JP2009086495A - 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画面のギラツキが抑えられ、良好なコントラストを有する、生産性に優れた光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することにある。
【解決手段】透明フィルム基材上に防眩層と該防眩層の上に低屈折率層を有する、表面ヘイズが15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合が50〜70%である光学フィルムであって、該防眩層が、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有することを特徴とする光学フィルム。
【選択図】なし
【解決手段】透明フィルム基材上に防眩層と該防眩層の上に低屈折率層を有する、表面ヘイズが15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合が50〜70%である光学フィルムであって、該防眩層が、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有することを特徴とする光学フィルム。
【選択図】なし
Description
本発明は、光学フィルム、偏光板および画像表示装置に関し、更に詳細には所定の内部散乱性および表面散乱性を有する防眩層を有する光学フィルム、光学フィルムを表面保護フィルムとして用いた偏光板、偏光板を用いた画像表示装置に関する。
各種のディスプレイのひとつに液晶ディスプレイがある。これらの機器でも、屋外使用頻度の高い液晶ディスプレイにあってはほとんどに、防眩処理が施された反射防止性を有する光学フィルムが使用されている。
防眩処理は、表面に反射した像の輪郭をぼかすことにより、反射像の視認性を低下して表示装置使用時の反射像の映り込みを低減するものである。
一般に、サンドブラスト、エンボスロール、化学エッチングなどの適宜の方式で粗面化処理して表面に微細凹凸構造を付与したもの、金型による転写方式などにて表面に微細凹凸構造を付与したもの、樹脂層中に微粒子を分散含有させて表面に微細凹凸構造を付与したものがあり、表面の凹凸構造にて可視光領域の反射光を散乱させるような設計が行われている。
これらの防眩処理の中でも、樹脂層中に粒子を分散含有させる方法は、微細凹凸構造を簡単に付与できる点で好ましい。
特許文献1には、透明フィルム基材上に、放射性硬化型樹脂、平均粒径10μm以下の粒子およびチクソトロピー化剤を分散させた分散液を塗布し、乾燥硬化させることにより、表面に微細凹凸構造を持つ防眩層を形成した例が報告されている。
しかしながら、表示装置の高精細化に伴い、表面凹凸による微小な輝度ムラが画像表面のギラツキを生じさせることとなっていた。
特許文献2においては、このギラツキを抑えるために、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に、屈折率の異なる透光性拡散剤を含有する透光性樹脂からなる防眩層を積層し、この防眩層の表面凹凸における表面ヘイズ値hsを7<hs<30、前記防眩層の内部拡散による内部ヘイズ値hiを1<hi<15としたことを特徴とする防眩フィルム開示されている。
また、特許文献3においては、防眩層の表面凹凸を少なくし、防眩性を内部散乱に期待し、防眩層の内部散乱に起因するヘイズ値が0〜40%であり、且つ、表面散乱に起因するヘイズ値が0.3〜20%であることを特徴とする防眩性フィルムが開示されている。
しかしながら、これらの方法では、ギラツキは改善するものの画面のコントラストを劣化させてしまうという問題があった。
そのため、特許文献4においては、透明支持体上に少なくとも内部散乱性を有する層を有し、JIS−K7105に準じた像鮮明性(コントラストと同義)が光学くし幅0.5mmで測定したときに30.0%〜99.9%であり、表面散乱に起因するヘイズ値が3%未満であり、内部散乱に起因するヘイズ値が15〜40%であることを特徴とする光学フィルムが開示されている。
しかしながら、この方法では、従来のコントラストレベルには対応できるものの、最近求められている携帯電話等の高解像度モニターには全く不十分であった。
例えば5cm巾に640画素の携帯電話モニターだと0.078mm/1画素であり、最小光学くし幅が0.125mmの写像性測定でももはや評価出来ないレベルである。
実際、従来の画像像鮮明性評価である透過写像性の値が高くても、視覚的には、高解像度の画像の鮮明度の劣化は否めなかった。
また、特許文献4に記載の方法では、防眩層の表面散乱を抑制するために、最上層に低屈折率層をさらに設ける必要があり、品質、生産性の点でも十分な技術とはいえなかった。
特開平10−219136号公報
特許第3507719号公報
特開2007−45142号公報
特開2007−65635号公報
従って本発明の目的は、画面のギラツキが抑えられ、良好なコントラストを有する、生産性に優れた光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することにある。
本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
1. 透明フィルム基材上に防眩層と該防眩層の上に低屈折率層を有する、表面ヘイズが15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合が50〜70%である光学フィルムであって、該防眩層が、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有することを特徴とする光学フィルム。
2.前記光学フィルムが、平均粒径0.01〜1.0μmの粒子を含有することを特徴とする前記1記載の光学フィルム。
3.前記1または2記載の光学フィルムを有することを特徴とする偏光板。
4.前記1または2記載の光学フィルムを使用したことを特徴とする画像表示装置。
1. 透明フィルム基材上に防眩層と該防眩層の上に低屈折率層を有する、表面ヘイズが15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合が50〜70%である光学フィルムであって、該防眩層が、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有することを特徴とする光学フィルム。
2.前記光学フィルムが、平均粒径0.01〜1.0μmの粒子を含有することを特徴とする前記1記載の光学フィルム。
3.前記1または2記載の光学フィルムを有することを特徴とする偏光板。
4.前記1または2記載の光学フィルムを使用したことを特徴とする画像表示装置。
本発明によれば画面のギラツキが抑えられ、良好なコントラストを有する、生産性に優れた防眩性フィルム、防眩性反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することができる。
本発明の光学フィルムは、表面ヘイズ(フィルムの表面散乱に起因するヘイズ)が15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合(以下、散乱反射比率と略す)が50〜70%であることを特徴とする。
これまで、コントラストを改善するためには、積分反射率の小さい方が良いとされてきた。
積分反射率は、正反射率と散乱反射率の和で表される(積分反射率=正反射率+散乱反射率)が、本発明者は、積分反射率の絶対値よりも、散乱反射率の割合である散乱反射比率(散乱反射比率=散乱反射率/積分反射率)が、ある一定の範囲にある場合に、コントラストの改善に効果的であることを見出した。
一般に、粒子により防眩性を付与した場合、表面ヘイズが小さくなるとその量に応じ、散乱反射率の積分反射率に占める割合も小さくなってしまうことが知られていた(表面ヘイズを15%とすると散乱反射比率は25%程度に低下する)。
そのため、表面ヘイズを小さくしながら散乱反射比率を上げるために最表面に低屈折率層を設けることが検討されたが、それでも散乱反射率を50〜70%にすることはできなかった。
それに対し、本発明においては、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を使用することによって、散乱反射比率を50〜70%に維持することが可能となった。
フィルムには透過光によって測定される全ヘイズがあり、全ヘイズは、表面ヘイズと内部散乱に起因するヘイズである内部ヘイズとに分けられる。
本発明の光学フィルムに係る表面ヘイズは、以下の手順で測定することができる。
(1)JIS−K7136に準じてヘイズメーター(T−2600DA、東京電色製)により、本発明の光学フィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
(2)本発明の光学フィルムの防眩層の表面に、片面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り付け、貼付けたもの全体について、全ヘイズ値H0を測定する。別途、アクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全ヘイズ値Htを測定し、先の測定したH0からHtを引いた値を内部ヘイズ値Hiとした。(Hi=H0−Ht)
(3)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(2)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する。(Hs=H−Hi)
本発明の光学フィルムに係る散乱反射比率は、コニカミノルタセンシング(株)製、分光測色計CM−2500dを用いて、測定径φ8mm、観察視野2°の条件で、SCI(積分反射率)及びSCE(散乱反射率)を測定することによって求めることができる。
(1)JIS−K7136に準じてヘイズメーター(T−2600DA、東京電色製)により、本発明の光学フィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
(2)本発明の光学フィルムの防眩層の表面に、片面にアクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り付け、貼付けたもの全体について、全ヘイズ値H0を測定する。別途、アクリル系粘着剤が塗布された粘着剤付ポリエチレンテレフタレートフィルムのみの全ヘイズ値Htを測定し、先の測定したH0からHtを引いた値を内部ヘイズ値Hiとした。(Hi=H0−Ht)
(3)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(2)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する。(Hs=H−Hi)
本発明の光学フィルムに係る散乱反射比率は、コニカミノルタセンシング(株)製、分光測色計CM−2500dを用いて、測定径φ8mm、観察視野2°の条件で、SCI(積分反射率)及びSCE(散乱反射率)を測定することによって求めることができる。
