JP7017628B2 - 光学フィルム、偏光板、液晶パネル、タッチパネル及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
ガラス代替材料の樹脂フィルムとして、例えば、特許文献1には、面内に複屈折を有する透明基材の一方の面上に、樹脂板が設けられた樹脂積層板であって、この面内に複屈折を有する透明基材が8000nm以上のリタデーションを有する樹脂積層板が記載されている。
(1)
樹脂フィルムと、この樹脂フィルムの少なくとも片面に配された衝撃吸収層とを有する光学フィルムであって、上記衝撃吸収層の、25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’が1GPa以下である光学フィルム。
(2)
上記衝撃吸収層の膜厚が10μm~80μmである(1)に記載の光学フィルム。
(3)
上記樹脂フィルムの、上記衝撃吸収層が配された面とは反対側の面にハードコート層を有する、(1)又は(2)に記載の光学フィルム
(4)
(1)又は(2)に記載の光学フィルムを有する偏光板。
(5)
(3)に記載の光学フィルムを有する偏光板。
(6)
(4)に記載の偏光板をリア側偏光板として有する液晶パネル。
(7)
(5)に記載の偏光板をフロント側偏光板として有する液晶パネル。
(8)
(4)に記載の偏光板をリア側偏光板として有し、かつ(5)に記載の偏光板をフロント側偏光板として有する液晶パネル。
(9)
上記リア側偏光板の上記光学フィルムが有する上記衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’rと、上記フロント側偏光板の上記光学フィルムが有する上記衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’fが、下記式を満たす(8)に記載の液晶パネル。
E’f-E’r≧0
(10)
タッチセンサーを備える、(6)~(9)のいずれかに記載の液晶パネル。
(11)
(1)~(3)のいずれかに記載の光学フィルムとタッチセンサーフィルムとを貼り合わせてなる、タッチパネル。
(12)
(11)に記載のタッチパネルを有する、(6)~(9)のいずれかに記載の液晶パネル。
(13)
(6)~(10)及び(12)のいずれかに記載の液晶パネルを有する画像表示装置。
本明細書において、ある基の炭素数を規定する場合、この炭素数は、基全体の炭素数を意味する。つまり、この基が更に置換基を有する形態である場合、この置換基を含めた全体の炭素数を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートの一方又は両方の意味で用いられる。また、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基の一方又は両方の意味で用いられる。「(メタ)アクリル」は、アクリルとメタクリルの一方又は両方の意味で用いられる。
本明細書において、「(共)重合体」とは、単独重合体と共重合体の一方又は両方の意味で用いられる。
本明細書に記載の各成分は、この成分を、一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。また、各成分の含有量は、構造の異なる二種以上を併用する場合には、それらの合計含有量を意味する。
本明細書において、衝撃吸収層における固形分及びハードコート層における固形分とは、いずれも、溶媒を含有する組成物を用いて塗布、乾燥して層を形成した際に、層中に残存する成分を意味する。すなわち、溶媒以外の成分である。
本明細書において、各層の厚み及び引張変形モードでの貯蔵弾性率は、実施例記載の方法により測定されるものである。
本発明の光学フィルムは、タッチパネルの前面板又はタッチパネルディスプレイ(タッチセンサー機能を備える画像表示装置)の前面板として用いたり、偏光板を構成する保護フィルム(偏光板保護フィルムとも称す。)として用いたりすることにより、液晶セルなどのディスプレイ内部材の破壊を効果的に抑制することができる。また、本発明の光学フィルムは、偏光フィルム、位相差フィルム及び液晶表示用の輝度向上フィルム等の光学フィルムとしても好適に用いることができる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載からより明らかになるであろう。
<<光学フィルム>>
本発明の光学フィルムの好ましい実施形態を図1に示す。図1に示す光学フィルム4Aは、樹脂フィルム1Aと、この樹脂フィルム1Aの片面に配された衝撃吸収層2Aとを有する光学フィルムである。上記衝撃吸収層は、後述する通り、25℃、周波数106Hz(1.0×106Hz)における貯蔵弾性率E’が特定の範囲の値を示す。本発明の光学フィルムは上記構成を有することにより優れた衝撃吸収性を実現し、例えば、タッチパネルの前面板又はタッチパネルディスプレイの前面板として用いたり、偏光板保護フィルムとして用いた場合には外部からの衝撃を受けてもディスプレイ内部材の損傷を防ぎ、その機能を維持することができる。
本発明の光学フィルムの膜厚は、衝撃吸収性の点から、20μm以上が好ましく、40μm以上がより好ましい。上限値は200μm以下であることが実際的である。
光学フィルムの波長550nmにおける面内方向のレターデーションは、干渉ムラを低減する点から、6000nmより小さいこと、すなわち6000nm未満であることが好ましく、1000nm以下がより好ましく、500nm以下が更に好ましく、50nm以下が更により好ましい。
ここで、光学フィルムの面内方向の位相差(レターデーション)は、光学フィルムに直線偏光を入射して、光学フィルムを通過した光を、進相軸及び遅相軸に沿った2つの直線偏光に分解した際に、進相軸での屈折率Nxと遅相軸での屈折率Ny及び光学フィルムの厚さd(単位:nm)とから下記式(A)により示されるR(単位:nm)として定義される。
R=d×(Nx-Ny) (A)
(樹脂フィルムの材質)
本発明に用いられる樹脂フィルムは、その材質は特に限定されない。
樹脂フィルムは、例えば、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)系樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)系樹脂フィルム等のセルロースエステル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタラート(PET)系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、ポリイミド系樹脂フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム、ポリアミドイミド系樹脂フィルム、及び、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体の樹脂フィルムを挙げることができる。上記樹脂フィルムは、アクリル系樹脂フィルム、セルロースエステル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタラート系樹脂フィルム及びポリカーボネート系樹脂フィルムのうちの1種が好ましく、透湿性の点から、セルロースエステル系樹脂フィルムがより好ましく、セルロースアセテート樹脂フィルムが更に好ましい。
尚、アクリル系樹脂フィルムとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうちの少なくとも1種以上の化合物から形成される重合体又は共重合体の樹脂フィルムをいう。アクリル系樹脂フィルムの例としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)フィルムが挙げられる。
樹脂の重量平均分子量は、引張弾性率を高める点から、10,000~1,000,000が好ましく、100,000~1,000,000がより好ましい。
また、樹脂フィルムの構成も限定されず、単層でも、2層以上からなる積層フィルムであってもよく、2層以上の積層フィルムが好ましい。積層フィルムの積層数は、2~10層が好ましく、2~5層がより好ましく、2層又は3層が更に好ましい。3層以上の場合、外層と外層以外の層(コア層等)とは、異なる組成のフィルムが好ましい。また、外層同士は、同じ組成のフィルムが好ましい。
具体的には、TAC-a/TAC-b/TAC-a、アクリル-a/PC/アクリル-a及びPET-a/PET-b/PET-aの積層構造を有するフィルム、並びに、ポリカーボネート系樹脂単層のフィルムが挙げられる。ここで、同じ符号(a又はb)を付けたフィルム同士(例えば、TAC-a同士)は、同じ組成のフィルムを示す。
樹脂フィルムは、上述の樹脂(材質)の他に添加剤を含有してもよい。添加剤としては、後述のハードコート層で記載する、無機粒子、マット粒子、紫外線吸収剤、含フッ素化合物、表面調整剤及びレベリング剤等が挙げられる。
後述の溶融製膜法では、上記添加剤と樹脂とを混合溶融した樹脂溶融物として、また、後述の溶液製膜法では、溶媒(後述のハードコートにおける記載を適用できる。)と樹脂と上記添加剤とを混合したドープ液として、樹脂フィルムの形成に用いることができる。
樹脂フィルムの引張弾性率は、例えば、樹脂フィルムを構成する樹脂の種類により変えることができ、一般に、樹脂の分子量及び結晶化度の少なくとも一方を高めることにより引張弾性率は高まる傾向がある。また、樹脂フィルムは、延伸により延伸方向の引張弾性率を高めることができる。樹脂フィルムが多層からなる場合にも、樹脂フィルムとしての引張弾性率を意味する。
樹脂フィルムの25℃における引張弾性率は、2.0GPa以上が好ましく、2.5GPa以上がより好ましく、3.0GPa以上が更に好ましく、3.5GPa以上が特に好ましく、4.0GPa以上が最も好ましい。上限値は、特に制限はないが、12.0GPa以下が実際的である。
測定方向に15cmの長さで、幅1cmの樹脂フィルムを測定用試料として切り出す。切り出した測定用試料を、引張試験機(東洋精機社製、商品名「ストログラフ-R2」)に、測定方向のチャック間隔が10cmとなるように設置し、測定温度25℃の条件下、延伸速度10mm/分でチャック間隔が広がるように延伸し、応力-ひずみ曲線を得る。規定された2点のひずみε1=0.0005及びε2=0.0025の間の曲線の線形回帰により、25℃における引張弾性率を算出する。
なお、樹脂フィルムが異方性を有する場合は、樹脂フィルムの厚み方向に垂直な面において、配向度の最も大きい配向方向を長辺とする測定用試料の引張弾性率と、この配向方向と直行する方向を長辺とする測定用試料の引張弾性率との平均を、樹脂フィルムの引張弾性率とする。
樹脂フィルムの膜厚は、衝撃吸収性の点から、80μm以上が好ましく、100μm以上がより好ましい。上限値に特に制限はないが、190μm以下が好ましい。なお、樹脂フィルムが上記の様に2層以上の積層フィルムである場合には、樹脂フィルムの膜厚は、積層フィルムでの膜厚を意味する。
本発明の光学フィルムの作製前後で、樹脂フィルムの厚みはほとんど変化しない。
また、本発明に用いられる樹脂フィルムは、易接着層を有していてもよい。易接着層は、特開2015-224267号公報の段落0098~0133に記載された偏光子側易接着層及び偏光子側易接着層の製造方法の内容を、本発明にあわせて本明細書に組み込むことができる。
この場合、易接着層は、本発明の光学フィルムにおける樹脂フィルムを構成する層とする。
樹脂フィルムは、いずれの方法で製膜してもよく、例えば溶融製膜法及び溶液製膜法が挙げられる。
樹脂フィルムを溶融製膜法で製膜する場合、樹脂を押出機で溶融する溶融工程と、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す工程と、フィルム状に成形する工程とを含むことが好ましい。樹脂の材質によっては、溶融工程の後に溶融樹脂のろ過工程を設けてもよく、シート状に押し出す際に冷却してもよい。
以下、具体的な溶膜製膜法を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記樹脂フィルムの製造方法は、樹脂を押出機で溶融する溶融工程と、溶融した樹脂をフィルターが設置されたろ過装置に通してろ過するろ過工程と、ろ過した樹脂をダイからシート状に押し出し、冷却ドラムの上に密着させることにより冷却固化して未延伸の樹脂フィルムを成形するフィルム成形工程と、未延伸の樹脂フィルムを、1軸又は2軸延伸する延伸工程とを有する。
このような構成により、樹脂フィルムを製造することができる。溶融した樹脂のろ過工程で使用されるフィルターの孔径が1μm以下であると、異物を十分に取り除くことができる。その結果、得られる樹脂フィルムのフィルム幅方向の表面粗さを制御することができる。
具体的には、樹脂フィルムの形成方法は下記工程を含むことができる。
上記樹脂フィルムの製造方法は、樹脂を押出機で溶融する溶融工程を含む。
樹脂、又は、樹脂と添加剤の混合物を含水率200ppm以下に乾燥した後、一軸(単軸)あるいは二軸の押出機に導入し溶融させることが好ましい。この時、樹脂の分解を抑制するために、窒素中あるいは真空中で溶融することも好ましい。詳細な条件は、特許第4962661号の<0051>~<0052>(US2013/0100378号公報の<0085>~<0086>)を援用して、これらの公報に従い実施でき、これらの公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
押出機は、一軸混練押出機が好ましい。
