JP2007316644A - 防眩性フィルム、その製造方法及び表示素子におけるその使用 - Google Patents
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Abstract
【課題】防眩性が維持される上、テレビ画面やモニタ画面上に表示される画像の鮮明度もそのまま維持される防眩性フィルムを提供する。
【解決手段】透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有し、所望によりその内部に可溶性粒子を含むことを特徴とする防眩性フィルム、または透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面から突出した可溶性粒子を有することを特徴とする防眩性フィルム。
【選択図】図３
【解決手段】透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有し、所望によりその内部に可溶性粒子を含むことを特徴とする防眩性フィルム、または透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面から突出した可溶性粒子を有することを特徴とする防眩性フィルム。
【選択図】図３
Description
本発明は、防眩性フィルム、その製造方法及び表示素子におけるその使用に関する。特に、テレビ画面やコンピュータのモニタなどの表示素子の画面に被覆されて、外部からの光線を画面の法線方向（正面方向）でなく法線から傾いた方向（周辺方向）に拡散することができる防眩性フィルム、その製造方法及び表示素子におけるその使用に関する。
テレビ画面やパーソナルコンピュータなどのモニタの画面を見る場合、画像からの光線に加え、外部から画面に入射する光線の反射光も目に入り、眩しさが増し、また、外部光の写り込みにより表示画像が見にくくなり、目にも悪いので、多くの場合、画面の表面に防眩性フィルムが被覆される。
従来の防眩性フィルムは、通常、透明な樹脂からなり、その表面に二酸化珪素や二酸化チタンなどの無機粒子が散在されている（例えば、特許文献１を参照）。この防眩性フィルムの表面に散在している二酸化珪素や二酸化チタンの粒子により、外部からの光線は画面の周辺方向に拡散され、目の方向へ反射される光の量が減少するという効果がある。
しかし、このような防眩性フィルムを実際に使用すると、防眩効果が確かにあるものの、無機粒子の存在により、表示画像が暗くなり、鮮明度が低くなるので、理想的な防眩性フィルムとは言えない。
米国特許第６,５７２,９６１号
本発明の目的は、防眩性が維持される上、テレビ画面やモニタ画面上に表示される画像の鮮明度もそのまま維持される防眩性フィルムを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明者らは、研究を重ねた結果、従来の防眩性フィルムの表面に散在された二酸化珪素や二酸化チタンなどの無機粒子は、外部からの光線を表示素子の周辺方向に拡散させる効果がある反面、表示素子からの光線をも拡散させるので、表示される画像の鮮明度を低下させるという負の作用があることを見出した。この知見に基づき、本発明者らは、防眩性フィルムの表面に、粒子を存在させる代わりに、凹部を形成する細孔が存在すれば、外部からの光線を画面の周辺方向に拡散させる効果がある上、表示素子からの光線を拡散することがなく、逆にわずかながら集光する効果があるので、画像の鮮明度を低下させないことを見出した。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。
即ち、本発明は、第１の態様において、透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有することを特徴とする防眩性フィルムを提供する。また、本発明は、第２の態様において、透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有し、かつその内部に可溶性粒子を含むことを特徴とする防眩性フィルムを提供する。
加えて、本発明の防眩性フィルムを製造するための中間製品として、本発明は、透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面から突出した可溶性粒子を有することを特徴とするフィルムを提要する。しかし、この中間製品フィルムも、試験の結果、画像の鮮明度は上記の本発明の防眩性フィルムには若干劣るものの、従来の防眩性フィルムに比べれば、防眩性は同等以上であり、鮮明度はより優れているので、防眩性フィルムとして使用することができる。
前記中間製品フィルムを製造するために、本発明は、透明な基材層の外表面に、可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液を塗布して被覆層を形成することを特徴とする製造方法を提供する。
また、前記中間製品フィルムから本発明の第１の態様及び第２の態様に係る防眩性フィルムを製造するために、本発明は、中間製品フィルムから、その表面から突出している可溶性粒子を溶剤で溶解して除去することを特徴とする製造方法を提供する。
