JP2008065298A - 防眩フィルムおよびその製造方法ならびにディスプレイ用偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイに反射する光によって眩しさを感じることを効果的に防止して、優れた解像度を得ることができる防眩フィルムを提供する。
【解決手段】基材フィルム１２の表面に防眩層１４が設けられた防眩フィルム１０において、防眩層に気泡１６を含有させ、上記気泡により防眩層の表面に凹凸構造が形成されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等のディスプレイ（画像表示装置）の表面に配置され、防眩性を発現して照明光や窓からの外光などのディスプレイへの映りこみを低減させる防眩フィルムに関する。

ディスプレイの表面は、画面を見やすくするために、防眩性やその他の要求性能を満たすべく、各種の加工処理が施されたり、防眩フィルムが貼られたりしている。防眩フィルムは、ディスプレイの表面に配置され、防眩性を発現して照明光や窓からの外光などのディスプレイへの映りこみを低減する効果を奏するものである。

上記防眩フィルムとしては、従来、サンドブラスト加工、エンボス加工などによりフィルム表面に凹凸構造を設けて防眩性を発現させたものや、基材フィルムの表面に高分子樹脂中に光拡散剤を含有させた塗工層を設けて防眩性を発現させたものなどがある（例えば、特許文献１、２参照）。前者の防眩フィルムでは、フィルム表面の凹凸構造により光を散乱させている。後者の防眩フィルムでは、光拡散剤の形状的な効果による光散乱、および高分子樹脂と光拡散剤の屈折率に差を持たせることによる光散乱によって、光拡散剤表面で光を散乱させている。

特開平９−１２７３１２号公報 特開２００３−４９０３号公報

しかし、前述のサンドブラスト加工、エンボス加工などによりフィルム表面に凹凸構造を設けた防眩フィルムは、フィルムの光透過率が低下して画面が白くぼやけるほか、表面の凹部内に汚れが付着するとその汚れが取れにくいという問題がある。

また、前述の基材フィルムの表面に高分子樹脂中に光拡散剤を含有させた塗工層を設けた防眩フィルムは、光拡散剤中に進入した光が光拡散剤中で反射を繰り返し、光が進入した面（人が見ている面）に戻る光があるため、光拡散剤がディスプレイ表面を眩しくさせる要因となるという問題を有する。これは、光拡散剤は一般に高分子樹脂よりも高い屈折率を有しているためである。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、ディスプレイに反射する光によって眩しさを感じることを効果的に防止して、優れた解像度を得ることができる防眩フィルムを提供することを目的とする。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、防眩層を有する防眩フィルムにおいて上記防眩層に気泡を含有させ、かつ上記気泡により防眩層表面に凹凸構造を形成させた場合、防眩層表面の凹凸が小さくても良好な防眩性が発現し、これによりディスプレイに反射する光によって眩しさを感じることを効果的に防止して、優れた解像度を得ることができる防眩フィルムが得られることを見出した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、基材フィルムの表面に防眩層が設けられた防眩フィルムにおいて、前記防眩層は気泡を含有しているとともに、前記気泡により前記防眩層の表面に凹凸構造が形成されていることを特徴とする防眩フィルムを提供する。

また、本発明は、上述した本発明の防眩フィルムの製造方法であって、基材フィルムの表面に高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物の層を形成するとともに、前記高分子樹脂組成物層を加熱することを特徴とする防眩フィルムの製造方法を提供する。

本発明の防眩フィルムでは、フィルム表面の凹凸構造により光が散乱するため、優れた防眩性を得ることができる。また、前述したように、防眩性を得るために高分子樹脂に配合する従来の光拡散剤は、ディスプレイ表面を眩しくさせる要因となる。これに対し、本発明に係る防眩フィルムの防眩層は、高分子樹脂中に気泡を含有しており、気泡と高分子樹脂との界面で光を散乱させている。気泡内の空気の屈折率は１であり、高分子樹脂よりも屈折率が低いため、進入角度が低い光以外は気泡中に進入せず、気泡中で反射を繰り返して戻ってくる光はほとんどない。また、それゆえに画像表示装置側からの光を反射せずに通す割合が高くなるため、明るい画像が得られる効果がある。そのため、本発明の防眩フィルムは、良好な防眩性を発現し、かつ明るく高精細な画像を得ることができる。

