JP2023170856A - 光学積層体及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

光学積層体及びこれを用いた画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学特性及び滑り性に優れた光学積層体及びこれを用いた画像表示装置を提供する。【解決手段】最表面に凹凸形状を有する光学積層体であって、以下の条件（１）～（３）を同時に満足することを特徴とする、光学積層体。２０，０００≦Ａ≦３００，０００ （１）３００≦Ｂ≦８００ （２）１０≦Ｃ≦１８０ （３）ここで、凹凸形状を光学干渉方式または接触方式で計測した凹凸高さの３次元データに基づく画像に対して高速フーリエ変換による周波数解析を行い、空間周波数ｆを算出した場合において、Ａ：０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、Ｂ：１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、Ｃ：２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値である。【選択図】図１

Description

本発明は、光学積層体及びこれを用いた画像表示装置に関する。
ＡＧ（アンチグレア）フィルムは、表面に微細な凹凸形状を有する防眩層を備え、この微細な凹凸が反射光を拡散することにより、外光の映り込みを抑制する。また、防眩層上に低屈折率層（ＬＲ）を積層し、更に光学干渉を利用して反射光を抑制するＡＧＬＲフィルムも知られており、様々なディスプレイに利用されている。
ＡＧフィルム及びＡＧＬＲフィルムの防眩性は、主に防眩層表面の凹凸形状によって定まる。従来、防眩層表面の好適な凹凸形状は、ＩＳＯ ２５１７８に規定される面粗さパラメータや、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される線粗さパラメータを用いて表されることが多い（例えば、特許文献１～３参照）。
また、タッチパネル付きディスプレイ用途のＡＧフィルム及びＡＧＬＲフィルムには、防眩性に加え、操作時に指の滑り性が良好であることが求められる。
特許第５３６０６１６号公報 特許第５３８２０３４号公報 特許第６１３５１３１号公報
タッチパネル付きディスプレイ用途の光学積層体に求められる滑り性は、最表面の凹凸形状によって異なる。そこで、光学積層体の滑り性を表す手法として、上述した粗さパラメータを採用し、粗さパラメータに基づいて良好な滑り性を有する光学積層体を設計することが考えられる。
しかしながら、上述した従来の粗さパラメータでは、ランダムな凹凸形状や複雑な凹凸形状の全てを表すことができない。例えば、ＩＳＯ ２５１７８に規定される算術平均高さＳａは、面粗さを評価する際に一般的に使用される指標であるが、Ｓａ値が同じであっても、凹凸形状及び滑り性が大きく異なる場合がある。したがって、従来の粗さパラメータは滑り性を表現するのに適していない。
本発明は、光学特性及び滑り性に優れた光学積層体及びこれを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光学積層体は、最表面に凹凸形状を有し、以下の条件（１）～（３）を同時に満足することを特徴とするものである。
２０，０００≦Ａ≦３００，０００ （１）
３００≦Ｂ≦８００ （２）
１０≦Ｃ≦１８０ （３）
ここで、凹凸形状を光学干渉方式または接触方式で計測した凹凸高さの３次元データを、凹凸高さを画素値とする第１の画像データに変換し、第１の画像データを高速フーリエ変換により第２の画像に変換し、第２の画像のうち、原点を通り、かつ、正のＸ軸上及びＹ軸方向の±２０Ｐｉｘｅｌの範囲の画像のパワースペクトラムのＸ座標の空間周波数ｆを算出した場合において、
Ａ：０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、
Ｂ：１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、
Ｃ：２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値
である。
本発明に係る画像表示装置は、上記の光学積層体を備える。
本発明によれば、光学特性及び外観及び滑り性に優れた光学積層体及びこれを用いた画像表示装置を提供できる。
実施形態に係る光学積層体の一例を模式的に示す断面図 実施形態に係る光学積層体の他の一例を模式的に示す断面図 防眩性の評価方法を示す図 防眩性の評価例を示す図
図１は、実施形態に係る光学積層体の一例を模式的に示す断面図である。
光学積層体１１は、透明支持体２と、透明支持体２の一方面に積層された防眩層３（ＡＧ層）とを備える。光学積層体１１は、最表面の微細な凹凸で入射光を散乱させて外光の映り込みを抑制する光学フィルムである（「ＡＧフィルム」とも称される）。
透明支持体２は、光学積層体１１の基体となるフィルムであり、可視光線の透過性に優れた材料により形成される。透明支持体２の形成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチ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等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリレート、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンコポリマー、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等の透明樹脂や無機ガラスを利用できる。透明支持体２の厚みは、特に限定されないが、１０～２００μｍとすることが好ましい。
