JP6221017B1 - 光学積層体、偏光板及び表示装置 - Google Patents

Abstract

透光性基体上に光学機能層が少なくとも１層以上積層されてなる光学積層体であって、光学機能層の少なくとも一方の面に凹凸形状が形成されており、光学機能層が２種類の無機微粒子と樹脂粒子とを含有し、光学積層体が以下の条件式（１）〜（４）を満足する内部ヘイズＸと、全ヘイズＹとを有し、（１）Ｙ＞Ｘ、（２）Ｙ≦Ｘ＋１７、（３）Ｙ≦５７、（４）１９≦Ｘ≦４０、０．５ｍｍ幅の光学くしを用いた透過像鮮明度が３０〜７０％であり、光学機能層の最表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が、測定面積１ｍｍ２当たりの６００個以上であることを特徴とする、光学積層体。

Description

本発明は、防眩性フィルムに好適な光学積層体、並びに、これを用いた偏光板及び表示装置に関するものである。

防眩性フィルムは、その表面の凹凸構造で外光を散乱させることによって防眩性を発揮する。防眩性フィルムの表面の凹凸構造は、樹脂層内で粒子（フィラー）を凝集させることにより形成される。

防眩性フィルムには、防眩性以外に耐ギラツキ性、高コントラストなどの機能が求められる。従来、粒子（フィラー）の形状、粒径、屈折率、塗料物性（粘度）、塗工プロセスなどの調整により、表面の凹凸構造（外部散乱）と内部散乱との最適化を図り、防眩性、耐ギラツキ性、コントラストの改善が図られてきた。ただし、防眩性、耐ギラツキ性及びコントラストは、トレードオフの関係にある。

防眩性は、粒径の大きいフィラーの使用、フィラー添加量の増量、フィラーの凝集を強めることにより高くなる。この場合、凹凸サイズが大きくなることで防眩性は高まるが、レンズ効果の増加により耐ギラツキ性が悪化する。

耐ギラツキ性は、樹脂との屈折率差の大きいフィラーの使用やフィラー添加量の増量による内部散乱の増加により良化するが、拡散光が増加するため、コントラストは低下する。

コントラストは、内部散乱を低下させることで良化するが、耐ギラツキ性は悪化する。また、低反射層を設けることでもコントラストは良化するが、多層構成となるためコスト面で不利になる。

国際公開第２００８／０９３７６９号 国際公開第２００７／１１１０２６号 特開２０１１−２３２６８３号公報

近年の画像パネルの高精細化により、既存の防眩性フィルムの耐ギラツキ性は不十分であり、防眩性とコントラストとを維持しつつ、耐ギラツキ性を向上させた防眩性フィルムが求められている。

それ故に、本発明は、画像表示パネル、特に、２００ｐｐｉ以上の高精細な画像表示パネルに適用した場合に、防眩性及びコントラストを維持しつつ、ギラツキを抑制できる光学積層体、並びに、これを用いた偏光板及び画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、透光性基体上に光学機能層が少なくとも１層以上積層されてなる光学積層体に関するものである。当該光学積層体の光学機能層の少なくとも一方の面に凹凸形状が形成されており、光学機能層が２種類の無機微粒子と樹脂粒子とを含有し、光学積層体が以下の条件式（１）〜（４）を満足する内部ヘイズＸと、全ヘイズＹとを有し、
Ｙ＞Ｘ ・・・（１）
Ｙ≦Ｘ＋１７ ・・・（２）
Ｙ≦５７ ・・・（３）
１９≦Ｘ≦４０ ・・・（４）
０．５ｍｍ幅の光学くしを用いた透過像鮮明度が３０〜７０％であり、光学機能層の最表面の表面凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が、測定面積１ｍｍ^２当たり６００個以上である。

本発明によれば、２００ｐｐｉ以上の高精細な画像表示パネルに適用した場合でも、防眩性及びコントラストを維持しつつ、ギラツキを抑制できる光学積層体、並びに、これを用いた偏光板及び画像表示装置を提供できる。

図１は、実施形態に係る光学積層体の概略構成を示す断面図である。 図２は、実施形態に係る偏光板の概略構成を示す断面図である。 図３は、実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。 図４は、表１に記載の樹脂粒子（有機フィラー）の添加量と、得られた光学積層体の内部ヘイズとの関係をプロットしたグラフである。 図５は、実施例１〜１４及び比較例１〜１０に係る光学積層体の透過像鮮明度と、高さ０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数とをプロットしたグラフである。 図６は、実施例４、６及び比較例４に係る光学積層体の光学機能層表面の凹凸形状を示す図である。 図７は、表３に示した実施例１〜１４及び比較例１〜１０における樹脂粒子の添加量と、コロイダルシリカの添加量とをプロットしたグラフである。

