JP2006506666A - ディスプレイ装置のための光学フィルム - Google Patents

Abstract

或る特定の輻射線硬化された（メタ）アクリレートバインダー及び、好ましくは不規則形半結晶性非対称粒子を含んでなる光学フィルム。

Description

本発明は、高解像度画像ディスプレイ装置、例えばＬＣＤ及びＣＲＴパネルにおいて、優れた耐摩耗性を付与するために使用される光学フィルムに関し、また、フィルムが防眩特性を示すのを可能にする或る特定の粒子を含むフィルムに関する。

種々様々な典型的なディスプレイ装置、例えばテレビ受像機、及びコンピュータ端末などには、ＬＣＤ及びＣＲＴが幅広く採用される。主要な課題は、画像解像度の増大傾向を踏まえて、ディスプレイ装置の品質を改善することである。具体的には携帯電話などによって代表される種々の通信システム携帯端末を含むマルチメディアの出現に伴って、革新的なディスプレイシステムが、マンマシンインタフェースにおいて極めて重要な役割を果たすことが期待されている。関心の中には、このようなディスプレイの耐摩耗性の改善がある。米国特許第５，９１４，０７３号明細書には、ＵＶ硬化型ポリオールアクリレート樹脂が上塗りされた透明樹脂から成る接着されたラミネートが提案されている。米国特許第６，３２９，０４１号明細書には、反射防止膜が上塗りされた中間緩衝層を有する三層硬質コーティングが提案されている。米国特許第６，３７６，０６０号明細書には、硬質コートフィルム内に無機充填剤を含むことが提案されている。

ＬＣＤは、このような携帯端末市場において大きな役割を演じる。それというのも、ＬＣＤは軽量であり、また多くのディスプレイタイプに対して広範囲に使用可能であるとともに、コンパクトにすることができるからである。これらの携帯端末はしばしば屋外で使用されるので、眩輝反射又は鏡面反射をできる限り完全に抑制することにより、明るい日光下でも画像の良好な視認性を保証することが重要である。このことを保証するために、ディスプレイ表面上に防眩フィルムを設け、これにより外部光を拡散し、鏡面反射を抑制するのが好ましい。

米国特許第５，９９８，０１３号明細書に開示された防眩フィルムは、凝集した二酸化ケイ素のような充填剤を含有する樹脂を、透明な支持体フィルムの表面上にコーティングすることにより形成される。防眩フィルムの別の実現法は、支持体表面をテキスチャ加工又は粗面化することによる。例えば、支持体の表面を、サンドブラスト又はエンボス加工などにより、又は、支持体表面上に多孔質フィルムを形成する方法を採用することにより、直接的に粗面化することができる。

米国特許第６，００８，９４０号明細書に記載された防眩層は、粗粒子と微粒子とを有する屈折率１．４〜１．６の樹脂を含む。微粒子は親水性であり、０．５％を上回る湿分含有率を有する。米国特許第６，２１７，１７６号明細書に記載された防眩フィルムは、層の屈折率を制御するための２つのタイプの透明な微粒子を含有する樹脂を含む。米国特許第６，０７４，７４１号明細書に記載された防眩材料は、粗面化された表面層を含み、この表面層は、エポキシ化合物と光カチオン性重合開始剤と２つの異なる樹脂ビード個体群とを含有する紫外線硬化性樹脂から誘導される。米国特許第６，３４７，８７１号明細書に記載された防眩層は樹脂コーティングされた２つの層を含み、上層は、下層内の粒子よりも粒径の小さな粒子を含有する。米国特許第６，３４３，８６５号明細書はノングレア（非眩輝）フィルムに関し、ノングレアフィルム上には、低屈折率フィルムが貼り合わされ、その結果、コントラスト低下及び白化が抑制される。

より最近では、タッチスクリーンを備えているようなディスプレイが目立ってきている。このようにして、良好な対摩耗性及び取扱欠陥に対する抵抗性を有する一方で、防眩特性を提供するディスプレイスクリーンの開発に対する需要が高まってきている。

従来技術においては、樹脂ビード及び樹脂粒子を防眩コーティング内で使用することが記載されているが、粒子の形態に関しては何も教示されていない。球形の対称的なポリマー粒子は所望の防眩特性を提供できるものの、これらの大きく湾曲した表面は、システムに不都合を与えるおそれがある。このような球形粒子は擦過時に、粒子／バインダー界面における付着力が弱いことにより、コーティングから外れる傾向がある。このことは表面のダスティング及び微視的なピッティングを招き、その結果、透過ヘイズが増大し、画像のコントラスト及び鮮鋭度が低下する。加えて、防眩コーティング及び硬質コートが、フレキシブルな支持体、例えばセルローストリアセテート上にコーティングされる場合、このようなフレキシブルな支持体が、巻き上げられたロールの形態でしばしば取り扱われるという事実に照らして、支持体に対する付着力がますます重要になってくる。

コーティング内に凝集シリカ粒子を使用して、防眩特性を提供することが業界においてよく知られている。これらの粒子は制御されたヘイズ及び光沢を提供しはするものの、フレキシブルな支持体のこのような巻き上げロールの形態では、きつい摩耗の一因となるおそれがある。

