JP2013047749A - 防眩性フィルム、偏光板及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
光透過性基材の一方の面の表面に凹凸形状を有する防眩層が設けられた防眩性フィルムであって、上記防眩層は、上記光透過性基材と接する側の反対側の表面にアスペクト比が2以上の棒状凸部が複数形成されており、上記防眩層の上記光透過性基材と接する側の反対側の表面において凸部の占める割合が、単位面積当たり20〜40%であり、更に、上記防眩層の表面の単位面積当たりの、全凸部の個数をNT、上記全凸部に含まれる棒状凸部の個数をNSと夫々したとき、上記NT及びNSが、下記式(1)を満たすことを特徴とする防眩性フィルム。
NS/NT>0.2 (1)
【選択図】なし
Description
このような反射防止用の光学積層体は、光の拡散や干渉によって、像の映り込みを抑制したり反射率を低減したりするものである。
また、この光学積層体は、通常、画像表示装置の最表面に設置されるものであるため、取り扱い時に傷がつかないように、ハードコート性を付与することも要求される。
これらの防眩性フィルムは、凝集性シリカ等の粒子の凝集によって防眩層の表面に凹凸形状を形成するタイプ、塗膜の膜厚以上の粒径を有する有機フィラー等を樹脂中に添加して層表面に凹凸形状を形成するタイプ、塗膜の膜厚以下の粒径を有する有機フィラー等を樹脂中に添加して樹脂の硬化収縮により層表面の前記有機フィラーに対応する位置に凹凸形状を形成するタイプ、あるいは層表面に凹凸をもったフィルムをラミネートして凹凸形状を転写するタイプ等を単独或いは組み合わせたものがある。
また、従来のタイプの防眩性フィルムは、フィルム表面に、特許文献3に記載されているようないわゆる面ギラと呼ばれるキラキラ光る輝きが発生し、表示画面の視認性が低下するという問題もあった。
このため、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ、面ギラ及び白茶けを充分に抑制できる一層構成の防眩層を備えた反射防止フィルムが望まれていた。
NS/NT>0.2 (1)
NS/NT>0.4 (2)
また、本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層の光透過性基材と接する側の反対側の表面の単位面積当たりの、全凸部の個数をNT、上記全凸部に含まれる、面積が500μm2以上の凸部の個数をNCと夫々したとき、上記NT及びNCが、下記式(3)を満たすことが好ましい。
NC/NT≧0.25 (3)
また、上記防眩層の光透過性基材と接する側の反対側の表面に形成された複数の棒状凸部は、その長軸の方向がランダムに配置されていることが好ましい。
また、上記棒状凸部は、有機微粒子の凝集体により形成されたものであることが好ましい。
また、上記防眩層は、無機微粒子を更に含有することが好ましく、該無機微粒子は、層状無機化合物であることが好ましい。
また、上記防眩層は、膜厚が2.0〜7.0μmであることが好ましい。
本発明は、最表面に上述の防眩性フィルム、又は、上述の偏光板を備えることを特徴とする画像表示装置でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
上記光透過性基材は、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度に優れたものが好ましい。光透過性基材を形成する材料の具体例としては、例えば、セルロースアシレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又は、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、セルローストリアセテートが挙げられる。
本発明の防眩性フィルムにおいて、上記防眩層は、表面にアスペクト比が2以上の棒状凸部が複数形成されている。
なお、本明細書において、「凸部」とは防眩層の表面を顕微鏡観察したときに、該防眩層表面上の、傾斜角が0.7°以上となる部分で囲まれた領域を意味する。また、特に言及しない限り、上記防眩層の表面というときは、上記防眩層の光透過性基材と接する側の反対側の表面を意味する。
上記防眩層の表面には、微小な凹凸形状が多数形成されているため、該防眩層の表面上の任意の点における局所的な傾斜角はそれぞれ異なり、該任意の点ごとに傾斜角を求めることができる。このため、本明細書では、上記「傾斜角」では、上記防眩層表面の平均面を基準とした傾斜角と定義する。上記傾斜角の算出方法は以下の通りである。
