JP5360617B2 - 光学積層体の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
本願は、日本国特許出願2005−44231号及び同特許出願2005−95835号を基礎とするパリ条約の優先権を伴うものである。従って、本願はこれら特許出願の出願内容の全てを包含するものである。
従って、本発明は防眩性機能と優れたギラツキ防止性を持ち、視認性の高い画像表示を同時に実現することができる光学積層体を製造する方法(および装置)の提供を目的とする。
本発明による製造方法は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材上に凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成することを含んでなり、
前記防眩層の凹凸形状が、
前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzの値が、0.2μm超過(好ましくは0.35μm以上)であり1μm以下(好ましくは0.9μm以下)とされてなるものである。
本発明の別の態様による製造装置は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造装置であって、
前記光透過性基材と凹凸形状を有してなる前記防眩層を供給する供給部と、
前記光透過性基材上に前記防眩層を形成する形成部とを備えてなり、
前記防眩層の凹凸形状が、
前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzの値が、0.2μm超過(好ましくは0.35μm以上)であり1μm以下(好ましくは0.9μm以下)とされてなるものである。
本明細書(実施例等)において使用する用語は下記の通り定義される。
1)10点平均粗さ(Rz)
平均粗さの測定方法は、表面形状を2次元または3次元のプロファイルとして測定する。実際には、走査型プローブ顕微鏡または原子間力顕微鏡を用いて測定する。曲線そのものを客観的に比較するのは一般には困難なため、そのプロファイル曲線データから色々な粗さ指数を計算する。従って、本発明にあっては、上記測定結果を用いて、10点平均粗さ(Rz)を算出する。よって、10点平均粗さ(Rz)とは、平均値からもとめた偏差の値のうち、最大のものから上位5つの偏差の値の平均と、最小のものから下位5つの偏差の値の絶対値の平均の値の和として表される。
2)凹凸の平均間隔をSm(μm)および平均傾斜角をθa
本発明による光学積層体を構成する防眩層は凹凸形状を有する。Sm(μm)とは、この防眩層の凹凸の平均間隔を表し、θa(度)は凹凸部の平均傾斜角を表す。これらは、表面粗さ測定器(型番:SE−3400/(株)小坂研究所製)の取り扱い説明書(1995,07,20改訂)に記載されたものとして定義することができる。θa(度)は角度単位であり、傾斜を縦横比率で表したものがΔaである場合、θa(度)=tan −1 Δa=tan −1 (各凹凸の極小部と極大部の差(各凸部の高さに相当)の総和/基準長さ)で求められる。ここで、「基準長さ」とは、下記の測定条件1:と同じである。
本発明による光学積層体の表面粗さを表すパラメーター(Sm、θa、Rz)を測定する場合、例えば、上記表面粗さ測定器を用いて、下記の測定条件により測定を行うことができ、この測定は本発明にあっては好ましいものである。
測定条件
1)表面粗さ検出部の触針:
型番/SE2555N(2μ標準)(株)小坂研究所製
(先端曲率半径2μm/頂角:90度/材質:ダイヤモンド)
2)表面粗さ測定器の測定条件:
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
ψ≡Rz/Sm
凹凸の平均粗さRzと凹凸の平均間隔Smとの比率ψは、ψ≡Rz/Smで定義し、凹凸の平均粗さRzと凹凸の平均間隔Smの比を取ることで、凹凸の傾斜の傾きを示す指標として用いることができる。凹凸の平均粗さRzと凹凸の平均間隔Smとの比率ψは、ψ≡Rz/Smで定義し、凹凸の平均粗さRzと凹凸の平均間隔Smの比を取ることで、凹凸の傾斜の傾き角を示す指標として用いることができる。
反射Y値は、島津製作所製 MPC3100分光光度計にて、5°正反射率を380〜780nmまでの波長範囲で測定し、その後、人間が目で感じる明度として換算するソフト(MPC3100内蔵)で算出される、視感反射率を示す値である。なお、5°正反射率を測定する場合には、光学積層体であるフィルムの裏面反射を防止するため、測定膜面とは逆側に、黒テープ(寺岡製)を貼って測定する。
4)ヘイズ値、全光線透過率、60度グロスおよびと透過鮮明度
ヘイズ値は、JIS K−7136に従って測定することができる。測定に使用する機器としては、反射・透過率計HR−100(村上色彩技術研究所)が挙げられる。防眩性積層体の全光線透過率は、JIS K−7361に従って、ヘイズ値と同じ測定器で測定できる。なお、ヘイズ、全光線透過率は、塗工面を光源に向けて測定する。60度グロスは、JIS Z8741により、精密光沢計((株)村上色彩研究所製 GM−26D)を用いて測定可能である。測定は、サンプルの裏面反射の影響を除去するため、サンプルの裏面と測定器の黒蓋を両面テープ(寺岡製作所製)で貼り付けた状態で行う。透過鮮明度は、写像性測定器(スガ試験機(株)、品番;「ICM−1DP」)を用いて、JIS K7105に準拠し、4種類の光学櫛(0.125mm、0.5mm、1mm、および2mm)で測定した数値の合計をもって表す。
5)表面ヘイズの定義
本発明で使用している「表面ヘイズ」は、以下のように求められる。防眩層の凹凸上にペンタエリスリトールトリアクリレートなどの樹脂(モノマー又はオリゴマー等の樹脂成分を包含する)をトルエンなどで希釈し、固形分60%としたものをワイヤーバーで乾燥膜厚が8μmとなるように塗布する。これによって、防眩層の表面凹凸がつぶれ、平坦な層となる。ただし、この防眩層を形成する組成物中にレベリング剤などが入っていることで、リコート剤がはじきやすく濡れにくいような場合は、あらかじめ防眩フィルムをケン化処理(2mol/l のNaOH(又はKOH)溶液 55度 3分浸したのち、水洗し、キムワイプで水滴を完全に除去した後、50度オーブンで1分乾燥)により、親水処理を施すとよい。この表面を平坦にしたフィルムは、表面凹凸によるヘイズをもたない、内部ヘイズだけを持つ状態となっている。このヘイズを、内部ヘイズとして求めることができる。そして、内部ヘイズを、元のフィルムのヘイズ(全体ヘイズ)から差し引いた値が、表面凹凸だけに起因するヘイズ(表面ヘイズ)として求められる。
6)防眩層の層厚
防眩層の層厚は、基材の表示面側界面から空気と接する防眩性凹凸最表面までをいう。基材界面から最表面までには、防眩層が一層である場合と、表面調整層、その他光学機能層などが積層され、多層になっている場合がある。
層厚の測定方法
共焦点レーザー顕微鏡(LeicaTCS-NT:ライカ社製:倍率「100〜300倍」)にて、光学積層体の断面を透過観察し、界面の有無を判断し下記の評価基準で判断した。具体的には、ハレーションのない鮮明な画像を得るため、共焦点レーザー顕微鏡に、湿式の対物レンズを使用し、かつ、光学積層体の上に屈折率1.518のオイルを約2ml乗せて観察し判断した。オイルの使用は、対物レンズと光学積層体との間の空気層を消失させるために用いた。
測定手順
1:レーザー顕微鏡観察により平均層厚を測定した。
2:測定条件は、上記の通りであった。
3:1画面につき 凹凸の最大凸部、最小凹部の基材からの膜厚を1点ずつ計2点測定し、それを5画面分、計10点測定し、平均値を算出した。
本発明の製造方法により形成される防眩層の凹凸形状は、後記する「光学積層体」で説明される光学物性を有するものとして形成されものである。本発明の態様によれば、本発明による製造方法により製造される光学積層体は、その防眩層の凹凸形状が、前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなるものである。
本発明の第1の製造方法は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材上に凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成することを含んでなるものである。
本発明による光学積層体(HG)の製造方法について図3を用いて説明する。図3は本発明による光学積層体の断面図を示す。本発明の製造方法は、先ず、光透過性基材2を用意し、次に、この光透過性基材2の上面に防眩層4を形成することより達成されるものである。本発明にあっては、防眩層を形成する方法は様々なものが利用できるが、好ましくは以下の方法が挙げられる。
本発明の第2の製造方法は、本発明の第1の製造方法において、防眩層を形成することが、光透過性基材上に、予め凹凸形状が施された防眩層を形成してなるものである。具体的には、図3を用いて説明することができる。防眩層4は予め凹凸形状が施された防眩層を光透過性基材1上に形成する。防眩層4を形成する際に、好ましくは接着剤(層)又はプライマー等の易接着層を用いて行って良く、または、予め調製した防眩層を光透過性基材2の上面に接着(剤)層を介在させて形成した後に接着(剤)層を硬化等する方法により形成されてもよい。
