JP2008040063A - 防眩性光拡散部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は内部拡散と表面拡散を併用する防眩性光拡散部材において、主として表面拡散の度合いを示す表面ヘイズ値、主として内部拡散の度合いを示す内部ヘイズ値を独立して調整することが容易な防眩性光拡散部材を提供することを目的とする。
【解決手段】 透明基材上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含んでなる防眩性光拡散層を有する防眩性光拡散部材であって、該粒子Ａの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、該粒子Ｂの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０の範囲内であることを特徴とする防眩性光拡散部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、窓やディスプレイなどの表面に設けられる防眩性光拡散部材に関する。特に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管ディスプレイ（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）および電界効果ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）などのディスプレイの表面に設けられる防眩性光拡散部材に関する。
液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、ＥＬディスプレイ、および、プラズマディスプレイなどのディスプレイは、視認性の観点で下記の幾つかの問題がある。
・視聴時に外光が写りこむ。
・ディスプレイからの表示光によりディスプレイ表面で面ぎら（シンチレーション）が発生する。
・ディスプレイから拡散されずに直接くる表示光の眩しさ、などにより視認性がよくない。
・輝度むらなどの欠陥によっても視認性が悪化する。
このような視認性の低下、悪化を解決するために、防眩性光拡散部材をディスプレイの前面に設けることが知られている。
防眩性光拡散部材としては、例えば、下記の技術が知られている。
・ディスプレイの表面に、エンボス加工を施した防眩性光拡散層を有する防眩性光拡散部材を設ける。
・ディスプレイの表面に、バインダマトリックスに粒子を混入することによって表面に凹凸が形成された防眩性光拡散層を有する防眩性光拡散部材を設ける。
このような防眩性光拡散部材においては、表面の凹凸による光の散乱現象（表面拡散）が利用される。
さらに、バインダマトリックスにバインダマトリックスと屈折率の異なる粒子を混入することによって、バインダマトリックスと粒子の屈折率差による光の内部散乱（内部拡散）を利用する防眩性光拡散部材も知られている。
エンボス加工により表面に凹凸が形成されている防眩性光拡散部材は、表面凹凸を完全に制御できる。そのため、再現性が良い。しかし、エンボスロールに欠陥または異物付着があるとロールのピッチで延々欠陥が出る。そのため、大量生産の場合、全ての製品に欠陥が生じる。また、表面での散乱のみ利用するので、下記の問題がある。
・耐擦傷性
・コントラストの低下
・ギラツキ発生
バインダマトリックスと粒子を用いた防眩性光拡散部材は前記エンボス加工を用いた防眩性光拡散部材よりも工程数が少ない。よって、安価に製造できる。そのため、様々な態様の防眩性光拡散部材が知られている（特許文献１）。
例えば、以下の防眩性光拡散部材が知られている。
外光の写りこみ、シンチレーションなどを防止することによって視認性を高める必要がある。そのため、以下の方法が考えられている。
・表面の凹凸形状を大きくすることによって、光の散乱性能を向上させる。
・添加する粒子の量を増やすことによって、光の散乱性能を向上させる。
しかし、上記方法では透過像鮮明度が低下してしまうという問題がある。
光の散乱性能等を低下させることなく、視認性を向上させる方法として、下記の技術が知られている。
・バインダマトリックス樹脂と球形粒子と不定形粒子を併用する技術（特許文献２）
・バインダマトリックス樹脂と複数の粒径の異なる粒子を用いる技術（特許文献３）
・表面凹凸を有し、凹部の断面積を規定した技術（特許文献４）
また、光の散乱性能等を低下させることなく、視認性を向上させるために、防眩性光拡散部材内部の散乱と防眩性光拡散部材表面の散乱を併用する技術も知られている。
防眩性光拡散部材内部の散乱（内部拡散）は、防眩性光拡散部材を樹脂などのバインダマトリックス内部に該バインダマトリックスと屈折率が異なる粒子を分散させることによって生じる。十分な光拡散性能を発揮するためにある程度の表面凹凸を防眩性光拡散部材表面に形成する必要がある。しかし、下記の問題がある。
・コントラストの低下
・表面凹凸のレンズ効果に起因するギラツキの発生
・耐擦傷性の低下
内部の散乱と表面の散乱と併用すると、表面の散乱のみを用いる防眩性光拡散部材に比べ、表面凹凸が小さくて済む。よって、以下の利点がある。
・コントラストの向上
・表面凹凸のレンズ効果に起因するギラツキの低減
・耐擦傷性の向上
例えば、内部の散乱と表面の散乱を併用する技術として、以下の技術が知られている。
・内部ヘイズ（曇度）が１〜１５％であり、表面ヘイズ（曇度）が１〜１５％である技術（特許文献５、特許文献６）
・バインダー樹脂と粒径０．５〜５μｍの粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差が０．０２〜０．２である技術（特許文献７）