透明支持体２の表面には、積層する他の層との密着性を向上させるために、表面改質処理を施しても良い。表面改質処理としては、アルカリ処理、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタ処理、界面活性剤やシランカップリング剤等の塗布、Ｓｉ蒸着等を例示できる。
防眩層３は、光学積層体１１の最表面の微細な凹凸形状を形成する機能層である。
防眩層３は、活性エネルギー線硬化型化合物と、有機微粒子及び／または無機微粒子（フィラー）とを含有する塗工液を透明支持体２に塗布し、塗膜を硬化させることによって形成される。
活性エネルギー線硬化型化合物としては、例えば、単官能、２官能または３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを使用できる。尚、本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両方の総称であり、「（メタ）アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両方の総称である。
単官能の（メタ）アクリレート化合物の例としては、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－ヒドロキシブチル（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、ｔ－ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ－ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２－エトキシエチル（メタ）アクリレート、３－メトキシブチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸（メタ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール（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、メトキシポリチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイルオキシエチル－２－ヒドロキシプロピルフタレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、２－（メタ）アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、２－（メタ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、２－（メタ）アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２－アダマンタン、アダマンタンジオールから誘導される１価のモノ（メタ）アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
２官能の（メタ）アクリレートの例としては、エチレングリコールジ（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、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（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、ポリエチレングリコールジ（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、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコ－ルジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（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、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
３官能以上の（メタ）アクリレートの例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス２－ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（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トリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（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、ジトリメチロールプロパンペンタ（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、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε－カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。
