(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024050562
(43)【公開日】2024-04-10
(54)【発明の名称】光学フィルムおよび画像表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/00 20060101AFI20240403BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240403BHJP
G02B 1/14 20150101ALI20240403BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20240403BHJP
H10K 77/10 20230101ALI20240403BHJP
H10K 50/842 20230101ALI20240403BHJP
H10K 59/80 20230101ALI20240403BHJP
B32B 27/34 20060101ALI20240403BHJP
【FI】
G09F9/00 313
G09F9/30 308Z
G02B1/14
H10K59/10
H10K77/10
H10K50/842 141
H10K59/80
B32B27/34
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023222372
(22)【出願日】2023-12-28
(62)【分割の表示】P 2022044732の分割
【原出願日】2017-12-28
(31)【優先権主張番号】P 2017001447
(32)【優先日】2017-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003421
【氏名又は名称】弁理士法人フィールズ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】橋本 裕介
(72)【発明者】
【氏名】小林 篤弘
(72)【発明者】
【氏名】磯嶋 征一
(57)【要約】 (修正有)
【課題】優れた耐衝撃性を有する折り畳み可能な光学フィルム、これを備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の一の態様によれば、画像表示装置に用いられる折り畳み可能な光透過性の光学フィルム10であって、樹脂基材11と、樹脂基材11の第1の面11A側に設けられたハードコート層12と、樹脂基材11の第1の面11Aとは反対側の第2の面11B側に設けられた膜厚が50μm以上300μm以下の樹脂層13と、を備え、光学フィルム10における25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断貯蔵弾性率G´が、200MPaを超え1200MPa以下であり、前記光学フィルムにおける25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断損失弾性率G´´が、3MPa以上150MPa以下である、光学フィルム10が提供される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像表示装置に用いられる折り畳み可能な光透過性の光学フィルムであって、
樹脂基材と、
前記樹脂基材の第1の面側に設けられたハードコート層と、
前記樹脂基材の前記第1の面とは反対側の第2の面側に設けられた膜厚が50μm以上300μm以下の樹脂層と、を備え、
前記光学フィルムにおける25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断貯蔵弾性率G´が、400MPa以上1200MPa以下であり、
前記光学フィルムにおける25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断損失弾性率G´´が、20MPa以上150MPa以下である、光学フィルム。
【請求項2】
前記光学フィルムの対向する辺部の間隔が30mmとなるように前記光学フィルムを180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れまたは破断が生じない、請求項1に記載の光学フィルム。
【請求項3】
前記樹脂基材が、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、またはこれらの混合物からなる基材である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
【請求項4】
折り畳み可能な画像表示装置であって、
表示パネルと、
前記表示パネルよりも観察者側に配置された請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光学フィルムと、を備え、
前記光学フィルムの前記ハードコート層が、前記樹脂基材よりも観察者側に位置している、画像表示装置。
【請求項5】
前記光学フィルムと前記表示パネルとの間に配置された粘着層をさらに備える、請求項4に記載の画像表示装置。
【請求項6】
前記表示パネルが、有機発光ダイオードパネルである、請求項4または5に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【0001】
本願は、先行する日本国出願である特願2017-1447(出願日:2017年1月
6日)の優先権の利益を享受するものであり、その開示内容全体は引用することにより本
明細書の一部とされる。
【技術分野】
【0002】
本発明は、光学フィルムおよび画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0003】
従来から、スマートフォンやタブレット端末等の画像表示装置が知られているが、現在
、折り畳み可能な画像表示装置の開発が行われている。通常、スマートフォンやタブレッ
ト端末等はカバーガラスで覆われているが、画像表示装置にカバーガラスを用いた場合、
硬度は優れるものの、折り畳もうとすると割れてしまうおそれが高い。このため、折り畳
み可能な画像表示装置には、カバーガラスの代わりに樹脂からなる光学フィルムを用いる
ことが検討されている(例えば、特開2016-125063号公報参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような折り畳み可能な画像表示装置に用いられる光学フィルムには、光学フィルム
の表面に衝撃が加わることがあるので、耐衝撃性が求められている。ここで、光学フィル
ムの表面に衝撃が加わったときには、光学フィルムの表面が凹むことがあり、また画像表
示装置において光学フィルムよりも内部に存在する表示パネル(例えば、有機発光ダイオ
ードパネル)等の部材が損傷を受けることがある。
【0005】
光学フィルムの表面の凹みに関しては、光学フィルム自体に起因する凹みと、光学フィ
ルムよりも画像表示装置の内部に配置された粘着層に起因する凹みがある。「光学フィル
ム自体に起因する凹み」とは、光学フィルムの表面に衝撃が加わったとき、その衝撃によ
って光学フィルム自体が変形することによって生じる凹みを意味し、「粘着層に起因する
凹み」とは、粘着層が柔らかいために、光学フィルムの表面に衝撃が加わったとき、光学
フィルムよりも画像表示装置の内部に配置された粘着層が塑性変形を起こし、光学フィル
ムが粘着層の塑性変形に追従することによって生じる凹みを意味する。
【0006】
このため、光学フィルムにおいては、光学フィルムの表面に衝撃が加わったときに、光
学フィルム自体に起因する凹みおよび粘着層に起因する凹みが抑制され、かつ光学フィル
ムよりも画像表示装置の内部に存在する部材が損傷を受けないような優れた耐衝撃性が求
められているが、未だこのような優れた耐衝撃性を有する光学フィルムが得られていない
のが現状である。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、優れた耐衝撃性
を有する折り畳み可能な光学フィルム、これを備えた画像表示装置を提供することを目的
とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題に対して鋭意研究を重ねたところ、樹脂基材の一方の面側にハ
ードコート層および他方の面側に樹脂層を備える構造の光学フィルムにおいて、樹脂層の
膜厚を50μm以上300μm以下とし、光学フィルムにおける25℃、500Hz以上
1000Hz以下の周波数域での剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´をそれ
ぞれ所定の範囲にすれば、優れた耐衝撃性が得られることを見出した。本発明は、このよ
うな知見に基づき完成されたものである。
【0009】
本発明の一の態様によれば、画像表示装置に用いられる折り畳み可能な光透過性の光学
フィルムであって、樹脂基材と、前記樹脂基材の第1の面側に設けられたハードコート層
と、前記樹脂基材の前記第1の面とは反対側の第2の面側に設けられた膜厚が50μm以
上300μm以下の樹脂層と、を備え、前記光学フィルムにおける25℃、500Hz以
上1000Hz以下の周波数域での剪断貯蔵弾性率G´が、200MPaを超え1200
MPa以下であり、前記光学フィルムにおける25℃、500Hz以上1000Hz以下
の周波数域での剪断損失弾性率G´´が、3MPa以上150MPa以下である、光学フ
ィルムが提供される。
【0010】
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムの対向する辺部の間隔が30mmとなる
ように前記光学フィルムを180°折り畳む試験を10万回繰り返し行った場合に割れま
たは破断が生じないことが好ましい。
【0011】
上記光学フィルムにおいて、前記樹脂基材が、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、また
はこれらの混合物からなる基材であってもよい。
【0012】
本発明の他の態様によれば、折り畳み可能な画像表示装置であって、表示パネルと、前
記表示パネルよりも観察者側に配置された上記の光学フィルムと、を備え、前記光学フィ
ルムの前記ハードコート層が、前記樹脂基材よりも観察者側に位置している、画像表示装
置が提供される。
【0013】
上記画像表示装置において、前記光学フィルムと前記表示パネルとの間に配置された粘
着層をさらに備えていてもよい。
【0014】
上記画像表示装置において、前記表示パネルが、有機発光ダイオードパネルであっても
よい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の一の態様によれば、優れた耐衝撃性を有する折り畳み可能な光学フィルムを提
供できる。また、本発明の他の態様によれば、このような光学フィルムを備える画像表示
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】
図1は実施形態に係る光学フィルムの概略構成図である。
【
図2】
図2は剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´を測定する際に用いる固体剪断用治具の概略構成図である。
【
図3】
図3(A)~
図3(C)は連続折り畳み試験の様子を模式的に示した図である。
【
図4】
図4(A)および
図4(B)は折り畳み静置試験の様子を模式的に示した図である。
【
図5】
図5は実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。
【
図6】実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る光学フィルムおよび画像表示装置について、図面を参照
しながら説明する。本明細書において、「フィルム」、「シート」等の用語は、呼称の違
いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム
」はシートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。
図1は本実施形態に係る光
学フィルムの概略構成図であり、
図2は剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´
を測定する際に用いる固体剪断用治具の概略構成図であり、
図3は連続折り畳み試験の様
子を模式的に示した図であり、
図4は折り畳み静置試験の様子を模式的に示した図であり
、
図5は本実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。
【0018】
<<<光学フィルム>>>
図1に示される光学フィルム10は、画像表示装置に用いられるものであり、折り畳み
可能であり、かつ光透過性を有するものである。本明細書における「光透過性」とは、光
を透過させる性質を意味し、例えば、全光線透過率が50%以上、好ましくは70%以上
、より好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であることを含む。光透過性と
は、必ずしも透明である必要はなく、半透明であってもよい。
【0019】
光学フィルム10は、樹脂基材11と、樹脂基材11の第1の面11A側に設けられた
ハードコート層12と、樹脂基材11の第1の面11Aとは反対側の面である第2の面1
1B側に設けられた樹脂層13とを備えるものである。なお、樹脂層13における樹脂基
材11側の面とは反対側の面には、離型フィルムが設けられていてもよい。ただし、本明
細書で記載されている光学フィルム10の物性等は、離型フィルムが設けられていない状
態での値であり、また離型フィルムは使用時に剥離されるものであるので、離型フィルム
は、光学フィルムの一部を構成しないものとする。
【0020】
図1においては、光学フィルム10の表面10Aは、ハードコート層12の表面12A
となっている。なお、本明細書においては、光学フィルムの表面は光学フィルムの片側の
表面を意味するものとして用いるので、光学フィルムの表面とは反対側の面は、光学フィ
ルムの表面と区別するために裏面と称するものとする。光学フィルム10の裏面10Bは
、樹脂層13における樹脂基材11側の面とは反対側の面13Aとなっている。
【0021】
光学フィルム10においては、25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域で
の剪断貯蔵弾性率G´が、200MPaを超え1200MPa以下となっている。フィル
ムの剪断貯蔵弾性率G´が200MPaを越えると、光学フィルムの表面に衝撃が加わっ
た際に、光学フィルム自体の変形のみならず、光学フィルムよりも画像表示装置の内部に
粘着層が配置されている場合であっても粘着層の塑性変形を抑制することができる。また
、光学フィルムの剪断貯蔵弾性率G´が1200MPa以下であると、折り畳みの際の光
学フィルムの割れを抑制できる。光学フィルム10の剪断貯蔵弾性率G´の下限は、40
0MPa以上となっていることが好ましく、500MPa以上となっていることがより好
ましい。このような下限とすることで、より優れた耐衝撃性を得ることができる。光学フ
ィルム10の剪断貯蔵弾性率G´の上限は、800MPa未満となっていることが好まし
い。このような上限とすることで、折り畳んで静置し、再び開いた際に、良好な復元性を
得ることができる。
【0022】
光学フィルム10においては、25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域で
の剪断損失弾性率G´´が、3MPa以上150MPa以下となっている。光学フィルム
の剪断損失弾性率G´´が3MPa未満であると、衝撃吸収性能が低下するおそれがある
。また、光学フィルムの剪断損失弾性率G´´が150MPaを超えると、樹脂層の硬度
が低下してしまうそれがある。光学フィルム10の剪断損失弾性率G´´の下限は、20
MPa以上となっていることが好ましく、また光学フィルム10の剪断損失弾性率G´´
の上限は、光学フィルム10の薄型化の観点から、130MPa以下となっていることが
好ましく、100MPa以下となっていることがより好ましい。
【0023】
剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´は、動的粘弾性測定装置(DMA)に
よって測定することができる。動的粘弾性測定装置(DMA)によって、光学フィルム1
0の剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´を測定する際には、まず、光学フィ
ルム10を10mm×5mmの長方形状に打ち抜いて、サンプルを得る。そして、このサ
ンプルを2枚準備し、動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、ユービーエム社
製)のオプションである固体剪断用治具に取り付ける。具体的には、
図2に示されるよう
に固体剪断用治具20は、厚さ1mmの1枚の金属製の固体剪断板21(中板)と、この
固体剪断板21の両側に配置された2つのL型金具22(外板)を備えており、固体剪断
板21と一方のL型金具22との間で一方のサンプルSを挟み、かつ固体剪断板21と他
方のL型金具22で他方のサンプルSを挟む。この場合、樹脂層が固体剪断板21側とな
り、ハードコート層がL型金具22側となるようにサンプルSを挟む。そして、ビス23
でL型金具間を締めて、サンプルSを固定する。次いで、動的粘弾性測定装置(製品名「
Rheogel-E4000」、株式会社ユービーエム社製)に上部チャックおよび下部チャックから
なる引張り試験用チャックを取り付けた後、上部チャックと下部チャックの間に固体剪断
用治具をチャック間距離20mmで取り付ける。チャック間距離は、上部チャックと下部
チャックの間の距離である。そして、設定温度を25℃とし2℃/minで昇温させる。
この状態で、固体剪断板を固定しながら2つのL型金具に歪み量1%かつ周波数500H
z以上1000Hz以下の範囲の縦振動を与えながら、25℃での固体の動的粘弾性測定
を行い、光学フィルム10の剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´を測定する
。ここで、光学フィルムにおける500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断貯
蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´は、L型金具に周波数500Hz、750Hz
、950Hzの縦振動をそれぞれ与えて、それぞれの周波数において光学フィルムの剪断
貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´を測定し、これらの剪断貯蔵弾性率G´およ
び剪断損失弾性率G´´の算術平均値を求め、さらに、この測定を3回繰り返し、それぞ
れ得られた3つの算術平均値をさらに算術平均した値とする。なお、上記において、50
0Hz以上1000Hz以下の周波数域としたのは、この周波数域の周波数が、数cmの
高さから物体を自由落下させたときに、光学フィルムの表面が数ミクロンから数十ミクロ
ン変形する周波数であり、かつ光学フィルムより画像表示装置の内部に存在する表示パネ
ル等に損傷を与える周波数であるからである。
【0024】
光学フィルム10の一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設
けられている場合には、粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、剪断貯蔵
弾性率G´および剪断損失弾性率G´´の測定を行うものとする。他のフィルムの剥離は
、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、光学フィルムに粘着層や接着層を
介して他のフィルムが付いた積層体をドライヤーで加熱し、光学フィルムと他のフィルム
の界面と思われる部位にカッターの刃先を入れて、ゆっくりと剥離させていく。このよう
な加熱と剥離を繰り返すことで、粘着層や接着層および他のフィルムを剥離することがで
きる。なお、このような剥離工程があったとしても、剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失
弾性率G´´の結果には大きな影響はない。
【0025】
光学フィルム10は、折り畳み可能となっているが、具体的には、光学フィルム10に
