JP2024004123A - 光学積層体 - Google Patents

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Abstract

【課題】プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を有する光学積層体を提供する。【解決手段】本発明の光学積層体は、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含む光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも一方の面に積層された厚さ10~1000nmの機能層とを有し、前記機能層が、シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ前記機能層の水接触角が42~75°であり、前記光学フィルムは589nmにおける屈折率が1.50~1.63である。【選択図】なし

Description

本発明は、表示装置等の材料として使用される光学積層体に関する。
液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置は、携帯電話やスマートウォッチといった種々の用途に広く活用されている。このような表示装置の前面板としてガラスが用いられてきたが、ガラスは非常に剛直であり、割れやすいため、例えばフレキシブル表示装置の前面板材料としての利用は難しい。ガラスに代わる材料の一つとして、ポリイミド系樹脂があり、ポリイミド系樹脂を含む光学フィルムの少なくとも一方の面にプライマー層を有する光学積層体が検討されている(特許文献1)。
特開2019-77194号公報
このような光学積層体では、プライマー層等の機能層上に他の層を形成する前に、他の層との密着性を担保する観点から、プラズマ処理を施して機能層の親水性を向上させることがある。しかし、本発明者の検討によれば、従来の光学積層体はプラズマ処理を行っても機能層の親水性が十分でない場合があることがわかった。
したがって、本発明の目的は、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を有する光学積層体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
[1]ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含む光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも一方の面に積層された厚さ10~1000nmの機能層とを有する光学積層体であって、
前記機能層は、シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ前記機能層の水接触角は42~75°であり、前記光学フィルムは589nmにおける屈折率が1.50~1.63である、光学積層体。
[2]シロキサン骨格を有する化合物の含有量は、前記機能層の質量に対して50質量%以上である、[1]に記載の光学積層体。
[3]シロキサン骨格を有する化合物は、式(1):
Figure 2024004123000001
[式(1)中、Aは、炭素数1~20のアルカンジイル基又は炭素数3~20のシクロアルカンジイル基を表し、前記アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基を構成する-CH-は、それぞれ-O-又は-CO-に置換されていてもよく、
及びRは、互いに独立に炭素数1~6のアルキル基を表し、
、R、R及びRは、互いに独立に、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、
aは、0~2の整数を表す]
で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物である、[1]又は[2]に記載の光学積層体。
[4]式(1)で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物は、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、並びにビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの加水分解縮合物である、[3]に記載の光学積層体。
[5]シロキサン骨格を有する化合物は、2種以上の式(1)で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物である、[3]又は[4]に記載の光学積層体。
[6]前記組成物は、ウレタン(メタ)アクリル系樹脂を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7]前記組成物は、ポリスチレンスルホン酸系樹脂を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8]黄色度は5.0以下である、[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9]前記機能層は、プラズマ処理後の水接触角が1~33°である、[1]~[8]のいずれかに記載の光学積層体。
[10]前記光学フィルムの一方の面に前記機能層を有し、該光学フィルムの該機能層とは反対の面に、さらにJIS K 5600-5-4に準拠して測定された鉛筆硬度がH以上である第2の機能層を有する、[1]~[9]のいずれかに記載の光学積層体。
本発明の光学積層体は、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を有することができる。そのため、表示装置等の材料として好適に使用できる。
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含む光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも一方の面に積層された厚さ10~1000nmの機能層とを有し、前記機能層が、シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ前記機能層の水接触角が42~75°であり、前記光学フィルムは589nmにおける屈折率(以下、屈折率(589)と記載することがある)が1.50~1.63である。
本発明者は、ポリイミド系樹脂及び/又はポリアミド系樹脂を含み、かつ屈折率(589)が1.50~1.63である光学フィルムと、厚さ10~1,000nmの機能層とを有する光学積層体において、機能層がシロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ機能層の水接触角が42~75°であれば、意外なことに、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を発現できることを見出した。理由は定かではないが、機能層の水接触角が42~75°であるシロキサン骨格を有する化合物は、プラズマ処理により、親水性に寄与し得る官能基を機能層表面に形成しやすいためだと推定される。
<光学フィルム>
本発明の光学積層体に含まれる光学フィルムは、589nmにおける屈折率が1.50~1.63である。光学フィルムの屈折率(589)が上記の範囲内であると、光学積層体が優れた光学特性を発現しやすい。一方、光学フィルムの屈折率(589)が上記の範囲外、特に1.63を超えると、光学積層体の黄色度(以下、YI値と記載することがある)が高くなる傾向があり、透過率が低下する傾向がある。光学フィルムの屈折率(589)は、好ましくは1.51以上、より好ましくは1.53以上、さらに好ましくは1.55以上であり、好ましくは1.62以下、より好ましくは1.61以下、さらに好ましくは1.60以下である。屈折率(589)が上記の下限以上であると、光学フィルム及び光学積層体の機械特性、特に弾性率を担保しやすく、また上記の上限以下であると、YI値を低減しやすく、かつ透過率を高めやすい。
(樹脂)
本発明における光学フィルムは、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含む。前記ポリイミド系樹脂は、イミド基を含む繰返し構造単位を含有する重合体(以下、ポリイミド樹脂と記載することがある)、並びにイミド基及びアミド基の両方を含む繰返し構造単位を含有する重合体(以下、ポリアミドイミド樹脂と記載することがある)からなる群から選択される少なくとも1種の重合体を表す。また、前記ポリアミド系樹脂は、アミド基を含む繰り返し構造単位を含有する重合体を表す。ポリイミド系樹脂は、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、ポリアミドイミド樹脂であることが好ましい。本発明の光学フィルムは、1種又は2種以上のポリイミド系樹脂を含んでいてもよいし、及び/又は、1種又は2種以上のポリアミド系樹脂を含んでいてもよい。本明細書において、機械的特性とは、耐屈曲性、引張弾性率、降伏強度及び表面硬度を含む機械的な特性を意味し、機械的特性が向上する又は高まるとは、例えば、耐屈曲性、引張弾性率、降伏強度及び表面硬度の少なくとも1つが高くなることを示す。また、光学特性とは、透過率、ヘーズ、及びYI値を含む光学的な特性を示し、光学特性が向上する又は高まるとは、例えば、透過率が高くなること、ヘーズが低くなること、YI値が低くなることの少なくともいずれかを意味する。
本発明の一実施形態において、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、前記ポリイミド系樹脂は、式(1)で表される構成単位を含み、ポリアミドイミド樹脂は、式(1)で表される構成単位と式(2)で表される構成単位とを含み、ポリアミド系樹脂は、式(2)で表される構成単位を含むことが好ましい。なお、ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂を総称して樹脂(A)ということがあり、以下、特記しない限り、式(1)に関する説明はポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂に当てはまり、式(2)に関する説明はポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂に当てはまり、式(1)及び式(2)の両方に関する説明はポリアミドイミド樹脂に当てはまる。
Figure 2024004123000002
式(1)で表される構成単位は、テトラカルボン酸化合物とジアミン化合物とが反応して形成される構成単位であり、式(2)で表される構成単位は、ジカルボン酸化合物とジアミン化合物とが反応して形成される構成単位である。
式(1)中のYは、互いに独立に、4価の有機基を表し、好ましくは炭素数4~40の4価の有機基を表す。前記有機基は、有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基であり、その場合、炭化水素基及びフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1~8である。本発明の樹脂(A)は、複数種のYを含み得、複数種のYは、互いに同一であっても、異なっていてもよい。Yとしては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)又は式(29)で表される基;それらの式(20)~式(29)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに4価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が挙げられる。
Figure 2024004123000003

[式(20)~式(29)中、*は結合手を表し、
は、単結合、-O-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-Ar-、-SO-、-CO-、-O-Ar-O-、-Ar-O-Ar-、-Ar-CH-Ar-、-Ar-C(CH-Ar-又は-Ar-SO-Ar-を表す。Arは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数6~20のアリーレン基を表す]
前記炭素数6~20のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基が挙げられ、好ましくはフェニレン基が挙げられる。
式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基の中でも、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくは式(26)、式(28)又は式(29)で表される基が挙げられ、より好ましくは式(26)で表される基が挙げられる。
また、Wとしては、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、互いに独立に、好ましくは単結合、-O-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-又は-C(CF-、より好ましくは単結合、-O-、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-又は-C(CF-、さらに好ましくは単結合、-O-、-C(CH-又は-C(CF-、とりわけ好ましくは-O-又は-C(CF-が挙げられる。
上記態様において、式(1)中の複数のYの少なくとも一部は、式(5)で表される構成単位であることが好ましい。式(1)中の複数のYの少なくとも一部が式(5)で表される基であると、光学積層体は、高い透明性を発現しやすい。また、メチレン基部分の屈曲性骨格に由来して、樹脂(A)の溶媒への溶解性を向上し、樹脂(A)を含むワニスの粘度を低く抑制することができ、また光学積層体の加工を容易にすることができる。
Figure 2024004123000004

[式(5)中、R18~R25は、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、R18~R25に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、
*は、結合手を表す。]
式(5)において、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25は、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基、好ましくは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基、より好ましくは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表す。
炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基及び炭素数6~12のアリール基としては、式(3)における炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基として後述するものが挙げられる。ここで、R18~R25に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。R18~R25は、互いに独立に、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、さらに好ましくは水素原子、メチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基であり、特に好ましくは水素原子又はトリフルオロメチル基である。
本発明の好適な実施形態においては、式(5)で表される構成単位は、式(5’)で表される基であり、すなわち、複数のYの少なくとも一部は、式(5’)で表される構成単位である。この場合、光学積層体は、プラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。
Figure 2024004123000005

[式(5’)中、*は、結合手を表す]
本発明の好適な実施形態において、上記樹脂(A)中のYの、好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上が式(5)、特に式(5’)で表される。樹脂(A)における上記範囲内のYが式(5)、特に式(5’)で表されると、光学積層体はプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を向上しやすく、さらにフッ素元素を含有する骨格により樹脂(A)の溶媒への溶解性が向上し、樹脂(A)を含むワニスの粘度を低く抑制することができる。また、光学積層体の製造が容易となる。なお、好ましくは、樹脂(A)中のYの100モル%以下が式(5)、特に式(5’)で表される。樹脂(A)中のYは式(5)、特に式(5’)であってもよい。樹脂(A)中のYの式(5)で表される構成単位の含有率は、例えばH-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(2)中のZは、互いに独立に、2価の有機基を表す。本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、複数種のZを含み得、複数種のZは、互いに同一であっても異なっていてもよい。前記2価の有機基は、好ましくは炭素数4~40の2価の有機基を表す。前記有機基は、炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基及びフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1~8である。Zの有機基としては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)又は式(29)で表される基の結合手のうち、隣接しない2つが水素原子に置き換わった基並びに炭素数6以下の2価の鎖式炭化水素基が例示される。光学積層体の光学特性を向上、例えばYI値を低減しやすい観点から、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)又は式(29)で表される基の結合手のうち、隣接しない2つが水素原子に置き換わった基で表される基が好ましい。本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、Zとして1種類の有機基を含んでいてもよいし、2種類以上の有機基を含んでいてもよい。
Zの有機基としては、式(20’)、式(21’)、式(22’)、式(23’)、式(24’)、式(25’)、式(26’)、式(27’)、式(28’)及び式(29’):
Figure 2024004123000006
[式(20’)~式(29’)中、W及び*は、式(20)~式(29)において定義する通りである]
で表される2価の有機基がより好ましい。なお、式(20)~式(29)及び式(20’)~式(29’)における環上の水素原子は、炭素数1~8の炭化水素基、フッ素置換された炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~6のアルコキシ基、フッ素置換された炭素数1~6のアルコキシ基で置換されていてもよい。
樹脂(A)が、式(2)中のZが上記の式(20’)~式(29’)のいずれかで表される構成単位を有する場合、樹脂(A)は、該構成単位に加えて、次の式(d1):
Figure 2024004123000007
[式(d1)中、R24は、互いに独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、
25は、R24又は-C(=O)-*を表し、*は結合手を表す]
で表されるカルボン酸由来の構成単位をさらに有することが、ワニスの粘度を低くしやすく、ワニスの成膜性を高めやすく、得られる光学積層体の均一性を高めやすい観点から好ましい。