すなわち、平均面(以下、平面Tという)における直交座標を(x,y)とし、平面Tに垂直な方向(すなわち凹凸の高さ方向)の座標をzとすると、防眩層表面の任意の点は(x,y,z)として表すことができる。ここで、傾斜角を求めたい点をAとしてその座標を(xi,yj,zA)とし、それを平面Tに投影した点をaとする(点aのxy座標は、点Aのxy座標と同じになる)。
そして点aを通るx軸に平行な方向に、点aを対称に点aから微小距離δ離れた点b、cをとり、また、点aを通るy軸に平行な方向に、同様に点aから微小距離δ離れた点d、eをとる(点b、c、d、eは、いずれも平面T上の点である)。さらに、点b、c、d、eに対応する防眩層表面の点を、それぞれ点B、C、D、Eとし、それらのz座標をそれぞれzB,zC,zD,zEとする(点B、C、D、Eのxy座標はそれぞれ点b、c、d、eのxy座標と同じになる)。点B、C、D、Eの座標は、それぞれ
点B (xi−δ,yj,zB)
点C (xi+δ,yj,zC)
点D (xi,yj−δ,zD)
点E (xi,yj+δ,zE)
と表すことができる。
すると、点Aにおけるx軸に対するx方向の傾きSx、y軸に対するy方向の傾きSyはそれぞれ
Sx=(zC−zB)/2δ
Sy=(zE−zD)/2δ
として求めることができる。さらに、点Aにおける平面Tに対する傾きStは、下記数式
上記傾斜角の測定に用いられる装置に要求される水平分解能は、5μm以下、好ましくは2μm以下であり、また垂直分解能は、0.1μm以下、好ましくは0.01μm以下である。
この傾斜角の測定に好適な非接触三次元表面形状・粗さ測定機としては、Zygo Corporation社製の“Zygo New View6000”シリーズなどを挙げることができる。なお、測定面積は広いほうが好ましく、200μm×200μm以上、好ましくは500μm×500μm以上とするのがよい。
また、上記「アスペクト比」とは、楕円長短軸比を意味し、楕円長短軸比は、上記「凸部」を防眩層表面の平均面に投影した形状の相当楕円(該形状と同面積でかつ物理学で言う1次および2次モーメントが等しい楕円)の長軸長と、短軸長との比率(長軸/短軸)として求めることができる。
上記楕円長短軸比は、市販の画像処理ソフトにより計算することができ、例えば、Media Cybernetics社製のImage−Pro Plus等が好適に利用できる。
なお、上記棒状凸部は、上記防眩層の断面方向で見た場合、周縁部の傾斜角と中央部(棒状凸部の頂上付近)の傾斜角とを比較すると、周辺部の傾斜角の方が大きな値となる。
すなわち、従来の防眩性フィルムは、防眩層表面に形成された凸部が、大きさの違いがあるものの殆どが平面視円形等の非棒状であった。このような凸部が形成された防眩層において、1つの凸部による光の拡散は、あらゆる方向の光に対して同量であるため、凸部の数を減らす等して防眩層の表面全体での拡散量を減らした場合、防眩層の表面での反射量が増えてしまうものであった。
しかしながら、防眩層の表面に棒状凸部が形成されていると、1つの棒状凸部による光の拡散は、光の方向によって差が生じるため、光の拡散量は非棒状凸部と比較して減らすことができる。そして、本発明の防眩性フィルムでは、このような棒状凸部が、防眩層の表面にその長軸の方向がランダムに配置されているため、非棒状の凸部が形成された場合と比較して、防眩層の表面全体での反射量を殆ど変えることなく、拡散量を少なくすることができる。
なお、上記「相当楕円」とは、上記アスペクト比において説明したとおりであり、上記長軸の傾き(度)は、市販の画像処理ソフトにより「角度」として計算することができ、例えば、Media Cybernetics社製のImage−Pro Plus等が好適に利用できる。上記標準偏差については、市販の画像処理ソフトにより求められた「角度」の数値データをExcel(登録商標)などの市販の表計算ソフトによって算出することができる。
NS/NT>0.2 (1)
上記式(1)は、上記防眩層の表面に形成された全凸部に占める上記棒状凸部の割合を示しており、上記NS/NTが0.2以下、すなわち、上記防眩層の表面に形成された全凸部中、上記棒状凸部が20%以下であると、上記防眩層の表面に形成された凸部に占める非棒状凸部の割合が多くなり、防眩層の表面に点状の微細な凹凸が多くなる。その結果、上記防眩層の表面での拡散量が増え、本発明の防眩性フィルムの白茶け防止性が劣ることとなる。また、本発明の防眩性フィルムの防眩性も若干劣ることとなる。