また、多官能モノマーとして、ウレタン（メタ）アクリレートも使用できる。ウレタン（メタ）アクリレートとしては、例えば、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に水酸基を有する（メタ）アクリレートモノマーを反応させることによって得られるものを挙げることができる。
ウレタン（メタ）アクリレートの例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。
上述した多官能モノマーは１種を用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、上述した多官能モノマーは、塗工液中でモノマーであっても良いし、一部が重合したオリゴマーであっても良い。
有機微粒子は、主として防眩層３の表面に微細な凹凸を形成し、外光を拡散させる機能を付与する材料である。有機微粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン－（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン系樹脂等の透光性樹脂材料からなる樹脂粒子を使用できる。屈折率や樹脂粒子の分散を調整するために、材質（屈折率）の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合して使用しても良い。
防眩層形成用組成物に添加する無機微粒子は、平均粒径が１０～２００ｎｍのナノ粒子であることが好ましい。
無機微粒子は、主として防眩層３中の有機微粒子の沈降や凝集を調整するための材料である。無機微粒子としては、シリカ微粒子や、金属酸化物微粒子、各種の鉱物微粒子等を使用することができる。シリカ微粒子としては、例えば、コロイダルシリカや（メタ）アクリロイル基等の反応性官能基で表面修飾されたシリカ微粒子等を使用することができる。金属酸化物微粒子としては、例えば、アルミナや酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタニア、ジルコニア等を使用することができる。鉱物微粒子としては、例えば、雲母、合成雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ノントロナイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、層状チタン酸、スメクタイト、合成スメクタイト等を使用することができる。鉱物微粒子は、天然物及び合成物（置換体、誘導体を含む）のいずれであっても良く、両者の混合物を使用しても良い。鉱物微粒子の中でも、層状有機粘土がより好ましい。層状有機粘土とは、膨潤性粘土の層間に有機
オニウムイオンを導入したものをいう。有機オニウムイオンは、膨潤性粘土の陽イオン交換性を利用して有機化することができるものであれば制限されない。鉱物微粒子として、層状有機粘土鉱物を用いる場合、上述した合成スメクタイトを好適に使用できる。合成スメクタイトは、防眩層形成用組成物の粘性を増加させ、樹脂粒子及び無機微粒子の沈降を抑制して、光学機能層の表面の凹凸形状を調整する機能を有する。
防眩層形成用組成物を紫外線照射により硬化させるため、重合開始剤を添加しても良い。重合開始剤としては、紫外線照射によりラジカルを発生する重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、アシルフォスフィンオキシド等のラジカル重合開始剤に使用することができる。重合開始剤として、例えば、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、２，２－ジエトキシアセトフェノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２－ジメトキシ－フェニルアセトフェノン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ｐ－クロロベンゾフェノン、ｐ－メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、２－クロロチオキサントン等を使用できる。これらのうち１種類を単独で使用しても良いし、２種類以上を組み合わせて使用しても良い。
また、防眩層形成用組成物には、滑り性を向上する成分（滑り性向上剤）として、防汚剤、レベリング剤、撥油剤、撥水剤、指紋付着防止剤を添加することが好ましい。これらの添加剤として、含フッ素化合物やシリコーン化合物を好適に使用することができる。最表層となる防眩層３に滑り性を発現する化合物を添加することによって、滑り性を一層向上させることができる。その他、帯電防止剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、色材、光安定剤、重合禁止剤、光増感剤等の各種添加剤等を必要に応じて添加しても良い。
更に、防眩層形成用組成物には、必要に応じて、溶剤を添加しても良い。溶剤としては、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル類、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルフォルムアミド等のうち、１種類または２種類以上を混合して使用できる。
図２は、実施形態に係る光学フィルムの他の一例を模式的に示す断面図である。
