JP6235287B2 - 光学積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、光学積層体に関する。
液晶ディスプレイ(LCD)、陰極線管表示装置(CRT)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)等の画像表示装置は、外部からの接触によりその表面に傷がつくと、表示画像の視認性が低下する場合がある。このため、画像表示装置の表面保護を目的として、基材層とハードコート層とを含む光学積層体が用いられている。係る構成の光学積層体としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルムからなる基材層とハードコート層とを含み、これらの層の間に各層の形成成分が相溶化した浸透層を設けることによって干渉ムラを抑制するとともに密着性を向上させた光学積層体が挙げられる(例えば、特許文献1)。
また一般に、画像表示装置は、外部から照射された光による表面反射を少なくし、その視認性を高めることが要求される。これに対して、基材層上に反射防止層を形成した光学積層体を用いて、画像表示装置の表面反射を低減させ、視認性を向上させることが行われている。係る構成の光学積層体としては、例えば、反射防止層として、基材層よりも低い屈折率を有する低屈折率層を最表面に設けた光学積層体が挙げられる(例えば、特許文献2)。
特開2012−234163号公報 特開2010−85983号公報
本発明者らは、上記浸透層を備える光学積層体のハードコート層表面に、低屈折率層等の光学機能層をさらに設けると、光学機能層表面が経時的に白化することを発見した。さらに、当該白化の原因について検討したところ、基材フィルム由来の成分が浸透層およびハードコート層を経由して光学機能層表面にブリードアウトするためであることが判明した。
本発明は、基材層とハードコート層とこれらの間に設けられた浸透層とを備え、ハードコート層の浸透層が設けられない側に光学機能層をさらに備える光学積層体において新たに発見された上記白化の問題を改善することにある。
本発明の光学積層体は、熱可塑性樹脂フィルムから形成される基材層と、熱可塑性樹脂フィルムにハードコート層形成用組成物を塗工して形成されたハードコート層と、基材層とハードコート層との間に、ハードコート層形成用組成物が熱可塑性樹脂フィルムに浸透して形成された浸透層と、ハードコート層に光学機能層形成用組成物を塗工して形成された光学機能層と、を備える。該光学機能層は、熱可塑性樹脂フィルムから溶出した熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を含む。熱可塑性樹脂フィルム由来の成分は、光学機能層の表面よりも内部においてより高い濃度で存在する。
1つの実施形態において、上記熱可塑性樹脂フィルムが、(メタ)アクリル系樹脂フィルムである。
1つの実施形態において、上記熱可塑性樹脂フィルム由来の成分が、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤およびオキサジアゾール系紫外線吸収剤から選択される少なくとも1つの紫外線吸収剤である。
1つの実施形態において、上記光学機能層形成用組成物が、硬化性化合物と屈折率が1.44以下である微粒子と防汚剤とを含む。
1つの実施形態において、上記防汚剤が、フッ素含有化合物である。
1つの実施形態において、上記ハードコート層形成用組成物が、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む。
1つの実施形態において、上記ハードコート層形成用組成物が、硬化性化合物としてモノマーとオリゴマーおよび/またはプレポリマーとを含み、硬化性化合物の総量に対するオリゴマーおよびプレポリマーの合計量が20重量%〜90重量%である。
本発明の別の局面によれば、偏光フィルムが提供される。該偏光フィルムは、上記光学積層体を含む。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置が提供される。該画像表示装置は、上記光学積層体を含む。
本発明の光学積層体によれば、浸透層およびハードコート層を経由して光学機能層まで混入した基材フィルム由来の成分を光学機能層の内部で安定に保持することにより、白化の問題を改善することができる。
(a)は本発明の好ましい実施形態による光学積層体の概略断面図であり、(b)は浸透層を有さない光学積層体の概略断面図の一例である。 実施例または比較例の光学積層体に対する精密斜め切削を説明する概略図である。図中の太線で示した部分が測定箇所に対応する。 実施例または比較例の光学積層体の低屈折率層における熱可塑性樹脂フィルム由来の成分の分布を示すグラフである。横軸は測定距離を示し、縦軸は該成分由来のイオン強度を示し、該強度が高いほど高濃度であることを意味する。なお、グラフ中の点線は熱可塑性樹脂フィルムに添加された紫外線吸収剤を示し、実線はグルタルイミド単位を含む熱可塑性樹脂成分を示す。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
A.光学積層体の全体構成
図1(a)は、本発明の好ましい実施形態による光学積層体の概略断面図であり、図1(b)は、浸透層を有さない光学積層体の概略断面図である。図1(a)に示す光学積層体100は、熱可塑性樹脂フィルムから形成される基材層10と、浸透層20と、ハードコート層30と、光学機能層40とをこの順に備える。光学機能層40は、ハードコート層30に光学機能層形成用組成物を塗工して形成される。ハードコート層30は、熱可塑性樹脂フィルムにハードコート層形成用組成物を塗工して形成される。浸透層20は、ハードコート層形成用組成物が熱可塑性樹脂フィルムに浸透して形成される。すなわち、浸透層20とは、熱可塑性樹脂フィルムにおいて、ハードコート層成分が存在している部分である。基材層10は、このようにハードコート層形成用組成物が熱可塑性樹脂フィルムに浸透した際に、熱可塑性樹脂フィルムにおいてハードコート層形成用組成物が到達(浸透)しなかった部分である。一方、図1(b)に示す光学積層体200は、浸透層が形成されていない。図1(a)および(b)に示す境界Aは、熱可塑性樹脂フィルムのハードコート層形成用組成物塗工面により規定される境界である。したがって、境界Aは、光学積層体100においては浸透層20とハードコート層30との境界であり、浸透層が形成されていない光学積層体200においては基材層10’(すなわち、熱可塑性樹脂フィルム)とハードコート層30’との境界である。
本発明の光学積層体は、例えば、偏光フィルム(偏光板とも称される)に適用される。具体的には、本発明の光学積層体は、偏光フィルムにおいて、好ましくは偏光子の視認側に設けられ、偏光子の保護材料として好適に用いられ得る。
B.基材層
基材層は、任意の適切な熱可塑性樹脂フィルムから形成される。より詳細には、基材層は、熱可塑性樹脂フィルムにハードコート層形成用組成物を塗工した際に、熱可塑性樹脂フィルムにおいて、当該ハードコート層形成用組成物が到達(浸透)しなかった部分である。
熱可塑性樹脂フィルムの具体例としては、(メタ)アクリル系樹脂フィルム、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂フィルム;ポリノルボルネンなどのシクロ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、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂フィルムが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂フィルムを基材フィルムとして用いると、浸透層が良好に形成され得る一方で、フィルムの形成成分が溶出しやすく、白化の問題が生じやすい傾向にあるので、本発明の効果がより好適に得られ得る。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
上記熱可塑性樹脂フィルムの波長380nmにおける光の透過率は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは12%以下であり、さらに好ましくは9%以下である。波長380nmの光の透過率がこのような範囲であれば、優れた紫外線吸収能が発現するので、光学積層体の外光等による紫外線劣化が防止され得る。
上記熱可塑性樹脂フィルムの面内位相差Reは、好ましくは10nm以下であり、より好ましくは7nm以下であり、さらに好ましくは5nm以下であり、特に好ましくは3nm以下であり、最も好ましくは1nm以下である。熱可塑性樹脂フィルムの厚み方向位相差Rthは、好ましくは15nm以下であり、より好ましくは10nm以下であり、さらに好ましくは5nm以下であり、特に好ましくは3nm以下であり、最も好ましくは1nm以下である。面内位相差および厚み方向位相差がこのような範囲であれば、位相差に起因する画像表示装置の表示特性への悪影響が顕著に抑制され得る。より具体的には、干渉ムラや3Dディスプレイ用液晶表示装置に用いる場合の3D像の歪みが顕著に抑制され得る。なお、面内位相差Reおよび厚み方向位相差Rthは、それぞれ、以下の式で求められる:
Re=(nx−ny)×d
Rth=(nx−nz)×d
ここで、nxは熱可塑性樹脂フィルムの遅相軸方向の屈折率であり、nyは熱可塑性樹脂フィルムの進相軸方向の屈折率であり、nzは熱可塑性樹脂フィルムの厚み方向の屈折率であり、d(nm)は熱可塑性樹脂フィルムの厚みである。遅相軸は、フィルム面内の屈折率が最大になる方向をいい、進相軸は、面内で遅相軸に垂直な方向をいう。代表的には、ReおよびRthは、波長590nmの光を用いて測定される。
上記(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、(メタ)アクリル系樹脂を含む。(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、例えば、(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含む樹脂成分を含有する成形材料を、押出し成形して得られる。具体例としては、上記範囲の面内位相差および厚み方向位相差を有する(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、例えば、後述のグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いて得ることができる。