・バインダー樹脂と粒径１〜５μｍの粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差を０．０５〜０．１５である技術。さらに、用いる溶媒、表面粗さなどを規定した技術（特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２）
・バインダー樹脂と複数の粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差が０．０３〜０．２である技術（特許文献１３、特許文献１４）
また視野角を変化させたときのコントラストの低下、色相変化等を低減する下記の技術も知られている。この技術においては、表面ヘイズ（曇度）が３以上である。また、法線方向のヘイズ値と±６０°方向のヘイズ値の差が４以下である。（特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８）また、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下である技術も知れている。（特許文献１９）中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．０２〜１μｍであり、十点平均粗さ（Ｒｚ）／Ｒａが３０以下である技術も知られている。（特許文献２０、特許文献２１）
また、防眩性光拡散部材は主にディスプレイの前面に設けるため、耐擦傷性が要求される。耐擦傷性を向上させるためには、防眩性光拡散部材の硬度を向上する必要がある。そこで、ディスプレイの表示画質を低下させずに高硬度を有する防眩性光拡散部材を作成するために、電離放射線硬化樹脂バインダーとシリカ粒子、シリコーン粒子を用いる技術が知られている。（特許文献２１）
このように様々な目的で様々な構成の防眩性光拡散部材が開示されている。
防眩性光拡散部材に求められる性能は、ディスプレイの前面に用いる場合、ディスプレイによって異なる。例えば、ディスプレイの解像度や使用目的などにより最適な防眩性光拡散部材は異なる。目的により多様な防眩性光拡散部材が求められる。
一般に防眩性光拡散部材は、主として表面拡散の度合いを示す表面ヘイズ値、主として内部拡散の度合いを示す内部ヘイズ値、像鮮明度、光沢度などの物性が重要である。また、防眩性光拡散部材をディスプレイの前面に用いる場合、硬度などの物性も重要である。さらに、生産時の塗工適性、コスト、カールなども考慮しなくてはならない。そのため、膜厚など制限される要素は多い。限られた範囲内で表面ヘイズ、内部ヘイズなどを制御することが困難である。
バインダマトリックスと1種類の粒子を用いた防眩性光拡散部材は、１種類の粒子が表面ヘイズ、内部ヘイズに影響を与える。よって、所望の表面ヘイズ、内部ヘイズに設定することが困難である。例えば、内部ヘイズを変えずに表面ヘイズを低下させる場合、粒子の添加量だけでは制御できない。すなわち、用いる粒子の種類、粒径、添加量などの設計をはじめからやり直す必要がある。
また、複数の種類の粒子を用いる下記の場合でも、所望の表面ヘイズ、内部ヘイズに設定することは困難である。
・屈折率は同一で粒径だけが異なる粒子を用いる場合
・全ての粒子の屈折率が樹脂の屈折率とある程度差がある場合
ＵＳＰ５３８７４６３ 特開２００３−２６０７４８号公報 特開２００４−００４７７７号公報 特開２００３−００４９０３号公報 特許第３５０７７１９号公報 ＵＳＰ６３４３８６５ 特開平１１−３２６６０８号公報 特許第３５１５４２６号公報 ＵＳＰ６６９６１４０ ＵＳＰ７０３３６３８ ＵＳ公開２００２−０１５０７２２号公報 ＵＳ公開２００４−０１５０８７４号公報 特許第３５１５４０１号公報 ＵＳＰ６２１７１７６ 特開平１１−１６０５０５号公報 ＵＳＰ６１１１６９９ ＵＳＰ６３２７０８８ ＵＳＰ６４８０２４９ 特開２００３−１４９４１３号公報 特開２００４−１２５９５８号公報 特開２００４−０８２６１３号公報 ＵＳ公開２００４−００７１９８６号公報
本発明はこの問題点を鑑みてなされたものであり、内部拡散と表面拡散を併用する防眩性光拡散部材において、主として表面拡散の度合いを示す表面ヘイズ値、主として内部拡散の度合いを示す内部ヘイズ値を独立して調整することが容易な防眩性光拡散部材を提供することを目的とする。
また、高硬度を有する防眩性光拡散部材とすることを目的とする。
請求項１記載の発明は、透明基材上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含んでなる防眩性光拡散層を有する防眩性光拡散部材であって、該粒子Ａの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、該粒子Ｂの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０の範囲内であることを特徴とする防眩性光拡散部材である。
上記粒子Ａ、粒子Ｂを用いることにより、表面拡散と内部拡散をそれぞれ独立してコントロールでき、所望の表面ヘイズ値、内部ヘイズ値を有する防眩性光拡散部材とすることができる。
請求項２記載の発明は、前記防眩性光拡散層の膜厚が５〜２０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
これにより、高硬度の防眩性光拡散部材とすることができる。
請求項３記載の発明は、前記粒子Ｂの粒径が、前記防眩性光拡散層の膜厚より小さいことを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
このような粒子Ｂを用いると、粒子Ｂの配合比を変化させた場合、表面拡散を変化させることなく、内部拡散を変化させることができる。