24において、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基及び炭素数6~12のアリール基としては、それぞれ、後述する式(3)中のR~Rに関して例示のものが挙げられる。構成単位(d1)としては、具体的には、R24及びR25がいずれも水素原子である構成単位(ジカルボン酸化合物に由来する構成単位)、R24がいずれも水素原子であり、R25が-C(=O)-*を表す構成単位(トリカルボン酸化合物に由来する構成単位)等が挙げられる。
本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、複数種のZを含み得、複数種のZは、互いに同一であっても異なっていてもよい。特に、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、Zの少なくとも一部が、式(3a):
Figure 2024004123000008
[式(3a)中、R及びRは、互いに独立に、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、又は炭素数6~12のアリール基を表し、R及びRに含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、
A、m及び*は、式(3)中のA、m及び*と同じであり、
t及びuは、互いに独立に、0~4の整数を表す]
で表されることが好ましく、式(3):
Figure 2024004123000009
[式(3)中、R~Rは、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、又は炭素数6~12のアリール基を表し、R~Rに含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、
Aは、互いに独立に、単結合、-O-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-、-S-、-CO-又は-N(R)-を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12の1価の炭化水素基を表し、
mは、0~4の整数を表し、
*は、結合手を表す]
で表されることがより好ましい。
式(3)及び式(3a)において、Aは、互いに独立に、単結合、-O-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-、-S-、-CO-又は-N(R)-を表し、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくは-O-又は-S-を表し、より好ましくは-O-を表す。
、R、R、R、R、R、R及びRは、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、又は炭素数6~12のアリール基を表す。R及びRは、互いに独立に、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、又は炭素数6~12のアリール基を表す。
炭素数1~6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、tert-ブチル基、n-ペンチル基、2-メチル-ブチル基、3-メチルブチル基、2-エチル-プロピル基、n-ヘキシル基等が挙げられる。
炭素数1~6のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
炭素数6~12のアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。
光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、R~Rは、互いに独立に、好ましくは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、より好ましくは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表し、さらに好ましくは水素原子を表す。ここで、R~R、R及びRに含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
は水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12の1価の炭化水素基を表す。
炭素数1~12の1価の炭化水素基としては、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、tert-ブチル基、n-ペンチル基、2-メチル-ブチル基、3-メチルブチル基、2-エチル-プロピル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、tert-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子で置換されていてもよい。前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。樹脂(A)は、複数種のAを含み得、複数種のAは、互いに同一でよく、異なっていてもよい。
式(3a)中のt及びuは、互いに独立に、0~4の整数を表し、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は1、さらにより好ましくは0を表す。
式(3)及び式(3a)において、mは、0~4の範囲の整数であり、mがこの範囲内であると、ワニスの安定性、及び、光学積層体の機械的特性が良好になりやすい。また、式(3)及び式(3a)において、mは、好ましくは0~3の範囲の整数、より好ましくは0~2の範囲の整数、さらに好ましくは0又は1、さらにより好ましくは0である。mがこの範囲内であると、光学積層体の機械的特性を向上させやすい。
また、Zは、式(3)又は式(3a)で表される構成単位を1種又は2種類以上含んでいてもよく、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点、特にYI値の低減や光学積層体の経時的な黄変抑制の観点から、例えばmの値が異なる2種類以上の構成単位、好ましくはmの値の異なる2種類又は3種類の構成単位を含んでいてもよい。その場合、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、樹脂がZにおいて、mが0である式(3)又は式(3a)で表される構成単位を含有することが好ましく、該構成単位に加えてmが1である式(3)又は式(3a)で表される構成単位をさらに含有することがより好ましい。また、mが0である式(3)で表されるZを有する式(2)で表される構成単位に加えて、上記の式(d1)で表される構成単位をさらに有することも好ましい。
本発明の好ましい一実施形態において、樹脂は、式(3)で表される構成単位として、mが0であり、かつR~Rが水素原子である構成単位を有する。より好ましい本発明の一実施形態において、樹脂は、式(3)で表される構成単位として、mが0であり、かつR~Rが水素原子である構成単位と、式(3’):
Figure 2024004123000010
で表される構成単位を有する。この場合、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。
本発明の好ましい一実施形態において、樹脂(A)の式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位の合計を100モル%としたときに、式(3)又は式(3a)で表される構成単位の割合は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、さらに好ましくは40モル%以上、さらにより好ましくは50モル%以上、とりわけ好ましくは60モル%以上であり、好ましくは90モル%以下、より好ましくは85モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。式(3)又は式(3a)で表される構成単位の割合が上記の下限以上であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。式(3)又は式(3a)で表される構成単位の割合が上記の上限以下であると、式(3)又は式(3a)由来のアミド結合間水素結合による樹脂含有ワニスの粘度上昇を抑制し、光学積層体の加工性を向上しやすい。
また、樹脂(A)が、mが1~4である式(3)又は式(3a)の構成単位を有する場合、樹脂(A)の式(1)で表される構成単位及び式(2)で表される構成単位の合計を100モル%としたときに、mが1~4である式(3)又は式(3a)の構成単位の割合は、好ましくは2モル%以上、より好ましくは4モル%以上、さらに好ましくは6モル%以上、さらにより好ましくは8モル%以上であり、好ましくは70モル%以下、より好ましくは50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下、さらにより好ましくは15モル%以下、とりわけ好ましくは12モル%以下である。mが1~4である式(3)又は式(3a)の構成単位の割合が上記の下限以上であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。mが1~4である式(3)又は式(3a)の構成単位の割合が上記の上限以下であると、式(3)又は式(3a)由来のアミド結合間水素結合による樹脂含有ワニスの粘度上昇を抑制し、光学積層体の加工性を向上しやすい。なお、式(1)、式(2)、式(3)又は式(3a)で表される構成単位の含有量は、例えばH-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
本発明の好ましい一実施形態において、樹脂(A)中のZの、好ましくは30モル%以上、より好ましくは40モル%以上、さらに好ましくは45モル%以上、さらにより好ましくは50モル%以上、とりわけ好ましくは70モル%以上が、mが0~4である式(3)又は式(3a)で表される構成単位である。Zの上記の下限以上が、mが0~4である式(3)又は式(3a)で表される構成単位であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。また、樹脂(A)中のZの100モル%以下が、mが0~4である式(3)又は式(3a)で表される構成単位であればよい。なお、樹脂中の、mが0~4である式(3)又は式(3a)で表される構成単位の割合は、例えばH-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
本発明の好ましい一実施形態において、樹脂(A)中のZの、好ましくは5モル%以上、より好ましくは8モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上、さらにより好ましくは12モル%以上が、mが1~4である式(3)又は式(3a)で表される。樹脂(A)のZの上記の下限以上が、mが1~4である式(3)又は式(3a)で表されると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。また、Zの、好ましくは90モル%以下、より好ましくは70モル%以下、さらに好ましくは50モル%以下、さらにより好ましくは30モル%以下が、mが1~4である式(3)又は式(3a)で表されることが好ましい。Zの上記の上限以下が、mが1~4である式(3)又は式(3a)で表されると、mが1~4である式(3)又は式(3a)由来のアミド結合間水素結合による樹脂含有ワニスの粘度上昇を抑制し、光学積層体の加工性を向上しやすい。なお樹脂中のmが1~4である式(3)又は式(3a)で表される構成単位の割合は、例えばH-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
式(1)及び式(2)において、Xは、互いに独立に、2価の有機基を表し、好ましくは炭素数4~40の2価の有機基、より好ましくは環状構造を有する炭素数4~40の2価の有機基を表す。環状構造としては、脂環、芳香環、ヘテロ環構造が挙げられる。前記有機基は、有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよく、その場合、炭化水素基及びフッ素置換された炭化水素基の炭素数は好ましくは1~8である。
本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、複数種のXを含み得、複数種のXは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
Xとしては、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及び式(18)で表される基;それらの式(10)~式(18)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
Figure 2024004123000011
[式(10)~式(18)中、*は結合手を表し、
、V及びVは、互いに独立に、単結合、-O-、-S-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-、-CO-又は-N(Q)-を表す。ここで、Qはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12の1価の炭化水素基を表す。]
炭素数1~12の1価の炭化水素基としては、Rについて上記に述べた基が挙げられる。
1つの例は、V及びVが単結合、-O-又は-S-であり、かつ、Vが-CH-、-C(CH-、-C(CF-又は-SO-である。VとVとの各環に対する結合位置、及び、VとVとの各環に対する結合位置は、互いに独立に、好ましくは各環に対してメタ位又はパラ位であり、より好ましくはパラ位である。
式(10)~式(18)で表される基の中でも、光学積層体のプラズマ処理後の、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)及び式(17)で表される基が好ましく、式(14)、式(15)及び式(16)で表される基がより好ましい。また、V、V及びVは、互いに独立に、好ましくは単結合、-O-又は-S-、より好ましくは単結合又は-O-である。
本発明の好ましい一実施形態において、式(1)及び式(2)中の複数のXの少なくとも一部は、式(4):
Figure 2024004123000012
[式(4)中、R10~R17は、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、R10~R17に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、
*は、結合手を表す]
で表される構成単位である。式(1)及び式(2)中の複数のXの少なくとも一部が式(4)で表される基であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。
式(4)において、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16及びR17は、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表す。
炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基としては、式(3)における炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基として例示のものが挙げられる。
10~R17は、互いに独立に、好ましくは水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、より好ましくは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表し、ここで、R10~R17に含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
10~R17は、互いに独立に、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、さらに好ましくは水素原子、メチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基を表し、さらにより好ましくはR10、R12、R13、R14、R15及びR16が水素原子、R11及びR17が水素原子、メチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基を表し、とりわけ好ましくはR11及びR17がメチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
本発明の好ましい一実施形態において、式(4)で表される構成単位は式(4’):
Figure 2024004123000013
で表される構成単位であり、すなわち、式(1)及び式(2)で表される複数の構成単位中の複数のXの少なくとも一部は、式(4’)で表される構成単位である。この場合、フッ素元素を含有する骨格により樹脂(A)の溶媒への溶解性を高めやすい。また、ワニスの粘度を低減しやすく、光学積層体の加工性を向上しやすい。また、フッ素元素を含有する骨格により、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を向上しやすい。
本発明の好ましい一実施形態において、上記樹脂(A)中のXの、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上が式(4)、とりわけ式(4’)で表される。樹脂(A)における上記範囲内のXが式(4)、とりわけ式(4’)で表されると、フッ素元素を含有する骨格により樹脂(A)の溶媒への溶解性を向上させやすい。また、ワニスの粘度を低減しやすく、ワニスから得られる光学積層体の加工性を向上しやすい。さらに、フッ素元素を含有する骨格により、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を向上しやすい。なお、好ましくは、樹脂(A)中のXの100モル%以下が式(4)、とりわけ式(4’)で表される。樹脂(A)中のXは式(4)、とりわけ式(4’)であってもよい。上記樹脂中のXの式(4)で表される構成単位の割合は、例えばH-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
樹脂(A)は、式(30)で表される構成単位及び/又は式(31)で表される構成単位を含むことができ、式(1)及び式(2)で表される構成単位に、式(30)で表される構成単位及び/又は式(31)で表される構成単位を含むものであってもよい。
Figure 2024004123000014
式(30)において、Yは、互いに独立に、4価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。Yとしては、式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基、それらの式(20)~式(29)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基、並びに4価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、複数種のYを含み得、複数種のYは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(31)において、Yは3価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。Yとしては、上記の式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及び式(29)で表される基の結合手のいずれか1つが水素原子に置き換わった基、及び3価の炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、複数種のYを含み得、複数種のYは、互いに同一であっても異なっていてもよい。
