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JP6483811B2 - 透明基材フィルム積層体、タッチパネル用センサーフィルム、タッチパネル、画像表示装置および画像表示装置の視認性改善方法 - Google Patents

透明基材フィルム積層体、タッチパネル用センサーフィルム、タッチパネル、画像表示装置および画像表示装置の視認性改善方法 Download PDF

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Description

本発明は、透明基材フィルム積層体、タッチパネル用センサーフィルム、タッチパネル、画像表示装置および画像表示装置の視認性改善方法に関する。より詳しくは、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる透明基材フィルム積層体、タッチパネル用センサーフィルム、タッチパネル、画像表示装置および画像表示装置の視認性改善方法に関する。
タッチパネルは、液晶表示装置(Liquid Crystal Devise;LCD)などの画像表示装置の画像表示部の視認側に、感圧式または静電容量式のセンサーと指でタッチしやすくするための前面板を配置する構成が一般的である。LCDは液晶セルを2枚の偏光板で挟みこんだ液晶パネルに、外光や、フロントライト、バックライトなどの光源により発生せられた光を透過/遮蔽することによって表示を行う。バックライト光源としては冷陰極管や熱陰極管などの蛍光管を用いることが一般的である。冷陰極管や熱陰極管などの蛍光灯の分光分布は複数のピークを有する発光スペクトルを示し、これら不連続な発光スペクトルがあわさって白色系の光源が得られる。一方、省エネルギー化の点から消費電力の小さい発光ダイオードを利用することが検討されている。特に、白色発光ダイオード(白色light emitting diode;LED)は、蛍光管に比べ連続的で幅広い発光スペクトルを有しており発光効率に優れる。
近年、タッチパネルにおいて、虹ムラおよび偏光サングラスをかけたときのブラックアウトの抑制が求められている。
例えば、液晶表示装置用のタッチパネル用センサーの透明樹脂基材としてフィルムを用いる場合、液晶表示装置に色の異なるムラ(「虹ムラ」とも言う)が、特に表示画面を斜めから観察したときに生じ、液晶表示装置の表示品質が損なわれてしまう。この現象はフィルム基材の複屈折に起因するものである。
また、例えば、日差しの強い屋外等の環境では、その眩しさを解消するために、偏光特性を有するサングラスを掛けた状態でタッチパネルのLCDの画像表示部を視認する場合がある。この場合、観察者はLCDから射出した直線偏光を有する光を、偏光板を通して視認することとなるため、LCDに内装される偏光板の吸収軸と、サングラスなどの偏光板の吸収軸とがなす角度によっては画面が暗く、あるいは見えなくなってしまう現象(ブラックアウト)が発生する。
これに対し、フィルム面内のレターデーションReが高いフィルムを用いることで、虹ムラおよび/または偏光サングラスをかけたときのブラックアウトの抑制をする方法が知られている(特許文献1および2参照)。
特許文献1には、バックライト光源と、液晶セルと、液晶セルの視認側に配した偏光板とを少なくとも有する液晶表示装置において、バックライト光源として白色発光ダイオードを用いるとともに、偏光板の視認側に、3000〜30000nmのレターデーションを有する高分子フィルムを、偏光板の吸収軸と高分子フィルムの遅相軸とのなす角がおよそ45°となるように配して用いる液晶表示装置の視認性改善方法が記載されている。
特許文献2には、複数の透明樹脂基材を積層してなる多層透明樹脂基材上又はこの多層透明樹脂基材の層間に導電パターン層が積層されてなるタッチパネル用センサーフィルムであって、透明樹脂基材は、タッチパネル用センサーフィルム全体で3000nm以上のレターデーションを有するものであって、タッチパネル用センサーフィルムが配置される液晶パネルの出射面に配置される偏光板の吸収軸に対して、面内において最も屈折率が大きい方向である遅相軸方向が、45±10°の角度をなすように配置されているタッチパネル用センサーフィルムが記載されている。
特許文献1や2の構成では、特許文献2に記載されるように、ある程度高いレターデーションを有するポリエステルフィルムを透明樹脂基材に適用することで、虹ムラを防止している。また、透明樹脂基材を遅相軸が45±10°の角度をなすように配置することにより、虹ムラを防止する光学特性を有効に利用して、タッチパネル用センサーフィルム全体で、直線偏光の入射光をこれと直交する直線偏光成分を有する光により出射することができ、これにより偏光サングラスを使用する場合のブラックアウトを防止している。
特開2011−107198号公報 特開2014−016590号公報
特許文献2に記載されるように、タッチパネルにおいては、例えば静電容量式タッチパネルでは透明導電性フィルムなどの機能層の支持体に高レターデーションのフィルムを用いることが、虹ムラおよびブラックアウトの抑制をする部材と透明導電性フィルムを一体化して部品点数を減らせるために構成上、好適であるとされていた。
しかしながら本発明者らが特許文献1や2に記載の方法で静電容量式タッチパネルの製造を検討したところ、タッチパネルに用いられている偏光板の吸収軸は通常タッチパネルの画像表示部の各辺に対して縦方向(タッチパネル搭載型パーソナルコンピュータのように垂直に立ててタッチパネルを用いる場合は垂直方向を意味する)および/または平行方向であるものが多かった。そのため、偏光板の吸収軸から45°傾けた方位に透明導電性フィルムの遅相軸をあわせて配置するためには透明導電性フィルムは必然的に長尺状のフィルムの辺に対して45°傾けてタッチパネルの形状(通常は四角形状)に切り出し、貼り合わせる必要があることがわかった。透明導電性フィルムなどの機能層を設けたフィルムは非常に高価であるため、長尺状のフィルムの辺に対して45°に傾けて切り出しまたは打ち抜きをすると、切り出しまたは打ち抜き時に非常に生産ロスが大きく、部品点数を減らせることに起因する効率化を考慮に入れても、トータルでは生産コストに見合わないことがわかった。
本発明の解決しようとする課題は、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる透明基材フィルム積層体を提供することである。
本発明者らが、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、部品点数を減らさずに、高レターデーションフィルムとは別の支持体上に導電層を形成した透明導電性フィルムを用いた場合も、別の支持体上に導電層を形成した透明導電性フィルムの辺に対して平行および垂直な四角形状に切りだした部材および高レターデーションフィルムを積層するだけでは虹ムラの発生とブラックアウトの発生を抑制できないことを見出した。すなわち、単にこれらの2つのフィルムを積層しただけでは虹ムラの発生とブラックアウトの発生を抑制できなくなることを見出した。
そこで、本発明者らはさらなる検討を進めたところ、虹ムラとブラックアウトを解消できる程度にReが大きい第一の透明基材フィルムを偏光板の吸収軸に対して約45°傾けて使用することで、偏光板から出た光の偏光は解消されて虹ムラとブラックアウトを抑制できる偏光状態となることがわかった。これを第一段階の偏光解消と言う。この第一段階の偏光解消では、虹ムラとブラックアウトがある程度は抑制される。
しかしながら、Reが大きい第一の透明基材フィルムとは別の任意の第二の透明基材フィルム(導電層などの機能層の支持体)を第一の透明基材フィルムよりもバックライト側に配置すると、第二の透明基材フィルムに起因して虹ムラとブラックアウトが発生することがわかった。一度発生した虹ムラとブラックアウトを生じる偏光状態となった光が次にReが大きい第一の透明基材フィルムを通過しても虹ムラとブラックアウトの発生を抑制できないことがわかった。
また、任意の第二の透明基材フィルム(導電層などの機能層の支持体)を第一の透明基材フィルムよりも視認側に配置したとしても、互いの遅相軸どうしが一致したり、遅相軸と進相軸が一致したり、互いの遅相軸どうしのなす角度が小さ過ぎたり大きすぎたりする場合には、いずれも第一の透明基材フィルムを通って第一段階の偏光解消をした光が次に第二の透明基材フィルムを通過すると再び虹ムラおよび/またはブラックアウトが発生することがわかった。
また、第一の透明基材フィルムとして、虹ムラとブラックアウトを解消できる程度にReが大きくはない第一の透明基材フィルムを用いた場合も、第一の透明基材フィルムに起因して虹ムラとブラックアウトが発生し、一度発生した虹ムラとブラックアウトは遅相軸の角度をあわせて視認側に配置した第二の透明基材フィルムを通しても解消できなかった。
以上の検討を踏まえ、本発明者らは、虹ムラとブラックアウトを解消できる程度にReが大きい第一の透明基材フィルムとは別の第二の透明基材フィルムを第一の透明基材フィルムに対して更に互いの遅相軸どうしを約45°傾けて、かつ、視認側に配置することで、第一の透明基材フィルムを通って第一段階の偏光解消をした光の偏光度合いが、さらに虹ムラとブラックアウトを抑制できる(更に解消される)方向に変わることを見出した。これを第二段階の偏光解消と言う。この第二段階の偏光解消では、虹ムラとブラックアウトの解消が保持されることも見出し、上記課題を解決して本発明を完成させるに至った。
上記課題を達成するための具体的手段である本発明は以下のとおりである。
[1] バックライト光源と、バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の偏光板の視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体であって、
透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置されて用いられ、
第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられ、
第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が0°および90°以外であり、
第一の透明基材フィルムに対して第二の透明基材フィルムが視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体。
[2] [1]に記載の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが、0nmより大きく、第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReより小さいことが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReのフィルム厚み方向のレターデーションRthに対する比Re/Rthが0.5以上であることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムのフィルム厚み方向のレターデーションRthが20000nm以下であることが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムのうち少なくとも1つがポリエステルフィルムであることが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムが一軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムが二軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましい。
[8] [1]〜[7]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムの厚みが40μm以上であることが好ましい。
[9] [1]〜[8]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムの厚みが80μm以下であり、第一の透明基材フィルムの厚みより薄いことが好ましい。
[10] [1]〜[9]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、画像表示装置が、バックライト光源と偏光子の間に液晶セルを有することが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムが、導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
[12] [11]に記載の透明基材フィルム積層体は、導電層が、複数の金属細線を含むことが好ましい。
[13] [12]に記載の金属細線がメッシュ状に配置されていることが好ましい。
[14] [12]に記載の金属細線がランダムに配置されていることが好ましい。
[15] [12]〜[14]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、金属細線が銀または銀を含む合金からなることが好ましい。
[16] [12]〜[14]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、金属細線が銅または銅を含む合金からなることが好ましい。
[17] [11]に記載の透明基材フィルム積層体は、導電層が酸化物からなることが好ましい。
[18] [17]に記載の透明基材フィルム積層体は、酸化物が酸化スズを含有する酸化インジウムまたはアンチモンを含有する酸化スズからなることが好ましい。
[19] [1]〜[18]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムが粘着材を介して積層されたことが好ましい。
[20] [1]〜[19]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、バックライト光源が蛍光体方式の白色発光ダイオードであることが好ましい。
[21] [1]〜[20]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、透明基材フィルム積層体が四角形状であり、かつ、透明基材フィルム積層体の各辺と偏光板の吸収軸とのなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられることが好ましい。
[22] [1]〜[21]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体は、透明基材フィルム積層体が四角形状であり、かつ、透明基材フィルム積層体の各辺と第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角が90°±30°または0°±30°であることが好ましい。
[23] [1]〜[22]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体を含むタッチパネル用センサーフィルム。
[24] [1]〜[22]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体を備えるタッチパネル。
[25] [1]〜[22]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体を備える画像表示装置。
[26] バックライト光源と、バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の視認性改善方法であって、
[1]〜[22]のいずれか1つに記載の透明基材フィルム積層体を偏光板の視認側に配置し、
透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置し、
第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置し、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角が0°または90°ではなく、