対し次に説明する折り畳み試験(連続折り畳み試験)を10万回繰り返し行った場合であ
っても、光学フィルムに割れまたは破断が生じないことが好ましく、連続折り畳み試験を
20万回繰り返し行った場合であっても、光学フィルム10に割れまたは破断が生じない
ことがより好ましく、100万回繰り返し行った場合であっても、光学フィルムに割れま
たは破断が生じないことがさらに好ましい。光学フィルム10に対し連続折り畳み試験を
10万回繰り返し行った場合に、光学フィルム10に割れ等が生じると、光学フィルム1
0の折り畳み性が不充分となる。連続折り畳み試験は、ハードコート層12が内側となる
ように光学フィルム10を折り畳むように行われてもよく、またハードコート層12が外
側となるように光学フィルム10を折り畳むように行われてもよいが、いずれの場合であ
っても、光学フィルムに割れまたは破断が生じないことが好ましい。
【0026】
光学フィルム10の一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設
けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他のフィルム
を剥離してから、連続折り畳み試験を行うものとする。なお、このような剥離工程があっ
たとしても、連続折り畳み試験の結果には大きな影響はない。
【0027】
連続折り畳み試験は、以下のようにして行われる。
図3(A)に示すように連続折り畳
み試験においては、まず、光学フィルム10の辺部10Cと、辺部10Cと対向する辺部
10Dとを、平行に配置された固定部30でそれぞれ固定する。なお、光学フィルム10
は、任意の形状であってよいが、連続折り畳み試験における光学フィルム10は、矩形(
例えば、30mm×100mmの矩形)であることが好ましい。また、
図3(A)に示す
ように、固定部30は水平方向にスライド移動可能になっている。
【0028】
次に、
図3(B)に示すように、固定部30を互いに近接するように移動させることで
、光学フィルム10の折り畳むように変形させ、更に、
図3(C)に示すように、光学フ
ィルム10の固定部30で固定された対向する2つの辺部の間隔が30mmとなる位置ま
で固定部30を移動させた後、固定部30を逆方向に移動させて光学フィルム10の変形
を解消させる。
【0029】
図3(A)~(C)に示すように固定部30を移動させることで、光学フィルム10を
180°折り畳むことができる。また、光学フィルム10の屈曲部10Eが固定部30の
下端からはみ出さないように連続折り畳み試験を行い、かつ固定部30が最接近したとき
の間隔を30mmに制御することで、光学フィルム10の対向する2つの辺部の間隔を3
0mmにできる。この場合、屈曲部10Eの外径を30mmとみなす。なお、光学フィル
ム10の厚みは、固定部30の間隔(30mm)と比較して充分に小さな値であるため、
光学フィルム10の連続折り畳み試験の結果は、光学フィルム10の厚みの違いによる影
響は受けないとみなすことができる。光学フィルム10においては、光学フィルム10の
対向する辺部の間隔が30mmとなるように180°折り畳む試験を10万回繰り返し行
った場合に割れまたは破断が生じないことが好ましいが、光学フィルム10の対向する辺
部の間隔が6mmとなるように180°折り畳む連続折り畳み試験を10万回繰り返し行
った場合に割れまたは破断が生じないことがより好ましく、光学フィルム10の対向する
辺部の間隔が3mmとなるように180°折り畳む連続折り畳み試験を10万回繰り返し
行った場合に割れまたは破断が生じないことがさらに好ましく、光学フィルム10の対向
する辺部の間隔が2mmとなるように180°折り畳む連続折り畳み試験を10万回繰り
返し行った場合に割れまたは破断が生じないことが最も好ましい。
【0030】
光学フィルム10においては、
図4(A)に示されるように、光学フィルム10の辺部
10Cと、辺部10Cと対向する辺部10Dとを、辺部10Cと辺部10Dの間隔が30
mmとなるように平行に配置された固定部35でそれぞれ固定して、光学フィルム10を
折り畳んだ状態で、70℃で240時間静置する折り畳み静置試験を行い、
図4(B)に
示されるように、折り畳み静置試験後に辺部10Dから固定部35を外すことによって、
折り畳み状態を開放して、室温で30分後に光学フィルム10において光学フィルム10
が自然に開く角度である開き角θを測定した場合に、光学フィルム10の開き角θが10
0°以上であることが好ましい。なお、開き角θは、大きいほど復元性が良好であること
を意味し、最大で180°である。折り畳み静置試験は、ハードコート層12が内側とな
るように光学フィルム10を折り畳むように行われてもよく、またハードコート層12が
外側となるように光学フィルム10を折り畳むように行われてもよいが、いずれの場合で
あっても、開き角θが100°以上であることが好ましい。
【0031】
光学フィルム10の表面10A(ハードコート層12の表面12A)は、JIS K5
600-5-4:1999で規定される鉛筆硬度試験で測定されたときの硬度(鉛筆硬度
)が、B以上であることが好ましく、H以上であることがより好ましい。ただし、鉛筆硬
度試験は、鉛筆に1kgの荷重を加えるとともに、鉛筆の移動速度を1mm/秒とした状
態で行うものとする。鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムの表面に傷が付か
なかった最も高い硬度とする。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数
本用いて行うが、鉛筆1本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上光学フィ
ルムの表面に傷が付かなかった場合には、この硬度の鉛筆においては光学フィルムの表面
に傷が付かなかったと判断する。上記傷は、鉛筆硬度試験を行った光学フィルムの表面を
蛍光灯下で透過観察して視認されるものを指す。
【0032】
光学フィルム10は、イエローインデックス(YI)が15以下であることが好ましい
。光学フィルム10のYIが15を超えると、光学フィルムの黄色味が目立ち、透明性が
求められる用途に適用できないおそれがある。イエローインデックス(YI)は、分光光
度計(製品名「UV-3100PC」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンラン
プおよび重水素ランプ)を用いて測定された値である。光学フィルム10のイエローイン
デックス(YI)の上限は、10以下であることがより好ましい。
【0033】
また、光学フィルム10の一方の面側に粘着層または接着層を介して偏光板等の他のフ
ィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他
のフィルムを剥離してから、イエローインデックス(YI)を測定するものとする。なお
、このような剥離工程があったとしても、イエローインデックス(YI)の測定には大き
な影響はない。
【0034】
光学フィルム10のイエローインデックス(YI)を調整するために、例えば、樹脂基
材11や樹脂層13に、黄色の補色となる青色の色素を含有させてもよい。樹脂基材とし
て、ポリイミド基材を用いたことで、黄色味が問題となるような場合であったとしても、
樹脂基材11や樹脂層13に青色の色素を含ませることで、光学フィルムのイエローイン
デックス(YI)を低下させることができる。
【0035】
上記青色の色素としては、顔料または染料のいずれであってもよいが、例えば、光学フ
ィルム10が有機発光ダイオード表示装置に用いる場合、耐光性や耐熱性を兼ね備えたも
のが好ましい。上記青色の色素として、多環系有機顔料や金属錯体有機顔料等は、染料の
分子分散に比べて紫外線による分子裂断の度合いが少なく耐光性が格段に優れるため、耐
光性等が求められる用途に好ましく、より具体的には、フタロシアニン系の有機顔料等が
好適に挙げられる。ただし、顔料は溶剤に対して粒子分散するため、粒子散乱による透明
性阻害は存在するため、顔料分散体の粒度をレイリー散乱域に入れることが好ましい。一
方、光学フィルムの透明性が重要視される場合には、上記青色の色素としては、溶剤に対
して分子分散する染料を用いることが好ましい。
【0036】
光学フィルム10の波長380nmの光の透過率は8%以下であることが好ましい。光
学フィルムの上記透過率が8%を超えると、光学フィルムをモバイル端末に用いた場合、
偏光子が紫外線に晒されて、劣化しやすくなるおそれがある。上記透過率は、分光光度計
(製品名「UV-3100PC」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプお
よび重水素ランプ)を用いて測定することができる。上記透過率は、3回測定して得られ
た値の算術平均値とする。光学フィルム10の上記透過率の上限は5%であることがより
好ましい。なお、光学フィルム10の上記透過率は、樹脂層13中の後述する紫外線吸収
剤の添加量を調整すること等によって達成することができる。
【0037】
光学フィルム10のヘイズ値(全ヘイズ値)は2.5%以下であることが好ましい。光
学フィルムの上記ヘイズ値が2.5%を越えると、光学フィルムをモバイル端末に用いた
場合、画像表示面が白化するおそれがある。上記ヘイズ値は、1.5%以下であることが
より好ましく、1.0%以下であることがより好ましい。
【0038】
上記ヘイズ値は、ヘイズメーター(製品名「HM-150」、村上色彩技術研究所製)
を用いてJIS K7136:2000に準拠した方法により測定することができる。上
記ヘイズ値は、50mm×100mmの大きさに切り出した後、カールや皺がなく、かつ
指紋や埃等がない状態で光学フィルムの表面側が非光源側となるように設置し、光学フィ
ルム1枚に対して3回測定し、3回測定して得られた値の算術平均値とする。本明細書に
おける「3回測定する」とは、同じ場所を3回測定するのではなく、異なる3箇所を測定
することを意味するものとする。光学フィルム10においては、目視した表面10Aは平
坦であり、かつ樹脂層12も平坦であり、また膜厚のばらつきも±10%の範囲内に収ま
る。したがって、切り出した光学フィルムの異なる3箇所でヘイズ値を測定することで、
おおよその光学フィルムの面内全体のヘイズ値の平均値が得られると考えられる。ヘイズ
値のばらつきは、測定対象が1m×3000mと長尺であっても、5インチのスマートフ
ォン程度の大きさであっても、±10%以内である。なお、光学フィルムを上記大きさに
切り出せない場合には、例えば、HM-150は測定する際の入口開口が20mmφであ
るので、直径21mm以上となるようなサンプル大きさが必要になる。このため、22m
m×22mm以上の大きさに光学フィルムを適宜切り出してもよい。光学フィルムの大き
さが小さい場合は、光源スポットが外れない範囲で少しずつずらす、または角度を変える
などして測定点を3箇所にする。
【0039】
また、光学フィルム10の一方の面側に粘着層または接着層を介して偏光板等の他のフ
ィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他
のフィルムを剥離してから、粘着層または接着層の汚れをアルコールで良く拭き取ってか
らヘイズ値を測定するものとする。なお、このような剥離工程があったとしても、ヘイズ
値の測定には大きな影響はない。
【0040】
近年、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の画像表示装置のバックライトの光
源として発光ダイオード(Light Emitting Diode)が積極的に採用さ
れているが、この発光ダイオードは、ブルーライトと呼ばれる光を強く発している。この
ブルーライトは、波長380~495nmの光で紫外線に近い性質を持っており、強いエ
ネルギーを有しているため、角膜や水晶体で吸収されずに網膜に到達することで、網膜の
損傷、眼精疲労、睡眠への悪影響等の原因になると言われている。このため、光学フィル
ムを、画像表示装置に適用した場合に、表示画面の色味に影響を与えることなく、ブルー
ライト遮蔽性に優れたものとなることが好ましい。このため、ブルーライトを遮光する観
点から、光学フィルム10は、波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波
長410nmにおける分光透過率が10%未満であり、波長440nmにおける分光透過
率が70%以上であることが好ましい。上記波長380nmにおける分光透過率が1%以
上であったり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上であったりすると、ブル
ーライトによる問題を解消できないことがあり、波長440nmにおける分光透過率が7
0%未満であると、光学フィルムを用いた画像表示装置の表示画面の色味に影響を及ぼし
てしまうことがあるからである。光学フィルム10は、ブルーライトの波長のうち、波長
410nm以下の波長領域の光を充分に吸収させる一方で、波長440nm以上の光を充
分に透過させ、表示画面の色味に影響を与えることなくブルーライトの遮蔽性を優れたも
のとすることができる。また、このようなブルーライトの遮蔽性に優れる光学フィルム1
0を画像表示装置として有機発光ダイオード(OLED)表示装置に適用した場合、有機
発光ダイオード素子の劣化抑制にも効果的である。
【0041】
光学フィルム10の光の透過率は、波長380nmまでは殆ど0%であり、波長410
nmから徐々に光の透過が大きくなり、波長440nm付近で急激に光の透過が大きくな
っていることが好ましい。具体的には、例えば、波長410nmから440nmの間で分
光透過率がシグモイド型の曲線を描くように変化することが好ましい。上記波長380n
mにおける分光透過率は、より好ましくは0.5%未満、更に好ましくは0.2%未満で
あり、波長410nmにおける分光透過率がより好ましくは7%未満、より好ましくは5
%未満であり、波長440nmにおける分光透過率がより好ましくは75%以上、更に好
ましくは80%以上である。なお、光学フィルム10は、波長420nmにおける分光透
過率が50%未満であることが好ましい。このような分光透過率の関係を満たすことで、
光学フィルム10は、波長440nm付近で急激に透過率が向上するものとなり、表示画
面の色味に影響を及ぼすことなく極めて優れたブルーライト遮蔽性を得ることができる。
【0042】
光学フィルム10における波長380nmにおける分光透過率は0.1%未満であるこ
とがより好ましく、波長410nmにおける分光透過率は7%未満であることがより好ま
しく、波長440nmにおける分光透過率は80%以上であることがより好ましい。
【0043】
光学フィルム10は、最小二乗法を用いて得られた波長415~435nmの範囲の透
過スペクトルの傾きaが、a>2.0であることが好ましい。上記傾きaが2.0以下で
あると、ブルーライトの光波長領域、例えば、波長415~435nmの波長領域におい
て充分に光がカットできずブルーライトカット効果が弱くなることがある。また、ブルー
ライトの光波長領域(波長415~435nm)をカットしすぎている可能性も考えられ
、その場合、画像表示装置のバックライトや発光波長領域(例えば、OLEDの波長43
0nmからの発光)に干渉してしまい、色味が悪くなるといった不具合が発生する可能性
が大きくなることがある。上記傾きaは、例えば、0.5%刻みにて測定可能の分光器(
製品名「UVPC-2450」、島津製作所社製)を用い、前後1nmの間で最低5ポイ
ント分の透過率のデータを415~435nm間で測定することで算出することができる
。
【0044】
光学フィルム10は、ブルーライトの遮蔽率が40%以上であることが好ましい。ブル
ーライトの遮蔽率が40%未満であると、上述したブルーライトに起因した問題が充分に
解消できないことがある。上記ブルーライトの遮蔽率は、例えば、JIS T7333:
2005により算出される値である。なお、このようなブルーライト遮蔽率は、例えば、
樹脂層13が後述するセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含むことで、達成する
ことができる。
【0045】
光学フィルム10の用途は、特に限定されないが、光学フィルム10の用途としては、
例えば、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ(PC)、ウェアラ
ブル端末、デジタルサイネージ、テレビジョン、カーナビゲーション等の画像表示装置が
挙げられる。また、光学フィルム10は、車載用途にも適している。上記各画像表示装置
の形態としては、フォールダブル、ローラブルといったフレキシブル性を必要とする用途
にも好ましい。
【0046】
光学フィルム10は、所望の大きさにカットされていてもよいが、ロール状であっても
よい。光学フィルム10が所望の大きさにカットされている場合、光学フィルムの大きさ
は、特に制限されず、画像表示装置の表示面の大きさに応じて適宜決定される。具体的に
は、光学フィルム10の大きさは、例えば、2.8インチ以上500インチ以下となって
いてもよい。本明細書における「インチ」とは、光学フィルムが四角形状である場合には
対角線の長さを意味し、円形状である場合には直径を意味し、楕円形状である場合には、
短径と長径の和の平均値を意味するものとする。ここで、光学フィルムが四角形状である
場合、上記インチを求める際の光学フィルムの縦横比は、画像表示装置の表示画面として
問題がなければ特に限定されない。例えば、縦:横=1:1、4:3、16:10、16
:9、2:1等が挙げられる。ただし、特に、デザイン性に富む車載用途やデジタルサイ
ネージにおいては、このような縦横比に限定されない。また、光学フィルム10の大きさ
が大きい場合には、任意の位置からA5サイズ(148mm×210mm)に切り出した
後、各測定項目の大きさに切り出すものとする。
【0047】
画像表示装置における光学フィルム10の配置箇所は、画像表示装置の内部であっても
よいが、画像表示装置の表面付近であることが好ましい。画像表示装置の表面付近に用い
られる場合、光学フィルム10は、カバーガラスの代わりに用いられるカバーフィルムと
して機能する。
【0048】
<<樹脂基材>>
樹脂基材11は、光透過性を有する樹脂からなる基材である。樹脂基材11の厚みは、
10μm以上100μm以下となっていることが好ましい。樹脂基材の厚みが10μm未
満であると、光学フィルムのカールが大きくなり、また硬度も不充分となるおそれがあり
、更に、光学フィルムをRoll to Rollで製造する場合、シワが発生しやすく
なるため外観の悪化を招くおそれがある。一方、樹脂基材の厚みが100μmを超えると
、光学フィルムの折り畳み性能が不充分となり、連続折り畳み試験の要件を満たせないこ
とがあり、また、光学フィルムが重くなり、軽量化の面で好ましくない。樹脂基材の厚み
は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、樹脂基材の断面を撮影し、その断面の画像に
おいて樹脂基材の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値とする。樹脂
基材の断面写真の撮影方法は、ハードコート層の断面写真の撮影方法と同様である。樹脂
基材11の下限は25μm以上であることがより好ましく、樹脂基材11の上限は80μ
m以下であることがより好ましい。
【0049】
樹脂基材11を構成する樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポ
リエチレンナフタレート樹脂)、またはこれらの樹脂を2以上混合した混合物等が挙げら
れる。これらの中でも、連続折り畳み試験において割れ又は破断が発生しにくいだけでな
く、優れた硬度及び透明性をも有し、また、耐熱性にも優れ、焼成することにより、更に
優れた硬度及び透明性を付与することもできる観点から、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、またはこれらの混合物が好ましい。
【0050】
ポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて得られるも
のである。テトラカルボン酸成分とジアミン成分の重合によってポリアミド酸を得てイミ
ド化することが好ましい。イミド化は、熱イミド化で行っても、化学イミド化で行っても
よい。また、熱イミド化と化学イミド化とを併用した方法で製造することもできる。ポリ
