JP2011209700A - 防眩フィルムおよび防眩性偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材フィルム101と、これに積層される凹凸表面を有する防眩層102とを備え、基材フィルム101がアクリル系樹脂を含み、空間周波数0.01μm-1における該凹凸表面の標高のエネルギースペクトルH1 2と、空間周波数0.04μm-1におけるエネルギースペクトルH2 2との比H1 2/H2 2が3〜20の範囲内であり、空間周波数0.1μm-1におけるエネルギースペクトルH3 2と、エネルギースペクトルH2 2との比H3 2/H2 2が0.1以下であり、該凹凸表面は傾斜角度が5°以下である面を95%以上含む防眩フィルム、ならびにこれを用いた防眩性偏光板である。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の防眩フィルムの一例を模式的に示す断面図である。本発明の防眩フィルムは、図1に示される例のように、アクリル系樹脂を含む基材フィルム101と、基材フィルム101上に積層された防眩層102とを備える。防眩層102における基材フィルム101とは反対側の表面は、微細な凹凸表面(微細凹凸表面103)からなる。以下、本発明の防眩フィルムについてより詳細に説明する。
本発明の防眩フィルムが備える防眩層102において、空間周波数0.01μm-1における微細凹凸表面103の標高のエネルギースペクトルH1 2と、空間周波数0.04μm-1における微細凹凸表面103の標高のエネルギースペクトルH2 2との比H1 2/H2 2は、3〜20の範囲内であり、空間周波数0.1μm-1における微細凹凸表面103の標高のエネルギースペクトルH3 2と、空間周波数0.04μm-1における微細凹凸表面103の標高のエネルギースペクトルH2 2との比H3 2/H2 2は、0.1以下である。
ポリメタクリル酸メチルビーズ(屈折率1.49)、
メタクリル酸メチル/スチレン共重合体樹脂ビーズ(屈折率1.50〜1.59)、
ポリカーボネートビーズ(屈折率1.55)、
ポリエチレンビーズ(屈折率1.53)、
ポリスチレンビーズ(屈折率1.6)、
ポリ塩化ビニルビーズ(屈折率1.46)、
シリコーン樹脂ビーズ(屈折率1.46)など。
本発明の防眩フィルムに用いられる基材フィルムは、透明性、耐湿性、耐候性に優れ、機械的強度にも優れたアクリル系樹脂を主成分として構成されるか、またはアクリル系樹脂からなる。ここで、本発明においてアクリル系樹脂とは、メタクリル樹脂および必要に応じて添加される添加剤等を混合し、溶融混練して得られた材料のことを意味する。
上記本発明の防眩フィルムは、下記工程(A)および(B)を含む方法によって好適に製造することができる。
(A)0μm-1より大きく0.04μm-1以下の範囲内に極大値を持たないエネルギースペクトルを示すパターンを用いて、凹凸面を有する金型を作製する工程、および、
(B)基材フィルム上に形成された、光硬化型樹脂等の硬化型樹脂または熱可塑性樹脂などを含む樹脂層の表面に、金型の凹凸面を転写する工程。
以下では、本発明の防眩フィルムの製造に用いる金型を製造する方法について説明する。本発明の防眩フィルムの製造に用いる金型の製造方法については、上述したパターンを用いた所定の表面形状が得られる方法であれば、特に制限されないが、微細凹凸表面を精度よく、かつ、再現性よく製造するために、〔1〕第1めっき工程と、〔2〕研磨工程と、〔3〕感光性樹脂膜形成工程と、〔4〕露光工程と、〔5〕現像工程と、〔6〕第1エッチング工程と、〔7〕感光性樹脂膜剥離工程と、〔8〕第2めっき工程とを基本的に含むことが好ましい。図12は、金型の製造方法の前半部分の好ましい一例を模式的に示す図である。図12には、各工程での金型の断面を模式的に示している。以下、図12を参照しながら、上記各工程について詳細に説明する。
本工程では、金型に用いる基材の表面に、銅めっきまたはニッケルめっきを施す。このように、金型用基材の表面に銅めっきまたはニッケルめっきを施すことにより、後の第2めっき工程におけるクロムめっきの密着性や光沢性を向上させることができる。これは、銅めっきまたはニッケルめっきは、被覆性が高く、また平滑化作用が強いことから、金型用基材の微小な凹凸や鬆などを埋めて平坦で光沢のある表面を形成するためである。これらの銅めっきまたはニッケルめっきの特性によって、後述する第2めっき工程においてクロムめっきを施したとしても、基材に存在していた微小な凹凸や鬆に起因すると思われるクロムめっき表面の荒れが解消され、また、銅めっきまたはニッケルめっきの被覆性の高さから、細かいクラックの発生が低減される。
