JPWO2013099658A1 - 光学積層体及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの機能層の基材としては、透明性や硬度性に優れるアクリル樹脂等が使用されている。しかし、このような機能層の基材は、絶縁特性が高いため帯電しやすく、埃等の付着による汚れが生じ、使用する場合のみならずディスプレイ製造工程においても、帯電してしまうことにより障害が発生するといった問題があった。
帯電防止剤に添加する帯電防止剤の帯電防止機能を発現するタイプとしては、従来、電子がソリトンやポーラロンといったキャリアを介して移動する電子伝導タイプと、イオン自体が系内を移動するイオン伝導タイプの2種類に分類される。
電子伝導タイプの帯電防止剤としては、例えば、各種金属酸化物や導電性ポリマー等が知られており、一方、イオン伝導タイプの帯電防止剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩や、リチウム塩等が知られている。
なかでも、帯電防止層に添加する帯電防止剤としては、カチオン界面活性剤である第4級アンモニウム塩が好ましく用いられていた。
また、帯電防止層に添加する帯電防止剤として、導電性ポリマーや導電性微粒子を用いることも従来から知られているが、このような帯電防止剤を用いてなる帯電防止層を備えた光学積層体も、耐久性試験により表面抵抗値が悪化するという問題があった。
また、本発明の光学積層体は、80℃環境で500時間保持する耐久性試験(1)及びキセノンアークを300時間照射する耐久性試験(2)の前後における表面抵抗値の変化率である、(試験後の表面抵抗値)/(試験前の表面抵抗値)が、いずれも0.5〜2.0であることが好ましい。
また、上記樹脂成分は、重量平均分子量が2万〜20万であり、ガラス転移温度が80〜120℃であることが好ましい。
また、上記導電性微粒子は、アンチモン錫酸化物(ATO)であり、上記樹脂成分は、ポリメチルメタクリレートであり、上記溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルであることが好ましい。
また、上記帯電防止層の光透過性基材と反対側の面上にハードコート層を有することが好ましい。
また、上記ハードコート層は、帯電防止層に含有される樹脂成分と同種の樹脂成分を含有することが好ましい。
また、上記ハードコート層は、導通微粒子を含有することが好ましい。
また、上記ハードコート層は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
また、上記紫外線吸収剤の含有量が、3〜15質量%であることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光学積層体において、上記帯電防止層は、導電性微粒子と樹脂成分と溶剤とを含有する帯電防止層用組成物を用いて形成されたものである。すなわち、本発明の光学積層体において、上記帯電防止層は、層中にモノマー成分を含有するものではない。
ここで、上記モノマー成分とは、光学積層体の耐久性試験、例えば、80℃の高温試験、カーボンアークのフェードメーター、キセノンランプを用いたキセノンウェザーメーターを用いた耐久性試験を行った時に反応し、帯電防止層に硬化収縮を起こさせる成分を意味する。
本発明の光学積層体は、このようなモノマー成分を帯電防止層に含有しないため、耐久性試験後に帯電防止層に硬化収縮が起きず、耐久性試験の前後において表面抵抗値が変化しない安定したものとなる。
具体的には、本発明の光学積層体は、80℃環境で500時間保持する耐久性試験(1)及びキセノンアークを300時間照射する耐久性試験(2)の前後における表面抵抗値の変化率{(試験後の表面抵抗値)/(試験前の表面抵抗値)}が、いずれも0.5〜2.0であることが好ましい。0.5未満であると、耐久性試験後における本発明の光学積層体の表面抵抗値が低く、導電性が高くなるため、本発明の光学積層体を静電容量方式のタッチパネルに用いた場合、指で触れた際の表面の電荷が拡散してしまい、センサーが感知できずタッチセンサーが作動しないことがある。一方、2.0を超えると、耐久性試験後における本発明の光学積層体の表面抵抗値が高く、導電性が低下するため、本発明の光学積層体を静電容量方式のタッチパネルに用いた場合、指で触れた際の表面の電荷を充分に拡散できず、一時的に高い電荷が集中してしまい、結果として、液晶分子に影響を及ぼし、表示画面が白濁する現象が発生する恐れがある。
なお、本発明の光学積層体において、上記帯電防止層がモノマー成分を含有しないとは、該帯電防止層中にモノマー成分を全く含有しない場合のほか、耐久性試験後において表面抵抗値の差が上記範囲内に収まる範囲で含まれている場合も含む意味である。
更に、上記帯電防止層は、紫外線によって分解等してしまう樹脂を含有しないことが好ましい。上記紫外線によって分解等してしまう樹脂としては、例えば、分極の大きい官能基を有する樹脂や、主鎖に不飽和結合を有する樹脂等が挙げられる。
このような導電性微粒子としては特に限定されず、例えば、金属微粒子、金属酸化物微粒子、カーボンナノチューブ、コーティング微粒子等、従来公知の材料を用いることができる。なかでも、耐光性、耐熱性、環境依存性が良好なことから、金属酸化物微粒子が好適に用いられる。
また、上記金属酸化物微粒子を構成する金属酸化物としては特に限定されず、例えば、酸化錫(SnO2)、酸化アンチモン(Sb2O5)、アンチモン錫酸化物(ATO)、インジウム錫酸化物(ITO)、アルミニウム亜鉛酸化物(AZO)、フッ素化酸化スズ(FTO)、ZnO等が挙げられる。ここで、本発明における「金属酸化物」とは、異種金属がドープされた金属酸化物をも含む概念である。