さらに、耐摩耗性コーティングのために輻射線硬化性モノマー及びオリゴマーを使用することも、業界においてよく知られている。これらのほとんどは有機溶剤からコーティングされる。従来技術は続いて、ベース材料に対するコーティングの良好な付着力を提供する種々の溶剤を列挙しているが、最終コーティングの耐摩耗性において、列挙された溶剤のいくつかによってもたらされる不都合な作用に関しては言及されていない。ベース支持体材料に浸透して、材料中に存在する添加剤、例えば可塑剤をコーティング中に放出し得る溶剤が使用される場合、コーティングのモジュラスが犠牲にされ、その結果、耐摩耗性及び鉛筆硬度は決して優れたものではなくなる。従って、選ばれた支持体上に硬質コートを塗布する際の溶剤の選択は極めて重要である。

防眩耐摩耗性スクリーンの分野における教示にもかかわらず、光源、例えば日光、蛍光灯などからの外部光のスクリーンに対する鏡面反射を防止する防眩特性、又は優れた摩耗特性を有するか、或いは、防眩フィルムがＬＣＤ内の偏光子の最外面上にコーティングされるため防眩特性及び摩耗特性の両方を有する、堅牢なディスプレイスクリーンを開発することが上述の理由から、依然として必要とされている。

本発明は、有利な輻射線硬化された（メタ）アクリレートバインダーを含む光学フィルムを提供する。防眩特性を得るために、バインダーは、不規則形半結晶性非対称粒子を含む。好ましい耐摩耗性を得るために、バインダーは、粒子を有する又は有さない、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート及びペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレートで官能化された脂肪族ウレタンを含む。本発明はさらに、有用な分散体、フィルムの製造方法、及び該フィルムを内蔵するＬＣＤ及びタッチスクリーンディスプレイを提供する。

本発明は、耐摩耗性又は防眩特性、及び好ましくはこれら両方を示すフィルムを提供する。

本発明は全体的には上述の通りである。
本明細書内の粒子に関する「不規則」という用語は、平滑でない表面を有する粒子を意味する。「非対称」という用語は、粒子が平面に関して対称でないことを意味する。「低分子量」という用語は、重量平均分子量が１０，０００未満であることを意味する。典型的には、化合物は重量平均分子量が５，０００未満となる。本発明は、優れた防眩特性、耐摩耗性、耐化学性及び取扱抵抗性を付与するために、高解像度画像ディスプレイ装置、例えばＬＣＤ及びＣＲＴパネルにおいて使用される、望ましくは防眩層としても機能する耐摩耗性層を含有する光学フィルムを提供し、またこの光学フィルムの製造方法を提供する。本発明によれば、本発明の防眩耐摩耗性層は、オリゴマー又はモノマーの化学線硬化性分散体から誘導される。このオリゴマー又はモノマーは、フレキシブルな透明支持体上にコーティングされた不規則形半結晶性非対称粒子を含有するので、本発明の防眩耐摩耗性層は、有利な特性、例えば良好なフィルム構成、優れた防眩特性、低いヘイズ、良好な指紋抵抗性、耐摩耗性、靭性、硬さ及び耐久性を提供する。化学線の例は、紫外（ＵＶ）線及び電子ビームを含む。これらのうち、ＵＶが好ましい。

本発明の防眩耐摩耗性層を形成するのに有用なＵＶ硬化性組成物は、硬化化学反応、フリーラジカル化学反応及びカチオン化学反応のうちの２つの主要タイプを利用して、硬化させることができる。アクリレートモノマー（反応性希釈剤）及びオリゴマー（反応性樹脂及びラッカー）が、フリーラジカル系配合物の主成分であり、硬化されたコーティングにその物理特性のほとんどを与える。ＵＶ光エネルギーを吸収し、分解してフリーラジカルを形成し、そしてアクリレート基のＣ＝Ｃ二重結合を攻撃して重合を開始するためには、光重合開始剤が必要となる。カチオン化学反応は、脂環式エポキシ樹脂及びビニルエーテルモノマーを主成分として利用する。光重合開始剤がＵＶ光を吸収することにより、ルイス酸を形成し、ルイス酸はエポキシ環を攻撃して重合を開始する。ＵＶ硬化とは、紫外線硬化を意味し、波長２８０〜４２０ｎｍ、好ましくは３２０〜４１０ｎｍのＵＶ線の使用を伴う。

本発明において有用な層のために使用できるＵＶ線硬化性樹脂及びラッカーの例は、光重合可能なモノマー及びオリゴマー、例えば多官能性化合物、例えば（メタ）アクリレート官能基（例えばエトキシル化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、トリメチロールプロパントリ（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、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（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、又はネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート及びこれらの混合物）を有する多価アルコール及びこれらの誘導体のアクリレート及びメタクリレートオリゴマー（本明細書中の（メタ）アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを意味する）、並びに低分子量ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、スピロアセタール樹脂、エポキシアクリレート、ポリブタジエン樹脂、及びポリチオール−ポリエン樹脂など並びにこれらの混合物から誘導されるアクリレート及びメタクリレートオリゴマー、並びに比較的多量の反応性希釈剤を含有する電離線硬化性樹脂から誘導される樹脂及びラッカーである。本明細書中で使用可能な反応性希釈剤は、単官能性モノマー、例えばエチル（メタ）アクリレート、エチルへキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン及びＮ−ビニルピロリドン、及び多官能性モノマー、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（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、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（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、又はネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートを含む。