続く研磨工程では、上述した第1めっき工程にて銅めっきまたはニッケルめっきが施された基材表面を研磨する。当該工程を経て、基材表面は、鏡面に近い状態に研磨されることが好ましい。これは、基材となる金属板や金属ロールは、所望の精度にするために、切削や研削などの機械加工が施されていることが多く、それにより基材表面に加工目が残っており、銅めっきまたはニッケルめっきが施された状態でも、それらの加工目が残ることがあるし、また、めっきした状態で、表面が完全に平滑になるとは限らないためである。すなわち、このような深い加工目などが残った表面に後述する工程を施したとしても、各工程を施した後に形成される凹凸よりも加工目などの凹凸の方が深いことがあり、加工目などの影響が残る可能性があり、そのような金型を用いて防眩フィルムを製造した場合には、光学特性に予期できない影響を及ぼすことがある。図12(a)には、平板状の金型用基材7が、第1めっき工程において銅めっきまたはニッケルめっきをその表面に施され(当該工程で形成した銅めっきまたはニッケルめっきの層については図示せず)、さらに研磨工程によって鏡面研磨された表面8を有するようにされた状態を模式的に示している。
続く感光性樹脂膜形成工程では、上述した研磨工程によって鏡面研磨を施した金型用基材7の研磨された表面8に、感光性樹脂を溶媒に溶解した溶液として塗布し、加熱・乾燥することにより、感光性樹脂膜を形成する。図12(b)には、金型用基材7の研磨された表面8に感光性樹脂膜9が形成された状態を模式的に示している。
続く露光工程では、上記エネルギースペクトルが0μm-1より大きく0.04μm-1以下の範囲内に極大値を持たないパターンを、上述した感光性樹脂膜形成工程で形成された感光性樹脂膜9上に露光する。露光工程に用いる光源は、塗布された感光性樹脂の感光波長や感度等に合わせて適宜選択すればよく、たとえば、高圧水銀灯のg線(波長:436nm)、高圧水銀灯のh線(波長:405nm)、高圧水銀灯のi線(波長:365nm)、半導体レーザ(波長:830nm、532nm、488nm、405nm等)、YAGレーザ(波長:1064nm)、KrFエキシマーレーザ(波長:248nm)、ArFエキシマーレーザ(波長:193nm)、F2エキシマーレーザ(波長:157nm)等を用いることができる。
続く現像工程においては、感光性樹脂膜9にネガ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光されていない領域11は現像液によって溶解され、露光された領域10のみ金型用基材上に残存し、続く第1エッチング工程においてマスクとして作用する。一方、感光性樹脂膜9にポジ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光された領域10のみ現像液によって溶解され、露光されていない領域11が金型用基材上に残存して、続く第1エッチング工程におけるマスクとして作用する。
続く第1エッチング工程では、上述した現像工程後に金型用基材表面上に残存した感光性樹脂膜をマスクとして用いて、主にマスクの無い箇所の金型用基材をエッチングし、研磨されためっき面に凹凸を形成する。図13は、金型の製造方法の後半部分の好ましい一例を模式的に示す図である。図13(a)には第1エッチング工程によって、主にマスクの無い箇所13の金型用基材7がエッチングされる状態を模式的に示している。マスク12の下部の金型用基材7は金型用基材表面からはエッチングされないが、エッチングの進行とともにマスクの無い箇所13からのエッチングが進行する。よって、マスク12とマスクの無い箇所13との境界付近では、マスク12の下部の金型用基材7もエッチングされる。このようなマスク12とマスクの無い箇所13との境界付近において、マスク12の下部の金型用基材7もエッチングされることをサイドエッチングと呼ぶ。
