JP2013210620A - 防眩フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、透明支持体と、該透明支持体上に形成された防眩層とを含み、全ヘイズが1%以下である防眩フィルムであって、前記防眩層は、前記透明支持体と反対側に微細な凹凸を有する微細凹凸表面を備え、前記微細凹凸表面の標高の一次元パワースペクトルH2(f)の常用対数の空間周波数fに関する二次導関数d2logH2(f)/df2が、空間周波数0.01μm−1において0未満であり、空間周波数0.02μm−1において0より大きいことを特徴とする、防眩フィルムである。
【選択図】図10
Description
前記防眩層は、前記透明支持体と反対側に微細な凹凸を有する微細凹凸表面を備え、
前記微細凹凸表面の標高の一次元パワースペクトルH2(f)の常用対数の空間周波数fに関する二次導関数d2logH2(f)/df2が、空間周波数0.01μm−1において0未満であり、空間周波数0.02μm−1において0より大きいことを特徴とする、防眩フィルムである。
前記パターンの一次元パワースペクトルを空間周波数に対する強度として表したときのグラフが、空間周波数0.007μm−1以上0.015μm−1以下において1つの極大値を有し、かつ、空間周波数0.05μm−1以上0.1μm−1以下において1つの極大値を有することを特徴とする、防眩フィルム製造用金型の製造方法にも関する。
金型用基材の表面に銅めっきを施す第1めっき工程と、
第1めっき工程によってめっきが施された前記金型用基材の表面を研磨する研磨工程と、
研磨された前記金型用基材の表面に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記パターンを前記感光性樹脂膜上に露光する露光工程と、
前記パターンが露光された前記感光性樹脂膜を現像する現像工程と、
現像された前記感光性樹脂膜をマスクとしてエッチング処理を行い、前記金型用基材のめっきが施された表面に凹凸を形成する第1エッチング工程と、
エッチング処理後に感光性樹脂膜を剥離する感光性樹脂膜剥離工程と、
第1エッチング工程によって形成された凹凸面をエッチング処理によって鈍らせる第2エッチング工程と、
第2エッチング工程によって鈍らされた凹凸面にクロムめっきを施す第2めっき工程とを含むことが好ましい。
微細凹凸表面の標高の一次元パワースペクトルH2(f)の常用対数の空間周波数fに関する二次導関数d2logH2(f)/df2が、空間周波数0.01μm−1において0未満であり、空間周波数0.02μm−1において0より大きいことを特徴とする。
以下、防眩フィルムの微細凹凸表面の標高のパワースペクトルについて説明する。図1は、本発明の防眩フィルムの表面を模式的に示す断面図である。図1に示されるように、本発明の防眩フィルム1は、透明支持体101とその上に形成された防眩層102とを有し、防眩層102は、透明支持体101と反対側に微細な凹凸2を有する微細凹凸表面を備える。
また、本発明者らは、防眩フィルムにおいて、微細凹凸表面を構成する各微小面が特定の傾斜角度分布を示すようにすれば、優れた防眩性能を示しつつ、白ちゃけを効果的に防止するうえで一層有効であることを見出した。すなわち、本発明の防眩フィルムは、微細凹凸表面のうち、傾斜角度が5°以上である微小面の割合が1%未満であることが好ましい。微細凹凸表面のうち、傾斜角度が5°以上である微小面の割合が1%を上回ったりすると、凹凸表面の傾斜角度が急峻な微小面が多くなって、周囲からの光を集光し、表示面が全体的に白くなる白ちゃけが発生しやすくなる。このような集光効果を抑制し、白ちゃけを防止するためには、微細凹凸表面のうち、傾斜角度が5°以上である微小面の割合が小さければ小さいほどよく、0.5%未満であることが好ましく、0.1%未満であることがより好ましい。
本発明の防眩フィルムの微細表面凹凸形状はJIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaが0.04μm以上0.1μm以下であることが好ましい。また、JIS B 0601の規定に準拠した最大断面高さRtが0.3μm以上0.6μm以下であることが好ましい。また、JIS B 0601の規定に準拠した平均長さRSmが50μm以上130μm以下であることが好ましい。
本発明の防眩フィルムは、所定のパターンに基づいた表面形状を金型基材の表面に形成する工程を含む方法で、防眩フィルム製造用金型を製造し、製造された金型の凹凸面の形状を透明樹脂フィルムに転写した後、金型の凹凸面の形状が転写された透明樹脂フィルムを金型から剥がすことを含む製造方法により、作製することができる。
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エッチング工程と、〔9〕第2めっき工程とを基本的に含むことが好ましい。
本発明の防眩フィルムの製造に用いる金型の製造方法では、まず、金型に用いる基材の表面に、銅めっきを施す。このように、金型用基材の表面に銅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が施された基材表面を研磨する。本発明の金型の製造方法では、当該工程を経て、基材表面を、鏡面に近い状態に研磨することが好ましい。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11(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をその表面に施され(当該工程で形成した銅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基材7の表面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11(b)には、基材7の表面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、上記した一次元パワースペクトルを空間周波数に対する強度として表したときのグラフが、空間周波数0.007μm−1以上0.015μm−1以下において1つの極大値を有し、かつ、空間周波数0.05μm−1以上0.1μm−1以下において1つの極大値を有するパターンを、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など)、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のめっきが施された表面をエッチングする。
