JP2016045448A - 光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および防眩フィルム、画像表示装置、並びに硬化被膜および防眩フィルムの製造方法 - Google Patents

光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および防眩フィルム、画像表示装置、並びに硬化被膜および防眩フィルムの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない硬化被膜を形成できる光硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、光重合性成分(A)が、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を含み、微粒子(B)が、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下である有機微粒子及び/又は無機微粒子を含み、23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物である。
【選択図】図1

Description

本発明は、光硬化性樹脂組成物、該組成物から形成される硬化被膜および防眩フィルム、画像表示装置、並びに硬化被膜および防眩フィルムの製造方法に関する。
タブレット端末やテレビをはじめとする画像表示装置(以下、単にディスプレイともいう)では、太陽光や蛍光灯等が画面に映り込むことにより、画面の視認性が低くなってしまう。そこで、映り込みを抑制するため、ディスプレイの表面には防眩フィルムが設けられる。
一般に、防眩フィルムは、透明性基材と、防眩性を有する硬化被膜(以下、単に防眩層ともいう)とを積層させて構成されている。防眩層は、例えば、微粒子を含む光硬化性樹脂組成物を透明性基材上に塗布・硬化させて形成されており、微粒子による微小な凹凸を表面に有している。防眩フィルムによれば、防眩層が凹凸により光を散乱もしくは拡散させることで防眩性を示すので、映り込みを抑制することができる。
ところで、近年、ディスプレイにおいては、解像度が向上しており、表示される画像がより高精細となっている。この解像度の向上に伴って、防眩フィルムにおいては、高解像度のディスプレイに貼り合わせたときに、防眩層の表面に輝度ムラが生じ、画面の視認性が低下するといった問題が生じている。輝度ムラは、ディスプレイを点灯した際、背面からの透過光が画面に到達したときに、画面表面に細かい輝度(明るさ)のむらが現れ、観察者が見る角度を変えていくと、その輝度むらの位置が移り変わっていくように見える現象で、特に全面白色表示や全面緑色表示のときに顕著である。この輝度ムラは、透過光が防眩層の凹凸と干渉することによって生じるものと考えられている。このように、防眩フィルムにおいては、防眩層の凹凸により防眩性を得られるが、その凹凸によって輝度ムラが生じてしまうので、優れた防眩性と、輝度ムラの抑制とを両立することは困難となっている。
この問題を解決する方法として、防眩フィルムの防眩層を構成する樹脂の屈折率と、防眩層に含まれる微粒子の屈折率との差を所定の範囲内に調整する方法が開示されている(例えば特許文献1〜3を参照)。
特開平11−326608号公報 特開2008−262190号公報 特開2009−175375号公報
しかしながら、特許文献1〜3の方法では、優れた防眩性を維持しつつ、輝度ムラを抑制するには限度があり、改善の余地がある。
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない硬化被膜を形成できる光硬化性樹脂組成物、硬化被膜および防眩フィルム、画像表示装置、並びに硬化被膜および防眩フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様によれば、
光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
前記光重合性成分(A)が、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を含み、
前記微粒子(B)が、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下である有機微粒子及び/又は無機微粒子を含み、
23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物が提供される。
本発明の第2の態様によれば、
前記微粒子(B)として、アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子を含む、第1の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
本発明の第3の態様によれば、
前記微粒子(B)を、固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有する、第1の態様又は第2の態様の光硬化性樹脂組成物が提供される。
本発明の第4の態様によれば、
前記光重合性成分(A)が、前記光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)以外の(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有する、第1〜第3の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物が提供される。
本発明の第5の態様によれば、
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物から形成され、前記微粒子(B)による凹凸を表面に有する硬化被膜が提供される。
本発明の第6の態様によれば、
表面粗さRaが0.01μm以上0.17μm以下である、第5の態様の硬化被膜が提供される。
本発明の第7の態様によれば、
凹凸の平均間隔Smが30μm以上300μm以下である、第5の態様又は第6の態様の硬化被膜が提供される。
本発明の第8の態様によれば、
JIS K5600−4−7に準拠して測定される60°鏡面光沢度が120%以下である、第5〜第7の態様のいずれかの硬化被膜が提供される。