上記コア微粒子としては特に限定されず、例えば、シリカ微粒子、ガラス微粒子等の無機微粒子;フッ素樹脂微粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等のポリマー微粒子;有機質無機質複合体粒子等の微粒子が挙げられる。また、上記導電性被覆層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、上述した金属又はこれらの合金や、上述した金属酸化物等が挙げられる。
なお、上記導電性微粒子の「平均一次粒子径」とは、上記帯電防止層を形成するための帯電防止層用組成物中においては、日機装社製のMICROTRAC粒度分析計を用いて測定した値を意味し、上記帯電防止層においては、該帯電防止層断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真や走査透過電子顕微鏡(STEM)写真により観察される導電性微粒子の10個の平均値を意味する。
なお、上記鎖状又は針状とは、2個以上の上記導電性微粒子が直線状又は分岐状で連結された形態を意味する。以下、鎖状又は針状の導電性微粒子を、「鎖状導電性微粒子」と称して説明する。
なお、「鎖状導電性微粒子の平均長さ」とは、帯電防止層断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真や走査透過電子顕微鏡(STEM)写真により観察される鎖状導電性微粒子の10個の長さの平均値を意味する。具体的には、例えば、導電性微粒子が2個以上連結している鎖状導電性微粒子の1個の大きさが確認できる倍率(例えば20万倍以上)で撮影した、帯電防止層断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真等において、鎖状導電性微粒子10個選択し、選んだ鎖状導電性微粒子の最も長い部分の長さをそれぞれ測定し、その平均値を求めることにより、帯電防止層中における鎖状導電性微粒子の平均長さを求めることができる。なお、鎖状導電性微粒子は、曲線状など多様な形状で存在しているが、その長さ測定においては、最も離れた2点間の長さを測定する。
まず、金属塩又は金属アルコキシドが0.1〜5質量%の濃度で含まれるアルコール溶液を加熱して、該金属塩又は金属アルコキシドを加水分解させ、平均一次粒子径が1〜100nmの導電性微粒子のゲル分散液を調製する。このとき必要に応じて温水やアルカリを加えてもよい。
次いで、得られたゲル分散液を濾別、洗浄し、空気中、200〜800℃の温度で焼成して導電性微粒子(金属酸化物微粒子)を調製する。
次いで、この焼成した導電性微粒子の粉末を、酸性又はアルカリ性の水、及び、アルコール溶媒の少なくとも一方に分散させて濃度10〜50質量%の分散液とし、必要に応じて有機安定剤の存在下でこの分散液をメカニカル分散処理する。
なお、上記有機安定剤として具体的には、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、クエン酸等の多価カルボン酸及びその塩、複素環化合物あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
このメカニカル分散処理によって、生成ゲルが解膠し、鎖状導電性微粒子が分散したゾルが得られる。上記メカニカル分散処理としては、例えば、サンドミル法、衝撃分散法等が挙げられ、特に、衝撃分散法が好ましく使用される。
こうして得られた鎖状導電性微粒子は、通常、遠心分離等の方法によって生成後の分散液から取り出され、必要に応じて酸等で洗浄される。また、得られた鎖状導電性微粒子を含む分散液は、そのまま帯電防止層の形成に使用することもできる。
上記帯電防止層がバインダー成分として、ポリマーである樹脂成分を含有することで、本発明の光学積層体は、耐久性試験後において帯電防止層に硬化収縮が起きず、表面抵抗値が変化しない安定したものとなる。
このため、上記樹脂成分は、分子中に反応性官能基を有さないものである。上記樹脂成分が分子中に反応性官能基を有さないことにより、該樹脂成分の二次的な反応が無く、帯電防止層用組成物を塗布及び乾燥した後に形成される帯電防止層の性能を維持することができる。上記樹脂成分が分子中に反応性基を有するものである場合、帯電防止層用組成物を塗布及び乾燥した後に形成される帯電防止層中で、暗反応により徐々に上記樹脂成分が反応を進めてしまうことがあり、長期的に徐々に上記樹脂成分の反応が進むと、該反応により樹脂成分の結合が生じることとなり、樹脂成分が形成していた物理的距離が収縮することがある。その結果として帯電防止層中での導電性微粒子の物理的距離も縮まってしまい、導電パスを増大させ帯電防止層の導電性が向上し抵抗値が下がってしまうという問題が生じる。また、上記樹脂成分が分子中に反応性官能基を有すると、耐久性試験により該反応性官能基が反応して帯電防止層に硬化収縮が生じ、表面抵抗値が変化してしまう。
なお、上記反応性としては、耐久性試験において反応することがある官能基を意味し、例えば、アクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を有する官能基、エポキシ環、オキセタン環等の環状エーテル基、ラクトン環等の開環重合基、ウレタンを形成するイソシアネート基等が挙げられる。
なお、これらの反応性官能基は、上記樹脂成分中に全く含まれないことが好ましいが、耐久性試験後において、帯電防止層に硬化収縮を起こさせない程度であれば含まれていてもよい。上記帯電防止層に硬化収縮を起こさせない程度とは、耐久性試験後における表面抵抗率の変化率が上述した範囲にある場合を意味する。
