説明

光学フィルム、偏光板、および画像表示装置

【課題】防眩性、黒締り、硬度、カール、脆性に優れ、平均反射率が低い光学フィルム、さらに、この光学フィルムを具備した偏光板および画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】透明支持体上に、マレイミド基を側鎖に有し、アルカリ可溶性基を有さない反応性ポリマーを硬化させた樹脂および平均粒子径が3〜15μmの粒子を含む防眩層を有する光学フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルム、偏光板、および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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)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、ディスプレイの表面には、防眩フィルムや防眩性反射防止フィルムが使用される。これらの表示装置はオフィスや家庭環境での使用が広がっており、室内の蛍光灯や視聴者の像がディスプレイ表面に写りこむことを防止する防眩性の向上が要求されている。
【0003】
防眩性はフィルムの表面に凹凸を持たせることで達成できる。一方、防眩性を持たせるべく表面凹凸を増加させると、フィルムが白っぽくなり、いわゆる黒締りが悪化する。近年、液晶ディスプレイがテレビの主流となり、この黒締りがより求められるようになってきた。よって、防眩性と黒締りの両立は防眩フィルムに求められる重要な性能となる。
【0004】
防眩性を付与する方法としては、シリカ粒子や樹脂粒子などのフィラーを樹脂中に添加し、表面凹凸を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1および2参照)。この場合、膜の厚みよりも粒子径の小さい粒子を用い、樹脂中で粒子を凝集させて表面凹凸を形成する方法が一般的である。
【0005】
粒子の凝集状態は樹脂の種類や粒子の組成、塗膜にする際の乾燥時間等を変化させることで制御することができる。このうち、樹脂に関しては、主に多官能アクリレートが用いられてきた。しかしながら、これまで使われてきたジペンタエリストールヘキサアクリレート(DPHA)やペンタエリストールテトラアクリレート(PETA)では防眩性を高めると黒締りの悪化が大きく、防眩性と黒締りの両立は困難であった。
【0006】
他方、防眩フィルムや防眩性反射防止フィルムはディスプレイの表面に用いられることから、高い硬度が求められる。これまで用いられてきたDPHAやPETAといった(メタ)アクリレート系の樹脂は高い硬度を得ることができるが、カール性表面フィルムの製造、加工での取り扱い性が難しくなったり、取り扱い中に膜にクラックが発生したり、貼り合わせ後に剥がれ現象が生じることがある。これを改良するために、変性アクリレート系化合物(例えば、特許文献3参照)、ウレタンアクリレート系化合物(例えば、特許文献4参照)、性質の異なるアクリレート系化合物(例えば、特許文献5および6参照)等を使用する発明が開示されている。
【0007】
上記発明では、カール改良効果、脆性等の改良が認められるものの、フィルム表面硬度が低下してしまい、表面硬度とこれらの性質を両立することが困難であった。
【0008】
一方、マレイミドを側鎖に有する化合物が使用された平版印刷版に関する発明が開示されている(例えば、特許文献7参照)。しかし、この発明は光学フィルム用途に関して全く言及していない。またこの発明で使用している化合物はアルカリ可溶基を有しており、鹸化耐性が必要とされるディスプレイの表面フィルムには不適であった。また、防眩性を高めると黒締りの悪化が大きく、防眩性と黒締りの両立は困難という問題もあった。
【特許文献1】特開平6−18706号公報
【特許文献2】特開平10−20103号公報
【特許文献3】特開2005−181996号公報
【特許文献4】特開2005−288787号公報
【特許文献5】特開2005−103979号公報
【特許文献6】特開2003−335983号公報
【特許文献7】特開平7−295212号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、防眩性、黒締り、硬度、カール、脆性に優れ、平均反射率が低い光学フィルムを提供することである。さらに、本発明の目的は、該光学フィルムを具備した偏光板および画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
すなわち、本発明者らは、以下の各構成により、上記目的を達成したものである。
本発明者らは、鋭意検討の結果、マレイミド基を有し、アルカリ可溶性基を有さない反応性ポリマーを硬化させた樹脂及び特定の粒径の粒子を用いた光学フィルムにより、防眩性、黒締り、硬度、カール、脆性に優れ、低平均反射率が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
[1] 透明支持体上に、マレイミド基を側鎖に有し、アルカリ可溶性基を有さない反応性ポリマーを硬化させた樹脂および平均粒子径が3〜15μmの粒子を含む防眩層を有する光学フィルム。
[2] 前記反応性ポリマーが、更にエチレン性不飽和基を有する前記[1]に記載の光学フィルム。
[3] 前記防眩層が、さらに(メタ)アクリレート基を有する反応性化合物を硬化させた樹脂を含む前記[1]または[2]に記載の光学フィルム。
[4] 前記防眩層より低屈折率である層をさらに有する前記[1]〜[3]のいずれかに記載の光学フィルム。
[5] 積分反射率が3.0%以下である前記[1] 〜[4] のいずれかに記載の光学フィルム。
[6] 偏光膜と該偏光膜の両面を保護する2枚の保護フィルム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、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルムである偏光板。
[7] 前記[1]〜[5]のいずれかに記載の光学フィルム、または前記[6]に記載の偏光板を有する画像表示装置。
【発明の効果】
【0012】
本発明では、膜厚よりも小さな粒子径を有する粒子を凝集させることで表面凹凸をもたらし、防眩性を付与している。一般に防眩性が良くなるほどフィルムが白っぽくなり黒締りが悪化する。しかしながら本発明では、バインダー樹脂の種類と粒子径を調節することで、表面凹凸の形状をコントロールし、防眩性、黒締りを両立させ、さらに、硬度、カール、脆性に優れ、平均反射率が低い光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、数値が物性値、特性値等を表す場合に、「(数値1)〜(数値2)」という記載は「(数値1)以上(数値2)以下」の意味を表す。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、「アクリレート及びメタクリレートの少なくともいずれか」の意味を表す。「(メタ)アクリル酸」等も同様である。
【0014】
次に、本発明の光学フィルムおける構成成分について説明する。本発明の光学フィルムは、防眩層に、バインダー成分として、マレイミド基を側鎖に有し、アルカリ可溶性基を有さない反応性ポリマーを硬化させた樹脂を含む。該反応性ポリマーは、マレイミド基を有するモノマーとアルカリ可溶性基を有さないその他のモノマーとを共重合させることによって得られるものが好ましい。マレイミド基を有するモノマーとしては、下記一般式(I)で表されるマレイミド基を有するモノマーが挙げられる。
【0015】
【化1】

【0016】