イミド系樹脂は、脂肪族のポリイミド系樹脂であってもよいが、芳香族環を含む芳香族系
ポリイミド樹脂であることが好ましい。芳香族系ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸成
分およびジアミン成分の少なくとも一方に芳香族環を含むものである。
【0051】
テトラカルボン酸成分の具体例としては、テトラカルボン酸二無水物が好適に用いられ
、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物
、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸
二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,
3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2
,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル
)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1
-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシ
フェニル)メタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2
,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオ
ロプロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3
,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)
ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕
ベンゼン二無水物、2,2-ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フ
ェニル}プロパン二無水物、2,2-ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキ
シ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’-ビス〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノ
キシ〕ビフェニル二無水物、4,4’-ビス〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ
〕ビフェニル二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニ
ル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル
}ケトン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルホン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルホン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}
スルフィド二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル
}スルフィド二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水
物、3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,3’-(ヘ
キサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボ
ン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7
-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカル
ボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもで
きる。
【0052】
ジアミン成分の具体例としては、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、
o-フェニレンジアミン、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノ
ジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフ
ェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフ
ェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェ
ニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェ
ノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4
’-ジアミノベンズアニリド、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミ
ノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ジ(3-アミノフ
ェニル)プロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェ
ニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ジ(3-アミノフェニル)-1
,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)-
1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-
(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,1-
ジ(3-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ジ(4-アミノフェニル)-
1-フェニルエタン、1-(3-アミノフェニル)-1-(4-アミノフェニル)-1-
フェニルエタン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-
アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4
-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノベンゾイル)ベン
ゼン、1,3-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノベン
ゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(3
-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-α,α-
ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)
ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-
ビス(3-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(
4-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-ア
ミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-
α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6-ビス(3-アミノフェノキ
シ)ベンゾニトリル、2,6-ビス(3-アミノフェノキシ)ピリジン、N,N’-ビス
(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオ
レン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジトリフルオロ
メチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフ
ェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-
4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、
4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキ
シ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[
4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-アミノフェノキ
シ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、
ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェ
ノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル
、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4
-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(3-アミノフェ
ノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ
プロパン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3
-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3
-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキ
シ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジ
メチルベンジル]ベンゼン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル
]ジフェニルエーテル、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル
)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチル
ベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノ
キシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジフェノキシ
ベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジビフェノキシベンゾフェノン、3,
3’-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-ビフェノキ
シベンゾフェノン、6,6’-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テ
トラメチル-1,1’-スピロビインダン、6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-
3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、1,3-ビス(3-
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)テトラ
メチルジシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α
,ω-ビス(3-アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテ
ル、ビス(2-アミノエチル)エーテル、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、ビス(
2-アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エ
ーテル、ビス[2-(3-アミノプロピル)エチル]エーテル、trans-シクロヘキ
サンジアミン、trans-1,4-ビスメチレンシクロヘキサンジアミン、2,6-ビ
ス(アミノメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5-ビス(アミノメチル)ビ
シクロ[2,2,1]ヘプタン、また、上記ジアミンの芳香族環上水素原子の一部もしく
は全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、またはトリフルオ
ロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。これらは
単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。
【0053】
光透過性を向上し、且つ、剛性を向上する点から、ポリイミド系樹脂としては、芳香族
環を含み、かつ、(i)フッ素原子、(ii)脂肪族環、及び(iii)芳香族環同士の
電子共役を切断する連結基からなる群から選択される少なくとも1つを含むポリイミド系
樹脂であることが好ましく、(i)と(iii)の少なくとも1つを含むポリイミド系樹
脂であることがより好ましい。ポリイミド系樹脂に芳香族環を含むと配向性が高まり、剛
性が向上するが、芳香族環の吸収波長によって透過率が低下する傾向がある。ポリイミド
系樹脂が(i)フッ素原子を含む場合には、ポリイミド骨格内の電子状態を電荷移動し難
くすることができる点から光透過性が向上する。また、ポリイミド系樹脂が(ii)脂肪
族環を含む場合には、ポリイミド骨格内のπ電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の
移動を阻害することができる点から光透過性が向上する。さらに、ポリイミド系樹脂が(
iii)芳香族環同士の電子共役を切断する連結基を含む場合には、ポリイミド骨格内の
π電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の移動を阻害することができる点からの点か
ら光透過性が向上する。このような芳香族環同士の電子共役を切断する連結基としては、
例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、アミ
ド結合、スルホニル結合、及び、スルフィニル結合、並びに、フッ素で置換されていても
良いアルキレン基等の2価の連結基が挙げられる。
【0054】
こられの中でも、芳香族環を含み、かつフッ素原子を含むポリイミド系樹脂であること
が、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点から好ましく用いられる。フッ素原子を含
むポリイミド系樹脂におけるフッ素原子の含有割合は、ポリイミド系樹脂の表面をX線光
電子分光法により測定したフッ素原子数(F)と炭素原子数(C)の比率(F/C)が、
0.01以上であることが好ましく、更に0.05以上であることが好ましい。一方でフ
ッ素原子の含有割合が高すぎるとポリイミド系樹脂の本来の耐熱性などが低下する恐れが
あることから、前記フッ素原子数(F)と炭素原子数(C)の比率(F/C)が1以下で
あることが好ましく、更に0.8以下であることが好ましい。ここで、X線光電子分光法
(XPS)の測定による上記比率は、X線光電子分光装置(例えば、Thermo Sc
ientific社 Theta Probe)を用いて測定される各原子の原子%の値
から求めることができる。
【0055】
また、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する水素原子の70%以上が、芳香
族環に直接結合する水素原子であるポリイミド系樹脂であることが、光透過性を向上し、
かつ、剛性を向上する点から好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子
に結合する全水素原子(個数)中の、芳香族環に直接結合する水素原子(個数)の割合は
、更に、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。ポリ
イミドに含まれる炭素原子に結合する水素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する
水素原子であるポリイミドである場合には、大気中における加熱工程を経ても、例えば2
00℃以上で延伸を行っても、光学特性、特に全光線透過率やイエローインデックス(Y
I)の変化が少ない点から好ましい。ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する水
素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する水素原子であるポリイミドである場合に
は、酸素との反応性が低いため、ポリイミド系樹脂の化学構造が変化し難いことが推定さ
れる。ポリイミド系樹脂からなる基材はその高い耐熱性を利用し、加熱を伴う加工工程が
必要なデバイスなどに用いられる場合が多いが、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に
結合する水素原子の70%以上が、芳香族環に直接結合する水素原子であるポリイミド系
樹脂である場合には、これら後工程を透明性維持のために不活性雰囲気下で実施する必要
が生じないので、設備コストや雰囲気制御にかかる費用を抑制できるというメリットがあ
る。ここで、ポリイミド系樹脂に含まれる炭素原子に結合する全水素原子(個数)中の、
芳香族環に直接結合する水素原子(個数)の割合は、ポリイミドの分解物を高速液体クロ
マトグラフィー、ガスクロマトグラフ質量分析計及びNMRを用いて求めることができる
。例えば、サンプルを、アルカリ水溶液、または、超臨界メタノールにより分解し、得ら
れた分解物を、高速液体クロマトグラフィーで分離し、当該分離した各ピークの定性分析
をガスクロマトグラフ質量分析計およびNMR等を用いて行い、高速液体クロマトグラフ
ィーを用いて定量することでポリイミドに含まれる全水素原子(個数)中の、芳香族環に
直接結合する水素原子(個数)の割合を求めることができる。
【0056】
また、光透過性を向上し、かつ、剛性を向上する点から、ポリイミド系樹脂としては、
中でも、下記一般式(1)および下記一般式(3)で表される構造からなる群から選ばれ
る少なくとも1種の構造を有することが好ましい。
【0057】
【0058】
上記一般式(1)において、R1はテトラカルボン酸残基である4価の基、R2は、t
rans-シクロヘキサンジアミン残基、trans-1,4-ビスメチレンシクロヘキ
サンジアミン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジ
フェニルスルホン残基、および下記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ば
れる少なくとも1種の2価の基を表す。nは繰り返し単位数を表し、1以上である。本明
細書において、「テトラカルボン酸残基」とは、テトラカルボン酸から、4つのカルボキ
シル基を除いた残基をいい、テトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基
と同じ構造を表す。また、「ジアミン残基」とは、ジアミンから2つのアミノ基を除いた
残基をいう。
【0059】
【化2】
上記一般式(2)において、R
3およびR
4はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル
基、またはパーフルオロアルキル基を表す。
【0060】
【0061】
上記一般式(3)において、R5はシクロヘキサンテトラカルボン酸残基、シクロペン
