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JP2009175676A - 光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置 - Google Patents

光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置 Download PDF

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JP2009175676A JP2008244680A JP2008244680A JP2009175676A JP 2009175676 A JP2009175676 A JP 2009175676A JP 2008244680 A JP2008244680 A JP 2008244680A JP 2008244680 A JP2008244680 A JP 2008244680A JP 2009175676 A JP2009175676 A JP 2009175676A
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Abstract

【課題】表面に凹凸を有する防眩層上に干渉層を2層以上積層しても、外光の写り込みが少なく、黒締まりに優れると共に、膜厚均一性に優れ、良好な反射防止効果の得られる光学フィルムを提供すること。
【解決手段】支持体上に、凹凸表面を有する防眩層、高屈折率層、および低屈折率層が少なくともこの順で積層されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)が0.03μm<Ra<0.4μm、凹凸の平均間隔(Sm)が80μm<Sm<700μmであり、該凹凸の傾斜角θを測定した際、0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))が40%以上を占め、該光学フィルムの積分反射率が1.5%以下である光学フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、光学フィルム、該光学フィルムを用いた偏光板、及び該光学フィルム又は該偏光板を用いた画像表示装置に関する。
光学フィルム、とりわけ反射防止フィルムは、一般に、陰極管表示装置(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)や液晶表示装置(LCD)のような画像表示装置において、外光の反射によるコントラスト低下や像の映り込みを防止するために、ディスプレイの最表面に配置される。そのため、反射防止フィルムには高い反射防止性能の他に、高い透過率、高い物理強度(耐擦傷性など)、耐薬品性、耐候性(耐湿熱性、耐光性など)が要求される。
このような反射防止フィルムは、少なくとも最表面に層厚200nm以下の薄膜層である低屈折率層を設け、その低屈折率層の光学干渉によって反射防止を行うことがよく用いられる。しかし、最も単純な構成である低屈折率層1層で反射防止を行う1層薄膜干渉型の場合は、反射率0.5%以下を満足し、かつ、ニュートラルな色味、高い耐擦傷性、耐薬品性、耐候性を有する実用的な低屈折率材料がない。これに対して反射率0.5%以下を達成するための、透明支持体と低屈折率層の間に高屈折率層を形成する2層薄膜干渉型、または、透明支持体と低屈折率層の間に中屈折率層、高屈折率層を順次形成する3層薄膜干渉型など、多層の光学干渉によって反射を防止する多層薄膜干渉型反射防止フィルムが知られている。特に広い波長範囲で反射を防止し、反射色を抑えながら、低反射率とするために、3層薄膜干渉型が望ましい。
多層薄膜干渉型の反射防止フィルムに用いる薄膜層(高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層など)としては、金属酸化物の透明薄膜層を積層させた多層膜が従来から広く用いられている。通常、金属酸化物の透明薄膜は、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真空蒸着法、スパッタリング法により形成することが行われてきた。
しかし、蒸着やスパッタリングによる金属酸化物の透明薄膜の形成方法は生産性が低く大量生産に適しておらず、生産性が高い湿式成膜法、特に塗布方式により形成する方法が提案されている。
また、外光の反射や蛍光灯等の写り込みによる視認性の低下を抑制するために、凹凸形状を有した防眩層を形成することも一般に良く用いられる。この凹凸形状を有する防眩層の形成は、透明基材の表面に、シリカ等の無機酸化物微粒子や有機樹脂ビーズを含む樹脂を塗工して形成されるものが一般的である。しかし、防眩層を形成すれば容易に写り込みを抑制できる反面、外光の表面散乱のため画面が白っぽく見え、黒の締まりが悪化するという現象が起こる。そこで、防眩層上に薄膜干渉層を1層設けて映り込みの抑制と黒締まりの両立を図るということが行われている。
映り込みと黒締まりをさらに向上させるためには防眩層上に上記2層乃至3層の薄膜干渉型の反射防止層を形成することが好ましい。しかしながら、生産性のよい上記塗布方式により該防眩層の凹凸表面にナノメートルスケールの薄膜をコーティングしようとすると、凹凸に起因して塗布ムラやハジキが生じ、膜厚が均一にならず設計通りに最適な光干渉が起きないことにより反射率が下がらないことがある。そのため、低反射と防眩性を両立することは困難であった。
こういった塗布ムラやハジキを改良するために、防眩層表面を表面処理した後にエージング処理したり(特許文献1)、防眩層と反射防止層の間に中間層を設けたりすること(特許文献2)が試みられている。また、低屈折率層中の中空球状シリカ系微粒子を凸部分より凹部分に多く存在するよう配置することが試みられている(特許文献3)。
しかしながら、これらの従来提案されている光学フィルムでは反射率を下げるには十分ではなかった。
特開2006−145737号公報 特開2006−145587号公報 特開2006−146027号公報
本発明の目的は、防眩層上に薄膜干渉層を少なくとも2層有しており、外光の写り込みが少なく、黒締まりに優れると共に、膜厚均一性に優れ、反射率が非常に低い光学フィルムの提供にある。本発明の別の目的は、該光学フィルムを用いた偏光板および画像表示装置の提供にある。
本発明者らは、上述の課題を解消すべく鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、前記課題を解決し目的を達成しうることを知見し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、下記の構成により前記目的を達成したものである。
1. 支持体上に、凹凸表面を有する防眩層、高屈折率層、および低屈折率層が少なくともこの順で積層されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)が0.03μm<Ra<0.4μm、凹凸の平均間隔(Sm)が80μm<Sm<700μmであり、該凹凸の傾斜角θを測定した際、0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))が40%以上を占め、該光学フィルムの積分反射率が1.5%以下である光学フィルム。
2. 前記防眩層は、少なくとも1種の透光性粒子を含有し、該透光性粒子の平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも0.01〜4.0μm大きい上記1に記載の光学フィルム。
3. 前記透光性粒子の添加量が前記防眩層の全固形分に対して0.01〜1質量%である上記2に記載の光学フィルム。
4. 前記平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも大きい透光性粒子の防眩層における単位面積当たりの個数が10〜1500個/mmである上記2または3に記載の光学フィルム。
5. 前記防眩層は、防眩層の平均膜厚よりも小さい平均粒子径を有する第2の透光性粒子を含有する上記2〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
6. 前記防眩層は、少なくとも1種の微粒子を含有し、該微粒子が凝集性の金属酸化物微粒子である上記1に記載の光学フィルム。
7. 前記金属酸化物微粒子の添加量が前記防眩層の全固形分に対して0.01〜5質量%である上記6に記載の光学フィルム。
8. 前記防眩層は、防眩層の平均膜厚よりも小さい平均粒子径を有する第2の透光性粒子を含有する上記6または7に記載の光学フィルム。
9. 前記高屈折率層がSi、Al、Ti、Zr、Sb、Zn、Sn、Inから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物微粒子を含有する上記1〜8のいずれかに記載の光学フィルム。
10. 前記の金属の酸化物微粒子を高屈折率層の全固形分中30質量%以上含有する上記9に記載の光学フィルム。
11. 前記高屈折率層は、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を含有する上記1〜10のいずれかに記載の光学フィルム。
12. 前記防眩層と前記高屈折率層との間に、前記防眩層よりも屈折率が高く、前記高屈折率層よりも屈折率の低い、中屈折率層をさらに設けた上記1〜11のいずれかに記載の光学フィルム。
13. 前記中屈折率層がSi、Al、Ti、Zr、Sb、Zn、Sn、Inから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物微粒子を含有する上記12に記載の光学フィルム。
14. 前記の金属の酸化物微粒子を中屈折率層の全固形分中30質量%以上含有する上記13に記載の光学フィルム。
15. 前記中屈折率層は、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を含有する上記12〜14のいずれかに記載の光学フィルム。
16. 偏光膜と、該偏光膜の両側に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、上記1〜15のいずれかに記載の光学フィルムである偏光板。
17. 上記1〜15のいずれかに記載の光学フィルム又は上記16に記載の偏光板がディスプレイの最表面に用いられている画像表示装置。
本発明の光学フィルムは、防眩層上に薄膜干渉層を少なくとも2層有しており、外光の写り込みが少なく、黒締まりに優れると共に、膜厚均一性に優れ、反射率が非常に低いものである。
以下に、本発明の光学フィルムについて詳述する。
本発明の光学フィルムは、支持体上に、凹凸表面を有する防眩層、高屈折率層及び低屈折率層を少なくともこの順で積層されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)、凹凸の平均間隔(Sm)、該凹凸の傾斜角θ、該光学フィルムの積分反射率が、それぞれ特定の範囲内であることを特徴とする。
<防眩層>
本発明のフィルムが有する前記防眩層は、表面散乱による防眩性と、好ましくはフィルムの耐擦傷性を向上するためのハードコート性とをフィルムに寄与する目的で形成される層である。
防眩性を付与する方法としては、特開平6−16851号記載のような表面に微細な凹凸を有するマット状の賦型フィルムをラミネートして形成する方法、特開2000−206317号記載のように電離放射線照射量の差による電離放射線硬化型樹脂の硬化収縮により形成する方法、特開2000−338310号記載のように乾燥にて透光性樹脂に対する良溶媒の重量比が減少することにより透光性微粒子および透光性樹脂とをゲル化させつつ固化させて塗膜表面に凹凸を形成する方法、特開2000−275404号記載のように外部からの圧力により表面凹凸を付与する方法、特開2005−195819号記載のように複数のポリマーの混合溶液から溶媒が蒸発する過程で相分離することを利用して表面凹凸を形成する方法、などが知られており、本発明のフィルムにおける防眩層を形成するにはこれら公知の方法を利用することができる。
本発明で用いることができる防眩層は、好ましくはハードコート性を付与することのできるバインダー、及び防眩性を付与するための透光性粒子からなり、透光性粒子自体の突起あるいは複数の粒子の集合体で形成される突起によって表面に凹凸が形成された層であることが好ましい。
また、防眩層は、バインダー形成材料、透光性粒子および溶媒を含有する防眩層形成用塗料を用いて形成されることが好ましい。
そして、防眩層形成用塗料を用いて形成される防眩層は、バインダーとバインダー中に分散された透光性粒子とからなり、防眩性とハードコート性とを兼ね備えることが好ましい。
(透光性粒子)
本発明の好ましい態様の1つとして、防眩層中に防眩性を付与するために少なくとも1種の前記透光性粒子を含有し、該透光性粒子の平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも0.01〜4.0μm大きいことが、防眩性を付与する点で好ましく、防眩性と膜表面の平坦部の割合を多くし、薄膜干渉層を均一に積層することを両立するためには0.1〜3.0μm大きいことがさらに好ましく、0.5〜2.5μm大きいことが最も好ましい。また、透光性粒子の平均粒子径が4μm以下の場合は、0.1〜2.5μm大きいことが好ましく、0.1〜2.0μm大きいことが最も好ましい。
防眩層の平均膜厚は光学フィルムの断面を電子顕微鏡で観察し、膜厚をランダムに30ヶ所測定した平均値から算出される。
防眩層の1つの凸部は実質的に5個以下の透光性粒子によって形成されていることが好ましく、実質的に1個の透光性粒子によって凸部が形成されていることがより好ましい。ここで「実質的に」とは、上記で定義された凸部のうち、90%以上が好ましい態様を満たしていることを意味する。
上記透光性粒子の種類については、前記の粒径及び後述する防眩層の内部ヘイズの値を満たすものが好ましく用いられるが、凸部は実質的に1個の透光性粒子によって形成されていることがより好ましいため、分散性の良好な粒子を選定することが好ましい。
分散性の良好な粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子及び、ポリメチルメタクリレートとポリスチレンとの共重合体粒子など透光性の有機樹脂粒子が好ましい。該共重合体粒子中のポリメチルメタクリレート比率は、40質量%〜100質量%であることが、分散性の観点から好ましく、50質量%〜100質量%であることがさらに好ましく、75質量%〜100質量%であることが最も好ましい。
上記の透光性粒子を用いる場合には、バインダー中又は塗布液中での粒子の分散安定性及び沈降防止のために、シリカ等の可視光散乱を起こさない大きさの無機フィラーや、有機化合物(モノマーでもポリマーであってもよい)等の分散剤を添加してもよい。
なお、無機フィラーを添加するときには、その添加量が増す程、透光性粒子の沈降防止に有効であるが、塗膜の透明性に悪影響を与えない範囲内で用いることが好ましい。従って、好ましくは、粒径0.5μm以下の無機フィラーを、バインダー100質量部に対して塗膜の透明性を損なわない程度に、0.1質量部程度含有させるとよい。有機化合物等の分散剤は、透光性粒子100質量部に対して0.1〜20質量部添加するのが好ましい。更に好ましくは0.1〜15質量部、特に好ましくは0.5〜10質量部である。0.1質量部以上であれば、分散安定性に対する添加効果が現れ、20量部以下であれば、分散安定性に寄与しない成分が増えてブリードアウト等の問題が生じることがないので好ましい。
上記のように、バインダー中又は防眩層形成用塗料中での分散安定性及び沈降防止のためには、透光性粒子の表面を表面処理してもよい。表面処理剤の種類としては、使用するバインダー、溶媒により適宜選択される。表面処理剤量としては、透光性粒子100質量部に対して0.1〜30質量部添加するのが好ましい。更に好ましくは1〜25質量部、特に好ましくは3〜20質量部である。0.1質量部以上であれば、分散安定性に対する表面処理量が不足することがなく、30質量部以下であれば、表面処理に寄与しない成分が増えてブリードアウト等の問題が生じることがないので好ましい。
本発明において、用いられる透光性粒子の粒度分布は、ヘイズ値と拡散性の制御、塗布面状の均質性の観点から、単分散性の粒子であること、すなわち粒子径が均一な粒子であることが好ましい。粒子径の均一さを表すCV値は0〜10%が好ましく、より好ましくは0〜8%、更に好ましくは0〜5%である。さらに平均粒子径よりも20%以上粒子径が大きな粒子を粗大粒子と規定した場合、この粗大粒子の割合は全粒子数の1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下であり、さらに好ましくは0.01%以下である。このような粒度分布を持つ透光性粒子は、調製又は合成反応後に、分級することも有力な手段であり、分級の回数を上げることやその程度を強くすることで、望ましい分布の粒子を得ることができる。分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。透光性粒子の平均粒子径は、該透光性粒子を光学顕微鏡により観察し、観察された100個の粒子直径の平均値から算出する。