式(I)中、R1およびR2はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基を示すか、R1 とR2が一緒になって5員環または6員環を形成してもよい。
【0017】
上記一般式(I)のR1および/またはR2がアルキル基である場合は、炭素数1〜4のものが好ましく、特に好ましいのはメチル基である。また、R1とR2とが一緒になって6員環を形成しているのも好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子または沃素原子が好ましい。上記一般式(I)で表されるマレイミド基を有するモノマーの具体例として、下記一般式(A)、(B)あるいは(C)で表されるモノマーが例示される。
【0018】
【化2】

【0019】
式(A)〜(C)中、R11およびR12は一般式(I)のR1およびR2と同じ意味を有し、R13は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基(例えば、メチル基)を表し、n3 、n4 およびn5 は整数を示し、好ましくは1から6である。
【0020】
マレイミド基を有するモノマーと共重合するモノマーは、アルカリ可溶性基を有さない。このことにより、鹸化耐性を付与することができる。更には、防眩性をもたらす粒子凝集の制御が容易になり、凝集性が均一になることから、防眩性と黒締りの両立も可能となる。アルカリ可溶性基とは、カルボキシル基、リン酸基、ホスホン酸基などが該当する。よって、これらの基を持たないモノマーが共重合するモノマーとして用いられる。
マレイミド基を有するモノマーと共重合するモノマーとしては、ビニルモノマーが好ましい。ビニルモノマーとして、そのホモポリマーのガラス転移点が室温以下のアルキルメタアクリレートやアルキルアクリレートを用いることによって共重合体に柔軟性を与えることができる。
またアリル基を側鎖に有するモノマー、例えばアリルメタアクリレートを共重合させることで更に架橋密度を向上させることも可能である。中でも、ビニルアクリレート、ビニルメタクリレート、2−フェニルビニルアクリレート、2−フェニルビニルメタクリレート、1−プロペニルアクリレート、1−プロペニルメタクリレート、といった、(メタ)アクリロイル基を有するビニルモノマーと共重合させることが架橋密度向上のために好ましい。
【0021】
マレイミド基を有するモノマーとその他のモノマーの共重合比は20/80〜80/20(モル比)が好ましく、より好ましくは30/70〜70/30(モル比)である。マレイミド基を有する共重合体の重量平均分子量は、1000以上100万以下が好ましく、より好ましくは5000〜30万である。また、マレイミド基を有するモノマーおよびその他の共重合可能なモノマーはそれぞれ2種類以上を用いても良い。
【0022】
本発明では、バインダー成分として、マレイミド基を側鎖に有する反応性ポリマーとともに、他の反応性基を有する化合物を用いても良い。その中で、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する、本業界で広範に用いられる高硬度の硬化物を形成するアクリレート系化合物を好適に使用することが可能である。
【0023】
上記アクリレート系化合物としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル{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。
【0024】
3個以上の(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#400、V#36095D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−4358(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、KBM−8307(ダイセルサイテック(株)製)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。
【0025】
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。
【0026】
他のモノマー(3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物等)を併用する場合、他のモノマーの含有量は、バインダー全量に対して、10〜70質量%が好ましく、20〜50質量%がさらに好ましい。
【0027】
本発明の光学フィルムは、平均粒子径が3〜15μmの粒子を含有する。粒子の望ましい粒径は防眩性に大きく依存する。防眩層の膜厚が同じ場合、一般に粒子径が小さくなると防眩性も小さくなる。粒子径を大きくすると防眩性は大きくなるが、全体的に白っぽくなり、いわゆる黒締りが悪化する。本発明の粒子の平均粒子径は好ましくは6〜14μmであり、更に好ましくは8〜12μmである。
【0028】
本発明の粒子は、樹脂粒子および/または無機微粒子が用いられる。樹脂粒子の具体例としては、例えば架橋ポリメチルメタアクリレート粒子、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋メチルメタアクリレート−メチルアクリレート共重合粒子、架橋アクリレート−スチレン共重合粒子、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋スチレン粒子、架橋ポリメチルメタアクリレート粒子、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子等が好ましい。さらにはこれらの樹脂粒子の表面にフッ素原子、シリコン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、燐酸基等を含む化合物を化学結合させた所謂表面修飾した粒子やシリカやジルコニアなどのナノサイズの無機微粒子を表面に結合した粒子も好ましく挙げられる。
【0029】
また、無機微粒子を用いることもできる。無機微粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子等が好ましく挙げられるが、シリカ粒子が特に好ましく用いられる。但し、本発明で樹脂粒子が特に好ましく用いられる。
【0030】
塗布のムラや干渉ムラを目立ちづらくする、あるいは、コストの観点から、本発明の粒子は、架橋ポリメチルメタアクリレート粒子、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子が特に好ましい。更に好ましくは架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子を用いることである。
【0031】
粒子の形状は、真球又は不定形のいずれも使用できる。粒度分布はヘイズ値と拡散性の制御性、塗布面状の均質性から単分散性粒子が好ましい。例えば平均粒子径よりも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。粗大粒子が多すぎると表面のブツブツ感が悪化し、好ましくない。このような粒子径分布を持つ粒子は通常の合成反応後に、分級によって得られ、分級の回数を上げることやその程度を強くすることにより、より好ましい分布の粒子を得ることができる。
【0032】
粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。平均粒径は得られた粒子分布から算出する。
【0033】
本発明の粒子の添加量は、硬化性組成物の全固形分中の4〜30質量%が好ましく、6〜25質量%であることが更に好ましく、最も好ましくは8〜20質量%である。粒子は粒子径が異なる複数の粒子を用いても良い。