本発明の第9の態様によれば、
透明性基材と、第5〜第8の態様のいずれかの硬化被膜と、を備える防眩フィルムが提供される。
本発明の第10の態様によれば、
JIS K7136に準拠して測定される濁度が40%以下である、第9の態様の防眩フィルムが提供される。
本発明の第11の態様によれば、
JIS K7374に準拠して、スリット幅が0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛を用いて測定される像鮮明度の合計値が350%以上である、第9の態様又は第10の態様の防眩フィルムが提供される。
本発明の第12の態様によれば、
第9〜第11の態様のいずれかの防眩フィルムを備える、画像表示装置が提供される。
本発明の第13の態様によれば、
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有する、硬化被膜の製造方法が提供される。
本発明の第14の態様によれば、
第1〜第4の態様のいずれかの光硬化性樹脂組成物を透明性基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、を有する、防眩フィルムの製造方法が提供される。
本発明によれば、防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない防眩フィルムを形成できる光硬化性樹脂組成物、硬化被膜およびフィルム並びに画像表示装置が得られる。
本発明の一実施形態に係る防眩フィルムの断面の一部を示す概略図である。 従来の防眩フィルムの断面の一部を示す概略図である。
上記課題を解決するために本発明者が検討を行ったところ、従来の防眩フィルムで輝度ムラが生じる原因は、主に、以下の2つの点であることが分かった。
1つは、防眩層の凹凸が面内に緻密に形成されていないことである。図2に示すように、防眩層110においては、微粒子(B)が厚さ方向の所定の位置に存在することで表面に凸部111が形成されるが、従来では、微粒子(B)が防眩層110中に沈降して凸部が部分的に形成されない箇所112が生じることがある。そのため、凸部111が防眩層110の面内に疎らに分布することとなり、防眩層110における凹凸の平均間隔Smが大きい。
もう1つは、凹凸による表面粗さが大きいことである。図2に示すように、防眩層110においては、表面の凸部111の高さにより表面粗さRaが決まるが、従来では、微粒子(B)が凝集して形成された粗大な2次粒子によって凸部の高さが過度に大きい箇所113が生じることがある。これにより、防眩層110の表面粗さRaが大きい。
このように、防眩層110における凹凸の平均間隔Smや表面粗さRaが大きくなると、ディスプレイからの透過光が凹凸で干渉しやすいためか、輝度ムラが生じやすくなる。このことから、防眩層110において、優れた防眩性を維持しつつ、輝度ムラを低減するには、凹凸の平均間隔Smおよび凹凸による表面粗さRaが小さくなるように構成するとよいことが分かる。
そこで、本発明者は、凹凸の平均間隔Smおよび凹凸による表面粗さRaを小さくするため、防眩層を形成する光硬化性樹脂組成物において、微粒子の沈降および凝集を抑制する方法について検討を行った。具体的には、所望の凹凸を形成でき、所定の防眩性を得られるような平均粒子径が1.0〜2.8μmである微粒子の沈降および凝集を抑制する方法について検討を行った。
まず、本発明者は、光硬化性樹脂組成物の粘度を高く設定して検討を行った。これは、一般に粘度が高いと、光硬化性樹脂組成物に分散している微粒子の沈降や凝集が生じにくくなるからである。検討の結果、23℃における粘度を1mPa・s以上1000mPa・s以下の範囲としたときに、微粒子の沈降や凝集を抑制できるが、光硬化性樹脂組成物に含まれる光重合性(メタ)アクリル樹脂の分子量が低いと、沈降や凝集を十分に抑制できないことが分かった。つまり、微粒子の沈降および凝集を抑制するには、粘度の調整だけでは不十分であり、光重合性(メタ)アクリル樹脂の分子量を大きくする必要があることが分かった。
光重合性(メタ)アクリル樹脂の分子量について、さらに検討を行ったところ、重量平均分子量が10,000未満であると、粘度を上記範囲内としても微粒子の沈降や凝集を十分に抑制できないが、重量平均分子量が10,000以上であれば、良好に抑制できることが分かった。
この要因としては、本発明者は以下のように推測している。一般に、分子量が低いほど樹脂成分の分子鎖が短く、分子量が高いほど分子鎖が長くなることが知られている。高分子量で分子鎖の長い樹脂成分によれば、低分子量で分子鎖の短い樹脂成分と比較してサイズが大きいので、所定の平均粒子径の微粒子を捕捉しやすい。そのため、高分子量の樹脂成分を含む光硬化性樹脂組成物においては、微粒子は、捕捉されて沈降が抑制されているので、浮遊しやすい。また、微粒子は、捕捉されて微粒子同士の凝集が抑制されているので、微細に分散することができる。したがって、それから形成される防眩層においては、微粒子の沈降および凝集が抑制されて、凹凸の平均間隔Smおよび凹凸による表面粗さRaが小さく構成されることになる。すなわち、上記構成によれば、防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない硬化被膜を形成できる。
本発明は、上述の知見に基づいて成されたものである。
以下、本発明の一実施形態について、以下の順序で説明する。
1.光硬化性樹脂組成物
1−1.光重合性成分(A)
1−2.微粒子(B)
1−3.光重合開始剤(C)
1−4.粘度
1−5.その他の添加剤
1−6.調製方法
2.防眩フィルム
3.防眩フィルムの製造方法
4.本実施形態に係る効果
<1.光硬化性樹脂組成物>
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、光重合性成分(A)と微粒子(B)と光重合開始剤(C)とを混合して得られ、23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下である。
<1−1.光重合性成分(A)>
光重合性成分(A)は、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)(以下、単に、「(メタ)アクリル樹脂(a1)ともいう」)を含んでいる。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよびそれに対応するメタクリルのうち少なくともいずれかを示す。