本発明の第3の製造方法は、本発明の第1の製造方法において、防眩層を形成することが、光透過性基材上に、防眩層を形成し、該防眩層の表面に凹凸形状を形成してなるものである。本発明の好ましい態様によれば、凹凸形状を形成することが、防眩層が有する凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型を用いた賦型処理で行われることが好ましい。具体的には、図3を用いて説明することができる。 光透過性基材1上に防眩層を形成し、その後に、この防眩層の表面に凹凸形状を付与することにより、凹凸形状を有する防眩層4を形成することができる。また、本発明の好ましい態様によれば、防眩層4に凹凸形状を形成する場合、防眩層4が有する凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型を用いて形成することができる。防眩層4自体を形成する方法は、第2の製造方法と同様であってよい。
第4の製造方法は、本発明の第1の製造方法において、防眩層を形成することが、前記光透過性基材上に、防眩層用組成物を付与し、前記凹凸形状を有する防眩層を形成してなるものである。本発明の好ましい態様によれば、凹凸形状を有する防眩層を形成する際に、防眩性用組成物を硬化等する方法を好ましくは用いてよい。図3によれば、防眩層4は樹脂と微粒子とを含んでなるものとして形成されてなる。微粒子は、同一の形状または平均粒径を有するもの、または同一または異なる形状または平均粒径を有するもの、さらには、凝集型微粒子であってよい。他方、本発明にあっては、ポリマーまたは樹脂のみを用いて防眩層を形成してもよい。防眩層4を形成する方法の詳細な説明は後記する「防眩層」の説明内容と同様であってよい。
第5の製造方法は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材を、前記防眩層の表面の凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型に導入し、
該型に防眩層用組成物を付与し、前記光透過性基材上に凹凸形状を有する防眩層を形成することを含んでなるものである。
本発明の好ましい態様によれば、防眩層4の上に表面調整層6を形成する製造方法も提案される。本発明のより好ましい態様によれば、ディスプレイ装置の最表面に配置される光学積層体において、外光の反射や像の映り込みによるコントラストの低下、視認性の低下等を防止するために、光学干渉の原理を用いて光学積層体の低反射化(反射率の低減)を行うことが好ましく、例えば、表面調整層6の表面に、防眩層4または表面調整層6の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層8を形成する製造方法が提案される。
本発明の製造装置により製造される防眩層の凹凸形状は、後記する「光学積層体」で説明される光学物性を有するものとして形成されものである。本発明の好ましい態様によれば、本発明による製造装置により製造される光学積層体は、その防眩層の凹凸形状が、前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとした場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなるものである。
本発明による第1の製造装置は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造装置であって、
光透過性基材と凹凸形状を有してなる防眩層を供給する供給部と、
光透過性基材上に防眩層を形成する形成部とを備えてなるものである。
この装置の概略図は具体的には図示しないが、本発明の第2の製造装置の一態様の概要を示す図4において、ローラーエンボス27とローラー25cとを有しないものと同様であってよい。よって、これら以外の構成については、後記する本発明の第2の製造装置と同様であってよい。
本発明による第2の製造装置は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造装置であって、
光透過性基材と防眩層を供給する供給部と、
光透過性基材上に防眩層を形成し、かつ、防眩層に凹凸形状を施してなる形成部とを備えてなるものである。
本発明の好ましい態様によれば、形成部は、前記防眩層が有する凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型を備えてなるものであり、ローラーエンボス27以外に、平板エンボス板が用いられる。エンボス処理法、ローラーエンボス、平板エンボス板等については、後記する本発明の第4の製造装置で説明するのと同様であってよい。
本発明による第3の製造装置は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造装置であって、
前記光透過性基材を供給する供給部と、
前記光透過性基材上に防眩層用組成物を付与する付与部と
前記防眩層用組成物を硬化し、凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成してなる形成部とを備えてなるものである。
本発明による第4の製造装置は、光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造装置であって、
前記光透過性基材を供給する供給部と、
前記光透過性基材に、前記防眩層の表面に形成される凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型と、
該型に防眩層用組成物を導入する導入部と、
前記防眩層用組成物を硬化し、凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成してなる形成部とを備えてなるものである。
光透過性基材41が、供給部であるニップローラー45aを介しエンボスローラー47に供給される。このエンボスローラー47の表面には、所望の防眩層の凹凸形状と逆形状の凹凸形状42が形成されている。エンボスローラー47の下部には、コーティングヘッド43が設置され、パイプ46により、液溜め(図示せず)より防眩層用組成物44が供給される。供給された防眩層用組成物44が、コーティングヘッド43の上部に向かって開口したスリット49から供給される。エンボスローラー47の凹凸形状42を有する型面に防眩層用組成物44が付与された後、エンボスローラー47が回転(図の矢印方向)し、エンボスローラー47の凹凸形状42と供給部であるニップローラ45aとの間において、光透過性基材41と防眩層用組成物44が密着される。本発明の好ましい態様によれば、防眩層用組成物44を凹凸形状42に付与させた後に、光透過性基材41を形成させることに替えて、光透過性基材41をエンボスローラー47に巻き付けつつ、防眩層用組成物44をそれらの間に供給し、光透過性基材41と防眩層用組成物44の層とを密着させてもよい。
光透過性基材41と防眩層用組成物44の層とが密着されたものを、エンボスローラー47の上部に移動させ、エンボスローラー47の上方に設置された、硬化装置48により硬化処理を行なう。これにより、防眩層用組成物44の層が硬化させれ、光透過性基材41の上に一体形成される。光透過性基材41の上に硬化され防眩層用組成物44の層の光学積層体を、エンボスローラー47の回転に伴い移動させ、剥離ローラ45bにより、エンボスローラー47から剥離し、凹凸形状を有する防眩層を伴った光学積層体が製造される。
本発明の第4の製造装置によれば、微粒子を配合せずに、所望の凹凸形状を有する防眩層を形成した光学積層体を得ることができるとの利点を有する。本発明にあっては、凹凸形状の形成は、成膜された防眩層または成膜中の防眩層に対し、エンボス版(好ましくは、ローラーエンボス)を賦型して、必要に応じて、加熱等の硬化処理を伴ったエンボス法によって行なうことができる。本発明の好ましい態様によれば、所望の凹凸形状と逆の形状を型面に形成した凹凸型を使用し、硬化性の優れた防眩層用組成物を光透過性基材上に付与した後に、硬化処理し、光透過性基材と凹凸形状を有する防眩層を一体化させ、光学積層体として製造することができる。本発明にあっては、防眩層用組成物を付与してから凹凸型で賦型してもよいし、防眩層用組成物を光透過性基材と凹凸型の界面に供給し、防眩層用組成物を凹凸型と光透過性基材の間に介在させて、凹凸形状の形成と防眩層の形成とを同時に行なってもよい。本発明の好ましい態様によれば、エンボスローラ以外に、平板状のエンボス板を用いることもできる。