上記NS、NTは、下記式(2)を満たすことが好ましい。
NS/NT>0.4 (2)
上記式(2)を満たすことで、すなわち、上記防眩層の表面に形成された全凸部中、上記棒状凸部が40%を超える割合で形成されていることで、上記効果をより確実に発揮させることが可能となる。
NC/NT≧0.25 (3)
上記「面積が500μm2以上の凸部」とは、本発明の防眩性フィルムの防眩性及び白茶け防止性に好適に寄与する大きさの凸部であり、上記式(3)を満たすことで、すなわち、上記面積範囲を満たす凸部が、防眩層の表面に形成された全凸部中、25%以上の割合で形成されていることで、本発明の防眩性フィルムの防眩性及び白茶け防止性が極めて優れたものとなる。
なお、上述したNS、NT及びNCは、いずれもZygo Corporation社製、“Zygo New View6000”シリーズ、及び、市販の画像処理ソフト(例えば、Media Cybernetics社製のImage−Pro Plus等)を用いて測定することができる。
また、上記短軸径が10μm未満であると、筋状の暗線又は輝線が生ずることがあり、100μmを超えると、上記棒状凸部に傾斜角の大きい斜面の割合が減少しすぎるため防眩性が低下することがある。
更に、上記棒状凸部は、上記有機微粒子と後述する層状無機化合物との凝集体により形成されたものであってもよい。このような凝集体は、その外形がきれいな棒状や楕円状ではなく、不定形な外形の棒状であり、このような外形の有機微粒子と層状無機化合物との凝集体により棒状凸部が形成されることで、上述した本発明の効果をより一層好適に得ることができる。
なお、上記有機微粒子の平均粒子径は、該有機微粒子単独で測定する場合、コールターカウンター法により測定された値である。
一方、上記防眩層中の有機微粒子の平均粒子径は、防眩層の透過光学顕微鏡観察において、もしくはそれが不適な場合は、断面電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)観察において、棒状凸部を構成する任意の有機微粒子30個選択してその断面の粒径を測定し、その平均値として算出される値である。
なお、上記透過光学顕微鏡観察又は断面電子顕微鏡観察により有機微粒子の平均粒子径を求める場合、有機微粒子の断面の粒径は、1つの有機微粒子に対し最大径と最小径とを測定し、その平均値を求めることで算出される値を意味する。また、上記有機微粒子の断面を平行な2本の直線で挟んだとき、該2本の直線間距離の最大値を上記最大径とし、該2本の直線間距離の最小値を上記最小径とする。
上記無機微粒子としては特に限定されず、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等のスメクタイト類、バーミキュライト、ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、タルク、パイロフィライト、マイカ、マーガライト、白雲母、金雲母、テトラシリリックマイカ、テニオライト、アンチゴライト、クロライト、クックアイト、ナンタイト等の層状無機化合物が挙げられる。これらの層状無機化合物は、天然物であってもよく、合成物であってもよい。また、上記層状無機化合物は、有機表面処理が施されていてもよい。
一方、上記無機微粒子は、上記防眩層の断面を電子顕微鏡等で観察した場合には、平均粒子径が0.3〜5μm程度で存在していることが好ましい。
上記粒子径が小さすぎると、上記棒状凸部を防眩層表面に形成することが困難であり、大きすぎると、防眩性フィルム全体の透明性に影響がある場合がある。
なお、上記防眩層の断面を電子顕微鏡観察して測定する上記無機微粒子の粒子径は、電子顕微鏡での防眩層の断面観察において、任意の無機微粒子30個選択してその断面の粒径を測定し、その平均値として算出される値である。また、上記無機微粒子の断面の粒径は、上述した有機微粒子の断面の粒径と同様の方法により測定された値を意味する。
本発明に好適な層状無機化合物とは厚さが薄い扁平形状であり、電子顕微鏡で断面観察した際には、図5に示したように針状に観察されるものである。
上記棒状凸部が有機微粒子の凝集体からなる場合であって、防眩層が更に層状無機化合物を含有することで、上記凝集体からなる棒状凸部を防眩層表面に好適に形成することができる。この理由は明確ではないが、上記層状無機化合物は、防眩層中で方向性を持った凝集体を形成して含有させることができ、この方向性を持った凝集体の近くに有機微粒子が集まって凝集体を形成することで、上述した棒状凸部を形成することができるものと推定される。
