JP7042895B1 - 光学積層体および物品 - Google Patents
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Abstract
Description
従来の画像表示装置においては、視認角度による色むらを視認し難くすることが要求されている。
例えば、特許文献1には、標準光源D65による波長380nm~780nmの光Aを、入射角5°で入射させた際の視感度反射率が0.5%以下であり、該光Aの入射角を5°~50°の範囲で変化させた際の正反射光において、CIE-Lab表色系におけるa*値の最大値と最小値との差に対する、CIE-Lab表色系におけるb*値の最大値と最小値との差の比(b*値の差/a*値の差)が、2以上となる、反射防止フィルムが記載されている。
しかしながら、従来の光学積層体は、これが設置された画像表示装置の視認角度を異ならせることによって、色むら(色調の違い)が視認される場合があった。
このため、画像表示装置に上に設置される従来の光学積層体においては、画像表示装置の視認角度を変化させても色むらが視認されにくいものとすることが要求されている。
また、本発明は、本発明の光学積層体が備えられ、視認角度を変化させても色むらが視認されにくい物品を提供することを目的とする。
標準光源D65による波長380nm~780nmの光を、表面に対して入射角5°~50°で入射させたときの反射光のCIE-Lab表色系におけるa*値およびb*値が、a*b*平面上の同一象限内であることを特徴とする光学積層体。
[3] 前記光を前記表面に対して入射角10°、20°、30°、40°、50°で入射させた時の反射率と、入射角5°で入射させた時の反射率との差の最大値が、絶対値で1%以下である[1]または[2]に記載の光学積層体。
前記積層体の前記透明基材側には、前記高屈折率材料層からなる膜厚7.5nm以上の第1高屈折率材料層が配置され、
前記第1高屈折率材料層に接して前記低屈折率材料層からなる膜厚27nm~37nmの第1低屈折率材料層が配置され、
前記積層体の前記防汚層側には、前記低屈折率材料層からなる膜厚85nm~103nmの第2低屈折率材料層が配置されている[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
前記光学機能層が、前記第1高屈折率材料層と前記第1低屈折率材料層と前記第2高屈折率材料層と前記第2低屈折率材料層の4層からなる[5]に記載の光学積層体。
前記密着層が、金属、合金、金属酸化物、金属フッ化物、金属硫化物、金属窒化物から選ばれるいずれか1種または2種以上からなる[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8] 前記密着層が、酸素欠乏状態にある金属酸化物からなる[7]に記載の光学積層体。
[9] 前記透明基材と前記密着層との間に、ハードコート層を備える[7]または[8]に記載の光学積層体。
[11] 前記光学積層体が、画像表示装置の表面に備えられている[10]に記載の物品。
また、本発明の物品は、本発明の光学積層体を備えているので、視認角度を変化させても色むらが視認されにくい。
その結果、積層体の透明基材側に、膜厚7.5nm以上の高屈折率材料層と、膜厚27nm~37nmの低屈折率材料層とをこの順に配置し、積層体の防汚層側に、膜厚85nm~103nmの低屈折率材料層を配置すればよいことを見出し、本発明を想到した。
図1は、本発明の光学積層体の一例を示した断面模式図である。
図1に示す光学積層体1は、物品(不図示)に備えられている。物品としては、例えば、画像表示装置(不図示)の表面に、光学積層体1が備えられているものなどが挙げられる。
図2において、a*値およびb*値は色度を示し、a*値およびb*値の絶対値が大きい座標の色であるほど彩度が大きい。すなわち、図2おいて、a*値およびb*値の絶対値が大きい座標の色であるほど鮮やかな色であり、a*値およびb*値の絶対値が小さい座標の色であるほど無彩色に近い色である。+a*の座標は赤方向の色相であり、-a*の座標は緑方向の色相であり、+b*の座標は黄方向の色相であり、-b*の座標は青方向の色相である。