請求項４記載の発明は、前記粒子Ｂの屈折率が前記バインダマトリックスの屈折率より０．０３〜０．２０の範囲内で高いことを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項５記載の発明は、前記バインダマトリックスの屈折率と前記透明基材の屈折率との差が０．０１〜０．１２の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項６記載の発明は、前記粒子Ａの平均粒径は０．５〜１０μｍであり、かつ粒径の標準偏差が前記平均粒径の４０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項７記載の発明は、前記粒子Ａの防眩性光拡散層に対する含有量が５〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項８記載の発明は、前記粒子Ｂの平均粒径は２〜１０μｍであり、かつ粒径の標準偏差が前記平均粒径の１５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項９記載の発明は、前記粒子Ｂの防眩性光拡散層に対する含有量が２〜１５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項１０記載の発明は、前記基材がトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項１１記載の発明は、前記防眩性光拡散層表面における中心線平均粗さＲａが０．０５〜０．５μｍであり、十点平均粗さＲｚが０．５〜１．５μｍであり、平均凹凸間隔Ｓｍが０．１〜０．３μｍであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項１２記載の発明は、前記防眩性光拡散層表面ヘイズ値が１〜１５％の範囲内であり、かつ内部ヘイズ値が１５〜５０％の範囲内であるであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項１３記載の発明は、前記基材が偏光板であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材である。
請求項１４記載の発明は、請求項１に記載の防眩性光拡散部材を最表面に有することを特徴とするディスプレイである。
請求項１５記載の発明は、透明基材上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含む防眩性光拡散塗液を塗布する工程、塗布した防眩性光拡散塗液を乾燥または硬化し、防眩性光拡散層を形成する工程、を有する防眩性光拡散部材の製造方法であって、該防眩性光拡散層中の粒子Ａの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、粒子Ｂの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０であることを特徴とする防眩性光拡散部材の製造方法である。
請求項１６記載の発明は、前記防眩性光拡散塗液の固形分濃度が、おおよそ３０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１５に記載の防眩性光拡散部材の製造方法である。
請求項１７記載の発明は、第１の偏光層支持体上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含む防眩性光拡散塗液を塗布する工程、塗布した防眩性光拡散塗液を乾燥または硬化し、防眩性光拡散層を形成する工程、第１の偏光層支持体の防眩性光拡散層を設けていない側に偏光層を設ける工程、該偏光層上に第２の偏光層支持体を設ける工程、を有する防眩性光拡散部材の製造方法であって、該防眩性光拡散層中の粒子Ａの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、粒子Ｂの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０であることを特徴とする防眩性光拡散部材の製造方法である。
請求項１８記載の発明は、前記防眩性光拡散塗液の固形分濃度が、おおよそ３０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１７に記載の防眩性光拡散部材の製造方法である。
本発明によれば、主として表面拡散の度合いを示す表面ヘイズ値、主として内部拡散の度合いを示す内部ヘイズ値を独立して調整することが容易で、所望の表面ヘイズ値、内部ヘイズ値を有する防眩性光拡散部材を容易に得ることができる。また、ディスプレイ用として十分な表面硬度を有する防眩性光拡散部材を得ることができる。
本発明の防眩性光拡散材は、基材上にバインダマトリックスと粒子を含む防眩性光拡散層が形成されている。
本発明の防眩性光拡散部材に用いる基材としては、ガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していれば良い。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のフィルムを用いることができる。
また、液晶ディスプレイ等の前面に防眩性光拡散部材を用いる場合、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）は光学異方性がないので、好ましく用いられる。
