JP2010078723A

JP2010078723A - 光学部材

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Publication number: JP2010078723A
Application number: JP2008244967A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Fukuzaki; 僚三福崎; Hiroshi Yokogawa; 弘横川; Hikari Tsujimoto; 光辻本; Kaori Kuro; 香織黒; Tomoyuki Inoue; 知之井上
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP5452005B2

Abstract

【課題】ハードコート層と透明基材との界面での反射による多重干渉を抑制することができ、リップルによる外観ムラを抑制することができる光学部材を提供する。
【解決手段】透明基材１の一面にハードコート層２を積層している。前記ハードコート層２の３００〜８５０ｎｍの波長域での吸収係数は０ｃｍ^-1よりも大きいと共に０．１ｃｍ^-1以下である。このため、透明基材１とハードコート層２との界面で光が反射しても、この光はハードコート層２を通過する際に減衰し、この光の反射に起因する反射光の多重干渉が抑制されて、リップルの発生が抑制される。また、ハードコート層２には充分な光透過性が確保され、光学部材の透明性が保たれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明基材とハードコート層とを備える光学部材に関する。

従来、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）や液晶表示装置（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置などにおいて、ハードコーティングのためにディスプレイ等の外面側に透明基材、ハードコート層を順次積層することが行われている。また、特に近年発展が目覚しい大型ディスプレイなどの光学ディスプレイの最表面において、前記ハードコート層に更に屈折率の異なる高屈折率層、低屈折率層を順次積層することで光の干渉作用を生じさせ、この光の干渉効果を利用して反射光を打ち消すようにして外光の反射による像の映り込みを防止することもおこなわれてる（特許文献１参照）。低屈折率層および高屈折率層は例えば厚み１００ｎｍ程度に形成され、透明基材は例えば屈折率が１．４９〜１．５０程度のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムで形成される。

このような光学部材では、ハードコート層と透明基材との屈折率が異なる場合、多重干渉により、本来ならば滑らかなカーブを描くはずの反射光の分光反射率の波形中に、小さな振幅の波が連続的に発生する現象（リップル）が起こる。このリップルが発生すると、光学部材からの反射光が一様な色度を持たず、赤色や緑色などがムラに見える外観ムラが現れるようになる。またこのリップルは反射防止用途の光学部材において反射防止性能の低下を招く原因にもなる。このため、ハードコート層は透明基材との屈折率差が±０．０５以内程度になるように形成され、これによりハードコート層と透明基材との界面での光の反射が抑制されて多重干渉が防止され、反射防止作用の阻害が防止されている。

しかしながら、透明基材とハードコート層との屈折率差を小さくすると、期待する反射防止効果等を十分発現できない場合がある。また、特に反射防止用途の光学部材の場合、製造工程の削減やコストの低減を図るため、ハードコート層を高屈折率化させることで高屈折率層を設ける必要をなくしたいという要請があり、この場合には透明基材とハードコート層との屈折率を一致させることが困難になるという問題がある。
特開２００３−１９５００５号公報

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、ハードコート層と透明基材との屈折率が一致しなくなるような場合であってもハードコート層と透明基材との界面での反射による多重干渉を抑制することができ、リップルによる外観ムラを抑制することができる光学部材を提供することを目的とする。

本発明に係る光学部材は、透明基材１の一面にハードコート層２を積層して構成され、前記ハードコート層２の３００〜８５０ｎｍの波長域での吸収係数が０ｃｍ^-1よりも大きいと共に０．１ｃｍ^-1以下であることを特徴とする。

このため、透明基材１とハードコート層２との界面で光が反射しても、この光はハードコート層２を通過する際に減衰し、この光の反射に起因する反射光の多重干渉が抑制されて、リップルの発生が抑制される。また、ハードコート層２には充分な光透過性が確保され、光学部材の透明性が保たれる。

本発明においては、上記ハードコート層２の透明基材１とは反対側の面に、前記ハードコート層２よりも屈折率が低い低屈折率層３が積層されていてもよい。

この場合、ハードコート層２は高屈折率化することが可能であるため、このハードコート層２に高屈折率層を介することなく低屈折率層３を直接重ねて形成しても、光学部材の反射防止性を向上することができる。

また、本発明においては、上記ハードコート層２が、アクリル樹脂と、着色粒子及び着色染料のうちの少なくとも一方とを含む樹脂組成物で形成されたものであることも好ましい。