本発明による光学積層体は、防眩性特性と優れた黒色再現性、コントラストとを兼ね備えたものである。本発明では、この光学積層体をハーフグレア光学積層体(HG)と称する。HGは、従来の優れた防眩性を有するアンチグレア光学積層体(AG)と優れた黒色再現性、コントラストを有するクリアーハードコート(グレア)層に低反射率層を備えた光学積層体(AR)の両特性を兼ね備えたものということができる。具体的には、ハーフグレア光学積層体(HG)の形成方法の一つとして考えられる表面調整層をアンチグレア光学積層体(AG)上に形成させることにより、防眩層の凹凸形状は滑らかになり、更に、アンチグレア(AG)と同等の表面粗さパラメーターを持たせることで、充分な防眩性を付与しつつ、極めて艶黒感の高い防眩性積層体を作製することが可能となる。そこで、本発明による光学積層体(HG)の内容について、従来のARとAGとの対比において説明する。
本発明による製造方法にあっては、防眩層を形成する方法として、光学積層体の表面に、予め調製した防眩層を積層させる方法がある。本発明にあっては、この方法以外に、光学積層体の表面に、1)樹脂に微粒子を添加した防眩性用組成物を用いて凹凸形状を有した防眩層を形成する方法、2)微粒子を添加しないで、樹脂等のみを含んだ防眩性用組成物を用いて凹凸形状を有した防眩層を形成する方法、3)凹凸形状を付与する処理を用いて防眩層を形成する方法等が挙げられる。本発明にあっては、予め防眩層を調製する場合、上記1)〜3)の方法によって別途調製された防眩層であってよい。
本発明による製造方法により形成される防眩層の厚Hμmは、0.5μm以上27μm以下(12μm以下が好ましい)であり、好ましくは下限が1μm以上であり上限が7μm以下である。
防眩層の形成法
防眩層は、微粒子または凝集型微粒子(好ましくは第一微粒子と第二微粒子)と樹脂とを、適切な溶剤、例えば、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類;メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ハロゲン化炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;またはこれらの混合物に混合して得た防眩層用組成物を光透過性基材に塗布することにより形成されてよい。
微粒子は球状、例えば真球状、楕円状、針状等のものであってよく、好ましくは真球状のものが挙げられる。本発明にあっては、微粒子の平均粒子径R(μm)が1.0μm以上20μm以下であり、好ましくは上限が15.0μmであり下限が、3.5μmであるものが好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、微粒子の中でも凝集型微粒子を用いることが好ましい。凝集型微粒子は、同一の微粒子であっても、または平均粒径が異なる複数の微粒子で構成されてよい。本発明の好ましい態様によれば、凝集型微粒子は、第一微粒子とその平均粒径が異なる第二微粒子を含んでなるものが好ましくは挙げられる。また、本発明のより好ましい態様によれば、第二微粒子の単体自体またはその凝集部自体のみでは、前記防眩層において防眩性を発揮しないものが好ましい。
0.25R(好ましくは0.50)≦r≦1.0R(好ましくは0.70)(I)
を満たすものが好ましい。
0.08≦(M1+M2)/M≦0.36 (II)
0≦M2≦4.0M1 (III)
を満たすものが好ましい。
Δn=|n1−n3|<0.15および/またはΔn=|n2−n3|<0.18(IV)
を満たすものが好ましい。
本発明による防眩層は(硬化型)樹脂により形成することができる。本発明において、「樹脂」は、モノマー、オリゴマー等の樹脂成分を包含する概念である。硬化型樹脂としては、透明性のものが好ましく、その具体例としては、紫外線または電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂との混合物、または熱硬化型樹脂の三種類が挙げら、好ましくは電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、防眩層用組成物に、フッ素系またはシリコーン系等のレベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤を添加した防眩層用組成物は、塗布または乾燥時に塗膜表面に対して酸素による硬化阻害を有効に防止し、かつ、耐擦傷性の効果とを付与することを可能とする。レベリング剤は、耐熱性が要求されるフィルム状光透過性基材(例えばトリアセチルセルロース)に好ましくは利用される。
防眩層の形成法
防眩層は、少なくとも一つのポリマーと少なくとも一つの硬化性樹脂前駆体とを、適切な溶媒を用いて混合した防眩層用組成物を光透過性基材に付与し、その後、溶媒の蒸発に伴うスピノーダル分解により、相分離構造を形成する工程と、硬化性樹脂前駆体を硬化させ、少なくとも防眩層を形成する工程とを経ることによりを得ることができる。相分離工程は、通常、ポリマーと硬化性樹脂前駆体と溶媒とを含む混合液(特に均一溶液等の液状組成物)を光透過性基材の表面に塗布又は流延する工程と、塗布層又は流延層から溶媒を蒸発させて規則的又は周期的な平均相間距離を有する相分離構造を形成する工程とで構成されており、硬化性樹脂前駆体を硬化させることにより防眩層を得ることができる。
ポリマーは、スピノーダル分解により相分離可能な複数のポリマー、例えば、セルロース誘導体と、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂等、またはこれらの組合せが挙げられる。硬化性樹脂前駆体は、複数のポリマーのうち、少なくとも一種のポリマーと相溶性を有していてもよい。複数のポリマーのうち、少なくとも1つのポリマーが、硬化性樹脂前駆体の硬化反応に関与する官能基、例えば、(メタ)アクリロイル基等の重合性基を有していてもよい。ポリマー成分としては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。
ポリエステル系樹脂の具体例としては、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を用いた芳香族ポリエステル、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等のポリC2−4アルキレンテレフタレートやポリC2−4アルキレンナフタレート等のホモポリエステル、C2−4アルキレンアリレート単位(C2−4アルキレンテレフタレート及び/又はC2−4アルキレンナフタレート単位)を主成分(例えば、50重量%以上)として含むコポリエステル等、が例示できる。コポリエステルの具体例としては、ポリC2−4アルキレンアリレートの構成単位のうち、C2−4アルキレングリコールの一部を、ポリオキシC2−4アルキレングリコール、C6−10アルキレングリコール、脂環式ジオール(シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香環を有するジオール(フルオレノン側鎖を有する9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、ビスフェノールA、ビスフェノールA−アルキレンオキサイド付加体等)等で置換したコポリエステル、芳香族ジカルボン酸の一部を、フタル酸、イソフタル酸等の非対称芳香族ジカルボン酸、アジピン酸等の脂肪族C6−12ジカルボン酸等で置換したコポリエステルが含まれる。ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリアリレート系樹脂、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸を用いた脂肪族ポリエステル、ε−カプロラクトン等のラクトンの単独又は共重合体も含まれる。好ましいポリエステル系樹脂は、通常、非結晶性コポリエステル(例えば、C2−4アルキレンアリレート系コポリエステル等)等のように非結晶性である。
硬化性樹脂前駆体としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線等)等により反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線等により硬化又は架橋して樹脂(特に硬化又は架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物が使用できる。前記樹脂前駆体としては、例えば、熱硬化性化合物又は樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基等を有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂)]、活性光線(紫外線等)により硬化可能な光硬化性化合物(例えば、光硬化性モノマー、オリゴマーの紫外線硬化性化合物)等が例示でき、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物等であってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂等の光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの硬化性樹脂前駆体のうち、少なくとも2つの成分が、加工温度付近で互いに相分離する組み合わせで使用される。相分離する組み合わせとしては、例えば、(a)複数のポリマー同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体とが非相溶で相分離する組み合わせや、(c)複数の硬化性樹脂前駆体同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ等が挙げられる。これらの組み合わせのうち、通常、(a)複数のポリマー同士の組み合わせや、(b)ポリマーと硬化性樹脂前駆体との組み合わせであり、特に(a)複数のポリマー同士の組み合わせが好ましい。相分離させる両者の相溶性が低い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で両者が有効に相分離し、防眩層としての機能が向上する。
