JP7380960B1 - 光学フィルム、画像表示パネル及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1~2の光学フィルムは、斜め方向の防眩性、及び、耐擦傷性について何ら検討していない。
[1]光学フィルムであって、前記光学フィルムは凹凸表面を有し、前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される界面の展開面積比であるSdrが0.010以上0.060以下であり、ISO 25178-2:2012に規定される最小自己相関長さであるSalが4.0μm以上12.0μm以下である、光学フィルム。
[2]表示素子上に、前記[1]に記載の光学フィルムの前記凹凸表面側の面が前記表示素子とは反対側を向くように配置してなり、かつ前記光学フィルムを最表面に配置してなる画像表示パネル。
[3][2]に記載の画像表示パネルを含む画像表示装置。
[光学フィルム]
本開示の光学フィルムは、凹凸表面を有し、
前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される界面の展開面積比であるSdrが0.010以上0.060以下であり、ISO 25178-2:2012に規定される最小自己相関長さであるSalが4.0μm以上12.0μm以下である、ものである。
図1の光学フィルム100は、凹凸表面を有している。図1の光学フィルム100は、基材10上に機能層20を有し、機能層20の表面が光学フィルムの凹凸表面となっている。また、図1の機能層20は、防眩層21及び反射防止層22を有している。
図1は模式的な断面図である。すなわち、光学フィルム100を構成する各層の縮尺、及び凹凸表面の縮尺は、図示しやすくするために模式化したものであり、実際の縮尺とは相違している。図2も同様である。
光学フィルムは凹凸表面を有することを要する。
また、光学フィルムの凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される界面の展開面積比であるSdrが0.010以上0.060以下であり、ISO 25178-2:2012に規定される最小自己相関長さであるSalが4.0μm以上12.0μm以下であることを要する。
Sdr=(A1/A0)-1
Sdrが0.010以上であっても、Salが12.0μmを超える場合には、斜め方向の防眩性を良好にすることができない。斜め方向では、反射率が大きくなるため、防眩性が低下する傾向がある。また、Salが大きすぎると、凹凸が疎になるため外部散乱性が十分でなくなる。このため、Salが大きすぎると、斜め方向での防眩性を良好にすることができない。
Sdrが0.010以上であっても、Salが4.0μm未満の場合には、斜め方向の防眩性を良好にすることができない。光学フィルムを斜め方向から視認した場合、人には、光学フィルムの面積に占める凸部の頂部の面積割合が増加して見える。また、凸部の頂部近傍は傾斜が緩やかであるため、光学フィルムの面積に占める凸部の頂部の面積割合が増加すると、防眩性は低下する。このため、Sdrが0.010以上であっても、Salが4.0μm未満の場合には、斜め方向の防眩性を良好にすることができない。
また、Sdrが0.060以下であっても、Salが4.0μm未満の場合には、耐擦傷性を良好にすることができない。凹凸表面のうち摩擦物により傷が付けられる箇所は、主として凸部近傍である。Salが4.0μm未満の場合、凹凸表面の凸部の数が増加するため、凹凸表面には傷がつきやすくなる。このため、Sdrが0.060以下であっても、Salが4.0μm未満の場合には、耐擦傷性を良好にすることができない。
Sdrの範囲の実施形態としては、0.010以上0.060以下、0.010以上0.050以下、0.010以上0.040以下、0.010以上0.035以下、0.015以上0.060以下、0.015以上0.050以下、0.015以上0.040以下、0.015以上0.035以下、0.020以上0.060以下、0.020以上0.050以下、0.020以上0.040以下、0.020以上0.035以下、0.025以上0.060以下、0.025以上0.050以下、0.025以上0.040以下、0.025以上0.035以下が挙げられる。
Salの範囲の実施形態としては、4.0μm以上12.0μm以下、4.0μm以上10.0μm以下、4.0μm以上9.0μm以下、4.0μm以上8.5μm以下、5.0μm以上12.0μm以下、5.0μm以上10.0μm以下、5.0μm以上9.0μm以下、5.0μm以上8.5μm以下、6.0μm以上12.0μm以下、6.0μm以上10.0μm以下、6.0μm以上9.0μm以下、6.0μm以上8.5μm以下、6.5μm以上12.0μm以下、6.5μm以上10.0μm以下、6.5μm以上9.0μm以下、6.5μm以上8.5μm以下が挙げられる。
前述の「VK-X」シリーズを用いて、Sdr、Sal、Sxp及びSaを測定する際の測定条件は、実施例に記載の条件に従うことが好ましい。例えば、F-オペレーションは平面傾き補正(領域指定)とすることが好ましい。また、測定領域は1辺が50μm以上200μm以下が好ましく、測定点は1辺あたりで500点以上2000点以下であることが好ましい。
Sxpを0.50μm以上とすることにより、正面方向の防眩性及び斜め方向の防眩性をより良好にしやすくできる。Sxpを2.00μm以下とすることにより、耐擦傷性をより良好にしやすくできる。
Sxpの下限は、0.80μm以上であることがより好ましく、1.00μm以上であることがより好ましく、1.20μm以上であることがより好ましい。Sxpの上限は、1.80μm以下であることがより好ましく、1.50μm以下であることがより好ましく、1.40μm以下であることがより好ましい。
Sxpの範囲の実施形態は、0.50μm以上2.00μm以下、0.50μm以上1.80μm以下、0.50μm以上1.50μm以下、0.50μm以上1.40μm以下、0.80μm以上2.00μm以下、0.80μm以上1.80μm以下、0.80μm以上1.50μm以下、0.80μm以上1.40μm以下、1.00μm以上2.00μm以下、1.00μm以上1.80μm以下、1.00μm以上1.50μm以下、1.00μm以上1.40μm以下、1.20μm以上2.00μm以下、1.20μm以上1.80μm以下、1.20μm以上1.50μm以下、1.20μm以上1.40μm以下が挙げられる。
本明細書において、Sxpは、負荷面積率2.5%の高さと、負荷面積率50%の高さとの差分を意味する。
Saを0.20μm以上とすることにより、正面方向の防眩性をより良好にしやすくできる。Saを1.00μm以下とすることにより、耐擦傷性をより良好にしやすくできる。
Saの下限は、0.25μm以上であることがより好ましく、0.30μm以上であることがより好ましく、0.32μm以上であることがより好ましい。Saの上限は、0.80μm以下であることがより好ましく、0.60μm以下であることがより好ましく、0.40μm以下であることがより好ましい。
Saの範囲の実施形態は、0.20μm以上1.00μm以下、0.20μm以上0.80μm以下、0.20μm以上0.60μm以下、0.20μm以上0.40μm以下、0.25μm以上1.00μm以下、0.25μm以上0.80μm以下、0.25μm以上0.60μm以下、0.25μm以上0.40μm以下、0.30μm以上1.00μm以下、0.30μm以上0.80μm以下、0.30μm以上0.60μm以下、0.30μm以上0.40μm以下、0.32μm以上1.00μm以下、0.32μm以上0.80μm以下、0.32μm以上0.60μm以下、0.32μm以上0.40μm以下が挙げられる。