このような層状無機化合物としては、上述したものが挙げられ、なかでも、本発明では、タルクが好適に用いられる。
なお、本発明の防眩性フィルムから上記層状無機化合物の平均粒子径は、上記防眩層の電子顕微鏡での断面観察において、針状に観察される層状無機化合物30個選択して上述した長軸径及び短軸径をそれぞれ測定し、その平均値として算出される値である。また、上記層状無機化合物の長軸径及び短軸径は、それぞれ上述した有機微粒子の断面の粒径の測定における最大径及び最小径と同様の方法により測定された値を意味する。
上記バインダー樹脂としては、透明性のものが好ましく、例えば、紫外線又は電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂が紫外線又は電子線の照射より硬化したものであることが好ましい。
なお、本明細書において、「樹脂」とは、特に言及しない限り、モノマー、オリゴマー、ポリマー等も包含する概念である。
上記電離放射線硬化型樹脂と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂及びゴム又はエラストマー等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂は、非結晶性で、かつ有機溶媒(特に複数のポリマーや硬化性化合物を溶解可能な共通溶媒)に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性のという観点から、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体(セルロースエステル類等)等が好ましい。
上記熱硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を挙げることができる。
一方、上述した棒状微粒子を用いて棒状凸部を形成する場合、上記有機微粒子に代えて棒状微粒子を含有する防眩層用組成物の塗布工程において、棒状微粒子にせん断応力がかからないような条件設定により棒状微粒子が配向することを防止することが必要である。
上記溶剤としては特に限定されず、例えば、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン)、エーテルアルコール(例、1−メトキシ−2−プロパノール)等が挙げられる。
また、本発明においては、上記防眩層用組成物は、光透過性基材上に一層塗布により塗膜を形成することが好ましい。製造工程の簡略化及びコストの低減を図ることができ、また、二層以上の塗布による塗膜を形成する場合のリスク、例えば、先に塗布した塗膜と後に塗布した塗膜との間での密着性の低下や、はじきの発生、異物の混入や、空気の巻き込み等を回避することができる。更に、一層塗布により塗膜を形成することで、形成する防眩層の薄膜化を図ることができ、防眩層の形成工程上の不良としてのひび割れ(クラック)の発生を好適に防止することができる。
なお、上記乾燥時に防眩層用組成物中の有機微粒子を凝集させて凝集体を形成する場合、該凝集体の形成は、例えば、加熱温度や乾燥風速の調整により制御することができる。
また、紫外線の波長としては、190〜380nmの波長域を使用することができる。電子線源の具体例としては、コッククロフトワルト型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、又は直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器が挙げられる。
なお、上記防眩層の膜厚は、共焦点レーザー顕微鏡(LeicaTCS−NT:ライカ社製:対物レンズ「10〜100倍」)を用いて測定された値である。
また、Rkuが上限を超えると、棒状凸部の上面(以下凸部高原と称す)及び/又は凸部以外の防眩フィルム表面(以下凹部底面と称す)の凹凸が過剰となり、白茶けが発生し、コントラストが悪化するおそれがある。また、面ギラ防止性に劣ることもある。Rkuが下限に満たないと、凸部高原及び/又は凹部底面が平坦に過ぎるため防眩性が悪化するおそれがある。
0.10<Sm<0.35
0.15<θa<0.30
2<Rku<4
