JP2006251043A - 光学機能フィルム、その製造方法、並びにそれを用いた偏光板及び画像表示装置 - Google Patents
光学機能フィルム、その製造方法、並びにそれを用いた偏光板及び画像表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 25℃80%RHにおける含水率が2.9質量%以下のセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有する光学機能フィルムにより解決される。
【選択図】 なし
Description
支持体を薄くすることの欠点のひとつにカールが大きくなること挙げられ、これを改良するために、例えば機能層の支持体を挟んだ他方の面にバックコート層を設けることが提案されている。(特許文献1)しかしながら増設層の膜厚分が厚くなることやコストアップ等の問題があること、また、物理的強度が劣化することの欠点は依然と残っており、改良が望まれていた。
しかし、これらの方法ではある添加量までは疎水化剤の添加により透湿度を低下できるが、さらに添加量を増やしても変化が頭打ちとなり、十分な改良効果を得られないという問題があった。
(2)セルロースアシレートフィルムの膜厚が10μm〜70μmであることを特徴とする前記(1)に記載の光学機能フィルム。
(3)膜厚が10μm〜70μmで、水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ、オクタノール−水分配係数(以下logP)の質量平均値が4以上12以下で分子量100以上2000以下である低分子化合物を少なくとも一つ、含有するセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有することを特徴とする光学機能フィルム。
(4)膜厚が10μm〜70μmで、25℃80%RHにおける含水率が2.9質量%以下で、水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ、オクタノール−水分配係数(以下logP)の質量平均値が4以上12以下で分子量100以上2000以下である低分子化合物を少なくとも一つ、含有するセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有することを特徴とする光学機能フィルム。
(5)該疎水化剤がリン酸エステル系化合物であり、該リン酸エステル系化合物をセルロースアシレートに対して5質量%以下含有するセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(6)セルロースアシレートの結晶化度が3000以上15000以下のセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(7)25℃90%RH環境下での透湿度が20g/m2・24hrs以上200g/m2・24hrs以下のセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(8)セルロースアシレートフィルムが厚み方向において、基層と少なくとも一層の表層とを有する多層構造からなり、該表層にのみ微粒子が含有されており、該セルロースアシレートフィルムの少なくとも一方の面に塗設層を有する光学機能フィルム。
(9)セルロースアシレートフィルムが水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ含有する(8)に記載の光学機能フィルム。
(10)該塗設層の少なくとも1層が平均粒径0.3μm〜0.02μmの無機微粒子を含有することを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(11)該無機微粒子含有層のうちの少なくとも1層の無機微粒子が導電性無機微粒子であることを特徴とする(10)に記載の光学機能フィルム。
(12)該塗設層の少なくとも1層にアルキレンオキシド類を付加した多官能アクリレート系化合物を硬化した組成物を含有することを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(13)該塗設層が光拡散層と該光拡散層より0.02以上屈折率が低い低屈折率層の少なくとも2層から構成され、該光拡散層が該低屈折率層より支持体に近い側に塗設されていることを特徴とする(1)〜(12)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(14)該光拡散層が透光性粒子を含有し、該粒子の平均粒径が該光拡散層の膜厚の20%〜100%であることを特徴とする(13)に記載の光学機能フィルム。
(15)該光拡散層の透光性樹脂の屈折率が1.45〜1.90であり、透光性樹脂と樹脂粒子の屈折率差が0〜0.40であることを特徴とする(13)または(14)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(16)透明支持体上のいずれかの層に下記一般式(a)で表されるオルガノシラン化合物及びその誘導体の少なくともいずれかを含有することを特徴とする(1)〜(15)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
一般式(a) (R10)s−Si(Z)4-s
一般式(a)中、R10は置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を表す。Zは水酸基または加水分解可能な基を表す。sは1〜3の整数を表す。
(17)該低屈折率層が中空シリカ微粒子を含有することを特徴とする(13)〜(16)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
(18)該低屈折率層が下記一般式(1)で表される含フッ素化合物の架橋または重合反応により形成されたことを特徴とする(13)〜(17)のいずれかに記載の光学機能フィルム。
一般式(1)
(19)透明支持体上のいずれかの層が、塗布液をダイコート法で塗布することによって形成されたことを特徴とする(1)〜(18)のいずれかに記載の光学機能フィルムの製造方法。
(20)前記(1)〜(18)のいずれかに記載の光学機能フィルムが偏光膜の2枚の保護フィルムの少なくとも一方に用いられていることを特徴とする偏光板。
(21)前記(1)〜(18)のいずれかに記載の光学機能フィルム、または(20)に記載の偏光板が画像表示面に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
(22)画像表示装置が、TN、STN、IPS、VA又はOCBモードの、透過型、反射型又は半透過型の液晶表示装置であることを特徴とする(21)に記載の画像表示装置。
また、本発明の光学機能フィルムを用いることにより、カールが少なく耐久性に優れた偏光板及びその偏光板を用いた画像表示装置を得ることができる。
本発明で使用されるセルロースアシレートのアシル基は特に制限は無いがアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基を用いることが好ましく、特にアセチル基が好ましい。全アシル基の置換度は2.7〜3.0が好ましく、2.8〜2.95がさらに好ましい。全アシル基がアセチル基であるセルロースアセテートを用いる場合にはアセチル置換度が2.7〜2.95が好ましく、2.8〜2.95がさらに好ましい。また、特開2001−356214号に記載されているアセチル置換度が2.50以上2.86以下や、2001−226495号に記載されているアセチル置換度が2.75以上2.86以下のセルロースアセテートも好ましく使用することができる。アセチル置換度が低すぎると、流延時の搬送テンションによって後述するフィルムのリターデーション値が所望の値より大きくなり易く、面内ばらつきも発生しやすくなる問題がある。また、6位のアシル基の置換度は0.9以上が好ましく用いられる。0.9以下の置換度の場合、リターデーション値のばらつき(フィルム面内及びフィルム厚み)が発生しやすい。なお、本特許におけるアシル基の置換度はASTM D817に従って算出した値を採用する。
本発明では、酢化度が59.0〜61.9%の範囲にあるセルロースアセテートを使用することが好ましい。
酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算に従う。
セルロースアシレートの粘度平均重合度(DP)は、250以上であることが好ましく、290以上であることがさらに好ましい。
また、本発明に使用するセルロースアシレートは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値は、1.0〜1.7の範囲にあることが好ましく、1.3〜1.65の範囲にあることがさらに好ましく、1.4〜1.6の範囲にあることが最も好ましい。
本発明のセルロースアセテートとして、特開平11−5851号公報の段落番号[0043]〜[0044]に記載されている[合成例1]、段落番号[0048]〜[0049]に記載されている[合成例2]、そして段落番号[0051]〜[0052]に記載されている[合成例3]の合成方法により得られたセルロースアセテートを用いることができる。
疎水化剤としてはできるだけ疎水性の高い化合物が、セルロースアシレートに対する可塑化効果が小さく(弾性率を低下させることなく)かつ含水率低下効果が大きいため好ましい。しかし、疎水性が高すぎると逆にセルロースアシレートとの相溶性が悪すぎて、ブリードアウト等の問題が生じる。従って、水素結合性水素供与性基を少なくとも一つ有する疎水性化合物が、前記低可塑性及び含水率低下効果と、ブリードアウト防止のトレードオフの関係においてに有利であり好ましい。
水素結合性水素供与性基とは、水素原子を有し、該水素原子と他の電気陰度性度の高い官能基との間で水素結合を形成できる官能基であり、本発明における水素結合性水素供与性基としてはアミノ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基が好ましく、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基等の官能基が特に好ましい。
上記リン酸エステル系化合物としては、トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレジルホスフェート(TCP)、ビフェニルジフェニルホスフェート等が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)等の化合物が挙げられる。
一般式(I)
一般式(II)
R11、R12、R13、R14、R15、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、R33、R34ないしR35は水素原子または置換基を表す。
R1、R2、およびR3は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、芳香族環基または複素環基を表すが、芳香族環または複素環がより好ましい。R1、R2、R3がそれぞれ表す芳香族環は、フェニルまたはナフチルであることが好ましく、フェニルであることが特に好ましい。R1、R2、R3は芳香環または複素環に置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルケニルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アルキル置換スルファモイル基、アルケニル置換スルファモイル基、アリール置換スルファモイル基、スルオンアミド基、カルバモイル基、アルキル置換カルバモイル基、アルケニル置換カルバモイル基、アリール置換カルバモイル基、アミド基、アルキルチオ基、アルケニルチオ基、アリールチオ基およびアシル基があげられる。
Xは、置換又は未置換のアミノ基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシル基であり、より好ましくはアミノ基、ヒドロキシ基であり、特に好ましくはヒドロキシ基である。
これらの置換基は更に置換基Tで置換されてもよい。また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよい。
本発明に用いられる紫外線吸収剤としては、例えば、オキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることが出来るが、着色の少ないベンゾトリアゾール系化合物が好ましい。また、特開平10−182621号、特開平8−337574号記載の紫外線吸収剤、特開平6−148430号記載の高分子紫外線吸収剤も好ましく用いられる。本発明のセルロースアシレートフィルムを偏光板の保護フィルムとして用いる場合、紫外線吸収剤としては、偏光子や液晶の劣化防止の観点から、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れており、且つ、液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。
質量平均logP=[Σ(Mi×Pi)]/ΣMi
式中、Miはi番目の低分子化合物の全低分子化合物添加量に対する質量、Piはi番目の低分子化合物のlogP値である。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、ソルベントキャスト法により製造することができる。ソルベントキャスト法では、セルロースアシレートを有機溶媒に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造する。
有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエーテル、炭素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12のエステルおよび炭素原子数が1〜6のハロゲン化炭化水素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよい。
二種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エトキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよび2−ブトキシエタノールが含まれる。
ハロゲン化炭化水素の炭素原子数は、1または2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。ハロゲン化炭化水素のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲン化炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている割合は、25〜75モル%であることが好ましく、30〜70モル%であることがより好ましく、35〜65モル%であることがさらに好ましい。メチレンクロリドが、代表的なハロゲン化炭化水素である。
二種類以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。
ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成する。流延前のドープは、固形分量が18〜35%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。
微粒子は、フィルム中に均一に存在しても良いが、好ましくは表層にのみ存在するほうが透明性を損なわない点で好ましい。表層に多く存在させるには微粒子を含むドープと含まないドープを共流延させるか、または逐次流延する方法が挙げられる。