第一の透明基材フィルムに対して第二の透明基材フィルムを視認側に配置する画像表示装置の視認性改善方法。
本発明の構成によれば生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる透明基材フィルム積層体を提供することができる。
図1は、本発明の画像表示装置の一例における、断面の概略図である。 図2は、本発明の画像表示装置の一例における、偏光板、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの積層順を説明する図である。 図3は、本発明の画像表示装置の一例における、透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角の関係を説明する図である。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、透明基材フィルムの製造方法は、後に詳述するが、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムは、通常、ロール等を用いて搬送し、延伸することにより得られることが好ましい。このとき、フィルムの搬送方向をMD(Machine Direction)方向とも称する。また、フィルムのMD方向は、フィルムの長手方向とも称される。また、フィルム幅方向とは、長手方向に直交する方向である。フィルム幅方向は、フィルムを搬送しながら製造されたフィルムにおいては、TD(Transverse Direction)方向とも呼ばれる。
透明基材フィルム積層体、第一の透明基材フィルム、第二の透明基材フィルム、透明導電層などが「透明」とは、JIS−K−7361に記載の方法で測定した透過率が60%以上であることを意味する。第一の透明基材フィルムの透過率は80%以上であることがより好ましく、85%以上であることが特に好ましい。第二の透明基材フィルムが導電層を有する場合、透明基材フィルム積層体、第二の透明基材フィルムおよび透明導電層の可視光透過率は導電層の透過率によって主に定まることがある。導電層の透過率は、70%以上であることがより好ましく、75%以上であることが特に好ましい。
[透明基材フィルム積層体]
本発明の透明基材フィルム積層体は、バックライト光源と、バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の偏光板の視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体であって、
透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置されて用いられ、
第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられ、
第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が0°および90°以外であり、
第一の透明基材フィルムに対して第二の透明基材フィルムが視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体である。
このような構成により、本発明の透明基材フィルム積層体は、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる。
以下、本発明の透明基材フィルム積層体、タッチパネル用センサーフィルム、タッチパネル、画像表示装置および画像表示装置の視認性改善方法の好ましい態様について説明する。
<透明基材フィルム積層体の構成>
まず、本発明の透明基材フィルム積層体の構成を、図面を用いて説明する。本発明の透明基材フィルム積層体の構成は、図面によって限定されるものではない。
図1は、本発明の画像表示装置の一例における、断面の概略図である。
図1に示した本発明の透明基材フィルム積層体5は、バックライト光源14と、バックライト光源の視認側に配置された偏光板11とを少なくとも有する画像表示装置15の偏光板の視認側21Aに配置されて用いられる透明基材フィルム積層体であって、透明基材フィルム積層体5が少なくとも第一の透明基材フィルム1と第二の透明基材フィルム2を有する。
本発明の透明基材フィルム積層体は、バックライト光源が蛍光体方式の白色発光ダイオードであることが好ましい。バックライト光源は実質的に連続的な発光スペクトルであることが好ましく、この場合に特に本発明の透明基材フィルム積層体は、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる。
(各部材の配置)
図1に示した本発明の透明基材フィルム積層体は、画像表示装置15が、バックライト光源14と偏光板11の間に液晶セル13を有することが好ましい。画像表示装置が偏光板を2枚有する場合(図1には不図示)は、本発明の透明基材フィルム積層体は、画像表示装置の視認側の偏光板のさらに視認側に配置されて用いられることが好ましい。
本発明の透明基材フィルム積層体5は、本発明の画像表示装置15における偏光板11と接着剤12を介して積層されたことが好ましい。
透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルム以外の部材を有していてもよい。図1に示した本発明の透明基材フィルム積層体5は、第一の透明基材フィルム1および第二の透明基材フィルム2が粘着材3を介して積層されたことが好ましい。
透明基材フィルム積層体をタッチパネルに用いる場合、図1に示した本発明のタッチパネル7は、本発明の透明基材フィルム積層体5における第二の透明基材フィルム2が導電層4を有することが好ましい。第二の透明基材フィルム2が導電層4を有する場合、タッチパネル用センサーフィルムとして好適に用いることができる。
図1に示した本発明のタッチパネル7は、さらに前面板6を有することが好ましい。前面板としては、ガラス基板やカバープラスチックが好ましい。また、前面板6と第二の透明基材フィルム2が粘着材3を介して積層されたことが好ましい。
導電層4は図1に示されているように、部分的にパターン状やメッシュ状に形成されてもよく、第二の透明基材フィルム2の全面を覆う層状に形成されてもよい。
−第二の透明基材フィルムの配置−
図2は、本発明の画像表示装置の一例における、偏光板、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの積層順を説明する図である。
本発明の透明基材フィルム積層体5は、第一の透明基材フィルム1に対して第二の透明基材フィルム2が視認側21Aに配置されて用いられる。第一の透明基材フィルムに対して第二の透明基材フィルムが視認側に配置されて用いられると、虹ムラの発生が抑制できる。図2に示した本発明の画像表示装置の一例では、第一の透明基材フィルムの遅相軸の方位1A、第二の透明基材フィルムの遅相軸の方位2Aおよび偏光板の吸収軸の方位11Aが、いずれもxy平面状に存在し、視認側21Aの方位はz軸の正方向である。なお、一般に画像表示装置における偏光板の吸収軸の方位11Aが、画像表示装置の画像表示部(表示画面)に対して左右方向、すなわちy軸方向であることが多く、上下方向、すなわちx軸方向であることもある。一般に画像表示装置における画像表示装置の画像表示部(表示画面)の左右方向の辺はy軸方向と一致し、上下方向の辺はx軸方向と一致する。
(第一の透明基材フィルムの遅相軸、第二の透明基材フィルムの遅相軸および偏光板の吸収軸の配置)
図3は、本発明の画像表示装置の一例における、透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角の関係を説明する図である。
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角113Aが0°および90°以外である。第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角113Aは、1〜89°が好ましく、10〜80°がより好ましく、20〜70°が特に好ましく、30〜60°がより特に好ましく、45°が最も好ましい。第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角113Aが0°および90°以外であれば、第一の透明基材フィルムのReと第二の透明基材フィルムのReが単純に足し合わされず、かつ、第一の透明基材フィルムのRthと第二の透明基材フィルムのRthが単純に足しあわされない。そのため、前述の第一段階の偏光解消と第二段階の偏光解消を行うことができる。第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角113Aは45°に近づくほど、第一段階の偏光解消と第二段階の偏光解消によってより虹ムラとブラックアウト抑制できるため、好ましい。
本発明の透明基材フィルム積層体5は、図3に示した第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角111Aが45°±20°となるように配置されて用いられる。第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角111Aは45°±15°が好ましく、45°±10°がより好ましく、45°±5°がより更に好ましい。第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角111Aが45°±20°であると、第一段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラとブラックアウトの発生が抑制しやすくなる。
本発明の透明基材フィルム積層体5は、図3に示した第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角112Aが90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられる。第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角は90°±15°または0°±15°が好ましく、90°±7°または0°±7°がより好ましい。第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角112Aが90°±30°または0°±30°であると、第二段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラとブラックアウトの発生が抑制しやすくなる。さらに、第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角112Aが90°±30°または0°±30°であると、長尺状の第二の透明基材フィルムの辺に対して90°±30°または0°±30°に傾けて第二の透明基材フィルムを所望の形状に切り出して本発明の透明基材フィルム積層体に用いることができ、生産ロスが抑制される。
(透明基材フィルム積層体が四角形状である場合の配置)
本発明の透明基材フィルム積層体は、視認側から見たときに(正射影が)透明基材フィルム積層体が四角形状であることが好ましく、長方形状であることがより好ましい。
図2に示したように本発明の透明基材フィルム積層体5が四角形状であり、かつ、透明基材フィルム積層体5の各辺(第一の透明基材フィルム1の各辺および第二の透明基材フィルム2の各辺)と偏光板の吸収軸の方位11Aとのなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられることが好ましい。透明基材フィルム積層体の各辺と偏光板の吸収軸とのなす角の好ましい範囲は、後述の第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角の好ましい範囲と同様である。
図2に示したように本発明の透明基材フィルム積層体5が四角形状であり、かつ、透明基材フィルム積層体5の各辺(第一の透明基材フィルム1の各辺および第二の透明基材フィルム2の各辺)と第二の透明基材フィルムの遅相軸の方位2Aとのなす角が90°±30°または0°±30°であることが好ましい。透明基材フィルム積層体の各辺と第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角の好ましい範囲は、後述の第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角の好ましい範囲と同様である。
<第一の透明基材フィルムの特性>
(位相差)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上である。Reはフィルム面内のレターデーションを表し、単位はnmである。
第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReは、6000nm以上が好ましく、8000nm以上がより好ましい。第一の透明基材フィルムのReが4000nm以上であると、第一段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラを十分に抑制することができる。
第一の透明基材フィルムの厚み方向のレターデーションRthは3000〜30000nm以下が好ましく、3500〜25000nmがより好ましく、4000〜20000nm以下が更に好ましい。Rthが3000nmを下回るフィルムを作るのは原理的に難しい。30000nm以下であると、第一段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラが生じ難くなり、好ましい。
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReのフィルム厚み方向のレターデーションRthに対する比Re/Rthが0.5以上であることが好ましい。
第一の透明基材フィルムのRe/Rthは、0.7以上が好ましく、0.8以上がより好ましい。0.5以上であると、第一段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラが生じ難くなる。
虹ムラは、Re、Rthの関係を表すNz値を適切な値とすることでも低減することができる。虹ムラの低減効果および製造適性より、Nz値は絶対値が2.5以下であることが好ましく、0.5〜2.0であることがより好ましく、0.5〜1.7であることがさらに好ましい。
虹ムラは入射光により発生するため、通常は白表示時で観察される。
第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReは、下記式(14)で表される。
Re=(nx−ny)×y・・・(14)
ここで、nxはフィルムの面内遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルムの面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率であり、yはフィルムの厚みである。
第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムのフィルム厚み方向のレターデーションRthは下記式(15)で表される。
Rth={(nx+ny)/2−nz}×y・・・(15)
ここでnzは第一の透明基材フィルムのフィルム厚み方向の屈折率である。
なお、第一の透明基材フィルムのNz値は、下記式(16)で表される。
Nz=(nx−nz)/(nx−ny)・・・(16)
本明細書中において、波長λnmでのRe、Rth及びNzは次のようにして測定できる。
二枚の偏光板を用いて、第一の透明基材フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(nx,ny)、及び厚み方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求め、前述の二軸の屈折率差の絶対値(|nx−ny|)を屈折率の異方性(△nxy)とした。第一の透明基材フィルムの厚みy(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。測定したnx、ny、nz、yの値からRe、Rth、Nzをそれぞれ算出した。