タンテトラカルボン酸残基、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸
残基、および4,4'-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基からなる群
から選ばれる少なくとも1種の4価の基、R6は、ジアミン残基である2価の基を表す。
n’は繰り返し単位数を表し、1以上である。
【0062】
上記一般式(1)における、R1はテトラカルボン酸残基であり、前記例示されたよう
なテトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基とすることができる。上記
一般式(1)におけるR1としては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点
から、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、3,3’,4,
4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、ピロメリット酸残基、2,3’,3,4’-ビ
フェニルテトラカルボン酸残基、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸
残基、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基、4,4'-オキシ
ジフタル酸残基、シクロヘキサンテトラカルボン酸残基、およびシクロペンタンテトラカ
ルボン酸残基からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、さらに、
4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、4,4’-オキシジフ
タル酸残基、および3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基から
なる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0063】
R1において、これらの好適な残基を合計で、50モル%以上含むことが好ましく、更
に70モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
【0064】
また、R1として、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、3,3’
,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸残基、およびピロメリット酸残基からなる
群から選択される少なくとも1種のような剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸
残基群(グループA)と、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残
基、2,3’,3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸残基、3,3’,4,4’-ジフ
ェニルスルホンテトラカルボン酸残基、4,4'-オキシジフタル酸残基、シクロヘキサ
ンテトラカルボン酸残基、およびシクロペンタンテトラカルボン酸残基からなる群から選
択される少なくとも1種のような透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(
グループB)とを混合して用いることも好ましい。
【0065】
この場合、前記剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)と
、透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)との含有比率は、
透明性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)1モルに対して、前
記剛直性を向上するのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)が0.05モル以
上9モル以下であることが好ましく、更に0.1モル以上5モル以下であることが好まし
く、より更に0.3モル以上4モル以下であることが好ましい。
【0066】
上記一般式(1)におけるR2としては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上
する点から、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニ
ルスルホン残基、および上記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ばれる少
なくとも1種の2価の基であることが好ましく、更に、4,4’-ジアミノジフェニルス
ルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、ならびに、R3およびR4が
パーフルオロアルキル基である上記一般式(2)で表される2価の基からなる群から選ば
れる少なくとも1種の2価の基であることが好ましい。
【0067】
上記一般式(3)におけるR5としては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上
する点から、4,4'-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸残基、3,3’
,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸残基、及びオキシジフタル酸残基を含
むことが好ましい。
【0068】
R5において、これらの好適な残基を、50モル%以上含むことが好ましく、更に70
モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
【0069】
上記一般式(3)におけるR6はジアミン残基であり、前記例示されたようなジアミン
から2つのアミノ基を除いた残基とすることができる。上記一般式(3)におけるR6と
しては、中でも、光透過性を向上し、かつ剛性を向上する点から、2,2’-ビス(トリ
フルオロメチル)ベンジジン残基、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スル
ホン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-ビス[4-(4-アミ
ノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、ビス[4-(3-アミノフェノ
キシ)フェニル]スルホン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメ
チル)ジフェニルエーテル残基、1,4-ビス[4-アミノ-2-(トリフルオロメチル
)フェノキシ]ベンゼン残基、2,2-ビス[4-(4-アミノ-2-トリフルオロメチ
ルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、4,4’-ジアミノ-2-(ト
リフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、4,4’-ジアミノベンズアニリド残基、
N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド残基、及び9,9-ビス(4-
アミノフェニル)フルオレン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基を含
むことが好ましく、更に、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン残基、ビス
[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、及び4,4’-ジアミノジフ
ェニルスルホン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基を含むことが好ま
しい。
【0070】
R6において、これらの好適な残基を合計で、50モル%以上含むことが好ましく、更
に70モル%以上含むことが好ましく、より更に90モル%以上含むことが好ましい。
【0071】
また、R6として、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、4
,4’-ジアミノベンズアニリド残基、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタ
ルアミド残基、パラフェニレンジアミン残基、メタフェニレンジアミン残基、および4,
4’-ジアミノジフェニルメタン残基からなる群から選択される少なくとも1種のような
剛直性を向上するのに適したジアミン残基群(グループC)と、2,2’-ビス(トリフ
ルオロメチル)ベンジジン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-
ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、ビス[4
-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン残基、4,4’-ジアミノ-2,2’-
ビス(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、1,4-ビス[4-アミノ-2-
(トリフルオロメチル)フェノキシ]ベンゼン残基、2,2-ビス[4-(4-アミノ-
2-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン残基、4,4’
-ジアミノ-2-(トリフルオロメチル)ジフェニルエーテル残基、及び9,9-ビス(
4-アミノフェニル)フルオレン残基からなる群から選択される少なくとも1種のような
透明性を向上するのに適したジアミン残基群(グループD)とを混合して用いることも好
ましい。
【0072】
この場合、前記剛直性を向上するのに適したジアミン残基群(グループC)と、透明性
を向上するのに適したジアミン残基群(グループD)との含有比率は、透明性を向上する
のに適したジアミン残基群(グループD)1モルに対して、前記剛直性を向上するのに適
したジアミン残基群(グループC)が0.05モル以上9モル以下であることが好ましく
、更に0.1モル以上5モル以下であることが好ましく、0.3モル以上4モル以下であ
ることがより好ましい。
【0073】
上記一般式(1)および上記一般式(3)で表される構造において、nおよびn’はそ
れぞれ独立に、繰り返し単位数を表し、1以上である。ポリイミドにおける繰り返し単位
数nは、後述する好ましいガラス転移温度を示すように、構造に応じて適宜選択されれば
良く、特に限定されない。平均繰り返し単位数は、通常10~2000であり、更に15
~1000であることが好ましい。
【0074】
また、ポリイミド系樹脂は、その一部にポリアミド構造を含んでいても良い。含んでい
ても良いポリアミド構造としては、例えば、トリメリット酸無水物のようなトリカルボン
酸残基を含むポリアミドイミド構造や、テレフタル酸のようなジカルボン酸残基を含むポ
リアミド構造が挙げられる。
【0075】
ポリイミド系樹脂は、耐熱性の点から、ガラス転移温度が250℃以上であることが好
ましく、更に、270℃以上であることが好ましい。一方、延伸の容易さやベーク温度低
減の点から、ガラス転移温度が400℃以下であることが好ましく、更に、380℃以下
であることが好ましい。
【0076】
具体的には、ポリイミド樹脂としては、例えば、下記式で表される構造を有する化合物
が挙げられる。下記式中、nは、繰り返し単位であり、2以上の整数を表す。
【化4】
【0077】
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
ポリアミド系樹脂は、脂肪族ポリアミドのみならず、芳香族ポリアミド(アラミド)を
含む概念である。ポリアミド樹脂としては、一般的に、下記式(21)および(22)で
表される骨格を有するものであり、上記ポリアミド樹脂としては、例えば、下記式(23
)で表される化合物が挙げられる。なお、下記式中、nは、繰り返し単位であり、2以上
の整数を表す。
【0094】
【0095】
【0096】
【0097】
上記式(4)~(20)および(23)で表されるポリイミド樹脂またはポリアミド樹
脂からなる基材は、市販のものを用いても良い。上記ポリイミド樹脂からなる基材の市販
品としては、例えば、三菱ガス化学社製のネオプリム等が挙げられ、上記アラミド樹脂か
らなる基材の市販品としては、例えば、東レ社製のミクトロン等が挙げられる。
【0098】
また、上記式(4)~(20)および(23)で表されるポリイミド樹脂またはポリア
ミド樹脂は、公知の方法により合成したものを用いても良い。例えば、上記式(4)で表
されるポリイミド樹脂の合成方法は、特開2009-132091に記載されており、具
体的には、下記式(24)で表される4,4’-ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル
酸二無水物(FPA)と2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビ
フェニル(TFDB)とを反応させることにより得ることができる。
【化24】
【0099】
上記ポリイミド樹脂またはポリアミド樹脂の重量平均分子量は、3000以上50万以
下の範囲であることが好ましく、5000~30万の範囲であることがより好ましく、1
万以上20万以下の範囲であることが更に好ましい。重量平均分子量が3000未満であ
ると、充分な強度が得られないことがあり、50万を超えると粘度が上昇し、溶解性が低
下するため、表面が平滑で膜厚が均一な基材が得られないことがある。なお、本明細書に
おいて、「重量平均分子量」とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定し
たポリスチレン換算値である。
【0100】
上記ポリイミド樹脂およびポリアミド樹脂のなかでも、優れた透明性を有することから
、分子内又は分子間の電荷移動が起こりにくい構造を有するポリイミド樹脂またはアラミ
ド樹脂が好ましく、具体的には、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイミド樹脂、
上記式(13)~(15)等の脂環構造を有するポリイミド樹脂、上記式(23)等のハ
ロゲン基を有するポリアミド樹脂が挙げられる。
【0101】
また、上記式(4)~(11)等のフッ素化ポリイミド樹脂では、フッ素化された構造
を有するため、高い耐熱性を有しており、ポリイミド樹脂からなる基材の製造時の熱によ
って着色されることもないので、優れた透明性を有する。
【0102】
樹脂基材11は、硬度を向上させることが可能な観点から、上記式(4)~(11)等
で表されるフッ素化ポリイミド樹脂または上記式(23)等のハロゲン基を有するアラミ
ド樹脂からなる基材を用いることが好ましい。なかでも、硬度をより向上させることがで
きる観点から、上記式(4)で表されるポリイミド樹脂からなる基材を用いることがより
好ましい。
【0103】
ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの少なくとも1
種を構成成分とする樹脂等が挙げられる。
【0104】
<<ハードコート層>>
ハードコート層12は、ハードコート層12の断面中央におけるマルテンス硬度が37
5MPa以上の層を意味するものとする。本明細書において、「マルテンス硬度」とは、
ナノインデンテーション法による硬度測定により、圧子を500nm押込んだときの硬度
である。上記ナノインデンテーション法によるマルテンス硬度の測定は、HYSITRO
N(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて行うも
のとする。すなわち、以下の測定条件で、上記圧子としてBerkovich圧子(三角
錐)をハードコート層の断面中央に500nm押し込み、一定時間保持して残留応力の緩
和を行った後、除荷させて、緩和後の最大荷重を計測し、該最大荷重Pmax(μN)と
深さ500nmのくぼみ面積A(nm2)とを用い、Pmax/Aにより、マルテンス硬
度を算出する。マルテンス硬度は、10箇所測定して得られた値の算術平均値とする。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:25℃
【0105】
ハードコート層12の膜厚は、1μm以上20μm以下となっていることが好ましい。
ハードコート層12の膜厚が、1μm未満であると、ハードコート層の硬度が低下するお
それがあり、また20μmを超えると、厚みが厚すぎることに起因して加工性が悪化する
おそれがある。本明細書における「ハードコート層の膜厚」とは、ハードコート層が多層
構造となっている場合には、各ハードコート層の膜厚を合計した膜厚(総厚)を意味する
ものとする。ハードコート層12の上限は15μm以下であることがより好ましく、10
μm以下であることがさらに好ましい。
【0106】
ハードコート層の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、ハードコート層の断
面を撮影し、その断面の画像においてハードコート層の膜厚を20箇所測定し、その20
箇所の膜厚の算術平均値とする。具体的な断面写真の撮影方法を以下に記載する。まず、
1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製
し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以
上100nm以下の切片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM
UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いることができる。そして、こ
の穴等がない均一な切片が切り出された残りのブロックを測定サンプルとする。その後、
走査型電子顕微鏡(SEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジー
ズ社製)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影する。上記S-4800を用いて断面
写真を撮影する際には、検出器を「SE」、加速電圧を「5kV」、エミッション電流を
「10μA」にして断面観察を行う。倍率については、フォーカスを調節しコントラスト
および明るさを各層が見分けられるか観察しながら100~10万倍で適宜調節する。な
お、上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、さらに、アパーチャーを「ビ
ームモニタ絞り3」にし、対物レンズ絞りを「3」にし、またW.D.を「8mm」にし
てもよい。第1層の膜厚を測定する際には、断面観察した折に、ハードコート層と他の層
(例えば、樹脂基材)との界面コントラストが可能な限り明確に観察できることが重要と
なる。仮に、コントラスト不足でこの界面が見え難い場合には、四酸化オスミウム、四酸
化ルテニウム、リンタングステン酸など染色処理を施すと、有機層間の界面が見やすくな
るので、染色処理を行ってもよい。また、界面のコントラストは高倍率である方が分かり
にくい場合がある。その場合には、低倍率も同時に観察する。例えば、2.5万倍と5万
倍や、5万倍と10万倍など、高低の2つの倍率で観察し、両倍率で上記した算術平均値
を求め、さらにその平均値をハードコート層の膜厚の値とする。
【0107】
ハードコート層は単層構造であってもよいが、折り畳み性能を向上させる観点から2層
以上の多層構造であることが好ましい。
図1には、ハードコート層12が、第1のハード
コート層12Bと、第1のハードコート層12B上に積層された第2のハードコート層1
2Cとから構成されている例が示されている。
【0108】
<第1のハードコート層>
第1のハードコート層12Bは、主に光学フィルムに硬度を付与するための層である。
第1のハードコート層12Bは、第1のハードコート層12Bの断面中央におけるマルテ
ンス硬度が500MPa以上2000MPa以下であることが好ましい。500MPa未