なお、本明細書において、「溶解性を有する」とは、上記樹脂成分を後述する溶剤に溶解させた樹脂溶液において、ゲル成分を生じることがなく、かつ、当該樹脂溶液における溶剤比率の増大に応じて粘度が低下する特性を有することを意味する。また、「相溶性を有する」とは、上記樹脂溶液と上記導電性微粒子とを混合した帯電防止層用組成物において、樹脂成分100質量部に対して、上記導電性微粒子が少なくとも100〜300質量部の範囲において任意の比率で混合しても、ゲル化物を生ずることなく均一分散しており、上記帯電防止層用組成物をムラなく塗工して塗膜を形成することができ、該塗膜を乾燥させてなる帯電防止層にヘイズの上昇等の外観悪化が生じないことを意味する。
上記側鎖を有する樹脂成分は、該側鎖が立体障害となって帯電防止層中で動き難くなり、本発明の光学積層体をより好適に表面抵抗値の安定性に優れたものとすることができる。
なお、上記重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算により求めることができる。GPC移動相の溶剤には、テトラヒドロフランやクロロホルムを使用することができる。測定用カラムは、テトラヒドロフラン用又はクロロホルム用のカラムの市販品カラムを組み合わせて使用するとよい。上記市販品カラムとしては、例えば、Shodex GPC KF−801、GPC KF−802、GPC KF−803、GPC KF−804、GPC KF−805、GPC KF−800D(いずれも、商品名、昭和電工社製)等を挙げることができる。検出器には、RI(示差屈折率)検出器及びUV検出器を使用するとよい。このような溶剤、カラム、検出器を使用して、例えば、Shodex GPC−101(昭和電工社製)等のGPCシステムにより、上記重量平均分子量を適宜測定することができる。
上記アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
また、上記セルロース系樹脂としては、例えば、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートブチレート(CAB)等が挙げられる。
また、上記ウレタン系樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂等が挙げられる。
また、上記塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
また、上記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
また、上記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
本発明の光学積層体における上記樹脂成分としては、熱可塑性樹脂であることが好ましく、なかでも、上記導電性微粒子のブリードアウトを防止しやすく、相溶性に優れるといった特性を有し、耐候性にも優れることから、ポリメチルメタクリレートが好適に用いられる。
なお、上記帯電防止層の厚みは、帯電防止層断面を電子顕微鏡(例えば、SEM、TEM、STEM等)を用いて観測し、測定した値である。
一方、上記樹脂成分がポリメチルメタクリレートである場合、該ポリメチルメタクリレートは、一般的にアルコールに不溶もしくは溶けにくく、水酸基が無く、極性基の少ない溶剤には溶けやすい傾向がある。具体的には、上記ポリメチルメタクリレートは、ケトン類、脂肪族、炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、エステル類に溶けやすい傾向がある。よって、これらの溶剤を選択することで、ポリメチルメタクリレート溶液を調製することができ、該溶液を用いることで、上記帯電防止層用組成物の調製を容易にすることができる。
上記帯電防止層用組成物では、上記導電性微粒子(鎖状導電性微粒子)と樹脂成分(ポリメチルメタクリレート)とを安定に存在させる必要がある。すなわち、上記溶剤として、極性基が少ない溶剤を多く加えすぎると、上記鎖状導電性微粒子が安定に存在できなくなり、凝集、ゲル化、沈降等の問題が発生する。一方で、アルコール等の極性の高い溶剤を多く加えすぎると、樹脂成分であるポリメチルメタクリレートが安定に存在できなくなり、析出、ゲル化等の問題が発生する。この結果として、上記帯電防止層用組成物として用いることができず、本発明の目的を達成することができなくなる。
このため、上記帯電防止層用組成物は、上記樹脂成分としてポリメチルメタクリレートを用いる場合、例えば、上記溶剤としてメチルイソブチルケトンを用い、上記鎖状導電性微粒子を含有するアルコール分散液と混合する際に、上記ポリメチルメタクリレートと鎖状導電性微粒子とを更に安定的に存在させるため、溶剤としてメチルイソブチルケトンとアルコールとの中間的性質を持ち、かつ、蒸発速度が遅いグリコールエステル類を追加で混合させることが好ましい。なかでも、プロピレングリコールモノメチルエーテルを追加で混合させることがより好ましい。これにより、上記帯電防止層用組成物の乾燥中であっても蒸発速度の遅いプロピレングリコールモノメチルエーテルが最後に残り、ポリメチルメタクリレートのゲル化や鎖状導電性微粒子の凝集等、乾燥中に悪影響を及ぼすことが無くなり、得られる帯電防止層が安定的に目的とする耐久性能を得ることができる。
上記塗布の方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ピードコーター法等の公知の方法を挙げることができる。
上記光透過性基材としては、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度に優れたものが好ましい。
