JP2023011626A - 光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents

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JP2023011626A JP2022162944A JP2022162944A JP2023011626A JP 2023011626 A JP2023011626 A JP 2023011626A JP 2022162944 A JP2022162944 A JP 2022162944A JP 2022162944 A JP2022162944 A JP 2022162944A JP 2023011626 A JP2023011626 A JP 2023011626A
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純 佐藤
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Abstract

【課題】製造時の歩留まりおよび耐擦傷性を向上させることが可能な光学フィルムおよびこれを備えた画像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一の態様によれば、2層以上の多層構造を有する光学フィルム10であって、光学フィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値が、1×1014Ω/□以下であり、光学フィルム10の表面10Aに対しスチールウールに1kg/cm2の荷重を加えながら、速度50mm/秒で10往復擦るスチールウール試験を行ったとき、スチールウール試験後の光学フィルム10のヘイズ値とスチールウール試験前の光学フィルム10のヘイズ値との差の絶対値が0.1%以下である、光学フィルム10が提供される。【選択図】図1

Description

本発明は、光学フィルムおよび画像表示装置に関する。
従来から、スマートフォンやタブレット端末等の画像表示装置には、光学フィルムが用
いられている。光学フィルムとして、光透過性基材およびハードコート層等を備える光学
フィルムを用いることがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2016-128927号公報
しかしながら、このような光学フィルムの製造工程において、光学フィルムの表面が帯
電してしまい、歩留まりが低下するおそれがある。ここで、ハードコート層に帯電防止剤
を添加することも考えられるが、ハードコート層に帯電防止剤を添加すると、光学フィル
ムに対しスチールウールで1kg/cmの荷重を加えながら光学フィルムの表面を10
往復擦るスチールウール試験において、擦り傷が発生してしまい、または帯電防止剤が脱
落して傷が発生してしまうことがある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、製造時の歩留ま
りおよび耐擦傷性を向上させることが可能な光学フィルムおよびこれを備えた画像表示装
置を提供することを目的とする。
本発明の一の態様によれば、2層以上の積層構造を有する光学フィルムであって、前記
光学フィルムの表面における表面抵抗値が、1×1014Ω/□以下であり、前記光学フ
ィルムに対しスチールウールに1kg/cmの荷重を加えながら、前記スチールウール
によって前記光学フィルムの前記表面を速度50mm/秒で10往復擦るスチールウール
試験を行ったとき、前記スチールウール試験後の前記光学フィルムのヘイズ値と前記スチ
ールウール試験前の前記光学フィルムのヘイズ値との差が0.1%以下である、光学フィ
ルムが提供される。
上記光学フィルムにおいて、前記積層構造が、第1層と、前記第1層よりも前記光学フ
ィルムの表面側に設けられた第2層とを備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記第2層が、硫黄、リン、および窒素からなる群から選
択される1以上の元素ならびにカルボキシル基の少なくともいずれかを含む樹脂を含んで
いてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記第1層の膜厚が、30nm以上200nm以下であっ
てもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記第1層が、帯電防止剤およびバインダ樹脂を含んでい
てもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記第2層の膜厚が、1μm以上10μm以下であっても
よい。
上記光学フィルムにおいて、前記第1層よりも前記光学フィルムの裏面側に光透過性基
材をさらに備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性基材が、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂
、またはこれらの混合物からなる基材であってもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムの対向する辺部の間隔が6mmとなるよ
うに前記光学フィルムを180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れまた
は破断が生じないことが好ましい。
本発明の他の態様によれば、表示パネルと、前記表示パネルよりも観察者側に配置され
た上記光学フィルムと、を備え、前記光学フィルムの前記表面が観察者側に位置するよう
に前記光学フィルムが配置されていてもよい。
上記画像表示装置において、前記表示パネルが、有機発光ダイオードパネルであっても
よい。
本発明の一の態様によれば、製造時の歩留まりが向上し、かつ優れた耐擦傷性を有する
光学フィルムを提供できる。また、本発明の他の態様によれば、このような光学フィルム
を備える画像表示装置を提供できる。
実施形態に係る光学フィルムの概略構成図である。 図1に示される光学フィルムの一部の拡大図である。 折り畳み試験の様子を模式的に示した図である。 第1層の表面抵抗値を測定ための抵抗測定用基板を模式的に示した図である。 実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
以下、本発明の実施形態に係る光学フィルムおよび画像表示装置について、図面を参照
しながら説明する。本明細書において、「フィルム」、「シート」等の用語は、呼称の違
いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム
」はシートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。図1は本実施形態に係る光
学フィルムの概略構成図であり、図2は図1に示される光学フィルムの一部の拡大図であ
り図3は折り畳み試験の様子を模式的に示した図である。図4(A)は第1層の表面抵抗
値を測定ための抵抗測定用基板を模式的に示した平面図であり、図4(B)は図4(A)
のI-I線に沿った断面図であり、図4(C)は図4(A)のII-II線に沿った断面
図である。
図1に示される光学フィルム10は、2層以上の積層構造を有している。具体的には、
光学フィルム10は、光透過性基材11、第1層12、および第2層13をこの順で備え
ている。第2層13は、第1層12よりも光学フィルム10の表面10A側に設けられて
いる。光学フィルムは第1層および第2層以外に第3層等の他の層を備えていてもよい。
光学フィルム10は、光透過性基材11を備えているが、光透過性基材11は備えていな
くともよい。
図1においては、光学フィルム10の表面10Aは、第2層13の表面13Aとなって
いる。ただし、第2層における第1層側とは反対側に第3層等の他の層が配置されている
場合には、他の層の表面が光学フィルムの表面となる。なお、本明細書においては、光学
フィルムの表面は光学フィルムの片側の表面を意味するものとして用いるので、光学フィ
ルムの表面とは反対側の面は、光学フィルムの表面と区別するために裏面と称するものと
する。光学フィルム10の裏面10Bは、光透過性基材11における第1層12側の面と
は反対側の面となっている。
光学フィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値は、1×1014Ω/□以下となっ
ている。上記表面抵抗値が1×1014Ω/□以下であれば、良好な帯電防止性を得るこ
とができる。表面抵抗値は、JIS K6911:1995に準拠して、抵抗率計(製品
名「ハイレスタUX MCP-HT型」、株式会社三菱ケミカルアナリテック製)を用い
て、印加電圧を500Vにするとともに、抵抗率計のプローブを50mm×100mmの
大きさに切り出した光学フィルムの表面に接触させることにより測定することができる。
光学フィルムの表面における表面抵抗値は、光学フィルムの表面における表面抵抗値をラ
ンダムに10箇所測定し、測定した10箇所の表面抵抗値の算術平均値とする。上記表面
抵抗値の上限は、1×1013Ω/□以下、1×1012Ω/□以下の順にさらに好まし
い(数値が小さいほど好ましい)。なお、特に言及しない限り、本明細書における光学フ
ィルムの表面抵抗値等の物性値は、後述するスチールウール試験を行う前の光学フィルム
の物性値である。
光学フィルム10においては、スチールウール(製品名「ボンスター ♯0000」、
日本スチールウール株式会社製)に1kg/cmの荷重を加えながら、速度50mm/
秒で光学フィルム10の表面10Aを10往復擦るスチールウール試験を行ったとき、ス
チールウール試験後の光学フィルム10のヘイズ値(全ヘイズ値)とスチールウール試験
前の光学フィルム10のヘイズ値(全ヘイズ値)との差(スチールウール試験後のヘイズ
値-スチールウール試験前のヘイズ値)の絶対値が0.1%以下となっている。上記差の
絶対値は、0.08%以下、0.05%以下、0.03%以下であることが好ましく(数
値が小さいほど好ましい)、0%であることが最も好ましい。
上記スチールウール試験は、50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルム
をガラス板上に折れやシワがないようニチバン株式会社製のセロテープ(登録商標)で光
学フィルムの表面が上側となるように固定した状態で行われる。
上記ヘイズ値は、ヘイズメーター(製品名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研
究所製)を用いてJIS K7136:2000に準拠した方法により測定することがで
きる。上記ヘイズ値は、50mm×100mmの大きさに切り出した後、カールや皺がな
く、かつ指紋や埃等がない状態で光学フィルムの表面側が非光源側となるように設置し、
光学フィルム1枚に対して3回測定し、3回測定して得られた値の算術平均値とする。本
明細書における「3回測定する」とは、同じ場所を3回測定するのではなく、異なる3箇
所を測定することを意味するものとする。光学フィルム10においては、目視した表面1
0Aは平坦であり、かつ第2層13等の積層する層も平坦であり、また膜厚のばらつきも
±10%の範囲内に収まる。したがって、切り出した光学フィルムの異なる3箇所でヘイ
ズ値を測定することで、おおよその光学フィルムの面内全体のヘイズ値の平均値が得られ
ると考えられる。ヘイズ値のばらつきは、測定対象が1m×3000mと長尺であっても
、5インチのスマートフォン程度の大きさであっても、±10%以内である。なお、光学
フィルムを上記大きさに切り出せない場合には、例えば、HM-150は測定する際の入
口開口が20mmφであるので、直径21mm以上となるようなサンプル大きさが必要に
なる。このため、22mm×22mm以上の大きさに光学フィルムを適宜切り出してもよ
い。光学フィルムの大きさが小さい場合は、光源スポットが外れない範囲で少しずつずら
す、または角度を変えるなどして測定点を3箇所にする。
また、光学フィルム10の一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィル
ムが設けられている場合には、粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、光
学フィルムのヘイズ値を求めるものとする。他のフィルムの剥離は、例えば、以下のよう
にして行うことができる。まず、光学フィルムに粘着層や接着層を介して他のフィルムが
付いた積層体をドライヤーで加熱し、光学フィルムと他のフィルムの界面と思われる部位
にカッターの刃先を入れて、ゆっくりと剥離させていく。このような加熱と剥離を繰り返
すことで、粘着層や接着層および他のフィルムを剥離することができる。なお、このよう
な剥離工程があったとしても、ヘイズ値の測定には大きな影響はない。
光学フィルム10のヘイズ値(全ヘイズ値)は上記スチールウール試験前または試験後
に関わらず2.5%以下であることが好ましい。光学フィルム10のヘイズ値が2.5%
以下であれば、優れた透明性を得ることができる。上記ヘイズ値は、1.5%以下、1.