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て、pH、温度、濃度および浸漬時間など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、超音波現像などの方法を用いることができる。
第2エッチング工程では、感光性樹脂膜をマスクとして用いた第1エッチング工程によって形成された第1の表面凹凸形状15を、エッチング処理によって鈍らせる。この第2エッチング処理によって、第1エッチング処理で形成された第1の表面凹凸形状15における表面傾斜が急峻な部分がなくなり、得られた金型を用いて製造される防眩フィルムの光学特性が好ましい方向へと変化する。図12(c)には、第2エッチング処理によって金型用基材7の第1の表面凹凸形状15が鈍化し、表面傾斜が急峻な部分が鈍らされ、緩やかな表面傾斜を有する第2の表面凹凸形状16が形成された状態が示されている。
続いて、クロムめっきを施すことによって、第2の表面凹凸形状16を鈍らせるとともに、金型表面を保護する。図12(d)には、上述したように第2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2の表面凹凸形状16にクロムめっき層17を形成し、クロムめっき層の表面18を鈍らせた状態が示されている。
(表面の標高の測定)
三次元顕微鏡PLμ2300(Sensofar社製)を用いて、防眩フィルムの表面の標高を測定した。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倍として測定を行った。水平分解能ΔxおよびΔyはともに1.66μmであり、測定面積は1270μm×950μmであった。
上で得られた測定データの中央部から512個×512個(測定面積で850μm×850μm)のデータをサンプリングし、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)を二乗して二次元パワースペクトルの二次元関数H2(fx,fy)を計算し、原点からの距離fの関数である一次元パワースペクトルの一次元関数H2(f)を計算した。各サンプルにつき5箇所の表面の標高を測定し、それらのデータから計算される一次元パワースペクトルの一次元関数H2(f)の平均値を各サンプルの一次元パワースペクトルの一次元関数H2(f)とした。
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°以上である面の割合を計算した。
JIS B 0601に準拠した(株)ミツトヨ製の表面粗さ測定機サーフテストSJ−301を用いて、防眩フィルムの表面粗さパラメータを測定した。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。
(ヘイズ)
防眩フィルムの全ヘイズは、防眩フィルムを光学的に透明な粘着剤を用いて防眩層形成面とは反対側の面でガラス基板に貼合し、該ガラス基板に貼合された防眩フィルムについて、ガラス基板側から光を入射させ、JIS K 7136に準拠した(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーター「HM−150」型を用いて測定した。
JIS K 7105に準拠したスガ試験機(株)製の写像性測定器「ICM−1DP」を用いて、防眩フィルムの透過鮮明度を測定した。この場合も、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防眩層の微細な凹凸形状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。この状態でガラス側から光を入射させ、測定を行なった。ここでの測定値は、暗部と明部との幅がそれぞれ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た値の合計値である。この場合の透過鮮明度の最大値は400%となる。
JIS K 7105に準拠したスガ試験機(株)製の写像性測定器「ICM−1DP」を用いて、防眩フィルムの反射鮮明度を測定した。この場合も、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防眩層の微細な凹凸形状面が表面となるように黒色アクリル基板に貼合してから、測定に供した。この状態で凹凸形状面側から光を45°で入射させ、測定を行なった。ここでの測定値は、暗部と明部との幅がそれぞれ0.5mm、1.0mmおよび2.0mmである3種類の光学くしを用いて測定された値の合計値である。この場合の反射鮮明度の最大値は300%となる。
(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。
(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。
1:映り込みが観察されない。
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。
1:白ちゃけが観察されない。
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、次の手順で評価した。すなわち、まず図13に平面図で示すようなユニットセルのパターンを有するフォトマスクを用意した。この図において、ユニットセル40は、透明な基板上に、線幅10μmでカギ形のクロム遮光パターン41が形成され、そのクロム遮光パターン41の形成されていない部分が開口部42となっている。ここでは、ユニットセルの寸法が211μm×70μm(図の縦×横)、したがって開口部の寸法が201μm×60μm(図の縦×横)のものを用いた。図示するユニットセルが縦横に多数並んで、フォトマスクを形成する。
作成したパターンデータを2階調の二値化画像データとし、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)を二乗して二次元パワースペクトルの二次元関数G2(fx,fy)を計算し、原点からの距離fの関数である一次元パワースペクトルの一次元関数G2(f)を計算した。
(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9に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を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)を用いて行った。感光性樹脂膜にはポジ型の感光性樹脂を使用した。