満であると、ハードコート層の硬度が不充分となることがあり、2000MPaを超える
と、光学フィルムの折り畳み性能が不充分となることがある。第1のハードコート層12
Bの断面中央におけるマルテンス硬度の下限は600MPa以上であることが好ましく、
上限は1500MPa以下であることが好ましい。
【0109】
第1のハードコート層12Bのマルテンス硬度は、第2のハードコート層12Cのマル
テンス硬度よりも大きいことが好ましい。このようなマルテンス硬度の関係を有すること
で、光学フィルム10は、鉛筆硬度が特に良好となる。これは、光学フィルム10に鉛筆
硬度試験を施して鉛筆に荷重をかけて押しこんだときに、光学フィルム10の変形が抑制
されて、傷や凹み変形が少なくなるためである。第1のハードコート層12Bのマルテン
ス硬度が第2のハードコート層12Cのマルテンス硬度よりも大きくする方法としては、
例えば、後述する無機粒子の含有量を第1のハードコート層12B側により多く含有する
よう制御する方法等が挙げられる。なお、ハードコート層が単層構造の場合には、ハード
コート層に無機粒子が基材フィルム側に偏在するように、すなわち、上記ハードコート層
における無機粒子の存在割合が、樹脂基材側でより大きく、光学フィルムの表面側に向か
う従って小さくなるよう傾斜していることが好ましい。
【0110】
第1のハードコート層12Bは、樹脂を含んでいる。第1のハードコート層12Bは、
樹脂中に分散された無機粒子をさらに含有することが好ましい。
【0111】
(樹脂)
樹脂は、重合性化合物(硬化性化合物)の重合体(硬化物)を含む。重合性化合物は、
分子内に重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。重合性官能基としては、例え
ば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和基が挙げられる
。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタクリロイル
基」の両方を含む意味である。
【0112】
重合性化合物としては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。上記多官能(メタ)
アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ト
リプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、ペンタエリスリトールトリ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリ
レート、ネオペンチルグリコールジ(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、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
タエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ
)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、イソシアヌル
酸トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルト
リ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メ
タ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)
アクリレート、イソボロニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジ(メタ)アク
リレート、トリシクロデカンジ(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)アクリレートや、これらをPO、EO、カプロラクトン等で変性したものが挙げ
られる。
【0113】
これらの中でも上述したマルテンス硬度を好適に満たし得ることから、3~6官能のも
のが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレ
ート(PETTA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)
アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等が好ましい。な
お、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを
意味する。
【0114】
なお、硬度や組成物の粘度調整、密着性の改善等のために、更に単官能(メタ)アクリ
レートモノマーを含んでいてもよい。上記単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては
、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、グリシジルメタクリレート、メト
キシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレー
ト、2-アクリロイルオキシエチルサクシネート、アクリロイルモルホリン、N-アクリ
ロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒ
ドロフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、
及び、アダマンチルアクリレート等が挙げられる。
【0115】
上記モノマーの重量平均分子量は、樹脂層の硬度を向上させる観点から、1000未満
が好ましく、200以上800以下がより好ましい。また、上記重合性オリゴマーの重量
平均分子量は、1000以上2万以下であることが好ましく、1000以上1万以下であ
ることがより好ましく、2000以上7000以下であることが更に好ましい。
【0116】
(無機粒子)
無機粒子としては、硬度を向上させることができれば、特に限定されないが、優れた硬
度を得る観点から、シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子の中でも、反応性シリカ粒子が好
ましい。上記反応性シリカ粒子は、上記多官能(メタ)アクリレートとの間で架橋構造を
構成することが可能なシリカ粒子であり、この反応性シリカ粒子を含有することで、第1
のハードコート層12Bの硬度を充分に高めることができる。
【0117】
上記反応性シリカ粒子は、その表面に反応性官能基を有することが好ましく、該反応性
官能基とてしては、例えば、上記の重合性官能基が好適に用いられる。
【0118】
上記反応性シリカ粒子としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、
例えば、特開2008-165040号公報記載の反応性シリカ粒子等が挙げられる。ま
た、上記反応性シリカ粒子の市販品としては、例えば、日産化学工業社製;MIBK-S
D、MIBK-SDMS、MIBK-SDL、MIBK-SDZL、日揮触媒化成社製;
V8802、V8803等が挙げられる。
【0119】
また、上記シリカ粒子は、球形シリカ粒子であってもよいが、異形シリカ粒子であるこ
とが好ましい。球形シリカ粒子と異形シリカ粒子とを混合させてもよい。なお、本明細書
における「球形シリカ粒子」とは、例えば、真球状、楕円球状等のシリカ粒子を意味し、
また、「異形シリカ粒子」とは、ジャガイモ状(断面観察時のアスペクト比が1.2以上
40以下)のランダムな凹凸を表面に有する形状のシリカ粒子を意味する。上記異形シリ
カ粒子は、その表面積が球形シリカ粒子と比較して大きいため、このような異形シリカ粒
子を含有することで、上記多官能(メタ)アクリレート等との接触面積が大きくなり、上
記ハードコート層の硬度を向上させることができる。ハードコート層に含まれているシリ
カ粒子が異形シリカ粒子であるか否かは、ハードコート層の断面を透過型電子顕微鏡(T
EM)または走査透過型電子顕微鏡(STEM)で観察することによって確認することが
できる。
【0120】
上記シリカ粒子の平均粒子径は、5nm以上200nm以下であることが好ましい。5
nm未満であると、粒子自身の製造が困難になり、粒子同士が凝集したりすることがあり
、また、異形にするのが極めて困難になることがあり、更に、上記塗工前のインキの段階
で異形シリカ粒子の分散性が悪く凝集したりすることがある。一方、上記異形シリカ粒子
の平均粒子径が200nmを超えると、ハードコート層に大きな凹凸が形成されたり、ヘ
イズの上昇といった不具合が生じたりすることがある。シリカ粒子が球形シリカ粒子の場
合には、シリカ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過型電子
顕微鏡(STEM)を用いて撮影した粒子の断面の画像から20個の粒子の粒子径を測定
し、20個の粒子の粒子径の算術平均値とする。また、シリカ粒子が異形シリカ粒子であ
る場合には、シリカ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過型
電子顕微鏡(STEM)を用いて撮影したハードコート層の断面の画像から粒子の外周の
2点間距離の最大値(長径)と最小値(短径)とを測定し、平均して粒子径を求め、20
個の粒子の粒子径の算術平均値とする。
【0121】
上記無機粒子の大きさ及び配合量を制御することで第1のハードコート層12Bの硬度
(マルテンス硬度)を制御できる。例えば、第1のハードコート層12Bを形成する場合
、上記シリカ粒子は直径が5nm以上200nm以下であり、上記重合性化合物100質
量部に対して、25~60質量部であることが好ましい。
【0122】
<第2のハードコート層>
第2のハードコート層12Cは、上述した連続折り畳み試験を充足させるための層であ
る。第2のハードコート層12Cは、第2のハードコート層12Cの断面中央におけるマ
ルテンス硬度が375MPa以上1500MPa以下であることが好ましい。375MP
a未満であると、ハードコート層の耐擦傷性が不充分となることがあり、1500MPa
を超えると、光学フィルムの耐折り畳み性能が不充分となって上述した連続折り畳み試験
を充足できないことがある。第2のハードコート層12Cの断面中央におけるマルテンス
硬度の下限は450MPa以上であることがより好ましく、上限は575MPa以下であ
ることがより好ましい。
【0123】
第2のハードコート層12Cは、樹脂を含んでいる。第2のハードコート層12Cは、
樹脂中に分散された無機粒子をさらに含んでいてもよい。
【0124】
(樹脂)
樹脂は、重合性化合物(硬化性化合物)の重合体(硬化物)を含む。重合性化合物とし
ては、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。上記多官能(メタ)アクリレートとして
は、第1のハードコート層12Bの欄の多官能(メタ)アクリレートと同様のものが挙げ
られる。また、第2のハードコート層12Cは、上記多官能(メタ)アクリレートに加え
て、多官能ウレタン(メタ)アクリレート及び/又は多官能エポキシ(メタ)アクリレー
ト等が含まれてもよい。
【0125】
(無機粒子)
無機粒子としては、第1のハードコート層12Bの欄の無機粒子と同様のものが挙げら
れる。第2のハードコート層12Cにおける無機粒子の含有量としては、特に限定されな
いが、例えば、第2のハードコート層12Cに対し0~50質量%であることが好ましい
。
【0126】
第1のハードコート層12Bおよび第2のハードコート層12Cの少なくともいずれか
は、上述したマルテンス硬度を充足する範囲で、上述した材料以外の材料を含んでいても
よく、例えば、樹脂成分の材料として、電離放射線の照射により硬化物を形成する重合性
モノマーや重合性オリゴマー等を含んでいてもよい。上記重合性モノマー又は重合性オリ
ゴマーとしては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレー
トモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートオリ
ゴマーが挙げられる。上記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレー
トモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する(メタ)アクリレートオリ
ゴマーとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリ
レート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロ
アルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等のモノマー又はオリ
ゴマーが挙げられる。これら重合性モノマー又は重合性オリゴマーは、1種又は2種以上
を組み合わせて使用してもよい。なかでも、多官能(6官能以上)で重量平均分子量が1
000~1万のウレタン(メタ)アクリレートが好ましい。
【0127】
ハードコート層12(第1のハードコート層12Bおよび第2のハードコート層12C
の少なくともいずれか)は、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤、および/または防汚剤を
さらに含んでいてもよい。
【0128】
<紫外線吸収剤>
光学フィルムは、折り畳み可能なスマートフォンやタブレット端末のようなモバイル端
末に特に好適に用いられるが、このようなモバイル端末は屋外で使用されることが多く、
そのため、光学フィルムより表示素子側に配置された偏光子が紫外線に晒されて劣化しや
すいという問題がある。しかしながら、樹脂層は、偏光子の表示画面側に配置されるため
、樹脂層に紫外線吸収剤が含有されていると、偏光子が紫外線に晒されることによる劣化
を好適に防止することができる。なお、上記紫外線吸収剤(UVA)は、樹脂基材11お
よび/または樹脂層13に含有されていてもよい。この場合、紫外線吸収剤(UVA)は
、ハードコート層12に含有されていなくてもよい。
【0129】
紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線
吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。
【0130】
上記トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-
オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)-4,6-ビス(4-フェニルフェニル
)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロ
ピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル
)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス[2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル]
-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-
ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4
,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、および2-[4-
[(2-ヒドロキシ-3-(2’-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニ
ル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げら
れる。市販されているトリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN46
0、TINUVIN477(いずれも、BASF社製)、LA-46(ADEKA社製)
等が挙げられる。
【0131】
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2-ヒドロキシベンゾフェノン
、2,4-ジヒドロ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’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロ
キシ-4-メトキシベンゾフェノン、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸及び
その三水塩、ヒドロキシメトキシベンゾフェノンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
市販されているベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、CHMASSORB8
1/FL(BASF社製)等が挙げられる。
【0132】
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2-エチルヘキシル-3-
〔3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-(5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾー
ル-2-イル)フェニル〕プロピオネート、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル
)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、2-〔5-クロロ(2H)
-ベンゾトリアゾール-2-イル〕-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール
、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-tert-ペンチルフェ
ノール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、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-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)ベンゾトリ
アゾール、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’-(3’’,4’’,5’
’,6’’-テトラヒドロフタルイミドメチル)-5’-メチルフェニル)ベンゾトリア
ゾール、2,2-メチレンビス(4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(
2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール)、及び、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等が
挙げられる。市販されているベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、KE
MISORB71D、KEMISORB79(いずれも、ケミプロ化成社製)、JF-8
0、JAST-500(いずれも、城北化学社製)、ULS-1933D(一方社製)、
RUVA-93(大塚化学社製)等が挙げられる。
【0133】
紫外線吸収剤は、なかでも、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線
吸収剤が好適に用いられる。紫外線吸収剤は、ハードコート層を構成する樹脂成分との溶
解性が高いほうが好ましく、また、上述した連続折り畳み試験後のブリードアウトが少な
いほうが好ましい。紫外線吸収剤は、ポリマー化又はオリゴマー化されていることが好ま
しい。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、トリアジン、ベンゾフェノン骨格を
有するポリマー又はオリゴマーが好ましく、具体的には、ベンゾトリアゾールやベンゾフ
ェノン骨格を有する(メタ)アクリレートと、メチルメタクリレート(MMA)とを任意