0%以下の順にさらに好ましい(数値が小さいほど好ましい)。
光学フィルム10の全光線透過率は、80%以上であることが好ましい。光学フィルム
10の全光線透過率が80%以上であれば、充分な光透過性を得ることができる。光学フ
ィルム10の全光線透過率は、85%以上、90%以上の順にさらに好ましい(数値が大
きいほど好ましい)。
上記全光線透過率は、ヘイズメーター(製品名「HM-150」、株式会社村上色彩技
術研究所製)を用いてJIS K7361-1:1997に準拠した方法により測定する
ことができる。上記全光線透過率は、50mm×100mmの大きさに切り出した後、カ
ールや皺がなく、かつ指紋や埃等がない状態で無機層側が非光源側となるように設置し、
光学フィルム1枚に対して3回測定し、3回測定して得られた値の算術平均値とする。光
学フィルム10においては、目視した表面10Aは平坦であり、かつ第2層13等の積層
する層も平坦であり、また膜厚のばらつきも±10%の範囲内に収まる。したがって、切
り出した光学フィルムの異なる3箇所で全光線透過率を測定することで、おおよその光学
フィルムの面内全体の全光線透過率の平均値が得られると考えられる。全光線透過率のば
らつきは、測定対象が1m×3000mと長尺であっても、5インチのスマートフォン程
度の大きさであっても、±10%以内である。なお、光学フィルムを上記大きさに切り出
せない場合には、22mm×22mm以上の大きさに光学フィルムを適宜切り出してもよ
い。光学フィルムの大きさが小さい場合は、光源スポットが外れない範囲で少しずつずら
す、または角度を変えるなどして測定点を3箇所にする。
また、光学フィルム10の一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィル
ムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他のフ
ィルムを剥離してから、光学フィルムの全光線透過率とする。なお、このような剥離工程
があったとしても、全光線透過率の測定には大きな影響はない。
光学フィルム10のイエローインデックス(YI)は、15以下であることが好ましい
。光学フィルム10のイエローインデックスYIが15以下であれば、光学フィルム10
の黄色味が目立たないので、透明性が求められる用途に適用できる。光学フィルム10の
イエローインデックス(YI)の上限は、10以下であることがより好ましい。上記イエ
ローインデックス(YI)は、分光光度計(製品名「UV-3100PC」、株式会社島
津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)を用いて、50mm×10
0mmの大きさに切り出した光学フィルムについて測定された値からJIS Z8722
:2009に記載された演算式に従って色度三刺激値X、Y、Zを計算し、三刺激値X、
Y、ZからASTM D1925:1962に記載された演算式に従って算出された値で
ある。上記イエローインデックス(YI)は、光学フィルム1枚に対して3回測定し、3
回測定して得られた値の算術平均値とする。
また、光学フィルム10の一方の面側に粘着層または接着層を介して偏光板等の他のフ
ィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他
のフィルムを剥離してから、イエローインデックス(YI)を測定するものとする。なお
、このような剥離工程があったとしても、イエローインデックス(YI)の測定には大き
な影響はない。
光学フィルム10のイエローインデックス(YI)を調整するために、例えば、光透過
性基材11や第2層13に、黄色の補色となる青色の色素を含有させてもよい。光透過性
基材11として、ポリイミド系樹脂からなる基材を用いたことで、黄色味が問題となるよ
うな場合であったとしても、光透過性基材11や第2層13に青色の色素を含ませること
で、光学フィルム10のイエローインデックス(YI)を低下させることができる。
上記青色の色素としては、顔料または染料のいずれであってもよいが、例えば、光学フ
ィルム10が有機発光ダイオード表示装置に用いる場合、耐光性や耐熱性を兼ね備えたも
のが好ましい。上記青色の色素として、多環系有機顔料や金属錯体有機顔料等は、染料の
分子分散に比べて紫外線による分子裂断の度合いが少なく耐光性が格段に優れるため、耐
光性等が求められる用途に好ましく、より具体的には、フタロシアニン系の有機顔料等が
好適に挙げられる。ただし、顔料は溶剤に対して粒子分散するため、粒子散乱による透明
性阻害は存在するため、顔料分散体の粒度をレイリー散乱域に入れることが好ましい。一
方、光学フィルムの透明性が重要視される場合には、上記青色の色素としては、溶剤に対
して分子分散する染料を用いることが好ましい。
光学フィルム10の波長380nmの光の透過率は8%以下であることが好ましい。光
学フィルムの上記透過率が8%以下であれば、光学フィルムをモバイル端末に用いた場合
、偏光子が紫外線に晒されて、劣化するのを抑制できる。光学フィルム10の上記透過率
の上限は5%であることがより好ましい。上記透過率は、分光光度計(製品名「UV-3
100PC」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプを
用いて測定することができる。上記透過率は、50mm×100mmの大きさに切り出し
た光学フィルムに対して3回測定し、3回測定して得られた値の算術平均値とする。なお
、光学フィルム10の上記透過率は、第2層13中の後述する紫外線吸収剤の添加量を調
整すること等によって達成することができる。
光学フィルム10は、折り畳み性の観点から、光学フィルム10に対し次に説明する折
り畳み試験を10万回繰り返し行った場合であっても、光学フィルムに割れまたは破断が
生じないことが好ましく、折り畳み試験を20万回繰り返し行った場合であっても、光学
フィルム10に割れまたは破断が生じないことがより好ましく、100万回繰り返し行っ
た場合であっても、光学フィルムに割れまたは破断が生じないことがさらに好ましい。光
学フィルム10に対し折り畳み試験を10万回繰り返し行った場合に、光学フィルム10
に割れ等が生じると、光学フィルム10の折り畳み性が不充分となる。
光学フィルムの一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設けら
れている場合には、光学フィルムの折り畳み試験は、上記と同様の方法によって光学フィ
ルムから粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離した後に行うものとする。また、光
学フィルムに粘着層や接着層を介して他のフィルムが付いた積層体に対し折り畳み試験を
行った場合には、折り畳み試験を1万回繰り返し行った場合であっても、光学フィルムに
割れまたは破断が生じないことが好ましい。
折り畳み試験は、以下のようにして行われる。図3(A)に示すように折り畳み試験に
おいては、まず、20mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルム10の辺部1
0Cと、辺部10Cと対向する辺部10Dとを、平行に配置された固定部20でそれぞれ
固定する。なお、光学フィルムを上記大きさに切り出せない場合には、20mm×40m
m以上の大きさに光学フィルムを適宜切り出してもよい。また、図3(A)に示すように
、固定部20は水平方向にスライド移動可能となっている。
次に、図3(B)に示すように、固定部20を互いに近接するように移動させることで
、光学フィルム10の折り畳むように変形させ、更に、図3(C)に示すように、光学フ
ィルム10の固定部20で固定された対向する2つの辺部10C、10Dの間隔が6mm
となる位置まで固定部20を移動させた後、固定部20を逆方向に移動させて光学フィル
ム10の変形を解消させる。
図3(A)~(C)に示すように固定部20を移動させることで、光学フィルム10を
180°折り畳むことができる。また、光学フィルム10の屈曲部10Eが固定部20の
下端からはみ出さないように折り畳み試験を行い、かつ固定部20が最接近したときの間
隔をスペーサー等によって制御することで、光学フィルム10の対向する2つの辺部の間
隔を6mmにできる。この場合、屈曲部10Eの外径を6mmとみなす。
また、第2層13が内側となり、かつ光学フィルム10の対向する辺部10C、10D
の間隔が2mmとなるように180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れ
または破断が生じないことが好ましい。この場合も、光学フィルム10の固定部20で固
定された対向する2つの辺部10C、10Dの間隔が2mmとなる位置まで固定部20を
移動させた後、固定部20を逆方向に移動させて光学フィルム10の変形を解消させて、
折り畳み試験を行うこと以外は、上記と同様に折り畳み試験を行う。
光学フィルム10の表面10Aは、JIS K5600-5-4:1999で規定され
る鉛筆硬度試験で測定されたときの硬度(鉛筆硬度)が、2H以上であることが好ましい
。鉛筆硬度試験は、50mm×100mmの大きさに切り出された光学フィルムの表面に
対し鉛筆硬度試験機(製品名「鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(電動式)」、株式会社東洋
精機製作所製)を用いて、鉛筆(製品名「ユニ」、三菱鉛筆株式会社製)に750gの荷
重を加えながら鉛筆を1mm/秒の移動速度で移動させることにより行うものとする。鉛
筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムの表面に傷が付かなかった最も高い硬度と
する。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数本用いて行うが、鉛筆1
本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上光学フィルムの表面に傷が付かな
かった場合には、この硬度の鉛筆においては光学フィルムの表面に傷が付かなかったと判
断する。上記傷は、鉛筆硬度試験を行った光学フィルムの表面を蛍光灯下で透過観察して
視認されるものを指す。光学フィルム10の表面10Aの上記鉛筆硬度は、3H以上であ
ることがより好ましく、5Hであることがさらに好ましく、6H以上であることが最も好
ましい。
近年、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の画像表示装置のバックライトの光
源として発光ダイオード(Light Emitting Diode)が積極的に採用さ
れているが、この発光ダイオードは、ブルーライトと呼ばれる光を強く発している。この
ブルーライトは、波長380~495nmの光で紫外線に近い性質を持っており、強いエ
ネルギーを有しているため、角膜や水晶体で吸収されずに網膜に到達することで、網膜の
損傷、眼精疲労、睡眠への悪影響等の原因になると言われている。このため、光学フィル
ムを、画像表示装置に適用した場合に、表示画面の色味に影響を与えることなく、ブルー
ライト遮蔽性に優れたものとなることが好ましい。このため、ブルーライトを遮光する観
点から、光学フィルム10は、波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波
長410nmにおける分光透過率が10%未満であり、波長440nmにおける分光透過
率が70%以上であることが好ましい。上記波長380nmにおける分光透過率が1%以
上であったり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上であったりすると、ブル
ーライトによる問題を解消できないことがあり、波長440nmにおける分光透過率が7
0%未満であると、光学フィルムを用いた画像表示装置の表示画面の色味に影響を及ぼし
てしまうことがあるからである。光学フィルム10は、ブルーライトの波長のうち、波長
410nm以下の波長領域の光を充分に吸収させる一方で、波長440nm以上の光を充
分に透過させ、表示画面の色味に影響を与えることなくブルーライトの遮蔽性を優れたも
のとすることができる。また、このようなブルーライトの遮蔽性に優れる光学フィルム1
0を画像表示装置として有機発光ダイオード(OLED)表示装置に適用した場合、有機
発光ダイオード素子の劣化抑制にも効果的である。
光学フィルム10の光の透過率は、波長380nmまでは殆ど0%であり、波長410
nmから徐々に光の透過が大きくなり、波長440nm付近で急激に光の透過が大きくな
っていることが好ましい。具体的には、例えば、波長410nmから440nmの間で分
光透過率がシグモイド型の曲線を描くように変化することが好ましい。上記波長380n
mにおける分光透過率は、より好ましくは0.5%未満、更に好ましくは0.2%未満で
あり、波長410nmにおける分光透過率がより好ましくは7%未満、より好ましくは5
%未満であり、波長440nmにおける分光透過率がより好ましくは75%以上、更に好
ましくは80%以上である。なお、光学フィルム10は、波長420nmにおける分光透
過率が50%未満であることが好ましい。このような分光透過率の関係を満たすことで、
光学フィルム10は、波長440nm付近で急激に透過率が向上するものとなり、表示画
面の色味に影響を及ぼすことなく極めて優れたブルーライト遮蔽性を得ることができる。
光学フィルム10における波長380nmにおける分光透過率は0.1%未満であるこ
とがより好ましく、波長410nmにおける分光透過率は7%未満であることがより好ま
しく、波長440nmにおける分光透過率は80%以上であることがより好ましい。
光学フィルム10は、最小二乗法を用いて得られた波長415~435nmの範囲の透
過スペクトルの傾きが2.0より大きいことが好ましい。上記傾きが2.0以下であると
、ブルーライトの光波長領域、例えば、波長415~435nmの波長領域において充分
に光がカットできずブルーライトカット効果が弱くなることがある。また、ブルーライト
の光波長領域(波長415~435nm)をカットしすぎている可能性も考えられ、その
場合、画像表示装置のバックライトや発光波長領域(例えば、OLEDの波長430nm
からの発光)に干渉してしまい、色味が悪くなるといった不具合が発生する可能性が大き
くなることがある。上記傾きは、例えば、0.5nm刻みにて測定可能の分光光度計(製
品名「UV-3100PC」、株式会社島津製作所製)を用い、前後1nmの間で最低5
ポイント分の透過率のデータを415~435nm間で測定することで算出することがで
きる。
光学フィルム10は、ブルーライトの遮蔽率が40%以上であることが好ましい。ブル
ーライトの遮蔽率が40%未満であると、上述したブルーライトに起因した問題が充分に
解消できないことがある。上記ブルーライトの遮蔽率は、例えば、JIS T7333:
2005により算出される値である。なお、このようなブルーライト遮蔽率は、例えば、
第2層13が後述するセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含むことで、達成する
ことができる。
光学フィルム10の用途は、特に限定されないが、光学フィルム10の用途としては、
例えば、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ(PC)、ウェアラ
ブル端末、デジタルサイネージ、テレビジョン、カーナビゲーション等の画像表示装置が
挙げられる。また、光学フィルム10は、車載用途にも適している。上記各画像表示装置
の形態としては、フォールダブル、ローラブルといったフレキシブル性を必要とする用途
にも好ましい。
光学フィルム10は、所望の大きさにカットされていてもよいが、ロール状であっても
よい。光学フィルム10が所望の大きさにカットされている場合、光学フィルムの大きさ
は、特に制限されず、画像表示装置の表示面の大きさに応じて適宜決定される。具体的に
は、光学フィルム10の大きさは、例えば、2.8インチ以上500インチ以下となって
いてもよい。本明細書における「インチ」とは、光学フィルムが四角形状である場合には
対角線の長さを意味し、円形状である場合には直径を意味し、楕円形状である場合には、
短径と長径の和の平均値を意味するものとする。ここで、光学フィルムが四角形状である
場合、上記インチを求める際の光学フィルムの縦横比は、画像表示装置の表示画面として
問題がなければ特に限定されない。例えば、縦:横=1:1、4:3、16:10、16
:9、2:1等が挙げられる。ただし、特に、デザイン性に富む車載用途やデジタルサイ
ネージにおいては、このような縦横比に限定されない。また、光学フィルム10の大きさ
が大きい場合には、任意の位置からA5サイズ(148mm×210mm)に切り出した
後、各測定項目の大きさに切り出すものとする。
画像表示装置における光学フィルム10の配置箇所は、画像表示装置の内部であっても
よいが、画像表示装置の表面付近であることが好ましい。画像表示装置の表面付近に用い
られる場合、光学フィルム10は、カバーガラスの代わりに用いられるカバーフィルムと
して機能する。
<<光透過性基材>>
光透過性基材11は、光透過性を有する基材である。本明細書における「光透過性」と
は、光を透過させる性質を意味し、例えば、全光線透過率が50%以上、好ましくは70
%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であることを含む。光透
過性とは、必ずしも透明である必要はなく、半透明であってもよい。
光透過性基材11の厚みは、10μm以上100μm以下となっていることが好ましい
。光透過性基材の厚みが10μm以上であれば、光学フィルム10のカールが抑制でき、
また硬度も充分となって鉛筆硬度が3H以上にでき、更に、光学フィルムをRoll t
o Rollで製造する場合、シワの発生を抑制できるため外観の悪化を招くおそれもな
い。一方、光透過性基材11の厚みが100μm以下であれば、光学フィルムの折り畳み
性能が充分であり、また、軽量化の面で好ましい。光透過性基材の厚みは、走査型電子顕
微鏡(SEM)を用いて、光透過性基材の断面を撮影し、その断面の画像において光透過
性基材の厚みを10箇所測定し、その10箇所の厚みの算術平均値とする。光透過性基材
11の下限は25μm以上であることがより好ましく、光透過性基材11の上限は80μ
m以下であることがより好ましい。
光透過性基材11の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート
やポリエチレンナフタレート)等の樹脂が挙げられる。これらの中でも、折り畳み試験に
おいて割れ又は破断が発生しにくいだけでなく、優れた硬度及び透明性をも有し、また、
耐熱性にも優れ、焼成することにより、更に優れた硬度及び透明性を付与することもでき
る観点から、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、またはこれらの混合物が好ましい。
ポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて得られるも
のである。テトラカルボン酸成分とジアミン成分の重合によってポリアミド酸を得てイミ
ド化することが好ましい。イミド化は、熱イミド化で行っても、化学イミド化で行っても
よい。また、熱イミド化と化学イミド化とを併用した方法で製造することもできる。ポリ
イミド系樹脂は、脂肪族のポリイミド系樹脂であってもよいが、芳香族環を含む芳香族系
ポリイミド樹脂であることが好ましい。芳香族系ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸成
分およびジアミン成分の少なくとも一方に芳香族環を含むものである。
テトラカルボン酸成分の具体例としては、テトラカルボン酸二無水物が好適に用いられ
、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物
、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸
二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,
3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2
,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル
)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1