更に、溶融樹脂(メルト)の送り出し精度を上げるためギアポンプを使用することも好ましい。
上記樹脂フィルムの製造方法は、溶融した樹脂をフィルターが設置されたろ過装置に通してろ過するろ過工程を含み、ろ過工程で使用されるフィルターの孔径は1μm以下が好ましい。
このような孔径の範囲のフィルターを有するろ過装置は、ろ過工程において1セットのみ設置してもよく、2セット以上設置してもよい。
上記樹脂フィルムの製造方法は、ろ過した樹脂をダイからシート状に押し出し、冷却ドラムの上に密着させることにより冷却固化して未延伸の樹脂フィルムを成形するフィルム成形工程を含む。
樹脂フィルムが多層で押出されて製造される場合、全層の厚みに対する、得られる樹脂フィルムの好ましい内層の厚みは、50%以上99%以下が好ましく、より好ましくは60%以上99%以下、更に好ましくは70%以上99%以下である。このような積層は、フィードブロックダイ及びマルチマニホールドダイ等を用いることで実施できる。
ダイから押し出される樹脂の温度は、放射温度計(林電工製、型番:RT61-2、放射率0.95で使用)により樹脂の表面を非接触で測定することができる。
冷却ドラムの上に密着させる際の樹脂の温度は、放射温度計(林電工製、型番:RT61-2、放射率0.95で使用)により、樹脂の表面を非接触で測定することができる。
上記樹脂フィルムの製造方法は、未延伸の樹脂フィルムを、1軸又は2軸延伸する延伸工程を含む。
縦延伸工程(フィルムの搬送方向と同じ方向に延伸する工程)では、樹脂フィルムが予熱された後、樹脂フィルムが加熱された状態で、周速差のある(すなわち、搬送速度の異なる)ローラー群で搬送方向に延伸される。
(ThTD-max-ThTD-min)÷ ThTD-av×100 [%]
が幅方向の厚みの変動である。
(ThMD-max-ThMD-min)÷ ThMD-av×100 [%]
が長手方向の厚みの変動である。
樹脂フィルムを溶液製膜法で製膜する場合、ドープ液を流延バンド上に流延し、流延膜を形成する工程と、流延膜を乾燥する工程と、流延膜を延伸する工程とを含むことが好ましい。具体的には、特許第4889335号に記載の方法によって製膜するのが好ましい。
本発明では、以下の方法を採用することが好ましい。
例えば、特開平11-123732号公報に記載の、流延膜の乾燥速度を乾量基準の含有溶媒量で300質量%/min(=5質量%/s)以下とし、緩やかな乾燥を行う方法が挙げられる。また、特開2003-276037号公報に記載の、中間層であるコア層の両表面にスキン層(外層)を有する多層構造の流延膜の共流延法において、コア層を形成するドープ液の粘度を高めて流延膜の強度を確保するとともに、外層を形成するドープの粘度を低くする方法が挙げられる。更に、流延膜を急乾燥して流延膜表面に膜を形成し、形成された膜のレベリング効果により面状を平滑化する方法、及び、流延膜を延伸する方法なども好ましく挙げられる。
以下、2枚の樹脂フィルムを接着層により貼り合せてなる樹脂フィルムについて説明する。
接着層により貼り合せる2枚の樹脂フィルムは、同一のフィルムであることが、光学フィルムが曲がりにくい点から好ましい。
ここで「同一のフィルム」とは、樹脂フィルムを構成する樹脂の材質が同じ(例えば、いずれもTACフィルム)であることを意味する。なかでも、樹脂の分子量が同じであることが好ましく、樹脂の分子量及び結晶化度が同じであることがより好ましく、樹脂の分子量、結晶化度及び延伸率が同じであることが更に好ましい。また、上記に加えて、2枚の樹脂フィルムの厚みが同じであることもより好ましい。
なお、「同じ」とは、完全同一に限定されず、実質的に同一であることを含む。具体的には、同一の製造方法(膜厚、延伸等が同じになるような条件)で作製したものであり、この条件で生じる誤差が含まれる。
2枚の樹脂フィルムの厚みは、製造適性の点から、各々独立に、40~160μmが好ましく、50~160μmがより好ましく、80~160μmが更に好ましく、100~160μmが特に好ましい。
上記接着層とは、樹脂フィルム同士を貼り合わせる役割を果たす層であり、2枚の樹脂フィルムを接着する機能を有する限り特に制限されない。
接着層は、乾燥及び反応の少なくともいずれかにより接着性を発現する成分(接着剤)を含む組成物を用いて形成することが好ましい。例えば、硬化反応により接着性を発現する成分を含む組成物(以下、「硬化性組成物」と称す。)を用いて形成される接着層は、かかる硬化性組成物を硬化させてなる硬化層である。
ここで、セルロース誘導体とは、セルロースを変性したものを意味する。セルロース誘導体に特に制限はなく、公知のセルロース誘導体を使用することができる。例えば、HEC(ヒドロキシエチルセルロース)等を用いることができる。
樹脂の重量平均分子量は、引張弾性率を高める点から、1,000以上が好ましく、10,000以上がより好ましい。上限値に特に制限はないが、1,000,000以下が実際的である。
接着層の引張弾性率は、例えば、接着層を構成する樹脂の種類により変えることができ、一般に、樹脂の分子量及び結晶化度の少なくともいずれかを高めることにより引張弾性率は高まる傾向がある。また、接着層が架橋性基を持つ場合には、架橋剤などの添加によって接着層の架橋度を向上させることにより引張弾性率を高めることができる。更に、接着層に重合性化合物が含まれる場合は、重合性基を有する化合物の重合性基当量(この化合物の分子量を、この化合物に含まれる重合性基の総数で除した値)の低減、接着層の重合率の向上、接着層への高弾性物質(例えば無機粒子等)の添加、及び、剛直な分子構造(例えばアダマンタン骨格)を含む化合物の添加等により高まる傾向がある。
接着層の25℃における引張弾性率は、2.0GPa以上が好ましく、2.5GPa以上がより好ましく、3.0GPa以上が更に好ましく、3.5GPa以上が更により好ましく、4.0GPa以上が更により一層好ましく、4.5GPa以上が特に好ましく、5.0GPa以上が最も好ましい。上限値は、特に制限はないが、12.0GPa以下が実際的である。
なお、接着層の弾性率は、接着層形成用液を用いて作製される接着層の試料を用いて、上記樹脂フィルムの引張弾性率と同様の方法により試験し、算出することができる。
接着層の厚みは、2枚の樹脂フィルムを接着する点から10nm以上が好ましく、更に干渉ムラも低減する観点から10nm~10μmがより好ましく、10nm~5μmが更に好ましく、10nm~1μmが更により好ましい。
貼り合せる2枚の樹脂フィルムの25℃における引張弾性率と、接着層の25℃における引張弾性率との差は、各々独立に、4.0GPa以下が好ましく、3.5GPa以下がより好ましく、3.0GPa以下が更に好ましく、2.5GPa以下が更により好ましく、2.0GPa以下が更により一層好ましく、1.5GPa以下が特に好ましく、1.0GPa以下が最も好ましい。
接着層を付与される面には、接着層付与前に、ケン化処理、コロナ放電処理及びプラズマ処理等の少なくともいずれかの表面処理を施してもよい。
ケン化の方法については、特開2007-86748号公報の段落番号<0211>及び段落番号<0212>に記載されている方法を用いることができる。
例えば、水平方向又は鉛直方向に移動する帯状の長尺の第一の樹脂フィルム又は第二の樹脂フィルムの一方の面に、第二の樹脂フィルム又は第一の樹脂フィルムを同じ移動速度で接近させ、上記第一の樹脂フィルムと第二の樹脂フィルムとの間に位置するように、接着剤層となる接着剤を塗布し、ピンチロールで圧力をかけて二枚の樹脂フィルムを貼り合わせることができる。ここで、塗布される接着剤は、接着剤層を構成する材質を塗布できるように溶媒で希釈したものであってもよい。その場合、接着剤層中の溶媒を乾燥させ、二枚の樹脂フィルムの接着が完了する。この際の乾燥温度は、接着剤層中の溶媒種及び、二枚の樹脂フィルムの樹脂種及び厚みによるが、例えば接着剤層中の溶媒が水である場合、30~85℃であることが好ましく、更に好ましくは45~80℃である。
本発明の光学フィルムは、樹脂フィルムの少なくとも片面に衝撃吸収層を有する。この衝撃吸収層は、25℃、周波数106Hz(1.0×106Hz)における貯蔵弾性率E’が1GPa以下(1.0×103MPa以下)を満たす。上記衝撃吸収層は、外部から受ける衝撃を十分に吸収することができる。そのため、例えば、本発明の光学フィルムをタッチパネルの前面板又はタッチパネルディスプレイの前面板として使用したり、偏光板保護フィルムとして用いた場合には、ディスプレイ内部材の破損を防ぐことができる。
なお、リア側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合、最も反視認側に位置する衝撃吸収層が、上記好ましい貯蔵弾性率E’を有することが好ましい。
なお、フロント側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合、最も視認側に位置する衝撃吸収層が、上記好ましい貯蔵弾性率E’を有することが好ましい。
なお、リア側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合、最も反視認側に位置する衝撃吸収層が、上記の好ましいtanδの極大値を有することが好ましい。
また、フロント側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合、最も視認側に位置する衝撃吸収層が、上記の好ましいtanδの極大値を有することが好ましい。
なお、リア側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合、最も反視認側に位置する衝撃吸収層が、上記の好ましいtanδの規定を満たすことが好ましい。
本発明では、動的粘弾性測定装置を用いた引張変形モードにより、上記の25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’を求める。また、衝撃吸収層の25℃における周波数とtanδの関係についても同様に、動的粘弾性測定装置を用いた引張変形モードにより周波数-tanδのグラフを作成し、tanδの極大値及び極大値を示す周波数を求める。
具体的には、下記に記載の方法による。
後述する衝撃吸収層形成用組成物等の、衝撃吸収素材(衝撃吸収層材料又は衝撃吸収層構成材料とも称す)を溶剤に溶解、又は溶融させて得られた塗布液)を、剥離処理が施された剥離PET(ポリエチレンテレフタレート)シートの剥離処理面に、乾燥後の厚みが40μmになるよう塗布、乾燥させた後、剥離PETシートから衝撃吸収層を剥離し衝撃吸収層の試験片を作製する。
<測定方法>
動的粘弾性測定装置((株)アイティー計測制御社製、商品名:DVA-225)を用いて、あらかじめ温度25℃、相対湿度60%雰囲気下で2時間以上調湿した上記試験片について、「ステップ昇温・周波数分散」モードにおいて下記条件において測定を行った後、「マスターカーブ」編集にて25℃における周波数に対する、tanδ、貯蔵弾性率及び損失弾性率のマスターカーブを得る。得られたマスターカーブからtanδの極大値及び極大値を示す周波数を求める。
試料:5mm×50mm
試験モード:引張変形モード
つかみ間距離:20mm
設定歪み:0.10%
測定温度:-100℃~40℃
昇温条件:2℃/min
上記の25℃、周波数106Hz(1.0×106Hz)における貯蔵弾性率E’が1GPa以下である衝撃吸収層を構成する衝撃吸収層構成材料としては、本発明の光学フィルムをタッチパネルの前面板又はタッチパネルディスプレイの前面板として用いたり、偏光板保護フィルムとして用いた場合に、表示内容の視認性を確保できる透明性を有し、かつ外部からの衝撃に由来するディスプレイ内部材の破損を防ぐことができるものであれば、樹脂から構成されていてもよいし、エラストマー(油展ゴムを含む)から構成されていてもよい。
上記樹脂のなかでも、(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。
ただし、上記共役ジエンのブロック(共)重合体は、ポリスチレンブロックを含むことはない。
上記エラストマーとしては、(メタ)アクリル系ブロック(共)重合体又はスチレン系ブロック(共)重合体及びその水素添加物が好ましい。(メタ)アクリル系ブロック(共)重合体としては、ポリメタクリル酸メチルとポリn-ブチルアクリレートとのブロック共重合体(「PMMA-PnBAブロック共重合体」とも呼ぶ)等が好ましく挙げられる。スチレン系ブロック(共)重合体及びその水素添加物としては、イソプレン及びブタジエンの少なくとも一方を含むポリマーとポリスチレンとのブロック共重合体並びにその水素添加物等が好ましく挙げられる。上記イソプレン及びブタジエンの少なくとも一方を含むポリマーは、イソプレン及びブタジエン以外の構成成分として、例えば、ブテンを含んでいてもよい。
なかでも、上記エラストマーは、(メタ)アクリル系ブロック(共)重合体又はスチレン系ブロック(共)重合体の水素添加物がより好ましく、PMMA-PnBA共重合体、又は、イソプレン及びブタジエンの少なくとも一方を含むポリマーとポリスチレンとのブロック共重合体の水素添加物がさらに好ましい。
衝撃吸収層は上記の樹脂及びエラストマーのうちの少なくとも一種を用いて構成されることが好ましい。
これらの樹脂又はエラストマーは、衝撃吸収層を構成する場合、これらの樹脂又はエラストマー(重合体)のみを構成材料とすることもできる。
また、後記のように、上記の樹脂又はエラストマーに加え、各種添加剤を用いて衝撃吸収層を構成する場合、衝撃吸収層における上記の貯蔵弾性率を考慮すると、衝撃吸収層を構成する固形分中、上記の樹脂又はエラストマーの含有量は、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。また、上記の樹脂又はエラストマーの含有量に特に制限はないが、例えば、99.9質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下がさらに好ましい。