本発明の防眩フィルムによれば、ディスプレイに反射する光によって眩しさを感じることを効果的に防止して、優れた解像度を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図１は本発明に係る防眩フィルムの一実施形態を模式的に示す図である。本例の防眩フィルム１０は、基材フィルム１２の片面に防眩層１４が設けられ、この防眩層１４は気泡１６を含有しており、かつ上記気泡１６により防眩層１４の表面に凹凸構造１８が形成されているものである。

図２は本発明に係る防眩フィルムの他の実施形態を模式的に示す図である。本例の防眩フィルム２０は、図１の防眩フィルムにおいて、防眩層１４に低反射層２２が積層され、防眩層１４の気泡１６により低反射層２２の表面に凹凸構造２４が形成されているものである。本発明では、防眩層１４の表面に低反射層２２が形成され、その表面に凹凸構造２４を有するものも防眩フィルムと称するものとする。本例の防眩フィルム２０のように、防眩層１４上に低反射層２２を設けることで、防眩フィルム２０に反射防止性を付与することができる。反射防止性の付与は、外光の映りこみを抑えるために施される処理であり、１層または複数層（２〜３層）の基材フィルムや防眩層とは屈折率が異なる樹脂層により低反射層２２を形成し、この低反射層２２における干渉現象により反射率を下げる目的を達成している。低反射層２２の屈折率は、１．２０〜１．４９であることが好ましい。

ただし、本発明の防眩フィルムは、基材フィルムの両面に防眩層あるいは防眩層および低反射層を設けてもよく、基材フィルムと防眩層との間あるいは防眩層と低反射層との間に他の単数または複数の層を介在させてもよい。また、用途に応じて、基材フィルムの防眩層あるいは防眩層および低反射層が設けられた面の反対側の面に粘着剤層やその他の層を適宜設けてもよい。

本発明において、基材フィルムの材質に限定はなく、例えば公知の透明な高分子樹脂製フィルムやガラス製フィルムなどを使用することができる。基材フィルムとして、具体的には、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、ポリブチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリイミド、ポリメチルペンテン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各種高分子樹脂製のフィルム、あるいは石英ガラス、ソーダガラス等の各種ガラス製のフィルムなどを使用することができる。また、基材フィルムとしては、熱変形温度以下で加熱した後、冷却する処理がなされたものを使用することができる。基材フィルムの厚さは、２５〜２００μｍの範囲が好ましい。

図１の防眩フィルムは、上述した基材フィルムの表面に高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物の層を形成するとともに、上記高分子樹脂組成物層を加熱して高分子樹脂組成物層中に気泡を生成させることにより製造することができる。この場合、上記高分子樹脂組成物層中の気泡は、例えば、押出や塗布等による高分子樹脂組成物層形成時における加熱処理、あるいは高分子樹脂組成物層の形成後に別の工程で行う加熱処理により生成させることができる。また、上記高分子樹脂組成物には、高分子樹脂および加熱膨張剤以外の成分を適宜配合することができる。

図２の防眩フィルムは、図１の防眩フィルムの防眩層上に蒸着法やウエット塗工法で低反射層を積層することによって製造することもできるが、特に好ましいのは、基材フィルムの表面に高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物の層を塗布する第１工程と、前記高分子樹脂組成物層上に低反射層を形成する高分子樹脂組成物の層を塗布する第２工程と、前記高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物層を加熱する第３工程とを有する方法で製造することである。

すなわち、蒸着法は均一な膜形成には有利であるものの、装置コストが高く、また、生産性に問題があり、大量生産には不向きであるという問題がある。ウエット塗工法は、蒸着法のような問題はないものの、膜厚にばらつきが生じ、そのため低反射層の均一な形成が困難であるという問題がある。