微粒子の種類としては、無機化合物が好ましく、無機化合物の例としては、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫等の微粒子が挙げられる。この中では、珪素原子を含有する化合物であることが好ましく、フィルムのヘイズ(もや、霞み)を小さくすることができる二酸化珪素微粒子が特に好ましい。
二酸化珪素微粒子としては、例えばアエロジル株式会社製のAEROSIL−200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812,R805、OX50、TT600などがあげられる。
微粒子の添加量は、フィルム中に対して、分散した状態で平均粒径100〜500nmの微粒子が0.15〜1.20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.20〜0.70質量%、さらに好ましくは0.20〜0.30質量%である。
本発明に係るセルロースアシレートフィルムの膜厚は10μm以上80μm以下が好ましく、10μm以上70μm以下がさらに好ましく、20μm以上60μm以下が最も好ましい。これより膜厚が薄いとハンドリングにおいてフィルム切断や皺などの故障が起こりやすい。これより厚いと液晶ディスプレイに貼った場合の薄手化が不十分である。
セルロースアシレートフィルムの弾性率は結晶化度を高くすることにより大きくすることが可能である。逆にセルロースと相溶性の高い化合物を添加すると弾性率は小さくなる。セルロースアシレートフィルムの弾性率は引っ張り試験により求めることができる。
具体的にはサンプルを25℃60%RHの環境下で24hr調湿し、JIS K7127に記載の方法に従って弾性率を測定する。引っ張り試験機は(株)エー・アンド・デイ製テンシロンなどを用いることができる。
本発明のセルロースアシレートフィルムは、幅方向又は長手方向のいずれかの方向における25℃60%RHの弾性率が、400kgf/mm2以上となる。より好ましくは、450kgf/mm2以上600Kgf/mm2以下である。600Kgf/mm2以上となると、フィルムの加工適性が損なわれる。
フィルムの結晶化度は様々な方法により増大させうるが、残留溶剤量の高い状態で高温で処理すると効果的に結晶化を進行させられる。したがって、セルロースアシレートフィルムの製造においては、フィルムをバンドあるいはドラム上から剥ぎ取った直後に高温で乾燥させることが好ましい。乾燥温度は80℃以上200℃以下が好ましく、100℃以上180℃以下がさらに好ましく、120℃以上160℃以下が最も好ましい。
結晶化増大に効果的な残留溶剤量は溶剤種の組み合わせにより異なる。例えば、メチレンクロライド/メタノール混合溶剤系の場合、セルロースアシレートフィルムに対する該混合溶媒の質量比は1%以上70%以下が好ましく、5%以上60%以下がさらに好ましく、10%以上50%以下が最も好ましい。また、メチレンクロライド/メタノール/n−ブタノール混合溶剤系では20%以上90%以下が好ましく、30%以上80%以下がさらに好ましく、30%以上70%以下が最も好ましい。
本発明で定義する結晶化度はX線回折測定で検出された回折ピーク強度からブラッグ角2θ=14°の回折強度を引いた値の和である。
本発明のアシレートフィルムの結晶化度は3000以上15000以下が好ましく、4000以上12000以下がさらに好ましく、5000以上9000以下が最も好ましい。結晶度が高過ぎるとフィルムが脆くなったり、ヘイズが大きくなってしまう。
セルロースアシレートフィルムの含水率は一定温湿度における平衡含水率を測定することにより評価することができる。平衡含水率は前記温湿度に24時間放置した後、平衡に達した試料の水分量をカールフィッシャー法で測定し、水分量(g)を試料質量(g)で除して算出したものである。
本発明のセルロースアシレートフィルムの25℃80%RHにおける含水率は2.9質量%以下であることが好ましく、2.6質量%以下であることがさらに好ましく、2.3質量%以下であることが最も好ましい。含水率が2.9質量%を超えると偏光板の保護フィルムとして用いたときに偏光度の著しい低下を引き起こす。
透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に則り、各試料の透湿度を測定し、面積1m2あたり24時間で蒸発する水分量(g)として算出する。透湿度は偏光板の耐久性と密接に関係したフィルム物性であり、透湿度を下げることにより偏光板耐久性を向上させることができる。本発明に係るセルロースアシレートフィルムでは、25℃90%RH環境下での透湿度が20g/m2・24hrs以上200g/m2・24hrs以下であることが好ましい。より好ましくは、40g/m2・24hrs以上180g/m2・24hrs以下であり、特に好ましくは60g/m2・24hrs以上160g/m2・24hrs以下である。透湿度が20g/m2・24hrs以下となると、偏光板作製時の乾燥が不十分となり偏光板耐久性が悪化する。また、200g/m2・24hrs以上では外界からの水の浸入が多いため偏光板耐久性が悪化する。
さらに、透湿度は製膜時に搬送方向及び/あるいは幅方向に延伸し、セルロースアシレートの分子鎖の配向を密にすることによっても低下させることが可能である。延伸は一軸延伸、二軸延伸のどちらでも可能である。
幅方向に延伸する方法は、例えば、特開昭62−115035号、特開平4−152125号、同4−284211号、同4−298310号、同11−48271号などの各公報に記載されている。フィルムの延伸倍率(元の長さに対する延伸による増加分の比率)は、1〜50%の範囲にあることが好ましく、5〜40%の範囲にあることがさらに好ましく、10〜35%の範囲にあることが最も好ましい。
吸湿膨張係数は、一定温度下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化量を示す。
偏光板耐久試験における額縁状の透過率上昇を防止するために、セルロースアシレートフィルムの吸湿膨張係数は、30×10-5/%RH以下とすることが好ましく、15×10-5/%RH以下とすることが更に好ましく、10×10-5/%RH以下とすることが最も好ましい。また、吸湿膨張係数は小さい方が好ましいが、通常は、1.0×10-5/%RH以上の値である。
吸湿膨張係数の測定方法について以下に示す。セルロースアシレートフィルムから幅5mm、長さ20mmの試料を切り出し、片方の端を固定して25℃、20%RH(R0)の雰囲気下にぶら下げる。他方の端に0.5gの重りをぶら下げて、10分間放置し長さ(L0 )を測定する。次に、温度は25℃のまま、湿度を80%RH(R1 )にして、長さ(L1 )を測定する。吸湿膨張係数は下式により算出する。測定は同一試料につき
10サンプル行い、平均値を採用する。
吸湿膨張係数[/%RH]={(L1−L0)/L0}/(R1−R0)
残留溶剤を減らすための一般的手法は、高温かつ長時間で乾燥することであるが、長時間化は生産性が落ちる欠点をもつ。従ってセルロースアシレートフィルムに対する残留溶剤の量は、0.01〜1質量%の範囲にあることが好ましく、0.02〜0.07質量%の範囲にあることがさらに好ましく、0.03〜0.05質量%の範囲にあることが最も好ましい。
上記残留溶剤量を制御することにより、光学補償能を有する偏光板を安価に高い生産性で製造することができる。
残留溶剤量は、一定量の試料をクロロフォルムに溶解し、ガスクロマトグラフ(GC18A、島津製作所(株)製)を用いて測定する。
これらの疎水基を有する化合物の添加量は、調整する溶液(ドープ)に対して0.01〜30質量%の範囲にあることが好ましく、0.1〜20質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
フィルムのReレターデーション値およびRthレターデーション値は、それぞれ、下記式(I)および(II)で定義される。
(I) Re=(nx−ny)×d
(II) Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
式(I)および(II)において、nxは、フィルム面内の遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率である。
式(I)および(II)において、nyは、フィルム面内の進相軸方向(屈折率が最小となる方向)の屈折率である。
式(II)において、nzは、フィルムの厚み方向の屈折率である。式(I)および(II)において、dは、単位をnmとするフィルムの厚さである。
本発明に係るセルロースアシレートフィルムを位相差フィルムとして用いる場合、セルロースアシレートフィルムの好ましい光学特性は液晶モードによって異なる。
OCBモード用としてはReは10〜100のものが好ましく、20〜70のものがさらに好ましい。Rthは50〜300のものが好ましく100〜250のものがさらに好ましい。
VAモード用としてはReは20〜100のものが好ましく、30〜70のものがさらに好ましい。Rthは50〜250のものが好ましく80〜180のものがさらに好ましい。
また、TN用としてはReは0〜50のものが好ましく、2〜30のものがさらに好ましい。Rthは10〜200のものが好ましく30〜150のものがさらに好ましい。
OCB用モード及びTN用モードでは前記レターデーション値を有するセルロースアシレートフィルム上に光学異方性層を塗布して光学補償フィルムとして使用できる。
本発明に係るセルロースアシレートの光弾性係数は60×10-8cm2/N以下が好ましく、20×10-8cm2/Nがさらに好ましい。光弾性係数はエリプソメーターにより求めることができる。
本発明に係るセルロースアシレートのガラス転移温度は120℃以上が好ましく、更に140℃以上が好ましい。ガラス転移温度は、示差走査型熱量計(DSC)を用いて昇温速度10℃/分で測定したときにフィルムのガラス転移に由来するベースラインが変化しはじめる温度と再びベースラインに戻る温度との平均値として求めたものである。
セルロースアシレートフィルムは、表面処理を施すことが好ましい。具体的方法としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理または紫外線照射処理が挙げられる。また、特開平7−333433号公報に記載のように、下塗り層を設けることも好ましい。
セルロースアシレートフィルムを偏光板の透明保護フィルムとして使用する場合、偏光子との接着性の観点から、酸処理またはアルカリ処理、すなわちセルロースアシレートに対するケン化処理を実施することが特に好ましい。
具体的には、表面エネルギーが既知である2種の溶液をセルロースアシレートフィルムに滴下し、液滴の表面とフィルム表面との交点において、液滴に引いた接線とフィルム表面のなす角で、液滴を含む方の角を接触角と定義し、計算によりフィルムの表面エネルギーを算出できる。
本発明の光学機能フィルムについては以下のような公知の層構成を使用することができる。
たとえば、代表的な例としては
透明支持体/光拡散層
透明支持体/光拡散層/低屈折率層
透明支持体/ハードコート層/低屈折率層
透明支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
がある。
透明支持体と表面層の間に設けても良い層として、光拡散層、帯電防止層(ディスプレイ側からの表面抵抗値を下げる等の要求がある場合、表面等へのゴミつきが問題となる場合)、ハードコート層(防眩層だけで硬度が不足する場合)、低屈折率層、防湿層、密着改良層、虹ムラ(干渉ムラ)防止層等が挙げられる。また、低屈折率層の上にスベリ剤等を含む防汚層を設置しても良い。透明支持体の上に光拡散層を用い光拡散層だけで硬度が不足する場合、透明支持体と光拡散層との間にハードコート層を儲けても良い。
帯電防止層は透明支持体に接することが好ましいが、それ以外の位置に儲けることもできる。
防眩層の上に低屈折率層を光の波長の1/4前後の膜厚で形成することで、薄膜干渉の原理により表面反射を低減することができる。
ここで、図1は、本発明の光学機能フィルムの好ましい1実施形態を模式的に示す断面図である。図1に示す本実施形態の光学機能フィルム1は、透明支持体2と、透明支持体2上に形成された光拡散層3と、そして光拡散層3上に形成された低屈折率層4とからなる。この他、表面への汚れの付着を防止するための層などがある。光拡散層3は、透光性樹脂と透光性樹脂中に分散された透光性微粒子5とからなる。
本発明における反射防止層を有する光学機能フィルムを構成する各層の屈折率は以下の関係を満たすことが好ましい。
光拡散層の屈折率>透明支持体の屈折率>低屈折率層の屈折率
防眩性、光拡散性を有する光拡散層は、好ましくは防眩性、光拡散性、ハードコート性と高屈折率性を兼ね備えており、本実施形態においては、1層で形成されたものを例示しているが、複数層、例えば2層〜4層で構成されていてもよい。また、本実施形態のように透明支持体上に直接設けてもよいが、帯電防止層や防湿層等の他の層を介して設けてもよい。
本発明の光学機能フィルムにおける塗設層の総膜厚は、カールを低減するために、10μm以下であることが必要である。好ましくは8μm以下であり、より好ましくは6μm以下である。
光拡散層は、表面散乱による防眩性と、好ましくはフィルムの耐擦傷性を向上するためのハードコート性をフィルムに寄与することと、必要によって層内部の散乱効果を利用する目的で形成される。また、低屈折率層に対して相対的に屈折率が高いことが好ましく、低屈折率層より0.02以上、好ましくは0.03以上屈折率が高いことが反射防止性向上のために好ましい。光拡散層は、好ましくはハードコート性を付与することのできる透光性樹脂、光拡散性を付与するための透光性微粒子、および溶媒を必須成分として含有する。
光拡散層の膜厚は8μm以下が好ましく、2μm〜7μmがより好ましく、3μm〜6μmが最も好ましい。
透光性微粒子の平均粒径は、0.5μm〜8μmが好ましく、0.7μm〜6μmがより好ましく、1μm〜5μmがさらに好ましい。また、透光性微粒子の平均粒径は、光拡散層の膜厚の20%〜100%であることが好ましく、15%〜90%がより好ましく、20%〜80%がさらに好ましい。
平均粒径が0.5μm未満であると、光の散乱角度分布が広角にまで広がるため、ディスプレイの文字ボケを引き起こすため、好ましくない。一方、8μmを超えると、塗設面の防眩性が強くなりすぎ、素材コストの上昇等の問題も生じる。
前記透光性微粒子の具体例としては、例えばポリ((メタ)アクリレート)粒子、架橋ポリ((メタ)アクリレート)粒子、ポリスチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリ(アクリル−スチレン)粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。無機微粒子としては、シリカビーズ(屈折率1.44)、アルミナビーズ(屈折率1.63)等が挙げられ、沈降防止や屈折率低下のために中空無機ビーズも好ましい。
これらの中で、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリ((メタ)アクリレート)粒子、架橋ポリ(アクリル−スチレン)粒子が好ましく用いられ、これらの粒子の中から選ばれた各透光性微粒子の屈折率にあわせて透光性樹脂の屈折率を調整することにより、本発明の内部ヘイズ、表面ヘイズ、中心線平均粗さを達成することができる。具体的には、後述するような本発明の防眩層に好ましく用いられる3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを主成分とした透光性樹脂(硬化後の屈折率が1.50〜1.53)とアクリル含率50〜100質量パーセントである架橋ポリ(メタ)アクリレート重合体からなる透光性微粒子の組合せが好ましく、特に前記透光性樹脂と架橋ポリ(スチレン−アクリル)共重合体からなる透光性微粒子(屈折率が1.48〜1.54)との組合せが好ましい。