上記のRe、Rthは、フィルムに用いられる樹脂の種類、樹脂と添加剤の量、レターデーション発現剤の添加、フィルムの厚み、フィルムの延伸方向と延伸率等により調整することができる。
第一の透明基材フィルムを上記のRe、Rthの範囲に制御する方法は特に制限はなく、例えば延伸法によって達成できる。
(厚み)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムの厚みが40μm以上であることが好ましい。第一の透明基材フィルムの厚みは60μm以上が好ましく、80μm以上がより好ましい。40μm以上であると上述の光学特性を得やすく、虹ムラとブラックアウトを抑制しやすくなる。
第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムの厚みtは、接触式膜厚測定計を用い、縦延伸した方向(長手方向)に0.5mにわたり等間隔に50点をサンプリングし、さらにフィルム幅方向(長手方向に直交する方向)にフィルム全幅にわたり等間隔(幅方向に50等分)に50点をサンプリングした後、これらの100点の厚みを測定した。これら100点の平均の厚みを求め、フィルムの厚みとした。
(屈折率、結晶化度)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムが一軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましい。第一の透明基材フィルムとして一軸配向ポリエステルフィルムを用いたほうが、上述の光学特性を得やすく、虹ムラとブラックアウトを抑制しやすくなる。
一軸配向ポリエステルフィルムであることは、フィルムの屈折率や結晶化度から確認することができる。具体的には、本発明の第一の透明基材フィルムは、長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち小さい方の屈折率が1.610以下であり、長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち大きい方の屈折率が1.670以上であり、かつ、結晶化度が5%を超えることが好ましい。
第一の透明基材フィルムの長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち小さい方の屈折率の好ましい範囲は、1.610以下であることが好ましく、1.605以下であることがより好ましく、1.600以下であることが更に好ましい。
第一の透明基材フィルムの長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち大きい方の屈折率の好ましい範囲は、1.670以上であることが好ましく、1.680以上であることがより好ましく、1.690以上であることが更に好ましい。
また第一の透明基材フィルムの長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち大きい方の屈折率と、長手方向もしくは幅方向屈折率のうち小さい方の屈折率の差は、0.060以上であることが好ましく、0.070以上であることがより好ましく、0.080以上であることが更に好ましく、0.090以上であることが最も好ましい。
第一の透明基材フィルムの結晶化度は、5%以上であることが好ましく、15%以上であることがより好ましく、20%以上であることが更に好ましく、25%以上であることが最も好ましい。
<第一の透明基材フィルムの材料、層構成、表面処理>
第一の透明基材フィルムの材料はReの範囲が本発明の趣旨に反しない限りは特に制限はなく、公知の樹脂や材料を用いることができる。
本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムに用いられる樹脂としては特に制限は無く、公知の樹脂を用いた樹脂フィルムを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどが挙げられる。その中でも、本発明の透明基材フィルム積層体は、第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムのうち少なくとも1つがポリエステルフィルムであることが好ましい。ポリエステルフィルムとは、ポリエステル樹脂を含むフィルムのことを言う。ポリエステル樹脂は、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などが挙げられる。その中でも、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。ポリエステル樹脂を用いたほうが、第一の透明基材フィルムおよび後述の第二の透明基材フィルムの光学特性を得やすく、虹ムラとブラックアウトを抑制しやすくなる。
第一の透明基材フィルムがポリエステルフィルムである場合、ポリエステル樹脂を主成分(フィルム全体に占める樹脂の質量割合が50質量%以上)とする層の単層フィルムであってもよいし、ポリエステル樹脂を主成分とする層を少なくとも1層有する多層フィルムであってもよい。また、これら単層フィルム又は多層フィルムの両面又は片面に表面処理が施されたものであってもよい。表面処理は、コロナ処理、ケン化処理、熱処理、紫外線照射、電子線照射等を用いた表面改質であってもよいし、高分子や金属等の塗布や蒸着等を用いた薄膜形成であってもよい。フィルム全体に占める樹脂の質量割合は、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
第一の透明基材フィルムの少なくとも片面に易接着層が積層されたことが好ましい。前述の易接着層が、粒子を含有し、前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さが、前述の易接着層の厚み以上であることがより好ましい。
前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さは、1mm四方の易接着層中の5点における平均値である。
易接着層に含有される粒子の、前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さが易接着層(好ましくは塗布層)の厚みを下回ると、滑り性が低下し、シワが生じやすくなる。
粒子の種類は、特に限定されるものではない。粒子の具体例としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の粒子が挙げられ、好ましくはシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムである。また、特公昭59−5216号公報、特開昭59−217755号公報等に記載されている耐熱性有機粒子を用いてもよい。この他の耐熱性有機粒子の例として、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられる。
粒子径については、前述の易接着層が、前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さが、前述の易接着層の厚み以上となる粒子径であることが好ましい。一次平均粒子径を調整された粒子を用いることが好ましい。結果として前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さが、前述の易接着層の厚み以上となるよう凝集した粒子であってもよい。凝集した粒子の場合は、二次平均粒子径を測定することで前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さを確認可能である。
(1−1)ポリエステル樹脂
前述のポリエステル樹脂としては、国際公開WO2012/157662号公報の[0042]の組成のものが好ましく用いられる。
ポリエステルとして、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate;PET)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylene naphthalate;PEN)、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等を使用できる。コスト、耐熱性からPET、PENがより好ましく、さらに好ましくはPETである(PENはややRe/Rthが小さくなりやすい)。
ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートが最も好ましいが、ポリエチレンナフタレートも好ましく用いることができ、例えば特開2008−39803号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
ポリエチレンテレフタレートは、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する構成単位と、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する構成単位とを有するポリエステルである。ポリエチレンテレフタレートは、全繰り返し単位の80モル%以上がエチレンテレフタレートであることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは、他の共重合成分に由来する構成単位を含んでいてもよい。他の共重合成分としては、イソフタル酸、パラ−β−オキシエトキシ安息香酸、4,4’−ジカルボキシジフェニール、4,4’−ジカルボキシベンゾフェノン、ビス(4−カルボキシフェニル)エタン、アジピン酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、1,4−ジカルボキシシクロヘキサン等のジカルボン酸成分や、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール成分が挙げられる。これらのジカルボン酸成分やジオール成分は、必要により2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、上記カルボン酸成分やジオール成分と共に、パラ−オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸を併用することも可能である。他の共重合成分として、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合等を含有するジカルボン酸成分及び/又はジオール成分が用いられていてもよい。ポリエチレンテレフタレートの製造方法としては、テレフタル酸とエチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸及び/又は他のジオールを直接反応させるいわゆる直接重合法;テレフタル酸のジメチルエステルとエチレングリコール、並びに必要に応じて他のジカルボン酸のジメチルエステル及び/又は他のジオールをエステル交換反応させる、いわゆるエステル交換反応法等の任意の製造方法を適用することができる。
(1−2)ポリエステル樹脂の物性
(1−2−1)固有粘度
ポリエステル樹脂の固有粘度IV(Intrinsic Viscosity)は0.5以上0.9以下が好ましく、より好ましくは0.52以上0.8以下、さらに好ましくは0.54以上0.7以下である。このようなIVにするには、ポリエステル樹脂を合成するときに、後述の溶融重合に加えて、固相重合を併用しても構わない。
(1−2−2)アセトアルデヒド含率
ポリエステル樹脂のアセトアルデヒド含有量は50ppm(parts per million)以下であることが好ましい。さらに好ましくは40ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である。アセトアルデヒドはアセトアルデヒド同士で縮合反応を容易に起こし、副反応物として水が生成し、この水により、ポリエステルの加水分解が進む場合がある。アセトアルデヒド含有量の下限は現実的には1ppm程度である。アセトアルデヒド含有量を上記範囲にするためには、樹脂の製造時の溶融重合および固相重合など各工程での酸素濃度を低く保つ;樹脂保管時および乾燥時の酸素濃度を低く保つ;フィルム製造時に押出機、メルト配管およびダイ等で樹脂にかかる熱履歴を低くする;溶融させる際の押出機のスクリュー構成等で局所的に強い剪断がかからなくするなどの方法を採用することが出来る。
−触媒−
ポリエステルの重合には、Sb、Ge、Ti、Al系触媒が用いられ、好ましくはSb、Ti、Al系触媒、さらに好ましくはTi系触媒である。
すなわち、本発明のポリエステルフィルムは、ポリエステルが、チタン原子を含む触媒を用いて重合されてなることが好ましい。
Ti系触媒を用いることで、他の触媒(例えばSb系)を用いた場合より、画像表示装置に組み込んだ際に表示装置の表示品質を改善できるポリエステルフィルムとすることができる。これは以下の理由に基づくと推察される。
Ti系触媒は、触媒活性が高いため、必要な添加量が少なく済む。また還元下での反応となるため、酸化チタンとなっての異物析出も起こりにくい。そのため、触媒起因の異物が少なく、欠点故障が起こりにくいことが画像表示装置の表示品質を改善できる理由である。
・Ti系触媒:
Ti系触媒としては、特開2013−47317号公報の[0063]〜[0090]に記載のものを援用して使用でき、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。その中でも、Ti触媒としてはテトラ−n−プロピルチタネート、テトラ−i−プロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートテトラマー、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラベンジルチタネート等のチタンアルコキシド、チタンアルコキシドの加水分解により得られるチタン酸化物、チタンアルコキシドと珪素アルコキシドもしくはジルコニウムアルコキシドとの混合物の加水分解により得られるチタン−珪素もしくはジルコニウム複合酸化物、酢酸チタン、蓚酸チタン、蓚酸チタンカリウム、蓚酸チタンナトリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸−水酸化アルミニウム混合物、塩化チタン、塩化チタン−塩化アルミニウム混合物、チタンアセチルアセトナート、有機酸を配位子とする有機キレートチタン錯体等を用いることが好ましい。
上記Ti系触媒を用いてポリエステル樹脂を重合する方法としては特に制限はなく、具体的には、特開2013−47317号公報の[0063]〜[0111]に従い重合できる。
Ti系触媒量は、ポリエステルの質量に対するTi元素の量として1〜50ppmが好ましく、より好ましくは2〜30ppm、さらに好ましくは3〜15ppmである。
・Al系触媒:
上記Al系触媒としては、WO2011/040161号公報の[0013]〜[0148](US2012/0183761号公報の[0021]〜[0123])に記載のものを援用して使用でき、これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
上記Al系触媒を用いてポリエステル樹脂を重合する方法としては特に制限はなく、具体的には、WO2012/008488号公報の[0091]〜[0094](US2013/0112271号公報の[0144]〜[0153])を援用して、これらの公報に従い重合できる。これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