これに対し、上述した第１〜３工程による製造方法では、防眩層形成用高分子樹脂組成物の塗布液を基材フィルム上に塗布して、表面が平滑な塗布層を形成し、この平滑な塗布層上に低反射層形成用高分子樹脂組成物の塗布液を塗布するため、膜厚が一定の低反射層を塗布により簡単に得ることができる。そして、上記防眩層形成用高分子樹脂組成物の塗布層を加熱することで加熱膨張剤が膨張し、防眩層の表面に凹凸が形成されるとともに、上記防眩層表面の凹凸により低反射層の表面にも凹凸が形成され、防眩性が得られる。

また、上述した第１〜３工程による製造方法によれば、低反射層が塗布層であるにもかかわらず、防眩層表面の凹凸に沿うようにほぼ均一の膜厚が得られることから、蒸着層からなる低反射層に匹敵する反射防止性能が得られる。さらに、上述した第１〜３工程による製造方法は、蒸着法に比べて大量生産に適しており、コストダウンを図ることができる。

本発明において、防眩層を形成する高分子樹脂としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系等の高分子樹脂を用いることができ、これらの共重合物、ブレンド物を用いることもできる。

本発明において、上記加熱膨張剤は、加熱により気体を発生して体積が膨張する、いわゆる加熱膨張剤のほか、加熱により分解ガス等を発生する、いわゆる加熱発泡剤を含むものとする。加熱膨張剤として、具体的には、例えばアクリル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体等の熱可塑性高分子樹脂からなる球形等の外殻に、例えばブタン、プロパン、ペンタン等の液状の低沸点炭化水素を封入してカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。上記熱膨張性マイクロカプセルの市販品としては、松本油脂社製のマツモトマイクロスフェアー（商品名）などが挙げられる。また、加熱膨張剤としては、アゾジカルボンアミド、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等の熱により分解してガスを発生させる加熱発泡剤を使用することができるが、高分子樹脂への分散性の点において、熱膨張性マイクロカプセルが特に好ましい。

本発明において、低反射層を形成する高分子樹脂としては、低屈折率層は、例えば、屈折率の低い微粒子であるＭｇＦ_２（屈折率：１．３８）、ＳｉＯ_２（屈折率：１．４６）等を分散した、紫外線および電子線硬化型樹脂からなるもの、あるいは、シランカップリング剤とフッ素系シランカップリング剤との混合物を触媒により加水分解したオリゴマーからなる各種ゾルとする。しかしながら、これに限定されるものではない。

防眩層および低反射層を形成する高分子樹脂組成物は、熱安定性付与を目的として、高分子樹脂組成物層形成後に架橋剤等を用いて化学架橋を施したり、高分子樹脂組成物層形成後に熱あるいは紫外線等の電離放射線を照射したりすることにより、硬化させることができる。架橋剤を用いて硬化させる際には、架橋剤としてポリイソシアネート化合物、メラミン系化合物、エポキシ化合物等を用いることができる。架橋剤の配合量は、高分子樹脂組成物１００重量部に対し、０．０５〜５重量部が好ましい。熱あるいは紫外線等の電離放射線で硬化させる際には、高分子樹脂として、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の（メタ）アクリロイル基含有のモノマーやオリゴマー、あるいはアクリル系高分子樹脂等の側鎖に（メタ）アクリロイル基を導入したポリマーなどを含有するものを用いることができる。

また、防眩層および低反射層を形成する高分子樹脂組成物を紫外線照射によって硬化させる場合には、必要に応じて、光重合開始剤、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を使用することができる。光重合開始剤の配合量は、高分子樹脂組成物１００重量部に対して０．０１〜５重量部が好ましい。

防眩層を形成する高分子樹脂組成物層と基材フィルムとの密着性を考慮すると、加熱膨張前の加熱膨張剤の平均粒径は、高分子樹脂組成物層の厚さ以下であることが好ましい。また、加熱膨張後の加熱膨張剤の平均粒径は、高分子樹脂組成物層の厚さの半分以上であることが好ましい。加熱膨張剤の配合量に特に制限はないが、高分子樹脂組成物のベース高分子樹脂１００重量部に対し、１〜２０重量部とすることが好ましい。加熱膨張剤の粒径と配合量を上記範囲とすることにより、気泡が防眩層中において厚み方向に重ならないように形成され、防眩層の光透過性を良好に保つことができる。