【0034】
本発明の光学フィルムには、上記の防眩性をもたらす粒子に加えて、屈折率の調整、膜強度の調整、硬化収縮減少、さらに低屈折率層を設けた場合の反射率低減の目的で、無機フィラーを使用することもできる。例えば、チタン、ジルコニウム、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1種の金属元素を含有する酸化物からなり、一次粒子の平均粒径が、一般に0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.06μm以下1nm以上である微細な高屈折率無機フィラーを含有することも好ましい。
【0035】
また逆に、マトリックスの屈折率を低くする必要が生じた場合は、無機フィラーとして、シリカ微粒子、中空シリカ微粒子等の微細な低屈折率無機フィラーを用いることができる。好ましい粒径は前記の微細な高屈折率無機フィラーと同じである。
【0036】
無機フィラーは表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
【0037】
これらの微細無機フィラーの添加量は、防眩層の全質量の5〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは10〜80質量%であり、特に好ましくは20〜75質量%である。
【0038】
なお、微細無機フィラーは、粒径が光の波長よりも十分短いために散乱が生じず、バインダーポリマーに該フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質の性質を有する。
【0039】
本発明の光学フィルムを形成するための硬化性組成物は、光重合開始剤により硬化される。本発明の光重合開始剤は、電離放射線の照射によりラジカル重合反応を開始可能なラジカルを発生する化合物で、「最新UV硬化技術」(p.159,発行人;高薄一弘,発行所;(株)技術情報協会,1991年発行)や、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のカタログ、特開2001−139663号、特開平5−83588号、特開平5−83588号公報、特開平1−304453号、米国特許第3,479,185号、特開平5−239015号、特開平8−134404号、特開平11−217518号、特開2002−116539号、特開2002−116539号等の公報に記載されている公知の各種の光重合開始剤を使用することができる。その中でも、感光波長が300nm〜430nmにある光開始能の高い光開始剤は、高圧水銀灯やメタルハライドランプ等の光源と感光波長がマッチングして高い感度を示すため、好適に使用される。フィルムの着色の観点から、300nm〜380nmに感光波長を有するものが更に好ましい。
【0040】
これら重合開始剤は、重合させる化合物類に対応して用いることが好ましく、重合対象の化合物100質量部に対して、重合開始剤総量で0.1〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、1〜10質量部の範囲がより好ましい。
【0041】
以下に具体的な光重合開始剤を列挙するが、これらに限定されるものではない。
【0042】
【化3】

【0043】
【化4】

【0044】
上記化合物の中では、C−1〜C−6に記載のトリハロメチル−s−トリアジン系開始剤、C−13、C−14、C−16、C−17に記載のアシルホスホン系開始剤、C−18、C−23、C−22、C−29のα−解裂型開始剤、C−26、C−28のケトオキシム系開始剤の感度が高く着色等が少ないため好ましい。
【0045】
本発明の光学フィルムは、高分子化合物を含有してもよい。高分子化合物を添加することで、光学フィルムを形成するための塗布液の粘度調整ができるほか、光学フィルムの硬化収縮を小さくすることができる。
【0046】
高分子化合物は、塗布液に添加する時点で既に重合体を形成しており、該高分子化合物としては、例えばセルロースエステル類(例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースナイトレート等)、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸メチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸エチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸共重合体、ポリメタクリル酸メチル等)、ポリスチレン等の樹脂が好ましく用いられる。
【0047】
高分子化合物は、粘度増加効果や光学フィルムでの硬化収縮への効果の観点から、高分子化合物を含有する層に含む全バインダーに対して、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%の範囲で含有することが好ましい。また、高分子化合物の分子量は質量平均で0.3万〜40万が好ましく、0.5万〜30万がより好ましく、0.5万〜20万がさらに好ましい。
【0048】
本発明の光学フィルムを作成する塗布液には、特に塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状均一性を確保するために、フッ素系、シリコーン系の何れかの界面活性剤、あるいはその両者を含有することが好ましい。特にフッ素系の界面活性剤は、より少ない添加量において、本発明の光学フィルムの塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状故障を改良する効果が現れるため、好ましく用いられる。
【0049】
フッ素系の界面活性剤の好ましい例としては、例えば特開2007−188070号公報の段落番号0049〜0074に記載の化合物が挙げられる。
【0050】
本発明の光学フィルムを作成する塗布液に用いられる界面活性剤(フッ素系ポリマー等)の好ましい添加量は、塗布液に対して0.001〜5質量%の範囲であり、好ましくは0.005〜3質量%の範囲であり、更に好ましくは0.01〜1質量%の範囲である。フッ素系ポリマーの添加量が0.001質量%以上で効果が十分であり、また5質量%以下とすることで、塗膜の乾燥が十分に行われ、塗膜としての良好な性能(例えば反射率、耐擦傷性)が得られる。
【0051】
本発明の光学フィルムを作成する塗布液には有機溶媒を添加することができる。有機溶媒としては、例えばアルコール系では、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール、イソアミルアルコール、1−ペンタノール、n−ヘキサノール、メチルアミルアルコール等、ケトン系では、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等、エステル系では、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸n−アミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酢酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル等、エーテルおよびアセタール系では、1,4ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルフラン、テトラヒドロピラン、ジエチルアセタール等、炭化水素系では、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、リグロイン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、ジビニルベンゼン等、ハロゲン炭化水素系では、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン、1,1,1−トリクロルエタン、1,1,2−トリクロルエタン、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、1,1,1,2−テトラクロルエタン等、多価アルコールおよびその誘導体系では、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、1,5−ペンタンジオール、グリセリンモノアセテート、グリセリンエーテル類、1,2,6−ヘキサントリオール等、脂肪酸系では、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、イソ絡酸、イソ吉草酸、乳酸等、窒素化合物系では、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、アセトニトリル等、イオウ化合物系では、ジメチルスルホキシド等、が挙げられる。
