに好適な積層フィルムであった。表4に得られた積層フィルムの評価結果を示す。B層側には、少量UVA添加を実施したが、無色で問題がないことを確認できた。虹ムラも抑制されており、UV遮蔽性とブリードアウト抑制の面で優れていた。なお、フィルム厚みとUV吸収剤濃度との積は0.04であった。半値幅は、20nmであった。
【0160】
【表1】
【0161】
【表2】
【0162】
【表3】
【0163】
【表4】
【0164】
【表5】
【0165】
【表6】
【産業上の利用可能性】
【0166】
本発明は、非常に薄膜にも拘わらず、色素やUV吸収剤のブリードアウトやフィルム破れすることなく、青色の光やUV遮蔽性に優れた積層フィルムを提供するできるため、テレビ、携帯電話、パソコン、スマートフォン、タブレットなどの情報通信機器の工程フィルム、LCDやOLED用途の偏光板の偏光子保護、位相差フィルム、円偏光フィルム、及び画面保護フィルムに好適に用いることができる。電子ペーパーや半導体レジストの製造工程にも用いることができる。また、自動車、建築材料のウィンドウフィルム、さらに、農業ハウス、化粧、食品、医薬、医療等の包装材料に用いられる積層フィルムとして好適である。
【符号の説明】
【0167】
1 :熱可塑性樹脂Aからなる層(A層)
2 :熱可塑性樹脂Bからなる層(B層)
3 :入射光
4 :反射光
5 :積層フィルム
6 :UV吸収剤
7 :積層装置
71 :スリット板
72 :スリット板
73 :スリット板
8 :合流器
9 :接続管
10 :口金
11 :スリット板71によって形成された層厚みの傾斜構造
12 :スリット板72によって形成された層厚みの傾斜構造
13 :スリット板73によって形成された層厚みの傾斜構造
11L:スリット板71の流出口からの樹脂流路
12L:スリット板72の流出口からの樹脂流路
13L:スリット板73の流出口からの樹脂流路
11M:スリット板71の流出口に連通し、再合流器によって配置された樹脂流路
12M:スリット板72の流出口に連通し、合流器によって配置された樹脂流路
13M:スリット板73の流出口に連通し、合流器によって配置された樹脂流路
14 :樹脂流路の幅方向長さ
15 :口金の流入口部でのフィルム幅方向の長さ
16 :口金流入口部での流路の断面
17 :口金リップのフィルム幅方向長さ
18 :層または層対の並び順(層番号または層対番号)
19 :層厚み
20 :平均層厚みの上限値(最大平均層厚み)
21 :平均層厚み分布
22 :UV光を反射する平均層厚み
23 :反射
24 :ハードコート
25 :粘着剤
26 :カバーガラス
27 :電子機器筐体
28 :PVA偏光子
29 :偏光子保護フィルム
30 :偏光板
31 :液晶層
32 :上偏光板
33 :下偏光板
34 :PVA偏光子の直線偏光方位(透過方位)
35 :積層フィルムの主配向軸
36 :配向角
37 :カバーガラス
38 :導電層
39 :TAC/PVA/TAC構成の通常偏光板
80 :UV〜青色の光を干渉反射する積層フィルムの分光反射スペクトルのシミュレーション結果
81 :シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレートに青の光を吸収するアンソラキノン系顔料の色素を含有した単層フィルムの分光透過スペクトル
82 :干渉反射による反射帯域の長波長端
83 :長波長吸収端
84 :色素等の吸収特性によって消失する反射領域
85 :元の干渉反射スペクトルによって消失する透過領域
86 :長波長側の反射ピーク
87 :短波長側の反射ピーク
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10