本実施形態の光学積層体1は、光を表面に対して入射角5°~50°で入射させた時の反射光のb*値が、絶対値で10.0以下であることが好ましく、6.0以下であることがより好ましい。b*値の絶対値が10.0以下であると、光学積層体1が設置された物品に反射される反射光を着色しにくく、物品の視認角度を変化させることによる色むらがより一層視認されにくいものとなる。
本実施形態の光学積層体1を形成している透明基材2としては、公知のものを用いることができる。
透明基材2は、可視光域の光を透過可能な透明材料からなる。本実施形態において「透明材料」とは、可視光域の光の透過率が80%以上の材料であることを意味する。
透明基材2は、ガラスフィルムなどの無機材料からなるものであってもよい。
透明基材2は、透明基材2上にハードコート層3を形成する前に、必要に応じて表面を洗浄してもよい。透明基材2の表面の洗浄方法としては、例えば、溶剤洗浄、超音波洗浄などが挙げられる。透明基材2の洗浄を行うことにより、透明基材2の表面を除塵でき、表面が清浄化されるため、好ましい。
本実施形態の光学積層体1は、透明基材2と密着層4aとの間に、ハードコート層3を備える。ハードコート層3としては、公知のものを用いることができ、例えば、バインダー樹脂とフィラーとを含むものが挙げられる。ハードコート層3は、バインダー樹脂とフィラーの他に、必要に応じて、レベリング剤などの公知の材料を含むものであってもよい。
ハードコート層3に含まれるバインダー樹脂としては、透明材料を用いることが好ましい。バインダー樹脂としては、例えば、電離放射線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができる。バインダー樹脂は、1種のみ用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
本実施形態において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートおよび/またはアクリレートを意味する。
密着層4aとの密着性を向上させる観点から、フィラーとして、シリカ粒子を用いることが好ましい。シリカ粒子の粒子径は、800nm以下であることが好ましく、100nm以下であることが特に好ましい。
ハードコート層3は、単一の層からなるものであってもよいし、複数の層が積層されたものであってもよい。
本実施形態の光学積層体1においては、透明基材2上に設けられたハードコート層3と光学機能層4との間に、密着層4aが備えられている。密着層4aは、光学機能層4とハードコート層3とを密着させる機能を有する。
密着層4aを、例えば、スパッタ法によって形成する場合、密着層4aの材料として、融点が700℃以下である金属を用いることが好ましい。密着層4aが700℃を超える高融点の金属からなるものであると、スパッタリングによってハードコート層3の表面に到達した金属が十分に広がらず、局在化するきらいがある。
光学機能層4は、低屈折率材料層(図1に示す例では第1低屈折率材料層41c、第2低屈折率材料層42c)と、低屈折率材料層よりも高屈折率の材料からなる高屈折率材料層(図1に示す例では第1高屈折率材料層41b、第2高屈折率材料層42b)とが、交互に積層された積層体からなる。
光学機能層4は、防汚層5側から光学積層体1に入射した光を拡散させる。このことにより、光学積層体1は、防汚層5側から光学積層体1に入射した光が、反射光として一方向に出射されることを防止する反射防止層として機能する。
光学機能層4を形成している低屈折率材料層と高屈折率材料層の積層数の合計は、4層に限定されるものではなく、3層以下であってもよいし、5層以上であってもよく、光学機能層4に要求される光学特性に応じて適宜決定できる。
光学機能層4が2層以上の高屈折率材料層(図1に示す例では第1高屈折率材料層41bと第2高屈折率材料層42b)を含む場合、複数の高屈折率材料層は、全て同じ屈折率を有するものであってもよいし、一部または全部の屈折率が異なっていてもよい。
