JP2020167085A - 光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]折り畳み可能な光学フィルムであって、樹脂基材と、前記樹脂基材の第1の面側に平面状に配置された複数の強化部と、を備え、前記強化部の厚みがそれぞれ150μm以上であり、前記強化部のマルテンス硬さがそれぞれ30MPa以上である、光学フィルム。
図1に示される光学フィルム10は、折り畳み可能であり、かつ光透過性を有するフィルムである。本明細書における「光透過性」とは、光を透過させる性質を意味し、例えば、全光線透過率が50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であることを含む。光透過性とは、必ずしも透明である必要はなく、半透明であってもよい。
(折り畳み条件)
・往復速度:90rpm(回毎分)
・試験ストローク:70mm
・屈曲角度:180°
樹脂基材11は、光透過性を有する樹脂からなる基材である。樹脂基材11の厚みは、10μm以上100μm以下となっていることが好ましい。樹脂基材11の厚みが10μm以上であれば、光学フィルムのカールを抑制でき、また充分な硬度を得ることができ、更に、光学フィルムをRoll to Rollで製造する場合であっても、シワが発生しにくくなり、外観の悪化を招くおそれがない。一方、樹脂基材11の厚みが100μm以下であれば、光学フィルムの折り畳み性能が良好であり、連続折り畳み試験の要件を満足させることができ、また、光学フィルムの軽量化の面で好ましい。樹脂基材11の厚みは、後述する強化部12の厚みと同様の方法によって、樹脂基材11の厚みを20箇所測定し、その20箇所の厚みの算術平均値とする。樹脂基材11の下限は20μm以上、30μm以上、または40μm以上であることがより好ましく、樹脂基材11の上限は80μm以下、70μm以下、または60μm以下であることがより好ましい。
ハードコート層14は、樹脂基材11の第2の面11B側に設けられている。本明細書における「ハードコート層」とは、光透過性を有し、かつマルテンス硬さが、樹脂基材のマルテンス硬さよりも高い層を意味するものとする。樹脂基材11およびハードコート層14のマルテンス硬さは、後述する強化部12のマルテンス硬さと同様の方法によって測定するものとする。
第1のハードコート層15は、主に光学フィルム10に硬度を付与するための層である。第1のハードコート層15は、第1のハードコート層15の断面中央におけるマルテンス硬さが500MPa以上2000MPa以下であることが好ましい。第1のハードコート層15の断面中央におけるマルテンス硬さが500MPa以上であれば、ハードコート層14の硬度が不充分となることがなく、また2000MPa以下であれば、より優れた折り畳み性を得ることができる。第1のハードコート層15の断面中央におけるマルテンス硬さの下限は600MPa以上、700MPa以上、または800MPa以上であることが好ましく、上限は1500MPa以下、1400MPa以下、または1300MPa以下であることが好ましい。
樹脂は、重合性化合物(硬化性化合物)の重合体(硬化物)を含む。重合性化合物は、分子内に重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。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不飽和基が挙げられる。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。
無機粒子としては、硬度を向上させることができれば、特に限定されないが、優れた硬度を得る観点から、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子の中でも、反応性シリカ粒子が好ましい。上記反応性シリカ粒子は、上記多官能(メタ)アクリレートとの間で架橋構造を構成することが可能なシリカ粒子であり、この反応性シリカ粒子を含有することで、第1のハードコート層15の硬度を充分に高めることができる。
第2のハードコート層16は、上述した連続折り畳み試験を充足させるための層である。第2のハードコート層16は、第2のハードコート層16の断面中央におけるマルテンス硬さが375MPa以上1500MPa以下であることが好ましい。第2のハードコート層16の断面中央におけるマルテンス硬さが375MPa以上であれば、ハードコート層14の耐擦傷性が不充分となることがなく、また1500MPa以下であれば、より優れた折り畳み性を得ることができる。第2のハードコート層16の断面中央におけるマルテンス硬さの下限は450MPa以上、470MPa以上、または490MPa以上であることがより好ましく、上限は575MPa以下、550MPa以下、または530MPa以下であることがより好ましい。
樹脂は、重合性化合物(硬化性化合物)の重合体(硬化物)を含む。重合性化合物としては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。上記多官能(メタ)アクリレートとしては、第1のハードコート層15の欄の多官能(メタ)アクリレートと同様のものが挙げられる。また、第2のハードコート層16は、上記多官能(メタ)アクリレートに加えて、多官能ウレタン(メタ)アクリレート及び/又は多官能エポキシ(メタ)アクリレート等が含まれてもよい。
無機粒子としては、第1のハードコート層15の欄の無機粒子と同様のものが挙げられる。第2のハードコート層16における無機粒子の含有量としては、特に限定されないが、例えば、第2のハードコート層16に対し0質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