とりわけ本発明の場合、好都合に使用される輻射線硬化性ラッカーは、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを含む。これらのオリゴマーは、ジイソシアネートと、オリゴ（ポリ）エステル又はオリゴ（ポリ）エーテルポリオールとを反応させることにより誘導され、これによりイソシアネートを末端基とするウレタンを生成する。続いて、ヒドロキシを末端基とするアクリレートを末端イソシアネート基と反応させる。このアクリル化は、オリゴマーの末端に不飽和を提供する。ウレタンアクリレートの脂肪族又は芳香族の性質は、ジイソシアネートの選択によって決定される。芳香族ジイソシアネート、例えばトルエンジイソシアネートは、芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを生成することになる。脂肪族ジイソシアネート、例えばイソフォロンジイソシアネート又はヘキシルメチルジイソシアネートを選ぶことにより、脂肪族ウレタンアクリレートが生じる。イソシアネートの選択以上に、ポリオール主鎖が、最終オリゴマーの性能を決定する上で中枢的な役割を演じる。ポリオールは一般に、エステル、エーテル又はこれら２つの組み合わせとして分類される。オリゴマー主鎖は２つ又は３つ以上のアクリレート単位又はメタクリレート単位によって末端形成される。これらの単位は、フリーラジカル重合のための反応部位として役立つ。イソシアネート、ポリオール、及びアクリレート又はメタクリレート末端単位の中からの選択は、ウレタンアクリレートオリゴマーの発生においてかなりの許容度を可能にする。ウレタンアクリレートはほとんどのオリゴマーと同様に、典型的には分子量及び粘度が高い。これらのオリゴマーは多官能性であり、そして複数の反応部位を含有する。反応部位数が増大することにより、硬化速度は改善され、最終生成物は架橋される。オリゴマー官能価は２〜６であってよい。

とりわけ、好都合に使用される輻射線硬化性樹脂は、多価アルコール及びこれらの誘導体、例えば、ペンタエリトリトールのアクリレート誘導体、例えばペンタエリトリトールテトラアクリレート及びペンタエリトリトールトリアクリレートで官能化された、イソフォロンジイソシアネートから誘導される脂肪族ウレタンの混合物から誘導される多官能性アクリル酸化合物を含む。商業的に入手可能な本発明の実施において使用されるウレタンアクリレートオリゴマーのいくつかの例は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から提供されるオリゴマーを含む。本発明の実施において好都合に使用される樹脂の例は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから提供されるＣＮ ９６８である。

紫外線硬化用組成物中には、光重合開始剤、例えばアセトフェノン化合物、ベンゾフェノン化合物、ミヒラーのベンゾイルベンゾエート、α−アミルオキシムエステル、又はチオキサントン化合物、及び光増感剤、例えばｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、又はトリ−ｎ−ブチルホスフィン、又はこれらの混合物が内蔵される。本発明の場合、好都合に使用される開始剤は、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパノン−１である。

本発明のバインダーは、鉛筆硬度２Ｈ以上、好ましくは２Ｈ〜８Ｈのフィルムを提供するのが望ましい。

防眩特性を提供する粒子は、輻射線硬化性の防眩性耐摩耗性層組成物中に上述のように分散され、不規則形半結晶性非対称有機粒子有機粒子である。加えて、粒子はそれらの表面不規則性により、比表面積値２〜４０ｍ²／ｇを示す。

このような粒子はそれらの不規則な構造により、ＵＶ硬化されたマトリックスとの機械結合の形成を可能にする。このことは、表面摩耗中に防眩層表面から粒子の脱落及びダスティングが生じ、その結果として表面ヘイズが増大するのを防止する。他方において球形粒子は、表面層への付着が難しく、そして取扱中に表面から外れて、その結果表面にピットが形成され、ヘイズが生じるおそれがかなりある。

ミクロ粉砕された不規則形ポリアミドポリマー粒子を含む、耐摩耗性層に防眩特性を提供する不規則形半結晶性非対称粒子の平均粒子粒径は、２〜２０μｍであり、好適には２〜１５μｍであり、望ましくは５〜１０μｍである。これらの粒子は２重量％以上〜５０重量％未満の量で、好適には２〜４０重量％、典型的には２〜２０重量％、及び望ましくは２〜１０重量％の量で、層内に存在する。

本発明の防眩耐摩耗性層のために採用可能な溶剤の例は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエン及びキシレン、エステル、例えばメチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート及びこれらの混合物のような溶剤を含む。溶剤を適正に選択することにより、透明プラスチック支持体とコーティング樹脂との間の付着力を改善することができる一方、透明プラスチック支持体フィルムからの可塑剤と他の添加剤との移動が最小限に抑えられ、防眩層の硬度の維持が可能になる。支持体、例えばＴＡＣに適した溶剤は、芳香族炭化水素及びエステル溶剤、例えばトルエン及びプロピルアセテートである。

コーティング組成物はまた有機溶剤を含んでよく、好ましくは有機溶剤の濃度は総コーティング組成物の１〜９９重量％である。

これらの不規則形半結晶性非対称粒子を含有する紫外線重合性モノマー及びオリゴマーを、透明なフレキシブルな支持体に塗布し、続いて、これにＵＶ線を当てることにより、光学的に透明な、架橋された耐摩耗性層を形成する。好ましいＵＶ硬化吸収エネルギーは、５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ²である。