上記防眩層の平均膜厚よりも大きい平均粒子径を有する前記透光性粒子の添加量は全固形分に対して0.01〜1質量%であることが、凹凸の密度を粗にすることで膜表面の平坦部の割合を多くし、薄膜干渉層を均一に積層する点で好ましい。より好ましくは0.1〜1質量%、さらに好ましくは0.1〜0.7質量%、最も好ましくは0.1〜0.45質量%である。
防眩層の平均膜厚よりも大きい平均粒子径を有する透光性粒子の防眩層における単位面積当たりの個数としては、10〜1500個/mmであることが好ましい。より好ましくは10〜400個/mmであり、さらに好ましくは10〜250個/mmであり、特に好ましくは10〜150個/mmである。透光性粒子の個数は、光学フィルムを光学顕微鏡にて500μm×500μmの範囲を10視野観察して、それぞれの個数をカウントし、その平均値から算出することができる。
本発明における防眩層は従来から知られる防眩層とは異なり、0.01〜1質量%という非常に少ない量の平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも大きい粒子によって防眩性を発現させるため、膜表面の平坦部が非常に多い構造となり、前記防眩層上に薄膜層を複数層積層した際に凹凸起因の膜厚不均一が起こりにくく低反射率を実現することができる。
この際、上記粒子は防眩層よりも少なくとも0.01〜4.0μm突出して防眩性を発現しているため平坦部が多くても防眩性が損なわれることがない。
(第2の透光性粒子)
また、必要な光散乱性を得るために前記透光性粒子とは平均粒子径の異なる第2の透光性粒子を併用して用いてもよい。前記透光性粒子で防眩性を付与し、第2の透光性粒子で別の光学特性を付与することが可能である。例えば、133ppi以上の高精細ディスプレイに防眩性反射防止フィルムを貼り付けた場合に、「ギラツキ」と呼ばれる表示画像品位上の不具合が発生する場合がある。本発明では「ギラツキ」は防眩性で議論される電灯等の照明の映り込みのまぶしさの有無ではなく、防眩性反射防止防止フィルム表面に存在する凹凸が引き起こすレンズ効果により画素が拡大もしくは縮小され輝度の均一性を失い、人の目にはR、G、Bがぎらついて見えてしまうことに由来するが、防眩性を付与する透光性粒子よりも小さな粒子径で、バインダーの屈折率と異なる透光性粒子を併用することにより大きく改善することができる。
本発明において前記の第2の透光性粒子を併用する場合、第2の透光性粒子は防眩層の平均膜厚よりも小さい平均粒子径を有することが好ましい。具体的には、第2の透光性粒子の平均粒子径は、防眩層の平均膜厚の10%〜90%であることが、表面凹凸に寄与することなく内部散乱性を付与できるので、膜の平坦部を減少させにくいため好ましく、20%〜80%がさらに好ましい。
第2の透光性粒子は分散性が良好なものが好ましい。分散性の良好な粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子及び、ポリメチルメタクリレートとポリスチレンの共重合体粒子など透光性の有機樹脂粒子が好ましい。該共重合体粒子中のポリメチルメタクリレート比率は、40質量%〜100質量%であることが、分散性の観点から好ましく、50質量%〜100質量%であることがさらに好ましく、75質量%〜100質量%であることが最も好ましい。
本発明では、前記の第2の透光性粒子としてコア−シェル型の粒子であって、コアがバインダーと屈折率差を有し光散乱性を発現させる材料で、シェルがバインダーと親和性が高く分散性に優れる材料からなるコア−シェル型粒子も好ましく用いることができる。
光散乱性を発現させる材料としては、ポリメチルメタクリレート、架橋ポリ(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、架橋ポリスチレン、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等が挙げられる。
分散性に優れる材料としては、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
第2の透光性粒子の分散性が悪く、大きな凝集体を形成すると防眩層表面が荒れた構造となり、防眩層上に薄膜干渉層を高屈折率層及び低屈折率層の2層以上設けた際の膜厚均一性が悪化し、反射率が低い光学フィルムが得られない場合があるので、上記の分散性が良好な粒子とするのが好ましい。分散性が悪い粒子であっても分散剤等の使用で分散性を良好にすればこの限りではない。
第2の透光性粒子の配合割合は、全固形分に対して0.01質量%〜30質量%とするのが、内部散乱性を付与し、ギラツキを改良するという点で好ましく、0.01〜25質量%とするのがさらに好ましい。
(金属酸化物微粒子)
本発明の好ましいもう1つの態様としては、防眩層中に少なくとも1種の微粒子を含有し、該微粒子が凝集性の金属酸化物微粒子である光学フィルムである。
凝集性の金属酸化物粒子は、防眩層の〔1〕表面凹凸付与、〔2〕屈折率調整、〔3〕硬度アップ、〔4〕脆性、カール改良、等を目的に使用されるが、本発明における防眩層の表面凹凸付与に対し、透明性と安価である点から、上記金属酸化物微粒子としては、凝集性のシリカ粒子と凝集性のアルミナ粒子が好適であり、なかでも、一次粒子径が数十nmの粒子が凝集体を形成した凝集性のシリカが、適度な表面凹凸を安定に付与できる点で好ましい。凝集性のシリカは、例えば、珪酸ナトリウムと硫酸の中和反応により合成された、いわゆる湿式法により得ることができるがこれに限らない。湿式法にはさらに沈降法、ゲル化法に大別させるが、本発明はどちらの方法であってもよい。凝集性シリカの二次粒径は、0.1〜10.0μmの範囲が好ましいが、粒子を含有する防眩層の層厚と組合わせて選択される。二次粒径の調整は、粒子の分散度(サンドミル等を用いた機械的な分散、分散剤等を用いた化学的な分散、による制御を行う)で行う。特に凝集性シリカ粒子の二次粒子径を、これを含有する防眩層の層厚で除した値が0.1〜1.5であることが好ましく、0.3〜1.0であることがより好ましい。
上記金属酸化物粒子として好ましく用いられる凝集性シリカ粒子等の二次粒子径は、コールターカウンター法により測定される。
金属酸化物粒子の添加量は、防眩層の全固形分中に0.01質量%〜5質量%とすることが凹凸の密度を粗にすることで膜表面の平坦部の割合を多くし、薄膜干渉層を均一に積層する点で好ましく、0.1質量%〜5質量%がより好ましく、0.1〜3質量%がさらに好ましく、0.1質量%〜2質量%が最も好ましい。
前述の凝集性の金属酸化物粒子、好ましくは凝集性シリカ粒子に加えて内部散乱性の付与を目的として透光性の樹脂微粒子を併用することも好ましい。透光性の樹脂微粒子としては前述した(第2の透光性粒子)を好ましく用いることができる。
(バインダー)
本発明における両態様の防眩層のバインダーは、熱硬化性樹脂又は電離放射線硬化性化合物の一方又は両者を含み、硬化して形成されるものであることが好ましい。
特に、前記バインダーは、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、重合反応により形成されるものであるのが好ましい。すなわち、バインダー形成材料として電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む防眩層形成用塗料を支持体上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを、架橋反応又は重合反応させることにより防眩層を形成するのが好ましい。電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光(紫外線)、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
上記バインダー形成材料の具体例としては、後述する<低屈折率層>の(重合性の不飽和結合を有する化合物)を好適に使用することができる。
また上記バインダー形成材料には、防眩層の屈折率を制御する目的で、高屈折率モノマー、又はZrO、TiO、SiOなどの可視光散乱を生じない無機粒子、すなわち平均粒子サイズが100nm以下の無機粒子、又はそれらの両者を加えることができる。無機粒子には屈折率を制御する効果に加えて、架橋反応による硬化収縮を抑える効果もある。本発明では、防眩層形成後において、多官能モノマー及び/又は高屈折率モノマー等の重合性の不飽和結合を有する化合物が重合して生成した重合体、並びに該重合体中に分散された無機粒子を含めてバインダーと称する。
防眩層におけるバインダーの含有量は、全固形分100質量部に対して50〜99質量部であるのが内部散乱性付与のための透光性粒子を併用した場合でも膜表面の平坦部の割合を保つ上で好ましく、70〜99質量部であるのがさらに好ましい。
防眩層の強度は、鉛筆硬度試験で、H以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。
防眩層の平均膜厚は、2〜35μmとするのが、硬度とカールの両立の点で好ましく、2〜30μmとするのがさらに好ましく、2〜25μmとするのがより好ましく、2〜10μmとするのが最も好ましい。
したがって、透光性粒子の平均粒子径は、2.01〜39μmであるのが好ましく、2.01〜34μmであるのがさらに好ましく、2.01〜29μmであるのがより好ましく、2.01〜14μmであるのが最も好ましい。
防眩層の波長550nmにおける屈折率は、1.48〜1.70とするのが好ましく、1.48〜1.60とするのが更に好ましい。本発明において、これ以降具体的に示す屈折率の値は全て波長550nmの値を示す。
<低屈折率層>
本発明の光学フィルムにおける必須の構成層である低屈折率層は、反射防止能を高めるために最外層として設けることができる。低屈折率層の屈折率は、1.25〜1.52であることが好ましく、1.25〜1.46であることがさらに好ましく、1.30〜1.40であることがより好ましく、1.30〜1.37であることが特に好ましい。
低屈折率層の厚さは、30〜200nmであることが好ましく、70〜150nmであることがさらに好ましい。低屈折率層のヘイズは、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが最も好ましい。具体的な低屈折率層の強度は、500g荷重の鉛筆硬度試験でH以上であることが好ましく、2H以上であることがさらに好ましく、3H以上であることが最も好ましい。また、光学フィルムの防汚性能を改良するために、表面の水に対する接触角が90度以上であることが好ましい。更に好ましくは95度以上であり、特に好ましくは100度以上である。
上記低屈折率層は、バインダーと微粒子とを含有して形成されているのが好ましい。以下、各構成成分について説明する。
〔バインダー〕
上記低屈折率層が含有するバインダー形成材料としては、含フッ素ビニルモノマーを他の共重合成分と共重合してなる含フッ素共重合体を好ましく用いることができる。
含フッ素ビニルモノマーとしてはフルオロオレフィン類(例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等)、(メタ)アクリル酸の部分または完全フッ素化アルキルエステル誘導体類(例えばビスコート6FM(商品名、大阪有機化学製)やR−2020(商品名、ダイキン製)等)、完全または部分フッ素化ビニルエーテル類等が挙げられるが、好ましくはパーフルオロオレフィン類であり、屈折率、溶解性、透明性、入手性等の観点から特に好ましくはヘキサフルオロプロピレンである。これらの含フッ素ビニルモノマーの組成比を上げれば屈折率を下げることができるが、皮膜強度は低下する。本発明では含フッ素共重合体のフッ素含率が20〜60質量%となるように含フッ素ビニルモノマーを導入することが好ましく、より好ましくは25〜55質量%の場合であり、特に好ましくは30〜50質量%の場合である。
上記含フッ素ビニルモノマーと共重合させる他の共重合成分としては、架橋反応性付与のために下記(a)、(b)、(c)で示されるモノマーなどが好ましく挙げられる。
(a):グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテルのように分子内にあらかじめ自己架橋性官能基を有するモノマー。
(b):カルボキシル基やヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基等を有するモノマー(例えば(メタ)アクリル酸、メチロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアクリレート、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、マレイン酸、クロトン酸等)。
(c):分子内に上記(a)、(b)の官能基と反応する基とそれとは別に架橋性官能基を有するモノマー(例えばヒドロキシル基に対してアクリル酸クロリドを作用させる等の手法で合成できるモノマー)。
上記(c)のモノマーは、架橋性官能基が光重合性基であることが好ましい。ここに、光重合性基としては、例えば(メタ)アクリロイル基、アルケニル基、シンナモイル基、シンナミリデンアセチル基、ベンザルアセトフェノン基、スチリルピリジン基、α−フェニルマレイミド基、フェニルアジド基、スルフォニルアジド基、カルボニルアジド基、ジアゾ基、o−キノンジアジド基、フリルアクリロイル基、クマリン基、ピロン基、アントラセン基、ベンゾフェノン基、スチルベン基、ジチオカルバメート基、キサンテート基、1,2,3−チアジアゾール基、シクロプロペン基、アザジオキサビシクロ基などを挙げることができ、これらは1種のみでなく2種以上であってもよい。これらのうち、(メタ)アクリロイル基およびシンナモイル基が好ましく、特に好ましくは(メタ)アクリロイル基である。
光重合性基を含有する含フッ素共重合体を調製するための具体的な方法としては、下記の方法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
a.水酸基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、(メタ)アクリル酸クロリドを反応させてエステル化する方法、
b.水酸基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させてウレタン化する方法、
c.エポキシ基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、(メタ)アクリル酸を反応させてエステル化する方法、
d.カルボキシル基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、エポキシ基を含有する含有(メタ)アクリル酸エステルを反応させてエステル化する方法。
上記光重合性基の導入量は任意に調節することができ、塗膜面状安定性・無機粒子共存時の面状故障低下・膜強度向上などの点からカルボキシル基やヒドロキシル基等を一定量残すことも好ましい。
本発明に有用な含フッ素共重合体では上記含フッ素ビニルモノマーから導かれる繰返し単位および側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する繰返し単位以外に、基材への密着性、ポリマーのTg(皮膜硬度に寄与する)、溶剤への溶解性、透明性、滑り性、防塵・防汚性等種々の観点から適宜他のビニルモノマーを共重合することもできる。これらのビニルモノマーは目的に応じて複数を組み合わせてもよく、合計で共重合体中の0〜65モル%の範囲で導入されていることが好ましく、0〜40モル%の範囲であることがより好ましく、0〜30モル%の範囲であることが特に好ましい。
併用可能な他のビニルモノマーとしては、特に限定はなく、例えばオレフィン類(エチレン、プロピレン、イソプレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等)、アクリル酸エステル類(アクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2‐ヒドロキシエチル)、メタクリル酸エステル類(メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等)、スチレン誘導体(スチレン、p−ヒドロキシメチルスチレン、p−メトキシスチレン等)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニル等)、不飽和カルボン酸類(アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸等)、アクリルアミド類(N,N−ジメチルアクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド等)、メタクリルアミド類(N,N−ジメチルメタクリルアミド)、アクリロニトリル等を挙げることができる。
