JP2008152119A - 光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基材フィルムの少なくとも一方の面に圧力を印加したことにより、表面に凹凸が形成されたフィルムの、少なくとも当該凹凸が形成された面に機能層を有する光学フィルムであって、
前記基材フィルムが、
紫外線吸収剤と熱可塑性樹脂とからなる中間層1、
該中間層1の一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層2、
及び
該中間層1のもう一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層3
を有する、共押出法により形成されたものである
光学フィルム。
【選択図】なし
Description
しかも、このような表面に凹凸が形成されたフィルムを採用すると、基材フィルムの製造速度(押出成形時の押出速度やフィルムの巻き取り速度と同じ)を上げても干渉縞が発生しないこと、更に、表面に凹凸が形成されたフィルム表面に機能層を形成する際の速度を上げても干渉縞の発生が抑制されることを見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
基材フィルムの少なくとも一方の面に圧力を印加したことにより、表面に凹凸が形成されたフィルムの、少なくとも当該凹凸が形成された面に機能層を有する光学フィルムであって、
前記基材フィルムが、
紫外線吸収剤と熱可塑性樹脂とからなる中間層1、
該中間層1の一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層2、
及び
該中間層1のもう一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層3
を有する、共押出法により形成されたものである
光学フィルムを提供する。
本発明の光学フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に圧力を印加したことにより、表面に凹凸が形成されたフィルムと機能層とからなる。
機能層としては、ハードコート層、反射防止層、防汚層などが挙げられる。
本発明に用いられる基材フィルムは、表面層2、中間層1、及び表面層3が積層されたものである。
中間層1は、紫外線吸収剤と熱可塑性樹脂とからなる層である。
表面層2は、該中間層1の一方の面に積層され、ガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる層である。
表面層3は、該中間層1のもう一方の面に積層され、ガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる層である。
なお、表面層2に用いるアクリル系樹脂と、表面層3に用いるアクリル系樹脂とは、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。表面層2に用いるアクリル系樹脂と、表面層3に用いるアクリル系樹脂を同じものに揃えることで、基材フィルムの反りを抑えることができる。
カルボン酸不飽和アルコールエステル単量体の具体例としては、酢酸ビニルなどを挙げることができる。
オレフィン単量体の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテンなどを挙げることができる。
中間層1の引張り弾性係数は、表面層2または表面層3の引張り弾性係数と異なることが好ましい。好ましくは中間層1の引張り弾性係数と表面層2または表面層3の引張り弾性係数の差が0.3Gpa以上あることが好ましい。
中間層1の引張り弾性係数と、表面層2または表面層3の引張り弾性係数の間に差を設けることで基材フィルムの可撓性を向上させることが可能となる。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、溶媒としてシクロヘキサン(樹脂が溶解しない場合はトルエン)を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略す。)で測定した標準ポリイソプレン換算の値である。
まず、分光光度計により積層体の紫外線透過率を測定する。次に、接触式厚さ計により積層体の厚さを測定する。次いで、測定部の断面を光学顕微鏡により観察し、表面層と中間層1の厚さの比を求め、中間層1の厚さを求める。そして、紫外線透過率と厚さから紫外線吸収剤の濃度を下記式(1)から算出する。
C=−log10(0.01T)/K/L (1)
式(1)において、Cは紫外線吸収剤の濃度(重量%)、Tは光線透過率(%)、Kは吸光係数(−)、Lは積層体の厚さ(μm)である。
濃度のばらつき(%)=(Cave−Cmin)/Cave×100、及び
(Cmax−Cave)/Cave×100 のうちの大きい方。
厚さのばらつき(μm)=Tave−Tmin、及び
Tmax−Tave のうちの大きい方。