上記の樹脂又はエラストマーと共に後記重合性基含有化合物及び重合開始剤を用いて衝撃吸収層を形成する場合、及び、上記の樹脂又はエラストマーを用いずに後記重合性基含有化合物及び重合開始剤を用いて衝撃吸収層を形成する場合の、これらの構成材料(樹脂、エラストマー、重合性基含有化合物及び重合開始剤)の全固形分中における含有量は、上記の樹脂又はエラストマーの含有量の記載を適用することができる。
以下、衝撃吸収層の形成に用いられる組成物を、衝撃吸収層形成用組成物と称す。
なお、衝撃吸収層は、上記の樹脂又はエラストマーを含有せず、重合性基含有化合物及び重合開始剤を少なくとも有する衝撃吸収層形成用組成物を用いて形成されることも好ましい。なかでも、重合性基としてラジカル重合性基を有するポリイソプレン等のゴムと重合開始剤とを有する組成物を用いて、硬化させて得られる衝撃吸収層が好ましく挙げられる。
衝撃吸収層の厚みは、衝撃吸収性をより向上させる観点から1μm以上100μm以下が好ましく、5μm以上80μm以下がより好ましく、10μm以上80μm以下が更に好ましい。
衝撃吸収層の形成方法には特に限定はなく、例えば、コーティング法、キャスト法(無溶剤キャスト法及び溶剤キャスト法)、プレス法、押出法、射出成形法、注型法及びインフレーション法等が挙げられる。詳細には、上記衝撃吸収層構成材料を溶媒に溶解若しくは分散させた液状物、又は上記衝撃吸収材料を構成する成分(具体的には、上記樹脂又はエラストマー等)の溶融液を調製し、次いで、この液状物又は溶融液を樹脂フィルムに塗布し、その後、必要により溶媒の除去等をすることにより、樹脂フィルム(又はHC層付き樹脂フィルムの樹脂フィルム)上に衝撃吸収層を作製することができる。
上記溶媒は特に制限されず、例えば、HC層形成用硬化性組成物における溶媒の記載を適用することができ、メチルイソブチルケトン及びトルエン等が好ましく挙げられる。
また、溶媒と固形分との配合比についても、特に制限されず、適宜調整することができる。例えば、溶媒と固形分の合計量に対し、固形分の割合は10~90質量%とすることができる。
上記重合性基含有化合物を含有する場合には、電子線照射、紫外線照射及び架橋剤を用いるいずれかの方法による架橋を行い、衝撃吸収層を形成することが好ましい。
本発明の光学フィルムは、衝撃吸収層の樹脂フィルムとは反対側の面に、剥離可能な保護フィルム層を設けることが好ましい。かかる保護フィルム層を有することにより、使用前の光学フィルムが有する衝撃吸収層の破損並びに埃及び汚れ等の付着を防ぐことができ、使用時には上記保護フィルム層を剥がすことで使用することができる。
なお、上記衝撃吸収層の保護フィルム層は、使用時には剥離して使用する点で、構成部材として製品中に組み込まれた状態で使用される偏光板の保護フィルム等とは、異なるものを意味する。
本発明の光学フィルムは、図2に示すように、樹脂フィルム1Aの衝撃吸収層2Aが配されたのとは逆面にハードコート層(HC層、3A)を有してもよい。このハードコート層を有する本発明の光学フィルムは、フロント側偏光板の保護フィルム又はタッチパネルの前面板として用いてもよい。この場合、ハードコート層が視認側に配され、かつ、衝撃吸収層が偏光子と対向している。すなわち、フロント側偏光板としては、視認側から、ハードコート層、樹脂フィルム、衝撃吸収層及び偏光子の順に配された積層構造を有し、タッチパネルの前面板としては、視認側から、ハードコート層、樹脂フィルム、衝撃吸収層及びタッチセンサーフィルムの順に配された積層構造を有している。
以下、HC層の具体的態様を説明するが、本発明は下記態様に限定されるものではない。
本発明における含フッ素化合物は、含ポリシロキサン化合物と併用することでHC層に耐擦性を付与できるものであれば、特に制限されることなく、分子中にフッ素原子を有する化合物を用いることができる。含フッ素化合物としては、防汚剤の性質を示す含フッ素防汚剤が好ましく用いられる。
この置換基は重合性基が好ましく、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、縮重合性及び付加重合性のうちいずれかを示す重合性反応基であればよく、好ましい置換基の例としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基及びアミノ基等が挙げられる。その中でもラジカル重合性基が好ましく、中でもアクリロイル基又はメタクリロイル基が特に好ましい。
含フッ素化合物は、フッ素原子を含まない化合物を共重合成分とする、ポリマーであってもオリゴマーであってもよい。
一般式(F):
(Rf)-[(W)-(RA)n]m
(式中、Rfは(パー)フルオロアルキル基又は(パー)フルオロポリエーテル基を表し、Wは単結合又は連結基を表し、RAは重合性不飽和基を表す。nは1~3の整数を表す。mは1~3の整数を表す。ただし、Wにおける連結基の価数は(n+1)価である。)
ここで、(パー)フルオロアルキル基は、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換されたフルオロアルキル基及びパーフルオロアルキル基のうち少なくとも1種を表し、(パー)フルオロポリエーテル基は、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換されたフルオロポリエーテル基及びパーフルオロポリエーテル基のうち少なくとも1種を表す。耐擦性の観点では、Rf中のフッ素原子の含有率は高いほうが好ましい。
(パー)フルオロアルキル基は、直鎖構造(例えば-CF2CF3、-CH2(CF2)4H、-CH2(CF2)8CF3及び-CH2CH2(CF2)4H)であっても、分岐構造(例えば-CH(CF3)2、-CH2CF(CF3)2及び-CH(CH3)CF2CF3及び-CH(CH3)(CF2)5CF2H)であっても、脂環式構造(好ましくは5員環又は6員環で、例えばパーフルオロシクロへキシル基及びパーフルオロシクロペンチル基並びにこれらの基で置換されたアルキル基)であってもよい。
上記p及びqはそれぞれ独立に0~20の整数を表す。ただしp+qは1以上の整数である。
p及びqの総計は1~83が好ましく、1~43がより好ましく、5~23が更に好ましい。
上記含フッ素防汚剤は、耐擦性に優れるという観点から-(CF2O)p-(CF2CF2O)q-で表されるパーフルオロポリエーテル基を有することが特に好ましい。
Wとして、好ましくは、エチレン基、より好ましくは、カルボニルイミノ基と結合したエチレン基である。
Rf2(CF2CF2)pR22CH2CH2R21OCOCR11=CH2
F(CF2)q-CH2-CHX-CH2Y
(式中、qは1~20の整数、X及びYは(メタ)アクリロイルオキシ基又は水酸基を示し、X及びYの少なくとも一方は(メタ)アクリロイルオキシ基である。)
F(CF2)rO(CF2CF2O)sCF2CH2OCOCR3=CH2
(式中R3は水素原子又はメチル基であり、sは1~20の整数であり、rは1~4の整数を表す。)
F(CF2)rO(CF2CF2O)sCF2CH2OH
(一般式(FG-3)中、sは1~20の整数の整数であり、rは1~4の整数を表す。)
これらは市販品を入手でき、その具体例としては、1H,1H-ペルフルオロ-3,6-ジオキサヘプタン-1-オール(商品名「C5GOL」、エクスフロアー社製)、1H,1H-ペルフルオロ-3,6,9-トリオキサデカン-1-オール(商品名「C7GOL」、エクスフロアー社製)、1H,1H-ペルフルオロ-3,6-ジオキサデカン-1-オール(商品名「C8GOL」、エクスフロアー社製)、1H,1H-ペルフルオロ-3,6,9-トリオキサトリデカン-1-オール(商品名「C10GOL」、エクスフロアー社製)及び1H,1H-ペルフルオロ-3,6,9,12-テトラオキサヘキサデカン-1-オール(商品名「C12GOL」、エクスフロアー社製)等が挙げられる。
本発明においては、1H,1H-ペルフルオロ-3,6,9,12-テトラオキサトリデカン-1-オールを用いることが好ましい。
(b-2):F9C4OC2F4OC2F4OCF2CH2OCOC(CH3)=CH2
Rf3-[(O)c(O=C)b(CX4X5)a-CX3=CX1X2]
(式中、X1及びX2は、H又はFを表し、X3はH、F、CH3又はCF3を表し、X4及びX5は、H、F又はCF3を表し、a、b及びcは0又は1を表し、Rf3は炭素数18~200であって、エーテル結合を含む含フッ素有機基を表す。)
上記一般式(F-3)’で表される化合物は、Rf3基中に、一般式(FG-3)’:-(CX6 2CF2CF2O)- (式中、X6はF又はH)で示される繰り返し単位を6個以上有する、含フッ素不飽和化合物である。
(c-1) Rf3-[(O)(O=C)b-CX3=CX1X2]
(c-2) Rf3-[(O)(O=C)-CX3=CX1X2]
(c-3) Rf3-[(O)c(O=C)-CF=CH2]
などを挙げることができる((c-1)~(c-3)における各記号の定義は一般式(FG-3)’と同義である。)。
上記含フッ素ポリエーテル化合物の重合性不飽和基としては、以下の構造を含むものを好ましく用いることができる。
本発明においては、-O(C=O)CF=CH2の構造を有する化合物が重合(硬化)反応性が特に高く、効率よく硬化物を得ることができる点で好ましい。
また上記含フッ素ポリエーテル鎖の繰り返し単位が6個以上の化合物を含む混合物でもよく、混合物の形で使用する場合、上記繰り返し単位が6個未満の含フッ素不飽和化合物と6個以上の含フッ素不飽和化合物との分布において、ポリエーテル鎖の繰り返し単位が6個以上の含フッ素不飽和化合物の存在比率が最も高い混合物とすることが好ましい。
一般式(FG-3)’で表される含フッ素ポリエーテル鎖の繰り返し単位は6個以上であり、10個以上が好ましく、18個以上がより好ましく、20個以上がさらに好ましい。これによって、動摩擦係数を低減し、耐擦性を向上することができる。また、含フッ素ポリエーテル鎖はRf3基の末端にあっても、鎖中に存在していてもよい。
一般式(c-4):
R4-(CX6 2CF2CF2O)t-(R5)e-(式中、X6は式(FG-3)’で表される含フッ素ポリエーテル鎖中のX6と同義であり、R4は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、含フッ素アルキル基、エーテル結合を含むアルキル基又はエーテル結合を含む含フッ素アルキル基を表し、R5は二価以上の有機基を表し、tは6~66の整数を表し、eは0又は1を表す。)で表される基が好ましい。
つまり、Rf3基は、二価以上の有機基R5を介して、反応性の炭素-炭素二重結合と結合し、更に末端にR4を有する含フッ素有機基であることが好ましい。
R5は一般式(FG-3)’で表される含フッ素ポリエーテル鎖を反応性の炭素-炭素二重結合に結合させることができる有機基であれば、如何なるものでもよい。例えば、アルキレン基、含フッ素アルキレン基、エーテル結合を含むアルキレン基及びエーテル結合を含む含フッ素アルキレン基が挙げられる。中でも含フッ素アルキレン基及びエーテル結合を含む含フッ素アルキレン基の少なくともいずれかが、透明性及び低屈折率性の点で好ましい。
(Rf1)-[(W)-(RA)n]m
(一般式(F-4)中、Rf1は(パー)フルオロアルキル基又は(パー)フルオロポリエーテル基を表し、Wは連結基を表し、RAは重合性不飽和基を表す。nは1~3の整数を表し、mは1~3の整数を表し、nとmは同時に1であることはない。)
撥水撥油性に優れると共に撥水撥油性の持続(防汚耐久性)に優れるという観点からnが2又は3、mが1~3の整数であることが好ましく、nが2又は3、mが2又は3であることがより好ましく、nが3、mが2又は3であることが更に好ましい。
一般式(F-4)で表される化合物の好ましい具体例及び合成方法は国際公開第2005/113690号公報に記載されている。
(d-2):HFPO-CONH-C-(CH2OCOCH=CH2)2H
(d-3):HFPO-CONH-C3H6NHCH3とトリメチロールプロパントリアクリレートの1:1マイケル付加重合物
(d-4):(CH2=CHCOOCH2)2H-C-CONH-HFPO-CONH-(CH2OCOCH=CH2)2H
(d-5):(CH2=CHCOOCH2)3-C-CONH-HFPO-CONH-C-(CH2OCOCH=CH2)3
CH2=CX1-COO-CHY-CH2-OCO-CX2=CH2
(式中X1及びX2は、水素原子又はメチル基を示し、Yは、フッ素原子を3個以上有する炭素数2~20のフルオロアルキル基又はフッ素原子を4個以上有する炭素数4~20のフルオロシクロアルキル基を示す。)
重合性不飽和基を有する含フッ素化合物の重量平均分子量(Mw)は、分子排斥クロマトグラフィー、例えばゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定できる。
本発明で用いられる含フッ素化合物のMwは400以上50000未満が好ましく、400以上30000未満がより好ましく、400以上25000未満が更に好ましい。上記好ましい下限値以上であると、防汚剤のHC層中での表面移行性が高くなるため好ましい。また、上記好ましい上限値未満であると、HC層形成用硬化性組成物を塗布してから硬化する工程の間に、含フッ素化合物の表面移行性が妨げられず、HC層表面への偏在がより均一に起こりやすくなり、耐擦性及び膜硬度が向上するため好ましい。また、含フッ素化合物は重量平均分子量に関して多峰性であってもよい。