このようなAl系触媒は、例えば特開2012−122051号公報の[0052]〜[0054]、[0099]〜[0104](WO2012/029725号公報の[0045]〜[0047]、[0091]〜[0096])を援用して、これらの公報に従い調製できる。これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。Al系触媒量は、ポリエステル樹脂の質量に対するAl元素の量として3〜80ppmが好ましく、より好ましくは5〜60ppm、さらに好ましくは5〜40ppmである。
・Sb系触媒:
上記Sb系触媒としては、特開2012−41519号公報の[0050]、[0052]〜[0054]に記載のものを使用できる。
上記Sb系触媒を用いてポリエステル樹脂を重合する方法としては特に制限はない。具体的には、WO2012/157662号公報の[0086]〜[0087]に従い重合できる。
(1−3)添加剤:
第一の透明基材フィルムには公知の添加剤を加えることも好ましい。その例としては、紫外線吸収剤、粒子、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤、潤滑剤、染料、顔料等が挙げられる。ただし、第一の透明基材フィルムは、一般に透明性が必要とされるため、添加剤の添加量は最小限にとどめておくことが好ましい。
また、多層構造の第一の透明基材フィルムの場合、少なくとも3層構造のものが好ましい。
第一の透明基材フィルムには、その他添加剤を用いてもよく、例えばWO2012/157662号公報の[0058]に記載のものを援用して使用でき、これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
<第一の透明基材フィルムの製造方法>
第一の透明基材フィルムの製造方法は、特に制限されることはなく、公知の方法を採用することができる。その中でも、第一の透明基材フィルムの製造方法は、一軸配向フィルムの製造方法であることが好ましく、積極的な延伸を一方向のみに行うことが好ましく、積極的な延伸をTD方向のみに行うことがより好ましい。
第一の基材フィルムの製造方法は、フィルム搬送路の両側に設置された一対のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置を用いる第一の透明基材フィルムの製造方法であって、実質的に未延伸のフィルム(好ましくは実質的に未延伸のポリエステルフィルム)を前述のクリップで把持しながら横延伸する工程と、前述の横延伸後のフィルムを前述のテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程とを含むことが好ましい。第一の基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程における横延伸倍率を3.3倍以上4.8倍以下の範囲に制御することが好ましい。第一の基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程において、延伸開始時の膜面温度を80℃以上95℃以下の範囲に保ち、かつ延伸終了時の膜面温度を90℃以上105℃以下に保ち、前述の延伸開始時から前述の延伸終了時にかけて膜面温度を徐々に上昇させることが好ましい。
ここで、「実質的に未延伸のポリエステルフィルム」とは、MD方向およびTD方向の屈折率がいずれも1.590以下であるポリエステルフィルムのことを意味し、例えばMD方向に微量延伸するなどしても、MD方向およびTD方向の屈折率がいずれも1.590以下であるポリエステルフィルムなども実質的に未延伸のポリエステルフィルムに含まれる。
以下、第一の透明基材フィルムの製造方法の好ましい態様について、説明する。
(溶融混練)
前述の実質的に未延伸のフィルムは、樹脂を溶融押出ししてフィルム状に成形されてなることが好ましい。
樹脂、または上述のマスターバッチ法で製造した樹脂と添加剤のマスターバッチを含水率200ppm以下に乾燥した後、単軸あるいは2軸の押出し機に導入し溶融させることが好ましい。この時、樹脂の分解を抑制するために、窒素中あるいは真空中で溶融することも好ましい。詳細な条件は、特許4962661号の[0051]〜[0052](US2013/0100378号公報の[0085]〜[0086])を援用して、これらの公報に従い実施でき、これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。さらに、溶融樹脂(メルト)の送り出し精度を上げるためギアポンプを使用することも好ましい。また、異物除去のための3μm〜20μmの濾過機を用いることも好ましい。
(押出し、共押出し)
溶融混練した樹脂を含むメルトをダイから押出すことが好ましい。単層で押出しても、多層で押出してもよい。多層で押出す場合は、例えば、添加剤を含む層と含まない層を積層しても良く、より好ましくは添加剤を内層にした3層構成が、添加剤のブリードアウトを抑制し好ましい。
ブリードアウトした添加剤は工製膜工程のパスロールに転写、フィルムとロールの摩擦係数を増加しスリキズが発生し易く好ましくない。
フィルムが多層で押出されて製造されてなる場合、得られるフィルムの好ましい内層の厚み(全層に対する比率)は50%以上95%以下が好ましく、より好ましくは60%以上90%以下、さらに好ましくは70%以上85%以下である。このような積層は、フィードブロックダイやマルチマニホールドダイを用いることで実施できる。
(キャスト)
特開2009−269301号公報の[0059]に従い、ダイから押出したメルトをキャスティングドラム上に押出し、冷却固化し、前述の実質的に未延伸のフィルム(原反)を得ることが好ましい。
前述の実質的に未延伸のポリエステルフィルムの長手方向の屈折率が1.590以下であることが好ましく、1.585以下がより好ましく、1.580以下が更に好ましい。
前述の実質的に未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度が5%以下であることが好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が更に好ましい。なお、ここでいう前述の実質的に未延伸のポリエステルフィルムの結晶化度とは、フィルム幅方向の中央部の結晶化度を意味する。
結晶化度を調整する時、キャスティングドラムの端部の温度を低めにしたり、キャストドラム上に送風したりしてもよい。
結晶化度については、フィルムの密度から算出することができる。すなわち、フィルムの密度X(g/cm)、結晶化度0%での密度Y=1.335g/cm、結晶化度100%での密度Z=1.501g/cmを用いて下記計算式より結晶化度(%)を導出することができる。
結晶化度={Z × (X−Y)}/{X × (Z−Y)}×100
なお、密度の測定は、JIS K7112に準じて測定を行った。
(ポリマー層(易接着層)の形成)
溶融押出しされた前述の実質的に未延伸のフィルムには、後述する延伸の前あるいは後にポリマー層(好ましくは易接着層)を塗布により形成してもよい。
前述のポリマー層としては、一般にタッチパネル用樹脂基材として有していてもよい機能層を挙げることができ、その中でも前述のポリマー層として易接着層を形成することが好ましい。易接着層はWO2012/157662号公報の[0062]〜[0070]に記載の方法で塗設することができる。
前述の易接着層の形成用組成物(好ましくは塗布液)が、粒子を含有し、前述の易接着層の表面から前述の粒子が突出する高さが、前述の易接着層の厚み以上となるように易接着層の厚みと粒子の平均粒径を制御し、易接着層を形成することが好ましい。
(横延伸)
フィルム搬送路の両側に設置された一対のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置を用いて、実質的に未延伸のフィルムを前述のクリップで把持しながら横延伸する工程を含むことが好ましい。
フィルム搬送路の両側に設置された一対のレールに沿って走行するクリップを有するテンター式延伸装置としては特に制限はない。一対のレールは、通常は一対の無端のレールが用いられる。
なお、クリップは、把持部材と同義である。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、実質的に未延伸のフィルムを横延伸することが好ましい。横延伸は、実質的に未延伸のフィルムをフィルム搬送路に沿って搬送しながら、フィルム搬送方向に直交する方向に行われる。
横延伸することにより、フィルム面内のレターデーションReを大きく発現させることができる。特に前述のRe、Re/Rthの範囲を満たす第一の透明基材フィルムを達成するには、少なくとも横延伸を行うことが好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程における横延伸倍率は、3.3倍以上4.8倍以下の範囲に制御することが好ましい。横延伸倍率は、3.5倍以上4.5倍以下がより好ましく、3.7倍以上4.3倍以下が更に好ましい。横延伸倍率が3.3倍以上であると、Reが十分に大きくなる。横延伸倍率が4.8倍以下であると、各種類の機械特性の観点から好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程における延伸開始時の膜面温度を、80℃以上96℃以下の範囲に保つことが好ましい。延伸開始時の膜面温度は、82℃以上95℃以下がより好ましく、84℃以上94℃以下が更に好ましい。延伸開始時の膜面温度が80℃以上であると延伸段階で配向や配向結晶化が進みすぎず、Rthが上昇し難く、Re/Rth比が0.7以上としやすく、各種類の機械特性の観点からも好ましい。延伸開始時の膜面温度が96℃以下であると、配向不足になりにくく、球晶が成長して難く、Reが十分上昇し、各種類の機械特性の観点からも好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程における延伸終了時の膜面温度を、88℃以上105℃以下に保つことが好ましい。延伸終了時の膜面温度は、90℃以上102℃以下がより好ましく、92℃以上100℃以下が更に好ましい。延伸終了時の膜面温度が88℃以上であると延伸段階で配向や配向結晶化が進みすぎず、Rthが上昇し難く、Re/Rth比が0.7以上としやすく、各種類の機械特性の観点からも好ましい。延伸終了時の膜面温度が105℃以下であると、配向不足になりにくく、球晶が成長し難く、Reが十分上昇し、各種類の機械特性の観点からも好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、延伸開始時から延伸終了時にかけて膜面温度を徐々に上昇させることが好ましい。延伸終了時と延伸開始時の膜面温度の差は、1℃以上がより好ましく、3℃以上が更に好ましく、5℃以上が最も好ましい。延伸開始時から延伸終了時にかけて膜面温度を上昇すると、球晶がよりでき難く、かつ配向も進みすぎないため、Re、Re/Rthと、各種類の機械特性の両立ができやすくなる。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程において、延伸倍率が1〜2倍の範囲の膜面温度は80℃以上92℃以下が好ましく、82℃以上91℃以下がより好ましく、84℃以上91℃以下が更に好ましい。延伸倍率が1〜2倍の範囲の膜面温度が80℃以上であると延伸段階で配向や配向結晶化が進みすぎず、Rthが上昇しにくくなり、Re/Rth比が0.7以上となり、各種類の機械特性の観点からも好ましい。延伸倍率が1〜2倍の範囲の膜面温度が92℃以下であると、配向不足になりにくく、微小なポリエステルの結晶が成長しにくくなり、Reが十分上昇し、各種類の機械特性の観点からも好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程において、延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度は85℃以上97℃以下が好ましく、86℃以上97℃以下がより好ましく、87℃以上96℃以下が更に好ましい。延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度が85℃以上であると延伸段階で配向や配向結晶化が進みすぎず、Rthが上昇しにくくなり、Re/Rth比が0.7以上となり、各種類の機械特性の観点からも好ましい。延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度が97℃以下であると、配向不足になりにくく、微小なポリエステルの結晶が成長しにくくなり、Reが十分上昇し、各種類の機械特性の観点からも好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸工程において、延伸倍率が3倍以上の範囲の膜面温度は88℃以上102℃以下が好ましく、90℃以上101℃以下がより好ましく、92℃以上100℃以下が更に好ましい。延伸倍率が3倍以上の範囲の膜面温度が90℃以上であると延伸段階で配向や配向結晶化が進みすぎず、Rthが上昇しにくくなり、Re/Rth比が0.7以上となり、各種類の機械特性の観点からも好ましい。延伸倍率が3倍以上の範囲の膜面温度が102℃以下であると、配向不足になりにくく、微小なポリエステルの結晶が成長しにくくなり、Reが十分上昇し、各種類の機械特性の観点からも好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、延伸開始時から延伸終了時にかけて膜面温度を徐々に上昇させるため、前述の横延伸工程において、延伸倍率が1〜2倍の範囲の膜面温度、延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度、延伸倍率が3倍以上の範囲の膜面温度は、それぞれ延伸倍率が小さい延伸時の範囲の膜面温度以下にならないことが好ましい。すなわち、延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度は延伸倍率が1〜2倍の範囲の膜面温度以下とならないことが好ましく、延伸倍率が3倍以上の範囲の膜面温度は延伸倍率が2〜3倍の範囲の膜面温度以下にならないことが好ましい。
横延伸工程における予熱、延伸、熱固定、熱緩和、及び冷却において、第一の透明基材フィルムを加熱し、又は冷却する温度制御手段としては、第一の透明基材フィルムに温風や冷風を吹きかけたり、第一の透明基材フィルムを温度制御可能な金属板の表面に接触させたり、第一の透明基材フィルムを温度制御可能な金属板の近傍を通過させたりする手段が挙げられる。
即ちクリップでフィルムの両端を把持し、加熱しながらクリップ間を拡幅することで達成できる。
(熱固定、熱緩和)
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の横延伸後のフィルムを前述のテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程を含むことが好ましい。
延伸したあとに結晶化を促すために「熱固定」とよばれる熱処理を行うことが好ましい。延伸温度を超える温度で行うことで結晶化を促進し、フィルムの強度を上げることができる。
熱固定では結晶化のために体積収縮する。
熱固定の方法としては、延伸部に熱風を送り出すスリットを、幅方向に平行に数本設ける。このスリットから吹き出す気体の温度を、延伸部より高くすることで達成できる。
また、延伸(部)出口付近に熱源(infrared heater;IRヒーター、ハロゲンヒーター等)を設置し、昇温してもよい。
前述の熱固定および前述の熱緩和工程の最高到達膜面温度は130℃以上190℃以下が好ましく、140℃以上180℃以下がより好ましく、150℃以上175℃以下が更に好ましい。前述の熱固定および前述の熱緩和工程の最高到達膜面温度が130℃以上であると、熱収縮率を小さくできるため好ましい。前述の熱固定および前述の熱緩和工程の最高到達膜面温度が190℃以下であるとRthが上昇しにくくなり、Re/Rth比率が小さくなりすぎないため好ましい。
