JP2009069427A - 光学積層体、偏光板及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光透過性基材及び該光透過性基材上に設けられた防眩層を有する光学積層体であって、上記防眩層は、表面が凹凸形状を有するものであり、内部ヘイズ値が0.05〜35であり、上記防眩層は、セルロース系樹脂、(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体、及び、内部ヘイズ形成フィラーを含む防眩層用組成物により形成されたものであり、かつ、前記防眩層用組成物において、前記内部ヘイズ形成フィラーは、含有量が0.5〜10質量%(固形分基準)であり、セルロース系樹脂は、含有量が0.5〜10質量%(固形分基準)である光学積層体。
【選択図】なし
Description
また、特許文献1に開示された光拡散層は、親水性の樹脂と疎水性の樹脂との分離により凹凸を設けているが、親水性の樹脂は、通常、硬化物の鉛筆硬度、耐擦傷性(SW性)に劣るものが多い。従って、このような親水性の樹脂を用いて凹凸を形成した光拡散層を設けた光学積層体も鉛筆硬度、SW性に劣ることが多かった。更に、特許文献1に開示された光拡散層は、トリアセチルセルロース(TAC)等からなる基材シートに対する密着性に劣るものであった。
内部ヘイズ形成フィラーは、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、及び、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
上記防眩層は、表面の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、Smが40〜600μmであり、θaが0.05〜4.5度であり、Rzが0.05〜3.5μm以下であることが好ましい。
本発明は、最表面に上述の光学積層体を備えることを特徴とする自発光型画像表示装置でもある。
本発明は、偏光素子を備えてなる偏光板であって、上記偏光素子の表面に、上述の光学積層体を備えることを特徴とする偏光板でもある。
本発明は、最表面に上述の光学積層体、又は、上述の偏光板を備えることを特徴とする非自発光型画像表示装置でもある。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光学積層体は、セルロース系樹脂、(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体、内部ヘイズ形成フィラー、及び、浸透性溶剤を必須とした相分離型の防眩層用組成物により得られる防眩層を設けたものであり、上記防眩層は、内部ヘイズ形成フィラーを含有することによって、良好な表面凹凸形状を有し、高い内部ヘイズ値を有するものである。これによって、本発明の光学積層体は、良好な光拡散性能を発揮することができる。
特に本発明の光学積層体では、上記防眩層用組成物が後述する内部ヘイズ形成フィラーを含有するものであるため、形成する防眩層の表面に充分な数及び大きさの凹凸を形成することができる。この理由については後述する。
硬化後の耐擦傷性の観点から、上記セルロース系樹脂は、(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体と反応可能な官能基を側鎖に有してもよい。
本明細書において、上記分子量とは「重量平均分子量」を意味し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算にて得られた値である。
また、上記選択したセルロース系樹脂と(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体との相溶性が低い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で上記二種の成分同士が有効に相分離し、防眩層としての機能が向上する。なお、上記二種の成分の相分離性は、双方の成分に対する良溶媒を用いて均一溶液を調製し、溶媒を徐々に蒸発させる過程で、残存固形分が白濁するか否かを目視にて確認することにより簡便に判定できる。
上記ポリマーとしては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、有機酸ビニルエステル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、オレフィン系樹脂(脂環式オレフィン系樹脂を含む)、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリスルホン系樹脂(例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(例えば、2,6−キシレノールの重合体)、シリコーン樹脂(例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン)、ゴム又はエラストマー(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム)等が挙げられる。これらは、単独又は二種以上組み合わせて使用できる。複数のポリマーのうち、少なくとも1つのポリマーが、硬化性樹脂前駆体の硬化反応に関与する官能基、例えば、(メタ)アクリロイル基等の重合性基を有していてもよい。上記ポリマーは、熱硬化性であっても熱可塑性であってもよいが、熱可塑性樹脂であることがより好ましい。