上記光透過性基材を形成する材料の具体例としては、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又は、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくはポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテートが挙げられる。
また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ社製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好ましい。
上記光透過性基材は、その上に上述した帯電防止層を形成するのに際して、接着性向上のために、コロナ放電処理、酸化処理等の物理的又は化学的な処理のほか、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布を予め行ってもよい。
上記帯電防止層が上記ハードコート層と上記光透過基材との間に存在することとなり、本発明の光学積層体を、ハードコート性能に優れたものとすることができ、更に、耐久性試験後における表面抵抗値がより安定したものとすることができる。
なお、上記ハードコート層用組成物は、上記樹脂成分として、上記帯電防止層に含有される樹脂成分と同種のものと、異なる種類の樹脂成分とを含有していてもよい。ただし、この場合、上記ハードコート層用組成物における樹脂成分の主成分(すなわち、全樹脂成分における50質量%以上)が、上記帯電防止層に含有される樹脂成分と同種の樹脂成分であることが好ましい。
なお、本明細書において、モノマー成分とは、硬化性樹脂の前駆体を含むものであり、いわゆるオリゴマーも含む。
このような導通微粒子としては特に限定されず、例えば、コア微粒子の表面に導電性被覆層を形成したコーティング微粒子が好適に用いられる。
上記コーティング微粒子を構成する材料としては、例えば、上述した帯電防止層における導電性微粒子において説明したものと同様の材料が挙げられる。
なお、上記導通微粒子は、ハードコート層の厚みと同等か、超える大きさであることが好ましい。すなわち、上記導通微粒子は、ハードコート層の表面付近に存在しているか、該表面から突出していることが好ましい。上記導通微粒子がハードコート層の厚みに対して小さすぎる場合、本発明の光学積層体の表面抵抗値が高くなり、帯電防止性能が劣ることとなることがある。具体的には、上記導通微粒子の平均粒子径は、ハードコート層の厚みに対して、0.8〜1.5倍であることが好ましい。0.8倍未満であると、本発明の光学積層体の帯電防止性能が不充分となることがあり、1.5倍を超えると、上記導通微粒子がハードコート層から脱落することがある。
すなわち、上記ハードコート層中の紫外線吸収剤が、上記耐久性試験時に照射される紫外線を吸収することで、上記帯電防止層を構成する樹脂成分の紫外線による分解等の劣化反応を抑制し、帯電防止層中に含まれる導電性微粒子間の距離を維持することができ、その結果、本発明の光学積層体の耐久性が向上する。なお、このような効果を奏するために、上記紫外線吸収剤は、上記ハードコート層の帯電防止層を保護できる位置に含有される。
このような紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−アミル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−イソブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−イソブチル−5’−プロピルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等の2’−ヒドロキシフェニル−5−クロロベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤類、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等の2’−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤類等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等の2,2’−ジヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤類、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン等の2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤類等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルチル酸フェニル、4−t−ブチル−フェニル−サリシレート等のサリチル酸エステル系紫外線吸収剤が挙げられる。なかでも、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤が好ましい。
その他に、ベンゾトリアゾール骨格にアクリロイル基又はメタクリロイル基を導入した反応型紫外線吸収剤等も用いられる。或いは、高い透明度を要求されない場合は、無機系紫外線吸収剤を添加することもできる。無機系紫外線吸収剤としては、粒径0.2μm以下の酸化チタン、酸化セリウム、酸化鉄等が用いられる。