式(30)及び式(31)において、X及びXは、互いに独立に、2価の有機基であり、好ましくは有機基中の水素原子が炭化水素基又はフッ素置換された炭化水素基で置換されていてもよい有機基である。X及びXとしては、上記の式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及び式(18)で表される基;それら式(10)~式(18)で表される基中の水素原子がメチル基、フルオロ基、クロロ基又はトリフルオロメチル基で置換された基;並びに炭素数6以下の鎖式炭化水素基が例示される。
本発明の一実施形態において、樹脂(A)は、式(1)及び/又は式(2)で表される構成単位、並びに場合により式(30)及び/又は式(31)で表される構成単位からなる。また、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、樹脂(A)において、式(1)及び式(2)で表される構成単位は、式(1)及び式(2)、並びに場合により式(30)及び式(31)で表される全構成単位に基づいて、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上である。なお、樹脂(A)において、式(1)及び式(2)で表される構成単位は、式(1)及び式(2)、並びに場合により式(30)及び/又は式(31)で表される全構成単位に基づいて、通常100%以下である。なお、上記割合は、例えば、H-NMRを用いて測定することができ、又は原料の仕込み比から算出することもできる。
本発明の一実施形態において、本発明のフィルム中におけるポリイミド系樹脂及び/又はポリアミド系樹脂の含有量は、該フィルム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上、さらに好ましくは50質量部以上であり、好ましくは99.5質量部以下、より好ましくは95質量部以下である。ポリイミド系樹脂及び/又はポリアミド系樹脂の含有量が上記範囲内であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。
ポリアミドイミド樹脂において、式(2)で表される構成単位の含有量は、式(1)で表される構成単位1モルに対して、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.5モル以上、さらに好ましくは1.0モル以上、さらにより好ましくは1.5モル以上であり、好ましくは6.0モル以下、より好ましくは5.0モル以下、さらに好ましくは4.5モル以下である。式(2)で表される構成単位の含有量が上記の下限以上であると、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい。また、式(2)で表される構成単位の含有量が上記の上限以下であると、式(2)中のアミド結合間の水素結合による増粘を抑制し、光学積層体の加工性を向上させやすい。
本発明の好ましい一実施形態において、樹脂(A)は、例えば上記の含フッ素置換基等によって導入することができる、フッ素原子等のハロゲン原子を含んでよい。樹脂(A)がハロゲン原子を含む場合、樹脂(A)を含む光学積層体の弾性率を向上させやすく、またYI値を低減させやすい。光学積層体の弾性率が高いと、該光学積層体を例えばフレキシブル表示装置において使用する際に、該光学積層体における傷及びシワ等の発生を抑制させやすくなる。また、光学積層体のYI値が低いと、該光学積層体の透明性及び視認性を向上させやすくなる。ハロゲン原子は、好ましくはフッ素原子である。樹脂(A)にフッ素原子を含有させるために好ましい含フッ素置換基としては、例えばフルオロ基及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
樹脂(A)におけるハロゲン原子の含有量は、樹脂(A)の質量を基準として、好ましくは1~40質量%、より好ましくは5~40質量%、さらに好ましくは5~30質量%である。ハロゲン原子の含有量が上記の下限以上であると、樹脂(A)を含む光学積層体の弾性率をより向上させ、吸水率を下げ、YI値をより低減し、透明性及び視認性をより向上させやすい。ハロゲン原子の含有量が上記の上限以下であると、樹脂の合成がしやすくなる。
本発明の好ましい実施形態において、ポリイミド系樹脂のイミド化率は、好ましくは90%以上、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは96%以上、さらにより好ましくは98%以上であり、通常100%以下である。該ポリイミド系樹脂を含む光学積層体の光学的均質性を高めやすい観点から、イミド化率が上記の下限以上であることが好ましい。イミド化率は、ポリイミド系樹脂中のテトラカルボン酸化合物に由来する構成単位のモル量の2倍の値に対する、ポリイミド系樹脂中のイミド結合のモル量の割合を表す。なお、ポリイミド系樹脂がトリカルボン酸化合物を含む場合には、ポリイミド系樹脂中のテトラカルボン酸化合物に由来する構成単位のモル量の2倍の値と、トリカルボン酸化合物に由来する構成単位のモル量との合計に対する、ポリイミド系樹脂中のイミド結合のモル量の割合を表す。また、イミド化率は、IR法、NMR法などにより求めることができ、例えば、NMR法においては、実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の光学積層体に含まれるポリイミド系樹脂又はポリアミド系樹脂のポリスチレン換算重量平均分子量(以下、Mwと記載することがある)は、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくは100,000以上、より好ましくは150,000以上、さらに好ましくは180,000以上、さらにより好ましくは200,000以上である。ポリイミド系樹脂又はポリアミド系樹脂のポリスチレン換算Mwは、ワニスの製造しやすさや、光学フィルムの成膜性の観点から、好ましくは800,000以下、より好ましくは600,000以下、さらに好ましくは500,000以下、さらにより好ましくは400,000以下である。上記Mwは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー測定(以下、GPCと記載することがある)により測定される。測定条件としては、実施例に記載する条件を使用してよい。
樹脂(A)は、市販品を使用してもよい。ポリイミド系樹脂の市販品としては、例えば東洋紡(株)製 Vylomax(登録商標)、三菱ケミカル(株)製 Duratron(登録商標)、Solvay社製 Torlon(登録商標)等が挙げられる。
本発明における光学フィルムの厚さは、用途に応じて適宜調整することができ、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは30μm以上、さらにより好ましくは40μm以上であり、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下、さらに好ましくは100μm以下、さらにより好ましくは80μm以下、特に好ましくは70μm以下である。光学フィルムの厚さが上記の下限以上であると、光学積層体の機械的特性を高めやすく、また上記の上限以下であると、光学積層体の光学特性を高めやすい。光学フィルムの厚さは、マイクロメーターを用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
(樹脂の製造方法)
ポリアミドイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸化合物、ジカルボン酸化合物及びジアミン化合物を主な原料として製造でき、ポリイミド樹脂は、例えば、テトラカルボン酸化合物及びジアミン化合物を主な原料として製造でき、ポリアミド系樹脂は、ジカルボン酸化合物及びジアミン化合物を主な原料として製造できる。ここで、ジカルボン酸化合物は少なくとも式(3”)で表される化合物を含むことが好ましい。
Figure 2024004123000015
[式(3”)中、R~Rは、互いに独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、又は炭素数6~12のアリール基を表し、R~Rに含まれる水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子で置換されていてもよく、
Aは、単結合、-O-、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-、-S-、-CO-又は-N(R)-を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1~12の1価の炭化水素基を表し、
mは、0~4の整数を表し、
31及びR32は、互いに独立に、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基又は塩素原子を表す。]
本発明の好ましい一実施形態において、ジカルボン酸化合物は、mが0である、式(3”)で表される化合物である。ジカルボン酸化合物として、mが0である式(3”)で表される化合物に加えて、Aが酸素原子である式(3”)で表される化合物を使用することがより好ましい。また、別の好ましい一実施形態においては、ジカルボン酸化合物は、R31及びR32が塩素原子である、式(3”)で表される化合物である。また、ジアミン化合物に代えて、ジイソシアネート化合物を用いてもよい。
樹脂(A)の製造に使用されるジアミン化合物としては、例えば、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン及びこれらの混合物が挙げられる。なお、本実施形態において「芳香族ジアミン」とは、アミノ基が芳香環に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に脂肪族基又はその他の置換基を含んでいてもよい。この芳香環は単環でも縮合環でもよく、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環及びフルオレン環等が例示されるが、これらに限定されるわけではない。これらの中でも、好ましくはベンゼン環である。また「脂肪族ジアミン」とは、アミノ基が脂肪族基に直接結合しているジアミンを表し、その構造の一部に芳香環やその他の置換基を含んでいてもよい。
脂肪族ジアミンとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン等の非環式脂肪族ジアミン、並びに1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジアミン及び4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン等の環式脂肪族ジアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
芳香族ジアミンとしては、例えばp-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-トルエンジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン等の、芳香環を1つ有する芳香族ジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-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、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-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、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、1,4-ビス(4-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、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〕スルホン、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[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノジフェニル(以下、TFMBと記載することがある)、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン等の、芳香環を2つ以上有する芳香族ジアミンが挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
芳香族ジアミンは、好ましくは4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、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エーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、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〕スルホン、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[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチルベンジジン、TFMB、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルであり、より好ましくは4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2’-ジメチルベンジジン、TFMB、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニルである。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
上記ジアミン化合物の中でも、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、ビフェニル構造を有する芳香族ジアミンからなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。TFMB、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル及び4,4’-ジアミノジフェニルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を用いることがより好ましく、TFMBを用いることがよりさらに好ましい。
樹脂(A)の製造に用いられるテトラカルボン酸化合物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸化合物;及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸化合物等が挙げられる。テトラカルボン酸化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。テトラカルボン酸化合物は、二無水物の他、酸クロリド化合物等のテトラカルボン酸化合物類縁体であってもよい。
芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物及び縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
非縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば4,4’-オキシジフタル酸二無水物、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、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホン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、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(以下、6FDAと記載することがある)、1,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’-(p-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4’-(m-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。
また、単環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物が挙げられ、縮合多環式の芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
これらの中でも、好ましくは4,4’-オキシジフタル酸二無水物、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、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホン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、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、6FDA、1,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’-(p-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物及び4,4’-(m-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられ、より好ましくは4,4’-オキシジフタル酸二無水物、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、6FDA、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物及び4,4’-(p-フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、環式又は非環式の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは、脂環式炭化水素構造を有するテトラカルボン酸二無水物であり、その具体例としては、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等のシクロアルカンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物及びこれらの位置異性体が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、及び1,2,3,4-ペンタンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。また、環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物及び非環式脂肪族テトラカルボン酸二無水物を組合せて用いてもよい。
上記テトラカルボン酸二無水物の中でも、光学積層体のプラズマ処理後の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホン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、6FDA、並びにこれらの混合物が好ましく、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及び6FDA、並びにこれらの混合物がより好ましく、6FDAがさらに好ましい。