【0052】
有機溶媒の中でメチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、1−ペンタノール等が特に好ましく、また凝集性制御の目的でアルコール、多価アルコール系の溶媒を適宜混合して用いてもよい。
【0053】
これらの有機溶媒は、単独でも混合して用いてもよく、硬化性組成物中に有機溶媒総量として、20質量%〜90質量%含有することが好ましく、30質量%〜80質量%含有することがより好ましく、40質量%〜70質量%含有することが最も好ましい。防眩層の表面形状の安定化のためには、沸点が100℃未満の溶媒と沸点が100℃以上の溶媒を併用することが好ましい。
【0054】
本発明の光学フィルムを作成する塗布液は、透明基材上に塗布されて、防眩層を有する光学フィルムを形成する。防眩層は、本発明の硬化性組成物を透明基材上に塗布後、光照射、電子線ビーム照射、加熱処理などを実施して、架橋又は重合反応させて形成することが好ましい。紫外線照射の場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。紫外線による硬化は、窒素パージ等で酸素濃度が4体積%以下、更に好ましくは2体積%以下、最も好ましくは0.5体積%以下の雰囲気下で硬化することが好ましい。
【0055】
本発明の光学フィルムは、光学フィルムを作成する塗布液を透明支持体上に塗布して防眩層を形成する。本発明の光学フィルムの防眩層は、1層でもよいし、複数層(2層乃至4層)で構成されていてもよい。
【0056】
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、フィルムで構成された支持体を指している。
・基材フィルム/防眩層
・基材フィルム/帯電防止層/防眩層
・基材フィルム/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/帯電防止層/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/基材フィルム/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/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/基材フィルム/防眩層/高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
【0057】
本発明の光学フィルムでは、防眩層以外の層が塗設されていてもよく、これらの層としては、例えばハ−ドコート層、帯電防止層、低屈折率層、防汚層等が挙げられる。防眩層がハ−ドコート層、帯電防止層、防汚層等の機能を同時に有することがより好ましい。
【0058】
本発明では、低反射化の点から、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層を含む構成の反射防止膜が好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。製造が単純で生産性の高いという点では、本発明で最も好ましい形態は、支持体上に単一層の防眩層を有する光学フィルム、および、支持体上に単一層の防眩層と単一層の低屈折率層をこの順に有する反射防止フィルムである。
【0059】
本発明の光学フィルムの防眩層の厚さは5μm〜30μmが好ましく、好ましくは8μm〜25μmであり、最も好ましくは10μm〜20μmである。5μm未満の場合には、本発明の構成成分である粒子を用いた場合に表面凹凸が大きくなりすぎ黒締りが悪化し、30μmを超えると生産性、カール、脆性、ディスプレイの薄型化の観点から好ましくない。また、防眩層の厚みと粒子の平均粒子径の比である厚み/粒径比は0.9〜3.0が好ましく、より好ましくは1.2〜2.5である。厚み/粒径比が0.9以上であると、表面凹凸が適切な大きさで黒締りが向上し、3.0以下であると、所望の防眩効果を充分得ることができる。
【0060】
本発明のフィルムの反射率を低減するため、低屈折率層を用いることが好ましい。低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.46であることが好ましく、1.25〜1.46であることがより好ましく、1.30〜1.40であることが特に好ましい。
【0061】
低屈折率層の厚さは、50〜200nmであることが好ましく、70〜100nm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。
【0062】
低屈折率層を形成するための好ましい硬化性組成物の態様としては、
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素ポリマーを含有する組成物、
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物、
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと中空構造を有する無機微粒子を含有する組成物、
が挙げられる。
【0063】
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物
架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物としては、含フッ素モノマーと架橋性または重合性の官能基を有するモノマーの共重合体を挙げることができる。これら含フッ素ポリマーの具体例は、特開2003−222702号公報、特開2003−183322号公報等に記載されている。
【0064】
上記のポリマーに対しては特開2000−17028号公報に記載のごとく適宜重合性不飽和基を有する硬化剤を併用してもよい。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不飽和基を有する化合物との併用も好ましい。多官能の重合性不飽和基を有する化合物の例としては、上記の2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。また、特開2004−170901号公報に記載のオルガノランの加水分解縮合物も好ましく、特に(メタ)アクリロイル基を含有するオルガノシランの加水分解縮合物が好ましい。
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改良に対する併用効果が大きく好ましい。
【0065】
