JP2016001318A - 光学フィルム、偏光板、液晶パネルおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1の実施形態に係る光学フィルムについて、図面を参照しながら説明する。図1は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図2は本実施形態に係る光学フィルムにおける反射光強度の角度分布を変角光度計で測定する様子を示した模式図である。
図1に示されるように、光学フィルム10は、少なくとも、光透過性基材11と、光透過性基材11上に設けられた機能層12とを備えている。光透過性基材11における機能層12の界面付近には、図1に示されるように光透過性基材11と、重量平均分子量が1000以下の光重合性モノマーをモノマー単位として含む樹脂とが混在した混在領域11Aが形成されていることが好ましい。なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「光学フィルム」には、「光学シート」や「光学板」等と呼ばれる部材も含まれる。また、「重量平均分子量」は、THF等の溶媒に溶解して、従来公知のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算により得られる値である。
光透過性基材11としては、光透過性を有すれば特に限定されないが、例えば、セルロースアシレート基材、シクロオレフィンポリマー基材、ポリカーボネート基材、アクリレート系ポリマー基材、ポリエステル基材、またはガラス基材が挙げられる。
混在領域11Aは、上述したように、光透過性基材1と、重量平均分子量が1000以下の光重合性モノマーをモノマー単位として含む樹脂とが混在した領域である。この光重合性モノマーは、機能層12のバインダ樹脂にモノマー単位として含まれている重量平均分子量が1000以下の光重合性モノマーと同じものである。
機能層は、光学フィルムにおいて、何らかの機能を発揮することを意図された層であり、具体的には、例えば、ハードコート性、反射防止性、帯電防止性、または防汚性等の機能を発揮する層が挙げられる。機能層は、単層のみならず、2層以上積層されたものであってもよい。本実施形態の機能層12は、ハードコート層として機能するものである。ここで、「ハードコート層」とは、光学フィルムの耐擦傷性を向上させるための層であり、具体的には、JIS K5600−5−4(1999)で規定される鉛筆硬度試験(4.9N荷重)で「H」以上の硬度を有するものである。本実施形態の機能層12は単層であり、かつハードコート層として機能するものであるが、例えば、機能層は、ハードコート層と、ハードコート層と光透過性基材との間に設けられた他の機能層とから構成されていてもよい。この場合、光学フィルムの表面(機能層の凹凸面)は、ハードコート層の表面となる。また、機能層は、表面に凹凸を有する第1のハードコート層と、第1のハードコート層上に設けられ、かつ第1のハードコート層の表面の凹凸を調整するための第2のハードコート層とから構成されていてもよく、また第2の実施形態で示すように表面に凹凸を有するハードコート層と、ハードコート層上に設けられ、かつハードコート層よりも屈折率が低い低屈折率を有する低屈折率層とから構成されていてもよい。この場合、光学フィルムの表面(機能層の凹凸面)は第2のハードコート層または低屈折率層の表面となる。
θi=tan−1Δi …(1)
θa=tan−1Δa …(4)
式中、Δaは傾斜を縦横比率で表したものであり、各凹凸の極小部と極大部の差(各凸部の高さに相当)の総和を基準長さで割った値である。
1)表面粗さ検出部の触針((株)小坂研究所製の商品名SE2555N(2μ標準))
・先端曲率半径2μm、頂角90度、材質ダイヤモンド
2)表面粗さ測定器の測定条件
・基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
・評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・予備長さ:(カットオフ値λc)×2
・縦倍率:2000倍
・横倍率:10倍
微粒子は、無機微粒子または有機微粒子のいずれであってもよいが、これらの中でも、例えば、シリカ(SiO2)微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、酸化スズ微粒子、アンチモンドープ酸化スズ(略称;ATO)微粒子、酸化亜鉛微粒子等の無機酸化物微粒子が好ましい。無機酸化物微粒子は、機能層中で凝集体を形成することが可能となり、この凝集体の凝集度合により特異な反射光強度の角度分布が得られる凹凸面12Aを形成することが可能となる。
バインダ樹脂は、光照射により光重合性化合物を重合(架橋)させて得られたものである。光重合性化合物は、光重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。本明細書における、「光重合性官能基」とは、光照射により重合反応し得る官能基である。光重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性二重結合が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。また、光重合性化合物を重合する際に照射される光としては、可視光線、並びに紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線のような電離放射線が挙げられる。
光重合性モノマーは、重量平均分子量が1000以下のものである。光重合性モノマーの重量平均分子量が1000以下であることによって、光透過性基材11に浸透する溶剤とともに光透過性基材11に光重合性モノマーを浸透させることが可能となる。これにより、光透過性基材11における機能層12の界面付近に、光透過性基材11と機能層12との屈折率を緩和するための、光透過性基材11とこの光重合性モノマーをモノマー単位として含む樹脂とが混在した混在領域11Aを形成することができる。なお、このような光重合性モノマーを、1種類のみならず、複数種類用いてもよい。
光重合性オリゴマーは、重量平均分子量が1000を超え10000以下のものである。