図１は、実施形態に係る光学積層体の概略構成を示す断面図である。実施形態に係る光学積層体１００は、透光性基体１と、透光性基体１に積層された少なくとも１層の光学機能層２とを備える。光学機能層２の表面には、微細な凹凸が形成されている。この凹凸が外交を乱反射させることによって、光学機能層２が防眩性を発揮する。

透光性基体としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド等の各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。

透光性基体の全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５）は、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、透光性基体の厚さは、光学積層体の生産性やハンドリング性を考慮すると、１〜７００μｍであることが好ましく、２５〜２５０μｍであることがより好ましい。

透光性基体には、光学機能層との密着性を向上させるために、表面改質処理を施すことが好ましい。表面改質処理としては、アルカリ処理、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタ処理、界面活性剤やシランカップリング剤等の塗布、Ｓｉ蒸着等を例示できる。

光学機能層は、基材樹脂と、樹脂粒子（有機フィラー）と、２種類の無機微粒子とを含有する。光学機能層は、電離放射線または紫外線の照射により硬化する基材樹脂と、樹脂粒子と、２種類の無機微粒子とを混合した樹脂組成物を透光性基体に塗布し、塗膜を硬化させることによって形成される。

以下、光学機能層の形成に用いる樹脂組成物の構成成分について説明する。

基材樹脂としては、電離放射線または紫外線の照射により硬化する樹脂を使用できる。

電離放射線の照射により硬化する樹脂材料としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等のラジカル重合性官能基や、エポキシ基、ビニルエーテル基、オキセタン基等のカチオン重合性官能基を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーを単独でまたは混合して使用できる。モノマーとしては、アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、メトキシポリエチレンメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等を例示できる。オリゴマー、プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、多官能ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アルキットアクリレート、メラミンアクリレート、シリコーンアクリレート等のアクリレート化合物、不飽和ポリエステル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや各種脂環式エポキシ等のエポキシ系化合物、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、ジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル等のオキセタン化合物を例示できる。

上述した樹脂材料は、光重合開始剤の添加を条件として、紫外線の照射により硬化させることができる。光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のラジカル重合開始剤、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、メタロセン化合物等のカチオン重合開始剤を単独でまたは混合して使用できる。

光学機能層に添加する樹脂粒子（有機フィラー）は、基材樹脂中で凝集して、光学機能層の表面に微細な凹凸構造を形成する。樹脂粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン系樹脂等の透光性樹脂材料からなるものを使用できる。樹脂粒子の材料の屈折率は、１．４０〜１．７５であることが好ましい。屈折率や樹脂粒子の分散性を調整するために、材質（屈折率）の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合して使用しても良い。

また、樹脂粒子の屈折率をｎ_ｆ及び基材樹脂の屈折率ｎ_ｚは、以下の条件（α）を満足することが好ましく、以下の条件（β）を満足することがより好ましい。
｜ｎ_ｚ−ｎ_ｆ｜≧０．０２５ ・・・（α）
｜ｎ_ｚ−ｎ_ｆ｜≧０．０３５ ・・・（β）

基材となる樹脂材料の屈折率ｎ_ｚと、樹脂粒子の屈折率をｎ_ｆとが、条件（α）を満足しない場合、所望の内部ヘイズを得るためには樹脂粒子の添加量を多くする必要があり、画像鮮明性が悪化する。

樹脂粒子の平均粒径は、０．３〜１０．０μｍであることが好ましく、１．０〜７．０μｍであることがより好ましい。樹脂粒子の平均粒径が０．３μｍ未満の場合、防眩性が低下する。一方、樹脂粒子の平均粒径が１０．０μｍを超えると、光学機能層表面の凹凸高さの面積比を制御できず、耐ギラツキ性が悪化する。

光学機能層の基材樹脂には、２種類の無機微粒子として、第１の無機微粒子及び第２の無機微粒子を添加する。

第１の無機微粒子としては、コロイダルシリカ、アルミナ、酸化亜鉛を単独でまたは混合して使用できる。第１の無機微粒子を添加することにより、樹脂粒子の過剰な凝集が抑制され、光学機能層の表面に形成される凹凸構造を均一化、すなわち、局所的に凹凸が大きくなることを抑制できる。第１の無機微粒子の添加により、防眩性及び高コントラストを維持したまま、耐ギラツキ性を向上できる。

第１の無機微粒子は、平均粒径が１０〜１００ｎｍの無機ナノ粒子であることが好ましい。第１の無機微粒子としてコロイダルシリカを使用する場合は、平均粒径が２０ｎｍ程度であることがより好ましく、第１の無機微粒子としてアルミナまたは酸化亜鉛を使用する場合は、平均粒径が４０ｎｍ程度であることがより好ましい。第１の無機微粒子の添加量は、光学機能層形成用樹脂組成物の全重量に対して０．０５〜１０％であることが好ましく、０．１〜５．０％であることがより好ましい。第１の無機微粒子の添加量がこの範囲を外れると、光学機能層表面の凹凸高さの面積比を制御できず、耐ギラツキ性が悪化する。