以下の各成分が酢酸エチルに固形分濃度60%で溶解されており、硬化後に1.53の屈折率を示す紫外線硬化性樹脂組成物Aを入手した。
多官能ウレタン化アクリレート 40部
(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)
ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド 5部。
図15に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を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たこと以外は実施例1と同様にして金型Bを作製し、金型B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Bを作製した。
第2のエッチング処理のエッチング量を10μmとなるように設定したこと以外は実施例2と同様にして金型Cを作製し、金型Cを使用したこと以外は実施例2と同様にして防眩フィルムCを作製した。
第2のエッチング処理のエッチング量を12μmとなるように設定したこと以外は実施例2と同様にして金型Dを作製し、金型Dを使用したこと以外は実施例2と同様にして防眩フィルムDを作製した。
図16に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を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のエッチング処理のエッチング量を3μmとなるように設定し、第2のエッチング処理のエッチング量を10μm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Eを作製し、金型E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Eを作製した。
図17に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を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たこと以外は実施例1と同様にして金型Fを作製し、金型F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Fを作製した。
図18に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を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たこと以外は実施例5と同様にして金型Gを作製し、金型G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G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、以下同じ)、ビーズ使用量8g/cm2(ロールの表面積1cm2あたりの使用量、以下同じ)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い、金型H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H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Hを作製した。
上記図10は、防眩フィルムA(実施例1)の作製に使用した図9に示すパターンを離散フーリエ変換して得られたパワースペクトルG2(f)を示す図に相当する。また、図19は、防眩フィルムB〜G(実施例2〜4、5および比較例1、2)の作製に使用したパターンの一次元パワースペクトルG2(f)を示す図である。
上記実施例および比較例について、上述の防眩フィルムの評価を行った結果を表1に示す。
Claims (6)
- 透明支持体と、該透明支持体上に形成された防眩層とを含み、全ヘイズが1%以下である防眩フィルムであって、
前記防眩層は、前記透明支持体と反対側に微細な凹凸を有する微細凹凸表面を備え、
前記微細凹凸表面の標高の一次元パワースペクトルH2(f)の常用対数の空間周波数fに関する二次導関数d2logH2(f)/df2が、空間周波数0.01μm−1において0未満であり、空間周波数0.02μm−1において0より大きいことを特徴とする、防眩フィルム。 - 前記微細凹凸表面のうち、傾斜角度が5°以上である微小面の割合が1%未満である、請求項1に記載の防眩フィルム。
- 前記微細凹凸表面の最大断面高さRtが0.3μm以上1μm以下である、請求項1または2に記載の防眩フィルム。
- 金型用基材の表面に所定のパターンに基づいた表面形状を形成する工程を含み、
前記パターンの一次元パワースペクトルを空間周波数に対する強度として表したときのグラフが、空間周波数0.007μm−1以上0.015μm−1以下において1つの極大値を有し、かつ、空間周波数0.05μm−1以上0.1μm−1以下において1つの極大値を有することを特徴とする、防眩フィルム製造用金型の製造方法。 - 金型用基材の表面に銅めっきを施す第1めっき工程と、
第1めっき工程によってめっきが施された前記金型用基材の表面を研磨する研磨工程と、
研磨された前記金型用基材の表面に感光性樹脂を塗布して感光性樹脂膜を形成する感光性樹脂膜形成工程と、
前記パターンを前記感光性樹脂膜上に露光する露光工程と、
前記パターンが露光された前記感光性樹脂膜を現像する現像工程と、
現像された前記感光性樹脂膜をマスクとしてエッチング処理を行い、前記金型用基材のめっきが施された表面に凹凸を形成する第1エッチング工程と、
エッチング処理後に感光性樹脂膜を剥離する感光性樹脂膜剥離工程と、
第1エッチング工程によって形成された凹凸面をエッチング処理によって鈍らせる第2エッチング工程と、
第2エッチング工程によって鈍らされた凹凸面にクロムめっきを施す第2めっき工程とを含む、請求項4に記載の防眩フィルム製造用金型の製造方法。 - 請求項4または5に記載の方法により製造された金型の凹凸面の形状を透明樹脂フィルムに転写した後、金型の凹凸面の形状が転写された透明樹脂フィルムを金型から剥がすことを含む防眩フィルムの製造方法。
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