光学積層体１２は、透明支持体２と、透明支持体２の一方面に積層された防眩層３と、防眩層３の表面に積層された低屈折率層４（ＡＲ層）を備える。光学積層体１２は、最表面の微細な凹凸による入射光の散乱と光学干渉とを利用して、外光の映り込み及び反射を抑制する光学フィルムである（「ＡＧＬＲフィルム」とも称される）。
低屈折率層４は、下層の防眩層３の屈折率よりも低い屈折率を有し、光学干渉により反射を抑制する機能層である。
低屈折率層４は、活性エネルギー線硬化型化合物を含有する組成物を防眩層３の表面に塗布し、塗膜を硬化させることにより形成することができる。低屈折率層４は、屈折率調整のために、低屈折率微粒子を含有しても良い。
低屈折率微粒子としては、例えば、ＬｉＦ、ＭｇＦ、３ＮａＦ・ＡｌＦまたはＡｌＦ（いずれも、屈折率１．４）、もしくはＮａ３ＡｌＦ６（氷晶石、屈折率１．３３）等の微粒子や、内部に空隙を有するシリカ微粒子を好適に使用することができる。内部に空隙を有するシリカ微粒子は、空隙の部分を空気の屈折率（約１）とすることができるので、低屈折率層４の低屈折率化に遊離である。具体的には、多孔質シリカ粒子、シェル（殻）構造のシリカ粒子を用いることができる。尚、低屈折率微粒子は必ずしも必要ではなく、活性エネルギー線硬化型化合物の硬化後の屈折率が防眩層３の屈折率よりも低い場合は、低屈折率微粒子を省略しても良い。
活性エネルギー線硬化型化合物としては、防眩層で説明した重合性化合物を使用することができる。また、低屈折率層形成用組成物には、上述した重合開始剤や溶剤を適宜添加しても良い。
低屈折率層４は、最表層となる機能層であるため、低屈折率層形成用組成物には、滑り性を向上する成分（滑り性向上剤）として、防汚剤、レベリング剤、撥油剤、撥水剤、指紋付着防止剤を添加することが好ましい。これらの添加剤として、含フッ素化合物やシリコーン化合物を好適に使用することができる。その他、帯電防止剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、色材、光安定剤、重合禁止剤、光増感剤等の各種添加剤等を必要に応じて添加しても良い。
透明支持体２と防眩層３との間に、ハードコート層、高屈折率層、中屈折率層、帯電防止層、電磁波遮断層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層等の他の機能層が１層以上積層されても良い。
上記の防眩層形成用組成物及び低屈折率層形成用組成物の塗工方法は特に限定されず、例えば、スピンコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーター、スプレーコーター、アプリケーター等を用いて塗工することができる。
ここで、本実施形態に係る光学積層体の表面凹凸形状の詳細を説明する。
本実施形態に係る光学機能積層体の最表面の凹凸形状は、以下の条件（１）～（３）を同時に満足する。
２０，０００≦Ａ≦３００，０００ （１）
３００≦Ｂ≦８００ （２）
１０≦Ｃ≦１８０ （３）
ここで、Ａ、Ｂ及びＣは、光学積層体表面の凹凸高さの測定データから生成した画像データを高速フーリエ変換（以下、「ＦＦＴ」という）し、変換後の画像（パワースペクトラム画像）の所定範囲から算出した空間周波数ｆから導き出される値である。Ａは、０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値であり、Ｂは、１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値であり、Ｃは、２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値
である。
上記Ａ、Ｂ及びＣの値の算出方法は、以下の通りである。
まず、光学積層体の最表面の凹凸高さの３次元データを計測により取得する。凹凸高さの３次元データは、計測面内の位置と凹凸の高さとを含む。最表面の凹凸高さの３次元データは、光学干渉方式または接触方式により計測することができる。取得した３次元データは、凹凸高さを画素値とする画像（第１の画像）に変換する。次に、第１の画像に対してＦＦＴを行って、ＦＦＴ処理後の画像（第２の画像）を得る。次に、ＦＦＴ処理後の第２の画像内の所定範囲のパワースペクトラムのＸ座標を空間周波数ｆに変換する。得られた空間周波数から、０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲、１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲、２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲におけるパワースペクトラム強度の真数の平均値を算出し、上記Ａ、Ｂ及びＣの値とする。
従来、滑り性を発現させるためには、最表面層にフッ素化合物やシリコーン化合物等の滑り性を向上する成分を含有させることが一般的であるが、滑り性を発現する成分の添加のみでは、滑り性の向上に限界があった。本願発明者らが検討したところ、滑り性には、最表面の材質や含有成分だけでなく、表面凹凸形状も影響していることがわかった。また、本願発明者らが滑り性を向上ができる凹凸形状を検討したところ、空間周波数５０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ付近のパワースペクトラム強度が、滑り性に大きく関係しており、空間周波数５０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ付近のパワースペクトラム強度が高いほど（すなわち、凹凸高さが高いほど）、滑り性が向上することが分かった。