上記光重合開始剤としては、公知のものであれば特に限定されず、例えば、アセトフェノン類(例えば、商品名イルガキュア184、BASF社製の1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、商品名イルガキュア907、BASF社製の2−メチル−1〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モリフォリノプロパン−1−オン)、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタセロン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等を挙げることができる。なかでも、アセトフェノン類であることが好ましい。
上記光重合開始剤の含有量は、上記モノマー成分100質量部に対して2〜5質量部であることがより好ましい。
上記他の成分としては、熱重合開始剤、光安定化剤、架橋剤、硬化剤、重合促進剤、粘度調整剤、酸化防止剤、防汚剤、スリップ剤、屈折率調整剤、分散剤、拡散剤、賦型剤及び防眩剤等が挙げられる。これらは公知のものを使用することができる。
上記混合分散は、ペイントシェーカー、ビーズミル、ニーダー等の公知の装置を使用して行うとよい。
また、上記乾燥時間が3秒未満であると、形成するハードコート層と帯電防止層との密着性が劣ることがある。一方、上記乾燥時間が120秒を超えると、上記塗膜の乾燥に長時間を要し、製造コストが高くなることがある。
上記紫外線を照射する場合は、紫外線照射量が30mJ/cm2以上であることが好ましく、50mJ/cm2以上であることがより好ましく、80mJ/cm2以上であることが更に好ましい。
上記膜厚が3μm未満であると、上記ハードコート層の硬度が不充分となるおそれがある。一方、上記膜厚が15μmを超えると、上記ハードコート層に残留溶剤が残ったり、上記塗膜の密着性が低下したり、カールやダメージの防止が不充分となるおそれがある。上記ハードコート層の層厚みは、3〜10μmであることがより好ましい。
上記層厚みは、ハードコート層の断面を、電子顕微鏡(SEM、TEM、STEM)で観察することにより測定して得られた値である。
上記全光線透過率は、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7361に準拠した方法により測定することができる。
上記ヘイズは、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製、製品番号;HM−150)を用いてJIS K−7136に準拠した方法により測定することができる。
本発明の光学積層体は、また、本発明の効果が損なわれない範囲内で、必要に応じて他の層(防眩層、他の帯電防止層、低屈折率層、防汚層、接着剤層、他のハードコート層等)の1層又は2層以上を適宜形成することができる。なかでも、防眩層、低屈折率層及び防汚層のうち少なくとも一層を有することが好ましい。これらの層は、公知の反射防止用積層体と同様のものを採用することもできる。
上記画像表示装置としては、例えば、LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、タッチパネル、電子ペーパー等が挙げられる。
このため、本発明の光学積層体は、陰極線管表示装置(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、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)、タッチパネル、電子ペーパー等のディスプレイ、特に高精細化ディスプレイに好適に使用することができる。
なお、文中、「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り、質量基準である。
(帯電防止層の形成)
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、固形分25%、MIBK溶液、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)をプロピレングリコールモノメチルエーテル中に溶解させ、V3560(ATO分散液:平均粒子径8μm、日揮触媒化成社製)を添加して攪拌し、最終固形分8%、熱可塑性樹脂:ATOの比率が100:200(質量比)となるよう調整し、帯電防止層用組成物を得た。
この帯電防止層用組成物を光透過性基材(PET基材、三菱樹脂社製:T600E25N)にスリットリバースコートにより、乾燥塗布厚みが0.3μmとなるように塗布して塗膜を形成した。得られた塗膜を70℃で1分間乾燥させ帯電防止層を形成した。
イルガキュア184(光重合開始剤、BASFジャパン社製)4質量部を、メチルイソブチルケトン(MIBK)/イソプロパノール(IPA)の混合溶剤中に添加して攪拌し溶解させて、最終固形分が25質量%の溶液を調製した。この溶液に、樹脂成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)とHRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂:DNPファインケミカル社製)を樹脂成分の質量比率で70:30となるよう添加し、レベリング剤として10−301(TL)(大日精化工業社製)を樹脂成分100質量部に対して0.2質量部となるよう添加し攪拌した。この溶液にブライト分散液(導電性微粒子分散液、DNPファインケミカル社製、平均粒子径4.6μm、固形分25%)を最終組成物であるハードコート層用組成物12kgに対して100g添加して攪拌を行い、最後に紫外線吸収剤(TINUVI477:BASFジャパン社製)を樹脂100質量部に対して6質量部となるよう添加して攪拌し、総固形分25%のハードコート層用組成物を得た。