この場合、着色粒子や着色染料によって、ハードコート層２の吸収係数を容易に調整することができる。

また、本発明においては、上記ハードコート層２が、光吸収性の樹脂で形成されたものであることも好ましい。

この場合、光吸収性の樹脂によって、ハードコート層２の吸収係数を容易に調整することができる。

本発明によれば、ハードコート層２を高屈折率化させるなどしてハードコート層２と透明基材１との屈折率が一致しなくなるような場合であってもハードコート層２と透明基材１との界面での反射による多重干渉を抑制することができ、リップルの発生による外観ムラを抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

光学部材は、図１に示すように、透明基材１にハードコート層２を積層して構成される。

透明基材１は、光学部材が設けられるディスプレイ等の機器の最外面を構成する部材であっても良く、またディスプレイ等の機器の最外面を構成する部材とは別個であって、前記部材に接するように設けられる部材であってもよい。この透明基材１は、可視光に対して透明性を有し、その一面にハードコート層２及び低屈折率層３を順次積層して設けることが可能であれば、特に制限されないが、複屈折の小さいものであれば特に好ましい。

透明基材１の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル類、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン等の樹脂で形成されるフィルムが挙げられる。また、透明基材１は一枚のフィルムからなる単層構造を有していても良く、同じ材質若しくは異種の材質からなる複数のフィルムが積層した多層構造を有していてもよい。

透明基材１は無色透明であることが好ましいが、本発明の目的が妨げられない程度であれば着色されていてもよい。また、透明基材１の可視領域の光線透過率は出来る限り高いことが好ましく、例えば透明基材１が上記のようなフィルムで構成される場合には、単層のフィルムの可視領域の光線透過率が８０％以上であることが好ましい。この場合、透明基材１が多層構造を有する場合でも透明基材１全体で高い可視光透過性を維持することができ、例えば透明基材１が二枚のフィルムが積層した構造を有する場合でも、光学部材全体で５０％以上の高い可視光透過性を発揮することが可能となる。また、このフィルムの可視光透過率が高いほど、透明基材１の多層化が可能な点で好ましく、そのため単層のフィルムの可視光透過率は、８５％以上であればより好ましく、９０％以上であれば更に好ましい。

透明基材１を構成する単層のフィルムの厚みは、充分な透明性が維持されていれば特に制限されず、また可視光透過率の向上のためにはこの厚みは薄いほど好ましいが、加工性の面からは、１０〜３００μｍの範囲の厚みであることが好ましい。この厚みが前記範囲より薄い場合はフィルムの柔軟性が高くなりすぎて加工時にかけられる張力により伸張したりシワが発生したりしやすくなり、またこの厚みが前記範囲よりも厚いとフィルムの可撓性が低減し、このフィルムを必要に応じて連続巻き取りすることが困難になると共に、複数のフィルムを積層する際の加工性が大幅に劣るといった問題が生じる。

ハードコート層２は、ＪＩＳ５６００−５−４：１９９９による鉛筆硬度がＨ以上であることが好ましく、２Ｈ以上であれば更に好ましい。また、ハードコート層２は厚みが０．１〜１００μｍの範囲であることが好ましく、０．８〜２０μｍの範囲であれば更に好ましい。この厚みが０．１μｍに満たない場合は充分なハードコート性能が得られなくなるおそれがあり、またこの厚みが１００μｍよりも大きくなると外部からの衝撃によってハードコート層２に割れが生じやすくなるおそれがある。

このハードコート層２は、３００〜８５０ｎｍの波長域での吸収係数が０ｃｍ^-1よりも大きいと共に０．１ｃｍ^-1以下となるように形成される。このようにハードコート層２の吸収係数が０ｃｍ^-1よりも大きいと、透明基材１とハードコート層２との界面で光の反射が起こっても、反射した光はハードコート層２を通過する際に減衰される。このため、透明基材１とハードコート層２との界面での反射に起因する反射光の多重干渉が抑制され、リップルの発生が抑制されるようになる。また、このハードコート層２の吸収係数が大きすぎると光学部材に必要とされる透明性が確保できなくなるが、前記のようにハードコート層２の吸収係数が０．１ｃｍ^-1以下であることから、光学部材には充分な透明性が確保される。このハードコート層２の吸収係数は、更に好ましくは０．０００１〜０．０５０ｃｍ^-1の範囲となるようにする。

