JP6856028B2 - 光学フィルム、偏光フィルム、偏光フィルムの製造方法、および画像表示装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態に係る光学フィルム、偏光フィルム、および画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。本明細書において、「フィルム」、「シート」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム」は、シートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。また、本明細書における「光透過性」とは、光を透過させる性質を意味し、例えば、全光線透過率が50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であることを含む。光透過性とは、必ずしも透明である必要はなく、半透明であってもよい。図1は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図2は本実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図であり、図3および図4は本実施形態に係る光学フィルムの製造工程を模式的に示した図であり、図5は本実施形態に係る他の光学フィルムの製造工程を模式的に示した図である。
まず、図1、図2に示される光学フィルム10、15は、基材を備えていない、すなわち基材レスの光学フィルムである。本明細書における「基材」とは、後述する光透過性機能層を形成するための支持体となる熱可塑性樹脂またはガラスからなるフィルムまたはシートを意味する。基材としては、例えば、トリアセチルセルロース等のセルロースアシレート基材、シクロオレフィンポリマー基材、ポリカーボネート基材、アクリル基材、ポリエチレンテレフタレート基材等のポリエステル基材、またはガラス基材が挙げられる。
光透過性機能層11は、上記したようにハードコート層として機能するので、光透過性機能層12は、JIS K5600−5−4:1999で規定される鉛筆硬度試験(4.9N荷重)で「H」以上の硬度を有する層となっている。鉛筆硬度を「H」以上とすることにより、光学フィルム10、15が硬くなり、耐久性を向上させることができる。なお、光透過性機能層の靱性およびカールの防止の観点から、光透過性機能層11の表面11Aの鉛筆硬度の上限は4H程度とすることが好ましい。
光透過性機能層11に含まれる樹脂としては、離型フィルムを剥離したときに、光透過性機能層の表面における1μm角および5μm角の領域内のRa、Rz、Rpがそれぞれ上記範囲となるような樹脂であれば、特に限定されない。
電離放射線重合性モノマーとしては、電離放射線重合性官能基を2つ(すなわち、2官能)以上有する多官能モノマーが好ましい。
電離放射線重合性オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のオリゴマー等が挙げられる。
電離放射線重合性プレポリマーの重量平均分子量としては10000以上80000以下が好ましく、10000以上40000以下がより好ましい。重量平均分子量が80000を超える場合は、粘度が高いため塗工適性が低下してしまい、得られる光学フィルムの外観が悪化するおそれがある。光重合性プレポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のプレポリマー等が挙げられる。本明細書において、「重量平均分子量」は、テトラヒドロフラン(THF)等の溶媒に溶解して、従来公知のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算により得られる値である。
無機粒子は、光透過性機能層11の機械的強度や鉛筆強度を向上させるための成分であり、無機粒子としては、例えば、シリカ(SiO2)粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、酸化スズ粒子、アンチモンドープ酸化スズ(略称:ATO)粒子、酸化亜鉛粒子等の無機酸化物粒子が挙げられる。これらの中でも、硬度をより高める観点からシリカ粒子が好ましく、シリカ粒子の中でも、異形シリカ粒子がより好ましい。球形シリカ粒子を用いる場合、球形シリカ粒子の粒子径が小さいほど、光透過性機能層の硬度が高くなる。これに対し、異形シリカ粒子は、市販されている最も小さい粒子径の球形シリカ粒子ほど小さくなくとも、この球形シリカと同等の硬度を達成することができる。
レベリング剤とは、光透過性機能層の表面張力が不均一となることによって生じる、ハジキ、凹み、ピンホール、ユズハダ等の欠陥を防止し、表面を滑らかにする添加剤を意味する。レベリング剤は、特に限定されないが、ポリエーテル基、ポリウレタン基、エポキシ基、カルボキシル基、アクリレート基、メタクリレート基、カルビノール基又は水酸基を有する化合物等が挙げられる。上記レベリング剤は、ポリエーテル基、ポリウレタン基、エポキシ基、カルボキシル基、アクリレート基、メタクリレート基、カルビノール基又は水酸基を主鎖の末端(片末端、両末端)に有していてもよく、側鎖に有していてもよく、主鎖の末端及び側鎖に有していてもよい。レベリング剤としては、ポリエーテル基、ポリウレタン基、エポキシ基、カルボキシル基、アクリレート基、メタクリレート基、カルビノール基又は水酸基を有する化合物であれば、特に限定されず、例えば、シリコーン系、フッ素系、シリコーン/フッ素混合系、アクリル系、メタクリル系、芳香族系のレベリング剤を挙げることができる。
コア層12は、光透過性機能層11の他方の面11B(以下、この面を「光透過性機能層の裏面」と称する。)側に積層されている。コア層12は、基材の代わりとなる層であり、具体的には、硬化物からなる樹脂を含むことが好ましく、特に、電離放射線重合性化合物の硬化物からなる樹脂を含むことがより好ましい。コア層12を形成する樹脂として、硬化物からなる樹脂を用いていることが好ましいとしたのは、この樹脂の代わりに、熱可塑性樹脂のような溶剤乾燥型樹脂を用いてコア層を形成した場合には、コア層が柔らかくなりすぎてしまい、光学フィルムの鉛筆硬度が低くなってしまうからである。
コア層12に含まれる樹脂は、上記したように、硬化物からなる樹脂であるが、このような樹脂の中でも、電離放射線重合性化合物の硬化物(重合体)を含んでいることが好ましい。優れた靭性および適度な柔軟性を有するコア層を得る場合には、電離放射線重合性化合物として、例えば、電離放射線重合性オリゴマーや電離放射線重合性プレポリマーを用いることが好ましい。電離放射線重合性オリゴマーまたは電離放射線重合性プレポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーが挙げられる。これら電離放射線重合性オリゴマーまたは電離放射線重合性プレポリマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
紫外線吸収剤は、紫外線を吸収する機能を有している。紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。