上記(メタ)アクリル系樹脂フィルムの透湿度は、好ましくは200g/m・24hr以下であり、より好ましくは80g/m・24hr以下である。本発明によれば、このように透湿度の高い(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いても、(メタ)アクリル系樹脂フィルムとハードコート層との密着性に優れ、かつ、干渉ムラの抑制された光学積層体を得ることができる。なお、透湿度は、例えば、JIS Z 0208に準じた方法により、40℃、相対湿度92%の試験条件で測定することができる。
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、任意の適切な(メタ)アクリル系樹脂を採用し得る。例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂など)、脂環族炭化水素基を有する重合体(例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体など)が挙げられる。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸C1−6アルキルが挙げられる。より好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分(50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が挙げられる。
上記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、好ましくは10000〜500000である。重量平均分子量が小さすぎると、フィルムにした場合の機械的強度が不足する傾向がある。重量平均分子量が大きすぎると、溶融押出時の粘度が高く、成形加工性が低下し、成形品の生産性が低下する傾向がある。
上記(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度は、好ましくは110℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。ガラス転移温度がこのような範囲であれば、耐久性および耐熱性に優れた(メタ)アクリル系樹脂フィルムが得られ得る。ガラス転移温度の上限は特に限定されないが、成形性等の観点から、好ましくは170℃以下である。
上記(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは、正の複屈折を発現する構造単位と負の複屈折を発現する構造単位とを有する。これらの構造単位を有していれば、その存在比を調整して、(メタ)アクリル系樹脂フィルムの位相差を制御することができ、低位相差の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得ることができる。正の複屈折を発現する構造単位としては、例えば、ラクトン環、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ポリオレフィン等を構成する構造単位、後述の一般式(1)で示される構造単位が挙げられる。負の複屈折を発現する構造単位としては、例えば、スチレン系モノマー、マレイミド系モノマー等を由来とする構造単位、ポリメチルメタクリレートの構造単位、後述の一般式(3)で示される構造単位等が挙げられる。本明細書において、正の複屈折を発現する構造単位とは、当該構造単位のみを有する樹脂が正の複屈折特性を示す場合(すなわち、樹脂の延伸方向に遅相軸が発現する場合)の構造単位を意味する。また、負の複屈折を発現する構造単位とは、当該構造単位のみを有する樹脂が負の複屈折特性を示す場合(すなわち、樹脂の延伸方向と垂直な方向に遅相軸が発現する場合)の構造単位を意味する。
上記(メタ)アクリル系樹脂として、ラクトン環構造またはグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が好ましく用いられる。ラクトン環構造またはグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は耐熱性に優れる。より好ましくは、グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂である。グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いれば、上記のように、低透湿、かつ、位相差および紫外線透過率の小さい(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得ることができる。グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂(以下、グルタルイミド樹脂とも称する)は、例えば、特開2006−309033号公報、特開2006−317560号公報、特開2006−328329号公報、特開2006−328334号公報、特開2006−337491号公報、特開2006−337492号公報、特開2006−337493号公報、特開2006−337569号公報、特開2007−009182号公報、特開2009−161744号公報に記載されている。これらの記載は、本明細書に参考として援用される。
好ましくは、上記グルタルイミド樹脂は、下記一般式(1)で表される構造単位(以下、グルタルイミド単位とも称する)と、下記一般式(2)で表される構造単位(以下、(メタ)アクリル酸エステル単位とも称する)とを含む。
式(1)において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、水素、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数5〜15の芳香環を含む置換基である。式(2)において、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、水素、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数5〜15の芳香環を含む置換基である。
グルタルイミド樹脂は、必要に応じて、下記一般式(3)で表される構造単位(以下、芳香族ビニル単位とも称する)をさらに含んでいてもよい。
式(3)において、Rは、水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、炭素数6〜10のアリール基である。
上記一般式(1)において、好ましくは、RおよびRは、それぞれ独立して、水素またはメチル基であり、Rは水素、メチル基、ブチル基、またはシクロヘキシル基であり、さらに好ましくは、Rはメチル基であり、Rは水素であり、Rはメチル基である。
上記グルタルイミド樹脂は、グルタルイミド単位として、単一の種類のみを含んでいてもよいし、上記一般式(1)におけるR、R、およびRが異なる複数の種類を含んでいてもよい。
グルタルイミド単位は、上記一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位をイミド化することにより、形成することができる。また、グルタルイミド単位は、無水マレイン酸等の酸無水物、または、このような酸無水物と炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルコールとのハーフエステル;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸等をイミド化することによっても、形成することができる。
上記一般式(2)において、好ましくは、RおよびRは、それぞれ独立して、水素またはメチル基であり、Rは水素またはメチル基であり、さらに好ましくは、Rは水素であり、Rはメチル基であり、Rはメチル基である。
上記グルタルイミド樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル単位として、単一の種類のみを含んでいてもよいし、上記一般式(2)におけるR、R、およびRが異なる複数の種類を含んでいてもよい。
上記グルタルイミド樹脂は、上記一般式(3)で表される芳香族ビニル単位として、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン等を含み、さらに好ましくはスチレンを含む。このような芳香族ビニル単位を有することにより、グルタルイミド構造の正の複屈折性を低減し、より低位相差の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得ることができる。
上記グルタルイミド樹脂は、芳香族ビニル単位として、単一の種類のみを含んでいてもよいし、RおよびRが異なる複数の種類を含んでいてもよい。
上記グルタルイミド樹脂における上記グルタルイミド単位の含有量は、例えばRの構造等に依存して変化させることが好ましい。グルタルイミド単位の含有量は、グルタルイミド樹脂の総構造単位を基準として、好ましくは1重量%〜80重量%であり、より好ましくは1重量%〜70重量%であり、さらに好ましくは1重量%〜60重量%であり、特に好ましくは1重量%〜50重量%である。グルタルイミド単位の含有量がこのような範囲であれば、耐熱性に優れた低位相差の(メタ)アクリル系樹脂フィルムが得られ得る。
上記グルタルイミド樹脂における上記芳香族ビニル単位の含有量は、目的や所望の特性に応じて適切に設定され得る。用途によっては、芳香族ビニル単位の含有量は0であってもよい。芳香族ビニル単位が含まれる場合、その含有量は、グルタルイミド樹脂のグルタルイミド単位を基準として、好ましくは10重量%〜80重量%であり、より好ましくは20重量%〜80重量%であり、さらに好ましくは20重量%〜60重量%であり、特に好ましくは20重量%〜50重量%である。芳香族ビニル単位の含有量がこのような範囲であれば、低位相差、かつ、耐熱性および機械的強度に優れた(メタ)アクリル系樹脂フィルムが得られ得る。