樹脂(A)の製造に用いられるジカルボン酸化合物としては、好ましくはテレフタル酸、4,4’-オキシビス安息香酸又はそれらの酸クロリド化合物が用いられる。テレフタル酸や4,4’-オキシビス安息香酸又はそれらの酸クロリド化合物に加えて、他のジカルボン酸化合物が用いられてもよい。
他のジカルボン酸化合物としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロリド化合物、酸無水物等が挙げられ、2種以上を組合せて用いてもよい。具体例としては、イソフタル酸;ナフタレンジカルボン酸;4,4’-ビフェニルジカルボン酸;3,3’-ビフェニルジカルボン酸;炭素数8以下である鎖式炭化水素のジカルボン酸化合物及び2つの安息香酸が単結合、-CH-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-又はフェニレン基で連結された化合物並びに、それらの酸クロリド化合物が挙げられる。具体例としては、4,4’-オキシビス(ベンゾイルクロリド)、テレフタロイルクロリドが好ましく、4,4’-オキシビス(ベンゾイルクロリド)とテレフタロイルクロリドとを組合せて用いることがさらに好ましい。
なお、上記ポリアミドイミド樹脂は、フィルムの各種物性を損なわない範囲で、上記テトラカルボン酸化合物に加えて、テトラカルボン酸及びトリカルボン酸並びにそれらの無水物及び誘導体をさらに反応させたものであってもよい。
テトラカルボン酸としては、上記テトラカルボン酸化合物の無水物の水付加体が挙げられる。
トリカルボン酸化合物としては、芳香族トリカルボン酸、脂肪族トリカルボン酸及びそれらの類縁の酸クロリド化合物、酸無水物等が挙げられ、2種以上を組合せて用いてもよい。具体例としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸の無水物;1,3,5-ベンゼントリカルボン酸の酸クロリド化合物;2,3,6-ナフタレントリカルボン酸-2,3-無水物;フタル酸無水物と安息香酸とが単結合、-O-、-CH-、-C(CH-、-C(CF-、-SO-又はフェニレン基で連結された化合物が挙げられる。
樹脂(A)の製造において、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物及び/又はジカルボン酸化合物の使用量は、所望とする樹脂の各構成単位の比率に応じて適宜選択できる。
樹脂(A)の製造において、ジアミン化合物、テトラカルボン酸化合物及び/又はジカルボン酸化合物の反応温度は、特に限定されないが、例えば5~350℃、好ましくは7~200℃、より好ましくは10~100℃である。反応時間も特に限定されないが、例えば30分~10時間程度である。必要に応じて、不活性雰囲気又は減圧の条件下において反応を行ってよい。好ましい態様では、反応は、常圧及び/又は不活性ガス雰囲気下、撹拌しながら行う。
また、反応は、反応に不活性な溶媒中で行うことが好ましい。溶媒としては、反応に影響を与えない限り特に限定されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-ブトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン(以下、GBLと記載することがある)、γ-バレロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒;エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒;アセトニトリル等のニトリル系溶媒;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素含有溶媒;N,N-ジメチルアセトアミド(以下、DMAcと記載することがある)、N,N-ジメチルホルムアミド(以下、DMFと記載することがある)等のアミド系溶媒;ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;及びそれらの組合せなどが挙げられる。これらの中でも、溶解性の観点から、アミド系溶媒を好適に使用できる。
ポリイミド系樹脂の製造におけるイミド化工程では、イミド化触媒の存在下で、イミド化することができる。イミド化触媒としては、例えばトリプロピルアミン、ジブチルプロピルアミン、エチルジブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等の脂肪族アミン;N-エチルピペリジン、N-プロピルピペリジン、N-ブチルピロリジン、N-ブチルピペリジン、及びN-プロピルヘキサヒドロアゼピン等の脂環式アミン(単環式);アザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、アザビシクロ[3.2.1]オクタン、アザビシクロ[2.2.2]オクタン、及びアザビシクロ[3.2.2]ノナン等の脂環式アミン(多環式);並びにピリジン、2-メチルピリジン(2-ピコリン)、3-メチルピリジン(3-ピコリン)、4-メチルピリジン(4-ピコリン)、2-エチルピリジン、3-エチルピリジン、4-エチルピリジン、2,4-ジメチルピリジン、2,4,6-トリメチルピリジン、3,4-シクロペンテノピリジン、5,6,7,8-テトラヒドロイソキノリン、及びイソキノリン等の芳香族アミンが挙げられる。また、イミド化反応を促進しやすい観点から、イミド化触媒とともに、酸無水物を用いることが好ましい。酸無水物は、イミド化反応に用いられる慣用の酸無水物等が挙げられ、その具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸等の脂肪族酸無水物、フタル酸等の芳香族酸無水物などが挙げられる。
樹脂(A)は、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組合せた分離手段により分離精製して単離してもよく、好ましい態様では、透明ポリアミドイミド樹脂を含む反応液に、多量のメタノール等のアルコールを加え、樹脂を析出させ、濃縮、濾過、乾燥等を行うことにより単離することができる。
(フィラー)
本発明の光学積層体中の光学フィルムは、少なくとも1種のフィラーを含んでよい。フィラーとしては、例えば有機粒子、無機粒子などが挙げられ、好ましくは無機粒子が挙げられる。無機粒子としては、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、クレイ、タルク、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(以下、ITOと記載することがある)、酸化アンチモン、酸化セリウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物粒子、フッ化マグネシウム、フッ化ナトリウム等の金属フッ化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、などが挙げられ、これらの中でも、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくはシリカ粒子、ジルコニア粒子、アルミナ粒子が挙げられ、より好ましくはシリカ粒子が挙げられる。これらのフィラーは単独又は2種以上を組合せて使用できる。
フィラー、好ましくはシリカ粒子の平均一次粒子径は、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、さらに好ましくは15nm以上、とりわけ好ましくは20nm以上であり、好ましくは100nm以下、より好ましくは90nm以下、さらに好ましくは80nm以下、さらにより好ましくは70nm以下、とりわけ好ましくは60nm以下、とりわけより好ましくは50nm以下、とりわけさらに好ましくは40nm以下である。フィラー、好ましくはシリカ粒子の平均一次粒子径が上記範囲内であると、フィラー、好ましくはシリカ粒子の凝集を抑制し、得られる光学積層体の光学特性を向上しやすい。フィラーの平均一次粒子径は、BET法により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡の画像解析により、平均一次粒子径を測定してもよい。
本発明における光学フィルムがフィラー、好ましくはシリカ粒子を含有する場合、フィラー、好ましくはシリカ粒子の含有量は、光学フィルムの総量に対して、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、さらにより好ましくは15質量%以上であり、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは45質量%以下である。フィラーの含有量が上記の下限以上であると、得られる光学積層体の機械的特性を向上しやすい。また、フィラーの含有量が上記の上限以下であると、ワニスの保管安定性が向上され、得られる光学積層体の光学特性を向上しやすい。
(紫外線吸収剤)
本発明における光学フィルムは、1種又は2種以上の紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤は、樹脂材料の分野で紫外線吸収剤として通常用いられているものから、適宜選択することができる。紫外線吸収剤は、400nm以下の波長の光を吸収する化合物を含んでいてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、及びトリアジン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。本発明における光学フィルムが紫外線吸収剤を含有することにより、樹脂の劣化が抑制されるため、光学積層体の視認性を高めることができる。
なお、本明細書において、「系化合物」とは、当該「系化合物」が付される化合物の誘導体を指す。例えば、「ベンゾフェノン系化合物」とは、母体骨格としてのベンゾフェノンと、ベンゾフェノンに結合している置換基とを有する化合物を指す。
本発明における光学フィルムが紫外線吸収剤を含有する場合、紫外線吸収剤の含有量は、光学フィルムの総量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上、さらにより好ましくは4質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下である。好適な含有率は用いる紫外線吸収剤により異なるが、400nmにおける透過率が20~60%程度になるように紫外線吸収剤の含有率を調節すると、光学積層体の耐光性が高められるとともに、透明性の高い光学積層体を得ることができる。
本発明における光学フィルムはブルーイング剤を含んでいてもよい。ブルーイング剤は、可視光領域のうち、例えば、橙色から黄色などの波長領域の光を吸収し、色相を調整する、染料や顔料などの添加剤であって、例えば、群青、紺青、コバルトブルーなどの無機系の染料や顔料、例えば、フタロシアニン系ブルーイング剤、縮合多環系ブルーイング剤などの有機系の染料や顔料などが挙げられる。ブルーイング剤は、特に限定されないが、耐熱性、耐光性、溶解性の観点からは、縮合多環系ブルーイング剤が好ましく、アントラキノン系ブルーイング剤がより好ましい。縮合多環系ブルーイング剤としては、例えばアントラキノン系ブルーイング剤、インジゴ系ブルーイング剤、フタロシアニン系ブルーイング剤が挙げられる。
本発明における光学フィルムがブルーイング剤を含有する場合、ブルーイング剤の含有量は、光学フィルムの質量に対して、好ましくは5ppm以上、より好ましくは8ppm以上であり、好ましくは100ppm以下、より好ましくは80ppm以下、さらに好ましくは60ppm以下である。ブルーイング剤の含有量が上記の下限以上である場合、光学積層体の光学特性を向上しやすく、特にYI値を低減させやすい。また、ブルーイング剤の含有量が上記の上限以下である場合、光学特性を向上しやすく、特に表示装置に適用した場合に、YI値が低減しすぎることなく、視認性を高めやすい。
(添加剤)
本発明の光学フィルムは、フィラー、紫外線吸収剤及びブルーイング剤以外の他の添加剤をさらに含有していてもよい。他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、離型剤、安定剤、難燃剤、pH調整剤、シリカ分散剤、滑剤、増粘剤、レベリング剤、界面活性剤、帯電防止剤、潤滑剤、防汚剤等が挙げられる。他の添加剤を含有する場合、その含有量は、光学フィルムの質量に対して、好ましくは0.001~20質量%、より好ましくは0.01~15質量%、さらに好ましくは0.1~10質量%であってよい。
(光学フィルムの製造)
本発明における光学フィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば以下の工程:
(a)樹脂(A)及び溶媒を少なくとも含む樹脂組成物を調製するワニス調製工程、
(b)ワニスを基材に塗布して塗膜を形成する塗布工程、及び
(c)前記塗膜を乾燥させて光学フィルムを形成するフィルム形成工程
を少なくとも含む製造方法であってよい。
ワニス調製工程において、樹脂(A)を溶媒に溶解させ、必要に応じて、前記フィラー、紫外線吸収剤、ブルーイング剤等の添加剤を添加して撹拌混合することによりワニスを調製する。なお、フィラーとしてシリカ粒子を用いる場合、シリカ粒子を含むシリカゾルの分散液を、前記樹脂が溶解可能な溶媒、例えば下記のワニスの調製に用いられる溶媒で置換したシリカゾルを樹脂に添加してもよい。
ワニスの調製に用いる溶媒は、前記樹脂を溶解可能であれば特に限定されない。かかる溶媒としては、例えば、DMAc、DMF等のアミド系溶媒;GBL、γ-バレロラクトン等のラクトン系溶媒;ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;及びそれらの組合せが挙げられる。これらの中でも、アミド系溶媒又はラクトン系溶媒が好ましい。これらの溶媒は単独又は二種以上組合せて使用できる。また、ワニスには水、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、非環状エステル系溶媒、エーテル系溶媒などが含まれてもよい。ワニスの固形分濃度は、好ましくは1~25質量%、より好ましくは5~20質量%、さらに好ましくは5~15質量%である。
塗布工程において、公知の塗布方法により、基材上にワニスを塗布して塗膜を形成する。公知の塗布方法としては、例えばワイヤーバーコーティング法、リバースコーティング法、グラビアコーティング法等のロールコーティング法、ダイコート法、カンマコート法、リップコート法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法、流涎成形法等が挙げられる。
フィルム形成工程において、塗膜を乾燥し、基材から剥離することによって、光学フィルムを形成することができる。剥離後にさらに光学フィルムを乾燥する工程を設けてもよい。塗膜の乾燥は、通常50~350℃の温度にて行うことができる。本発明の好ましい実施形態においては、光学積層体の光学特性を向上しやすい観点から、塗膜の乾燥は、比較的時間をかけて行うことが好ましい。乾燥温度は、好ましくは50~150℃、より好ましくは60~130℃、さらに好ましくは70~120℃である。乾燥時間は、好ましくは5~60分、より好ましくは10~40分である。塗膜の乾燥は1段階又は多段階の条件で実施されてもよい。多段階の条件は、好ましくは、それぞれの段階において、同一又は異なる温度条件及び/又は乾燥時間で実施することができ、例えば2~10段階、好ましくは3~8段階で乾燥を行ってもよい。光学積層体の光学特性を向上しやすい観点から、多段階の条件で実施することが好ましい。3段階以上の多段階の条件の態様では、第1乾燥の温度プロファイルが昇温及び降温を含むことが好ましい。このような温度プロファイルとして4段階を例に挙げると、第1乾燥の温度は、順に70~90℃(以下、第1の温度と記載することがある)、90~120℃(以下、第2の温度と記載することがある)、80~120℃(以下、第3の温度と記載することがある)及び80~100℃(以下、第4の温度と記載することがある)である。この例では、第1乾燥の温度は、第1の温度から第2の温度へ昇温し、次いで第2の温度から第3の温度へ降温し、更に第3の温度から第4の温度に降温する。ここで乾燥時間は各段階において、例えば、5~15分である。乾燥塗膜の溶媒残存量が、乾燥塗膜の質量に対して、好ましくは5~15質量%、より好ましくは6~12質量%となるように、第1乾燥は実施されることが好ましい。溶媒残存量が上記範囲であると、乾燥塗膜の基材からの剥離性が良好となり、光学積層体の光学特性を高めやすい。また、塗膜を基材から剥離後に、さらに乾燥塗膜を乾燥する工程(以下、第2乾燥と記載することがある)を設けてもよい。第2乾燥は、乾燥塗膜を面内方向に伸張させた状態で、実施することが好ましい。第2乾燥の温度は、好ましくは150~300℃、より好ましくは180~250℃、さらに好ましくは180~230℃である。第2乾燥の時間は、好ましくは10~60分である。塗膜の乾燥は、必要に応じて、不活性雰囲気又は減圧の条件下において行ってよい。なお、得られる光学フィルムには、ワニスに含まれていた溶媒の一部がわずかに残存していてもよい。光学フィルムに含まれる溶媒の量は、フィルムの質量に対して、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.2%以下、さらに好ましくは1.1%以下、さらにより好ましくは1.0%以下である。溶媒の量の下限は、好ましくは0%以上、より好ましくは0.02%以上、さらに好ましくは0.1%以上、さらにより好ましくは0.3%以上である。光学フィルムの残存溶媒量が上記の範囲内であると、光学積層体の耐屈曲性及び光学特性を高めやすい。
基材の例としては、金属系であれば、SUS板、樹脂系であればPETフィルム、PENフィルム、樹脂(A)以外の他のポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム及びポリアミドイミド樹脂フィルム、シクロオレフィン系ポリマーフィルム、アクリル系フィルム等が挙げられる。中でも、平滑性、耐熱性に優れる観点から、PETフィルム、シクロオレフィン系ポリマーフィルム等が好ましく、さらに本発明における光学フィルムとの密着性及びコストの観点から、PETフィルムがより好ましい。
<機能層>
本発明の光学積層体は、光学フィルムの少なくとも一方の面、すなわち片面又は両面に積層された機能層を有する。光学積層体は1つ又は2つ以上の機能層を有していてもよい。機能層を2つ以上有する場合、機能層の少なくとも1つが光学フィルムに隣接して配置されている限り、別の部分にさらなる機能層が設けられていてもよい。
本発明の光学積層体は、機能層がシロキサン骨格を有する化合物を含む組成物(以下、機能層形成用組成物と記載することがある)の硬化物からなり、かつ機能層の水接触角が42~75°に調整されているため、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を有することができる。機能層を形成する組成物は、シロキサン骨格を有する化合物を1又は2種以上含んでいてもよい。
光学積層体中の機能層の水接触角は、好ましくは44°以上、より好ましくは46°以上、さらに好ましくは48°以上であり、好ましくは70°以下、より好ましくは65°以下、さらに好ましくは60°以下、さらにより好ましくは55°以下である。機能層の水接触角(以下、プラズマ処理前の機能層の水接触角と記載することがある)が上記の上限以下及び下限以上であると、プラズマ処理により機能層表面の優れた親水性を有しやすい。また、上記の下限以上であると、比較的接触角の高い前記光学フィルムと機能層との接触角の差が小さくなるため、塗工性及び密着性を高めやすい。機能層の水接触角は、例えば25℃で接触角測定器を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、水接触角は、機能層を形成する成分の種類及び/又はその割合により機能層表面の親水性を変更することや、機能層の厚さを変更すること等により調整してよく、例えば、後述のシロキサン骨格を有する化合物又はそのオリゴマーや樹脂(B)に含まれる親水性基又は疎水性基の割合を変更することにより調整してよい。また、後述の好ましいシロキサン骨格を有する化合物又はそのオリゴマーや好ましい樹脂(B)を用いると水接触角を上記範囲内に調整しやすい。