また、偏光板を基材としても良い。用いる偏光板としては特に限定するものではない。例えば、偏光層の支持体である一対のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム間に、偏光層としてヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を有するものを用いることができる。ＴＡＣフィルムとヨウ素を加えた延伸ＰＶＡからなる偏光板は、偏光度が高く、液晶ディスプレイなどに好適に用いることができる。この場合、一方のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）上に防眩性光拡散層を設けることができる。
光学特性、機械強度、取り扱い性等の観点から、基材の厚みは１０〜５００μｍであることが好ましい。
また、基材には添加剤を加えても良い。添加剤としては紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、屈折率調整剤、増強剤などが例示される。
防眩性光拡散層はバインダマトリックスと粒子Ａ及び粒子Ｂを含む。防眩性光拡散層の膜厚は５〜２０μｍであることが好ましい。この場合、防眩性光拡散層は十分な硬度を有する。また、取り扱い性にも優れる。
防眩性光拡散層に用いるバインダマトリックスとしては下記の特性が要求される。
・バインダマトリックスを用いて膜を作成したときに、膜が適度の透明性、機械強度を有する。
・添加する粒子がバインダマトリックスに分散する。
例えば、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの電離放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、金属アルコキシドを加水分解、脱水縮合して得られる無機系または有機無機複合系マトリックスなどを用いることができる。
また熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。
電離放射線硬化性樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。
電離放射線硬化性樹脂のうち、紫外線硬化性樹脂を用いる場合、光重合開始剤を加える。光重合開始剤は、どのようなものを用いても良いが、用いる樹脂にあったものを用いることが好ましい。
光重合開始剤（ラジカル重合開始剤）としては、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、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光増感剤の使用量は、樹脂に対して０．５〜２０ｗｔ％である。好ましくは１〜５ｗｔ％である。
熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が使用できる。
無機系または有機無機複合系マトリックスとしては、珪素アルコキシド系の材料を原料とする酸化珪素系マトリックスを用いる材料を使用できる。
また、基材がプラスチックフィルム、機械強度を補うために、高硬度のバインダマトリックスを用いることが好ましい。具体的には硬化性の樹脂、金属アルコキシドを加水分解、脱水縮合して得られる無機系または有機無機複合系マトリックスが使用できる。特に膜厚が１００μｍ以下であるプラスチックフィルムを用いる場合、高硬度のバインダマトリックスを用いることが好ましい。
特に紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの電離放射線硬化性樹脂を用いることが好ましい。電離放射線硬化性樹脂であれば、ある程度の可撓性を有しひび割れなどがなく高硬度を有する防眩性光拡散層を作成することができる。
防眩性光拡散層の表面硬度としては、ＪＩＳ Ｋ５４００で定められる鉛筆硬度において３Ｈ以上であるのが好ましい。より好ましくは４Ｈ以上である。
バインダマトリックスの屈折率と基材の屈折率の差は、０．０１〜０．１２であることが好ましい。
特に、基材と防眩性光拡散層だけからなる防眩性光拡散材の場合、バインダマトリックスの屈折率と基材との屈折率の差が０．０１〜０．０８であることが好ましい。防眩性光拡散層上に反射防止層を設ける場合は、バインダマトリックスの屈折率と基材の屈折率との差が０．０３〜０．１２であることが好ましい。
基材として用いることができるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムの屈折率は、約１．４９である。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの屈折率は約１．６８である。よって、屈折率が１．５〜１．６あたりの材料が多い。よって、バインダマトリックスの屈折率はおよそ１．４６〜１．６５であることが好ましい。
なお、ここでバインダマトリックスの屈折率は、バインダマトリックスで膜を形成した後の膜の屈折率を意味する。すなわち硬化性樹脂を用いる場合は、硬化して膜を形成した後の膜の屈折率を意味する。
また、バインダマトリックスの屈折率は、測定用として後述の粒子を含まないバインダマトリックスの膜を用意し測定した値である。
本発明では、２種類の粒子を含む。すなわち、本発明の防眩性光拡散層は、少なくとも粒子Ａと粒子Ｂを含む。粒子Ａは表面拡散を付与するために添加する。粒子Ｂは内部拡散を付与するために添加する。
本発明では、表面拡散と内部拡散をそれぞれ別々の粒子により付与する。よって、表面拡散と内部拡散に起因する表面ヘイズ、内部ヘイズの制御を、それぞれの粒子の添加量をコントロールするだけによって、容易にできる。
粒子Ａの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差は、０．０２未満である。