(メタ)アクリル樹脂(a1)は、主骨格に(メタ)アクリルモノマーの重合体を、側鎖に光重合性官能基を有する樹脂成分である。光重合性官能基としては、例えば(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基などが挙げられる。その中でも、反応性が高く、光照射による硬化速度が速いことから、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
(メタ)アクリル樹脂(a1)の重量平均分子量は10,000以上、好ましくは15,000以上である。上述したように、重量平均分子量が10,000未満となると、光硬化性樹脂組成物における微粒子(B)の沈降や凝集を十分に抑制できないため、防眩層における凹凸の平均間隔Smおよび凹凸による表面粗さRaが大きくなり、輝度ムラが生じやすくなる。硬化被膜において、凹凸の平均間隔Smおよび凹凸による表面粗さRaを小さくしつつ、凝集物やハジキ等の欠点の発生を防止して外観を良好にする観点からは、重量平均分子量は大きいことが好ましく、15,000以上であるとよい。なお、重量平均分子量の上限値は、特に限定されないが、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、さらに好ましくは60,000以下である。このような重量平均分子量とすることにより、硬化被膜において、可とう性や柔軟性などを損なうことなく、所望の高い硬度を得ることができる。なお、本実施形態において、重量平均分子量は、ポリスチレンを標準として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定結果から算出されるものである。
光重合性成分(A)は、上記(メタ)アクリル樹脂(a1)以外の成分として、(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有することが好ましい。このような(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有させることによって、硬化被膜の硬度および耐擦傷性を向上させることができる。
(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、重合性官能基をモノマー中に2個以上有するものを用いることができる。具体的には、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の2官能モノマー:トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。これらの中でも、硬化被膜の硬度を向上させる観点からは、モノマー中に重合性官能基を4個以上有する多官能モノマーが特に好ましい。これらの(メタ)アクリレート系モノマーは、1種単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
また、(メタ)アクリレート系樹脂としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等の光硬化性(メタ)アクリレート系モノマーを重合して得られる樹脂が挙げられる。これらの(メタ)アクリレート系樹脂は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)の配合量は、硬化被膜の硬度を過度に向上させない観点から、光硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して0質量部以上40質量部以下が好ましく、0質量部以上20質量部以下がより好ましい。なお、本実施形態において、固形分とは、光硬化性樹脂組成物から有機溶剤などの揮発成分を除いたものであり、硬化させたときに硬化被膜として残存する成分を示す。
<1−2.微粒子(B)>
微粒子(B)は、光硬化性樹脂組成物を硬化させたときに、硬化被膜(防眩層)の表面に凹凸を形成するものである。微粒子(B)としては、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下であるものを用いることができる。微粒子(B)の平均粒子径が1.0μm未満であると、光硬化性樹脂組成物を硬化させたときに、防眩層における凸部の高さが小さく、その表面粗さRaが過度に小さくなる。そのため、凹凸により映り込みを十分に抑制できず、高い防眩性を得られなくなる。一方、平均粒子径が2.8μmを超えると、防眩層の凸部の高さが大きく、表面粗さRaが過度に大きくなる。そのため、防眩層において輝度ムラが生じて視認性が低下してしまう。なお、本実施形態において、平均粒子径はメディアン径(D50)を示す。
微粒子(B)としては、従来公知の微粒子を用いることができる。例えば、有機微粒子として、アクリル微粒子、ポリスチレン微粒子、ポリエチレンワックス微粒子、ポリプロピレンワックス微粒子、PTFE微粒子、ウレタン微粒子、シリコン微粒子などを用いることができる。また例えば、無機微粒子として、二酸化ケイ素微粒子、酸化アルミニウム微粒子、酸化ジルコニウム微粒子、酸化亜鉛微粒子、酸化チタン微粒子などの金属酸化物微粒子を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。微粒子(B)としては、輝度ムラをより抑制する観点からは、有機微粒子であるシリコン微粒子を用いることが好ましい。輝度ムラを抑制すると共に映り込みを抑制して防眩性を向上させる観点からは、アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子がより好ましい。アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子は、シリコン微粒子と比較して光の拡散性に優れ、防眩性をより向上させることができる。