本発明の光学フィルムに係る防眩層の表面凹凸形状として、中心線平均粗さ(算術平均粗さ)Raは0.03〜0.35μmが好ましく、より好ましくは0.08〜0.3μm、特に好ましくは、0.08〜0.22μmである。
また、10点平均粗さRzは中心線平均粗さRaの10倍以下、平均山谷距離Smは50〜150μmが好ましく、より好ましくは50〜120μm、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度の面は10%以上が好ましい。
このように設計することで、十分な防眩性とコントラストが得られる。とくに中心線平均粗さRaについては、0.08μm以上とすることで充分な防眩性が得られ、0.3μm以下で、その値が小さいほど、ギラツキがなく良好である。
Raは光干渉式の表面粗さ測定器で測定することができ、例えば光学干渉式表面粗さ計RST/PLUS(WYKO社製)を用いて測定することができる。
本発明でいう防眩性とは、フィルム基材表面に反射した像の輪郭をぼかすことによって反射像の視認性を低下させて、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイといった画像表示装置等の使用時に、反射像の映り込みが気にならないようにするものである。
<防眩層>
本発明の防眩層は、基本的には、透明樹脂、例えば活性エネルギー線硬化樹脂を主成分とするバインダー層に、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有する構造を有している。
<防眩層>
本発明の防眩層は、基本的には、透明樹脂、例えば活性エネルギー線硬化樹脂を主成分とするバインダー層に、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有する構造を有している。
〈平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子〉
本発明のフッ素含有アクリル樹脂粒子としては、例えばフッ素含有のアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルのポリマーから形成された粒子である。
本発明のフッ素含有アクリル樹脂粒子としては、例えばフッ素含有のアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルのポリマーから形成された粒子である。
フッ素含有のアクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの具体例としては、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチル(メタ)アクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチル−α−フルオロアクリレートが挙げられる。
また、フッ素含有アクリル樹脂粒子の中でも、2−(パーフルオロブチル)エチル−α−フルオロアクリレートからなる粒子、フッ素含有ポリメチルメタクリレート粒子、フッ素含有メタアクリル酸を架橋剤の存在下にビニル単量体と共重合させた粒子が好ましく、さらに好ましくはフッ素含有ポリメチルメタクリレート粒子である。
フッ素含有(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能なビニル単量体を共重合させてもよい。
これらとしては、ビニル基を有するものであればよく、具体的にはメタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸アルキルエステル、及びスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類等が挙げられ、これらは単独でまたは混合して用いることができる。
重合反応の際に用いられる架橋剤としては、特に限定されないが、2個以上の不飽和基を有するものを用いることが好ましく、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート等の2官能性ジメタクリレートや、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
なお、フッ素含有ポリメチルメタクリレート粒子を製造するための重合反応は、ランダム共重合およびブロック共重合のいずれでもよい。具体的には、例えば特開2000−169658号公報に記載の方法なども挙げることができる。
市販品としては、根上工業(株)製:MF−0043等が挙げられる。なお、これらのフッ素含有アクリル樹脂粒子は、単独で用いてもよいが、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、これらのフッ素含有アクリル樹脂粒子の状態は、粉体あるいはエマルジョン等、どのような状態で加えられても良い。
また、特開2004−83707号公報の段落0028〜0055に記載のフッ素含有架橋粒子を用いても良い。
本発明のフッ素含有アクリル樹脂粒子の屈折率は、1.38〜1.46であることが好ましい。
本発明のフッ素含有アクリル樹脂粒子の含有量としては、防眩層を構成する透明樹脂100質量部に対して、0.01〜500質量部が好ましく、さらに好ましくは0.1〜100質量部、特に好ましくは1〜60質量部である。
本発明のフッ素含有アクリル樹脂粒子の平均粒径は、1.5〜6μmであり、2.0〜4.0μmであることが好ましい。
なお、平均粒径は、粒子の走査型電子顕微鏡写真(粒子1000個以上)を撮影し、この写真に写った粒子の直径を、画像処理装置LUZEX−III(ニレコ社製)を使用し100個測定し、その平均値を算出して平均粒径とした。
〈平均粒径0.01〜1.0μmの粒子〉
本発明で好ましく含有される平均粒径が0.01〜1μmの粒子としては、アクリル系粒子、シリカを主成分とする無機粒子が挙げられる。
本発明で好ましく含有される平均粒径が0.01〜1μmの粒子としては、アクリル系粒子、シリカを主成分とする無機粒子が挙げられる。
シリカ粒子としては、日本アエロジル製、アエロジル200、200V、300、デグサ製、アエロジルOX50、TT600等、日本触媒社製、KEP−10,KEP−50,KEP−100等の商品名が挙げられる。
また、コロイダルシリカを用いても良い。コロイダルシリカとは、二酸化ケイ素をコロイド状に水または有機溶媒に分散させたものであり、特に限定はされないが球状、針状または数珠状である。
このようなコロイダルシリカは市販されており、例えば、日産化学工業社のスノーテックスシリーズ、触媒化成工業社のカタロイド−Sシリーズ、バイエル社のレバシルシリーズ等が挙げられる。
また、アルミナゾルや水酸化アルミニウムでカチオン変性したコロイダルシリカやシリカの一次粒子を2価以上の金属イオンで粒子間を結合し数珠状に連結した数珠状コロイダルシリカも好ましく用いられる。
数珠状コロイダルシリカは日産化学工業社のスノーテックス−AKシリーズ、スノーテックス−PSシリーズ、スノーテックス−UPシリーズ等があげられ、具体的にはIPS−ST−L(イソプロパノールシリカゾル、粒子径40〜50nm、シリカ濃度30%)、MEK−ST−MS(メチルエチルケトンシリカゾル、粒子径17〜23nm、シリカ濃度35%)等、MEK−ST(メチルエチルケトンシリカゾル、粒子径10〜15nm、シリカ濃度30%)、MEK−ST−L(メチルエチルケトンシリカゾル、粒子径40〜50nm、シリカ濃度30%)、MEK−ST−UP(メチルエチルケトンシリカゾル、粒子径9〜15nm(鎖状構造)、シリカ濃度20%)等が挙げられる。
また、アクリル粒子として、フッ素含有アクリル樹脂粒子が挙げられ、例えば日本ペイント製:S−4000、FS−701、アクリル−スチレン粒子として、例えば日本ペイント製:S−1200、MG−251等が挙げられる。
これら平均粒径が0.01〜1μmの粒子のなかでも、フッ素含有アクリル樹脂粒子が好ましい。
平均粒径が0.01〜1μmの粒子は、防眩層を形成する塗工液の安定性及び分散液の分散性から、含有量としては、防眩層を構成する透明樹脂100質量部に対して、0.01〜500質量部が好ましく、さらに好ましくは0.1〜100質量部である。
また、平均粒径が0.01〜1μmの粒子との含有比率は、平均粒径が1.5〜6μmの粒子に対して0〜500質量%の範囲で適宜選択することができる。
上記粒子は、粉体あるいはエマルジョン等どのような状態で加えられても良い。また、透光性粒子の密度は、好ましくは10〜1000mg/m2、より好ましくは100〜700mg/m2である。
〈透明樹脂〉
本発明の防眩層を構成する透明樹脂の屈折率としては、1.50以上であることが好ましく、より好ましくは1.50〜1.70である。
本発明の防眩層を構成する透明樹脂の屈折率としては、1.50以上であることが好ましく、より好ましくは1.50〜1.70である。
屈折率をこの範囲とするには、透明樹脂の種類及び量割合を適宜選択すればよい。屈折率が1.50未満であると、硬度の高い樹脂が得られにくい。屈折率が1.70より大きいと、フィルムのムラが目立ちやすくなりやすい。
なお、透明樹脂の屈折率は、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を測定するなどして定量評価できる。
透明樹脂は、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更に好ましい。
特に好ましくは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂である。
硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等の紫外線硬化型アクリレート系樹脂が好ましく用いられる。
紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、またはプレポリマーを反応させて得られた生成物をさらに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。
例えば、特開昭59−151110号号公報に記載のものを用いることができる。例えば、ユニディック17−806(大日本インキ(株)製)100部とコロネートL(日本ポリウレタン(株)製)1部との混合物等が好ましく用いられる。
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭59−151112号公報に記載のものを用いることができる。
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光重合開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平1−105738号公報に記載のものを用いることができる。
紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