前記機能層は、シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなる。シロキサン骨格を有する化合物とは、シロキサン結合、すなわち、-[Si-O]-の繰り返し単位を有する化合物を意味する。シロキサン骨格を有する化合物は、シロキサン結合を有し、かつ機能層の水接触角を42~75°に調整し得るものであれば、特に限定されないが、加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物であることが好ましく、分岐鎖状加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物がより好ましい。シロキサン骨格を有する化合物が該加水分解縮合物であると、硬化により、該加水分解縮合物の主骨格である-Si-O-Si-から枝分かれした側鎖が機能層表面に出やすく、それによりプラズマ処理後の親水性をより高めやすい。さらに、光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすい。ここで、加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物とは、加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマー中の加水分解性基であるアルコキシ基が、加水分解及び縮合されて得られた縮合物等を意味する。該縮合物は、ダイマー、オリゴマー等であってよい。また、加水分解縮合物は、加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマーのアルコキシ基が、部分的に加水分解及び縮合された加水分解縮合物であっても、該アルコキシ基の全部が加水分解及び縮合された縮合物であってもよい。また、加水分解縮合性シラン化合物のアルコキシ基がヒドロキシル基に加水分解され、次いで生成したヒドロキシル基が縮合されるが、ヒドロキシル基の一部が縮合されずに、加水分解縮合物中に残存していてもよい。
加水分解縮合物は、部分的又は全体的、好ましくは部分的なアルコキシ基の加水分解及び縮合により、加水分解縮合性シラン化合物由来の構成単位が、Si-O-Si結合を介して繰り返された構造を有する。加水分解縮合物は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよいが、プラズマ処理後の親水性を高めやすい観点から、分岐鎖状であることが好ましい。加水分解縮合物は、1又は2種以上の加水分解縮合性シラン化合物及び/又はそのオリゴマーから形成されていてもよい。なお、分岐鎖状とは、主鎖から分岐した側鎖を含む構造を意味する。
本発明の好適な実施形態において、シロキサン骨格を有する化合物は、式(1):
Figure 2024004123000016
[式(1)中、Aは、炭素数1~20のアルカンジイル基又は炭素数3~20のシクロアルカンジイル基を表し、前記アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基を構成する-CH-は、それぞれ-O-又は-CO-に置換されていてもよく、
及びRは、互いに独立に炭素数1~6のアルキル基を表し、
、R、R及びRは、互いに独立に、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、
aは0~2の整数を表す]
で表される化合物(加水分解縮合性シラン化合物(1)と記載することがある)及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物(加水分解縮合物(1)と記載することがある)であることが好ましい。光学積層体中の機能層が加水分解縮合物(1)から形成されていると、主骨格である-Si-O-Si-から枝分かれした側鎖が機能層表面に出やすく、それによりプラズマ処理後の親水性をより高めやすい。さらに、光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすい。
式(1)において、Aは、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基などの炭素数1~20のアルカンジイル基;1,2-シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,2-シクロペンチレン基等のシクロヘキシレン基、1,2-シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基などの炭素数3~20のシクロアルカンジイル基;又はこれらのアルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基を構成する-CH-が、-O-又は-CO-に置換された基を表す。式(1)中のAは、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくは炭素数1~10のアルカンジイル基、より好ましくは炭素数2~8のアルカンジイル基である。
及びRは、互いに独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数1~6のアルキル基を表す。R及びRは、互いに独立に、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。
、R、R及びRは、互いに独立に、上記に例示の炭素数1~6のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基などの炭素数1~6のアルコキシ基;又はフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などの炭素数6~12のアリール基を表す。
、R、R及びRは、互いに独立に、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基又は炭素数6~10のアリール基であることが好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はフェニル基であることがより好ましい。
式(1)において、aは0~2の整数を表し、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、好ましくは0又は1を表す。
本発明の一実施形態において、シロキサン骨格を有する化合物は、1又は2種以上の化合物(1)及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物(1)であってもよく、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、2種以上の化合物(1)及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物(1)であることが好ましい。なお、2種以上の化合物(1)及び/又はそのオリゴマーは、化合物(1)単独の場合は化合物(1)を2種以上、オリゴマー単独の場合はオリゴマーを2種以上、化合物(1)及びオリゴマーの両方を含む場合、これらの合計で2種以上という意味である。化合物(1)及び/又はそのオリゴマーの種類の上限は好ましくは6種以下、より好ましくは4種以下である。
加水分解縮合物(1)としては、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、
アルキルアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、アルキルアリールジアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、ビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマー、ビス(アルキルアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマー、並びにビス(アリールアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの加水分解縮合物等が挙げられる。これらの中でも、加水分解縮合物(1)は、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、並びにビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの加水分解縮合物であることが好ましい。これらの化合物中、アルコキシはメトキシ、エトキシ又はn-プロポキシが好ましく、アルキルはメチル、エチル又はn-プロピルが好ましく、アリールはフェニルが好ましく、アルカンは炭素数1~10のアルカンが好ましい。
テトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n-プロポキシ)シラン等が挙げられる。
アルキルアルコキシシランとしては、例えばジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ(n-プロポキシ)シラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ(n-プロポキシ)シラン、ジ(n-プロピル)ジメトキシシラン、ジ(n-プロピル)ジエトキシシラン、ジ(n-プロピル)ジ(n-プロポキシ)シラン等のジアルキルジアルコキシシラン;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(n-プロポキシ)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、エチルトリ(n-プロポキシ)シラン、(n-プロピル)トリメトキシシラン、(n-プロピル)トリエトキシシラン、(n-プロピル)トリ(n-プロポキシ)シラン等のモノアルキルトリアルコキシシランなどが挙げられる。テトラアルコキシシラン及びアルキルアルコキシシランのオリゴマーとしては、2~10量体が好ましく、2~8量体がより好ましい。
アリールアルコキシシランとしては、例えばジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ(n-プロポキシ)シラン等のジアリールジアルコキシシラン;フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシラン等のモノアリールジアルコキシシラン;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(n-プロポキシ)シラン等のモノアリールトリアルコキシシランなどが挙げられる。
アルキルアリールジアルコキシシランとしては、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジ(n-プロポキシ)シラン、エチルフェニルジメトキシシラン、エチルフェニルジエトキシシラン、エチルフェニルジ(n-プロポキシ)シラン、(n-プロピル)フェニルジメトキシシラン、(n-プロピル)フェニルジエトキシシラン、(n-プロピル)フェニルジ(n-プロポキシ)シランなどが挙げられる。アリールアルコキシシラン及びアルキルアリールジアルコキシシランのオリゴマーとしては、2~10量体が好ましく、2~4量体がより好ましい。
ビス(トリアルコキシシリル)アルカンとしては、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,3-ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,3-ビス(トリエトキシシリル)プロパン、1,4-ビス(トリメトキシシリル)ブタン、1,4-ビス(トリエトキシシリル)ブタン、1,5-ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、1,5-ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,6-ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,6-ビス(トリプロポキシシリル)ヘキサン、1,8-ビス(トリメトキシシリル)オクタン、1,8-ビス(トリエトキシシリル)オクタン、1,8-ビス(トリプロポキシシリル)オクタン、1,9-ビス(トリメトキシシリル)ノナン、1,9-ビス(トリエトキシシリル)ノナンなどが挙げられる。
ビス(アルキルアルコキシシリル)アルカンとしては、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、1,2-ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2-ビス(ジメトキシエチルシリル)エタン、1,4-ビス(ジメトキシメチルシリル)ブタン、1,4-ビス(ジメトキシエチルシリル)ブタン、1,6-ビス(ジメトキシメチルシリル)ヘキサン、1,6-ビス(ジメトキシエチルシリル)ヘキサン、1,8-ビス(ジメトキシメチルシリル)オクタン、1,8-ビス(ジメトキシエチルシリル)オクタンなどのビス(ジアルコキシモノアルキルシリル)アルカン;1,6-ビス(メトキシジメチルシリル)ヘキサン、1,8-ビス(メトキシジメチルシリル)オクタンなどのビス(モノアルコキシジアルキルシリル)アルカンなどが挙げられる。
ビス(アリールアルコキシシリル)アルカンとしては、ビス(ジメトキシフェニルシリル)メタン、1,2-ビス(ジメトキシフェニルシリル)エタン、1,4-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ブタン、1,6-ビス(ジメトキシフェニルシリル)ヘキサン、1,8-ビス(ジメトキシフェニルシリル)オクタンなどのビス(ジアルコキシモノアリールシリル)アルカン;1,6-ビス(メトキシジフェニルシリル)ヘキサン、1,8-ビス(メトキシジフェニルシリル)オクタンなどのビス(モノアルコキシジアリールシリル)アルカンなどが挙げられる。ビス(トリアルコキシシリル)アルカン、ビス(アルキルアルコキシシリル)アルカン及びビス(アリールアルコキシシリル)アルカンのオリゴマーとしては、2~10量体が好ましく、2~4量体がより好ましい。
加水分解縮合物(1)は、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーと、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーとの加水分解縮合物(1-1)、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーと、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーと、ビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーとの加水分解縮合物(1-2)であることが好ましい。
加水分解縮合物(1-1)は、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーの含有量が、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー1質量部に対して、好ましくは0.01~1質量部、より好ましくは0.05~1質量部、さらに好ましくは0.1~0.8質量部である。
加水分解縮合物(1-2)は、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー1質量部を基準として、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマーの含有量が、好ましくは0.01~0.8質量部、より好ましくは0.03~0.7質量部であり、さらに好ましくは0.05~0.5質量部であり、ビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーの含有量が、好ましくは0.001~0.5質量部、より好ましくは0.005~0.3質量部、さらに好ましくは0.01~0.1質量部である。
本発明の一実施形態において、機能層形成用組成物は、シロキサン骨格を有する化合物として、加水分解縮合性シラン化合物(1)以外の加水分解縮合性シラン化合物(加水分解縮合性シラン化合物(2)ということがある)の加水分解縮合物を含んでいてもよいし、加水分解縮合性シラン化合物(1)と加水分解縮合性シラン化合物(2)との加水分解縮合物を含んでいてもよい。加水分解縮合性シラン化合物(2)としては、エポキシ基、グリシジル基、グリシドキシ基、オキセタニル基、オキセタニルオキシ基、アミノ基、ウレイド基、イソシアネート基及び(メタ)アクリレート基からなる群から選択される少なくとも1つの反応性基(反応性基(a)ということがある)を有する加水分解縮合性シラン化合物等が挙げられる。本発明の一実施形態においては、光学積層体のプラズマ処理後の親水性を高めやすい観点からは、加水分解縮合物を形成する成分として、加水分解縮合性シラン化合物(2)を含まないことが好ましく、シロキサン骨格を有する化合物は、エポキシ基、グリシジル基、グリシドキシ基、オキセタニル基、オキセタニルオキシ基、アミノ基、ウレイド基、イソシアネート基及び(メタ)アクリレート基からなる群から選択される少なくとも1つの反応性基を含まないことが好ましい。
本発明の一実施形態において、機能層形成用組成物は、前記加水分解縮合物に加え、縮合されていない加水分解縮合性シラン化合物を含んでいてもよい。縮合されていない加水分解縮合性シラン化合物は、縮合されていない限り、部分的又は全体的に加水分解(ヒドロキシル基に変換)されていてよい。
本発明の好適な実施形態において、シロキサン骨格を有する化合物の含有量は、機能層の質量又は機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、さらにより好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、好ましくは100質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下である。シロキサン骨格を有する化合物の含有量が上記の下限以上であると、機能層のプラズマ処理後の親水性を高めやすく、また上記の上限以下であると、光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすい。なお、本明細書において、固形分とは、組成物中の溶媒を除く全ての成分を意味し、固形分の質量は、組成物中の溶媒を除く全ての成分の合計質量を意味する。また、機能層形成用組成物の溶媒を除去して機能層を形成する場合、機能層形成用組成物の固形分の質量を機能層の質量とすることもできる。
シロキサン骨格を有する化合物の製造方法としては、例えば溶媒の存在下、必要に応じて、例えば、酸性触媒、塩基性触媒等の触媒を加えて、加水分解縮合性シラン化合物等を混合撹拌することで、加水分解重縮合させる方法などが挙げられる。加水分解縮合性シラン化合物は、例えば市販品を使用してもよい。
機能層形成用組成物は、樹脂(以下、樹脂(B)と記載することがある)を含んでいてもよい。樹脂(B)としては、ウレタン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、アミノ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリスチレンスルホン酸系樹脂、ポリカプロラクトン系樹脂、ペルフルオロポリエーテル系樹脂、ポリロタキサン系樹脂などが挙げられ、これらの中でも、光学積層体のプラズマ処理後の親水性を向上させて他の層との密着性を高めやすく、また光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすい観点から、樹脂(B)は、ウレタン(メタ)アクリル系樹脂及び/又はポリスチレンスルホン酸系樹脂であることが好ましい。樹脂(B)は単独又は二種以上組合せて使用できる。なお、(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を包含する意味である。