接着性向上層13は、接着剤との接着性を向上させるための層である。本明細書においては、「接着性向上層」とは、以下の方法によって接着剤との間の界面の剥離強度を測定したときに、剥離強度が1N以上となる層を意味するものとする。具体的には、まず、基材レスの光学フィルムが偏光板に組み込まれていない場合には、ポリビニルアルコール系接着剤(ポリビニルアルコール樹脂(製品名「PVA−117」、クラレ社製)を純水にて固形分5%に希釈したポリビニルアルコール水溶液)を介して、偏光子の一方の面に鹸化処理後の基材レスの光学フィルムを貼り付け、また偏光子の他方の面にトリアセチルセルロース基材を貼り付けて、基材レスの光学フィルムを偏光板に組み込む。そして、この偏光板を用いて、偏光板における基材レスの光学フィルム側の表面を寺岡製作所製の両面テープ「751B」により、ガラス板に、ガラス板から偏光板がはみ出すように貼り付ける。その後、ガラス板からはみ出した偏光板をチャックにて掴み、180度の角度で375mm/minの速度で引張り試験を行い、その時の接着剤と基材レスの光学フィルムにおける接着剤に接している層の界面の剥離強度を測定する。なお、ストローク量(引っ張り長さ)100mm〜200mmの間を平均化した強度を剥離強度する。一方、基材レスの光学フィルムが偏光板に組み込まれている場合には、この偏光板を用いて、偏光板における基材レスの光学フィルム側の表面を寺岡製作所製の両面テープ「751B」により、ガラス板に、ガラス板から偏光板がはみ出すように貼り付ける。そして、上記と同様の手順で、剥離強度を測定する。基材レスの光学フィルムにおいて、接着剤に接している層がコア層である場合、接着剤とコア層の界面の剥離強度は、100mN以下であるので、コア層上に接着剤と接している層が存在し、かつ接着剤とこの層との剥離強度が1N以上である場合には、この層によって接着剤との接着性が向上していると判断できるので、この層は接着性向上層であると言える。
接着性向上層の樹脂は、電離放射線重合性化合物の硬化物からなる樹脂である。電離放射線重合性化合物としては、分子内に電離放射線重合性官能基を1以上有する化合物であればよいが、分子内に電離放射線重合性官能基を2以上有する多官能電離放射線重合性化合物であることが好ましい。多官能電離放射線重合性化合物を用いることにより、接着性向上層13に硬度を付与することができる。また、コア層に紫外線吸収剤を添加すると、紫外線吸収剤がコア層から接着性向上層に移り、接着性向上層の表面に析出する傾向があるが、接着性向上層用組成物に多官能電離放射線重合性化合物を用いることにより、接着性向上層における架橋密度が高くなるので、紫外線吸収剤の析出を抑制することができる。多官能電離放射線重合性化合物は、分子内に電離放射線重合性官能基を2以上有することが好ましく、3以上有することがより好ましい。
シランカップリング剤は、反応性官能基および加水分解性基を有する有機ケイ素化合物である。反応性官能基は、多官能電離放射線重合性化合物等と反応し得る基であり、反応性官能基としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基、ウレイド基、チオール基、スルフィド基およびイソシアネート基からなる群から選択される1種以上の官能基が挙げられる。これらの中でも、コア層12との密着性の観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
光学フィルム10、15は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、図2(A)等に示されるような離型フィルム21を用意する。
離型フィルム21は、光透過性機能層11の表面11Aから剥離することによって、離型フィルム21の一方の面21Aを光透過性機能層11の表面11Aに転写するものである。したがって、離型フィルム21の一方の面21Aは、1μm角および5μm角の領域内おいて、算術平均粗さ(Ra)がそれぞれ0.5nm以上1.5nm以下であり、最大高さ(Rz)がそれぞれ4nm以上20nm以下であり、最大谷深さ(Rv)がそれぞれ2nm以上15nm以下となっていることが好ましい。Ra、RzおよびRvの定義はJIS B0601:2001に従うものとする。Ra、Rz、Rvは、原子間力顕微鏡(製品名「WET−9100」、島津製作所製)を用いて、光透過性機能層の欄で説明したRa、Rz、Rpと同様の手順および条件等で算出するものとする。
溶剤としては、例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、PGME、エチレングリコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、シクロヘプタノン、ジエチルケトン等)、エーテル類(1,4−ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテルジオキサン、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(蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等)、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)、またはこれらの混合物が挙げられる。
重合開始剤は、光または熱により分解されて、ラジカルを発生させて電離放射線重合性化合物の重合(架橋)を開始または進行させる成分である。光透過性機能層用組成物に用いられる重合開始剤は、光重合開始剤(例えば、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、光アニオン重合開始剤)が挙げられる。
光学フィルム10、15は、例えば、偏光フィルムに組み込んで使用することができる。なお、本実施形態においては、光学フィルム10、15は偏光フィルム用の保護フィルムとして用いられているが、光学フィルム10、15の用途は特に限定されない。図6は本実施形態に係る光学フィルムを組み込んだ偏光フィルムの概略構成図であり、図7は本実施形態に係る他の光学フィルムを組み込んだ他の偏光フィルムの概略構成図である。図6に示されるように偏光フィルム30は、偏光子31と、偏光子31の一方の面に接着剤32を介して貼り合わせられた保護フィルムとしての光学フィルム10と、偏光子31の他方の面に接着剤33を介して貼り合わせられた保護フィルム34とを備えている。また、偏光フィルムとしては、図7に示されるように、偏光子31と、偏光子31の一方の面に接着剤32を介して貼り合わせられた保護フィルムとしての光学フィルム15と、偏光子31の他方の面に接着剤33を介して貼り合わせられた保護フィルム34とを備える偏光フィルム35を用いてもよい。保護フィルム34は位相差フィルムであってもよい。
偏光子31と光学フィルム10、15および偏光子31と保護フィルム34を貼り合わせるための接着剤としては、水系接着剤や電離放射線硬化性接着剤が挙げられる。本明細書における「水系接着剤」とは、水溶液、あるいは水分散エマルション等の形で液状化して塗工し、水を乾燥させて固化し接着する形態の接着剤を意味する。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等が挙げられる。これらの中でも、一般的に、偏光子の貼り合わせには、ポリビニルアルコール系接着剤が用いられる。また、「電離放射線硬化性接着剤」とは、電離放射線重合性化合物を含む接着組成物に電離放射線を照射して接着する形態の接着剤を意味する。水系接着剤や電離放射線硬化性接着剤としては、従来から知られている水系接着剤や電離放射線硬化性接着剤を用いることが可能である。
保護フィルム34は偏光子31を保護するためのフィルムである。保護フィルム34は光透過性機能層11を形成するための支持体となるものではないので、本明細書における「基材」には該当しない。
偏光フィルム35は、例えば、以下のようにして作製することができる。図8は本実施形態に係る偏光フィルムの製造工程を模式的に示した図である。まず、図8(A)に示されるように、積層体25の接着性向上層13に接着剤32が接するように、積層体25と偏光子31の一方の面とを接着剤32を介して積層する。一方で、偏光子31の他方の面と保護フィルム34とを接着剤33を介して積層する。ここで、積層体25と偏光子31の一方の面とを接着剤32を介して積層する前に、積層体25(光学フィルム15)に鹸化処理を施しておくのが好ましい。光透過性機能層11やコア層12にレベリング剤を添加すると、レベリング剤が移動して、接着性向上層13の表面13A付近に存在し、接着剤32との接着性を低下させるおそれがあるが、積層体25に鹸化処理を施すと、接着性向上層13の表面13A付近に存在するレベリング剤を除去することができるので、接着性をより向上させることができる。