-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシ
フェニル)メタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2
,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオ
ロプロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3
,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)
ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕
ベンゼン二無水物、2,2-ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フ
ェニル}プロパン二無水物、2,2-ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキ
シ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’-ビス〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕ビフェニル二無水物、4,4’-ビス〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ
〕ビフェニル二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニ
ル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル
}ケトン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルホン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルホン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルフィド二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル
}スルフィド二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水
物、3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,3’-(ヘ
キサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボ
ン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7
-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカル
ボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもで
きる。
ジアミン成分の具体例としては、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、
o-フェニレンジアミン、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノ
ジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフ
ェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフ
ェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェ
ニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェ
ノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4
’-ジアミノベンズアニリド、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミ
ノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ジ(3-アミノフ
ェニル)プロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェ
ニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ジ(3-アミノフェニル)-1
,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)-
1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-
(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,1-
ジ(3-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ジ(4-アミノフェニル)-
1-フェニルエタン、1-(3-アミノフェニル)-1-(4-アミノフェニル)-1-
フェニルエタン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-
アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4
-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノベンゾイル)ベン
ゼン、1,3-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノベン
ゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(3
-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-α,α-
ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)
ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-
ビス(3-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(
4-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-ア
ミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-
α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6-ビス(3-アミノフェノキ
シ)ベンゾニトリル、2,6-ビス(3-アミノフェノキシ)ピリジン、N,N’-ビス
(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオ
レン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジトリフルオロ
メチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフ
ェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-
4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、
4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキ
シ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[
4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-アミノフェノキ
シ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、
ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェ
ノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル
、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4
-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(3-アミノフェ
ノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ
プロパン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3
-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3
-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキ
シ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル
]ジフェニルエーテル、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル
)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチル
ベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノ
キシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジフェノキシ
ベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジビフェノキシベンゾフェノン、3,
3’-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-ビフェノキ
シベンゾフェノン、6,6’-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テ
トラメチル-1,1’-スピロビインダン、6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-
3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、1,3-ビス(3-
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)テトラ
メチルジシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α
,ω-ビス(3-アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテ
ル、ビス(2-アミノエチル)エーテル、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、ビス(
2-アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エ
ーテル、ビス[2-(3-アミノプロポキシ)エチル]エーテル、trans-シクロヘ
キサンジアミン、trans-1,4-ビスメチレンシクロヘキサンジアミン、2,6-
ビス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5-ビス(アミノメチル)
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、また、上記ジアミンの芳香族環上水素原子の一部もし
くは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、またはトリフル
オロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。これら
は単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。
光透過性を向上し、且つ、剛性を向上する点から、ポリイミド系樹脂としては、芳香族
環を含み、かつ、(i)フッ素原子、(ii)脂肪族環、及び(iii)芳香族環同士の
電子共役を切断する連結基からなる群から選択される少なくとも1つを含むポリイミド系
樹脂であることが好ましく、(i)と(iii)の少なくとも1つを含むポリイミド系樹
脂であることがより好ましい。ポリイミド系樹脂に芳香族環を含むと配向性が高まり、剛
性が向上するが、芳香族環の吸収波長によって透過率が低下する傾向がある。ポリイミド
系樹脂が(i)フッ素原子を含む場合には、ポリイミド骨格内の電子状態を電荷移動し難
くすることができる点から光透過性が向上する。また、ポリイミド系樹脂が(ii)脂肪
族環を含む場合には、ポリイミド骨格内のπ電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の
移動を阻害することができる点から光透過性が向上する。さらに、ポリイミド系樹脂が(
iii)芳香族環同士の電子共役を切断する連結基を含む場合には、ポリイミド骨格内の
π電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の移動を阻害することができる点からの点か
ら光透過性が向上する。このような芳香族環同士の電子共役を切断する連結基としては、
例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、アミ
ド結合、スルホニル結合、及び、スルフィニル結合、並びに、フッ素で置換されていても
良いアルキレン基等の2価の連結基が挙げられる。
こられの中でも、芳香族環を含み、かつフッ素原子を含むポリイミド系樹脂であること
が、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点から好ましく用いられる。フッ素原子を含
むポリイミド系樹脂におけるフッ素原子の含有割合は、ポリイミド系樹脂の表面をX線光
電子分光法により測定したフッ素原子数(F)と炭素原子数(C)の比率(F/C)が、
0.01以上であることが好ましく、更に0.05以上であることが好ましい。一方でフ
ッ素原子の含有割合が高すぎるとポリイミド系樹脂の本来の耐熱性などが低下する恐れが
あることから、前記フッ素原子数(F)と炭素原子数(C)の比率(F/C)が1以下で
あることが好ましく、更に0.8以下であることが好ましい。ここで、X線光電子分光法
(XPS)の測定による上記比率は、X線光電子分光装置(例えば、Thermo Sc
ientific社 Theta Probe)を用いて測定される各原子の原子%の値
から求めることができる。
また、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する水素原子の70%以上が、芳香
族環に直接結合する水素原子であるポリイミド系樹脂であることが、光透過性を向上し、
かつ、剛性を向上する点から好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子
に結合する全水素原子(個数)中の、芳香族環に直接結合する水素原子(個数)の割合は
、更に、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。ポリ
イミドに含まれる炭素原子に結合する水素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する
水素原子であるポリイミドである場合には、大気中における加熱工程を経ても、例えば2
00℃以上で延伸を行っても、光学特性、特に全光線透過率やイエローインデックス(Y
I)の変化が少ない点から好ましい。ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する水
素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する水素原子であるポリイミドである場合に
は、酸素との反応性が低いため、ポリイミド系樹脂の化学構造が変化し難いことが推定さ
れる。ポリイミド系樹脂からなる基材はその高い耐熱性を利用し、加熱を伴う加工工程が
必要なデバイスなどに用いられる場合が多いが、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に
結合する水素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する水素原子であるポリイミド系
樹脂である場合には、これら後工程を透明性維持のために不活性雰囲気下で実施する必要
が生じないので、設備コストや雰囲気制御にかかる費用を抑制できるというメリットがあ
る。ここで、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する全水素原子(個数)中の、
芳香族環に直接結合する水素原子(個数)の割合は、ポリイミドの分解物を高速液体クロ
マトグラフィー、ガスクロマトグラフ質量分析計及びNMRを用いて求めることができる
。例えば、サンプルを、アルカリ水溶液、または、超臨界メタノールにより分解し、得ら
れた分解物を、高速液体クロマトグラフィーで分離し、当該分離した各ピークの定性分析
をガスクロマトグラフ質量分析計およびNMR等を用いて行い、高速液体クロマトグラフ
ィーを用いて定量することでポリイミドに含まれる全水素原子(個数)中の、芳香族環に
直接結合する水素原子(個数)の割合を求めることができる。
また、光透過性を向上し、かつ、剛性を向上する点から、ポリイミド系樹脂としては、
中でも、下記一般式(1)および下記一般式(3)で表される構造からなる群から選ばれ
る少なくとも1種の構造を有することが好ましい。
Figure 2023011626000002
上記一般式(1)において、Rはテトラカルボン酸残基である4価の基、Rは、t
rans-シクロヘキサンジアミン残基、trans-1,4-ビスメチレンシクロヘキ
サンジアミン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジ
フェニルスルホン残基、および下記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ば
れる少なくとも1種の2価の基を表す。nは繰り返し単位数を表し、1以上である。本明
細書において、「テトラカルボン酸残基」とは、テトラカルボン酸から、4つのカルボキ
シル基を除いた残基をいい、テトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基
と同じ構造を表す。また、「ジアミン残基」とは、ジアミンから2つのアミノ基を除いた
残基をいう。
Figure 2023011626000003
上記一般式(2)において、RおよびRはそれぞれ独立して、水素原子、アルキル
基、またはパーフルオロアルキル基を表す。
Figure 2023011626000004
上記一般式(3)において、Rはシクロヘキサンテトラカルボン酸残基、シクロペン
タンテトラカルボン酸残基、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸
残基、および4,4'-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基からなる群
から選ばれる少なくとも1種の4価の基、Rは、ジアミン残基である2価の基を表す。
n’は繰り返し単位数を表し、1以上である。
上記一般式(1)における、Rはテトラカルボン酸残基であり、前記例示されたよう
なテトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基とすることができる。上記
一般式(1)におけるRとしては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点
から、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、3,3’,4,
4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、ピロメリット酸残基、2,3’,3,4’-ビ
フェニルテトラカルボン酸残基、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸
残基、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基、4,4'-オキシ