ウレタン(メタ)アクリレート系樹脂は、例えば、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸エステルとポリオールとから得られるヒドロキシ(メタ)アクリレートを、ジイソシアネートと反応させることにより得られる。上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて用いることができる。
上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、トリシクロデカンジメチロール、1,4-シクロヘキサンジオール、スピログリコール、水添ビスフェノールA、エチレンオキサイド付加ビスフェノールA、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、3-メチルペンタン-1,3,5-トリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グルコース類等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて用いることができる。
上記ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族、脂肪族又は脂環族の各種のジイソシアネート類を使用することができる。上記ジイソシアネートの具体例としては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、4,4-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、3,3-ジメチル-4,4-ジフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、及びこれらの水添物等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を組合せて用いることができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレート系樹脂は、分子中に(メタ)アクリロイル基を好ましくは2個以上有する。(メタ)アクリロイル基は、好ましくは6~18個であり、さらに好ましくは10~16個である。分子中の(メタ)アクリロイル基が上記範囲内であると、光学積層体のプラズマ処理後の親水性を向上させて他の層との密着性を高めやすく、また光学積層体の光学特性及び機械的強度を高めやすい。
ポリスチレンスルホン酸系樹脂は、主にスチレン由来の構成単位とスルホン酸由来の構成単位とを有する樹脂であり、好ましくは、式(N):
Figure 2024004123000017

[式中、Mは水素原子又は1価のアルカリ金属を示し、nはMwが10,000~100,000の範囲となる数値である]
で表される。
1価のアルカリ金属としては、特に限定されないが、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
ポリスチレンスルホン酸系樹脂のMwは、好ましくは10,000以上、より好ましくは60,000以上であり、好ましくは100,000以下、より好ましくは80,000以下である。
本発明の一実施形態において、樹脂(B)のMwは、好ましくは1,000以上、より好ましくは3,000以上であり、好ましくは100,000以下、より好ましくは50,000以下、さらに好ましくは30,000以下である。樹脂(B)のMwが上記の範囲内であると、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい。樹脂(B)のMwは、ポリスチレン換算で、GPCにより測定できる。
樹脂(B)の含有量は、機能層の質量又は機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、さらにより好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。樹脂(B)の含有量が上記の下限以上であると、光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすく、また上記の上限以下であると。プライマー処理後の機能層の親水性を高めやすい。
本発明の一実施形態において、機能層形成用組成物中のシロキサン骨格を有する化合物の含有量は、樹脂(B)1質量部に対して、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは2質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上、さらにより好ましくは10質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは99質量部以下、さらに好ましくは98質量部以下である。シロキサン骨格を有する化合物の含有量が上記の下限以上であると、機能層のプラズマ処理後の親水性を高めやすく、また上記の上限以下であると、光学積層体の光学特性及び機械的特性を高めやすい。機能層中のシロキサン骨格を有する化合物の含有量も上記の範囲から選択できる。
機能層形成用組成物は、フィラーを含んでいてよい。フィラーとしては、上記(フィラー)の項に記載のものと同様のフィラーが挙げられる。フィラーの中でも、光学積層体の機械的強度及び光学特性を高めやすい観点から、シリカ粒子が好ましく、シリカ粒子の平均一次粒子径及び含有量も上記(フィラー)の項に記載のものと同様の範囲から選択できる。
光学積層体中の機能層において、その厚さは10~1,000nmであり、かつその水接触角が42~75°であれば、その種類は特に限定されないが、例えば、プライマー層、紫外線吸収層、ハードコート層、ガスバリア層、粘着層、屈折率調整層などが挙げられる。これらの中でも、機能層はプライマー層であることが好ましい。機能層を形成する機能層形成用組成物には、各機能に応じて、シロキサン骨格を有する化合物、樹脂(B)及びフィラー以外の他の添加剤を含有させてもよい。
他の添加剤としては、上記(添加剤)の項に記載の添加剤、重合開始剤等が挙げられる。他の添加剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。機能層が他の添加剤を含有する場合、その含有量は、機能層の質量又は機能層形成用組成物の固形分の質量の質量に対して、好ましくは0.001~20質量%、より好ましくは0.01~15質量%、さらに好ましくは0.1~10質量%であってよい。
本発明の一実施形態では、機能層形成用組成物はシランカップリング剤を実施的に含まない方が好ましい。実質的に含まないとは、機能層の質量又は機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、シランカップリング剤の含有量が3質量%以下、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0質量%であることを表す。
機能層形成用組成物は、機能層を形成する際に塗布性を担保する等の観点から、溶媒を含んでいてよい。溶媒としては、シロキサン骨格を有する化合物、樹脂(B)を溶解可能なものであれば特に限定されず、例えばメタノール、エタノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール等のアルコール系溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素溶媒;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。溶媒は単独又は二種以上を組合せて使用できる。
本発明の光学積層体の機能層の厚さは、10~1000nmである。機能層の厚さが上記の範囲内であると、プラズマ処理後の機能層の親水性を向上しやすいため、機能層上に他の層を積層する際の密着性を高めやすい。一方、機能層の厚さが上記の範囲外であると、該密着性を向上しにくい傾向がある。機能層の厚さは、好ましくは20nm以上、より好ましくは30nm以上、さらに好ましくは40nm以上であり、好ましくは800nm以下、より好ましくは600nm以下、さらに好ましくは400nm以下、さらにより好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下である。機能層の厚さは、膜厚計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
<光学積層体及びその製造方法>
本発明の光学積層体は、前記光学フィルムの少なくとも一方の面に前記機能層を有し、該機能層が前記シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ該機能層の前記水接触角が42~75°であるため、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を発現できる。そのため、本発明の光学積層体は、機能層上に他の層を積層しても機能層と他の層との優れた密着性を有することができる。さらに、本発明の光学積層体は、機械的特性及び光学特性にも優れている。したがって、本発明の光学積層体は、表示装置等の材料として好適に使用できる。
プラズマ処理後の機能層の親水性は、例えば水接触角により評価でき、水接触角が低いほど親水性が大きくなる。本発明の光学積層体において、プラズマ処理後の機能層の水接触角は、好ましくは33°以下、より好ましくは30°以下、さらに好ましくは29°以下、さらにより好ましくは28°以下、特に好ましくは27°以下、特により好ましくは26°以下、特にさらに好ましくは25°以下であり、好ましくは1°以上、より好ましくは5°以上、さらに好ましくは10°以上である。プラズマ処理後の機能層の水接触角が上記の上限以下であると、機能層表面の親水性を向上でき、機能層上に他の層を積層する場合に機能層と他の層との密着性を向上できる。また、プラズマ処理後の機能層の水接触角が上記の下限以上であると、機能層表面の劣化を伴わずに他の層との密着力を確保できる。なお、水接触角は、例えば25℃で接触角測定器を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。また、プラズマ処理は、プラズマ照射装置を用いて、光学積層体の機能層側の面にプラズマ照射をすることにより行うことができ、例えば実施例に記載の方法により行うことができる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体の引張試験における降伏強度は、好ましくは80MPa以上、より好ましくは90MPa以上、さらに好ましくは100MPa以上、さらにより好ましくは120MPa以上であり、好ましくは300MPa以下、より好ましくは250MPa以下、さらに好ましくは200MPa以下である。降伏強度が上記の範囲内であると、本発明の光学積層体を含むデバイスを使用する際の破断及び白化をより低減しやすい。なお、降伏強度は、光学フィルムに含まれるフィラーの量を添加することによっても高くすることができるが、フィラーの量は、耐屈曲性の観点から少ない方がよい場合もある。本発明によれば、フィラーの添加量が比較的少ない場合であっても、高い降伏強度を達成することができ、また、フィラーを添加する場合には、降伏強度をより高めることができる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体の引張弾性率は、好ましくは3.0GPa以上、より好ましくは3.5GPa以上、さらに好ましくは4.0GPa以上、さらにより好ましくは4.5GPa以上、特に好ましくは5.0GPa以上であり、通常15GPa以下である。引張弾性率が上記の下限以上であると、光学積層体の変形を抑制しやすく、かつ耐久性を向上しやすい。降伏点強度及び引張弾性率は、温度23℃、55%RH下で、引張試験機を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体の透過率は、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらにより好ましくは88%以上、特に好ましくは89%以上、特により好ましくは90%以上であり、通常100%以下である。光学積層体の透過率が上記の下限以上であると、光学積層体を表示装置に組込んだ際に、十分な視認性を確保しやすい。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体のヘーズは、好ましくは3.0%以下、より好ましくは2.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下、さらにより好ましくは0.8%以下、特に好ましくは0.5%以下、特により好ましくは0.3%以下、極めて好ましくは0.25%以下である。光学積層体のヘーズが上記の上限以下であると、光学積層体を表示装置等のフレキシブル電子デバイスに組込んだ際に、十分な視認性を確保しやすい。なお、上記ヘーズの下限値は特に限定されず、0%以上であればよい。なお、透過率及びヘーズは、それぞれ分光測色計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。透過率は360nm~740nmの範囲における透過率である。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体のYI値は、好ましくは5.0以下、より好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.5以下、さらにより好ましくは2.0以下、特に好ましくは1.7以下、特により好ましくは1.5以下、特にさらに好ましくは1.3以下である。光学積層体のYI値が上記の上限以下であると透明性が良好となり、例えば表示装置の前面板に使用した場合に、高い視認性に寄与することができる。またYI値は通常-5以上であり、好ましくは-2以上である。なお、YI値は、分光測色計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により実施できる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体は、優れた耐屈曲性を有する。本発明の光学積層体の屈曲回数は、好ましくは10万回以上、より好ましくは20万回以上、さらに好ましくは30万回以上である。屈曲回数が上記の下限以上であると、繰り返し折り曲げてもクラック、割れ、折り皺等の発生を有効に抑制できる。屈曲回数は、JIS K 5600-5-1に準拠して、屈曲試験機を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体は、好ましくは優れた表面硬度を有する。表面硬度は例えば鉛筆硬度で評価できる。光学積層体の鉛筆硬度は、好ましくは3B以上、より好ましくはB以上、さらに好ましくはHB以上、さらにより好ましくはH以上、特に好ましくは2H以上、特により好ましくは3H以上である。鉛筆硬度が上記範囲であると、光学積層体表面の傷付きを有効に防止し得る。鉛筆硬度は、JIS K 5600-5-4に準拠して測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
光学積層体の製造方法としては、前記光学フィルムの少なくとも一方の面に機能層を積層し得る方法であれば、特に限定されないが、シロキサン骨格を有する化合物及び溶媒を少なくとも含む機能層形成用組成物を調製する塗布液調製工程、該塗布液を光学フィルムに塗布して塗膜を形成する塗布工程、及び、該塗膜を乾燥させて光学積層体を形成する積層体形成工程を少なくとも含む製造方法であってよい。なお、光学フィルムの両面に機能層を形成する場合は、片面ずつ機能層を形成しても、両面への塗布及び乾燥を一度に行ってもよい。
塗布液調製工程において、シロキサン骨格を有する化合物及び任意に樹脂(B)を前記溶媒に溶解させ、必要に応じて、前記フィラー及び前記他の添加剤等を添加して撹拌混合することにより塗布液を調製する。塗布液の固形分濃度は、好ましくは0.1~20質量%である。
塗布工程において、光学フィルムに塗布する方法としては、上記(光学フィルムの製造)の項に記載と同様の方法が挙げられる。
積層体形成工程において、塗膜を乾燥することにより、機能層形成用組成物が硬化して機能層が形成される。このとき、本発明の一実施形態では、機能層形成用組成物中のシロキサン骨格を有する化合物及び/又は樹脂(B)の架橋状態が変化し、好ましくは新たな架橋構造が形成される。乾燥温度は、溶媒が除去され、組成物が硬化し得る温度であれば限定されないが、好ましくは50~200℃、より好ましくは70~170℃、さらに好ましくは80~120℃である。乾燥温度が上記の範囲内であると、光学積層体のプラズマ処理後の親水性、光学特性及び機械的特性を高めやすい。乾燥時間は、特に限定されず、例えば5分~24時間、好ましくは10分~10時間であってよい。
本発明の一実施形態では、シロキサン骨格を有する化合物や樹脂(B)の種類に応じて、紫外線硬化を利用して機能層を形成することもできる。紫外線硬化を利用する場合には、例えば、紫外線硬化反応性基を有するシロキサン骨格を有する化合物、及び/又は紫外線硬化性の樹脂(B)、並びに必要に応じて光重合開始剤を含有させて機能層形成用組成物を調製し、光学フィルム上に塗布膜を形成後、紫外線照射すればよい。紫外線照射前に加熱乾燥を行うこともできる。
本発明の一実施形態において、本発明の光学積層体は、上記機能層(第1の機能層ともいう)に加え、他の層を含むこともできる。他の層は、別の機能層(第2の機能層ともいう)であってよい。第2の機能層は、特に限定されないが、例えばハードコート層、紫外線吸収層、ガスバリア層、粘着層、屈折率調整層等が挙げられ、これらの中でも、光学積層体の表面硬度を向上しやすい観点から、第2の機能層はハードコート層であることが好ましい。第2の機能層の積層位置は、特に限定されず、第2の機能層を形成する成分や機能に応じて適宜選択できる。本発明の一実施形態においては、光学フィルムの一方の面に第1の機能層が積層され、第1の機能層とは反対の面に第2の機能層を有することが好ましい。光学積層体は、第2の機能層を1つ又は2つ以上含んでいてもよい。
第2の機能層がハードコート層である場合、第2の機能層は、活性エネルギー線照射、或いは熱エネルギー付与により架橋構造を形成し得る反応性材料を含む第2機能層形成用組成物の硬化物であることが好ましい。特に、第2機能層形成用組成物は、活性エネルギー線照射により硬化するものが好ましい。活性エネルギー線は、活性種を発生する化合物を分解して活性種を発生させることができるエネルギー線と定義され、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線及び電子線などが挙げられ、好ましくは紫外線が挙げられる。第2機能層形成用組成物は、ラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の少なくとも1種の重合物を含有してよいが、光学積層体の表面硬度を向上しやすい観点から、ラジカル重合性化合物として、多官能(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
多官能(メタ)アクリレート化合物は、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物を意味する。ここで、本明細書において、用語「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味し、用語「(メタ)アクリロイル」も同様に、「アクリロイル」又は「メタクリロイル」を意味する。