なお、本明細書において、上記Smは、JIS B 0601−1994に準拠する方法で得られる値であり、θaは、表面粗さ測定器:SE−3400の取り扱い説明書(1995.07.20改訂)(株式会社小坂研究所)に記載の定義により得られる値であり、図1に示すように、基準長さLに存在する凸部高さの和(h1+h2+h3+・・・+hn)のアークタンジェントθa=tan−1{(h1+h2+h3+・・・+hn)/L}で求めることができる。また、上記Rkuは、非接触三次元表面形状・粗さ測定機(Zygo Corporation社製、“Zygo New View6000”シリーズ)を用いて測定される、凹凸高さ測定データポイント数をn、各ポイントにおける平均面に対する高さをYiとすると、以下の式にて得られる。
上記低屈折率層は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が光学積層体の表面にて反射する際、その反射率を低くするという役割を果たす層である。低屈折率層としては、好ましくは1)100nm以下の粒径を持つシリカ、フッ化マグネシウム等の低屈折率無機粒子を含有する樹脂、2)低屈折率樹脂であるフッ素系樹脂、3)100nm以下の粒径を持つシリカ、フッ化マグネシウム等の低屈折率無機粒子を含有するフッ素系樹脂、4)シリカ、フッ化マグネシウム等の無機薄膜のいずれかにより構成される。フッ素樹脂以外の樹脂については、上述した防眩層を構成するバインダー樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
dA=mλ/(4nA) (A)
(上記式中、nAは低屈折率層の屈折率を表し、mは正の奇数を表し、好ましくは1を表し、λは波長であり、好ましくは480〜580nmの範囲の値である)を満たすものが光の干渉の効果を利用できるので低反射率の面でより好ましい。
上記防眩層用組成物及び防眩層の形成方法については、上述した防眩性フィルムにおいて、防眩層の形成方法として説明したものと同様の材料、方法が挙げられる。
上記画像表示装置は、LCD等の非自発光型画像表示装置であっても、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT等の自発光型画像表示装置であってもよい。
このため、本発明の防眩性フィルムは、陰極線管表示装置(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)等に好適に適用することができる。
下記組成の防眩層用組成物を調製し、光透過性基材として、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TD80U、富士写真フィルム社製)上に、防眩層用組成物を硬化後の膜厚5.0μmとなるようグラビアリバースコーターにより塗布し、70℃のオーブンで60秒乾燥させた後、紫外線を照射量が120mJ/cm2となるよう照射して塗膜を硬化させて防眩層を形成し、防眩性フィルムを製造した。
バインダー樹脂(ペンタエリスリトールテトラアクリレート、日本化薬製) 40質量部
バインダー樹脂(ウレタンアクリレート、UV1700B、日本合成化学製)60質量部
有機微粒子(スチレン−アクリル共重合体、XX245C、平均粒子径2μm、屈折率:1.515、積水化成品販売社製) 4質量部
タルク(ナノタルクD−1000、平均粒子径1μm、日本タルク社製) 3質量部
レベリング剤(ポリエーテル変性シリコーンオイル、TSF4460、モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ社製) 0.04質量部
重合開始剤(Irg184、BASFジャパン社製) 6質量部
溶剤(トルエン) 60質量部
溶剤(シクロヘキサノン) 40質量部
タルクの配合量を1質量部とした以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を6質量部とした以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を5.5μmとした以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子を、スチレン−アクリル共重合体、SSX−42CSS、平均粒子径3.5μm、屈折率:1.545、積水化成品販売社製に代えた以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を6.0μmとした以外