ジフタル酸残基、シクロヘキサンテトラカルボン酸残基、およびシクロペンタンテトラカ
ルボン酸残基からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、さらに、
4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、4,4’-オキシジフ
タル酸残基、および3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基から
なる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
において、これらの好適な残基を合計で、50モル%以上含むことが好ましく、更
に70モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
また、Rとして、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、3,3’
,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸残基、およびピロメリット酸残基からなる
群から選択される少なくとも1種のような剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸
残基群(グループA)と、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残
基、2,3’,3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、3,3’,4,4’-ジフ
ェニルスルホンテトラカルボン酸残基、4,4'-オキシジフタル酸残基、シクロヘキサ
ンテトラカルボン酸残基、およびシクロペンタンテトラカルボン酸残基からなる群から選
択される少なくとも1種のような透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(
グループB)とを混合して用いることも好ましい。
この場合、前記剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)と
、透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)との含有比率は、
透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)1モルに対して、前
記剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)が0.05モル以
上9モル以下であることが好ましく、更に0.1モル以上5モル以下であることが好まし
く、より更に0.3モル以上4モル以下であることが好ましい。
上記一般式(1)におけるRとしては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上
する点から、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニ
ルスルホン残基、および上記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ばれる少
なくとも1種の2価の基であることが好ましく、更に、4,4’-ジアミノジフェニルス
ルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、ならびに、R3およびR4が
パーフルオロアルキル基である上記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ば
れる少なくとも1種の2価の基であることが好ましい。
上記一般式(3)におけるRとしては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上
する点から、4,4'-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、3,3’
,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基、及びオキシジフタル酸残基を含
むことが好ましい。
において、これらの好適な残基を、50モル%以上含むことが好ましく、更に70
モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
上記一般式(3)におけるRはジアミン残基であり、前記例示されたようなジアミン
から2つのアミノ基を除いた残基とすることができる。上記一般式(3)におけるR6と
しては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点から、2,2’-ビス(トリ
フルオロメチル)ベンジジン残基、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スル
ホン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-ビス[4-(4-アミ
ノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、ビス[4-(3-アミノフェノ
キシ)フェニル]スルホン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメ
チル)ジフェニルエーテル残基、1,4-ビス[4-アミノ-2-(トリフルオロメチル
)フェノキシ]ベンゼン残基、2,2-ビス[4-(4-アミノ-2-トリフルオロメチ
ルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、4,4’-ジアミノ-2-(ト
リフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、4,4’-ジアミノベンズアニリド残基、
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド残基、及び9,9-ビス(4-
アミノフェニル)フルオレン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基を含
むことが好ましく、更に、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン残基、ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、及び4,4’-ジアミノジフ
ェニルスルホン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基を含むことが好ま
しい。
において、これらの好適な残基を合計で、50モル%以上含むことが好ましく、更
に70モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
また、Rとして、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、4
,4’-ジアミノベンズアニリド残基、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタ
ルアミド残基、パラフェニレンジアミン残基、メタフェニレンジアミン残基、および4,
4’-ジアミノジフェニルメタン残基からなる群から選択される少なくとも1種のような
剛直性を向上するのに適したジアミン残基群(グループC)と、2,2’-ビス(トリフ
ルオロメチル)ベンジジン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-
ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、ビス[4
-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-
ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、1,4-ビス[4-アミノ-2-
(トリフルオロメチル)フェノキシ]ベンゼン残基、2,2-ビス[4-(4-アミノ-
2-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、4,4’
-ジアミノ-2-(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、及び9,9-ビス(
4-アミノフェニル)フルオレン残基からなる群から選択される少なくとも1種のような
透明性を向上するのに適したジアミン残基群(グループD)とを混合して用いることも好
ましい。
この場合、前記剛直性を向上するのに適したジアミン残基群(グループC)と、透明性
を向上するのに適したジアミン残基群(グループD)との含有比率は、透明性を向上する
のに適したジアミン残基群(グループD)1モルに対して、前記剛直性を向上するのに適
したジアミン残基群(グループC)が0.05モル以上9モル以下であることが好ましく
、更に0.1モル以上5モル以下であることが好ましく、0.3モル以上4モル以下であ
ることがより好ましい。
上記一般式(1)および上記一般式(3)で表される構造において、nおよびn’はそ
れぞれ独立に、繰り返し単位数を表し、1以上である。ポリイミドにおける繰り返し単位
数nは、後述する好ましいガラス転移温度を示すように、構造に応じて適宜選択されれば
良く、特に限定されない。平均繰り返し単位数は、通常10~2000であり、更に15
~1000であることが好ましい。
また、ポリイミド系樹脂は、その一部にポリアミド構造を含んでいても良い。含んでい
ても良いポリアミド構造としては、例えば、トリメリット酸無水物のようなトリカルボン
酸残基を含むポリアミドイミド構造や、テレフタル酸のようなジカルボン酸残基を含むポ
リアミド構造が挙げられる。
ポリイミド系樹脂は、耐熱性の点から、ガラス転移温度が250℃以上であることが好
ましく、更に、270℃以上であることが好ましい。一方、延伸の容易さやベーク温度低
減の点から、ガラス転移温度が400℃以下であることが好ましく、更に、380℃以下
であることが好ましい。
具体的には、ポリイミド系樹脂としては、例えば、下記式で表される構造を有する化合
物が挙げられる。下記式中、nは、繰り返し単位であり、2以上の整数を表す。
Figure 2023011626000005
Figure 2023011626000006
Figure 2023011626000007
Figure 2023011626000008
Figure 2023011626000009
Figure 2023011626000010
Figure 2023011626000011
Figure 2023011626000012
Figure 2023011626000013
Figure 2023011626000014
Figure 2023011626000015
Figure 2023011626000016
Figure 2023011626000017
Figure 2023011626000018
Figure 2023011626000019
Figure 2023011626000020
Figure 2023011626000021
上記ポリイミド系樹脂の重量平均分子量は、3000以上50万以下の範囲であること
が好ましく、5000~30万の範囲であることがより好ましく、1万以上20万以下の
範囲であることが更に好ましい。重量平均分子量が3000以上であれば、充分な強度を
得ることができ、50万以下であれば、粘度の上昇を抑制でき、溶解性の低下を抑制でき
るため、表面が平滑で膜厚が均一なフィルム材を得ることができる。なお、本明細書にお
いて、「重量平均分子量」とは、テトラヒドロフラン(THF)等の溶媒に溶解して、従
来公知のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算値で
ある。
上記ポリイミド系樹脂のなかでも、優れた透明性を有することから、分子内又は分子間
の電荷移動が起こりにくい構造を有するポリイミド系樹脂またはポリアミド系樹脂が好ま
しく、具体的には、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイミド系樹脂、上記式(1
3)~(16)等の脂環構造を有するポリイミド系樹脂が挙げられる。
また、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイミド系樹脂では、フッ素化された構
造を有するため、高い耐熱性を有しており、ポリイミド系樹脂からなるポリイミドフィル
ムの製造時の熱によって着色されることもないので、優れた透明性を有する。
ポリアミド系樹脂は、脂肪族ポリアミドのみならず、芳香族ポリアミド(アラミド)を
含む概念である。ポリアミド系樹脂としては、一般的に、下記式(21)および(22)
で表される骨格を有するものであり、上記ポリアミド系樹脂としては、例えば、下記式(
23)で表される化合物が挙げられる。なお、下記式中、nは、繰り返し単位であり、2
以上の整数を表す。
Figure 2023011626000022
Figure 2023011626000023
Figure 2023011626000024
上記式(4)~(20)および(23)で表されるポリイミド系樹脂またはポリアミド
系樹脂からなる基材は、市販のものを用いても良い。上記ポリイミド系樹脂からなる基材
の市販品としては、例えば、三菱ガス化学株式会社製のネオプリム等が挙げられ、上記ポ
リアミド系樹脂からなる基材の市販品としては、例えば、東レ株式会社製のミクトロン等
が挙げられる。
また、上記式(4)~(20)および(23)で表されるポリイミド系樹脂またはポリ
アミド系樹脂からなる基材は、公知の方法により合成したものを用いても良い。例えば、
上記式(4)で表されるポリイミド系樹脂の合成方法は、特開2009-132091に
記載されており、具体的には、下記式(24)で表される4,4’-ヘキサフルオロプロ
ピリデンビスフタル酸二無水物(FPA)と2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4
,4’-ジアミノビフェニル(TFDB)とを反応させることにより得ることができる。
Figure 2023011626000025
上記ポリイミド系樹脂またはポリアミド系樹脂の重量平均分子量は、3000以上50
万以下の範囲であることが好ましく、5000~30万の範囲であることがより好ましく
、1万以上20万以下の範囲であることが更に好ましい。重量平均分子量が3000未満
であると、充分な強度が得られないことがあり、50万を超えると粘度が上昇し、溶解性
が低下するため、表面が平滑で膜厚が均一な基材が得られないことがある。
上記ポリイミド系樹脂およびポリアミド系樹脂のなかでも、優れた透明性を有すること
から、分子内又は分子間の電荷移動が起こりにくい構造を有するポリイミド系樹脂または
ポリアミド系樹脂が好ましく、具体的には、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイ
ミド系樹脂、上記式(13)~(16)等の脂環構造を有するポリイミド系樹脂、上記式
(23)等のハロゲン基を有するポリアミド系樹脂が挙げられる。
また、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイミド系樹脂では、フッ素化された構
造を有するため、高い耐熱性を有しており、ポリイミド系樹脂からなる基材の製造時の熱
によって着色されることもないので、優れた透明性を有する。
光透過性基材11は、第2層13の表面13AにおけるJIS K5600-5-4:
1999に規定される鉛筆硬度試験(荷重:1kg、速度:1mm/秒)の条件で測定さ
れた硬度を、3H以上にできることが可能な観点から、上記式(4)~(11)等で表さ
れるフッ素化ポリイミド系樹脂または上記式(23)等のハロゲン基を有するポリアミド
系樹脂からなる基材を用いることが好ましい。なかでも、上記鉛筆硬度を3H以上の極め
て優れた硬度を付与できることから、上記式(4)で表されるポリイミド系樹脂からなる
基材を用いることがより好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの少なくとも
1種を構成成分とする樹脂が挙げられる。
<<第1層>>
第1層の機能は、光学フィルムの表面における表面抵抗値が1×1014Ω/□以下で
あり、かつ上記スチールウール試験後の光学フィルムのヘイズ値と上記スチールウール試
験前の光学フィルムのヘイズ値との差の絶対値が0.1%以下となるものであれば、特に
限定されないが、第1層12は、帯電防止層として機能するものである。第1層12が帯
電防止層であるか否かは、例えば、以下の方法によって判断できる。まず、上記と同様の
測定方法により50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルム10の表面10
Aおよび裏面10Bの表面抵抗値をそれぞれ測定する。次いで、切り出した光学フィルム
10を抵抗測定用基板30上に置く。図4(A)に示されるように抵抗測定用基板30は
、電気絶縁性を有する絶縁基板31と、銀ペーストを用いて形成された回路32と、光学
フィルム10の端面に設けられ、かつ銀ペーストを用いて形成された端子33、34とを
備えている。回路32は、配線35、36と、環状電極37と、環状電極37の内側に位
置する円状電極38とを備えている。配線35は、図4(B)に示されるように絶縁基板
31の表面31Aのみに形成されている。配線35の一端は端子33に接続されており、
配線35の他端は環状電極37に接続されている。配線36は、図4(C)に示されるよ
うに表面31A側から貫通孔31Cを介して裏面31B側に引き出されており、裏面31
B側から貫通孔31Dを介して円状電極38に接続されている。配線36の一端は端子3
4に接続されており、配線36の他端は円状電極38に接続されている。端子33、34
は光学フィルム10の端面に設けられているが、少なくとも第1層12の端面の一部を覆
うように設けられている。端子34は、端子33が設けられた光学フィルム10の端面と
同じ端面に設けられており、端子33と端子34は5mm~10mm程度離間している。
そして、この状態で、抵抗率計(製品名「ハイレスタUX MCP-HT型」、株式会社
三菱ケミカルアナリテック製)を用いて、印加電圧を500Vにするとともに、抵抗率計
のプローブ(リングタイプ)を環状電極37と円状電極38に接触させて、表面抵抗値を
測定する。そして、表面抵抗値の大きさが回路32<光学フィルム10の表面10A<光
学フィルム10の裏面10Bの順となれば、第1層は帯電防止層であると判断できる。ま
た、後述する方法によって第1層12中に公知の帯電防止剤が確認されれば、第1層12
が帯電防止層であると判断してもよい。
第1層12は、帯電防止剤およびバインダ樹脂を含んでいる。第1層12が帯電防止剤
を含むことにより、光学フィルム10に帯電防止性を付与することができるので、光学フ
ィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値を1×1014Ω/□以下とすることができ
る。第1層12は、第2層13との界面が明らかではない場合があるが、この場合であっ
ても、帯電防止剤およびバインダ樹脂を含む部分を第1層とする。なお、第1層は、無機
粒子を若干含んでいてもよい。
光学フィルム10の表面10Aから第1層12における第2層13側の面までの距離d
(図2参照)は、1μm以上10μm以下であることが好ましい。この距離が1μm以上
であれば、光学フィルム10の表面10Aに対し上記スチールウール試験を行った場合で
あっても、擦り傷の発生および帯電防止剤の脱落を抑制でき、また10μm以下であれば
、光学フィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値を1×1014Ω/□以下とするこ
とができる。光学フィルムの表面から第1層における第2層側の面までの距離は、走査透
過型電子顕微鏡(STEM)、または透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、光学フィル
ムの断面を撮影し、その断面の画像においてこの距離を10箇所測定し、その10箇所の
距離の算術平均値とする。断面写真の撮影方法は、次に説明する第1層12の膜厚を測定
する際の断面写真の撮影方法と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
第1層12の膜厚は、30nm以上200nm以下となっていることが好ましい。第1