多官能(メタ)アクリレート化合物は、1種類又は2種類以上の多官能(メタ)アクリレート化合物を含んでいてもよい。また、2種類以上の多官能(メタ)アクリレート化合物を含む場合、それぞれの多官能(メタ)アクリレート化合物間で、(メタ)アクリロイルオキシ基の数が同一又は異なっていてもよい。
多官能(メタ)アクリレート化合物としては、例えば2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能(メタ)アクリレートモノマー、4官能以上の(メタ)アクリレートモノマー、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。これらの多官能(メタ)アクリレート化合物は単独又は二種以上組合せて使用できる。
2官能(メタ)アクリレートモノマーは、分子内に2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマーであり、その例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(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、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート及びネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(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、トリ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、トリプロピレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;テトラフルオロエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のハロゲン置換アルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ポリオールのジ(メタ)アクリレート;水添ジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の水添ジシクロペンタジエン又はトリシクロデカンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート;1,3-ジオキサン-2,5-ジイルジ(メタ)アクリレート〔別名:ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート〕等のジオキサングリコール又はジオキサンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジアクリレート物、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物ジアクリレート物等のビスフェノールA又はビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ビスフェノールFジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物等のビスフェノールA又はビスフェノールFのエポキシジ(メタ)アクリレート;シリコーンジ(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エステルのジ(メタ)アクリレート;2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシフェニル]プロパン;2,2-ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシシクロヘキシル]プロパン;2-(2-ヒドロキシ-1,1-ジメチルエチル)-5-エチル-5-ヒドロキシメチル-1,3-ジオキサン〕のジ(メタ)アクリレート;トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
3官能(メタ)アクリレートモノマーは、分子内に3個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマーであり、その例としては、グリセリントリ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物の反応物、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物などが挙げられる。これらの中でも、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートが好ましい。これらの3官能(メタ)アクリレートモノマーは単独又は二種以上組合せて使用できる。
4官能(メタ)アクリレートモノマーは、分子内に4個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するモノマーであり、その例としては、ジトリメチロールプロパンテトラ(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テトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが好ましい。これらの4官能(メタ)アクリレートモノマーは単独又は二種以上組合せて使用できる。
本発明の好ましい実施態様において、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい観点から、多官能(メタ)アクリレート化合物は、好ましくは、前記4官能(メタ)アクリレートモノマーと前記3官能(メタ)アクリレートモノマーとを含む。この場合、3官能(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、4官能(メタ)アクリレートモノマー1質量部に対して、好ましくは0.2~5質量部、より好ましく0.3~3質量部、さらに好ましくは0.5~1.5質量部、特に好ましくは0.9~1.1質量部である。3官能(メタ)アクリレートモノマーの含有量に対する4官能(メタ)アクリレートモノマーの含有量が、上記範囲内であると、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい。
第2の機能層を形成する第2機能層形成用組成物において、多官能(メタ)アクリレート化合物の含有量は、第2の機能層の質量又は第2機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、好ましくは50質量%以上である。多官能(メタ)アクリレートモノマーの含有量が上記の範囲内であると、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい。
第2の機能層を形成する第2機能層形成用組成物は、光重合開始剤を含んでよい。光重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射により、第2機能層形成用組成物の硬化を開始できるものであれば特に限定されず、その具体例としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン及び2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のアセトフェノン系開始剤;ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン及び4,4’-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系開始剤;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン等のアルキルフェノン系開始剤;ベンゾインプロピルエーテル及びベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル系開始剤;4-イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系開始剤;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サイド等のアシルホスフィンオキサイド系開始剤;その他、キサントン、フルオレノン、カンファーキノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン等が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。これらの光重合開始剤の中でも、アルキルフェノン系開始剤、アシルホスフィンオキサイド系開始剤が好ましい。光重合開始剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。
第2機能層形成用組成物が光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤の含有量は、第2の機能層の質量又は第2機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.5~7質量%、さらに好ましくは1~5質量%である。光重合開始剤の含有量が、上記の下限以上であると、重合開始能が十分に発現され、硬化性が向上される。一方、重合開始剤の含有量が上記の上限以下であると、光重合開始剤が残存しにくくなり、透過率の低下等を抑制しやすくなる。
第2の機能層を形成する第2機能層形成用組成物は、必要に応じて、前記多官能(メタ)アクリレート化合物及び前記光重合開始剤以外の他の添加剤を含んでよい。他の添加剤としては、例えば、単官能(メタ)アクリレート化合物、多官能ウレタンアクリレートモノマーやポリマー、上記(フィラー)の項に記載のシリカ粒子等の無機粒子、上記(紫外線吸収剤)の項に記載の紫外線吸収剤、レベリング剤、帯電防止剤、安定化剤、酸化防止剤、着色剤などが挙げられる。添加剤は単独又は二種以上組合せて使用できる。レベリング剤は、例えば、シリコーン系レベリング剤、ポリアクリレート系レベリング剤、パーフルオロアルキル系レベリング剤等のフッ素系レベリング剤等が挙げられる。添加剤の含有量は、第2の機能層の質量又は第2機能層形成用組成物の固形分の質量に対して、好ましくは0.01~20質量%である。
第2機能層形成用組成物は、光学フィルム及び/又は第1の機能層上に塗布するために、さらに溶媒を含んでいてよい。溶媒は、上記の第1機能層形成用組成物に含まれる溶媒として例示のものから選択でき、例えばエーテル系溶媒であってもよい。これらの溶媒は、単独又は二種以上組合せて使用できる。
第2機能層形成用組成物は、例えば、前記多官能(メタ)アクリレート化合物、前記光重合開始剤、前記溶媒及び必要に応じて前記添加剤を、例えば撹拌等により混合して得られる。これらの混合順等は特に限定されない。
第2の機能層を有する光学積層体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、光学フィルム及び/又は第1の機能層上に、第2機能層形成用組成物を塗布し、塗膜を形成後、塗膜を乾燥し、さらに紫外線照射を行うことにより形成できる。塗布方法としては、第1機能層形成用組成物を塗布する方法と同様の方法が挙げられる。乾燥温度は、例えば50~150℃、より好ましくは60~100℃であってよく、乾燥時間は、例えば1分~1時間程度であってよい。紫外線照射は、高圧水銀灯等を用いて行うことができ、照射強度は、第2機能層形成用組成物の組成により適宜決定され、特に限定されないが、光重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射が好ましい。具体的に照射強度は、好ましくは0.1~6,000mJ/cm、より好ましくは10~1,000mJ/cm、さらに好ましくは100~800mJ/cmである。
第2の機能層の厚さは、機能に応じて適宜選択され、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは3μm以上、さらにより好ましくは5μm以上であり、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下、さらに好ましくは300μm以下である。第2の機能層の厚さが上記の範囲内であると、光学積層体の光学特性、表面硬度及び耐屈曲性を高めやすい。第2の機能層の厚さは、膜厚計を用いて測定でき、実施例に記載の方法により測定できる。
光学積層体は、保護フィルムをさらに含んでいてもよい。保護フィルムは、光学フィルムの片側又は両側に積層されていてもよい。光学フィルムの片側に機能層を有する場合には、保護フィルムは、光学フィルム側の表面又は機能層側の表面に積層されていてもよく、光学フィルム側と機能層側の両方に積層されていてもよい。光学フィルムの両面に機能層を有する場合には、保護フィルムは、片方の機能層側の表面に積層されていてもよく、両方の機能層の表面に積層されていてもよい。保護フィルムは、光学フィルム又は機能層の表面を一時的に保護するためのフィルムであり、光学フィルム又は機能層の表面を保護できる剥離可能なフィルムである限り特に限定されない。保護フィルムとしては、例えば、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系樹脂フィルム;ポリエチレン、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム及びアクリル系樹脂フィルムからなる群から選択されることが好ましい。光学積層体が保護フィルムを2つ有する場合、各保護フィルムは同一又は異なっていてもよい。
保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、通常、10~150μm、好ましくは20~140μm、より好ましくは30~140μm、さらに好ましくは、45~100μmである。光学積層体が保護フィルムを2つ有する場合、各保護フィルムの厚さは同じであってもよく、異なっていてもよい。保護フィルムの厚さは、膜厚計等により測定できる。
本発明の好適な実施形態では、本発明の積層体は、前記光学フィルムの一方の面に前記機能層を有し、該光学フィルムの該機能層とは反対の面に、さらにJIS K 5600-5-4 に準拠して測定された鉛筆硬度がH以上である第2の機能層を有する。このような態様であると、第2の機能層は優れた表面硬度を発現できる。第2の機能層の鉛筆硬度は、上記光学積層体の鉛筆硬度の範囲から選択できる。
本発明の光学積層体は、プラズマ処理を施した後の機能層が優れた親水性を有するため、プラズマ処理後の第1の機能層上に他の層を積層して用いると、層間の密着性の高い積層体が得られる。他の層としては、第2の機能層の他、光学用透明粘着剤、透明粘着シート、感圧粘着剤などが挙げられる。
本発明の光学積層体の層構成の具体例を以下に示す。
光学フィルム/第1の機能層;第2の機能層/光学フィルム/第1の機能層;光学フィルム/第1の機能層/第2の機能層;第1の機能層/光学フィルム/第1の機能層
本発明の光学積層体の厚さは、層構成等により適宜選択できるが、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは30μm以上、さらにより好ましくは40μm以上、特に好ましくは45μm以上であり、好ましくは1,000μm以下、より好ましくは500μm以下、さらに好ましくは100μm以下、さらにより好ましくは80μm以下、特に好ましくは70μm以下である。光学積層体の厚さが上記の下限以上であると、光学積層体の機械的特性を高めやすく、また上記の上限以下であると、光学積層体の光学特性を高めやすい。光学フィルムの厚さは、マイクロメーターを用いて測定できる。
本発明の光学積層体は、プラズマ処理により層間の密着性を顕著に向上できるとともに、光学特性及び機械的特性にも優れるため、画像表示装置のウィンドウフィルム等として好適に使用できる。本発明の光学積層体は、画像表示装置、特にフレキシブルディスプレイの視認側表面に前面板として配置することができる。該前面板は、フレキシブルディスプレイ内の画像表示素子を保護する機能を有する。画像表示装置としては、テレビ、スマートフォン、携帯電話、カーナビゲーション、タブレットPC、携帯ゲーム機、電子ペーパー、インジケーター、掲示板、時計、及びスマートウォッチ等のウェアラブルデバイス等が挙げられる。フレキシブルディスプレイとしては、フレキシブル特性を有する画像表示装置、例えばテレビ、スマートフォン、携帯電話、スマートウォッチ等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。まず測定方法について説明する。
<光学積層体の透過率及びヘーズ>
分光測色計(コニカミノルタ(株)製、CM-3700A、D65光源)を用いて、光学積層体の透過率を測定した。透過率の測定範囲は360nm~740nmとした。
また、分光測色計(コニカミノルタ(株)製、CM-3700A)を用いて、光学積層体のヘーズを測定した。それぞれの測定試料は、実施例及び比較例の光学フィルムを縦横各30mmの正方形にしたものである。
<光学積層体のYI値>
実施例及び比較例で得られた光学積層体のYI値を、分光測色計(コニカミノルタ(株)製、CM-3700A、D65光源)を用いて測定した。測定試料は、実施例及び比較例の光学フィルムを縦横各30mmの正方形にしたものである。
<光学積層体の引張弾性率及び降伏強度>
JIS K 7127に準拠して、電気機械式万能試験機(インストロン社製)を用いて、試験速度5m/分及びロードセル5kNで引張試験を行い、実施例及び比較例で得られた光学積層体の引張弾性率及び降伏強度を測定した。なお、23℃及び55%RH下で測定した。
<光学フィルムの厚さ>
実施例及び比較例で得られた光学積層体中の光学フィルムの厚さは、以下のようにして測定した。マイクロメーター((株)ミツトヨ製、ID-C112XBS)を用いて、10点以上の光学フィルムの厚さを測定し、その平均値を算出し、これを光学フィルムの厚さとした。
<機能層の厚さの測定>
実施例及び比較例で得られた光学積層体中の機能層としてのプライマー層の厚さは、以下のようにして測定した。膜厚測定システム(フィルメトリクス(株)製、F20-UV)を用いて、機能層の厚さを3点測定し、その平均値を算出し、これをプライマー層の厚さとした。
<ポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量>
実施例及び比較例で用いたポリアミドイミド樹脂のMwは、GPCを用いて測定した。GPC測定は、液体クロマトグラフ((株)島津製作所製、LC-10ATvp)を用いて行った。
(1)前処理方法
ポリアミドイミド樹脂をGBLに溶解させて20質量%溶液とした後、溶離液にて100倍に希釈し、0.45μmメンブランフィルタでーろ過したものを測定溶液とした。
(2)測定条件
カラム:TSKgel SuperAWM-H×2+SuperAW2500×1(内径6.0mm、長さ150mmを3本連結)
溶離液:DMF(10mmol/Lの臭化リチウム添加溶液)
流量:0.6mL/分
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:20μL
分子量標準:標準ポリスチレン
<シリカ粒子の平均一次粒子径>
実施例及び比較例で用いたシリカ粒子の平均一次粒子径は、JIS Z 8830に準じ、BET吸着法による比表面積測定値から算出した。分散液1を300℃で乾燥させ、得られた粉末の比表面積を比表面積測定装置(ユアサアイオニクス(株)製、モノソーブ(登録商標)MS-16)を用いて測定した。
<イミド化率>
実施例及び比較例で用いたポリアミドイミド樹脂のイミド化率は、H-NMR測定により以下のようにして求めた。
(1)前処理方法
ポリアミドイミド樹脂を含む光学フィルムを重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d)に溶解させて2質量%溶液とし、これを測定試料とした。
(2)測定条件
測定装置:日本電子(株)製 400MHz NMR装置、JNM-ECZ400S/L1