防眩耐摩耗性層の厚さは一般に０．５〜５０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍである。

本発明による防眩層は、透水、指紋、退色及び黄ばみに対する卓越した抵抗性を含む優れた物理特性、例外的な透明度、及び引掻き、摩耗及びブロッキングに対する抵抗を提供するのに必要な靭性に基づき、特に有利である。

防眩層は好ましくは無色である。しかし、オーバーコートを通してディスプレイの構成又は目視に有害な影響を与えない限りは、この層が色補正のために又は特殊効果のために何らかの色を有することもできる。従って、ポリマー中には、色を付与する色素を内蔵することができる。加えて、ポリマー中には、層に所望の特性を与えることになる添加剤を内蔵することができる。界面活性剤、乳化剤、コーティング助剤、潤滑剤、艶消し粒子、レオロジー改質剤、架橋剤、かぶり防止剤、無機充填剤、例えば導電性及び非導電性金属酸化物粒子、顔料、磁性粒子、及び殺生剤などを含む特定の層の機能に応じて、コーティング組成物に、他の付加的な化合物を添加することができる。

本発明の防眩層は、多くのよく知られた技術、例えば浸漬コーティング、ロッドコーティング、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、グラビアコーティング、リバースロールコーティング、スロットコーティング、押出コーティング、スライドコーティング、及びカーテンコーティングのいずれかによって塗布することができる。コーティング後、層は一般にシンプルな蒸発によって乾燥される。この蒸発は既知の技術、例えば対流加熱によって加速することができる。リサーチディスクロージャ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ）Ｎｏ． ３０８１１９（１９８９年１２月発行）第１００７〜１００８頁には、既知のコーティング法及び乾燥法がさらに詳細に記載されている。

本発明のコーティング組成物中には、当業者によく知られた艶消し粒子を使用することもできる。このような艶消し剤は、リサーチディスクロージャ Ｎｏ． ３０８１１９（１９８９年１２月発行）第１００８〜１００９頁に記載されている。ポリマー艶消し粒子が採用される場合、ポリマーは、分子間架橋によって、又は架橋剤との反応によって、バインダーポリマーとの共有結合を形成することができる反応性官能基を含有し、これにより、コーティングされた層に対する艶消し粒子の改善された付着力を促進することができる。

本発明による光学フィルムの滑り摩擦を低減するために、そして、コーティングの引掻き抵抗を改善するために、ＵＶ硬化型ポリマーは、フッ素化成分又はシロキサン系成分を含有することができ、そしてコーティング組成物は、潤滑剤又は潤滑剤の組み合わせを含むこともできる。典型的な潤滑剤は例えば、（１）流動パラフィン及びパラフィン様材料又はワックス様材料、例えばカルナバワックス、天然及び合成ワックス、石油ワックス、及び鉱物ワックスなど；（２）米国特許第２，４５４，０４３号；同第２，７３２，３０５号；同第２，９７６，１４８号；同第３，２０６，３１１号；同第３，９３３，５１６号；同第２，５８８，７６５号；同第３，１２１，０６０号；同第３，５０２，４７３号；同第３，０４２，２２２号；及び同第４，４２７，９６４号の各明細書、英国特許第１，２６３，７２２号；同第１，１９８，３８７号；同第１，４３０，９９７号；同第１，４６６，３０４号；同第１，３２０，７５７号；同第１，３２０，５６５号；及び同第１，３２０，７５６号の各明細書、及び独国第１，２８４，２９５号；及び同第１，２８４，２９４号の各明細書に記載された、高級脂肪酸及び誘導体、高級アルコール及び誘導体、高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸の多価アルコールエステルなど；（３）ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（トリフルオロクロロエチレン）、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリ（トリフルオロクロロエチレン−コ−塩化ビニル）、ペルフルオロアルキル側基を含有するポリ（メタ）アクリレート又はポリ（メタ）アクリルアミドを含むペルフルオロ−又はフルオロ−又はフルオロクロロ含有材料、などを含む。しかし、ＵＶ硬化型防眩層の永続的な潤滑性のために、重合性潤滑剤、例えばメタクリルオキシ官能性シリコーンポリエーテルコポリマーＡｄｄｉｔｉｖｅ ３１ （Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐ．から提供）が好ましい。

本発明の材料の搬送を成功させるために、製造中全体を通してウェブ搬送によって引き起こされる静電気を低減することが望ましい。本発明の防眩層は、輸送装置、例えばローラ及び駆動ニップ上を移動するのに伴って、ウェブによって蓄積された静電放電から帯電されるおそれがあるので、ダスト及び汚れを吸引するのを回避するために、静電気の低減が必要となる。本発明の透明ポリマー支持体材料は、搬送中に機械構成部分と接触すると静電荷を蓄積する顕著な傾向がある。本発明のウェブ材料上に蓄積された電荷を低減するための静電防止材料の使用が望ましい。