複数の強化部12は、樹脂基材11の第1の面11A側に平面状に配置されている。強化部12は、上記したように樹脂基材11の第1の面11Aに接着層17を介して貼り付けられている。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:23〜28℃
・相対湿度:30%〜70%
樹脂層13は、樹脂を含む層である。樹脂層13は、樹脂基材11の第1の面11A側に設けられ、強化部12の少なくとも一部は樹脂層13で覆われている。図1においては、強化部12における樹脂基材11側の面以外の面が樹脂層13によって覆われている。すなわち、強化部12間の隙間12Aにも樹脂層13の一部が入り込んでおり、強化部12の側面は樹脂層13で覆われている。樹脂層は、2以上の樹脂層からなる多層構造となっていてもよい。
ウレタン系樹脂は、ウレタン結合を有する樹脂である。ウレタン系樹脂としては、電離放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物や熱硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物等が挙げられる。これらの中でも、高硬度が得られ、硬化速度も早く量産性に優れる観点から、電離放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
アクリル系ゲルとしては、粘着剤などに用いられている、アクリル酸エステルを含むモノマーを重合してなるポリマーであれば種々のものを使用することができる。具体的には、アクリル系ゲルとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、i−アミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i−オクチル(メタ)アクリレート、i−ミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、i−ノニル(メタ)アクリレート、i−デシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、i−ステアリル(メタ)アクリレート等のアクリル系モノマーを重合または共重合したものを用いることができる。本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」および「メタクリレート」の両方を含む意味である。なお、上記(共)重合する際に使用するアクリル酸エステルは、単独で用いる他、2種類以上併用してもよい。
接着層17は、強化部12を樹脂基材11に貼り付けるためのものである。本明細書における「接着層」とは、粘着層を含む概念である。接着層17としては、例えば、OCR(Optically Clear Resin)のような重合性化合物を含む液状の硬化性接着層用組成物の硬化物やOCA(Optical Clear Adhesive)のような粘着シートが挙げられる。
光学フィルム10は、以下のようにして作製することができる。まず、樹脂基材11の第2の面11B上に、バーコーター等の塗布装置によって、第1のハードコート層用組成物を塗布して、第1のハードコート層用組成物の塗膜を形成する。
第1のハードコート層用組成物は、第1のハードコート層15を形成するための重合性化合物を含んでいる。第1のハードコート層用組成物は、その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤、防汚剤、無機粒子、レベリング剤、溶剤、重合開始剤を含んでいてもよい。
上記溶媒としては、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、ジアセトンアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ヘプタノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジアセトンアルコール)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、蟻酸メチル、PGMEA)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン)、エーテルアルコール(例、1−メトキシ−2−プロパノール)、カーボネート(炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル)、等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。なかでも、上記溶媒としては、ウレタン(メタ)アクリレート等の成分、並びに、他の添加剤を溶解或いは分散させ、第1のハードコート層用組成物を好適に塗工できる点で、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンが好ましい。
重合開始剤は、電離放射線照射より分解されて、ラジカルを発生して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。
第2のハードコート層用組成物は、第2のハードコート層16を形成するための重合性化合物を含んでいる。第2のハードコート層用組成物は、その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、溶剤、重合開始剤を含んでいてもよい。第2のハードコート層用組成物は、第1のハードコート層用組成物と同様に、総固形分が25〜55%であることが好ましい。溶剤および重合開始剤は、第1のハードコート層用組成物で説明した溶剤および重合開始剤と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
樹脂層がウレタン系樹脂からなる場合には、例えば、樹脂層用組成物は、上記ウレタン樹脂の欄で説明した電離放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物を用いることができる。