また、透光性微粒子の塗布量は、好ましくは10〜1000mg/m2、より好ましくは100〜700mg/m2である。
また、本発明においては、透光性樹脂と透光性微粒子との屈折率の差(透光性微粒子の屈折率−透光性樹脂の屈折率)は、絶対値として好ましくは0〜0.40であり、より好ましくは0〜0.3である。この差が0.40を超えると、フィルム文字ボケ、暗室コントラストの低下、表面の白濁等の問題が生じる。
ここで、前記透光性樹脂の屈折率は、アッベ屈折計で直接測定するか、分光反射スペクトルや分光エリプソメトリーで定量評価できる。
分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。
透光性樹脂は、飽和炭化水素鎖またはポリエーテル鎖を主鎖として有するバインダーポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素鎖を主鎖として有するバインダーポリマーであることがさらに好ましい。また、バインダーポリマーは架橋構造を有することが好ましい。
飽和炭化水素鎖を主鎖として有するバインダーポリマーとしては、エチレン性不飽和モノマーの重合体が好ましい。飽和炭化水素鎖を主鎖として有し、かつ架橋構造を有するバインダーポリマーとしては、二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの(共)重合体が好ましい。
バインダーポリマーを高屈折率にするには、このモノマーの構造中に芳香族環や、フッ素以外のハロゲン原子、硫黄原子、リン原子、及び窒素原子から選ばれた少なくとも1種の原子を含む高屈折率モノマーや、フルオレン骨格を分子内に有するモノマー等を選択することもできる。
従って、前記光拡散層は、上述のエチレン性不飽和モノマー等の透光性樹脂形成用のモノマー、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤、透光性微粒子および必要に応じて後述するような無機フィラーを含有する塗液を調製し、該塗液を透明支持体上に塗布後電離放射線または熱による重合反応により硬化させることにより形成することができる。
アセトフェノン類の例には、2,2−ジメトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、1−ヒドロキシ-ジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシ-ジメチル-p-イソプロピルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−4−メチルチオ−2−モルフォリノプロピオフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、が含まれる。
ベンゾイン類の例には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインベンゼンスルホン酸エステル、ベンゾイントルエンスルホン酸エステル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルおよびベンゾインイソプロピルエーテルが含まれる。
ベンゾフェノン類の例には、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノンおよびp−クロロベンゾフェノン、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、3,3’、4、4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどが含まれる。
ホスフィンオキシド類の例には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドが含まれる。
活性エステル類の例には1、2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、スルホン酸エステル類、環状活性エステル化合物などが含まれる。
オニウム塩類の例には、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩が挙げられる。
ボレート塩の例にはカチオン性色素とのイオンコンプレックス類が挙げられる。
活性ハロゲン類の例にはS-トリアジンやオキサチアゾール化合物が知られており、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロルメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロルメチル)-s-トリアジン、2-(p-スチリルフェニル)-4,6-ビス(トリクロルメチル)-s-トリアジン、2-(3-Br-4-ジ(エチル酢酸エステル)アミノ)フェニル)-4,6-ビス(トリクロルメチル)-s-トリアジン、2-トリハロメチル-5-(p-メトキシフェニル)-1,3,4-オキサジアゾールが含まれる。
無機錯体の例にはビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6−ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウムが挙げられる。
クマリン類の例には3−ケトクマリンが挙げられる。
これらの開始剤は単独でも混合して用いても良い。
「最新UV硬化技術」,(株)技術情報協会,1991年,p.159にも種々の例が記載されており本発明に有用である。
市販の光開裂型の光ラジカル重合開始剤としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製のイルガキュア(651,184,819、907、1870(CGI-403/Irg184=7/3混合開始剤、500,369,1173,2959,4265,4263など)、OXE01)等、日本化薬(株)製のKAYACURE(DETX-S,BP-100,BDMK,CTX,BMS,2-EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC,MCAなど)、サートマー社製のEsacure(KIP100F,KB1,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP150,TZT)等が好ましい例として挙げられる。
光重合開始剤は、多官能モノマー100質量部に対して、0.1〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは1〜10質量部の範囲である。
光重合開始剤に加えて、光増感剤を用いてもよい。光増感剤の具体例として、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、ミヒラーケトンおよびチオキサントン、などを挙げることができる。
更にアジド化合物、チオ尿素化合物、メルカプト化合物などの助剤を1種以上組み合わせて用いてもよい。
市販の光増感剤としては、日本化薬(株)製のKAYACURE(DMBI,EPA)などが挙げられる。
熱ラジカル開始剤としては、有機あるいは無機過酸化物、有機アゾ及びジアゾ化合物等を用いることができる。
具体的には、有機過酸化物として過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキシド、ブチルヒドロぺルオキシド、無機過酸化物として、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等、アゾ化合物として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2'−アゾビス(プロピオニトリル)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)等、ジアゾ化合物としてジアゾアミノベンゼン、p−ニトロベンゼンジアゾニウム等が挙げられる。
従って、多官能エポシキシ化合物、光酸発生剤あるいは熱酸発生剤、透光性微粒子および無機フィラーを含有する塗液を調製し、該塗液を透明支持体上に塗布後電離放射線または熱による重合反応により硬化して光拡散層を形成することができる。
架橋性官能基の例には、イソシアナート基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、アルデヒド基、カルボニル基、ヒドラジン基、カルボキシル基、メチロール基および活性メチレン基が含まれる。ビニルスルホン酸、酸無水物、シアノアクリレート誘導体、メラミン、エーテル化メチロール、エステルおよびウレタン、テトラメトキシシランのような金属アルコキシドも、架橋構造を導入するためのモノマーとして利用できる。ブロックイソシアナート基のように、分解反応の結果として架橋性を示す官能基を用いてもよい。すなわち、本発明において架橋性官能基は、すぐには反応を示すものではなくとも、分解した結果反応性を示すものであってもよい。
これら架橋性官能基を有するバインダーポリマーは塗布後、加熱することによって架橋構造を形成することができる。
光拡散層に用いられる無機微粒子は表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
これらの無機微粒子を用いる場合、その添加量は、防眩層の全質量の10〜90%であることが好ましく、より好ましくは20〜80%であり、特に好ましくは30〜75%である。
なお、このような無機微粒子は、粒径が光の波長よりも十分小さいために散乱が生じず、バインダーポリマーに該微粒子が分散した分散体は光学的に均一な物質としての性質をもつ。
また、光拡散層にオルガノシラン化合物を用いることができる。オルガノシラン化合物の添加量は、含有層(添加層)の全固形分の0.001〜50質量%が好ましく、0.01〜20質量%がより好ましく、0.05〜10質量%が更に好ましく、0.1〜5質量%が特に好ましい。
光拡散層にはカールを低減するために、アルキレンオキシド類を付加した多官能アクリレート系化合物を含有することが好ましい。本発明で述べるアクリレート系化合物とは、アクリロイル基を有するアクリレートモノマーと、メタアクリロイル基を有するメタアクリレートモノマーを指す。
本発明に係るアルキレンオキシド類には、エチレンオキシド、プロピレンオキシト゛、これらより炭素数の大きいアルキレンオキシド、および変性アルキレンオキシド類を含む。本発明では、エチレンオキシドを「EO」、プロピレンオキシト゛を「PO」、炭素数がそれより大きいアルキレンオキシドを「AO」、また、カプロラクトンのような、カルボニル基等の官能基を含む「AO」と見ることもできるアルキレンオキシドを広義に「変性AO」と称する。さらに、EO、PO、AO、変性AOのくり返し数を「n」で表示する。
具体的に以下のモノマー類があげられるがこれらによって限定されるものではない。
A−2 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=1.5)
A−3 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=2)
A−4 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=6)
A−5 PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=1)
A−6 PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=2)
A−7 EO付加グリセリントリ(メタ)アクリレート(n=2)
A−8 PO付加グリセリントリ(メタ)アクリレート(n=2)
A−9 EO付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
A−10 PO付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
A−11 EO付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
A−12 PO付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
A−13 EO付加ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(n=1.5)
A−14 EO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
A−15 PO付加ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(n=1.5)
A−16 PO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
A−17 トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート
A−18 AO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
A−19 変性AO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
A−20 変性AO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=2)
前記具体例の中で、A−1、A−2、A−10、A−19が特に好ましい。
アルキレンオキシド類を付加した多官能アクリレート系化合物は塗布組成物中の透光性樹脂を形成するための全化合物に対して、3質量%〜80質量%用いるのが好ましく、5質量%〜60質量%がより好ましく、7質量%〜40質量%がさらに好ましい。透光性樹脂を形成するためのこの他の化合物類としては、前記エチレン性不飽和基を有するモノマー類や、光拡散層用塗布溶媒に溶解するポリマー類が挙げられる。
本発明の光拡散層は、特に塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状均一性を確保するために、フッ素系、シリコーン系の何れかの界面活性剤、あるいはその両者を光拡散層形成用の塗布組成物中に含有することが好ましい。特にフッ素系の界面活性剤は、より少ない添加量において、本発明の反射防止フィルムの塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状故障を改良する効果が現れるため、好ましく用いられる。
面状均一性を高めつつ、高速塗布適性を持たせることにより生産性を高めることが目的である。
R14は置換基を有しても良い炭素数4以上20以下の直鎖、分岐または環状のアルキル基を表す。R14のアルキル基の置換基としては、水酸基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、カルボキシル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基等があげられるがこの限りではない。炭素数4以上20以下の直鎖、分岐または環状のアルキル基としては、直鎖及び分岐してもよいブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、エイコサニル基等、また、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環シクロアルキル基及びビシクロヘプチル基、ビシクロデシル基、トリシクロウンデシル基、テトラシクロドデシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロデシル基、等の多環シクロアルキル基が好適に用いられる。