微粒子(B)の配合量は、硬化被膜に求められる防眩性、耐擦傷性および透明性(濁度)などの諸特性に応じて適宜変更することができる。光硬化性樹脂組成物を、画像表示装置の画面に貼り合わせる防眩フィルムに適用する場合、諸特性をバランスよく必要とすることから、微粒子(B)の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下が好ましく、4質量部以上10質量部以下がより好ましい。微粒子(B)の配合量が上記範囲よりも少ないと、諸特性をバランスよく得られないおそれがあり、上記範囲よりも多いと、硬化被膜の濁度が高くなり、透明性が損なわれるおそれがある。
<1−3.光重合開始剤(C)>
光重合開始剤(C)は、光照射によりラジカル又はカチオンを発生して、光重合性成分(A)を硬化させるものである。光重合開始剤(C)としては、光重合性成分(A)を硬化できるものであればよい。例えば、ベンゾイン系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いることができる。
ベンゾイン系光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。
アセトフェノン系光重合開始剤としては、ベンジルジメチルケタール(別名、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン)、ジエトキシアセトフェノン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等が挙げられる。
ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
チオキサントン系光重合開始剤としては、チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光重合開始剤(C)の配合量は、光硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上10質量部以下、より好ましくは3質量部以上6質量部以下である。配合量が上記範囲よりも少ないと、光硬化性樹脂組成物を硬化させるときの速度(硬化速度)が遅くなるおそれがあり、上記範囲よりも多いと、硬化速度が過度に速くなるおそれがある。
<1−4.粘度>
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物の粘度は、23℃において、1mPa・s以上1000mPa・s以下である。好ましくは1〜500mPa・s、より好ましくは3〜60mPa・s、さらに好ましくは3〜40mPa・sである。粘度が1mPa・s未満となると、粘度が過度に低くなるので、光硬化性樹脂組成物において微粒子(B)が沈降もしくは凝集してしまう。一方、粘度が1000mPa・sを超えると、光硬化性樹脂組成物のレベリング性が低くなるので、塗布しにくくなり、均一な膜厚の硬化被膜を形成できなくなる。
<1−5.その他の添加剤>
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、上述した成分以外のその他の添加剤を含有させてもよい。その他の添加剤として、粘度を所定の範囲に調整する観点から、有機溶剤を含有させてもよい。有機溶剤としては、従来公知のものを用いることができる。例えば、芳香族炭化水素類(例:キシレン、トルエンなど)、ケトン類(例:メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エステル類(例:酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなど)、アルコール類(例:イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、グリコールエーテル類(例:プロピレングリコールモノメチルエーテルなど)などの各種有機溶剤が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
また、その他の添加剤として、レベリング剤を含有させてもよい。レベリング剤によれば、光硬化性樹脂組成物のハジキを改善して、被塗布面への濡れ性を向上させ、膜厚の均一な硬化被膜を形成することができる。レベリング剤としては、例えば、フッ素系、アクリル系、シリコン系等の各種レベリング剤が挙げられる。中でも、レベリング性を向上させるだけでなく、撥水・撥油性といった防汚機能を付与できることから、フッ素系レベリング剤がより好ましい。これらレベリング剤の配合量は、光硬化性組成物の固形分100質量部に対して、0.1質量部以上1.5質量部以下が好ましく、0.5質量部以上1.0質量部以下がより好ましい。
また、その他の添加剤として、消泡剤を含有させてもよい。消泡剤によれば、光硬化性樹脂組成物での気泡の発生を抑制し、硬化被膜の外観を良好にすることができる。消泡剤としては、例えば、アクリル系、シリコン系等の各種消泡剤が挙げられる。これら消泡剤の配合量は、光硬化性組成物の固形分100質量部に対して、0.0001質量以上1.0質量部以下が好ましい。
また、その他の添加剤として、重合禁止剤、非反応性希釈剤、艶消し剤、沈降防止剤、分散剤、熱安定剤、紫外線吸収剤などを含有させてもよい。これらの配合量は、本実施形態の効果を損なわない範囲で適宜変更することができる。
<1−6.調製方法>
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、例えば、以下のようにして調製される。
まず、有機溶剤に光重合性成分(A)、光重合開始剤(C)、および必要に応じてその他の添加剤を溶解させる。続いて、得られた溶解液に微粒子(B)を添加して撹拌することにより、本実施形態の光硬化性樹脂組成物を得る。なお、調製の際には、光硬化性樹脂組成物の粘度が所定の範囲となるように、光重合性成分(A)や微粒子(B)、有機溶剤などの配合量を適宜変更するとよい。
<2.防眩フィルム>
続いて、上述した光硬化性樹脂組成物を用いて形成された防眩フィルム1について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る防眩フィルム1の断面を示す概略図である。
図1に示すように、本実施形態に係る防眩フィルム1は、透明性基材20と、硬化被膜(防眩層)10と、を備えて構成されている。