最後に、本発明は、本発明の防眩性フィルムにより表面が被覆された表示素子を提供する。
本発明の防眩性フィルムでは、防眩性フィルムの表面に、開口を有する細孔が形成されており、或いは、無機粒子ではなく可溶性粒子が突出しているので、従来の防眩性フィルムでは問題となっていた画像の鮮明度の低下を引き起こすことなく、防眩性を発揮する。
本発明の中間製品フィルムは、透明な基材層の外表面に、可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液を塗布して被覆層を形成することにより製造される。
この製造方法で使用される可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液は、可溶性粒子を生成する可溶性材料、例えば、水溶性ゼラチン、ヒドロゲル、ポリビニルアルコールなどの水溶液と透明樹脂の有機溶液とを混合して乳化させることにより、水溶性材料を液滴で透明樹脂の有機溶液中に分散させることにより調製することができる。
透明樹脂としては、従来の透明樹脂、例えば、透明な紫外線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などがいずれも使用できる。
この製造方法で使用される可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液は、可溶性粒子を生成する可溶性材料、例えば、水溶性ゼラチン、ヒドロゲル、ポリビニルアルコールなどの水溶液と透明樹脂の有機溶液とを混合して乳化させることにより、水溶性材料を液滴で透明樹脂の有機溶液中に分散させることにより調製することができる。
透明樹脂としては、従来の透明樹脂、例えば、透明な紫外線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などがいずれも使用できる。
本発明の第１の態様及び第２の態様に係る防眩性フィルムは、上記の中間製品フィルムから、その表面から突出している可溶性粒子を溶剤、例えば水で溶解して除去することにより製造することができる。
以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。下記説明中、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明することがあるが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を限定されるものではない。
使用成分：
１．水溶性ゼラチン
２．アクリレート樹脂のトルエン溶液（Eternal Chemical製；品番：５５３７Ｃ-５０）
３．二酸化珪素粒子（Degussa製；品番：ＯＫ６０７）
４．アクリレート樹脂のイソプロパノール溶液（Pufong Enterprise Co., Ltd製；品番：ＰＣ-５３８）
５．透明基材層：ＴＡＣ（三酢酸セルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレート）
１．水溶性ゼラチン
２．アクリレート樹脂のトルエン溶液（Eternal Chemical製；品番：５５３７Ｃ-５０）
３．二酸化珪素粒子（Degussa製；品番：ＯＫ６０７）
４．アクリレート樹脂のイソプロパノール溶液（Pufong Enterprise Co., Ltd製；品番：ＰＣ-５３８）
５．透明基材層：ＴＡＣ（三酢酸セルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレート）
使用装置：
１．曇り度計（Haze meter）：日本電色工業株式会社製ＮＤＨ２０００
２．TM式写像性試験機（Image Clarity Meter）：スガ試験機株式会社製ＩＣＴ-１Ｔ
１．曇り度計（Haze meter）：日本電色工業株式会社製ＮＤＨ２０００
２．TM式写像性試験機（Image Clarity Meter）：スガ試験機株式会社製ＩＣＴ-１Ｔ
以下の配合を用い、下記の防眩性フィルム製造方法の手順により、防眩性フィルム１を製造し、鮮明度を測定した。
[配合]
（ａ１）水溶性ゼラチン：２５重量部
（ｂ１）熱水（５０〜６０℃）：１２５重量部
（ｃ１）アクリレート樹脂のトルエン溶液：２００重量部
（ａ１）水溶性ゼラチン：２５重量部
（ｂ１）熱水（５０〜６０℃）：１２５重量部
（ｃ１）アクリレート樹脂のトルエン溶液：２００重量部
［手順］（図２参照）
ステップ１（ゼラチン・樹脂混合液の調製）：
（ａ１）を（ｂ１）に溶解した後、８０００ｒｐｍの速度で６０分間、水溶性ゼラチンの水溶液とアクリレート樹脂のトルエン溶液とを攪拌し、混合して乳化させることにより、アクリレート樹脂溶液中に水溶性ゼラチンの液滴を均一に分散させる。
ステップ１（ゼラチン・樹脂混合液の調製）：
（ａ１）を（ｂ１）に溶解した後、８０００ｒｐｍの速度で６０分間、水溶性ゼラチンの水溶液とアクリレート樹脂のトルエン溶液とを攪拌し、混合して乳化させることにより、アクリレート樹脂溶液中に水溶性ゼラチンの液滴を均一に分散させる。
ステップ２（基材層への塗布）：
厚さ８０μｍの透明ＴＡＣ基材層に、ステップ１の乳化物を厚さ５μｍになるように塗布する。
