JP2016012095A - ギラツキ低減アンチグレアフィルムおよびその作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ギラツキによる視認性の低下が十分に防止され、７０％以上の透過鮮明度を有するアンチグレアフィルムとその作製方法を提供する。
【解決手段】本発明のアンチグレアフィルムは、光学フィルム基材上に紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸が転写成形され、ランダム凹凸形状面を有する光学フィルムにおいて、ランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ、高さｈの範囲が１〜４μｍ、勾配角θの範囲が２０〜５０°、表面粗さＲａの範囲が、０．０５〜０．３μｍであり、７０％以上の透過鮮明度の光学特性を備え、ギラツキを低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、７０％以上の透過鮮明度を有し、ギラツキを低減できるアンチグレアフィルムに関するものである。

パソコンや液晶テレビなどの液晶パネルの表示面側には偏光板があり、偏光板は偏光フィルムとそれを支持するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムで構成されている。ＴＡＣフィルムの表面には液晶パネルの視認性向上のために様々なコーティング処理がされており、特に、眩しさを防ぐ防眩処理技術であるＡＧ（アンチグレア）コーティングが必須とされている。

従来の防眩処理のＡＧコーティングでは、ＴＡＣフィルムの表面にコロナ処理やプラズマ処理を施し、次いで、フィラー（シリカ）などの微粒子を混ぜたアクリル樹脂および有機溶剤を、ＴＡＣフィルムの表面に塗布・乾燥する工程を数回繰り返して、凹凸の形状をＴＡＣフィルム表面上に形成し、防眩効果を得ている。しかしながら、従来のＡＧコーティングでは、乾燥炉の設置や塗布・乾燥工程の繰り返しが必要となるため、大規模な製造設備が必要であり、また処理工数が多いといったコスト面の課題がある。また多量の有機溶剤の使用や、フィラー凝集によるムラや欠点の発生など環境面や品質面で多くの課題がある。

一方、従来から、金型表面に凹凸を形成し、紫外線硬化樹脂や熱可塑性樹脂を用いてＴＡＣフィルム上に金型の凹凸を転写成形し、ＡＧコーティングを行う方法も知られているが（例えば、特許文献１〜３を参照。）、白く光って見えるスポット欠点やシミなどの外観欠点が多く問題を抱えているのが実情である。

特開２０１０−２２４４２７号公報 特開２００６−５３３７１号公報 特開２００７−１８７９５２号公報

上述したように、従来のＡＧコーティングは設備コストが高く、多量の有機溶剤を使用するため環境負荷となっている。また、微粒子の凝集などにより欠点やムラの発生や、低ヘイズのフィルムの生産が難しいなど品質面の問題点がある。ここで、ヘイズとは透明性を示す値で、対象基材の散乱光線透過率を全光線透過率で割ったものを百分率で表したものである。ヘイズ値が小さいほど透明性が高いことを表す。また、像鮮明度は透明フィルムや、プラスチック等を透過してみることのできる物体の像の鮮明度を表す尺度で、試験片の透過光または試験片からの反射光の光線軸に直交する光学櫛を移動させて、光線軸上に櫛の透過部分がある時の光量（Ｍ）と、櫛の遮光部分があるとき光量（ｍ）を求め、両者の差（Ｍ−ｍ）と和（Ｍ＋ｍ）との比率で表したものである。

また、従来のＡＧコーティングによる防眩フィルムは、ギラツキ、白く光って見える白ちゃけ（白点欠点）や、映り込みの問題があり、防眩効果に悪影響を及ぼしている。特に、ギラツキはアンチグレアの表面が粗く、画像がゆがみギラギラ見える現象であるが、高精細のディスプレイの画面上では顕著に現れ、画像のゆがみによる違和感や長時間の目視による疲れを生じる。このため、ギラツキを低減するための早急な改善が必要である。