光学フィルム10は、折り畳み可能な画像表示装置に組み込んで使用することが可能である。図6は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。図6に示されるように、画像表示装置40は、観察者側に向けて、主に、電池等が収納された筐体41、保護フィルム42、表示パネル43、円偏光板44、タッチセンサ45、および光学フィルム10がこの順で積層されている。表示パネル43と円偏光板44との間、円偏光板44とタッチセンサ45との間、タッチセンサ45と光学フィルム10との間には、光透過性を有する粘着層46が配置されており、これら部材は粘着層46によって互いに固定されている。なお、粘着層46は、表示パネル43と円偏光板44との間、円偏光板44とタッチセンサ45との間、タッチセンサ45と光学フィルム10との間に配置されているが、粘着層の配置箇所は、光学フィルムと表示パネルとの間であれば、特に限定されない。
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1)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(製品名「M403」、東亜合成株式会社製):25質量部
・ジペンタエリスリトールEO変性ヘキサアクリレート(製品名「A−DPH−6E」、新中村化学工業株式会社製):25質量部
・異形シリカ粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成株式会社製):50質量部(固形分100%換算値)
・光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacure(登録商標)184」、BASFジャパン社製):4質量部
・フッ素系レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製):0.2質量部(固形分100%換算値)
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
・ウレタンアクリレート(製品名「UX5000」、日本化薬株式会社製):25質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(製品名「M403」、東亜合成株式会社製):50質量部
・多官能アクリレートポリマー(製品名「アクリット8KX−014」、大成ファインケミカル株式会社製):25質量部(固形分100%換算値)
・防汚剤(製品名「BYKUV3500」、ビックケミー社製):1.5質量部(固形分100%換算値)
・光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacure(登録商標)184」、BASFジャパン社製):4質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、樹脂層用組成物を得た。
(樹脂層用組成物1)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):85質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社製):5質量部
・トリペンタエリスリトールアクリレート、モノおよびジペンタエリスリトールアクリレート、ならびにポリメンタエリスリトールアクリレートの混合物(製品名「ビスコート#802」、大阪有機化学工業社製):10質量部
・重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacure(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):85質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社製):15質量部
・重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacure(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
樹脂基材として、縦200mm×横200mmの大きさおよび厚み50μmのポリイミド基材(製品名「ネオプリム」、三菱ガス化学株式会社製)を準備し、ポリイミド基材の一方の面である第2の面に、バーコーターでハードコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。なお、上記ネオプリム(登録商標)は、ポリイミドフィルムとして市販されているものであった。その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を半硬化(ハーフキュア)させた。次いで、半硬化させたハードコート層用組成物1の塗膜の表面に、バーコーターでハードコート層用組成物2を塗布し、塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を完全硬化(フルキュア)させた。これにより、ポリイミド基材上に、膜厚が10μmの第1のハードコート層と、第1のハードコート層上に積層された膜厚が5μmの第2のハードコート層とからなるハードコート層を形成した。そして、ポリイミド基材における第2の面とは反対側の第1の面に、縦200mm×横95mmの大きさおよび厚み400μmのガラス板からなる2枚の強化部を強化部間の隙間が2.5mmとなるように膜厚25μmの接着層(製品名「8146−1」、3Mジャパン株式会社製)を介して平面状に配置した。その後、ガラス板の上からバーコーターで樹脂層用組成物1を塗布して、塗膜を形成した。そして、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が1200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させて、膜厚500μmのウレタン系樹脂からなる樹脂層を形成して、光学フィルムを得た。