溶媒は、前記ポリマー及び硬化性樹脂前駆体の種類及び溶解性に応じて選択し使用することができ、少なくとも固形分(複数のポリマー及び硬化性樹脂前駆体、反応開始剤、その他添加剤)を均一に溶解できる溶媒であればよく、湿式スピノーダル分解において使用することができる。そのような溶媒としては、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合溶媒であってもよい。
本発明による防眩層は、微粒子を含まない、ポリマー、樹脂等を含んでなる防眩層用組成物を用いて形成した防眩層の表面または防眩層形成中の防眩層の表面に対して、凹凸形状を付与する処理を行って防眩層を形成することができる。この方法については、本発明の製造方法と製造装置の項で説明したのと同様であってよい。
本発明にあっては、防眩層の凹凸表面を調整するために、表面調整層を形成してもよい。この場合、表面調整層は防眩層と一体となって防眩性機能を発揮するものである。従って、表面調整層を形成する場合、表面の凹凸形状の値であるSm、θa、Rz等の光学特性値は本願発明の範囲内にある。付言すれば、防眩層の上に表面調整層が付与される場合、表面調整層の表面凹凸形状が、本発明における防眩層の表面凹凸形状の光学特性値と当然に一致する。以上のことは、表面調整層の下記内容及び実施例からも理解される。
表面調整剤としては、帯電防止剤、屈折率調整剤、防汚染剤、撥水剤、撥油剤、指紋付着防止剤、高硬化剤および硬度調整剤(緩衝性付与剤)からなる群から選択される一種または二種以上の混合物が挙げられる。
表面調整層中に、帯電防止剤を含んでなることにより、光学積層体の表面における塵埃付着を有効に防止することができる。帯電防止剤の具体例としては、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1〜第3アミノ基等のカチオン性基を有する各種のカチオン性化合物、スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基等のアニオン性基を有するアニオン性化合物、アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系等の両性化合物、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化合物、スズおよびチタンのアルコキシドのような有機金属化合物およびそれらのアセチルアセトナート塩のような金属キレート化合物等が挙げられ、さらに上記に列記した化合物を高分子量化した化合物が挙げられる。また、第3級アミノ基、第4級アンモニウム基、または金属キレート部を有し、かつ、電離放射線により重合可能なモノマーまたはオリゴマー、或いは官能基を有するカップリング剤のような有機金属化合物等の重合性化合物もまた帯電防止剤として使用できる。
表面調整層に、屈折率調整剤を添加し、光学積層体の光学特性を調整することが可能となる。屈折率調整剤には、低屈折率剤、中屈折率剤、高屈折率剤等が挙げられる。
低屈折率剤は、その屈折率が防眩層より低いものである。本発明の好ましい態様によれば、防眩層の屈折率が1.5以上であり、低屈折率剤の屈折率が1.5未満であり、好ましくは1.45以下で構成されてなるものが好ましい。
高屈折率剤、中屈折率剤は、反射防止性をさらに向上させるために表面調整層に添加されてよい。高屈折率剤、中屈折率剤の屈折率は1.46〜2.00の範囲内で設定されてよく、中屈折率剤は、その屈折率が1.46〜1.80の範囲内のものを意味し、高屈折率剤は、その屈折率が1.65〜2.00の範囲内のものを意味する。
表面調整層は、レベリング剤を添加することができる。レベリング剤の好ましいものとしては、フッ素系またはシリコーン系等が挙げられる。レベリング剤を添加した表面調整層は、塗工面を良好にし、塗布または乾燥時に塗膜表面に対して酸素による硬化阻害を有効に防止し、かつ、耐擦傷性の効果とを付与することを可能とする。
防汚染剤
表面調整層は防汚染剤を添加することができる。防汚染剤は、光学積層体の最表面の汚れ防止を主目的とし、さらに光学積層体の耐擦傷性を付与することが可能となる。防汚染剤の具体例としては、撥水性、撥油性、指紋拭き取り性を発現するような添加剤が有効である。より具体例としては、フッ素系化合物、ケイ素系化合物、またはこれらの混合化合物が挙げられる。より具体的には、2−パーフロロオクチルエチルトリアミノシラン等のフロロアルキル基を有するシランカップリング剤等が挙げられ、特に、アミノ基を有するものが好ましくは使用することができる。
表面調整層は、表面調整剤と、樹脂(モノマー、オリゴマー等の樹脂成分を包含する)とにより少なくとも調整されてよい。表面調整剤を含まない場合には、この樹脂が高硬化剤として、または防眩層の凹凸を滑らかな面とする役割を担う。
樹脂としてては、透明性のものが好ましく、その具体例としては、紫外線または電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂と溶剤乾燥型樹脂との混合物、または熱硬化型樹脂の三種類が挙げられ、好ましくは電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。
また、電離放射線硬化型樹脂を紫外線硬化型樹脂として使用する場合には、光重合開始剤または光重合促進剤を添加することができる。光重合開始剤としては、ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂系の場合は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等を単独又は混合して用いる。また、カチオン重合性官能基を有する樹脂系の場合は、光重合開始剤として、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタセロン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等を単独又は混合物として用いる。光重合開始剤の添加量は、電離放射線硬化性組成物100重量部に対し、0.1〜10重量部である。
溶剤乾燥型樹脂の添加により、塗布面の塗膜欠陥を有効に防止することができる。本発明の好ましい態様によれば、光透過性基材の材料がTAC等のセルロース系樹脂の場合、熱可塑性樹脂の好ましい具体例として、セルロース系樹脂、例えばニトロセルロース、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、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。
表面調整層を形成する際に、光重合開始剤を用いることができ、その具体例としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンが挙げられる。この化合物は市場入手可能であり、例えば商品名イルガキュア184(チバスペシャリティーケミカルズ社製)が挙げられる。
表面調整層を形成するには、上記成分を溶剤ともに混合した表面調整層用組成物を利用する。溶剤の具体例としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ハロゲン化炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;またはこれらの混合物が挙げられ、好ましくは、ケトン類、エステル類が挙げられる。
表面調整層の形成法
表面調整層は、表面調整層用組成物を防眩層に付与することにより形成されてよい。表面調整層用組成物を塗布する方法としては、ロールコート法、ミヤバーコート法、グラビアコート法等の塗布方法が挙げられる。表面調整層用組成物の塗布後に、乾燥と紫外線硬化を行う。紫外線源の具体例としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯、メタルハライドランプ灯の光源が挙げられる。紫外線の波長としては、190〜380nmの波長域を使用することができる。電子線源の具体例としては、コッククロフトワルト型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、または直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器が挙げられる。