図9に示されるように、画像表示装置40は、主に、画像を表示するための表示パネル50と、表示パネル50の背面側に配置されたバックライト装置60と、表示パネル50よりも観察者側に配置されたタッチパネル70と、表示パネル50とタッチパネル70との間に介在した光透過性接着層80とを備えている。本実施形態においては、表示パネル50が液晶表示パネルであるので、画像表示装置40がバックライト装置60を備えているが、表示パネル(表示素子)の種類によってはバックライト装置60を備えていなくともよい。
表示パネル50は、図9に示されるように、バックライト装置60側から観察者側に向けて、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)等の保護フィルム51、偏光子52、保護フィルム53、光透過性粘着層54、表示素子55、光透過性粘着層56、保護フィルム34、偏光子31、光学フィルム10、15の順に積層された構造を有している。表示パネル50は、表示素子55と、表示素子55よりも観察者側に配置された光学フィルム10とを備えていればよく、保護フィルム51等は備えていなくともよい。なお、図9に示される画像表示装置40には、光学フィルム10が組み込まれているが、光学フィルム10の代わりに光学フィルム15を組み込んでもよい。
バックライト装置60は、表示パネル50の背面側から表示パネル50を照明するものである。バックライト装置60としては、公知のバックライト装置を用いることができ、またバックライト装置60はエッジライト型や直下型のバックライト装置のいずれであってもよい。
タッチパネル70は、センサ部90と、センサ部90より観察者側に配置されたカバーガラス100と、センサ部90とカバーガラス100とを固定するための透明粘着層101とを備えている。タッチパネル70は、センサ部90を備えていればよく、カバーガラス100、透明粘着層101を備えていなくともよい。
センサ部90は、タッチパネル50のセンサとして機能する部分である。センサ部90としては、特に限定されないが、例えば、投影型静電容量方式に用いられるセンサが挙げられる。図7に示されるセンサ部90は、パターニングされた導電層92が設けられた基材フィルム91と、パターニングされた導電層93が設けられた基材フィルム91とを、透明粘着層94を介して積層した構造となっている。
図9に示される基材フィルム91は、光透過性基材95と、光透過性基材95の一方の面上に設けられたハードコート層96と、ハードコート層96上に設けられた高屈折率層97と、高屈折率層97上に設けられた低屈折率層98と、光透過性基材95の他方の面上に積層されたハードコート層99とを備えている。
導電層92、93の形状は特に限定されないが、例えば、正方形状やストライプ状が挙げられる。導電層92、93は取出パターン(図示せず)を介して端子部(図示せず)に接続されている。導電層92、93は、透明導電材料から構成された例を示しているが、導電層はメッシュ状の導線から構成することが可能である。透明導電材料としては、スズドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化亜鉛、酸化インジウム(In2O3)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化スズ、酸化亜鉛−酸化スズ系、酸化インジウム−酸化スズ系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などの金属酸化物等が挙げられる。導線の材料としては、銀、銅、アルミニウム、またはこれらの合金等の遮光性のある金属材料が挙げられる。
光透過性接着層80は、表示パネル50とタッチパネル70との間に介在し、かつ表示パネル50とタッチパネル70の両方に接着されている。これにより、表示パネル50とタッチパネル70とが固定されている。光透過性接着層80は、硬化性樹脂前駆体を含む液状の硬化性接着層用組成物(例えば、OCR:optically clear resin)の硬化物から構成されている。
以下、本発明の第2の実施形態に係る光学フィルム、偏光フィルム、および画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と重複する内容については、省略するものとする。また、図10は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図11は本実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。図12は本実施形態に係る偏光板の概略構成図であり、図13は本実施形態に係る他の偏光板の概略構成図であり、図14は本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
図10および図11に示される光学フィルム110、115は、基材を備えていない、すなわち基材レスの光学フィルムである。光学フィルム110は、光透過性機能層111と、光透過性機能層111に積層されたコア層12とを備えている。ただし、光学フィルム110は、光透過性機能層111を備えていればよく、コア層12を備えていなくともよい。また、光学フィルムとしては、光学フィルム110に限らず、図11に示されるように、光透過性機能層111と、光透過性機能層111に積層されたコア層12と、コア層12における光透過性機能層111側の面とは反対側の面に設けられた接着性向上層13とを備える光学フィルム115を用いてもよい。光学フィルム110、115の表面110A、115Aは、光透過性機能層111の表面111Aとなっている。光学フィルム110における表面110Aとは反対側の面である裏面110Bは、コア層12の表面12Aとなっており、光学フィルム115における表面115Aとは反対側の面である裏面115Bは、接着性向上層13の表面13Aとなっている。
ハードコート層112は、第1の実施形態で説明した光透過性機能層11と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。ただし、ハードコート層112の表面における1μm角および5μm角の領域内おいては、算術平均粗さ(Ra)がそれぞれ0.5nm以上1.5nm以下であり、最大高さ(Rz)がそれぞれ4nm以上20nm以下であり、最大山高さ(Rp)がそれぞれ2nm以上15nm以下となっていなくともよい。
低屈折率層113は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が光学フィルム110、115の表面にて反射する際に、その反射率を低下させるためのものである。低屈折率層113はハードコート層111よりも低い屈折率を有する。具体的には、例えば、低屈折率層113は、1.45以下の屈折率を有することが好ましく、1.42以下の屈折率を有することがより好ましい。
dA=mλ/(4nA) …(1)
上記式中、nAは低屈折率層の屈折率を表し、mは正の奇数を表し、好ましくは1であり、λは波長であり、好ましくは480nm以上580nm以下の範囲の値である。
120<nAdA<145 …(2)
低屈折率粒子としては、例えば、シリカまたはフッ化マグネシウムからなる中実または中空粒子等が挙げられる。これらの中でも、中空シリカ粒子が好ましく、このような中空シリカ微粒子は、例えば、特開2005−099778号公報の実施例に記載の製造方法にて作製できる。