実施例2においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横95mmの大きさおよび厚み400μmのアクリル系樹脂板からなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
実施例3においては、樹脂層用組成物1の代わりに、樹脂層用組成物2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
実施例4においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横95mmの大きさおよび厚み400μmの透明ポリビニル系シートからなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
実施例5においては、縦200mm×横95mmの大きさおよび厚み400μmのガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横95mmの大きさおよび厚み200μmの大きさのガラス板からなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
樹脂基材として、縦200mm×横200mmの大きさおよび厚み50μmのポリイミド基材(製品名「ネオプリム」、三菱ガス化学株式会社製)を準備し、ポリイミド基材の一方の面である第1の面に、バーコーターでハードコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を半硬化(ハーフキュア)させた。次いで、半硬化させたハードコート層用組成物1の塗膜の表面に、バーコーターでハードコート層用組成物2を塗布し、塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を完全硬化(フルキュア)させた。これにより、ポリイミド基材上に、膜厚が10μmの第1のハードコート層と、第1のハードコート層上に積層された膜厚が5μmの第2のハードコート層とからなるハードコート層を形成した。その後、ポリイミド基材における第1の面とは反対側の第2の面にバーコーターで樹脂層用組成物1を塗布して、塗膜を形成した。そして、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン株式会社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が1200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させて、膜厚500μmのウレタン系樹脂からなる樹脂層を形成して、光学フィルムを得た。
比較例2においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横95mm×厚み40μmのトリアセチルセルロースフィルム(製品名「TD40UL」、富士フイルム株式会社製)からなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
比較例3においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横200mmの大きさおよび厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「A4300」、東洋紡株式会社製)からなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
比較例4においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横200mmの大きさおよび厚み400μmの大きさのガラス板からなる1枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
比較例5においては、ガラス板からなる2枚の強化部の代わりに、縦200mm×横200mmの大きさおよび厚み100μmの透明粘着層シート(製品名「8146」、3Mジャパン株式会社製)を2枚重ねて200μmとしたシートからなる2枚の強化部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
実施例1〜5および比較例2〜5に係る光学フィルムの2枚の強化部のマルテンス硬さをそれぞれ測定した。強化部のマルテンス硬さは、Bruker社製のTI950 TriboIndenterを用いて、測定した。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以上100nm以下の切片を切り出した。切片の作製には、ライカ マイクロシステムズ株式会社のウルトラミクロトーム EM UC7を用いた。そして、この穴等がない均一な切片が切り出された残りのブロックを測定サンプルとした。次いで、このような測定サンプルにおける上記切片が切り出されることによって得られた断面において、圧子としてバーコビッチ圧子(三角錐、Bruker社製のTI−0039)を用いて、以下の測定条件で、強化部の断面中央から500nm押し込んだ。ここで、バーコビッチ圧子は、強化部の側縁の影響を避けるために、強化部の両側端からそれぞれ強化部の中央側に500nm以上離れた部分に押し込んだ。その後、一定時間保持して残留応力の緩和を行った後、除荷し、緩和後の最大荷重を計測し、該最大荷重Pmax(μN)と深さ500nmのくぼみ面積A(nm2)とを用い、Pmax/Aによりマルテンス硬さを算出した。マルテンス硬さは、10箇所測定して得られた値の算術平均値とした。なお、後に示す表1においては、2枚の強化部のうち一方の強化部を第1の強化部とし、他方の強化部を第2の強化部とした。なお、測定値の中に算術平均値から±20%以上外れるものが含まれている場合は、その測定値を除外し再測定を行うものとした。測定値の中に算術平均値から±20%以上外れているものが存在するか否かは、測定値をAとし、算術平均値をBとしたとき、(A−B)/B×100によって求められる値(%)が±20%以上であるかによって判断した。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:25℃