本発明による光学積層体は、光透過性基材と、防眩層と、必要に応じて表面調整層とにより構成されてなるが、さらに任意の層として帯電防止層、低屈折率層、防汚染層等を備えてなるものであってよい。低屈折率層は、防眩層または表面調整層の屈折率よりも低い屈折率を有するものが好ましい。帯電防止層、低屈折率層、防汚染層は表面調整層において説明した、帯電防止剤、低屈折率剤、防汚染剤等に、樹脂等を添加した組成物を調整し、それぞれの層を形成してよい。従って、帯電防止剤、低屈折率剤、防汚染剤、樹脂等も同様であってよい。
光透過性基材は、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度とに優れたものが好ましい。光透過性基材を形成する材料の具体例としては、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、またはポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくはポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテートが挙げられる。その他に、脂環構造を有した非晶質オレフィンポリマー(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)フィルムもあり、これは、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素系重合体樹脂などが用いられる基材で、例えば、日本ゼオン(株)製のゼオネックスやゼオノア(ノルボルネン系樹脂)、住友ベークライト(株)製 スミライトFS-1700、JSR(株)製 アートン(変性ノルボルネン系樹脂)、三井化学(株)製 アペル(環状オレフィン共重合体)、Ticona社製の Topas(環状オレフィン共重合体)、日立化成(株)製 オプトレッツOZ-1000シリーズ(脂環式アクリル樹脂)などが挙げられる。また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ(株)製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好ましい。
本発明による製造方法によって製造される光学積層体は下記の用途を有する。
偏光板
本発明の別の態様によれば、偏光素子と、本発明による光学積層体とを備えてなる偏光板を提供することができる。具体的には、偏光素子の表面に、本発明による光学積層体を該光学積層体における防眩層が存在する面と反対の面に備えてなる、偏光板を提供することができる。
本発明のさらに別の態様によれば、画像表示装置を提供することができ、この画像表示装置は、透過性表示体と、前記透過性表示体を背面から照射する光源装置とを備えてなり、この透過性表示体の表面に、本発明による光学積層体または本発明による偏光板が形成されてなるものである。本発明による画像表示装置は、基本的には光源装置(バックライト)と表示素子と本発明による光学積層体とにより構成されてよい。画像表示装置は、透過型表示装置に利用され、特に、テレビジョン、コンピュータ、ワードプロセッサ等のディスプレイ表示に使用される。とりわけ、CRT、液晶パネル等の高精細画像用ディスプレイの表面に用いられる。
防眩層用組成物の調製
防眩層用組成物1
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を20.28質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂であるDPHAを8.62質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量75,000)を3.03質量部、光硬化開始剤であるイルガキュア184を1.86質量部(チバガイギー(株)製)、光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.31質量部(チバガイギー(株)製)、透光性微粒子としての単分散アクリルビーズを6.39質量部((株)日本触媒製、粒径5.0μm、屈折率1.53)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.013質量部、トルエンを47.60質量部、及び、シクロヘキサノンを11.90質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物1を調製した。
透光性微粒子として粒子径が9.5μmの単分散アクリルビーズ((株)日本触媒製、屈折率1.53)に変えた以外は、防眩層用組成物1と同様にして防眩層用組成物2を調製した。
透光性微粒子として粒子径が13.5μmの単分散アクリルビーズ((株)日本触媒製、屈折率1.53)に変えた以外は、防眩層用組成物1と同様にして防眩層用組成物3を調製した。
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を21.08質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂であるDPHAを10.33質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量75,000)を3.24質量部、光硬化開始剤であるイルガキュア184を2.02質量部(チバガイギー(株)製)、光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.34質量部(チバガイギー(株)製)、透光性微粒子としての単分散アクリルビーズを3.47質量部((株)日本触媒製、粒径13.5μm、屈折率1.53)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.014質量部、トルエンを47.60質量部、及び、シクロヘキサノンを11.90質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物4を調製した。
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を21.88質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂であるDPHAを12.03質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量75,000)を3.46質量部、、光硬化開始剤であるイルガキュア184を2.19質量部(チバガイギー(株)製)、光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.37質量部(チバガイギー(株)製)、透光性微粒子としての単分散アクリルビーズを6.39質量部((株)日本触媒製、粒径9.5μm、屈折率1.53)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.015質量部、トルエンを47.60質量部、及び、シクロヘキサノンを11.90質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物5を調製した。
透光性微粒子として粒子径が5.0μmの粒度分布を持つアクリルビーズ((株)日本触媒製、屈折率1.53)に変えた以外は、防眩層用組成物1と同様にして防眩層用組成物6を調製した。
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を20.28質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂であるDPHAを8.62質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量75,000)を3.03質量部、、光硬化開始剤であるイルガキュア184を1.86質量部(チバガイギー(株)製)、光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.31質量部(チバガイギー(株)製)、第1透光性微粒子としての単分散アクリルビーズを4.80質量部((株)日本触媒製、粒径9.5μm、屈折率1.53)第2透光性微粒子としての単分散アクリルビーズを1.59質量部((株)日本触媒製、粒径9.5μm、屈折率1.53)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.013質量部、トルエンを47.60質量部、及び、シクロヘキサノンを11.90質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物7を調製した。
