JP2012215867A - 光拡散フィルムおよびその製造方法、そのための塗布液、ならびにそれを用いた偏光板、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紫外線硬化樹脂と、溶剤と、重量平均粒子径1μm以上の透光性微粒子とを含む塗布液であって、前記透光性微粒子の含水率が0.1〜0.8質量%である塗布液。当該塗布液を基材フィルム上に塗布し、紫外線を照射して塗布液を硬化させ、光拡散層を形成することにより得られる光拡散フィルム。当該光拡散フィルムと偏光フィルムとを貼り合わせた偏光板、ならびに、当該光拡散フィルムを備える液晶表示装置。基材フィルムへの塗布を、ダイ塗工方式にて行なう光拡散フィルムの製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明はまた、上述した本発明の光拡散フィルムと、偏光フィルムとを貼り合わせた偏光板についても提供する。
本発明の塗布液は、紫外線硬化樹脂と、溶剤と、重量平均粒子径1μm以上の透光性微粒子とを含む。
ここで、本発明における透光性微粒子は、重量平均粒子径が1μm以上である。透光性微粒子の重量平均粒子径が1μm未満であると、表面積が増加することによって吸水しやすくなり、含水率の管理が困難になってしまう虞がある。また、可視光領域での散乱性の点から、本発明における透光性微粒子の重量平均粒子径は3〜20μmであることが好ましく、5〜10μmであることがより好ましい。
(2)試験片を23±2℃に保った水に入れた容器に入れる。24±1時問後、試験片を水から取り出し、0.1mgまで量り、これをM2とする。
本発明の塗布液において、透光性微粒子の含有量は、目標とする光拡散性にあわせて適宜決定されるが、通常、紫外線硬化樹脂100重量部に対して10〜60重量部であることが好ましく、20〜45重量部であることがより好ましい。透光性微粒子の含有量が紫外線硬化樹脂100重量部に対し10重量部未満である場合には、得られた光拡散フィルムの光拡散性が不十分となり、視野角改善効果が出ない虞がある。また、透光性微粒子の含有量が紫外線硬化樹脂100重量部に対し60重量部を超える場合には、光拡散性が強すぎるため、正面コントラストの低下が生じる虞がある。
本発明は、上述した本発明の塗布液を基材フィルム上に塗布し、紫外線を照射して塗布液を硬化させ、光拡散層を形成することにより得られる光拡散フィルムについても提供する。
ここで、全光線透過率(Tt)は、入射光と同軸のまま透過した平行光線透過率(Tp)と拡散光線透過率(Td)の和である。全光線透過率(Tt)および拡散光線透過率(Td)は、JIS K 7361に準拠して測定される値である。
本発明は、上述した光拡散フィルムを製造する方法についても提供する。本発明の光拡散フィルムの製造方法において、基材フィルムへの上述した本発明の塗布液の塗布は、ダイコート方式にて行なわれる。ダイコート方式は、スロットから塗布液を支持体に直接塗工する方式であり、塗工量は塗布液の流出量と支持体速度のみによって決定され、塗布液の粘度や表面張力などの物理的特性には左右されない。たとえば、モレキュラーシーブを用いた特許文献1では、塗工方式としてグラビアコートが採用されている。グラビアコートは、彫刻を施したグラビアを用いて計量する方式で、浴槽に浸っているグラビアロールの凸部に付着した塗布液をドクターブレードで掻き落とし、グラビアロールの凹部で塗布液を計量して支持体に転移させる。グラビアコートでは、運転操作技術を要することなく、広い幅でも塗膜厚みが均一で、薄膜コーティングできることを特徴とする。本発明は、従来のようにモレキュラーシーブなどを用いずに透光性微粒子の含水率を考慮しているため、モレキュラーシーブを除去するためのろ過などの工程を行わずにダイコート方式を適用することが可能となる。
本発明は、上述した本発明の光拡散フィルムと偏光フィルムとを貼り合わせた偏光板についても提供する。
本発明は、上述した本発明の光拡散フィルムを備える、液晶表示装置についても提供する。上述した本発明の偏光板は、典型的には、液晶表示装置に取り付ける場合、光拡散フィルムが光出射側(視認側)となるように、粘着剤層などを介して液晶パネルのガラス基板に貼着されて液晶表示装置に組み込まれる。