本発明のウェブ材料上には静電防止材料をコーティングすることができ、これらの静電防止材料は、写真紙搬送中に静電気を低減するために透明ウェブ材料上にコーティングすることができる、当業者に知られた任意の材料を含有してよい。静電防止コーティングの例は、導電性の塩及びコロイドシリカを含む。ポリマー層の一体部分である静電防止添加剤によって、本発明の支持体材料の望ましい静電防止特性を達成することもできる。導電性を改善するためにポリマー表面に移動する内蔵添加剤は、脂肪第四アンモニウム化合物、脂肪アミン、及びホスフェートエステルを含む。その他のタイプの静電防止添加剤は、吸湿性化合物、例えばポリエチレングリコール、及びウェブ材料の摩擦係数を低減する疎水性スリップ剤である。静電防止コーティングを支持体のいずれの側にも組み込むことができる。５０％ ＲＨにおける静電コートの好ましい表面抵抗率は、１０¹³オーム／□未満である。さらに、支持体の、防眩層と同じ側に、又は支持体の両側に、付加的な導電層を設けることもできる。

本発明の支持体材料は、種々の透明な高分子フィルム、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース、アセテートプロピロネートセルロース、ポリエーテルスルホン、ポリアクリル系樹脂（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）、塩化ビニルから誘導されるポリマー（例えばポリ塩化ビニル及び塩化ビニル／酢酸ビニルコポリマー）、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリノルボルネン、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、（メタ）アクリロニトリル、及びガラスなどから誘導されるフィルムを含むことができる。フィルムの厚さは約１〜約５０ミルとなることができる。

これらの透明な支持体の光透過率はできる限り高いことが望ましいが、ＢＹＫ Ｇｒａｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ機器を使用して、ＪＩＳ Ｋ７１０５ ＆ ＡＳＴＭ Ｄ−１００３に従って測定される光透過率は、８０％以上、好ましくは９０％以上、又は最も好ましくは９３％以上であるべきである。透明な支持体は、これが小型で軽量の液晶ディスプレイ装置上に載置された防眩材料のために使用される場合、プラスチックフィルムであることが好ましい。透明な支持体の厚さが全重量を減少させる見地から、できる限り薄いことが望ましい条件であるが、その厚さは、防眩材料の生産性及びその他のファクターを考慮して、１〜５０ミルであることが望ましい。

透明な支持材料ＴＡＣのうち、ポリカーボネート及びポリエステルが、これらの全耐久性及び機械強度により好ましい。さらに、ＴＡＣは液晶ディスプレイ装置にとって特に好ましい。それというのも、ＴＡＣは複屈折が十分に低く、ノングレアフィルムと偏光デバイスとを互いに貼り合わせるのを可能にし、そしてさらに、防眩フィルムを使用して優れたディスプレイ品質を有するディスプレイ装置を提供することができるからである。

本発明において使用可能なＴＡＣフィルムは、当業者によく知られた任意のフィルムであってよい。セルローストリアセテートのアセチル価は好ましくは、３５％〜７０％の範囲、特に５５％〜６５％の範囲にある。セルロースアセテートの重量平均分子量は好ましくは７０，０００〜２００，０００、特に８０，０００〜１９０，０００の範囲にある。セルロースアセテートの多分散率（重量平均分子量を数平均分子量で割算したもの）は２〜７、特に２．５〜４の範囲にある。木材パルプ又はリンターから誘導されるセルロース出発材料から、セルロースアセテートを得ることができる。セルロースアセテートは、アセチル価が所望の範囲を満たす限り、脂肪酸、例えばプロピオン酸又は酪酸を使用して、エステル化することができる。

セルロースアセテートフィルムは一般に可塑剤を含有する。可塑剤の例は、ホスフェートエステル、例えばトリフェニルホスフェート、ビフェニリルジフェニルホスフェート、トリクレシルホスフェート、クレシルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート及びトリブチルホスフェート；及びフタレートエステル、例えばジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート及びジオクチルフタレートを含む。グリコール酸エステルの好ましい例は、トリアセチン、トリブチリン、ブチルフタリルブチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレート及びメチルフタリルエチルグリコレートである。上記２種又は３種以上の可塑剤を組み合わせることができる。可塑剤は好ましくは、２０重量％以下、特に５重量％〜１５重量％の量でフィルム内に含有される。セルローストリアセテート以外のポリマーから調製されたフィルムが、上記可塑剤を適切に含有してもよい。

本発明のＴＡＣは、無機又は有機化合物の粒子を含有することにより、表面の潤滑を提供することができる。無機化合物の例は二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを含む。好ましいのは、二酸化ケイ素、二酸化チタン、及び二酸化ジルコニウム、特に二酸化ケイ素である。有機化合物（ポリマー）の例は、シリコーン樹脂、フルオロ樹脂及びアクリル樹脂を含む。好ましくは、アクリル樹脂である。

ＴＡＣフィルムは好ましくは、溶液流延法を用いて調製される。より詳細には、溶液流延法は、溶液供給装置（ダイ）のスリットから供給されたポリマー溶液を支持体上に流延し、そして流延層を乾燥させることによりフィルムを形成する工程を含む。大量生産の場合、この方法は例えば、連続的に移動するベルトコンベヤ（例えばエンドレスベルト）上又は連続的に回転するドラム上にポリマー溶液（例えばセルローストリアセテートのドープ）を流延し、次いで流延層の溶剤を蒸発させる工程により実施することができる。