更に、本発明で用いられるフッ素系ポリマーの好ましい添加量は、塗布液に対して0.001〜5質量%の範囲であり、好ましくは0.005〜3質量%の範囲であり、更に好ましくは0.01〜1質量%の範囲である。フッ素系ポリマーの添加量が0.001質量%未満では効果が不十分であり、また5質量%より多くなると、塗膜の乾燥が十分に行われなくなったり、塗膜としての性能(例えば反射率、耐擦傷性)に悪影響を及ぼす。
またフッ素系ポリマー中に一般式ハで表されるフルオロ脂肪族基含有モノマーが2種類以上構成成分として含まれていても良い。
R24は置換基を有しても良い炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、ポリ(アルキレンオキシ)基を含むアルキル基、置換基を有していても良い芳香族基(例えば、フェニル基またはナフチル基)を表す。炭素数1〜12の直鎖、分岐、または環状のアルキル基、または総炭素数6〜18の芳香族が好ましい。
<ハードコート層>
本発明の光学機能フィルムには、物理強度を付与するためにハードコート層を設けることができる。特に、透明支持体と最外層の間に設けることが好ましい。
ハードコート層は、電離放射線硬化性化合物の架橋又は重合反応により形成されることが好ましい。電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましい。
光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
ハードコート層の強度は、JIS K5400に従う鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。また、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
さらには、防眩機能、光拡散機能、液晶表示装置の視野角拡大機能を付与する目的で前記光拡散層で例示した平均粒径0.5〜10μmの粒子を含有することもできる。
本発明の光学機能フィルムは表面に塵埃(埃など)が付着するのを防止するために帯電防止層を用いることが好ましい。防塵性は、表面の表面抵抗値を下げることで発現される。表面抵抗値は、1×1013Ω/□以下であることが好ましく、1×1012Ω/□以下であることがより好ましく、1×1010Ω/□以下であることが更に好ましい。
帯電防止層は、光拡散層と低屈折率層の間、または透明支持体と光拡散層の間に設けることが好ましく、特に後者の態様が好ましい。
帯電防止層は導電材(電子伝導型の導電性粒子、イオン伝導型の有機化合物など)を結着剤(バインダーなど)に含有させた塗布液を塗布して形成することが好ましい。特に、電子伝導型の導電材のほうが、環境の変化を受け難くので好ましい。
導電材の一次粒子の質量平均粒径は1〜200nmであることが好ましく、より好ましくは1〜100nmである。導電材の比表面積は、10〜400m2/gであることが好ましく、20〜200m2/gであることがさらに好ましい。
導電材は、サンドグラインダーミル(例、ピン付きビーズミル)、ダイノミル、高速インペラーミル、アイガーミル、ペッブルミル、ローラーミル、アトライターおよびコロイドミル、ペイントシェーカーなどのメディア型分散機を用いて分散することが好ましい。
導電材は、分散媒体中でなるべく微細化されていることが好ましく、分散後の平均粒径は1〜200nmが好ましい。
帯電防止層の形成は、4体積%以下の雰囲気で電離放射線硬化性化合物の架橋又は重合反応により形成することが好ましい。
帯電防止層の膜厚は用途により適切に設計することができ、透明性を優先して帯電防止層を形成する場合、膜厚は1μm以下であることが好ましく、より好ましくは500nm以下、更に好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下である。
また、帯電防止層がハードコート処理されハードコート層を兼ねる場合、1μm〜3μmが好ましく、より好ましくは1μm〜2μmである。
本発明の光学機能フィルムにおける低屈折率層の屈折率は、1.30〜1.55であり、好ましくは1.35〜1.45の範囲である。屈折率が1.30未満であると、反射防止性能は向上するが、膜の機械強度が低下し、1.55を超えると、反射防止性能が著しく悪化してしまう。
さらに、低屈折率層は下記数式(I)を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
数式(I)
(m/4)×0.7<n1×d1<(m/4)×1.3
式中、mは正の奇数であり、n1は低屈折率層の屈折率であり、そして、d1は低屈折率層の膜厚(nm)である。また、λは波長であり、500〜550nmの範囲の値である。
なお、前記数式(I)を満たすとは、前記波長の範囲において数式(I)を満たすm(正の奇数、通常1である)が存在することを意味している。
熱または電離放射線により架橋する含フッ素樹脂(以下、「架橋前の含フッ素樹脂」ともいう)の架橋からなる低屈折率層(態様1)を形成する素材について以下に説明する。
低屈折率層は、例えば含フッ素ポリマーを主成分とする硬化性組成物を塗布、乾燥、硬化して形成される硬化膜である。
<低屈折率層用含フッ素ポリマー>
前記含フッ素ポリマーは、硬化被膜にした場合の被膜の動摩擦係数が0.03〜0.20、水に対する接触角が90〜120°、純水の滑落角が70°以下であり、熱または電離放射線により架橋するポリマーであるのが、ロールフィルムをウェブ搬送しながら塗布、硬化する場合などにおいて生産性向上の点で好ましい。
また、本発明の光学機能フィルムを画像表示装置に装着した時、市販の接着テープとの剥離力が低いほどシールやメモを貼り付けた後に剥がれ易くなるので、剥離力は、500gf以下が好ましく、300gf以下がより好ましく、100gf以下が最も好ましい。また、微小硬度計で測定した表面硬度が高いほど、傷がつき難いので、該表面硬度が、0.3GPa以上が好ましく、0.5GPa以上がより好ましい。
これらの架橋反応性基含有重合単位はポリマーの全重合単位の5〜70mol%を占めていることが好ましく、特に好ましくは30〜60mol%を占めていることである。
好ましい例としては、*−(CH2)2−O−**, *−(CH2)2−NH−**, *−(CH2)4−O−**, *−(CH2)6−O−**, *−(CH2)2−O−(CH2)2−O−**, *−CONH−(CH2)3−O−**, *−CH2CH(OH)CH2−O−**, *−CH2CH2OCONH(CH2)3−O−**(* はポリマー主鎖側の連結部位を表し、**は(メタ)アクリロイル基側の連結部位を表す。)等が挙げられる。mは0または1を表わす。
一般式1中、Aは任意のビニルモノマーから導かれる繰返し単位を表わし、ヘキサフルオロプロピレンと共重合可能な単量体の構成成分であれば特に制限はなく、基材への密着性、ポリマーのTg(皮膜硬度に寄与する)、溶剤への溶解性、透明性、滑り性、防塵・防汚性等種々の観点から適宜選択することができ、目的に応じて単一あるいは複数のビニルモノマーによって構成されていても良い。
本発明に用いられる共重合体の特に好ましい形態として一般式2が挙げられる。
nは2≦n≦10の整数を表わし、2≦n≦6であることが好ましく、2≦n≦4であることが特に好ましい。
Bは任意のビニルモノマーから導かれる繰返し単位を単位を表わし、単一組成であっても複数の組成によって構成されていても良い。例としては、前記一般式1におけるAの例として説明したものが当てはまる。
x、y、z1およびz2はそれぞれの繰返し単位のmol%を表わし、x及びyは、それぞれ30≦x≦60、5≦y≦70を満たすのが好ましく、更に好ましくは、35≦x≦55、30≦y≦60の場合であり、特に好ましくは40≦x≦55、40≦y≦55の場合である。z1及びz2については、0≦z1≦65、0≦z2≦65を満たすのが好ましく、更に好ましくは0≦z1≦30、0≦z2≦10であることが好ましく、0≦z1≦10、0≦z2≦5であることが特に好ましい。ただし、x+y+z1+z2=100である。
一般式1又は2で表わされる共重合体は、例えば、ヘキサフルオロプロピレン成分とヒドロキシアルキルビニルエーテル成分とを含んでなる共重合体に前記のいずれかの手法により(メタ)アクリロイル基を導入することにより合成できる。この際用いられる再沈殿溶媒としては、イソプロパノール、ヘキサン、メタノール等が好ましい。
一般式1又は2で表わされる共重合体の好ましい具体例としては、特開2004−45462号公報の[0035]〜[0047]に記載されたものを挙げることができ、該公報に記載の方法により合成することができる。
<低屈折率層用無機微粒子>
低屈折率層として、無機もしくは有機の微粒子を用い、微粒子間または微粒子内のミクロボイドとして形成した層を用いることも好ましい。微粒子の平均粒径は、0.5〜200mmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましく、3〜70nmであることがさらに好ましく、5〜40nmの範囲であることが最も好ましい。微粒子の粒径は、なるべく均一(単分散)であることが好ましい。
また、乾燥・沈澱法で得られた粉体を、機械的に粉砕して分散物を得ることもできる。市販の多孔質無機微粒子(例えば、二酸化ケイ素ゾル)を用いてもよい。ミクロボイドを有する無機微粒子は、低屈折率層の形成のため、適当な媒体に分散した状態で使用することが好ましい。分散媒としては、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)およびケトン(例、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)が好ましい。
粒子間のミクロボイドは、微粒子を少なくとも2個以上積み重ねることにより形成することができる。
無機微粒子の平均粒径は、低屈折率層の厚みの30%以上100%以下が好ましく、より好ましくは35%以上80%以下、更に好ましくは40%以上60%以下である。
無機微粒子は、結晶質でも、アモルファスのいずれでも良く、また単分散粒子でも、所定の粒径を満たすならば凝集粒子でも構わない。形状は、球径が最も好ましいが、不定形であっても問題無い。
無機微粒子の平均粒径はコールターカウンターにより測定される。
(数式II)
x=(4πa3/3)/(4πb3/3)×100
好ましくは10〜60%、さらに好ましくは20〜60%、最も好ましくは30〜60%である。
無機微粒子の屈折率はアッベ屈折率計(アタゴ(株)製)にて測定を行い測定した。
小サイズ無機微粒子は、大サイズ無機微粒子同士の隙間に存在することができるため、大サイズ無機微粒子の保持剤として寄与することができる。
小サイズ無機微粒子の平均粒径は、低屈折率層が100nmの場合、1nm以上20nm以下が好ましく、5nm以上15nm以下が更に好ましく、10nm以上15nm以下が特に好ましい。このような無機微粒子を用いると、原料コストおよび保持剤効果の点で好ましい。
上述のように前記無機微粒子としては、平均粒径が上述のように低屈折率層の厚みの30〜100%であり、中空構造からなり、屈折率が上述のように1.17〜1.40であるものが特に好ましく用いられる。
前記カップリング剤は、低屈折率層の無機微粒子の表面処理剤として該層塗布液調製以前にあらかじめ表面処理を施すために用いられるが、該層塗布液調製時にさらに添加剤として添加して該層に含有させることが好ましい。
無機微粒子は、表面処理前に、媒体中に予め分散されていることが、表面処理の負荷軽減のために好ましい。
有機微粒子の合成に用いられるモノマーとしては、含フッ素ポリマーを合成するために用いるフッ素原子を含む。モノマーの例として、フルオロオレフィン類(例、フルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、アクリル酸またはメタクリル酸のフッ素化アルキルエステル類およびフッ素化ビニルエーテル類が挙げられる。フッ素原子を含むモノマーとフッ素原子を含まないモノマーとのコポリマーを用いてもよい。
フッ素原子を含まないモノマーの例としては、オレフィン類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類およびアクリルニトリル類が挙げられる。多官能モノマーの例としては、ジエン類、多価アルコールとアクリル酸とのエステル、多価アルコールとメタクリル酸とのエステル、ジビニル化合物、ジビニルスルホン、ビスアクリルアミド類、およびビスメタクリルアミド類が挙げられる。
前記硬化性組成物には、オルガノシラン化合物の加水分解物および/またはその部分縮合物等(以下、得られた反応溶液を「ゾル成分」とも称する)を含有させることが、耐擦傷性の点で、特に反射防止能と耐擦傷性とを両立させる点で、好ましい。
このゾル成分は、前記硬化性組成物を塗布後、乾燥、加熱工程で縮合して硬化物を形成することにより低屈折率層のバインダーとして機能する。また、本発明においては、前記含フッ素ポリマーを有するので、活性光線の照射により3次元構造を有するバインダーが形成される。
前記オルガノシラン化合物は、下記一般式[A]で表されるものが好ましい。
一般式[A]
(R10)m−Si(X)4-m
前記一般式[A]において、R10は置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基を表す。アルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ヘキシル、デシル、ヘキサデシル等が挙げられる。アルキル基として好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜6のものである。アリール基としてはフェニル、ナフチル等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。
Xは、水酸基または加水分解可能な基を表し、例えばアルコキシ基(炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましい。例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる)、ハロゲン原子(例えばCl、Br、I等)、及びR2COO(R2は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。例えばCH3COO、C2H5COO等が挙げられる)で表される基が挙げられ、好ましくはアルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
mは1〜3の整数を表し、好ましくは1または2であり、特に好ましくは1である。
R10に含まれる置換基としては特に制限はないが、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素等)、水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基(メチル、エチル、i−プロピル、プロピル、t−ブチル等)、アリール基(フェニル、ナフチル等)、芳香族ヘテロ環基(フリル、ピラゾリル、ピリジル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、ヘキシルオキシ等)、アリールオキシ(フェノキシ等)、アルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ等)、アリールチオ基(フェニルチオ等)、アルケニル基(ビニル、1−プロペニル等)、アシルオキシ基(アセトキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(フェノキシカルボニル等)、カルバモイル基(カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N−メチル−N−オクチルカルバモイル等)、アシルアミノ基(アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、アクリルアミノ、メタクリルアミノ等)等が挙げられ、これら置換基は更に置換されていても良い。