屈折率差は０．０１未満であることがさらに好ましい。この場合、粒子Ａによる内部拡散の発生が十分抑えられる。そして、後述の粒子Ｂの添加量でほぼ内部ヘイズを決定することが可能となる。屈折率がこの範囲外であると、ヘイズ値の調整が困難である。さらに、防眩性光拡散層が白化しやすい。
粒子Ａの平均粒径は０．５〜１０μｍであることが好ましい。平均粒径が０．５μｍ以下であると光の散乱現象を生じさせるほどの凹凸を防眩性光拡散層の表面に形成することが困難である。粒子Ａの平均粒径が１０μｍ以上であると、透過鮮明度が低下する。
なお、粒径とは、粒子の平均粒径を意味する。光散乱法により計測した値を粒径として用いることができる。光散乱法を以下に説明する。粒子を含むサンプル溶液を用意する。光散乱式粒径分布測定装置でこのサンプル溶液を測定する。粒子を含むサンプル溶液は、凝集が起きないように作成する。そのために、適宜、粒子の種類等に応じて希釈剤によりサンプル溶液を希釈する。
また、粒径の標準偏差が平均粒径の４０％以下である粒子を用いることが好ましい。
標準偏差は前述の粒径分布測定装置を用いて、体積頻度で求めた粒度分布から計算できる。
粒子Ａの防眩性光拡散層に対する含有量は５〜３０ｗｔ％が好ましい。１０〜２５ｗｔ％がさらに好ましい。含有量が５ｗｔ％以下であると十分な光拡散性能が発現しない。含有量が３０ｗｔ％以上であるとコントラストの低下が顕著である。
このような粒子Ａとしては、アクリル粒子（屈折率１．４９）、アクリル−スチレン粒子（屈折率１．４９〜１．５９）、タルク（屈折率１．５４）、各種アルミノケイ酸塩（屈折率１．５０〜１．６０）、カオリンクレー（屈折率１．５３）、ＭｇＡｌハイドロタルサイト（屈折率１．５０）等が使用できる。なお、これらの材料以外でも上記条件を満たす材料を使用できる。
粒子Ｂの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差は０．０３〜０．２０である。
さらには、屈折率差が０．５〜０．８であるとより好ましい。屈折率差が０．０３以下であると内部拡散が不十分である。よって、ギラツキが目立つ。屈折率差が０．２０以上であると防眩性光拡散層が白化しやすい。
また、粒子の屈折率はバインダマトリックスの屈折率より０．０３〜０．２０高い方が好ましい。粒子の屈折率がバインダマトリックスの屈折率より低いと、ディスプレイ内部からの出射光が粒子とバインダマトリックスの界面で全反射しやすい。結果として表面での光量が減少するかもしれない。
また、粒子Ｂは内部拡散を付与するための粒子である。粒子Ｂは外部拡散を起こさない必要がある。そのため、粒子Ｂの粒径は防眩性光拡散層より小さいことが必要である。
粒子Ｂの平均粒径は２〜１０μｍであることが好ましい。平均粒径が２μｍ以下であるとギラツキが十分に抑制されない。平均粒径が１０μｍ以上であると内部拡散のバラツキが問題となる。
なお、粒径とは、粒子の平均粒径を意味する。光散乱法により計測した値を粒径として用いることができる。光散乱法を以下に説明する。粒子を含むサンプル溶液を用意する。光散乱式粒径分布測定装置でこのサンプル溶液を測定する。粒子を含むサンプル溶液は、凝集が起きないように作成する。そのために、適宜、粒子の種類等に応じて希釈剤によりサンプル溶液を希釈する。
このような粒子Ｂとしては、スチレン粒子（屈折率１．５９）、アクリルスチレン粒子（屈折率１．５８）、ポリカーボネート粒子（屈折率１．５８）、メラミン粒子（屈折率１．６６）などが使用できる。
また、粒子Ｂの形状は球状であることが好ましい。防眩性光拡散層をディスプレイに用いる場合、粒子Ｂが球状であると、ディスプレイからの出射光の内部拡散による正面輝度の低下が小さい。また、表示材のコントラストの低下も小さい。
なお、球状粒子は、完全な球状粒子や楕円球体などを含む。また、球面で連続して形成されている粒子も含む。
また、粒径の標準偏差が平均粒径の１５％以下である粒子を用いることが好ましい。より好ましくは、単分散状態のものを用いる。単分散の場合、正面輝度の低下がさらに小さい。
標準偏差は前述の粒径分布測定装置を用いて、体積頻度で求めた粒度分布から計算できる。
球状粒子としては、樹脂粒子が好適である。例えば、前述のスチレン粒子、アクリルスチレン粒子、ポリカーボネート粒子、メラミン粒子などが使用できる。
粒子Ｂの防眩性光拡散層中の含有量は２〜１５ｗｔ％であることが好ましい。含有量が２ｗｔ％以下であるとギラツキが十分に抑制されない。含有量が１５ｗｔ％以上であると正面輝度が低下する。
これらの粒子Ａ、粒子Ｂはそれぞれ単独で用いてもよい。２種類以上の粒子Ａ、粒子Ｂをそれぞれ用いても良い。２種類以上の粒子Ａ、粒子Ｂをそれぞれ用いる場合、表面拡散、内部拡散を制御できなければならない。
本発明の防眩性光拡散層は、表面ヘイズ値が１〜１５％であることが好ましい。かつ内部ヘイズ値が１５〜５０％であることが好ましい。表面ヘイズ値が１％以下であると外光の写り込み防止性が不十分である。表面ヘイズ値が１５％以上であるとコントラストや耐擦傷性が問題となる。一方、内部ヘイズ値が１５％以下であるとギラツキが目立つ。内部ヘイズ値が５０％以上であると正面輝度が低下する。
表面ヘイズ値、内部ヘイズ値が上記の値となるように、表面散乱、内部散乱を制御する。すると、高精細ディスプレイや、室内、自動車内で用いるディスプレイ等、に本発明の防眩性光拡散層を使用できる。また、本発明の防眩性光拡散層をさまざまな用途に使用できる。
また、防眩性光拡散層の表面の中心線平均粗さＲａは０．０５〜０．５μｍであることが好ましい。また、十点平均粗さＲｚは０．５〜１．５μｍであることが好ましい。また、平均凹凸間隔Ｓｍは０．１〜０．３μｍであることが好ましい。
表面の凹凸形状を粗くすると外光の写り込み防止性は向上する。しかし、画像の鮮明性は低下する。また粒子の脱落などが発生する。防眩性光拡散層の表面の粗さが上記の値であれば、防眩性光拡散層は、外光の写り込み防止性、画像の鮮明性を両立する。また、粒子の脱落が少ない。