の比率で熱共重合したものであることが好ましい。なお、有機発光ダイオード(OLED
)表示装置に光学フィルムを適用する場合、紫外線吸収剤は、OLEDを紫外線から保護
する役割も果たすことができる。
【0134】
紫外線吸収剤の含有量としては特に限定されないが、ハードコート層用組成物の固形分
100質量部に対して1質量部以上6質量部以下であることが好ましい。1質量部未満で
あると、上述した紫外線吸収剤をハードコート層に含有させる効果を充分に得ることがで
きないことがあり、6質量部を超えると、ハードコート層に著しい着色や強度低下が生じ
ることがある。上記紫外線吸収剤の含有量のより好ましい下限は2質量部以上、より好ま
しい上限は5質量部以下である。
【0135】
<分光透過率調整剤>
分光透過率調整剤は、光学フィルムの分光透過率を調整するものである。ハードコート
層12に、例えば、下記一般式(25)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単
量体を含ませた場合には、上述した分光透過率を好適に満たすことができる。
【化25】
式中、R
7は水素原子又はメチル基を表す。R
8は炭素数1~6の直鎖状又は枝分かれ
鎖状のアルキレン基又は炭素数1~6の直鎖状または分岐鎖状のオキシアルキレン基を表
す。
【0136】
上記のセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体としては特に制限されないが、具体的
な物質名としては、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イ
ル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレート、2-[2-(6-
ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5
-イル]エチルアクリレート、3-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソー
ル-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]プロピルメタクリレート、3-
[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリ
アゾール-5-イル]プロピルアクリレート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,
3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルメタクリ
レート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H
-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルアクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベ
ンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ
]エチルメタクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-
5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ]エチルアクリレート、2-[
3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾ
トリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-
(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾー
ル-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、4-[3-{2-(6-ヒドロ
キシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル
}プロパノイルオキシ]ブチルメタクリレート、4-[3-{ 2 -(6-ヒドロキシベン
ゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパ
ノイルオキシ]ブチルアクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3
]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキ
シ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキ
ソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチ
ルアクリレート、2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1
,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5カルボキシレート、2
-(アクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-
5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(メタクリロイル
オキシ)ブチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H
-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(アクリロイルオキシ)ブチル2-
(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾー
ル-5-カルボキシレート等を挙げることができる。また、これらセサモール型ベンゾト
リアゾール系単量体は1種類で用いてもよいし、また2種類以上用いてもよい。
【0137】
上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、樹脂層13に含有されていてもよい
が、樹脂層が2以上の多層構造である場合には、1層以上の樹脂層に含有されて、上記分
光透過率の要件を満たしてもよい。例えば、樹脂層の一つに波長380nmにおける分光
透過率のみを達成できるように上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含有し、
他の樹脂層に波長410nm及び波長440nmにおける分光透過率の条件を達成できる
ように上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含有している構成等が挙げられる
。更に、樹脂層が3層以上からなり、各樹脂層にて上述した分光透過率の要件を満たすよ
う上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含有していてもよい。
【0138】
上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体が樹脂層13に含有されている場合、例
えば、上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、樹脂層13層中15~30質量
%で含有されていることが好ましい。このような範囲でセサモール型ベンゾトリアゾール
系単量体が含有されていることで、上述した分光透過率を満たすことができる。なお、上
記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、樹脂層13において、樹脂層13を構成
する樹脂成分と反応して一体的に含有されていてもよく、樹脂層13を構成する樹脂成分
と反応することなく単独で含有されていてもよい。
【0139】
<防汚剤>
防汚剤は、ハードコート層に均一に防汚剤が分散されていてもよいが、少ない添加量で
充分な防汚性を得るとともにハードコート層の強度低下を抑制する観点から、ハードコー
ト層の表面側に偏在して含まれていることが好ましい。ハードコート層が単層構造の場合
において、防汚剤をハードコート層の表面側に偏在させる方法としては、例えば、ハード
コート層を形成時において、ハードコート層用組成物を用いて形成した塗膜を乾燥させ、
硬化させる前に、塗膜を加熱して、塗膜に含まれる樹脂成分の粘度を下げることにより流
動性を上げて、防汚剤をハードコート層の表面側に偏在させる方法や、表面張力の低い防
汚剤を選定して用い、塗膜の乾燥時に熱をかけずに塗膜の表面に防汚剤を浮かせ、その後
塗膜を硬化させることで、上記防汚剤をハードコート層の最表面側に偏在させる方法等が
挙げられる。また、ハードコート層12のようにハードコート層が多層構造の場合には、
表面側のハードコート層に防汚剤を含有させることによってハードコート層の表面側に防
汚剤を偏在させることができる。
【0140】
防汚剤としては特に限定されず、例えば、シリコーン系防汚剤、フッ素系防汚剤、シリ
コーン系かつフッ素系防汚剤が挙げられ、それぞれ単独で使用してもよく、混合して使用
してもよい。また、防汚剤としては、アクリル系防汚剤であってもよい。
【0141】
防汚剤の含有量としては、上述した樹脂成分100質量部に対して、0.01~3.0
質量部であることが好ましい。0.01質量部未満であると、樹脂層に充分な防汚性能を
付与できないことがあり、また、3.0質量部を超えると、ハードコート層の硬度が低下
するおそれがある。
【0142】
防汚剤は、重量平均分子量が5000以下であることが好ましく、防汚性能の耐久性を
改善するために、反応性官能基を好ましくは1以上、より好ましくは2以上有する化合物
である。なかでも、2以上の反応性官能基を有する防汚剤を用いることにより、優れた耐
擦傷性を付与することができる。
【0143】
防汚剤が反応性官能基を有さない場合、光学フィルムがロール状の場合でも、シート状
の場合でも、重ねたときに光学フィルムの裏面に防汚剤が転移してしまい、光学フィルム
の裏面に他の層を貼り付けまたは塗布しようとすると、他の層の剥がれ発生することがあ
り、更に、複数回の連続折り畳み試験を行うことで容易に剥がれる場合がある。
【0144】
更に、上記反応性官能基を有する防汚剤は、防汚性能の性能持続性(耐久性)が良好と
なり、なかでも、上述したフッ素系防汚剤を含むハードコート層は、指紋が付きにくく(
目立ちにくく)、拭き取り性も良好である。更に、ハードコート層用組成物の塗工時の表
面張力を下げることができるので、レベリング性がよく、形成するハードコート層の外観
が良好なものとなる。
【0145】
シリコーン系防汚剤を含むハードコート層は、滑り性がよく、耐スチールウール性が良
好である。ハードコート層にこのようなシリコーン系防汚剤を含む光学フィルムを搭載し
たタッチセンサは、指やペンなどで接触したときの滑りがよくなるため、触感がよくなる
。また、ハードコート層に指紋も付きにくく(目立ちにくく)、拭き取り性も良好となる
。更に、ハードコート層用組成物の塗工時の表面張力を下げることができるので、レベリ
ング性がよく、形成するハードコート層の外観が良好なものとなる。
【0146】
シリコーン系防汚剤の市販品としては、例えば、SUA1900L10(新中村化学社
製)、SUA1900L6(新中村化学社製)、Ebecryl1360(ダイセルサイ
テック社製)、UT3971(日本合成社製)、BYKUV3500(ビックケミー社製
)、BYKUV3510(ビックケミー社製)、BYKUV3570(ビックケミー社製
)、X22-164E、X22-174BX、X22-2426、KBM503、KBM
5103(信越化学社製)、TEGO-RAD2250、TEGO-RAD2300、T
EGO-RAD2200N、TEGO-RAD2010、TEGO-RAD2500、T
EGO-RAD2600、TEGO-RAD2700(エボニックジャパン社製)、メガ
ファックRS854(DIC社製)等が挙げられる。
【0147】
フッ素系防汚剤の市販品としては、例えば、オプツールDAC、オプツールDSX(ダ
イキン工業社製)、メガファックRS71、メガファックRS74(DIC社製)、LI
NC152EPA、LINC151EPA、LINC182UA(共栄社化学社製)、フ
タージェント650A、フタージェント601AD、フタージェント602等が挙げられ
る。
【0148】
フッ素系かつシリコーン系で反応性官能基を有する防汚剤の市販品としては、例えば、
メガファックRS851、メガファックRS852、メガファックRS853、メガファ
ックRS854(DIC社製)、オプスターTU2225、オプスターTU2224(J
SR社製)、X71-1203M(信越化学社製)等が挙げられる。
【0149】
<<樹脂層>>
樹脂層13は、光透過性を有する樹脂からなる層である。樹脂層13は、衝撃吸収性を
有する層である。樹脂層は、2以上の樹脂層からなる多層構造となっていてもよい。
【0150】
樹脂層13の膜厚は、50μm以上300μm以下となっている。樹脂層13の膜厚が
、50μm未満であると、樹脂層の硬度が低下するおそれがあり、また300μmを超え
ると、膜厚が厚すぎるので、薄型化に適さないとともに、加工性が悪化するおそれがある
。樹脂層の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、樹脂層の断面を撮影し、その
断面の画像において樹脂層の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値と
する。樹脂層の断面写真の撮影方法は、ハードコート層の断面写真の撮影方法と同様であ
る。樹脂層13の下限は60μm以上であることがより好ましく、樹脂層13の上限は1
50μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。
【0151】
樹脂層13を構成する樹脂は、光学フィルム10における25℃、500HzHz以上
1000Hz以下の周波数域の剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´が上記範
囲内となるような樹脂であれば、特に限定されない。このような樹脂としては、アクリル
系ゲル、ウレタン系ゲル、シリコーン系ゲル、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げ
られる。これらの中でも、アクリル系ゲルが好ましい。「ゲル」とは、一般に、高粘度で
流動性を失った分散系をいう。なお、樹脂層13は、アクリル系ゲルやウレタン系樹脂等
の他、ゴムや熱可塑性エラストマーを含有していてもよい。
【0152】
(アクリル系ゲル)
アクリル系ゲルとしては、粘着剤などに用いられている、アクリル酸エステルを含むモ
ノマーを重合してなるポリマーであれば種々のものを使用することができる。具体的には
、アクリル系ゲルとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ
)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート
、i-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘ
キシル(メタ)アクリレート、n-アミル(メタ)アクリレート、i-アミル(メタ)ア
クリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i-オクチル(メタ)アクリレート、i-
ミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アク
リレート、i-ノニル(メタ)アクリレート、i-デシル(メタ)アクリレート、トリデ
シル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、i-ステアリル(メタ)
アクリレート等のアクリル系モノマーを重合または共重合したものを用いることができる
。本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」および「メタク
リレート」の両方を含む意味である。なお、上記(共)重合する際に使用するアクリル酸
エステルは、単独で用いる他、2種類以上併用してもよい。
【0153】
(ウレタン系樹脂)
ウレタン系樹脂は、ウレタン結合を有する樹脂である。ウレタン系樹脂としては、電離
放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物や熱硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物等
が挙げられる。これらの中でも、高硬度が得られ、硬化速度も早く量産性に優れる観点か
ら、電離放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
【0154】
電離放射線硬化性ウレタン系樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートを含んでお
り、熱硬化性ウレタン系樹脂は、ポリオール化合物と、イソシアネート化合物とを含んで
いる。ウレタン(メタ)アクリレート、ポリオール化合物、およびイソシアネート化合物
は、モノマー、オリゴマー、およびプレポリマーのいずれであってもよい。
【0155】
ウレタン(メタ)アクリレート中の(メタ)アクリロイル基の数(官能基数)は、2以
上4以下であることが好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート中の(メタ)アクリロイ
ル基の数が、2未満であると、鉛筆硬度が低くなるおそれがあり、また4を超えると、硬
化収縮が大きくなり、光学フィルムがカールしてしまい、また折り曲げ時に樹脂層にクラ
ックが入るおそれがある。ウレタン(メタ)アクリレート中の(メタ)アクリロイル基の
数の上限は、3以下であることがより好ましい。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは
、「アクリロイル基」および「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。
【0156】
ウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量は、1500以上20000以下であ
ることが好ましい。ウレタン(メタ)アクリレートの重量平均分子量が、1500未満で
あると、耐衝撃性が低下するおそれがあり、また20000を超えると、電離放射線硬化
性ウレタン系樹脂組成物の粘度が上昇し、塗工性が悪化するおそれがある。ウレタン(メ
タ)アクリレートの重量平均分子量の下限は2000以上であることがより好ましく、上
限は15000以下であることがより好ましい。
【0157】
また、ウレタン(メタ)アクリレート由来の構造を有する繰り返し単位としては、例え
ば、下記一般式(26)、(27)、(28)または(29)で表される構造等が挙げら
れる。
【化26】
上記一般式(26)中、R
9は分岐鎖状アルキル基を示し、R
10は分岐鎖状アルキル
基又は飽和環状脂肪族基を示し、R
11は水素原子又はメチル基を示し、R
12は、水素
原子、メチル基又はエチル基を示し、mは0以上の整数を示し、xは0~3の整数を示す
。
【0158】
【化27】
上記一般式(27)中、R
9は分岐鎖状アルキル基を示し、R
10は分岐鎖状アルキル
基又は飽和環状脂肪族基を示し、R
11は水素原子又はメチル基を示し、R
12は、水素
原子、メチル基又はエチル基を示し、nは1以上の整数を示し、xは0~3の整数を示す
。
【0159】
【化28】
上記一般式(28)中、R
9は分岐鎖状アルキル基を示し、R
10は分岐鎖状アルキル
基又は飽和環状脂肪族基を示し、R
11は水素原子又はメチル基を示し、R
12は、水素
原子、メチル基又はエチル基を示し、mは0以上の整数を示し、xは0~3の整数を示す
。
【0160】
【化29】
上記一般式(29)中、R
9は分岐鎖状アルキル基を示し、R
10は分岐鎖状アルキル
基又は飽和環状脂肪族基を示し、R
11は水素原子又はメチル基を示し、R
12は、水素
原子、メチル基又はエチル基を示し、nは1以上の整数を示し、xは0~3の整数を示す
。
【0161】
なお、樹脂層13を構成する樹脂が、どのような構造の高分子鎖(繰り返し単位)によ
って形成されているかは、例えば、熱分解GC-MS及びFT-IRによって樹脂層13