バインダ樹脂は、光透過性機能層の樹脂の欄で説明した材料と同様の材料を用いることができる。
光学フィルム110、115は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、第1の実施形態と同様に、離型フィルム21を用意する。離型フィルム21を用意した後、離型フィルム21の一方の面に、低屈折率粒子と電離放射線重合性化合物とを含み、またはフッ素含有電離放射線重合性化合物を含む低屈折率層用組成物を塗布し、乾燥させて、低屈折率層用組成物の塗膜を形成する。次いで、塗膜に紫外線等の光を照射して、電離放射線重合性化合物またはフッ素含有電離放射線重合性化合物を重合(架橋)させることにより塗膜を硬化させて、低屈折率層113を形成する。
図12および図13に示されるように、光学フィルム110、115は、第1の実施形態で説明した偏光フィルム30、35と同様の構造の偏光フィルム120、125に組み込むことができる。図12および図13において、図6および図7と同じ符号が付されている部材は、図6および図7で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。偏光フィルム125は、偏光フィルム35と同様の方法によって作製することが可能である。
図14に示されるように、光学フィルム110、115は、画像表示装置130に組み込むことができる。画像表示装置130は、タッチパネルを備えていないものである。光学フィルム110は、表示パネル140に組み込まれており、画像表示装置130の観察者側の最表面を構成している。具体的には、低屈折率層113の表面113Aが、画像表示装置130の観察者側の表面となっている。図14において、図9と同じ符号が付されている部材は、図9で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。なお、図14に示される画像表示装置130には、光学フィルム110が組み込まれているが、光学フィルム110の代わりに光学フィルム115を組み込んでもよい。
以下、本発明の第3の実施形態に係る偏光フィルム、および画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第1および第2の実施形態と重複する内容については、省略するものとする。また、図15は本実施形態に係る偏光フィルムの概略構成図であり、図16〜図18は本実施形態に係る偏光フィルムの製造工程を模式的に示した図である。
まず、図15に示される偏光フィルム140は、基材を備えていない、すなわち基材レスの偏光フィルムである。図15に示されるように、偏光フィルム140は、光透過性機能層141と、光透過性機能層141の一方の面側に設けられた偏光子142とを備えている。図15に示される偏光フィルム140は、光透過性機能層141と偏光子142との間に設けられたコア層143と、偏光子142における光透過性機能層141側の面とは反対側の面に貼り合わせられた保護フィルム144とをさらに備えている。偏光子142とコア層143は、接着剤145を介して貼り合わせられており、また偏光子142と保護フィルム144は、接着剤146を介して貼り合わせられている。本実施形態においては、保護フィルム144のみならず、光透過性機能層141およびコア層143も保護フィルムとして機能する。ただし、偏光フィルム140は、光透過性機能層141および偏光子142を備えていればよく、コア層143や保護フィルム144を備えていなくともよい。
偏光フィルム140は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、図16(A)等に示されるような離型フィルム151を用意する。離型フィルム151は、離型フィルム21と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
以下、本発明の第4の実施形態に係る偏光フィルム、および画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第1〜第3の実施形態と重複する内容については、省略するものとする。また、図19は本実施形態に係る偏光フィルムの概略構成図であり、図20〜図22は本実施形態に係る偏光フィルムの製造工程を模式的に示した図である。
図19示される偏光フィルム160は、基材を備えていない、すなわち基材レスの偏光フィルムである。偏光フィルム160は、光透過性機能層161と、光透過性機能層161の一方の面側に設けられた偏光子142とを備えている。図19に示される偏光フィルム160は、光透過性機能層161と偏光子142との間に設けられたコア層143と、偏光子142における光透過性機能層161側の面とは反対側の面に貼り付けられた保護フィルム144とをさらに備えている。偏光子142とコア層143は、接着剤145を介して貼り合わせられており、また偏光子142と保護フィルム144は、接着剤146を介して貼り合わせられている。本実施形態においては、保護フィルム144のみならず、光透過性機能層161およびコア層143も保護フィルムとして機能する。ただし、偏光フィルム160は、光透過性機能層161および偏光子142を備えていればよく、コア層143や保護フィルム144を備えていなくともよい。図19において、図15と同じ符号が付されている部材は、図15で示した部材と同じものであるので、説明を省略するものとする。
偏光フィルム160は、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、図20(A)に示されるような離型フィルム151を用意する。離型フィルム151を用意した後、図20(A)に示されるように、離型フィルム151の一方の面151Aに、低屈折率粒子と硬化性バインダ樹脂前駆体として電離放射線重合性化合物とを含み、または硬化性バインダ樹脂前駆体としてフッ素含有電離放射線重合性化合物を含む低屈折率層用組成物を塗布し、乾燥させて、低屈折率層用組成物の塗膜171を形成する。
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、ハードコート層用組成物等を得た。
(ハードコート層用組成物1)
・反応性異形シリカ(無機粒子、製品名「ELCOM V8803」、日揮触媒化成社製):30質量部
・エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名「BPE−20」、第一工業製薬社製、2官能):56質量部
・ウレタンアクリレートプレポリマー(製品名「UN−350」、根上工業社製、重量平均分子量12500、2官能):14質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):4質量部
・レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.1質量部(固形分100%換算値)
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
・反応性異形シリカ(無機粒子、製品名「ELCOM V8803」、日揮触媒化成社製):45質量部
・エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名「BPE−20」、第一工業製薬社製、2官能):44質量部
・ウレタンアクリレートプレポリマー(製品名「UN−350」、根上工業社製、重量平均分子量12500、2官能):11質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):4質量部
・レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.1質量部(固形分100%換算値)