本明細書において、16の測定箇所は、測定サンプルの外縁から1cmの領域を余白として除き、残りの領域に関して、縦方向及び横方向を5等分する線を引いた際の、交点の16箇所を測定の中心とする。例えば、測定サンプルが長方形の場合、長方形の外縁から0.5cmの領域を余白として除き、残りの領域を縦方向及び横方向に5等分した点線の交点の16箇所を中心として測定を行い、その平均値でパラメータを算出する。測定サンプルが円形、楕円形、三角形、五角形等の長方形以外の形状の場合、これら形状に内接する長方形を描き、前記長方形に関して、上記手法により16箇所の測定を行えばよい。
光学フィルムは、光学フィルムの製造の容易性、及び、光学フィルムの取り扱い性のため、基材を有することが好ましい。
プラスチックフィルムの中でも、機械的強度及び寸法安定性のため、延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましく、二軸延伸加工されたポリエステルフィルムがより好ましい。ポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等が挙げられる。TACフィルム、アクリルフィルムは、光透過性及び光学的等方性を良好にしやすいため好適である。COPフィルム、ポリエステルフィルムは耐候性に優れるため好適である。
光学フィルムを薄膜化したい場合は、基材の厚みの好ましい上限は100μm以下であり、より好ましい上限は80μm以下である。また、基材がポリエステル、COP、アクリル等の低透湿性基材の場合には、薄膜化のための基材の厚さの好ましい上限は60μm以下であり、より好ましい上限は40μm以下である。大画面の場合であっても、基材の厚みの上限が前述した範囲であれば、歪みを生じにくくさせることができる点でも好適である。
基材の厚みは、例えば、膜厚測定器で測定できる。膜厚測定器としては、ミツトヨ社のデジマチック標準外側マイクロメーター(品番:MDC-25SX)等が挙げられる。基材の厚みは、任意の10点を測定した平均値が上記数値であればよい。
基材は、JIS K7136:2000のヘイズが10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることがさらに好ましい。
光学フィルムは、基材上に機能層を有し、機能層の表面が前記凹凸表面であることが好ましい。機能層としては、防眩層、反射防止層、帯電防止層及び防汚層等が挙げられる。
光学フィルムは、機能層として防眩層を含み、前記防眩層の表面が前記凹凸表面であることがより好ましい。光学フィルムは、機能層として防眩層及び反射防止層を含み、前記反射防止層の表面が前記凹凸表面であることがさらに好ましい。
防眩層は、防眩性の中心を担う層である。
防眩層は、例えば、(A)エンボスロールを用いた方法、(B)エッチング処理、(C)型による成型、(D)塗布による塗膜の形成等により形成できる。これら方法の中では、安定した表面形状を得やすくするためには(C)の型による成型が好適であり、生産性及び多品種対応のためには(D)の塗布による塗膜の形成が好適である。
(c1-1)Sdr及びSalが所定の範囲となる形状をシミュレーションで作成する。さらに、シミュレーションした形状を反転する。
(c1-2)反転した形状が反映されるように、金属をレーザー光で彫刻することにより、型を得る。
(d1)バインダー樹脂及び粒子を含む塗布液を塗布、乾燥し、粒子に基づく凹凸を有する防眩層を形成する手段。
(d2)任意の樹脂と、前記樹脂と相溶性の悪い樹脂を含む塗布液を塗布して、樹脂を相分離させて凹凸を形成する手段。
防眩層の厚みTは、カール抑制、機械的強度、硬度及び靭性とのバランスのため、2.0μm以上10.0μm以下であることが好ましく、3.0μm以上8.0μm以下であることがより好ましく、4.0μm以上6.0μm以下であることがさらに好ましい。
防眩層の厚みは、例えば、走査型透過電子顕微鏡による光学フィルムの断面写真の任意の箇所を20点選び、その平均値により算出できる。STEMの加速電圧は10kV以上30kV以下、STEMの倍率は1000倍以上7000倍以下とすることが好ましい。
防眩層は、主として樹脂成分を含むことが好ましい。さらに、防眩層は、必要に応じて、有機粒子及び無機粒子等の粒子、ナノメートル単位の微粒子、屈折率調整剤、帯電防止剤、防汚剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、粘度調整剤及び熱重合開始剤等の添加剤を含むことが好ましい。
粒子は有機粒子及び無機粒子が挙げられ、無機粒子が好ましい。すなわち、防眩層は、バインダー樹脂及び無機粒子を含むことが好ましい。また、防眩層は、バインダー樹脂、無機粒子及び有機粒子を含むことがより好ましい。
無機粒子としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア及びチタニア等が挙げられ、シリカが好ましい。無機粒子の中でも、不定形無機粒子が好ましく、不定形シリカがより好ましい。
有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル-スチレン共重合体、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ベンゾグアナミン-メラミン-ホルムアルデヒド縮合物、シリコーン、フッ素系樹脂及びポリエステル系樹脂等から選ばれる1種以上の樹脂を含む粒子が挙げられる。
粒子は、アスペクト比が大きい粒子を含まないことが好ましい。アスペクト比が大きい粒子は、防眩層の表面から突出しやすいため、耐擦傷性を低下する場合があるためである。具体的には、粒子として、アスペクト比が10以上の粒子を含まないことが好ましく、アスペクト比が5以上の粒子を含まないことがより好ましい。
1.5≦d50/d10≦4.0 (1)
1.0≦d90/d50≦3.0 (2)
d90/d50が1.0以上であることは、粒子径が平均以上の領域における無機粒子の粒度分布が広いことを意味している。d90/d50を1.0以上とすることにより、Salを大きくしやすくできる。d90/d50を3.0以下とすることにより、Salが大きくなり過ぎることを抑制しやすくできる。
d90/d50は、下限は1.5以上であることより好ましく、1.8以上であることがさらに好ましく、上限は2.5以下であることより好ましく、2.0以下であることがさらに好ましい。
不定形無機粒子等の無機粒子のd10、d50及びd90は、レーザー回折法により測定することができる。
d50を2.9μm以上とすることにより、無機粒子の個数が増え過ぎることを抑制できるため、Sdrが大きくなり過ぎたり、Salが小さくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。d50を5.0μm以下とすることにより、無機粒子の個数が減り過ぎることを抑制できるため、Sdrが小さくなり過ぎたり、Salが大きくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。
不定形無機粒子等の無機粒子の含有量を10質量部以上とすることにより、無機粒子の個数が減り過ぎることを抑制できるため、Sdrが小さくなり過ぎたり、Salが大きくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。
不定形無機粒子等の無機粒子の含有量を30質量部以下とすることにより、無機粒子の個数が増え過ぎることを抑制できるため、Sdrが大きくなり過ぎたり、Salが小さくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。
有機粒子の含有量を2質量部以上とすることにより、無機粒子の凝集を抑制しやすくできる。また、有機粒子の含有量を2質量部以上とすることにより、有機粒子の個数が減り過ぎることを抑制できるため、Sdrが小さくなり過ぎたり、Salが大きくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。
有機粒子の含有量を20質量部以下とすることにより、有機粒子の個数が増え過ぎることを抑制できるため、Sdrが大きくなり過ぎたり、Salが小さくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。有機粒子は粒子径分布が比較的均一であるため、有機粒子の含有量が増加すると、Salが小さくなる傾向が強い。