含フッ素化合物の添加量は、HC層形成用硬化性組成物中の全固形分に対して、0.01~5質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.5~5質量%が更に好ましく、0.5~2質量%が特に好ましい。添加量が上記好ましい上限値以上であると、スチールウールに対する摩擦係数を低減でき、耐擦性がより向上される。また、添加量が上記好ましい下限値以下であると、HC層形成用硬化性組成物中の重合性化合物(HC層を形成する際の樹脂成分)との混合が不十分な含フッ素化合物が表面に析出することがなく、HC層が白化したり表面に白粉を生じたりすることが抑制されるため好ましい。
なお、HC層が後述する2層以上の積層構造である場合には、含フッ素化合物及び含ポリシロキサン化合物を含有するHC層を形成する、HC層形成用硬化性組成物中での添加量を意味する。
本発明における含ポリシロキサン化合物は、含フッ素化合物と併用することでHC層に防汚性を付与できるものであれば、特に制限されることなく、分子中にポリシロキサン構造を有する化合物を用いることができる。
含ポリシロキサン化合物が有するポリシロキサン構造としては、直鎖状、分岐状及び環状のいずれでもよい。
含ポリシロキサン化合物としては、防汚剤の性質を示すポリシロキサン防汚剤が好ましく用いられる。
RaRA bSiO(4-a-b)/2
(式中、Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基又はフェニル基であり、RAは重合性不飽和基を含有する有機基であり、0<aであって、0<bであり、a+b<4である。)
ポリシロキサン防汚剤においても、膜強度の観点から一分子中に重合性不飽和基を複数有することが好ましく、一分子中に重合性不飽和基を複数有するポリジメチルシロキサンであることがより好ましい。
この置換基は重合性基が好ましく、ラジカル重合性、カチオン重合性、アニオン重合性、縮重合性及び付加重合性のうちいずれかを示す重合性基記基であればよい。好ましい置換基の例としては(メタ)アクリロイル基、((メタ)アクリロイルオキシ)基、ビニル基、アリル基、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、カルボキシル基及びアミノ基などを含む基が挙げられる。なかでも、ラジカル重合性基が好ましく、特に(メタ)アクリロイルオキシ基が防汚性を向上する観点で好ましい。
また、化合物中の上記置換基数は、官能基等量として100~10000g/molが膜強度と防汚性とを両立する観点から好ましく、100~3000g/molがより好ましく、100~2000g/molが更に好ましく、100~1000g/molが特に好ましい。官能基当量を上記好ましい下限値以上にすることで、HC層形成用硬化性組成物中の重合性化合物(HC層を形成する際の樹脂成分)と必要以上に相溶することがなく、防汚剤のHC層中での表面移行性が高くなるため好ましい。官能基当量を上記好ましい上限値以下にすることで、膜硬度を向上し、防汚性を向上させることができるため好ましい。
ポリシロキサン構造を有する添加剤としては、ポリシロキサン(例えば“KF-96-10CS”、“KF-100T”、“X-22-169AS”、“KF-102”、“X-22-3701IE”、“X-22-164”、“X-22-164A”、“X-22-164AS”、“X-22-164B”、“X-22-164C”、“X-22-5002”、“X-22-173B”、“X-22-174D”、“X-22-167B”及び“X-22-161AS”(商品名)、以上、信越化学工業(株)製;“AK-5”、“AK-30”及び“AK-32”(商品名)、以上東亜合成(株)製;「サイラプレーンFM0725」及び「サイラプレーンFM0721」(商品名)、以上チッソ(株)製;“DMS-U22”、“RMS-033”及び“UMS-182”(商品名)、以上Gelest製;「アクリット8SS-723」(商品名)、以上大成ファインケミカル(株)製等)を添加するのも好ましい。また、特開2003-112383号公報の表2、表3に記載のポリシロキサン系化合物も好ましく使用できる。
含ポリシロキサン化合物の重量平均分子量は、300以上が好ましく、300以上100000以下がより好ましく、300以上30000以下が更に好ましい。含ポリシロキサン化合物の重量平均分子量が300以上であると、含ポリシロキサン化合物のHC層表面への偏在化が促進され、耐擦性及び硬度がより向上される。
含ポリシロキサン化合物の添加量は、HC層形成用硬化性組成物中の全固形分に対して、0.01~5質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.5~5質量%が更に好ましく、0.5~2質量%が特に好ましい。添加量が上記好ましい下限値以上であると、防汚性をより向上することができる。また、添加量が上記好ましい上限値以下であると、HC層形成用硬化性組成物中の重合性化合物(HC層を形成する際の樹脂成分)との混合が不十分な含ポリシロキサン化合物が表面に析出することがなく、HC層が白化したり表面に白粉を生じたりすることが抑制されるため好ましい。
なお、HC層が後述する2層以上の積層構造である場合には、含ポリシロキサン化合物を含有するHC層を形成する、HC層形成用硬化性組成物中での添加量を意味する。
本発明において、光学フィルムにおけるハードコート層の表面粗さSaとは、樹脂フィルムとハードコート層が積層された状態での、樹脂フィルムを有する面とは反対側の面の表面粗さ(以下、単に表面粗さSaとも称す。)を意味する。
ハードコート層の表面粗さSaは、測定視野4mm×5mmで、60nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下が更に好ましい。下限値は1nm以上であることが実際的である。
なお、ハードコート層が、樹脂フィルムを有する面とは反対側の面(以下、視認側の面とも称す。)に、後述するその他の層を有する場合には、上記「ハードコート層の表面粗さSa」は、ハードコート層が光学フィルムの視認側最表面に位置する光学フィルムの状態で測定される、ハードコート層の表面粗さSaを意味する。
本発明に用いられるHC層は、HC層形成用硬化性組成物に活性エネルギー線を照射し、硬化することで得ることができる。なお本明細書において、「活性エネルギー線」とは、電離放射線をいい、X線、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、α線、β線及びγ線等が包含される。
また、本発明におけるHC層は、分子中に重合性基を有する含ポリシロキサン化合物と、分子中に重合性基を有する含フッ素化合物と、これらの化合物以外の、分子中に重合性基を有する重合性化合物とを含有するHC層形成用硬化性組成物に、活性エネルギー線を照射し、重合硬化することで得られることが好ましい。この場合、含ポリシロキサン化合物、含フッ素化合物及び重合性化合物が有する重合性基は、ラジカル重合性基であることがより好ましい。
本発明に用いられるHC層は、1層構造でも2層以上の積層構造であってもよく、下記に詳細を記載する1層構造又は2層以上の積層構造からなるHC層が好ましい。
1層構造のHC層形成用硬化性組成物の好ましい態様としては、第一の態様として、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性化合物を少なくとも一種含むHC層形成用硬化性組成物を挙げることができる。エチレン性不飽和基とは、エチレン性不飽和二重結合を含有する官能基をいう。
(b-1)アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に2個以上含むラジカル重合性化合物と;
(A)カチオン重合性化合物と;
を含むHC層形成用硬化性組成物を挙げることができる。
(b-1)アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に2個以上含むラジカル重合性化合物と;
(A)カチオン重合性化合物と;
ラジカル光重合開始剤と;
カチオン光重合開始剤と;
を含むHC層形成用硬化性組成物を挙げることができる。以下において、本態様を、第二の態様(1)と記載する。
(a-1)脂環式エポキシ基及びエチレン性不飽和基を含み、1分子中に含まれる脂環式エポキシ基の数が1個であり、かつ1分子中に含まれるエチレン性不飽和基の数が1個であり、分子量が300以下であるカチオン重合性化合物と;
(b-2)1分子中に3個以上のエチレン性不飽和基を含むラジカル重合性化合物と;
(c)ラジカル重合開始剤と;
(d)カチオン重合開始剤と;
を含むHC層形成用硬化性組成物を挙げることができる。以下において、本態様を、第二の態様(2)と記載する。第二の態様(2)のHC層形成用硬化性組成物を硬化したHC層は、好ましくは、HC層の全固形分を100質量%とした場合に、上記(a-1)由来の構造を15~70質量%、上記(b-2)由来の構造を25~80質量%、上記(c)を0.1~10質量%、上記(d)を0.1~10質量%含むことができる。また、一態様では、第二の態様(2)のHC層形成用硬化性組成物は、このHC層形成用硬化性組成物の全固形分を100質量%とした場合に、上記(a-1)を15~70質量%含むことが好ましい。なお、「脂環式エポキシ基」とは、エポキシ環と飽和炭化水素環とが縮合した環状構造を有する1価の官能基をいうものとする。
(B)ラジカル重合性化合物
第二の態様のHC層形成用硬化性組成物は、少なくとも一種のラジカル重合性化合物(B)を含む。
ラジカル重合性化合物(B)としては、ラジカル重合可能な重合性基(ラジカル重合性基)を有するものであれば、何ら制限なく用いることができる。また、1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、少なくとも1個であればよい。すなわち、ラジカル重合性化合物(B)は、ラジカル重合性基を1分子中に1個含む単官能化合物であっても、2個以上含む多官能化合物であってもよい。多官能化合物に含まれるラジカル重合性基の数は、特に限定されるものではないが、例えば1分子中に2~6個である。また、多官能化合物の1分子中に2個以上含まれるラジカル重合性基は、同一であってもよく、構造が異なる二種以上であってもよい。
第二の態様(1)におけるラジカル重合性化合物(以下、ラジカル重合性化合物(b-1)と略す。)は、アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に2個以上含む。上記ラジカル重合性化合物(b-1)は、アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を、1分子中に、好ましくは例えば2~10個含むことができ、より好ましくは2~6個含むことができる。
GPC装置:HLC-8120(東ソー社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL-M(東ソー社製、内径7.8mm×カラム長30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン
また、第二の態様(1)のHC層形成用硬化性組成物の第一のラジカル重合性化合物の含有量は、組成物全量100質量%に対して、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。一方、第一のラジカル重合性化合物の含有量は、組成物全量100質量%に対して、98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましい。
第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、好ましくは、少なくとも2個であり、より好ましくは3個以上であり、更に好ましくは4個以上である。また、第二のラジカル重合性化合物の1分子中に含まれるラジカル重合性基の数は、一態様では、例えば10個以下であるが、10個超であってもよい。また、第二のラジカル重合性化合物としては、分子量が200以上1000未満のラジカル重合性化合物が好ましい。
第二のラジカル重合性化合物は2種以上併用してもよい。この場合、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”(日本化薬社製)などを好ましく用いることができる。
(b-2)成分としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、ビニルベンゼン及びその誘導体、ビニルスルホン並びに(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。中でも、アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に3個以上含むラジカル重合性化合物が好ましい。具体例としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルであって、1分子中に3個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を挙げることができる。より詳しくは、例えば、(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-シ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、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサトリアクリレート、1,2,4-シクロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート及びペンタグリセロールトリアクリレート等が挙げられる。なお上記の「(ジ)ペンタエリスリトール」とは、ペンタエリスリトールとジペンタエリスリトールの一方又は両方の意味で用いられる。
アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に3個以上含む樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、スピロアセタール系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリチオールポリエン系樹脂及び多価アルコール等の多官能化合物等の重合体等も挙げられる。
更に、アクリロイル基及びメタクリロイル基のうちの少なくとも一方のラジカル重合性基を1分子中に3個以上含むラジカル重合性化合物の具体例としては、日本化薬社製の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及び同GPO-303、大阪有機化学工業社製のV#400及び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及び同UV-2750B(いずれも日本合成化学社製)、UL-503LN(共栄社化学社製)、ユニディック17-806、同17-813、同V-4030及び同V-4000BA(いずれも大日本インキ化学工業社製)、EB-1290K、EB-220、EB-5129、EB-1830及びEB-4358(いずれもダイセルUCB社製)、ハイコープAU-2010及び同AU-2020(いずれもトクシキ社製)、アロニックスM-1960(東亜合成社製)、アートレジンUN-3320HA、UN-3320HC、UN-3320HS、UN-904及びHDP-4T等の3官能以上のウレタンアクリレート化合物、及び、アロニックスM-8100、M-8030及びM-9050(いずれも東亜合成社製)、並びに、KBM-8307(ダイセルサイテック社製)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。上記具体例は、いずれも商品名である。
また、(b-2)成分としては、一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。
第二の態様のHC層形成用硬化性組成物は、少なくとも一種のカチオン重合性化合物(A)を含む。
カチオン重合性化合物(A)としては、カチオン重合可能な重合性基(カチオン重合性基)を有するものであれば、何ら制限なく用いることができる。また、1分子中に含まれるカチオン重合性基の数は、少なくとも1個であればよい。すなわち、カチオン重合性化合物(A)は、カチオン重合性基を1分子中に1個含む単官能化合物であっても、2個以上含む多官能化合物であってもよい。多官能化合物に含まれるカチオン重合性基の数は、特に限定されるものではないが、例えば1分子中に2~6個である。また、多官能化合物の1分子中に2個以上含まれるカチオン重合性基は、同一であってもよく、構造が異なる二種以上であってもよい。
(1)カチオン重合性化合物として、含窒素複素環含有化合物を含む。好ましくは、含窒素複素環含有化合物が有する含窒素複素環は、イソシアヌレート環及びグリコールウリル環のうちの少なくとも1種である。含窒素複素環含有化合物は、より好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物である。更に好ましくは、イソシアヌレート環含有化合物は、1分子中に1つ以上のエポキシ環を含むエポキシ環含有化合物である。
(2)カチオン重合性化合物として、カチオン重合性基当量が150未満のカチオン重合性化合物を含む。好ましくは、エポキシ基当量が150未満のエポキシ基含有化合物を含む。
(3)カチオン重合性化合物が、エチレン性不飽和基を含む。
(4)カチオン重合性化合物として、1分子中に1個以上のオキセタン環を含むオキセタン環含有化合物を、他のカチオン重合性化合物とともに含む。好ましくは、オキセタン環含有化合物は、含窒素複素環を含まない化合物である。
また、上記HC層形成用硬化性組成物のカチオン重合性化合物(A)の含有量は、第一のラジカル重合性化合物の含有量とカチオン重合性化合物(A)との合計含有量100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上であり、より好ましくは0.1質量部以上であり、更に好ましくは1質量部以上である。一方、カチオン重合性化合物(A)の含有量は、第一のラジカル重合性化合物の含有量とカチオン重合性化合物(A)との合計含有量100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。
なお本明細書において、カチオン重合性基とラジカル重合性基をともに有する化合物は、カチオン重合性化合物(A)に分類し、HC層形成用硬化性組成物における含有量についても、この分類に従い規定するものとする。
HC層形成用硬化性組成物は重合開始剤を含むことが好ましく、光重合開始剤を含むことがより好ましい。ラジカル重合性化合物(B)を含むHC層形成用硬化性組成物は、ラジカル光重合開始剤を含むことが好ましく、カチオン重合性化合物(A)を含むHC層形成用硬化性組成物は、カチオン光重合開始剤を含むことが好ましい。なおラジカル光重合開始剤は一種のみ用いてもよく、構造の異なる二種以上を併用してもよい。この点は、カチオン光重合開始剤についても同様である。
以下、各光重合開始剤について、順次説明する。
ラジカル光重合開始剤としては、光照射により活性種としてラジカルを発生することができるものであればよく、公知のラジカル光重合開始剤を、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)ブタノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-(1-メチルビニル)フェニル]プロパノンオリゴマー、及び、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン等のアセトフェノン類;1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、及び、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)等のオキシムエステル類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、及び、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、オルト-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチル-ジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-N,N-ジメチル-N-[2-(1-オキソ-2-プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、及び、(4-ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド等のベンゾフェノン類;2-イソプロピルチオキサントン、4-イソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジクロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、及び、2-(3-ジメチルアミノ-2-ヒドロキシ)-3,4-ジメチル-9H-チオキサントン-9-オンメソクロリド等のチオキサントン類;2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルフォスフィンオキサイド、及び、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド類;等が挙げられる。また、ラジカル光重合開始剤の助剤として、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4’-ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、4,4’-ジエチルアミノベンゾフェノン、2-ジメチルアミノエチル安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、2,4-ジエチルチオキサントン及び2,4-ジイソプロピルチオキサントン等を併用してもよい。
以上のラジカル光重合開始剤及び助剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手も可能である。市販のラジカル光重合開始剤としては、BASF社製のイルガキュア(127,651,184,819,907,1870(CGI-403/Irg184=7/3混合開始剤),500,369,1173,2959,4265,4263及びOXE01)等、日本化薬社製のKAYACURE(DETX-S,BP-100,BDMK,CTX,BMS,2-EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC及びMCAなど)、並びに、サートマー社製のEsacure(KIP100F,KB1,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP150及びTZT)等を好ましい例として挙げられる。
カチオン光重合開始剤としては、光照射により活性種としてカチオン(酸)を発生することができるものであればよく、公知のカチオン光重合開始剤を、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、公知のスルホニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩(例えばジアリールヨードニウム塩)、トリアリールスルホニウム塩、ジアゾニウム塩及びイミニウム塩などが挙げられる。より具体的には、例えば、特開平8-143806号公報段落0050~0053に示されている式(25)~(28)で表されるカチオン光重合開始剤及び特開平8-283320号公報段落0020にカチオン重合触媒として例示されているもの等を挙げることができる。また、カチオン光重合開始剤は、公知の方法で合成可能であり、市販品としても入手可能である。市販品としては、例えば、日本曹達社製のCI-1370、CI-2064、CI-2397、CI-2624、CI-2639、CI-2734、CI-2758、CI-2823、CI-2855及びCI-5102等、ローディア社製のPHOTOINITIATOR2047等、ユニオンカーバイド社製のUVI-6974及びUVI-6990、並びに、サンアプロ社製のCPI-10Pを用いることができる。
HC層形成用硬化性組成物は、活性エネルギー線の照射により硬化する性質を有する少なくとも一種の成分と含フッ素化合物と含ポリシロキサン化合物とを含み、任意に少なくとも一種の重合開始剤を含むことができ、含むことが好ましい。それらの詳細は、先に記載した通りである。
次に、HC層形成用硬化性組成物に任意に含まれ得る各種成分について説明する。
HC層形成用硬化性組成物は、平均一次粒径が2μm未満の無機粒子を含むことができる。HC層形成用硬化性組成物を硬化したHC層を有する前面板の硬度向上(更にはこの前面板を有する液晶パネルの硬度向上)の観点からは、HC層形成用硬化性組成物及びこの組成物を硬化したHC層は、平均一次粒径が2μm未満の無機粒子を含むことが好ましい。無機粒子の平均一次粒径は、10nm~1μmであることが好ましく、10nm~100nmであることがより好ましく、10nm~50nmであることが更に好ましい。
無機粒子及び後述のマット粒子の平均一次粒径については、透過型電子顕微鏡(倍率50万~200万倍)で粒子の観察を行い、無作為に選択した粒子(一次粒子)100個を観察し、それらの粒径の平均値をもって平均一次粒径とする。
S-1 H2C=C(X)COOC3H6Si(OCH3)3
S-2 H2C=C(X)COOC2H4OTi(OC2H5)3
S-3 H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2
S-4 (H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH
S-5 H2C=C(X)COOC2H4OSO3H
S-6 H2C=C(X)COO(C5H10COO)2H
S-7 H2C=C(X)COOC5H10COOH
S-8 CH2CH(O)CH2OC3H6Si(OCH3)3
(Xは、水素原子又はメチル基を表す)
HC層形成用硬化性組成物は、マット粒子を含むこともできる。マット粒子とは、平均一次粒径が2μm以上の粒子をいうものとし、無機粒子であっても有機粒子であってもよく、又は無機と有機の複合材料の粒子であってもよい。マット粒子の形状は、球形及び非球形を問わない。マット粒子の平均一次粒径は、2~20μmであることが好ましく、4~14μmであることがより好ましく、6~10μmであることが更に好ましい。