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
・反応性異形シリカ(製品名「ELCOM V8803」、日揮触媒化成社製):60質量部
・エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名「BPE−20」、第一工業製薬社製、2官能):32質量部
・ウレタンアクリレートプレポリマー(製品名「UN−350」、根上工業社製、重量平均分子量12500、2官能):8質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):4質量部
・レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.1質量部(固形分100%換算値)
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、コア層用組成物1を得た。
(コア層用組成物1)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV−3310B」、日本合成化学社製、重量平均分子量5000、2官能):40質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):4質量部
・レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.1質量部(固形分100%換算値)
・紫外線吸収剤(製品名「TINUVIN400」、BASFジャパン社製):3質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):60質量部
・ウレタンアクリレート(製品名「UV−3310B」、日本合成化学社製、重量平均分子量5000、2官能):40質量部
・ポリエステルアクリレート(製品名「M7100」、東亞合成社製、多官能):4質量部
・シランカップリング剤(製品名「A1597」、東京化成工業社製、反応性官能基:アクリロイル基、加水分解性基:メトキシ基):1質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):4質量部
・レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.1質量部(固形分100%換算値)
・紫外線吸収剤(製品名「TINUVIN400」、BASFジャパン社製):3質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):60質量部
・ポリエステルアクリレート(製品名「M7100」、東亞合成社製、多官能):4質量部
・シランカップリング剤(製品名「A1597」、東京化成工業社製、反応性官能基:アクリロイル基、加水分解性基:メトキシ基):1質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):0.2質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):70質量部
・シクロヘキサノン:25質量部
・イソシアヌル酸EO変性ジおよびトリアクリレート(製品名「M313」、東亞合成社製、2および3官能混合物):4質量部
・シランカップリング剤(製品名「A1597」、東京化成工業社製、反応性官能基:アクリロイル基、加水分解性基:メトキシ基):1質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):0.2質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):70質量部
・シクロヘキサノン:25質量部
・ポリエステルアクリレート(製品名「M7100」、東亞合成社製、多官能):4質量部
・シランカップリング剤(製品名「G0210」、東京化成工業社製、反応性官能基:アクリロイル基、加水分解性基:メトキシ基):1質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):0.2質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):70質量部
・シクロヘキサノン:25質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、コート層用組成物を得た。
(コート層用組成物1)
・2−エチルヘキシルEO変性アクリレート(製品名「M−120」、東亞合成社製、単官能):4質量部
・シランカップリング剤(製品名「A1597」、東京化成工業社製、反応性官能基:アクリロイル基、加水分解性基:メトキシ基):1質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):0.2質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):70質量部
・シクロヘキサノン:25質量部
・ポリエステルアクリレート(製品名「M7100」、東亞合成社製、多官能):4質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア184」、BASFジャパン社製):0.2質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):70質量部
・シクロヘキサノン:25質量部
下記に示す組成となるように各成分を配合して、低屈折率層用組成物を得た。
(低屈折率層用組成物1)
・エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名「BPE−20」、第一工業製薬社製、2官能):1.2質量部
・中空シリカ粒子(固形分20質量%、平均一次粒子径50nm、空隙率40%):7.4質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア127」、BASF社製):0.2質量部
・レベリング剤(製品名「セイカビーム10−28(MB)」、大日精化工業社製):0.05質量部
・分散剤(製品名「KBM−5103」、信越化学社製):0.05質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):91.1質量部
・ネオペンチルグリコールPO変性ジアクリレート(製品名「Miramer M216」、東洋ケミカルズ社製、2官能):1.2質量部
・中空シリカ粒子(固形分20質量%、平均一次粒子径50nm、空隙率40%):7.4質量部
・重合開始剤(製品名「イルガキュア127」、BASF社製):0.2質量部
・レベリング剤(製品名「セイカビーム10−28(MB)」、大日精化工業社製):0.05質量部
・分散剤(製品名「KBM−5103」、信越化学社製):0.05質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):91.1質量部
まず、離型フィルムとしての厚さ100μmの片面易接着処理がされたポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「コスモシャインA4100」、東洋紡社製)を準備し、ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理側面に、ハードコート層組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、光透過性機能層としての膜厚が5μmのハードコート層を形成した。