層12の膜厚が、30nm以上であれば、第1層12と第2層13の充分な密着性を確保
でき、また200nm以下であれば、後述する干渉縞をより抑制することができる。第1
層12の下限は50nm以上、70nm以上、90nm以上の順にさらに好ましく(数値
が大きいほど好ましい)、上限は150nm以下、140nm以下、130nm以下の順
にさらに好ましい(数値が小さいほど好ましい)。
第1層12の膜厚は、走査透過型電子顕微鏡(STEM)、または透過型電子顕微鏡(
TEM)を用いて、第1層の断面を撮影し、その断面の画像において第1層の膜厚を10
箇所測定し、その10箇所の膜厚の算術平均値とする。具体的な断面写真の撮影方法を以
下に記載する。まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包
埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均
一な、厚さ70nm以上100nm以下の切片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラ
ミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いることが
できる。そして、この穴等がない均一な切片を測定サンプルとする。その後、走査透過型
電子顕微鏡(STEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製
)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影する。上記S-4800を用いて断面写真を
撮影する際には、検出器を「TE」、加速電圧を「30kV」、エミッション電流を「1
0μA」にして断面観察を行う。倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよ
び明るさを各層が見分けられるか観察しながら5000倍~20万倍で適宜調節する。好
ましい倍率は、1万倍~10万倍、更に好ましい倍率は1万倍~5万倍であり、最も好ま
しい倍率は2.5万倍~5万倍である。なお、上記S-4800を用いて断面写真を撮影
する際には、さらに、アパーチャーを「ビームモニタ絞り3」にし、対物レンズ絞りを「
3」にし、またW.D.を「8mm」にしてもよい。第1層の膜厚を測定する際には、断
面観察した折に、第1層と他の層(例えば、第2層)との界面コントラストが可能な限り
明確に観察できることが重要となる。仮に、コントラスト不足でこの界面が見え難い場合
には、四酸化オスミウム、四酸化ルテニウム、リンタングステン酸など染色処理を施すと
、有機層間の界面が見やすくなるので、染色処理を行ってもよい。また、界面のコントラ
ストは高倍率である方が分かりにくい場合がある。その場合には、低倍率も同時に観察す
る。例えば、2.5万倍と5万倍や、5万倍と10万倍など、高低の2つの倍率で観察し
、両倍率で上記した算術平均値を求め、さらにその平均値を第1層の膜厚の値とする。
<帯電防止剤>
帯電防止剤は、帯電防止性を示す材料である。帯電防止剤としては、イオン伝導型帯電
防止剤と電子伝導型帯電防止剤がある。
上記イオン伝導型帯電防止剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩、ピリジウム塩
等のカチオン性帯電防止剤、スルホン酸、リン酸、カルボン酸等のアルカリ金属塩(例え
ば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等)等のアニオン性帯電防止剤、アミノ酸系
、アミノ酸硫酸エステル系等の両性帯電防止剤、アミノアルコール系、グリセリン系、ポ
リエチレングリコール系等のノニオン性帯電防止剤、イオン性液体等が挙げられる。これ
らの中でも、バインダ樹脂に対して優れた相溶性を示すことから、第4級アンモニウム塩
やリチウム塩が好ましい。
上記電子伝導型帯電防止剤としては、例えば、ポリアセチレン系、ポリチオフェン系等
の導電性ポリマー、金属酸化物粒子やカーボンナノチューブ等の導電性粒子、導電性繊維
等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセチレン、ポリチオフェン等の導電性ポリマー
にドーパントを組み合わせた帯電防止剤、金属粒子、金属酸化物粒子が好ましい。また、
上記導電性ポリマーに導電性粒子を含有させることもできる。
上記導電性ポリマーからなる帯電防止剤としては、具体的には、ポリアセチレン、ポリ
アニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンサルファイド、ポリ(1,6
-ヘプタジイン)、ポリビフェニレン(ポリパラフェニレン)、ポリパラフィニレンスル
フィド、ポリフェニルアセチレン、ポリ(2,5-チエニレン)、又は、これらの誘導体
等の導電性高分子が挙げられ、好ましくは、ポリチオフェン系の導電性有機ポリマー(例
えば、3,4-エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等)が挙げられる。
上記導電性有機ポリマーからなる帯電防止剤を用いることで、湿度依存性が少なく長期
間にわたって帯電防止性が維持でき、また高いハードコート性、特に鉛筆硬度、スチール
ウール等に対する耐擦傷性を著しく向上できる。
上記金属酸化物粒子を構成する金属酸化物としては特に限定されず、例えば、酸化錫(
SnO)、酸化アンチモン(Sb)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、ス
ズドープ酸化インジウム(ITO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、フッ素ド
ープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛(ZnO)等が挙げられる。
帯電防止剤の中でも、優れた帯電防止性を発揮する観点から、アンチモンドープ酸化ス
ズ(ATO)が最も好ましい。また、ATOの中でも、複数のATO粒子が繋がった鎖状
ATOが好ましい。
第1層12中に、帯電防止剤が含まれているか否かは、帯電防止剤の種類によっても異
なるが、例えば、エネルギー分散型X線分析(EDX)によって確認することができる。
<バインダ樹脂>
第1層12がハードコート性を有しない場合、バインダ樹脂としては、(メタ)アクリ
ル系樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂
、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、ポリスチレン、およびABS樹
脂からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。これらの中でも、加工のし易
さや硬度の観点から、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が好ましい。
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート等が挙げら
れる。また、上記セルロース系樹脂としては、例えば、ジアセチルセルロース、セルロー
スアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブチレート(CAB)等
が挙げられる。上記ウレタン系樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂等が挙げられる。
上記塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共
重合体等が挙げられる。また、上記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレン
テレフタレート等が挙げられる。また、上記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
第1層12がハードコート性を有する場合、バインダ樹脂としては、重合性化合物(硬
化性化合物)の重合体(硬化物)が挙げられる。重合性化合物に関しては、第2層13の
欄で説明する重合性化合物と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。なお
、上記スチールウール試験後の光学フィルム10のヘイズ値と上記スチールウール試験前
の光学フィルム10のヘイズ値との差の絶対値が0.1%以下となっていれば、第1層1
2はハードコート性を有していてもよい。
第1層12は、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤、および/または防汚剤をさらに含ん
でいてもよい。
<<第2層>>
第2層13は、第1層12における光透過性基材11側の面とは反対側の面側に設けら
れている。第2層の機能は、光学フィルムの表面における表面抵抗値が1×1014Ω/
□以下となり、かつ上記スチールウール試験後の光学フィルムのヘイズ値と上記スチール
ウール試験前の光学フィルムのヘイズ値との差の絶対値が0.1%以下となるものであれ
ば、特に限定されないが、第2層13は、ハードコート層として機能するものである。本
明細書における「ハードコート層」とは、光透過性を有し、かつマルテンス硬度が、10
0MPa以上の層を意味するものとする。本明細書において、「マルテンス硬度」とは、
ナノインデンテーション法による硬度測定により、圧子を500nm押込んだときの硬度
である。上記ナノインデンテーション法によるマルテンス硬度の測定は、測定サンプルに
ついてHYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndent
er」を用いて行うものとする。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出した光学
フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片
作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以上100nm以下の切片を切り出す
。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステム
ズ株式会社)等を用いることができる。そして、この穴等がない均一な切片が切り出され
た残りのブロックを測定サンプルとする。次いで、このような測定サンプルにおける上記
切片が切り出されることによって得られた断面において、以下の測定条件で、上記圧子と
してBerkovich圧子(三角錐)を第2層の断面中央に500nm押し込み、一定
時間保持して残留応力の緩和を行った後、除荷させて、緩和後の最大荷重を計測し、該最
大荷重Pmax(μN)と深さ500nmのくぼみ面積A(nm)とを用い、Pmax
/Aにより、マルテンス硬度を算出する。マルテンス硬度は、10箇所測定して得られた
値の算術平均値とする。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:25℃
第2層13の膜厚は、1μm以上10μm以下となっていることが好ましい。第2層1
3の膜厚が、1μm以上であれば、スチールウール試験時にスチールウールのめり込みの
程度が少なくなるので、それによって第2層の表面の傷付きを抑制できる。また、第2層
13の膜厚が、10μm以下であれば、上記表面抵抗値および十分な折り畳み性能を得る
ことができる。第2層13の下限は2μm以上、3μm以上、4μm以上、5μm以上の
順にさらに好ましい(数値が大きいほど好ましい)。第2層13の上限は、9μm以下、
8μm以下、7μm以下の順にさらに好ましい(数値が小さいほど好ましい)。第2層1
3の膜厚は、第1層12の膜厚と同様の方法によって求めるものとする。
第2層13は、無機粒子14およびバインダ樹脂15を含んでいることが好ましい。た
だし、第2層13は、無機粒子14を含んでいなくともよい。第2層13は、無機粒子1
4およびバインダ樹脂15の他、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤のような添加剤を含ん
でいてもよい。
第2層13は、帯電防止剤を実質的に含んでいない。第2層13が帯電防止剤を実質的
に含んでいないことにより、上記スチールウール試験を行った場合に、光学フィルム10
の表面10Aに傷が生じることを防ぐことができる。本明細書における「帯電防止剤を実
質的に含まない」とは、帯電防止剤を全く含んでいないことは勿論のこと、光学フィルム
の表面の耐擦傷性にあまり影響を与えない範囲であれば、第2層が若干量の帯電防止剤を
含んでいてもよいことを意味する。
第2層13の表面13Aは、バインダ樹脂15を選択的にエッチングする方法等によっ
て無機粒子14を露出させる処理がされていてもよい。このような処理がされることよっ
て、第2層13と第2層13上に配置される第3層等の他の層(例えば、無機層)の密着
性をさらに向上させることができる。ただし、この処理を過度に行うと、第2層の表面が
荒れすぎて、第2層の表面形状が他の機能層の表面形状に反映させてしまい、スチールウ
ール試験を行ったときに他の層の表面に存在する凹凸でスチールウールが引っ掛かり、耐
擦傷性が低下してしまうおそれがあるので、過度に行わないことが必要である。バインダ
樹脂を選択的にエッチングする方法としては、例えば、グロー放電処理、プラズマ処理、
イオンエッチング処理、アルカリ処理が挙げられる。
<無機粒子>
無機粒子14は、第2層13の硬度をより高めるための成分である。無機粒子14とし
ては、硬度を向上させることができれば、特に限定されないが、優れた硬度を得る観点か
ら、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子の中でも、より優れた硬度を得る観点から、反応
性シリカ粒子が好ましい。上記反応性シリカ粒子は、上記多官能(メタ)アクリレートと
の間で架橋構造を構成することが可能なシリカ粒子であり、この反応性シリカ粒子を含有
することで、第2層の硬度を充分に高めることができる。
上記反応性シリカ粒子は、その表面に反応性官能基を有することが好ましく、該反応性
官能基とてしては、例えば、上記の重合性官能基が好適に用いられる。
上記反応性シリカ粒子としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、
例えば、特開2008-165040号公報記載の反応性シリカ粒子等が挙げられる。ま
た、上記反応性シリカ粒子の市販品としては、例えば、日産化学工業株式会社製のMIB
K-SD、MIBK-SDMS、MIBK-SDL、MIBK-SDZL、日揮触媒化成
株式会社製のV8802、V8803等が挙げられる。
また、上記シリカ粒子は、球形シリカ粒子であってもよいが、異形シリカ粒子であるこ
とが好ましい。なお、本明細書における「球形シリカ粒子」とは、例えば、真球状、楕円
球状等のシリカ粒子を意味しまた、「異形シリカ粒子」とは、ジャガイモ状のランダムな
凹凸を表面に有する形状のシリカ粒子を意味する。上記異形シリカ粒子は、その表面積が
球形シリカ粒子と比較して大きいため、このような異形シリカ粒子を含有することで、上
記多官能(メタ)アクリレート等との接触面積が大きくなり、上記第2層の硬度を向上さ
せることができる。上記異形シリカ粒子か否かは、透過型電子顕微鏡(TEM)または走
査透過型電子顕微鏡(STEM)による機能層の断面観察により確認することができる。
上記シリカ粒子の平均粒子径は、8nm以上100nm以下であることが好ましい。シ
リカ粒子の平均粒子径が8nm以上であれば、第2層の表面に第3層等の他の層を設けた
場合に、他の層との密着性を十分に得ることができ、また100nm以下であれば、白化
を抑制できる。シリカ粒子の平均粒子径の上限は、65nm以下、40nm以下、25n
m以下の順にさらに好ましい(数値が小さいほど好ましい)。シリカ粒子が球形シリカ粒
子の場合には、シリカ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過
型電子顕微鏡(STEM)で撮影した画像から、画像処理ソフトウェアを用いて測定され
る値である。また、シリカ粒子が異形シリカ粒子である場合には、シリカ粒子の平均粒子
径は、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過型電子顕微鏡(STEM)で撮影した
画像に現れた異形シリカ粒子の外周の2点間距離の最大値(長径)と最小値(短径)との
平均値である。
無機粒子としては、2種類以上の無機粒子の混合物を用いることが好ましい。例えば、
無機粒子としては、上記反応性シリカ粒子および非反応性シリカ粒子の混合物や第1のシ
リカ粒子および粒子径が第1のシリカ粒子よりも小さい第2のシリカ粒子の混合物であっ
てもよい。上記反応性シリカ粒子および非反応性シリカ粒子の混合物を用いた場合には、
第2層の表面に第3層等の他の層を設けた場合に、他の層との密着性や耐擦傷性を維持し
ながらカールを抑制できる。また、上記第1のシリカ粒子および第2のシリカ粒子の混合
物を用いた場合には、第2層の硬度をさらに向上させることができ、これにより耐擦傷性
をより向上させることができる。
<バインダ樹脂>
バインダ樹脂15は、重合性化合物(硬化性化合物)の重合体(硬化物)を含む。重合
性化合物は、分子内に重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。重合性官能基と
しては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和基
が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メ
タクリロイル基」の両方を含む意味である。
バインダ樹脂15は、重合性官能基当量(重量平均分子量/重合性官能基数)が130
以上の重合性化合物を10質量%以上含まないことが好ましい。このような重合性化合物
を10質量%以上含まないことにより、第2層13に硬さを付与できるので、光学フィル
ム10の表面10Aに対しスチールウール試験を行った場合であっても、傷が生じにくく
、また削れにくい。また、第1層12と第2層13の密着性もより向上させることができ
る。
重合性化合物としては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。上記多官能(メタ)
アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ト
リプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ジプロピレングリコールジ(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、ジペンタエ
リスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリ
レート、ネオペンチルグリコールジ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ
)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、イソシアヌル
酸トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルト
リ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メ
タ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)
アクリレート、イソボロニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジ(メタ)アク
リレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ
(メタ)アクリレートや、これらをPO、EO、カプロラクトン等で変性したものが挙げ
られる。
これらの中でも上述したインデンテーション硬さを好適に満たし得ることから、3~6
官能のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールテトラ
アクリレート(PETTA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)
、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ
(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等が好ま
しい。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリ
レートを意味する。
なお、硬度や組成物の粘度調整、密着性の改善等のために、更に単官能(メタ)アクリ
レートモノマーを含んでいてもよい。上記単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては
、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、グリシジルメタクリレート、メト
キシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレー
ト、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、アクリロイルモルホリン、N-アクリ
ロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒ
ドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、
及び、アダマンチルアクリレート等が挙げられる。
上記モノマーの重量平均分子量は、第2層13の硬度を向上させる観点から、1000
未満が好ましく、200以上800以下がより好ましい。また、上記重合性オリゴマーの
重量平均分子量は、1000以上2万以下であることが好ましく、1000以上1万以下
であることがより好ましく、2000以上7000以下であることが更に好ましい。
バインダ樹脂15は、硫黄、リン、および窒素からなる群から選択される1以上の元素
(以下、この元素を「特定の元素」と称する。)ならびにカルボキシル基の少なくともい
ずれかを含むことが好ましい。バインダ樹脂15が、このような元素またはカルボキシル
基を含むことにより、第2層13の表面13Aから第1層12まで導電パスが形成され、
光学フィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値をより低下させることができる。
バインダ樹脂は、2種以上の特定の元素を含んでいてもよく、また特定の元素とカルボ
キシル基の両方を含んでいてもよい。特定の元素やカルボキシル基は、バインダ樹脂中に
固定されていなくともよいが、特定の元素やカルボキシル基の溶出を防ぐ観点から、重合
性化合物との結合によってバインダ樹脂中に固定されていることが好ましい。バインダ樹
脂を構成する重合性化合物に特定の元素およびカルボキシル基の少なくともいずれかを固
定する場合には、特定の元素を含む化合物(以下、この化合物を「特定の化合物」と称す
る。)およびカルボン酸の少なくともいずれかが、重合性官能基を有することが好ましい
。重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエ
チレン性不飽和基、エポキシ基、イソシアネート基、または水酸基が挙げられる。特定の
化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかが、重合性官能基としてイソシアネート基
を含む場合、バインダ樹脂の形成に用いられる重合性化合物は水酸基を含み、また特定の
化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかが、重合性官能基として水酸基を含む場合
、重合性化合物はイソシアネート基を含むことが好ましい。特定の化合物およびカルボン
酸の少なくともいずれかが重合性官能基を含むことにより、重合性化合物と重合し、バイ
ンダ樹脂中に特定の元素およびカルボン酸の少なくともいずれかを固定することができる
。特定の化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかが重合性官能基を含む場合、特定
の化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかは重合性官能基を1以上含んでいればよ
いが、2以上含んでいてもよい。
バインダ樹脂15が特定の元素を含んでいるか否かは、X線光電子分光分析(XPS)
やエネルギー分散型X線分析(EDX)によって確認することができ、バインダ樹脂15
がカルボキシル基を含んでいるか否かは顕微赤外分光分析(IR)によって確認すること
ができる。
バインダ樹脂15は、特定の化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかと、重合性
化合物とを含む混合物の硬化物である。特定の化合物としては、例えば、硫黄系化合物、
リン系化合物、窒素系化合物、またはこれらの混合物が挙げられる。
(硫黄系化合物)
硫黄系化合物は、硫黄を含む化合物である。硫黄系化合物としては、特に限定されない
が、チオール化合物、チオエーテル化合物、ジスルフィド化合物、チオフェン化合物等が
挙げられる。硫黄化合物として、チオール化合物を用いた場合には、バインダ樹脂15中
においては、チオール化合物と重合性化合物は、チオール-エン反応により共重合体を形
成していることが好ましい。チオールと重合性化合物が共重合することにより、チオール
化合物をバインダ樹脂15中に固定することができる。なお、本実施形態では、チオール
化合物と重合性化合物は別々の化合物であるが、1分子中にチオール基とラジカル重合性
官能基を有するチオール化合物を用いてもよい。チオール化合物を用いる場合には、塗工
時のポットライフや臭気抑制の観点から、特に2級チオール化合物または3級チオール化
合物を用いるのが好ましい。
2級チオール化合物とは、チオール基が結合している炭素に2つの炭化水素基が結合し
ている化合物をいう。3級チオール化合物とは、チオール基が結合している炭素に3つの
炭化水素基が結合している化合物をいう。
2級チオール化合物または3級チオール化合物としては、特に限定されないが、第2層
の形成の際の硬化性の観点から、下記一般式(25)で示される化合物が好ましい。
Figure 2023011626000026
式中、Rは置換されていてもよい炭素原子数1~10のアルキル基であり、Rは置
換されていてもよい炭素原子数1~10のアルキレン基であり、Rは炭素原子以外の原
子を含んでいてもよい炭素原子数1~15のn価の脂肪族基であり、mは1~20の整数
であり、nは1~30の整数である。
のアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよい。Rのアルキル基としては、例えば、
メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル
基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-
ペンチル基、イソペンチル基、2-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、ヘキシル基
、イソヘキシル基、4-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2-メチルペンチル
基、1-メチルペンチル基、3,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、1
,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,
3-ジメチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
のアルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のいずれであってもよい。Rのアルキ
レン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、イソプロピ
リデン基等が挙げられる。
のアルキル基やRのアルキレン基が置換されている場合、置換基としては、ハロ
ゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル
基、カルボキシル基、およびフェニル基等から選択される基が挙げられる。ハロゲン原子
としては、フッ素原子、塩素原子、および臭素原子が挙げられる。
のアルキル基中またはRのアルキレン基中の1つのメチレン基または隣接しない
2以上のメチレン基は、-O-、-S-、-SO-、-CO-、-COO-、-OCO
-、-NR10-、-CONR10-、-NR10CO-、-N=CH-および-CH=
CH-からなる群から選択された少なくとも1つの基で置換されていてもよい(式中、R
10はそれぞれ独立して水素又は炭素原子数1~5のアルキル基を表す。)
の脂肪族基に含まれても良い炭素原子以外の原子としては、例えば、窒素原子、酸
素原子、硫黄原子等が挙げられる。
これらのうち、第2層13の形成の際の硬化性の観点から、Rが置換されていてもよ
い炭素原子数1~5のアルキル基であり、Rが置換されていてもよい炭素原子数1~5
のアルキレン基であり、Rが炭素原子数1~10の脂肪族基であり、mが1~10であ
り、nが1~15である2級チオール化合物が好ましい。ここでのRのアルキレン基中
の1つのメチレン基または隣接しない2以上のメチレン基も、上記と同様の基によって置
換されていてもよい。
2級チオール化合物の具体例としては、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ
)ブタン、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-ト
リアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、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)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチ
レート)、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)等が挙げられる。
3級チオール化合物の具体例としては、tert-ブチルメルカプタン等が挙げられる。
(リン系化合物)
リン系化合物は、リンを含む化合物である。リン系化合物としては、特に限定されない
が、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホ
スホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、およびホスフィン系化合物が挙げられる。
これらの中でも、第2層の形成の際の硬化性の観点から、下記一般式(26)で示される
化合物が好ましい。
Figure 2023011626000027
式中、qは0または1の整数であり、R10~R12は、それぞれ独立して、水素、水
酸基、置換されていてもよい炭素原子数1~30の直鎖または分岐のアルキル基、置換さ
れていてもよい炭素数1~30の直鎖または分岐のアルコキシ基、置換されていてもよい
炭素数1~30の直鎖または分岐のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1~30
の直鎖または分岐のアルキニル基、置換されていてもよい炭素数3~6のシクロアルキル
基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいビフェニル基、置換されて
いてもよいナフチル基、置換されていてもよいフェノキシ基、または置換されていてもよ
い複素環基、または水酸基を表す。
10~R12のいずれかが置換基を有している場合、置換基としては、ハロゲン原子
(F、Cl、Br)、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数
1~6のアルケニル基、炭素数1~6のアルキニル基、炭素数3~6のシクロアルキル基
、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、アミノ基、水酸基、カルボ
キシル基、炭素数1~6のアルキルアミノ基、ニトロ基、フェニル基、ビフェニル基、ナ
フチル基、フェノキシ基、または複素環基等が挙げられる。
複素環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピリダジル基、ピラジル基、フリル
基、チエニル基、オキサゾリル基、イソキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル
基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、ピロール基、ピラゾリル基、
またはテトラゾリル基が挙げられる。
リン化合物としては、具体的には、トリス(2-エチルヘキシル)ホスファイト、トリラ
ウリルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリス
リトールジホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ト
リフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、ブチルアシッドホスフェ
ート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、2-ヒドロキ
シエチルメタクリレートアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、ジメチルビニル
ホスフェート、ジ-2-エチルヘキシルハイドロゼンホスファイト、ジオレイルハイドロ
ゼンホスファイト等が挙げられる。
(窒素系化合物)
窒素系化合物は、窒素を含む化合物である。窒素系化合物としては、特に限定されない
が、第2層の形成の際の硬化性の観点から、アミン化合物が好ましい。アミン化合物とし
ては、1級アミン化合物、2級アミン化合物および3級アミン化合物、ジアミン化合物の
いずれであってもよい。
アミン化合物としては、具体的には、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、セチルアミ
ン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ベヘニルアミン、ジステアリルアミン、ジメチ
ルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリル
モノメチルアミン、トリオクチルアミン、オレイルプロピレンジアミン等が挙げられる。
(カルボン酸)
カルボン酸は、カルボキシル基を少なくとも1以上含む化合物である。カルボン酸は、
カルボキシル基を2以上含んでいてもよく、また重合性官能基を含んでいてもよい。
上記カルボン酸の重量平均分子量は、揮発性し難く、分散性に優れ、また作業性が容易
である観点から、150以上50000以下であることが好ましい。上記カルボン酸の重
量平均分子量の下限は300以上であることがより好ましく、上限は10000以下であ
ることがより好ましい。
上記カルボン酸のカルボキシル基当量(重量平均分子量/カルボキシル基数)は、量子
ドットの周囲にカルボン酸を存在させやすくする観点から、150以上50000以下で
あることが好ましい。上記カルボン酸のカルボキシル基当量の下限は300以上であるこ
とがより好ましく、上限は10000以下であることがより好ましい。
上記カルボン酸の具体例としては、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)
アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-アクリロイル
オキシエチルコハク酸、ペンタエリスリトールとアクリル酸の反応物と無水コハク酸の反
応物、3-ブテン酸、10-ウンデセン酸、n-オクタン酸、ステアリン酸、アジピン酸
、ドデカニン酸、47‘-ジカルボキシジフェニルエーテル、オクタデカンニ酸等が挙げ
られる。これらの中でも、バインダ樹脂中へのカルボン酸の固定しやすくする観点から、
ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートや2-アクリロイルオキ
シエチルコハク酸が好ましい。
<紫外線吸収剤>
光学フィルムは、屈曲可能なスマートフォンやタブレット端末のようなモバイル端末に
特に好適に用いられるが、このようなモバイル端末は屋外で使用されることが多く、その
ため、光学フィルムより表示素子側に配置された偏光子が紫外線に晒されて劣化しやすい
という問題がある。これに対し、第2層は、偏光子の表示画面側に配置されるため、第2
層に紫外線吸収剤が含有されていると、偏光子が紫外線に晒されることによる劣化を好適
に防止することができる。
紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線
吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。
上記トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-
オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)-4,6-ビス(4-フェニルフェニル
)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロ
ピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル
)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス[2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル]
-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-
ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4
,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、および2-[4-
[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニ
ル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げら
れる。市販されているトリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN46
0、TINUVIN477(いずれも、BASF社製)、LA-46(株式会社ADEK
A製)等が挙げられる。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシベンゾフェノン
、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキ
シベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロ
キシ-4-メトキシベンゾフェノン、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸及び
その三水塩、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
市販されているベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、CHMASSORB8
1/FL(BASF社製)等が挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-エチルヘキシル-3-
〔3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾー
ル-2-イル)フェニル〕プロピオネート、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル
)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、2-〔5-クロロ(2H)
-ベンゾトリアゾール-2-イル〕-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール
、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-tert-ペンチルフェ