ハードコート層２は、例えば電離放射線硬化型樹脂を含有する樹脂組成物（ハードコートコーティング材）で形成することができる。ハードコート層２の材質は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂をマトリックス樹脂とする有機樹脂系と、シリコーン樹脂系に大別される。ハードコート層２を形成するために好適なハードコートコーティング材に含有させる樹脂としては、好ましくはアクリレート系の官能基を有するもの、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエーテル樹脂、多価アルコール、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートモノステアレート等のジ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート誘導体やジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレートなどの多官能化合物などのモノマー類やエポキシアクリレートやウレタンアクリレートなどのオリゴマーなどが挙げられる。

マトリクス樹脂としてアクリル樹脂が用いられる場合は、アクリル樹脂として、可視光、または紫外線や電子線のような電離放射線の照射により直接または開始剤の作用を受けて重合反応を生じるモノマーあるいはオリゴマーを用いることができ、特にアクリル基あるいはメタクリル基を有するモノマーあるいはオリゴマーが好適である。また、特に架橋によりハードコート層２の耐擦傷性、硬度を上げるには、アクリル樹脂が多官能性バインダー成分であることが好ましい。

アクリル樹脂のうち、一分子中に一個の官能基をもつモノマーあるいはオリゴマーとしては、具体的には例えば、イソアミル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシージエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシートリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシーポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレートフェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシーポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシー３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルーコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルフタル酸、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルホリン等が挙げられる。

アクリル樹脂のうち、二個以上の官能基を持つモノマーあるいはオリゴマーとしては、具体的には例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート、グリセリントリアクリレート、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、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタエリスリトール等が挙げられ、更にベンゼン環を有する化合物としては、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、変性ビスフェノールＡジアクリレートエチレングリコールジアクリレート、エチレンオキサイドプロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、プロピレンオキサイドテトラメチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡ−ジエポキシ−アクリル酸付加物、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＦジアクリレート、ポリエステルアクリレート等の多官能アクリレート類あるいはメタクリレート類が挙げられる。

また、１，２−ビス（メタ）アクリロイルチオエタン、１，３−ビス（メタ）アクリロイルチオプロパン、１，４−ビス（メタ）アクリロイルチオブタン、１，２−ビス（メタ）アクリロイルメチルチオベンゼン、１，３−ビス（メタ）アクリロイルメチルチオベンゼンなどの硫黄含有（メタ）アクリレート類を用いることも、ハードコート層２の高屈折率化に有効である。

また、ハードコートコーティング材中には、紫外線や熱による硬化を促進させるため、光または熱重合開始剤を配合してもよい。

光重合開始剤としては、一般に市販されているもので構わないが、特に例示すると、ベンゾフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー６５１）、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー１８４）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製ダロキュアー１１７３、ランベルティー社製エサキュアーＫＬ２００）、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチルー１−フェニル−プロパン−１−オン）（ランベルティー社製エサキュアーＫＩＰ１５０）、（２−ヒドロキシエチル）−フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパンー１−オン）（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー２９５９）、２−メチル−１（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー９０７）、２−ベンジル−２−ジメチルアミノー１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー３６９）、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製イルガキュアー８１９）、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド（チバスペシャリティーケミカルズ（株）製ＣＧＩ４０３）、２，４，６−トリメチルベンゾイルージフェニルーフォスフィンオキサイド（ＴＭＤＰＯ；ＢＡＳＦ社製ルシリンＴＰＯ、チバスペシャリティーケミカルズ（株）製ダロキュアーＴＰＯ）、チオキサントンまたはその誘導体などが挙げられ、これらのうち１種、あるいは２種以上混合して用いる。

また、ハードコートコーティング材中には、光増感作用の目的により第三アミン、例えばトリエタノールアミン、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、イソペンチルメチルアミノベンゾエートなどを添加してもよい。

熱重合開始剤としては、主として過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などの過酸化物、アゾビスイソブチルニトリル（ＡＩＢＮ）などのアゾ化合物が用いられる。

ハードコートコーティング材中に配合する光、熱重合開始剤の量は通常、ハードコートコーティング材中の固形分（樹脂固形分と充填材との合計量）１００重量部に対し、０．１〜１０重量部の範囲が好ましい。