続く感光性樹脂膜剥離工程では、第1エッチング工程でマスクとして使用した残存する感光性樹脂膜を完全に溶解し除去する。感光性樹脂膜剥離工程では剥離液を用いて感光性樹脂膜を溶解する。剥離液としては、上述した現像液と同様のものを用いることができる。剥離液のpH、温度、濃度および浸漬時間等を変化させることによって、ネガ型の感光性樹脂膜を用いた場合には露光部の、ポジ型の感光性樹脂膜を用いた場合には非露光部の感光性樹脂膜を完全に溶解して除去する。感光性樹脂膜剥離工程における剥離方法についても特に制限されず、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法を用いることができる。
続いて、形成された凹凸面(第1の表面凹凸形状15)にクロムめっきを施すことによって、表面の凹凸形状を鈍らせる。図13(c)には、第1エッチング工程のエッチング処理によって形成された第1の表面凹凸形状15にクロムめっき層16を形成することにより、第1の表面凹凸形状15よりも凹凸が鈍った表面(クロムめっきの表面17)が形成されている状態が示されている。
本発明の防眩フィルムは、優れた防眩性を示し、良好なコントラストを発現しながら、「白ちゃけ」および「ギラツキ」の発生による視認性の低下を効果的に防止できるため、画像表示装置に装着したときに視認性に優れたものとなる。画像表示装置が液晶ディスプレイである場合には、この防眩フィルムを偏光板に適用することができる。すなわち、偏光板は一般に、ヨウ素または二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムが貼合された形態のものが多いが、その一方の保護フィルムを本発明の防眩フィルムで構成する。偏光フィルムと、本発明の防眩フィルムとを、その防眩フィルムの基材フィルム側で貼り合わせることにより、防眩性偏光板とすることができる。この場合、偏光フィルムの他方の面は、何も積層されていない状態でもよいし、保護フィルムまたは他の光学フィルムが積層されていてもよいし、また液晶セルに貼合するための粘着剤層が積層されていてもよい。また、偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムが貼合された偏光板の当該保護フィルム上に、本発明の防眩フィルムをその基材フィルム側で貼合して、防眩性偏光板とすることもできる。さらに、偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムが貼合された偏光板において、当該保護フィルムとして上記基材フィルムを偏光フィルムに貼合した後、この基材フィルム上に防眩層を形成することにより、防眩性偏光板とすることもできる。
三次元顕微鏡「PLμ2300」(Sensofar社製)を用いて、防眩フィルムの表面形状を測定した。サンプルの反りを防止するため、光学的に透明な粘着剤を用いて凹凸面が表面となるようにガラス基板に貼合してから、測定に供した。測定の際、対物レンズの倍率は10倍とした。水平分解能ΔxおよびΔyはともに1.66μmであり、測定面積は850μm×850μmであった。
上で得られた測定データから、防眩フィルムの微細凹凸表面の標高を二次元関数h(x,y)として求め、得られた二次元関数h(x,y)を離散フーリエ変換して二次元関数H(fx,fy)を求めた。二次元関数H(fx,fy)を二乗してエネルギースペクトルの二次元関数H2(fx,fy)を計算し、fx=0の断面曲線であるH2(0,fy)より、空間周波数0.01μm-1におけるエネルギースペクトルH1 2および空間周波数0.04μm-1におけるエネルギースペクトルH2 2を求め、エネルギースペクトルの比H1 2/H2 2を計算した。また、空間周波数0.1μm-1におけるエネルギースペクトルH3 2を求め、エネルギースペクトルの比H3 2/H2 2についても計算した。
上で得られた測定データをもとに、前述のアルゴリズムに基づいて計算し、凹凸面の傾斜角度のヒストグラムを作成し、そこから傾斜角度毎の分布を求め、傾斜角度が5°以下である面の割合を計算した。
(ヘイズ)
防眩フィルムのヘイズは、JIS K 7136に規定される方法で測定した。具体的には、この規格に準拠したヘイズメータ「HM−150型」(村上色彩技術研究所製)を用いてヘイズを測定した。防眩フィルムの反りを防止するため、光学的に透明な粘着剤を用いて凹凸面が表面となるようにガラス基板に貼合してから、測定に供した。一般的にヘイズが大きくなると、画像表示装置に適用したときに画像が暗くなり、その結果、正面コントラストが低下しやすくなる。それ故に、ヘイズは低い方が好ましい。