ノール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(
2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、
2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)ベンゾトリ
アゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5
-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-(3’’,4’’,5’
’,6’’-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル)ベンゾトリア
ゾール、2,2-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(
2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール)、及び、2-(2’-ヒドロキシ-
3′-tert-ブチル-5′-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール等が
挙げられる。市販されているベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、KE
MISORB71D、KEMISORB79(いずれも、ケミプロ化成株式会社製)、J
F-80、JAST-500(いずれも、城北化学工業株式会社製)、ULS-1933
D(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)、RUVA-93(大塚化学株
式会社製)等が挙げられる。
紫外線吸収剤は、なかでも、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線
吸収剤が好適に用いられる。紫外線吸収剤は、機能層を構成する樹脂成分との溶解性が高
いほうが好ましく、また、上述した折り畳み試験後のブリードアウトが少ないほうが好ま
しい。紫外線吸収剤は、ポリマー化又はオリゴマー化されていることが好ましい。紫外線
吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアジン、ベンゾフェノン骨格を有するポリマ
ー又はオリゴマーが好ましく、具体的には、ベンゾトリアゾールやベンゾフェノン骨格を
有する(メタ)アクリレートと、メチルメタクリレート(MMA)とを任意の比率で熱共
重合したものであることが好ましい。なお、有機発光ダイオード(OLED)表示装置に
光学フィルムを適用する場合、紫外線吸収剤は、OLEDを紫外線から保護する役割も果
たすことができる。
紫外線吸収剤の含有量としては特に限定されないが、機能層用組成物の固形分100質
量部に対して1質量部以上6質量部以下であることが好ましい。1質量部未満であると、
上述した紫外線吸収剤を機能層に含有させる効果を充分に得ることができないことがあり
、6質量部を超えると、機能層に著しい着色や強度低下が生じることがある。上記紫外線
吸収剤の含有量のより好ましい下限は2質量部以上、より好ましい上限は5質量部以下で
ある。
<分光透過率調整剤>
分光透過率調整剤は、光学フィルムの分光透過率を調整するものである。第2層13に
、例えば、下記一般式(27)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含
ませた場合には、上述した分光透過率を好適に満たすことができる。
Figure 2023011626000028
式中、R13は水素原子又はメチル基を表す。R14は炭素数1~6の直鎖状又は枝分
かれ鎖状のアルキレン基又は炭素数1~6の直鎖状または分岐鎖状のオキシアルキレン基
を表す。
上記のセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体としては特に制限されないが、具体的
な物質名としては、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イ
ル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレート、2-[2-(6-
ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5
-イル]エチルアクリレート、3-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソー
ル-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]プロピルメタクリレート、3-
[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリ
アゾール-5-イル]プロピルアクリレート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,
3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルメタクリ
レート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H
-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルアクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベ
ンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ
]エチルメタクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-
5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ]エチルアクリレート、2-[
3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾ
トリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-
(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾー
ル-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、4-[3-{2-(6-ヒドロ
キシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル
}プロパノイルオキシ]ブチルメタクリレート、4-[3-{ 2 -(6-ヒドロキシベン
ゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパ
ノイルオキシ]ブチルアクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3
]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキ
シ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキ
ソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチ
ルアクリレート、2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1
,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5カルボキシレート、2
-(アクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-
5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(メタクリロイル
オキシ)ブチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H
-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(アクリロイルオキシ)ブチル2-
(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾー
ル-5-カルボキシレート等を挙げることができる。また、これらセサモール型ベンゾト
リアゾール系単量体は1種類で用いてもよいし、また2種類以上用いてもよい。
上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体が第2層13に含有されている場合、例
えば、上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、第2層13中15~30質量%
で含有されていることが好ましい。このような範囲でセサモール型ベンゾトリアゾール系
単量体が含有されていることで、上述した分光透過率を満たすことができる。なお、上記
セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、第2層13において、第2層13を構成す
る樹脂成分と反応して一体的に含有されていてもよく、第2層13を構成する樹脂成分と
反応することなく単独で含有されていてもよい。
<<光学フィルムの製造方法>>
光学フィルム10は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、光透過
性基材11の一方の面上に、バーコーター等の塗布装置によって、第1層12を形成する
ための第1層用組成物を塗布して、第1層用組成物の塗膜を形成する。
<第1層用組成物>
第1層用組成物は、バインダ樹脂前駆体、帯電防止剤および溶剤を含んでいる。第1層
用組成物は、その他、必要に応じて、シリカやフッ化マグネシウム等の低屈折率粒子、コ
バルトブルー等の無機顔料、レベリング剤、および重合開始剤の少なくともいずれかを含
んでいてもよい。また、バインダ樹脂前駆体として、ポリエステル系樹脂を用いる場合に
は、第1層用組成物は、その他、必要に応じて、(メタ)アクリル系樹脂、セルロース系
樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、
ナイロン、ポリスチレン、ABS樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂を含んで
いてもよい。
第1層用組成物の塗膜を形成した後、各種の公知の方法で塗膜を、例えば40℃以上2
00℃以下の温度で10秒間~120秒間加熱することにより乾燥させ、溶剤を蒸発させ
て、または硬化させ、また必要に応じて塗膜に紫外線等の電離放射線を照射して、第1層
12を形成する。
第1層12を形成した後、第1層12上に、バーコーター等の塗布装置によって、第2
層13を形成するための第2層用組成物を塗布して、第2層用組成物の塗膜を形成する。
<第2層用組成物>
第2層用組成物は、無機粒子14およびバインダ樹脂15となる重合性化合物を含んで
いる。バインダ樹脂15が、特定の元素およびカルボキシル基を含む場合には、無機粒子
14および重合性化合物の他、特定の化合物およびカルボン酸の少なくともいずれかをさ
らに含ませる。第2層用組成物は、その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、分光透過率調
整剤、レベリング剤、溶剤、重合開始剤を含んでいてもよい。
(溶媒)
上記溶媒としては、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプ
ロパノール、n-ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、ベンジルアルコール、
PGME、エチレングリコール、ジアセトンアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ヘプ
タノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジアセトンアルコール)、エステル(酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、蟻酸メチル
、PGMEA)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水
素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベン
ゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、N-メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒ
ドロフラン)、エーテルアルコール(例、1-メトキシ-2-プロパノール)、カーボネ
ート(炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル)、等が挙げられる。これらの溶
媒、単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。なかでも、上記溶媒とし
ては、ウレタン(メタ)アクリレート等の成分、並びに、他の添加剤を溶解或いは分散さ
せ、上記第2層用組成物を好適に塗工できる点で、メチルイソブチルケトン、メチルエチ
ルケトンが好ましい。
(重合開始剤)
重合開始剤は、電離放射線照射または熱により分解されて、ラジカルを発生して重合性
化合物の重合(架橋)を開始または進行させる成分である。
重合開始剤は、電離放射線照射または熱によりラジカル重合を開始させる物質を放出す
ることが可能であれば特に限定されない。重合開始剤としては、特に限定されず、公知の
ものを用いることができ、具体例には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、
ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α-アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロ
ピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる
。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n-
ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホスフィン等が挙げられる。
第2層用組成物の塗膜を形成した後、各種の公知の方法で塗膜を、例えば30℃以上1
20℃以下の温度で10秒間~120秒間加熱することにより乾燥させ、溶剤を蒸発させ
る。
塗膜を乾燥させた後、塗膜に紫外線等の電離放射線を照射して、塗膜を硬化させて、第
2層13を形成する。これにより、図1に示される光学フィルム10が得られる。
<<<画像表示装置>>>
光学フィルム10は、折り畳み可能な画像表示装置に組み込んで使用することが可能で
ある。図5は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。図5に示されるよう
に、画像表示装置40は、観察者側に向けて、主に、電池等が収納された筐体41、保護
フィルム42、表示パネル43、円偏光板44、タッチセンサ45、および光学フィルム
10がこの順で積層されている。表示パネル43と円偏光板44との間、円偏光板44と
タッチセンサ45との間、タッチセンサ45と光学フィルム10との間には、例えば、O
CA(Optical Clear Adhesive)等の光透過性接着層46が配置されており、これら部材は
光透過性接着層46によって互いに固定されている。
光学フィルム10は、第2層13が光透過性基材11よりも観察者側となるように配置
されている。画像表示装置40においては、光学フィルム10の表面10Aが、画像表示
装置40の表面40Aを構成している。
画像表示装置40においては、表示パネル43は、有機発光ダイオード等を含む有機発
光ダイオードパネルとなっている。タッチセンサ45は、円偏光板44と光学フィルム1
0との間に配置されているが、円偏光板44よりも表示パネル43側に配置されていても
よい。また、タッチセンサ45は、オンセル方式やインセル方式であってもよい。
本実施形態によれば、第1層12を第2層13よりも光透過性基材11側に設けており
、かつ光学フィルム10の表面10Aにおける表面抵抗値が、1×1014Ω/□以下と
なっているので、製造時の帯電を抑制することができる。これにより、製造時の歩留まり
を向上させることができる。
光学フィルムのハードコート層に帯電防止剤を添加した状態で、光学フィルムの表面に
おいて上記スチールウール試験を行うと、擦り傷が発生し、または帯電防止剤が脱落して
傷が発生することは上述したが、上記スチールウール試験後の光学フィルムにおいては、
この傷によって透過光が拡散する傾向を示すので、上記スチールウール試験前の光学フィ
ルムよりもヘイズ値が大きくなることが多い。具体的には、上記スチールウール試験後の
光学フィルムのヘイズ値と上記スチールウール試験前の光学フィルムのヘイズ値との差の
絶対値が0.1%を超えてしまう。なお、傷によっては、上記スチールウール試験後の光
学フィルムのヘイズ値が上記スチールウール試験前の光学フィルムのヘイズ値よりも小さ
くなることもあるが、スチールウール試験前後での性能を維持するという観点から、上記
スチールウール試験の前後で光学フィルムのヘイズ値はほぼ変化しないことが望ましいの
で、上記スチールウール試験後の光学フィルムのヘイズ値と上記スチールウール試験前の
光学フィルムのヘイズ値との差が負となった場合であっても、この差の絶対値が0.1%
を超えることは望ましくない。これに対し、本実施形態によれば、上記スチールウール試
験後の光学フィルム10のヘイズ値と上記スチールウール試験前の光学フィルム10のヘ
イズ値との差の絶対値が0.1%以下となっている。これは、光学フィルム10の表面1
0Aに対し上記スチールウール試験を行った場合に、光学フィルム10の表面10Aに傷
が生じないまたはほぼ生じないことを意味しており、またこれは、第2層13に帯電防止
剤を実質的に含ませないことによって実現できる。これにより、優れた耐擦傷性を得るこ
とができる。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの
記載に限定されない。なお、下記の「固形分100%換算値」とは、溶剤希釈品中の固形
分を100%としたときの値である。
<第1層用組成物の調製>
下記に示す組成となるように各成分を配合して、第1層用組成物を得た。
(第1層用組成物1)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学工業株式会社製):
4質量部
・鎖状アンチモンドープ酸化スズ(製品名「ELCOM V-3560」、日揮触媒化成
株式会社製):40質量部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン株式会社製):0.5質量部
・メチルイソブチルケトン:56質量部
(第1層用組成物2)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学工業株式会社製):
10質量部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン株式会社製):0.5質量部
・メチルイソブチルケトン:90質量部
<第2層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、第2層用組成物を得た。
(第2層用組成物1)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):50質
量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD」、日産化学工業株式会社製):50質量部(固
形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物2)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(製品名「PEM
P」、SC有機化学株式会社製):5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物3)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)(製品名「EGMP