また、ハードコートコーティング材には、エポキシ基、チオエポキシ基、オキセタニル基等のカチオン重合性官能基を有するモノマーあるいはオリゴマーを配合してもよい。この場合、必要に応じて光カチオン開始剤等を組み合わせて用いる。これらのモノマーあるいはオリゴマーは多官能であることが好ましい。

アクリル樹脂を含有するハードコートコーティング材には、着色粒子及び着色染料のうちの少なくとも一方を含有させることで、ハードコート層２の吸収係数を調整することが好ましい。

着色粒子及び着色染料としては、可視光領域での光吸収効果を持つ適宜の有機顔料、無機顔料および染料の色素等から選択される少なくとも一種を用いることができる。このような着色粒子及び着色染料としては、例えばモノアゾピグメント、キナクリドン、アイアン・オキサイド・イエロー、ジスアゾピグメント、フタノシアニングリーン、フタロシアニンブルー、シアニンブルー、フラバンスロンエロー、ジアンスラキノリルレッド、インダンスロンブルー、チオインジゴボルドー、ペリノンオレンジ、ペリレンスカーレット、ペリレンレッド178、ペリレンマルーン、ジキオサジンバイオレット、イソインドリノンエロー、キノフタロンエロー、イソインドリンエロー、ニッケルニトロソエロー、マダーレーキ、銅アゾメチンエロー、アニリンブラック、アルカリブルー、亜鉛華、酸化チタン、弁柄、酸化クロム、鉄黒、チタンエロー、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトグリーン、アルミナホワイト、ビリジアン、カドミウムエロー、カドミウムレッド、朱、リトポン、黄鉛、モリブデートオレンジ、クロム酸亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、鉛白、群青、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、エメラルドグリーン、紺青、カーボンブラック、金属粉、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ベリノン染料などが挙げられる。ここで例示した以外にも、光吸収性を有するものであれば、特に制限なく使用することができる。

着色粒子を使用する場合には、その粒径は、１〜５００ｎｍの範囲であることが好ましく、５〜１００ｎｍの範囲であれば更に好ましい。

これらの光吸収材料（着色粒子、着色染料）の、ハードコートコーティング材中での含有量は、ハードコート層２が所望の吸収係数を有するように適宜調整される。その具体的な含有量は、各光吸収材料固有の吸収スペクトルや吸光係数に依存する吸収強度等に応じ、適宜調整される。

またハードコートコーティング材は、マトリックス樹脂として光吸収性を有する樹脂を含有することも好ましい。光吸収性を有する樹脂としては、遷移金属アルコキシドや、π共役系を有する有機高分子等が挙げられる。

遷移金属アルコキシドを含有するハードコートコーティング材は、例えば遷移金属アルコキシド又は遷移金属アルコキシドを含む混合物、あるいは前記遷移金属アルコキシド又は前記混合物を加水分解させて生成したゾルに、触媒金属化合物とともに前記触媒金属化合物に対して０．１〜１０倍モルの量の塩基を添加して調製することができる。このハードコートコーティング材における添加された前記遷移金属アルコキシド又は前記混合物を加水分解してゲル化するか、あるいは添加された前記ゾルをゲル化することで、いわゆるゾルゲル膜からなるハードコート層２が形成される。前記遷移金属アルコキシドを構成する遷移金属としては、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｇなどが挙げられる。

また、π共役系を有する有機高分子としては、芳香族環系（例えばベンゼン）、縮合芳香族環系（例えばナフタレン）、（ポリ）エン系（１種以上の共役π結合）、（ポリ）イン系（１種以上の共役アセチレン結合）、キノメチド系などのπ共役系を有する有機高分子が挙げられる。また前記のようなπ共役系における炭素原子やＣ＝Ｃ二重結合を一種以上のヘテロ原子で置換したπ共役系（例えばチオフェン、フラン、ピリジン、ピロール）を有する有機高分子も挙げられる。また、複数種のπ共役系を備える有機高分子も挙げられる。具体的なπ共役系としては、例えばスチルベン、イミン、ヒドラジン（ピラゾリン）、ポリエン、（ポリ）アセチレン、スチルバゾリウム、スチレン、ベンゼノイド、アゾチオフェン等が挙げられる。