弾性体粒子は、ゴム状弾性体からなる粒子である。ゴム状弾性体としては、アクリル酸エステル系ゴム状重合体、ブタジエンを主成分とするゴム状重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。アクリル酸エステル系ゴム状重合体としてはブチルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ−ト等を主成分とするものがある。これらの内ブチルアクリレ−トを主成分としたアクリル酸エステル系重合体及びブタジエンを主成分とするゴム状重合体が好ましい。弾性体粒子は、二種の重合体が層状になったものであってもよく、その代表例としては、ブチルアクリレ−ト等のアルキルアクリレ−トとスチレンのグラフト化ゴム弾性成分と、ポリメチルメタクリレ−ト及び/又はメチルメタクリレ−トとアルキルアクリレ−トの共重合体からなる硬質樹脂層とがコア−シェル構造で層を形成している弾性体粒子が挙げられる。
上記光線透過率は、JIS K 0115に準拠して、分光光度計を用いて測定することができる。
基材フィルムの厚さは、好ましくは、30μm〜100μmである。
共押出成形法の中でも、共押出Tダイ法が好ましい。さらに共押出Tダイ法にはフィードブロック方式、マルチマニホールド方式が挙げられるが、中間層1の厚さのばらつきを少なくできる点でマルチマニホールド方式がさらに好ましい。
上記基材フィルムの少なくとも一方の面に圧力を印加して、表面に凹凸が形成されたフィルムを得る方法としては、基材フィルムに対して、凹凸を有する賦型ロールを用いたニップ成形法や、凹凸を有するフィルムを用いたサンドイッチラミネート法、ブラスト法などを適用する方法が挙げられる。
中でも凹凸を有する賦型ロールを用いたニップ形成法が好ましく、鏡面ロールと凹凸を有する賦型ロールを用いて、基材フィルムを挟圧することが好ましい。それぞれのロールの表面材質は、金属、ゴム、樹脂などが挙げられる。これらは賦型の転写状況から選ばれるが、賦型ロールの硬さは、鏡面ロールの硬さ以上であることが好ましい。また、前記条件を満たすために、例えば、鏡面ロール上に別系統のWEBを導入し、鏡面ロールと同等の表面性を持つ賦型ロールより軟らかい樹脂フィルムなどを介して狭圧させても良い。
なお、本発明においてロール及びフィルムの算術平均表面粗さと平均周期は、JIS B 0601:2001の規定に従い測定される値である。
(ハードコート層)
ハードコート層は、本発明の光学フィルムの表面硬度を高める機能を有する層であり、JIS K5600−5−4で示す鉛筆硬度試験(試験板はガラス板を用いる)でHまたはそれより硬い硬度を示すことが好ましい。このようなハードコート層が設けられた光学フィルムは、その鉛筆硬度が4Hまたはそれより硬い硬度になることが好ましい。ハードコート層を形成する材料(ハードコート材料)としては、熱や光で硬化する材料であることが好ましく、例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタンアクリレート系などの有機ハードコート材料;二酸化ケイ素などの無機ハードコート材料;などを挙げることができる。これらの中でも、接着力が良好であり、生産性に優れる観点から、ウレタンアクリレート系および多官能アクリレート系のハードコート材料が好ましい。
反射防止層は、外光の移りこみを防止するための層であり、光学フィルムの表面(外部に露出する面)に直接またはハードコート層等の他の層を介して積層される。
オクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、およびヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン等を挙げることができる。この中でも、前記nが2〜6の化合物が好ましい。
防汚層は、撥水性、撥油性、耐汗性、および防汚性などを付与できる層である。防汚層を形成するために用いる材料としては、フッ素含有有機化合物が好適である。フッ素含有有機化合物としては、フルオロカーボン、パーフルオロシラン、又はこれらの高分子化合物などを挙げることができる。また、防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、蒸着、スパッタリング等の物理的気相成長法、化学的気相成長法、湿式コーティング法等を用いることができる。防汚層の平均厚さは、好ましくは1nm〜50nm、より好ましくは3nm〜35nmである。
以上のような機能層を、表面に凹凸が形成されたフィルム上に形成し、本発明の光学フィルムを得る方法に格別な限定はなく、各機能層の形成に一般的な方法を採用すればよい。
以上のような機能層を、表面に凹凸が形成されたフィルム上に形成し、本発明の光学フィルムを得る方法に格別な限定はなく、各機能層の形成に一般的な例えば、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、グラビアコート法などの方法が挙げられる。
また、本発明の光学フィルムのヘイズは、5%以下であり、鉛筆硬度は4H以上である。
本発明の光学フィルムは、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)、陰極管表示装置(CRT)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、電子ペーパー,タッチパネルなどの表示装置の表面保護フィルムとして、直接に貼合することにより、または偏光板保護フィルム、前面板など表示装置に組み込まれる表面部材と置き換えることにより用いることができる。本発明の光学フィルムは、偏光板保護用途として好適に用いられる。
このようにして得られる本発明の光学フィルムを偏光板保護フィルムとして用いる場合は、本発明の光学フィルムを接着剤を介して偏光子の一面に貼合し、次いで該接着剤を硬化させ、光学フィルムを偏光子に固定することによって偏光板が得られる。