上記浸透性溶媒の具体例としては、例えば、ケトン類;アセトン、メチルエチルケトン、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、エステル類;蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、含窒素化合物;ニトロメタン、アセトニトリル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、グリコール類;メチルグリコール、メチルグリコールアセテート、エーテル類;テトラヒドロフラン、1,4―ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテル、ハロゲン化炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロルエタン、グリコールエーテル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート、その他、ジメチルスルホキシド、炭酸プロピレンが挙げられ、またはこれらの混合物が挙げられ、好ましくはエステル類、ケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン等が挙げられる。
上記内部ヘイズ形成フィラーを含有することにより、高い内部ヘイズ値を得ることができる。具体的には、上記内部ヘイズ値は0.05〜35である。上記内部ヘイズ値が上記範囲内であることにより、防眩層の表面凹凸の形成を促進し、かつ、本発明の光学積層体を用いてなる画像表示装置が、ギラツキやコントラストの低下等を抑制することができるため好ましい。
上記内部ヘイズ値は、防眩層の上にクリヤー層(例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート)を乾燥膜厚9g/mとなるように被膜を設け、それを硬化し防眩層の表面を平滑としたものを得て、JIS K7136に準じたヘイズ測定を行って得られた値をHz(A)とし、光透過性基材に直接上記と同様にしてクリヤー層を設け、同様にヘイズ測定を行って得られた値をHz(B)とすると、内部ヘイズ値=Hz(A)−Hz(B)として得ることができる。
すなわち、上述したとおり、上記セルロース系樹脂及び(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体とのスピノーダル分解によって生じた相分離構造により、形成する防眩層表面に凹凸を形成することができるが、上記防眩層用組成物が内部ヘイズ形成フィラーを含有しない場合、形成される凹凸は小さく充分なものとは言い難い。
これに対し、上記防眩層用組成物が内部ヘイズ形成フィラーを含有すると、該内部ヘイズ形成フィラーは、上記スピノーダル分解による相分離構造の核になると考えられる。その結果、上記スピノーダル分解によって形成された相分離構造により形成される防眩層表面の凹凸を充分に成長させることが可能になるからであると考えられる。
上記内部ヘイズ形成フィラーの含有量が0.5質量%未満であると、防眩層の表面への凹凸の形成が不充分となり、10質量%を超えると、防眩層の強度低下や光透過基材との密着性低下を引き起こす。
一方、上記セルロース系樹脂の含有量が0.5質量%未満であると、防眩層の透明性低下や光透過性基材との密着性低下を引き起こし、10質量%を超えると、防眩層上に更に別層を積層する場合、該別層との密着性が低下する。
上記内部ヘイズ形成フィラーの含有量の好ましい下限は1質量%、好ましい上限は8質量%であり、上記セルロース系樹脂の含有量の好ましい下限は1質量%、好ましい上限は8質量%である。
なお、これらの数値は、防眩層の形成に使用する樹脂種や内部ヘイズ形成フィラーの粒子径や配合量等、形成する防眩層の膜厚、及び、防眩層用組成物を乾燥させる際の乾燥温度等を調整することによって、適宜所望の範囲のものとすることができる。
θaは角度単位であり、傾斜を縦横比率で表したものがΔaである場合、
Δa=tanθa=(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/基準長さ)で求められる。基準長さは、測定条件に記載の通り。
1)表面粗さ検出部の触針:
型番/SE2555N(2μ標準)(株)小坂研究所製
(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):
1:0.25または2:0.8または3:1.25または4:2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):
1:1.25または2:4.0または3:6.25または4:12.5mm
触針の送り速さ:0.1mm/s
(基準長さ1、2、3、4のとき、評価長さは対応して1、2、3、4となる)
Rz、Smの基準長さや評価長さの選択については、Rz及びSmの範囲毎に、JIS B 0601−1994により定められた方法で決定した。Rzを求める場合の、Rz範囲に対応する基準長さ及び評価長さの標準値の区分を表1に、Smを求める場合の、Sm範囲に対応する基準長さ及び評価長さの標準値の区分を表2に示した。( )内は参考値である。
上記防眩層の膜厚は、以下の方法により測定することができる。
共焦点レーザー顕微鏡(LeicaTCS−NT:ライカ社製:倍率「300〜1000倍」)にて、光学積層体の断面を透過観察し、界面の有無を判断し下記の測定基準により測定することができる。具体的には、ハレーションのない鮮明な画像を得るため、共焦点レーザー顕微鏡に、湿式の対物レンズを使用し、かつ、光学積層体の上に屈折率1.518のオイルを約2mL乗せて観察し判断する。オイルの使用は、対物レンズと光学積層体との間の空気層を消失させるために用いる。
測定手順
1:レーザー顕微鏡観察により平均層厚を測定した。
2:測定条件は、上記の通りであった。
3:1画面につき 凹凸の最大凸部、最小凹部の基材からの層厚を1点ずつ計2点測定し、それを5画面分、計10点測定し、平均値を算出し、これを、防眩層の膜厚とする。このレーザー顕微鏡は、各層に屈折率差があることによって非破壊断面観察をすることができる。また、各層の組成の違いで観察できるSEM及びTEM断面写真の観察を用いて、5画面分の観察を行うことで同様に求めることができる。