光吸収性を有する樹脂を使用する場合、ハードコートコーティング材中のマトリックス樹脂は光吸収性を有する樹脂のみであってもよく、また光吸収効果を有さないアクリル樹脂等の樹脂と光吸収性を有する樹脂で構成されていてもよい。マトリックス樹脂中の光吸収性を有する樹脂の比率は、この樹脂が有する光吸収性の程度に応じ、ハードコート層２が所望の吸収係数を有するように適宜調整される。

また、ハードコートコーティング材には、固形成分を溶解分散すると共に粘度調整をするため、有機溶剤を含有することが好ましい。有機溶剤の種類は特に限定されない。例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ハロゲン化炭化水素類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、あるいはこれらの混合物を用いることができる。それらの中でも、ケトン系の有機溶剤を用いるのが好ましく、この場合、ハードコートコーティング材を均一に塗布することが容易となり、かつ、ハードコートコーティング材の塗膜から溶剤が適度な蒸発速度で蒸発するようになって乾燥むらが生じにくくなり、このため、大面積且つ均一な厚みを有するハードコート層２を容易に形成することができるようになる。

また、ハードコートコーティング材中の溶剤の含有量は、ハードコートコーティング材中の成分を均一に溶解、分散することができ、ハードコートコーティング材の保存時に凝集を来たさず、かつ、ハードコートコーティング材の塗布時に塗膜が希薄になりすぎない程度の濃度となるように適宜調節される。この条件が満たされる範囲内で溶剤の使用量を少なくして高濃度のハードコートコーティング材を調製し、容量をとらない状態で保存し、使用時に必要分を取り出して塗工作業に適した濃度に希釈するのが好ましい。ハードコートコーティング材中の溶剤の含有量は、ハードコートコーティング材中の全固形分と溶剤との合計量に対して、溶剤が、５０〜９５．５重量％の範囲であることが好ましく、７０〜９０重量％の範囲であれば更に好ましい。このような含有量で溶剤をハードコートコーティング材中に含有させると、特に分散安定性に優れ、長期保存に適したハードコートコーティング材が得られる。

また、ハードコートコーティング材中に高屈折率粒子、すなわち高屈折率の金属や金属酸化物の超微粒子を添加することで、ハードコート層２に高屈折率粒子を含有させて屈折率を調整してもよい。高屈折率粒子は屈折率が１．６以上で粒径が０．５〜２００ｎｍのものが好ましい。高屈折率粒子の配合量はハードコート層２に対して例えば５〜７０体積％の範囲となるように調整される。前記高屈折率の金属や金属酸化物の超微粒子としては、チタン、アルミニウム、セリウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、アンチモンから選ばれる一つあるいは二つ以上の酸化物の粒子が挙げられ、具体的には、例えば、ＺｎＯ（屈折率１．９０）、ＴｉＯ₂（屈折率２．３〜２．７）、ＣｅＯ₂（屈折率１．９５）、Ｓｂ₂Ｏ₅（屈折率１．７１）、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ（屈折率１．９５）、Ｙ₂Ｏ₃（屈折率１．８７）、Ｌａ₂Ｏ₃（屈折率１．９５）、ＺｒＯ₂（屈折率２．０５）、Ａｌ₂Ｏ₃（屈折率１．６３）等の微粉末が挙げられる。また、ハードコートコーティング材中に光吸収材料（着色粒子、着色染料）を含有させる場合には、この光吸収材料でハードコート層２の吸収係数を調整すると共に屈折率を調整してもよい。

このようなハードコートコーティング材を、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、スライドコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビードコーター法等の各種方法で透明基材１上に塗布した後、乾燥し、また更に必要に応じて加熱したり電離放射線を照射したりすることで硬化成膜して、ハードコート層２を形成することができる。

このようなハードコート層２は、上記のように透明基材１との界面で反射が生じてもリップルが抑制されるため、透明基材１よりも高屈折率に形成することができる。このハードコート層２の屈折率は１．５４〜１．９０の範囲であることが好ましい。この屈折率が１．５４より小さくなると特に反射防止用途の光学部材においては十分な反射防止効果が得られなくなるおそれがあり、またこの屈折率が１．９０より大きくなるハードコート層２の高屈折率化のために高屈折率粒子を多く添加することとなって、耐摩耗性等の実用性が低下するおそれがある。また、ハードコート層２の屈折率が透明基材１の屈折率とは異なるものとなるように調整される場合、特に透明基材１とハードコート層２との屈折率差が０．０２〜０．３の範囲となるように調整されると、このような屈折率差の範囲で本来生じるリップルを効果的に抑制することができる。この屈折率差が０．３より大きくなるとリップルを抑制しきれなくなり、外観ムラを充分に抑制することができなくなるおそれがある。