ただし、有機粒子を2種以上含み、かつ、各有機粒子の平均粒子径の差が大きい場合には、有機粒子の含有量に関わらず、Salが大きくなりすぎる傾向がある。このため、2種類以上の有機粒子を用いる場合には、各有機粒子の平均粒子径の差を1.7μm以下とすることが好ましく、1.0μm以下とすることがより好ましく、0.5μm以下とすることがより好ましく、0.2μm以下とすることがより好ましく、0.1μm以下とすることがより好ましい。
有機粒子の平均粒子径を1.0μm以上とすることにより、有機粒子の個数が増え過ぎることを抑制できるため、Sdrが大きくなり過ぎたり、Salが小さくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。有機粒子の平均粒子径を5.0μm以下とすることにより、有機粒子の個数が減り過ぎることを抑制できるため、Sdrが小さくなり過ぎたり、Salが大きくなり過ぎたりすることを抑制しやすくできる。
本明細書において、有機粒子の平均粒子径は、レーザー回折法における体積平均値d50として求められる値を意味する。
有機粒子の形状としては、球状、円盤状、ラグビーボール状、不定形等が挙げられる。これらの形状の中でも、粒度分布を制御しやすいため、球状の有機粒子が好ましい。
防眩層は、バインダー樹脂及び粒子に加えて、さらに無機微粒子を含んでいてもよい。本明細書において、無機微粒子と上述した粒子とは、平均粒子径で区別できる。
防眩層が無機微粒子を含むことにより、粒子の屈折率と、防眩層の粒子以外の組成物の屈折率との差が小さくなり、内部ヘイズを小さくしやすくできる。
バインダー樹脂は、耐擦傷性をより良くするため、熱硬化性樹脂組成物の硬化物又は電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物等の硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがより好ましい。
バインダー樹脂は、本開示の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。
バインダー成分としては、シリカ系マトリックス等の無機系のバインダー成分も挙げられるが、有機系のバインダー成分が好ましい。すなわち、本開示の防眩層のバインダー成分は、有機系のバインダー成分であるバインダー樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリレート系モノマーは、分子骨格の一部を変性しているものでもよい。例えば、上記(メタ)アクリレート系モノマーは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等により、分子骨格の一部を変性したものも使用することができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
好ましいエポキシ(メタ)アクリレートは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
本明細書において、重量平均分子量は、GPC分析によって測定され、かつ標準ポリスチレンで換算された平均分子量である。
上記電離放射線硬化性化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサントン類等から選ばれる1種以上が挙げられる。
光重合促進剤は、硬化時の空気による重合阻害を軽減させ硬化速度を速めることができるものである。促進剤としては、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートモノマーと多官能(メタ)アクリレートオリゴマーとの質量比は、1:99~30:70であることが好ましく、5:90~20:80であることがより好ましく、7:93~15:85であることがさらに好ましい。
多官能(メタ)アクリレートモノマーを所定の割合以上とすることにより、防眩層の耐擦傷性を良好にしやすくできる。
多官能(メタ)アクリレートオリゴマーを所定の割合以上とすることにより、防眩層用塗布液の粘度を高め、防眩層の下方に粒子が沈むことを抑制しやすくできるとともに、粒子に基づく凸部の間にバインダー樹脂が流れ落ちることを抑制しやすくできる。このため、Sdr及びSalを上述した範囲に調整しやすくできる。一方、多官能(メタ)アクリレートオリゴマーの割合が多くなり過ぎると、防眩層の強度が低下する場合がある。また、防眩層用塗布液の粘度が高すぎると、Sdrが大きくなり過ぎたり、Salが小さくなり過ぎたりする場合がある。このため、電離放射線硬化性樹脂組成物は、所定量の多官能(メタ)アクリレートオリゴマーと、所定量の多官能(メタ)アクリレートモノマーとを含むことが好ましい。
具体的には、溶剤は、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(MIBK)、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)、アルコール類(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)、グリコールエーテル類(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、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、これらの混合物であってもよい。
主成分とは、溶剤の全量の50質量%以上であることを意味し、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上である。
蒸発速度が速い溶剤としては、例えば、メチルイソブチルケトン(蒸発速度160)、トルエン(蒸発速度200)、メチルエチルケトン(蒸発速度370)が挙げられる。
一方、蒸発速度が100未満の蒸発速度が遅い溶剤としては、シクロヘキサノン(蒸発速度32)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(蒸発速度44)が挙げられる。
乾燥条件は、乾燥温度及び乾燥機内の風速により制御することができる。乾燥温度は30℃以上120℃以下が好ましく、乾燥風速は0.2m/s以上50m/s以下が好ましい。また、乾燥により防眩層の表面形状を制御するために、電離放射線の照射は塗布液の乾燥後に行うことが好適である。
乾燥条件は、上記の温度範囲及び風速範囲において、2段階の乾燥を実施することが好ましい。そして、1段階目の乾燥に比べて、2段階目の乾燥を、乾燥温度を高温として、かつ、風速を強くすることが好ましい。1段階目にゆっくり乾燥させることで、不定形無機粒子の表面をバインダー樹脂が覆った際に、バインダー樹脂の表面に不定形無機粒子の形状を反映させやすくできる。また、1段階目の乾燥より2段階目の乾燥温度を高温として、風速を強くすることにより、有機粒子の凝集を抑制しやすくできる。したがって、2段階の乾燥とすることにより、SdrおよびSalを上記範囲にしやすくできる。
1段階目の乾燥は、乾燥温度を30℃以上60℃未満、乾燥風速を0.2m/s以上7m/s未満とすることが好ましい。2段階目の乾燥は、乾燥温度を60℃以上120℃以下、乾燥風速を7m/s以上50m/s以下とすることが好ましい。
機能層は、防眩性をより良好にするため、反射防止層を有することが好ましい。
反射防止層の表面は、光学フィルムの凹凸表面であることが好ましい。
ウェット法は、生産効率及び耐薬品性の点で、ドライ法よりも優れている。
単層構造は低屈折率層の単層であり、2層構造は高屈折率層及び低屈折率層から形成される。単層構造又は2層構造は、ウェット法により好ましく形成される。
ウェット法により反射防止層を形成する方法としては、金属アルコキシド等を用いてゾルゲル法により形成する手法、フッ素樹脂のような低屈折率の樹脂を塗工して形成する手法、バインダー樹脂組成物に低屈折率粒子又は高屈折率粒子を含有させた塗布液を塗工して形成する手法が挙げられる。