ポリマー自身が単独で十分な硬化性を有しない場合には、架橋性化合物を配合することにより、必要な硬化性を付与することができる。例えばポリマー本体に水酸基を含有する場合には、各種アミノ化合物を硬化剤として用いることが好ましい。架橋性化合物として用いられるアミノ化合物は、例えば、ヒドロキシアルキルアミノ基及びアルコキシアルキルアミノ基のいずれか一方又は両方を合計で2個以上含有する化合物であり、具体的には、例えば、メラミン系化合物、尿素系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物等を挙げることができる。これら化合物の硬化には、有機酸又はその塩を用いるのが好ましい。
【0066】
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物
含フッ素のオルガノシラン化合物の加水分解縮合物を主成分とする組成物も屈折率が低く、塗膜表面の硬度が高く好ましい。フッ素化アルキル基に対して片末端又は両末端に加水分解性のシラノールを含有する化合物とテトラアルコキシシランの縮合物が好ましい。具体的組成物は、特開2002−265866号公報、317152号公報に記載されている。
【0067】
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと中空構造を有する無機微粒子を含有する組成物
更に別の好ましい態様として、低屈折率の粒子とバインダーからなる低屈折率層が挙げられる。低屈折率粒子としては、有機でも無機でも良いが、内部に空孔を有する粒子が好ましい。中空粒子の具体例は、特開2002−79616号公報に記載のシリカ系粒子に記載されている。粒子屈折率は1.15〜1.40が好ましく、1.20〜1.30が更に好ましい。バインダーとしては、上記防眩層の頁で述べた二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。
【0068】
本発明の低屈折率層には、上記の防眩層の頁で述べた重合開始剤を添加することが好ましい。ラジカル重合性化合物を含有する場合には、該化合物に対して1〜10質量部、好ましくは1〜5質量部の重合開始剤を使用できる。
【0069】
本発明の低屈折率層には、無機粒子を併用することができる。耐擦傷性を付与するために、低屈折率層の厚みの15%〜150%、好ましくは30%〜100%、更に好ましくは45%〜60%の粒径を有する微粒子を使用することができる。
【0070】
本発明の低屈折率層には、防汚性、耐水性、耐薬品性、滑り性等の特性を付与する目的で、公知のポリシロキサン系あるいはフッ素系の防汚剤、滑り剤等を適宜添加することができる。
【0071】
本発明において、低屈折率層等を設けた反射防止性防眩フィルムの好ましい積分反射率は、3.0%以下が好ましく、更に好ましくは2.0%以下であり、最も好ましくは1.5%以下0.3%以上である。積分反射率を下げることで防眩フィルムの表面での光散乱を小さくしても十分な防眩性が得られるため、黒締まりに優れた防眩性反射防止フィルムが得られる。
【0072】
本発明の光学フィルムの透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースアシレート(例、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、代表的には富士フイルム社製TAC−TD80U,TD80UFなど)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例、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)、ポリスチレン、ポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製)、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製)、(メタ)アクリル系樹脂(アクリペットVRL20A:商品名、三菱レイヨン社製、特開2004−70296号公報や特開2006−171464号公報記載の環構造含有アクリル系樹脂)などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、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、が好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
【0073】
本発明の光学フィルムを液晶表示装置に用いる場合、片面に粘着層を設ける等してディスプレイの最表面に配置する。また、本発明の光学フィルムと偏光板を組み合わせてもよい。該透明支持体がトリアセチルセルロースの場合は偏光板の偏光層を保護する保護フィルムとしてトリアセチルセルロースが用いられるため、本発明の光学フィルムをそのまま保護フィルムに用いることがコストの上では好ましい。
【0074】
本発明の光学フィルムは、片面に粘着層を設ける等してディスプレイの最表面に配置したり、そのまま偏光板用保護フィルムとして使用される場合には、十分に接着させるためには透明支持体上に最外層を形成した後、鹸化処理を実施することが好ましい。鹸化処理は、公知の手法、例えば、アルカリ液の中に該フィルムを適切な時間浸漬して実施される。アルカリ液に浸漬した後は、該フィルムの中にアルカリ成分が残留しないように、水で十分に水洗したり、希薄な酸に浸漬してアルカリ成分を中和することが好ましい。鹸化処理することにより、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面が親水化される。
【0075】
〔表面形態〕
本発明の光学フィルムでは、良好な防眩性と黒締りを両立することが好ましい。防眩性に関しては、実用上では、様々な光源が様々な角度から映りこむ場合で良好な防眩性を示す必要がある。このような多様な映り込みは発明者らが鋭意努力した結果、光源の映り込む場合の見こみ角を変えることで簡易的に評価できることが判り、大きなサイズの光源(例えば蛍光灯)と細い光源(例えば蛍光灯をカバーで覆って模擬的に作った線光源)の両方で良好な映り込みを示す必要がある。また、黒締りに関しても、明室環境下でディスプレイの垂直方向から視認した場合と45°程度の角度をつけて視認した場合の両方で良好な黒締りを達成する必要がある。このような指標で評価して優れた防眩性と黒締りを達成するためには、上記の膜厚範囲で特定の表面形態を達成することが必要であることが判った。上記の粒子の粒径、屈折率などの好ましい範囲は、上記膜厚で特定の表面形態を達成するための必要要件である。本発明の光学フィルムの好ましい表面形態(表面凹凸)を下記に記す。
【0076】
本発明の光散乱フィルムは、その表面凹凸形状として、中心線平均粗さRaが0.05〜0.25μmが好ましく、0.10〜0.20μmが更に好ましい。Raが大きすぎると黒締り、明室コントラストが悪化し、Raが小さすぎると防眩性が悪化する。10点平均粗さRzがRaの10倍以下であることが特に好ましい。
【0077】
防眩性と黒締まりの両立に適した表面形態を得るためには、平均山谷距離Smも重要である。Smは60〜130μmが好ましく、60〜100μmがより好ましく、70〜90μmが特に好ましい。Smが大きすぎると面荒れが強く外観が良くないとともに、大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなる。Smが小さすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケが弱くなり、好ましくない。
【0078】