前記一般式[A]で表されるオルガノシラン化合物の中でも、下記一般式[B]で表されるビニル重合性の置換基を有するオルガノシラン化合物が好ましい。
Yは単結合もしくは *−COO−**, *−CONH−**又は *−O−**を表し、単結合、 *−COO−**および *−CONH−**が好ましく、単結合および *−COO−**が更に好ましく、 *−COO−**が特に好ましい。* は=C(R1)−に結合する位置を、**はLに結合する位置を表す。
R10は一般式[A]と同義であり、置換もしくは無置換のアルキル基、無置換のアリール基が好ましく、無置換のアルキル基、無置換のアリール基が更に好ましい。
Xは一般式[A]と同義であり、ハロゲン原子、水酸基、無置換のアルコキシ基が好ましく、塩素原子、水酸基、無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基が更に好ましく、水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基が更に好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
金属キレート化合物中のR3およびR4は、同一または異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、具体的にはエチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、フェニル基などである。また、R5は、前記と同様の炭素数1〜10のアルキル基のほか、炭素数1〜10のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基などである。また、金属キレート化合物中のp1、p2、q1、q2、r1、およびr2は、それぞれp1+p2=4、q1+q2=4、r1+r2=3となる様に決定される整数を表す。
前記オルガノシラン化合物は硬化性組成物(防眩層用、低屈折率層用等の塗布液)に直接添加してもよいが、あらかじめ前記オルガノシラン化合物の加水分解物および/または部分縮合物および金属キレート化合物を含有する組成物を調製しておいて、これにβ−ジケトン化合物および/またはβ−ケトエステル化合物を添加した液を防眩層もしくは低屈折率層の少なくとも1層の塗布液に含有せしめて塗設することが好ましい。
前記硬化性組成物は、前述の(A)含フッ素ポリマー、(B)無機微粒子及び(C)オルガノシラン化合物に、必要に応じて各種添加剤および後述するラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤を添加し、更にこれらを適当な溶剤に溶解して作製される。この際固形分の濃度は、用途に応じて適宜選択されるが一般的には0.01〜60質量%程度であり、好ましくは0.5〜50質量%、特に好ましくは1%〜20質量%程度である。
フッ素系化合物は、さらに低屈折率層皮膜との結合形成あるいは相溶性に寄与する置換基を有していることが好ましい。該置換基は同一であっても異なっていても良く、複数個あることが好ましい。好ましい置換基の例としてはアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリール基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、アミノ基などが挙げられる。フッ素系化合物はフッ素原子を含まない化合物とのポリマーであってもオリゴマーであってもよく、分子量に特に制限はない。フッ素系化合物のフッ素原子含有量には特に制限は無いが20質量%以上であることが好ましく、30〜70質量%であることが特に好ましく、40〜70質量%であることが最も好ましい。好ましいフッ素系化合物の例としてはダイキン化学工業(株)製、R−2020、M−2020、R−3833、M−3833(以上商品名)、大日本インキ(株)製、メガファックF−171、F−172、F−179A、ディフェンサMCF−300(以上商品名)などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
本発明の低屈折率層を形成するための塗布組成物に用いられる溶剤としては、各成分を溶解または分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶剤が使用できる。乾燥負荷の観点からは、常圧、室温における沸点が100℃以下の溶剤を主成分とし、乾燥速度の調整のために沸点が100℃以上の溶剤を少量含有することが好ましい。
沸点が100℃以下の溶剤としては、例えば、ヘキサン(沸点68.7℃)、ヘプタン(98.4℃)、シクロヘキサン(80.7℃)、ベンゼン(80.1℃)などの炭化水素類、ジクロロメタン(39.8℃)、クロロホルム(61.2℃)、四塩化炭素(76.8℃)、1,2−ジクロロエタン(83.5℃)、トリクロロエチレン(87.2℃)などのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル(34.6℃)、ジイソプロピルエーテル(68.5℃)、ジプロピルエーテル (90.5℃)、テトラヒドロフラン(66℃)などのエーテル類、ギ酸エチル(54.2℃)、酢酸メチル(57.8℃)、酢酸エチル(77.1℃)、酢酸イソプロピル(89℃)などのエステル類、アセトン(56.1℃)、2−ブタノン(メチルエチルケトンと同じ、79.6℃)などのケトン類、メタノール(64.5℃)、エタノール(78.3℃)、2−プロパノール(82.4℃)、1−プロパノール(97.2℃)などのアルコール類、アセトニトリル(81.6℃)、プロピオニトリル(97.4℃)などのシアノ化合物類、二硫化炭素(46.2℃)などがある。このうちケトン類、エステル類が好ましく、特に好ましくはケトン類である。ケトン類の中では2−ブタノンが特に好ましい。
沸点が100℃を以上の溶剤としては、例えば、オクタン(125.7℃)、トルエン(110.6℃)、キシレン(138℃)、テトラクロロエチレン(121.2℃)、クロロベンゼン(131.7℃)、ジオキサン(101.3℃)、ジブチルエーテル(142.4℃)、酢酸イソブチル(118℃)、シクロヘキサノン(155.7℃)、2−メチル−4−ペンタノン(MIBKと同じ、115.9℃)、1−ブタノール(117.7℃)、N,N−ジメチルホルムアミド(153℃)、N,N−ジメチルアセトアミド(166℃)、ジメチルスルホキシド(189℃)などがある。好ましくは、シクロヘキサノン、2−メチル−4−ペンタノンである。
低屈折率層用の素材として、各種ゾルゲル素材を用いることもできる。このようなゾルゲル素材としては、金属アルコレート(シラン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム等のアルコレート)、オルガ ノアルコキシ金属化合物、およびその加水分解物を用いることができる。特に、アルコキシシラン、オルガノアルコキシシランおよびその加水分解物が好ましい。これらの例としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等)、アルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、エチル トリメトキシシラン等)、アリールトリアルコキシシラ ン(フェニルトリメトキシシラン等)、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン等が挙 げられる。また、各種の官能基を有するオルガノアルコキシシラン(ビニルトリアルコキシシラン、メチルビニ ルジアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピル メチルジアルコキシシラン、β−(3,4−エポキジシ クロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン等)、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物(例えば(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラデシル)トリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等)を用いることも好ましい。特にフッ素含有のシラン化合物を用いることは、層の低屈折率化および撥水・撥油性付与の点で好ましい。
[塗布液の調製]
本発明において光学機能フィルムを構成する各層は、塗布法により作製したものが好ましい。塗布で形成する場合、各層はディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法やエクストルージョンコート法(米国特許2,681,294号明細書記載)、又はダイコート法(特開2003−20097号、同2003−211052号、2003−236434号、同2003−260400号、同2003−260402号公報等に記載)により作製することができる。2層以上を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許2,761,791号、同2,941,898号、同3,508,947号、同3,526,528号の各明細書、及び原崎勇次著、「コーティング工学」、253頁、朝倉書店(1973年)に記載がある。ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、ダイコートが好ましい。特に、マイクログラビアコート法、ダイコート法が好ましく、ダイコート法が最もこのましい。
マイクログラビアコート法とは、直径が約10〜100mm、好ましくは約20〜50mmで全周にグラビアパターンが刻印されたグラビアロールを支持体の下方に、且つ支持体の搬送方向に対してグラビアロールを逆回転させると共に、該グラビアロールの表面からドクターブレードによって余剰の塗布液を掻き落として、定量の塗布液を支持体に転写させて塗工することを特徴とする塗布法である。
マイクログラビアコート法では、グラビアロールに刻印されたグラビアパターンの線数は50〜800本/インチが好ましく、より好ましくは100〜300本/インチである。グラビアパターンの深度は1〜600μmが好ましく、より好ましくは5〜200μmである。グラビアロールの回転数は3〜800rpmであることが好ましく、より好ましくは5〜200rpmである。支持体の搬送速度は0.5〜100m/分であることが好ましく、より好ましくは1〜50m/分である。
ダイコート法はバックアップローラに支持されて連続走行するウェブに対して、内部にポケットが形成されているスロットダイから塗布液をビードにして塗布することにより、ウェブ上に塗膜を形成する。スロットダイの先端とウェブとの距離を、ウェブ進行方向に対するスロット部材の上流側と下流側で適度に調節することによって湿潤膜厚が数十μm以下の塗布を精度よく行うことができる。特に、本発明の光拡散層や低屈折率層のような、ウエット塗布量の少ない領域(20cc/m2以下)で好ましく用いることができるダイコーターについて、以下に説明する。
防眩層を形成する際には、基材フィルム上に直接又は他の層を介してウエット塗布膜厚として6〜30μmの範囲で前記塗液を塗布するのが好ましく、乾燥ムラ防止の観点からさらに3〜20μmの範囲がより好ましい。また、低屈折率層を形成する際には、防眩層上に直接、或いは他の層を介してウエット塗布膜厚として1〜10μmの範囲で塗布組成物を塗布するのが好ましく、2〜5μmの範囲で塗布されるのがより好ましい。
防眩層および低屈折率層は、基材フィルム上に直接又は他の層を介して塗布された後、溶剤を乾燥するために加熱されたゾーンにウェブで搬送される。その際の乾燥ゾーンの温度は25℃〜140℃が好ましく、乾燥ゾーンの前半は比較的低温であり、後半は比較的高温であることが好ましい。
溶剤の乾燥ゾーンの後に、ウェブで電離放射線および/または熱により各塗膜を硬化させるゾーンを通過させ、塗膜を硬化する。例えば塗膜が紫外線硬化性であれば、紫外線ランプにより10mJ/cm2〜1000mJ/cm2の照射量の紫外線を照射して各層を硬化するのが好ましい。更に表面硬化を促進する為に窒素ガス等をパージして酸素濃度を低下する必要がある際には、酸素濃度0.01%〜5%が好ましく、幅方向の分布は酸素濃度で2%以下が好ましい。
また、光拡散層の硬化率(100−残存官能基含率)が100%未満であることも光拡散層と低屈折率層との間の密着性が改良されて好ましい。
熱硬化性樹脂、ゾルゲル法による低屈折率層の場合には、通常、乾燥後加熱工程を経ることが行われる。加熱温度は80℃〜180℃が好ましく、100℃〜160℃がより好ましい。加熱時間は1分〜60分が好ましいが、ウェブ状で搬送される工程ではゾーン長さの制約があり、1分〜20分が実用的な時間である。また、ウェブを巻き取ったあとのロール状で加熱しても良い。
(表面形状)
表面凹凸形状として、中心線平均粗さRaが0.08〜0.30μm、10点平均粗さRzがRaの10倍以下、平均山谷距離Smが1〜100μm、凹凸最深部からの凸部高さの標準偏差が0.5μm以下、中心線を基準とした平均山谷距離Smの標準偏差が20μm以下、傾斜角0〜5度の面が10%以上となるように設計するのが好ましい。
(光学特性)
また、C光源下でのCIE1976L*a*b*色空間における反射光の色味がa*値−2〜2、b*値−3〜3、380nm〜780nmの範囲内での反射率の最小値と最大値の比0.5〜0.99とするのが、反射光の色味がニュートラルとなるので、好ましい。またC光源下での透過光のb*値を0〜3とすると、表示装置に適用した際の白表示の黄色味が低減され、好ましい。
本発明の光学機能フィルムが保護フィルムを兼ねることで、偏光板の製造コストを低減できる。また、本発明のフィルムを最表層に使用することにより、外光の映り込み等が防止され、耐擦傷性、防汚性等も優れた偏光板とすることができる。
(1)アルカリ液に浸漬する法
アルカリ液の中に光学機能フィルムを適切な条件で浸漬して、フィルム全表面のアルカリと反応性を有する全ての面を鹸化処理する手法であり、特別な設備を必要としないため、コストの観点で好ましい。アルカリ液は、水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。好ましい濃度は0.5〜3mol/Lであり、特に好ましくは1〜2mol/Lである。好ましいアルカリ液の液温は30〜75℃、特に好ましくは40〜60℃である。
前記の鹸化条件の組合せは比較的穏和な条件同士の組合せであることが好ましいが、光学機能フィルムの素材や構成、目標とする接触角によって設定することができる。アルカリ液に浸漬した後は、フィルムの中にアルカリ成分が残留しないように、水で十分に水洗したり、希薄な酸に浸漬してアルカリ成分を中和することが好ましい。
(2)アルカリ液を塗布する方法