ウェット法の中でも、密着性及び耐擦傷性のために、バインダー樹脂組成物に低屈折率粒子又は高屈折率粒子塗布液により、反射防止層を形成することが好ましい。すなわち、低屈折率層は、バインダー樹脂及び低屈折率粒子を含むことが好ましい。また、高屈折率層は、バインダー樹脂及び高屈折率粒子を含むことが好ましい。
低屈折率層に防汚性を付与する場合、低屈折率層中に、シリコーン系化合物及びフッ素系化合物等の防汚剤を含ませることが好ましい。
本明細書において、屈折率は、波長550nmにおける値を意味するものとする。
低屈折率層のバインダー樹脂は、本開示の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。
低屈折率層のバインダー樹脂の全量に対する硬化性樹脂組成物の硬化物の割合は80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、97質量%以上であることがさらに好ましい。
熱可塑性樹脂の含有量は、上述した作用及び塗膜強度のため、バインダー樹脂の全量の0.1質量%以上3.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.2質量%以上1.5質量%以下、さらに好ましくは0.3質量%以上0.7質量%以下である。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、2万以上20万以下であることが好ましく、3万以上15万以下であることがより好ましく、5万以上10万以下であることがさらに好ましい。
中空粒子及び中実粒子の材質は、シリカ及びフッ化マグネシウム等の無機化合物、有機化合物のいずれであってもよいが、低屈折率化及び強度のためにシリカが好ましい。
中実粒子の平均一次粒子径は、低屈折率層の厚みより小さいものが好ましく、例えば、0.5nm以上100nm以下が挙げられる。中実粒子の平均一次粒子径は、1nm以上30nm以下であることが好ましく、5nm以上20nm以下であることがより好ましく、10nm以上15nm以下であることがさらに好ましい。
中空粒子の平均一次粒子径をX、中実粒子の平均一次粒子径をYと定義した際に、Y/Xは0.10以上0.30以下であることが好ましく、0.13以上0.25以下であることがより好ましく、0.15以上0.20以下であることがさらに好ましい。Y/Xを前記範囲とすることにより、中空粒子と中実粒子とが均一に配置されやすくなり、耐擦傷性を良好にしやすくできる。
(A1)光学フィルムの断面をSTEMで撮像する。STEMの加速電圧は10kv~30kV、倍率は5万~30万倍とする。
(A2)観察画像から任意の10個の粒子を抽出し、個々の粒子の粒子径を算出する。個々の粒子の断面を任意の平行な2本の直線で挟んだとき、2本の直線間距離が最大となるような2本の直線の組み合わせにおける直線間距離を、個々の粒子の粒子径とする。
(A3)同じサンプルの別画面の観察画像において同様の作業を5回行って、合計50個分の粒子径の数平均から得られる値を、粒子の平均一次粒子径とする。
一方で、中空粒子の含有量が多すぎると、中空粒子が損傷したり、脱落したりしやすくなって、低屈折率層の耐擦傷性等の機械的強度が低下する傾向がある。このため、中空粒子の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して300質量部以下であることが好ましく、250質量部以下であることがより好ましい。
一方で、中実粒子の含有量が多すぎると、中実粒子が凝集しやすくなる。このため、中実粒子の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して100質量部以下であることが好ましく、60質量部以下であることがより好ましい。
バインダー樹脂100質量部に対する中空粒子の含有量をA、バインダー樹脂100質量部に対する中実粒子の含有量をBと定義した際に、B/Aは0.15以上0.40以下であることが好ましく、0.17以上0.35以下であることがより好ましく、0.20以上0.30以下であることがさらに好ましい。B/Aを前記範囲とすることにより、中空粒子と中実粒子とが均一に配置されやすくなり、耐擦傷性を良好にしやすくできる。
高屈折率層の屈折率は、下限は、1.53以上が好ましく、1.54以上がより好ましく、1.55以上がより好ましく、1.56以上がより好ましく、上限は、1.85以下が好ましく、1.80以下がより好ましく、1.75以下がより好ましく、1.70以下がより好ましい。
高屈折率粒子の平均一次粒子径は、2nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましく、10nm以上がさらに好ましい。また、高屈折率粒子の平均一次粒子径は、白化抑制及び透明性の観点から、200nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましく、80nm以下がより好ましく、60nm以下がより好ましく、30nm以下がより好ましい。
高屈折率粒子の含有量は、高屈折率層の屈折率が上述した範囲となるような含有量とすればよい。
一方、防眩層の表面は、周期の長い凹凸と、前記凹凸の表面に重畳された微細な凹凸とを有する場合が多い。反射防止層用塗布液の粘度を高くし過ぎると、前述した微細な凹凸が埋まりやすくなり、Sdr及びSalを上述した範囲に調整しにくくなる場合がある。
このため、反射防止層用塗布液の23℃の粘度は、0.1mPa・s以上5.0mPa・s以下であることが好ましい。
乾燥条件は、乾燥温度及び乾燥機内の風速により制御することができる。乾燥温度は30℃以上70℃以下が好ましく、乾燥風速は10m/s以上30m/s以下が好ましい。乾燥温度を低温とすることにより、反射防止層用塗布液の粘度を高くしやすくできる。また、風速を強くすることにより、反射防止層用塗布液の粘度を速やかに上げることができる。したがって、反射防止層用塗布液を比較的低温、かつ、強い風速で乾燥することにより、防眩層の表面形状を維持しやすくできる。すなわち、反射防止層用塗布液を比較的低温、かつ、強い風速で乾燥することにより、Sdr及びSalを制御しやすくできる。
電離放射線の照射は反射防止層用塗布液の乾燥後に行うことが好適である。
ドライ法により好ましく形成される多層構造は、高屈折率層と低屈折率層とを交互に合計3層以上積層された構成である。多層構造においても、低屈折率層は、光学フィルムの最表面に配置することが好ましい。
低屈折率層は、厚みは5nm以上200nm以下であることが好ましく、屈折率は1.33以上1.53以下であることが好ましい。低屈折率層の厚みは20nm以上120nm以下であることがより好ましい。
光学フィルムは、JIS K7361-1:1997の全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
全光線透過率及びヘイズを測定する際の光入射面は、凹凸表面とは反対側とする。
ヘイズを20%以上とすることにより、防眩性を良好にしやすくできる。また、ヘイズを75%以下とすることにより、映像の解像度の低下を抑制しやすくできる。
光学フィルムのヘイズの実施形態は、20%以上75%以下、20%以上70%以下、20%以上65%以下、30%以上75%以下、30%以上70%以下、30%以上65%以下、40%以上75%以下、40%以上70%以下、40%以上65%以下、50%以上75%以下、50%以上70%以下、50%以上65%以下が挙げられる。
内部ヘイズは汎用の手法で測定することができ、例えば、凹凸表面上に透明粘着剤層を介して透明シートを貼り合わせるなどして、凹凸表面の凹凸を潰すことにより測定することができる。透明粘着剤層の粘着剤の屈折率は、バインダー樹脂の屈折率との差を0.05以下とする。