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を21.28質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂であるDPHAを8.63質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量75,000)を3.18質量部、、光硬化開始剤であるイルガキュア184を1.96質量部(チバガイギー(株)製)、光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.33質量部(チバガイギー(株)製)、第1の透光性微粒子としてのアクリルビーズを4.96質量部((株)日本触媒製、粒径4.6μm、屈折率1.53)、第2の透光性微粒子としてのアクリルビーズを1.65質量部((株)日本触媒製、粒径3.5μm、屈折率1.53)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.013質量部、トルエンを46.40質量部、及び、シクロヘキサノンを11.60質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物8を調製した。
不定形シリカの防眩層用マット剤インキとして、EXG40−77(V−15M)(不定形シリカインキ、シリカの平均粒径2.5μm、固形分濃度60% 大日精化(株)製)1.77g、および紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を2.93g(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量40,000)を0.37g、光硬化開始剤であるイルガキュア184を0.17g(チバガイギー(株)製)、同じく光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.お6g(チバガイギー(株)製)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.043g、トルエンを7.8g、及び、MIBK(メチルイソブチルケトン)を1.0gを十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径80μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用組成物9を調製した。
表面調整層用組成物1
紫外線硬化型樹脂であるDPHAを39.30質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量40,000)を3.13質量部、光硬化開始剤であるイルガキュア184を2.12質量部(チバガイギー(株)製)、同じく光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.43質量部(チバガイギー(株)製)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.19質量部、トルエンを49.35質量部、及び、シクロヘキサノンを5.48質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して表面調整層用組成物1を調製した。
帯電防止層の材料であるC-4456 S-7(ATO含有導電インキ、ATOの平均粒径300〜400nm、固形分濃度45% 日本ペルノックス(株)製)21.6g、および紫外線硬化型樹脂であるDPHAを28.69g(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、光硬化開始剤であるイルガキュア184を1.56g(チバガイギー(株)製)、MIBK(メチルイソブチルケトン)を33.7g及び、シクロヘキサノンを14.4gを十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して表面調整層用組成物2を調製した。
ジルコニア含有塗料組成物(JSR(株)製、商品名;「KZ7973」、屈折率:1.69の樹脂マトリックス、固形分50%)を用い、樹脂マトリックスの屈折率が、1.60となるように、下記の組成の表面調整層用組成物3を作製した。
紫外線硬化型樹脂であるペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を18.59質量部(日本化薬(株)製、屈折率1.51)、紫外線硬化型樹脂に含有させて樹脂マトリックスを発現させるためのジルコニア17.18質量部(JSR(株)製、商品名;「KZ7973」に含有されているジルコニア、平均粒子径40〜60nm、屈折率2.0)、ジルコニア分散剤1.22質量部(同じくJSR(株)製、商品名;「KZ7973」に含有されているジルコニア分散安定剤)、アクリル系ポリマー(三菱レイヨン製、分子量40,000)を0.94質量部、光硬化開始剤であるイルガキュア184を1.56質量部(チバガイギー(株)製)、同じく光硬化開始剤であるイルガキュア907を0.26質量部(チバガイギー(株)製)、シリコン系レベリング剤10−28(ザ・インクテック(株)製)を0.039質量部、トルエンを14.34質量部、及び、シクロヘキサノンを15.76質量部、MEKを2.80質量部を十分混合して組成物として調製した。この組成物を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して表面調整層用組成物3を調製した。
低屈折率層用組成物1
フッ素系樹脂組成物34.14g(JSR(株)製、商品名;「TM086」)に対し、光重合開始剤(JSR(株)製、商品名;「JUA701」)0.85g、MIBK65gを添加、攪拌の後、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用組成物を調製した。
下記組成表の成分を攪拌した後、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用組成物2を調製した。
表面処理シリカゾル(空隙を有する微粒子) 14.3重量部
(20%メチルイソブチルケトン溶液使用)
ペンタエリスリトールトリアクリレート
(PETA 日本化薬(株)製、屈折率1.51) 1.95重量部
イルガキュア907(チバスペシャリティケミカルズ社製) 0.1重量部
ポリエーテル変性シリコーンオイル TSF4460 0.15重量部
(商品名、GE東芝シリコーン社製)
メチルイソブチルケトン 83.5重量部
帯電防止層の材料はC-4456 S-7(ATO含有導電インキ、ATOの平均粒径300〜400nm、固形分濃度45% 日本ペルノックス(株)製)2.0g、およびメチルイソブチルケトン2.84g、シクロヘキサノン1.22gを添加、攪拌の後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過し、帯電防止層用組成物を調製した。
実施例1
本発明による光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体(HG1)とした。
防眩層の形成
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TD80U、富士写真フイルム(株)製)を透明基材として用い、防眩層用組成物1を、フィルム上にコーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、70℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が30mJになるようハーフキュアでの照射をして塗膜を硬化させ、膜厚が5μmの防眩性ハードコート層を形成した。尚、透光性微粒子は、粒子径が、5.0μの単分散アクリルビーズを使用した。
表面調整層の形成
防眩層の上に、表面調整層用組成物1を、コーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、70℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が100mJになるよう照射して塗膜を硬化させ、膜厚が3μmの表面調整層を形成した。
防眩層用組成物2を用いた以外は、実施例1と同様にして、光学積層体(HG2)を得た。防眩層用組成物2中の透光性微粒子には、9.5μの単分散アクリルビーズを使用し、表面調整層の膜厚は、4.0μmとなるようにした。
防眩層用組成物3を用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体(HG3)を得た。防眩層用組成物3中の透光性微粒子には、13.5μの単分散アクリルビーズを使用した。
防眩層用組成物4を用いた以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。防眩層用組成物4中の透光性微粒子には、13.5μの単分散アクリルビーズを使用し、固形分の総重量における透光性微粒子の比率が、実施例3の1/2となるようにした。