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の熱固定されたフィルムを加熱し、かつ、前述のフィルムの少なくともMD方向の長さを縮める熱緩和工程を含むことが好ましい。換言すると、前述の横延伸後のフィルムを前述のクリップから開放する前に、前述の横延伸後のフィルムをテンター内の最高温度まで加熱する熱固定工程と、前述の熱固定工程後のフィルムを加熱しながら前述の一対のレール間距離を狭くする熱緩和工程とを含むことが好ましい。なお、熱緩和工程は厳密に熱固定工程の後に行う態様に限定されることはなく、熱固定工程と熱緩和工程を同時に行ってもよい。熱固定工程と熱緩和工程を同時に行う場合は、テンター内の最高温度まで加熱した時点までを熱固定工程とし、そのテンター内の最高温度を超えない温度で引き続き熱緩和をすることが好ましい。
前述の熱固定工程後、熱処理と同時に緩和させる(フィルムを縮ませる)ことが好ましく、TD(横方向)、MD(縦方向)の少なくとも一方に行うことが好ましい。
横緩和は拡幅したクリップの幅を縮めることで達成できる。
このような緩和は、例えばテンターにパンタグラフ状のチャックを使用し、パンタグラフの間隔を縮めても良く、クリップを電磁石上で駆動させ、この速度を低下させることでも達成できる。
前述の熱緩和工程において、前述の熱固定されたフィルムのMD方向の長さを縮める割合であるMD方向の緩和率を1〜7%とすることが第一の透明基材フィルムにスリキズの発生を抑制する観点から好ましく、2〜6%がより好ましく、3〜5%が更に好ましい。MD方向の緩和率が1%以上であると、MD方向の熱収縮率を小さく出来、シワが生じにくくなる。MD方向の緩和率が7%以下であると、緩和処理中にMD方向に弛みが生じにくくなり、面状故障になりにくくなり、好ましい。
前述の熱固定されたフィルムのTD方向の長さを縮める割合であるTD方向の緩和率を0〜6%とすることが第一の透明基材フィルムにスリキズの発生を抑制する観点から好ましく、1〜4%がより好ましく、1〜3%が更に好ましい。TD方向の緩和率が6%以下であると、緩和処理中にTD方向に弛みが生じにくくなり、面状故障になりにくくなり、好ましい。
TD方向(横方向)の緩和温度は上述の熱固定温度の範囲が好ましく、前述の横延伸後のフィルムを前述のテンター内の最高温度まで加熱する熱固定を行うことができる限り、熱固定と同じ温度でも(すなわちテンター内の最高温度に到達しても)低くても構わない。
上記延伸、熱固定により、第一の透明基材フィルムのRe、Rth、Re/Rthを達成できやすくなる。すなわち、これらの方法で延伸、熱固定を行うことにより虹ムラ低減の効果を発現する第一の透明基材フィルムを形成しやすい。
(冷却)
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述の熱固定後のフィルムを前述のクリップから開放する前に、前述の熱固定後のフィルムを冷却する工程を含むことが好ましい。延伸後(好ましくは熱固定後)のフィルムは、クリップから開放される前に冷却されることが、前述のクリップから前述の横延伸後のフィルムを開放するときのクリップの温度を低下しやすくする観点から、より好ましい。
前述の熱固定後のフィルムの冷却温度としては、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、60℃以下が特に好ましい。
前述の熱固定後のフィルムを冷却する方法としては、具体的には冷風をフィルムに当てる方法を挙げることができる。
(クリップからのフィルムの開放)
第一の透明基材フィルムの製造方法は、前述のクリップから前述の横延伸後のフィルムを開放することが好ましい。
フィルムが把持部材から離脱するときのフィルムの表面の温度を40〜140℃の範囲で制御することが好ましい。フィルムが把持部材から離脱するときのフィルムの表面の温度は、50℃以上120℃以下であることがより好ましく、60℃以上100℃以下であることが更に好ましい。
製膜完了後(上記横延伸およびクリップからの開放工程後)の第一の透明基材フィルムの厚みの好ましい範囲は、第一の透明基材フィルムの厚みの好ましい範囲と同じである。
(フィルムの回収、スリット、巻取り)
上記横延伸およびクリップからの開放工程が終わった後、フィルムを必要に応じてトリミング、スリット、厚み出し加工して、回収のために巻き取る。
第一の透明基材フィルムの製造方法では、クリップから開放後のフィルム幅が0.8〜6mであることがフィルム製品幅を効率よく確保し、かつ装置サイズが過大にならない観点から好ましく、1〜5mであることがより好ましく、1〜4mであることが特に好ましい。精度の必要な光学用フィルムは通常3m未満で製膜するが、本発明では上記の広い幅で製膜することが好ましい。
また、上記の広い幅で製膜したフィルムを好ましくは2本以上6本以下、より好ましくは2本以上5本以下、さらに好ましくは3本以上4本以下にスリットしてから、巻き取ってもよい。
またスリット後、両端に厚み出し加工(ナーリング付与)することが好ましい。
巻取りは直径70mm以上600mm以下の巻き芯に1000m以上10000m以下巻きつけることが好ましい。また、巻き取ったフィルムの厚みは特許4962661号の[0049]と同様である。また、巻き取る前にマスキングフィルムを貼り合せることも好ましい。
<第二の透明基材フィルムの特性>
(位相差)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが、0nmより大きいことが好ましく、第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReより小さいことが好ましい。
第二の透明基材フィルムのReは、200nm以上で第一の透明基材フィルムのReの0.5倍以下が好ましく、400nm以上で0.35倍以下がより好ましく、500nm以上で0.25倍以下が更に好ましい。第二の透明基材フィルムのReが、第一の透明基材フィルムのReより小さく、さらに上述の各上限値以下になるにつれて、メカニズムの詳細は不明であるが第二段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラが生じ難くなる。なお第二の透明基材フィルムのReは0nmより大きい方が、第二段階の偏光解消が起こりやすく、また第二の透明基材フィルムの製造しやすさの観点からも好ましい。Reが0nmのフィルムを製造するには、高価な樹脂や、精密な延伸精度が必要とされる。Reが0nmより大きく、更に上述の各下限値以上になるにつれて、第二段階の偏光解消が起こりやすく、また二軸延伸して第二の透明基材フィルムを製造する場合などにおいて、延伸精度をあまり精密に制御しないで第二の透明基材フィルムを製造できる。
本発明の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムのフィルム厚み方向のレターデーションRthが20000nm以下であることが好ましい。第二の透明基材フィルムのRthは12000nm以下が好ましく、8000nm以下がより好ましい。Rthが20000nm以下であると、第二段階の偏光解消をしやすくなり、虹ムラが生じ難くなる。
第二の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReのフィルム厚み方向のレターデーションRthに対する比Re/Rthは0.01〜0.40であることが好ましく、0.03〜0.35であることがより好ましく、0.05〜0.30であることが特に好ましい。
上記のRe、Rthは、フィルムに用いられる樹脂の種類、樹脂と添加剤の量、レターデーション発現剤の添加、フィルムの厚み、フィルムの延伸方向と延伸率等により調整することができる。
第二の透明基材フィルムを上記のRe、Rthの範囲に制御する方法は特に制限はなく、例えば延伸法によって達成できる。
(厚み)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムの厚みが80μm以下であることが好ましく、第一の透明基材フィルムの厚みより薄いことが好ましい。第二の透明基材フィルムの厚みは60μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。80μm以下であると、または、第一の透明基材フィルムの厚みより薄いと、上述の光学特性を得やすく、虹ムラを抑制しやすくなる。
(屈折率、結晶化度)
本発明の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムが二軸配向ポリエステルフィルムであることが好ましい。第二の透明基材フィルムは導電性フィルム(好ましくは透明導電性フィルム)として使われることが多く、導電層付与時の高温の処理に耐え得る耐熱性と強度などの各種類の機械特性等を持つ観点で、二軸配向ポリエステルフィルムが好ましい。
二軸配向ポリエステルフィルムであることは、フィルムの屈折率や結晶化度から確認することができる。具体的には、第二の透明基材フィルムは、長手方向及び幅方向の屈折率がいずれも1.610より大きいことが好ましく、結晶化度が10%を超えることが好ましい。
第二の透明基材フィルムの長手方向及び幅方向の屈折率の好ましい範囲は、1.620以上であることが好ましく、1.630以上であることがより好ましく、1.640以上であることが更に好ましい。
第二の透明基材フィルムの長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち大きい方の屈折率と、長手方向もしくは幅方向屈折率のうち小さい方の屈折率の差は、0.001以上0.049以下であることが好ましく、0.002以上0.045以下であることがより好ましく、0.003以上0.040以下であることが更に好ましく、0.005以上0.030以下であることが最も好ましい。
第二の透明基材フィルムの結晶化度は、10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、30%以上であることが更に好ましい。
<第二の透明基材フィルムの材料>
第二の透明基材フィルムが単層である場合、第二の透明基材フィルムの材料の好ましい範囲は、第一の透明基材フィルムの材料の好ましい範囲と同様である。
第二の透明基材フィルムが積層体である場合、本発明の透明基材フィルム積層体は、第二の透明基材フィルムが、導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
導電性フィルムは、任意の支持体の上に導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルムの上に導電層が形成された導電性フィルムであることがより好ましく、上述の二軸配向ポリエステルフィルムの上に導電層が形成された導電性フィルムであることが特に好ましい。この場合のポリエステルフィルムの材料の好ましい範囲は、第一の透明基材フィルムの材料の好ましい範囲と同様である。
(導電層の材料)
導電層の材料としては特に制限されるものではなく、例えば、インジウム−スズ複合酸化物(Indium Tin Oxide;ITO)、スズ酸化物、ATO(Antimony Tin Oxide);、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、クロムやこれらの合金などがあげられる。
導電層は、電極パターンであることが好ましい。また、透明電極パターンであることも好ましい。電極パターンは透明導電材料層をパターニングしたものでもよく、不透明な導電材料の層をパターン形成したものでもよい。
透明導電材料としてはITOやATOなどの酸化物、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、導電性高分子等を用いることができる。
不透明な導電材料の層としては例えば金属層が挙げられる。金属層としては導電性を持った金属であれば使用可能であり、銀、銅、金、アルミニウム等が好適に用いられる。金属層は単体の金属や合金であってもよく、金属粒子が結着材により結着されたものでもよい。又、必要に応じて、金属表面に対し黒化処理や防錆処理が適用される。金属を用いる場合は、実質透明なセンサー部と周辺の配線部を一括形成することが可能である。
本発明の透明基材フィルム積層体は、導電層が、複数の金属細線を含むことが好ましい。
本発明の透明基材フィルム積層体は、金属細線が銀または銀を含む合金からなることが好ましい。金属細線が銀または銀を含む合金からなる導電層としては特に制限は無く、公知の導電層を用いることができる。例えば、特開2014−168886号公報の[0040]〜[0041]に記載の導電層を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の透明基材フィルム積層体は、金属細線が銅または銅を含む合金からなることも好ましい。金属細線が銅または銅を含む合金からなる導電層としては特に制限は無く、公知の導電層を用いることができる。例えば、特開2015−49852号公報の[0038]〜[0059]段落に記載の導電層を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
本発明の透明基材フィルム積層体は、導電層が酸化物からなることも好ましい。導電層が酸化物からなる場合、本発明の透明基材フィルム積層体は、酸化物が酸化スズを含有する酸化インジウムまたはアンチモンを含有する酸化スズからなることがより好ましい。導電層が酸化物からなる導電層としては特に制限は無く、公知の導電層を用いることができる。例えば、特開2010−27293号公報の[0017]〜[0037]段落に記載の導電層を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
これらの構成の導電層の中でも、本発明の透明基材フィルム積層体は、導電層が、複数の金属細線を含み、金属細線がメッシュ状もしくはランダム状に配置されていることが好ましく、金属細線がメッシュ状に配置されていることがより好ましい。その中でも、金属細線がメッシュ状に配置されており、金属細線が銀または銀を含む合金からなることが特に好ましい。
<第二の透明基材フィルムの製造方法>
第二の透明基材フィルムの製造方法は、特に制限されることはなく、公知の方法を採用することができる。その中でも、第二の透明基材フィルムの製造方法は、二軸配向フィルムの製造方法であることが好ましく、MD方向の縦延伸とTD方向の横延伸を両方行うことが好ましい。
第二の透明基材フィルムの製造方法の好ましい態様は、延伸工程と後述の導電層の形成以外は、第一の透明基材フィルムの製造方法の好ましい態様と同様である。
また、導電層を形成する場合は、第一の透明基材フィルムの製造方法における易接着層を形成する代わりに、特開2014−168886号公報の[0055]に記載の下塗り層や帯電防止層といった他の機能層を設けてもよい。この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
以下、第二の透明基材フィルムの製造方法の好ましい態様について、説明する。
(延伸工程)
第二の透明基材フィルムの製造方法は、未延伸のフィルムに対して、MD方向の縦延伸とTD方向の横延伸を両方行うことが好ましい。
第二の透明基材フィルムの製造方法における縦延伸と横延伸の好ましい態様は、特開2014−189002号公報の[0128]〜[0180]に記載の方法を用いることができ、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
延伸、熱固定により、第二の透明基材フィルムのRe、Rth、Re/Rthを達成できやすくなる。
(導電層の形成)
導電層を形成する方法としては特に制限は無く、公知の方法を用いることができる。例えば、特開2014−168886号公報の[0040]〜[0086]に記載の方法を用いることが好ましく、この公報の内容は本明細書に組み込まれる。