上記グルタルイミド樹脂には、必要に応じて、グルタルイミド単位、(メタ)アクリル酸エステル単位、および芳香族ビニル単位以外のその他の構造単位がさらに共重合されていてもよい。その他の構造単位としては、例えば、アクリロニトリルやメタクリロニトリル等のニトリル系単量体、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体から構成される構造単位が挙げられる。これらのその他の構造単位は、上記グルタルイミド樹脂中に、直接共重合していてもよいし、グラフト共重合していてもよい。
上記熱可塑性樹脂フィルムは、紫外線吸収剤を含む。紫外線吸収剤としては、上記所望の特性が得られる限りにおいて、任意の適切な紫外線吸収剤が採用され得る。上記紫外線吸収剤の代表例としては、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤、およびオキサジアゾール系紫外線吸収剤が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
上記紫外線吸収剤の含有量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1重量部〜5重量部であり、より好ましくは0.2重量部〜3重量部である。紫外線吸収剤の含有量がこのような範囲であれば、紫外線を効果的に吸収することができ、かつ、フィルム成形時のフィルムの透明性が低下することがない。紫外線吸収剤の含有量が0.1重量部より少ない場合、紫外線の遮断効果が不十分となる傾向がある。紫外線吸収剤の含有量が5重量部より多い場合、着色が激しくなったり、成形後のフィルムのヘイズが高くなり、透明性が悪化したりする傾向がある。
上記熱可塑性樹脂フィルムは、目的に応じて任意の適切な添加剤を含有し得る。添加剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤等の安定剤;ガラス繊維、炭素繊維等の補強材;近赤外線吸収剤;トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモン等の難燃剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤等の帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤;有機フィラーや無機フィラー;樹脂改質剤;可塑剤;滑剤;位相差低減剤等が挙げられる。含有される添加剤の種類、組み合わせ、含有量等は、目的や所望の特性に応じて適切に設定され得る。
上記熱可塑性樹脂フィルムの製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂と、紫外線吸収剤と、必要に応じてその他の重合体や添加剤等とを、任意の適切な混合方法で充分に混合し、予め熱可塑性樹脂組成物としてから、これをフィルム成形することができる。あるいは、熱可塑性樹脂と、紫外線吸収剤と、必要に応じてその他の重合体や添加剤等とを、それぞれ別々の溶液にしてから混合して均一な混合液とした後、フィルム成形してもよい。
上記熱可塑性樹脂組成物を製造するには、例えば、オムニミキサー等、任意の適切な混合機で上記のフィルム原料をプレブレンドした後、得られた混合物を押出混練する。この場合、押出混練に用いられる混合機は、特に限定されるものではなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機等の押出機や加圧ニーダー等、任意の適切な混合機を用いることができる。
上記フィルム成形の方法としては、例えば、溶液キャスト法(溶液流延法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法等、任意の適切なフィルム成形法が挙げられる。溶融押出法が好ましい。溶融押出法は溶剤を使用しないので、製造コストや溶剤による地球環境や作業環境への負荷を低減することができる。
上記溶融押出法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法等が挙げられる。成形温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。
上記Tダイ法でフィルム成形する場合は、公知の単軸押出機や二軸押出機の先端部にTダイを取り付け、フィルム状に押出されたフィルムを巻取って、ロール状のフィルムを得ることができる。この際、巻取りロールの温度を適宜調整して、押出方向に延伸を加えることで、1軸延伸することも可能である。また、押出方向と垂直な方向にフィルムを延伸することにより、同時2軸延伸、逐次2軸延伸等を行うこともできる。
上記熱可塑性樹脂フィルムは、上記所望の位相差が得られる限りにおいて、未延伸フィルムまたは延伸フィルムのいずれでもよい。延伸フィルムである場合は、1軸延伸フィルムまたは2軸延伸フィルムのいずれでもよい。2軸延伸フィルムである場合は、同時2軸延伸フィルムまたは逐次2軸延伸フィルムのいずれでもよい。
上記延伸温度は、フィルム原料である熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度近傍であることが好ましく、具体的には、好ましくは(ガラス転移温度−30℃)〜(ガラス転移温度+30℃)、より好ましくは(ガラス転移温度−20℃)〜(ガラス転移温度+20℃)の範囲内である。延伸温度が(ガラス転移温度−30℃)未満であると、得られるフィルムのヘイズが大きくなり、あるいは、フィルムが裂けたり、割れたりして所定の延伸倍率が得られないおそれがある。逆に、延伸温度が(ガラス転移温度+30℃)を超えると、得られるフィルムの厚みムラが大きくなったり、伸び率、引裂伝播強度、および耐揉疲労等の力学的性質が十分に改善できなかったりする傾向がある。さらに、フィルムがロールに粘着するといったトラブルが発生しやすくなる傾向がある。
上記延伸倍率は、好ましくは1.1〜3倍、より好ましくは1.3〜2.5倍である。延伸倍率がこのような範囲であれば、フィルムの伸び率、引裂伝播強度、および耐揉疲労等の力学的性質を大幅に改善することができる。結果として、厚みムラが小さく、複屈折が実質的にゼロであり(したがって、位相差が小さく)、さらに、ヘイズが小さいフィルムを製造することができる。
上記熱可塑性樹脂フィルムは、その光学的等方性や機械的特性を安定化させるために、延伸処理後に熱処理(アニーリング)等を行うことができる。熱処理の条件は、任意の適切な条件を採用し得る。
上記熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、好ましくは10μm〜200μmであり、より好ましくは20μm〜100μmである。厚みが10μm未満であると、強度が低下するおそれがある。厚みが200μmを超えると、透明性が低下するおそれがある。
上記熱可塑性樹脂フィルムの表面の濡れ張力は、好ましくは40mN/m以上、より好ましくは50mN/m以上、さらに好ましくは55mN/m以上である。表面の濡れ張力が40mN/m以上であると、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層との密着性がさらに向上する。表面の濡れ張力を調整するために、任意の適切な表面処理を施すことができる。表面処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン吹き付け、紫外線照射、火炎処理、化学薬品処理が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、コロナ放電処理、プラズマ処理である。
C.浸透層
浸透層は、上記のとおり、熱可塑性樹脂フィルムにハードコート層形成用組成物が浸透することにより形成される。言い換えれば、浸透層は熱可塑性樹脂フィルムを形成する熱可塑性樹脂とハードコート層を形成する成分との相溶化領域の一部に対応し得る。
上記浸透層において、熱可塑性樹脂フィルムを形成する熱可塑性樹脂の濃度が、ハードコート層側から基材層側にかけて連続的に高くなることが好ましい。熱可塑性樹脂の濃度が連続的に変化すること、すなわち熱可塑性樹脂の濃度変化に起因する界面が形成されていないことにより界面反射を抑制することができ、干渉ムラの少ない光学積層体を得ることができるからである。
上記浸透層の厚みの下限は、例えば1.2μmであり、好ましくは1.5μmであり、より好ましくは2.5μmであり、さらに好ましくは3μmである。浸透層の厚みの上限は、好ましくは(熱可塑性樹脂フィルムの厚み×70%)μmであり、より好ましくは(熱可塑性樹脂フィルムの厚み×40%)μmであり、さらに好ましくは(熱可塑性樹脂フィルムの厚み×30%)μmであり、特に好ましくは(熱可塑性樹脂フィルム×20%)μmである。浸透層の厚みがこのような範囲であれば、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層との密着性に優れ、かつ、干渉ムラの抑制された光学積層体を得ることができる。なお、浸透層の厚みとは、熱可塑性樹脂フィルムにおいてハードコート層の形成成分が存在している部分の厚みであり、図1を参照して説明すると、熱可塑性樹脂フィルムにおいてハードコート層の形成成分が存在している部分(浸透層)と存在していない部分(基材層)との境界Bと、境界Aとの距離である。浸透層の厚みは、ハードコート層の反射スペクトル、またはSEM、TEM等の電子顕微鏡による観察により測定することができる。反射スペクトルによる浸透層の厚みの測定方法の詳細は、実施例における評価方法として後述する。
1つの実施形態において、上記範囲内の厚みの浸透層を備える本発明の光学積層体は、熱可塑性樹脂フィルムおよびハードコート層の形成材料として屈折率差の大きい材料を選択しても、干渉ムラの発生を防止することができる。例えば、基材層の屈折率とハードコート層の屈折率との差の絶対値を0.01〜0.15とすることができる。もちろん、当該屈折率の差の絶対値を0.01未満に設定することも可能である。
D.ハードコート層
ハードコート層は、上記のとおり、上記熱可塑性樹脂フィルム上にハードコート層形成用組成物を塗工して形成される。ハードコート層形成用組成物は、例えば、熱、光(紫外線等)または電子線等により硬化し得る硬化性化合物を含む。好ましくは、ハードコート層形成用組成物は、光硬化型の硬化性化合物を含む。硬化性化合物は、モノマー、オリゴマーおよびプレポリマーのいずれであってもよい。