-4」、SC有機化学株式会社製):5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物4)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・リン酸アクリレート(製品名「KAYAMER PM-2」、日本化薬株式会社製):
5質量部(固形分100%換算値)
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量

・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物5)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・リン酸アクリレート(製品名「KAYAMER PM-21」、日本化薬株式会社製)
:5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物6)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・ペンタメチルピペリジルメタクリレート(製品名「FA-711MM」、日立化成株式
会社製):5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物7)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・メタクリル酸1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル(製品名「LA-8
2」、株式会社ADEKA製):5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物8)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート(製品名「M-530
0」、東亜合成株式会社製):5質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物9)
・多塩基酸変性アクリルオリゴマー(製品名「M-510」、東亜合成株式会社製):5
0質量部
・シリカ粒子(製品名「MIBK-SD-L」、日産化学工業株式会社製):150質量
部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
(第2層用組成物10)
・ポリエステルアクリレート(製品名「M-9050」、東亞合成株式会社製):45質
量部
・鎖状アンチモンドープ酸化スズ(製品名「ELCOM V-3560」、日揮触媒化成
株式会社製):5質量部(固形分100%換算値)
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:100質量部
<実施例1>
光透過性基材として、厚さ50μmのポリイミド系基材(製品名「ネオプリム」、三菱
ガス化学株式会社製)を準備し、ポリイミド系基材の一方の面に、バーコーターで第1層
用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間
加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、膜厚100nmの帯電防止層である第1
層を形成した。次いで、第1層の表面に第2層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。そ
の後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発
させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン株式会社製、光源Hバルブ
)を用いて、紫外線を窒素雰囲気中にて積算光量が200mJ/cmになるように照射
して塗膜を硬化させて、膜厚4μmのハードコート層である第2層を形成し、光学フィル
ムを得た。
上記ポリイミド系基材の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、ポリイミド系
基材の断面を撮影し、その断面の画像においてポリイミド系基材の厚みをそれぞれ10箇
所測定し、その10箇所の厚みの算術平均値とした。また、第1層の膜厚は、走査透過型
電子顕微鏡(STEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製
)を用いて、第1層の断面を撮影し、その断面の画像において第1層の膜厚を10箇所測
定し、その10箇所の膜厚の算術平均値とした。第1層の断面写真は、以下のようにして
撮影した。まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋し
たブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な
、厚さ70nm以上100nm以下の切片を切り出した。切片の作製には、「ウルトラミ
クロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いた。そして
、この穴等がない均一な切片を測定サンプルとした。その後、走査透過型電子顕微鏡(S
TEM)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影した。この断面写真の撮影の際には、
検出器を「TE」、加速電圧を「30kV」、エミッション電流を「10μA」にしてS
TEM観察を行った。倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよび明るさを
各層が見分けられるか観察しながら5000倍~20万倍で適宜調節した。なお、断面写
真の撮影の際には、さらに、アパーチャーを「ビームモニタ絞り3」にし、対物レンズ絞
りを「3」にし、またW.D.を「8mm」にした。第2層の膜厚も、第1層の膜厚と同
様の方法によって測定した。
<実施例2>
実施例2においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物2を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例3>
実施例3においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物3を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例4>
実施例4においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物4を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例5>
実施例5においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物5を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例6>
実施例6においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物6を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例7>
実施例7においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物7を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例8>
実施例8においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物8を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<実施例9>
実施例9においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物9を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<比較例1>
比較例1においては、第2層用組成物1の代わりに第2層用組成物10を用いたこと以
外は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
<比較例2>
光透過性基材として、厚さ50μmのポリイミド系基材(製品名「ネオプリム」、三菱
ガス化学株式会社製)を準備し、ポリイミド系基材の一方の面に、バーコーターで第1層
用組成物2を塗布し、塗膜を形成した。その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間
加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、膜厚100nmの非帯電防止層である第
1層を形成した。次いで、第1層の表面に第2層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。
その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸
発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン株式会社製、光源Hバル
ブ)を用いて、紫外線を窒素雰囲気中にて積算光量が200mJ/cmになるように照
射して塗膜を硬化させて、膜厚4μmの第2層を形成し、光学フィルムを得た。
<比較例3>
比較例3においては、第1層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、光
学フィルムを得た。すなわち、比較例3に係る光学フィルムは、ポリイミド系基材の一方
の面に第2層のみを形成したものであった。
<表面抵抗値>
実施例および比較例に係る光学フィルムの表面(第2層の表面)において、表面抵抗値
を測定した。具体的には、50mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルムにお
いて、抵抗率計(製品名「ハイレスタUX MCP-HT型」、株式会社三菱ケミカルア
ナリテック製)を用いて、JIS K6911:1995に従って、印加電圧を500V
にするとともに、抵抗率計のプローブを光学フィルムの表面に接触させることにより表面
抵抗値を測定した。表面抵抗値は、光学フィルムの表面の表面抵抗値をランダムにそれぞ
れ10箇所測定し、測定した10箇所の表面抵抗値の算術平均値とした。
<SW試験前後のヘイズ測定>
実施例および比較例に係る光学フィルムにおいて、スチールウール試験(SW試験)の
前後のヘイズ値(全ヘイズ値)をそれぞれ測定し、スチールウール試験前のヘイズ値とス
チーウール試験後のヘイズ値の差の絶対値を求めた。具体的には、まず、50mm×10
0mmの大きさに切り出したスチールウール試験前の光学フィルムのヘイズ値(全ヘイズ
値)を測定した。ヘイズ値は、ヘイズメーター(製品名「HM-150」、株式会社村上
色彩技術研究所製)を用いてJIS K7136:2000に準拠した方法により測定し
た。上記ヘイズ値は、カールや皺がなく、かつ指紋や埃等がない状態で第2層側が非光源
側となるように設置し、光学フィルム1枚に対して3回測定し、3回測定して得られた値
の算術平均値とした。次いで、この光学フィルムをガラス板上に折れやシワがないようニ
チバン株式会社製のセロテープ(登録商標)で第2層が上側となるように固定した状態で
、スチールウール(製品名「ボンスター ♯0000」、日本スチールウール株式会社製
)を用いて、1kg/cmの荷重を加えながら、速度50mm/秒で光学フィルムの表
面(第2層の表面)を10往復擦るスチールウール試験を行った。上記と同じ条件でスチ
ールウール試験後の光学フィルムのヘイズ値(全ヘイズ値)を測定し、スチールウール試
験後のヘイズ値とスチールウール試験前のヘイズ値の差の絶対値を求めた。
<耐擦傷性>
実施例および比較例に係る光学フィルムの表面(第2層の表面)に対して、スチールウ
ール試験を行い、評価した。具体的には、50mm×100mmの大きさに切り出した光
学フィルムをガラス板上に折れやシワがないようニチバン株式会社製のセロテープ(登録
商標)で第2層が上側となるように固定した状態で、スチールウール(製品名「ボンスタ
ー ♯0000」、日本スチールウール株式会社製)を用いて、1kg/cmの荷重を
加えながら、速度50mm/秒で光学フィルムの表面を10往復擦るスチールウール試験
を行い、その後の光学フィルムの表面に傷の有無を目視により確認した。評価基準は、以
下の通りとした。
○:傷が確認されなかった。
×:傷が確認された。
<マルテンス硬度>
実施例および比較例に係る光学フィルムの第2層のマルテンス硬度を測定した。ポリイ
ミド基材のマルテンス硬度は、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950
TriboIndenter」を用いて、測定した。具体的には、まず、1mm×10m
mに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロッ
クから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以上100nm以
下の切片を切り出した。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ラ
イカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いた。そして、この穴等がない均一な切片が
切り出された残りのブロックを測定サンプルとした。次いで、このような測定サンプルに
おける上記切片が切り出されることによって得られた断面において、圧子としてBerk
ovich圧子(三角錐)を用いて、以下の測定条件で、第2層の断面中央から500n
m押し込み、一定時間保持して残留応力の緩和を行った後、除荷し、緩和後の最大荷重を
計測し、該最大荷重Pmax(μN)と深さ500nmのくぼみ面積A(nm)とを用
い、Pmax/Aによりマルテンス硬度を算出した。マルテンス硬度は、10箇所測定し
て得られた値の算術平均値とした。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:25℃
<全光線透過率>
実施例および比較例に係る光学フィルムの全光線透過率をそれぞれ測定した。全光線透
過率は、ヘイズメーター(製品名「HM-150」、株式会社村上色彩技術研究所製)を
用いてJIS K7361-1:1997に準拠した方法により測定した。上記全光線透
過率は、上記全光線透過率は、50mm×100mmの大きさに切り出した後、カールや
皺がなく、かつ指紋や埃等がない状態で第2層側が非光源側となるように設置し、光学フ
ィルム1枚に対して3回測定し、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
<折り畳み性>
実施例および比較例に係る光学フィルムに対して折り畳み試験を行い、折り畳み性を評
価した。具体的には、まず、30mm×100mmの大きさに切り出した光学フィルムを
、耐久試験機(製品名「DLDMLH-FS」、ユアサシステム機器株式会社製)に、光
学フィルムの短辺側を固定部でそれぞれ固定し、図3(C)に示したように対向する2つ
の辺部の最小の間隔が6mmとなるようにして取り付け、光学フィルムの表面側を180
°となるように10万回折り畳む折り畳み試験(第2層が内側となり、ポリイミド系基材
が外側となるように折り畳む試験)を行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べ
た。また、同様に、30mm×100mmの大きさに切り出した新しい光学フィルムを、
耐久試験機(製品名「DLDMLH-FS」、ユアサシステム機器株式会社製)に、光学
フィルムの短辺側を固定部でそれぞれ固定し、対向する2つの辺部の最小の間隔が2mm
となるようにして取り付け、光学フィルムの表面側を180°となるように10万回折り
畳む折り畳み試験(第2層が内側となり、ポリイミド系基材が外側となるように折り畳む
試験)を行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べた。評価基準は、以下の通り
とした。
(折り畳み性)
○:折り畳み試験において、屈曲部に割れ又は破断が生じていなかった。
×:折り畳み試験において、屈曲部に割れ又は破断が生じていた。
以下、結果を表1に示す。
Figure 2023011626000029
以下、結果について述べる。比較例1に係る光学フィルムは、スチールウール試験後の
ヘイズ値とスチールウール試験前のヘイズ値の差の絶対値が0.1%を超えていたので、
耐擦傷性が劣っていた。これは、第2層が帯電防止剤を含んでいたので、スチールウール
試験において第2層中の帯電防止剤の影響で擦り傷が発生し、または帯電防止剤が脱落し
たためであると考えられる。比較例2に係る光学フィルムは、ポリイミド系基材と第2層
との間に帯電防止剤を含まない第1層を形成したので、光学フィルムの表面における表面
抵抗値が高かった。比較例3に係る光学フィルムは、ポリイミド系基材の表面に第2層を
直接形成したので、光学フィルムの表面における表面抵抗値が高かった。なお、表1中の
表面抵抗値の「over」とは、表面抵抗値が高すぎて正確な表面抵抗値を測定できなかった
ことを意味している。これに対し、実施例1~9に係る光学フィルムは、表面抵抗値が1
×1014Ω/□以下であり、かつスチールウール試験後のヘイズ値とスチールウール試
験前のヘイズ値の差の絶対値が0.1%以下であったので、表面抵抗値が低く、かつ耐擦
傷性にも優れていた。これは、第2層が帯電防止剤を含まず、かつポリイミド系基材と第
2層との間に帯電防止剤を含む第1層を形成したためである。
実施例2~9に係る光学フィルムは、第2層のバインダ樹脂が特定の元素またはカルボ
キシル基を含んでいるので、第2層のバインダ樹脂が特定の元素またはカルボキシル基を
含んでいない実施例1に係る光学フィルムよりも表面抵抗値が低かった。
10…光学フィルム
10A…表面
11…光透過性基材
12…第1層
13…第2層
14…無機粒子
15…バインダ樹脂
40…画像表示装置
43…表示パネル

Claims (6)

  1. 2層以上の積層構造を有する光学フィルムであって、
    前記光学フィルムの表面における表面抵抗値が、1×1014Ω/□以下であり、
    前記光学フィルムに対しスチールウールに1kg/cmの荷重を加えながら、前記ス
    チールウールによって前記光学フィルムの前記表面を速度50mm/秒で10往復擦るス
    チールウール試験を行ったとき、前記スチールウール試験後の前記光学フィルムのヘイズ
    値と前記スチールウール試験前の前記光学フィルムのヘイズ値との差の絶対値が0.1%
    以下であり、
    前記積層構造が、第1層と、前記第1層よりも前記光学フィルムの表面側に設けられた
    膜厚が1μm以上10μm以下の第2層とを備え、
    前記第1層が、帯電防止剤およびバインダ樹脂を含む帯電防止層であり、
    前記第2層が、硫黄、リン、および窒素からなる群から選択される1以上の元素ならび
    にカルボキシル基の少なくともいずれかを含む樹脂を含み、かつ帯電防止剤を実質的に含
    まない、光学フィルム。
  2. 前記第1層よりも前記光学フィルムの裏面側に光透過性基材をさらに備える、請求項1
    に記載の光学フィルム。
  3. 前記光透過性基材が、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、またはこれらの混合物から
    なる基材である、請求項2に記載の光学フィルム。
  4. 前記光学フィルムの対向する辺部の間隔が6mmとなり、かつ前記第2層が内側となる
    ように前記光学フィルムを180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れま
    たは破断が生じない、請求項3に記載の光学フィルム。
  5. 表示パネルと、
    前記表示パネルよりも観察者側に配置された請求項1ないし4のいずれか一項に記載の
    光学フィルムと、を備え、
    前記光学フィルムの前記表面が観察者側に位置するように前記光学フィルムが配置され
    ている、画像表示装置。
  6. 前記表示パネルが、有機発光ダイオードパネルである、請求項5に記載の画像表示装
    置。
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