導電層を形成する一般的な方式としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、あるいはCVD(Chemical Vapor Deposition)法、塗工法、印刷法等がある。また導電層は、導電層を形成する前に、透明性や光学特性等を向上させるためのアンダーコート層を設ける場合もある。さらに密着性を向上させるために、上記アンダーコート層と第二の透明基材フィルムの支持体(好ましくは二軸配向ポリエステルフィルム)との間に単一の金属元素又は2種類以上の金属元素の合金からなる金属層を設ける場合もある。金属層にはシリコン、チタン、スズ及び亜鉛からなる群から選ばれた金属を用いることが望ましい。
また導電層が導電パターンである場合のパターン形成の方法としては、フォトリソグラフィ(エッチング)、パターン印刷、転写、自己組織化等が適用可能である。エッチングを用いた導電パターン層の例としては、第二の透明基材フィルムに銅箔を接着剤でラミネートしたもの、銅を蒸着したもの、第二の透明基材フィルム上に金属やITOなどの酸化物をスパッタリングしたものを所定のパターンにエッチングしたものが挙げられる。パターン印刷で導電パターン層を形成する方法としては、導電性インキを所定のパターンに印刷する方法;無電解めっきの触媒機能を有する材料を所定のパターンに印刷し、導電性金属を無電解めっきする方法;無電解めっきの触媒と付加体を形成する材料を印刷後、触媒を付加し、無電解めっき処理を行う方法等が挙げられる。導電性インキとしては銀ペースト、銅ペースト、導電性高分子等が挙げられる。触媒機能を有する材料としてはパラジウム等の触媒粒子や、触媒粒子を表面に担持した粒子等を含むインキ等が挙げられる。触媒と付加体を形成する材料としては銀や導電性高分子等を含むインキ等が挙げられる。無電解めっき層を形成する金属としては銅、ニッケル、銀等の導電性金属が挙げられる。
上記パターン印刷の方法としては必要とされるパターン精度により任意の方法が適用できる。パターン印刷の方法としては、スクリーン印刷、凹版オフセット印刷、あるいはUV(ultraviolet)硬化プライマーにより凹版から転写させる方法等が好適に用いられる。
[タッチパネル用センサーフィルム]
本発明のタッチパネル用センサーフィルムは、本発明の透明基材フィルム積層体を含む。
タッチパネル用センサーフィルムは、本発明の透明基材フィルム積層体の第二の透明基材フィルムに、ハードコート層、導電層が積層されることが好ましい。タッチパネル用センサーフィルムは、図1に示したように第二の透明基材フィルム2が両面に導電層4を有することが好ましい。
[タッチパネル]
本発明のタッチパネルは、本発明の透明基材フィルム積層体を備える。本発明の透明基材フィルム積層体は、タッチパネルにおいて用いることができる。
液晶パネルや、前述の液晶パネルの出射面に配置される偏光板については特に制限は無く、公知の液晶パネルや偏光板を用いることができる。
本発明のタッチパネルは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、表面型静電容量式タッチパネル、投影型静電容量式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。なお、タッチパネルとは、いわゆるタッチセンサ及びタッチパッドを含むものとする。タッチパネルにおけるタッチパネルセンサー電極部の層構成が、2枚の透明電極を貼合する貼合方式、1枚の基板の両面に透明電極を具備する方式、片面ジャンパーあるいはスルーホール方式あるいは片面積層方式のいずれでもよい。また投影型静電容量式タッチパネルは、DC(direct current)駆動よりAC(alternating current)駆動が好ましく、電極への電圧印加時間が少ない駆動方式がより好ましい。
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の透明基材フィルム積層体を備える。
画像表示装置の代表的な例であるLCDは、透過性表示体と、上記透過性表示体を背面から照射するバックライト光源とを備えることが好ましい。
画像表示装置のバックライト光源は偏光板の視認側とは反対側から照射される。バックライト光源と視認側の偏光板との間に、位相差フィルムや偏光板保護フィルムが挿入されてよい(図1には不図示)。画像表示装置の各層間には必要に応じて接着剤または粘着材の層が設けられてよい。
画像表示装置は、プラズマディスプレイ(Plasma Display Panel、PDP)であってもよい。PDPは、表面に電極を形成した表面ガラス基板と、この表面ガラス基板に対向して間に放電ガスが封入されて配置され、電極及び、微小な溝を表面に形成し、溝内に赤、緑、青の蛍光体層を形成した背面ガラス基板とを備えることが好ましい。
画像表示装置は、電圧をかけると発光する硫化亜鉛、ジアミン類物質:発光体をガラス基板に蒸着し、基板にかける電圧を制御して表示を行うエレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、又は、電気信号を光に変換し、人間の目に見える像を発生させるCRT(Cathode Ray Tube)などの画像表示装置であってもよい。
画像表示装置において、バックライト光源としては特に限定されず、白色発光ダイオード(白色LED)であることが好ましい。画像表示装置は、バックライト光源として白色発光ダイオードを備えたVA(Vertical Alignment)モード又はIPS(In−Plane Switching)モードの液晶表示装置であることが好ましい。
上記白色LEDとは、蛍光体方式、すなわち化合物半導体を使用した青色光又は紫外光を発する発光ダイオードと蛍光体を組み合わせることにより白色を発する素子のことである。中でも、化合物半導体を使用した青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色発光ダイオードは、連続的で幅広い発光スペクトルを有していることから反射防止性能及び明所コントラストの改善に有効であるとともに、発光効率にも優れるため、本発明における上記バックライト光源として好適である。また、消費電力の小さい白色LEDを広汎に利用可能になるので、省エネルギー化の効果も奏することが可能となる。
また、上記VAモードとは、電圧無印加のときに液晶分子が液晶セルの基板に垂直になるように配向されて暗表示を示し、電圧の印加で液晶分子を倒れ込ませることで明表示を示す動作モードである。
また、上記IPSモードとは、液晶セルの一方の基板に設けた櫛形電極対に印加された横方向の電界により、液晶を基板面内で回転させて表示を行う方式である。
本発明の画像表示装置は、いずれの場合も、テレビジョン、コンピュータ、電子ペーパー、タッチパネル、タブレットPC(personal computer)などのディスプレイ表示に使用することができる。特に、陰極線管表示装置(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、電子ペーパー、タッチパネル、タブレットPC等に好適に適用することができる。
バックライト光源として白色発光ダイオードを備えたVAモード又はIPSモードの液晶表示装置であることが好ましい。
[画像表示装置の視認性改善方法]
本発明の画像表示装置の視認性改善方法は、バックライト光源と、バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の視認性改善方法であって、
本発明の透明基材フィルム積層体を偏光板の視認側に配置し、
透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置し、
第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置し、
第一の透明基材フィルムの遅相軸と第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角が0°または90°ではなく、
第一の透明基材フィルムに対して第二の透明基材フィルムを視認側に配置する画像表示装置の視認性改善方法である。
このような構成により、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる画像表示装置の視認性改善方法を提供できる。上述した本発明の画像表示装置は、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できる。このような本発明の画像表示装置を用いた視認性改善方法もまた、本発明の一つである。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
[実施例1]
<原料ポリエステルの合成>
(原料ポリエステル1)
以下に示すように、テレフタル酸及びエチレングリコールを直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行う直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル1(Sb触媒系PET)を得た。
(1)エステル化反応
第一エステル化反応槽に、高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンを90分間かけて混合してスラリー形成させ、3800kg/時間の流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。更に三酸化アンチモンのエチレングリコール溶液を連続的に供給し、反応槽内温度250℃、攪拌下、平均滞留時間約4.3時間で反応を行った。このとき、三酸化アンチモンはSb添加量が元素換算値で150ppmとなるように連続的に添加した。
この反応物を第二エステル化反応槽に移送し、攪拌下、反応槽内温度250℃で、平均滞留時間で1.2時間反応させた。第二エステル化反応槽には、酢酸マグネシウムのエチレングリコール溶液と、リン酸トリメチルのエチレングリコール溶液を、Mg添加量およびP添加量が元素換算値でそれぞれ65ppm、35ppmになるように連続的に供給した。
(2)重縮合反応
上記で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給し、攪拌下、反応温度270℃、反応槽内圧力20torr(2.67×10−3MPa)で、平均滞留時間約1.8時間で重縮合させた。
更に、第二重縮合反応槽に移送し、この反応槽において攪拌下、反応槽内温度276℃、反応槽内圧力5torr(6.67×10−4MPa)で滞留時間約1.2時間の条件で反応(重縮合)させた。
次いで、更に第三重縮合反応槽に移送し、この反応槽では、反応槽内温度278℃、反応槽内圧力1.5torr(2.0×10−4MPa)で、滞留時間1.5時間の条件で反応(重縮合)させ、反応物(ポリエチレンテレフタレート(PET))を得た。
次に、得られた反応物を、冷水にストランド状に吐出し、直ちにカッティングしてポリエステルのペレット<断面:長径約4mm、短径約2mm、長さ:約3mm>を作製した。
得られたポリマーは、固有粘度IV=0.63であった(以降、PET1と略す)。このポリマーを原料ポリエステル1とした。
<第一の透明基材フィルムの製造>
−フィルム成形工程−
原料ポリエステル1(PET1)を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入した。原料ポリエステル1は、300℃に溶融し、下記押出条件により、ギアポンプ、濾過機(孔径20μm)を介し、ダイから押出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム1を得た。
得られた未延伸ポリエステルフィルム1は、固有粘度IV=0.62、長手方向の屈折率が1.573、結晶化度が0.2%であった。
IVは、未延伸ポリエステルフィルム1を、1,1,2,2−テトラクロルエタン/フェノール(=2/3[質量比])混合溶媒に溶解し、この混合溶媒中の25℃での溶液粘度から求めた。
未延伸ポリエステルフィルムの屈折率は以下の方法で測定した。
二枚の偏光板を用いて、未延伸ポリエステルフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(nx、ny)、及び厚み方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求めた。
未延伸ポリエステルフィルムの結晶化度は以下の方法で測定した。
結晶化度については、フィルムの密度から算出することができる。すなわち、フィルムの密度X(g/cm)、結晶化度0%での密度1.335g/cm、結晶化度100%での密度1.501g/cmを用いて下記計算式より結晶化度(%)を導出することができる。
結晶化度={Z × (X−Y)}/{X × (Z−Y)}×100
なお、密度の測定は、JIS(Japanese Industrial Standards) K7112に準じて測定を行った。
−易接着層の形成−
下記化合物を下記の比率で混合し、易接着層用の塗布液H1を作製した。
易接着層用の塗布液H1
ポリエステル樹脂:(IC) 60質量部
アクリル樹脂:(II) 25質量部
メラミン化合物:(VIB) 10質量部
粒子:(VII) 5質量部
以下に使用化合物の詳細を示す。
ポリエステル樹脂:(IC)
下記組成のモノマーで共重合したポリエステル樹脂のスルホン酸系水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
アクリル樹脂:(II)
下記組成のモノマーで重合したアクリル樹脂の水分散体
エチルアクリレート/n−ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N−メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(質量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
ウレタン樹脂:(IIIB)
1,6−ヘキサンジオールとジエチルカーボネートからなる数平均分子量が2000のポリカーボネートポリオールを400質量部、ネオペンチルグリコールを10.4質量部、イソホロンジイソシアネート58.4質量部、ジメチロールブタン酸が74.3質量部からなるプレポリマーをトリエチルアミンで中和し、イソホロンジアミンで鎖延長して得られるウレタン樹脂の水分散体。
メラミン化合物:(VIB)ヘキサメトキシメチルメラミン
粒子:(VII)平均粒径150nmのシリカゾル(平均粒径は、一次平均粒子径、すなわち一次粒子径の平均値を意味する。)。
−ポリエステルフィルムの両面への易接着層の塗布−
ワイヤーバーを用いるバーコート法にて、未延伸ポリエステルフィルム1の片側に易接着層用の塗布液H1を、延伸後の塗布層の厚みが50nmになるように調整しながら、ワイヤーバーを用いて塗布した。
−横延伸工程−
未延伸ポリエステルフィルム1をテンター(横延伸機)に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、下記の方法、条件にて横延伸した。
−−予熱部−−
延伸開始時の膜面温度が89℃になるよう、熱風で加熱した。
なお延伸開始時の膜面温度は、延伸を開始する点において、フィルム幅方向の中央部の位置を、放射温度計(林電工製、型番:RT61−2、放射率0.95で使用)により測定した。
−−延伸部−−
予熱された未延伸ポリエステルフィルム1を熱風で加熱しながら、幅方向に下記の条件にてテンターを用いて横延伸した。
なお、各延伸倍率時点での膜面温度は、各延伸倍率時点において、フィルム幅方向の中央部の位置を、放射温度計(林電工製、型番:RT61−2、放射率0.95で使用)により測定した。
<条件>
・横延伸倍率:4.1倍
・2倍延伸時点での膜面温度:90℃
・3倍延伸時点での膜面温度:94℃
・延伸終了時点での膜面温度:95℃
−−熱固定部及び熱緩和部−−
次いで、フィルムに対して上下方向からの熱風を熱風吹き出しノズルからフィルムに当て、ポリエステルフィルムの膜面温度を下記範囲に制御しながら、熱固定及び熱緩和処理を行った。
<条件>
・最高到達膜面温度(熱固定温度):168℃
・熱緩和率:MD方向4%、TD方向1.5%
−−冷却部−−