防眩層用組成物5を用いた以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。防眩層用組成物5中の透光性微粒子には、9.5μの単分散アクリルビーズを使用し、固形分の総重量における透光性微粒子の比率が、実施例2の75/1000となるようにした。
防眩層用組成物6を用いた以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。防眩層用組成物6中の透光性微粒子には、5.0μの粒度分布を持つアクリルビーズを使用した。
防眩層用組成物7を用いた以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。防眩層用組成物7中の第1透光性微粒子には、9.5μの単分散アクリルビーズを使用し、第2透光性微粒子には、5.0μの単分散アクリルビーズを使用した。
防眩層用組成物4と、表面調整層用組成物2を使用した以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。表面調整層用組成物2は、導電性を持つ表面調整層を形成する為に、ATO含有した組成物を使用した。光学積層体の表面抵抗値は、2.0×1012Ω/□であった。
本発明による光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体を得た。
帯電防止層の形成
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TD80U、富士写真フイルム(株)製)を光透過性基材として用い、帯電防止用組成物を、フィルム上にコーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、50℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が30mJになるようハーフキュアでの照射をして塗膜を硬化させ、膜厚が1μmの帯電防止層を形成した。
防眩層の形成
帯電防止層の上に、防眩層用組成物4を、コーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、70℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が30mJになるようハーフキュアで照射して塗膜を硬化させ、膜厚が3μmの防眩層を形成した。
表面調整層の形成
防眩層の上に、表面調整層用組成物1を、コーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、70℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が100mJになるよう照射して塗膜を硬化させ、膜厚が3μmの表面調整層を形成して、光学積層体を得た。光学積層体の表面抵抗値は、3.2×1012Ω/□であった。
本発明による光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体を得た。防眩層を作製する時に、防眩層用組成物4を用いた以外は、実施例1と同様にして、防眩層を作製した。更に、表面調整層は、紫外線を照射線量が30mJになるようハーフキュアでの照射をして塗膜を硬化させた以外は、実施例1と同様形成した。
低屈折率層の形成
防眩層の上に、低屈折率層用組成物2を、フィルム上にコーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、50℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が150mJになるよう照射して塗膜を硬化させ、膜厚が98nmの表面調整層を形成して、光学積層体を得た。
本発明による光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体とした。表面調整層を作製する際に、表面調整層組成物3、低屈折率層用組成物1を使用した以外は、実施例10と同様に作製して、光学積層体を得た。表面調整層組成物3は、ジルコニア含有の樹脂マトリックスを用い、表面調整層の屈折率が1.60となるように調製した。
エンボスローラーの調製
鉄製のローラーを準備し、ローラの表面に、100メッシュ(粒径分布;106μm〜150μm)のガラスビーズを用いて、ビーズショットを行なうことにより、凹凸を形成し、得られた凹凸面にクロムを厚みが5μmになるようメッキして、エンボスローラとした。ビーズショットの際の吹付け圧力、吹付けノズルとローラとの間隔等を調製することにより、本発明の光学積層体が有する防眩層の凹凸形状の光学特性に合致したエンボスローラーを作成した。
ポリウレタン樹脂系のプライマー塗料(ザ・インクテック(株)製、ケミカルマットニス用メジウム主剤、硬化剤(XEL硬化剤(D))を、主剤/硬化剤/溶剤の質量比を、10/1/3.3の割合で混合した組成物を用いてグラビアコーティングを行ない、乾燥して、厚み3μmのプライマー層を形成した。溶剤としては、トルエン/メチルエチルケトン=1/1のものを用いた。
図6で表した本発明の第4の製造装置(エンボス装置40)に、調製したエンボスローラーを装着し、また、調製した防眩層用組成物をコーティングヘッドの液溜めに供給した。厚み80μmのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(東洋紡(株)製、品番;A4300)を準備し、エンボスローラに供給した。防眩層用組成物をエンボスローラに塗布し、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムに付与し、続いて、フィルム側より、紫外線光源(フュージョン社製、Dバルブ)を用いて紫外線を照射した後、剥離し、本発明にようる光学積層体を製造した。
従来の防眩性光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体(AG1)とした。80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TD80U、富士写真フイルム(株)製)を透明基材として用い、防眩層用組成物8を、フィルム上にコーティング用巻線ロッド(メイヤーズバー)を用いて塗布し、70℃のオーブン中で1分間加熱乾燥し、溶剤分を蒸発させた後、窒素パージ下(酸素濃度200ppm以下)で、紫外線を照射線量が100mJになるように照射をして塗膜を硬化させ、膜厚が6μmの防眩性ハードコート層を形成した。AG1は、第1の透光性微粒子としてのアクリルビーズを4.96質量部((株)日本触媒製、粒径4.6μm、屈折率1.53)、第2の透光性微粒子としてのアクリルビーズを1.65質量部((株)日本触媒製、粒径3.5μm、屈折率1.53)の混合粒子系の防眩性光学積層体(AG1)である。
従来の防眩性光学積層体を下記の通りにして調製し、光学積層体とした。防眩層用組成物9を用いて、膜厚を3μmとした以外は、比較例1と同様に、作製した。比較例2は、不定形シリカを用いた防眩性光学積層体(AG)である。
下記評価試験の結果を、図7乃至図9、表1(評価3乃至6の結果)に示した。
評価1:平面形状評価試験
実施例と比較例の光学積層体を画像表示装置のパネルに実装し、その表面形状を光学顕微鏡(商品名OLYMPUS製BX60−F3;200倍)にて写真撮影した。その結果は図7に表された通りであった。図7によれば、本発明の光学積層体であるHG1〜HG3のものは、凹凸形状のうねりが滑らかであり、また凹凸形状が鋭利ではなく、表面全体に亘り、非常に緩やかな複数の丘状形状を有していることが理解される。他方、従来の防眩性光学積層体であるAG1は、その表面が人間の皮膚を拡大した写真のように粗さが存在し、凹凸形状鋭利であることが理解される。
実施例と比較例の光学積層体を画像表示装置のパネルに実装し、その表面形状をAFM(商品名:走査型プローブ顕微鏡)にて写真撮影した。その結果は図8と図9に記載した通りであった。図8によれば、本発明の光学積層体であるHG1〜HG3のものは、凹凸形状のうねりが非常に滑らかであり、また凹凸形状が鋭利ではなく、表面全体に亘り、非常に緩やかな複数の丘状形状を有していることが理解される。他方、図9によれば、従来の防眩性光学積層体であるAG1は、その表面が多数の鋭利な凹凸形状で形成されていることが理解される。
実施例と比較例の光学積層体について、本明細書に定義に従って、ヘイズ値(%)、60度グロス、Sm、θa、Rz、反射Y値(5度反射)、表面抵抗を測定し、その結果を表1に記載した。
実施例と比較例の光学積層体のフィルム面と反対側にクロスニコルの偏光板に張り合わせた後、三波長蛍光下で官能評価を行って、艶黒感(艶のある黒色の再現性)を下記基準によって詳細に評価した。
評価基準
評価○:艶のある黒色を再現することができた。
評価△:艶のある黒色を若干再現できたが、製品としては十分ではなかった。