は実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を1質量部とした以外は、実施例4と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、実施例4と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を6質量部とした以外は、実施例4と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、実施例4と同様にして防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を2質量部とし、タルクの配合量を2質量部とした以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を3.5μmとした以外は実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を2質量部とした以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
まず、有機微粒子を15質量部、レベリング剤を配合しなかった以外は、実施例4と同様にして防眩層用組成物(A)を調製した。そして、防眩層用組成物(A)を用い、硬化後の膜厚を4.0μmとした以外は、実施例4と同様にして防眩層(A)を形成した。
次いで、有機微粒子を配合せず、タルクの配合量を6質量部とした以外は、実施例1と同様にして防眩層用組成物(B)を調製した。そして、防眩層用組成物(B)を用い、硬化後の膜厚を4.0μmとした以外は、実施例1と同様にして防眩層(A)上に、防眩層(B)を形成することで、2層構造の防眩層を有する防眩性フィルムを製造した。
タルクを配合しなかった以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を9質量部とした以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を6.0μmとした以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクを配合しなかった以外は、実施例4と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を5.5μmとした以外は、実施例4と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクの配合量を9質量部とした以外は、実施例4と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を6.5μmとした以外は、実施例4と同様にして防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子及びタルクに代えて、無機微粒子(不定形シリカ:平均粒径1.5μm、AX−204 Nipgel 東ソー・シリカ社製)を7質量部用いた以外は、実施例1と同様にして調製した防眩層用組成物を用い、硬化後の膜厚を1.5μmとした以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
(比較例6)
硬化後の膜厚を3.5μmとした以外は、比較例5と同様にして防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を1質量部、タルクの配合量を0.5質量部とした以外は、実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、硬化後の膜厚を3.5μmとした以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを製造した。
タルクに代えて、無機微粒子(不定形シリカ:平均粒径1.5μm、AX−204 Nipgel 東ソー・シリカ社製)を3質量部用い、硬化後の膜厚を4.0μmとした以外は実施例4と同様にして防眩性フィルムを製造した。
得られた防眩性フィルムについて、以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(凸部の評価)
防眩層の表面において、単位面積当たりの、凸部の占める割合(面積率)、全凸部の個数(NT)と該全凸部に含まれる棒状凸部の個数(NS)との比(NS/NT)、全凸部の個数(NT)と該全凸部に含まれる、面積が500μm2以上の凸部の個数NCとの比(NC/NT)を測定した。