C0.125は、防眩性を良好にするため、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下がより好ましい。C0.125は、解像度を良好にするため、1.0%以上が好ましい。C0.125の範囲としては、1.0%以上50%以下、1.0%以上40%以下、1.0%以上30%以下、1.0%以上20%以下が挙げられる。
C0.25は、防眩性を良好にするため、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下がより好ましい。C0.25は、解像度を良好にするため、1.0%以上が好ましい。C0.25の範囲としては、1.0%以上50%以下、1.0%以上40%以下、1.0%以上30%以下、1.0%以上20%以下が挙げられる。
C0.5は、防眩性を良好にするため、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下がより好ましい。C0.5は、解像度を良好にするため、1.0%以上が好ましい。C0.5の範囲としては、1.0%以上50%以下、1.0%以上40%以下、1.0%以上30%以下、1.0%以上20%以下が挙げられる。
C1.0は、防眩性を良好にするため、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下がより好ましい。C1.0は、解像度を良好にするため、1.0%以上が好ましい。C1.0の範囲としては、1.0%以上50%以下、1.0%以上40%以下、1.0%以上30%以下、1.0%以上20%以下が挙げられる。
C2.0は、防眩性を良好にするため、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下がより好ましい。C2.0は、解像度を良好にするため、5.0%以上が好ましい。C2.0の範囲としては、5.0%以上50%以下、5.0%以上40%以下、5.0%以上30%以下、5.0%以上20%以下が挙げられる。
光学フィルムは、所定の大きさにカットした枚葉状の形態でもよいし、長尺シートをロール状に巻き取ったロール状の形態であってもよい。枚葉の大きさは特に限定されないが、最大径が2インチ以上500インチ以下程度である。「最大径」とは、光学フィルムの任意の2点を結んだ際の最大長さをいうものとする。例えば、光学フィルムが長方形の場合は、該領域の対角線が最大径となる。光学フィルムが円形の場合は、円の直径が最大径となる。
ロール状の幅及び長さは特に限定されないが、一般的には、幅は500mm以上3000mm以下、長さは500m以上5000m以下程度である。ロール状の形態の光学フィルムは、画像表示装置等の大きさに合わせて、枚葉状にカットして用いることができる。カットする際、物性が安定しないロール端部は除外することが好ましい。
枚葉の形状も特に限定されず、例えば、三角形、四角形、五角形等の多角形、円形、ランダムな不定形等の形状が挙げられる。より具体的には、光学フィルムが四角形状である場合には、縦横比は表示画面として問題がなければ特に限定されない。例えば、横:縦=1:1、4:3、16:10、16:9、2:1等が挙げられるが、デザイン性に富む車載用途やデジタルサイネージにおいては、このような縦横比に限定されない。
本開示の光学フィルムは、表示素子の光出射面側の光学部材として好適に使用でき、特に、画像表示パネル又は画像表示装置の最表面に配置する光学部材として好適に使用できる。
本開示の画像表示パネルは、表示素子上に上述した本開示の光学フィルムの前記凹凸表面側の面が前記表示素子とは反対側を向くように配置してなり、かつ前記光学フィルムを最表面に配置してなるものである(図2参照)。
液晶表示素子の液晶の表示方式としては、IPS方式、VA方式、マルチドメイン方式、OCB方式、STN方式、TSTN方式等が挙げられる。表示素子が液晶表示素子である場合、バックライトが必要である。バックライトは、液晶表示素子の光学フィルムが配置されている側とは反対側に配置される。
本開示の画像表示装置は、上述した本開示の画像表示パネルを含むものである。
画像表示装置内において、光学フィルムは、画像表示装置の最表面に配置する。
表示素子が液晶表示素子である場合、本開示の画像表示装置にはバックライトが必要である。バックライトは、液晶表示素子の光出射面側とは反対側に配置される。
画像表示装置の有効表示領域とは、画像を表示し得る領域である。例えば、画像表示装置が表示素子を囲う筐体を有する場合、筐体の内側の領域が有効画像領域となる。
なお、有効画像領域の最大径とは、有効画像領域内の任意の2点を結んだ際の最大長さをいうものとする。例えば、有効画像領域が長方形の場合は、該領域の対角線が最大径となる。また、有効画像領域が円形の場合は、該領域の直径が最大径となる。
[1]光学フィルムであって、
前記光学フィルムは凹凸表面を有し、
前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される界面の展開面積比であるSdrが0.010以上0.060以下であり、ISO 25178-2:2012に規定される最小自己相関長さであるSalが4.0μm以上12.0μm以下である、光学フィルム。
[2]前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される極点高さであるSxpが0.50μm以上2.00μm以下である、[1]に記載の光学フィルム。
[3]前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される算術平均高さであるSaが0.20μm以上1.00μm以下である、[1]又は[2]に記載の光学フィルム。
[4]前記光学フィルムは、基材上に機能層を有し、前記機能層の表面が前記凹凸表面である、[1]~[3]の何れかに記載の光学フィルム。
[5]前記機能層として防眩層を含み、前記防眩層の表面が前記凹凸表面である、請求項[4]に記載の光学フィルム。
[6]前記機能層として防眩層及び反射防止層を含み、前記反射防止層の表面が前記凹凸表面である、[4]に記載の光学フィルム。
[7]前記防眩層が、バインダー樹脂及び粒子を含む、[5]又は[6]に記載の光学フィルム。
[8]前記粒子として不定形無機粒子を含む、[7]に記載の光学フィルム。
[9]前記粒子として、さらに有機粒子を含む、[8]に記載の光学フィルム。
[10]前記バインダー樹脂が、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、[7]~[9]の何れかに記載の光学フィルム。
[11]JIS K7136:2000のヘイズが20%以上75%以下である、[1]~[10]の何れかに記載の光学フィルム。
[12]表示素子上に、[1]~[11]の何れかの何れかに記載の光学フィルムの前記凹凸表面側の面が前記表示素子とは反対側を向くように配置してなり、かつ前記光学フィルムを最表面に配置してなる画像表示パネル。
[13][12]に記載の画像表示パネルを含む画像表示装置。
以下のように、実施例及び比較例の光学フィルムの測定及び評価を行った。各測定及び評価時の雰囲気は、温度23±5℃、相対湿度40%以上65%以下とした。また、各測定及び評価の開始前に、対象サンプルを前記雰囲気に30分以上60分以下晒してから測定及び評価を行った。結果を表1又は2に示す。
実施例及び比較例の光学フィルムを10cm×10cmに切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した光学フィルムの基材側をパナック社の光学透明粘着シート(商品名:パナクリーンPD-S1、厚み25μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさのガラス板(厚み2.0mm)に貼り合わせたサンプル1を作製した。
共焦点レーザー顕微鏡(VK-X250(制御部)、VK-X260(測定部))を用いて、計測ステージにサンプル1が固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、以下の測定条件1、画像処理条件1及び解析条件1にて、防眩フィルムの表面形状の測定及び解析を行った。なお、解析ソフトにはマルチファイル解析アプリケーション(バージョン1.3.1.120)を用いた。表面形状の測定は、振動のない環境にて実施した(防振台等を用いて振動を抑制した環境で表面形状を測定してもよい。)。