本発明で特に有用な含フッ素共重合体は、パーフルオロオレフィンとビニルエーテル類またはビニルエステル類とのランダム共重合体である。特に単独で架橋反応可能な基((メタ)アクリロイル基等のラジカル反応性基、エポキシ基、オキセタニル基等の開環重合性基等)を有していることが好ましい。これらの架橋反応性基含有重合単位はポリマーの全重合単位の5〜70mol%を占めていることが好ましく、特に好ましくは30〜60mol%の場合である。好ましいポリマーについては、特開2002−243907号、特開2002−372601号、特開2003−26732号、特開2003−222702号、特開2003−294911号、特開2003−329804号、特開2004−4444、特開2004−45462号に記載のものを挙げることができる。
本発明の含フッ素共重合体には、防汚性を付与する目的で、ポリシロキサン構造が導入されていることが好ましい。ポリシロキサン構造の導入方法に制限はないが例えば特開平6−93100号、特開平11−189621号、同11−228631号、特開2000−313709号の各公報に記載のごとく、シリコーンマクロアゾ開始剤を用いてポリシロキサンブロック共重合成分を導入する方法、特開平2−251555号、同2−308806号の各公報に記載のごとくシリコーンマクロマーを用いてポリシロキサングラフト共重合成分を導入する方法が好ましい。特に好ましい化合物としては、特開平11−189621号の実施例1、2、及び3のポリマー、又は特開平2−251555号の共重合体A−2及びA−3を挙げることができる。これらのポリシロキサン成分は含フッ素共重合体中の0.5〜10質量%であることが好ましく、特に好ましくは1〜5質量%である。
本発明に好ましく用いることのできる含フッ素共重合体の好ましい分子量は、質量平均分子量が5000以上、好ましくは10000〜500000、最も好ましくは15000〜200000である。平均分子量の異なる含フッ素共重合体を併用することで塗膜面状の改良や耐傷性の改良を行うこともできる。
(重合性の不飽和結合を有する化合物)
上記バインダー形成材料としては、上記の含フッ素共重合体と、特開平10−25388号公報および特開2000−17028号公報に記載のごとく、適宜重合性の不飽和結合を有する化合物とを併用してもよい。また、特開2002−145952号に記載のごとく含フッ素の多官能の重合性の不飽和結合を有する化合物との併用も好ましい。重合性の不飽和結合を有する化合物としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の重合性官能基を有する化合物が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。特に好ましくは下記の1分子内に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を含有する化合物を用いることができる。これら化合物は、特にポリマー本体に重合性不飽和基を有する化合物を用いた場合に耐擦傷性、あるいは薬品処理後の耐擦傷性改良に対する併用効果が大きく好ましい。
重合性の不飽和結合を有する化合物の具体例としては、
ネオペンチルグリコールアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(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)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
2,2−ビス{4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン、2−2−ビス{4−(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル}プロパン等のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類;
等を挙げることができる。
さらにはエポキシ(メタ)アクリレート類、ウレタン(メタ)アクリレート類、ポリエステル(メタ)アクリレート類も、光重合性多官能モノマーとして、好ましく用いられる。
中でも、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類が好ましい。さらに好ましくは、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーが好ましい。例えば、ペンタエリスリトールテトラ(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(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(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、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−クロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。本明細書において、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリロイル」は、それぞれ「アクリレートまたはメタクリレート」、「アクリル酸またはメタクリル酸」、「アクリロイルまたはメタクリロイル」を表す。
(メタ)アクリロイル基を有する多官能アクリレート系化合物類の具体化合物としては、日本化薬(株)製KAYARAD DPHA、同DPHA−2C、同PET−30、同TMPTA、同TPA−320、同TPA−330、同RP−1040、同T−1420、同D−310、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同GPO−303、大阪有機化学工業(株)製V#3PA、V#400、V#36095D、V#1000、V#1080等のポリオールと(メタ)アクリル酸のエステル化物を挙げることができる。また紫光UV−1400B、同UV−1700B、同UV−6300B、同UV−7550B、同UV−7600B、同UV−7605B、同UV−7610B、同UV−7620EA、同UV−7630B、同UV−7640B、同UV−6630B、同UV−7000B、同UV−7510B、同UV−7461TE、同UV−3000B、同UV−3200B、同UV−3210EA、同UV−3310EA、同UV−3310B、同UV−3500BA、同UV−3520TL、同UV−3700B、同UV−6100B、同UV−6640B、同UV−2000B、同UV−2010B、同UV−2250EA、同UV−2750B(日本合成化学(株)製)、UL−503LN(共栄社化学(株)製)、ユニディック17−806、同17−813、同V−4030、同V−4000BA(大日本インキ化学工業(株)製)、EB−1290K、EB−220、EB−5129、EB−1830,EB−4858(ダイセルUCB(株)製)、ハイコープAU−2010、同AU−2020((株)トクシキ製)、アロニックスM−1960(東亜合成(株)製)、アートレジンUN−3320HA,UN−3320HC,UN−3320HS、UN−904,HDP−4Tなどの3官能以上のウレタンアクリレート化合物、アロニックスM−8100,M−8030,M−9050(東亞合成(株)製、KRM−8307(ダイセルサイテック(株)製)などの3官能以上のポリエステル化合物なども好適に使用することができる。
さらに、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する樹脂、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物などのオリゴマー又はプレポリマー等もあげられる。
さらに、2官能(メタ)アクリレート化合物としては具体的に下式で示される化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 2009175676
また、例えば特開2005−76005号、同2005−36105号に記載されたデンドリマーや、例えば特開2005−60425号記載のようなノルボルネン環含有モノマーを用いることもできる。また、特開平2002−105141号公報に記載の化学式(2)で表される含フッ素多官能(メタ)アクリレートを用いることもできる。
多官能モノマーは、二種類以上を併用してもよい。
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤の存在下、電離放射線の照射または加熱により行うことができる。
光重合性多官能モノマーの重合反応には、光重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤が好ましく、特に好ましいのは光ラジカル重合開始剤である。
(フッ素を含有する重合性化合物)
本発明では、重合性基を3つ以上有する含フッ素化合物であって、フッ素含有率が該含フッ素化合物の分子量の35.0質量%以上であり、前記重合性基を重合させたとき、すべての架橋間分子量の計算値が300以下である含フッ素多官能モノマーも好ましく利用できる。
前記含フッ素多官能モノマーは下記式(1)、または式(2)で表されるものが好ましい。
式(1) Rf−{CH2−OC(O)CH=CH2n
式(2) Rf−{OC(O)CH=CH2n
上記式中、Rfは少なくとも炭素原子、及びフッ素原子を含み、酸素原子及び/又は水素原子を含んでも良い、鎖状又は環状の、n価のフッ化炭化水素基を表し、nは3以上の整数を表す。Rfは実質的に炭素原子とフッ素原子のみから、または炭素原子とフッ素原子と酸素原子のみから構成されることが好ましい。
ここで、架橋間分子量の計算値とは、含フッ素多官能モノマーの重合性基が全て重合した重合体において、合わせて3個以上炭素原子及び/又はケイ素原子及び/又は酸素原子で置換した炭素原子を(a)、合わせて3個以上炭素原子及び/又は酸素原子で置換したケイ素原子を(b)とするときに、(a)と(a)、(b)と(b)、又は(a)と(b)で挟まれた原子団の原子量の合計をいう。また、ここで置換した原子とは全て単結合で結合している原子のことを言う。架橋間分子量が300以上になると塗膜の硬度が低下することがある。
具体的には、特開2006−28409号公報の段落番号〔0023〕から〔0027〕に記載のX−2〜4、X−6、X−8〜14、X21〜32に加えて以下の化合物(X−33)も好ましく用いることができる。
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
また、特開2006−284761号公報の段落番号〔0062〕から〔0065〕に記載の下記M−1〜M−16も好ましく用いることができる。
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
また、以下に示す化合物MA1〜MA20も好ましく用いることができる。
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
中でも耐擦傷性と低屈折率の両立という観点からX−22、およびM−1を用いることが特に好ましく、M−1を用いることが最も好ましい。
また、WO2005/059601号公報の段落番号0135から0149に記載の下記化合物も好適に用いることができる。
Figure 2009175676
(上記一般式(I)中、A〜Aは各々独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、α−フルオロアクリロイル基、又はトリフルオロメタクリロイル基を表し、n,m,o,p,q,rは各々独立に、0〜2の整数を表し、 R〜Rは各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基、或いは、水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された炭素数1〜3のフルオロアルキレン基を表す。)
Figure 2009175676
(上記一般式(II)中、A11〜A14は各々独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、α−フルオロアクリロイル基、又はトリフルオロメタクリロイル基を表し、s,t,u,vは各々独立に、0〜2の整数を表し、R11〜R14は各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基、或いは、水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された炭素数1〜3のフルオロアルキレン基を表す。)
さらには、特開2006−291077号公報の段落番号0014から0028に記載の化合物も好適に用いることができる。
(無機微粒子)
本発明においては屈折率調整、硬度、耐擦傷性などの物理特性、防眩層上へ塗布した際の膜厚均一性改良、ハジキの改良、反射率、散乱性などの光学特性向上のため、低屈折率層に各種無機微粒子を用いることができる。無機微粒子としては低屈折率のものが好ましく、多孔質又は中空の無機微粒子が特に好ましい。例えば、シリカ又は中空シリカの微粒子が挙げられる。低屈折率層への無機微粒子の添加量は、各層の固形分中20質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましく、40質量%以上60質量%以下であることが最も好ましい。粒子添加量が20質量%未満であると耐擦傷性が十分に得られない可能性がある。無機微粒子は二種類以上を併用してもよい。
(多孔質又は中空の微粒子)
低屈折率化を図るために、低屈折率層に多孔質又は中空構造の微粒子を使用することが特に好ましい。これら粒子の空隙率は、好ましくは10〜80%、さらに好ましくは20〜60%、最も好ましくは30〜60%である。中空微粒子の空隙率を上述の範囲にすることが、低屈折率化と粒子の耐久性維持の観点で好ましい。
多孔質又は中空粒子がシリカの場合には、微粒子の屈折率は、1.10〜1.40が好ましく、更に好ましくは1.15〜1.35、最も好ましくは1.15〜1.30である。ここでの屈折率は粒子全体として屈折率を表し、シリカ粒子を形成している外殻のシリカのみの屈折率を表すものではない。
多孔質又は中空シリカの製造方法は、例えば特開2001−233611や特開2002−79616に記載されている。特にシェルの内部に空洞を有している粒子で、そのシェルの細孔が閉塞されている粒子が特に好ましい。なお、これら中空シリカ粒子の屈折率は特開2002−79616号公報に記載の方法で算出することができる。
多孔質又は中空シリカの塗設量は、1mg/m〜100mg/mが好ましく、より好ましくは5mg/m〜80mg/m、更に好ましくは10mg/m〜60mg/mである。少なすぎると、低屈折率化の効果や耐擦傷性の改良効果が減り、多すぎると、低屈折率層表面に微細な凹凸ができ、黒の締まりなどの外観や積分反射率が悪化する。
多孔質又は中空シリカの平均粒径は、低屈折率層の厚みの30%以上150%以下が好ましく、より好ましくは35%以上80%以下、更に好ましくは40%以上60%以下である。即ち、低屈折率層の厚みが100nmであれば、中空シリカの粒径は30nm以上150nm以下が好ましく、より好ましくは35nm以上100nm以下、更に好ましくは、40nm以上65nm以下である。
本発明においては、空孔含有微粒子はサイズ分布を有していてもよく、その変動係数は好ましくは60%〜5%、更に好ましくは50%〜10%である。また、平均粒子サイズの異なる2種又は3種以上の粒子を混合して用いることもできる。
シリカ微粒子の粒径が小さすぎると、空腔部の割合が減り屈折率の低下が見込めず、大きすぎると低屈折率層表面に微細な凹凸ができ、黒の締まりといった外観、積分反射率が悪化する。シリカ微粒子は、結晶質でも、アモルファスのいずれでも良く、また単分散粒子が好ましい。形状は、球径が最も好ましいが、不定形であっても問題無い。
また、中空シリカは粒子平均粒子サイズの異なるものを2種以上併用して用いることができる。ここで、中空シリカの平均粒径は電子顕微鏡写真から求めることができる。
本発明において中空シリカの比表面積は、20〜300m/gが好ましく、更に好ましくは30〜120m/g、最も好ましくは40〜90m/gである。表面積は窒素を用いBET法で求めることが出来る。
本発明において、中空シリカと併用して空腔のないシリカ粒子を用いることができる。空腔のないシリカの好ましい粒子サイズは、30nm以上150nm以下、更に好ましくは35nm以上100nm以下、最も好ましくは40nm以上80nm以下である。