光重合性オリゴマーとしては、光重合性官能基が3つ(3官能)以上の多官能オリゴマーが好ましい。光重合性オリゴマーとしては、2官能以上の多官能オリゴマーが好ましい。多官能オリゴマーとしては、ポリエステル(メタ)アクリレート、 ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
光重合性ポリマーは、重量平均分子量が10000を超えるものであり、重量平均分子量としては10000以上80000以下が好ましく、10000以上40000以下がより好ましい。重量平均分子量が80000を超える場合は、粘度が高いため塗工適性が低下してしまい、得られる光学積層体の外観が悪化するおそれがある。上記多官能ポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
機能層12には、その他、必要に応じて、溶剤乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂)、熱硬化性樹脂が添加されていてもよい。
上記のような光学フィルム10の製造方法をより詳細に説明する。なお、以下の説明は、上記(1)の方法によって、機能層12を形成するものである。
機能層用組成物は、少なくとも、微粒子、光重合性化合物を含むものである。その他、必要に応じて、機能層用組成物に、上記熱可塑性樹脂、上記熱硬化性樹脂、溶剤、重合開始剤を添加してもよい。さらに、機能層用組成物には、機能層の硬度を高くする、硬化収縮を抑える、屈折率を制御する等の目的に応じて、従来公知の分散剤、界面活性剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、増粘剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤、易滑剤等を添加していてもよい。
溶剤としては、例えば、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、PGME、エチレングリコール)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、シクロヘプタノン、ジエチルケトン等)、エーテル類(1,4−ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合物であってもよい。
重合開始剤は、光照射により分解されて、ラジカルを発生して光重合性化合物の重合(架橋)を開始または進行させる成分である。
レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤等が、機能層がベナードセル構造となることを回避することから好ましい。溶剤を含む樹脂組成物を塗工し、乾燥する場合、塗膜内において塗膜表面と内面とに表面張力差等を生じ、それによって塗膜内に多数の対流が引き起こされる。この対流により生じる構造はベナードセル構造と呼ばれ、形成する機能層にゆず肌や塗工欠陥といった問題の原因となる。
光学フィルム10は、全光線透過率が85%以上であることが好ましい。全光線透過率が85%以上であると、光学フィルム10を画像表示装置の表面に装着した場合において、色再現性や視認性をより向上させることができる。全光線透過率は、90%以上であることがより好ましい。全光線透過率は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K7361に準拠した方法により測定することができる。
光学フィルム10は、例えば、偏光板に組み込んで使用することができる。図3は本実施形態に係る光学フィルムを組み込んだ偏光板の概略構成図である。図3に示されるように偏光板20は、光学フィルム10と、偏光素子21と、保護フィルム22とを備えている。偏光素子21は、光透過性基材11における機能層12が形成されている面とは反対側の面に形成されている。保護フィルム22は、偏光素子21の光学フィルム10が設けられている面とは反対側の面に設けられている。保護フィルム22は位相差フィルムであってもよい。
光学フィルム10や偏光板20は、液晶パネルに組み込んで使用することができる。図4は本実施形態に係る光学フィルムを組み込んだ液晶パネルの概略構成図である。
光学フィルム10、偏光板20、液晶パネル30は、画像表示装置に組み込んで使用することができる。画像表示装置としては、例えば液晶ディスプレイ(LCD)、陰極線管表示装置(CRT)、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)、タッチパネル、タブレットPC、電子ペーパー等が挙げられる。図5は本実施形態に係る光学フィルムを組み込んだ画像表示装置の一例である液晶ディスプレイの概略構成図である。
以下、本発明の第2の実施形態に係る光学フィルムについて、図面を参照しながら説明する。図6は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図7は本実施形態に係る光学フィルムにおける反射光強度の角度分布を変角光度計で測定する様子を示した模式図である。
図6に示されるように、光学フィルム50は、少なくとも、光透過性基材51と、光透過性基材51上に設けられた機能層52とを備えている。光透過性基材51は第1の実施形態で説明した光透過性基材11と同様のものであるので、本実施形態では説明を省略するものとする。なお、光透過性基材51における機能層52の界面付近(後述するハードコート層53との界面付近)には、図6に示されるように光透過性基材52とハードコート層53のバインダ樹脂の成分とが混在した混在領域51Aが形成されていることが好ましい。
本実施形態においては、機能層52は、ハードコート層53と、ハードコート層53上に設けられた低屈折率層54とから構成されている。機能層52は、光学フィルム50の表面をなす凹凸面52Aを有しており、この機能層52の凹凸面52Aは低屈折率層54の表面となっている。
ハードコート層53は第1の実施形態で説明した機能層12と同様のものであるので、本実施形態では説明を省略するものとする。ただし、ハードコート層53の表面は、機能層12と異なり、1/100角度幅から1/2角度幅の幅を引いた値が、0.7°以上1.4°以下となっていなくともよい。