第２の無機微粒子は、平均粒径が１０〜２００ｎｍの無機ナノ粒子であることが好ましい。第２の無機微粒子の添加量は、０．１〜５．０％であることが好ましい。第２の無機微粒子としては、例えば、膨潤性粘土を用いることができる。膨潤性粘土は、陽イオン交換能を有し、該膨潤性粘土の層間に溶媒を取り込んで膨潤するものであればよく、天然物であっても合成物（置換体、誘導体を含む）であってもよい。また、天然物と合成物との混合物であってもよい。膨潤性粘土としては、例えば、雲母、合成雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ノントロナイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、層状チタン酸、スメクタイト、合成スメクタイト等を挙げることができる。これらの膨潤性粘土は、１種を使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。

第２の無機微粒子としては、層状有機粘土がより好ましい。本発明において、層状有機粘土とは、膨潤性粘土の層間に有機オニウムイオンを導入したものをいう。有機オニウムイオンは、膨潤性粘土の陽イオン交換性を利用して有機化することができるものであれば制限されない。第２の無機微粒子として、例えば、合成スメクタイト（層状有機粘土鉱物）を使用できる。合成スメクタイトは、光学機能層形成用樹脂組成物の粘性を増加させる増粘剤として機能する。増粘剤としての合成スメクタイトの添加は、樹脂粒子及び第１の無機微粒子の沈降を抑制して、光学機能層の表面の凹凸構造形成に寄与する。

また、第１の無機微粒子と第２の無機微粒子とを併用した場合、光学機能層中で第１の無機微粒子と第２の無機微粒子が凝集体を形成する。この凝集体が樹脂粒子の凝集を抑制し、光学機能層表面の凹凸形状の凹凸高さが平準化されることで、光学機能層表面での光の散乱が均一化され、耐ギラツキ性を向上できる。

また、光学機能層形成用の樹脂組成物には、レベリング剤を添加しても良い。レベリング剤は、乾燥過程の塗膜の表面に配向して、塗膜の表面張力を均一化し、塗膜の表面欠陥を低減させる機能を有する。

更に、光学機能層形成用の樹脂組成物には、適宜有機溶剤を添加しても良い。有機溶剤としては、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族炭化水素等を例示できる。

光学機能層の膜厚は、１．０〜１２．０μｍであることが好ましく、３．０〜１０．０μｍであることが更に好ましい。光学機能層の膜厚が１μｍ未満の場合、酸素阻害による硬化不良を生じ、光学機能層の耐擦傷性が低下しやすくなる。一方、光学機能層の膜厚が１２．０μｍを超えると、基材樹脂層の硬化収縮によるカールが強くなるため好ましくない。

また、光学機能層の膜厚は、樹脂粒子の平均粒径の１１０〜３００％であることが好ましく、１２０〜２５０％であることがより好ましい。光学機能層の膜厚が樹脂粒子の平均粒径の１１０％未満の場合、白味の際立った品位の低い防眩性となってしまう。一方、光学機能層の膜厚が樹脂粒子の平均粒径の３００％を超えると、防眩性が不足するため好ましくない。

また、本実施形態に係る光学積層体は、内部ヘイズＸ及び全ヘイズＹは、以下の条件（１）〜（４）を同時に満足する。
Ｙ＞Ｘ ・・・（１）
Ｙ≦Ｘ＋１７ ・・・（２）
Ｙ≦５７ ・・・（３）
１９≦Ｘ≦４０ ・・・（４）

内部ヘイズＸが条件式（４）を満足せず、１９％未満の場合、耐ギラツキ性が不足する。一方、内部ヘイズＸが条件式（４）を満足せず、４０％を超える場合、コントラストが悪化する。

内部ヘイズＸが以下の条件式（４）’を満足することがより好ましい。内部ヘイズＸが条件式（４）’を満足する場合、耐ギラツキ性とコントラストとの両方をより向上させることができる。
２５≦Ｘ≦３５ ・・・（４）’

また、全ヘイズＹが条件式（３）を満足せず、５７％を超える場合、光学機能層表面の凹凸が大きく、耐ギラツキ性が不足する。

本実施形態に係る光学積層体の透過像鮮明度は、０．５ｍｍ幅の光学くしを用いて測定した測定値が３０〜７０％である。透過像鮮明度が３０％未満の場合、耐ギラツキ性が悪化する。一方、透過像鮮明度が７０％を超えると、防眩性が悪化する。