レーザー波長:408nm
測定用光学系:共焦点光学系
対物レンズ:150倍
Zoom:1倍
測定領域:93.95μm×70.44μm
測定点の数:1024×768点
測定条件:透明体表面形状/高精度/ダブルスキャンあり
・DCL/BCL:DCL=13000,BCL=65535,処理方法:周囲の画素から補完する
・高さカットレベル:強
(解析条件1)
・領域:全領域
・フィルター種別:ガウシアン
・S-フィルター:0.25μm
・F-オペレーション:平面傾き補正(領域指定)
・L-フィルター:なし
・終端効果の補正:ON
・Sxp算出時のp,q:p=2.5%,q=50.0%
・Sal算出時のs:s=0.20
実施例及び比較例の光学フィルムを10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、各サンプルのJIS K7136:2000のヘイズを測定した。
光源が安定するよう事前に装置の電源スイッチをONにしてから15分以上待ち、入口開口に何もセットせずに校正を行い、その後に入口開口に測定サンプルをセットして測定した。光入射面は基材側とした。
なお、実施例及び比較例の光学フィルムは、何れも全光線透過率が90%以上であった。
実施例及び比較例の光学フィルムを10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。スガ試験機社製の写像性測定器(商品名:ICM-1T)を用いて、JIS K7374:2007に準拠して、サンプルの透過像鮮明度を測定した。光学櫛の幅は0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、2.0mmの5つとした。測定時の光入射面は透明基材側とした。C0.125、C0.25、C0.5、C1.0及びC2.0の値と、C0.125、C0.5、C1.0及びC2.0の合計値を表2に示す。
実施例及び比較例の光学フィルムを10cm×10cmに切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した光学フィルムの基材側をパナック社の光学透明粘着シート(商品名:パナクリーンPD-S1)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社、商品名:コモグラス DFA2CG 502K(黒)系、厚み2mm)に貼り合わせたサンプル2を作製した。
明室環境下で、高さ70cmの水平な台に、サンプル2の凹凸表面が上になるように設置した。その際、照明光の概ね真下になるようにサンプルを設置した。サンプルを正面から観察して(ただし、観察者が照明光を遮らないようにした)、下記の評価基準で凹凸表面への照明光の映り込みを評価した。
照明は、Hf32形の直管三波長形昼白色蛍光灯を用い、照明の位置は水平台から鉛直方向2m上方の高さとした。サンプルの凹凸表面上の照度が500lux以上1000lux以下となる範囲で評価した。観測者の目線は床から120cm前後とした。観測者は、視力0.7以上の健康な30歳台の人とした。
<評価基準>
A:照明の輪郭がなく、位置も分からない
B:照明の輪郭はないが、位置がぼんやりと分かる
C:照明の輪郭と位置がぼんやりと分かる
D:照明の輪郭のぼやけが弱く、位置もはっきりと分かる
サンプルは、1-4で作製したサンプル2を用いた。明室環境下で、高さ70cmの水平な台に、サンプル2の凹凸表面が上になるように設置した。その際、サンプルと照明とを結ぶ方向と、水平台の法線方向とのなす角度が60度になるような位置に、サンプルを設置した。サンプルに照明が最も強く映り込んで見える方向から、下記の評価基準で凹凸表面への照明光の映り込みを評価した。(注:サンプルに照明が最も強く映り込んで見える方向は、リファレンスとして表面凹凸の無い黒板を用いて、あらかじめ決定する。具体的には、前記リファレンスを、前述したサンプルの位置に設置し、前記リファレンスに照明が最も強く映り込んで見える方向を確認する。そして、前記方向を、各サンプルを評価する方向として決定する。)
照明は、Hf32形の直管三波長形昼白色蛍光灯を用い、照明の位置は水平台から鉛直方向2m上方の高さとした。サンプルの凹凸表面上の照度が500lux以上1000lux以下となる範囲で評価した。観測者の目線は床から100cm前後とした。観測者は、視力0.7以上の健康な30歳台の人とした。
<評価基準>
A:照明の輪郭がなく、位置も分からない
B:照明の輪郭はないが、位置がぼんやりと分かる
C:照明の輪郭と位置がぼんやりと分かる
D:照明の輪郭のぼやけが弱く、位置もはっきりと分かる
サンプルは、1-4で作製したサンプル2を用いた。サンプル2を、凹凸表面を上面にして学振摩耗試験機(テスター産業(株)製、商品名「AB-301」)の土台に貼り合わせた。スチールウール#0000(日本スチールウール(株)製、商品名「ボンスター B-204」)をセットした。凹凸表面にスチールウールを接触させ、移動速度100mm/秒、1往復での移動距離200mmにて、荷重をかけながらスチールウールを10回往復させた。スチールウールとサンプルとの接触面積は1cm2とした。
その後、各サンプルを、蛍光灯の照明下で目視で観察し、傷の数を確認した。その際、サンプル上の照度は800lux以上1200lux以下、観察距離は30cmとした。
各サンプルについて、試験後に傷が観察されないときの単位面積当たりの最大荷重(g/cm2)を確認した。各サンプルについて、それぞれn=2で試験を行い、前記最大荷重の平均を算出し、下記の基準で評価した。
<評価基準>
A:最大荷重が300g/cm2以上
B:最大荷重が200g/cm2以上300g/cm2未満
C:最大荷重が200g/cm2未満
正面方向の防眩性、斜め方向の防眩性、及び耐擦傷性の3つの評価を元に、下記の基準で総合評価を行った。
<評価基準>
A:3つの評価の全てがAであるもの。
B:3つの評価のうち、2つがAであり、1つがBであるもの。
C:3つの評価のうち、全てがBであるもの。あるいは、3つの評価のうち、2つがBで、1つがAであるもの。
D:3つの評価の中に、一つでもC又はDがあるもの。
[実施例1]
基材(厚み80μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルム、富士フイルム社、TD80UL)上に、下記の防眩層塗布液1を塗布した。次いで、50℃、風速5m/sで30秒間乾燥し、さらに、70℃風速10m/sで45秒間乾燥した。次いで、酸素濃度200ppm以下の窒素雰囲気下にて積算光量が50mJ/cm2になるように紫外線を照射して、厚み4.8μmの防眩層を形成した。
次いで、防眩層上に、下記の低屈折率層塗布液を塗布した。次いで、50℃風速20m/sで30秒間乾燥した。次いで、酸素濃度200ppm以下の窒素雰囲気下にて積算光量が150mJ/cm2になるように紫外線を照射して、厚み0.10μmの低屈折率層を形成し、実施例1の光学フィルムを得た。低屈折率層の屈折率は1.31であった。
実施例1~6、比較例1~5の防眩層は、明細書本文の(d1)の手法により作製したものである。
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 25部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子A 10部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・光重合開始剤 4.1部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.8部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 182.4部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 44.4部