なお、中心線平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、平均凹凸間隔ＳｍはＪＩＳ−Ｂ０６０１−１９９４（ＪＩＳ：Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ）の規定に従い測定することができる。
また、バインダマトリックスには、他の機能性添加剤を加えても良い。但し、他の機能性添加剤は透明性、光の拡散性などに影響を与えてはならない。
機能性添加剤としては、帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤などを使用できる。
防眩性光拡散層の作り方を下記する。前記バインダマトリックスの原料と前記粒子Ａ、粒子Ｂを含む防眩性光拡散塗液を基材に塗工する。そして、この塗液を乾燥または硬化させる。こうして、防眩性光拡散層が得られる。
なお、塗液には必要に応じ溶剤を含んでいても良い。
溶剤は、前記バインダマトリックスの原料と前記粒子Ａ、粒子Ｂを分散できなくてはならない。また、溶剤は、塗工適性を備えている必要がある。例えば、トルエン、シクロヘキサノン、エチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、イソプロパノールなどを使用できる。
また溶剤の量はとくに限定されない。
塗工方法としては、ロールコータ、リバースロールコータ、グラビアコータ、ナイフコータ、バーコータ、スロットダイコータを用いた塗工方法を使用できる。
また塗液の固形分濃度は、塗工方法により異なる。固形分濃度は、重量比でおおよそ３０〜７０重量％であればよい。
硬化性樹脂を用いる場合を説明する。基材上に前述の塗液を塗工する。その後、紫外線、電子線、熱などの外部エネルギーを塗液に加えることによって、塗液を硬化させる。こうして、防眩性光拡散層を形成する。
紫外線硬化の場合は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の光源が利用できる。
また、電子線硬化の場合はコックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される電子線が利用できる。電子線は、５０〜１０００ＫｅＶのエネルギーを有するのが好ましい。１００〜３００ＫｅＶのエネルギーを有する電子線がより好ましい。
なお、硬化工程の前後に乾燥工程を設けてもよい。また、硬化と乾燥を同時に行ってもよい。
乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。
熱可塑性のバインダマトリックスを用いて、防眩性光拡散層を形成する方法を下記する。基材上に前述の塗液を塗工する。その後、塗液を乾燥する。こうして、防眩性光拡散層を形成する。乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。
無機系または有機無機複合系マトリックスを用いて、防眩性光拡散層を形成する方法を下記する。基材上に前述の塗液を塗工する。その後、紫外線、電子線、熱などの外部エネルギーを加えることによって塗液を硬化させる。こうして、防眩性光拡散層を形成する。
なお、硬化工程の前後に乾燥工程を設けてもよい。また、硬化と乾燥を同時に行ってもよい。
乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。
また、基材として一対の偏光層の支持体間に偏光層を有する偏光板を用いる場合、以下のようにして防眩性光拡散部材を作成することができる。
まず、一対の偏光層の支持体のうち、第１の偏光層支持体上に、防眩性光拡散層を設ける。設ける方法としては、上記のやり方と同様に行う。
次に、第１の偏光層支持体の防眩性光拡散層を設けた側とは反対の側に、偏光層を設ける。偏光板がＴＡＣフィルムとヨウ素を加えた延伸ＰＶＡからなる場合、偏光層支持体上に、ヨウ素を加えたＰＶＡを延伸しながら張り合わせ、偏光層を設ける。
次に偏光層上に第２の偏光層支持体を設ける。
また、先に一対の偏光層の支持体間に偏光層を有する偏光板を作成しておき、一方の偏光層の支持体上に防眩性光拡散層を設けても良い。
本発明の防眩性光拡散層は、反射防止層、撥水層、防汚層などをさらに有してもよい。また、透明基材と防眩性光拡散層の接着性向上のため、あるいは、各種層間の接着性向上のためプライマー層や接着層等を設けても良い。
本発明の防眩性光拡散部材は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、ＥＬＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＳＥＤなどの各種ディスプレイの前面板に適用することができる。
本発明の防眩性光拡散部材は、独立して表面拡散、内部拡散のコントロールが容易である。よって、所望の表面ヘイズ値、内部ヘイズ値を容易に得ることができる。また、本発明の防眩性光拡散部材はディスプレイ用として十分な表面硬度を有する。
以下に実施例、比較例を示す。
防眩性光拡散部材に付与すべきヘイズ値は用途や嗜好により異なる。実施例および比較例では、内部ヘイズと表面ヘイズがそれぞれ２０％と６％であるサンプル、２０％と１３％であるサンプル、および４０％と６％であるサンプルの作成を行った。なお、上記の数値は、目標値であった。
＜実施例１Ａ＞