これら硬化性樹脂の光重合開始剤としては、具体的には、ベンゾイン及びその誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることができる。光増感剤と共に使用してもよい。
また、エポキシアクリレート系の光重合開始剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることができる。
硬化性樹脂組成物に用いられる光重合開始剤また光増感剤は該組成物100質量部に対して0.1〜25質量部であり、好ましくは1〜15質量部である。
アクリレート系樹脂としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
これらの市販品としては、アデカオプトマーKR・BYシリーズ:KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B(旭電化(株)製);コーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(広栄化学(株)製);セイカビームPHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(大日精化工業(株)製);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(ダイセル・ユーシービー(株)製);RC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(大日本インキ化学工業(株)製);オーレックスNo.340クリヤ(中国塗料(株)製);サンラッドH−601、RC−750、RC−700、RC−600、RC−500、RC−611、RC−612(三洋化成工業(株)製);SP−1509、SP−1507(昭和高分子(株)製);RCC−15C(グレース・ジャパン(株)製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(東亞合成(株)製)、NKハードB−420、NKエステルA−DOG、NKエステルA−IBD−2E(新中村化学工業(株)製)等を適宜選択して利用できる。
また、その他として、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジオキサングリコールアクリレート、エトキシ化アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
また、防眩層には、フッ素−アクリル共重合体樹脂を含有しても良い。フッ素−アクリル共重合体樹脂とは、フッ素単量体とアクリル単量体とからなる共重合体樹脂で、特にフッ素単量体セグメントとアクリル単量体セグメントとから成るブロック共重合体が好ましい。
<防眩層に含有するその他の物質>
防眩層には、その他の有機粒子としてシリコーン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、またはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等紫外線硬化性樹脂組成物も加えることができる。
<防眩層に含有するその他の物質>
防眩層には、その他の有機粒子としてシリコーン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、またはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等紫外線硬化性樹脂組成物も加えることができる。
また、必要に応じてさらに特開2000−241807号公報に記載の粒子を含んでも良い。
また、その他の粒子の屈折率は、1.45〜1.70であることが好ましく、より好ましくは1.45〜1.65である。
なお、粒子の屈折率は、屈折率の異なる2種類の溶媒の混合比を変化させて屈折率を変化させた溶媒中に粒子を等量分散して濁度を測定し、濁度が極小になった時の溶媒の屈折率をアッベ屈折計で測定することで測定できる。
さらに防眩層には、界面活性剤として下記シリコーン系界面活性剤、フッ素系化合物、ポリオキシエーテル化合物等を含有させることが好ましい。
これら成分は、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。
フッ素系化合物の好ましい例としては、フルオロ脂肪族基含有共重合体が挙げられ、具体的には特開2007−45142号公報の段落0053〜0082に記載の化合物や記載方法で用いる事ができる。
その他、特開2000−119354号公報の段落0008〜0031に記載の化合物や記載方法も用いる事ができる。
これら成分は、塗布液中の固形分成分に対し、0.01〜5質量%の範囲で添加することが、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、好ましい。
また、フッ素系化合物としては、フッ素樹脂に、シロキサン(ポリシロキサンを含む)及び/またはオルガノシロキサン(オルガノポリシロキサンを含む)をグラフト化させて得られる共重合体のポリマーも好ましく用いることができる。
具体的には、富士化成工業(株)製のZX−022H、ZX−007C、ZX−049、ZX−047−D等を挙げることができる。これら化合物は混合して用いても良い。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルの市販品としては、エマルゲン1108、エマルゲン1118S−70(以上、花王(株)製)、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの市販品としては、エマルゲン103、エマルゲン104P、エマルゲン105、エマルゲン106、エマルゲン108、エマルゲン109P、エマルゲン120、エマルゲン123P、エマルゲン147、エマルゲン150、エマルゲン130K(以上、花王(株)製)、ポリオキシエチレンセチルエーテルの市販品としては、エマルゲン210P、エマルゲン220(以上、花王(株)製)、ポリオキシエチレンステアリルエーテルの市販品としては、エマルゲン220、エマルゲン306P(以上、花王(株)製)、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの市販品としては、エマルゲンLS−106、エマルゲンLS−110、エマルゲンLS−114、エマルゲンMS−110(以上、花王(株)製)ポリオキシエチレン高級アルコールエーテルの市販品としては、エマルゲン705,エマルゲン707、エマルゲン709等が挙げられる。
ポリオキシエーテル化合物は単独或いは2種以上を併用しても良い。また、アセチレングリコール系化合物または非イオン性界面活性剤、ラジカル重合性の非イオン性界面活性剤等を併用しても良い。
防眩層は、種々の表示素子に対する色補正用フィルターとして色調調整機能を有する色調調整剤(染料もしくは顔料等)を含有させてもよい。
また、電磁波遮断剤または赤外線吸収剤等を含有させそれぞれの機能を有するようにしてもよい。
防眩層には、硬化助剤として他官能チオール化合物を含有してもよく、例えば1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、1,3,5−トリス(3−メルカブトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジンー2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン等が挙げられる。
また、市販品としては昭和電工社製、商品名カレンズMTシリーズ等が挙げられる。他官能チオール化合物は、活性エネルギー線硬化樹脂100質量部に対して、0.01〜50質量部の範囲で添加される事が好ましく、更に好ましくは0.05〜30質量部である。
前記範囲で添加することで、硬化助剤として好適に作用し、また防眩層中でも安定に存在する。
防眩層には、硬度向上、帯電防止、層の屈折率を調整してするために、本発明の有機粒子に加えて、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分とし、平均粒径が10μm以下、例えば2μm以下、好ましくは0.2μm以下、特に好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.06μm以下である無機粒子を含有してもよい。
チタン、ジルコニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物の中では、チタン、ジルコニウムが好ましい。
防眩層に用いられる無機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。
表面処理剤は事前にカップリング処理せず、塗布組成物中に混合して用いることもできる。
これらの無機粒子を用いる場合、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。
このような無機粒子は、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フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質として振舞う。
<防眩層の製造方法>
防眩層はグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の方法を用いて、防眩層を形成する塗布組成物を塗布し、塗布後、加熱乾燥し、UV硬化処理することが好ましい。
<防眩層の製造方法>
防眩層はグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の方法を用いて、防眩層を形成する塗布組成物を塗布し、塗布後、加熱乾燥し、UV硬化処理することが好ましい。
塗布量はウェット膜厚として0.1〜40μmが適当で、好ましくは、0.5〜30μmである。
また、ドライ膜厚としては平均膜厚0.1〜30μm、好ましくは1〜20μmである。この範囲内において、ハード性の不足、カールや脆性の悪化、加工適性の低下が防止される。
上記UV硬化処理の光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は、通常5〜500mJ/cm2、好ましくは5〜150mJ/cm2である。
また、活性線を照射する際には、フィルムの搬送方向に張力を付与しながら行うことが好ましく、さらに好ましくは幅方向にも張力を付与しながら行うことである。付与する張力は30〜300N/mが好ましい。
張力を付与する方法は特に限定されず、バックロール上で搬送方向に張力を付与してもよく、テンターにて幅方向、または2軸方向に張力を付与してもよい。これによってさらに平面性優れたフィルムを得ることができる。
防眩層を形成する塗布組成物には溶媒が含まれていてもよい。塗布組成物に含有される有機溶媒としては、例えば、炭化水素類(トルエン、キシレン、)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチル)、グリコールエーテル類、その他の有機溶媒からも適宜選択し、またはこれらを混合し利用できる。