また、このハードコート層２には、反射光の多重干渉を引き起こさないかぎり、更に他の層を積層して設けてもよい。

例えば、上記のようにハードコート層２を高屈折率化することが可能であるため、図１に示すようにハードコート層２上に高屈折率層を介することなく低屈折率層３を直接重ねて形成することで、光学部材の反射防止性を向上することができる。

この低屈折率層３は、ハードコート層２の表面に低屈折率コート組成物を塗布成膜するなどして形成される。この低屈折率層３は、屈折率が１．３０〜１．４５であることが好ましく、１．３０〜１．４０であることが更に好ましい。また、低屈折率層３とハードコート層２との屈折率差は０．１〜０．５の範囲であることが好ましい。また、低屈折率層３の厚みは５０〜４００ｎｍであることが好ましく、５０〜２００ｎｍの範囲が更に好ましい。特に、この低屈折率層３の厚みｄは低屈折率層３の屈折率をｎ、反射を低下させる光の波長をλとすると、ｎｄ＝λ／４であることが好ましい。このとき、人間の目での感度が大きい５５０ｎｍ波長付近での波長の反射を低下させることが好ましい。

低屈折率コート組成物は、バインダー材料自身が低屈折率である場合はバインダー材料のみで調製されても良く、また、バインダー材料に低屈折率粒子を含有させることで調製されてもよい。バインダー材料としては、例えばシリコンアルコキシド、飽和炭化水素、ポリエーテルを主鎖として有するポリマー（ＵＶ硬化型樹脂、熱硬化型樹脂）等が挙げられる。またバインダー材料中にフッ素原子を含む単位が含まれていてもよい。

低屈折率粒子は、屈折率が１．５以下であることが望ましい。具体的にはシリカ微粒子、中空シリカ微粒子、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム等のフッ化物微粒子が好ましい。これら粒子を１種類もしくは２種類以上混合して使用する。これら低屈折率粒子には、バインダー材料の樹脂等との相溶性を持たせるための表面処理が施されていてもよい。低屈折率微粒子の添加量は低屈折率層３の全量に対して例えば２０〜９９体積％の範囲とすることができる。

このような低屈折率コート組成物をハードコート層２に重ねて塗布し、加熱硬化等させて低屈折率層３を形成することができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、以下の記載における「部」は全て「質量部」を示す。

［実施例１］
透明基材１として、屈折率１．４９のトリアセチルセルロースフィルムを用いた。

アクリル樹脂（新中村化学製Ｕ−６ＬＰＡ）７２．０部に、イソプロピルアルコール６０．０部及びジアセトンアルコール２８．０部を加えて混合することでアクリル樹脂を溶解させ、混合液を調製した。この混合液に着色性粒子（メチルエチルケトンを分散溶媒とするアンチモンドープ酸化錫分散体；固形分２０％）２４０．０部を加え、室温で混合した。この混合液に更に光重合開始剤（チバガイギー製イルガキュア１８４）６．０部を加え、よく混合した後、２５℃の恒温雰囲気下で１時間撹拌混合した。これにより、ハードコートコーティング材を調製した。

このハードコートコーティング材を、透明基材１の一面にワイヤバーコーター＃１０によって塗布し、常温で２分間乾燥した後、８０℃で３分間乾燥し、更に紫外線（紫外線強度５００ｍＪ／ｃｍ）を照射して硬化させ、屈折率１．５４のハードコート層２を形成した。これにより、光学部材を得た。

［実施例２］
実施例１において、ハードコートコーティング材を調製するにあたり、アクリル樹脂の使用量を８４．０部、イソプロピルアルコールの使用量を１０８．０部、ジアセトンアルコールの使用量を２８．０部、着色性粒子の使用量を１８０．０部、光重合開始剤の使用量を６．０部とした。このハードコートコーティング材で屈折率１．５４のハードコート層２を形成した。