(無機微粒子の表面処理方法)
無機微粒子の表面の処理方法について、多孔質又は中空の無機微粒子を例として述べる。低屈折率層形成用の塗布組成物への分散性を改良するために、無機微粒子の表面はオルガノシランの加水分解物及び/又はその部分縮合物により処理がされているのが好ましく、処理の際に、酸触媒及び金属キレート化合物のいずれか、あるいは両者が使用されることが更に好ましい。オルガノシランの構造は特に限定されないが、末端に(メタ)アクリロイル基を有するものが好ましい。
(オルガノシラン化合物)
本発明の光学フィルムを構成する防眩層、低屈折率層、中屈折率層及び高屈折率層のうちの少なくとも1層は、その層を形成する塗布液中に、オルガノシラン化合物の加水分解物および/またはその部分縮合物の少なくとも一種の成分、いわゆるゾル成分(以降このように称する場合もある)を含有することが耐擦傷性の点で好ましい。
特に反射防止フィルムにおいては反射防止能と耐擦傷性を両立させるために、低屈折率層にゾル成分を含有することが好ましい。このゾル成分は、塗布液を塗布後、乾燥、加熱工程で縮合して硬化物を形成し上記層のバインダーの一部となる。また、該硬化物が重合性不飽和結合を有する場合、活性光線の照射により3次元構造を有するバインダーが形成される。
オルガノシラン化合物は、下記一般式1で表されるものが好ましい。
一般式1:(R−Si(X)4−m
上記一般式1において、R1は置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基を表す。アルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基か好ましく、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは1〜6のものである。アルキル基の具体例として、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ヘキシル、デシル、ヘキサデシル等が挙げられる。アリール基としてはフェニル、ナフチル等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。
Xは、水酸基または加水分解可能な基を表し、例えばアルコキシ基(炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましい。例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる)、ハロゲン原子(例えばCl、Br、I等)、及びRCOO(Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。例えばCHCOO、CCOO等が挙げられる)で表される基が挙げられ、好ましくはアルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
mは1〜3の整数を表し、好ましくは1〜2である。
Xが複数存在するとき、複数のXはそれぞれ同じであっても異なっていても良い。
1に含まれる置換基としては特に制限はないが、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素等)、水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基(メチル、エチル、i−プロピル、プロピル、t−ブチル等)、アリール基(フェニル、ナフチル等)、芳香族ヘテロ環基(フリル、ピラゾリル、ピリジル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、ヘキシルオキシ等)、アリールオキシ(フェノキシ等)、アルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ等)、アリールチオ基(フェニルチオ等)、アルケニル基(ビニル、1−プロペニル等)、アシルオキシ基(アセトキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(フェノキシカルボニル等)、カルバモイル基(カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N−メチル−N−オクチルカルバモイル等)、アシルアミノ基(アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、アクリルアミノ、メタクリルアミノ等)等が挙げられ、これら置換基は更に置換されていても良い。
1は置換アルキル基もしくは置換アリール基であることが好ましい。
オルガノシラン化合物としては、一般式2の化合物を出発原料として合成される下記一般式2で表されるビニル重合性の置換基を有するオルガノシラン化合物も好ましい。
一般式2
Figure 2009175676
上記一般式2において、Rは水素原子、メチル基、メトキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、フッ素原子、または塩素原子を表す。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる。水素原子、メチル基、メトキシ基、メトキシカルボニル基、シアノ基、フッ素原子、および塩素原子が好ましく、水素原子、メチル基、メトキシカルボニル基、フッ素原子、および塩素原子が更に好ましく、水素原子およびメチル基が特に好ましい。
Yは単結合もしくは*−COO−**、*−CONH−**または*−O−**を表し、単結合、*−COO−**および*−CONH−**が好ましく、単結合および*−COO−**が更に好ましく、*−COO−**が特に好ましい。*は=C(R)−に結合する位置を、**はLに結合する位置を表す。
Lは2価の連結鎖を表す。具体的には、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、内部に連結基(例えば、エーテル、エステル、アミドなど)を有する置換もしくは無置換のアルキレン基、内部に連結基を有する置換もしくは無置換のアリーレン基が挙げられ、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアリーレン基、内部に連結基を有するアルキレン基が好ましく、無置換のアルキレン基、無置換のアリーレン基、内部にエーテルあるいはエステル連結基を有するアルキレン基が更に好ましく、無置換のアルキレン基、内部にエーテルあるいはエステル連結基を有するアルキレン基が特に好ましい。置換基は、ハロゲン、水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基、アリール基等が挙げられ、これら置換基は更に置換されていても良い。
lはl=100−mの数式を満たす数を表し、mは0〜50の数を表す。mは0〜40の数がより好ましく、0〜30の数が特に好ましい。
〜R5は、ハロゲン原子、水酸基、無置換のアルコキシ基、もしくは無置換のアルキル基が好ましい。R〜Rは塩素原子、水酸基、無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基がより好ましく、水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基が更に好ましく、水酸基もしくはメトキシ基が特に好ましい。
は水素原子、アルキル基を表す。アルキル基はメチル基、エチル基などが好ましい。Rは前述の一般式1のRで定義された基あるいは水酸基が好ましく、水酸基もしくは無置換のアルキル基がより好ましく、水酸基もしくは炭素数1〜3のアルキル基が更に好ましく、水酸基もしくはメチル基が特に好ましい。
一般式1の化合物は2種類以上を併用しても良い。特に一般式2の化合物は一般式1の化合物2種類を出発原料として合成される。以下に一般式1の化合物および一般式2で表される化合物の出発原料の具体例を示すが、限定されるものではない。
Figure 2009175676
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SI−48 メチルトリメトキシシラン
本発明の所望の効果を得るためには、オルガノシランの加水分解物および/またはその部分縮合物における前記ビニル重合性基を含有するオルガノシランの含有量は、オルガノシランの加水分解物および/またはその部分縮合物の全量中30質量%〜100質量%が好ましく、50質量%〜100質量%がより好ましく、70質量%〜95質量%が更に好ましい。
上記オルガノシランの加水分解物およびその部分縮合物の少なくともいずれかは塗布品性能の安定化のためには揮発性を抑えることが好ましく、具体的には、105℃における1時間当たりの揮発量が5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
本発明に用いられるゾル成分は上記オルガノシランを加水分解および/または部分縮合することにより調製される。
加水分解縮合反応は加水分解性基(X)1モルに対して0.05〜2.0モル、好ましくは0.1〜1.0モルの水を添加し、本発明に用いられる触媒の存在下、25〜100℃で、撹拌することにより行われる。
上記オルガノシランの加水分解物およびその部分縮合物の少なくともいずれかにおいて、ビニル重合性基を含有するオルガノシランの加水分解物およびその部分縮合物いずれかの質量平均分子量は、分子量が300未満の成分を除いた場合に、450〜20000が好ましく、500〜10000がより好ましく、550〜5000が更に好ましく、600〜3000が更に好ましい。
ここで、質量平均分子量及び分子量は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(何れも東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したGPC分析装置により、溶媒THF、示差屈折計検出によるポリスチレン換算で表した分子量であり、含有量は、分子量が300以上の成分のピーク面積を100%とした場合の、前記分子量範囲のピークの面積%である。
分散度(質量平均分子/数平均分子量)は3.0〜1.1が好ましく、2.5〜1.1がより好ましく、2.0〜1.1が更に好ましく、1.5〜1.1が特に好ましい。
本発明で用いるオルガノシラン化合物の加水分解物および部分縮合物について詳細を説明する。
オルガノシランの加水分解反応、それに引き続く縮合反応は、一般に触媒の存在下で行われる。触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸類;シュウ酸、酢酸、酪酸、マレイン酸、クエン酸、ギ酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機塩基類;トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基類;トリイソプロポキシアルミニウム、テトラブトキシジルコニウム、テトラブチルチタネート、ジブチル錫ジラウレート等の金属アルコキシド類;Zr、TiまたはAlなどの金属を中心金属とする金属キレート化合物等;KF、NHFなどの含F化合物が挙げられる。
上記触媒は単独で使用しても良く、或いは複数種を併用しても良い。
オルガノシランの加水分解・縮合反応は、無溶媒でも、溶媒中でも行うことができるが成分を均一に混合するために有機溶媒を用いることが好ましく、例えばアルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類などが好適である。
溶媒はオルガノシランと触媒を溶解させるものが好ましい。また、有機溶媒が塗布液あるいは塗布液の一部として用いることが工程上好ましく、含フッ素ポリマーなどのその他の素材と混合した場合に、溶解性あるいは分散性を損なわないものが好ましい。
オルガノシランの加水分解性基1モルに対して0.05〜2モル、好ましくは0.1〜1モルの水を添加し、上記溶媒の存在下あるいは非存在下に、そして触媒の存在下に、25〜100℃で、撹拌することにより行われる。
本発明に用いられる塗布液には、上記ゾル成分および金属キレート化合物を含む組成物に加えて、β−ジケトン化合物およびβ−ケトエステル化合物の少なくともいずれかが添加されることが好ましい。
上記オルガノシラン化合物の加水分解物および部分縮合物の含有量は、比較的薄膜である反射防止層の場合は少なく、厚膜であるハードコート層や防眩層の場合は多いことが好ましい。含有量は効果の発現、屈折率、膜の形状・面状等を考慮すると、含有層(添加層)の全固形分の0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜15質量%が最も好ましい。
<高屈折率層、中屈折率層>
本発明のフィルムは、反射防止性を高めるために、高屈折率層を有する。さらに中屈折率層を設けることもできる。
以下、本明細書では、この高屈折率層と中屈折率層を高屈折率層と総称して呼ぶことがある。なお、本発明において、高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層の「高」、「中」、「低」とは層相互の相対的な屈折率の大小関係を表す。また、支持体との関係で言えば屈性率は、支持体>低屈折率層、高屈折率層>支持体の関係を満たすことが好ましい。
また、本発明においては、前記中屈折率層は、防眩層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層であり、前記防眩層と前記高屈折率層との間に設けられているのが好ましい。
上記より、「防眩層/高屈折率層/低屈折率層」と干渉層が2層構成の場合、「防眩層/中屈折率層/低屈折率層」と表現する場合がある。
また、本明細書では高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を反射防止層と総称して呼ぶことがある。
防眩層の上に高屈折率層、低屈折率層を構築して、光学フィルムを作製するためには、高屈折率層の屈折率は1.53〜2.30とすることができ、1.55〜2.30であることが好ましく、より好ましくは1.55〜2.00、更に好ましくは、1.55〜1.70である。
支持体から近い順に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層を塗設し、光学フィルムを作成する場合、高屈折率層の屈折率は、1.60〜2.30であることが好ましく、1.65〜2.20であることがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.55〜1.80であることが好ましく、1.60〜1.75であることがより好ましく、1.60〜1.70であることがさらに好ましい。
本発明に用いる高屈折率層および中屈折率層は屈折率調整、防眩層上への塗布性を良くするために無機微粒子を含有することが好ましく、分散媒体中に無機粒子を分散した分散液に、好ましくは、さらにマトリックス形成に必要なバインダー前駆体(例えば、後述する電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーなど)、光重合開始剤等を加えて高屈折率層および中屈折率層形成用の塗布組成物とし、透明支持体上に高屈折率層および中屈折率層形成用の塗布組成物を塗布して、電離放射線硬化性化合物(例えば、多官能モノマーや多官能オリゴマーなど)の架橋反応又は重合反応により硬化させて形成することが好ましい。
高屈折率層および中屈折率層に用いられるバインダー前駆体としては、上記の(重合性の不飽和結合を有する化合物)として記載した化合物を好ましく用いることができる。これらの化合物は2種以上を併用しても良い。
高屈折率層および中屈折率層のバインダー前駆体は、該層の塗布組成物の固形分量に対して、5〜80質量%添加するのが好ましい。
高屈折率層および中屈折率層には、芳香環を含む電離放射線硬化性化合物、フッ素以外のハロゲン化元素(例えば、Br,I,Cl等)を含む電離放射線硬化性化合物、S,N,P等の原子を含む電離放射線硬化性化合物などの架橋又は重合反応で得られるバインダー前駆体も好ましく用いることができる。
(無機微粒子)
本発明においては屈折率調整、防眩層上へ塗布した際の膜厚均一性改良、ハジキの改良、硬度などの物理特性、反射率、散乱性などの光学特性向上のため、各種無機微粒子を用いることができる。高屈折率層、中屈折率層への無機微粒子の添加量は、各層の固形分中30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましく、50質量%以上75質量%以下であることが最も好ましい。粒子添加量が30質量%より少ないと防眩層上においてハジキの発生や膜厚均一性が悪化するため好ましくない。無機微粒子は各層内で二種類以上を併用しても良い。