有機溶媒としては、プロピレングリコールモノアルキルエーテル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)またはプロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)等が好ましい。また、有機溶媒の含有量としては塗布組成物中、5〜80質量%が好ましい。
<透明フィルム基材>
本発明の透明フィルム基材としては、製造が容易であること、防眩層との接着性が良好である、光学的に等方性である、光学的に透明であること等が好ましい要件として挙げられる。
<透明フィルム基材>
本発明の透明フィルム基材としては、製造が容易であること、防眩層との接着性が良好である、光学的に等方性である、光学的に透明であること等が好ましい要件として挙げられる。
ここでいう透明とは、可視光の透過率60%以上であることをさし、好ましくは80%以上であり、特に好ましくは90%以上である。
上記の性質を有していれば特に限定はないが、例えば、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム等のセルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム(アートン(JSR社製))、ゼオネックス、ゼオノア(以上、日本ゼオン社製)、ポリビニルアセタール、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルムまたはガラス板等を挙げることができる。
中でも、セルロースエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンを含む)系フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルムが好ましい。
本発明においては、特にセルロースエステル系フィルム(例えば、コニカミノルタタック、製品名KC8UX、KC4UX、KC5UX、KC8UCR3、KC8UCR4、KC8UCR5、KC8UY、KC4UY、KC4UE、KC12UR(以上、コニカミノルタオプト(株)製))が、製造上、コスト面、透明性、接着性等の観点から好ましく用いられる。
これらのフィルムは、溶融流延製膜で製造されたフィルムであっても、溶液流延製膜で製造されたフィルムであってもよい。
透明フィルム基材としては、セルロースエステル系フィルム(以下セルロースエステルフィルムともいう)を用いることが好ましい。
セルロースエステルとしては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく、中でもセルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられる。
特に、アセチル基の置換度をX、プロピオニル基またはブチリル基の置換度をYとした時、XとYが下記の範囲にあるセルロースエステルフィルムを用いるのが、好ましい。
2.3≦X+Y≦3.0 0.1≦Y≦2.0
特に、2.5≦X+Y≦2.9 3≦Y≦1.2 であることが好ましい。
特に、2.5≦X+Y≦2.9 3≦Y≦1.2 であることが好ましい。
以下、好ましい透明樹脂フィルムであるセルロースエステルフィルムについて詳細に説明する。
アシル基の置換度の測定方法はASTM−D817−96の規定に準じて測定することができる。
セルロースエステルの数平均分子量は、50000〜250000が、成型した場合の機械的強度が強く、かつ、適度なドープ粘度となり好ましく、さらに好ましくは、80000〜150000である。
セルロースエステルフィルムは、一般的に溶液流延製膜法と呼ばれるセルロースエステル溶解液(ドープ)を、例えば、無限に移送する無端の金属ベルトまたは回転する金属ドラムの流延用支持体上に加圧ダイからドープを流延(キャスティング)し製膜する方法で製造される。
上記の良溶媒の中でも溶解性に優れるメチレンクロライド、あるいは酢酸メチルが好ましく用いられる。
上記有機溶媒の他に、0.1〜40質量%の炭素原子数1〜4のアルコールを含有させることが好ましい。特に好ましくは5〜30質量%で前記アルコールが含まれることが好ましい。
これらは上記のドープを流延用支持体に流延後、溶媒が蒸発を始めアルコールの比率が多くなるとウェブ(ドープ膜)がゲル化し、ウェブを丈夫にし流延用支持体から剥離することを容易にするゲル化溶媒として用いられたり、これらの割合が少ない時は非塩素系有機溶媒のセルロースエステルの溶解を促進する役割もある。
メチレンクロライドの代わりに酢酸メチルを用いることもできる。このとき、冷却溶解法によりドープを調製してもよい。
セルロースエステルフィルムには、下記のような可塑剤を含有するのが好ましい。可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系可塑剤、多価アルコールエステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、ピラノース構造またはフラノース構造の少なくとも1種を1個以上12個以下有しその構造の水酸基のすべてもしくは一部をエステル化したエステル化合物等を好ましく用いることができる。
その他、延伸方向に対して負の配向複屈折性を示す重量平均分子量が500以上30000以下であるアクリルポリマーを含有することが好ましい。
該ポリマーの重量平均分子量が500以上30000以下のもので該ポリマーの組成を制御することで、セルロースエステルと該ポリマーとの相溶性を良好にすることができる。
セルロースエステルフィルム中の上記可塑剤の総含有量は、固形分総量に対し、5〜20質量%が好ましく、6〜16質量%がさらに好ましく、特に好ましくは8〜13質量%である。
また、2種の可塑剤の含有量は各々少なくとも1質量%以上であり、好ましくは各々2質量%以上含有することである。
多価アルコールエステル系可塑剤は、1〜15質量%含有することが好ましく、特に3〜11質量%含有することが好ましい。
<低屈折率層>
本発明に係る低屈折率層の屈折率は、支持体である透明フィルム基材の屈折率より低く、23℃、波長550nmで1.30〜1.45の範囲が好ましい。
<低屈折率層>
本発明に係る低屈折率層の屈折率は、支持体である透明フィルム基材の屈折率より低く、23℃、波長550nmで1.30〜1.45の範囲が好ましい。
低屈折率層の膜厚は、5nm〜0.5μmが好ましく、10nm〜0.3μmがより好ましく、30nm〜0.2μmであることがさらに好ましい。
本発明に用いられる低屈折率層は、中空シリカ粒子、シリコーンおよびバインダーを基本構成として有する。
さらに、中空シリカ粒子を含め少なくとも2種類のシリカ粒子を含有することが好ましく、他の1種類のシリカ微粒子はコロイダルシリカであり、該コロイダルシリカの平均粒径は中空シリカ粒子の平均粒径の1.1〜20倍未満である。
〈最表面のSi分子比率〉
本発明において最表面とは、反射防止層の最表面であり低屈折率層の最表面であること意味する。
本発明において最表面とは、反射防止層の最表面であり低屈折率層の最表面であること意味する。
本発明においては、最表面から5nmまでの深さ範囲に存在するシリコーンのSi分子比率の平均値Rosが40〜90at%である。また、最表面から深さX400〜X1000におけるシリコーンのSi分子比率の平均値Rotが0.05〜10at%である。
このことは、最表面から5nmまでの深さにシリコーンが局在し、X400〜X1000までの深さには、ある量以下が存在するだけであるということを表している。
シリコーンのSi分子比率は、X線光電子分光分析装置(以下、XPSと略す)にC60をイオン源とするスパッタ用イオン銃を採用し、下記のエッチング条件でのSi−H結合エネルギー(結合ピーク値)とSi−O結合エネルギー(結合ピーク値)を測定し求めることができる。
Si分子比率at%=(Si−H結合ピーク値)÷{(Si−O結合ピーク値)+(Si−H結合ピーク値)}
なお、結合エネルギーは、Si−H結合ピーク値は、101eV±0.5eV、Si−O結合のピーク値は、103eV±0.5eVである。
(エッチング条件)
装置 :アルバックファイ社製06−C60
加速電圧 :10kV
イオンビーム電流:15mA
イオン入射角度 :45°
エッチング速度 :1.5nm/min(SiOにおいて)
エッチング領域 :2.5mm角
(XPS測定条件)
装置 :アルバックファイ社製 Quantera SXM
X線 :Al(モノクロ)25W15kV
ビーム径:100μm
Rosとは、最表面から5nmまでの深さ範囲でのシリコーンの分子比率の平均値であり、つまり上記条件によるエッチング時間0秒での分子比率をいう。XPSは、最表面での測定により5nmの深さまでの情報が得られるからである。
Si分子比率at%=(Si−H結合ピーク値)÷{(Si−O結合ピーク値)+(Si−H結合ピーク値)}
なお、結合エネルギーは、Si−H結合ピーク値は、101eV±0.5eV、Si−O結合のピーク値は、103eV±0.5eVである。
(エッチング条件)
装置 :アルバックファイ社製06−C60
加速電圧 :10kV
イオンビーム電流:15mA
イオン入射角度 :45°
エッチング速度 :1.5nm/min(SiOにおいて)
エッチング領域 :2.5mm角
(XPS測定条件)
装置 :アルバックファイ社製 Quantera SXM
X線 :Al(モノクロ)25W15kV
ビーム径:100μm
Rosとは、最表面から5nmまでの深さ範囲でのシリコーンの分子比率の平均値であり、つまり上記条件によるエッチング時間0秒での分子比率をいう。XPSは、最表面での測定により5nmの深さまでの情報が得られるからである。
深さX400とは、上記条件によるエッチング時間400秒での深さ、つまり最表面から約10nmの部分であり、X1000とは、エッチング時間1000秒での深さ、つまり最表面から約25nmの部分をいい、RotはX400〜X1000の深さで0.05〜10at%である。
〈中空シリカ粒子〉
前記内部が多孔質または空洞である中空シリカ粒子(以下、単に中空粒子ともいう)について説明する。
前記内部が多孔質または空洞である中空シリカ粒子(以下、単に中空粒子ともいう)について説明する。
中空粒子は、(I)多孔質粒子と該多孔質粒子表面に設けられた被覆層とからなる複合粒子、または(II)内部に空洞を有し、かつ内容物が溶媒、気体または多孔質物質で充填された空洞粒子である。
なお、空洞粒子は内部に空洞を有する粒子であり、空洞は粒子壁で囲まれている。空洞内には、調製時に使用した溶媒、気体または多孔質物質等の内容物で充填されている。
このような中空粒子の平均粒径は5〜200nm、好ましくは10〜70nmが望ましい。中空粒子の粒径は変動係数が1〜40%の単分散であることが好ましい。
平均粒径は、走査電子顕微鏡(SEM)等による電子顕微鏡写真から計測することができる。動的光散乱法や静的光散乱法等を利用する粒度分布計等によって計測してもよい。