透明性基材20としては、透明な材料からなる透明プラスチックフィルムを用いることができる。透明プラスチックフィルムとしては、例えば、トリアセチルセルロースフィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルムなどが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルムが強度や光学特性等のバランスなどの点で好ましい。
硬化被膜(防眩層)10は、透明性基材20の一方の主面に設けられている。硬化被膜10は、光硬化性樹脂組成物から形成され、微粒子(B)による凹凸を表面に有している。上述したように、光硬化性樹脂組成物では微粒子(B)の沈降および凝集が抑制されている。そのため、光硬化性樹脂組成物を塗布したとき、その塗膜においては、微粒子(B)が沈降せずに厚さ方向に浮遊するとともに、凝集せずに微細に分散している。この塗膜を硬化して得られる硬化被膜10においては、微粒子(B)の沈降が抑制されて微粒子(B)による凸部11が面内に均一に形成されているため、凹凸の分布が緻密となっている。また、凸部11は、微粒子(B)の凝集が抑制されて凸部11の高さが過度に大きくならないように形成されているため、硬化被膜10における凹凸による表面粗さが小さくなっている。
具体的には、硬化被膜10においては、凹凸が緻密に形成されており、凹凸の平均間隔Smが、好ましくは30μm以上300μm以下、より好ましくは40μm以上200μm以下となる。平均間隔Smは凸部11間の距離の平均を示しており、平均間隔Smが大きくなるほど凸部11の密度が小さくなる。平均間隔Smが300μmを超える場合では、凹凸が疎らとなるため、輝度ムラは抑制されるものの、優れた防眩性を得ることが困難となる。
また、硬化被膜10においては、凹凸による表面粗さRaが、好ましくは0.01μm以上0.17μm以下、より好ましくは0.05μm以上0.15μm以下となる。表面粗さRaが0.01μm未満となると、優れた防眩性を得られず、0.17μmを超えると、輝度ムラを十分に抑制できないおそれがある。
本実施形態に係る防眩フィルム1は、特にタブレット端末の最表面に好ましく用いることができるが、その他、テレビ等のディスプレイにも適用することができる。
なお、硬化被膜10は、透明性基材20の片面だけでなく、両面に形成されてもよい。また、透明性基材20と硬化被膜10との間に他の層(図示略)が形成されてもよい。他の層としては、例えば、偏光層、光拡散層、低反射層、防汚層、帯電防止層、紫外線・近赤外線(NIR)吸収層、ネオンカット層、電磁波シールド層などを挙げることができる。また、硬化被膜10の表面に、防汚層などの被覆層(図示略)が形成されてもよい。
<3.防眩フィルムの製造方法>
続いて、上述した防眩フィルム1の製造方法について説明する。防眩フィルム1は、例えば以下の工程により製造される。
(準備工程)
まず、透明性基材20として例えば厚さ100μmのPETフィルムを準備する。
(塗布工程)
続いて、透明性基材20の一方の主面上に光硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成する。このときの塗膜の厚さ(光硬化性樹脂組成物の塗布厚)は、硬化被膜(防眩層)10に要求される特性によって異なるが、例えば硬化被膜10の厚さが少なくとも1μm以上、好ましくは2μm以上となるように調整する。一方、硬化被膜の厚さの上限値は、特に限定されないが、防眩フィルム1の取り扱い性の観点からは、例えば4μm以下、好ましくは3μm以下となるように、塗膜の厚さを調整するとよい。
塗布方法は、光硬化性樹脂組成物の種類や組成、塗布される透明性基材20の種類などに応じて適宜変更することができる。例えば、スプレーコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法などが挙げられる。この中でも、作業性および生産性の観点からスプレーコート法が好ましい。
(光照射工程)
続いて、塗膜に対して活性エネルギー線を光照射する。活性エネルギー線としては、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線などの光線に加えて、X線、γ線などの電磁波、電子線、プロトン線、中性子線などが挙げられ、その中でも、硬化速度、照射装置の入手のし易さ、価格などの面から、紫外線が好ましい。紫外線で硬化させる方法としては、200〜500nm波長域の光を発する高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ等を用いて、100〜3000mJ/cmほど照射する方法などが挙げられる。
所定時間の光照射により、光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜10を形成する。これにより、本実施形態に係る防眩フィルム1を得る。
なお、本実施形態においては、塗布工程と光照射工程との間に、光硬化性樹脂組成物を乾燥させる乾燥工程を設けてもよい。乾燥方法としては、例えば、減圧乾燥または加熱乾燥、さらにはこれらの乾燥を組み合わせる方法などが挙げられる。
<4.本実施形態に係る効果>
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
本実施形態の光硬化性樹脂組成物によれば、重量平均分子量が10,000以上の(メタ)アクリル樹脂(a1)と、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下の微粒子(B)と、を用いて、23℃における粘度を1mPa・s以上1000mPa・s以下となるように構成している。これにより、光硬化性樹脂組成物における微粒子(B)の沈降を抑制できるので、それから形成される硬化被膜10において、微粒子(B)による凸部11を緻密に形成して、凹凸の平均間隔Smを小さく、例えば30〜300μmの範囲に構成することができる。それと同時に、微粒子(B)の凝集を抑制できるので、微粒子(B)による凸部11を過度に大きくならないように形成できるので、硬化被膜10の表面粗さRaを小さく、例えば0.01〜0.17μmの範囲に構成することができる。したがって、本実施形態によれば、防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない硬化被膜10、およびそれを備える防眩フィルム1を形成することができる。