HC層形成用硬化性組成物は、紫外線吸収剤を含有することも好ましい。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物及びトリアジン化合物を挙げることができる。ここでベンゾトリアゾール化合物とは、ベンゾトリアゾール環を有する化合物であり、具体例としては、特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。トリアジン化合物とは、トリアジン環を有する化合物であり、具体例としては、特開2013-111835号公報段落0033に記載されている各種トリアジン系紫外線吸収剤を挙げることができる。HC層中の紫外線吸収剤の含有量は、例えばHC層に含まれる樹脂(重合体成分)100質量部に対して0.1~10質量部程度であるが、特に限定されるものではない。また、紫外線吸収剤については、特開2013-111835号公報段落0032も参照できる。なお本明細書における紫外線とは200~380nmの波長帯域に発光中心波長を有する光をいうものとする。
HC層形成用硬化性組成物は、レベリング剤を含有することも好ましい。
レベリング剤としては、含フッ素ポリマーが好ましく用いられる。例えば、特許第5175831号に記載されているフルオロ脂肪族基含有ポリマーが挙げられる。またフルオロ脂肪族基含有ポリマー中、このポリマーを構成する成分として、同特許に記載の一般式(1)で表されるフルオロ脂肪族基含有モノマーの含有量が全重合単位の50質量%以下のフルオロ脂肪族基含有ポリマーをレベリング剤として用いることもできる。
なお、後述の(vi)その他の成分に記載するレベリング剤も、上記に加えて含有することができる。
HC層形成用硬化性組成物は、レベリング剤を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含まれている場合、その合計量が上記範囲となることが好ましい。
HC層形成用硬化性組成物は、溶媒を含むことも好ましい。溶媒としては、有機溶媒が好ましく、有機溶媒の1種又は2種以上を任意の割合で混合して用いることができる。有機溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール及びi-ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類;エチルセロソルブ等のセロソルブ類;トルエン、キシレン等の芳香族類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル及び酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジアセトンアルコール等が挙げられる。これらの中でも、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン又は酢酸メチルが好ましく、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及び酢酸メチルのうちの少なくとも2種以上を任意の割合で混合して用いることがより好ましい。このような構成とすることにより、耐擦性、打抜き性及び密着性により優れた光学フィルムが得られる。
また、HC形成用硬化性組成物中の固形分は、合計で、10~90質量%であることが好ましく、50~80質量%であることがより好ましく、65~75質量%であることが特に好ましい。
HC層形成用硬化性組成物は、上記成分に加えて、公知の添加剤の一種以上を任意の量で含むことができる。添加剤としては、表面調整剤、レベリング剤、重合禁止剤及びポリロタキサン等を挙げることができる。それらの詳細については、例えば特開2012-229412号公報の段落0032~0034を参照できる。ただし添加剤はこれらに限らず、HC層形成用硬化性組成物に一般に添加され得る各種添加剤を用いることができる。
本発明の光学フィルムは、図1におけるHC層2Aが、少なくとも、第1のHC層及び第2のHC層を樹脂フィルム1A側から順に有する態様も好ましい。
樹脂フィルム1Aの表面に、第1のHC層が位置していても、間に他の層を有していてもよい。同様に、第1のHC層の表面に、第2のHC層が位置していても、間に他の層を有していてもよい。第1のHC層と第2のHC層の密着性を高める観点からは、第1のHC層の表面に第2のHC層が位置する、すなわち、両層は、膜面の少なくとも一部において接している方が好ましい。
更に、詳細を後述するとおり、本発明の光学フィルムをタッチパネルの前面板又はタッチパネルディスプレイの前面板に用いたり、偏光板の保護フィルムとして用いる場合、上記第2のHC層が画像表示素子の前面側(視認側)となるように光学フィルムを配置することが好ましい。光学フィルム表面の耐擦性及び打抜き性を優れたものにするためには、上記第2のHC層が光学フィルムの表面側、特に、最表面に配置されることが好ましい。
本発明に用いられる第1のHC層は、第1のHC層形成用硬化性組成物から形成される。
第1のHC層形成用硬化性組成物は、ラジカル重合性基を有する重合性化合物1と、同一分子内にカチオン重合性基とラジカル重合性基を有し、かつ重合性化合物1とは異なる重合性化合物2とを含有することが好ましい。
重合性化合物1としては、前述のラジカル重合性化合物(B)の記載が好ましく適用され、重合性化合物2としては、前述のカチオン重合性化合物(a-1)成分の記載が好ましく適用される。
また、第1のHC層形成用硬化性組成物は、重合性化合物1とも重合性化合物2とも異なる他の重合性化合物を有していてもよい。
上記他の重合性化合物は、カチオン重合性基を有する重合性化合物であることが好ましい。上記カチオン重合性基としては、重合性化合物2で述べたカチオン重合性基(すなわち、重合性化合物2で引用するカチオン重合性化合物(a-1)におけるカチオン重合性基)と同義であり、好ましい範囲も同様である。特に、本発明では、他の重合性化合物として、カチオン重合性基を含む、含窒素複素環含有化合物が好ましい。このような化合物を用いることにより、樹脂フィルムと第1のHC層の密着性をより効果的に向上させることができる。含窒素複素環としては、イソシアヌレート環(後述の例示化合物B-1~B-3に含まれる含窒素複素環)及びグリコールウリル環(後述の例示化合物B-10に含まれる含窒素複素環)のうちの少なくとも一方の含窒素複素環が例示され、イソシアヌレート環が好ましい。他の重合性化合物が有するカチオン重合性基の数は、1~10が好ましく、2~5がより好ましい。また、他の重合性化合物として、カチオン重合性基と含窒素複素環構造とを有する重合性化合物を用いる場合、第1のHC層と貼り合わせる樹脂フィルムとしては、アクリル系樹脂フィルムを含む樹脂フィルムが好ましい。このような構成とすることにより、樹脂フィルムと第1のHC層の密着性がより向上する傾向にある。
他の重合性化合物の具体例としては、前述の例示化合物B-3~B-9が挙げられるが、本発明は前述の具体例に限定されるものではない。
その他、前述の含フッ素化合物、含ポリシロキサン化合物、重合開始剤、無機粒子、マット粒子、紫外線吸収剤、レベリング剤、溶媒及びその他の成分の記載を好ましく適用することができる。
特に第1のHC層形成用硬化性組成物は、溶媒を含むことが好ましい。
<第2のHC層、第2のHC層形成用硬化性組成物>
本発明に用いられる第2のHC層は、第2のHC層形成用硬化性組成物から形成される。
第2のHC層形成用硬化性組成物は、前述の活性エネルギー硬化成分を少なくとも含有し、加えて、前述の含ポリシロキサン化合物及び含フッ素化合物を含むことが好ましい。上記活性エネルギー硬化成分としては、前述のラジカル重合性化合物(B)を少なくとも含有することが好ましい。
その他、第1及び第2のHC層及びHC層形成用硬化性組成物について、特に制限することなく、前述のHC層及びHC層形成用硬化性組成物の記載を適用することができる。
HC層の厚みは、3μm以上100μm以下が好ましく、5μm以上70μm以下がより好ましく、10μm以上50μm以下が更に好ましい。
(HC層の鉛筆硬度)
HC層の鉛筆硬度は、硬いほどよく、具体的には3H以上が好ましく、5H以上がより好ましく、7H以上が更に好ましい。
HC層形成用硬化性組成物を、樹脂フィルム上に直接、又は易接着層等の他の層を介して、塗布し、活性エネルギー線を照射することにより、HC層を形成することができる。塗布は、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、ダイコート法、ワイヤーバーコート法及びグラビアコート法等の公知の塗布方法により行うことができる。なおHC層は、二種以上の異なる組成の組成物を同時又は逐次塗布することにより2層以上(例えば2層~5層程度)の積層構造のHC層として形成することもできる。
本発明の偏光板は、偏光膜(偏光子とも称す。)と本発明の光学フィルムを少なくとも有し、更に、偏光膜の本発明の光学フィルムが設けられていない側の面に位相差フィルムを有していてもよい。位相差フィルムは特に限定されず、常用のものを用いることができる。
また、本発明の偏光板は、偏光膜の両側に、衝撃吸収層が配されてもよい。この衝撃吸収層は、偏光板において通常使用される衝撃吸収層を特に制限されることなく用いることができ、前述の本発明の光学フィルムにおける衝撃吸収層が好ましく挙げられる。本発明の偏光板は、偏光膜の両側に衝撃吸収層を有することで、衝撃吸収性をより向上させることができる。
本発明の偏光板のうち、本発明の光学フィルムと衝撃吸収層とを備える偏光板の構成例として、具体的には、本発明の光学フィルム、偏光膜及び衝撃吸収層をこの順に有する偏光板、並びに、本発明の光学フィルム、偏光膜、樹脂フィルム及び衝撃吸収層をこの順に有する偏光板が挙げられる。
本発明の光学フィルムと偏光膜との貼り合わせ、及び、衝撃吸収層と偏光膜の貼り合わせにおいては、接着剤又は粘着剤を使用してもよい。この場合、常用の接着剤又は粘着剤を使用することができる。なお、衝撃吸収層が貼り合わせ面に位置する場合には、この衝撃吸収層により貼り合わせることもできる。
本発明の偏光板は、輝度向上フィルムが配置されてもよい。輝度向上フィルムは特に限定されず、各種公知のものを用いることができる。具体的には、例えば特許04091978号記載の誘電体多層膜、3M社製DBEF(商品名)、並びに、3M社製のいずれも商品名で、APF-V3及びAPF-V4等が挙げられる。輝度向上フィルムは、衝撃吸収層を介して偏光板に配置してもよく、接着剤又は粘着剤を介して偏光板に配置してもよい。その場合、接着剤又は粘着剤としては各種公知のものが使用できる。
液晶パネルは、少なくとも、液晶セルと偏光板とを含む。好ましくは、液晶パネルには、フロント側偏光板、液晶セル及びリア側偏光板が含まれる。
本発明の液晶パネルは、上記のフロント側偏光板及びリア側偏光板の少なくとも一方が本発明の偏光板であることが好ましく、両方が本発明の偏光板であることがより好ましい。すなわち、フロント側偏光板とリア側偏光板の少なくともいずれか一方における光学フィルムが、前述の衝撃吸収層を有することが好ましく、フロント側偏光板における光学フィルムとリア側偏光板おける光学フィルムの両方が、前述の衝撃吸収層を有することがより好ましい。
フロント側偏光板及びリア側偏光板において、偏光板が有する偏光膜と衝撃吸収層との関係に特に制限はないが、フロント側偏光板は、フロント側偏光板が有する偏光膜に対して、少なくとも視認側に衝撃吸収層を有することが好ましく、リア側偏光板は、フロント側偏光板が有する偏光膜に対して、少なくとも反視認側に衝撃吸収層を有することが好ましい。上記構成のフロント側偏光板及びリア側偏光板の少なくともいずれかを有することにより、本発明の液晶パネルは、外部からの衝撃を吸収及び分散等して、より優れた衝撃吸収性を発現することができると考えられる。
また、フロント側偏光板及びリア側偏光板の少なくとも一方は、偏光膜の両側に前述の衝撃吸収層を有することで、衝撃吸収性をより向上させることができるため好ましく、フロント側偏光板及びリア側偏光板の両方が、偏光膜の両側に前述の衝撃吸収層を有することが、衝撃吸収性を向上させる観点からより好ましい。
上記液晶パネルのように、リア側偏光板とフロント側偏光板の両方に上記衝撃吸収層が使用される場合、これらの衝撃吸収層は同一のものでもよく、それぞれ異なるものでもよい。異なるものである場合、衝撃吸収層の25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’は、下記式を満たすことが好ましい。
E’f(フロント側偏光板の衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’)-E’r(リア側偏光板の衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’)≧0
本発明の液晶パネルは、上記式を満たすことにより、外部からの衝撃をより分散することができる。なお、E’f-E’rで表される値の上限値に特に制限はない。
上記衝撃吸収層の25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’は、光学フィルムの項に記載の方法により測定される値である。
なお、リア側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合は、最も反視認側に位置する衝撃吸収層の貯蔵弾性率を上記式におけるE’rとして読み、フロント側偏光板が本発明の光学フィルムを2つ以上有する場合は、最も視認側に位置する衝撃吸収層の貯蔵弾性率を上記式におけるE’fとしてそれぞれ読む。