上記状況に鑑みて、本発明は、ギラツキによる視認性の低下が十分に防止され、７０％以上の透過鮮明度を有するアンチグレアフィルムとその作製方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明のギラツキ低減アンチグレアフィルムは、光学フィルム基材上に紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸が転写成形され、ランダム凹凸形状面を有する光学フィルムにおいて、下記１），２）の技術的特徴を備え、ギラツキを低減する。
１）ランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ、高さｈの範囲が１〜４μｍ、勾配角θの範囲が２０〜５０°であり、表面粗さＲａの範囲が０．０５〜０．２５μｍである。
２）７０％以上の透過鮮明度の光学特性を有する。

本発明のギラツキ低減アンチグレアフィルムでは、光学フィルム基材表面において、ランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ（より好ましい範囲は４〜１０μｍ）、高さｈの範囲が１〜４μｍ（より好ましい範囲は１．５〜３．５μｍ）、勾配角θの範囲が２０〜５０°（より好ましい範囲は３０〜４０°）であり、表面粗さＲａの範囲が０．０５〜０．３μｍ（より好ましい範囲は０．０５〜０．２５μｍ）である。
本発明のギラツキ低減アンチグレアフィルムは、ノンフィラータイプであり、光学フィルム基材上に紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸を転写成形して作製される。この金型表面の凹部を形成するのにブラスト粒子を衝打させるが、従来と比べて、小粒径でばらつきの小さいブラスト材を用いることにより、金型表面の凹部の径が小さくばらつきの少ない凹部を形成でき、凹部の勾配が大きくなり、ギラツキを低減する。

次に、本発明のギラツキ低減アンチグレアフィルムの作製方法について説明する。本発明のアンチグレアフィルムの作製方法は、下記ａ）〜ｄ）のステップを備える。
ａ）透明基材表面に紫外線硬化樹脂を塗布するステップ
ｂ）ブラスト粒子を衝打させて表面が凹凸形状のロール状金型を作製するステップ
ｃ）ブラスト粒子を衝打したロール状金型を用いて、透明基材表面に塗布した紫外線硬化樹脂を転写成形するステップ
ｄ）転写成形した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、透明基材表面に微細な凹凸形状を形成させるステップ

上記ｂ）のステップで用いるロール状金型は、凹凸形状の球面状凹面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ（より好ましい範囲は４〜１０μｍ）、深さｈの範囲が１〜４μｍ（より好ましい範囲は１．５〜３．５μｍ）、勾配角θの範囲が２０〜５０°（より好ましい範囲は３０〜４０°）であるように作製される。
上記の作製方法で、作製されたアンチグレアフィルムは、７０％以上の透過鮮明度の光学特性を備える。

上記ｂ）のステップにおいて、ロール状金型にブラスト粒子を衝打する際、ブラスト粒子の粒径Ｄが１０〜４０μｍである。
また、ロール状金型にブラスト粒子を衝打する際、ロール状金型に衝打させるブラスト粒子の吐出しエアー圧力を一定に制御し、ロール金型の表面粗さを制御して、凹凸形状面の表面粗さ（Ｒａ）の範囲を０．０５〜０．３μｍになるようにする。

ロール状金型にブラスト粒子を衝打する際、ロール状金型に衝打させるブラスト粒子の吐出しエアー圧力を一定に制御し、ロール状金型の表面粗さを制御することにより、アンチグレアフィルムのヘイズを安定化させることができる。すなわち、ブラスト粒子の吐出量に対応するエアー流量はロール状金型表面の表面粗さに対応するので、エアー圧力を制御することにより、安定した表面粗さを得ることができ、ヘイズを安定化する。これにより、ギラツキを低減して、高透過鮮明度のアンチグレアフィルムを得る。

ここで、ブラスト粒子の形状は、略真球のものを用いる。ロール金型表面にある一定以上の大きさの白点を軽減し、高品質なアンチグレアフィルムを得ることができるからである。ブラスト粒子を目的とする所定範囲の粒径に分球する際、例えば、所定の開口径を有するメッシュを用いて、所定範囲の粒径に分球するが、その際、ブラスト粒子が細長い形状である場合、ブラスト粒子の姿勢方向によっては、所定の開口径のメッシュの開孔を通り抜けてしまうことが生じる。このため、略真球のものを更に選別して用いる必要がある。