また、本実施形態において、微粒子(B)として、アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子を用いるとよい。アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子は、シリコン微粒子等と比較して光の拡散性に優れているので、硬化被膜10の防眩性をより向上させることができる。
また、本実施形態において、微粒子(B)を、固形分100質量部に対して0.1〜20質量部の範囲で含有させるとよい。これにより、硬化被膜10の耐擦傷性を得られると共に、微粒子(B)による濁度の増加を抑制して透明性を確保することができる。
また、本実施形態において、光重合性成分(A)として、(メタ)アクリル樹脂(a1)以外に、(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有させるとよい。これにより、硬化被膜10の硬度を向上でき、耐擦傷性をさらに向上させることができる。
また、本実施形態において、硬化被膜10は防眩性に優れており、好ましくは、防眩性の指標であるJIS K5600−4−7に準拠して測定される60°鏡面光沢度が120%以下となる。
また、本実施形態において、硬化被膜10を備える防眩フィルム1は透明性に優れており、透明性の指標であるJIS K7136に準拠して測定される濁度が40%以下となる。
また、本実施形態において、防眩フィルム1は、防眩性に優れ、かつ輝度ムラの少ない硬化被膜10を備えているので、画面への光の映り込みや画面のギラツキを抑制することができる。つまり、防眩フィルム1は、視認性に優れている。具体的には、JIS K7374に準拠して、スリット幅が0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛を用いて測定される像鮮明度の合計値が350%以上となり、視認性に優れている。
次に、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。
<実施例1>
〔原料〕
用いた原料は以下のとおりである。
光重合性成分(A)として、
主骨格がアクリルであり、側鎖に光重合性官能基として(メタ)アクリロイル基を有する、重量平均分子量(Mw)が40,000である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)(大成ファインケミカル株式会社製「アクリット8KX−078」、固形分40%)を用いた。
微粒子(B)として、
平均粒子径が1.9μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子(酸化アルミニウム微粒子内包型ポリオルガノシルセスキオキサン微粒子:固形分100%)を用いた。なお、平均粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置(島津製作所株式会社製「SALD−2200」)を用いて、下記条件にて測定された。
分散媒 :水
分散剤 :ヘキサメタリン酸ナトリウム
回転スピード :7
超音波分散時間 :10分間
光重合開始剤(C)として、
1−ヒドロキシ−シクロへキシル−フェニル−ケトン(BASF株式会社製「イルガキュアー184D」、固形分100%)と、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(BASF株式会社製「イルガキュアーTPO」、固形分100%)と、を用いた。
その他の添加剤として、
重合禁止剤のハイドロキノン(三井化学株式会社製、固形分100%)と、
シリコン系消泡剤(BYK株式会社製「BYK−066N」、固形分1%)と、
フッ素系レベリング剤(DIC株式会社製「メガファックRS−75」、固形分40%)と、
有機溶剤であるメチルエチルケトンと、を用いた。
〔光硬化性樹脂組成物の調製〕
下記表1に示すように、上記原料を配合することにより、実施例1の光硬化性樹脂組成物を調製した。
具体的には、メチルエチルケトン29.3質量部に、光重合性成分(A)として、重量平均分子量(Mw)が40,000の光重合性アクリル樹脂(a1)を67.0質量部と、(C)光重合開始剤として、イルガキュアー184Dを0.6質量部、およびイルガキュアーTPOを0.6質量部と、その他の添加剤として、ハイドロキノンを0.02質量部、シリコン系消泡剤を0.02質量部、およびフッ素系レベリング剤を0.7質量部と、を添加し、溶解させた。その後、溶解液に、平均粒子径が1.9μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子を1.8質量部、添加して撹拌した。これにより、微粒子(B)が分散した光硬化性樹脂組成物を得た。
調製した光硬化性樹脂組成物について、粘度計(ThermoFisher Scientific株式会社製「HAAKE Viscotester 6 plus」)を用いて、23℃における粘度を測定したところ、16mPa・sであることが確認された。
〔防眩フィルムの作製〕
次に、上記で得られた光硬化性樹脂組成物を用いて防眩フィルムを作製した。
まず、透明性基材として、PETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4300」、縦200mm×横150mm×厚み100μm)を準備した。続いて、上記で調製した光硬化性樹脂組成物をPETフィルムの一方の主面に塗布し、塗膜を形成した。このとき、得られる硬化被膜の膜厚(ドライ膜厚)が2〜3μmとなるように、塗膜の厚さを調整して塗布した。続いて、高圧水銀ランプを用いて、塗膜に対して紫外線を照射した(照射量:300〜400mJ/cm)。照射により塗膜を硬化させ、膜厚2.0μmの硬化被膜を形成して、本実施例の防眩フィルムを作製した。
得られた防眩フィルムについて、硬化被膜における凹凸の平均間隔Smと凹凸による表面粗さRaとを測定したところ、平均間隔Smが49.6μmであり、表面粗さRaが0.11μmであることが確認された。なお、平均間隔Smおよび表面粗さRaは、超小型表面粗さ測定機E−35B(東京精密株式会社製)を用いて測定した。
〔評価方法〕
次に、得られた防眩フィルムに対して、以下のような評価を行った。
(防眩性)