本発明の液晶パネルは、タッチセンサー(機能)を備える液晶タッチパネルであることも好ましい。この場合、上記液晶表示素子は、インセルタッチパネル表示素子又はオンセルタッチパネル表示素子となる。インセルタッチパネル表示素子及びオンセルタッチパネル表示素子は、後述の画像表示装置において詳述する通りである。
本発明の液晶パネルが上記インセルタッチパネル表示素子を備える場合、本発明の液晶パネルは、インセルタッチパネル表示素子と偏光板とを少なくとも含み、好ましくは、フロント側偏光板、インセルタッチパネル表示素子及びリア側偏光板を少なくとも含む。
本発明の液晶パネルが上記オンセルタッチパネル表示素子を備える場合、本発明の液晶パネルは、タッチセンサーフィルムを有するオンセルタッチパネル表示素子と偏光板とを少なくとも含み、好ましくは、フロント側偏光板、タッチセンサーフィルムを有するオンセルタッチパネル表示素子及びリア側偏光板を少なくとも含む。
上記記載の他に、本発明の偏光板以外の液晶パネルの構成材料、液晶パネルの構成及び液晶パネルの形成方法等については、常用の技術を何ら制限なく適用することができる。
本発明の光学フィルムを有する画像表示装置は、本発明の光学フィルム又は本発明の偏光板(フロント側偏光板及びリア側偏光板の少なくとも一方の偏光板)と、画像表示素子とを有する画像表示装置である。
本発明の光学フィルムを有する画像表示装置としては、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)、プラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、陰極管表示装置及びタッチパネルディスプレイのような画像表示装置を挙げることができる。
本発明の光学フィルムを有する液晶表示装置としては、本発明の液晶パネルを有する画像表示装置も好ましく挙げられる。
画像表示装置は、脆性が改良されハンドリング性に優れ、表面平滑性及びシワ等による表示品位を損なう事が無く、湿熱試験時の光漏れを低減できることが好ましい。
すなわち、本発明の光学フィルムを有する画像表示装置は、画像表示素子が液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子を有する画像表示装置としては、ソニーエリクソン社製、エクスペリアP(商品名)などを挙げることができる。
有機エレクトロルミネッセンス表示素子は、公知技術を、何ら制限なく適用することができる。有機エレクトロルミネッセンス表示素子を有する画像表示装置としては、SAMSUNG社製、GALAXY SII(商品名)などを挙げることができる。
インセルタッチパネル表示素子は、例えば、特開2011-76602号公報、特開2011-222009号公報等の公知技術を、何ら制限なく適用することができる。インセルタッチパネル表示素子を有する画像表示装置としては、ソニーエリクソン社製、エクスペリアP(商品名)などを挙げることができる。
オンセルタッチパネル表示素子は、例えば、特開2012-88683号公報等の公知技術を、何ら制限なく適用することができる。オンセルタッチパネル表示素子を有する画像表示装置としては、SAMSUNG社製、GALAXY SII(商品名)などを挙げることができる。
本発明の光学フィルムを有するタッチパネルは、本発明の光学フィルムにタッチセンサーフィルムを貼り合わせてタッチセンサーを含むタッチパネルである。本発明の光学フィルムをタッチパネルに用いる場合、本発明の光学フィルムはHC層を有していても有していなくてもよいが、HC層を有することが好ましく、HC層が配置された面とは反対側の樹脂フィルム面(例えば、図2における衝撃吸収層2A面)にタッチセンサーフィルムを貼り合わせることが好ましい。
タッチセンサーフィルムとしては特に制限はないが、導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
導電性フィルムは、任意の支持体の上に導電層が形成された導電性フィルムであることが好ましい。
本発明の液晶パネルとしては、本発明のタッチパネルを有する液晶パネルも好ましく挙げられる。
また、本発明のタッチパネルは、オンセルタッチパネルにおけるタッチパネルとして好ましく使用することもできる。この場合、本発明のタッチパネルをオンセルタッチパネル表示素子の視認側の面に有する画像表示素子として使用することができる。この画像表示素子としては、通常用いられるオンセルタッチパネル等の画像表示素子を特に制限することなく使用することができ、例えば、前述のオンセルタッチパネル表示素子が挙げられる。また、本発明の光学フィルム及び本発明の偏光板の少なくとも1種を、組み合わせて用いてもよい。
<<光学フィルムの作製>>
[実施例1]
<1.樹脂フィルム1の作製>
(1)コア層セルロースアシレートドープ液の調製
下記の組成物をミキシングタンクに投入して撹拌し、コア層セルロースアシレートドープ液を調製した。
-------------------------
コア層セルロースアシレートドープ液
-------------------------
アセチル置換度2.88、重量平均分子量260,000のセルロースアセテート・・・100質量部
下記構造のフタル酸エステルオリゴマーA・・・10質量部
下記式Iで表される化合物(A-1)・・・4質量部
下記式IIで表される紫外線吸収剤(BASF社製)・・・2.7質量部
光安定剤(BASF社製、商品名:TINUVIN123)・・・0.18質量部
N-アルケニルプロピレンジアミン3酢酸(ナガセケムテックス社製、商品名:テークランDO)・・・0.02質量部
メチレンクロライド(第1溶媒)・・・430質量部
メタノール(第2溶媒)・・・64質量部
-------------------------
フタル酸エステルオリゴマーA(重量平均分子量:750)
式I:
式II:
上記のコア層セルロースアシレートドープ液90質量部に下記の無機粒子含有組成物を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープ液を調製した。
-------------------------
無機粒子含有組成物
-------------------------
平均一次粒径20nmのシリカ粒子(日本アエロジル社製、商品名:AEROSIL R972)・・・2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒)・・・76質量部
メタノール(第2溶媒)・・・11質量部
コア層セルロースアシレートドープ液・・・1質量部
-------------------------
外層セルロースアシレートドープ液がコア層セルロースアシレートドープ液の両側に配されるように、外層セルロースアシレートドープ液、コア層セルロースアシレートドープ液、及び外層セルロースアシレートドープ液の3種を、流延口から表面温度20℃の流延バンド上に同時に流延した。
流延バンドとして幅2.1mで長さが70mのステンレス製のエンドレスバンドを利用した。流延バンドは、厚みが1.5mm、表面粗さが0.05μm以下になるように研磨した。その材質はSUS316製であり、十分な耐腐食性と強度を有する流延バンドを用いた。流延バンドの全体の厚みムラは0.5%以下であった。
得られた流延膜に、風速が8m/s、ガス濃度が16%、温度が60℃の急速乾燥風を流延膜表面に当てて初期膜を形成した。その後、流延バンド上部の上流側からは140℃の乾燥風を送風した。また下流側からは120℃の乾燥風及び60℃の乾燥風を送風した。
残留溶媒量を約33質量%にした後、バンドから剥ぎ取った。次いで、得られたフィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、更に乾燥し、厚みが100μm(外層/コア層/外層=3μm/94μm/3μm)である樹脂フィルム1を作製した。
上記で作製した樹脂フィルム1を、55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(鹸化液)に2分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、25℃の0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、更に30秒流水下に通して水洗し、フィルムを中性の状態にした。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理した樹脂フィルム1を作製した。
(1)衝撃吸収層(SA層)形成用組成物の調製
下記表1に記載の配合で各成分を混合し、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、衝撃吸収層(SA層)形成用組成物SA-1~SA-8を調製した。
<樹脂>
クラリティ LA4285:商品名、クラレ社製、PMMA-PnBAブロック共重合体エラストマー
ハイブラー 5127:商品名、クラレ社製、ポリスチレンとビニル-ポリジエンとのブロック共重合体エラストマーの未水添タイプ
セプトン 2063:商品名、クラレ社製、ポリスチレンとエチレンプロピレンとのブロック共重合体エラストマー
ハイブラー 7311F:商品名、クラレ社製、ポリスチレンとビニル-ポリジエンとのブロック共重合体エラストマーの水添タイプ
<重合性基含有化合物>
クラプレン UC-203M:商品名、クラレ社製、重合性基含有ポリイソプレン
<重合開始剤>
Irg184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(α-ヒドロキシアルキルフェノン系のラジカル光重合開始剤、BASF社製、商品名:IRGACURE184)
<添加剤>
クラプレン LBR-302:商品名、クラレ社製、液状ブタジエン
流動パラフィン:富士フイルム和光純薬社製、試薬特級
<溶媒>
MIBK:メチルイソブチルケトン
上記で鹸化処理した樹脂フィルム1の流延バンドが接していた側とは逆の表面上に、SA層形成用組成物SA-1を塗布し、乾燥させてSA層を形成した。
塗布及び乾燥の方法は、具体的には、次の通りとした。特開2006-122889号公報の実施例1に記載のスロットダイを用いたダイコート法により、搬送速度30m/分の条件で、SA層形成用組成物を乾燥後の膜厚が80μmになるように塗布し、雰囲気温度60℃で150秒間乾燥させ、実施例1の光学フィルムを作製した。
SA層形成用組成物SA-1の代わりにSA-2を使用し、雰囲気温度60℃で150秒間乾燥させた後、更に窒素パージ下、酸素濃度約0.1体積%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社製)を用いて、照度300mW/cm2、照射量1200mJ/cm2の紫外線を照射して、塗布したSA層形成用組成物を硬化させた以外は実施例1と同様にして、実施例2の光学フィルムを作製した。
SA層形成用組成物SA-1の代わりにSA-3を使用した以外は実施例1と同様にして、実施例3の光学フィルムを作製した。
<1.樹脂フィルム2の作製>
樹脂フィルム1の厚みを140μm(外層/コア層/外層=3μm/134μm/3μm)とした以外実施例1と同様にして、樹脂フィルム2を作製した。
<2.ハードコート層の作製>
(1)ハードコート層(HC層)形成用硬化性組成物の調製
下記表2に示す配合で各成分を混合し、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、HC層形成用硬化性組成物HC-1~HC-2を調製した。
表2に記載した各化合物の詳細を以下に示す。
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(日本化薬社製、商品名:KAYARAD DPHA)
サイクロマーM100:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(ダイセル社製、商品名)
Irg184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(α-ヒドロキシアルキルフェノン系のラジカル光重合開始剤、BASF社製、商品名:IRGACURE184)
PAG-1:以下に示すヨードニウム塩化合物であるカチオン光重合開始剤
RS-90:DIC社製、ラジカル重合性基を有する含フッ素防汚剤
<含ポリシロキサン化合物>
8SS-723:大成ファインケミカル社製、反応性基当量338g/molのアクリロイル基を有するポリシロキサン防汚剤
<レベリング剤>
P-112:レベリング剤、特許第5175831号の段落0053に記載の化合物P-112
<無機粒子>
MEK-AC-2140Z:日産化学工業社製、平均一次粒径10~20nmの球形シリカ微粒子
MEK:メチルエチルケトン
MIBK:メチルイソブチルケトン
(i)第1のHC層の作製
上記の樹脂フィルム2の流延バンドが接していた側に、HC層形成用硬化性組成物HC-1を塗布し、硬化させて膜厚16μmの第1のHC層を形成した。
塗布及び硬化の方法は、具体的には、次の通りとした。特開2006-122889号公報の実施例1に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HC層形成用硬化性組成物を塗布し、雰囲気温度60℃で150秒間乾燥した。その後、更に窒素パージ下、酸素濃度約0.1体積%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社製)を用いて、照度20mW/cm2、照射量30mJ/cm2の紫外線を照射して、塗布したHC層形成用硬化性組成物を硬化させて第1のHC層を形成した後、巻き取りを行った。