第1低屈折率材料層41cおよび第2低屈折率材料層42cは、SiO2(屈折率1.46)を主成分とするものであることが好ましい。第1低屈折率材料層41cおよび/または第2低屈折率材料層42cは、SiO2のみからなるものであってもよいし、SiO2とは別に、50質量%以下の範囲、好ましくは10質量%以下の範囲で、別の元素を含んでいてもよい。別の元素としては、第1低屈折率材料層41cおよび/または第2低屈折率材料層42cの耐久性を向上させるためにNaを含んでいてもよいし、第1低屈折率材料層41cおよび/または第2低屈折率材料層42cの硬度を向上させるためにZr、Al、Nから選ばれる1種または2種以上の元素を含んでいてもよい。
第1高屈折率材料層41bおよび第2高屈折率材料層42bの材料としては、例えば、五酸化ニオブ(Nb2O5、屈折率2.33)、酸化チタン(TiO2、屈折率2.33~2.55)、酸化タングステン(WO3、屈折率2.2)、酸化セリウム(CeO2、屈折率2.2)、五酸化タンタル(Ta2O5、屈折率2.16)、酸化亜鉛(ZnO、屈折率2.1)、酸化インジウムスズ(ITO、屈折率2.06)などが挙げられる。第1高屈折率材料層41bおよび第2高屈折率材料層42bは、五酸化ニオブからなるものであることが好ましい。
本実施形態の光学積層体1では、標準光源D65による波長380nm~780nmの光を、表面に対して入射角5°~50°で入射させたときの反射光のCIE-Lab表色系におけるa*値およびb*値が、a*b*平面上の同一象限内となるように、第1低屈折率材料層41c、第2低屈折率材料層42cおよび第1高屈折率材料層41bの膜厚は、好ましくは以下に示す寸法とされる。
第1高屈折率材料層41bに接して配置された第1低屈折率材料層41cの膜厚は、27nm~37nmであることが好ましく、28nm~33nmであることがより好ましい。
光学機能層4の防汚層5側に配置された第2低屈折率材料層42cの膜厚は、85nm~103nmであることが好ましく、90nm~100nmであることがより好ましい。
防汚層5は、光学機能層4のハードコート層3と反対側の面に設けられている。防汚層5は、光学積層体1の汚損を防止し、光学機能層4の損耗を抑制する。
防汚層5は、フッ素系化合物を含有するものであることが好ましい。フッ素系化合物としては、例えば、フッ素変性有機基と、アルコキシシランなどの反応性シリル基とからなる化合物が好ましく用いられる。このような化合物としては、パーフルオロデシルトリエトキシシラン(FDTS)などが挙げられる。
防汚層5の材料として好適な市販品としては、オプツールDSX(ダイキン工業株式会社製)、KY-1203(信越化学工業株式会社製)、KY-1901(信越化学工業株式会社製)などが挙げられる。
防汚層5の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の製造方法で製造でき、必要とされる耐久性およびコストを勘案して適宜選択される。具体的には、防汚層5は、塗布法または蒸着法により製造できる。塗布法としては、例えば、防汚層5となる材料を溶剤に溶解した塗布液を、公知の方法を用いて光学機能層4上に塗布し、乾燥させる方法などが挙げられる。また、防汚層5を蒸着法により形成した場合、例えば、塗布法を用いて形成した防汚層と比較して、緻密で光学機能層4との密着性に優れるものとなる。このため、蒸着法により形成された防汚層5は、高い耐摩耗性を有する。
本実施形態の物品は、本実施形態の光学積層体1を備える。本実施形態の物品は、光学積層体1が、画像表示装置の表面に備えられたものであってもよい。画像表示装置としては、例えば、液晶表示パネル、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示パネルなどのフラットパネルディスプレイ(FPD)が挙げられる。
本実施形態の物品は、光学積層体1の備えられている表面が、平板状であってもよいし、曲面状であってもよい。
以下に示す方法により、図1に示す光学積層体1を製造した。
まず、透明基材2として、厚さ80μmのポリエチレンテレフタラート(PET)からなるフィルムを用意した。そして、透明基材2上に、厚さ5μmのハードコート層3を形成した。ハードコート層3は、表1に示す組成を有する塗布液を、バーコーターを用いて透明基材2上に塗布し、紫外線を照射して光重合させて、硬化させる方法により形成した。
すなわち、ハードコート層3上に、表2に示す膜厚を有し、酸素欠乏があり得るSi酸化物(SiOx)からなる密着層4aと、表2に示す膜厚を有するNb2O5からなる第1高屈折率材料層41bと、表2に示す膜厚を有するSiO2からなる第1低屈折率材料層41cと、表2に示す膜厚を有するNb2O5からなる第2高屈折率材料層42bと、表2に示す膜厚を有するSiO2からなる第2低屈折率材料層42cとをこの順に成膜した。
