JP2016103018A - 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
【課題】ハードコート性と防眩性とを維持しつつ薄膜化でき、面ギラの発生と、白ぼけの発生とを極めて高いレベルで抑制でき、高コントラストの優れた表示画像を得ることができる防眩性フィルムを提供する。【解決手段】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を有する防眩性フィルムであって、防眩層は、シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有し、シリカ微粒子は、凝集体を形成して防眩層中に粗密に含有されたものを有し、シリカ微粒子の凝集体は、有機微粒子の周囲に密に分布しており、該有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体の一部は、有機微粒子の表面に付着及び/又は凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸していること。【選択図】なし
Description
本発明は、防眩性フィルム、偏光板及び画像表示装置に関する。
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)、電子ペーパー、タブレットPC、タッチパネル等の画像表示装置においては、一般に最表面には反射防止のための光学積層体が設けられている。
このような反射防止用の光学積層体は、光の散乱や干渉によって、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。
このような反射防止用の光学積層体は、光の散乱や干渉によって、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。
反射防止用光学積層体の1つとして、透明性基材の表面に凹凸形状を有する防眩層を形成した防眩性フィルムが知られている。この防眩性フィルムは、表面の凹凸形状によって外光を散乱させて外光の反射や像の映り込みによる視認性の低下を防止することができる。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。
従来の防眩性フィルムとしては、例えば、光透過性基材の表面に、二酸化ケイ素(シリカ)等のフィラーを含む樹脂を塗工して防眩層を形成したものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
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、有機フィラー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、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がある。
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、有機フィラー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、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がある。
ところが、このような従来の防眩性フィルムは、いずれのタイプでも、防眩層の表面形状の作用により、光拡散・防眩作用を得るようにしていて、防眩性を高めるためには凹凸形状を粗く、多くする必要があるが、凹凸が粗く、多くなると、塗膜の曇価(ヘイズ値)が上昇して白ぼけが発生し、表示画像のコントラストが低下するという問題があった。
また、従来のタイプの防眩性フィルムは、フィルム表面に、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。面ギラは、画像表示装置を点灯した際、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。
また、従来のタイプの防眩性フィルムは、フィルム表面に、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。面ギラは、画像表示装置を点灯した際、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。
特に、近年においては、家庭でも、映画等の高度な画質を表示したディスプレイを鑑賞する機会が増えたため、高いコントスラトに対する要求が高まっている。かかる要求を解決する方法として、例えば、ハードコート層と防眩層とをそれぞれ積層形成してなる防眩性フィルムが知られている(例えば、特許文献3参照)。このような層構成の反射防止フィルムは、防眩層表面の細かな凹凸形状をハードコート層の樹脂によりスムージングすることで滑らかな、凸部と凸部の間隔が大きく、凸部高さが従来よりも低い凹凸に変換させて、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ、面ギラ及び白ぼけの発生の抑制を図ることができるものであったが、膜厚が10μm以上になるなど厚くなってしまい、近年の防眩性フィルムの薄膜化の要請に充分応えることができなかった。
また、有機微粒子或いは無機微粒子を単独で用いて層表面に凹凸形状を形成する場合、防眩性フィルムの薄膜化を図ると、微粒子が防眩層の上部に存在しすぎたり、微粒子が高さ方向に凝集したりすることがあるため、表面凹凸が高くなってしまい、面ギラ或いは白ぼけが発生していた。この欠点を解消すべく、有機微粒子或いは無機微粒子の平均粒径を小さくして、表面凹凸の高さを低くしようとすると、反対に表面凹凸の高さが低くなりすぎて、防眩性がなくなってしまいやすく、安定して良好な製品を得ることはできなかった。このため、滑らかな凹凸表面を有する防眩層であって、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ、面ギラ及び明室での白ぼけを充分に抑制でき、かつ暗室でのコントラストが優れる一層構成の防眩層を備えた防眩性フィルムが望まれていた。