次に、フィルムに対して上下方向からの冷風を冷風吹き出しノズルからフィルムに当てることで冷却した。フィルムをテンターのクリップから開放する際の膜面温度が40℃になるように冷却した。
なお膜面温度は、フィルム幅方向の中央部の位置を、放射温度計(林電工製、型番:RT61−2、放射率0.95で使用)により測定した。
−−フィルムの回収−−
冷却およびクリップからのフィルムの開放の後、ポリエステルフィルムの両端を20cmずつトリミングした。トリミング後のフィルム幅は2mであった。その後、両端に幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行った後、張力18kg/mで、4000mの長さのフィルムをロール形態に巻き取った。
以上のようにして、ロール形態で巻かれた、下記表1に記載の厚みの第一の透明基材フィルムとして用いる一軸配向ポリエステル(一軸配向PET)フィルムを製造した。一軸配向PETフィルムは、長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち小さい方の屈折率が1.610以下であり、長手方向もしくは幅方向の屈折率のうち大きい方の屈折率が1.670以上であり、かつ、結晶化度が30%以上であり、これらの値から一軸配向していることがわかった。
<第二の透明基材フィルムの製造>
(二軸配向PETフィルムの製造)
支持体と導電層が積層された第二の透明基材フィルムの支持体として用いる二軸配向ポリエステル(二軸配向PET)フィルムは、第一の透明基材フィルムとして用いる一軸配向ポリエステルフィルムの製造方法において、易接着層の形成を行わず、横延伸工程の代わりに以下の方法で縦延伸および横延伸を行った以外は同様の方法で製造した。二軸配向PETフィルムは、長手方向及び幅方向の屈折率がいずれも1.610より大きく、結晶化度が30%以上であり、これらの値から二軸配向していることがわかった。
二軸配向PETフィルムの製造における縦延伸および横延伸の詳細を以下に示す。
−縦延伸工程−
未延伸ポリエステルフィルムを周速の異なる2対のニップロールの間に通し、下記条件で縦方向(搬送方向)に延伸した。
予熱温度 :80℃
縦延伸温度:90℃
縦延伸倍率:3.5倍
縦延伸応力:12MPa
−横延伸工程−
縦延伸したポリエステルフィルム(縦延伸ポリエステルフィルム)に対し、図3に示す構造を有するテンター(2軸延伸機)を用いて、下記の方法、条件にて延伸した。
−−予熱部−−
予熱温度を110℃とし、延伸可能なように加熱した。
−−延伸部−−
予熱された縦延伸ポリエステルフィルムを、縦延伸した方向(長手方向)と直交するフィルム幅方向(TD方向)に下記の条件にて緊張を与え、横延伸した。
<条件>
・延伸温度(横延伸温度) :125℃
・延伸倍率(横延伸倍率) :4.2倍
・延伸応力(横延伸応力):18MPa
−−熱固定部−−
次いで、ポリエステルフィルムの最高到達膜面温度(熱固定温度)を下記範囲に制御して加熱し、結晶化させた。
・最高到達膜面温度(熱固定温度T熱固定):220〔℃〕
ここでの熱固定温度T熱固定が、示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry;DSC)のプレピーク温度〔℃〕である。
−−熱緩和部−−
熱固定後のポリエステルフィルムを下記の温度に加熱し、フィルムの緊張を緩和した。
・熱緩和温度(T熱緩和):150℃
・熱緩和率:TD方向(TD熱緩和率)=5%
MD方向(MD熱緩和率)=5%
−−冷却部−−
次に、熱緩和後のポリエステルフィルムを65℃の冷却温度にて冷却した。
−フィルムの回収−
冷却終了後、ポリエステルフィルムの両端を20cmずつトリミングした。トリミング後のフィルム幅は1.3mであった。その後、両端に幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行なった後、張力25kg/mで8000mの長さのフィルムをロール形態で巻き取った。
以上のようにして、ロール形態で巻かれた、下記表2に記載の厚みの第二の透明基材フィルムとして用いる二軸配向PETフィルムを作製した。
(下塗り層塗布)
上記のように製膜した二軸延伸PETフィルムの片面に、コロナ処理を行った後、第一下塗り層、第二下塗り層を塗設した。第一下塗り層、第二下塗り層の組成および塗布方法は、特開2010−256908の段落[0117]〜[0120]に記載の通りとした。
(水溶性樹脂と銀を含む導電層の形成)
上記下塗り層の上に、下記ハロゲン化銀感光材料を塗設し、透明導電性フィルムを作製した。
−ハロゲン化銀感光材料−
水媒体中のAg150gに対してゼラチン10.0gを含む、球相当径平均0.1μmの沃臭塩化銀粒子(I=0.2モル%、Br=40モル%)を含有する乳剤を調製した。なお、この乳剤中にはKRhBr及びKIrClを濃度が10−7(モル/モル銀)になるように添加し、臭化銀粒子にRhイオンとIrイオンをドープした。この乳剤にNaPdClを添加し、さらに塩化金酸とチオ硫酸ナトリウムを用いて金硫黄増感を行った後、ゼラチン硬膜剤と共に、銀の塗布量が10g/mとなるように、第二の透明基材フィルムの上記下塗り層上に塗布した。この際、Ag:ゼラチンの体積比は2:1とした。
1.3mの幅で2000mの塗布を行い、塗布の中央部1.2mを残すように両端を切り落としてロール状のハロゲン化銀感光材料を得た。
(露光)
露光のパターンは、特許4820451号の図1に示す導電パターンに準じて形成した。小格子(特許4820451号の図1の符号18)の配列ピッチPsを200μmとし、中格子(特許4820451号の図1の符号20a〜h)の配列ピッチPmを2×Psとした。また、小格子(特許4820451号の図1の符号18)の導電層の厚みを2μmとし、幅を10μmとした。露光は上記パターンのフォトマスクを介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光した。
また、特許4820451号の図5に準じても導電パターンを形成した場合も、下記評価結果は特許4820451号の図1の場合と同様の結果が得られた。
(現像処理)
現像液1Lの処方は下記の通りである。
ハイドロキノン 20g
亜硫酸ナトリウム 50g
炭酸カリウム 40g
エチレンジアミン四酢酸 2g
臭化カリウム 3g
ポリエチレングリコール2000 1g
水酸化カリウム 4g
pH(power of hydrogen)は10.3に調整した。
定着液1Lの処方は下記の通りである。
チオ硫酸アンモニウム液(75質量%) 300mL
亜硫酸アンモニウム1水塩 25g
1,3−ジアミノプロパン四酢酸 8g
酢酸 5g
アンモニア水(27質量%) 1g
pHは6.2に調整した。
上記処理剤を用いて露光済み感材を、富士フイルム社製自動現像機FG−710PTSを用いて処理条件:現像は35℃、30秒間;定着は34℃、23秒間;水洗は、流水(5L/分)の20秒間の処理で行った。
このようにして形成されたメッシュ状に配置された複数の金属細線を含み、金属細線が銀または銀を含む合金からなる態様の導電層を形成した。この態様の導電層を、下記表2中「銀メッシュ」として記載した。得られた二軸配向PETと導電層の積層体を第二の透明基材フィルムとして用いた。
<透明基材フィルム積層体の製造>
得られた幅1.2mの長尺の第二の透明基材フィルムを、後述の画像表示装置(液晶モニター、FLATORON IPS226V、LG Electronics Japan社製、画像表示部は縦27cm、横48cm)の画像表示部の縦方向の辺にあわせて、まずスリット前の第二の透明基材フィルムの幅方向に平行に4本にスリットし、長尺の4本のフィルムに加工した。スリット後の第二の透明基材フィルムについて、第二の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度を測定した。スリット後の第二の透明基材フィルムのうち、第二の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度が下記表2に記載の角度のものを用いた。なお、一般にフィルムは幅方向中央の方がフィルムの幅方向に対する遅相軸角度のずれが小さく、幅方向端部の方がフィルムの幅方向に対する遅相軸角度のずれが大きい。そのため、スリット前のフィルムの位置によって、スリット後のフィルムの幅方向に対する遅相軸角度を選択することができる。次に、画像表示装置の画像表示部の横方向の辺にあわせて、スリット後の第二の透明基材フィルムを長方形状に切り出した。
幅2mの第一の透明基材フィルムをロールから巻き出し、長方形状に切り出した第二の透明基材フィルムと同じ幅となるように、まずスリット前の第一の透明基材フィルムの幅方向に6本にスリットし、長尺の6本のフィルムに加工した。スリット後の第一の透明基材フィルムについて、第一の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度を測定した。その内、スリット後の第一の透明基材フィルムのうち、第一の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度が下記表1に記載の角度のものを用いた。次に、第二の透明基材フィルムと同じ大きさの長方形状に切り出した。
なお、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸の方位は後述の方法で事前に求めた。
その後、第一の透明基材フィルムと、第二の透明基材フィルムを、下記表1および表2に第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角、第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角、ならびに、記載の第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角となるように、粘着材(リンテック株式会社製、Opteria MOseries)を介して貼り合わせた。
透明基材フィルム積層体における第一の透明基材フィルムは、第一の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度が、0°±10°または90°±10°であることが好ましく、0°±5°または90°±5°であることがより好ましく、0°±3°または90°±3°であることが特に好ましい。
透明基材フィルム積層体における第二の透明基材フィルムは、第二の透明基材フィルムの幅方向に対する遅相軸角度が、0°±30°または90°±30°であることが好ましく、0°±15°または90°±15°であることがより好ましく、0°±7°または90°±7°であることが特に好ましい。
<画像表示装置の製造>
連続光源(白色LED)のバックライト光源上に、バックライト側偏光板、液晶セルおよび視認側偏光板がこの順で配置された画像表示装置(液晶モニター、FLATORON IPS226V、LG Electronics Japan社製)を用いた。その視認側偏光板の上に実施例1の透明基材フィルム積層体を、第二の透明基材フィルムの配置位置が下記表2に記載の位置となるように接着剤(協立化学産業株式会社製、WORLD ROCK HRJ)を介して貼り合わせた。
なお、透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が、下記表1および表2に記載の角度になるように、偏光板と透明基材フィルム積層体を貼り合わせた。
なお透明基材フィルム積層体の左右辺と偏光板の吸収軸とのなす角は0°とした。
用いた画像表示装置は、偏光板の吸収軸(偏光子の吸収軸)が、画像表示装置の画像表示部(表示画面)に対して左右方向であり、画像表示装置の画像表示部の左右方向の各辺と偏光板の吸収軸とのなす角は0°であった。透明基材フィルム、偏光板、画像表示装置の画像表示部は、画像表示装置の視認側から見て長方形の形状であった。すなわち、透明基材フィルムの各辺と偏光板の吸収軸とのなす角、または、透明基材フィルムの各辺画像表示装置の各辺とのなす角は、いずれも0°(横方向)および90°(縦方向)とした。
[実施例2〜17、比較例1〜8]
下記表1および表2に記載のように第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの厚み、Re、Rth、Re/Rth、遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角、透明導電層、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角、第二の透明基材フィルム配置位置を変更した以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例の透明基材フィルム積層体および画像表示装置を製造した。
なお、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムのRe、Rth、Re/Rthは、縦延伸倍率、横延伸倍率、横延伸膜温(膜面温度)、熱固定/緩和時の最高到達膜面温度、MD緩和率、TD緩和率、フィルム厚みを適宜変更して調整した。
実施例17では、酸化物からなる態様の導電層であって、酸化物が酸化スズを含有する酸化インジウムからなる導電層を特開2010−27293号公報の[0042]〜[0045]段落を参考にして形成した。この態様の導電層を、下記表2中「ITO」として記載した。
[フィルム測定結果]
<フィルム厚みの測定>
得られた各透明基材フィルムの厚みは、以下のようにして求めた。
各透明基材フィルムに対して、接触式膜厚測定計(アンリツ社製)を用い、縦延伸した方向(長手方向)に0.5mにわたり等間隔に50点をサンプリングし、さらにフィルム幅方向(長手方向に直交する方向)にフィルム全幅にわたり等間隔(幅方向に50等分)に50点をサンプリングした後、これらの100点の厚みを測定した。これら100点の平均の厚みを求め、透明基材フィルムの厚みとした。結果を、下記表1および表2に示す。
<Re、Rth、Re/Rth>
フィルム面内のレターデーションReとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△nxy=|nx−ny|)とフィルムの厚みd(nm)との積(△nxy × d)で定義されるパラメーターであり、光学的等方性、異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性(△nxy)は、以下の方法により求めた。二枚の偏光板を用いて、フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(nx,ny)、及び厚み方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求め、二軸の屈折率差の絶対値(|nx−ny|)を屈折率の異方性(△nxy)とした。フィルムの厚みd(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。屈折率の異方性(△Nxy)とフィルムの厚みd(nm)の積(△nxy × d)より、レターデーション(Re)を求めた。
フィルム厚み方向のレターデーションRthは、Rth={(nx+ny)/2−nz}×dで算出される。レターデーションの測定と同様の方法でnx、ny、nzとフィルムの厚みd(nm)を求め、Rth={(nx+ny)/2−nz}×dを算出してフィルム厚み方向のレターデーション(Rth)を求めた。
得られたReおよびRthから、Re/Rthを計算した。
結果を、下記表1および表2に示す。
<透明基材フィルムの遅相軸の測定、偏光板の吸収軸とのなす角の測定、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角の測定>
各実施例および比較例の画像表示装置から、それぞれ接着剤もしくは粘着材を介して貼り合わせられている偏光板、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムを溶剤を使って剥がし分離した。溶剤としてはアセトンを使用したが、偏光板や透明基材自体を溶解させることがなく、接着剤や粘着材が剥がれれば、いずれの溶剤を使用してもよい。例えばテトラヒドロフランやエタノールなどの溶剤が挙げられる。