測定は、Zygo Corporation社製の3次元光学プロファイラーシステム、Zygo New View6000シリーズを用いて、任意の防眩層表面を、観察視野:0.55×0.55mm、サンプリング間隔:1.119μm、対物レンズ:×10、Zoomレンズ:×2の条件で行い、除去する表面形状として「Cylinder」を選択した。
上記測定のもと、傾斜角が0.7°以上の領域と0.7°未満の領域をZygoにて色分けした画像を、Media Cybernetics社製の画像処理ソフト、Image−Pro Plusを用いて楕円長短軸比、角度、面積を計算した。
Image−Pro Plusでの計算においては、Zygo画像の1画素辺りの長さとImage−Pro Plusでの計算値の校正のため、空間較正(1.119μm/pixel)を行う。
凸部の数値計算においては、Image−Pro Plusのカウント/サイズにより行う。カウント/サイズではオプション内のアウトラインの形式を「塗りつぶし」、オブジェクト抽出オプションを「4連結」、「穴を埋める」、境界上の除外を「なし」とした条件下でカウントを行い、凸部の抽出を行う。
抽出した凸部については、更に測定項目(面積、面積率、楕円長短軸比、角度)を計算し、その結果から単位面積当たりの凸部の占める割合(面積率)、NS、NT、NC、角度を求めた。なお、各測定項目の計算に際しては、デフォルトの選別レンジ(下記に示す)により、データ抽出を行った。
<選別レンジ>
面積(12.52161〜12521610μm2)、面積率(0〜1)、楕円長短軸比(1〜1000000)、角度(0〜180)
なお、図2に、実施例1に係る防眩性フィルムの防眩層表面の画像を示し、図3に、比較例1に係る防眩性フィルムの防眩層表面の画像を示し、図4に、比較例2に係る防眩性フィルムの防眩層表面の画像を示し、図5に、実施例1に係る防眩性フィルムの断面STEM写真を示す。
Zygo Corporation社製のZygo New View6000シリーズを用いて、凸部の評価と同様の方法により防眩層表面を測定した後、同機器にてRku(尖り度)及びRsk(歪み度)を、それぞれ算出した。
(株)小坂研究所製表面粗さ測定器SE−3400を用いて、JIS B0601−1994に準拠し、カットオフ波長λcを2.5mmとして、Sm(凹凸の平均間隔)を測定した。
(株)小坂研究所製表面粗さ測定器SE−3400を用いて、上記Sm測定時と同じ測定条件にて、θaを測定した。
画素数が200ppi、及び、140ppiの画像表示装置の最表面に、それぞれ防眩性フィルムを貼り付け、照度が約1000Lxの環境下の室内に設置し、白画面表示して、1.5〜2.0m程度離れた場所から上下、左右様々な角度から目視官能評価を行った。白画面表示にギラツキが認められるか否かを判定し、以下の基準に従って評価した。
○:200ppiにおいて良好であった。
△:200ppiではギラツキが見られたが、140ppiでは良好であった。
×:140ppiにおいてギラツキが見られた。
得られた防眩性フィルムの光透過性基材側に、黒色アクリル板を、光学フィルム用アクリル系粘着剤(日立化成工業(株)社製、商品名「DA−1000」)を介して貼り合わせた評価用サンプルを水平面に置き、評価用サンプルから1.5m鉛直方向に蛍光灯を配置し、評価用サンプル上に蛍光灯を移しこませ、かつ、評価用サンプル上の照度が800〜1200Lxとした環境下で、様々な角度から目視官能評価を行い、以下の基準に従って評価した。
○:白茶けが無く、評価用サンプル全体が黒く見える。
△:白茶けが若干あるものの、評価用サンプル全体が黒く見える。
×:白茶けが強く、評価用サンプル全体が白く見える。
共焦点レーザー顕微鏡(LeicaTCS−NT:ライカ社製:対物レンズ「10〜100倍」)にて、得られた防眩性フィルムの断面を観察し、界面の有無を判断し防眩層の膜厚を測定した。具体的には、下記の測定手順に従って防眩層の膜厚を測定した。
測定手順
(1)ハレーションのない鮮明な画像を得るため、共焦点レーザー顕微鏡に、湿式の対物レンズを使用し、かつ、得られた防眩性フィルムの上に屈折率1.518のオイルを約2mL乗せて観察した。オイルは、対物レンズと光学積層体との間の空気層を消失させるために用いた。
(2)1画面につき凹凸の最大凸部、最小凹部の光透過性基材からの膜厚を1点ずつ計2点測定し、それを5画面分、計10点測定し、平均値を塗膜厚として算出した。