低屈折率層54は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が光学フィルム50の表面にて反射する際に、その反射率を低下させるためのものである。低屈折率層54はハードコート層53よりも低い屈折率を有する。具体的には、例えば、低屈折率は、1.45以下の屈折率を有することが好ましく、1.42以下の屈折率を有することがより好ましい。
dA=mλ/(4nA) …(5)
上記式中、nAは低屈折率層の屈折率を表し、mは正の奇数を表し、好ましくは1であり、λは波長であり、好ましくは480nm以上580nm以下の範囲の値である。
120<nAdA<145 …(6)
以下、本発明の第3の実施形態に係る光学フィルムについて、図面を参照しながら説明する。図8は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図9は本実施形態に係る光学フィルムの反射鮮明度を反射鮮明度測定装置で測定する様子を示した模式図である。
図8に示されるように、光学フィルム60は、少なくとも、光透過性基材61と、光透過性基材61上に設けられた機能層62とを備えている。光透過性基材61における機能層62の界面付近には、図8に示されるように光透過性基材61と、重量平均分子量が1000以下の光重合性モノマーをモノマー単位として含む樹脂とが混在した混在領域61Aが形成されていることが好ましい。
光透過性基材61および混在領域61Aは、第1の実施形態で説明した光透過性基材11および混在領域11Aと同様であるので、説明を省略するものとする。
機能層は、光学フィルムにおいて、何らかの機能を発揮することを意図された層であり、具体的には、例えば、ハードコート性、反射防止性、帯電防止性、または防汚性等の機能を発揮する層が挙げられる。機能層は、単層のみならず、2層以上積層されたものであってもよい。本実施形態の機能層62は、ハードコート層として機能するものである。本実施形態の機能層62は単層であり、かつハードコート層として機能するものであるが、例えば、機能層は、ハードコート層と、ハードコート層と光透過性基材との間に設けられた他の機能層とから構成されていてもよい。この場合、光学フィルムの表面(機能層の凹凸面)は、ハードコート層の表面となる。また、機能層は、表面に凹凸を有する第1のハードコート層と、第1のハードコート層上に設けられ、かつ第1のハードコート層の表面の凹凸を調整するための第2のハードコート層とから構成されていてもよく、また第2の実施形態で示すように表面に凹凸を有するハードコート層と、ハードコート層上に設けられ、かつハードコート層よりも屈折率が低い低屈折率を有する低屈折率層とから構成されていてもよい。この場合、光学フィルムの表面(機能層の凹凸面)は第2のハードコート層または低屈折率層の表面となる。
C(%)={(M−m)/(M+m)}×100 …(7)
式(7)中、Mは最高波高であり、mは最低波高である。
微粒子は、無機微粒子または有機微粒子のいずれであってもよいが、これらの中でも、例えば、シリカ(SiO2)微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、酸化スズ微粒子、アンチモンドープ酸化スズ(略称;ATO)微粒子、酸化亜鉛微粒子等の無機酸化物微粒子が好ましい。無機酸化物微粒子は、機能層中で凝集体を形成することが可能となり、この凝集体の凝集度合により特異な凹凸面62Aを形成することが可能となる。
バインダ樹脂は、第1の実施形態で説明したバインダ樹脂と同様のものであるので、本実施形態では、説明を省略するものとする。
機能層62には、その他、必要に応じて、溶剤乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂)、熱硬化性樹脂が添加されていてもよい。なお、溶剤乾燥型樹脂は、第1の実施形態で説明した溶剤乾燥型樹脂と同様のものであるので、本実施形態では、説明を省略するものとする。
上記のような光学フィルム60の製造方法をより詳細に説明する。なお、以下の説明は、上記(1)の方法によって、機能層62を形成するものである。
機能層用組成物は、少なくとも、微粒子、光重合性化合物を含むものである。その他、必要に応じて、機能層用組成物に、上記熱可塑性樹脂、上記熱硬化性樹脂、溶剤、重合開始剤を添加してもよい。さらに、機能層用組成物には、機能層の硬度を高くする、硬化収縮を抑える、屈折率を制御する等の目的に応じて、従来公知の分散剤、界面活性剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、増粘剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤、易滑剤等を添加していてもよい。
溶剤、重合開始剤、およびレベリング剤は、第1の実施形態で説明した溶剤、重合開始剤、およびレベリング剤と同様のものであるので、説明を省略するものとする。
光学フィルム60は、全光線透過率が85%以上であることが好ましい。全光線透過率が85%以上であると、光学フィルム60を画像表示装置の表面に装着した場合において、色再現性や視認性をより向上させることができる。全光線透過率は、90%以上であることがより好ましい。全光線透過率は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K7361に準拠した方法により測定することができる。
図10〜図12に示されるように、光学フィルム10は、第1の実施形態と同様に、例えば、偏光板70、液晶パネル80、画像表示装置90に組み込んで使用することができる。図10〜12において、図3〜図5と同様の符号が付して部材は、第1の実施形態で説明した部材と同様の部材を意味する。
以下、本発明の第4の実施形態に係る他の光学フィルムについて、図面を参照しながら説明する。図13は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図である。