滑り性は摩擦係数の大きさによって表すことができる。摩擦係数は、材料が同じである場合、接触面積に比例し、接触面積が大きいほど摩擦係数が大きくなる。ここで、摩擦係数μ＝摩擦力Ｆ／荷重（垂直荷重）Ｎ＝接触面積×せん断応力／荷重Ｎの関係が成り立つ。尚、せん断応力は材質に依存し、荷重は試験条件に依存する。したがって、光学積層体表面に指を置いたときの指紋の稜線と表面の凸部との接触面積と、滑り状態での指のせん断変形による接触面積の変化が滑り性に影響していると考えられる。上記条件（１）～（３）を満たす凹凸形状は、指を接触させて静止した状態と滑り状態とにおいて、指と表面の凸部との接触面積を減少させることができ、この結果、滑り性が向上していると考えられる。
光学積層体１１及び１２の最表面の動摩擦係数は０．３以下であることが好ましい。最表面の動摩擦係数が０．３以下であれば、画像表示装置に対してフリックやスワイプ等の摺動操作を行ったときに、滑らかに指をスライドさせることができ、使用感が良好である。
本実施形態に係る光学積層体１１及び１２は、最表面の凹凸形状が上記条件（１）～（３）を満足することにより、優れた滑り性を有する。また、最表層となる機能層に滑り性を向上させる成分を添加することにより、滑り性を更に向上させることができる。
尚、Ａ～Ｃの値は、防眩層３に添加するフィラーの粒径や添加量、添加剤の量、防眩層３の膜厚、成膜プロセスにおけるフィラーの凝集状態の調整により制御することができる。
本実施形態に係る光学積層体１１及び１２は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等の画像表示パネルの最表面に貼合して画像表示装置を構成するのに利用することができる。光学積層体１１及び１２と画像表示パネルとの間にタッチパネルが設けられても良い。本実施形態に係る光学積層体１１及び１２は、滑り性に優れるため、画像表示装置の最表面に設ける光学フィルムとして好適である。
以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。
（実施例１）
以下のハードコート（ＨＣ）組成物を調製した。
（ＨＣ組成物１：防眩層形成用）
ペイントシェイカーを用い、平均粒径３．５μｍの有機微粒子（テクポリマー製、ＳＳＸ－２０３５）をトルエンに４０分間分散させた後、有機微粒子５．０質量部、下記式で表されるペンタエリスリトールとアクリル酸の縮合物（大阪有機化学工業製、ビスコート＃３００、以下、「ＰＥＴＡ」という）９２．０質量部、光重合開始剤（ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ Ｂ．Ｖ．製、Ｏｍｎｉｒａｄ １８４）の３．０質量部の割合でトルエンに混合した。組成物中の全固形分濃度は、５０質量％に調整した。混合物をペイントシェイカーにて５０分間攪拌し、ＨＣ組成物１とした。
Figure 2023170856000002
（ＨＣ組成物２：低屈折率層形成用）
ＰＥＴＡ（大阪有機化学工業製、ビスコート＃３００、）４５．０質量部、平均粒径７５ｎｍのイソプロピルアルコール分散中空シリカ微粒子を固形分で５０．０質量部、ＵＶ硬化させるための光重合開始剤の光開始剤を３．０質量部、フッ素系防汚剤（信越化学工業製、ＫＹ－１２０３）２．０質量部を添加し、全固形分濃度が３．５質量％となるようイソプロピルアルコールに混合し、混合物をペイントシェイカーにて５０分間攪拌し、ＨＣ組成物２とした。
次に、厚さ６０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム製、ＴＪ４０）を透明支持体とし、透明支持体の一方面に、ＨＣ組成物１をバーコーターを用いて塗布し、乾燥機で１００℃で１分間乾燥させた。高圧水銀ＵＶ装置を用い、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）にて、積算露光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように塗膜に紫外線を照射し、塗膜を硬化させて防眩層を形成した。尚、ＨＣ組成物１の塗工量は、硬化後の膜厚が５μｍとなるように調節した。
次に、防眩層上に、ＨＣ組成物２をバーコーターを用いて塗布し、乾燥機で１００℃で１分間乾燥させた。高圧水銀ＵＶ装置を用い、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）、積算露光量が２００ｍＪ／ｃｍ２となるように塗膜西凱旋を照射し、塗膜を硬化させて低屈折率層を形成した。尚、ＨＣ組成物２の塗工量は、硬化後の光学膜厚ｎｄ（ｎｄ＝屈折率ｎ×膜厚ｄ（ｎｍ））が、５５０／４ｎｍとなるように調節した。
（実施例２）
低屈折率層を形成しなかったことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（実施例３）
ＨＣ組成物１におけるペイントシェイカーによる有機微粒子の分散時間及び塗液の攪拌時間をいずれも７０分間としたことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（実施例４）
ＨＣ組成物１におけるペイントシェイカーによる有機微粒子の分散時間を７０分間としたことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（実施例５）