明室コントラストを良化するためには、平均傾斜角度も同時に特定の範囲に制御する必要がある。平均傾斜角度は好ましくは0.5度〜3.0度、より好ましくは0.7度〜2.0度である。平均傾斜角度が大きすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケがエッジボケが弱くなり好ましくない。平均傾斜角度が小さすぎると大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなり好ましくない。
【0079】
本発明の目的の優れた防眩性と黒締まりを達成するためには、傾斜角度分布の最大値(θp)も非常に重要である。θpが0.05°〜0.50°が好ましく、0.05°〜0.30°がより好ましい。θpが小さすぎると大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなり好ましくなく、大きすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケが弱くなり好ましくない。
【0080】
本発明の光学フィルムの平均傾斜角度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平均値を平均傾斜角度として算出する。
【0081】
傾斜角度を測定する方法をさらに詳細に述べる。図1(a)のように面積が0.5〜2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(b)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(c)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、そのデータをもとに平均傾斜角度を算出することができる。
【0082】
〔光学特性〕
本発明の光散乱フィルムは、表面散乱に起因するヘイズ(以後、表面ヘイズとも呼称する)は0.2%〜10%が好ましく、0.2%〜5%が特に好ましい。表面ヘイズが大きすぎると黒締まりが悪化し、小さすぎると防眩性が悪化する。
【0083】
本発明の光散乱フィルムは、内部散乱に起因するヘイズ(以後、内部ヘイズとも呼称する)が1%〜40%であることが好ましく、5%〜30%であることがより好ましい、10%〜25%であることが特に好ましい。内部ヘイズが大きすぎると正面コントラストが低下し、白茶け感が増す。小さすぎると使用できる素材の組合せが限定され、防眩性その他の特性値の合わせこみが困難となり、また、高コストとなるなどの問題がある。
【0084】
なお、表面ヘイズと内部ヘイズは以下の手順で測定することができる。
(1)JIS−K7136に準じてフィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
(2)フィルムの低屈折率領域側の表面および裏面にシリコーンオイルを数滴添加し、厚さ1mmのガラス板(ミクロスライドガラス品番S 9111、MATSUNAMI製)を2枚用いて裏表より挟んで、完全に2枚のガラス板とフィルムを光学的に密着させ、表面ヘイズを除去した状態でヘイズを測定し、別途測定したガラス板2枚の間にシリコーンオイルのみを挟みこんで測定したヘイズを引いた値をフィルムの内部ヘイズ(Hi)として算出する。
(3)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(2)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する。
【0085】
本発明の光散乱フィルムは、JIS K7105に準じた像鮮明性が、光学くし幅0.5mmで測定した時に、好ましくは30%〜99%、より好ましくは40%〜95%、更に好ましくは50%〜90%、更に好ましくは60%〜80%である。像鮮明性が低いと明室コントラストが悪化し、高いと防眩性が悪化する。
【0086】
〔塗布方式〕
本発明の光学フィルムは以下の方法で形成することができるが、この方法に制限されない。
まず、各層を形成するための成分を含有した塗布液が調製される。次に、諸機能層を形成するための塗布液をディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やダイコート法により透明支持体上に塗布し、加熱・乾燥するが、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイコート法(米国特許2681294号明細書、特開2006−122889号明細書参照)がより好ましく、ダイコート法が特に好ましい。
その後、光照射あるいは加熱して、機能層を形成するモノマーを重合して硬化する。これにより機能層が形成される。ここで必要であれば、機能層を複数層とすることができる。
次に、同様にして低屈折率層を形成するための塗布液を機能層上に塗布し、光照射あるいは加熱し(紫外線など電離放射線を照射、好ましくは加熱下で電離放射線を照射することにより硬化させ、)低屈折率層が形成される。このようにして本発明の光学フィルムが得られる。
【0087】
偏光板は、偏光膜の表側および裏側の両面を保護する2枚の保護フィルムで主に構成される。本発明の光学フィルムは、偏光膜を両面から挟む2枚の保護フィルムのうち少なくとも1枚に用いることが好ましい。本発明の光学フィルムが保護フィルムを兼ねることで、偏光板の製造コストを低減できる。また、本発明の光学フィルムを最表層に使用することにより、外光の映り込み等が防止され、耐傷性、防汚性等も優れた偏光板とすることができる。
【0088】
本発明の光学フィルムは表面を親水化処理した後に、ポリビニルアルコールを接着剤にして偏光子と貼りあわせ、偏光板となる。親水化処理としては、特にケン化処理が好ましい。親水化された表面は、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜との接着性を改良するのに特に有効である。また、親水化された表面は、空気中の塵埃が付着しにくくなるため、偏光膜と接着させる際に偏光膜と光学フィルムの間に塵埃が入りにくく、塵埃による点欠陥を防止するのに有効である。
鹸化処理は、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面の水に対する接触角が40゜以下になるように実施することが好ましい。更に好ましくは30゜以下、特に好ましくは20゜以下である。
【0089】
〔画像表示装置〕
本発明の光学フィルムは、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)、表面電界ディスプレイ(SED)のような画像表示装置に適用することができる。特に好ましくは液晶表示装置(LCD)に用いられる。本発明の光学フィルムは透明支持体を有しているので、透明支持体側を画像表示装置の画像表示面に接着して用いられる。また、液晶表示装置に用いる場合は、上記偏光板形態に加工した後、液晶セルの表面に、本発明の光学フィルムが最表面になるように設けて使用することができる。
【0090】
本発明の光学フィルムは、偏光膜の表面保護フィルムの片側として用いた場合、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等のモードの透過型、反射型、または半透過型の液晶表示装置に好ましく用いることができる。
【実施例】
【0091】
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。
【0092】
〔実施例1〕
(防眩層用塗布液A−1の調製)
下記組成からなる硬化性組成物である防眩層塗布液A−1を調製した。
N-[6-(メタクリロイルオキシ)プロピル]-2,3−ジメチルマレイミド/メタクリル酸=50/50(モル比)の共重合体(MW=30000) 88.0g
イルガキュア127(IRG−127) 3.0g