本実施形態に係る光学機能層表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が測定面積１ｍｍ^２当たり６００個以上である。ここで、凹凸高さとは、測定面の全ての凹凸高さの平均レベル（高さ０）を基準とした、測定面に対して直交する方向の凹部及び凸部のレベル差をいう。凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が測定面積１ｍｍ^２当たり６００個未満の場合、樹脂粒子の凝集により１つの凸部分が占める面積が大きくなるため、２００ｐｐｉ以上の画像表示装置の防眩性フィルムとして光学積層体を用いた場合に耐ギラツキ性が悪化する。

光学機能層の最表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分のうち、面積が１００μｍ^２未満である凸部分の数が、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数の６５％以上であることが好ましい。ここで、凸部分の面積とは、被測定面（光学機能層表面）を平面視したときに、凸部分が被測定面上に占める領域の面積をいう。面積が１００μｍ^２未満である凸部分の数が、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数の６５％未満の場合、単位面積当たりの凸部の数が少なくなり、凹凸が局在化するため、耐ギラツキ性が悪化する。

また、本実施形態に係る光学機能層表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である全ての凸部分の平均面積が５００μｍ^２以下である。凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が１ｍｍ^２当たり６００個以上で、かつ、凸部分の平均面積が５００μｍ^２以下である場合、凸部分それぞれの面積が小さくなり、凹凸表面が精細化されるため、耐ギラツキ性が向上する。

従来、過剰なフィラー凝集を抑制するために、塗料粘度を調整する手法や、塗工時の塗料固形分濃度を高くする手法や、揮発速度の速い溶剤を使用して乾燥時の対流を抑制する手法が採用されてきたが、これらの手法を採用した場合、塗工ムラなどの面状故障が発生しやすくなるという問題がある。これに対して、上記の実施形態で説明したように、２種類の無機微粒子を添加する方法であれば、塗料物性や乾燥速度に影響を与えないため、塗工適性を維持したまま耐ギラツキ性の向上が可能となる。

図２は、実施形態に係る偏光板の概略構成を示す断面図である。偏光板１１０は、光学積層体１００と、偏光フィルム１１とを備える。光学積層体１００は、図１に示したものであり、透光性基体１の光学機能層２が設けられていない側の面に、偏光フィルム（偏光基体）１１が設けられている。偏光フィルム１１は、透明基材３と偏光層４と透明基材５とをこの順に積層したものである。透明基材３及び５、偏光層４の材質は特に限定されるものではなく、通常、偏光フィルムに使用されるものを適宜用いることができる。

図３は、実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。表示装置１２０は、光学積層体１００と、偏光フィルム１１と、液晶セル１３と、偏光フィルム（偏光基体）１２と、バックライトユニット１４とをこの順に積層したものである。偏光フィルム１２は、透明基材６と偏光層７と透明基材８とをこの順に積層したものである。透明基材６及び８、偏光層７の材質は特に限定されるものではなく、通常、偏光フィルムに使用されるものを適宜用いることができる。液晶セル１３は、透明電極を有する一対の透明基材の間に液晶分子が封入された液晶パネルと、カラーフィルタとを備え、透明電極間に印可された電圧に応じて液晶分子の配向を変化させることにより、各画素の光の透過率を制御して像を形成する装置である。バックライトユニット１４は、光源と光拡散板と（いずれも図示せず）を備え、光源から出射された光を均一に拡散させて出射面から出射する照明装置である。

尚、図３に示した表示装置１２０は、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルム、タッチセンサを更に備えていても良い。

本実施形態に係る光学積層体は、ギラツキを抑制する光学機能層に加えて、更に、低屈折率層等の屈折率調整層、帯電防止層、防汚層の少なくとも１層を有していても良い。

低屈折率層は、ギラツキを抑制する光学機能層の上に設けられ、表面の屈折率を低下させることにより反射率を低減するための機能層である。低屈折率層は、ポリエステルアクリレート系モノマー、エポキシアクリレート系モノマー、ウレタンアクリレート系モノマー、ポリオールアクリレート系モノマー等の電離放射線硬化性材料と重合開始剤とを含む塗液を塗布し、塗膜を重合により硬化させて形成できる。低屈折率層には、低屈折粒子としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ、３ＮａＦ・ＡｌＦまたはＡｌＦ（いずれも、屈折率１．４）、または、Ｎａ_３ＡｌＦ_６（氷晶石、屈折率１．３３）等の低屈折材料からなる低屈折率微粒子を分散させても良い。また、低屈折率微粒子としては、粒子内部に空隙を有する粒子を好適に用いることができる。粒子内部に空隙を有する粒子にあっては、空隙の部分を空気の屈折率（≒１）とすることができるため、非常に低い屈折率を備える低屈折率粒子とすることができる。具体的には、内部に空隙を有する低屈折率シリカ粒子を使用することで、屈折率を下げることができる。