上記ハードコート層形成用組成物は、好ましくは、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む。当該2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物に含まれる(メタ)アクリロイル基の個数の上限は、好ましくは100個である。2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、(メタ)アクリル系樹脂との相溶性に優れるので、熱可塑性樹脂フィルムとして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いると、塗工時に(メタ)アクリル系樹脂フィルムに容易に浸透および拡散する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイル」は、メタクリロイルおよび/またはアクリロイルを意味する。
上記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジメチロールプロパントテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオール(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、ジプロピレングリコールジアクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびこれらのオリゴマーまたはプレポリマー等が挙げられる。2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
上記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、好ましくは水酸基を有する。上記ハードコート層形成用組成物が、このような硬化性化合物を含んでいれば、ハードコート層形成時の加熱温度をより低く、加熱時間をより短く設定することができ、加熱による変形が抑制された光学積層体を効率よく生産することができる。また、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)とハードコート層との密着性に優れる光学積層体を得ることができる。水酸基および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が挙げられる。
上記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物の含有割合は、ハードコート層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量に対して、好ましくは30重量%〜100重量%であり、より好ましくは40重量%〜95重量%であり、特に好ましくは50重量%〜95重量%である。このような範囲であれば、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)とハードコート層との密着性に優れ、かつ、干渉ムラの抑制された光学積層体を得ることができる。また、ハードコート層の硬化収縮を有効に防止できる。
上記ハードコート層形成用組成物は、硬化性化合物として、単官能モノマーを含んでいてもよい。単官能モノマーは、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)に容易に浸透するので、単官能モノマーを含んでいれば、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層との密着性に優れ、かつ、干渉ムラの抑制された光学積層体を得ることができる。また、ハードコート層形成用組成物が単官能モノマーを含んでいれば、ハードコート層形成時の加熱温度を低く、加熱時間を短く設定することができ、加熱による変形が抑制された光学積層体を効率よく生産することができる。上記ハードコート層形成用組成物が単官能モノマーを含む場合、単官能モノマーの含有割合は、ハードコート層形成用組成物中の全硬化性化合物に対して、好ましくは40重量%以下であり、より好ましくは30重量%以下であり、特に好ましくは20重量%以下である。単官能モノマーの含有割合が40重量%より多い場合、所望の硬度および耐擦傷性が得られないおそれがある。
上記単官能モノマーの重量平均分子量は、好ましくは500以下である。このような単官能モノマーであれば、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)に容易に浸透および拡散する。このような単官能モノマーとしては、例えば、エトキシ化o−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソホロニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシアクリレート、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
上記単官能モノマーは、好ましくは水酸基を有する。このような単官能モノマーであれば、ハードコート層形成時の加熱温度をより低く、加熱時間をより短く設定することができ、加熱による変形が抑制された光学積層体を効率よく生産することができる。また、上記ハードコート層形成用組成物が、水酸基を有する単官能モノマーを含んでいれば、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)とハードコート層との密着性に優れる光学積層体を得ることができる。このような単官能モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシアクリレート、1,4−シクロヘキサンメタノールモノアクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のN−(2−ヒドロキシアルキル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。なかでも好ましくは、4−ヒドロキシブチルアクリレート、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドである。
上記単官能モノマーの沸点は、ハードコート層形成時における塗布層の加熱温度(後述)より高いことが好ましい。上記単官能モノマーの沸点は、例えば、好ましくは150℃以上であり、より好ましくは180℃以上であり、特に好ましくは200℃以上である。このような範囲であれば、ハードコート層形成時における加熱により単官能モノマーが揮発することを防止でき、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)に単官能モノマーを十分に浸透させることができる。
ハードコート層形成用組成物は、好ましくは、硬化性化合物としてウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマーを含む。ハードコート層形成用組成物がウレタン(メタ)アクリレートおよび/またはウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマーを含んでいれば、柔軟性および熱可塑性樹脂フィルムに対する密着性に優れるハードコート層を形成することができる。上記ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、(メタ)アクリル酸または(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ることができる。ウレタン(メタ)アクリレートおよびウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマーは、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
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。
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。
上記ジイソシアネートとしては、例えば、芳香族、脂肪族また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、およびこれらの水添物等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートおよびウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマーの合計含有割合は、ハードコート層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量に対して、好ましくは20重量%〜90重量%であり、さらに好ましくは25重量%〜85重量%であり、特に好ましくは30重量%〜80重量%である。このような範囲であれば、硬度、柔軟性および密着性のバランスに優れるハードコート層を形成することができる。
上記ハードコート層形成用組成物は、水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーを含んでいてもよい。ハードコート層形成用組成物が水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーを含んでいれば、硬化収縮を低減することができる。また、当該(メタ)アクリル系プレポリマーが水酸基を有していることにより、熱可塑性樹脂フィルム(例えば、(メタ)アクリル系樹脂フィルム)とハードコート層との密着性に優れる光学積層体を得ることができる。水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーは、好ましくは、炭素原子数1〜10の直鎖状または分枝状アルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートから重合されるポリマーである。水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも一つのモノマーから重合されたポリマーが挙げられる。水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーは、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーの含有割合は、ハードコート層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量に対して、好ましくは5重量%〜50重量%であり、より好ましくは10重量%〜30重量%である。このような範囲であれば、塗工性に優れたハードコート層形成用組成物が得られる。また、形成されたハードコート層の硬化収縮を有効に防止できる。