溶液流延法においては、支持体上に形成されたフィルムを剥離することができるという特性をその支持体が有している限り、任意の支持体を採用することができる。支持体が上記特性を有する限り、金属及びガラスのプレート（例えばプラスチックフィルム）以外の支持体を採用することができる。均一な速度で溶液を供給できる限り、任意のダイを採用することができる。さらに、溶液をダイに供給する方法、均一な速度で溶液を供給するためにポンプを使用する方法を採用することができる。小規模生産の場合、適量の溶液を保持することができるダイを利用することができる。

溶液流延法において採用されるポリマーは、溶剤中に溶解可能であることが必要とされる。さらに、ポリマーから形成されるフィルムは一般に、光学製品において使用する際に、透明度が高く、光学異方性がほとんどないことが必要とされる。さらに、ポリマーは好ましくは、吸収剤との適合性を有している。溶液流延法において採用されるポリマーとして好ましいのは、セルローストリアセテートである。しかし、その他のポリマーを、これらが上記条件を満たす限り採用することもできる。

ポリマーとしてセルローストリアセテートを採用する場合、ジクロロメタンとメタノールとの混合溶剤が一般に採用される。セルローストリアセテートが沈澱されない（例えばドープの調製処置中又はドープへの粒子の添加中）限り、その他の溶剤、例えばイソプロピルアルコール及びｎ−ブチルアルコールを採用することができる。ドープ中のセルローストリアセテートと溶剤との比は好ましくは、重量で１０：９０〜３０：７０（セルローストリアセテート：溶剤）である。

本発明において使用可能なポリカーボネート樹脂は、化学的及び物理的特性の点から、芳香族カーボネートが好ましく、また具体的には、ビスフェノールＡ型ポリカーボネートが好ましい。これらの中で、フェノールＡ部分内にベンゼン環、シクロヘキサン環又は脂肪族炭化水素基が導入されているビスフェノールＡ型誘導体がより好ましい。具体的には、これらの基のうちの１つ以上が中心炭素原子に関して非対称的に導入されている誘導体を利用することにより得られるポリカーボネートが好ましい。例えば、中心炭素原子に関して非対称的に、ビスフェノールＡの中心炭素原子に結合された２つのメチル基がフェニル基によって置換されるか、或いはビスフェノールＡのそれぞれのベンゼン環の水素原子が置換基、例えばメチル基又はフェニル基によって置換されるようにカーボネートを利用することにより得られたポリカーボネートが、好ましくは使用される。具体的には、これらはホスゲン法又はエステル交換によって、４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニルアルカン又はそのハロゲン置換型誘導体、例えば４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニルメタン、４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニルエタン又は４，４’−ジヒドロキシ−ジフェニルブタンから得られる。

ポリカーボネート樹脂は、その他の透明樹脂、ポリスチレン型樹脂、ポリメチルメタクリレート型樹脂又はセルロースアセテート型樹脂との混合物の形態で使用することができる。セルロースアセテート型フィルムの少なくとも一方の側に、ポリカーボネート樹脂を貼り合わせることができる。本発明において使用可能なポリカーボネート型樹脂フィルムの調製方法は具体的には限定されない。押出法、溶液流延法及びカレンダー法のいずれかによって調製されたフィルムを使用することができる。一軸延伸フィルム又は二軸延伸フィルムのいずれをも使用することができる。表面の精細さ及び光学等方性における優位性の点から、溶液流延フィルムが好ましい。

本発明において使用されるポリカーボネート樹脂フィルムのガラス転移点は１１０℃以上（好ましくは１２０℃以上）であり、吸水率は０．３％以下（好ましくは０．２％以下）である。含水率は、２４時間にわたる２３℃の水中での浸漬後に測定された。

様々な種類のコーティング法によりノングレア層をコーティングする場合の耐熱性、耐溶剤性、機械加工性、及び機械強度などの点から、透明支持体材料のための別の好ましい材料はＰＥＴである。特に好ましい実施態様の場合、本発明の防眩耐摩耗性コーティングは、上述の透明高分子フィルムの少なくとも一方の側上にコーティングされる。このような実施態様における防眩フィルムは有利には、偏光素子の保護フィルムとして採用することができる。偏光素子は、偏光板と、偏光板の一方又は両方の側上に設けられた保護フィルムとを含む。

本発明の範囲は、ディスプレイ、例えばＬＣＤディスプレイ及びタッチスクリーンディスプレイにおける本発明のフィルムの使用に及ぶ。偏光子素子は、本発明の耐摩耗性防眩フィルムを容易に採用することができ、耐摩耗性及び防眩の両方がタッチスクリーンディスプレイにおいて重要なことは明らかである。

本発明の更なる観点は、透過ヘイズ、光沢及び高透明度の適正なバランスを有することにより、種々の用途において有用である防眩フィルムを含む。これらの用途は、光沢値が６０°ｋで１３０未満であり、透過率が９０％以上であり、そして透過ヘイズ値が５０未満であることが必要となる高解像度用途を含む。