上述の浸漬法における各膜へのダメージを回避する手段として、適切な条件でアルカリ液を光学機能層を有する表面と反対側の表面のみに塗布、加熱、水洗、乾燥するアルカリ液塗布法が好ましく用いられる。なお、この場合の塗布とは、鹸化を行う面に対してのみアルカリ液などを接触させることを意味し、塗布以外にも噴霧、液を含んだベルト等に接触させる、などによって行われることも含む。
前記(2)と同様に光拡散層および/または低屈折率層がアルカリ液に対する耐性が不足している場合に、最終層まで形成した後に該最終層を形成した面にラミネートフィルムを貼り合せてからアルカリ液に浸漬することで最終層を形成した面とは反対側のトリアセチルセルロース面だけを親水化し、然る後にラミネートフィルムを剥離することができる。
光拡散層まではアルカリ液に対する耐性があるが、低屈折率層がアルカリ液に対する耐性不足である場合には、光拡散層まで形成後にアルカリ液に浸漬して両面を親水化処理し、然る後に光拡散層上に低屈折率層を形成することもできる。
トリアセチルセルロースフィルムを予めアルカリ液に浸漬するなどして鹸化し、何れか一方の面に直接または他の層を介して光学機能層を形成してもよい。
[偏光板]
本発明の好ましい偏光板は、偏光膜の保護フィルム(偏光板用保護フィルム)の少なくとも一方として、本発明の光学機能フィルム、例えば光散乱フィルムまたは反射防止フィルムを有する。偏光板用保護フィルムは、前記のように、光学機能層を有する側とは反対側の透明支持体の表面、すなわち偏光膜と貼り合わせる側の表面の水に対する接触角が10度〜50度の範囲にあることが好ましい。
本発明の光学機能フィルムを偏光板用保護フィルムとして用いることにより、物理強度、耐光性に優れた光散乱機能、あるいは反射防止機能を有する偏光板が作製でき、大幅なコスト削減、表示装置の薄手化が可能となる。
また、本発明の光学機能フィルムを偏光板用保護フィルムの一方に、後述する光学異方性のある光学補償フィルムを偏光膜の保護フィルムのもう一方に用いた偏光板を作製することにより、さらに、液晶表示装置の明室での視認性やコントラストを改良し、上下左右の視野角が非常に広げることができる偏光板を作製できる。
偏光板には光学補償層(位相差層)を設けることにより、液晶表示画面の視野角特性を改良することができる。
光学補償層としては、公知のものを用いることができるが、視野角を広げるという点では、ディスコティック構造単位を有する化合物からなる光学異方性を有する層を有し、該ディスコティック化合物と透明支持体とのなす角度が透明支持体からの距離に伴って変化していることを特徴とする光学補償層が好ましい。
該角度は該ディスコティック化合物からなる光学異方性層の透明支持体面側からの距離の増加とともに増加していることが好ましい。
光学補償層を偏光膜の保護フィルムとして用いる場合、偏光膜と貼り合わせる側の表面が鹸化処理されていることが好ましく、前記の鹸化処理に従って実施することが好ましい。
偏光膜としては公知の偏光膜や、偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもない長尺の偏光膜から切り出された偏光膜を用いてもよい。偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもない長尺の偏光膜は以下の方法により作成される。
即ち、連続的に供給されるポリマーフィルムの両端を保持手段により保持しつつ張力を付与して延伸した偏光膜で、少なくともフィルム幅方向に1.1〜20.0倍に延伸し、フィルム両端の保持装置の長手方向進行速度差が3%以内であり、フィルム両端を保持する工程の出口におけるフィルムの進行方向と、フィルムの実質延伸方向のなす角が、20〜70゜傾斜するようにフィルム進行方向を、フィルム両端を保持させた状態で屈曲させてなる延伸方法によって製造することができる。特に45°傾斜させたものが生産性の観点から好ましく用いられる。
本発明の光学機能フィルムは、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)のような画像表示装置に適用することができる。本発明の光学機能フィルムは透明支持体を有しているので、透明支持体側を画像表示装置の画像表示面に接着して用いられる。
(セルロースアセテートフィルム 1aの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Aを調製した。
<セルロースアセテート溶液A組成>
酢化度61.2%のセルロースアセテート 50質量部
酢化度60.6%のセルロースアセテート 50質量部
トリフェニルホスフェート(疎水化剤1) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(疎水化剤2) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<添加剤溶液B−1組成>
メチレンクロライド 80質量部
メタノール 20質量部
UV吸収剤(A) 2質量部
UV吸収剤(B) 4質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
フィルム膜厚、疎水化剤の種類及び添加量、剥ぎ取り時の残留溶剤量、乾燥工程1の温度を表1の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム 1b〜1fを作製した。
25℃80%RHの環境下24hr調湿後、平沼産業(株)社製AQ−2000カールフィッシャー水分測定装置で平衡含水率を測定した。
サンプルを25℃60%RHの環境下で24hr調湿し、JISK 7127に記載の方法に従って弾性率を測定した。引っ張り試験機は(株)エー・アンド・デイ製テンシロンを使用し、試験片は50mm×10mmでチャック間距離30mm、試験速度は30mm/分でおこなった。
JIS Z 0208に記載の方法に従い、各サンプルの透湿度を測定した。但し、試験を行った温湿度条件は25℃90%RHである。
日本電子(株)社製JDX−11RAを用いて、サンプルの回折パターンを測定した。測定した回折ピークからブラッグ角2θ=14°の回折強度を引いた値の和を結晶化度とする。走査範囲は2θ=5°〜35°で測定した。
(鹸化処理)
セルロースアセテートフィルム 1a〜1lを、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で2分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、セルロースアセテートフィルムの表面をケン化した。さらに、富士写真フィルム製WVフィルムを同条件で鹸化し、下記の試料作製に供した。
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光子を作製し、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、実施例2で作製したセルロースアセテートフィルム 1aを偏光子の片側に貼り付けた。偏光子の透過軸とセルロースアセテートフィルムの遅相軸とは平行になるように配置した。
さらに実施例2で鹸化処理したWVフィルムをポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光子の反対側に貼り付けた。このようにして偏光板1Aを作製した。
実施例3と同様にして表2に示すセルロースアセテートフィルムの組合せで偏光板1B〜1Lを作製した。
このようにして作製した偏光板をWVフィルムがガラス側となるようにガラス板に貼り付け、島津UV2200分光光度計で平行透過率及び直交透過率を測定し前記(式4)により偏光度を算出した。さらに前記偏光板を60℃95%RHで1000時間経時させた後、再度平行透過率及び直交透過率を測定し、経時前後での偏光度の変化を算出した。結果を表2に示す。
(セルロースアセテートフィルム2aの作製)
<セルロースアセテート溶液の調製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Cを調製した。
セルロースアセテート溶液C組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
酢化度62.0%のセルロースアセテート 100.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
トリフェニルホスフェート(疎水化剤1) 8.0質量部
ビフェニルホスフェート(疎水化剤2) 5.0質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
マット剤溶液組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒径20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 75.0質量部
メタノール(第2溶媒) 12.7質量部
セルロースアセテート溶液C 10.3質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
UV吸収剤溶液組成
―――――――――――――――――――――――――――――――
UV吸収剤(A) 1.6質量部
UV吸収剤(B) 3.2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 58.4質量部
メタノール(第2溶媒) 8.7質量部
セルロースアセテート溶液C 12.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
疎水化剤の種類及び添加量を表3の内容に変更した以外は同様にしてセルロースアセテートフィルム2〜2eを作製した。
作製したセルロースアセテートフィルムについて、下記方法によりレターデーション値を測定した。
<Rthレターデーション値の測定法>
エリプソメーター(M−150、日本分光(株)製)を用い、25℃60%RHで、面内レターデーションRe(0)を測定した。また面内の遅相軸をあおり軸として40°および−40°あおってレターデーションRe(40)およびRe(−40)を測った。膜厚および遅相軸方向の屈折率nxをパラメータとし、これらの測定値Re(0)、Re(40)、Re(−40)にフィッティングするように進相軸方向の屈折率nyおよび厚み方向の屈折率nzを計算で求め、Rthレターデーション値を決定した。測定波長は632.8nmとした。
さらに実施例1と同様にして、25℃80%RHにおける含水率、25℃60%RHの弾性率、25℃90%RH24hr後の透湿度を測定した。結果を表4に示す。
表5に記載のような、基調ドープと表層ドープを調製した。
流延形態、表層膜厚、ドープ処方組合せとこれらについて評価した結果を表6に示す。
<含水量>、<透湿度>
前記実施例1と同じである。
<キシミ>
キシミは試料フィルムを巻きつけたときのフィルムの内面と外面の平滑性が高く、また両面間の静摩擦係数が高いときに生じる。この評価法として静摩擦係数を測定した。装置は新東科学製HEIDON−14型摩擦測定器を用い、以下の基準で評価した。
○ :0.7以下
× :0.7〜1.0
××:1.0以上
シワは試料フィルムの熱処理時に、すべり性が悪いために伸張や収縮が不均一に起こり、フィルムに巻きシワが発生し、平面性が悪くなる現象である。目視によってシワの程度を以下の基準で評価した。
○:シワの発生が見られない。
×:シワが見られる。
透明度の指標として透過率を測定し、以下の基準で評価した。
◎ :透過率92%以上
○ :同 90〜92%未満
△ :同 85〜90%未満
× :同 80〜85%未満
××:同 80%未満
攪拌機、還流冷却器を備えた反応器、メチルエチルケトン120部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103、信越化学工業(株)製)100部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3部を加え混合したのち、イオン交換水30部を加え、60℃で4時間反応させたのち、室温まで冷却し、オルガノシラン化合物A溶液を得た。質量平均分子量は1600であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は100%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
メチルイソブチルケトン64.0質量部に、市販のアルミナAKP−G015(住友化学工業(株)30.0質量部とアロニックスM5300(東亞合成(株)製)6.0質量部を加え良く混錬してスラリー状にしたあと、1mmφのジルコニアビーズを用いてサンドグラインダーで12時間分散を行って、アルミナ濃度30%の分散液AL−1を調製した。このアルミナ分散物の平均粒径は0.10μmであった。
(帯電防止層用塗布液Aの調製)
市販の透明帯電防止層用塗料「ペルトロンC−4456S−7」(ATO含有、固形分濃度45%、日本ペルノックス(株)製)を帯電防止層用塗布液Aとして用いた。ATO微粒子の平均粒径は0.15μmであった。この塗布液による塗膜の屈折率は1.60であった。
市販の導電性微粒子ATO(アンチモンドープ酸化錫T−1、比表面積80m2/g、三菱マテリアル(株)製)20.0質量部に、アニオン性基とメタアクリロイル基を有する分散剤(B−1)6.0質量部、メチルイソブチルケトン74質量部を添加して撹拌した。
上記ATO分散液100質量部に、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(DPHA、日本化薬(株)製)、6質量部、重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.8質量部を添加して撹拌した。このようにして帯電防止層用塗布液Bを調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.63であった。
市販の紫外線硬化型樹脂(PETA、日本化薬製、屈折率:1.51)50質量部、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:イルガキュア184)2.5質量部、第1の透光性粒子として平均粒子径が3.5μmの架橋アクリル−スチレン粒子(綜研化学製、屈折率:1.55)を2質量部、第2の透光性粒子として平均粒子径が3.5μmの架橋ポリスチレン粒子(綜研化学製、屈折率:1.60)を3質量部、オルガノシラン化合物(KBM−5103、信越化学工業(株)製)6.19質量部、フッ素系面状改良剤前記FP−149を0.05質量部、これらを溶媒(トルエン)50質量部、シクロヘキサノン6.6質量部とよく混合したあと、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して光拡散層用塗布液(I)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.52であった。
なお、光拡散層用塗布液(I)において、塗料の表面張力は25mN/mであった0.8であった。
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)25.6質量部をメチルイソブチルケトン46.3質量部で希釈した。更に、重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)を1.3質量部添加し、混合攪拌した。続いてフッ素系表面改質剤FP−149を0.04質量部、シランカップリング剤(KBM−5103、信越化学工業(株)製)を5.2質量部、分子量40,000のセルロースアセテートブチレート(CAB−531−1、イーストマンケミカル(株)製)0.50質量部を加えてエアーディスパーにて120分間攪拌して溶質を完全に溶解した。この溶液を塗布、紫外線硬化して得られた塗膜の屈折率は1.520であった。