液晶セルは、スペーサーにより所定距離を隔てて対向配置された一対の透明基板と、この一対の透明基板の間に液晶を封入してなる液晶層を備える。一対の透明基板には、それぞれ透明電極や配向膜が積層形成されており、透明電極間に表示データに基づいた電圧が印加されることによって液晶が配向する。液晶セルの表示方式は、上記の例ではTN方式であるが、IPS方式、VA方式などの表示方式も用いられる。
バックライト装置は、上面開口の直方体形状のケースと、ケース内に複数本並列配置された、線状光源としての冷陰極管とを備える。ケースは、樹脂材料や金属材料から成形されてなり、冷陰極管から放射された光をケース内周面で反射させる観点から、少なくともケース内周面は白色または銀色であることが望ましい。光源としては、冷陰極管の他、線状形状などの各種形状のLEDなども使用できる。線状光源を用いる場合、配置する線状光源の本数に特に限定はないが、発光面の輝度ムラの抑制などの観点から、隣接する線状光源の中心間距離が15〜150mmの範囲であることが好ましい。なお、本発明で使用するバックライト装置は、直下型に限定されるものではなく、導光板の側面に線状光源または点状光源を配置したサイドライト型、あるいは平面状光源型などの各種のものが使用できる。
本発明の液晶表示装置は、バックライト装置と光偏向手段との間に配置される光拡散手段としての光拡散板を備えることができる。光拡散板は、基材に拡散剤が分散混合されてなるフィルムまたはシートである。その基材としては、ポリカーボネート樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチルとスチレンの共重合体樹脂、アクリロニトリルとスチレンの共重合体樹脂、メタクリル酸とスチレンの共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレンやポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド系樹脂などが使用できる。なお、光拡散手段は、光拡散板と光拡散フィルムとを併用したものであってもよい。
プリズムフィルムは、光入射面側(バックライト装置側)が平坦面で、光出射側の面(バックライト側偏光板に対向する表面)に、断面が先細の多角形状、好ましくは三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。プリズムフィルムの材料としては、たとえば、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチルとスチレンの共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルとスチレンの共重合体樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、あるいは、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などの電離放射線硬化型樹脂などが挙げられる。プリズムフィルムは、異形押出法、プレス成形法、射出成形法、ロール転写法、レーザアブレーション法、機械切削法、機械研削法、フォトポリマープロセス法などの公知の方法で製造することができる。これらの方法は、それぞれ単独で使用されてもよいし、あるいは2種以上の方法を組み合わせてもよい。プリズムフィルムの厚みは、通常、0.1〜15mmであり、好ましくは0.5〜10mmである。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(1)鏡面金属製ロールの作製
直径200mmの鉄ロール(JISによるSTKM13A)の表面に工業用クロムめっき加工を行い、次いで表面を鏡面研磨して鏡面金属製ロールを作製した。得られた鏡面金属製ロールのクロムめっき面のビッカース硬度は1000であった。なお、ビッカース硬度は、超音波硬度計MIC10(Kraut Kramers社製)を用い、JIS Z 2244に準拠して測定した(以下の例においてもビッカース硬度の測定法は同じ)。
ペンタエリスリトールトリアクリレート60重量部、および多官能ウレタン化アクリレート(ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの反応生成物)40重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液に混合し、固形分濃度60重量%となるように調整して紫外線硬化樹脂組成物を得た。なお、この組成物からプロピレングリコールモノメチルエーテルを除去して紫外線硬化した後の硬化物の屈折率は1.53であった。