・相対湿度:50%
実施例および比較例に係る光学フィルムを30mm×100mmの大きさに切り出して、この切り出した光学フィルムを耐久試験機(製品名「U字伸縮試験機DLDMLH−FS」、ユアサシステム機器株式会社製、IEC62715−6−1準拠)に、光学フィルムの短辺(30mm)側を固定部でそれぞれ固定し、図3(C)に示したように対向する2つの辺部の最小の間隔φが30mmとなるようにして取り付け、以下の条件で光学フィルムのハードコート層側の面を180°折り畳む連続折り畳み試験(ハードコート層が内側となり、樹脂層が外側となるように折り畳む試験)を10万回行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べた。また、実施例および比較例に係る新しい光学フィルムを、上記の耐久試験機に、上記と同様に取り付け、以下の条件で光学フィルムのポリイミド基材側の面を180°折り畳む連続折り畳み試験(ハードコート層が外側となり、ポリイミド基材が内側となるように折り畳む試験)を10万回行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べた。連続折り畳み試験の結果を、以下の基準で評価した。連続折り畳み試験は、温度23℃、相対湿度50%の環境下で行われた。評価基準は、以下の通りとした。なお、実施例1〜5および比較例2、3、5に係る光学フィルムにおいては、強化部間の隙間である屈曲領域で折り畳まれるように調節された。
(折り畳み条件)
・往復速度:90rpm(回毎分)
・試験ストローク:70mm
・屈曲角度:180°
(評価基準)
○:いずれの連続折り畳み試験においても、屈曲部に割れ又は破断が生じていなかった。
×:いずれかの連続折り畳み試験において、屈曲部に割れ又は破断が生じていた。
厚さ0.7mmのソーダガラスの表面に、ソーダガラス側が樹脂層側となるように実施例および比較例に係る50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルムを直接置き、高さ30cmの位置から重さ100g、直径30mmの鉄球を光学フィルムのハードコート層の表面に落下させる耐衝撃性試験Aを各3回行った。また、厚さ0.7mmのソーダガラス上に、ソーダガラス側がポリイミド基材側または樹脂層側となるように実施例および比較例に係る50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルムを、厚み200μmの粘着シート(製品名「高透明性両面テープ 8146−2」、3Mジャパン株式会社製)を介して置き、高さ30cmの位置から重さ100g、直径30mmの鉄球を光学フィルムのハードコート層の表面に落下させる耐衝撃性試験Bを各3回行った。なお、耐衝撃性試験A、Bにおいて、鉄球を落下させる位置はその都度変えるものとした。ただし、実施例1〜5および比較例2〜5に係る光学フィルムにおいては、強化部に対応する領域内に鉄球を落下させるものとした。そして、耐衝撃性試験A後の光学フィルムにおいて、目視によってハードコート層の表面に凹みが生じているかを評価するとともに、ソーダガラスに割れが生じているか評価した。また、耐衝撃性試験B後の光学フィルムにおいて、目視によってハードコート層の表面に凹みが生じているかを評価した。評価結果は、以下の通りとした。
(ハードコート層の表面の凹み評価)
◎:ハードコート層を正面および斜めから観察した場合の両方において、ハードコート層の表面に凹みが確認されなかった。
○:ハードコート層を正面および斜めから観察した場合のいずれかにおいて、ハードコート層の表面に凹みが確認されたが、実使用上問題のないレベルであった。
△:ハードコート層を正面から観察した場合にはハードコート層の表面に凹みが観察されなかったが、斜め観察した場合にはハードコート層の表面に凹みが確認された。
×:ハードコート層を正面および斜めから観察した場合の両方において、ハードコート層の表面に明らかな凹みが観察された。
(ソーダガラスの割れ評価)
◎:ソーダガラスが割れなかった。
○:ソーダガラスに傷が入ったが割れなかった。
△:1〜2回ソーダガラスに割れが生じた。
×:3回ともソーダガラスに割れが生じた。
実施例および比較例に係る光学フィルムの表面(ハードコート層の表面)における鉛筆硬度を、JIS K5600−5−4:1999に基づいてそれぞれ測定した。なお、鉛筆硬度試験は、ハードコート層が上側となるように50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルムをガラス板上に配置し、折れやシワがないようニチバン株式会社製のセロテープ(登録商標)で固定し、光学フィルムの表面に対し鉛筆硬度試験機(製品名「鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(電動式)」、株式会社東洋精機製作所製)を用いて、鉛筆(製品名「ユニ」、三菱鉛筆株式会社製)に750gの荷重を加えながら鉛筆を1mm/秒の移動速度で移動させることにより行った。鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムの表面に傷が付かなかった最も高い硬度とする。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数本用いて行うが、鉛筆1本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上蛍光灯下で光学フィルムの表面を透過観察した際に光学フィルムの表面に傷が視認されなかった場合には、この硬度の鉛筆においては光学フィルムの表面に傷が付かなかったと判断する。また、強化部を備えた光学フィルムにおける鉛筆硬度試験は、強化部が存在する領域で行った。