評価×:艶のある黒色を再現することができなかった。
HAKUBA製ビュアー(ライトビュアー7000PRO)上に、0.7mm厚みのガラスに形成されたブラックマトリクスパターン板(105ppi)を、パターン面を下にして置き、その上に得られた光学積層体フィルムを凹凸面を空気側にして載せて、フィルムが浮かないようにフィルムの縁を指で軽く押さえながら、暗室にてギラツキを目視観察し、評価した。
評価基準
評価○:105ppiでギラツキがなく良好であった。
評価×:105ppiでギラツキがみえ不良であった。
得られた光学積層体の裏面に、黒のアクリル板を、光学性粘着剤ではり、水平な机にサンプルをおいて、机より2.5m上方にある白色蛍光灯管(32ワット×2本)のエッジ部分の映りこみを目視観察し、評価した。
評価基準
評価○:エッジが映り込まず、良好な防眩性を有した。
評価×:エッジが映り込み、防眩性に劣った。
Claims (22)
- 光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材上に、表面に凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成することを含んでなり、
前記防眩層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記防眩層の表面における凹凸形状が、
前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 光透過性基材と、該光透過性基材上に、防眩層と、表面調整層とをこれらの順で備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材上に凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成すること、および前記防眩層を形成した後に、前記防眩層上に、表面に凹凸形状を有する前記表面調整層を形成することを含んでなり、
前記表面調整層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記表面調整層の表面における凹凸形状が、
前記表面調整層における凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 光透過性基材と、該光透過性基材上に、防眩層と、前記防眩層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層とをこれらの順で備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材上に凹凸形状を有してなる前記防眩層を形成すること、および前記防眩層を形成した後に、前記防眩層上に、表面に凹凸形状を有する前記低屈折率層を形成することを含んでなり、
前記低屈折率層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記低屈折率層の表面における凹凸形状が、
前記低屈折率層における凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 光透過性基材と、該光透過性基材上に形成された防眩層とを備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材を、前記防眩層の表面の凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型に導入し、
該型に防眩層用組成物を付与し、前記光透過性基材上に、表面に凹凸形状を有する防眩層を形成することを含んでなり、
前記防眩層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記防眩層の表面における凹凸形状が、
前記防眩層の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 光透過性基材と、該光透過性基材上に、防眩層と、表面調整層とをこれらの順で備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材を、前記防眩層の表面の凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型に導入し、該型に防眩層用組成物を付与し、前記光透過性基材上に凹凸形状を有する防眩層を形成すること、および
前記防眩層を形成した後に、前記防眩層上に、表面に凹凸形状を有する前記表面調整層を形成することを含んでなり、
前記表面調整層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記表面調整層の表面における凹凸形状が、
前記表面調整層における凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 光透過性基材と、該光透過性基材上に、防眩層と、前記防眩層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層とをこれらの順で備えてなる光学積層体の製造方法であって、
前記光透過性基材を用意し、
前記光透過性基材を、前記防眩層の表面の凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型に導入し、該型に防眩層用組成物を付与し、前記光透過性基材上に凹凸形状を有する防眩層を形成すること、および
前記防眩層を形成した後に、前記防眩層上に、表面に凹凸形状を有する前記低屈折率層を形成することを含んでなり、
前記低屈折率層の表面が光学積層体の最表面をなし、
前記低屈折率層の表面における凹凸形状が、
前記低屈折率層における凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の平均粗さをRzとし、基準長さを2.5mmとしてSm、θaおよびRzを測定した場合に、
Smが100μm以上600μm以下であり、
θaが0.1度以上1.2度以下であり、
Rzが0.2μm超過1μm以下とされてなり、
ただし、Smが131μm、θaが0.94度、かつRzが0.38μmである場合を除く、製造方法。 - 前記防眩層を形成した後であって前記低屈折率層を形成する前に、前記防眩層上に、表面に凹凸形状を有する表面調整層を形成することを含んでなる、請求項3または6に記載の製造方法。
- Smが100μm以上400μm以下であり、
θaが0.1度以上0.6度以下であり、
Rzが0.2μm超過0.9μm以下である、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の製造方法。 - Rzが0.35μm以上1μm以下である、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の製造方法。
- θaが0.1度以上0.912度以下である、請求項2に記載の製造方法。
- 前記表面調整層の厚みが、0.5μm以上27μm以下である、請求項2、5、または7に記載の製造方法。
- 前記防眩層を形成することが、前記光透過性基材上に、予め凹凸形状が施された防眩層を形成してなるものである、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記防眩層を形成することが、前記光透過性基材上に、防眩層を形成し、該防眩層の表面に凹凸形状を形成してなるものである、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記防眩層の表面に凹凸形状を形成することが、前記防眩層が有する凹凸形状と逆の凹凸形状を有する型を用いた賦型処理である、請求項13に記載の製造方法。
- 前記防眩層を形成することが、前記光透過性基材上に、防眩層用組成物を付与し、前記凹凸形状を有する防眩層を形成してなるものである、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記防眩層用組成物が、樹脂と微粒子とを含んでなる、請求項15に記載の製造方法。
- 前記微粒子が凝集型微粒子である、請求項16に記載の製造方法。
- 前記凝集型微粒子が、同一または異なる平均粒径を有する複数の微粒子である、請求項17に記載の製造方法。
- 前記防眩層用組成物が、微粒子を含まず、少なくとも1つのポリマーと、少なくとも1つの硬化性樹脂前駆体との混合物を含んでなる、請求項15に記載の製造方法。
- 前記防眩層用組成物が、微粒子を含まず、樹脂および/またはポリマーを含んでなる、請求項4ないし6のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記防眩層用組成物を硬化させて、前記光透過性基材上に凹凸形状を有する防眩層を形成する、請求項4ないし6のいずれか一項に記載の製造方法。
- 請求項1〜21のいずれか一項に記載の製造方法により製造された、光学積層体。
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