帯電防止層は、ポリエステルアクリレート系モノマー、エポキシアクリレート系モノマー、ウレタンアクリレート系モノマー、ポリオールアクリレート系モノマー等の電離放射線硬化性材料と、重合開始剤と、耐電防止剤とを含む塗液を塗布し、重合により硬化させることによって形成できる。帯電防止剤としては、例えば、アンチモンをドープした酸化錫（ＡＴＯ）、スズをドープした酸化インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物系微粒子、高分子型導電性組成物や、４級アンモニウム塩等を使用できる。帯電防止層は、光学積層体の最表面に設けられても良いし、ギラツキを抑制する光学機能層と透光性基体との間に設けられても良い。

防汚層は、光学積層体の最表面に設けられ、光学積層体に撥水性及び／または撥油性を付与することにより、防汚性を高めるものである。防汚層は、珪素酸化物、フッ素含有シラン化合物、フルオロアルキルシラザン、フルオロアルキルシラン、フッ素含有珪素系化合物、パーフルオロポリエーテル基含有シランカップリング剤等をドライコーティングまたはウェットコーティングすることにより形成できる。

上述した低屈折率層、帯電防止層、防汚層の他に、または、低屈折率層、帯電防止層、防汚層に加えて、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層等の少なくとも１層を設けても良い。

以下、実施形態に係る光学積層体を具体的に実施した実施例を説明する。

（光学積層体の製造方法）
透光性基体として、厚さ４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを使用した。透光性基体上に、以下の光学機能層形成用塗工液を塗布し、乾燥（溶媒を揮発）させた後、塗膜を重合により硬化させることによって、光学機能層を形成した。

［光学機能層形成用塗工液］
・基材樹脂：ＵＶ／ＥＢ硬化性樹脂 ライトアクリレートＰＥ−３Ａ（ペンタエリスリトールトリアクリレート、共栄社化学株式会社製）、屈折率１．５２
・樹脂粒子（有機フィラー）：架橋スチレン単分散粒子 ＳＸ３５０Ｈ（綜研化学株式会社製） 平均粒径３．５μｍ、屈折率１．５９５
・コロイダルシリカ：オルガノシリカゾル ＭＥＫ−ＳＴ−４０（日産化学工業株式会社製） 平均粒径１０〜１５ｎｍ
・合成スメクタイト：ルーセンタイト ＳＡＮ（コープケミカル株式会社製）
・フッ素系レベリング剤：メガファック Ｆ−４７１（ＤＩＣ株式会社製） ０．１％
・溶剤：トルエン

尚、樹脂粒子（有機フィラー）、第１の無機微粒子（コロイダルシリカ）及び第２の無機微粒子（合成スメクタイト）の光学機能層形成用塗工液への添加割合は以下の実施例及び比較例の説明で後述する。また、各成分の添加割合は、光学機能層形成用塗工液の全固形分質量に占める割合（質量％）である。ここで、光学機能層形成用塗工液の全固形分とは、溶剤を除く成分を指す。したがって、光学機能層形成用塗工液の全固形分中の樹脂粒子、第１の無機微粒子、第２の無機微粒子の配合割合（質量％）と、光学機能層形成用塗工液の硬化膜である光学機能層中の樹脂粒子、第１の無機微粒子、第２の無機微粒子の含有割合（質量％）とは等しい。

光学積層体の透過像鮮明度、ヘイズ値、膜厚、光学機能層の最表面の凹凸形状の測定方法は以下の通りである。

［透過像鮮明度］
透過像鮮明度は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に従い、写像性測定器（ＩＣＭ−１Ｔ、スガ試験器株式会社製）を用いて、光学くし幅０．５ｍｍで測定した。

［ヘイズ値］
ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に従い、ヘイズメーター（ＮＤＨ２０００、日本電色工業株式会社製）を用いて測定した。ここで、光学積層フィルムのヘイズ値を全ヘイズとした。また、光学積層フィルムの微細凹凸形状が設けられた表面に粘着剤付き透明性シートを貼り合わせて測定したヘイズ値から、粘着剤付き透明性シートのヘイズ値を引いた値を、内部ヘイズとした。尚、粘着材付き透明性シートとして、ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ３８μｍ）に、アクリル系粘着材（厚さ１０μｍ）を塗布したものを用いた。

［膜厚］
光学機能層の膜厚は、リニアゲージ（Ｄ−１０ＨＳ、株式会社尾崎製作所製）を用いて測定した。

＜１．樹脂粒子と内部ヘイズとの関係＞
まず、耐ギラツキ性及びコントラストの両方を良好とする内部ヘイズ（１９〜４０％）を得るために必要な樹脂粒子(有機フィラー)の添加量を調べた。樹脂粒子及び２種類の無機微粒子を表１に記載の添加量で添加した光学機能層形成用塗工液を調整し、上述した作製方法にしたがって光学積層体を作製した。作製した光学積層体の内部ヘイズを求めた。