無機微粒子としては、珪素、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも一つの金属の酸化物、具体例としては、SiO、ZrO、TiO、Al、In、ZnO、SnO、Sb、ITO、ATO等が挙げられる。すなわち、本発明においては、前記高屈折率層及び前記中屈折率層が、Si、Al、Ti、Zr、Sb、Zn、Sn、Inから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物微粒子を含有するのが好ましい。また、前記無機微粒子としては、その他BaSO、CaCO、タルクおよびカオリンなどを用いることもできる。
高屈折率層や中屈折率層を形成するに際しては、屈折率の高い無機微粒子を前記バインダー前駆体と共に、開始剤、有機置換されたケイ素化合物を溶媒中に分散した塗布組成物の硬化物が好ましい。
この場合の無機微粒子としては、屈折率の観点から、特にZrO、TiOが好ましく用いられる。
上記TiOの粒子としては、コバルト、アルミニウム、ジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの元素を含有するTiOを主成分とする無機粒子が特に好ましい。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。
本発明におけるTiOを主成分とする粒子は、屈折率が1.90〜2.80であることが好ましく、2.10〜2.80であることがさらに好ましく、2.20〜2.80であることが最も好ましい。
TiOを主成分とする粒子の結晶構造は、ルチル、ルチル/アナターゼの混晶、アナターゼ、アモルファス構造が主成分であることが好ましく、特にルチル構造が主成分であることが好ましい。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。
TiOを主成分とする粒子に、Co(コバルト)、Al(アルミニウム)及びZr(ジルコニウム)から選ばれる少なくとも1つの元素を含有することで、TiOが有する光触媒活性を抑えることができ、本発明のフィルムの耐候性を改良することができる。
特に、好ましい元素はCo(コバルト)である。また、2種類以上を併用することも好ましい。
本発明のTiOを主成分とする無機粒子は、表面処理により特開2001−166104号公報記載のごとく、コア/シェル構造を有していても良い。
本発明に使用する無機微粒子の粒径は、分散媒体中でなるべく微細化されていることが好ましく、重量平均径は1〜200nmである。好ましくは5〜150nmであり、さらに好ましくは10〜100nm、特に好ましくは10〜80nmである。無機微粒子を100nm以下に微細化することで透明性を損なわないフィルムを形成できる。無機微粒子の粒子径は、光散乱法や電子顕微鏡写真により測定できる。
無機微粒子の比表面積は、10〜400m/gであることが好ましく、20〜200m/gであることがさらに好ましく、30〜150m/gであることが最も好ましい。
本発明に使用する無機微粒子は分散媒体中に分散物として、各層形成用の塗布液に添加することが好ましい。
無機微粒子の分散媒体は、沸点が60〜170℃の液体を用いることが好ましい。分散媒体の例には、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n-メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラハイドロフラン)、エーテルアルコール(例、1-メトキシ-2-プロパノール)が含まれる。トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびブタノールが特に好ましい。
特に好ましい分散媒体は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンである。
無機微粒子は、分散機を用いて分散する。分散機の例には、サンドグラインダーミル(例、ピン付きビーズミル)、高速インペラーミル、ペッブルミル、ローラーミル、アトライターおよびコロイドミルが含まれる。サンドグラインダーミルおよび高速インペラーミルが特に好ましい。また、予備分散処理を実施してもよい。予備分散処理に用いる分散機の例には、ボールミル、三本ロールミル、ニーダーおよびエクストルーダーが含まれる。
(導電性粒子)
本発明の光学フィルムには導電性を付与するために、各種の導電性粒子を用いることができる。
導電性粒子は、金属の酸化物または窒化物から形成することが好ましい。金属の酸化物または窒化物の例には、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛および窒化チタンが含まれる。酸化錫および酸化インジウムが特に好ましい。導電性無機粒子は、これらの金属の酸化物または窒化物を主成分とし、さらに他の元素を含むことができる。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。他の元素の例には、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P、S、B、Nb、In、Vおよびハロゲン原子が含まれる。酸化錫および酸化インジウムの導電性を高めるために、Sb、P、B、Nb、In、Vおよびハロゲン原子を添加することが好ましい。Sbを含有する酸化錫(ATO)およびSnを含有する酸化インジウム(ITO)が特に好ましい。ATO中のSbの割合は、3〜20質量%であることが好ましい。ITO中のSnの割合は、5〜20質量%であることが好ましい。
導電性無機粒子を表面処理してもよい。表面処理は、無機化合物または有機化合物を用いて実施する。表面処理に用いる無機化合物の例には、アルミナおよびシリカが含まれる。シリカ処理が特に好ましい。表面処理に用いる有機化合物の例には、ポリオール、アルカノールアミン、ステアリン酸、シランカップリング剤およびチタネートカップリング剤が含まれる。シランカップリング剤が最も好ましい。二種類以上の表面処理を組み合わせて実施してもよい。
導電性無機粒子の形状は、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状あるいは不定形状であることが好ましい。また、二種類以上の導電性粒子を特定の層内あるいはフィルムとして併用してもよい。
導電性無機粒子は、分散物の状態で帯電防止層の形成に使用することができる。
本発明において、反射防止フィルムが有する薄膜層の少なくとも1層を導電性層とすることができる。すなわち薄膜層である低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層の少なくともいずれかの層に導電性を付与させ導電性層とすることがプロセスを簡略化できることから非常に好ましい。この場合には、導電性層はその層の膜厚と屈折率が先に述べた中屈折率層、高屈折率層の条件を満たすように材料の選択をすることが好ましい。低屈折率層は反射防止フィルムの表面層もしくは表面近傍層であるために導電性を付与すると、フィルム表面での静電気防止の点で最も好ましい。しかし、導電性の粒子、化合物は高屈折率の材料である場合が多く、所望の低屈折率を得ることが難しいという問題がある。導電性の粒子、化合物は高屈折率の材料であるため、中屈折率層や高屈折率層に導電性を付与することが容易である。
高屈折率層および中屈折率層の膜厚は用途により適切に設計することができる。
防眩層の上に高屈折率層、低屈折率層をこの順に形成して、光学フィルムを作製するためには、高屈折率層の膜厚は、30〜200nmが好ましく、より好ましくは50〜170nm、特に好ましくは60〜150nmである。
支持体から近い順に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層と薄膜層を3層塗設し、光学フィルムを作成する場合、中屈折率層の膜厚は30〜150nmであることが好ましく、40〜100nmであることがさらに好ましく、40〜70nmであることが最も好ましい。高屈折率層の膜厚は、30〜200nmであることが好ましく、50〜150nmであることがさらに好ましく、90〜140nmであることが最も好ましい。
上記のように、屈折率の異なる薄膜層を積層し、光学干渉により低反射率を実現しようとする場合、200nm以下程度の薄膜層を複数層積層することが好ましい。これらの層は、200nm以下と非常に薄く、防眩層の凹凸を制御するためのオーバーコート層や表面調整層と呼ばれるような層とは異なる。この際、従来の防眩層における表面凹凸形状では塗布により薄膜層を形成すると凹凸に起因した薄膜層の膜厚不均一が起こり、反射率が十分に下がらないため、本発明の防眩層における凹凸形状が非常に重要となる。
高屈折率層および中屈折率層のヘイズは、防眩機能を付与する粒子を含有しない場合、低いほど好ましい。5%以下であることが好ましく、さらに好ましくは3%以下、特に好ましくは1%以下である。
高屈折率層および中屈折率層は、前記防眩層上に直接、又は、他の層を介して構築することが好ましい。
[レベリング剤]
本発明の少なくとも1層に各種のレベリング剤を使用することが好ましい。本発明の高屈折率層、あるいは中屈折率層に使用することで防眩層の表面凹凸に起因した膜厚の不均一性や塗布物のハジキを改良することができる。すなわち本発明においては、前記高屈折率層がレベリング剤を含有するのが好ましく、また前記中屈折率層がレベリング剤を含有するのが好ましい。また、防眩層に用いることで面状を改良(ムラ防止)することが可能となる。
レベリング剤としては、具体的にはフッ素系レベリング剤、又はシリコーン系レベリング剤が好ましく、特にフッ素系レベリング剤とシリコーン系レベリング剤の両方を併用することは膜厚の不均一性、ハジキ改良効果が高くより好ましい。また、レベリング剤は、低分子化合物よりもオリゴマーやポリマーであることが好ましい。
レベリング剤を添加すると、塗布された液膜の表面にレベリング剤が速やかに移動して偏在化し、膜乾燥後もレベリング剤がそのまま表面に偏在することになるので、レベリング剤を添加した高屈折率層や中屈折率層、防眩層の膜の表面エネルギーは、レベリング剤によって低下する。高屈折率層、中屈折率層の膜厚不均一性やハジキ、防眩層のムラを防止するという観点からは、膜の表面エネルギーが低いことが好ましい。
防眩層の表面エネルギー(γs:単位、mJ/m)は、D.K.Owensの“J.Appl.Polym.Sci.”、13巻、p.1741(1969年)を参考に、防眩層上で、純水HOとヨウ化メチレンCHを用いて実験的に求めることができる。このとき、純水とヨウ化メチレンのそれぞれの接触角をθH2O、θCH2I2として、下記の連立方程式(1),(2)によりγs及びγsを求め、その和で表される値γs(=γs+γs)により防眩層の表面張力のエネルギー換算値(mN/m単位をmJ/m単位としたもの)として定義する。サンプルは、測定する前に所定の温湿度条件で一定時間以上調湿を行うことが必要である。この際の温度は20℃〜27℃、湿度は50〜65RH%の範囲であることが好ましく、調湿時間は2時間以上であることが好ましい。
(1)1+cosθH2O=2√γs(√γH2Od/γH2Ov)+2√γs(√γH2Oh/γH2Ov)
(2)1+cosθCH2I2=2√γs(√γCH2I2d/γCH2I2v)+2√γs(√γCH2I2h/γCH2I2v)
ここで、γH2O =21.8°、γH2O =51.0°、γH2O =72.8°、γCH2I2 =49.5°、γCH2I2 =1.3°、γCH2I2 =50.8°である。
高屈折率層、中屈折率層、および防眩層の好ましい表面エネルギーは、45mJ/m以下の範囲であり、20〜45mJ/mの範囲がより好ましく、20〜40mJ/mの範囲がさらに好ましい。層の表面エネルギーを45mJ/m以下とすることにより、該防眩層上の膜厚均一化やハジキ改良という効果が得られる。ただし、レベリング剤を添加する層の上にさらに低屈折率層などの上層を塗布する場合には、レベリング剤は上層へ溶出・移動するものであることが好ましく、レベリング剤を添加する層の上層塗布液の溶媒(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、シクロヘキサノン等)で該層を浸漬、洗い流した後の該層の表面エネルギーは、むしろ高いことが好ましく、表面エネルギー35〜70mJ/mであることが好ましい。
以下では、レベリング剤として好ましいフッ素系レベリング剤について説明する。シリコーン系レベリング剤については後述する。
(フッ素系レベリング剤)
フッ素系レベリング剤としては、フルオロ脂肪族基を有する重合体が好ましく、さらに下記(i)のモノマーに相当する繰り返し単位(重合単位)の重合体、又は下記(i)のモノマーに相当する繰り返し単位(重合単位)及び下記(ii)のモノマーに相当する繰り返し単位(重合単位)を含むアクリル樹脂、メタクリル樹脂、及びこれらに共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体が有用である。このような単量体としては、“Polymer Handbook 2nd ed.”、J.Brandrup,Wiley lnterscience(1975年)刊、第2章,P.1〜483記載のものを用いることができ、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等をあげることができる。
(i)下記一般式(4−1)で表されるフルオロ脂肪族基含有モノマー
一般式(4−1)
Figure 2009175676
上記一般式(4−1)において、R41は水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表し、水素原子、メチル基が好ましい。Y41は酸素原子、イオウ原子又は−N(R42)−を表し、酸素原子又は−N(R42)−がより好ましく、酸素原子が更に好ましい。R42は水素原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、水素原子又はメチル基が更に好ましい。R 41は−CF又は−CFHを表す。
一般式(4−1)中のmは1〜6の整数を表し、1〜3がより好ましく、1であることが更に好ましい。nは1〜11の整数を表し、1〜9がより好ましく、1〜6が更に好ましい。R 41は−CFHが好ましい。
またフルオロ脂肪族基を有する(共)重合体中には、一般式(4−1)で表されるフルオロ脂肪族基含有モノマーから誘導される重合単位が2種類以上構成成分として含まれていてもよい。
(ii)上記(i)と共重合可能な下記一般式(4−2)で示されるモノマー
一般式(4−2)
Figure 2009175676
上記一般式(4−2)において、R43は水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表し、水素原子、メチル基がより好ましい。Y42は酸素原子、イオウ原子又は−N(R45)−を表し、酸素原子又は−N(R45)−がより好ましく、酸素原子が更に好ましい。R45は水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、水素原子又はメチル基が更に好ましい。R44は、置換基を有してもよい炭素数1〜60の直鎖、分岐状、又は環状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい芳香族基(例えば、フェニル基又はナフチル基)を表す。該アルキル基はポリ(アルキレンオキシ)基を含んでもよい。さらに、炭素数1〜20の直鎖、分岐状又は環状のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜10の直鎖、分岐状のアルキル基が極めて好ましい。好ましいフルオロ脂肪族基を有する(共)重合体の製造に用いられる上記一般式(4−1)で示されるフルオロ脂肪族基含有モノマーの量は、該共重合体の単量体全量に基づいて、10質量%以上であり、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70〜100質量%であり、さらに好ましくは80〜100質量%の範囲である。
以下、好ましいフルオロ脂肪族基を有する(共)重合体の具体的な構造例を示すがこの限りではない。なお、式中の数字は各モノマー成分のモル比率を示す。Mwは質量平均分子量を表す。
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
フルオロ脂肪族基を有する(共)重合体を構成するフルオロ脂肪族基含有モノマーの重合単位の量は、10質量%を超えることが好ましく、50〜100質量%であることがより好ましく、防眩層のムラを防止するという観点を重視すれば、75〜100質量%であることが最も好ましく、防眩層の上に低屈折率層を塗布する場合は、50〜75質量%であることが最も好ましい(フルオロ脂肪族基を有する(共)重合体を構成する全重合単位で記載した)。
(シリコーン系レベリング剤)
次に、シリコーン系レベリング剤について、説明する。