図13に示されるように、光学フィルム100は、少なくとも、光透過性基材101と、光透過性基材101上に設けられた機能層102とを備えている。光透過性基材101は上記光透過性基材61と同様のものであるので、本実施形態では説明を省略するものとする。なお、光透過性基材101における機能層102の界面付近(後述するハードコート層103との界面付近)には、図13に示されるように光透過性基材102とハードコート層103のバインダ樹脂の成分とが混在した混在領域101Aが形成されていることが好ましい。
機能層102は、ハードコート層103と、ハードコート層103上に設けられた低屈折率層104とから構成されている。機能層102は、光学フィルム100の表面をなす凹凸面102Aを有しており、この機能層102の凹凸面102Aは低屈折率層104の表面となっている。
ハードコート層103は機能層62と同様のものであるので、本実施形態では説明を省略するものとする。ただし、ハードコート層103の表面は、機能層102と異なり、0.5mm幅の光学くしを用いて測定される反射鮮明度が90%以下となり、かつ2.0mm幅の光学くしを用いて測定される反射鮮明度が80%以上となっていなくともよい。
低屈折率層104は、第1の実施形態で説明した低屈折率層54と同様のものであるので、本実施形態では説明を省略するものとする。
<ハードコート層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、ハードコート層用組成物を得た。
(ハードコート層用組成物A1)
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):1質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(製品名:TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
なお、上記フュームドシリカは、オクチルシラン処理(オクチルシランにより、フュームドシリカの表面のシラノール基をオクチルシリル基で置換して疎水化する処理)されたものであった。
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製)1.5質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):0.5質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(製品名:TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製):3質量部
・フュームドシリカ(メチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):1質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製):3質量部
・フュームドシリカ(メチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):1質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・有機微粒子(非親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径3.5μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製):8質量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製):80質量部
・イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート(製品名:M−315、東亜合成社製):20質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:120質量部
・シクロヘキサノン:30質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、低屈折率層用組成物を得た。
(低屈折率層用組成物)
・中空シリカ微粒子(中空シリカ微粒子の固形分:20質量%、溶液:メチルイソブチルケトン、平均粒径:50nm):40質量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製):10質量部
・重合開始剤(イルガキュア127;BASFジャパン社製):0.35質量部
・変性シリコーンオイル(X22164E;信越化学工業社製):0.5質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):320質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):161質量部
光透過性基材としての厚さ60μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルム(富士フィルム社製、TD60UL)を準備し、トリアセチルセルロース樹脂フィルムの片面に、ハードコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.2m/sの流速で70℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、4μm厚み(硬化時)のハードコート層を形成し、実施例A1に係る光学フィルムを作製した。
実施例A2においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物2を用いた以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例A3においては、紫外線の積算光量を50mJ/cm2とした以外は、実施例1と同様にしてトリアセチルセルロース樹脂フィルムにハードコート層を形成した。次いで、ハードコート層の表面に、低屈折率層用組成物を、乾燥後(40℃×1分)の膜厚が0.1μmとなるように塗布し、窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて、積算光量100mJ/cm2で紫外線照射を行って硬化させて低屈折率層を形成し、実施例A3に係る光学フィルムを作製した。