実施例A2においては、ハードコート層用組成物1の代わりにハードコート層用組成物2を用いたこと以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例A3においては、ハードコート層用組成物1の代わりにハードコート層用組成物3を用いたこと以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例A4においては、コア層を形成した後に、コア層上に接着性向上層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して、コア層上に膜厚が500nmの接着性向上層を形成したこと以外は、実施例A1と同様にして光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例5においては、接着性向上層用組成物1の代わりに接着性向上層用組成物2を用いたこと以外は、実施例A4と同様にして、光学フィルムを得た。
実施例A6においては、接着性向上層用組成物1の代わりに接着性向上層用組成物3を用いたこと以外は、実施例A4と同様にして、光学フィルムを得た。
まず、離型フィルムとしての厚さ100μmの片面易接着処理がされたポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「コスモシャインA4100」、東洋紡社製)を準備し、ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理側面に、上記低屈折率層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、光透過性機能層としての膜厚が110nmの低屈折率層を形成した。
実施例A8においては、コア層を形成した後に、コア層上に接着性向上層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して、コア層上に膜厚が500nmの接着性向上層を形成したこと以外は、実施例A7と同様にして光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例A9においては、接着性向上層用組成物1の代わりに接着性向上層用組成物2を用いたこと以外は、実施例A8と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例A10においては、接着性向上層用組成物1の代わりに接着性向上層用組成物3を用いたこと以外は、実施例A8と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
比較例1においては、厚さ80μmのトリアセチルセルロース基材(製品名「TD80UL M」、富士フィルム社製)を準備し、トリアセチルセルロース基材の一方の面に、ハードコート層組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させた。これにより、トリアセチルセルロース基材と、膜厚10μmのハードコート層をこの順で備える光学フィルムを得た。
比較例A2においては、片面易接着処理がされたポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、非シリコーン系離型剤で表面処理された厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「TN100」、東洋紡社製)を用いたこと以外は、実施例A1と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを作製した。
比較例A3においては、コア層用組成物1の代わりに、コア層用組成物2を用いたこと以外は、比較例A2と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを作製した。
比較例A4においては、コア層を形成した後、かつ離型フィルムを剥離する前に、コア層上にコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して、コア層上に膜厚が500nmのコート層を形成したこと以外は、比較例A2と同様にして光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
比較例A5においては、コート層用組成物1の代わりにコート層用組成物2を用いたこと以外は、比較例A4と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
まず、基材としての厚さ80μmのトリアセチルセルロース基材(製品名「TD80UL M」、富士フィルム社製)の片面にハードコート層組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、光透過性機能層としての膜厚が5μmのハードコート層を形成した。
比較例7においては、片面易接着処理がされたポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、非シリコーン系離型剤で表面処理された厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「TN100」、東洋紡社製)を用いたこと以外は、実施例A7と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを作製した。
比較例A8においては、コア層用組成物1の代わりに、コア層用組成物2を用いたこと以外は、比較例A7と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを作製した。
比較例A9においては、コア層を形成した後に、コア層上にコート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が100mJ/cm2になるように照射して、コア層上に膜厚が500nmのコート層を形成したこと以外は、比較例A7と同様にして光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
比較例A10においては、コート層用組成物1の代わりにコート層用組成物2を用いたこと以外は、比較例A9と同様にして、光学フィルムおよび偏光フィルムを得た。
実施例B1においては、実施例A1と同様にして、偏光フィルムを得た。
実施例B2においては、ハードコート層用組成物1の代わりにハードコート層用組成物2を用いたこと以外は、実施例B1と同様にして、偏光フィルムを得た。
実施例B3においては、ハードコート層用組成物1の代わりにハードコート層用組成物3を用いたこと以外は、実施例B1と同様にして、偏光フィルムを得た。
実施例B4においては、実施例A7と同様にして、偏光フィルムを得た。
実施例B5においては、低屈折率層用組成物1の代わりに低屈折率層用組成物2を用いたこと以外は、実施例B4と同様にして、偏光フィルムを得た。
比較例B1においては、比較例A1と同様にして、偏光フィルムを得た。
比較例B3においては、ハードコート層用組成物1の代わりにハードコート層用組成物3を用いたこと以外は、比較例B1と同様にして、偏光フィルムを得た。
比較例B4においては、比較例A4と同様にして、偏光フィルムを得た。
比較例B5においては、低屈折率層用組成物1の代わりに低屈折率層用組成物2を用いたこと以外は、比較例B4と同様にして、偏光フィルムを得た。