光学フィルムに偏光子を貼合するに先立って、光学フィルム側の貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プライマー処理、アンカーコーティング処理などの易接着処理が施されてもよい。
偏光子としては、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素若しくは二色性染料を吸着させ、次にホウ酸浴中で一軸延伸することによって得られるものや、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素もしくは二色性染料を吸着させ延伸し、さらに分子鎖中のポリビニルアルコール単位の一部をポリビニレン単位に変性することによって得られるものなど、を挙げることができる。また、偏光子として、グリッド偏光子、多層偏光子、コレステリック液晶偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子を用いることもできる。この中でも、ポリビニルアルコールを含んでなる偏光子が好ましい。偏光子の偏光度は、好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上である。偏光子の厚さ(平均厚さ)は、好ましくは5μm〜80μmである。
偏光子に保護層を積層する方法に格別な制限はなく、例えば、保護層となる保護フィルムを必要に応じて接着剤などを介して偏光子と積層する一般的方法を採用することができる。保護層を偏光子に貼合する際の接着剤としては、前述の光カチオン硬化型接着剤を用いてもよいし、従来公知の接着剤であってもよい。
実施例および比較例で得た各フィルムを下記の方法により評価した。
JIS K 7210に準じ、280℃、2.16kgf(条件S)の条件にて、東洋精機製作所製、メルトインデクサF−B01により測定した。
熱可塑性樹脂を単層成形して、厚み100μmのフィルムを得、1cm×25cmの試験片を切り出し、ASTM D 882に基づき、引張試験機(東洋ボールドウィン社製、テンシロンUTM−10T−PL)を用いて引張速度25mm/minの条件で測定した。同様の測定を5回行い、その算術平均値を引張弾性率の代表値とする。
基材フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、ミクロトーム(大和工業社製、RUB−2100)を用いてスライスし、走査電子顕微鏡を用いて断面を観察し測定した。
<ヘイズ>
濁度計(日本電色社製、製品名「NDM 2000」)を用いて測定した。
<Ra、Sm>
JIS B 0601:2001の規定に従い、カラー3Dレーザ顕微鏡(キーエンス社製、製品名「VK−9500」)を用いて測定した。
<偏光板の干渉縞観察>
光を通さない黒布に囲われた部屋の天井に6つの三波長蛍光灯(松下電器産業社製、ナショナルFL20SS・ENW/18)を配置し、この蛍光灯より1.5m下の場所で、当該蛍光灯の光を観察者側から光学フィルム表面に当て、干渉縞の状態を観察し、以下の基準で評価した。
○:干渉縞が見えない
△:干渉縞がうっすらと見える
×:干渉縞が目立つ
<鉛筆硬度>
荷重を500gにした以外はJIS K 5600−5−4に従って、4Hの鉛筆で、光学フィルムの表面(反射防止層表面)の5箇所について、5mm程度引っかき、傷の付き具合を確認した。
○:1箇所も傷がつかなかった。
×:1箇所以上傷がついた。
<耐候性>
作製した光学フィルムを、サンシャインウェザーメーター(スガ試験機社製、S−80)を用いて、サンシャインカーボンアーク灯、相対湿度60%の条件にて、200時間露光した。その後、偏光板の色相の変化(ΔYI)を、色差計(スガ試験機社製)を用いて測定し、以下の指標で評価した。
○:ΔYIが2未満
×:ΔYIが2以上
ポリメチルメタクリレート樹脂(メルトフローレート18g/10分(280℃、2.16kgf)、引張弾性率3.3GPa、ガラス転移温度Tg=110℃;以下「PMMA1」と記すことがある)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型一軸押出機に投入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの一方に供給した。
上記工程で共押出成形により成形機より出てきた基材フィルムを、110℃に加熱したハードクロムめっき100μmを施した金属製の鏡面ロールと、150℃に加熱したセラミック製のRaが1.2μm、Smが50μmの凹凸を有する賦型ロールを用いて、押出されたフィルムを線圧100kN/mにて狭圧した。ロールスピードは10m/minで巻き取り、片方の表面に凹凸が形成されたフィルム(エンボスフィルム1)を得た。
エンボスフィルム1のRaは0.18μm、Smは50μm、ヘイズは15.9%であった。
上記エンボスフィルム1の製造において、エンボス転写の際、110℃に加熱したハードクロムめっき100μmを施した金属製の鏡面ロール上に、別系統のWEBから供給される三井化学社製熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム「AURUMフィルム」(品番「PL450C」)を搬送させ、180℃に加熱したセラミック製のRaが1.1μm、Smが50μmの凹凸を有する賦型ロールを用いて、押出されたフィルムを線圧200kN/mにて狭圧した。ロールスピードは20m/minで巻き取る以外は製造例1と同様にして、表面に凹凸が形成されたフィルム(エンボスフィルム2)を得た。