シリコーン系化合物の好ましい例としては、ジメチルシリルオキシ単位を繰り返し単位として複数個含む、化合物鎖の末端及び/又は側鎖に置換基を有するものが挙げられる。ジメチルシリルオキシを繰り返し単位として含む化合物鎖中にはジメチルシリルオキシ以外の構造単位を含んでもよい。置換基は同一であっても異なっていてもよく、複数個あることが好ましい。好ましい置換基の例としてはポリエーテル基、アルキル基、アリール基、アリールオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリール基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、フルオロアルキル基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、アミノ基などを含む基が挙げられる。
分子量に特に制限はないが、10万以下であることが好ましく、5万以下であることがより好ましく、1000〜30000であることが特に好ましく、1000〜20000であることが最も好ましい。
シリコーン系化合物のシリコーン原子含有量には特に制限はないが18.0質量%以上であることが好ましく、25.0〜37.8質量%であることが特に好ましく、30.0〜37.0質量%であることが最も好ましい。
好ましいシリコーン系化合物の例としては、信越化学工業(株)製の“X−22−174DX”、“X−22−2426”、“X−22−164B”、“X22−164C”、“X−22−170DX”、“X−22−176D”、“X−22−1821”(以上商品名);チッソ(株)製の“FM−0725”、“FM−7725”、“FM−4421”、“FM−5521”、“FM−6621”、“FM−1121”(以上商品名);Gelest製の“DMS−U22”、“RMS−033”、“RMS−083”、“UMS−182”、“DMS−H21”、“DMS−H31”、“HMS−301”、“FMS121”、“FMS123”、“FMS131”、“FMS141”、“FMS221”(以上商品名);東レ・ダウコーニング(株)製の“SH200”、“DC11PA”、“SH28PA”、“ST80PA”、“ST86PA”、“ST97PA”、“SH550”、“SH710”、“L7604”、“FZ−2105”、“FZ2123”、“FZ2162”、“FZ−2191”、“FZ2203”、“FZ−2207”、“FZ−3704”、“FZ−3736”、“FZ−3501”、“FZ−3789”、“L−77”、“L−720”、“L−7001”、“L−7002”、“L−7604”、“Y−7006”、“SS−2801”、“SS−2802”、“SS−2803”、“SS−2804”、“SS−2805”(以上商品名);GE東芝シリコーン(株)製の“TSF400”、“TSF401”、“TSF410”、“TSF433”、“TSF4450”、“TSF4460”(以上商品名);などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
ハードコート層、および防眩層に使用する場合、塗布液に対する上記含フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤の添加量は、0.001〜1.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01質量%〜0.2質量%である。中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層に用いる場合は、固形分に対して0.1〜5.0質量%添加することが好ましく、0.1〜3.0質量%添加することがより好ましい。
(分散剤)
本発明に使用する粒子の分散には各種の分散剤を使用することができる。
分散剤は、さらに架橋又は重合性官能基を含有することが好ましい。架橋又は重合性官能基としては、ラジカル種による付加反応・重合反応が可能なエチレン性不飽和基(例えば(メタ)アクリロイル基、アリル基、スチリル基、ビニルオキシ基等)、カチオン重合性基(エポキシ基、オキサタニル基、ビニルオキシ基等)、重縮合反応性基(加水分解性シリル基等、N−メチロール基)等が挙げられ、好ましくはエチレン性不飽和基を有する官能基である。
無機粒子の分散、特にTiOを主成分とする無機粒子の分散にはアニオン性基を有する分散剤を用いることが好ましく、アニオン性基、及び架橋又は重合性官能基を有することがより好ましく、該架橋又は重合性官能基を側鎖に有する分散剤であることが特に好ましい。
アニオン性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基(スルホ)、リン酸基(ホスホノ)、スルホンアミド基等の酸性プロトンを有する基、またはその塩が有効であり、特にカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基またはその塩が好ましく、カルボキシル基、リン酸基が特に好ましい。1分子当たりの分散剤に含有されるアニオン性基の数は、1分子中に複数種類が含有されていてもよいが、平均で2個以上であることが好ましく、より好ましくは5個以上、特に好ましくは10個以上である。また、分散剤に含有されるアニオン性基は、1分子中に複数種類が含有されていてもよい。
側鎖にアニオン性基を有する分散剤において、アニオン性基含有繰返し単位の組成は、全繰返し単位のうちの10−4〜100mol%の範囲であり、好ましくは1〜50mol%、特に好ましくは5〜20mol%である。
分散剤は、さらに架橋又は重合性官能基を含有することが好ましい。架橋又は重合性官能基としては、ラジカル種による付加反応・重合反応が可能なエチレン性不飽和基(例えば(メタ)アクリロイル基、アリル基、スチリル基、ビニルオキシ基等)、カチオン重合性基(エポキシ基、オキサタニル基、ビニルオキシ基等)、重縮合反応性基(加水分解性シリル基等、N−メチロール基)等が挙げられ、好ましくはエチレン性不飽和基を有する官能基である。
1分子当たりの分散剤に含有される架橋又は重合性官能基の数は、平均で2個以上であることが好ましく、より好ましくは5個以上、特に好ましくは10個以上である。また、分散剤に含有される架橋又は重合性官能基は、1分子中に複数種類が含有されていてもよい。
本発明に用いる好ましい分散剤において、側鎖にエチレン性不飽和基を有する繰返し単位の例としては、ポリ−1,2−ブタジエンおよびポリ−1,2−イソプレン構造あるいは、(メタ)アクリル酸のエステルまたはアミドの繰返し単位であって、それに特定の残基(−COORまたは−CONHRのR基)が結合しているものが利用できる。上記特定の残基(R基)の例としては、−(CH)n−CR21=CR2223、−(CHO)n−CHCR21=CR2223、−(CHCHO)n−CHCR21=CR2223、−(CH)n−NH−CO−O−CHCR21=CR2223、−(CH)n−O−CO−CR21=CR2223および−(CHCHO)−X(R21〜R23はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜20のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基であり、R21とR22またはR23は互いに結合して環を形成してもよく、nは1〜10の整数であり、そしてXはジシクロペンタジエニル残基である)を挙げることができる。エステル残基のRの具体例には、−CHCH=CH(特開昭64−17047号公報記載のアリル(メタ)アクリレートのポリマーに相当)、−CHCHO−CHCH=CH、−CHCHOCOCH=CH、−CHCHOCOC(CH)=CH、−CHC(CH)=CH、−CHCH=CH−C、−CHCHOCOCH=CH−C、−CHCH−NHCOO−CHCH=CHおよび−CHCHO−X(Xはジシクロペンタジエニル残基)が含まれる。アミド残基のRの具体例には、−CHCH=CH、−CHCH−Y(Yは1−シクロヘキセニル残基)および−CHCH−OCO−CH=CH、−CHCH−OCO−C(CH)=CHが含まれる。
上記のエチレン性不飽和基を有する分散剤においては、その不飽和結合基にフリーラジカル(重合開始ラジカルまたは重合性化合物の重合過程の生長ラジカル)が付加し、分子間で直接、または重合性化合物の重合連鎖を介して付加重合して、分子間に架橋が形成されて硬化する。あるいは、分子中の原子(例えば不飽和結合基に隣接する炭素原子上の水素原子)がフリーラジカルにより引き抜かれてポリマーラジカルが生成し、それが互いに結合することによって、分子間に架橋が形成されて硬化する。
アニオン性基、及び架橋又は重合性官能基を有し、かつ該架橋又は重合性官能基を側鎖に有する分散剤の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが1000以上であることが好ましい。分散剤のより好ましい重量平均分子量(Mw)は2000〜1000000であり、さらに好ましくは5000〜200000、特に好ましくは10000〜100000である。
架橋又は重合性官能基の含有単位は、アニオン性基含有繰返し単位以外の全ての繰返し単位を構成していてもよいが、好ましくは全架橋又は繰返し単位のうちの5〜50mol%であり、特に好ましくは5〜30mol%である。
分散剤は、架橋又は重合性官能基、アニオン性基を有するモノマー以外の適当なモノマーとの共重合体であっても良い。共重合成分に関しては特に限定はされないが、分散安定性、他のモノマー成分との相溶性、形成皮膜の強度等種々の観点から選択される。好ましい例としては、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t‐ブチル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、スチレン等が挙げられる。
分散剤の形態は特に制限はないが、ブロック共重合体またはランダム共重合体であることが好ましくコストおよび合成的な容易さからランダム共重合体であることが特に好ましい。
分散剤の無機粒子に対する使用量は、固形分に対して1〜50質量%の範囲であることが好ましく、5〜30質量%の範囲であることがより好ましく、5〜20質量%であることが最も好ましい。また、分散剤は2種類以上を併用してもよい。
以下に本発明に好ましく用いられる分散剤の具体例を示すが、本発明用の分散剤はこれらに限定されるものではない。なお特に記載の無い場合はランダム共重合体を表す。
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
Figure 2009175676
<支持体>
本発明に用いられる支持体として具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやAS樹脂等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。またポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系もしくはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アクリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーなどが挙げられる。
支持体の厚さは特に制限されないが、20〜150μmとするのが好ましく、40〜80μmとするのが更に好ましい。
(光学フィルムの層構成)
本発明の光学フィルム(反射防止フィルム)は、透明な支持体(以下、「基材」と称する場合もある)上に、屈折率、膜厚、層の数、層順等を考慮して少なくとも一層の反射防止層が積層されている。
本発明の光学フィルムは、反射防止層を、基材よりも屈折率の高い中屈折率層や高屈折率層と、基材よりも屈折率の低い低屈折率層を組み合わせて構成している。構成例としては、基材側から高屈折率層/低屈折率層の2層のものや、屈折率の異なる3層を、中屈折率層(基材又はハードコート層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層を有する基材上に、防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の順に塗布することが好ましい。また、防眩層にハードコート性を持たせ、ハードコート性防眩層とすることも好ましい。
本発明の光学フィルムの好ましい層構成の例を下記に示す。下記構成において基材フィルムは、支持体として機能している。また、下記構成において、(帯電防止層)と表記したものは、その他の機能を有する層が帯電防止層の機能も合わせ持つ構成である。帯電防止層に帯電防止以外の機能を持たせることで、形成する層の数を減らすことができるため、該構成は生産性が向上し好ましい。
・支持体/防眩層/高屈折率層/低屈折率層、
・支持体/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層、
・支持体/防眩層/高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/防眩層/高屈折率層/低屈折率層、
・支持体/ハードコート層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層、
・支持体/防眩層/高屈折率層(帯電防止層)/低屈折率層、
・支持体/防眩層/中屈折率層(帯電防止層)/高屈折率層/低屈折率層、
・支持体/帯電防止層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層、
・帯電防止層/支持体/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層。
光学干渉により反射率を低減できるものであれば、特にこれらの層構成のみに限定されるものではない。
本発明の光学フィルムは、該光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)が0.03μm<Ra<0.4μm、凹凸の平均間隔(Sm)が80μm<Sm<700μmであり、該凹凸の傾斜角θを測定した際、0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))が40%以上、該光学フィルムの積分反射率が1.5%以下であることを特徴とする。
防眩性を付与するために前記平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも大きい透光性粒子を使用する場合、防眩性付与の観点から0.10μm<Ra<0.40μmであることが好ましく、0.15<Ra<0.35μmであることがさらに好ましい。防眩性付与の他にギラツキ、外光が反射した際の表面の白化なども考慮すると0.05μm<Ra<0.30μmであることが好ましく、0.05<Ra<0.25μmであることがさらに好ましく、0.05<Ra<0.15μmであることが最も好ましい。また、防眩性と膜表面の平坦部の割合を多くし、薄膜干渉層を均一に積層することを両立するためには凹凸の平均間隔(Sm)が150μm<Sm<700μmであることが好ましく、200μm<Sm<600μmであることが最も好ましい。
本発明では、凹凸の傾斜角θが0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))は40%以上(好ましくは98%未満)を占める。θ(0.5)は45%以上98%未満であることが好ましく、50%以上98%未満であることがより好ましく、60%以上98%未満であることがさらに好ましく、70%以上98%未満であることが特に好ましい。
光学フィルムの積分反射率は0.01〜1.0%であることがさらに好ましく、0.01〜0.75%であることが最も好ましい。
光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)が0.03μm以下であると、表面の凹凸が少なすぎて防眩性が十分得られない。0.4μm以上であると、ギラツキや外光が反射した際の表面の白化等、および凹凸に応じた薄膜層の膜厚不均一による干渉能低下の問題が発生する。
凹凸の平均間隔(Sm)が80μm以下であると表面凹凸の平坦部が少ない構造となり薄膜層を塗布した際の膜厚不均一による干渉能低下の問題が発生する。700μm以上であると、表面の平坦部が非常に多い構造となり、防眩性が十分得られない。
θ(0.5)が40%未満であると、凹凸に応じた薄膜層の膜厚不均一による干渉能低下が起こり、積分反射率が1.5%以上であると、黒締まりが良好な反射防止フィルムが得られない。
本発明の防眩層では従来から知られる防眩層では困難であったθ(0.5)(塗膜表面の比較的平坦な領域)を40%以上、80μm<Sm<700μmに保ちながら十分な防眩性を付与することが可能であり、塗布方式により薄膜層を複数層積層した際、十分な防眩性と低反射率を両立することが可能である。
各測定方法について詳述する。
(傾斜角度θ)