10μm架橋アクリル−スチレン粒子分散液(30%) 26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
なお、粒子分散液は攪拌しているMIBK溶液中に粒子を分散液の固形分濃度が40質量%になるまで徐々に加え、30分攪拌して調製した。調製後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液とした。
【0093】
(防眩層用塗布液A−2〜A−30の調製)
塗布液組成を表1に示す様に変えた以外は、塗布液A−1と同様にして塗布液A−2〜A−30を調製した。表1中の「量」は塗布液中の全固形分に対する質量%を意味する。
【0094】
【表1】

【0095】
イルガキュア127:重合開始剤{チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製}
10μm架橋アクリル−スチレン粒子:屈折率n=1.55{積水化成品工業(株)製}
SP−13:下記構造のフッ素系の界面活性剤(MEK溶媒に固形分濃度40質量%で溶解しているものを用いた。)
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]
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]
MIBK:メチルイソブチルケトン
MEK:メチルエチルケトン
【0096】
【化5】

【0097】
(低屈折率層用塗布液L−1の調製)
下記組成からなる低屈折率層用塗布液L−1を調製した。
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
下記シリカ分散液A(22%) 25.0g
イルガキュア127 0.2g
DPHA 0.4g
MEK 100.0g
MIBK 45.5g
【0098】
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127:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1):特開2005−89536公報製造例3に記載のフッ素ポリマー(A−1)
【0099】
(シリカ分散液A)
中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20質量%、シリカ粒子の屈折率1.31、特開2002−79616の調製例4に準じサイズを変更して調製)500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)10g、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1.0g加え混合した後に、イオン交換水を3g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1.0gを添加した。この分散液500gにほぼシリカの含量一定となるようにシクロヘキサノンを添加しながら、減圧蒸留による溶媒置換を行った。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をシクロヘキサノンで調整し22質量%にしたときの粘度は25℃で5mPa・sであった。得られた分散液Aのイソプロピルアルコールの残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ、1.0%であった。
【0100】
(光学フィルム試料101〜136の作製)
(防眩層の塗設)
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、表1に示す防眩層用塗布液を使用し特開2006−122889号明細書実施例1記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下酸素濃度約0.1%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、照度400mW/cm2、照射量100mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ巻き取った。なお、各防眩層の膜厚は粒子の平均粒子径との比である厚み/粒径比が表2の値になるように塗布量を調整した。
【0101】
(低屈折率層の塗設)
上記防眩層を塗設したトリアセチルセルロースフイルムを再び巻き出して、上記低屈折率層用塗布液を前記のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、90℃で75秒乾燥の後、窒素パージ下酸素濃度0.01〜0.1%で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の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、防眩性反射防止フィルムを作製した。
【0102】
(光学フィルムの鹸化処理)
塗設後、前記試料について、以下の処理を行った。1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を調製し、55℃に保温した。0.01mol/Lの希硫酸水溶液を調製し、35℃に保温した。 作製した光学フィルムを上記の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水に浸漬し水酸化ナトリウム水溶液を十分に洗い流した。次いで、上記の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。 最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。このようにして、鹸化処理済み光学フィルム試料101〜136を作製した。
【0103】
(偏光板の作製)
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光子の片面に、1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)貼り付け、他の面に前記光学フィルム試料(鹸化処理済み)の各々を貼り付けて、偏光子の両面を保護して偏光板を作製した。
【0104】
(光学フィルムおよび偏光板の評価)
得られたこれらの光学フィルム試料について、以下の項目の評価を行った。結果は表2に示した。
【0105】
(1)防眩性
得られたフィルムの塗設面の裏側全体を黒マジックインキで塗りつぶし、ルーバーなしのむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を45度の角度から映し、−45度の方向から観察した場合の反射像のボケの程度を以下の基準で評価した。
◎ : 蛍光灯の輪郭がほとんどわからない
○ : 蛍光灯の輪郭が少し明瞭にわかる
△ : 蛍光灯の輪郭が比較的明瞭にわかる。
× : 蛍光灯の輪郭がハッキリ見えるか、眩しい。
【0106】
(2)黒締り
視認側表面に光学フィルムを貼った偏光板を配置した液晶表示装置について黒締りを官能評価した。評価法はディスプレイを複数台並列に並べて同時に相対比較する方法で行い、真正面から電源off時の黒味、電源on時の黒味(黒い画像)をそれぞれのフィルムで比較し、以下の基準で評価した。黒味の強いほど画面のしまり感も強いという基準で表した。評価は明室環境下でディスプレイ表面に対して垂直の方向を0°とし、5°方向と45°方向の2方向から行った。
◎ : 黒味が強く、画面が非常に強くしまって見える。
○ : 黒味が強く、画面が強くしまって見える。
△ : 黒いがグレー味があって、画面のしまり感が弱い。
× : かなりグレー味が強く、画面のしまり感がない。
【0107】