基材としてトリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム（株）製 ＴＤ−８０Ｕ、屈折率１．４９膜厚８０μｍ）を用いた。この基材上に表１に示す組成の防眩性光散乱性塗液をスロットダイコータで塗工した。その後、塗液に含まれる溶剤を蒸発させた。その後、高圧水銀灯を用いて酸素濃度が０．０３％以下の雰囲気下で４００ｍＪの紫外線照射により防眩性光散乱層を硬化させた。乾燥した防眩性光散乱層の厚さは６．０μｍであった。こうして、サンプルを作成した。
なお、バインダマトリックスの屈折率の測定方法を下記する。上記の塗液と同様の塗液を用意した。但し、塗液に粒子は含まれていない。上記の方法と同様の方法によって塗液を塗工、乾燥、硬化させた。こうして得られた層の屈折率を測定した。デジタル屈折計ＲＸ２０００（株アタゴ製）を用い、光屈折臨界角検出方式により屈折率を測定した。
また、粒子の屈折率は、ベッケ線検出法（液浸法）で測定した。
また、粒子の平均粒径は、光散乱式粒径分布測定装置（ＳＡＬＤ−７０００ 島津製作所製）を用いて測定した。
＜実施例１Ｂ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例１Ｃ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例２Ａ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例２Ｂ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例２Ｃ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例３Ａ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。乾燥した防眩性光散乱層の厚さは、４．０μｍであった。防眩性光散乱性塗液および乾燥した防眩性光散乱層の厚さ以外は実施例１と同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例３Ｂ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。乾燥した防眩性光散乱層の厚さは、４．０μｍであった。防眩性光散乱性塗液および乾燥した防眩性光散乱層の厚さ以外は実施例１と同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例３Ｃ＞
表１に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。乾燥した防眩性光散乱層の厚さは、４．０μｍであった。防眩性光散乱性塗液および乾燥した防眩性光散乱層の厚さ以外は実施例１と同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜実施例４＞
実施例１Ａで作成した防眩性光拡散部材を偏光板に積層した。偏光版としては、一対のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）間にヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを有する。
＜実施例５＞
実施例１Ａで作成した防眩性光拡散部材を液晶ディスプレイの前面に積層した。
＜比較例１Ａ＞
表２に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜比較例１Ｂ＞
表２に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜比較例１Ｃ＞
表２に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜比較例２Ａ＞
表２に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。但し、粒子Ｂを用いなかった。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜比較例２Ｂ＞
表２に示した組成の防眩性光散乱性塗液を用いた。防眩性光散乱性塗液の種類以外は実施例１Ａと同様に防眩性光散乱層を作成した。但し、粒子Ｂを用いなかった。
バインダマトリックスの屈折率、粒子の屈折率、粒子の平均粒径は実施例１Ａと同様に測定した。
＜評価＞
実施例および比較例において得られたサンプルの内部ヘイズ、表面ヘイズ、鉛筆硬度を測定した。結果を、表３に示した。
＜ヘイズの測定法＞
ヘイズメータ（ＮＤＨ２０００、日本電色）を用いＪＩＳ Ｋ７１０５に準じてヘイズを測定した。防眩性光散乱層の表面に透明粘着剤を塗布することによって防眩性光散乱層を平坦化した。表面拡散の寄与を除去したこの試料のヘイズを内部ヘイズとした。表面ヘイズは総ヘイズから内部ヘイズを引いた値とした。
＜鉛筆硬度の測定法＞
ＪＩＳ Ｋ５４００に準じて鉛筆硬度を測定した。
実施例のサンプルは粒子Ａまたは粒子Ｂを制御することで独立して表面拡散、内部拡散をコントロールできた。すなわち、粒子Ａの量が変わると、表面ヘイズのみが大きく変わった。粒子Ｂの量が変わると、内部ヘイズのみが大きく変わった。よって、所望の表面ヘイズ（１〜１５％）、内部ヘイズ（１５〜５０％）を有する防眩性光拡散部材を作成できた。
また、実施例４の偏光板は、実施例１Ａの防眩性光拡散部材を使用しているので、所望の表面ヘイズ、内部ヘイズを有する防眩性光拡散部材を有する偏光板であった。
また、実施例５の液晶ディスプレイは、実施例１Ａの防眩性光拡散部材を使用しているので、所望の表面ヘイズ、内部ヘイズを有する防眩性光拡散部材を有する液晶ディスプレイであった。
一方、比較例においては、粒子の配合比を変えると表面ヘイズ、内部ヘイズの両方が変化した。つまり、比較例１Ａ，１Ｂ，１Ｃの場合、粒子Ａの量が変わると、内部ヘイズも大きく変わった。粒子Ｂの量が変わると表面ヘイズも大きく変わった。比較例２Ａ、２Ｂの場合、粒子Ａの量が変わると、内部ヘイズも大きく変わった。よって、表面拡散、内部拡散をコントロールできなかった。