表１に、樹脂粒子及び２種類の無機微粒子の添加量と、得られた光学積層体の内部ヘイズの値を示す。

図４は、表１に記載の樹脂粒子（有機フィラー）の添加量と、得られた光学積層体の内部ヘイズとの関係をプロットしたグラフである。図４に示す直線は、プロットから得られる回帰直線である。

図４に示す回帰直線から、基材樹脂と樹脂粒子との屈折率差が０．０７５である場合、内部ヘイズの値を１９〜４０％とするためには、樹脂粒子の添加量を７〜１５％とすれば良いことが分かる。

＜２．実施例１〜１４、比較例１〜１０＞
次に、樹脂粒子及び２種類の無機微粒子を下記の表３に記載の添加量で添加した光学機能層形成用塗工液を用いて、実施例１〜１４及び比較例１〜１０に係る光学積層体を作製した。

得られた実施例１〜１２及び比較例１〜１７に係る光学積層体のそれぞれについて、上述した試験方法により、ヘイズ値、透過像鮮明度及び膜厚を測定した。また、得られた光学機能層の最表面に存在する、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数を次の方法により測定した。

［凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数の測定方法］
光学機能層の最表面の凹凸形状は、非接触表面・層断面形状計測システム（測定装置：バートスキャンＲ３３００ＦＬ−Ｌｉｔｅ−ＡＣ、解析ソフトウェア：ＶｅｒｔＳｃａｎ４、株式会社菱化システム製）を用いて、光干渉方式により測定した。測定データを装置の解析ソフトウェアを用いて解析し、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数を解析ソフトウェアで計測した。

表２に、当該計測システムの測定条件及び解析条件を示す。

防眩性、耐ギラツキ性、輝度比については、以下の評価方法にしたがって評価した。

［防眩性の評価方法と評価基準］
防眩性は各実施例及び各比較例の光学積層体を透明な粘着層を介して黒色アクリル板（スミペックス９６０ 住友化学株式会社製）に貼り合せた後、黒アクリル板の中心から垂直に５０ｃｍ離れた場所より照度２５０ｌｘの条件下で見た場合の自分の像（顔）の黒アクリル板への写り込みの有無を任意の１００人の目視判定により評価した。評価結果は、写り込みを感じなかった人が７０人以上の場合を「○」、３０人以上７０人未満の場合を「△」、３０人未満の場合を「×」とした。

［耐ギラツキ性の評価方法と評価基準］
耐ギラツキ性は、各実施例及び各比較例の光学積層体を透明な粘着層を介して液晶モニター（ｉＰａｄ３（第３世代） アップルインコーポレイテッド製、２６４ｐｐｉ、「ｉＰａｄ」は登録商標）の画面表面に貼り合わせた後、液晶モニターを緑色表示状態にし、暗室下で画面表面の中心から垂直に５０ｃｍ離れた場所より液晶モニターを見た場合のギラツキの有無を任意の１００人の目視判定により評価した。評価結果は、ギラツキを感じなかった人が７０人以上の場合を「○」、３０人以上７０人未満の場合を「△」、３０人未満の場合を「×」とした。

［輝度比の評価方法と評価基準］
輝度比は、各実施例及び各比較例の光学積層体と透光性基体を透明な粘着層を介して液晶モニター（ｉＰａｄ３（第３世代） アップルインコーポレイテッド製、２６４ｐｐｉ、「ｉＰａｄ」は登録商標）の画面表面に貼り合わせた後、液晶モニターを白色表示状態にし、暗室下で画面表面の中心から垂直に７０ｃｍ離れた場所より分光放射計（ＳＵ−ＵＬ１Ｒ 株式会社トプコン製）にて輝度を測定した。透光性基体の輝度を１００％として、９３％以上の場合を「○」、９３％未満の場合を「×」とした。

表３に、樹脂粒子及び２種類の無機微粒子の添加量と、得られた光学積層体の全ヘイズ、内部ヘイズ、透過像鮮明度及び膜厚の測定値と、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数と、耐ギラツキ性、防眩性及び輝度比の評価結果とを示す。

また、図５に、実施例１〜１４及び比較例１〜１０に係る光学積層体の透過像鮮明度と、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数とをプロットしたグラフを示す。図５においては、実施例を黒丸でプロットし、比較例を×印でプロットしている。