本発明の光学フィルムは表面に微細凹凸構造を有する。本発明において、傾斜角度θの分布は以下の方法で決定される。すなわち、面積が0.5乃至2平方マイクロメートルである三角形の頂点を透明フィルム基材面に仮定し、その点から鉛直上向きに伸ばした3つの垂線がフィルム表面と交わる3点によって形成される三角形の面の法線が、支持体から鉛直上向きに伸ばした垂線となす角を表面の傾斜角度とし、基材上で250000平方マイクロメートル(0.25平方ミリメートル)以上の面積を該三角形に分割して測定した時の全測定点の傾斜角度分布を調べる。
傾斜角度を測定する方法を図1を参照して詳細に述べる。図1(a)のように面積が0.5乃至2平方マイクロメートルとなるようなメッシュにフィルムを分割する。図1(c)は分割したメッシュのうちの3点を抽出した図である。この支持体上の3点から鉛直上向きに垂線を伸ばし、その3点が表面と交わった点をA、B、Cとする。三角形ABC面の法線DD’が、支持体から鉛直上向きに伸ばした垂線OO’と為す角度θを傾斜角度とする。図1(b)は点O’DD’を含む平面Pで切ったときのフィルムの断面図である。線分EFは三角形ABCと平面Pとの交線である。測定面積は支持体上で250000平方マイクロメートル(0.25平方ミリメートル)以上が好ましく、この面を支持体上で三角形に分割して測定し、傾斜角度を求める。測定する装置はいくつかあるが、一例を述べる。装置はマイクロマップ社(米国)製SXM520−AS150型を用いた場合を説明する。例えば対物レンズが10倍の時、傾斜角度の測定単位は0.8平方マイクロメートルであり、測定範囲は500000平方マイクロメートル(0.5平方ミリメートル)である。対物レンズの倍率を大きくすれば、それに合わせて測定単位と測定範囲は小さくなる。測定データはMAT−LAB等のソフトを用いて解析し、傾斜角度分布を算出することができる。得られた傾斜角度分布から傾斜角度0〜0.5°の頻度θ(0.5)を算出する。測定は場所を変えて5ヶ所測定し、平均値をとる。
(積分反射率)
光学フィルムの裏面、すなわち低屈折率層とは反対側をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態にして、該光学フィルムの表面を、分光光度計V−550(日本分光(株)製)の積分球に装着して、380〜780nmの波長領域において、反射率(積分反射率)を測定し、450〜650nmの平均反射率を算出する。
(表面形状の評価)
光学フィルムの表面形状はJIS B−0601(1994)に基づいて、表面凹凸の算術平均粗さ(Ra)、平均間隔(Sm)を小坂研究所(株)製サーフコーダーMODEL SE−3Fにより評価する。Smに関しては、測定の際の測定長は8mm、カットオフ値は0.8mmとした。
(防眩層における単位面積当たりの透光性粒子の個数評価)
防眩層の平均膜厚よりも大きい平均粒子径を有する透光性粒子の個数は光学顕微鏡にて500μm×500μmの範囲を10視野観察してそれぞれの個数をカウントし、その平均値から算出する。
本発明の偏光板は、偏光膜と、該偏光膜の両側に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、本発明の光学フィルムである偏光板である。
本発明の光学フィルム又は偏光板は、特に用途は限定されないが反射防止フィルムとして好適に利用できる。反射防止フィルムは、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)、電界放出ディスプレイ(FED)、表面電界ディスプレイ(SED)のような様々な画像表示装置において、外光の反射や像の映り込みによるコントラスト低下を防止するために使用できる。
本発明の画像表示装置(好ましくは液晶表示装置)は、本発明の光学フィルム又は偏光板を有する。本発明の光学フィルム又は偏光板はディスプレイの表面(表示画面の視認側)に配置されることが好ましい。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特別の断りの無い限り、「部」及び「%」は質量基準である。
(実施例1)
(ゾル液aの調製)
温度計、窒素導入管、滴下ロートを備えた1,000mlの反応容器に、アクリロキシオキシプロピルトリメトキシシラン187g(0.80mol)、メチルトリメトキシシラン27.2g(0.20mol)、メタノール320g(10mol)とKF0.06g(0.001mol)を仕込み、攪拌下室温で水15.1g(0.86mol)をゆっくり滴下した。滴下終了後室温で3時間攪拌した後、メタノール還溜下2時間加熱攪拌した。この後、低沸分を減圧留去し、更にろ過することによりゾル液aを120g得た。このようにして得た物質をGPC測定した結果、質量平均分子量は1500であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1000〜20000の成分は30%であった。
また1H−NMRの測定結果から、得られた物質の構造は、以下の式で表される構
造であった。
Figure 2009175676
更に、29Si−NMR測定による縮合率αは0.56であった。この分析結果から、ゾル液aは直鎖状構造部分が大部分であることが分かった。
また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロキシプロピルトリメトキシシランは5%以下の残存率であった。
(1)防眩層用塗布液の調製
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防眩層用塗布液1の組成
───────────────────────────────────
PET−30 40.0質量部
DPHA 10.0質量部
イルガキュア184 2.0質量部
SX−350(30%) 2.0質量部
架橋アクリルースチレン粒子(30%) 13.0質量部
SP−13 0.06質量部
ゾル液(a) 11.0質量部
トルエン 38.5質量部
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───────────────────────────────────
防眩層用塗布液2の組成
───────────────────────────────────
PET−30 30.0質量部
DPHA 12.9質量部
サイシリシア446(2次凝集径6.2μm) 0.9質量部
イルガキュア184 1.0質量部
イルガキュア907 0.2質量部
SP−13 0.08質量部
メチルイソブチルケトン 40.0質量部
シクロヘキサノン 15.0質量部
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防眩層用塗布液3の組成
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DPHA 48.4質量部
MX−600 0.1質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
───────────────────────────────────
上記塗布液を孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩層用塗布液1〜3を調製した。
それぞれ使用した化合物を以下に示す。
・DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物[日本化薬(株)製]
・PET−30:ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物[日本化薬(株)製]
・イルガキュア184:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
・イルガキュア907:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
・SX−350:平均粒径3.5μm架橋ポリスチレン粒子[屈折率1.60、綜研化学(株)製、30%トルエン分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分分散後使用]
・架橋アクリル−スチレン粒子:平均粒径3.5μm[屈折率1.55、綜研化学(株)製、30%トルエン分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分分散後使用]
・SP−13フッ素系表面改質剤
Figure 2009175676
・MX−600:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径6.0μm、綜研化学(株)製
・サイシリシア446:凝集性シリカ、富士シリシア化学(株)製、二次粒子径6.2μm
(中屈折率層用塗布液Aの調製)
ZrO微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶剤組成:MIBK/MEK=9/1、JSR(株)製])10.0質量部に、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA)3.0質量部、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.1質量部、メチルイソブチルケトン86.9.質量部を添加して攪拌した。十分に攪拌ののち、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中屈折率層用塗布液Aを調製した。
(中屈折率層用塗布液Bの調製)
中屈折率層用塗布液AにSP−13を0.1質量部添加し、十分に攪拌ののち、孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して中屈折率層用塗布液Bを調製した。
(中屈折率層用塗布液Cの調製)
ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(VR−77;昭和高分子株式会社)を9.7重量部、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.3質量部、メチルイソブチルケトン140質量部を添加して攪拌した。
(中屈折率層用塗布液Dの調製)
ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(VR−77;昭和高分子株式会社)を5.0重量部、ZrO微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶剤組成:MIBK/MEK=9/1、JSR(株)製])5.23質量部、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.24質量部、メチルイソブチルケトン117質量部を添加して攪拌した。
(中屈折率層用塗布液Eの調製)
ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物(VR−77;昭和高分子株式会社)を5.0重量部、ZrO2微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶剤組成:MIBK/MEK=9/1、JSR(株)製])7.43質量部、光重合開始剤(イルガキュア184、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.28質量部、メチルイソブチルケトン138質量部を添加して攪拌した。
(高屈折率層用塗布液Aの調製)
ZrO微粒子含有ハードコート剤(デソライトZ7404[屈折率1.72、固形分濃度:60質量%、酸化ジルコニウム微粒子含量:70質量%(対固形分)、酸化ジルコニウム微粒子の平均粒子径:約20nm、溶剤組成:MIBK/MEK=9/1、JSR(株)製])15.0質量部に、メチルイソブチルケトン85.0質量部を添加して攪拌した。孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過して高屈折率層用塗布液Aを調製した。
(低屈折率層用塗布液Aの調製)
(中空シリカ粒子分散液の調製)
中空シリカ粒子微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、触媒化成工業(株)製CS60−IPA、平均粒子径60nm、シエル厚み10nm、シリカ濃度20%、シリカ粒子の屈折率1.31)500質量部に、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン20質量部、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.5部加え混合した後に、イオン交換水9質量部を加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8部を添加し、分散液を得た。その後、シリカの含率がほぼ一定になるようにシクロヘキサノンを添加しながら、圧力30Torrで減圧蒸留による溶媒置換を行い、最後に濃度調整により固形分濃度18.2%の分散液を得た。得られた分散液のIPA残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ0.5%以下であった。
得られた中空シリカ粒子分散液を用いて下記組成の低屈折率層用塗布液Aを調製した。
───────────────────────────────────
低屈折率層用塗布液Aの組成
───────────────────────────────────
DPHA 1.0質量部
P−1 1.6質量部
中空シリカ粒子分散液(18.2%) 26.4質量部
RMS−033 0.4質量部
イルガキュア907 0.3質量部
M−1 1.9質量部
MEK 168.4質量部
───────────────────────────────────
「P−1」:特開2004−45462号公報に記載の含フッ素共重合体P−3(重量平均分子量約50000)
DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、日本化薬(株)製
イルガキュア907:重合開始剤(日本チバガイギー(株)製)
M−1:上述した含フッ素多官能アクリレート
RMS−033:メタクリロキシ変性シリコーン(Gelest(株)製)
(防眩層101の塗設)
トリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士写真フイルム(株)製)をロール形態から巻き出して、スロットルダイを有するコーターを用いて、防眩層用塗布液1を直接押し出して塗布した。搬送速度30m/分の条件で塗布し、30℃で15秒間、90℃で20秒間乾燥の後、さらに窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量90mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、平均膜厚6.0μmの防眩性を有する防眩層を形成し、巻き取り防眩層101を作製した。
(防眩層102〜103の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液1の粒子添加量を0.5倍、1.5倍になるように変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層102、防眩層103を作製した。
(防眩層104の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液2を用いて塗布膜厚が6.0μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層104を作製した。
(防眩層105〜106の作製)
防眩層104の作製において、防眩層塗布液2の粒子添加量を0.5倍、3.0倍になるように変更した以外は防眩層104と同様にして、防眩層105、防眩層106を作製した。
(防眩層107の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液3を用いて塗布膜厚が4.0μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層107を作製した。
(防眩層108〜110の作製)
防眩層107の作製において、防眩層塗布液3の粒子添加量を0.1倍、0.5倍、2.5倍になるように変更した以外は防眩層107と同様にして、防眩層108、防眩層109、防眩層110を作製した。
以上の防眩層の上に、中屈折率層用塗布液、高屈折率層用塗布液、低屈折率層用塗布液を、スロットルダイを有するコーターを用いて直接押し出して表4に示す構成で塗布した。各層の塗布液量はPETフィルム上に同液を塗布した際に所望の膜厚になる液量をそのまま防眩層上にも適用した。このPETフィルム上膜厚を防眩層上の実際の膜厚として表4に記載する。PETフィルム上の膜厚は反射分光膜厚計“FE−3000”(大塚電子(株)製)を用いて算出した。なお、各層の屈折率の測定は各層の塗布液を約4μmの厚みになるようにガラス板に塗布し、アッベ屈折率計(アタゴ(株)製)にて測定した。