透光性微粒子として、15℃、40%RHで1週間の環境で保管したポリスチレン系樹脂粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散フィルムを得た。実施例1と同様にしてそれぞれ測定した透光性微粒子の含水率は0.727重量%、透光性微粒子を構成する樹脂材料の吸水率は0.02%/24hrであった。
透光性微粒子として、40℃、90%RHで1週間の環境で保管したポリスチレン系樹脂粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散フィルムを得た。実施例1と同様にしてそれぞれ測定した透光性微粒子の含水率は0.91重量%、透光性微粒子を構成する樹脂材料の吸水率は0.02%/24hrであった。
透光性微粒子として、−40℃乾燥で1週間の環境で保管したポリスチレン系樹脂粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散フィルムを得た。実施例1と同様にしてそれぞれ測定した透光性微粒子の含水率は0.928重量%、透光性微粒子を構成する樹脂材料の吸水率は0.02%/24hrであった。
塗布液にモレキュラーシーブ(モレキュラーシーブ4A、和光純薬工業(株)製)を脱水剤として用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散フィルムを得た。実施例1と同様にしてそれぞれ測定した透光性微粒子の含水率は0.928重量%、透光性微粒子を構成する樹脂材料の吸水率は0.02%/24hrであった。
目視にて、以下のように評価した。
×:ハジキ、ムラが発生した状態。
塗布液が、ダイコート方式での塗工に適しているか否かを評価した。
×:液溜めがないために脱水剤を取り除く必要あり。
光拡散フィルムの層厚をNIKON社製 DIGIMICRO MH−15(本体)およびZC−101(カウンター)を用いて測定し、基材フィルムの厚み80μmを測定層厚から差し引くことにより光拡散層の厚みを測定した。
光学的に透明な粘着剤を用いて、光拡散フィルムを、その基材フィルム側でガラス基板に貼合した測定用サンプルを用いて測定を行なった。上述した測定方法に従う全ヘイズ値および内部ヘイズの測定には、JIS K 7136に準拠したヘイズ透過率計(株式会社村上色彩技術研究所製のヘイズメーター「HM−150」)を用いた。その結果に基づき、上記式(3)より表面ヘイズを算出した。
光学的に透明な粘着剤を用いて、光拡散フィルムを、その基材フィルム側でガラス基板に貼合した測定用サンプルを用いて測定を行なった。測定には、JIS K 7105に準拠した写像性測定器(スガ試験機株式会社製の「ICM−1DP」)を用いた。ここでいう透過鮮明度は、上述の定義のとおり、JIS K 7105に準拠し、暗部と明部との幅の比が1:1で、その幅が0.125mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmである4種類の光学くしを用いて測定される透過鮮明度(像鮮明度)の和である。
Claims (10)
- 紫外線硬化樹脂と、溶剤と、重量平均粒子径1μm以上の透光性微粒子とを含む塗布液であって、前記透光性微粒子の含水率が0.1〜0.8質量%である塗布液。
- 前記透光性微粒子の重量平均粒子径が3〜20μmである請求項1に記載の塗布液。
- 前記透光性微粒子の含有量が、前記紫外線硬化樹脂100重量部に対して10〜60重量部である請求項1に記載の塗布液。
- 前記透光性微粒子を構成する樹脂材料の吸水率が0.01〜0.5%/24hrである請求項1に記載の塗布液。
- 請求項1に記載の塗布液を基材フィルム上に塗布し、紫外線を照射して塗布液を硬化させ、光拡散層を形成することにより得られる光拡散フィルム。
- 前記光拡散層の厚みが5〜20μmである請求項5に記載の光拡散フィルム。
- 内部ヘイズが40〜70%である請求項5に記載の光拡散フィルム。
- 請求項5に記載の光拡散フィルムと偏光フィルムとを貼り合わせた偏光板。
- 塗布液を基材フィルムにダイコート方式にて塗布する請求項5に記載の光拡散フィルムの製造方法。
- 請求項5に記載の光拡散フィルムを備える、液晶表示装置。
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