実施例１〜１２に係る光学積層体の全ヘイズ（Ｙ）及び内部ヘイズ（Ｘ）は、上述した条件式（１）〜（４）を全て満足し、透過像鮮明度も３０〜７０％の範囲内であり、更に、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数も６００個以上であった。そのため、実施例１〜１２に係る光学積層体は、耐ギラツキ性、防眩性及び輝度比のいずれも良好であった。

これに対して、比較例１に係る光学積層体では、樹脂粒子の添加量が少な過ぎるため、内部ヘイズが１９％未満となったことと、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数が６００個未満になったこととにより、耐ギラツキ性が不十分であった。

比較例２及び４に係る光学積層体では、第１の無機微粒子を添加していないことにより、樹脂粒子の凝集が抑制されず、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の測定面積１ｍｍ^２当たりの数が６００個未満となった。この結果、耐ギラツキ性が悪化した。

比較例３、５及び６に係る光学積層体では、透過像鮮明度が７０％を超えたことにより、防眩性が不十分であった。

比較例７〜１０に係る光学積層体では、樹脂粒子の添加量が多すぎるため、内部ヘイズが４０％を越え、輝度比（コントラスト）が悪化した。また、比較例７〜１０に係る光学積層体では、外部ヘイズが５７％を超えたことによって耐ギラツキ性も悪化した。

図６は、実施例４、６及び比較例４に係る光学積層体を上述した非接触表面・層断面形状計測システムを用いて光干渉方式により測定し、光学機能層表面の凹凸形状を画像として出力したものである。より詳細には、図６の左列に示す画像は、光学機能層表面の凹凸形状を３次元画像として出力したものであり、濃淡の濃い部分が基準面に対して凹凸が大きな部分に相当する。図６の右列に示す画像は、光学機能層表面における、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の分布を示す画像であり、濃淡の濃い部分が、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分を表している。尚、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ、実施例６、実施例４及び比較例４に対応する。

図６に示す画像を対比すると、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の単位面積当たりの数が増えると、各凸部分の面積が小さくなると共に凸部分の分布が均一化され、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の単位面積当たりの数が少なくなると、各凸部分の面積が大きくなるため、局所的に凹凸の大きな部分（図６において色の濃い箇所）が多くなることが分かる。実施例１〜１０に係る光学積層体では、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の数が測定面積１ｍｍ^２当たり６００個以上であることによって、凸部分が局在化せずに均一に分布し、この結果、耐ギラツキ性が向上していると考えられる。

表４に、実施例２〜８、１３、比較例４及び７〜１０に係る光学積層体の表面に形成された凸部分の面積分布と、平均面積とを示す。より詳細には、表４の数値は、上述した非接触表面・層断面形状計測システムを用いて光干渉方式により、所定の基準面積内に存在する高さ０．１μｍ以上の凸部分の面積を測定し、１００μｍ^２の面積範囲毎に出現頻度を集計したものである。尚、表４における面積範囲の記載「ａ〜ｂ」は、ａ以上ｂ未満を意味する。例えば、面積範囲「０〜１００」は、０以上１００未満を意味する。また、表４の平均面積は、上述した非接触表面・層断面形状計測システムを用いて、高さ０．１μｍ以上の凸部分の面積及び個数を測定し、これらの測定値から算出したものである。

表４に示すように、実施例２〜８及び１３に係る光学積層体では、高さ０．１μｍ以上の凸部分の数のうち、１００μｍ^２未満の面積を有する凸部の割合が６５％以上である。これに対して、比較例４及び７〜１０に係る光学積層体では、高さ０．１μｍ以上の凸部分の数のうち、１００μｍ^２未満の面積を有する凸部の割合が６５％未満である。表４に示した解析結果からも、凹凸高さが０．１μｍ以上の凸部分の単位面積当たりの数が増えると、各凸部分の面積が小さくなり、凸部分が均一に分布することが分かる。

また、実施例２〜８及び１３に係る光学積層体では、高さ０．１μｍ以上の凸部分の数が測定面積１ｍｍ ^２ 当たり６００個以上で、かつ、高さ０．１μｍ以上の凸部分の平均面積が５００μｍ^２ 以下である。実施例２〜８及び１３では、凸部分の平均サイズが小さくなったことによって、光学機能層表面の凹凸形状が精細になり、この結果、耐ギラツキ性が向上したと考えられる。これに対して、比較例４及び７〜１０に係る光学積層体では、高さ０．１μｍ以上の凸部分の数が測定面積１ｍｍ ^２ 当たり６００個未満であって、高さ０．１μｍ以上の凸部分の平均面積が５００μｍ^２を超えている。比較例４及び７〜１０では、凸部分の平均サイズが大きく、単位面積当たりの凸部分の数も少なくなったことにより、光学機能層表面の凹凸形状が粗くなり、耐ギラツキ性が不十分であると考えられる。