防眩層の気泡の気泡径は、高分子樹脂組成物の加熱温度および弾性率により、調整することができる。高分子樹脂組成物の弾性率は、高分子樹脂の分子量やガラス転移点の選択、あるいは架橋剤の配合量の選択により調整可能である。また、高分子樹脂組成物を熱あるいは紫外線等の電離放射線で硬化させる場合には、硬化性の成分の比を変更することにより調整可能である。

本発明において、防眩層の気泡の気泡径（気泡の直径）は１〜３０μｍ、特に１〜２５μｍが好ましい。また、防眩層の表面の凹凸構造は、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．０５〜０．３μｍ、特に０．０５〜０．２μｍ、６０°光沢度が１０〜１５０、特に２０〜１００、ヘイズが５〜５０、特に１０〜４０であることが好ましい。さらに、防眩層の厚さは５〜５０μｍ、特に５〜３０μｍが好ましい。

防眩層には、防汚性、ハードコート性を付与することが可能である。防眩層に防汚性を付与するためには、例えば、防眩層の高分子樹脂として、フッ素系、シリコーン系等の表面自由エネルギーの低いモノマーが共重合されている共重合体を用いたり、上記共重合体を他の樹脂にブレンドしたブレンド物を用いたりする手段を採ることができる。また、防汚性は、防眩層の表面に防汚性を有する高分子樹脂からなる防汚層を塗布等により設けることで付与することも可能である。

ハードコート性の付与は、フィルム表面を傷つけにくくするために施される処理であり、一般には高分子樹脂の弾性率を高くすることで行われる。防眩層にハードコート性を付与するためには、例えば、防眩層の高分子樹脂として、硬化後の弾性率が高い紫外線硬化性高分子樹脂を用いる手段を採ることができる。また、ハードコート性は、防眩層の表面にハードコート性を有する高分子樹脂からなるハードコート層を塗布等により設けることで付与することも可能である。

本発明の防眩フィルムの用途に特に限定はないが、本発明の防眩フィルムを偏光板に積層することにより、優れた特性を有するディスプレイ用偏光板を得ることができる。

次に、実施例によって本発明をさらに具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。本実施例においては、防眩フィルムを製造するとともに、製造した防眩フィルムの評価を行った。この場合、下記の項目について、下記の装置を用いて測定し、下記の条件に基づき判定を行った。結果を下記表１に示す。
（表面粗さ：中心線平均粗さ）
表面形状測定顕微鏡「ＶＦ−７５００」（キーエンス社製：商品名）を用いて測定倍率２５００倍で防眩層の表面粗さを測定し、表面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ）が０．１μｍ未満の場合は◎、０．１μｍ以上、０．３μｍ未満の場合は○、０．３μｍ以上の場合は×とした。
（６０°光沢度）
光沢計「ＧＭ−３Ｄ」（村上色彩技術研究所社製：商品名）により防眩層の６０°光沢度を測定し、６０°光沢度が１０以上、５０未満の場合は◎、５０以上、１００未満の場合は○、１０未満または１００以上の場合は×とした。
（反射率）
分光光度計「ＵＶ−３１００ＰＣ」（島津製作所社製：商品名）を用いて波長５５０ｎｍの反射率を測定した。
（総合判定）
表面粗さ、光沢度の各項目について、いずれの項目についても×がないものは○、一方または両方の項目に×があるものについては×と判定した。