実施例A4においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物2を用いた以外は、実施例A3と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例A5においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物3を用いた以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムを作製した。
比較例A1においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物4を用いた以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムを作製した。
比較例A2においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物5を用いた以外は、実施例A3と同様にして、光学フィルム体を作製した。
比較例A3においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物6を用いた以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムを作製した。
比較例A4においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物7を用い、硬化時のハードコート層の膜厚を5μmとした以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例A1〜A5及び比較例A1〜A4で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、裏面反射を防止するための黒アクリル板を貼りサンプルとした。サンプルを変角光度計(型番:GP−200、村上色彩技術研究所社製)にハードコート層または低屈折率層側を光源に向けて設置し、以下の条件で反射光強度の角度分布を測定した。
入射角:10°
あおり角:0°
受光範囲:5°〜15°(正反射方向±5°)、データ間隔:0.1°
VS1(光束絞り):0.5
VS3(受光絞り):4.0
なお、図14は実施例A1、A2、A5および比較例A1、A3、A4に係る光学フィルムの反射光強度の角度分布を表したグラフである。
実施例及び比較例で得られた各光学フィルムのハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、ガラス板に貼付してサンプルとし、白色干渉顕微鏡(New View6300、Zygo社製)を用いて、以下の条件にて、光学フィルムの表面形状の測定・解析を行った。なお、解析ソフトにはMetroPro ver8.3.2のMicroscope Applicationを用いた。
対物レンズ:2.5倍
Zoom:2倍
データ点数:992×992点
解像度(1点当たりの間隔):2.2μm
Removed:None
Filter:HighPass
FilterType:GaussSpline
Low wavelength:300μm
以上の条件で、カットオフ値300μmの高域フィルタにてうねり成分を除いた凹凸形状が得られる。
Remove spikes: on
Spike Height(xRMS):2.5
以上の条件で、スパイク状のノイズを除去できる。
実施例A1〜A5及び比較例A1〜A4で得られた各光学フィルムの表面(低屈折率層が無い場合にはハードコート層の表面、低屈折率層がある場合には低屈折率層の表面)において、Sm、θa、Ra、Ry、およびRzを測定した。Sm、Ra、RyおよびRzの定義は、JIS B0601−1994に従うものとし、θaは表面粗さ測定器:SE−3400/(株)小坂研究所製取り扱い説明書(1995.07.20改訂)に従うものとする。
1)表面粗さ検出部の触針((株)小坂研究所製の商品名SE2555N(2μ標準))
・先端曲率半径2μm、頂角90度、材質ダイヤモンド
2)表面粗さ測定器の測定条件
・基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
・評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・予備長さ:(カットオフ値λc)×2
・縦倍率:2000倍
・横倍率:10倍
実施例A1〜A5及び比較例A1〜A4で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、裏面反射を防止するための黒アクリル板を貼り、ハードコート層または低屈折率層側から各光学フィルムに光を照射し、目視で観察した。光源としては、フナテック社製の干渉縞検査ランプ(ナトリウムランプ)を使用した。干渉縞の発生を以下の基準により評価した。
◎:干渉縞は確認されなかった。
○:干渉縞はわずかに確認されたが、問題ないレベルであった。
×:干渉縞がはっきりと確認された。
実施例A1〜A5及び比較例A1〜A4で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、黒アクリル板を貼り、暗室にて卓上スタンド(3波長蛍光灯管)の下で、白濁感を観察し、以下の基準により評価した。
○:白さが観察されなかった。
×:白さが観察された。
<ハードコート層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、ハードコート層用組成物を得た。
(ハードコート層用組成物B1)
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):1質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(製品名:TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
なお、上記フュームドシリカは、オクチルシラン処理(オクチルシランにより、フュームドシリカの表面のシラノール基をオクチルシリル基で置換して疎水化する処理)されたものであった。