また、有機微粒子或いは無機微粒子を単独で用いて層表面に凹凸形状を形成する場合、防眩性フィルムの薄膜化を図ると、微粒子が防眩層の上部に存在しすぎたり、微粒子が高さ方向に凝集したりすることがあるため、表面凹凸が高くなってしまい、面ギラ或いは白ぼけが発生していた。この欠点を解消すべく、有機微粒子或いは無機微粒子の平均粒径を小さくして、表面凹凸の高さを低くしようとすると、反対に表面凹凸の高さが低くなりすぎて、防眩性がなくなってしまいやすく、安定して良好な製品を得ることはできなかった。このため、滑らかな凹凸表面を有する防眩層であって、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ、面ギラ及び明室での白ぼけを充分に抑制でき、かつ暗室でのコントラストが優れる一層構成の防眩層を備えた防眩性フィルムが望まれていた。
本発明は、上記現状に鑑みて、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ薄膜化でき、面ギラの発生と、白ぼけの発生とを極めて高いレベルで抑制でき、高コントラストの優れた表示画像を得ることができる防眩性フィルム、該防眩性フィルムを用いてなる偏光板及び画像表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、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を有する防眩性フィルムであって、上記防眩層は、シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有し、上記シリカ微粒子は、凝集体を形成して上記防眩層中に粗密に含有されたものを有し、上記シリカ微粒子の凝集体は、上記有機微粒子の周囲に密に分布しており、該有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体の一部は、上記有機微粒子の表面に付着及び/又は上記凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸していることを特徴とする防眩性フィルムである。
本発明の防眩性フィルムにおいて、上記防眩層は、表面の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の算術平均粗さをRaとし、凹凸の十点平均粗さをRzとしたとき、上記Sm、θa、Ra及びRzが以下の式を満たすことが好ましい。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
また、本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層の厚さが2.0〜7.0μmであることが好ましく、上記有機微粒子の平均粒子径が、防眩層の厚さに対して20〜60%であることが好ましい。
また、上記シリカ微粒子は、表面処理されていることが好ましく、上記シリカ微粒子の凝集体は、平均粒子径が100nm〜1μmであることが好ましい。
また、上記バインダー樹脂は、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーを主材料とすることが好ましい。
また、上記有機微粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる微粒子であることが好ましく、表面親水化処理されていることが好ましい。
また、上記防眩層は、有機微粒子、シリカ微粒子、バインダー樹脂のモノマー成分及び溶剤を含有する防眩層用組成物を用いて形成されてなることが好ましい。
上記溶剤は、イソプロピルアルコールを含有することが好ましく、上記溶剤中、イソプロピルアルコールの含有量が20質量%以上であることが好ましい。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
また、本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層の厚さが2.0〜7.0μmであることが好ましく、上記有機微粒子の平均粒子径が、防眩層の厚さに対して20〜60%であることが好ましい。
また、上記シリカ微粒子は、表面処理されていることが好ましく、上記シリカ微粒子の凝集体は、平均粒子径が100nm〜1μmであることが好ましい。
また、上記バインダー樹脂は、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーを主材料とすることが好ましい。
また、上記有機微粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる微粒子であることが好ましく、表面親水化処理されていることが好ましい。
また、上記防眩層は、有機微粒子、シリカ微粒子、バインダー樹脂のモノマー成分及び溶剤を含有する防眩層用組成物を用いて形成されてなることが好ましい。
上記溶剤は、イソプロピルアルコールを含有することが好ましく、上記溶剤中、イソプロピルアルコールの含有量が20質量%以上であることが好ましい。
本発明はまた、偏光素子を備えてなる偏光板であって、上記偏光板は、偏光素子表面に上述の防眩性フィルムを備えることを特徴とする偏光板でもある。
本発明は、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。
本発明は、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。
本発明者らは、光透過性基材上に表面に凹凸形状を有する防眩層を備えた防眩性フィルムについて、鋭意検討した結果、防眩層中にシリカ微粒子と有機微粒子とを特定の分散状態となるように含有させることで、単一の微粒子(例えば、有機微粒子)により防眩層表面の凹凸形状を形成した場合と比較して、より滑らかな凹凸形状とすることができ、その結果、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ薄膜化でき、面ギラの発生と、白ぼけの発生とを充分に抑制した防眩性フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の防眩性フィルムは、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を有する。