（実施例１）
２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートおよびアクリル酸を主成分とし、２−イソシアネートエチルメタクリレートを２−ヒドロキシエチルアクリレートに対してモル比で６０％付加反応させた重量平均分子量６０万の紫外線硬化性アクリル系共重合体１００重量部と、イソシアネート系硬化剤（日本ポリウレタン社製：商品名コロネートＬ）１．０重量部と、熱膨張性マイクロカプセル（松本油脂社製：商品名マツモトマイクロスフェアーＦ−８０ＶＳ、平均粒径７．５μｍ、膨張開始温度１５０℃）５重量部と、光開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１．０重量部とを混合し、この混合液を＃３００のステンレススチール製メッシュで濾過することにより防眩層形成用塗布液を得た。得られた塗布液を、ポリエステル製フィルム（厚さ１００μｍ）上に乾燥後の塗布厚さが２０μｍになるように塗布し、高分子樹脂組成物層形成フィルムを得た。得られた高分子樹脂組成物層形成フィルムに積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射し、その後１５０℃で２分加熱して防眩フィルムを得た。

（実施例２）
実施例１の紫外線照射前の塗膜上に低屈折率層用塗布液を乾燥後の塗布厚さが０．１μｍになるように塗布し、積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射し、その後１５０℃で２分加熱して防眩性反射防止フィルムを得た。この場合、低屈折率層用の塗布液に、フッ素原子含有バインダー樹脂（ＪＳＲ社製：オプスターＪＮ−５０１０）１５重量部と、光開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．１重量部とをメチルイソブチルケトンで希釈して混合した塗布液を用いた。

（比較例１）
熱膨張性マイクロカプセルの代わりとして、架橋アクリル粒子（綜研化学社製：商品名ＭＸ−１５０、平均粒径１．５μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして高分子樹脂組成物層形成フィルムを得た。得られた高分子樹脂組成物層形成フィルムに積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射し、その後１５０℃で２分加熱し、防眩フィルムを得た。

（比較例２）
熱膨張性マイクロカプセルの代わりとして、架橋ポリスチレン粒子（綜研化学社製：商品名ＳＸ−５００Ｈ、平均粒径５μｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして高分子樹脂組成物層形成フィルムを得た。得られた高分子樹脂組成物層形成フィルムに積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射し、その後１５０℃で２分加熱し、防眩フィルムを得た。

（比較例３）
熱膨張性マイクロカプセル配合しないこと以外は、実施例１と同様にして高分子樹脂組成物層形成フィルムを得た。得られた高分子樹脂組成物層形成フィルムに積算光量１００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射し、その後１５０℃で２分加熱し、防眩フィルムを得た。

実施例１、２、比較例１〜３の防眩フィルムの評価結果を下記表１に示す。表１より、本発明の防眩フィルムは、表面粗さおよび６０°光沢度のいずれの項目ても良好な特性を有することがわかる。また、低屈折率層を付与した実施例２は、実施例１と比較して、反射率の低減が確認された。

本発明に係る防眩フィルムの一実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係る防眩フィルムの他の実施形態を模式的に示す図である。

符号の説明

１０ 防眩フィルム
１２ 基材フィルム
１４ 防眩層
１６ 気泡
１８ 凹凸構造
２０ 防眩フィルム
２２ 低反射層
２４ 凹凸構造

Claims (5)

1. 基材フィルムの表面に防眩層が設けられた防眩フィルムにおいて、前記防眩層は気泡を含有しているとともに、前記気泡により前記防眩層の表面に凹凸構造が形成されていることを特徴とする防眩フィルム。
2. 前記防眩層に低反射層が積層され、前記気泡により前記低反射層の表面に凹凸構造が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防眩フィルム。
3. 請求項１に記載の防眩フィルムの製造方法であって、基材フィルムの表面に高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物の層を形成するとともに、前記高分子樹脂組成物層を加熱することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
4. 請求項２に記載の防眩フィルムの製造方法であって、基材フィルムの表面に高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物の層を塗布する第１工程と、前記高分子樹脂組成物層上に低反射層を形成する高分子樹脂組成物の層を塗布する第２工程と、前記高分子樹脂および加熱膨張剤を含有する高分子樹脂組成物層を加熱する第３工程とを有することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
5. 請求項１または２に記載の防眩フィルムが積層されていることを特徴とするディスプレイ用偏光板。

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