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製)1.5質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・フュームドシリカ(オクチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):0.5質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(製品名:TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製):3質量部
・フュームドシリカ(メチルシラン処理、平均粒子径12nm、日本アエロジル社製):1質量部
・ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製、重量平均分子量2000、官能基数10):40質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:105質量部
・イソプロピルアルコール:30質量部
・シクロヘキサノン:15質量部
・有機微粒子(非親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径3.5μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製):8質量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製):80質量部
・イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート(製品名:M−315、東亜合成社製):20質量部
・重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製):5質量部
・ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):0.025質量部
・トルエン:120質量部
・シクロヘキサノン:30質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、低屈折率層用組成物を得た。
(低屈折率層用組成物)
・中空シリカ微粒子(中空シリカ微粒子の固形分:20質量%、溶液:メチルイソブチルケトン、平均粒径:50nm):40質量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製):10質量部
・重合開始剤(イルガキュア127;BASFジャパン社製):0.35質量部
・変性シリコーンオイル(X22164E;信越化学工業社製):0.5質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):320質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA):161質量部
光透過性基材としての厚さ60μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルム(富士フィルム社製、TD60UL)を準備し、トリアセチルセルロース樹脂フィルムの片面に、ハードコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.2m/sの流速で70℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、4μm厚み(硬化時)のハードコート層を形成し、実施例B1に係る光学フィルムを作製した。
実施例B2においては、ハードコート層用組成物1に代えてハードコート層用組成物2を用いた以外は、実施例B1と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例B3においては、紫外線の積算光量を50mJ/cm2とした以外は、実施例1と同様にしてトリアセチルセルロース樹脂フィルムにハードコート層を形成した。次いで、ハードコート層の表面に、低屈折率層用組成物を、乾燥後(40℃×1分)の膜厚が0.1μmとなるように塗布し、窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて、積算光量100mJ/cm2で紫外線照射を行って硬化させて低屈折率層を形成し、実施例B3に係る光学フィルムを作製した。
実施例B4においては、ハードコート層用組成物B1に代えてハードコート層用組成物B2を用いた以外は、実施例B3と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例B5においては、ハードコート層用組成物B1に代えてハードコート層用組成物B3を用いた以外は、実施例B1と同様にして、光学フィルムを作製した。
比較例B1においては、ハードコート層用組成物B1に代えてハードコート層用組成物B4を用いた以外は、実施例B1と同様にして、光学フィルムを作製した。
比較例B2においては、ハードコート層用組成物B1に代えてハードコート層用組成物B5を用いた以外は、実施例B1と同様にして、光学フィルム体を作製した。
比較例B3においては、ハードコート層用組成物B1に代えてハードコート層用組成物B6を用い、硬化時のハードコート層の膜厚を5μmとした以外は、実施例B1と同様にして、光学フィルムを作製した。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、裏面反射を防止するための黒アクリル板を貼りサンプルとした。JIS K7105の反射法による像鮮明度の測定法に準拠して、写像性測定器(型番:ICM−1T、スガ試験機社製)を45度反射に設定し、サンプルを、ハードコート層または低屈折率層側を光源に向けて設置して、反射鮮明度を測定した。光学くしとしては、0.5mm幅、2.0mm幅のものを用いて、反射鮮明度をそれぞれ測定したが、参考のため、0.125mm幅、0.25mm幅、1.0mm幅のものにおいても、反射鮮明度を測定した。また、測定された反射鮮明度をグラフにした(図15)。