厚さ８０μｍの透明ＴＡＣ基材層に、ステップ１の乳化物を厚さ５μｍになるように塗布する。
ステップ３（溶剤の除去及び紫外線照射）：
乳化物の塗膜から、８０℃で２分間、トルエン溶剤を除去した後、２３０ｍＪ／ｃｍ２ の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で、その表面に水溶性ゼラチン粒子が突出している防眩性フィルム１を得た。（水溶性ゼラチン粒子の平均粒径：１〜１０μｍ）
乳化物の塗膜から、８０℃で２分間、トルエン溶剤を除去した後、２３０ｍＪ／ｃｍ２ の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で、その表面に水溶性ゼラチン粒子が突出している防眩性フィルム１を得た。（水溶性ゼラチン粒子の平均粒径：１〜１０μｍ）
得られた防眩性フィルム１の模式的な断面図を図１に示す。防眩性フィルム１は、透明な材質の基材層３と、基材層３の外表面を覆っている被覆層１１からなり、被覆層１１は、その表面に水溶性ゼラチン粒子１２（可溶性粒子）が部分的に突出しており、かつ、その内部にも分散された水溶性ゼラチン粒子１２を有している。
得られた防眩性フィルム１の表面構造の光学顕微鏡写真（２００倍）及び電子顕微鏡写真をそれぞれ図４及び図５に示す。
前記実施例１で得た防眩性フィルム１について、ゼラチン突起の除去工程（図２のステップ４）を行った。即ち、５０〜６０℃の熱水で２分間、防眩性フィルム１の外表面から突出している水溶性ゼラチンを溶解して除去することにより、防眩性フィルム２を得た。
この防眩性フィルム２の模式的な断面図を図３に示す。防眩性フィルム２は、透明な材質の基材層３と、基材層３の外表面を覆っている被覆層２１からなる。被覆層２１は、その表面に開口を有する細孔２３を有し、かつ、その内部に水溶性ゼラチン２２を含んでいる。
得られ防眩性フィルム２の表面構造の光学顕微鏡写真（２００倍）及び電子顕微鏡写真をそれぞれ図６及び図７に示す。
配合における水溶性ゼラチンの量を５重量部にし、熱水の量を２５重量部にし、基材層としてＴＡＣフィルムに代えてＰＥＴフィルムを用いた以外は、実施例１及び２と同じ手順で、各防眩性フィルムを製造した。
配合における水溶性ゼラチンの量を１５重量部にし、熱水の使用量を５重量部とした以外は、実施例３と同じ手順で、各防眩性フィルムを製造した。
[配合]
（ａ５）水溶性ゼラチン：１５重量部
（ｂ５）熱水（５０〜６０℃）：２５重量部
（ｃ５）アクリレート樹脂のトルエン溶液：２００重量部
（ｄ５）二酸化珪素粒子（粒径：２μｍ）：２重量部
（ａ５）水溶性ゼラチン：１５重量部
（ｂ５）熱水（５０〜６０℃）：２５重量部
（ｃ５）アクリレート樹脂のトルエン溶液：２００重量部
（ｄ５）二酸化珪素粒子（粒径：２μｍ）：２重量部
[手順]
ステップ１（ゼラチン・樹脂混合液の調製）：
（ａ５）を（ｂ５）に溶解した後、３０００ｒｐｍの速度で１２０分間、水溶性ゼラチンの水溶液とアクリレート樹脂のトルエン溶液とを攪拌し、混合して乳化させることにより、アクリレート樹脂溶液中に水溶性ゼラチンの液滴を均一に分散させる。
ステップ１（ゼラチン・樹脂混合液の調製）：
（ａ５）を（ｂ５）に溶解した後、３０００ｒｐｍの速度で１２０分間、水溶性ゼラチンの水溶液とアクリレート樹脂のトルエン溶液とを攪拌し、混合して乳化させることにより、アクリレート樹脂溶液中に水溶性ゼラチンの液滴を均一に分散させる。
ステップ２（基材層への塗布）：
厚さ８０μｍの透明なＰＥＴ基材層に、ステップ１の乳化物を、厚さ５μｍになるように塗布する。
厚さ８０μｍの透明なＰＥＴ基材層に、ステップ１の乳化物を、厚さ５μｍになるように塗布する。
ステップ３（溶剤の除去及び紫外線照射）：
乳化物の塗膜から、８０℃で２分間、トルエン溶剤を除去した後、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で防眩性フィルム５を得た。
乳化物の塗膜から、８０℃で２分間、トルエン溶剤を除去した後、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で防眩性フィルム５を得た。
［比較例１］
[配合]
（ａ６）二酸化珪素粒子（粒径：２μｍ）：８重量部
（ｂ６）アクリレート樹脂のイソプロパノール溶液：２００重量部
[手順]
（１）（ａ６）と（ｂ６）とを、３０００ｒｐｍの速度で１２０分間攪拌し、混合して乳化させる。
（２）厚さ８０μｍの透明なＴＡＣ基材層に、（１）の乳化物を、厚さ５μｍになるように塗布する。
（３）乳化物の塗膜から、２分間及び８０℃、イソプロパノール溶剤を除去した後、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で防眩性フィルム６を得た。
[配合]
（ａ６）二酸化珪素粒子（粒径：２μｍ）：８重量部
（ｂ６）アクリレート樹脂のイソプロパノール溶液：２００重量部
[手順]
（１）（ａ６）と（ｂ６）とを、３０００ｒｐｍの速度で１２０分間攪拌し、混合して乳化させる。
（２）厚さ８０μｍの透明なＴＡＣ基材層に、（１）の乳化物を、厚さ５μｍになるように塗布する。