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、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、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、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテートが挙げられる。
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、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、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、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、セルローストリアセテートが挙げられる。
上記光透過性基材は、上記熱可塑性樹脂を柔軟性に富んだフィルム状体として使用することが好ましいが、硬化性が要求される使用態様に応じて、これら熱可塑性樹脂の板を使用することも可能であり、又は、ガラス板等の板状体のものを使用してもよい。
その他、上記光透過性基材としては、脂環構造を有した非晶質オレフィンポリマー(Cyclo−Olefin−Polymer:COP)フィルムが挙げられる。これは、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素系重合体等が用いられる基材で、例えば、日本ゼオン(株)製のゼオネックスやゼオノア(ノルボルネン系樹脂)、住友ベークライト(株)製のスミライトFS−1700、JSR(株)製のアートン(変性ノルボルネン系樹脂)、三井化学(株)製のアペル(環状オレフィン共重合体)、Ticona社製のTopas(環状オレフィン共重合体)、日立化成(株)製のオプトレッツOZ−1000シリーズ(脂環式アクリル樹脂)等が挙げられる。
また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ株式会社製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好ましい。
また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ株式会社製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好ましい。
上記光透過性基材の厚さとしては、フィルム状体の場合、20〜300μmであることが好ましく、より好ましくは下限が30μmであり、上限が200μmである。光透過性基材が板状体の場合には、これらの厚さを超える厚さであってもよい。
上記光透過性基材は、その上に上記ハードコート層等を形成するのに際して、接着性向上のために、コロナ放電処理、酸化処理等の物理的又は化学的な処理のほか、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布が予め行われていてもよい。
また、LCD向けの光透過性基材として主に用いられることが多いトリアセチルセルロースを材料とし、かつ、ディスプレイ薄膜化を目指す場合は、上記光透過性基材の厚さとして20〜65μmが好ましい。
上記光透過性基材は、その上に上記ハードコート層等を形成するのに際して、接着性向上のために、コロナ放電処理、酸化処理等の物理的又は化学的な処理のほか、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布が予め行われていてもよい。
また、LCD向けの光透過性基材として主に用いられることが多いトリアセチルセルロースを材料とし、かつ、ディスプレイ薄膜化を目指す場合は、上記光透過性基材の厚さとして20〜65μmが好ましい。
上記防眩層は、上記光透過性基材の一方の面上に形成されており、表面に凹凸形状を有するものである。
上記防眩層は、シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有しており、表面の凹凸形状は、後述するシリカ微粒子の凝集体と有機微粒子とにより形成されている。
本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層の表面に形成された凹凸形状が、単一の微粒子(例えば、有機微粒子等)又は単一粒子の凝集体(例えば、シリカ微粒子の凝集体)により防眩層の表面に形成された凹凸形状と比較して、凸部の傾斜が緩やかとなり滑らかな形状となる。これは、後述するように、本発明の防眩性フィルムでは、上記シリカ微粒子と有機微粒子とが防眩層中で特定の状態で分布しているためであると推測される。
上記防眩層は、シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有しており、表面の凹凸形状は、後述するシリカ微粒子の凝集体と有機微粒子とにより形成されている。
本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層の表面に形成された凹凸形状が、単一の微粒子(例えば、有機微粒子等)又は単一粒子の凝集体(例えば、シリカ微粒子の凝集体)により防眩層の表面に形成された凹凸形状と比較して、凸部の傾斜が緩やかとなり滑らかな形状となる。これは、後述するように、本発明の防眩性フィルムでは、上記シリカ微粒子と有機微粒子とが防眩層中で特定の状態で分布しているためであると推測される。
本発明の防眩性フィルムにおいて、上記シリカ微粒子は、凝集体を形成して上記防眩層中に粗密に含有されたものを有する。上記シリカ微粒子の凝集体が防眩層中で粗密に分布していることで、該防眩層の表面に滑らかな凹凸形状が形成されることとなる。