ハードコート層形成用組成物が、硬化性化合物として、モノマーとオリゴマーおよび/またはプレポリマーとを含む場合、硬化性化合物の総量(モノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量)に対するオリゴマーおよびプレポリマーの合計量は、好ましくは20重量〜90重量%、より好ましくは25重量%〜85重量%、さらに好ましくは30重量%〜80重量%である。硬化性化合物中のモノマー配合比が大きくなると、熱可塑性樹脂フィルム由来の成分のブリードアウト量が増大する傾向がある。また、硬化性化合物中のモノマー配合比が小さくなると密着性が悪くなるおそれがある。
上記ハードコート層形成用組成物は、好ましくは、任意の適切な光重合開始剤を含む。光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントン、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、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、チオキサントン系化合物等が挙げられる。
1つの実施形態においては、ハードコート層の基材層とは反対側の表面は、凹凸構造を有する。ハードコート層の表面が凹凸構造であれば、光学積層体に防眩性を付与することができる。このような凹凸構造を形成する方法としては、例えば、ハードコート層形成用組成物に微粒子を含有させる方法が挙げられる。微粒子は無機微粒子であってもよく、有機微粒子であってもよい。無機微粒子としては、例えば、酸化ケイ素微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、酸化亜鉛微粒子、酸化錫微粒子、炭酸カルシウム微粒子、硫酸バリウム微粒子、タルク微粒子、カオリン微粒子、硫酸カルシウム微粒子等が挙げられる。有機微粒子としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂粉末(PMMA微粒子)、シリコーン樹脂粉末、ポリスチレン樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、アクリルスチレン樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン樹脂粉末、ポリオレフィン樹脂粉末、ポリエステル樹脂粉末、ポリアミド樹脂粉末、ポリイミド樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂粉末等が挙げられる。これらの微粒子は、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
上記微粒子の形状は、任意の適切な形状が採用され得る。好ましくは略球形であり、より好ましくはアスペクト比が1.5以下の略球形である。微粒子の重量平均粒径は、好ましくは1μm〜30μmであり、より好ましくは2μm〜20μmである。微粒子の重量平均粒径は、例えば、コールターカウント法により測定できる。
上記ハードコート層形成用組成物が上記微粒子を含む場合、上記微粒子の含有割合は、ハードコート層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量に対して、好ましくは1重量%〜60重量%であり、より好ましくは2重量%〜50重量%である。
上記ハードコート層形成用組成物は、任意の適切な添加剤をさらに含み得る。添加剤としては、例えば、レベリング剤、ブロッキング防止剤、分散安定剤、揺変剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、界面活性剤、触媒、フィラー、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。
上記ハードコート層形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。溶媒としては、例えば、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3,5−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン(CPN)、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸n−ペンチル、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノール、シクロヘキサノール、イソプロピルアルコール(IPA)、酢酸イソブチル、メチルイソブチルケトン(MIBK)、2−オクタノン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
本発明によれば、溶媒を含まないハードコート層形成用組成物、あるいは溶媒として熱可塑性樹脂フィルム形成材料の貧溶媒のみを含むハードコート層形成用組成物を用いても、ハードコート層形成用組成物が熱可塑性樹脂フィルム、好ましくは(メタ)アクリル系樹脂フィルムに浸透して、所望の厚みを有する浸透層を形成することができる。
上記ハードコート層の厚みは、好ましくは1μm〜20μmであり、より好ましくは3μm〜10μmである。
上記ハードコート層中には、熱可塑性樹脂フィルムからハードコート層形成用組成物に溶出した熱可塑性樹脂が存在していてもよい。ハードコート層中に、熱可塑性樹脂フィルムを形成する熱可塑性樹脂が存在する場合、好ましくは当該熱可塑性樹脂の濃度が、浸透層側表面から光学機能層側表面に向かって連続的に低くなる。このような実施形態においては、熱可塑性樹脂の濃度が連続的に変化すること、すなわち熱可塑性樹脂の濃度変化に起因する界面が形成されていないことにより界面反射を抑制することができ、干渉ムラの少ない光学積層体を得ることができる。
E.光学機能層
光学機能層は、上記ハードコート層に光学機能層形成用組成物を塗工して形成される。光学機能層は、熱可塑性樹脂フィルムからハードコート層形成用組成物に溶出し、ハードコート層を経由して混入した熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を含む。該熱可塑性樹脂フィルム由来の成分は、光学機能層において、その表面よりも内部においてより高い濃度で存在する。光学機能層における熱可塑性樹脂フィルム由来の成分の濃度分布は、例えば実施例に記載するように、飛行時間二次イオン質量分析計(TOF−SIMS)を用いて光学機能層の表面および斜め切削断面に存在する元素および分子情報を検出することによって決定できる。この場合、測定領域において、光学機能層の斜め切削断面での当該成分の平均濃度が表面での平均濃度よりも高い場合に、当該成分が光学機能層の表面よりも内部においてより高い濃度で存在すると判断する。
光学機能層中に混入する熱可塑性樹脂フィルム由来の成分としては、フィルムに添加された添加剤、低分子量の熱可塑性樹脂等が挙げられる。なかでも、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤、およびオキサジアゾール系紫外線吸収剤から選択される紫外線吸収剤は上記ハードコート層形成用組成物への移行性が高く、白化の問題を生じさせ易い。本発明においては、これらの白化の原因となり得る熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を光学機能層内部に安定的に保持することにより、白化の問題を改善することができる。1つの実施形態において、本発明の光学積層体は、製造後2週間経過しても実質的に白化の問題が生じない。
光学機能層は、画像表示装置の表示画面の最表面に配置され得ることから防汚性を有することが好ましい。光学機能層の水接触角は、例えば90°以上、好ましくは95°以上、より好ましくは100°以上、さらに好ましくは105°以上である。また、光学機能層のヘキサデカン接触角は、好ましくは35°以上、より好ましくは40°以上、さらに好ましくは45°以上である。
光学機能層の具体例としては、低屈折率層、高屈折率層、防眩層、帯電防止層等が挙げられる。光学機能層が低屈折率層である場合、該低屈折率層は反射防止層として機能し得る。
低屈折率層の屈折率は、ハードコート層の屈折率よりも低い。低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.20〜1.45、より好ましくは1.23〜1.42である。また、低屈折率層の屈折率とハードコート層の屈折率との差は、例えば0.08〜0.33であり得る。なお、本明細書において、屈折率は、波長590nmにおける屈折率を意味する。
光学機能層形成用組成物は、代表的には、硬化性化合物と防汚剤とを含む。光学機能層が低屈折率層である場合、光学機能層形成用組成物(低屈折率層形成用組成物)は、屈折率が1.44以下である低屈折率微粒子をさらに含む。硬化性化合物は、例えば、熱、光(紫外線等)または電子線等により硬化し得る。好ましくは、光学機能層形成用組成物は、光硬化型の硬化性化合物を含む。硬化性化合物は、モノマー、オリゴマーおよびプレポリマーのいずれであってもよい。