なお、0.25mm幅の光学くしは、JIS K7105には定義されていない。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムのハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、ガラス板に貼付してサンプルとし、白色干渉顕微鏡(New View6300、Zygo社製)を用いて、実施例Aと同様の条件にて、光学フィルムの表面形状の測定・解析を行った。なお、解析ソフトにはMetroPro ver8.3.2のMicroscope Applicationを用いた。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、裏面反射を防止するための黒アクリル板を貼りサンプルとした。サンプルを変角光度計(型番:GP−200、村上色彩技術研究所社製)にハードコート層または低屈折率層側を光源に向けて設置し、実施例Aと同様の条件で反射光強度の角度分布を測定した。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムの表面(低屈折率層が無い場合にはハードコート層の表面、低屈折率層がある場合には低屈折率層の表面)において、Sm、θa、Ra、Ry、およびRzを測定した。Sm、Ra、RyおよびRzの定義は、JIS B0601−1994に従うものとし、θaは表面粗さ測定器:SE−3400/(株)小坂研究所製取り扱い説明書(1995.07.20改訂)に従うものとする。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、裏面反射を防止するための黒アクリル板を貼り、ハードコート層または低屈折率層側から各光学フィルムに光を照射し、目視で観察した。光源としては、フナテック社製の干渉縞検査ランプ(ナトリウムランプ)を使用した。干渉縞の発生を以下の基準により評価した。
◎:干渉縞は確認されなかった。
○:干渉縞はわずかに確認されたが、問題ないレベルであった。
×:干渉縞がはっきりと確認された。
実施例B1〜B5及び比較例B1〜B3で得られた各光学フィルムのトリアセチルセルロース樹脂フィルムにおけるハードコート層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、黒アクリル板を貼り、暗室にて卓上スタンド(3波長蛍光灯管)の下で、白濁感を観察し、以下の基準により評価した。
○:白さが観察されなかった。
×:白さが観察された。
11、51、61、101…光透過性基材
11A、51A、61A、101A…混在領域
12、52、62、102…機能層
12A、52A、62A、102A…凹凸面
53、103…ハードコート層
54、104…低屈折率層
20、70…偏光板
21…偏光素子
30、80…液晶パネル
40、90…画像表示装置
Claims (15)
- 光透過性基材と、前記光透過性基材上に設けられた機能層とを備える光学フィルムであって、
前記機能層が光学フィルムの表面をなす凹凸面を有し、
前記光学フィルムの法線方向から10°傾斜した方向に進む平行光を前記機能層の前記凹凸面に照射した状態で、前記法線方向および前記平行光の進行方向の両方向を含む平面内にて測定された反射光強度の角度分布において、最高反射光強度の1/100以上の反射光強度が測定される角度域の幅から最高反射光強度の1/2以上の反射光強度が測定される角度域の幅を引いた値が、0.7°以上1.4°以下である、光学フィルム。 - 光透過性基材と、前記光透過性基材上に設けられた機能層とを備える光学フィルムであって、
前記機能層が光学フィルムの表面をなす凹凸面を有し、
0.5mm幅の光学くしを用いて測定される前記凹凸面の反射鮮明度が90%以下であり、かつ2.0mm幅の光学くしを用いて測定される前記凹凸面の反射鮮明度が80%以上である、光学フィルム。 - 前記機能層がハードコート層を備え、前記ハードコート層の表面が前記凹凸面となっている、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記機能層がハードコート層を備え、前記ハードコート層の表面が前記凹凸面となっている、請求項2に記載の光学フィルム。
- 前記機能層が、ハードコート層と、前記ハードコート層上に設けられ、かつ前記ハードコート層よりも低い屈折率を有する低屈折率層とを備え、前記低屈折率層の表面が前記凹凸面となっている、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記機能層が、ハードコート層と、前記ハードコート層上に設けられ、かつ前記ハードコート層よりも低い屈折率を有する低屈折率層とを備え、前記低屈折率層の表面が前記凹凸面となっている、請求項2に記載の光学フィルム。
- 前記ハードコート層が、微粒子とバインダ樹脂とを含んでいる、請求項3ないし6のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記微粒子が、無機酸化物微粒子である、請求項7に記載の光学フィルム。
- 前記無機酸化物微粒子は、表面が疎水化処理された無機酸化物微粒子である、請求項8に記載の光学フィルム。
- 前記無機酸化物微粒子が前記ハードコート層内で凝集体を形成しており、前記凝集体の平均粒子径が100nm以上2.0μm以下である、請求項8に記載の光学フィルム。
- 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
前記光学フィルムの前記光透過性基材における前記機能層が形成されている面とは反対側の面に形成された偏光素子とを備えることを特徴とする、偏光板。 - 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学フィルムを備える、液晶表示パネル。
- 請求項11に記載の偏光板を備える、液晶表示パネル。
- 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学フィルムを備える、画像表示装置。
- 請求項11に記載の偏光板を備える、画像表示装置。
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