実施例に係る光学フィルムの樹脂層の剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´、および剪断損失正接tanδを測定した。具体的には、まず、実施例に係る10mm×5mmの大きさに切り出した光学フィルムを2枚準備し、動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、株式会社ユービーエム製)のオプションである固体剪断用治具に取り付けた。具体的には、固体剪断用治具は、厚さ1mmの1枚の金属製の固体剪断板と、この固体剪断板の両側に配置された2つのL型金具を備えており、固体剪断板と一方のL型金具との間で一方の光学フィルムを挟み、かつ固体剪断板と他方のL型金具で他方の光学フィルムを挟んだ。この場合、樹脂層が固体剪断板側となり、ハードコート層がL型金具側となるように光学フィルムを挟んだ。そして、動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、株式会社ユービーエム製)に、上部チャックおよび下部チャックからなる引張り試験用チャックを取り付けた後、上部チャックと下部チャックの間に固体剪断用治具をチャック間距離20mmで取り付けた。そして、設定温度を25℃とし2℃/minで昇温させた。この状態で、固体剪断板を固定しながら2つのL型金具に歪み量1%かつ周波数500Hz以上1000Hz以下の範囲の縦振動を与えながら、25℃で固体の動的粘弾性測定を行い、樹脂層の剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tanδを測定した。ここで、樹脂層における500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tanδは、L型金具に周波数500Hz、750Hz、950Hzの縦振動をそれぞれ与えて、それぞれの周波数において樹脂層の剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tanδを測定し、これらの剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tanδの算術平均値を求め、さらに、この測定を3回繰り返し、それぞれ得られた3つの算術平均値をさらに算術平均した値とした。
実施例に係る光学フィルムの2枚の強化部および樹脂層の屈折率をそれぞれ測定し、樹脂層と一方の強化部との屈折率差の絶対値および樹脂層と他方の強化部との屈折率差の絶対値を求めた。強化部の屈折率は、強化部の欠片を切り出し等により10個取り出し、取り出した10個の欠片において、ベッケ法により強化部の屈折率をそれぞれ測定し、測定した強化部の屈折率の10個の平均値を強化部の屈折率とした。樹脂層の屈折率も、強化部の屈折率と同様に測定した。なお、後に示す表2においては、2枚の強化部のうち一方の強化部を第1の強化部とし、他方の強化部を第2の強化部とした。
実施例に係る光学フィルムの平面視したときに、強化部の形状が視認されるか否か目視により評価した。評価基準は、以下の通りとした。
○:強化部の形状が確認されなかった。
△:強化部の形状が若干確認されたが実使用上問題のないレベルであった。
×:強化部の形状が明確に確認された。
10A…表面
10B…裏面
11…樹脂基材
11A…第1の面
11B…第2の面
12…強化部
12A…隙間
13…樹脂層
14…ハードコート層
15…第1のハードコート層
16…第2のハードコート層
40…画像表示装置
43…表示パネル
46…粘着層
Claims (7)
- 折り畳み可能な光学フィルムであって、
樹脂基材と、
前記樹脂基材における第1の面側に平面状に配置された複数の強化部と、を備え、
前記強化部の厚みが、それぞれ150μm以上であり、
前記強化部のマルテンス硬さが、それぞれ30MPa以上である、光学フィルム。 - 前記樹脂基材の前記第1の面側に設けられた樹脂層をさらに備え、それぞれの前記強化部の少なくとも一部が前記樹脂層で覆われている、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記樹脂層と前記強化部との屈折率差の絶対値が、それぞれ0.02以下である、請求項2に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムの対向する辺部の間隔が30mmとなるように前記光学フィルムを180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れまたは破断が生じない、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記樹脂基材が、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、またはこれらの混合物からなる基材である、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 折り畳み可能な画像表示装置であって、
表示パネルと、
前記表示パネルよりも観察者側に配置された請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
を備える、画像表示装置。 - 前記表示パネルが、有機発光ダイオードパネルである、請求項6に記載の画像表示装置。
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