本発明のアンチグレアフィルムは、球状凹凸面の径が小さく均一であり、表面粗さが小さいためギラツキを低減でき、７０％以上の透過鮮明度を備えるため、画像の鮮明度に優れるといった効果を有する。
また、本発明のアンチグレアフィルムは、ノンフィラータイプであり、外部ヘイズだけで凹凸面が形成されているため、像鮮明度が高いといった効果を有する。

アンチグレアフィルムの凹凸断面の模式図 アンチグレアフィルムの作製プロセスの概念図 ブラスト粒子径とロール状金型における球面状凹面の径ｄの相関グラフ ブラスト粒子径とロール状金型における球面状凹面の深さｈの相関グラフ ブラスト粒子径とロール状金型における球面状凹面の表面粗さＲａの相関グラフ ブラスト粒子径と勾配角θの相関グラフ ブラスト粒子径と像鮮明度の相関グラフ ブラスト粒子径とヘイズ範囲の相関グラフ アンチグレアフィルムの表面拡大図、（１）実施例のタイプ、（２）従来のビーズ添加タイプ

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、本発明のアンチグレアフィルムの凹凸断面の模式図である。ベースフィルム（基材）上の凸面樹脂層（ＡＧ層）は、紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸が転写成形されたものである。
凸面樹脂層（ＡＧ層）のランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲は３〜１２μｍ、深さｈの範囲が１〜４μｍ、勾配角θの範囲が２０〜５０°の範囲内になるように作製している。
以下の実施例では、本発明のアンチグレアフィルムの作製方法の一実施形態について詳細に説明する。

図２は、アンチグレアフィルムの作製プロセスの概念図を示している。
アンチグレアフィルムの作製プロセスでは、図示しない巻出しロールから巻き出されたベースフィルム１０ａに対して、上面をロール１２、下面をロール１１で挟持することにより、ロール１３の表面からロール１２の表面に搬送した紫外線硬化樹脂を、ベースフィルム１０ａの上面に塗布する。塗布された紫外線硬化樹脂は、ロール１１とロール状金型１４の挟持部分でベースフィルム１０ａが押圧され、ロール状金型１４の表面に形成された凸凹のパターンと同一のパターンがベースフィルム１０ａの上面に塗布した紫外線硬化樹脂に形成される。ロール状金型１４表面のパターンと同じパターンが形成された紫外線硬化樹脂は、ベースフィルム１０ａの下面に設けたＵＶランプから照射される紫外線により硬化する。このようにして得られたベースフィルム１０ａは、ロール１５によりロール状金型１４からリリースされ、ベースフィルム上にアンチグレア層（ＡＧ層）が形成されたコーティングフィルム１０ｂとなる。
ここで、ベースフィルムは、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルム、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネート樹脂フィルムが好適に用いることができる。

このように、アンチグレアフィルムの作製プロセスは、ロール状金型１４を用いて、透明基材のベースフィルム表面に塗布した紫外線硬化樹脂を転写成形し、転写成形した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、ベースフィルム表面に微細な凹凸形状の樹脂層を形成させる。
ロール状金型１４は、ブラスト粒子を衝打して作製される。

ロール状金型にブラスト粒子を衝打する際のブラスト粒子は、金属酸化物粒子（例えばＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３など）で、略真球のものを用い、その粒径Ｄは１０〜４０μｍに調製する。ブラスト粒子の粒径Ｄが４０μｍより大きいと、ロール状金型表面の球状凹凸面の径が３〜１５μｍの範囲外となりやすい傾向があり、目的とするアンチグレアフィルム表面の球状凹凸面の径を小さく均一にすることが難しい。
また、１０μｍ以下の小粒子はブラスト粒子を衝打させる際、エアーを受ける表面積が小さいため、十分加速されず、所望の凹形状を得ることができないため、防眩性を満足するヘイズが得られない。