このハードコート層用組成物を先に形成した帯電防止層の上にスリットリバースコートにより、乾燥塗布量6g/m2となるように塗布して塗膜を形成した。得られた塗膜を70℃で1分間乾燥させた後、紫外線照射量80mJ/cm2で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、厚み5μmのハードコート層を形成し光学積層体を得た。
ハードコート層用組成物における紫外線吸収剤の配合量を3質量部とした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
ハードコート層用組成物における紫外線吸収剤の配合量を10質量部とした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
ハードコート層用組成物における紫外線吸収剤の配合量を15質量部とした以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量5万、ガラス転移温度100℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量10万、ガラス転移温度100℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量7万、ガラス転移温度80℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量7万、ガラス転移温度110℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、総固形分26%とした以外は実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
熱可塑性樹脂:ATOの比率が100:150(質量比)となるよう調整した以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、総固形分26%とした以外は実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
熱可塑性樹脂:ATOの比率が100:250(質量比)となるよう調整した以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、総固形分26%とした以外は実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
厚みを0.2μmとした以外は、実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
厚みを0.5μmとした以外は、実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、厚みを4μmとした以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、厚みを7μmとした以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
イルガキュア184(光重合開始剤、BASFジャパン社製)4質量部を、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)中に添加して攪拌し溶解させて、最終固形分が25質量%の溶液を調製した。この溶液に、樹脂成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)を添加し攪拌した。この溶液に硬化後のPETA:ATOが100:200となるようにATOを添加して攪拌し、総固形分25%の帯電防止層用組成物を得た。
この帯電防止層用組成物を光透過性基材(PET基材、三菱樹脂社製:T600E25N)にスリットリバースコートにより、乾燥塗布厚みが0.3μmとなるように塗布した。得られた塗膜を70℃で1分間乾燥させた後、紫外線照射量80mJ/cm2で紫外線を照射して塗膜を硬化させて帯電防止層を形成した。
その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
PETAに代えて、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)を用いた以外は比較例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た
PETAに代えて、1,6−ヘキサンジオール(HDDA)を用いた以外は比較例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、ウレタンアクリレート(BS577、荒川化学社製)を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
PETAに代えて、HRAGアクリル(25)MIBKとPETAとを樹脂比率1:1(質量比)で混合した樹脂を用いた以外は比較例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、紫外線吸収剤を添加しなかった以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、紫外線吸収剤の配合量を16質量部とした以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量1万、ガラス転移温度110℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