分離された偏光板について、偏光板の中央部を、偏光板の左右の辺に平行、垂直になるように50mm角にサンプルを切り出した。そのサンプルを用い、偏光板の吸収軸の方位を日本分光株式会社製VAP−7070を使用して測定した。
分離された第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムについて、それぞれのフィルムの中央部を、フィルムの左右の辺に平行、垂直になるように50mm角にサンプルを切り出した。そのサンプルを用い、遅相軸の方位を大塚電子株式会社製RETS2000を使用して測定した。
得られた偏光板の吸収軸の方位と、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸の方位から、各実施例および比較例の透明基材フィルム積層体の状態での透明基材フィルムと偏光板の吸収軸とのなす角、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角を求めた。得られた結果を下記表1および表2に記載した。
これらの測定は、25℃、相対湿度60%の条件下で行った。
なお、得られた透明基材フィルムと偏光板の吸収軸とのなす角、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角は、それぞれ画像表示装置の製造の時に各部材を貼り合わせたときの角度と一致していたことが確認された。
[評価]
<生産ロス>
幅1.3mで長さ8000m製膜した打ち抜き前の第二の透明基材フィルムを巻き出した。下記表1および表2に記載の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角で偏光板と貼り合わせられる形状に、すなわち各実施例および比較例の透明基材フィルム積層体に用いる形状に、第二の透明基材フィルムを長手方向および幅方向に対して角度をつけて打ち抜いた。
生産ロスは以下の基準で評価した。実用上、生産ロスはA、BまたはC評価であることが必要であり、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
A:打ち抜き前の第二の透明基材フィルムから、95%以上の透明基材フィルム積層体に用いる形状の第二の透明基材フィルムを得られる。
B:打ち抜き前の第二の透明基材フィルムから、80%以上95%未満の透明基材フィルム積層体に用いる形状の第二の透明基材フィルムを得られる。
C:打ち抜き前の第二の透明基材フィルムから、65%以上80%未満の透明基材フィルム積層体に用いる形状の第二の透明基材フィルムを得られる。
D:打ち抜き前の第二の透明基材フィルムから、50%以上65%未満の透明基材フィルム積層体に用いる形状の第二の透明基材フィルムを得られる。
E:打ち抜き前の第二の透明基材フィルムから、50%未満の透明基材フィルム積層体に用いる形状の第二の透明基材フィルムを得られる。
評価した結果を、下記表2に示す。
<虹ムラ>
得られた画像表示装置のバックライト光源を点灯し、偏光サングラスを通して目視で発生した虹ムラを以下の基準で評価した。実用上、虹ムラはA、BまたはC評価であることが必要であり、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
A:虹ムラが全く見えない。
B:虹ムラが見えない。
C:虹ムラがほぼ見えない。
D:虹ムラが見える。
E:虹ムラが強く見える。
評価した結果を、下記表2に示す。
<ブラックアウト>
得られた画像表示装置のバックライト光源を点灯し、偏光サングラスを回転させながら観察した際に発生したブラックアウトを以下の基準で評価した。実用上、ブラックアウトはA、BまたはC評価であることが必要であり、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
A:ブラックアウトが全く起こらない。
B:わずかに暗くなるところがある。
C:少し暗くなるところがある。
D:ブラックアウトが起こる。
評価した結果を、下記表2に示す。
Figure 0006483811
Figure 0006483811
上記表1および表2から、本発明の透明基材フィルム積層体は、生産ロスを抑制でき、虹ムラの発生が抑制でき、ブラックアウトの発生が抑制できることがわかった。なお、本発明の透明基材フィルム積層体の第一の透明基材フィルム、第二の透明基材フィルム、透明導電層および透明基材フィルム積層体の透過率を本明細書中に記載の方法で測定したところ、第一の透明基材フィルムの透過率は90%以上、第二の透明基材フィルム、透明導電層および透明基材フィルム積層体の透過率は80%以上であった。
一方、比較例1より、第一の透明基材フィルムのReが本発明で規定する下限値を下回ると、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例2より、第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が本発明で規定する範囲外であると、虹ムラの発生を十分に抑制できず、ブラックアウトの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例3より、第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が本発明で規定する範囲外であり、かつ、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が本発明で規定する範囲外であると、虹ムラの発生を十分に抑制できず、ブラックアウトの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例4より、第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が本発明で規定する範囲外であると、生産ロスを十分に抑制できず、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例5より、第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が本発明で規定する範囲外であり、かつ、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が本発明で規定する範囲外であると、生産ロスを十分に抑制できず、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例6より、第一の透明基材フィルムのReが本発明で規定する下限値を下回り、かつ、第二の透明基材フィルム配置位置が第一の透明基材フィルムよりもバックライト光源側であると、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例7より、第一の透明基材フィルムおよび第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が本発明で規定する範囲外であると、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
比較例8より、第二の透明基材フィルム配置位置が第一の透明基材フィルムよりもバックライト光源側であると、虹ムラの発生を十分に抑制できないことがわかった。
1 第一の透明基材フィルム
1A 第一の透明基材フィルムの遅相軸の方位
2 第二の透明基材フィルム
2A 第二の透明基材フィルムの遅相軸の方位
3 粘着材
4 導電層
5 透明基材フィルム積層体
6 前面板
7 タッチパネル
11 偏光板
11A 偏光板の吸収軸の方位
12 接着剤
13 液晶セル
14 バックライト光源
15 画像表示装置
21A 視認側
111A 第一の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角
112A 第二の透明基材フィルムの遅相軸と偏光板の吸収軸のなす角
113A 第一の透明基材フィルムの遅相軸および第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角

Claims (27)

  1. バックライト光源と、前記バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の前記偏光板の視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体であって、
    前記透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
    前記第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
    前記第一の透明基材フィルムの遅相軸と前記偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置されて用いられ、
    前記第二の透明基材フィルムの遅相軸と前記偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられ、
    前記第一の透明基材フィルムおよび前記第二の透明基材フィルムの遅相軸どうしのなす角が0°および90°以外であり、
    前記第一の透明基材フィルムに対して前記第二の透明基材フィルムが視認側に配置されて用いられる透明基材フィルム積層体。
  2. 前記第二の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが、0nmより大きく、前記第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReより小さい請求項1に記載の透明基材フィルム積層体。
  3. 前記第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReのフィルム厚み方向のレターデーションRthに対する比Re/Rthが0.5以上である請求項1または2に記載の透明基材フィルム積層体。
  4. 前記第二の透明基材フィルムのフィルム厚み方向のレターデーションRthが20000nm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  5. 前記第二の透明基材フィルムのフィルム厚み方向のレターデーションRthが4400〜20000nmである請求項1〜4のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  6. 前記第一の透明基材フィルムおよび前記第二の透明基材フィルムのうち少なくとも1つがポリエステルフィルムである請求項1〜のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  7. 前記第一の透明基材フィルムが一軸配向ポリエステルフィルムである請求項1〜のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  8. 前記第二の透明基材フィルムが二軸配向ポリエステルフィルムである請求項1〜のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  9. 前記第一の透明基材フィルムの厚みが40μm以上である請求項1〜のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  10. 前記第二の透明基材フィルムの厚みが80μm以下であり、前記第一の透明基材フィルムの厚みより薄い請求項1〜のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  11. 前記画像表示装置が、前記バックライト光源と前記偏光の間に液晶セルを有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  12. 前記第二の透明基材フィルムが、導電層が形成された導電性フィルムである請求項1〜11のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  13. 前記導電層が、複数の金属細線を含む請求項12に記載の透明基材フィルム積層体。
  14. 前記金属細線がメッシュ状に配置されている請求項13に記載の透明基材フィルム積層体。
  15. 前記金属細線がランダムに配置されている請求項13に記載の透明基材フィルム積層体。
  16. 前記金属細線が銀または銀を含む合金からなる請求項1315のいずれか一項に記載の透明基材フィルム積層体。
  17. 前記金属細線が銅または銅を含む合金からなる請求項1315のいずれか一項に記載の透明基材フィルム積層体。
  18. 前記導電層が酸化物からなる請求項12に記載の透明基材フィルム積層体。
  19. 前記酸化物が酸化スズを含有する酸化インジウムまたはアンチモンを含有する酸化スズからなる請求項18に記載の透明基材フィルム積層体。
  20. 前記第一の透明基材フィルムおよび前記第二の透明基材フィルムが粘着材を介して積層された請求項1〜19のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  21. 前記バックライト光源が蛍光体方式の白色発光ダイオードである請求項1〜20のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  22. 前記透明基材フィルム積層体が四角形状であり、かつ、前記透明基材フィルム積層体の各辺と前記偏光板の吸収軸とのなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置されて用いられる請求項1〜21のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  23. 前記透明基材フィルム積層体が四角形状であり、かつ、前記透明基材フィルム積層体の各辺と前記第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角が90°±30°または0°±30°である請求項1〜22のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体。
  24. 請求項1〜23のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体を含むタッチパネル用センサーフィルム。
  25. 請求項1〜23のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体を備えるタッチパネル。
  26. 請求項1〜23のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体を備える画像表示装置。
  27. バックライト光源と、前記バックライト光源の視認側に配置された偏光板とを少なくとも有する画像表示装置の視認性改善方法であって、
    請求項1〜23のいずれか1項に記載の透明基材フィルム積層体を前記偏光板の視認側に配置し、
    前記透明基材フィルム積層体が少なくとも第一の透明基材フィルムと第二の透明基材フィルムを有し、
    前記第一の透明基材フィルムのフィルム面内のレターデーションReが4000nm以上であり、
    前記第一の透明基材フィルムの遅相軸と前記偏光板の吸収軸のなす角が45°±20°となるように配置し、
    前記第二の透明基材フィルムの遅相軸と前記偏光板の吸収軸のなす角が90°±30°または0°±30°となるように配置し、
    前記第一の透明基材フィルムの遅相軸と前記第二の透明基材フィルムの遅相軸とのなす角が0°または90°ではなく、
    前記第一の透明基材フィルムに対して前記第二の透明基材フィルムを視認側に配置する画像表示装置の視認性改善方法。
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