上記光透過性基材としては、透明性、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度とに優れたものであることが好ましい。上記光透過性基材を形成する材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系化合物が挙げられる。なかでも、発明の効果を発揮しやすいというの観点からトリアセチルセルロース(TAC)であることがより好ましい。
また、上記光透過性基材は、接着性向上のために、コロナ放電処理、酸化処理等の物理的な処理のほか、アンカー剤もしくはプライマーと呼ばれる塗料の塗布を予め行ってもよい。また、上記光透過性基材がトリアセチルセルロースの場合、ケン化処理をあらかじめ行ってもよい。上記ケン化処理は既知の方法・条件で行ってよい。
低屈折率層
低屈折率層は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が光学積層体の表面にて反射する際、その反射率を低くするという役割を果たす層である。これらの低屈折率層は、その屈折率が1.45以下、特に1.42以下であることが好ましい。
また、低屈折率層の乾燥厚みは限定されないが、通常は30nm〜1μm程度の範囲内から適宜設定すれば良い。
dA=mλ/(4nA) (I)
(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を表し、λは波長であり、好ましくは480〜580nmの範囲の値である)を満たすものが好ましい。
120<nAdA<145 (II)
を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
防汚層は、光学積層体の最表面に汚れ(指紋、水性又は油性のインキ類、鉛筆等)が付着しにくく、又は付着した場合でも容易に拭取ることができるという役割を担う層である。本発明の好ましい態様によれば、低屈折率層の最表面の汚れ防止を目的として防汚層を設けても良く、特に低屈折率層が形成された光透過性基材の一方の面と反対の両側に防汚層が設けることが好ましい。防汚層の形成により、光学積層体に対して防汚性と耐擦傷性のさらなる改善を図ることが可能となる。低屈折率層がない場合でも、最表面の汚れ防止を目的として防汚層を設けても良い。
本発明の光学積層体は、更に帯電防止層を有するものであってもよい。上記帯電防止層は、防汚染剤及び樹脂を含む組成物により形成することができる。上記樹脂としては特に限定されず、上述の内部散乱層形成用組成物で例示した樹脂を挙げることができる。
上記偏光素子としては特に限定されず、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等を使用することができる。上記偏光素子と本発明の光学積層体とのラミネート処理においては、光透過性基材(好ましくは、トリアセチルセルロースフィルム)にケン化処理を行うことが好ましい。ケン化処理によって、接着性が良好になり帯電防止効果も得ることができる。
下記材料を十分混合し、組成物として調整した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して固形分60質量%の防眩層用組成物1〜5、1’〜7’を調製した。
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 3質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)3質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 1質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)1質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 10質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
10質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 10質量部
メラミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターS12;日本触媒社製) 10質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET30;日本化薬社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 10質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
10質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルイソブチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製、10官能) 97質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 3質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 80質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 20質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 97質量部
メラミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製) 3質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 80質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