を分析することによって判断可能である。特に、熱分解GC-MSは、樹脂層13に含ま
れる単量体単位をモノマー成分として検知できるため有用である。
【0162】
樹脂層13は、光学フィルム10における25℃、500HzHz以上1000Hz以
下の周波数域の剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´が上記範囲内となってい
れば、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤、防汚剤、無機粒子および/または有機粒子等を
含んでいてもよい。紫外線吸収剤等は、ハードコート層12の欄で説明した紫外線吸収剤
等と同様のものが使用できるので、ここでは説明を省略するものとする。
【0163】
<<<他の光学フィルム>>>
図1に示される光学フィルム10においては、樹脂層13が樹脂基材11の第2の面1
1Bに直接設けられているが、光学フィルムとしては、樹脂層が粘着層を介して樹脂基材
に貼り付けられた光学フィルムであってもよい。具体的には、
図5に示される光学フィル
ム40は、樹脂基材11と、樹脂基材11の第1の面11A側に設けられたハードコート
層12と、樹脂基材11の第1の面11Aとは反対側の面である第2の面11B側に設け
られた樹脂層13と、樹脂基材11と樹脂層13の間に介在した粘着層41とを備えるも
のである。樹脂層13は、粘着層41を介して樹脂基材11に貼り付けられている。なお
、
図5において、
図1と同じ符号が付されている部材は、
図1で示した部材と同じもので
あるので、説明を省略するものとする。
【0164】
図5においては、光学フィルム40の表面40Aは、ハードコート層12の表面12A
となっている。光学フィルム40の裏面40Bは、樹脂層13における樹脂基材11側の
面とは反対側の面13Aとなっている。
【0165】
光学フィルム40においても、25℃、500Hz以上1000Hz以下の周波数域で
の剪断貯蔵弾性率G´が、200MPaを超え1200MPa以下となっており、25℃
、500Hz以上1000Hz以下の周波数域での剪断損失弾性率G´´が、3MPa以
上150MPa以下となっている。光学フィルム40における剪断貯蔵弾性率G´および
剪断損失弾性率G´´は、光学フィルム10における剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失
弾性率G´´と同様の方法によって測定するものとする。光学フィルム40のその他の物
性も、光学フィルム10と同様になっているので、ここでは説明を省略するものとする。
【0166】
<<粘着層>>
粘着層41は、粘着フィルムであってもよい。粘着層41としては、特に限定されない
が、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)を用いることができる。粘着層41の膜厚
は、5μm以上であることが好ましい。粘着層41の膜厚が、5μm以上であれば、樹脂
基材11に樹脂層13を確実に貼り付けることができる。粘着層41の膜厚の下限は、薄
型化を図る観点から50μm以下であることが好ましい。
【0167】
<<光学フィルムの製造方法>>
光学フィルム10は、樹脂層13を構成する樹脂の種類によって様々な方法によって作
製することができる。例えば、樹脂層13がアクリル系ゲルからなる層である場合には、
例えば、以下のようにして作製することができる。まず、樹脂基材11の第1の面11A
上に、バーコーター等の塗布装置によって、第1のハードコート層用組成物を塗布して、
第1のハードコート層用組成物の塗膜を形成する。
【0168】
<第1のハードコート層用組成物>
第1のハードコート層用組成物は、第1のハードコート層12Bを形成するための重合
性化合物を含んでいる。第1のハードコート層用組成物は、その他、必要に応じて、紫外
線吸収剤、分光透過率調整剤、防汚剤、無機粒子、レベリング剤、溶剤、重合開始剤を含
んでいてもよい。
【0169】
(溶媒)
上記溶媒としては、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプ
ロパノール、n-ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、ベンジルアルコール、
PGME、エチレングリコール、ジアセトンアルコール)、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ヘプ
タノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジアセトンアルコール)、エステル(酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、蟻酸メチル
、PGMEA)、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、テトラヒ
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)、カーボネ
ート(炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル)、等が挙げられる。これらの溶
媒、単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。なかでも、上記溶媒とし
ては、ウレタン(メタ)アクリレート等の成分、並びに、他の添加剤を溶解或いは分散さ
せ、第1のハードコート層用組成物を好適に塗工できる点で、メチルイソブチルケトン、
メチルエチルケトンが好ましい。
【0170】
(重合開始剤)
重合開始剤は、電離放射線照射より分解されて、ラジカルを発生して重合性化合物の重
合(架橋)を開始または進行させる成分である。
【0171】
重合開始剤は、電離放射線照射によりラジカル重合を開始させる物質を放出することが
可能であれば特に限定されない。重合開始剤としては、特に限定されず、公知のものを用
いることができ、具体例には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラー
ベンゾイルベンゾエート、α-アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロピオフェ
ノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、
光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n-ブチルア
ミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホスフィン等が挙げられる。
【0172】
第1のハードコート層用組成物の塗膜を形成した後、各種の公知の方法で塗膜を、例え
ば30℃以上120℃以下の温度で10秒間~120秒間加熱することにより乾燥させ、
溶剤を蒸発させる。
【0173】
塗膜を乾燥させた後、塗膜に紫外線等の電離放射線を照射して、塗膜を半硬化(ハーフ
キュア)させる。本明細書における「半硬化」とは、電離放射線をさらに照射すると硬化
が実質的に進行することを意味する。ただし、この段階で、塗膜を完全硬化(フルキュア
)させてもよい。本明細書における「完全硬化」とは、これ以上電離放射線を照射しても
硬化が実質的に進行しないことを意味する。
【0174】
塗膜を半硬化させた後、塗膜上に、バーコーター等の塗布装置によって、第2のハード
コート層12Cを形成するための第2のハードコート層用組成物を塗布して、第2のハー
ドコート層用組成物の塗膜を形成する。
【0175】
<第2のハードコート層用組成物>
第2のハードコート層用組成物は、第2のハードコート層12Cを形成するための重合
性化合物を含んでいる。第2のハードコート層用組成物は、その他、必要に応じて、紫外
線吸収剤、溶剤、重合開始剤を含んでいてもよい。第2のハードコート層用組成物は、第
1のハードコート層用組成物と同様に、総固形分が25~55%であることが好ましい。
溶剤および重合開始剤は、第1のハードコート層用組成物で説明した溶剤および重合開始
剤と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
【0176】
第2のハードコート層用組成物の塗膜を形成した後、各種の公知の方法で塗膜を例えば
30℃以上120℃以下の温度で10秒間~120秒間加熱することにより乾燥させ、溶
剤を蒸発させる。
【0177】
塗膜を乾燥させた後、第2のハードコート層用組成物の塗膜に紫外線等の電離放射線を
照射して、第1のハードコート層用組成物の塗膜および第2のハードコート層用組成物の
塗膜を完全硬化(フルキュア)させて、第1のハードコート層12Bおよび第2のハード
コート層12Cを形成して、ハードコート層12を得る。その後、ハードコート層12が
形成された樹脂基材11における第2の面11Bに樹脂層用組成物を塗布し、樹脂層用組
成物の塗膜を形成する。
【0178】
<樹脂層用組成物>
樹脂層用組成物は、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート等を含んでいる。樹脂層組
成物は、その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、分光透過率調整剤、レベリング剤、溶剤
、重合開始剤を含んでいてもよい。溶剤、重合開始剤は、第1のハードコート層用組成物
の欄で説明した溶剤、重合開始剤と同様のものを用いることができる。
【0179】
樹脂組成物の塗膜を形成した後、乾燥し、その後電離放射線を照射することによって、
樹脂層組成物の塗膜を硬化させて樹脂層13を形成する。これにより、
図1に示される光
学フィルム10が得られる。
【0180】
また、
図5に示される光学フィルム40を得る場合には、まず、上記と同様にして、樹
脂基材11の第1の面11Aにハードコート層12を形成する。
【0181】
一方で、ポリエチレンテレフタレートフィルムのような離型フィルムの一方の面に、樹
脂層用組成物を塗布して塗膜を形成した後、乾燥し、その後電離放射線を照射することに
よって樹脂層組成物の塗膜を硬化させて、樹脂層13を形成する。
【0182】
離型フィルム上に樹脂層13を形成した後、樹脂層13から離型フィルムを剥離して、
樹脂層13単体を得る。そして、得られた樹脂層13を、粘着層41を介して樹脂基材1
1の第2の面11Bに貼り付ける。これにより、
図5に示される光学フィルム40が得ら
れる。
【0183】
<<<画像表示装置>>>
光学フィルム10、40は、折り畳み可能な画像表示装置に組み込んで使用することが
可能である。
図6は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
図6に示され
るように、画像表示装置50は、観察者側に向けて、主に、電池等が収納された筐体51
、保護フィルム52、表示パネル53、タッチセンサ54、円偏光板55、および光学フ
ィルム10がこの順で積層されている。表示パネル53とタッチセンサ54との間、タッ
チセンサ54と円偏光板55との間、円偏光板55と光学フィルム10との間には、光透
過性を有する粘着層56が配置されており、これら部材は粘着層56によって互いに固定
されている。また、光学フィルム10の裏面10Bの一部には、黒色層57が設けられて
いる。なお、粘着層56は、表示パネル53とタッチセンサ54との間、タッチセンサ5
4と円偏光板55との間、円偏光板55と光学フィルム10との間に配置されているが、
粘着層の配置箇所は、光学フィルムと表示パネルとの間であれば、特に限定されない。
【0184】
光学フィルム10は、ハードコート層12が樹脂基材11よりも観察者側となるように
配置されている。画像表示装置50においては、光学フィルム10のハードコート層12
の表面12A(第2のハードコート層12Cの表面)が、画像表示装置50の表面50A
を構成している。
【0185】
画像表示装置50においては、表示パネル53は、有機発光ダイオード等を含む有機発
光ダイオードパネルとなっている。タッチセンサ54は、円偏光板55よりも表示パネル
53側に配置されているが、円偏光板55と光学フィルム10との間に配置されていても
よい。また、タッチセンサ54は、オンセル方式やインセル方式であってもよい。
【0186】
粘着層56としては、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)を用いることができる
が、耐衝撃性を向上させて、表示パネル53の損傷を防ぐ観点から、上記アクリル系ゲル
からなる粘着層を用いることが好ましい。なお、粘着層56に上記アクリル系ゲルからな
る粘着層を用いる場合、表示パネル53とタッチセンサ54との間、タッチセンサ54と
円偏光板55との間、円偏光板55と光学フィルム10との間の少なくともいずれに上記
粘着層を配置すればよい。また、上記アクリル系ゲルは粘着性があるので、樹脂層13が
上記アクリル系ゲルからなる場合には、円偏光板55と光学フィルム10との間に粘着層
56を設けなくとも、円偏光板55に直接樹脂層13を貼り付けることによって、円偏光
板55と光学フィルム10を固定することができる。
【0187】
衝撃吸収性能を表す指標としては、従来から剪断損失正接tanδが知られている。し
たがって、樹脂基材の一方の面側にハードコート層および他方の面側に樹脂層を備える構
造の光学フィルムにおける耐衝撃性を剪断損失正接tanδで表すことも考えられるが、
剪断損失正接tanδでは、光学フィルムの表面(ハードコート層の表面)に衝撃を加え
たときに、光学フィルム自体に起因する光学フィルムの表面の凹みおよび粘着層に起因す
る光学フィルムの表面の凹みと、光学フィルムよりも画像表示装置の内部に位置する部材
の損傷とを抑制することはできなかった。これは、剪断損失正接tanδが、剪断損失弾
性率G´´と剪断貯蔵弾性率G´との比(G´´/G´)であるためであると考えられる
。本発明者らが鋭意研究をさらに重ねたところ、光学フィルムの表面に衝撃を加えたとき
の光学フィルム自体に起因する表面の凹みおよび粘着層に起因する表面の凹みと、光学フ
ィルムよりも画像表示装置の内部に位置する部材の損傷とを抑制するためには、樹脂層の
膜厚、剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´のバランスが重要であることを見
出した。本実施形態によれば、樹脂基材11の第1の面11A側にハードコート層12お
よび第2の面11B側に樹脂層13を備える構造の光学フィルム10、40において、樹
脂層13の膜厚が50μm以上300μm以下と薄くなっており、光学フィルム10、4
0における上記剪断貯蔵弾性率G´が、200MPaを超え1000MPa以下となって
おり、かつ光学フィルム10、40における上記剪損失弾性率G´´が、3MPa以上1
50MPa以下となっているので、折り畳み可能でありながら、光学フィルム10の表面
10Aに衝撃を加えた場合に、光学フィルム10、40自体に起因する表面10A、40
Aの凹みおよび光学フィルム10よりも画像表示装置50の内部に存在する粘着層56に
起因する光学フィルム10、40の表面10A、40Aの凹みを抑制することができると
ともに、画像表示装置50の内部に位置する表示パネル53等の部材の損傷を抑制できる
。これにより、優れた耐衝撃性を得ることができる。
【実施例0188】
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
記載に限定されない。なお、下記の「固形分100%換算値」とは、溶剤希釈品中の固形
分を100%としたときの値である。
【0189】
<ハードコート層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、ハードコート層用組成物を得た
。
【0190】
(ハードコート層用組成物1)
・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(製品名「M403」、東亜合成社製):25質量部
・ジペンタエリスリトールEO変性ヘキサアクリレート(製品名「A-DPH-6E」、
新中村化学社製):25質量部
・異形シリカ粒子(平均粒子径25nm、日揮触媒化成社製):50質量部(固形分10
0%換算値)
・光重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacu
re(登録商標)184」、BASFジャパン社製):4質量部
・フッ素系レベリング剤(製品名「F568」、DIC社製):0.2質量部(固形分1
00%換算値)
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
【0191】
(ハードコート層用組成物2)
・ウレタンアクリレート(製品名「UX5000」、日本化薬社製):25質量部
・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(製品名「M403」、東亜合成社製):50質量部
・多官能アクリレートポリマー(製品名「アクリット8KX-012C」、大成ファイン
ケミカル社製):25質量部(固形分100%換算値)
・防汚剤(製品名「BYKUV3500」、ビックケミー社製):1.5質量部(固形分
100%換算値)
・光重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacu
re(登録商標)184」、BASFジャパン社製):4質量部
・メチルイソブチルケトン(MIBK):150質量部
【0192】
<樹脂層用組成物の調製>
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、樹脂層用組成物を得た。
(樹脂層用組成物1)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):8
5質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社
製):5質量部
・トリペンタエリスリトールアクリレート、モノおよびジペンタエリスリトールアクリレ
ート、ならびにポリメンタエリスリトールアクリレートの混合物(製品名「ビスコート#
802」、大阪有機化学工業社製):10質量部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
【0193】
(樹脂層用組成物2)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):8
5質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社
製):15質量部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
【0194】
(樹脂層用組成物3)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):8
0質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社
製):5質量部
・トリペンタエリスリトールアクリレート、モノおよびジペンタエリスリトールアクリレ
ート、ならびにポリメンタエリスリトールアクリレートの混合物(製品名「ビスコート#
802」、大阪有機化学工業社製):10質量部
・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(製品名「KAYARAD DPHA」、日本化薬株式会社製):5質量部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
【0195】
(樹脂層用組成物4)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):9
5質量部
・フェノキシエチルアクリレート(製品名「ビスコート#192」、大阪有機化学工業社
製):5質量部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
【0196】
(樹脂層用組成物5)
・ウレタンアクリレート(製品名「UV3310B」、日本合成化学社製、2官能):8
5質量部
・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(製品名「KAYARAD DPHA」、日本化薬株式会社製):15質量
部
