(57)【要約】【課題】硬度と可撓性とを兼ね備えることにより偏光板が傷つくことを防止するとともにクラックが発生することを防止することができる光学積層体を提供する。【解決手段】光透過性基材及び上記光透過性基材に設けられた保護層を有する光学積層体であって、上記光透過性基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー等からなる群から選択される少なくとも１種からなり、上記保護層は、下記一般式（Ａ）[化１]2010122315.tif 000012（式中、Ａは、主鎖の原子数が４以上の鎖式構造を有する結合基を表し、Ｒ１及びＲ２は、イソシアネート基、水素原子又は炭化水素基を表す。）で表される化合物と、上記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のアクリレートとから得られるウレタン重合体から形成された紫外線硬化樹脂を含む光学積層体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基材及び前記光透過性基材に設けられた保護層を有する光学積層体であって、
前記光透過性基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル及びポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種からなり、
前記保護層は、下記一般式（Ａ）
【化１】
2010122315.tif 000010
（式中、Ａは、主鎖の原子数が４以上の鎖式構造を有する結合基を表し、Ｒ１及びＲ２は、イソシアネート基、水素原子又は炭化水素基を表す。）
で表される化合物と、前記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のアクリレートとから得られるウレタン重合体から形成された紫外線硬化樹脂を含むことを特徴とする光学積層体。
【請求項２】
前記一般式（Ａ）で表される化合物は、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールと、下記一般式（Ｂ）
【化２】
2010122315.tif 000011
（式中、ｎは、６〜２０の整数を表す。）
で表される化合物との反応によって得られた化合物であることを特徴とする請求項１記載の光学積層体。
【請求項３】
前記アクリレートは、３以上の水酸基を有する多価アルコールと、アクリル酸又はメタクリル酸とのエステル化合物であり、１の水酸基を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光学積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等の画像表示装置は、一般的に外部からの接触によりその表面に傷がつくと、表示される画像の視認性が低下する場合がある。このため、表面保護のために保護層を表面に積層することが一般的に行われている。
【０００３】
このような表面保護フィルムとして、特許文献１では、ある程度の硬度を有する紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂からなる保護層を設けた偏光板が開示されている。
【０００４】
しかしながら、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂は、硬度が増すにしたがって脆くなる傾向を有しているため、製造工程や使用中に僅かな曲げが生じた場合でも、クラックが発生するといった問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２では、トリアセチルセルロースからなる基材と、この基材上に積層された保護層とを備えた偏光板用保護フィルムが開示されている。しかし、その他の基材上に保護層を形成することは記載されていない。
【特許文献１】特開平５−３４１１２３号公報
【特許文献２】特許第３４７６１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、硬度と可撓性とを兼ね備えることにより画像表示装置の表面が傷つくことを防止するとともにクラックが発生することを防止することができる光学積層体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光透過性基材及び上記光透過性基材に設けられた保護層を有する光学積層体であって、上記光透過性基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル及びポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種からなり、上記保護層は、下記一般式（Ａ）
【０００８】
【化１】
2010122315.tif 000002
【０００９】
（式中、Ａは、主鎖の原子数が４以上の鎖式構造を有する結合基を表し、Ｒ１及びＲ２は、イソシアネート基、水素原子又は炭化水素基を表す。）
で表される化合物と、上記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のアクリレートとから得られるウレタン重合体から形成された紫外線硬化樹脂を含むことを特徴とする光学積層体である。
【００１０】
上記一般式（Ａ）で表される化合物は、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールと、下記一般式（Ｂ）
【００１１】
【化２】
2010122315.tif 000003
【００１２】
（式中、ｎは、６〜２０の整数を表す。）
で表される化合物との反応によって得られた化合物であることが好ましい。