光学機能層形成用組成物は、好ましくは2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む。ハードコート層形成用組成物と光学機能層形成用組成物がともに2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する場合、ハードコート層と光学機能層との密着性が向上し得る。2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物としては、ハードコート層形成用組成物に関してD項で記載したものと同様のものを単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
上記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、好ましくは水酸基を有する。光学機能層形成用組成物が、このような硬化性化合物を含んでいれば、ハードコート層と光学機能層との密着性に優れる光学積層体を得ることができる。
上記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物の含有割合は、光学機能層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量に対して、好ましくは50重量%〜100重量%であり、より好ましくは60重量%〜100重量%であり、特に好ましくは70重量%〜100重量%である。このような範囲であれば、ハードコート層と光学機能層との密着性に優れた光学積層体を得ることができる。また、光学機能層の硬化収縮を有効に防止できる。
光学機能層形成用組成物が含み得る他のモノマー、オリゴマーおよびプレポリマーとしては、ハードコート層形成用組成物に関してD項で記載したものと同様のものが挙げられる。
本発明においては、上記防汚剤として、フッ素含有化合物が好ましく用いられ得る。フッ素含有化合物は、光学機能層に防汚性を付与するとともに、光学機能層の低屈折率化にも寄与し得る。一般に、画像表示装置の最表面層において、シリコーン系防汚剤を用いて防汚性に加えて耐擦傷性等を付与することが行なわれているが、本発明においては、フッ素系防汚剤を用いることにより、上記熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を光学機能層内部に安定して保持し得る。本発明で使用するフッ素含有化合物は、ケイ素を含有していなくてもよく、例えばシロキサン結合を含有していない。
フッ素含有化合物は、好ましくは分子中に各々炭素数1〜10のフルオロアルキル基、フルオロアルケニル基またはフルオロアルキレン基を有し、より好ましくは各々炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、パーフルオロアルケニル基またはパーフルオロアルキレン基を有する。これらの基を有するフッ素含有化合物によれば、熱可塑性樹脂フィルム由来の成分のブリードアウトを抑制して、光学機能層内部に安定に保持し得る。
フッ素含有化合物は、さらにエーテル結合を有し得る。エーテル結合の数は、好ましくは1以上であり、より好ましくは2〜30であり、特に好ましくは4〜20である。エーテル結合の数がこのような範囲内であれば、優れた防汚性が得られ得る。
1つの実施形態において、フッ素含有化合物は、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチレン基、パーフルオロイソプロピル基等のパーフルオロアルキル基および/またはヘプタデカフルオロノネニル基等のパーフルオロアルケニル基とエーテル結合とを有し得る。
別の実施形態において、フッ素含有化合物は、テトラフルオロエチレンオキサイド基、ジフルオロメチレンオキサイド基等のパーフルオロアルキレンオキサイド基を有し得る。当該実施形態においては、フッ素含有化合物は、例えば、ポリ(ジフルオロメチレンオキサイド)、ポリ(テトラフルオロエチレンオキサイド)、ポリ(テトラフルオロエチレンオキサイド−コ−ジフルオロメチレンオキサイド)等のポリ(パーフルオロアルキレンオキサイド)であり得る。
フッ素含有化合物は、必要に応じて、任意の適切な反応性基をさらに有していてもよい。反応性基は、代表的には、(メタ)アクリロイル基である。反応性基を有する場合、フッ素含有化合物が光学機能層内で固定され、層中での移動が制限され得る。その結果、フッ素含有化合物と熱可塑性樹脂フィルム由来の成分との接触が低減され、当該接触に起因する熱可塑性樹脂フィルム由来の成分の凝集および析出が抑制され得る。
フッ素含有化合物の重量平均分子量は、比較的小さいかまたは比較的大きいことが好ましい。具体的には、重量平均分子量が300〜8,000または50,000以上であることが好ましく、より好ましくは500〜5,000または100,000〜500,000である。比較的小さい分子量のフッ素含有化合物の場合、表面への移行性に優れることから、光学機能層表面に当該化合物の薄層を好適に形成し得、これにより、熱可塑性樹脂フィルム由来の成分のブリードアウトを抑制し得ると推測される。一方、比較的大きい分子量のフッ素含有化合物の場合、光学機能層内部にて熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を相溶または安定分散等することにより、当該成分のブリードアウトを好適に抑制し得ると推測される。
フッ素含有化合物の配合量は、光学機能層形成用組成物中の全固形分に対して、好ましくは0.5重量%〜30重量%であり、より好ましくは1重量%〜25重量%であり、さらに好ましくは1.5重量%〜20重量%である。
上記光学機能層形成用組成物は、好ましくは、任意の適切な光重合開始剤を含む。また、必要に応じて溶媒および任意の適切な添加剤をさらに含んでいてもよい。光重合開始剤、溶媒および添加剤の具体例としては、ハードコート層形成用組成物に用いられ得るものと同様のものが挙げられる。
上記低屈折率微粒子としては、任意の適切な微粒子が用いられ得る。低屈折率微粒子の屈折率は、好ましくは1.20〜1.44、より好ましくは1.23〜1.40である。低屈折率微粒子としては、例えば、空隙を有する微粒子または低屈折率材料で形成された微粒子が挙げられる。
空隙を有する微粒子としては、中空微粒子または多孔質微粒子が挙げられる。空隙を有する微粒子の形成材料としては、金属、金属酸化物、樹脂等が挙げられる。なかでも、中空シリカ微粒子が好ましく用いられ得る。中空シリカ微粒子には、シランカップリング剤を用いて表面に親油性基や反応性基が導入されていてもよい。
低屈折率材料で形成された微粒子の形成材料としては、上記屈折率を満たす限りにおいて制限はなく、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム等の金属フッ化物が挙げられる。
低屈折率微粒子の平均粒径(平均一次粒子径)は、例えば1nm〜100nmである。平均粒径が当該範囲内であれば、透明性と分散性とを両立することができる。
低屈折率微粒子の詳細に関しては、WO2008/038714、WO2009/025292等の記載を参考にすることができる。
低屈折率微粒子の配合量は、硬化性化合物の総量(モノマー、オリゴマーおよびプレポリマーの合計量)に対して、好ましくは30重量%〜250重量%であり、より好ましくは45重量%〜200重量%であり、さらに好ましくは60重量%〜150重量%である。
光学機能層の厚みは、目的等に応じて任意の適切な値に設定され得る。光学機能層が低屈折率層である場合、その厚みは、例えば10nm〜200nm、好ましくは20nm〜120nmである。
F.光学積層体の製造方法
本発明の光学積層体の製造方法は、熱可塑性樹脂フィルム上にハードコート層形成用組成物を塗布して第1の塗布層を形成すること、第1の塗布層を加熱することおよび第1の塗布層上に光学機能層形成用組成物を塗布して第2の塗布層を形成することを含む。好ましくは、ハードコート層は、加熱後の第1の塗布層を硬化処理して形成される。同様に、光学機能層は、好ましくは第2の塗布層を硬化処理して形成される。第2の塗布層の形成および硬化処理は、通常、第1の塗布層の硬化処理後に行われるが、加熱後の第1の塗布層上に第2の塗布層を形成し、第1および第2の塗布層の硬化処理を同時に行ってもよい。
ハードコート層形成用組成物または光学機能層形成用組成物の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、スロットオリフィスコート法、カーテンコート法、ファウンテンコート法、コンマコート法が挙げられる。
上記第1の塗布層の加熱温度は、ハードコート層形成用組成物の組成に応じて、適切な温度に設定され得、好ましくは、熱可塑性樹脂フィルムに含まれる樹脂のガラス転移温度以下に設定される。熱可塑性樹脂フィルムに含まれる樹脂のガラス転移温度以下の温度で加熱すれば、加熱による変形が抑制された光学積層体を得ることができる。上記第1の塗布層の加熱温度は、例えば、80℃〜140℃である。このような範囲の温度で加熱すれば、ハードコート層形成用組成物中のモノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーが熱可塑性樹脂フィルム中に良好に浸透および拡散する。当該加熱、その後の硬化処理を経て、浸透したハードコート層形成用組成物および熱可塑性樹脂フィルムの形成材料により、上記C項で説明した浸透層が形成される。その結果、熱可塑性樹脂フィルムとハードコート層との密着性に優れ、かつ干渉ムラの抑制された光学積層体を得ることができる。なお、ハードコート層形成用組成物が溶媒を含む場合、当該加熱により、塗布したハードコート層形成用組成物を乾燥させることができる。また、浸透層の厚みは、例えば、加熱温度を上記範囲内で高く設定すること等によって大きくすることができる。
1つの実施形態においては、上記加熱温度はハードコート層形成用組成物中に含まれる2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物および上記単官能モノマーの含有割合に応じて設定され得る。ハードコート層形成用組成物中に含まれる2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物および/または単官能モノマーが多いほど、低温の加熱温度(例えば、80℃〜100℃)で、密着性が優れ、かつ、干渉ムラが抑制された光学積層体が得ることが可能であり、環境負荷が小さく効率のよい製造プロセスとすることができる。