最後に、この溶液にポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散した平均粒径3.5μmの架橋ポリ(アクリル−スチレン)粒子(共重合組成比=50/50、屈折率1.536)の30%メチルイソブチルケトン分散液を21.0質量部加えた後に、さらにプロピレングリコール4.8質量部を加え、エアーディスパーにて10分間攪拌した。
前記混合液を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して光拡散層用塗布液(II)を調製した。
酸化ジルコニウム微粒子を含有する透明高屈折率ハードコート材料(デソライトZ7404、JSR(株)製)285.0質量部に、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(DPHA、日本化薬(株)製)85.0質量部、オルガノシラン化合物(KBM−5103、信越化学工業(株)製)28.0質量部、メチルイソブチルケトン60.0質量部、メチルエチルケトン17.0質量部を添加して撹拌した。この溶液を塗布、紫外線硬化して得られた塗膜の屈折率は1.61であった。また、酸化ジルコニウム微粒子の分散物としての平均粒径を測定したところ0.07μmであった。
さらにこの溶液にポリトロン分散機にて10000rpmで分散した平均粒径3.0μmの分級を強化した架橋PMMA粒子(屈折率1.49、MXS−300、綜研化学(株)製)の30%メチルイソブチルケトン分散液35.0質量部、ポリトロン分散機にて10000rpmで分散した平均粒径1.5μmのシリカ粒子(屈折率1.46、シーホスターKE−P150、(株)日本触媒製)の30%メチルエチルケトン分散液90.0質量部を添加して撹拌した。
このあと孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して光拡散層用塗布液(III)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.61であった。なお、光拡散層用塗布液(III)の表面張力は27mN/mであった。
光拡散層用塗布液(I)に対して、紫外線硬化型樹脂(PETA、日本化薬(株)製)50質量部を30質量部に減らして、カプロラクトン付加した紫外線硬化型樹脂(DPCA-20、日本化薬(株)製)を20質量部加えた以外は光拡散層用塗布液(I)と同様にして、光拡散層用塗布液(IV)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.51であった。
光拡散層用塗布液(II)に対して、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)25.6質量部を15.4質量部に減らして、代わりにカプロラクトン付加した紫外線硬化型樹脂(DPCA-30、日本化薬(株)製)を10.2質量部加えた以外は光拡散層用塗布液(II)と同様にして、光拡散層用塗布液(V)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.51であった。
光拡散層用塗布液(V)に対して、紫外線硬化型樹脂DPCA-30をEO付加した紫外線硬化型樹脂ビスコート360(大阪有機化学工業(株)製)に同じ質量部置き換えた以外は光拡散層用塗布液(V)と同様にして、光拡散層用塗布液(VI)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.51であった。
光拡散層用塗布液(II)に対して、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)25.6質量部を13.6質量部に減らし、メチルイソブチルケトン46.3質量部を8.3質量部に減らした。代わりに前記アルミナ分散液AL−1(アルミナ30質量%)を50.0質量部加えた以外は前記光拡散層用塗布液(II)と同様にして光拡散層用塗布液(VII)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.64であった。
光拡散層用塗布液(II)に対して、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)25.6質量部を9.6質量部に減らし、メチルイソブチルケトン46.3質量部を12.3質量部に減らした。代わりに前記透明帯電防止層用塗料「ペルトロンC−4456S−7」(ATO含有、固形分濃度45%、日本ペルノックス(株)製)を50.0質量部加えた以外は前記光拡散層用塗布液(II)と同様にして光拡散層用塗布液(VIII)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.59であった。
光拡散層用塗布液(II)に対して、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)25.6質量部を13.6質量部に減らし、メチルイソブチルケトン46.3質量部をゼロに減らした。代わりに前記の帯電防止層用塗布液Bの調製で作製した中間品のATOが20%の分散液(分散剤は入っているが、多官能アクリレート等の添加剤を加える前のATO分散液)75.0質量部加えた以外は前記光拡散層用塗布液(II)と同様にして光拡散層用塗布液(IX)を調製した。この塗布液による塗膜の屈折率は1.63であった。
屈折率1.42の熱架橋性でポリシロキサンおよび水酸基を含有する含フッ素ポリマー(JN7228A、固形分濃度6%、JSR(株)製)13.0質量部に、シリカ微粒子のMEK分散液MEK−STの粒径違い品(MEK−ST−L、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学工業(株)製)1.3質量部、上記オルガノシラン化合物A溶液0.6質量部、およびメチルエチルケトン5.0質量部、シクロヘキサノン0.6質量部を添加して攪拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(a)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.42であり、水に対する接触角は96°であった。
前記の含フッ素ポリマー(JN7228A、固形分濃度6%、JSR(株)製)15.0質量部に、シリカ微粒子のMEK分散液(MEK−ST、平均粒径15nm、固形分濃度30%、日産化学工業(株)製)0.6質量部、シリカ微粒子のMEK分散液(MEK−ST−L、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学工業(株)製)0.8質量部、上記オルガノシラン化合物A溶液0.4質量部、およびメチルエチルケトン3.0質量部、シクロヘキサノン0.6質量部を添加して攪拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(b)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.42であった。
前記の含フッ素ポリマー(JN−7228A、固形分濃度6%、JSR(株)製)13.0質量部に、中空のシリカ微粒子のMEK分散液(屈折率1.31、平均粒径60nm、固形分濃度20%)1.95質量部、上記オルガノシラン化合物A溶液0.6質量部、およびメチルエチルケトン4.35質量部、シクロヘキサノン0.6質量部を添加して攪拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(c)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.40であった。
イソプロピルアルコール/メチルエチルケトン=1/1(質量比)の混合溶媒に、テトラメトキシシラン1モル、0.1Nの塩酸2モルを添加した。室温で2時間撹拌して加水分解反応を行い、テトラメトキシシランの加水分解物の溶液を調整した。
イソプロピルアルコール/メチルエチルケトン=1/1(質量比)に、テトラメトキシシランの加水分解物9.0質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート1.0質量部、重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.5質量部、固形分濃度が4.5質量%になるように添加して撹拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(d)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.45であった。
前記のパーフルオロオレフィン共重合体(1)の溶液(固形分濃度30%)15.0質量部に、アクリロイル基を有するポリシロキサン化合物(X−22−164C,信越化学工業(株)製)0.15質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.23質量部、及び、メチルエチルケトン81.8質量部、シクロヘキサノン2.8質量部を添加して撹拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(e)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.43であり、水に対する接触角は95°であった。
前記パーフルオロオレフィン共重合体(1)の溶液(固形分濃度30%)10.5質量部に、シリカ微粒子のMEK分散液(MEK−ST−L、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学工業(株)製)4.5質量部、アクリロイル基を有するポリシロキサン化合物(X−22−164C,信越化学工業(株)製)0.15質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.23質量部、前記オルガノシラン化合物A溶液2.0質量部、及びメチルエチルケトン81.2質量部、シクロヘキサノン2.8質量部を添加して撹拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(f)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.44であった。
前記パーフルオロオレフィン共重合体(1)の溶液(固形分濃度30%)10.5質量部に、中空のシリカ微粒子のMEK分散液(屈折率1.31、平均粒径60nm、固形分濃度20%)6.75質量部、アクリロイル基を有するポリシロキサン化合物(X−22−164C,信越化学工業(株)製)0.15質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.23質量部、上記オルガノシラン化合物A溶液2.0質量部、及び、メチルエチルケトン81.2質量部、シクロヘキサノン2.8質量部を添加して撹拌した。孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(g)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.41であった。
前記パーフルオロオレフィン共重合体(1)の溶液(固形分濃度30%)13.5質量部に、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(DPHA、日本化薬(株)製)0.45質量部、アクリロイル基を有するポリシロキサン化合物(X−22−164C、信越化学工業(株)製)0.15質量部、光重合開始剤(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.23質量部、及び、メチルエチルケトン81.2質量部、シクロヘキサノン2.8質量部を添加して、撹拌した。孔径1mのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗料(h)を調製した。この塗料による塗膜の屈折率は1.44であった。
(1)帯電防止層の塗設
表7に記載のように、前記実施例1のセルロースアシレートフィルムをロール形態で巻き出して、下記の塗布条件で示されるダイコート法によって帯電防止層用塗布液Aを塗布し、30℃で15秒間、90℃で20秒間乾燥の後、さらに窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量90mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、塗布膜厚が表7に記載になるような帯電防止層を形成し、巻き取った。
(2)光拡散層の塗設
前記帯電防止層を塗布した試料、または前記実施例1、実施例6、実施例7のセルロースアシレーフィルムをロール形態で巻き出して、乾燥、紫外線照射条件を前記帯電防止層の塗設と同様にして、塗布膜厚が表7に記載になるような光拡散層を形成して巻き取った。
上記光拡散層用塗布液を塗布したセルロースアシレーフィルムをロール形態で巻き出して、前記低屈折率層用塗布液を上記の基本条件で塗布し、120℃で150秒乾燥の後、更に140℃で8分乾燥させてから窒素パージにより酸素濃度0.1%の雰囲気下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量300mJ/cm2の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取った。なお低屈折率層塗布液dについては、120℃で150秒乾燥の後、更に140℃で20分乾燥させた。
(4)反射防止フィルムの鹸化処理
前記低屈折率層の製膜後、前記試料について、以下の処理を行った。
1.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液を調製し、55℃に保温した。0.01mol/lの希硫酸水溶液を調製し、35℃に保温した。作製した反射防止フィルムを前記の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水に浸漬し水酸化ナトリウム水溶液を十分に洗い流した。次いで、前記の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。なお、低屈折率層塗布液dを塗設した試料については塗設側と反対側の面についてのみ鹸化処理を行った。
このようにして、鹸化処理済みの光学機能フィルムを作製した。
各塗設層の積層の組合せと各塗設層膜厚を表7に示す。なお塗布順は、支持体に対して表7に向かって左側に記載の層(帯電防止層等)から順に積層塗布した。
得られたフィルムについて、以下の項目の評価を行った。結果を表1に示す。
フィルムの裏面をサンドペーパーで祖面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態で、表面側を、分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における鏡面分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの鏡面反射率の算術平均値を用いた。
JIS−K7136に準じてフィルム試料のヘイズ値を測定した。
フィルム試料の機能層塗設側にルーバーなしのむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を45度の角度から映し、−45度の方向から観察した際の反射像のボケの程度を以下の基準で評価した。
蛍光灯の輪郭が全くわからない :◎
蛍光灯の輪郭がわずかにわかる :○
蛍光灯の周囲が白くぼけているが、輪郭は識別できる :△