上記で形成した第1のHC層の表面上に、HC層形成用硬化性組成物HC-2を塗布し、硬化させて膜厚4μmの第2のHC層を形成した。
塗布及び硬化の方法は、具体的には、次の通りとした。特開2006-122889号公報の実施例1に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HC層形成用硬化性組成物を塗布し、雰囲気温度60℃で150秒間乾燥した。その後、更に窒素パージ下、酸素濃度約0.1体積%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社製)を用いて、照度300mW/cm2、照射量600mJ/cm2の紫外線を照射して、第2のHC層を形成した後、巻き取りを行い、HC層が付与された樹脂フィルム3(以下、HC層付き樹脂フィルム3と称す。)を作製した。
上記で作製したHC層付き樹脂フィルム3を、55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(鹸化液)に2分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、25℃の0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、更に30秒流水下に通して水洗し、フィルムを中性の状態にした。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したHC層付き樹脂フィルム3を作製した。
上記で鹸化処理したHC層付き樹脂フィルム3の、HC層を形成したのとは逆の表面上に、SA層形成用組成物SA-4を塗布し、乾燥させてSA層を形成した。塗布及び乾燥の方法は、具体的には、次の通りとした。特開2006-122889号公報の実施例1に記載のスロットダイを用いたダイコート法により、搬送速度30m/分の条件で、SA層形成用組成物を乾燥後の膜厚が10μmになるように塗布し、雰囲気温度60℃で150秒間乾燥させ、実施例4の光学フィルムを作製した。
SA層形成用組成物SA-4の代わりにSA-5を使用した以外は実施例4と同様にして、実施例5の光学フィルムを作製した。
[実施例6]
SA層形成用組成物SA-4の代わりにSA-7を使用した以外は実施例4と同様にして、実施例6の光学フィルムを作製した。
[実施例7]
SA層形成用組成物SA-3の代わりにSA-8を使用し、乾燥後の膜厚が40μmになるようにした以外は実施例3と同様にして、実施例7の光学フィルムを作製した。
[比較例1]
SA層形成用組成物SA-1の代わりにSA-6を使用した以外は実施例1と同様にして、比較例1の光学フィルムを作製した。
[比較例2]
SA層形成用組成物SA-4の代わりにSA-6を使用した以外は実施例4と同様にして、比較例2の光学フィルムを作製した。
<試料作製方法>
上記で調製した衝撃吸収層(SA層)形成用組成物を、剥離処理が施された剥離PET(ポリエチレンテレフタレート)シートの剥離処理面に、乾燥後の厚みが40μmになるよう塗布、乾燥させた後、剥離PETシートから衝撃吸収層を剥離し衝撃吸収層の試験片を作製した。
ただし、塗布及び乾燥条件は、実施例1におけるSA層の形成方法で記載する条件とした。また、SA層形成用組成物SA-2については、塗布及び乾燥を行った後、実施例2に記載の条件での紫外線照射を行い、硬化させた。
<測定方法>
動的粘弾性測定装置((株)アイティー計測制御社製、商品名:DVA-225)を用いて、あらかじめ温度25℃、相対湿度60%雰囲気下で2時間以上調湿した上記試験片について、「ステップ昇温・周波数分散」モードにおいて下記条件において測定を行った後、「マスターカーブ」編集にて25℃における周波数に対する、tanδ、貯蔵弾性率及び損失弾性率のマスターカーブを得た。得られたマスターカーブから、25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’、及び、tanδの極大値極大値を示す周波数を求めた。
なお、以降の表中において、25℃、周波数106Hz(1.0×106Hz)における貯蔵弾性率E’を「貯蔵弾性率」又は「E’」の欄に、25℃、周波数10-1~1015Hz(1.0×10-1~1.0×1015Hz)の範囲におけるtanδの極大値を「tanδ」の欄に記載する。
リア側偏光板における衝撃吸収層の25℃、周波数10-1~106Hz(1.0×10-1~1.0×106Hz)の範囲におけるtanδの値は、いずれも3.0以下であった。
試料:5mm×50mm
試験モード:引張変形モード
つかみ間距離:20mm
設定歪み:0.10%
測定温度:-100℃~40℃
昇温条件:2℃/min
「膜厚」は、以下の方法により、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron microscope;SEM)により観察して測定した。
各構成部材(樹脂フィルム、衝撃吸収層及びHC層)または各構成部材を含む部材(例えば液晶パネル)の断面を、イオンビーム、ミクロトーム等の常法により露出させた後、露出した断面においてSEMによる断面観察を行った。断面観察において、部材の幅方向を4等分した際の、両端を除く3つの等分点における厚みの算術平均として、各種膜厚を求めた。
<樹脂フィルム4>
市販のセルロールアシレートフィルム(商品名:フジタックZRD40、富士フィルム(株)製)を用意し、樹脂フィルム4として使用した。
上記の樹脂フィルム1、3及び4を、55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(鹸化液)に2分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、25℃の0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、更に水洗浴を30秒流水下に通して、フィルムを中性の状態にした。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理した樹脂フィルム1、3及び4を作製した。
特開2001-141926号公報の実施例1に従い、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて膜厚26μmの偏光子を作製した。
上述の方法で作製した両面になにも貼りあわせていない偏光子の一方の片側にポリビニルアルコール系接着剤を用いて、上述の鹸化処理した樹脂フィルム4(インナー保護フィルム)を貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、貼合した。次いで、上述の方法で作製した偏光子の樹脂フィルム4を貼り合わせた面とは反対側の面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて、前述の実施例1~7及び比較例1及び2の光学フィルム並びに鹸化処理した樹脂フィルム1及び3のいずれか(アウター保護フィルム)を貼り付け、70℃で10分以上乾燥して、貼合して下記表4に記載の偏光板A1~A7、a1、a2、b1及びb2を作製した。
上記で得られた偏光板は、アウター保護フィルム、偏光子及びインナー保護フィルムの順に積層された構造を有する。ただし、アウター保護フィルムと偏光子との貼り合せ面については、下記の通りである。実施例1~3及び7並びに比較例1の光学フィルムは衝撃吸収層が積層されていない面、すなわち樹脂フィルムを偏光子と貼り合せ、実施例4~6及び比較例2の光学フィルムは衝撃吸収層が積層されている面、すなわち衝撃吸収層を偏光子と貼り合せ、樹脂フィルム1及び3は樹脂フィルムの流延バンドが接していた側とは逆側の面を偏光子と貼り合わせた。
上記で作製した偏光板A6の樹脂フィルム4側に、実施例3と同様の方法で衝撃吸収層を作製し、偏光板A8を作製した。
(偏光板A9の作製)
上記で作製した偏光板A7の樹脂フィルム4側に、実施例1と同様の方法で、乾燥後の厚みが20μmとなるように衝撃吸収層を作製し、偏光板A9を作製した。
ガラス板(Corning社製、商品名:イーグルXG、厚み0.4mm)と上記で作製した偏光板とを、表5の構成になるように、ゴムローラーで2kgの荷重を掛けながら貼り合わせて、模擬液晶パネルを作製した。なお、フロント側偏光板の吸収軸が左右方向に、そして、リア側偏光板の透過軸が左右方向になるように、すなわち2つの偏光板の透過軸が直交するようにして、クロスニコル配置とした。
具体的には、偏光板A1~A7、a1~a2及びb1~b2は、偏光板の樹脂フィルム4とガラス板が向かい合うようにして厚み20μmの粘着剤(綜研化学社製、商品名:SK-2057)を介して貼り合わせた。また、偏光板A8~A9は、偏光板の樹脂フィルム4側に形成した衝撃吸収層とガラス板が向かい合うようにして、粘着剤を介さずに貼り合わせた。すなわち、実施例110の模擬液晶パネルを例にすると、各衝撃吸収層は、視認側から、衝撃吸収層1、衝撃吸収層2、衝撃吸収層4及び衝撃吸収層3の順に配置されている。なお、各偏光板は10cm四方のサイズに切り出して用いた。
その後、ステンレスからなる基台の上に、上記の模擬液晶パネルを、厚さ20mm、幅5mmのステンレス製スペーサー(10cm四方のスペーサーから、中央部9cm四方を打ち抜いた形状のスペーサー)が模擬液晶パネルとステンレス基台の間に挟まるように設置した。この状態を図3に示す。図3において、基台301、スペーサー302、リア側偏光板303、粘着層または衝撃吸収層304、ガラス板305、粘着層または衝撃吸収層306、フロント側偏光板307がこの順に積層されている。
次いで、鉄球(直径3.2cm、質量130g)を、所定の高さ(10cm、25cm、40cm、50cm、55cm及び60cm)から落下させ、上記のフロント側偏光板と鉄球が接触するように衝突させた。その後、ガラス板のひび及び割れなどの破損を観察し、鉄球の落下高さとガラス板の破損の関係を以下の評価基準に当てはめ、衝撃吸収性を評価した。本試験においては、「D」以上が合格である。
<評価基準>
A++:60cmの落下高さでも破損しなかった。
A+:55cmの落下高さで破損しなかったものの、60cmの落下高さで破損した。
A:50cmの落下高さで破損しなかったものの、55cmの落下高さで破損した。
B:40cmの落下高さで破損せず、50cmの落下高さで破損した。
C:25cmの落下高さで破損せず、40cmの落下高さで破損した。
D:10cmの落下高さで破損せず、25cmの落下高さで破損した。
E:10cmの落下高さで破損した。
これに対して、本発明の光学フィルムをフロント側偏光板及びリア側偏光板の少なくとも一方として有する実施例101~110の模擬液晶パネルは、十分な衝撃吸収性を備えることがわかった。上記実施例のなかでも、フロント側とリア側の両方の偏光板として本発明の光学フィルムを有する実施例106~110は、50cmの高さからの鉄球の落下でも破損が見られず、優れた衝撃吸収性を備えることがわかった。
2A 衝撃吸収層
3A ハードコート層
4A、4B 光学フィルム
301 基台
302 スペーサー
303 リア側偏光板
304 粘着層または衝撃吸収層
305 ガラス板
306 粘着層または衝撃吸収層
307 フロント側偏光板
Claims (13)
- 樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの少なくとも片面に配された衝撃吸収層とを有する光学フィルムであって、前記衝撃吸収層の、25℃、周波数106Hzにおける貯蔵弾性率E’が1GPa以下であり、
偏光板の保護フィルムとして用いるための、又は、タッチパネルもしくはタッチパネルディスプレイの前面板として用いるための、光学フィルム。 - 前記衝撃吸収層の膜厚が10μm~80μmである請求項1に記載の光学フィルム。
- 樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの片面に配された衝撃吸収層と、前記衝撃吸収層が配された面とは反対側の面に配されたハードコート層とを有する光学フィルムであって、前記衝撃吸収層の、25℃、周波数10 6 Hzにおける貯蔵弾性率E’が1GPa以下である光学フィルム。
- 請求項1又は2に記載の光学フィルムを有する偏光板。
- 請求項3に記載の光学フィルムを有する偏光板。
- 請求項4に記載の偏光板をリア側偏光板として有する液晶パネル。
- 請求項5に記載の偏光板をフロント側偏光板として有する液晶パネル。
- 請求項4に記載の偏光板をリア側偏光板として有し、かつ請求項5に記載の偏光板をフロント側偏光板として有する液晶パネル。
- 前記リア側偏光板の前記光学フィルムが有する前記衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’rと、前記フロント側偏光板の前記光学フィルムが有する前記衝撃吸収層の貯蔵弾性率E’fが、下記式を満たす請求項8に記載の液晶パネル。
E’f-E’r≧0 - タッチセンサーを備える、請求項6~9のいずれか一項に記載の液晶パネル。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載の光学フィルムからなる前面板とタッチセンサーフィルムとを貼り合わせてなる、タッチパネル又はタッチパネルディスプレイ。
- 請求項11に記載のタッチパネル又はタッチパネルディスプレイを有する、請求項6~9のいずれか一項に記載の液晶パネル。
- 請求項6~10及び12のいずれか一項に記載の液晶パネルを有する画像表示装置。
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