使用する中空粒子の平均粒径は、形成される低屈折率層の透明被膜の厚さに応じて適宜選択され、透明被膜の膜厚の2/3〜1/10が望ましい。
中空粒子が複合粒子である場合、複合粒子の被覆層の厚さまたは空洞粒子の粒子壁の厚さは、1〜20nm、好ましくは2〜15nmが望ましい。
複合粒子の場合、被覆層の厚さが1nm未満の場合は、粒子を完全に被覆することができないことがあり、塗布液成分が容易に複合粒子の内部に進入して内部の多孔性が減少し、低屈折率化の効果が十分得られないことがある。
また、被覆層の厚さが20nmを越えると、前記塗布液成分が内部に進入することはないが、複合粒子の多孔性(細孔容積)が低下し低屈折率化の効果が十分得られなくなることがある。
また空洞粒子の場合、粒子壁の厚さが1nm未満の場合は、粒子形状を維持できないことがあり、また厚さが20nmを越えても、低屈折率化の効果が十分に現れないことがある。
複合粒子の被覆層または空洞粒子の粒子壁は、シリカを主成分とすることが好ましい。また、シリカ以外の成分が含まれていてもよく、具体的には、Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等が挙げられる。
複合粒子を構成する多孔質粒子としては、シリカからなるもの、シリカとシリカ以外の無機化合物とからなるもの、CaF2、NaF、NaAlF6、MgF等からなるものが挙げられる。
このうち特にシリカとシリカ以外の無機化合物との複合酸化物からなる多孔質粒子が好適である。シリカ以外の無機化合物としては、Al2O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、CeO2、P2O3、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等との1種または2種以上を挙げることができる。
このような多孔質粒子では、シリカをSiO2で表し、シリカ以外の無機化合物を酸化物換算(MOX)で表したときのモル比MOX/SiO2が、0.0001〜1.0、好ましくは0.001〜0.3の範囲にあることが望ましい。
多孔質粒子のモル比MOX/SiO2が0.0001未満のものは得ることが困難であり、得られたとしても細孔容積が小さく、屈折率の低い粒子が得られない。
また、多孔質粒子のモル比MOX/SiO2が、1.0を越えると、シリカの比率が少なくなるので、細孔容積が大きくなり、さらに屈折率が低いものを得ることが難しいことがある。
このような多孔質粒子の細孔容積は、0.1〜1.5ml/g、好ましくは0.2〜1.5ml/gの範囲であることが望ましい。細孔容積が0.1ml/g未満では、十分に屈折率の低下した粒子が得られず、1.5ml/gを越えると微粒子の強度が低下し、得られる被膜の強度が低下することがある。
なお、このような多孔質粒子の細孔容積は水銀圧入法によって求めることができる。また、空洞粒子の内容物としては、粒子調製時に使用した溶媒、気体、多孔質物質等が挙げられる。
溶媒中には空洞粒子調製する際に使用される粒子前駆体の未反応物、使用した触媒等が含まれていてもよい。また多孔質物質としては、前記多孔質粒子で例示した化合物からなるものが挙げられる。
これらの内容物は、単一の成分からなるものであってもよいが、複数成分の混合物であってもよい。
このような中空粒子の製造方法としては、例えば特開平7−133105号公報の段落番号[0010]〜[0033]に開示された複合酸化物コロイド粒子の調製方法が好適に採用される。
本発明の中空粒子の、低屈折率層中の固形分中の含有量は、10〜40質量%であることが好ましい。特に好ましくは20〜40質量%である。固形分とは、塗布に使用した溶媒を乾燥して全て除いた後に残されたものをいう。
本発明では市販の上記中空粒子を用いることができる。市販の粒子の具体例としては、触媒化成工業社製P−4等が挙げられる。
〈コロイダルシリカ〉
本発明に好ましく用いられるコロイダルシリカは、二酸化ケイ素をコロイド状に水または有機溶媒に分散させたものであり、球状、針状または数珠状である。
本発明に好ましく用いられるコロイダルシリカは、二酸化ケイ素をコロイド状に水または有機溶媒に分散させたものであり、球状、針状または数珠状である。
コロイダルシリカの平均粒径は前記中空粒子の平均粒径の1.1〜20倍未満であり、好ましくは1.5〜5.0倍である。従って、コロイダルシリカの平均粒径は50〜300nmの範囲が好ましく用いられる。
コロイダルシリカの粒径は変動係数が1〜40%の単分散であることが好ましい。平均粒径は、走査電子顕微鏡(SEM)等による電子顕微鏡写真から計測することができる。
具体的には当該粒子を含む試料の顕微鏡写真(1000倍透過モード)を撮影し、この写真に写った粒子の直径を画像処理装置LUZEX−III(ニレコ社製)で1000個測定し、その平均値を算出して平均粒径とした。
動的光散乱法や静的光散乱法等を利用する粒度分布計等によって計測してもよい。しかし、コロイダルシリカの平均粒径と中空粒子の平均粒径の比を求める場合は、同じ計測方法によらねばならない。
本発明に用いられこのようなコロイダルシリカは市販されており、例えば、日産化学工業社のスノーテックスシリーズ、触媒化成工業社のカタロイド−Sシリーズ、バイエル社のレバシルシリーズ等が挙げられる。
また、アルミナゾルや水酸化アルミニウムでカチオン変性したコロイダルシリカやシリカの一次粒子を2価以上の金属イオンで粒子間を結合し数珠状に連結した数珠状コロイダルシリカも好ましく用いられる。
数珠状コロイダルシリカは日産化学工業社のスノーテックス−AKシリーズ、スノーテックス−PSシリーズ、スノーテックス−UPシリーズ等がある。
コロイダルシリカの低屈折率層中の含有量は、低屈折率層中の固形分に対し30〜60質量%であることが好ましい。
低屈折率化の効果を得る上で、30質量%以上が好ましく、40質量%を超えるとバインダー成分が少なくなり膜強度が不十分となる。
低屈折率層中の中空粒子とコロイダルシリカの含有量比は、反射率低減効果と表面硬度の観点から選ばれるが、1:0.1〜10が好ましく、1:0.8〜5がより好ましい。
〈シリコーン〉
本発明において使用されるシリコーンとは、シロキサン結合に有機基が結合したオルガノポリシロキサンである。
本発明において使用されるシリコーンとは、シロキサン結合に有機基が結合したオルガノポリシロキサンである。
本発明に用いられるシリコーンは、ケイ素原子に結合した有機基の種類により、ストレートシリコーンオイルと変性シリコーンオイルに大別できる。
ストレートシリコーンオイルとは、メチル基、フェニル基、水素原子を置換基として結合したものをいう。変性シリコーンオイルとは、ストレートシリコーンオイルから二次的に誘導された構成部分をもつものである。一方、シリコーンオイルの反応性からも分類することができる。これらをまとめると、以下のようになる。
シリコーンオイル
1.ストレートシリコーンオイル
1−1.非反応性シリコーンオイル:ジメチル、メチルフェニル置換等
1−2.反応性シリコーンオイル:メチル水素置換等
2.変性シリコーンオイル
ジメチルシリコーンオイルに、さまざまな有機基を導入することで生まれたものが、変性シリコーンオイル
2−1.非反応性シリコーンオイル:アルキル、アルキル/アラルキル、アルキル/ポリエーテル、ポリエーテル、高級脂肪酸エステル置換等、アルキル/アラルキル変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部を長鎖アルキル基あるいはフェニルアルキル基に置換えたシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイルは、親水性のポリオキシアルキレンを疎水性のジメチルシリコーンに導入したシリコーン系高分子界面活性剤、高級脂肪酸変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部を高級脂肪酸エステルに置換えたシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をアミノアルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をエポキシ基含有アルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル、カルボキシル変性あるいはアルコール変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をカルボキシル基あるいは水酸基含有アルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル
2−2.反応性シリコーンオイル:アミノ、エポキシ、カルボキシル、アルコール置換等が挙げられる。
1.ストレートシリコーンオイル
1−1.非反応性シリコーンオイル:ジメチル、メチルフェニル置換等
1−2.反応性シリコーンオイル:メチル水素置換等
2.変性シリコーンオイル
ジメチルシリコーンオイルに、さまざまな有機基を導入することで生まれたものが、変性シリコーンオイル
2−1.非反応性シリコーンオイル:アルキル、アルキル/アラルキル、アルキル/ポリエーテル、ポリエーテル、高級脂肪酸エステル置換等、アルキル/アラルキル変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部を長鎖アルキル基あるいはフェニルアルキル基に置換えたシリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイルは、親水性のポリオキシアルキレンを疎水性のジメチルシリコーンに導入したシリコーン系高分子界面活性剤、高級脂肪酸変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部を高級脂肪酸エステルに置換えたシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をアミノアルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をエポキシ基含有アルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル、カルボキシル変性あるいはアルコール変性シリコーンオイルは、シリコーンオイルのメチル基の一部をカルボキシル基あるいは水酸基含有アルキル基に置換えた構造をもつシリコーンオイル
2−2.反応性シリコーンオイル:アミノ、エポキシ、カルボキシル、アルコール置換等が挙げられる。
これらのシリコーンの内、反応性シリコーンオイルが好ましく添加される。
本発明のシリコーンの数平均分子量は、例えば、500〜50,000、好ましくは1,000〜20,000が適当でありある。