図３〜７は、ブラスト粒子径とロール状金型における球面状凹面の径ｄの相関、深さｈの相関、表面粗さＲａの相関、勾配角θの相関、像鮮明度の相関を示すグラフをそれぞれ示している。それぞれのグラフでは、ヘイズ（Ｈｚ）が１０％、３０％、５０％のものをおプロットしている。ヘイズはブラストの圧力、ノズル径、ブラスト粒子の種類によって調整している。
図８に示すように、１０〜４０μｍの範囲の径のブラスト粒子では、粒子径にかかわらず、ヘイズ（Ｈｚ）を１０〜８０％の範囲で揃えることは可能であるが、極端に小粒子（例えば、１０μｍ以下）のものは圧力が十分かからず高ヘイズ化が困難である。

各種測定に用いた測定装置の情報を下記に示す。
像鮮明度の測定には、スガ試験機の写像性測定器（型番：ＩＣＭ−１Ｔ）スリット幅１ｍｍを用いた。また、ヘイズの測定には、スガ試験機のヘイズメータ（型番Ｈｚ−２）を用いた。なお、ギラツキの評価は、目視で確認を行った。

ブラスト粒子径を１０〜４０μｍとしロール状金型を作製し、上述の作製方法を用いて、ヘイズ（Ｈｚ）値が１０％、３０％、５０％の３種類のフィルムで、かつ、ギラツキが低減されたフィルムを作製し、それらの特性を測定した結果を図３〜７に示す。
先ず、ロール状金型における球面状凹面の径ｄは、図３のグラフに示すように、ブラスト粒子径Ｄが１０〜４０μｍの範囲の場合、ヘイズ（Ｈｚ）１０％では３〜１０μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）３０％では４〜１０μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）５０％では７〜１２μｍの範囲である。なお、ヘイズ（Ｈｚ）５０％の場合、図８に示すように、ブラスト粒子径が１０μｍでは作製できないことから、図３のグラフにおけるヘイズ（Ｈｚ）５０％のプロットが１０μｍの小粒径では現れていない。
これから、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの場合、ギラツキが低減されたフィルム作製に好適なロール状金型における球面状凹面の径ｄの範囲は３〜１２μｍであることがわかる。プロットの勾配が小さい範囲を安定的であると考えると、球面状凹面の径ｄの範囲は４〜１０μｍがより好ましいことになる。

次に、ロール状金型における球面状凹面の深さｈは、図４のグラフに示すように、ブラスト粒子径Ｄが１０〜４０μｍの範囲の場合、ヘイズ（Ｈｚ）１０％では１〜２．５μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）３０％では２〜３μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）５０％では３〜４μｍの範囲である。
これから、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの場合、ギラツキが低減されたフィルム作製に好適なロール状金型における球面状凹面の深さｈの範囲は１〜４μｍであることがわかる。プロットの勾配が小さい範囲を安定的であると考えると、球面状凹面の深さｈの範囲は１．５〜３．５μｍがより好ましいことになる。

また、ロール状金型における球面状凹面の表面粗さＲａは、図５のグラフに示すように、ブラスト粒子径Ｄが１０〜４０μｍの範囲の場合、ヘイズ（Ｈｚ）１０％では０．０３〜０．１５μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）３０％では０．０７〜０．２μｍの範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）５０％では０．１８〜０．３μｍの範囲である。
これから、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの場合、ギラツキが低減されたフィルム作製に好適なロール状金型における球面状凹面の表面粗さＲａの範囲は０．０３〜０．３μｍであることがわかる。プロットの勾配が小さい範囲を安定的であると考えると、球面状凹面の表面粗さＲａの範囲は０．０５〜０．２５μｍがより好ましいことになる。

また、ロール状金型における球面状凹面の勾配角θは、図６のグラフに示すように、ブラスト粒子径Ｄが１０〜４０μｍの範囲の場合、ヘイズ（Ｈｚ）１０％では２０〜４０°の範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）３０％では３０〜４５°の範囲であり、ヘイズ（Ｈｚ）５０％では３０〜５０°の範囲である。
これから、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの場合、ギラツキが低減されたフィルム作製に好適なロール状金型における球面状凹面の勾配角θの範囲は２０〜５０°であることがわかる。プロットの勾配が小さい範囲を安定的であると考えると、球面状凹面の勾配角θの範囲は３０〜４０°がより好ましいことになる。