エンボスフィルム2のRaは0.23μm、Smは50μm、ヘイズは20.2%であった。
上記エンボスフィルム1の製造において、エンボス転写の際、70℃に加熱したハードクロムめっき100μmを施した金属製の鏡面ロール上に、別系統のWEBから供給される三井化学社製熱可塑性ポリイミド樹脂フィルム「AURUMフィルム」(品番「PL450C」)を搬送させ、180℃に加熱したセラミック製のRaが1.3μm、Smが50μmの凹凸を有する賦型ロールを用いて、押出されたフィルムを線圧400kN/mにて狭圧した。ロールスピードは30m/minで巻き取る以外は製造例1と同様にして、表面に凹凸が形成されたフィルム(エンボスフィルム3)を得た。
エンボスフィルム3のRaは0.26μm、Smは50μm、ヘイズは22.6%であった。
6官能ウレタンアクリレートオリゴマー30部、ブチルアクリレート40部、イソボロニルメタクリレート30部、および2,2−ジフェニルエタン−1−オン10部を、ホモジナイザーで混合し、五酸化アンチモン微粒子(平均粒子径20nm、水酸基がパイロクロア構造の表面に現れているアンチモン原子に1つの割合で結合している。)の40%メチルイソブチルケトン溶液を、五酸化アンチモン微粒子の重量がハードコート層形成用組成物全固形分の50重量%を占める割合で混合して、ハードコート層形成用材料を調製した。
含フッ素モノマーである、フッ化ビニデリン70重量部およびテトラフルオロエチレン30重量部をメチルイソブチルケトンに溶解した。次に、この溶解物に、中空シリカイソプロパノール分散ゾル(触媒化成工業社製、固形分20重量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm)を、含フッ素モノマー固形分に対して中空シリカ固形分で30重量%、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(信越化学社製)を前記固形分に対して3重量%、光ラジカル発生剤イルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)を前記固形分に対して5重量%添加し、低屈折率層形成用材料を調製した。
エンボスフィルム1の両面に、高周波発信機(出力0.8KW)を用いてコロナ放電処理を行い、表面張力を0.055N/mに調整した。次に、このエンボスフィルム1の、凹凸が形成された面に、温度25℃、湿度60%RHの環境下で、ダイコーターを用いてコーティング速度20m/minでハードコート層形成用材料を塗工し、80℃の乾燥炉の中で乾燥させて被膜を得た。さらに、この皮膜に紫外線を照射(積算照射量300mJ/cm2)して、厚さ6μmのハードコート層を形成した。
光学フィルム1について、Ra(反射防止層表面)、ヘイズ、干渉むら、鉛筆硬度、耐候性を評価した。結果を表1に示す。
エンボスフィルム2を用いた以外は実施例1と同様にして光学フィルム2を得た。光学フィルム2について、Ra(反射防止層表面)、ヘイズ、干渉むら、鉛筆硬度、耐候性を評価した。結果を表1に示す。
エンボスフィルム3を用いた以外は実施例1と同様にして光学フィルム3を得た。光学フィルム3について、Ra(反射防止層表面)、ヘイズ、干渉むら、鉛筆硬度、耐候性を評価した。結果を表1に示す。
エンボスフィルム1の代わりに、凹凸の形成される前の基材フィルムを用いる以外は実施例1と同様にして光学フィルム4を得た。光学フィルム4について、Ra(反射防止層表面)、ヘイズ、干渉むら、鉛筆硬度、耐候性を評価した。結果を表1に示す。
ハードコート層及び低屈折率層の形成のためのコーティング速度をいずれも10m/minにした以外は比較例1と同様にして光学フィルム5を得た。光学フィルム5について、Ra(反射防止層表面)、ヘイズ、干渉むら、鉛筆硬度、耐候性を評価した。結果を表1に示す。
一方、表面に凹凸が形成されたフィルムを用いた場合と同じ条件で機能層を形成すると、耐候性には優れているものの干渉むらが生じることが判る(比較例1)。機能層形成の条件として、ハードコート層の形成速度を遅くしても、干渉むらの発生を十分に抑制することができないことが判る(比較例2)。
Claims (2)
- 基材フィルムの少なくとも一方の面に圧力を印加したことにより、表面に凹凸が形成されたフィルムの、少なくとも当該凹凸が形成された面に機能層を有する光学フィルムであって、
前記基材フィルムが、
紫外線吸収剤と熱可塑性樹脂とからなる中間層1、
該中間層1の一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層2、
及び
該中間層1のもう一方の面に積層されるガラス転移温度(Tg)100℃以上のアクリル系樹脂からなる表面層3
を有する、共押出法により形成されたものである
光学フィルム。 - 前記基材フィルムが、弾性体粒子を含有するものである請求項1記載の光学フィルム。
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- 2006-12-19 JP JP2006341491A patent/JP2008152119A/ja active Pending
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