上記硬化処理としては、任意の適切な硬化処理が採用され得る。代表的には、硬化処理は紫外線照射により行われる。紫外線照射の積算光量は、好ましくは200mJ〜400mJである。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。実施例における評価方法は以下のとおりである。また、実施例において、特に明記しない限り、「部」および「%」は重量基準である。
(1)屈折率
アタゴ社製のアッベ屈折率計(商品名:DR−M2/1550)を用い、中間液としてモノブロモナフタレンを選択して測定した。
(2)浸透層の厚み
実施例および比較例で作製した[基材層/浸透層/ハードコート層]の構成を有する積層体の基材層側に、黒色アクリル板(三菱レイヨン社製、厚み2mm)を、厚み20μmのアクリル系粘着剤を介して貼着した。次いで、ハードコート層の反射スペクトルを、瞬間マルチ測光システム(大塚電子社製、商品名:MCPD3700)を用いて以下の条件で測定し、FFTスペクトルのピーク位置から、(ハードコート層+浸透層)の厚みを評価した。なお屈折率は、上記(1)で測定した値を用いた。
・反射スペクトル測定条件
リファレンス:ミラー
アルゴリズム:FFT法
計算波長:450nm〜850nm
・検出条件
露光時間:20ms
ランプゲイン:ノーマル
積算回数:10回
・FFT法
膜厚値の範囲:2〜15μm
膜厚分解能:24nm
また、ハードコート層の厚みは、下記積層体についての上記反射スペクトル測定により評価した。
・積層体:基材フィルムとしてPET基材(東レ社製、商品名:U48−3、屈折率:1.60)を用い、塗布層の加熱温度を60℃とした以外は、実施例1と同様にして得た。
なお、上記積層体に用いられるPET基材には、ハードコート層形成用組成物が浸透しないので、積層体から得られるFFTスペクトルのピーク位置から、ハードコート層のみの厚みが測定される。当該評価の結果、ハードコート層の厚みは6μmであった。
((ハードコート層+浸透層)の厚み)−((ハードコート層)の厚み)から算出される正の値を浸透層の厚みとした。
(3)白化の評価
実施例および比較例で作製した[基材層/浸透層/ハードコート層/低屈折率層]の構成を有する積層体の基材層側に、黒色アクリル板(10cm×10cm)を、厚み20μmのアクリル系粘着剤を介して貼着して評価用試料を作製した。作製した評価用試料(各3サンプル)を60℃、90%の湿熱環境試験器に投入し、3日後にサンプルを取り出して白化の有無を確認した。なお、白化の評価基準は以下のとおりである。
[評価基準]
○:すべてのサンプルで白化なし
△:1〜2サンプルで白化が認められる
×:すべてのサンプルで白化が認められる
××:すべてのサンプルで著しく白化が認められる。
(4)接触角
接触角測定器(協和界面化学社製 製品名「Drop Master DM700」)を用いて、水またはヘキサデカンを1ml滴下し、3秒後の接触角を求めた。
(5)濃度分布測定
図2に示すような精密斜め切削によりフィルム内部を露出させた。測定領域に低屈折率層表面および斜め切削断面が入ることを顕微鏡で確認しながら、TOF−SIMS(ION−TOF社製,製品名「TOF−SIMS5」)にて低屈折率層の表面からハードコート層内部までの正二次イオンラインプロファイルを得た。
<製造例1>基材フィルムAの作製
特開2010−284840号公報の製造例1に記載のイミド化MS樹脂100重量部およびトリアジン系紫外線吸収剤(アデカ社製、商品名:T−712、分子量699)0.62重量部を、2軸混練機にて220℃にて混合し、樹脂ペレットを作製した。得られた樹脂ペレットを、100.5kPa、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度270℃でTダイから押出してフィルム状に成形した(厚み160μm)。さらに当該フィルムを、その搬送方向に150℃の雰囲気下に延伸し(厚み80μm)、次いでフィルム搬送方向と直交する方向に150℃の雰囲気下に延伸して、厚み40μmの基材フィルムA((メタ)アクリル系樹脂フィルム)を得た。得られた基材フィルムAの波長380nmの光の透過率は8.5%、面内位相差Reは0.4nm、厚み方向位相差Rthは0.78nmであった。また得られた基材フィルムAの透湿度は、61g/m・24hrであった。なお、光透過率は、日立ハイテク(株)社製の分光光度計(装置名称;U−4100)を用いて波長範囲200nm〜800nmで透過率スペクトルを測定し、波長380nmにおける透過率を読み取った。また、位相差値は、王子計測機器(株)製 商品名「KOBRA21−ADH」を用いて、波長590nm、23℃で測定した。透湿度は、JIS K 0208に準じた方法により、温度40℃、相対湿度92%の条件で測定した。
<製造例2>中空シリカ微粒子の調製
低屈折率成分として、シリカ系中空微粒子分散ゾル(触媒化成工業社製、商品名:スルーリア1420、平均粒子径60nm、濃度20.5重量%、分散媒:イソプロパノ−ル、粒子屈折率1.30)を用いた。このゾル100gにγ-メタアクリロオキシプロピルトリメトキシシラン1.88gを混合した。得られたオルガノゾル100gに対して28%アンモニア水溶液をアンモニアとして400ppmとなるように加えて40℃で5時間攪拌し、これにより、表面処理したシリカ系中空微粒子分散ゾルを得た(固形分20.3%)。
<実施例1>
ウレタンアクリルオリゴマー(ダイセル・サイテック製、商品名:KRM7804)60部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(大阪有機化学工業社製、商品名:ビスコート#300)40部、レベリング剤(DIC社製、商品名:PC4100)0.5部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3部を混合し、固形分濃度が50%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用組成物を調製した。
製造例1で得られた基材フィルムA上に、得られたハードコート層形成用組成物を塗布して第1の塗布層を形成し、当該第1の塗布層を100℃で1分間加熱した。加熱後の第1の塗布層に高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射して第1の塗布層を硬化させて、[基材層/浸透層/ハードコート層]の構成を有する積層体を得た。
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(大阪有機化学工業社製、商品名:ビスコート#300)50部、製造例2で得られたシリカ系中空微粒子分散ゾル246部(固形分として50部)、4官能フッ素含有化合物(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製、商品名:MT70、固形分80%、主鎖の重量平均分子量が2,000であり、全体の重量平均分子量が3,000である末端4官能のポリ(テトラフルオロエチレンオキサイド−コ−ジフルオロメチレンオキサイド))3.75部(固形分として3部)および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア2959)5部を混合し、固形分濃度が2%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、低屈折率層形成用組成物を調製した。
上記で得られた[基材層/浸透層/ハードコート層]の構成を有する積層体のハードコート層表面に乾燥後の厚みが100nmとなるように低屈折率層形成用組成物を塗布して第2の塗布層を形成し、60℃で1分加熱した。その後、第2の塗布層に高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射して第2の塗布層を硬化させて、[基材層/浸透層/ハードコート層/低屈折率層]の構成を有する光学積層体1を得た。
<実施例2>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の配合量を12.5部(固形分として10部)として低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体2を得た。
<実施例3>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物として、主鎖の重量平均分子量が1,500であり、全体の重量平均分子量が3,000である末端4官能のポリ(テトラフルオロエチレンオキサイド−コ−ジフルオロメチレンオキサイド)(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製、商品名:AD1700、固形分70%)を14.3部(固形分として10部)の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体3を得た。
<実施例4>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物として、重量平均分子量が150,000である多官能のフッ素系ポリマー(ダイキン社製、商品名:AR110、屈折率:1.38、固形分15%)を66.7部(固形分として10部)の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体4を得た。
<実施例5>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を30部とし、かつ、フッ素含有化合物として、重量平均分子量が150,000である多官能のフッ素系ポリマー(ダイキン社製、商品名:AR110、屈折率:1.38、固形分15%)を133.4部(固形分として20部)の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体5を得た。
<実施例6>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物として、フッ素含有3官能(メタ)アクリルモノマー(共栄社化学社製、商品名:LINC−3A、分子量=728)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体6を得た。