JIS K5600−4−7に準拠して60°鏡面光沢度を測定し、防眩フィルムの防眩性を評価した。本実施例では、60°鏡面光沢度が120%以下であれば、防眩性に優れていると評価した。
(輝度ムラ)
防眩フィルムに映し出される画像のギラツキを目視にて判断することにより、輝度ムラの程度を評価した。具体的には、画像表示装置として「iPad(登録商標)」を使用し、アプリケーションソフトウェア「Free Light」にて、ディスプレイ表示を緑色に設定した上で、防眩フィルムを硬化被膜面が表側となるようにディスプレイ上に乗せて軽く押し当てたときの、画像のギラツキを目視にて判断した。本実施例では、ギラツキの程度を以下のレベルで分類し、レベルが3以上であれば、輝度ムラが少ないものと評価した。
5:ギラツキがまったくない
4:ギラツキがほとんどない
3:ギラツキがややあるが、許容範囲である
2:ギラツキが多い
1:ギラツキがかなり多い
(濁度)
JIS K7136に準拠して防眩フィルムの濁度(ヘイズ:HZ)を測定し、評価した。本実施例では、濁度が40%以下であれば、画像の視認性に優れており、20%以下であれば、特に優れているものと評価した。なお、濁度は、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製のNDH2000)を用いて測定した。
(全光線透過率)
JIS K7361に準拠して防眩フィルムの全光線透過率(TT)を測定し、評価した。本実施例では、全光線透過率が85%以上であれば、透過率が高いものと評価した。なお、全光線透過率は、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製のNDH2000)を用いて測定した。
(像鮮明度)
像鮮明度とは、防眩フィルム越しに観察できる画像がどれだけ鮮明に見えるかを数値評価したものであり、JIS K7374に準拠して測定される。本実施例では、JIS K7374に準拠して、スリット幅の異なる5種類の光学櫛(スリット幅:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mmおよび2mm)を用いて測定される像鮮明度の合計値により評価しており、その合計値が350%以上であれば、画像が鮮明に見えるものと評価した。なお、像鮮明度は、スガ試験機株式会社製のICM−1Tを用いて測定した。
(硬度)
JIS K 5600に準拠して荷重750gで鉛筆硬度試験を行い、防眩フィルムの鉛筆硬度を測定し、評価した。本実施例では、鉛筆硬度がH以上であれば、十分な硬度を有しており、耐擦傷性に優れているものと評価した。
(外観)
防眩フィルムを、硬化被膜を上に向けた状態から45°傾けて、透明性基材越しに硬化被膜を目視により観察し、硬化被膜の表面における微粒子の凝集物の有無、ハジキの有無および表面の均一性を評価した。本実施例では、凝集物やハジキが無く、表面が均一であるものを外観が良好であると評価した。
<実施例2>
実施例2では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が10,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例3>
実施例3では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が20,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例4>
実施例4では、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)として、重量平均分子量が80,000であるものを用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例5>
実施例5では、微粒子(B)として、平均粒子径が2.0μmのシリコン微粒子を用いた以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例6>
実施例6では、光重合性成分(A)として、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)と共に(メタ)アクリレート系モノマー(a2)を用いて、配合量を適宜変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製した。本実施例では、(メタ)アクリレート系モノマー(a2)として、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(固形分100%)を用いた。
<実施例7>
実施例7では、微粒子(B)として、平均粒子径1.2μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例8>
実施例8では、微粒子(B)として、平均粒子径2.3μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<実施例9>
実施例9では、微粒子(B)として、平均粒子径2.1μmの疎水性シリカ微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
Figure 2016045448
<比較例1>
比較例1では、下記表2に示すように、光重合性成分(A)として、光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を用いずに、重量平均分子量が900のウレタンアクリレート樹脂(固形分40%)を用いて、配合量を適宜変更した以外は、実施例1と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<比較例2>
比較例2では、微粒子(B)として、平均粒子径が3.0μmのアルミナ微粒子内包型シリコン微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<比較例3>
比較例3では、微粒子(B)として、平均粒子径が3.0μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<比較例4>
比較例4では、微粒子(B)として、平均粒子径が0.7μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