このようなロール状金型を用いて作製したフィルムにおける像鮮明度は、図７のグラフに示すように、ブラスト粒子径Ｄが１０〜４０μｍの範囲の場合、ヘイズ（Ｈｚ）１０％では８０〜１００％であり、ヘイズ（Ｈｚ）３０％では７８〜９８％であり、ヘイズ（Ｈｚ）５０％では５０〜７８％である。
これから、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの場合、ギラツキが低減されたフィルムの像鮮明度は、プロットの勾配が小さい範囲を安定的であると考えると、７０〜１００％となる。

図９（１）に、作製したフィルムの表面拡大図を示す。また、比較用に、図９（２）に、従来のビーズ添加タイプのアンチグレアフィルムの表面拡大図を示す。
図９（１）に示すフィルムの表面拡大図からわかるように、本実施例では、ブラスト粒子径１０〜４０μｍの小粒子で、かつ、ばらつきの小さいブラスト粒子を用いることにより、ロール状金型の表面上に径が小さくばらつきの少ない凹部を形成でき、この金型を用いて作製したフィルムは、ギラツキが低減でき、高い透過鮮明度を備える。

本発明は、防眩フィルムとして有用である。

１１，１２，１３，１５ ロール
１４ ロール状金型

Claims (5)

1. 光学フィルム基材上に紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸が転写成形され、ランダム凹凸形状面を有する光学フィルムにおいて、
   前記ランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ、高さｈの範囲が１〜４μｍ、勾配角θの範囲が２０〜５０°、表面粗さＲａの範囲が、０．０５〜０．３μｍであり、７０％以上の透過鮮明度の光学特性を備えることを特徴とする、ギラツキ低減アンチグレアフィルム。
2. 光学フィルム基材上に紫外線硬化樹脂を用いて金型表面の凹凸が転写成形され、ランダム凹凸形状面を有する光学フィルムにおいて、
   前記ランダム凹凸形状の球面状凸面の径ｄの範囲が４〜１０μｍ、高さｈの範囲が１．５〜３．５μｍ、勾配角θの範囲が３０〜４０°であり、表面粗さＲａの範囲が、０．０５〜０．２５μｍであり、７０％以上の透過鮮明度の光学特性を備えることを特徴とする、ギラツキ低減アンチグレアフィルム。
3. 透明基材表面に紫外線硬化樹脂を塗布するステップと、
   ブラスト粒子を衝打させて表面が凹凸形状のロール状金型を作製するステップと、
   上記ロール状金型を用いて透明基材表面に塗布した紫外線硬化樹脂を転写成形するステップと、
   転写成形した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、透明基材表面に微細な凹凸形状を形成させるステップと、
   を備える方法において、
   前記ロール状金型にブラスト粒子を衝打させる際、前記ブラスト粒子の粒径Ｄの範囲が１０〜４０μｍであり、
   前記ロール状金型は、
   前記凹凸形状の球面状凹面の径ｄの範囲が３〜１２μｍ、深さｈの範囲が１〜４μｍ、勾配角θの範囲が２０〜５０°であることを特徴とする、ギラツキ低減アンチグレアフィルムの作製方法。
4. 透明基材表面に紫外線硬化樹脂を塗布するステップと、
   ブラスト粒子を衝打させて表面が凹凸形状のロール状金型を作製するステップと、
   上記ロール状金型を用いて透明基材表面に塗布した紫外線硬化樹脂を転写成形するステップと、
   転写成形した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させて、透明基材表面に微細な凹凸形状を形成させるステップと、
   を備える方法において、
   前記ロール状金型にブラスト粒子を衝打させる際、前記ブラスト粒子の粒径Ｄの範囲が１０〜４０μｍであり、
   前記ロール状金型は、
   前記凹凸形状の球面状凹面の径ｄの範囲が４〜１０μｍ、深さｈの範囲が１．５〜３．５μｍ、勾配角θの範囲が３０〜４０°であることを特徴とする、ギラツキ低減アンチグレアフィルムの作製方法。
5. 上記のロール状金型を作製するステップにおいて、前記ブラスト粒子の形状は、略真球であることを特徴とする請求項３又は４に記載のギラツキ低減アンチグレアフィルムの作製方法。