下記例は、本発明による光学フィルムの調製を示す。
材料
ＵＶ線硬化性ウレタンアクリレートオリゴマーＣＮ ９６８を、Ｓａｒｔｏｍｅｒから得た。開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４をＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから得た。使用された硬化ランプはＦｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｉｎｃから入手したＨバルブであった。球形の架橋ポリメチルメタクリレート粒子（Ｐ１、平均粒子粒径５μｍ）を、懸濁重合を介して合成した。ポリアミド粒子であるＯｒｇａｓｏｌ ２００１ ＵＤ ＮＡＴ ２（Ｐ２，平均粒子粒径５μｍ）とＯｒｇａｓｏｌ ３５０１ ＥＸ Ｄ ＮＡＴ １（Ｐ３，平均粒子粒径１０μｍ）とを、ＡＴＯＦＩＮＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ， Ｉｎｃ．から得た。ＵＶ硬化性潤滑剤Ａｄｄｉｔｉｖｅ ３１をＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから得た。特に断りのない限り、全てのコーティングは４ミルのＴＡＣ上にコーティングした。

鉛筆硬度測定
コーティングの鉛筆硬度値を下記のように測定した。全ての試料を、測定前の少なくとも１８時間にわたって７３°Ｆ／５０％ ＲＨで状態調節した。この状態調節期間に続いて、可視マーキングに対する抵抗性を、ＡＳＴＭ Ｄ ３３６３（「鉛筆試験によるフィルム硬度の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｉｌｍ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ｂｙ Ｐｅｎｃｉｌ Ｔｅｓｔ）」を用いて見極めた。この手順において、先端を円筒形状にやすり掛けすることにより、種々の硬さの鉛筆を準備した。続いて芯の先端を、５００ｇの荷重を用いてコーティング表面と接触させ、コーティング平面に対して４５°の角度で保持し、そしてコーティング表面を横切って均一な速度で動かした。次いで視覚的な検査により、コーティングに対する可視損傷を生じさせないもっとも硬い芯を見極めた。

押込係数測定
コーティングの押込係数を下記のように測定した。全ての試料を、測定前の少なくとも１８時間にわたって２３℃（７３°Ｆ）／５０％ ＲＨで状態調節した。この状態調節期間に続いて、材料の荷重−押退け特性を、２μｍ半径の６０度円錐形ダイヤモンド圧子を備えたＨｙｓｉｔｒｏｎ ナノ圧子を使用して見極めた。３００μＮ目標加重を全ての事例において用いた。次いで、その結果として生じた荷重−押退け曲線を、オリバー及びファーの関係を用いて分析することにより、それぞれにコーティングに対応する換算押込係数を計算した。

ミクロスクラッチ測定
選択されたコーティングのミクロスクラッチ亀裂形成発現を、下記のように測定した。全ての試料を、測定前の少なくとも１８時間にわたって２３℃（７３°Ｆ）／５０％ ＲＨで状態調節した。この状態調節期間に続いて、３．５μｍ半径の円錐形ダイヤモンドスタイラスを備えたＣＳＥＭ Ｎａｎｏｓｃｒａｔｃｈ Ｔｅｓｔｅｒを使用して、０．１〜１００ｍＮの荷重範囲で、傾斜荷重の引掻き傷を生成した。次いで、コーティング内の亀裂形成を開始させるのに必要な荷重を、光学顕微鏡を用いた視覚的な検査によって見極めた。

ヘイズ及び光沢の測定
ＡＳＴＭ Ｄ−１００３及びＪＩＳ Ｋ−７１０５の方法に従って、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ装置を使用して、ヘイズを見極めた。ＡＳＴＭ Ｄ５２３、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７、ＩＳＯ ２８１３及びＪＩＳ Ｚ ８７４１の方法に従って、ＢＹＫ ＧａｒｄｎｅｒミクロＴｒｉ光沢計を使用して、（６０度で）Ｇｌｏｓｓを測定した。表中のヘイズ及び光沢をデータは、それぞれの試料に対する複数回の読み取りから得られた平均値を表す。

例１〜４（耐摩耗性オーバーコート）
ＵＶ硬化性オリゴマーＣＮ ９６８（１２．６ｇ）を、ｎ−プロピルアセテート（１３．１４ｇ）又はメタノール（１３．１４ｇ）中に溶解した。これらの溶液のそれぞれには、０．３６ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ １８４及び０．１８ｇのＡｄｄｉｔｉｖｅ ３１を添加した。これらの溶液をＴＡＣ上にコーティングし、そして０．７５ｊ／ｃｍ²で硬化させることにより、公称被覆率７ｇ／ｍ²で光学的に透明な硬化済ＣＮ ９６８コーティングを得た。ｎ−プロピルアセテート中の溶液もＴＡＣ上にコーティングすることにより、公称被覆率１４ｇ／ｍ²で別の硬化済コーティングを提供した。表１は、鉛筆硬度、ナノ押込、及びミクロスクラッチの試験技術によって測定されたこれらのコーティングの種々の機械特性を示す。

表１が示すように、溶剤は支持体、例えばＴＡＣ上に良好な耐摩耗性を得る上で所定の役割を果たす。オーバーコートは、メタノールからコーティングされると（例３）、プロピルアセテートから誘導されるコーティング（例２）よりも、コーティング破壊（「亀裂」）を開始させるのに低いスタイラス荷重を必要とした。例２及び３の両方が同様の鉛筆硬度格付けを有するのに対して、ミクロスクラッチ発現データは、メタノールから調製されたコーティングが、プロピルアセテートから調製された対応コーティングよりも、或る種類の小さな凹凸引掻き損傷をまだ受けやすいことを提案する。コーティングのすべては、露出したＴＡＣ（例１）よりも鉛筆硬度格付けが高い。オーバーコートは、１４ｇ／ｍ²でコーティングされると（例４）、７ｇ／ｍ²のオーバーコートよりも高い鉛筆硬度を示した。