ＨＣ組成物１における有機微粒子を平均粒径３．０μｍの有機微粒子（テクポリマー製、ＳＳＸ－１０３）４．０質量部に変更し、ＰＥＴＡの配合量を９３．０質量部に変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（実施例６）
低屈折率層を形成しなかったことを除き、実施例５と同様に光学積層体を作製した。
（実施例７）
ＨＣ組成物１の塗工量を、硬化後の膜厚が６．０μｍとなるように変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（実施例８）
低屈折率層を形成しなかったことを除き、実施例７と同様に光学積層体を作製した。
（比較例１）
ＨＣ組成物１の塗工量を、硬化後の膜厚が４．５μｍとなるように変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例２）
ＨＣ組成物１の塗工量を、硬化後の膜厚が８．０μｍとなるように変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例３）
ＨＣ組成物１における有機微粒子を平均粒径５．０μｍの有機微粒子（テクポリマー製、ＳＳＸ－１０５）に変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例４）
ＨＣ組成物１における有機微粒子を平均粒径２．５μｍの有機微粒子（テクポリマー製、ＳＳＸ－１０２）に変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例５）
ＨＣ組成物１におけるＰＥＴＡの配合量を９０．０質量部とし、有機微粒子（テクポリマー製、ＳＳＸ－２０３５）の配合量を７．０質量部としたことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例６）
ＨＣ組成物１におけるＰＥＴＡの配合量を９４．０質量部とし、有機微粒子の配合量を３．０質量部としたことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例７）
ＨＣ組成物１におけるペイントシェイカーによる有機微粒子の分散時間を２０分間に変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例８）
低屈折率層を形成しなかったことを除き、比較例７と同様に光学積層体を作製した。
（比較例９）
ＨＣ組成物１におけるペイントシェイカーによる有機微粒子の分散時間及び塗液の攪拌時間を８０分間に変更したことを除き、実施例１と同様に光学積層体を作製した。
（比較例１０）
低屈折率層を形成しなかったことを除き、比較例９と同様に光学積層体を作製した。
各実施例及び各比較例に係る光学積層体を以下の通り評価した。
＜評価１：表面凹凸形状＞
（３次元データの取得）
Ｖｅｒｔｓｃａｎ（菱化システム社製、Ｒ３３００Ｈ Ｌｉｔｅ）を用いて、光学積層体の最表面の凹凸形状の３次元データを光学干渉方式にて測定した。測定条件は次の通りである。凹凸高さは、測定範囲内で最も低い位置を基準とした。
・カメラ機種：Ｓｏｎｙ ＨＲ－５０ １／３
・対物レンズ倍率：５ＸＴＩ
・鏡筒：１Ｘ
・ズームレンズ：１Ｘ
・光源：５３０ｗｈｉｔｅ
・波長フィルタ：５２０ｎｍ
・測定デバイス：ピエゾ
・測定モード：Ｐｈａｓｅ
・スキャンスピード：４μｍ／ｓｅｃ
・スキャンレンジ：１０μｍ～－１０μｍ
・有効ピクセル数：０％
・測定範囲：９４０．８μｍ×７０５．６μｍ、６４０ｐｉｘｅｌ×４８０ｐｉｘｅｌ
・ＸＹ方向分解能：１ｐｉｘｅｌ １．４７μｍ
（ＦＦＴ解析）
フリーソフト「ＩｍａｇｅＪ １．５３ｈ」をＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）１０環境下で使用してＦＦＴ解析を実施した。手順は次の通りである。
１．３次元データを、高さを画素値とするＴＩＦＦ画像データに変換した。
２．元の３次元データ値（高さの測定値）を参照してＦＦＴを実施した。ＦＦＴ処理後の画像サイズは１０２４ｐｉｘｅｌ×１０２４ｐｉｘｅｌとした。
３．ＦＦＴ処理後の画像に対して、パワースペクトラム強度を実測値に復元する処理を行った。
４．処理後の画像における、原点を通り正のＸ軸上±２０Ｐｉｘｅｌの範囲を指定し、パワースペクトラム強度を出力した。
５．出力したパワースペクトラムのＸ座標を、元の３次元データの画素サイズを元に空間周波数ｆに変換した。
６．算出した空間周波数から、０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ、１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ、２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの各範囲内のパワースペクトラム強度の真数での平均値（Ａ～Ｃの値）を算出した。
＜評価２．光学特性＞
光学積層体の光学特性は、以下に示すヘイズ・防眩性・反射率の評価に基づき、下記基準によって評価した。
◎：ヘイズ・防眩性・反射率に評価◎が１つ以上あり、残りの評価が〇
〇：ヘイズ・防眩性・反射率の全ての評価が〇
×：ヘイズ・防眩性・反射率に評価×が１つ以上ある
（ヘイズ）
ヘイズは、プラスチックの光学的特性試験方法ＪＩＳ Ｋ ７１３６のヘイズ試験方法に準拠し、ヘイズメーター（ＮＤＨ７０００、日本電色工業株式会社製）を用いて測定した。光学特性の評価基準は次の通りである。
◎：ヘイズが６％以上８％未満