実施例A1〜A10および比較例A1〜A10で得られた光学フィルムならびに実施例B1〜B5および比較例B1〜B5で得られた偏光フィルムの表面(実施例A1〜A6、実施例B1〜B3、比較例A1〜A5および比較例B1〜B3においてはハードコート層の表面、実施例A7〜A10、実施例B4、B5、比較例A6〜A10および比較例B4、B5においては低屈折率層の表面)において、原子間力顕微鏡(製品名「WET−9400」、島津製作所製)を用いて測定エリア1μm角および5μm角でそれぞれ表面形状を観察し、観察した表面形状のデータからRa、Rz、Rpを算出した。Ra、RzおよびRpの定義はJIS B0601:2001に従うものとする。具体的には、まず、各光学フィルムおよび各偏光フィルムにおいて、少なくとも目視で異常のない箇所(大きい異物や擦りキズ等がない箇所)をランダムに3箇所選び出し、5mm角にカットして、それぞれ、3つのサンプルを得た。一方で、直径15mmおよび厚み1mmの平坦な円形の金属板を複数枚用意し、それぞれの金属板に、日新EM株式会社製のカーボン両面テープを貼り付けた。そのテープ上に1つのサンプルを、サンプルの表面(光学フィルムや偏光フィルムの表面)が上側となるようにそれぞれ貼り付けた。そして、テープとサンプルの接着を確実なものとするために、サンプル付き金属板をデシケーターの中で一晩放置した。一晩放置後、サンプル付き金属板を原子間力顕微鏡(製品名「WET−9400」、島津製作所製)の測定台の上に磁石で固定し、タッピングモードにて、測定エリア1μm角および5μm角で、原子間力顕微鏡により表面形状を観察した。そして、観察したデータから原子間力顕微鏡に内蔵されている面解析ソフトを用いて、Ra、Rz、Rpを算出した。なお、面解析時における縦のスケールは20nmとした。観察は室温で行い、カンチレバーとしてはNanoWorld社製のNCHR−20を使用した。また、観察に際しては、1つのサンプルに対して、ランダムに5箇所を選び、3サンプル×5箇所(計15点)について、それぞれ表面形状を観察した。得られた15点のデータ全てにおいて、原子間力顕微鏡に内蔵の面解析ソフトを用いてRa、Rz、Rpを算出し、15点の算術平均値をそれぞれのサンプルのRa、Rz、Rpとした。
実施例A1〜A10および比較例A1〜A10で得られた鹸化処理後の光学フィルムや実施例B1〜B5および比較例B1〜B5で得られた偏光フィルムの表面(実施例A1〜A6、実施例B1〜B3、比較例A1〜A5および比較例B1〜B3においてはハードコート層の表面、実施例A7〜A10、実施例B4、B5、比較例A6〜A10および比較例B4、B5においては低屈折率層の表面)において、以下のようにして、水に対する接触角を測定した。具体的には、実施例A1〜A10および比較例A1〜A10で得られた光学フィルムや実施例B1〜B5および比較例B1〜B5で得られた偏光フィルムの表面において、離型フィルムを剥離してから24時間経過後に、JIS R3257:1999に記載の静滴法に従って25℃でハードコート層の表面における水に対する接触角を、顕微鏡式接触角計(製品名「CA−QIシリーズ」、協和界面化学株式会社製)を用いて、測定した。なお、水に対する接触角は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
実施例A1〜A10および比較例A2〜A5、A7〜A10で得られた鹸化処理後の光学フィルムの裏面(実施例A1〜A3、A7および比較例A2、A3、A7、A8においてはコア層の表面、実施例A4〜A6、A8〜A10においては接着性向上層の表面、比較例A4、A5、A9、A10においてはコート層の表面)において、以下のようにして、水に対する接触角を測定した。具体的には、光学フィルムの裏面において、JIS R3257:1999に記載の静滴法に従って25℃で光学フィルムの裏面における水に対する接触角を、顕微鏡式接触角計(製品名「CA−QIシリーズ」、協和界面化学株式会社製)を用いて、測定した。なお、水に対する接触角は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
実施例A1〜A10および比較例A1〜A10で得られた光学フィルムや実施例B1〜B5および比較例B1〜B5で得られた偏光フィルムの表面(実施例A1〜A6、実施例B1〜B3、比較例A1〜A5および比較例B1〜B3においてはハードコート層の表面、実施例A7〜A10、実施例B4、B5、比較例A6〜A10および比較例B4、B5においては低屈折率層の表面)を、原子間力顕微鏡(製品名「WET−9400」、島津製作所製)を用いて観察し、評価した。評価基準は以下の通りとした。
○ :表面が均一かつ平坦であった。
△:表面において多少凹凸が確認された。
×:表面において凹凸が際立っていた。
ソニー社製液晶テレビ「KDL−40X2500」の最表面の偏光板を剥離し、表面塗布のない偏光板を貼付した。次いで、その上に得られた実施例A7〜A10および比較例A6〜A10に係る光学フィルムを、低屈折率層が最表面となるように、透明粘着フィルム(全光線透過率91%以上、ヘイズ0.3%以下、膜厚20〜50μmの製品、例えばMHMシリーズ:日栄加工社製など)により貼り付けた。また、ソニー社製液晶テレビ「KDL−40X2500」の最表面の偏光板を剥離し、実施例B4、B5および比較例B4、B5に係る偏光フィルムを、低屈折率層が最表面となるように、透明粘着フィルム(全光線透過率91%以上、ヘイズ0.3%以下、膜厚20〜50μmの製品、例えばMHMシリーズ:日栄加工社製など)により貼り付けた。これらの液晶テレビを、照度が約1000Lxの環境下の室内に設置した。この液晶テレビの消灯時の外観を目視により観察し、評価した。評価基準は以下の通りとした。
○:画面の色味が黒く、テレビの枠体と一体感があった。
×:画面の色味が白っぽく、テレビの枠体と一体感がなかった。
実施例A1〜A10および比較例A1〜A10で得られた偏光フィルムの表面(実施例A1〜A6および比較例A1〜A5においてはハードコート層の表面、実施例A7〜A10および比較例A6〜A10においては低屈折率層の表面)の鉛筆硬度を測定した。具体的には、偏光フィルムを温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、偏光フィルムの表面においてJIS K5600−5−4:1999に規定する鉛筆硬度試験(4.9N荷重)を行い、傷がつかなかった最も高い硬度を鉛筆硬度とした。
実施例A4〜A6、A8〜A10および比較例A4、A5、A9、A10に係る偏光フィルムにおいて、接着性を評価するために、180度剥離試験を行った。具体的には、まず、偏光フィルムの光学フィルム側の面を、寺岡製作所製の両面テープ「751B」により、ガラス板に、ガラス板から偏光フィルムがはみ出すように偏光フィルムを貼り付けた。ガラス板からはみ出した偏光フィルムをチャックにて掴み、180度の角度で300mm/minの速度で引張り試験を行い、その時の接着剤と接着性向上層の界面の剥離強度を測定した。ストローク量(引っ張り長さ)100mm〜200mmの間を平均化した強度を剥離強度とした。
実施例A1〜A10および比較例A2〜A5、A7〜A10に係る光学フィルムにおいて、靭性を評価するために、引張り破断強度を測定した。具体的には、JIS−K7161−1:2014に準拠して、テンシロン万能試験機を用い、幅25mm、チャック間距離80mmで試験速度300mm/minで光学フィルムを引っ張り、光学フィルムが破断した際に光学フィルムに加えられていた応力を測定し、この応力を引張り破断強度とした。なお、光学フィルムの引張り破断強度は、積層体から離型フィルムを剥離した状態で測定した。引張り破断強度は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
実施例A1〜A10および比較例A3〜A5、A8〜A10に係る光学フィルムにおいて、80℃、相対湿度90%の環境下で24時間放置する耐湿熱性試験を行い、光学フィルムにおける耐湿熱性試験の前後のヘイズ値(全ヘイズ値)をそれぞれ測定した。ヘイズ値は、JIS K7136:2000に準拠して、ヘイズメーター(製品名「HM−150」、村上色彩技術研究所製)を用いて、求めた。耐熱性試験は光学フィルムに離型フィルムが付いた積層体の状態で行われ、ヘイズ測定の際には、積層体から離型フィルムを剥離し、光学フィルム単体とした状態でヘイズを測定した。ヘイズ値は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。