・多官能アクリル酸エステル組成物 100部
(第一工業製薬株式会社製、商品名「ニューフロンティア MF-001」)
・アクリルポリマー 0.5部
(重量平均分子量:50,000)
・中空シリカ粒子 200部
(平均一次粒子径75nm、メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理されてなる粒子)
・中実シリカ粒子 50部
(平均一次粒子径12.5nm、メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理されてなる粒子)
・シリコーン系レベリング剤 15部
(信越化学社、商品名「X-22‐164E」)
・光重合開始剤 4.3部
(IGM Resins社、商品名「Omnirad127」)
・溶剤 14,867部
(メチルイソブチルケトンと1-メトキシ-2-プロピルアセテートとの混合溶剤。質量比=72/28)
防眩層塗布液1を下記の防眩層塗布液2~6に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2~6の光学フィルムを得た。
透明基材(厚み80μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルム(TAC)、富士フイルム社、TD80UL)上に、下記処方の防眩層塗布液7を塗布し、70℃、風速1m/sで60秒間乾燥した後、積算光量が60mJ/cm2になるように照射して、防眩層を形成した。防眩層の厚みは9.0μmであった。次いで、防眩層上に、実施例1と同様に、低屈折率層を形成し、実施例7の光学フィルムを得た。
実施例7の防眩層は、明細書本文の(d2)の相分離の手法により作製したものである。
防眩層塗布液1を下記の防眩層塗布液8に変更し、防眩層の厚みを2.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の光学フィルムを得た。
防眩層塗布液1を下記の防眩層塗布液9~11に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例2~4の光学フィルムを得た。
防眩層塗布液1を下記の防眩層塗布液12に変更し、防眩層の厚みを5.2μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例5の光学フィルムを得た。
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 23部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子A 5.8部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 4.3部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 4.1部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 201.2部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 21.9部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 23部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子A 4.1部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 5.9部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 4.1部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 201.2部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 21.9部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 21部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子A 4.1部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 5.9部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 3.8部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 198.0部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 21.9部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 19部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子B 12部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 3.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.6部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 224.9部
・溶剤(シクロヘキサノン) 2.0部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 24.7部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 19部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.4μm、d50:3.5μm、d90:6.3μm)
・有機粒子A 11部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 1部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 3.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.6部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 197.4部
・溶剤(シクロヘキサノン) 2.0部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 21.6部
・イソボルニルメタクリレート含有オリゴマー 5.0部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・無機微粒子分散液 60部
(日産化学社、表面に反応性官能基が導入されたシリカ、溶剤:MIBK、固形分:35.5%)
・光重合開始剤 3部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 1部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・溶剤(イソプロパノール) 115部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 11部
(表面処理不定形シリカ、d10:2.2μm、d50:4.0μm、d90:6.8μm)
・光重合開始剤 5.7部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 1.4部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.3部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 180.1部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 20.3部
・イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート 18部
(東亜合成社、商品名:M-313)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 82部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・有機粒子C 11部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径3.5μm(粒子径3.3~3.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.545)
・無機超微粒子 120部
(表面に反応性官能基が導入されたシリカ、溶剤MIBK、固形分30%)
(平均一次粒子径12nm)
・光重合開始剤 3.5部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.8部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 132.4部
・溶剤(シクロヘキサノン) 2.0部
・溶剤(イソプロパノール) 51部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 26部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.3μm、d50:2.8μm、d90:4.8μm)
・有機粒子A 4.1部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 5.9部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 4.2部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.8部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 206.2部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 22.3部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 11.9部
(表面処理不定形シリカ、d10:1.3μm、d50:2.8μm、d90:4.8μm)
・有機粒子A 4部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・有機粒子B 6部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径1.5μm(粒子径1.3~1.7μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.590)
・光重合開始剤 3部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.3部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.3部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 183.4部
・溶剤(シクロヘキサノン) 1.7部
・溶剤(メチルイソブチルケトン) 20.2部
・ウレタンアクリレートA 70部
(新中村化学工業社、商品名:U-1100H:分子量800、官能基数6)
・ウレタンアクリレートB 20部
(新中村化学工業社、商品名:U-15HA:分子量2,300、官能基数15)
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 10部
(東亜合成社、商品名:M-305)
・シリカ粒子 10部
(表面処理不定形シリカ、d10:0.9μm、d50:1.9μm、d90:3.1μm)
・有機粒子D 44部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体、平均粒子径2.0μm(粒子径1.8~2.2μmの粒子の割合が90%以上)、屈折率1.515)
・光重合開始剤 4部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad184)
・光重合開始剤 0.8部
(IGM Resins B.V.社、商品名:Omnirad907)
・シリコーン系レベリング剤 0.3部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、商品名:TSF4460)
・溶剤(トルエン) 224.4部
・溶剤(シクロヘキサノン) 41.7部
比較例1及び2の光学フィルムは、Sdrが小さいため、斜め方向の防眩性を満足できないものであった。比較例3の光学フィルムは、Sdrが大きいため、耐擦傷性を満足できないものであった。比較例4の光学フィルムは、Salが大きいため、斜め方向の防眩性を満足できないものであった。比較例5の光学フィルムは、Salが小さいため、耐擦傷性を満足できないとともに、斜め方向の防眩性を満足できないものであった。
20:機能層
21:防眩層
22:反射防止層
100:光学フィルム
110:表示素子
120:画像表示パネル
Claims (13)
- 光学フィルムであって、
前記光学フィルムは凹凸表面を有し、
前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される界面の展開面積比であるSdrが0.010以上0.060以下であり、ISO 25178-2:2012に規定される最小自己相関長さであるSalが4.0μm以上12.0μm以下である、光学フィルム。 - 前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定され、負荷面積率2.5%の高さと負荷面積率50%の高さとの差分を意味する極点高さであるSxpが0.50μm以上2.00μm以下である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記凹凸表面は、ISO 25178-2:2012に規定される算術平均高さであるSaが0.20μm以上1.00μm以下である、請求項1又は2に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムは、基材上に機能層を有し、前記機能層の表面が前記凹凸表面である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記機能層として防眩層を含み、前記防眩層の表面が前記凹凸表面である、請求項4に記載の光学フィルム。
- 前記機能層として防眩層及び反射防止層を含み、前記反射防止層の表面が前記凹凸表面である、請求項4に記載の光学フィルム。
- 前記防眩層が、バインダー樹脂及び粒子を含む、請求項5又は6に記載の光学フィルム。
- 前記粒子として不定形無機粒子を含む、請求項7に記載の光学フィルム。
- 前記粒子として、さらに有機粒子を含む、請求項8に記載の光学フィルム。
- 前記バインダー樹脂が、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、請求項7に記載の光学フィルム。
- JIS K7136:2000のヘイズが20%以上75%以下である、請求項1又は2に記載の光学フィルム。
- 表示素子上に、請求項1又は2に記載の光学フィルムの前記凹凸表面側の面が前記表示素子とは反対側を向くように配置してなり、かつ前記光学フィルムを最表面に配置してなる画像表示パネル。
- 請求項12に記載の画像表示パネルを含む画像表示装置。
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