〇：ヘイズが４％以上６％未満、または、８％以上１０％未満
×：ヘイズが４％未満または１０％以上
（防眩性）
図３は、防眩性の評価方法を示す図であり、図４は、防眩性の評価例を示す図である。
得られた光学積層体を機能面が表面となるように黒板に光学粘着剤を用いて貼合した。また、機能面に対して垂直に光が当たるように三波長蛍光灯と光学積層体を設置した。視点と機能面に写った三波長蛍光灯の像とを結んだ線が、三波長蛍光灯から機能面に下ろした垂線に対して７０°となる方向から光学積層体の表面を観察し、下記基準によって防眩性を評価した。
〇：三波長蛍光灯の概形はわかるが、縁がぼやけてはっきりしない
×：三波長蛍光灯の概形がわからないほどぼやけている、あるいは、縁がはっきり見える
（反射率）
得られた光学積層体の機能層表面の入射角５°における分光反射率を、自動分光光度計（Ｕ－４１００、日立製作所製）を用いて測定し、下記基準によって評価した。測定の際には、ＴＡＣフィルムの裏面（機能層が形成されていない面）につや消し黒色塗料を塗布し、反射防止の処置を施した。
◎：反射率が０．５％未満
〇：反射率が０．５％以上１％未満
×：反射率が１％以上
＜評価３．滑り性＞
得られた光学積層体の機能層表面の動摩擦係数を、ＪＩＳ Ｋ ７１２５に準拠して測定した。測定装置及び測定条件は、以下の通りである。
・評価装置：静動摩擦測定器ＴＬ２０１Ｔｔ（株式会社トリニティーラボ製）
・測定子オプション：指紋パターン付触覚接触子（慶應義塾大学大学院システムデザイン・マネジメント研究科前野隆司研究室・山形大学大学院理工学研究科の野村未宗研究室提案指紋パターン付）
・解析ソフト：トライボ解析ソフト
・垂直荷重：２０ｇ
・摺動速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ
・移動距離：３０ｍｍ
・データ収集速度：１ｍｓｅｃ
得られた光学積層体を機能面が表面になるように黒板に粘着剤を用いて貼合した。このサンプルを評価装置のステージに固定し、上記条件に従って指紋パターン付触覚接触子と機能面間の摩擦係数の測定・解析を行った。摺動状態の摩擦係数（移動距離１０ｍｍ～２０ｍｍ間）の摩擦係数の平均値を算出し、得られた数値を動摩擦係数μｋとして、下記基準によって評価した。
〇：μｋ≦０．３
×：０．３＜μｋ
表１に評価結果を示す。
Figure 2023170856000003
表１に示すように、実施例１～１０に係る光学積層体は、Ａ～Ｃが条件（１）～（３）を満たしており、光学特性及び滑り性の両方に優れていた。
一方、比較例１～１０に係る光学積層体は、Ａ～Ｃのうち１つ以上が上記条件を満たしておらず、光学特性及び滑り性の一方または両方の評価が低かった。
以上より、上述したＡ～Ｃが条件（１）～（３）を同時に満足することによって、光学特性及び滑り性に優れた光学積層体を実現できることが確認された。
本発明は、画像表示装置の最表面に設けられる光学フィルムとして利用できる。
１ 光学積層体
２ 透明支持体
３ 防眩層
４ 低屈折率層

Claims (7)

  1. 最表面に凹凸形状を有する光学積層体であって、
    以下の条件（１）～（３）を同時に満足することを特徴とする、光学積層体。
    ２０，０００≦Ａ≦３００，０００ （１）
    ３００≦Ｂ≦８００ （２）
    １０≦Ｃ≦１８０ （３）
    ここで、凹凸形状を光学干渉方式または接触方式で計測した凹凸高さの３次元データを、凹凸高さを画素値とする第１の画像データに変換し、第１の画像データを高速フーリエ変換により第２の画像に変換し、第２の画像のうち、原点を通り、かつ、正のＸ軸上及びＹ軸方向の±２０Ｐｉｘｅｌの範囲の画像のパワースペクトラムのＸ座標の空間周波数ｆを算出した場合において、
    Ａ：０＜ｆ≦１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、
    Ｂ：１００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値、
    Ｃ：２００ｃｙｃｌｅ／ｍｍ＜ｆ≦３００ｃｙｃｌｅ／ｍｍの範囲のパワースペクトラム強度の平均値
    である。
  2. 前記光学積層体の最表面の動摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
  3. 前記光学積層体は、透明支持体と、前記透明支持体の少なくとも片方の面に積層された第１の機能層とを有し、最表面の凹凸形状が前記第１の機能層により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
  4. 前記第１の機能層上に、前記第１の機能層の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の機能層を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光学積層体。
  5. 前記第１の機能層が含フッ素化合物またはシリコーン化合物を含有することを特徴とする、請求項２に記載の光学積層体。
  6. 前記第２の機能層が含フッ素化合物またはシリコーン化合物を含有することを特徴とする、請求項３に記載の光学積層体。
  7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の光学積層体を備える、画像表示装置。
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