<実施例7>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を30部とし、かつ、フッ素含有化合物として、フッ素含有3官能(メタ)アクリルモノマー(共栄社化学社製、商品名:LINC−3A、分子量=728)を20部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体7を得た。
<実施例8>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、側鎖にアクリル基とアルコキシシリル基とを有する多官能シリコーン系化合物(信越化学工業社製、商品名:X−20−1048、アクリル基/アルコキシシリル基=1)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体8を得た。
<実施例9>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、側鎖にアクリル基とアルコキシシリル基とを有する多官能シリコーン系化合物(信越化学工業社製、商品名:X−20−1050、アクリル基/アルコキシシリル基=5)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体9を得た。
<実施例10>
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(新中村化学社製、商品名:A−DPH)100部、レベリング剤(DIC社製、商品名:PC4100)0.5部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3部を混合し、固形分濃度が50%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用組成物を調製したこと以外は実施例1と同様にして光学積層体10を得た。
<実施例11>
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(新中村化学社製、商品名:A−DPH)100部、レベリング剤(DIC社製、商品名:PC4100)0.5部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3部を混合し、固形分濃度が50%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用組成物を調製したこと以外は実施例2と同様にして光学積層体11を得た。
<実施例12>
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(新中村化学社製、商品名:A−DPH)100部、レベリング剤(DIC社製、商品名:PC4100)0.5部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3部を混合し、固形分濃度が50%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用組成物を調製したこと以外は実施例4と同様にして光学積層体12を得た。
<比較例1>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物として、多官能のフッ素変性シリコーン系化合物(信越化学工業社製、商品名:X−40−2729、屈折率:1.42)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C1を得た。
<比較例2>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、末端メタクリル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業社製、商品名:X−22−174DX)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C2を得た。
<比較例3>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、シリコーン系化合物(共栄社化学社製、商品名:KL401)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C3を得た。
<比較例4>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、末端メタクリル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業社製、商品名:X−22−164A)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C4を得た。
<比較例5>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、末端メタクリル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業社製、商品名:X−22−164B)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C5を得た。
<比較例6>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、末端メタクリル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業社製、商品名:X−22−164C)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C6を得た。
<比較例7>
ペンタエリスリトールトリアクリレートの配合量を40部とし、かつ、フッ素含有化合物の代わりに、5官能シリコーン系化合物(Evonik社製、商品名:tego rad 2011)を10部の配合量で用いて低屈折率層形成用組成物を調製したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体C7を得た。
<比較例8>
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)(新中村化学社製、商品名:A−DPH)100部、レベリング剤(DIC社製、商品名:PC4100)0.5部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、商品名:イルガキュア907)3部を混合し、固形分濃度が50%となるように、メチルイソブチルケトンで希釈して、ハードコート層形成用組成物を調製したこと以外は、比較例1と同様にして光学積層体C8を得た。
上記実施例および比較例で得た光学積層体の評価結果を表1に示す。また、実施例1ならびに比較例1および比較例2で得た光学積層体(製造から72時間後)の低屈折率層における(メタ)アクリル系樹脂フィルム由来の成分の分布を調べた結果を図3に示す。
表1から明らかなように、本発明の光学積層体は、白化の問題が顕著に改善されている。また、図3のグラフから、実施例1の光学積層体においては、低屈折率層の表面よりも内部においてより高濃度で熱可塑性樹脂フィルム由来の成分が存在していることがわかる。
なお、比較例の光学積層体の低屈折率層表面に生じた析出物を分析したところ、該析出物は基材フィルムAに添加したトリアジン系紫外線吸収剤およびグルタルイミド構造単位を含む樹脂成分を含んでいた。また、比較例1と比較例8とを比較すると、比較例1の方が白化が軽微であった。このことから、ハードコート層形成用組成物におけるモノマーの配合比を減少させることによっても、白化を低減し得ることがわかる。
本発明の光学積層体は、画像表示装置に好適に用いられ得る。本発明の光学積層体は、画像表示装置の前面板または偏光子の保護材料として好適に用いられ得、とりわけ、液晶表示装置(なかでも、3次元液晶表示装置)の前面板として好適に用いられ得る。
10 基材層
20 浸透層
30 ハードコート層
40 光学機能層
100、200 光学積層体

Claims (7)

  1. 熱可塑性樹脂フィルムから形成される基材層と、
    熱可塑性樹脂フィルムにハードコート層形成用組成物を塗工して形成されたハードコート層と、
    基材層とハードコート層との間に、ハードコート層形成用組成物が熱可塑性樹脂フィルムに浸透して形成された浸透層と、
    ハードコート層に光学機能層形成用組成物を塗工して形成された光学機能層と、を備え、
    光学機能層が、熱可塑性樹脂フィルムから溶出した熱可塑性樹脂フィルム由来の成分を含み、
    光学機能層形成用組成物が、硬化性化合物と屈折率が1.44以下である微粒子と防汚剤とを含み、
    光学機能層形成用組成物における微粒子の配合量が、硬化性化合物の総量に対して30重量%〜250重量%であり、
    防汚剤が、フッ素含有化合物であり、
    熱可塑性樹脂フィルム由来の成分が、光学機能層の表面よりも内部においてより高い濃度で存在する、光学積層体。
  2. 前記熱可塑性樹脂フィルムが、(メタ)アクリル系樹脂フィルムである、請求項1に記載の光学積層体。
  3. 前記熱可塑性樹脂フィルム由来の成分が、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾオキサジン系紫外線吸収剤およびオキサジアゾール系紫外線吸収剤から選択される少なくとも1つの紫外線吸収剤である、請求項1または2に記載の光学積層体。
  4. 前記ハードコート層形成用組成物が、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む、請求項1からのいずれかに記載の光学積層体。
  5. 前記ハードコート層形成用組成物が、硬化性化合物としてモノマーとオリゴマーおよび/またはプレポリマーとを含み、硬化性化合物の総量に対するオリゴマーおよびプレポリマーの合計量が20重量%〜90重量%である、請求項1からのいずれかに記載の光学積層体。
  6. 請求項1からのいずれかに記載の光学積層体を含む、偏光フィルム。
  7. 請求項1からのいずれかに記載の光学積層体を含む、画像表示装置。
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