(鉛筆硬度)
防眩フィルムの鉛筆硬度は、JIS K5600−5−4に規定される方法で測定した。具体的には、この規格に準拠した電動鉛筆引っかき硬度試験機((株)安田精機製作所製)を用いて荷重500gで測定した。
防眩フィルムの透湿度は、JIS Z0208に規定される方法で、温度40℃、相対湿度90%の条件下で測定した。
(映り込み、白ちゃけの目視評価)
防眩フィルムの裏面からの反射を防止するために、凹凸面が表面となるように黒色アクリル樹脂板に防眩フィルムを貼合し、蛍光灯のついた明るい室内で凹凸面側から目視で観察し、蛍光灯の映り込みの有無、白ちゃけの程度を目視で評価した。映り込みおよび白ちゃけは、それぞれ1から3の3段階で次の基準により評価した。
2:映り込みが少し観察される、
3:映り込みが明瞭に観察される。
2:白ちゃけが少し観察される、
3:白ちゃけが明瞭に観察される。
ギラツキは、以下の方法で評価した。すなわち、市販の液晶テレビ(LC−32GH3(シャープ(株)製)から表裏両面の偏光板を剥離した。それらオリジナル偏光板の代わりに、背面側および表示面側とも、偏光板「スミカラン SRDB31E」(住友化学(株)製)を、それぞれの吸収軸がオリジナルの偏光板の吸収軸と一致するように粘着剤を介して貼合し、さらに表示面側偏光板の上には、以下の各例に示す防眩フィルムを凹凸面が表面となるように粘着剤を介して貼合した。この状態で、サンプルから約30cm離れた位置から、目視観察することにより、ギラツキの程度を7段階で官能評価した。レベル1はギラツキが全く認められない状態、レベル7はひどくギラツキが観察される状態に該当し、レベル3はごくわずかにギラツキが観察される状態である。
作成したパターンデータの階調を二次元の離散関数g(x,y)で表した。離散関数g(x,y)の水平分解能ΔxおよびΔyはともに2μmとした。得られた二次元関数g(x,y)を離散フーリエ変換して、二次元関数G(fx,fy)を求めた。二次元関数G(fx,fy)を二乗してエネルギースペクトルの二次元関数G2(fx,fy)を計算し、fx=0の断面曲線であるG2(0,fy)より、0μm-1より大きく0.04μm-1以下の空間周波数範囲内における極大値の有無を評価した。
(防眩フィルム製造用の金型の作製)
直径200mmのアルミロール(JISによるA5056)の表面に銅バラードめっきが施されたものを用意した。銅バラードめっきは、銅めっき層/薄い銀めっき層/表面銅めっき層からなるものであり、めっき層全体の厚みは、約200μmとなるように設定した。その銅めっき表面を鏡面研磨し、研磨された銅めっき表面に感光性樹脂を塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成した。ついで、図15に示される画像データからなるパターンの複数を連続して繰り返し並べたパターンを感光性樹脂膜上にレーザ光によって露光し、現像した。レーザ光による露光、および現像は「Laser Stream FX」((株)シンク・ラボラトリー製)を用いて行なった。感光性樹脂膜にはポジ型の感光性樹脂を使用した。図15に示されるパターンは、ドット径が12μmであるドットを多数ランダムに配置したパターンに対して、空間周波数が0.04μm-1以下の低空間周波数成分と0.1μm-1以上の高空間周波数成分とを除去するバンドパスフィルターを適用して作成したものである。
メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96/4(重量比)の共重合体(屈折率1.49)70重量部にアクリルゴム粒子を30重量部含有させたアクリル系樹脂組成物を第1の押出機(スクリュー径65mm、一軸、ベント付き(東芝機械(株)製))にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。また、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96/4(重量比)の共重合体(屈折率1.49)70重量部にアクリルゴム粒子を30重量部含有させたアクリル系樹脂組成物を第2の押出機(スクリュー径45mm、一軸、ベント付き(日立造船(株)製))にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。第1の押出機からフィードブロックに供給される樹脂が中間層となり、第2の押出機からフィードブロックに供給される樹脂が表層(両面)となるように、265℃で共押出成形を行ない、85℃に設定したロールユニットを介して、厚さが80μm(中間層50μm、表層15μm×2)である3層構造の基材フィルムAを作製した。