図７は、表３に示した実施例１〜１４及び比較例１〜１０における樹脂粒子の添加量と、コロイダルシリカの添加量とをプロットしたグラフである。図７においても、実施例を黒丸でプロットし、比較例を×印でプロットしている。

図７に示すように、実施例１〜１４における樹脂粒子の添加量及びコロイダルシリカの添加量のプロットが、図７の実線で示す直線以下の領域（ただし、横軸上を除く）であって、かつ、樹脂粒子の添加量が７〜１５％である領域内にある場合に、２００ｐｐｉ以上の高精細な画像表示装置の防眩性フィルムとして用いた場合でも、耐ギラツキ性と防眩性とコントラストとの全てにおいて優れた性能を得られることが確認された。つまり、光学機能層形成用樹脂組成物中の樹脂粒子の含有量をＡ（％）とし、コロイダルシリカの含有量をＢ（％）としたとき、以下の条件式（５）及び（６）を同時に満足した場合に、耐ギラツキ性と防眩性とコントラストとの全てに優れることがわかった。以下の条件式（５）は、実施例２及び１４における樹脂粒子の添加量及びコロイダルシリカの添加量のプロットの両方を通過する直線である。また、以下の条件式（６）は、図４で説明したように、本実施例の構成において、内部ヘイズの値を１９〜４０％の範囲内とするために必要な条件である。
０＜Ｂ≦０．５Ａ−０．０２２５ ・・・（５）
７．０≦Ａ≦１５．０ ・・・（６）

条件式（５）及び（６）を同時に満たさない場合、表３から分かるように、耐ギラツキ性、防眩性、コントラストのいずれかが悪化するため、２００ｐｐｉ以上の高精細な画像表示装置の防眩性フィルムとしての用途には適さなかった。

以上説明したように、実施例１〜１４に係る光学積層体は、２００ｐｐｉ以上の高精細な画像表示装置の防眩性フィルムとして用いた場合でも、耐ギラツキ性と防眩性耐とコントラストとの全てにおいて優れた性能を発揮できることが確認された。

本発明に係る光学積層体は、高精細（例えば、２００ｐｐｉ以上）な画像表示装置に用いる防眩フィルムとして利用できる。

１ 透光性基体
２ 光学機能層
３、５、６、８ 透明基材
４、７ 偏光層
１１、１２ 偏光板
１３ 液晶セル
１４ バックライトユニット
１００ 光学積層体
１１０ 偏光板
１２０ 表示装置

Claims (10)

1. 透光性基体上に光学機能層が少なくとも１層以上積層されてなる光学積層体であって、
   前記光学機能層の少なくとも一方の面に凹凸形状が形成されており、
   前記光学機能層が２種類の無機微粒子と樹脂粒子とを含有し、
   前記光学積層体が以下の条件式（１）〜（４）を満足する内部ヘイズＸと、全ヘイズＹとを有し、
   Ｙ＞Ｘ ・・・（１）
   Ｙ≦Ｘ＋１７ ・・・（２）
   Ｙ≦５７ ・・・（３）
   １９≦Ｘ≦４０ ・・・（４）
   ０．５ｍｍ幅の光学くしを用いた透過像鮮明度が３０〜７０％であり、
   前記光学機能層の最表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である凸部分の数が、測定面積１ｍｍ^２当たり６００個以上であることを特徴とする、光学積層体。
2. 前記光学機能層の最表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である全ての凸部分の数のうち、面積が１００μｍ^２未満である凸部分の数が６５％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
3. 前記光学機能層の最表面の凹凸形状を光干渉方式で計測した場合、凹凸高さが０．１μｍ以上である全ての凸部分の平均面積が５００μｍ^２以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
4. 前記光学機能層が含有する２種類の無機微粒子が、無機ナノ粒子と膨潤性粘土とであることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
5. 前記光学機能層中の前記樹脂粒子の含有割合Ａ（％）と、前記無機ナノ粒子の含有割合Ｂ（％）とが、以下の条件式（５）及び（６）を満足することを特徴とする、請求項４に記載の光学積層体。
   ０＜Ｂ≦０．５０Ａ−０．０２２５ ・・・（５）
   ７．０≦Ａ≦１５．０ ・・・（６）
6. 前記光学機能層が、放射線硬化型樹脂組成物を主成分とする１層以上の光学機能層からなることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
7. 前記光学機能層が含有する２種類の無機微粒子が凝集体を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の光学積層体。
8. 屈折率調整層、帯電防止層、防汚層のうちの少なくとも１層を更に備える、請求項１に記載の光学積層体。
9. 請求項１に記載の光学積層体を構成する前記透光性基体上に、偏光基体が積層されてなることを特徴とする、偏光板。
10. 請求項１に記載の光学積層体を備えることを特徴とする、表示装置。

Images