具体的な商品としては、日本ユニカー(株)のL−45、L−9300、FZ−3704、FZ−3703、FZ−3720、FZ−3786、FZ−3501、FZ−3504、FZ−3508、FZ−3705、FZ−3707、FZ−3710、FZ−3750、FZ−3760、FZ−3785、FZ−3785、Y−7499、信越化学社のKF96L、KF96、KF96H、KF99、KF54、KF965、KF968、KF56、KF995、KF351、KF352、KF353、KF354、KF355、KF615、KF618、KF945、KF6004、FL100等がある。
また、例えば、日本ユニカー(株)製、シリコーン界面活性剤 SILWET L−77、L−720、L−7001、L−7002、L−7604、Y−7006、FZ−2101、FZ−2104、FZ−2105、FZ−2110、FZ−2118、FZ−2120、FZ−2122、FZ−2123、FZ−2130、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164、FZ−2166、FZ−2191等が挙げられる。
さらに、SUPERSILWET SS−2801、SS−2802、SS−2803、SS−2804、SS−2805等が挙げられる。
また、これら、疎水基がジメチルポリシロキサン、親水基がポリオキシアルキレンから構成される非イオン系のシリコーンの好ましい構造としては、ジメチルポリシロキサン構造部分とポリオキシアルキレン鎖が交互に繰り返し結合した直鎖状のブロックコポリマーであることが好ましい。
これらの具体例としては、例えば、日本ユニカー(株)製、シリコーン界面活性剤 ABN SILWET FZ−2203、FZ−2207、FZ−2208、FZ−2222等が挙げられる。これらのシリコーンでは、ポリエーテル基を有するものが好ましい。
また、ビックケミージャパン社製のBYKシリーズ、BYK−300/302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−315、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−340、BYK−344、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−352、BYK−354、BYK−355/356、BYK−358N/361N、BYK−357、BYK−390、BYK−392、BYK−UV3500、BYK−UV3510、BYK−UV3570、BYK−Silclean3700、GE東芝シリコーン社製のジメチルシリコーンシリーズ、XC96−723、YF3800、XF3905、YF3057、YF3807、YF3802、YF3897を好ましく用いることができる。
本発明のシリコーンは、バインダーに対して0.5〜40質量%、好ましくは、1〜25質量%で使用することが好ましい。
〈バインダー〉
低屈折率層は、低屈折率層全体で5〜80質量%のバインダーを含むことが好ましい。バインダーは、中空粒子、コロイダルシリカおよびシリコーンを結合し、空隙を含む低屈折率層の構造を形成する機能を有する。
低屈折率層は、低屈折率層全体で5〜80質量%のバインダーを含むことが好ましい。バインダーは、中空粒子、コロイダルシリカおよびシリコーンを結合し、空隙を含む低屈折率層の構造を形成する機能を有する。
バインダーの使用量は、空隙を充填することなく低屈折率層の強度を維持できるように調整する。バインダーはそれ自体が低屈折率の化合物であり、下記一般式(1)で表されるオルガノシランもしくはその加水分解物あるいはその縮合物である。
一般式(1) Si(X1)4
式中、X1は水酸基または加水分解可能な基であり、具体的にはアルコキシ基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基である。具体的化合物化合物には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等が好ましく用いられる。
式中、X1は水酸基または加水分解可能な基であり、具体的にはアルコキシ基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基である。具体的化合物化合物には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等が好ましく用いられる。
また、低屈折率層にはバインダーとして下記一般式(2)で表されるオルガノシランもしくはその縮合物も含有してもよい。
一般式(2) (R)mSi(X2)4−m
Rは、水酸基、加水分解可能な基以外の基を表す。X2は、水酸基、加水分解可能な基を表す。mは1〜4の整数を表す。
Rは、水酸基、加水分解可能な基以外の基を表す。X2は、水酸基、加水分解可能な基を表す。mは1〜4の整数を表す。
一般式(2)で表されるオルガノシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシジルオキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポシシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びβ−シアノエチルトリエトキシシランが挙げられる。
また、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルフェニルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン及びメチルビニルジエトキシシランが挙げられる。
これらのうち、分子内に二重結合を有するビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン及びメチルビニルジエトキシシランが好ましく、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン及びγ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシランが特に好ましい。
2種類以上を併用してもよい。上記に示されるオルガノシランに加えて、他のオルガノシランを用いてもよい。他のオルガノシランには、オルトケイ酸のアルキルエステル(例えば、オルトケイ酸メチル、オルトケイ酸エチル、オルトケイ酸n−プロピル、オルトケイ酸i−プロピル、オルトケイ酸n−ブチル、オルトケイ酸sec−ブチル、オルトケイ酸t−ブチル)及びその加水分解物が挙げられる。
低屈折率層のその他のバインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ニトロセルロース、ポリエステル、アルキド樹脂が挙げられる。
本発明において一般式(2)のオルガノシランは、一般式(1)のオルガノシランに対して、1〜50質量%の範囲で使用することが好ましく、5〜40質量%の範囲で使用することが特に好ましい。
〈その他の添加剤〉
(フッ素系界面活性剤)
低屈折率層にはフッ素系界面活性剤を含有することが好ましい。塗布ムラを低減したり膜表面の防汚性を向上させるのに有効である。
(フッ素系界面活性剤)
低屈折率層にはフッ素系界面活性剤を含有することが好ましい。塗布ムラを低減したり膜表面の防汚性を向上させるのに有効である。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を含有するモノマー、オリゴマー、ポリマーを母核としたもので、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン等の誘導体等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤は市販品を用いることもでき、例えばサーフロン「S−381」、「S−382」、「SC−101」、「SC−102」、「SC−103」、「SC−104」(何れも旭硝子(株)製)、フロラード「FC−430」、「FC−431」、「FC−173」(何れもフロロケミカル−住友スリーエム製)、エフトップ「EF352」、「EF301」、「EF303」(何れも新秋田化成(株)製)、シュベゴーフルアー「8035」、「8036」(何れもシュベグマン社製)、「BM1000」、「BM1100」(いずれもビーエム・ヒミー社製)、メガファック「F−171」、「F−470」(いずれも大日本インキ化学工業(株)製)、等を挙げることができる。
本発明におけるフッ素系界面活性剤のフッ素含有割合は、0.05〜2質量%、好ましくは0.1〜1質量%である。上記のフッ素系界面活性剤は、1種または2種以上を併用することができ、またその他の界面活性剤と併用することができる。
〈低屈折率層の形成〉
本発明の低屈折率層の形成には、基本的には一般的な公知の方法をそのまま使用することができ、オルガノシランの加水分解液を含有する塗布液を塗布乾燥することが行われる。
本発明の低屈折率層の形成には、基本的には一般的な公知の方法をそのまま使用することができ、オルガノシランの加水分解液を含有する塗布液を塗布乾燥することが行われる。
具体的には、オルガノシランに水、また有機金属化合物と水が混和しやすいように、メタノール、エタノール、アセトニトリルのような親水性の有機溶媒を共存させ溶解して、次いで、例えば、酸など加水分解触媒を添加して、オルガノシランを加水分解、縮合させる。
GPC測定により、一定の加水分解が進んだところで、中空粒子を混合することにより、低屈折率層塗布液とした後、さらに加水分解を継続する工程により縮合することによりGPCの測定を行って、分子量の増加や架橋の度合いをみた後、これを防眩層上に塗布して、乾燥することで、低屈折率層を形成することができる。
本発明においては、テトラエトキシシラン等の一般式(1)で表されるオルガノシランを加水分解およびそれに続いて縮合させ、所定の分子量の低縮合物を作製したことろで、中空粒子をこの塗布液に混合してさらに加水分解および縮合を継続する工程を有することを特徴とする。
所定の分子量とは、下記条件で測定したGPCによるスチレン換算の重量平均分子量が500〜1000であることをいう。さらなる加水分解および縮合を継続する工程では、重量平均分子量は、1000を超えて10000以下となるように調整する。
〈GPC測定条件〉
GPCによる重量平均分子量測定方法は、試料固形分濃度が0.8質量%となるようにTHFを用いて希釈し、カラム温度25℃で、以下の条件により測定を行う。
カラム :東ソー社 TSKgelG5000HXL−TSKgelG2000HXL
溶離液 :THF
ポンプ :L6000(日立製作所(株)製)
流量 :1.0ml/min
検出 :RI Model 504(GLサイエンス社製)
試料濃度:0.8%
標準試料・校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用する。
GPCによる重量平均分子量測定方法は、試料固形分濃度が0.8質量%となるようにTHFを用いて希釈し、カラム温度25℃で、以下の条件により測定を行う。
カラム :東ソー社 TSKgelG5000HXL−TSKgelG2000HXL
溶離液 :THF
ポンプ :L6000(日立製作所(株)製)
流量 :1.0ml/min
検出 :RI Model 504(GLサイエンス社製)