上記アクリレートは、３以上の水酸基を有する多価アルコールと、アクリル酸又はメタクリル酸とのエステル化合物であり、１の水酸基を有することが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明の光学積層体を構成する光透過性基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル及びポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種からなるものである。上記光透過性基材は、厚さが一般的に約１０〜３００μｍであり、好ましくは約３０〜２００μｍである。
【００１４】
上記シクロオレフィンポリマーとしては、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素系重合体等を挙げることができる。上記シクロオレフィンポリマーの市販品としては、日本ゼオン（株）製のゼオネックスやゼオノア（ノルボルネン系重合体）、住友ベークライト（株）製のスミライトＦＳ−１７００、ＪＳＲ（株）製のアートン（変性ノルボルネン系重合体）、三井化学（株）製のアペル（環状オレフィン共重合体）、Ｔｉｃｏｎａ社製のＴｏｐａｓ（環状オレフィン共重合体）、日立化成（株）製のオプトレッツＯＺ−１０００シリーズ（脂環式アクリル樹脂）、旭化成ケミカルズ（株）製のＦＶシリーズ等を挙げることができる。
【００１５】
本発明の光学積層体を構成する保護層は、下記一般式（Ａ）
【００１６】
【化３】
2010122315.tif 000004
【００１７】
（式中、Ａは、主鎖の原子数が４以上の鎖式構造を有する結合基を表し、Ｒ１及びＲ２は、イソシアネート基、水素原子又は炭化水素基を表す。）
で表される化合物と、上記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のアクリレートとから得られるウレタン重合体から形成された紫外線硬化樹脂を含むものである。
【００１８】
上記一般式（Ａ）において、Ａは、主鎖の原子数が４以上の鎖式構造を有する結合基を表す。
上記Ａが表す主鎖の原子数は、好ましくは、１０〜１００、より好ましくは、１５〜６０である。
上記Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、イソシアネート基、水素原子又は炭化水素基を表す。
上記Ｒ１及びＲ２は、イソシアネート基であることが好ましい。
【００１９】
上記一般式（Ａ）としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールと、下記一般式（Ｂ）
【００２０】
【化４】
2010122315.tif 000005
【００２１】
（式中、ｎは、６〜２０の整数を表す。）
で表される化合物との反応によって得られた化合物であることが好ましい。
【００２２】
上記一般式（Ｂ）において、ｎは、６〜２０の整数を表す。
上記ｎは、好ましくは、８〜１８、より好ましくは、１０〜１６である。
【００２３】
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールと、上記一般式（Ｂ）で表される化合物との反応によって得られた化合物の具体例としては、下記式（ａ−１）、式（ａ−２）、式（ａ−３）
【００２４】
【化５】
2010122315.tif 000006
【００２５】
【化６】
2010122315.tif 000007
【００２６】
【化７】
2010122315.tif 000008
【００２７】
等が挙げられる。
【００２８】
本発明の光学積層体を構成する保護層は、上記一般式（Ａ）で表される化合物と、上記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のアクリレートとから得られるウレタン重合体から形成された紫外線硬化樹脂を含むものである。
【００２９】
上記アクリレートは、上記一般式（Ａ）のイソシアネート基と反応し得る水酸基を有する２官能以上のものである。
上記アクリレートは、３以上の水酸基を有する多価アルコールと、アクリル酸又はメタクリル酸とのエステル化合物であり、１の水酸基を有することが好ましい。
上記多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
また、上記アクリレートとしては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、２−ヒドロキシ−１−アクリロキシ−３−メタクリレート等が挙げられる。
【００３０】
上記保護層は、所望により、防眩性を付加するために、有機微粒子、無機微粒子等の充填材を使用してもよい。
上記有機微粒子としては、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、スチレン−イソプレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等を主成分とするものを使用することができる。
【００３１】
上記無機微粒子の種類についても特に制限されるものではなく、例えば、シリカ、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、アルミニウム酸化物、硼素酸化物、スズ酸化物、リン酸化物、インジウムスズ酸化物、ジルコニウム酸化物、金属、金属窒化物、炭素同位体、微粉珪酸、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、微粉タルク、酸化チタン、珪藻土、スメクタイト、カオリンクレー等が挙げられる。
【００３２】