光硬化性樹脂組成物GRANDIC 806T(大日本インキ化学工業(株)製)を酢酸エチルにて溶解して、50重量%濃度の溶液とし、さらに、光重合開始剤であるルシリンTPO(BASF社製、化学名:2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)を、硬化性樹脂成分100重量部あたり5重量部添加して塗布液を調製した。基材フィルムA上に、この塗布液を乾燥後の塗布厚みが6μmとなるように塗布し、60℃に設定した乾燥機中で3分間乾燥させた。乾燥後の基材フィルムAを、先に得られた金型Aの凹凸面に、光硬化性樹脂組成物層が金型側となるようにゴムロールで押し付けて密着させた。この状態で基材フィルムA側より、強度20mW/cm2の高圧水銀灯からの光をh線換算光量で200mJ/cm2となるように照射して、光硬化性樹脂組成物層を硬化させた。この後、基材フィルムAを硬化樹脂ごと金型から剥離して、表面に凹凸を有する硬化樹脂(防眩層)と基材フィルムAとの積層体からなる、透明な防眩フィルムAを作製した。
露光工程において、図16に示される画像データからなるパターンの複数を連続して繰り返し並べたパターンを感光性樹脂膜上にレーザ光によって露光し、第1のエッチング処理におけるエッチング量を5μmとなるように設定し、第2のエッチング処理におけるエッチング量を12μmとなるように設定したこと以外は、実施例1と同様にして金型Bを作製した。得られた金型Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして防眩フィルムBを作製した。図16に示されるパターンは、ドット径が12μmであるドットを多数ランダムに配置したパターンに対して、空間周波数が0.035μm-1以下の低空間周波数成分と0.135μm-1以上の高空間周波数成分とを除去するバンドパスフィルターを適用して作成したものである。
基材フィルムAの代わりに厚み80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを使用したこと以外は実施例1と同様にして防眩フィルムCを作製した。
直径300mmのアルミロール(JISによるA5056)の表面を鏡面研磨し、研磨されたアルミ面に、ブラスト装置((株)不二製作所製)を用いて、ジルコニアビーズTZ−SX−17(東ソー(株)製、平均粒径:20μm)を、ブラスト圧力0.1MPa(ゲージ圧)、ビーズ使用量8g/cm2(ロールの表面積1cm2あたりの使用量)でブラストし、表面に凹凸をつけた。得られた凹凸つきアルミロールに対し、無電解ニッケルめっき加工を行ない、金型Cを作製した。このとき、無電解ニッケルめっき厚みが15μmとなるように設定した。得られた金型Cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして防眩フィルムDを作製した。
Claims (3)
- 基材フィルムと、前記基材フィルム上に積層される凹凸表面を有する防眩層とを備える防眩フィルムであって、
前記基材フィルムは、アクリル系樹脂を含み、
空間周波数0.01μm-1における前記凹凸表面の標高のエネルギースペクトルH1 2と、空間周波数0.04μm-1における前記凹凸表面の標高のエネルギースペクトルH2 2との比H1 2/H2 2が3〜20の範囲内であり、
空間周波数0.1μm-1における前記凹凸表面の標高のエネルギースペクトルH3 2と、空間周波数0.04μm-1における前記凹凸表面の標高のエネルギースペクトルH2 2との比H3 2/H2 2が0.1以下であり、かつ、
前記凹凸表面は、傾斜角度が5°以下である面を95%以上含む、防眩フィルム。 - 前記基材フィルムの厚みは、20μm以上100μm以下である、請求項1に記載の防眩フィルム。
- 請求項1または2に記載の防眩フィルムと、前記基材フィルムにおける前記防眩層とは反対側の面に積層される偏光フィルムとを備える防眩性偏光板。
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