（３）乳化物の塗膜から、２分間及び８０℃、イソプロパノール溶剤を除去した後、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で紫外線を照射して、塗膜を硬化させる。
前記配合及び手順で防眩性フィルム６を得た。
防眩性フィルム６の表面構造の光学顕微鏡写真（２００倍）を図８に示す。
［比較例２］
配合における二酸化珪素粒子の量を５重量部にし、基材層として、ＴＡＣフィルムに代えてＰＥＴフィルムを使用した以外は、比較例１と同じ手順で、防眩性フィルムを製造した。
配合における二酸化珪素粒子の量を５重量部にし、基材層として、ＴＡＣフィルムに代えてＰＥＴフィルムを使用した以外は、比較例１と同じ手順で、防眩性フィルムを製造した。
前記実施例及び比較例で製造した防眩性フィルムの性能を、以下の試験により評価した。結果を表１に示す。
鮮明度の測定：
ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定。（光コム幅：０．１２５mm、０．２５mm、０．５mm、１．０mm、２．０mm）
ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定。（光コム幅：０．１２５mm、０．２５mm、０．５mm、１．０mm、２．０mm）
ヘイズ値の測定：
曇り度計を使用する。プラスチックの光学的試験方法（ＪＩＳ Ｋ ７１０５）に準拠する積分球（150φ）を使用する。
曇り度計を使用する。プラスチックの光学的試験方法（ＪＩＳ Ｋ ７１０５）に準拠する積分球（150φ）を使用する。
表１から明らかなように、実施例１及び実施例２の結果を比較例１と比較すると、ヘイズ値はほぼ等しく２０％前後にあるが、鮮明度は、実施例１及び実施例２の方が、３倍以の値となる。また、実施例４及び実施例５の結果を比較例２と比較すると、ヘイズ値はほぼ等しく１４〜１５％程度であるが、鮮明度は、実施例４の方が９倍以上高い値となり、実施例５の方が３倍以上高い値となる。さらに、実施例３の場合、鮮明度が実施例中の最高の３６３％になる上、ヘイズ値も最も低い７．２％になる。
なお、実施例５の結果を実施例４と比較すると、二酸化珪素の添加は、本発明の効果によい影響を与えないことが分かる。
前記データから理解できるように、本発明の防眩性フィルムは、ヘイズ値を許容範囲内に維持したまま、防眩性を大幅に改善できる。
上述のように、本発明の防眩性フィルムにより表示素子の画面を覆うと、防眩効果がある上、従来の防眩性フィルムのように画像の鮮明度を低下させることがないので、防眩性があり鮮明度も良い表示素子を得ることができる。
１、２…防眩性フィルム
１１、２１…被覆層
１２、２２…水溶性ゼラチン
２３…細孔
３…基材層
１１、２１…被覆層
１２、２２…水溶性ゼラチン
２３…細孔
３…基材層
Claims (11)
- 透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有することを特徴とする防眩性フィルム。
- 透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面に開口した細孔を有し、かつその内部に可溶性粒子を含むことを特徴とする防眩性フィルム。
- 透明な基材層と、前記基材層の外表面を覆う透明な被覆層を有してなり、該被覆層は、その表面から突出した可溶性粒子を有することを特徴とする防眩性フィルム。
- 前記可溶性粒子は、水溶性のゼラチン、ヒドロゲル及びポリビニルアルコールから選択されることを特徴とする請求項３に記載の防眩性フィルム。
- 前記可溶性粒子は、水溶性ゼラチンの粒子であることを特徴とする請求項３に記載の防眩性フィルム。
- 請求項３に記載の防眩性フィルムの製造方法であって、透明な基材層の外表面に、可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液を塗布して被覆層を形成することを特徴とする製造方法。
- 前記可溶性粒子を含む透明樹脂の溶液は、可溶性物質の水溶液と透明樹脂の有機溶液とを混合して乳化させることにより、可溶性物質の液滴を透明樹脂の有機溶液中に分散させることにより調製する請求項６に記載の製造方法。
- 前記透明樹脂は、紫外線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群から選択する少なくとも１種の透明樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
- 請求項１または２に記載の防眩性フィルムの製造方法であって、請求項３に記載の防眩性フィルムから、その表面から突出している可溶性粒子を溶剤で溶解して除去することを特徴とする製造方法。
- 請求項１または２に記載の防眩性フィルムの製造方法であって、請求項５に記載の防眩性フィルムから、その表面から突出している水溶性ゼラチンの粒子を水で溶解して除去することを特徴とする防眩性フィルム製造方法。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の防眩性フィルムにより表面が被覆された表示素子。
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