なお、上記共焦点レーザー顕微鏡にて界面が明確に判断できない場合は、ミクロトームを用いて断面を作製し、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)観察によって上記と同様にして膜厚を算出することもできる。
JIS K−5400に準拠して鉛筆硬度を測定し、得られた防眩性フィルムのハードコート性を評価した。
測定に使用する機器としては、鉛筆硬度試験機(東洋精機社製)を用いた。該鉛筆硬度試験は、5回の鉛筆硬度試験のうち、3回以上の傷等の外観異常が認められなかった場合に使用した鉛筆についての硬度を求めた。例えば、2Hの鉛筆を用いて、5回の試験を行い、3回外観異常が生じなければ、その光学積層体の鉛筆硬度は2Hである。
得られた防眩性フィルムにおいて、ハード性を有するとは、鉛筆硬度試験において2H以上の鉛筆硬度を有することをいう。
JIS K5600−5−1の屈曲試験で用いる円筒型マンドレル法の芯棒に得られた防眩性シートを巻きつけ、クラックの入り方で、以下の基準により評価した。
○:8mmの芯棒に巻きつけてもクラックが入らず良好。
△:8mmの芯棒に巻きつけた場合クラックが入ったが、10mmの芯棒に巻きつけた場合はクラックが入らなかった。
×:10mmの芯棒に巻きつけた場合、クラックが入った。
得られた防眩性フィルムの光透過性基材側に、黒色アクリル板を、光学フィルム用アクリル系粘着剤(日立化成工業(株)社製、商品名「DA−1000」)を介して貼り合わせた評価用サンプルを水平面に置き、評価用サンプルから1.5m鉛直方向に蛍光灯を配置し、評価用サンプル上に蛍光灯を移しこませ、かつ評価用サンプル上の照度が800〜1200Lxとした環境下で、様々な角度から目視官能評価を行い、以下の基準に従って評価した。
○:蛍光灯の像は映り込むが、蛍光灯の輪郭がぼやけ、輪郭の境界部が認識できない。
×:蛍光灯の像が鏡面のように映り込み、蛍光灯の輪郭(輪郭の境界部)がはっきりと認識できる。
一方、比較例に係る防眩性フィルムは、白茶け、面ギラ、ハードコート性、及び防眩性のすべての評価に優れるものはなかった。
Claims (10)
- 光透過性基材の一方の面上に表面に凹凸形状を有する防眩層が設けられた防眩性フィルムであって、
前記防眩層は、前記光透過性基材と接する側の反対側の表面にアスペクト比が2以上の棒状凸部が複数形成されており、
前記防眩層の前記光透過性基材と接する側の反対側の表面において凸部の占める割合が、単位面積当たり20〜40%であり、更に、
前記防眩層の表面の単位面積当たりの、全凸部の個数をNT、前記全凸部に含まれる棒状凸部の個数をNSと夫々したとき、前記NT及びNSが、下記式(1)を満たす
ことを特徴とする防眩性フィルム。
NS/NT>0.2 (1) - NT及びNSは、更に下記式(2)を満たす請求項1記載の防眩性フィルム。
NS/NT>0.4 (2) - 防眩層の光透過性基材と接する側の反対側の表面の単位面積当たりの、全凸部の個数をNT、前記全凸部に含まれる、面積が500μm2以上の凸部の個数をNCと夫々したとき、前記NT及びNCが、下記式(3)を満たす請求項1又は2記載の防眩性フィルム。
NC/NT≧0.25 (3) - 防眩層の光透過性基材と接する側の反対側の表面に形成された複数の棒状凸部は、その長軸の方向がランダムに配置されている請求項1、2又は3記載の防眩性フィルム。
- 棒状凸部は、有機微粒子の凝集体により形成されたものである請求項1、2、3又は4記載の防眩性フィルム。
- 防眩層は、無機微粒子を更に含有する請求項1、2、3、4又は5記載の防眩性フィルム。
- 無機微粒子は、層状無機化合物である請求項6記載の防眩性フィルム。
- 防眩層は、膜厚が2.0〜7.0μmである請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の防眩性フィルム。
- 偏光素子を備えてなる偏光板であって、
前記偏光板は、偏光素子表面に請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の防眩性フィルムを備えることを特徴とする偏光板。 - 最表面に請求項1、2、3、4、5、6、7若しくは8記載の防眩性フィルム、又は、請求項9記載の偏光板を備えることを特徴とする画像表示装置。
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