HRAGアクリル(25)MIBK(熱可塑性樹脂、重量平均分子量7万、ガラス転移温度100℃:DNPファインケミカル社製)に代えて、重量平均分子量7万、ガラス転移温度70℃の熱可塑性樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
熱可塑性樹脂:ATOの比率が100:50(質量比)となるよう調整した以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、総固形分26%とした以外は実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
熱可塑性樹脂:ATOの比率が100:350(質量比)となるよう調整した以外は実施例1と同様にして帯電防止層を形成した。その後、総固形分26%とした以外は実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
厚みを0.09μmとした以外は、実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
厚みを1.2μmとした以外は、実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、厚みを2μmとした以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
実施例1と同様にして帯電防止層を形成し、その後、厚みを12μmとした以外は、実施例1と同様にしてハードコート層を形成して光学積層体を得た。
各光学積層体の透過率(全光線透過率)及びヘイズを、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製、製品番号:HM−150)を用いてJIS K−7361(全光線透過率)に準拠した方法により測定した。
各光学積層体の表面抵抗値を、ハイレスタUP MCP−HT450(三菱化学社製:Rプローブ、印加電圧500V)を用いて測定した(単位Ω/□)。
各光学積層体にクロスカット碁盤目試験を行い、元のカット部数(100)に対するテープを剥がした後に基材上に残存したカット部数の比について、下記の基準にて評価した。
○:90/100〜100/100
△:50/100〜89/100
×:0/100〜49/100
各光学積層体を、温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS S−6006に規定する試験用鉛筆(硬度2B〜3H)を用いて、JIS K5600−5−4(1999)に規定する鉛筆硬度評価方法に従い、4.9Nの荷重にて、ハードコート層が形成された表面の鉛筆硬度を測定した。
これに対し、表2に示したように、比較例に係る光学積層体は、耐久性試験(2)の前後で表面抵抗値の変化率が大きく、帯電防止性能の安定性に劣るものであった。
また、帯電防止層における導電性微粒子の配合量の少なかった参考例5に係る光学積層体、帯電防止層の厚みが薄すぎた参考例7に係る光学積層体、及び、ハードコート層の厚みが厚すぎた参考例10に係る光学積層体は、表面抵抗値が高すぎて帯電防止性が不充分であった。また、その他の参考例に係る光学積層体は、耐久性試験の前後で表面抵抗値の変化率が小さく、帯電防止性能の安定性が極めて高いものの、ヘイズ、全光線透過率、密着性及び鉛筆硬度の各評価のいずれもが優れるものはなかった。
Claims (12)
- 光透過性基材の一方の面上に帯電防止層を有する光学積層体であって、
前記帯電防止層は、導電性微粒子と樹脂成分と溶剤とを含有する帯電防止層用組成物を用いて形成されたものであり、
前記樹脂成分は、分子中に反応性官能基を有さず、かつ、前記溶剤に対する溶解性と前記導電性微粒子に対する相溶性とを有する
ことを特徴とする光学積層体。 - 導電性微粒子は、鎖状又は針状である請求項1記載の光学積層体。
- 80℃環境で500時間保持する耐久性試験(1)及びキセノンアークを300時間照射する耐久性試験(2)の前後における表面抵抗値の変化率{(試験後の表面抵抗値)/(試験前の表面抵抗値)}が、いずれも0.5〜2.0である請求項1又は2記載の光学積層体。
- 樹脂成分は、重量平均分子量が2万〜20万であり、ガラス転移温度が80〜120℃である請求項1、2又は3記載の光学積層体。
- 樹脂成分は、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、ポリスチレン及びABS樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1、2、3又は4記載の光学積層体。
- 導電性微粒子は、アンチモン錫酸化物(ATO)であり、樹脂成分は、ポリメチルメタクリレートであり、溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルである請求項1、2、3、4又は5記載の光学積層体。
- 帯電防止層の光透過性基材と反対側の面上にハードコート層を有する請求項1、2、3、4、5又は6記載の光学積層体。
- ハードコート層は、帯電防止層に含有される樹脂成分と同種の樹脂成分を含有する請求項7記載の光学積層体。
- ハードコート層は、導通微粒子を含有する請求項7又は8記載の光学積層体。
- ハードコート層は、紫外線吸収剤を含有する請求項7、8又は9記載の光学積層体。
- 紫外線吸収剤の含有量が、3〜15質量%である請求項10記載の光学積層体。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11記載の光学積層体を備えることを特徴とする画像表示装置。
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