・重合開始剤(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、製品名「Irgacur
e(登録商標)184」、BASFジャパン社製):5質量部
・メチルイソブチルケトン:10質量部
【0197】
<実施例1>
樹脂基材として、厚さ50μmのポリイミド基材(製品名「ネオプリム」、三菱ガス化
学社製)を準備し、ポリイミド基材の一方の面である第1の面に、バーコーターでハード
コート層用組成物1を塗布し、塗膜を形成した。その後、形成した塗膜に対して、70℃
、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョン
UVシステムジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が1
00mJ/cm2になるように照射して塗膜を半硬化(ハーフキュア)させた。次いで、
半硬化させたハードコート層用組成物1の塗膜の表面に、バーコーターでハードコート層
用組成物2を塗布し、塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させ
ることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャ
パン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて
積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を完全硬化(フルキュア)させ
た。これにより、ポリイミド基材上に、膜厚が10μmの第1のハードコート層と、第1
のハードコート層上に積層された膜厚が5μmの第2のハードコート層とからなるハード
コート層を形成した。ポリイミド基材上にハードコート層を形成した後、ポリイミド基材
の第1の面とは反対側の第2の面にバーコーターで樹脂層用組成物1を塗布して、塗膜を
形成した。そして、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗膜中
の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン社製、光源Hバ
ルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が1200mJ/cm2になるように照射
して塗膜を硬化させて、膜厚が200μmのウレタン系樹脂からなる樹脂層を形成して、
光学フィルムを得た。
【0198】
各層の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、各層の断面を撮影し、その断面
の画像において各層の膜厚をそれぞれ20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値
とした。具体的な断面写真の撮影方法は以下の通りとした。まず、1mm×10mmに切
り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから
一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以上100nm以下の切
片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイ
クロシステムズ株式会社)等を用いた。そして、この穴等がない均一な切片が切り出され
た残りのブロックを測定サンプルとした。その後、走査型電子顕微鏡(SEM)(製品名
「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、測定サンプルの断面
写真を撮影した。上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、検出器を「SE
」、加速電圧を「5kV」、エミッション電流を「10μA」にして断面観察を行った。
倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよび明るさを各層が見分けられるか
観察しながら100~10万倍で適宜調節した。さらに、アパーチャーを「ビームモニタ
絞り3」にし、対物レンズ絞りを「3」にし、またW.D.を「8mm」にした。また、
ポリイミド基材の厚みも上記各層の膜厚と同様の方法によって測定した。実施例2~実施
例6および比較例1~5においても、実施例1と同様の手法によって基材の厚み、ハード
コート層および樹脂層の膜厚を測定した。
【0199】
<実施例2>
実施例2においては、樹脂層の膜厚を50μmとしたこと以外は、実施例1と同様にし
て、光学フィルムを得た。
【0200】
<実施例3>
実施例3においては、樹脂層の膜厚を300μmとしたこと以外は、実施例1と同様に
して、光学フィルムを得た。
【0201】
<実施例4>
実施例4においては、樹脂層用組成物1の代わりに樹脂層用組成物2を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
【0202】
<実施例5>
実施例5においては、樹脂層用組成物1の代わりに樹脂層用組成物3を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
【0203】
<実施例6>
樹脂基材として、厚さ50μmのポリイミド基材(製品名「ネオプリム」、三菱ガス化
学社製)を準備し、ポリイミド基材の第1の面に、バーコーターでハードコート層用組成
物1を塗布し、塗膜を形成した。その後、形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱さ
せることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジ
ャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量が100mJ/cm
2になるように照射して塗膜を半硬化(ハーフキュア)させた。次いで、半硬化させたハ
ードコート層用組成物1の塗膜の表面に、バーコーターでハードコート層用組成物2を塗
布し、塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、70℃、1分間加熱させることにより塗
膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン社製、光源
Hバルブ)を用いて、紫外線を酸素濃度が200ppm以下の条件下にて積算光量が20
0mJ/cm2になるように照射して塗膜を完全硬化(フルキュア)させた。これにより
、ポリイミド基材上に、膜厚が10μmの第1のハードコート層と、第1のハードコート
層上に積層された膜厚が5μmの第2のハードコート層とからなるハードコート層を形成
した。
【0204】
一方で、離型フィルムとしての厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
(製品名「コスモシャインA4100」、東洋紡株式会社製)の未処理面に、バーコータ
ーで樹脂層用組成物1を塗布して、塗膜を形成した。そして、形成した塗膜に対して、7
0℃、1分間加熱させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線照射装置(フュージ
ョンUVシステムジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、紫外線を空気中にて積算光量
が1200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させて、膜厚が200μmのウ
レタン系樹脂からなる樹脂層を形成した。樹脂層を形成した後、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを樹脂から剥離して、樹脂層単体を得た。
【0205】
そして、ポリイミド基材における第1の面とは反対側の第2の面に、膜厚5μmの粘着
層(製品名「パナクリーンPD-S1」、パナック株式会社製)を介して、樹脂層を貼り
付けて、光学フィルムを得た。
【0206】
<比較例1>
比較例1においては、樹脂層の膜厚を350μmとしたこと以外は、実施例1と同様に
して、光学フィルムを得た。
【0207】
<比較例2>
比較例2においては、樹脂層の膜厚を30μmとしたこと以外は、実施例1と同様にし
て、光学フィルムを得た。
【0208】
<比較例3>
比較例3においては、樹脂層用組成物1の代わりに樹脂層用組成物4を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
【0209】
<比較例4>
比較例4においては、樹脂層用組成物1の代わりに樹脂層用組成物5を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして、光学フィルムを得た。
【0210】
<G´、G´´、tanδの測定>
実施例および比較例に係る光学フィルムの剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´
、および剪断損失正接tanδを測定した。具体的には、まず、光学フィルムを10mm
×5mmの長方形状に打ち抜いて、サンプルとした。そして、このサンプルを2枚準備し
、動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、ユービーエム社製)のオプションで
ある固体剪断用治具に取り付ける。具体的には、固体剪断用治具は、厚みが1mmの1枚
の金属製の固体剪断板と、この固体剪断板の両側に配置された2つのL型金具を備えてお
り、固体剪断板と一方のL型金具との間で一方のサンプルを挟み、かつ固体剪断板と他方
のL型金具で他方のサンプルを挟んだ。この場合、樹脂層が固体剪断板側となり、ハード
コート層がL型金具側となるようにサンプルを挟んだ。そして、ビスでL型金具間を締め
て、サンプルを固定した。次いで、動的粘弾性測定装置(製品名「Rheogel-E4000」、株
式会社ユービーエム社製)に上部チャックおよび下部チャックからなる引張り試験用チャ
ックを取り付けた後、上部チャックと下部チャックの間に固体剪断用治具をチャック間距
離20mmで設置した。そして、設定温度を25℃とし2℃/minで昇温させた。この
状態で、固体剪断板を固定しながら2つのL型金具に歪み量1%かつ周波数500Hz以
上1000Hz以下の範囲の縦振動を与えながら、25℃で固体の動的粘弾性測定を行い
、光学フィルムの剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tan
δを測定した。ここで、光学フィルムにおける500Hz以上1000Hz以下の周波数
域での剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断損失正接tanδは、L型
金具に周波数500Hz、750Hz、950Hzの縦振動をそれぞれ与えて、それぞれ
の周波数において光学フィルムの剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および剪断
損失正接tanδを測定し、これらの剪断貯蔵弾性率G´、剪断損失弾性率G´´および
剪断損失正接tanδの算術平均値を求め、さらに、この測定を3回繰り返し、それぞれ
得られた3つの算術平均値をさらに算術平均した値とした。
【0211】
<耐衝撃性試験>
厚さ0.7mmのソーダガラスの表面に、ソーダガラス側が樹脂層側となるように実施
例および比較例に係る光学フィルムを直接置き、高さ30cmの位置から重さ100g、
直径30mmの鉄球を光学フィルムのハードコート層の表面に落下させる耐衝撃性試験A
を各3回行った。また、厚さ0.7mmのソーダガラス上に、ソーダガラス側が樹脂層側
となるように実施例及び比較例に係る光学フィルムを、厚み200μmの粘着シート(製
品名「高透明性両面テープ 8146-2」、スリーエム社製)を介して置き、高さ30
cmの位置から重さ100g、直径30mmの鉄球を光学フィルムのハードコート層の表
面に落下させる耐衝撃性試験Bを各3回行った。なお、耐衝撃性試験A、Bにおいて、鉄
球を落下させる位置はその都度変えるものとした。そして、耐衝撃性試験A後の光学フィ
ルムにおいて、目視によってハードコート層の表面に凹みが生じているかを評価するとと
もに、ソーダガラスに割れが生じているか評価した。また、耐衝撃性試験B後の光学フィ
ルムにおいて、目視によってハードコート層の表面に凹みが生じているかを評価した。評
価結果は、以下の通りとした。
(ハードコート層の表面の凹み評価)
○:ハードコート層を正面および斜めから観察した場合の両方において、ハードコート
層の表面に凹みが確認されなかった。
△:ハードコート層を正面から観察した場合にはハードコート層の表面に凹みが観察さ
れなかったが、斜め観察した場合にはハードコート層の表面に凹みが確認された。
×:ハードコート層を正面および斜めから観察した場合の両方において、ハードコート
層の表面に明らかな凹みが観察された。
(ソーダガラスの割れ評価)
◎:ソーダガラスが割れなかった。
○:ソーダガラスに傷が入ったが割れなかった。
△:1~2回ソーダガラスに割れが生じた。
×:3回ともソーダガラスに割れが生じた。
【0212】
<連続折り畳み試験>
実施例および比較例に係る光学フィルムを、30mm×100mmの長方形にカットし
て作製したサンプルを、耐久試験機(製品名「DLDMLH-FS」、ユアサシステム機
器社製)に、サンプルの短辺(30mm)側を固定部でそれぞれ固定し、
図3(C)に示
したように対向する2つの辺部の最小の間隔が30mmとなるようにして取り付け、サン
プルのハードコート層側の面を180°折り畳む連続折り畳み試験(ハードコート層が内
側となり、樹脂層が外側となるように折り畳む試験)を10万回行い、屈曲部に割れ又は
破断が生じていないか調べた。また、実施例および比較例に係る光学フィルムで上記同様
に作製した新しいサンプルを、上記の耐久試験機に、上記と同様に取り付け、サンプルの
樹脂側の面を180°折り畳む連続折り畳み試験(ハードコート層が外側となり、樹脂層
が内側となるように折り畳む試験)を10万回行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていな
いか調べた。連続折り畳み試験の結果を、以下の基準で評価した。
○:いずれの連続折り畳み試験においても、屈曲部に割れ又は破断が生じていなかった
。
×:いずれかの連続折り畳み試験において、屈曲部に割れ又は破断が生じていた。
【0213】
<鉛筆硬度>
実施例および比較例に係る光学フィルムの表面(ハードコート層の表面)における鉛筆
硬度を、JIS K5600-5-4:1999に基づいてそれぞれ測定した。なお、鉛
筆硬度の測定の際には、鉛筆に1kgの荷重をかけながら、鉛筆を速度1mm/秒で移動
させた。鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムの表面に傷が付かなかった最も
高い硬度とする。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数本用いて行う
が、鉛筆1本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上蛍光灯下で光学フィル
ムの表面を透過観察した際に光学フィルムの表面に傷が視認されなかった場合には、この
硬度の鉛筆においては光学フィルムの表面に傷が付かなかったと判断する。
【0214】
【0215】
以下、結果について述べる。比較例1に係る光学フィルムにおいては、樹脂層の膜厚が
厚すぎるので、折り畳み性に劣っていた。比較例2に係る光学フィルムにおいては、樹脂
層の膜厚が薄すぎるので、衝撃を吸収できず、耐衝撃性試験Aにおいてソーダガラスに割
れが生じてしまい、また耐衝撃性試験Bにおいて粘着シートの塑性変形に追従してしまう
ことによりハードコート層の表面の凹み量が大きかった。比較例3に係る光学フィルムに
おいては、剪断貯蔵弾性率G´および剪断損失弾性率G´´が小さすぎるので、衝撃を吸
収できず、耐衝撃性試験Aにおいてソーダガラスに割れが生じてしまった。比較例4に係
る光学フィルムにおいては、剪断貯蔵弾性率G´が大きすぎるとともに剪断損失弾性率G
´´が小さすぎるので、衝撃を吸収できず、耐衝撃性試験Aにおいてソーダガラスに割れ
が生じることもあり、また折り畳み性にも劣っていた。
【0216】
これに対し、実施例1~6に係る光学フィルムにおいては、樹脂層の膜厚、剪断貯蔵弾
性率G´および剪断損失弾性率G´´のバランスが良いので、耐衝撃性試験A、B後のハ
ードコート層の表面の凹みが確認されず、またソーダガラスにも割れが生じなかった。ま
た、実施例1~6に係る光学フィルムにおいては、連続折り畳み試験の結果も良好であっ
た。
【0217】
なお、上記連続折り畳み試験とは別に、実施例1~6に係る光学フィルムにおいて、3
0mm×100mmの長方形にカットして作製したサンプルを、耐久試験機(製品名「D
LDMLH-FS」、ユアサシステム機器社製)に、サンプルの短辺(30mm)側を固
定部でそれぞれ固定し、
図3(C)に示したように対向する2つの辺部の最小の間隔が2
mmとなるようにして取り付け、サンプルのハードコート層側の面を180°折り畳む連
続折り畳み試験(ハードコート層が内側となり、樹脂層が外側となるように折り畳む試験
)を10万回行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べたところ、屈曲部に割れ
又は破断は生じていなかった。また、実施例1~6に係る光学フィルムで上記同様に作製
した新しいサンプルを、上記の耐久試験機に、上記と同様に対向する2つの辺部の最小の
間隔が2mmとなるようにして取り付け、サンプルの樹脂層側の面を180°折り畳む連
続折り畳み試験(ハードコート層が外側となり、樹脂層が内側となるように折り畳む試験
)を10万回行い、屈曲部に割れ又は破断が生じていないか調べたところ、屈曲部に割れ
又は破断は生じていなかった。
【0218】
また、実施例1~6に係る光学フィルムにおいて、30mm×100mmの長方形にカ
ットして作製したサンプルの短辺(30mm)側を、サンプルの対向する辺部の間隔が3
0mmとなるように平行に配置された固定部にそれぞれ固定し、光学フィルムを折り畳ん
だ状態で、70℃で240時間静置する折り畳み静置試験を行った。そして、折り畳み静
置試験後に片方の辺部から固定部を外すことによって、折り畳み状態を開放して、室温で
30分後に光学フィルムが自然に開く角度である開き角(
図4(B)参照)を測定したと
ころ、実施例1~4に係る光学フィルムの開き角は100°以上であり、実施例5に係る
光学フィルムの開き角よりも大きかった。この結果から、剪断貯蔵弾性率G´が800M
Pa未満とすると、復元性が良好となることが確認された。なお、開き角としては、ハー
ドコート層が内側となるように折り畳む場合と、ハードコート層が外側となるように折り
畳む場合との両方で折り畳み静置試験をし、角度が小さい方を採用した。
【0219】
また、実施例1~6に係る光学フィルムの第1のハードコート層および第2のハードコ
ート層のマルテンス硬度を用いて測定したところ、第1のハードコート層のマルテンス硬
度は830MPaであり、第2のハードコート層のマルテンス硬度は500MPaであっ
た。マルテンス硬度は、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 Tri
boIndenter」を用いて、以下の測定条件で、第1のハードコート層および第2
のハードコート層の断面中央においてそれぞれBerkovich圧子(三角錐)を50
0nm押し込み、一定時間保持して残留応力の緩和を行った後、除荷させて、緩和後の最
大荷重を計測し、該最大荷重Pmax(μN)と深さ500nmのくぼみ面積A(nm2
)とを用い、Pmax/Aにより算出した。マルテンス硬度は、10箇所測定して得られ
た値の算術平均値とした。
(測定条件)
・荷重速度:10nm/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:10nm/秒
・測定温度:25℃
【0220】
また、実施例1~6に係る光学フィルムの表面(ハードコート層の表面)に対し、#0
000番のスチールウール(製品名「BON STAR」、日本スチールウール株式会社
製)を用いて、1kg/cm2の荷重をかけながら、速度50mm/秒で10回往復摩擦
し、その後の光学フィルムの表面に傷の有無を目視により確認したところ、傷が確認され
なかった。