Figure 2009175676
表中、透光性粒子の含有量の数値(質量%)は防眩層の全固形分に対するものを表す。
中屈折率層の乾燥条件は90℃、30秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら180W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量240mJ/cm2の照射量とした。
高屈折率層の乾燥条件は90℃、30秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量240mJ/cm2の照射量とした。
低屈折率層の乾燥条件は60℃、60秒とし、紫外線硬化条件は酸素濃度が0.1体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度600mW/cm2、照射量600mJ/cm2の照射量とした。
(光学フィルムの評価)
以下の方法により光学フィルムの諸特性の評価を行った。結果を表5に示す。
(積分反射率)
本文記載の方法により光学フィルムの反射率(積分反射率)を測定し、450〜650nmの平均反射率を算出し、反射防止性を評価した。
(表面形状の評価)
本文に記載の方法により算術平均粗さ(Ra)、凹凸の平均間隔(Sm)を評価した。Smに関しては、測定の際の測定長は8mm、カットオフ値は0.8mmとした。
(傾斜角度θ)
本文に記載の方法により傾斜角θを測定し、そこから傾斜角度0〜0.5°の頻度を算出した。
(防眩層における単位面積当たりの透光性粒子の個数評価)
本文記載の方法により防眩層の平均膜厚よりも大きい平均粒子径を有する透光性粒子の個数を評価した。
(ハジキ)
本発明の光学フィルムの裏側に油性黒インキを塗り、光学顕微鏡により微分干渉を用いて観察し、塗膜表面のハジキを下記のように評価した。
○:注意深く見ても、ハジキが全く見えない。
△:注意深く見ると、僅かにハジキが観察される。
×:塗膜全面に強いハジキが観察される。
[映り込み]
防眩性フィルムの裏面を黒マジックで塗りつぶした後に、防眩性フィルムの表面に蛍光灯の光を反射させた際の光の映り込みの様子を評価した。
◎:十分に反射が抑えられている、または十分に光が拡散されており、気にならない。
○:注意深く見ると蛍光灯の形状が映みが視認されるが気にならない。
△:やや蛍光灯の形状が映りこんでいるが、気にならない。
×:蛍光灯の形がはっきりと映り込み、眩しくて気になる。
△以上のレベルを合格と判定した。
(黒表示時の黒の締まり<表示性能>)
IPS方式液晶セルを使用した液晶表示装置(32”TV:W32-L7000、日立(株)製)に設けられている視認側の表面フィルムを剥がし、代わりに本発明の光学フィルムを、塗布面を視認側にして、裏面に粘着剤を介して貼り付けた。1000luxの明室にて、液晶表示装置を黒表示にして、目視により評価し、下記判定を行った。
10点満点で評価。10点は、外光による白ちゃけ感が全く感じられず、黒表示としては輝度が低く、明室下コントラストが申し分なく高い。一方、5点以下は、外光による白ちゃけ感が強すぎて、黒表示として許容外(NG)であり、明室下コントラストが低い。
評価結果を表5に示す。
Figure 2009175676
なお、表中、透光性粒子の個数の欄の「―」は正確に測定できないことを意味する。そのため、透光性粒子個数を記載していない。その理由として、これらの試料では、透光性粒子として凝集性シリカの粒子が用いられており、粒子径は二次粒子径に相当し、透光性粒子個数の測定が困難であるためである。
なお、表中の試料12および16で数値が表記されていない箇所がある。これは、試料12および16では、中屈折率層に金属酸化物粒子を含まないために、ハジキが発生して、光学フィルムを得ることができないため数値を記載していないものである。
試料1〜10、19〜21の結果から、算術平均粗さ(Ra)が0.03μm<Ra<0.4μm、凹凸の平均間隔(Sm)が80μm<Sm<700μmであり、傾斜角θの0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))が40%以上を占める光学フィルムは驚くべきことに表面に凹凸を有し防眩性を保ちつつ、干渉層を2層以上積層しても積分反射率が1.5%以下となり、黒締まり、映り込み防止が良好な反射防止特性が得られることがわかった。特にθ(0.5)が70%以上でありSmが200μmより大きい試料7及び9では、反射率が低く、黒締まりも良く、映り込み防止性能に優れることがわかった。試料19〜21は干渉層が3層の構成であるためさらに優れた性能が得られた。試料8はθ(0.5)は大きいがSmが700μmよりも大きいために反射率が低く黒締まりが良いものの映り込み防止性能が悪かった。
さらには、試料11〜18の結果より、高屈折率層に含有される金属酸化物微粒子量を30%以上にする、及び高屈折率層にレベリング剤を含有させることで塗膜のハジキがなく、低反射率で黒締まりが良好な反射防止特性が得られることがわかった。試料18は試料7に対して、試料14は試料4に対してそれぞれ金属酸化物機粒子量は少ないが、中屈折率層の屈折率が高いために反射率が低くなっている。
(実施例2)
(1)防眩層用塗布液の調製
────────────────────────────────
防眩層用塗布液4の組成
────────────────────────────────
PET−30 48.33質量部
MX−1000 0.15質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液5の組成
────────────────────────────────
PET−30 46.83質量部
MXS−300 1.5質量部
MX−1000 0.15質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液6の組成
────────────────────────────────
PET−30 46.83質量部
MX−500 1.5質量部
MX−1000 0.15質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液7の組成
────────────────────────────────
PET−30 48.38質量部
MX−600 0.1質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液8の組成
────────────────────────────────
PET−30 47.38質量部
MXS−300 1.0質量部
MX−600 0.1質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液9の組成
────────────────────────────────
PET−30 38.7質量部
ビスコート#360 9.7質量部
MB30X−20 0.125質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液10の組成
────────────────────────────────
PET−30 32.7質量部
ビスコート#360 8.2質量部
MX−800 7.5質量部
MB30X−20 0.125質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
・MX−1000:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径10μm、綜研化学(株)製
・MXS−300:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径3μm、綜研化学(株)製
・MX−500:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径5μm、綜研化学(株)製
・MX−600:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径6.0μm、綜研化学(株)製
・MX−800:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径8μm、綜研化学(株)製
・MB30X−20:ポリメチルメタクリレート微粒子、平均粒径20μm、積水化成品工業(株)製
・ビスコート#360:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート、大阪有機化学工業(株)製
(防眩層111〜113の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液4〜6を用いて塗布膜厚が8.0μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層111〜113を作製した。
(防眩層114、115の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液7〜8を用いて塗布膜厚が4.0μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層114〜115を作製した。
(防眩層116、117の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液9〜10を用いて塗布膜厚が18.0μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層116〜117を作製した。
中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層を上記防眩層上に表6に示すように積層した。この時の塗工条件は実施例1で示した条件と同様とした。
Figure 2009175676
表中、透光性粒子の添加量(%)の数値は、透光性粒子の防眩層の全固形分に対する含有量(質量%)である。
(光学フィルムの評価)
<ギラツキ評価>
評価は作製した光学フィルムを、液晶テレビに実装し、ギラツキ(光学フィルムの表面
突起のレンズ効果が原因の輝度バラツキ)の程度を、以下の基準で目視評価した。
全くギラツキが見られない :○
非常に注意深く観察するとギラツキがわずかに視認できる:○△
ギラツキがわずかに視認出来るが気にならない:△
不快なギラツキがある :×
<ヘイズ>
本発明のフィルムのヘイズはJIS−K7105に規定されたヘイズ値のことであり、JIS−K7361−1で規定された測定法に基づき、日本電色工業(株)製の濁度計「NDH−1001DP」を用いて測定したヘイズ=(拡散光/全透過光)×100(%)として自動計測される値を用いた。
評価結果を表7に示す。
Figure 2009175676
上記のように膜厚よりも小さい粒子径の粒子を使用して内部散乱性を付与することで、防眩性を保ちつつ、干渉層を2層以上積層しても積分反射率が1.5%以下となり、黒締まり、映り込み、およびギラツキ防止が良好な反射防止特性が得られることがわかった。
(実施例3)
(1)防眩層用塗布液の調製
────────────────────────────────
防眩層用塗布液11の組成
────────────────────────────────
PET−30 38.7質量部
ビスコート#360 9.7質量部
MX−800 0.125質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
────────────────────────────────
防眩層用塗布液12の組成
────────────────────────────────
PET−30 38.7質量部
ビスコート#360 9.7質量部
MX−600 0.09質量部
イルガキュア184 1.5質量部
メチルイソブチルケトン 30.0質量部
メチルエチルケトン 20.0質量部
SP−13 0.02質量部
────────────────────────────────
(防眩層118〜119の作製)
防眩層101の作製において、防眩層塗布液11を用いて塗布膜厚が7.5μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、防眩層塗布液12を用いて塗布膜厚が5μmになるように塗布量を変更した以外は防眩層101と同様にして、それぞれ防眩層118〜119を作製した。
中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層を上記防眩層上に表8に示すように積層した。この時の塗工条件は実施例1で示した条件と同様とした。
Figure 2009175676
評価結果を表9に示す。
Figure 2009175676
上記の反射防止フィルムは防眩性、ギラツキに優れ、外光が反射した際の表面の黒締まりも良く、干渉層を2層以上積層しても積分反射率が1.5%以下と低反射率で優れていた。
図1(a)〜(c)は、それぞれ、傾斜角度の測定方法の概要を説明する模式図である。

Claims (17)

  1. 支持体上に、凹凸表面を有する防眩層、高屈折率層、および低屈折率層が少なくともこの順で積層されてなる光学フィルムであって、該光学フィルムの算術平均粗さ(Ra)が0.03μm<Ra<0.4μm、凹凸の平均間隔(Sm)が80μm<Sm<700μmであり、該凹凸の傾斜角θを測定した際、0°<θ<0.5°の領域(θ(0.5))が40%以上を占め、該光学フィルムの積分反射率が1.5%以下である光学フィルム。
  2. 前記防眩層は、少なくとも1種の透光性粒子を含有し、該透光性粒子の平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも0.01〜4.0μm大きい請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 前記透光性粒子の添加量が前記防眩層の全固形分に対して0.01〜1質量%である請求項2に記載の光学フィルム。
  4. 前記平均粒子径が防眩層の平均膜厚よりも大きい透光性粒子の防眩層における単位面積当たりの個数が10〜1500個/mmである請求項2または3に記載の光学フィルム。
  5. 前記防眩層は、防眩層の平均膜厚よりも小さい平均粒子径を有する第2の透光性粒子を含有する請求項2〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
  6. 前記防眩層は、少なくとも1種の微粒子を含有し、該微粒子が凝集性の金属酸化物微粒子である請求項1に記載の光学フィルム。
  7. 前記金属酸化物微粒子の添加量が前記防眩層の全固形分に対して0.01〜5質量%である請求項6に記載の光学フィルム。
  8. 前記防眩層は、防眩層の平均膜厚よりも小さい平均粒子径を有する第2の透光性粒子を含有する請求項6または7に記載の光学フィルム。
  9. 前記高屈折率層がSi、Al、Ti、Zr、Sb、Zn、Sn、Inから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物微粒子を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の光学フィルム。
  10. 前記の金属の酸化物微粒子を高屈折率層の全固形分中30質量%以上含有する請求項9に記載の光学フィルム。
  11. 前記高屈折率層は、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を含有する請求項1〜10のいずれかに記載の光学フィルム。
  12. 前記防眩層と前記高屈折率層との間に、前記防眩層よりも屈折率が高く、前記高屈折率層よりも屈折率の低い、中屈折率層をさらに設けた請求項1〜11のいずれかに記載の光学フィルム。
  13. 前記中屈折率層がSi、Al、Ti、Zr、Sb、Zn、Sn、Inから選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物微粒子を含有する請求項12に記載の光学フィルム。
  14. 前記の金属の酸化物微粒子を中屈折率層の全固形分中30質量%以上含有する請求項13に記載の光学フィルム。
  15. 前記中屈折率層は、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を含有する請求項12〜14のいずれかに記載の光学フィルム。
  16. 偏光膜と、該偏光膜の両側に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、請求項1〜15のいずれかに記載の光学フィルムである偏光板。
  17. 請求項1〜15のいずれかに記載の光学フィルム又は請求項16に記載の偏光板がディスプレイの最表面に用いられている画像表示装置。
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