例５〜１４（防眩コーティング）
例４に記載されたｎ−プロピルアセテート中のＣＮ９６８の溶液を改質して、この溶液が、防眩性能のための粒子を含むようにした。例５〜９は球形粒子Ｐ１を含有した。例１０〜１４は不規則形非対称粒子Ｐ２を含有した。全てのコーティングは公称被覆率１４ｇ／ｍ²を有した。表２は、コーティングの組成を説明する。

表２が示すように、不規則形非対称粒子は、匹敵する粒子充填率に対応するヘイズ値がより低い点で、球形粒子を上回る利点を有している。このことは、球形粒子が表面から容易に外されて、ピットを有する表面が残され、これがヘイズを増大させる原因となることによる。

例１５〜１９
使用される粒子が表３に示されたような、ポリマーに対する充填率２〜１０ｗｔ％のＰ３であることを除いて、例１０〜１４に記載されたコーティングを調製した。

表面３は、ＵＶ硬化型ポリマー中の不規則的な非対称粒子の別の例を示す。これらの粒子は優れた鉛筆硬度と、所望の光沢と、防眩耐摩耗性コーティングのためのヘイズとを与える。

２４時間にわたって試料上に残された指紋がティッシュで拭うことにより除去される範囲を観察することにより、コーティングの指紋抵抗性を評価した。本発明の全ての例は優れた指紋抵抗性を示した。

本発明は、粒子が層の５０重量％未満の量で存在する実施態様；光学フィルムが付加的に、シリコーンアクリレート潤滑剤、例えばメタクリルオキシ官能性シリコーンポリエーテルコポリマーを含有する実施態様；フィルムの硬度が２Ｈ〜８Ｈである実施態様；フィルムが透明な高分子支持体上に配置され、該支持体が、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース、アセテートプロピロネートセルロース、ポリエーテルスルホン、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン、塩化ビニルから誘導されるポリマー、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリノルボルネン、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、（メタ）アクリロニトリルから成る群から選択され、特にトリアセチルセルロースである実施態様を含む。

本発明は、透過ヘイズ値が５０未満であり、６０度における光沢値が１３０未満であり、全光透過率が９０％よりも大きい実施態様を含む。本発明は、層が、ペンタエリトリトールの（メタ）アクリレート誘導体で官能化された脂肪族ウレタンの混合物、例えばペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート及びペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレートで官能化された脂肪族ウレタンの混合物から誘導される輻射線硬化されたバインダーを含有する実施態様を含む。本発明は、輻射線硬化性ウレタンアクリレートオリゴマー、不規則形半結晶性非対称粒子、輻射線感受性硬化剤、例えばＵＶ感受性硬化開始剤、及び有機溶剤、例えばエステル溶剤又は芳香族炭化水素を含むコーティング分散体を検討する。このフィルムを使用したＬＣＤ及びタッチスクリーンディスプレイも検討される。

本発明はまた、光学フィルムの形成方法であって、フレキシブルな透明高分子支持体を準備し、この支持体に、多官能性アクリル酸化合物と有機溶剤中の不規則形半結晶性非対称粒子とを含む輻射線硬化性バインダーから成るコーティングを塗布し、そして前記コーティングを輻射線硬化させることにより、層を形成することを含む方法を検討する。

本明細書において参照された特許明細書及びその他の刊行物の内容全体を、参考のため本明細書中に引用する。

Claims (12)

1. 輻射線硬化されたバインダー中に不規則形半結晶性非対称粒子を含有する層を含むことを特徴とする、光学フィルム。
2. 該輻射線硬化されたバインダーが、多価アルコールから誘導される多官能性アクリル酸化合物を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
3. 該輻射線硬化されたバインダーが、エトキシル化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、トリメチロールプロパントリ（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、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（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、及びネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートから選択された反復基を含む、請求項２に記載の光学フィルム。
4. 該輻射線硬化されたバインダーが、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート及びペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレートから選択された反復基を含む、請求項２に記載の光学フィルム。
5. 該輻射線硬化されたバインダーが、低分子量ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂から誘導されるアクリレート及びメタクリレートオリゴマーを含む、請求項１に記載の光学フィルム。
6. 該輻射線硬化されたバインダーが、ウレタンアクリレート化合物を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
7. 該輻射線硬化されたバインダーが、イソフォロンジイソシアネートから誘導される脂肪族ウレタンアクリレートを含む、請求項１に記載の光学フィルム。
8. 該輻射線硬化されたバインダーが、脂肪族ポリエステルポリオールから誘導されるポリウレタンアクリレートを含む、請求項１に記載の光学フィルム。
9. 該粒子が、ミクロ粉砕された不規則形ポリアミド又はコポリアミドポリマー粒子を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
10. 該粒子が平均粒径２〜２０μｍである、請求項１に記載の光学フィルム。
11. 前記粒子が、該層の２重量％以上で存在する、請求項１に記載の光学フィルム。
12. 前記フィルムの鉛筆硬度が２Ｈよりも大きい、請求項１に記載の光学フィルム。