20質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 79.9質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 20質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
0.1質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 79.9質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 0.1質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
20質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
メチルエチルケトン 100質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B;日本合成社製) 94質量部
セルロースポリマー(エチルセルロース) 3質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)
3質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
トルエン 100質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET30;日本化薬社製) 93質量部
アクリル微粒子(平均粒径5μm) 3質量部
シリカ微粒子(平均粒径3μm) 1質量部
ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物(エポスターMS;日本触媒社製)3質量部
重合開始剤(イルガキュア184;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製) 4質量部
トルエン 100質量部
トリアセテートセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製、TF80UL、厚さ80ミクロン)を用意し、このフィルムの表面に防眩層用組成物1を、湿潤質量20g/m2(乾燥質量10g/m2)塗布(バーコーティング)し、次いで、70℃にて乾燥することにより溶剤を除去した。その後、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン(株))を用いて、照射線量100mJ/cm2で紫外線照射を行うことにより、組成物を硬化させて、防眩層を形成して光学積層体を得た。
防眩層用組成物を防眩層用組成物2〜5、防眩層用組成物1’〜7’及び防眩層用組成物8’に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2〜5、比較例1〜7及び参考例1に係る光学積層体を得た。
各光学積層体について、下記評価を行った。
光学積層体を、粘着フィルムを貼りつけたガラス基材の上に貼りつけ、蛍光灯の映り込みを目視にて確認した。
評価×;蛍光灯がはっきり映り込んだ。
評価○;蛍光灯の映り込みが少なくぼやけて見える。
内部ヘイズ値は、JIS K−7136に従って測定した。なお、測定機器として、反射・透過率計HM−150(村上色彩技術研究所)を使用した。
光学積層体のハードコート層の表面を、#0000番のスチールウールを用いて、所定の摩擦荷重200g/cm2で10往復摩擦し、その後の塗膜の剥がれの有無を目視し下記の基準にて評価した
評価基準
評価○:塗膜の剥がれが全くなかった。
評価×:塗膜の剥がれがあった。
塗布密着性(JIS K 5600):1mm角で合計100目のゴバン目を入れ、ニチバン製工業用24mmセロテープ(登録商標)を用いて5回連続剥離試験を行い、残っているマス目の数量を表示する。
Claims (7)
- 光透過性基材及び該光透過性基材上に設けられた防眩層を有する光学積層体であって、
前記防眩層は、表面が凹凸形状を有するものであり、
内部ヘイズ値が0.05〜35であり、
前記防眩層は、セルロース系樹脂、(メタ)アクリレート系硬化性樹脂前駆体、内部ヘイズ形成フィラー、及び、浸透性溶媒を含む防眩層用組成物により形成されたものであり、かつ、
前記防眩層用組成物において、前記内部ヘイズ形成フィラーは、含有量が0.5〜10質量%(固形分基準)であり、セルロース系樹脂は、含有量が0.5〜10質量%(固形分基準)である
ことを特徴とする光学積層体。 - 内部ヘイズ形成フィラーは、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、及び、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物からなる群より選択される少なくとも一種を含む請求項1記載の光学積層体。
- 防眩層は、表面の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、Smが40〜600μmであり、θaが0.05〜4.5度であり、Rzが0.05〜3.5μm以下である請求項1又は2記載の光学積層体。
- 反射防止用積層体として用いられる、請求項1、2又は3記載の光学積層体。
- 最表面に請求項1、2、3又は4記載の光学積層体を備えることを特徴とする自発光型画像表示装置。
- 偏光素子を備えてなる偏光板であって、
前記偏光素子の表面に、請求項1、2、3又は4記載の光学積層体を備えることを特徴とする偏光板。 - 最表面に請求項1、2、3若しくは4記載の光学積層体、又は、請求項6記載の偏光板を備えることを特徴とする非自発光型画像表示装置。
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