10A、15A、110A、115A、140A、160A…表面
10B、15B、110B、115B…裏面
11、111、141、161…光透過性機能層
11A、111A…一方の面(表面)
11B、111A…他方の面(裏面)
12、143…コア層
30、35、120、125、140、160…偏光フィルム
31、142…偏光子
40…画像表示装置
50…表示パネル
55…表示素子
70…タッチパネル
112、162…ハードコート層
113、163…低屈折率層
Claims (27)
- 光透過性機能層を備え、偏光フィルムの保護フィルムとして用いられる基材レスの光学フィルムであって、
前記光透過性機能層の一方の面が、前記光学フィルムの表面をなし、
前記光透過性機能層の前記一方の面の1μm角および5μm角の領域内において、算術平均粗さ(Ra)がそれぞれ0.5nm以上1.5nm以下であり、最大高さ(Rz)がそれぞれ4nm以上20nm以下であり、最大山高さ(Rp)がそれぞれ2nm以上15nm以下であり、
前記光透過性機能層の他方の面側に積層されたコア層をさらに備え、
前記コア層の膜厚が、5μm以上40μm以下である、光学フィルム。 - 前記光透過性機能層の膜厚が2μm以上15μm以下であり、かつ前記コア層の膜厚が5μm以上30μm以下である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記コア層が、電離放射線重合性化合物の硬化物からなる樹脂を含む、請求項1または2に記載の光学フィルム。
- 前記光透過性機能層が無機粒子を含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記無機粒子が異形シリカ粒子である、請求項4に記載の光学フィルム。
- 前記光透過性機能層がハードコート層である、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記光透過性機能層が、ハードコート層と、前記ハードコート層の一方の面側に形成され、かつ屈折率が前記ハードコート層の屈折率より低い低屈折率層とを備え、かつ前記低屈折率層の表面が前記光透過性機能層の前記一方の面となっている、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記コア層における光透過性機能層側の面とは反対側の面に設けられた接着性向上層をさらに備える、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムの引張り破断強度が30N/mm2以上である、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 鹸化処理後の前記接着性向上層の表面における水に対する接触角が、80°以下である、請求項8に記載の光学フィルム。
- 前記接着性向上層が、電離放射線重合性化合物の硬化物からなるバインダ樹脂と、シランカップリング剤とを含む、請求項8または10に記載の光学フィルム。
- 前記電離放射線重合性化合物が、多官能電離放射線重合性モノマーである、請求項11に記載の光学フィルム。
- 請求項1ないし12のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
前記光学フィルムの表面側とは反対側に設けられた偏光子と
を備える偏光フィルム。 - 光透過性機能層と、前記光透過性機能層の一方の面側に設けられた偏光子とを備える偏光フィルムの製造方法であって、
離型フィルムの一方の面に、硬化性樹脂前駆体を含む光透過性機能層用組成物を塗布し、乾燥させて、前記光透過性機能層用組成物の塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を硬化させて、前記光透過性機能層を形成する工程と、
前記光透過性機能層における離型フィルム側とは反対側に偏光子を貼り合わせる工程と、
前記光透過性機能層から前記離型フィルムを剥離する工程と
を備え、
前記偏光子を貼り合わせる前に、前記光透過性機能層における離型フィルム側の面とは反対側の面に、コア層を形成する工程とをさらに備え、前記偏光子が前記コア層における光透過性機能層側の面とは反対側の面に貼り合わせられ、
前記離型フィルムの前記一方の面の1μm角および5μm角の領域内において、算術平均粗さ(Ra)がそれぞれ0.5nm以上1.5nm以下であり、最大高さ(Rz)がそれぞれ4nm以上20nm以下であり、最大谷深さ(Rv)がそれぞれ2nm以上15nm以下である、偏光フィルムの製造方法。 - 前記光透過性機能層の膜厚が2μm以上15μm以下である、請求項14に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記コア層の膜厚が5μm以上40μm以下である、請求項14または15に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記コア層が、電離放射線重合性化合物の硬化物からなる樹脂を含む、請求項14ないし16のいずれか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記光透過性機能層用組成物が、アルキレンオキサイド変性アクリレートを含む、請求項14ないし17のいずれか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記アルキレンオキサイド変性アクリレートが、エチレンオキサイド変性アクリレートおよびプロピレンオキサイド変性アクリレートの少なくともいずれかである、請求項18に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記光透過性機能層用組成物が、無機粒子をさらに含む、請求項18または19に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記無機粒子が、異形シリカ粒子である、請求項20に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 基材レスの偏光フィルムであって、
光透過性機能層と、
前記光透過性機能層の一方の面側に設けられた偏光子と、
前記光透過性機能層と前記偏光子との間に設けられたコア層と、
を備え、
前記光透過性機能層の他方の面の1μm角および5μm角の領域内において、算術平均粗さ(Ra)がそれぞれ0.5nm以上1.5nm以下であり、最大高さ(Rz)がそれぞれ4nm以上20nm以下であり、最大山高さ(Rp)がそれぞれ2nm以上15nm以下である、偏光フィルム。 - 前記コア層が、電離放射線重合性化合物の硬化物からなる樹脂を含む、請求項22に記載の偏光フィルム。
- 前記光透過性機能層が、無機粒子を含む、請求項22または23に記載の偏光フィルム。
- 前記無機粒子が、異形シリカ粒子である、請求項24に記載の偏光フィルム。
- 表示パネルを備える画像表示装置であって、
前記表示パネルが、表示素子と、前記表示素子よりも観察者側に配置された請求項1ないし12のいずれか一項に記載の光学フィルムあるいは請求項13または請求項22ないし25のいずれか一項に記載の偏光フィルムとを備える、画像表示装置。 - 前記表示パネルよりも観察者側に配置されたタッチパネルと、前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に配置され、かつ前記表示パネルと前記タッチパネルを固定する光透過性接着層とをさらに備える、請求項26に記載の画像表示装置。
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