(3)平均反射率
フィルムの裏面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で、表面側を、分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの積分反射率の算術平均値を用いた。
【0108】
(4)鉛筆硬度
耐傷性の指標としてJIS K 5400に記載の鉛筆硬度評価を行った。反射防止フィルムを温度25℃、湿度60%RHで2時間調湿した後、JIS S 6006に規定する4Hの試験用鉛筆を用いて、1kgの荷重にて以下の基準で評価した。△以上のレベルを合格とした。
◎: n=5の評価において傷が全く認められない。
○: n=5の評価において傷が1つ認められる。
△: n=5の評価において傷が2つ認められる。
×: n=5の評価において傷が3つ以上認められる。
【0109】
(5)カール
カールの測定は、JIS K−7619−1988の「写真フィルムのカールの測定法」中の方法Aのカール測定用型板を用いて行われる。
25℃、60%RH、の条件で10時間調湿した後のフィルムのカールの大きさを以下の数式で表す。
数式:カール=1/R
式中Rは曲率半径(m)を表す。
ここで、カールが「+」とはフィルムの塗設側が湾曲の内側になるカールをいい、「−」とは塗設側が湾曲の外側になるカールをいう。
本発明ではカールを上記数式で表したときの値が、−5〜+5の範囲に入っている時に○、入っていない場合に×とした。
【0110】
(6)脆性
フィルム試料を35mm×120mmに切断し、温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間放置した後、筒状に丸めたときにひび割れが発生し始める曲率直径を測定し、表面のひび割れを評価することができる。
本発明のフィルムの耐ひび割れ性は、塗布層側を外側にして丸めたときに、ひび割れが発生する曲率直径が、50mm以下であることが好ましく(△)、40mm以下がより好ましく(○)、30mm以下が最も好ましい(◎)。△以上のレベルを合格とした。
【0111】
【表2】

【0112】
表2から明らかなように、本発明の硬化性組成物を用いて防眩層を形成した光学フィルムは防眩性、黒締り、硬度、カール、脆性に優れ、平均反射率が低い。
【0113】
〔実施例2〕
実施例1に記載の防眩性反射防止フィルムに低屈折率層を設けない以外は実施例1と同じ方法で防眩フィルムを作製した。本発明の防眩フィルムは実施例1の防眩性反射防止フィルムと比較し、積分反射率が4.4〜4.6%と大きくなり、黒締まり感が悪化し、映り込みが強くなったものの、比較例の防眩フィルムと比べ、黒締まり、防眩性に優れる結果が得られた。
【0114】
〔実施例3〕
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光子の片面に、1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)を貼り付け、他の面に実施例1および2におけるフィルム試料(鹸化処理済み)の各々のフィルムを貼り付けて、偏光子の両面を保護して偏光板を作製した。
このようにして作製した偏光板を、防眩層あるいは低屈折率層が最表面となるように透過型TN液晶表示装置搭載のノートパソコンの液晶表示装置(偏光選択層を有する偏光分離フィルムである住友3M(株)製のD−BEFをバックライトと液晶セルとの間に有する)の視認側の偏光板と貼り代えたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
【0115】
〔実施例4〕
実施例1および2における本発明試料の各々のフィルムを貼りつけた透過型TN液晶セルの視認側の偏光板の液晶セル側の保護フィルム、およびバックライト側の偏光板の液晶セル側の保護フィルムとして、光学補償フィルム(ワイドビューフィルムエース、富士フイルム(株)製)を用いたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れ、且つ上下左右の視野角が非常に広く、極めて視認性に優れ、表示品位の高い液晶表示装置が得られた。
【0116】
〔実施例5〕
VA型液晶表示装置(LC−26GD3 シャープ製)に設けられている偏光板を位相差膜を残したまま剥がし、代わりに本発明の偏光板を偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
また、本発明の偏光版を用いたディスプレイは、ギラツキ防止効果が高く、斜め方向のコントラストに優れる非常に良好な表示性能を示すことも確認できた。
【0117】
〔実施例6〕
IPS型液晶表示装置(Th−26LX300 松下製)に設けられている偏光板を剥がし、代わりに本発明の偏光板を偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
【0118】
〔実施例7〕
実施例1および2における本発明試料の各々のフィルムを、有機EL表示装置の表面のガラス板に粘着剤を介して貼り合わせたところ、ガラス表面での反射が抑えられ、視認性の高い表示装置が得られた。
【0119】
〔実施例8〕
実施例1および2における本発明試料の各々のフィルムを用いて、片面に本発明の光学フィルムを有する偏光板を作製し、偏光板の本発明の光学フィルムを有している側の反対面にλ/4板を張り合わせ、本発明の光学フィルム側が最表面になるように、有機EL表示装置の表面のガラス板に貼り付けたところ、表面反射および、表面ガラスの内部からの反射がカットされ、極めて視認性の高い表示が得られた。
【図面の簡単な説明】
【0120】
【図1】本発明の光学フィルムの平均傾斜角度を測定する方法を説明する図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明支持体上に、マレイミド基を側鎖に有し、アルカリ可溶性基を有さない反応性ポリマーを硬化させた樹脂および平均粒子径が3〜15μmの粒子を含む防眩層を有する光学フィルム。
【請求項2】
前記反応性ポリマーが、更にエチレン性不飽和基を有する請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記防眩層が、さらに(メタ)アクリレート基を有する反応性化合物を硬化させた樹脂を含む請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
前記防眩層より低屈折率である層をさらに有する請求項1〜3のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項5】
積分反射率が3.0%以下である請求項1〜4のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項6】
偏光膜と該偏光膜の両面を保護する2枚の保護フィルム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1〜5のいずれかに記載の光学フィルムである偏光板。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれかに記載の光学フィルム、または請求項6に記載の偏光板を有する画像表示装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−186759(P2009−186759A)
【公開日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−26559(P2008−26559)
【出願日】平成20年2月6日(2008.2.6)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】