それ以外の条件は実施例１と同一にして、光学部材を得た。

［実施例３］
実施例１において、ハードコートコーティング材を調製するにあたり、アクリル樹脂の使用量を９６．０部、イソプロピルアルコールの使用量を１５６．０部、ジアセトンアルコールの使用量を２８．０部、着色性粒子の使用量を１２０．０部、光重合開始剤の使用量を６．０部とした。このハードコートコーティング材で屈折率１．５４のハードコート層２を形成した。

［実施例４］
ハードコートコーティング材を調製するにあたり、まずアクリル樹脂（新中村化学製Ｕ−６ＬＰＡ）１０８．０部に、イソプロピルアルコール２０４．０部及びジアセトンアルコール２８．０部を加えて混合することでアクリル樹脂を溶解させ、混合液を調製した。この混合液に光吸収性の樹脂（長瀬産業製デナトロン；イソプロピルアルコールを分散溶媒とするπ共役系高分子；固形分２％）６０．０部を加え、室温で混合した。この混合液に更に光重合開始剤（チバガイギー製イルガキュア１８４）６．０部を加え、よく混合した後、２５℃の恒温雰囲気下で１時間撹拌混合した。これにより、ハードコートコーティング材を調製した。このハードコートコーティング材で屈折率１．５４のハードコート層２を形成した。

［比較例１］
ハードコートコーティング材を調製するにあたり、まずアクリル樹脂（新中村化学製Ｕ−６ＬＰＡ）１２０．０部に、イソプロピルアルコール２５２．０部及びジアセトンアルコール２８．０部を加えて混合することでアクリル樹脂を溶解させ、混合液を調製した。この混合液に光重合開始剤（チバガイギー製イルガキュア１８４）６．０部を加え、よく混合した後、２５℃の恒温雰囲気下で１時間撹拌混合した。これにより、ハードコートコーティング材を調製した。このハードコートコーティング材で屈折率１．５４のハードコート層２を形成した。

［評価試験］
各実施例及び比較例で得られた光学部材について、下記の評価試験を行った。

（吸収係数）
ＳＣＩ社製の光学式薄膜測定システム（ＦｉｌｍＴｅｋ３０００）を用い、ハードコート層２の３００〜８５０ｎｍの波長域での吸収係数を測定した。この結果を下記表１に示す。

（リップル）
光学部材の透明基材１側の面を黒色に塗装し、その反対側の面での４００〜８００ｎｍの波長域での表面反射光（５°正反射光）を、分光光度計（株式会社日立製作所製Ｕ−４１００）を使用して測定した。これにより得られた分光反射率の波形における連続的な振幅の小さい波の極大値のうち最も反射率が大きいものと、この波の極小値のうち最も反射率が小さいものとの差（反射率差）を導出した。この反射率差はリップル発生を判定するための指標となり、反射率差が１．０％以下であればリップルが小さく、リップル抑制効果が発揮されているとみなる。

この反射率差の値を下記表１に示すと共に、実施例１、実施例４及び比較例１について得られた分光反射率の波形を図２に示す。

（ヘイズ）
ヘイズメータ（日本電色工業製ＮＤＨ２０００）を使用して、光学部材のヘイズを測定した。この結果を下記表１に示す。

（全光線透過率）
ヘイズメータ（日本電色工業製ＮＤＨ２０００）を使用して、光学部材の全光線透過率を測定した。この結果を下記表１に示す。

このように、いずれの実施例においても、ヘイズは１％以下であり、全線透過率も比較例１より低くはあるが８５％以上あるため、充分な透明性を有し、光学部材として適している。また、いずれの実施例においても、比較例１の場合よりも反射光の多重干渉が抑制されてリップル減少効果が発現している。

本発明の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。実施例１、実施例４及び比較例１において、光学部材からの反射光の分光反射率を測定した結果を示すグラフである。

符号の説明

１透明基材
２ハードコート層
３低屈折率層

Claims

透明基材の一面にハードコート層を積層して構成され、前記ハードコート層の３００〜８５０ｎｍの波長域での吸収係数が０ｃｍ^-1よりも大きいと共に０．１ｃｍ^-1以下であることを特徴とする光学部材。
上記ハードコート層の透明基材とは反対側の面に、前記ハードコート層よりも屈折率が低い低屈折率層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
上記ハードコート層が、アクリル樹脂と、着色粒子及び着色染料のうちの少なくとも一方とを含む樹脂組成物で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部材。
上記ハードコート層が、光吸収性の樹脂で形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部材。