上記保護層の形成方法は特に限定されないが、例えば、上記一般式（Ａ）で表される化合物と上記アクリレートとから得られるウレタン重合体、光重合開始剤、溶剤及び任意成分を混合して得た保護層形成用組成物を光透過性基材上に塗布することにより形成することができる。溶剤としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ハロゲン化炭化水素；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；又はこれらの混合物が挙げられる。
また、光重合開始剤としては、特に限定されず、公知のものを使用することができ、例えば、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等のベンゾイン類、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン等のアントラキノン類、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン等のヒドロキシケトン類、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド類等を挙げることができる。上記光重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
上記保護層形成用組成物は、ミヤバーコート法、ロールコート法、グラビアコート法等の公知の塗布方法によって塗装することができる。保護層形成用組成物の塗布後に、乾燥と紫外線による硬化とを行う。紫外線による硬化は、例えば、メタルハライドランプ灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯等によって行うことができる。
【００３４】
本発明によれば、光透過性基材がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル及びポリエーテルイミドからなる群から選択される少なくとも１種からなるものであるため、光学積層体の透明性及び機械強度を高くすることができる。また、上述の特定の保護層を有するものであるため、画像表示装置の表面が傷つくことを防止するとともにクラックが発生することを防止することができる。
【００３５】
本発明に係る光学積層体は、画像表示装置の最表面に備えられるものである。上記画像表示装置は、ＬＣＤ等の非自発光型画像表示装置であっても、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＥＬＤ（有機ＥＬ、無機ＥＬ）、ＣＲＴ等の自発光型画像表示装置であってもよい。
【００３６】
上記非自発発光型の代表的な例であるＬＣＤは、透過性表示体と、上記透過性表示体を背面から照射する光源装置とを備えてなるものである。画像表示装置がＬＣＤである場合、この透過性表示体の表面に、本発明の光学積層体が形成されてなるものである。
【００３７】
上記画像表示装置が上記光学積層体を有する液晶表示装置の場合、光源装置の光源は光学積層体の下側から照射される。なお、ＳＴＮ型の液晶表示装置には、液晶表示素子と偏光板との間に、位相差板が挿入されてよい。この液晶表示装置の各層間には必要に応じて接着剤層が設けられてよい。
【００３８】
偏光素子の表面に、本発明による光学積層体を該光学積層体における保護層が存在する面と反対の面に設けることによって、偏光板とすることができる。
【００３９】
上記偏光素子としては特に限定されず、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等を使用することができる。上記偏光素子と本発明の光学積層体とのラミネート処理においては、光透過性基材（好ましくは、トリアセチルセルロースフィルム）にケン化処理を行うことが好ましい。ケン化処理によって、接着性が良好になり帯電防止効果も得ることができる。
【００４０】
上記自発発光型画像表示装置であるＰＤＰは、表面ガラス基板と当該表面ガラス基板に対向して間に放電ガスが封入されて配置された背面ガラス基板とを備えてなるものである。上記画像表示装置がＰＤＰである場合、上記表面ガラス基板の表面、又はその前面板（ガラス基板又はフィルム基板）に上述した光学積層体を備えるものでもある。
【００４１】
上記自発発光型画像表示装置は、電圧をかけると発光する硫化亜鉛、ジアミン類物質：発光体をガラス基板に蒸着し、基板にかける電圧を制御して表示を行なうＥＬＤ装置、又は、電気信号を光に変換し、人間の目に見える像を発生させるＣＲＴなどの画像表示装置であってもよい。この場合、上記のような各表示装置の最表面又はその前面板の表面に上述した光学積層体を備えるものである。
【００４２】
上記画像表示装置は、いずれの場合も、テレビジョン、コンピュータ、ワードプロセッサなどのディスプレイ表示に使用することができる。特に、ＣＲＴ、液晶パネル、ＰＤＰ、ＥＬＤなどの高精細画像用ディスプレイの表面に好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の光学積層体によって、画像表示装置の表面が傷つくことを防止するとともにクラックが発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は、特に断りのない限り「重量部」を意味する。
【００４５】
（実施例１）
厚さ約１８８μｍのポリエステル（Ａ４３００、東洋紡製）フィルム上に下記保護層塗工液（Ａ）を通常のアプリケータを用いて約５μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
【００４６】
＜保護層塗工液（Ａ）＞
重合体Ｆ９                                                        １００部
光重合開始剤（イルガキュア１８４、チバスペシャルティケミカルズ社製）  ５部