以上の工程により、実施例1、2、比較例1、2の光学積層体1を得た。
このようにして得られた実施例1、2、比較例1、2の光学積層体の透明基材2側の面を、それぞれアクリル系透明粘着剤を用いて黒色のアクリルパネルの表面に貼付し、裏面反射が除去される試験体とした。
そして、各試験体の透明基材2と反対側の面から、日本分光製V-550を用いて、標準光源D65による波長380nm~780nmの光を、光学積層体の表面に対して入射角5°で入射し、計算式を用いて反射スペクトルから反射光の色度および反射率を計算した。色度としては、CIE-Lab表色系におけるL*値、a*値およびb*値を算出した。
さらに、各試験体について、上記光を光学積層体の表面に対して入射角5°で入射させたときと同様にして、入射角10°、20°、30°、40°、50°で入射させ、それぞれ反射光の色度および反射率を算出した。その結果を表3~表6、図2~図9に示す。
△Y=(入射角10°、20°、30°、40°、50°のいずれかで入射させた時の反射率)-(入射角5°で入射させた時の反射率) 式(3)
2…透明基材
3…ハードコート層
4…光学機能層
4a…密着層
41b…第1高屈折率材料層
41c…第1低屈折率材料層
42b…第2高屈折率材料層
42c…第2低屈折率材料層
5…防汚層
Claims (8)
- プラスチックフィルムからなる透明基材と、光学機能層と、防汚層とが、この順に積層され、
前記光学機能層は、低屈折率材料層としてSiO 2 からなるスパッタ層と、高屈折率材料層としてNb 2 O 5 からなるスパッタ層とが交互に積層された積層体からなり、
標準光源D65による波長380nm~780nmの光を、表面に対して入射角5°~50°で入射させたときの反射光のCIE-Lab表色系におけるa*値およびb*値が0未満であり、かつ前記光を前記表面に対して入射角10°、20°、30°、40°、50°で入射させた時の反射率と、入射角5°で入射させた時の反射率との差の最大値が、絶対値で1%以下であって、
前記光を前記表面に対して入射角5°~50°で入射させた時の前記反射光は、下記式(1)で示されるΔE*abが10以下のものである、ことを特徴とする光学積層体;
- 前記光学機能層が、低屈折率材料層と、前記低屈折率材料層よりも高屈折率の材料からなる高屈折率材料層とが、交互に積層された積層体からなり、
前記積層体の前記透明基材側には、前記高屈折率材料層からなる膜厚7.5nm以上の第1高屈折率材料層が配置され、
前記第1高屈折率材料層に接して前記低屈折率材料層からなる膜厚27nm~37nmの第1低屈折率材料層が配置され、
前記積層体の前記防汚層側には、前記低屈折率材料層からなる膜厚85nm~103nmの第2低屈折率材料層が配置されている請求項1に記載の光学積層体。 - 前記第1低屈折率材料層と前記第2低屈折率材料層との間に、高屈折率材料層からなる膜厚105nm~120nmの第2高屈折率材料層が配置され、
前記光学機能層が、前記第1高屈折率材料層と前記第1低屈折率材料層と前記第2高屈折率材料層と前記第2低屈折率材料層の4層からなる請求項2に記載の光学積層体。 - 前記透明基材と前記光学機能層との間に、密着層が備えられ、
前記密着層が、金属、合金、金属酸化物、金属フッ化物、金属硫化物、金属窒化物から選ばれるいずれか1種または2種以上からなる請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の光学積層体。 - 前記密着層が、酸素欠乏状態にある金属酸化物からなる請求項4に記載の光学積層体。
- 前記透明基材と前記密着層との間に、ハードコート層を備える請求項4または請求項5に記載の光学積層体。
- 請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の光学積層体を備えることを特徴とする物品。
- 前記光学積層体が、画像表示装置の表面に備えられている請求項7に記載の物品。
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