<比較例5>
比較例5では、微粒子(B)として、平均粒子径が0.8μmのアクリル微粒子を用いた以外は、実施例6と同様に光硬化性樹脂組成物を調製し、防眩フィルムを作製した。
Figure 2016045448
表1に示すように、実施例1〜9の防眩フィルムでは、いずれも凹凸の平均間隔Smが30〜300μmであり、表面平均粗さRaが0.01〜0.17μmであることが確認された。実施例1〜9は、60°鏡面光沢度が120%以下であり、防眩性に優れていることが確認された。また、ギラツキの程度のレベルが3以上であり、輝度ムラが少なかった。また、濁度、全光線透過率、像鮮明度および硬度についても優れていることが確認された。
実施例1,3〜9と実施例2とを比較したとき、実施例1,3〜9では、重量平均分子量が15,000以上の光重合性アクリル樹脂(a1)を用いたため、重量平均分子量が10,000の光重合性アクリル樹脂(a1)を用いた実施例2よりも、硬化被膜の外観を良好にできることが確認された。
実施例1と実施例5とを比較したとき、微粒子(B)として、アルミナ微粒子内包型シリコン微粒子を用いた実施例1では、シリコン微粒子を用いた実施例5よりも60°鏡面光沢度を低減でき、防眩性により優れていることが確認された。これは、アルミナ微粒子内包型シリコン微粒子が、シリコン微粒子よりも光の拡散性に優れているため、と推測される。
実施例1〜5と実施例6〜9とを比較したとき、実施例6〜9では、アクリレート系モノマー(a2)を用いたため、実施例1〜5よりも硬化被膜の硬度を高くできることが確認された。
表2に示すように、比較例1では、凹凸の平均間隔Smが354.3μmと大きく、微粒子(B)による凸部が緻密に形成されていないことが確認された。その結果、60°鏡面光沢度が141%と高く、防眩性に劣ることが確認された。これは、重量平均分子量が低いウレタンアクリレート樹脂を用いたため、防眩層において微粒子(B)が沈降したことによるものと推測される。
比較例2,3では、微粒子(B)として、平均粒子径が2.8μmよりも大きいものを用いたため、表面粗さRaが0.17μmよりも大きいことが確認された。その結果、輝度ムラが多くなり、また像鮮明度が低くなることが確認された。
比較例4,5では、微粒子(B)として、平均粒子径が1.0μmよりも小さいものを用いており、平均間隔Smが300μmよりも大きいことが確認された。その結果、輝度ムラは少ないものの、凹凸が緻密に形成されていないためか、60°鏡面光沢度が120%よりも高く、十分な防眩性を得られないことが確認された。
1 防眩フィルム
10 硬化被膜(防眩層)
11 凸部
20 透明性基材

Claims (14)

  1. 光重合性成分(A)、微粒子(B)および光重合開始剤(C)を含有する光硬化性樹脂組成物であって、
    前記光重合性成分(A)が、重量平均分子量が10,000以上である光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)を含み、
    前記微粒子(B)が、平均粒子径が1.0μm以上2.8μm以下である有機微粒子及び/又は無機微粒子を含み、
    23℃における粘度が1mPa・s以上1000mPa・s以下であることを特徴とする光硬化性樹脂組成物。
  2. 前記微粒子(B)として、アルミナ微粒子を内包するシリコン微粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
  3. 前記微粒子(B)を、固形分100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下の範囲で含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光硬化性樹脂組成物。
  4. 前記光重合性成分(A)が、前記光重合性(メタ)アクリル樹脂(a1)以外の(メタ)アクリレート系モノマー及び/又は(メタ)アクリレート系樹脂(a2)を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物から形成され、前記微粒子(B)による凹凸を表面に有することを特徴とする硬化被膜。
  6. 表面粗さRaが0.01μm以上0.17μm以下であることを特徴とする請求項5に記載の硬化被膜。
  7. 凹凸の平均間隔Smが30μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項5又は6に記載の硬化被膜。
  8. JIS K5600−4−7に準拠して測定される60°鏡面光沢度が120%以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の硬化被膜。
  9. 透明性基材と、前記透明性基材上に設けられる請求項5〜8のいずれかに記載の硬化被膜と、を備えることを特徴とする防眩フィルム。
  10. JIS K7136に準拠して測定される濁度が40%以下であることを特徴とする請求項9に記載の防眩フィルム。
  11. JIS K7374に準拠して、スリット幅が0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛を用いて測定される像鮮明度の合計値が350%以上であることを特徴とする請求項9又は10に記載の防眩フィルム。
  12. 請求項9〜11のいずれかに記載の防眩フィルムを備えることを特徴とする画像表示装置。
  13. 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を光照射により硬化させる硬化工程を有することを特徴とする硬化被膜の製造方法。
  14. 請求項1〜4のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物を透明性基材の少なくとも一方の主面に塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後、光照射により前記光硬化性樹脂組成物を硬化させて硬化被膜を形成する硬化工程と、を有することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。

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