イソプロピルアルコール                                              ５０部
メチルエチルケトン                                                  ５０部
【００４７】
重合体Ｆ９は、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加化合物に、ペンタエリスリトールトリアクリレートをウレタン重合させた９官能ウレタン重合体である。
【００４８】
（実施例２）
重合体Ｆ９を重合体Ｆ１５に代える以外は、実施例１と同様にして光学積層体を作成した。
【００４９】
重合体Ｆ１５は、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加化合物に、ペンタエリスリトールペンタアクリレートをウレタン重合させた１５官能ウレタン重合体である。
【００５０】
（実施例３）
実施例２で使用された１５官能ウレタン重合体（重合体Ｆ１５）を用い、保護層塗工液に多孔質シリカゲルを５０部加える以外は、実施例１と同様にして光学積層体を作成した。
【００５１】
（実施例４）
厚さ約１００μｍのポリブチレンテレフタレート〔ＰＢＴ〕フィルム上に上記保護層塗工液（Ａ）を通常のアプリケータを用いて約５μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
【００５２】
（実施例５）
厚さ約１００μｍのポリカーボネート〔ＰＣ〕フィルム上に上記保護層塗工液（Ａ）を通常のアプリケータを用いて約５μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
【００５３】
（実施例６）
厚さ約６０μｍの非晶質オレフィンポリマー〔Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ−Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＰ〕フィルム上に上記保護層塗工液（Ａ）を通常のアプリケータを用いて約５μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
非晶質オレフィンポリマーフィルムには、日本ゼオン（株）製のゼオノアを用いた。
【００５４】
（実施例７）
厚さ約１００μｍのポリエチレンナフタレート〔ＰＥＮ〕フィルム上に上記保護層塗工液（Ａ）を通常のアプリケータを用いて約５μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
【００５５】
（比較例１）
厚さ約１８８μｍのポリエステル（Ａ４３００、東洋紡製）フィルム上に下記保護層塗工液（Ｂ）を通常のアプリケータを用いて約７μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
【００５６】
＜保護層塗工液（Ｂ）＞
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート                          １００部
多官能性芳香族イソシアネート（コロネートＬ、日本ポリウレタン社製）    １部
光重合開始剤（ダロキュア１１７３、チバスペシャルティケミカルズ社製）  ５部
【００５７】
（比較例２）
光重合開始剤をイルガキュア１８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）とし、コロイダルシリカの添加量を５部にする以外は、比較例１と同様にして光学積層体を作成した。
【００５８】
（比較例３）
コロイダルシリカの添加量を１０部にする以外は、比較例１と同様にして光学積層体を作成した。
【００５９】
（比較例４）
厚さ約１８８μｍのポリエステル（Ａ４３００、東洋紡製）フィルム上に保護層塗工液（Ｃ）を通常のアプリケータを用いて約７μｍの厚さで塗布し、ついで紫外線を照射して乾燥、硬化させて光学積層体を作成した。
＜保護層塗工液（Ｃ）＞
イソシアヌール酸ＥＯ変成トリアクリレート（３官能）                １００部
光重合開始剤（ダロキュア１１７３、チバスペシャルティケミカルズ社製）  ５部
イソプロピルアルコール                                              ５０部
メチルエチルケトン                                                  ５０部
【００６０】
（試験例）
各実施例及び各比較例から得られた光学積層体について、以下の試験を行った。
密着性試験
セロハンテープ剥離試験により密着性を評価した。
表１中、ｎ／１００は、１００回の剥離試験を行い、保護層の剥離が観察されなかった回数がｎ回であることを示す。
【００６１】
硬度の測定
鉛筆硬度をＪＩＳ  Ｋ５４００の「鉛筆引っかき試験」に従って測定した。
【００６２】
９０°及び１８０°折り曲げ試験
試料フィルムを保護層を外側にして９０°及び１８０°の治具に押しつけて折り曲げた後のクラック発生数を目視により判断した。
（評価基準）
○：クラックなし
△：クラック少数
×：クラック多数
【００６３】
【表１】
2010122315.tif 000009
【００６４】
表１より、実施例１〜７の光学積層体は、硬度と可撓性とを兼ね備える。比較例１〜４の光学積層体は、硬度については、実施例１〜７のものと比較して同程度又は劣る。また、可塑性については、実施例１〜７のものと比較して劣る。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の光学積層体は、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等の表面保護用フィルムとして使用することができる。