試料濃度:0.8%
標準試料・校正曲線:標準ポリスチレンSTK standard ポリスチレン(東ソー(株)製)Mw=1000000〜500迄の13サンプルによる校正曲線を使用する。
中空粒子を加水分解開始直後から塗布液に混合したり、オルガノシロキサンが一般式(2)で表されるような反応性のものである場合は、本発明のような中空粒子表面へのシリコーンの吸着を抑制するような作用はほとんど見ることができない。
一方、一般式(2)で表されるオルガノシランは、一般式(1)で表されるオルガノシランの重量平均分子量が500〜1000であるような低縮合物と混合することで、バインダーとしての膜強度には寄与する。
<その他の層>
〈帯電防止層〉
本発明の透明フィルム基材上に、帯電防止層を設けることが好ましい。帯電防止層は、透明フィルム基材と防眩層の間に設けることが好ましい。
<その他の層>
〈帯電防止層〉
本発明の透明フィルム基材上に、帯電防止層を設けることが好ましい。帯電防止層は、透明フィルム基材と防眩層の間に設けることが好ましい。
帯電防止層は、アンチモン酸亜鉛ゾル、リン酸スズゾル、酸化スズゾル等を、防眩層を製造する方法に準じて紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂に含有することが好ましい。
〈バックコート層〉
本発明の光学フィルムには、防眩層を設けた側と反対側の面にバックコート層を設けてもよい。
本発明の光学フィルムには、防眩層を設けた側と反対側の面にバックコート層を設けてもよい。
バックコート層は、防眩層を設けることで生じるカールを矯正するために設けられる。すなわち、バックコート層を設けた面を内側にして丸まろうとする性質を持たせることにより、カールの度合いをバランスさせることができる。
なお、バックコート層は好ましくはブロッキング防止層を兼ねて塗設され、その場合、バックコート層塗布組成物には、ブロッキング防止機能を持たせるために無機化合物または有機化合物の粒子が添加されることが好ましい。
上記した各層を塗布する前に表面処理をしても良い。表面処理方法としては、洗浄法、アルカリ処理法、フレームプラズマ処理法、高周波放電プラズマ法、電子ビーム法、イオンビーム法、スパッタリング法、酸処理、コロナ処理法、大気圧グロー放電プラズマ法等が挙げられる。
<偏光板>
本発明の光学フィルムを用いた偏光板について述べる。
<偏光板>
本発明の光学フィルムを用いた偏光板について述べる。
偏光板は、一般的な方法で作製することができる。本発明の防眩性フィルムの裏面側をアルカリ鹸化処理し、処理した防眩性フィルムを、ヨウ素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光膜の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。
本発明の光学フィルムに対して、もう一方の面に用いられる偏光板保護フィルムは、面内リタデーション(Ro)、厚み方向リタデーション(Rt)を適宜選択することができる。
なお、リタデーション値Ro、Rtは、自動複屈折率計を用いて測定することができる。例えば、KOBRA−21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて、温度23℃、湿度55%RHの環境下で、波長が590nmで求めることができる。
裏面側に用いられる偏光板保護フィルムとしては、市販のセルロースエステルフィルムとして、KC8UX2MW、KC4UX、KC5UX、KC4UY、KC8UY、KC12UR、KC4UEW、KC8UCR−3、KC8UCR−4、KC8UCR−5、KC4FR−1、KC4FR−2(コニカミノルタオプト(株)製)等が好ましく用いられる。
偏光板の主たる構成要素である偏光膜とは、一定方向の偏波面の光だけを通す素子であり、現在知られている代表的な偏光膜は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムで、これはポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものと二色性染料を染色させたものがあるがこれのみに限定されるものではない。
偏光膜は、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久性処理を行ったものが用いられている。
偏光膜の膜厚は5〜30μm、好ましくは8〜15μmの偏光膜が好ましく用いられる。該偏光膜の面上に、本発明の反射防止フィルムの片面を貼り合わせて偏光板を形成する。
好ましくは完全鹸化ポリビニルアルコール等を主成分とする水系の接着剤によって貼り合わせる。
<表示装置>
本発明の光学フィルム、または防眩性反射防止フィルム面を表示装置の鑑賞面側に組み込むことによって、種々の視認性に優れた本発明の表示装置を作製することができる。
<表示装置>
本発明の光学フィルム、または防眩性反射防止フィルム面を表示装置の鑑賞面側に組み込むことによって、種々の視認性に優れた本発明の表示装置を作製することができる。
本発明の光学フィルムは、偏光板に組み込まれ、反射型、透過型、半透過型LCDまたはTN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型(PVA型、MVA型)、IPS型等の各種駆動方式のLCDで好ましく用いられる。
また、本発明の光学フィルムは防眩層の反射光の色ムラが著しく少なく、また、反射率が低く、平面性に優れ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ、電子ペーパー等の各種表示装置にも好ましく用いられる。
特に、プラズマディスプレイの前面板フイルターとして加工し、装着したプラズマディスプレイは、光干渉ムラもなく優れた視認性を有する表示装置である。また、30型以上の大画面のプラズマディスプレイ表示装置でも、色ムラや波打ちムラが少なく、長時間の鑑賞でも目が疲れないという効果がある。
以下の様にして、透明フィルム基材であるセルロースエステルフィルム(コニカミノルタタックKC4UY コニカミノルタオプト(株)製)に防眩層、低屈折率層、バックコート層を設け、実施例試料1〜3、比較例試料1〜2を作製した。
<試料の作製>
透明フィルム基材に、防眩層用塗布組成物1をダイコートし、80℃で乾燥した後、0.30J/cm2の紫外線を高圧水銀灯で照射して、硬化後の膜厚が5μmになるように防眩層を塗設した。透明樹脂のみの屈折率は、1.49であった。
<試料の作製>
透明フィルム基材に、防眩層用塗布組成物1をダイコートし、80℃で乾燥した後、0.30J/cm2の紫外線を高圧水銀灯で照射して、硬化後の膜厚が5μmになるように防眩層を塗設した。透明樹脂のみの屈折率は、1.49であった。
粒子1:本発明の平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子
粒子2:本発明の平均粒径0.01〜1.0μmの粒子
ついで、この防眩層の上に、低屈折率層塗布液1をダイコートし、50℃で60秒乾燥した後、酸素濃度0.1%の雰囲気下、高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線を照射し、更に130℃で60秒熱処理を行って膜厚が100nmになるように低屈折率層を設けた。
粒子2:本発明の平均粒径0.01〜1.0μmの粒子
ついで、この防眩層の上に、低屈折率層塗布液1をダイコートし、50℃で60秒乾燥した後、酸素濃度0.1%の雰囲気下、高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線を照射し、更に130℃で60秒熱処理を行って膜厚が100nmになるように低屈折率層を設けた。
なお、低屈折率層の塗布前に、1規定の水酸化ナトリウム水溶液で45℃、2分間の表面処理を行った。
この反射防止層と反対側の面に、下記のバックコート層用塗布組成物1の液をウェット膜厚6μmとなるようにダイコートして、バックコート層を設け、セルロースエステルフィルムに防眩層、低屈折率層およびバックコート層を設けた光学フィルム実施例試料1を作製した。
なお、試料によって変更した内容は、表1に記す。
(防眩層用塗布組成物1)
アセトン 35質量部
酢酸エチル 35質量部
シクロヘキサノン 15質量部
トルエン 15質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 45質量部
ウレタンアクリレート 25質量部
(商品名U−4HA 新中村化学工業社製)
1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル−ケトン 8質量部
(イルガキュア184 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モノホリノプロパン−1−オン(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 8質量部
粒子1:粒子A 5質量部
粒子2:粒子B 20質量部
その他実施例および比較例で使用した粒子は下記を通りである。
(防眩層用塗布組成物1)
アセトン 35質量部
酢酸エチル 35質量部
シクロヘキサノン 15質量部
トルエン 15質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 45質量部
ウレタンアクリレート 25質量部
(商品名U−4HA 新中村化学工業社製)
1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル−ケトン 8質量部
(イルガキュア184 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)
2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モノホリノプロパン−1−オン(イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 8質量部
粒子1:粒子A 5質量部
粒子2:粒子B 20質量部
その他実施例および比較例で使用した粒子は下記を通りである。
粒子A:フッ素含有ポリメチルメタクリレート粒子(根上工業(株)製 MF−0043 平均粒径3.5μm 屈折率1.42)
粒子B:アンチモン酸亜鉛ゾル (CX−Z610M−F2、日産化学工業(株)製)
粒子C:酸化スズ−リン酸ゾル(SnO2(P2O5)x)
(低屈折率層塗布液1)
プロピレングリコールモノメチルエーテル 437質量部
イソプロピルアルコール 347質量部
酢酸 3.00質量部
加水分解物B(固形分8.6%換算) 165質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(KBM503、信越化学工業社製) 1.25質量部
α−ブチル−ω−[3−(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブトキシ)プロピル]ポリジメチルシロキサン(FM−DA21 チッソ株式会社製) 1.05質量部
アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート(川研ファインケミカル社製ALCH)のイソプロピルアルコール希釈液(固形分10%) 2.25質量部
FZ−2207(10%プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液、東レ・ダウコーニング社製) 2.40質量部
〈加水分解物Bの調製〉
テトラエトキシシラン147g(商品名:KBE04、信越化学工業社製)にエタノールと酢酸水溶液を添加して500gとし、室温(25℃)にて15時間攪拌して加水分解物を調製した。シランの縮合物の重量平均分子量Mwは800であった。
粒子B:アンチモン酸亜鉛ゾル (CX−Z610M−F2、日産化学工業(株)製)
粒子C:酸化スズ−リン酸ゾル(SnO2(P2O5)x)
(低屈折率層塗布液1)
プロピレングリコールモノメチルエーテル 437質量部
イソプロピルアルコール 347質量部
酢酸 3.00質量部
加水分解物B(固形分8.6%換算) 165質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(KBM503、信越化学工業社製) 1.25質量部
α−ブチル−ω−[3−(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブトキシ)プロピル]ポリジメチルシロキサン(FM−DA21 チッソ株式会社製) 1.05質量部
アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート(川研ファインケミカル社製ALCH)のイソプロピルアルコール希釈液(固形分10%) 2.25質量部
FZ−2207(10%プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液、東レ・ダウコーニング社製) 2.40質量部
〈加水分解物Bの調製〉
テトラエトキシシラン147g(商品名:KBE04、信越化学工業社製)にエタノールと酢酸水溶液を添加して500gとし、室温(25℃)にて15時間攪拌して加水分解物を調製した。シランの縮合物の重量平均分子量Mwは800であった。
この時点で、ELCOM KO−1025SIV(触媒化学工業(株)製のイソプロピルアルコール分散中空シリカ粒子、固形分20%)588gを混合し、更に2時間攪拌して、最後に溶媒を留去し濃度を調整し加水分解物Bを調製した。
加水分解物Bの中空シリカ粒子を混合するのと同時に、α−ブチル−ω−[3−(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブトキシ)プロピル]ポリジメチルシロキサン(FM−DA21 チッソ株式会社製)1.05質量部も混合した。
実施例試料2では、熱架橋性含フッ素含シリコーンポリマー組成液(固形分6質量%)オプスターJTA113(JSR(株)製)と低屈折率層塗布液1とを固形分で等量混合した液を作製し、低屈折率層塗布液2として実施例試料1と同様に、低屈折率層を作製した。
(バックコート層用塗布組成物1)
アセトン 30質量部
酢酸エチル 45質量部
イソプロピルアルコール 10質量部
ジアセチルセルロース 0.6質量部
超粒子シリカ2%アセトン分散液 0.2質量部
さらに、比較例試料1〜2として下記の試料を作製した。
・比較試料1:特開2007−65635号明細書実施例1の試料5(最上層に低屈折率層を有している)に記載の防眩性フィルムに準じた試料
・比較試料2:特開2006−293334号明細書実施例1の試料5(最上層に低屈折率層を有している)に記載の防眩性フィルムに準じた試料
このようにして作製した試料について、下記の評価を行った。結果を表1に示す。
<評価方法>
《ヘイズ》
前述の方法を使用した。
《散乱反射比率(散乱反射率/積分反射率)》
コニカミノルタセンシング(株)製、分光測色計CM−2500dを用いて、測定径φ8mm、観察視野2°の条件で、SCI(積分反射率)及びSCE(散乱反射率)を測定した。
《防眩性》
目視による官能評価をおこなった。判定基準は以下の通りである。
(バックコート層用塗布組成物1)
アセトン 30質量部
酢酸エチル 45質量部
イソプロピルアルコール 10質量部
ジアセチルセルロース 0.6質量部
超粒子シリカ2%アセトン分散液 0.2質量部
さらに、比較例試料1〜2として下記の試料を作製した。
・比較試料1:特開2007−65635号明細書実施例1の試料5(最上層に低屈折率層を有している)に記載の防眩性フィルムに準じた試料
・比較試料2:特開2006−293334号明細書実施例1の試料5(最上層に低屈折率層を有している)に記載の防眩性フィルムに準じた試料
このようにして作製した試料について、下記の評価を行った。結果を表1に示す。
<評価方法>
《ヘイズ》
前述の方法を使用した。
《散乱反射比率(散乱反射率/積分反射率)》
コニカミノルタセンシング(株)製、分光測色計CM−2500dを用いて、測定径φ8mm、観察視野2°の条件で、SCI(積分反射率)及びSCE(散乱反射率)を測定した。
《防眩性》
目視による官能評価をおこなった。判定基準は以下の通りである。
○ :蛍光灯の輪郭がぼけて写り込みが全く気にならない
○△:蛍光灯の輪郭が僅かに認められるがあまり気にならない
△ :蛍光灯の輪郭が認められるが許容出来る
× :蛍光灯の輪郭がはっきり分かり写り込みが気になる
《コントラスト(鮮明度)》
スガ試験機(株)製、写像性測定器ICM−IDPを用いて、櫛巾0.5mmにおける透過写像性を測定し、透過写像性をもってコントラスト評価とした。
《コントラスト(高精細鮮明度)》
カラーフィルター上に試料を乗せ、裏面(カラーフィルター側)からの透過光により光学顕微鏡で観察し、画像の輪郭のクリア度を目視評価した。図1に装置の概略を示す。
○△:蛍光灯の輪郭が僅かに認められるがあまり気にならない
△ :蛍光灯の輪郭が認められるが許容出来る
× :蛍光灯の輪郭がはっきり分かり写り込みが気になる
《コントラスト(鮮明度)》
スガ試験機(株)製、写像性測定器ICM−IDPを用いて、櫛巾0.5mmにおける透過写像性を測定し、透過写像性をもってコントラスト評価とした。
《コントラスト(高精細鮮明度)》
カラーフィルター上に試料を乗せ、裏面(カラーフィルター側)からの透過光により光学顕微鏡で観察し、画像の輪郭のクリア度を目視評価した。図1に装置の概略を示す。
図2は、カラーフィルターを透過した光による画像の光学顕微鏡写真例である。
《ギラツキ》
白画像に試料を貼り付け、暗室内で画像のギラツキを、目視による官能評価した。
《鉛筆硬度》
JIS K 5600に従い、試料を既知の硬さの鉛筆を鉛筆硬度試験器(HA−301、クレメンス型引掻硬度試験器、テスター産業(株))にて1kgの荷重にて引掻き、目視にて傷の発生有無を評価した。
《ギラツキ》
白画像に試料を貼り付け、暗室内で画像のギラツキを、目視による官能評価した。
《鉛筆硬度》
JIS K 5600に従い、試料を既知の硬さの鉛筆を鉛筆硬度試験器(HA−301、クレメンス型引掻硬度試験器、テスター産業(株))にて1kgの荷重にて引掻き、目視にて傷の発生有無を評価した。
5回の引掻きで傷が入ったのが1回以下であれば合格とする。(例:5Hの鉛筆で傷が2回以上入り、4Hの鉛筆で傷が1回以下入った場合は4Hとする。)
本発明は、防眩性、鮮明度にすぐれまたハードコートとしての傷耐性にも優れていることが分かる。
1 透過型光学顕微鏡
2 試料
3 カラーフィルター
4 光源
2 試料
3 カラーフィルター
4 光源
Claims (4)
- 透明フィルム基材上に防眩層と該防眩層の上に低屈折率層を有する、表面ヘイズが15%以下であり、積分反射率に占める散乱反射率の割合が50〜70%である光学フィルムであって、該防眩層が、平均粒径1.5〜6μmのフッ素含有アクリル樹脂粒子を含有することを特徴とする光学フィルム。
- 前記光学フィルムが、平均粒径0.01〜1.0μmの粒子を含有することを特徴とする請求項1記載の光学フィルム。
- 請求項1または2記載の光学フィルムを有することを特徴とする偏光板。
- 請求項1または2記載の光学フィルムを使用したことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007258502A JP2009086495A (ja) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 |
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JP2007258502A JP2009086495A (ja) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 |
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JP2007258502A Pending JP2009086495A (ja) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | 光学フィルム、偏光板および画像表示装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011031087A2 (ko) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 동우화인켐 주식회사 | 방현 필름, 이를 구비한 편광판 및 표시 장치 |
CN101561580B (zh) * | 2009-05-26 | 2011-05-25 | 友达光电股份有限公司 | 显示装置及其制造光学复合层的方法 |
-
2007
- 2007-10-02 JP JP2007258502A patent/JP2009086495A/ja active Pending
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WO2011031087A2 (ko) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 동우화인켐 주식회사 | 방현 필름, 이를 구비한 편광판 및 표시 장치 |
WO2011031087A3 (ko) * | 2009-09-10 | 2011-08-04 | 동우화인켐 주식회사 | 방현 필름, 이를 구비한 편광판 및 표시 장치 |
CN102792191A (zh) * | 2009-09-10 | 2012-11-21 | 东友精细化工有限公司 | 防眩薄膜、具有该防眩薄膜的偏光板及显示装置 |
CN102792191B (zh) * | 2009-09-10 | 2015-05-20 | 东友精细化工有限公司 | 防眩薄膜、具有该防眩薄膜的偏光板及显示装置 |
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