標準物質:DMSO-d(2.5ppm)
試料温度:室温
積算回数:256回
緩和時間:5秒
(3)イミド化率解析方法
測定試料で得られたH-NMRスペクトルにおいて、観測されたベンゼンプロトンのうちイミド化前後で変化しない構造に由来し、ポリアミドイミド樹脂中に残存するアミック酸構造に由来する構造に影響を受けないベンゼンプロトンCの積分値をIntCとした。また、観測されたベンゼンプロトンのうちイミド化前後で変化しない構造に由来し、ポリアミドイミド樹脂中に残存するアミック酸構造に由来する構造に影響を受けるベンゼンプロトンDの積分値をIntDとした。得られたIntC及びIntDから以下の式によりβ値を求めた。
β=IntD/IntC
次に、複数のポリアミドイミド樹脂について上記式のβ値のイミド化率を求め、これらの結果から以下の相関式を得た。
イミド化率(%)=k×β+100
上記相関式中、kは定数である。
βを相関式に代入してポリアミドイミド樹脂のイミド化率(%)を得た。
<耐屈曲性試験>
実施例及び比較例で得られた光学積層体についてJIS K 5600-5-1に準拠して耐屈曲性試験を実施した。耐屈曲性試験は、屈曲試験機(ユアサシステム機器(株)製、小型卓上型耐久試験機)を用いて実施した。
<接触角測定>
実施例及び比較例で得られた光学積層体の機能層表面の水接触角は、接触角測定器(協和界面科学(株)製、Drop Master 500)により、25℃にて純水を用いて実施した。機能層表面の任意の5点を測定し、その平均値を光学積層体の機能層表面の水接触角とした。
<屈折率>
多波長アッベ屈折計((株)アタゴ製、DR-M2)を用いて、23℃±0.5℃の環境で、中間液にヨウ化メチレンを用い、光源にD線(589nm)を用いて、JIS K 7142に準拠して、実施例及び比較例で用いた光学フィルムの屈折率を測定した。
<鉛筆硬度>
三菱鉛筆(株)製のユニ(登録商標)を用いてJIS K5600-5-4:1999に準拠して、サンプルである光学積層体表面の鉛筆硬度を測定した。サンプルは厚さ2mmのガラス板の上に固定し、サンプルと鉛筆とがなす角度を45°とし、荷重750g、走査速度60mm/分の条件で測定を行った。光量4,000ルクスの照度条件下で傷の有無の評価を目視で行い、鉛筆硬度を決定した。
<プラズマ処理>
実施例及び比較例で得られた光学積層体の機能層側の面に、プラズマ照射装置(富士機械製造(株)製、Tough Plasma FPE20 TYPE II)を用いて、以下の条件を用いて、プラズマ処理を実施した。
プラズマ処理積層体サイズ:縦2cm、横10cm
窒素ガス流量:20.0L/分
乾燥空気流量:0.6L/分
プラズマ照射源とフィルムとの距離:10 mm
光学積層体を縦2cm、横10cmの長方形に切断し、その機能層側の面にプラズマ照射装置(富士機械製造(株)製、Tough Plasma FPE20 TYPE II)を用いて、プラズマ処理を実施した。窒素ガスの流量を20.0L/分、乾燥空気の流量を0.6L/分で2分間プラズマ放電を行い安定化させた後、予めステージ上に固定されたフィルムにプラズマ照射を開始した。ステージの移動速度は80mm/秒で、ステージを往復させることなく1回だけプラズマ処理を行った。
(製造例1:ポリアミドイミド樹脂1)
容量1Lセパラブルフラスコに攪拌翼を取り付けた反応容器と、オイルバスとを準備した。オイルバスに設置した反応容器内にTFMB 45g(140.52mmol)と、DMAc 768.55gとを投入した。窒素ガス雰囲気下、室温で反応容器内の内容物を攪拌し、TFMBをDMAcに溶解させた。次に、反応容器内に6FDA 19.01g(42.79mmol)を更に投入し、反応容器内の内容物を室温で3時間攪拌した。その後、OBBC 4.21g(14.26mmol)、次いでTPC 17.30g(85.59mmol)を反応容器内に更に投入し、反応容器内の内容物を室温で1時間攪拌した。次いで、反応容器内に4-メチルピリジン 4.63g(49.68mmol)と無水酢酸 13.04g(127.75mmol)とを更に投入し、反応容器内の内容物を室温で30分間攪拌した。その後、オイルバスを用いて容器内の温度を70℃に昇温した。容器内温度を70℃に維持して更に3時間攪拌し、反応液を得た。得られた反応液を室温まで冷却し、大過剰のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物をろ過して固形物として取り出し、メタノール中に6時間浸漬した。続いて、再度、固形物を濾別し、大過剰量のメタノールで洗浄した。次に、該固形物の減圧乾燥を、80℃、24時間にて行い、ポリアミドイミド樹脂1を得た。得られたポリアミドイミド樹脂1のMwは365,000であり、イミド化率は98.3%であった。
(製造例2:ポリアミドイミド樹脂2)
窒素ガス雰囲気下、撹拌翼を備えた1Lセパラブルフラスコに、DMAc 313.57gを加え、水分量が700ppmになるようにイオン交換水を必要量投入した。次いで、TFMB 18.53g(57.86mmol)を加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAcに溶解させた。次に、フラスコに6FDA 7.64g(17.19mmol)を添加し、10℃に冷却し、16時間撹拌した。その後、OBBC 1.69g(5.73mmol)、次いでTPC 6.28g(30.93mmol)をフラスコに加え、10℃で30分間撹拌した。次いで、水分量700ppmに調整したDMAc 313.57gを加え、10分間撹拌した後、さらにTPC 0.70g(3.45mmоl)をフラスコに加え、10℃で30分間撹拌した後、さらにTFMB 0.0367g(0.115mmоl)を加え、2時間撹拌した。次いで、フラスコにジイソプロピルエチルアミン 5.18g(40.11)、4-メチルピリジン 3.74g(40.11mmol)及び無水酢酸 12.29g(120.30mmol)を加え、10℃で30分間撹拌した。その後、オイルバスを用いて、10℃から50℃まで30分間、50℃から60℃まで10分間、60℃から65℃まで10分間かけてそれぞれ昇温した後、65℃から70℃まで10分間、70℃から75℃まで10分間かけてそれぞれ、段階的に昇温し、さらに70℃で3時間保温しながら撹拌し、反応液を得た。得られた反応液を室温まで冷却し、大過剰のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物をろ過して固形物として取り出し、メタノール中に6時間浸漬した。その後、再度固形物を濾別した後、大過剰量のメタノールで洗浄した。次に、固形物の減圧乾燥を80℃、24時間にて行い、ポリアミドイミド樹脂2を得た。得られたポリアミドイミド樹脂2のMwは295,000であり、イミド化率は98.1%であった。
(製造例3:GBL分散有機化処理シリカ分散液1)
メタノール分散有機化処理シリカ(平均一次粒子径;25nm)をGBLに置換し、GBL分散有機化処理シリカ(固形分30.5質量%;以下、分散液1という)を得た。
(製造例4:ワニス1)
製造例1で得たポリアミドイミド樹脂1、及び、製造例3で得た分散液1を、GBL溶媒中でのポリアミドイミド樹脂:シリカ粒子の固形分質量比が80:20になるように混合した。得られた混合液に、ポリアミドイミド樹脂とシリカ粒子の合計質量に対して5.7質量%(ワニス1の固形分の質量に対して5.4質量%)の紫外線吸収剤(住化ケムテックス(株)製、Sumisorb(登録商標) 340)、及びポリアミドイミド樹脂とシリカ粒子の合計質量に対して35ppm(ワニス1の固形分の質量に対して33ppm)のブルーイング剤(住化ケムテックス(株)製、Sumiplast(登録商標) Violet B)を添加し、均一になるまで撹拌し、ワニス1を得た。ワニス1の固形分は9.5質量%であり、25℃における粘度は39,000cpsであった。
(製造例5:ワニス2)
製造例2で得たポリアミドイミド樹脂2を、GBL溶媒中に溶解した。得られた溶解液に、ポリアミドイミド樹脂に対して5.7質量%(ワニス2の固形分の質量に対して5.4質量%)の紫外線吸収剤(住化ケムテックス(株)製、Sumisorb 340)、及び10ppm(ワニス2の固形分の質量に対して9ppm)のブルーイング剤(住化ケムテックス(株)製、Sumiplast Violet B)を添加し、均一になるまで撹拌し、ワニス2を得た。ワニス2の固形分は8.5質量%であり、25℃における粘度は38,000cpsであった。
(製造例6:光学フィルム1)
ワニス1を、PETフィルム(東洋紡(株)製、コスモシャイン(登録商標) A4100、厚さ188μm、厚さ分布±2μm)上に塗布し、流涎成形し、ワニスの塗膜を成形した。この時、線速は0.4m/分であった。ワニスの塗膜を、80℃で7.5分加熱した後、100℃で7.5分加熱し、次いで90℃で7.5分加熱し、最後に80℃で7.5分加熱するという乾燥条件で乾燥させ、乾燥塗膜を形成させた。その後、PETフィルムから乾燥塗膜を剥離し、厚さ58μm、幅700mmの原料フィルム1を得た。原料フィルム1中の残存溶媒量は9.7質量%であった。次いで、原料フィルム1をテンターと称されるフィルム横延伸装置にて200℃で25分、延伸倍率0.98倍の条件で加熱することにより、厚さ50μmの光学フィルム1を得た。光学フィルム1中の残存溶媒量は0.7質量%、光学フィルム1の屈折率は、1.573であった。
(製造例7:光学フィルム2)
ワニス1をワニス2に変更し、線速を0.3m/分に変更した以外は、光学フィルム1と同様にして厚さ49μmの光学フィルム2を製造した。光学フィルム2中の残存溶媒量は0.5質量%、光学フィルム2の屈折率は1.591であった。
(製造例8:ハードコート層形成用組成物1)
トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学(株)製、A-TMPT) 28.4質量部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学(株)製、A-TMMT) 28.4質量部、光重合開始剤として、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF(株)製、Irgacure(登録商標) 184) 1.8質量部、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(東京化成工業(株)製) 2.4質量部、レベリング剤(ビックケミージャパン(株)製、BYK(登録商標)-307) 0.1質量部、並びにプロピレングリコール1-モノメチルエーテル(東京化成工業(株)製) 39質量部を攪拌混合し、ハードコート層形成用組成物1を得た。
(実施例1)
テトラエトキシシランとジフェニルジメトキシシランと1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンとのモル比で69:30:1の混合物を加水分解し、重縮合反応させて得た-Si-O-Si-で表されるシロキサン結合を骨格として有するアルコキシシラン加水分解重縮合物と、ウレタンアクリレート系樹脂と、ポリスチレンスルホン酸系樹脂と、を含む塗布液を準備し、固形分濃度が1.0%となるように、イソプロパノールとn-ブタノールとの質量比3:1の混合溶媒を用いて希釈し、機能層形成用組成物1を得た。次いで、塗工装置としてスロットダイコーターを用いて、5.7g/mの塗布量で、光学フィルム1上に上記組成物1を塗工し、乾燥炉により、100℃の乾燥温度で乾燥させて、光学フィルム1上に厚さ50nmの機能層を形成した光学積層体1を作製した。なお、前記アルコキシシラン加水分解重縮合物の含有量は、機能層の質量に対して、95質量%であった。また、塗布液調整工程及び塗布工程は、22.5℃、50%RHの環境下で実施した。
(実施例2)
塗布量を11.3g/mとし、機能層の厚さを100nmに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体2を作製した。
(実施例3)
塗布量を9.1g/mとし、機能層の厚さを80nmに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体3を作製した。
(実施例4)
光学フィルム1に代えて光学フィルム2を用いること以外は、実施例3と同様にして、厚さ80nmの機能層を形成した光学積層体4を作製した。
(比較例1)
ウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂と光重合開始剤とを含む塗布液を準備し、固形分濃度が1.0%となるように、酢酸ブチルとメチルエチルケトンとの混合溶媒を用いて希釈し、機能層形成用組成物2を得た。次いで、塗工装置としてスロットダイコーターを用いて、10.1g/mの塗布量で、光学フィルム1上に上記組成物2を塗工し、乾燥炉により、80℃の乾燥温度で乾燥し、紫外線照射装置により表面における積算光量が500mJ/cmとなるように紫外線を照射して硬化性樹脂を硬化させ、光学フィルム1上に厚さ100nmの機能層を形成した光学積層体5を作製した。
(比較例2)
ペンタエリスリトールアクリレート系紫外線硬化性樹脂と光重合開始剤とを含む塗布液を準備し、固形分濃度が1.0%となるように、酢酸ブチルとメチルイソブチルケトンとの混合溶媒を用いて希釈し、機能層形成用組成物3を得た。次いで、塗工装置としてスロットダイコーターを用いて、5.1g/mの塗布量で、光学フィルム1上に上記組成物3を塗工し、乾燥炉により、80℃の乾燥温度で乾燥し、紫外線照射装置により表面における積算光量が500mJ/cmとなるように紫外線を照射して硬化性樹脂を硬化させ、光学フィルム1上に厚さ50nmの機能層を形成した光学積層体6を作製した。
(比較例3)
<特許文献1の実施例の内容>
光学フィルム1にUVオゾン処理を施した。UVオゾン処理は、(株)テクノビジョン製の紫外線(UV)オゾン洗浄装置UV-208を用いて15分間実施した。次いで、光学フィルム1のUVオゾン処理が施された面に、アミノ基を有するシランカップリング剤(3-アミノプロピルトリエトキシシラン(以下、APSと記載することがある)、商品名:Z6011、東レ・ダウコーニング(株)製)を塗布して、機能層を形成し、光学積層体7を作製した。
(比較例4)
水分散性ウレタン樹脂のエマルジョン(エステル系ポリウレタン、ガラス転移温度 41℃、固形分35質量%)を準備し、固形分濃度が1質量%となるよう超純水で希釈し、機能層形成用組成物4を得た。次いで、塗工装置としてスロットダイコーターを用いて、6.3g/mの塗布量で、光学フィルム1上に上記組成物4を塗工し、乾燥炉により、100℃の乾燥温度で乾燥させて、光学フィルム1上に厚さ50nmの機能層を形成した光学積層体8を作製した。
(比較例5)
水分散性ウレタン樹脂のエマルジョン(ポリカーボネート系ポリウレタン、ガラス転移温度 137℃、固形分30質量%)を準備し、固形分濃度が1.0質量%となるよう超純水で希釈し、機能層形成用組成物5を得た。次いで、塗工装置としてスロットダイコーターを用いて、6.3g/mの塗布量で、光学フィルム1上に上記組成物5を塗工してウェット膜を形成し、ウェット膜を乾燥炉により、100℃の乾燥温度で乾燥させて、光学フィルム1上に厚さ50nmの機能層を形成した光学積層体9を作製した。
実施例及び比較例で得られた光学積層体についての各測定及び評価結果を表1に示す。なお、接触角は、上記の方法により測定したプラズマ処理前とプラズマ処理後の接触角(°)を示す。
(参考例1)
光学フィルム1について、各測定及び評価を行った結果を表1に示す。
表1に示されるように、実施例1~4で得られた光学積層体は、比較例1~5と比べ、プラズマ処理後の機能層の接触角が低いことが確認された。したがって、本発明の光学積層体は、プラズマ処理後に機能層が優れた親水性を有することが確認された。
(実施例5)
光学積層体3の機能層とは反対側の面にハードコート層形成用組成物1(第2機能層形成用組成物)を乾燥後の厚さが10μmとなるようにバーコーターで塗工した。その後、80℃のオーブンで3分間乾燥を行い、高圧水銀灯500mJ/cmのエネルギーで紫外線を照射して硬化させることで、ハードコート層(第2の機能層)を形成し、長さ400mのフィルムロールの形態の光学積層体10を得た。実施例5で得られた光学積層体について、屈曲回数、ハードコート層表面の鉛筆硬度、及び光学特性を測定した結果を表2に示す。

Claims (11)

  1. ポリイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含む光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも一方の面に積層された厚さ10~1000nmの機能層とを有する光学積層体であって、
    前記機能層は、シロキサン骨格を有する化合物を含む組成物の硬化物からなり、かつ前記機能層の水接触角は42~75°であり、前記光学フィルムは589nmにおける屈折率が1.50~1.63である、光学積層体。
  2. シロキサン骨格を有する化合物の含有量は、前記機能層の質量に対して50質量%以上である、請求項1に記載の光学積層体。
  3. シロキサン骨格を有する化合物は、式(1):
    Figure 2024004123000020
    [式(1)中、Aは、炭素数1~20のアルカンジイル基又は炭素数3~20のシクロアルカンジイル基を表し、前記アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基を構成する-CH-は、それぞれ-O-又は-CO-に置換されていてもよく、
    及びRは、互いに独立に炭素数1~6のアルキル基を表し、
    、R、R及びRは、互いに独立に、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基又は炭素数6~12のアリール基を表し、
    aは0~2の整数を表す]
    で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物である、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  4. 式(1)で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物は、テトラアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、アリールアルコキシシラン及び/又はそのオリゴマー、並びにビス(トリアルコキシシリル)アルカン及び/又はそのオリゴマーからなる群から選択される少なくとも1つの加水分解縮合物である、請求項3に記載の光学積層体。
  5. シロキサン骨格を有する化合物は、2種以上の式(1)で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物である、請求項3に記載の光学積層体。
  6. シロキサン骨格を有する化合物は、2種以上の式(1)で表される化合物及び/又はそのオリゴマーの加水分解縮合物である、請求項4に記載の光学積層体。
  7. 前記組成物は、ウレタン(メタ)アクリル系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  8. 前記組成物は、ポリスチレンスルホン酸系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  9. 黄色度は5.0以下である、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  10. 前記機能層は、プラズマ処理後の水接触角が1~33°である、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  11. 前記光学フィルムの一方の面に前記機能層を有し、該光学フィルムの該機能層とは反対の面に、さらにJIS K 5600-5-4 に準拠して測定された鉛筆硬度がH以上である第2の機能層を有する、請求項1又は2に記載の光学積層体。
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