本発明の防眩性光拡散部材の一例を示す断面図である。
符号の説明
１・・・基材
２・・・防眩性光拡散層
３・・・バインダマトリックス
４・・・粒子Ａ
５・・・粒子Ｂ

Claims (18)

  1. 透明基材上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含んでなる防眩性光拡散層を有する防眩性光拡散部材であって、
    該粒子Ａの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、
    該粒子Ｂの屈折率と該バインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０の範囲内であることを特徴とする防眩性光拡散部材。
  2. 前記防眩性光拡散層の膜厚が５〜２０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  3. 前記粒子Ｂの粒径が、前記防眩性光拡散層の膜厚より小さいことを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  4. 前記粒子Ｂの屈折率が前記バインダマトリックスの屈折率より０．０３〜０．２０の範囲内で高いことを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  5. 前記バインダマトリックスの屈折率と前記透明基材の屈折率との差が０．０１〜０．１２の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  6. 前記粒子Ａの平均粒径は０．５〜１０μｍであり、かつ粒径の標準偏差が前記平均粒径の４０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  7. 前記粒子Ａの防眩性光拡散層に対する含有量が５〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  8. 前記粒子Ｂの平均粒径は２〜１０μｍであり、かつ粒径の標準偏差が前記平均粒径の１５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  9. 前記粒子Ｂの防眩性光拡散層に対する含有量が２〜１５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  10. 前記基材がトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  11. 前記防眩性光拡散層表面における中心線平均粗さＲａが０．０５〜０．５μｍであり、十点平均粗さＲｚが０．５〜１．５μｍであり、平均凹凸間隔Ｓｍが０．１〜０．３μｍであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  12. 前記防眩性光拡散層表面ヘイズ値が１〜１５％の範囲内であり、かつ内部ヘイズ値が１５〜５０％の範囲内であるであることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  13. 前記基材が偏光板であることを特徴とする請求項１に記載の防眩性光拡散部材。
  14. 請求項１に記載の防眩性光拡散部材を最表面に有することを特徴とするディスプレイ。
  15. 透明基材上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含む防眩性光拡散塗液を塗布する工程、
    塗布した防眩性光拡散塗液を乾燥または硬化し、防眩性光拡散層を形成する工程、
    を有する防眩性光拡散部材の製造方法であって、
    該防眩性光拡散層中の粒子Ａの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、粒子Ｂの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０であることを特徴とする防眩性光拡散部材の製造方法。
  16. 前記防眩性光拡散塗液の固形分濃度が、おおよそ３０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１５に記載の防眩性光拡散部材の製造方法。
  17. 第１の偏光層支持体上に、バインダマトリックス及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含む防眩性光拡散塗液を塗布する工程、
    塗布した防眩性光拡散塗液を乾燥または硬化し、防眩性光拡散層を形成する工程、
    第１の偏光層支持体の防眩性光拡散層を設けていない側に偏光層を設ける工程、
    該偏光層上に第２の偏光層支持体を設ける工程、
    を有する防眩性光拡散部材の製造方法であって、
    該防眩性光拡散層中の粒子Ａの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０２未満であり、粒子Ｂの屈折率とバインダマトリックスの屈折率との差が０．０３〜０．２０であることを特徴とする防眩性光拡散部材の製造方法。
  18. 前記防眩性光拡散塗液の固形分濃度が、おおよそ３０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１７に記載の防眩性光拡散部材の製造方法。
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