蛍光灯の周囲がごく僅か白くぼける :△×
蛍光灯の周囲が全くぼけず、輪郭もクッキリ見える :×
耐傷性の指標としてJIS K 5400に記載の鉛筆硬度評価を行った。塗設後のフィルム試料を温度25℃、湿度60%RHで2時間調湿した後、JIS S 6006に規定する3Hの試験用鉛筆を用いて、0.5kgの荷重にて塗設層について引っ掻き試験を行い、以下の基準で硬度を評価した。
n=5の評価において傷が全く認められない :○
n=5の評価において傷が1つ :○〜△
n=5の評価において傷が2つ :△
n=5の評価において傷が3つ以上 :×
(5)カール値
試料を塗布ロール搬送方向に30cm、塗布幅方向に20cmの大きさに切り取り、25℃20%RHの環境下、水平作業台の上で光学機能層を有する側を上向きにして24時間静置した。その後試料の四隅について水平作業台から持ち上がった距離を定規で測定し、その平均をとった。
試料を(25℃/60%RH)の条件下に1時間放置した後、同条件下で低屈折率層を有する側の表面比抵抗を、超絶縁抵抗/微小電流計TR8601((株)アドバンテスト製)を用いて測定した。
前記実施例1に同じ
またフィルム膜厚を薄くした光学機能フィルムはカールが大きくなる傾向を示すが(例えば試料No.128に対して106、No.130に対して129)光拡散層に無機微粒子を含有した試料(No.107、111〜113)やアルキレンオキシド類を付加した多官能アクリレート系化合物を用いた試料(No.108〜110)はカールが小さくなって好ましいことが分かる。、
その結果、微粒子を含有する試料(No.133〜136、144〜149)は、含有しない試料(No.150〜152)に比べて巻きシワの発生が明らかに少なかった。
(偏光板の作製)
1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士写真フイルム(株)製)と、実施例8で作製した光学機能フィルム(鹸化処理済み:実施例8−試料101〜136)を、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ延伸して作製した偏光子の両面にそれぞれ(TD80Uと実施例8の各試料が対をなすようにした)を接着させて、偏光板を作製した。これらを、実施例9−試料101〜136とした。
(偏光板の評価)
実施例9で作製した実施例9−試料101〜136の偏光板を、各液晶テレビの視認側の偏光板の一部を剥がして上記偏光板に貼り換えたものを作製した。得られた表示装置について、以下の項目の評価を行った。
画像サイズ32インチのLCDパネル(VAモード)について、表面側の偏光板を、2枚の表面の平滑なTACフィルムを保護フィルムとして用いた偏光板に貼り換え、暗室にて正面コントラストを目視で測定した。
その結果、本発明の実施例9−101〜136は、TACフィルムを保護フィルムとして貼ったLCDパネルに比べて、コントラストの低下が気にならず、ギラツキと、映り込みが格段に良くなっていた。
表中に記載の精細度と画像サイズを有するLCDパネルで緑色のベタ表示をした状態で、B、G、R各画素の部分的な拡大/縮小が不均一に目視される状態(ギラツキ)の程度を以下の基準で目視評価した。
ギラツキが全くわからず、好ましい :◎
ギラツキがわずかにわかるが、比較的好ましい :○
ギラツキが若干気になる :△
ギラツキが目立ち、好ましくない :×
その結果、本発明の実施例9−101〜136は、評価ランクが、○〜◎であった。
得られた液晶テレビにルーバーなしのむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を45度の角度から映し、−45度の方向から観察した際の蛍光灯の映り込みの程度を以下の基準で評価した。
蛍光灯の輪郭が全くわからない程、映り込まない :◎
蛍光灯の輪郭がわずかにわかるが、殆ど映り込まない :○
蛍光灯はぼけているが、若干写り込む :△
蛍光灯が完全に写り込む :×
その結果、本発明の実施例9−101〜136は、評価ランクが、△〜◎であり好ましいものであった。
透過型TN液晶セルの視認側の偏光板の液晶セル側の保護フィルムとして本発明の実施例9−101〜136を貼り付け、バックライト側の偏光板の液晶セル側の保護フィルムとして、視野角拡大フィルム(ワイドビューフィルムSA 12B、富士写真フィルム(株)製)を用いたところ、上下左右の視野角が非常に広く、極めて視認性に優れ、表示品位の高い液晶表示装置が得られた。
実施例8−106の光拡散層および低屈折率層をバーコート法にて塗布した。光拡散層には10番バーを用い、低屈折率層には2.9番バーを用いたが、光拡散層では塗布速度が15m/分以上でスジ状の面状ムラが発生し、低屈折率層では塗布速度が20m/分以上でスジ状の面状ムラが発生した。
2 透明支持体
3 光拡散層
4 低屈折率層
5 透光性微粒子
Claims (22)
- 25℃80%RHにおける含水率が2.9質量%以下のセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有することを特徴とする光学機能フィルム。
- セルロースアシレートフィルムの膜厚が10μm〜70μmであることを特徴とする請求項1に記載の光学機能フィルム。
- 膜厚が10μm〜70μmで、水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ、オクタノール−水分配係数(以下logP)の質量平均値が4以上12以下で分子量100以上2000以下の低分子化合物を少なくとも一つ、含有するセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有することを特徴とする光学機能フィルム。
- 膜厚が10μm〜70μmで、25℃80%RHにおける含水率が2.9質量%以下で、水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ、オクタノール−水分配係数(以下logP)の質量平均値が4以上12以下で分子量100以上2000以下である低分子化合物を少なくとも一つ、含有するセルロースアシレートフィルムからなる透明支持体の少なくとも一方の面に塗設層を有することを特徴とする光学機能フィルム。
- 該疎水化剤がリン酸エステル系化合物であり、該リン酸エステル系化合物をセルロースアシレートに対して5質量%以下含有するセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- セルロースアシレートの結晶化度が3000以上15000以下のセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 25℃90%RH環境下での透湿度が、20g/m2・24hrs以上200g/m2・24hrs以下のセルロースアシレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- セルロースアシレートフィルムが厚み方向において、基層と少なくとも一層の表層とを有する多層構造からなり、該表層にのみ微粒子が含有されており、該セルロースアシレートフィルムの少なくとも一方の面に塗設層を有する光学機能フィルム。
- セルロースアシレートフィルムが水素結合性水素供与性基を有する疎水化剤を少なくとも一つ含有する請求項8に記載の光学機能フィルム。
- 該塗設層の少なくとも1層が平均粒径0.3μm〜0.02μmの無機微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 該無機微粒子含有層のうちの少なくとも1層の無機微粒子が導電性無機微粒子であることを特徴とする請求項10に記載の光学機能フィルム。
- 該塗設層の少なくとも1層にアルキレンオキシド類を付加した多官能アクリレート系化合物を硬化した組成物を含有することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 該塗設層が光拡散層と該光拡散層より0.02以上屈折率が低い低屈折率層の少なくとも2層から構成され、該光拡散層が該低屈折率層より支持体に近い側に塗設されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 該光拡散層が透光性粒子を含有し、該粒子の平均粒径が該光拡散層の膜厚の20%〜100%であることを特徴とする請求項13に記載の光学機能フィルム。
- 該光拡散層の透光性樹脂の屈折率が1.45〜1.90であり、透光性樹脂と樹脂粒子の屈折率差が0〜0.40であることを特徴とする請求項13または14のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 透明支持体上のいずれかの層に下記一般式(a)で表されるオルガノシラン化合物及びその誘導体の少なくともいずれかを含有することを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の光学機能フィルム。
一般式(a) (R10)s−Si(Z)4-s
一般式(a)中、R10は置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換のアリール基を表す。Zは水酸基または加水分解可能な基を表す。sは1〜3の整数を表す。 - 該低屈折率層が中空シリカ微粒子を含有することを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載の光学機能フィルム。
- 透明支持体上のいずれかの層が、塗布液をダイコート法で塗布することによって形成されたことを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の光学機能フィルムの製造方法。
- 請求項1〜19のいずれかに記載の光学機能フィルムが偏光膜の2枚の保護フィルムの少なくとも一方に用いられていることを特徴とする偏光板。
- 請求項1〜18のいずれかに記載の光学機能フィルム、または請求項20に記載の偏光板が画像表示面に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
- 画像表示装置が、TN、STN、IPS、VA又はOCBモードの、透過型、反射型又は半透過型の液晶表示装置であることを特徴とする請求項21に記載の画像表示装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008165040A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Dainippon Printing Co Ltd | ハードコート層用硬化性樹脂組成物、及びハードコートフィルム |
JP2010030225A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルム、位相差膜、偏光板および液晶表示装置 |
KR101604514B1 (ko) | 2010-03-18 | 2016-03-17 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 |
CN111712742A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-09-25 | 株式会社Lg化学 | 偏光板、液晶面板和显示装置 |
JP2021513116A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-05-20 | エルジー・ケム・リミテッド | 偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163610A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 反射防止膜およびディスプレイ装置 |
JP2005043401A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Konica Minolta Opto Inc | 低反射偏光板、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置 |
JP2005054100A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Konica Minolta Opto Inc | セルロースエステルフィルム、ハードコートフィルム及び反射防止フィルム |
-
2005
- 2005-03-08 JP JP2005064064A patent/JP2006251043A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163610A (ja) * | 2002-11-12 | 2004-06-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 反射防止膜およびディスプレイ装置 |
JP2005043401A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Konica Minolta Opto Inc | 低反射偏光板、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置 |
JP2005054100A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Konica Minolta Opto Inc | セルロースエステルフィルム、ハードコートフィルム及び反射防止フィルム |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008165040A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Dainippon Printing Co Ltd | ハードコート層用硬化性樹脂組成物、及びハードコートフィルム |
JP2010030225A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Fujifilm Corp | セルロースアシレートフィルム、位相差膜、偏光板および液晶表示装置 |
KR101604514B1 (ko) | 2010-03-18 | 2016-03-17 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 |
CN111712742A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-09-25 | 株式会社Lg化学 | 偏光板、液晶面板和显示装置 |
JP2021513111A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-05-20 | エルジー・ケム・リミテッド | 偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置 |
JP2021513116A (ja) * | 2018-06-29 | 2021-05-20 | エルジー・ケム・リミテッド | 偏光板、液晶パネルおよびディスプレイ装置 |
US11650362B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-05-16 | Lg Chem, Ltd. | Polarizing plate, liquid crystal panel and display device |
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