上記「防眩層中で粗密に分布している」とは、上記防眩層には、上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域と、上記シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域とが複数存在していることを意味する。すなわち、上記防眩層中に、上記シリカ微粒子の凝集体は、不均一に分散している。
なお、本明細書において、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率1万倍の条件で防眩層の厚み方向の任意の断面を観察したときの1画面内において、2μm四方の観察領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が5%以上である領域を「シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域」と定義し、2μm四方の観察領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が1%未満である領域を「シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域」と定義する。
また、上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域、又は、シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域、すなわち、上記電子顕微鏡にて倍率1万倍の条件で観察する領域は、例えば、3000倍程度の倍率の低い条件で、防眩層の厚み方向の断面のシリカ微粒子の分布状態を電子顕微鏡観察することで、選び出すことができる。
なお、このようなシリカ微粒子の凝集体の分布は、上記防眩層の厚み方向の断面電子顕微鏡観察にて容易に判別することができる。例えば、図2は、実施例1に係る防眩性フィルムの断面STEM写真であるが、図2において、中央付近の濃色帯状領域が上記防眩層の断面であり、該防眩層の断面において、黒く斑に観察される部分が上記シリカ微粒子の凝集体であり、シリカ微粒子の凝集体が上記防眩層中で不均一に分散していることが明確に確認できる。また、上記シリカ微粒子の凝集体の面積割合は、例えば、画像解析ソフトを用いて算出することができる。
上記「防眩層中で粗密に分布している」とは、上記防眩層には、上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域と、上記シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域とが複数存在していることを意味する。すなわち、上記防眩層中に、上記シリカ微粒子の凝集体は、不均一に分散している。
なお、本明細書において、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率1万倍の条件で防眩層の厚み方向の任意の断面を観察したときの1画面内において、2μm四方の観察領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が5%以上である領域を「シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域」と定義し、2μm四方の観察領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が1%未満である領域を「シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域」と定義する。
また、上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している領域、又は、シリカ微粒子の凝集体が粗に分布している領域、すなわち、上記電子顕微鏡にて倍率1万倍の条件で観察する領域は、例えば、3000倍程度の倍率の低い条件で、防眩層の厚み方向の断面のシリカ微粒子の分布状態を電子顕微鏡観察することで、選び出すことができる。
なお、このようなシリカ微粒子の凝集体の分布は、上記防眩層の厚み方向の断面電子顕微鏡観察にて容易に判別することができる。例えば、図2は、実施例1に係る防眩性フィルムの断面STEM写真であるが、図2において、中央付近の濃色帯状領域が上記防眩層の断面であり、該防眩層の断面において、黒く斑に観察される部分が上記シリカ微粒子の凝集体であり、シリカ微粒子の凝集体が上記防眩層中で不均一に分散していることが明確に確認できる。また、上記シリカ微粒子の凝集体の面積割合は、例えば、画像解析ソフトを用いて算出することができる。
本発明の防眩性フィルムにおいて、上記シリカ微粒子は、表面処理されていることが好ましい。上記シリカ微粒子が表面処理されていることで、該シリカ微粒子の凝集体の上記防眩層中での粗密に分布する程度を好適に制御することができ、また、有機微粒子の周囲に密に分布する効果を適度な範囲に制御できる。また、シリカ微粒子自体の耐薬品性及び耐ケン化性の向上を図ることもできる。
上記表面処理としては、疎水化処理であることが好ましく、例えば、上記シリカ微粒子を、アルキル基を有するシラン化合物等の疎水化剤で処理する方法等が挙げられる。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、上記アルキル基を有するシラン化合物としては、例えば、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシラノール、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ここで、通常、上記シリカ微粒子の表面には水酸基(シラノール基)が存在しているが、上記表面処理がされることで上記シリカ微粒子表面の水酸基が少なくなり、上記シリカ微粒子が過度に凝集することを防止でき、上述した効果が発揮される。
また、上記疎水化剤の種類により上記シリカ微粒子表面の疎水化度を調整して、上記シリカ微粒子の凝集を制御することも好ましく、例えば、アルキル基を有するシラン化合物のアルキル鎖を長くすることで、該アルキル基を有するシラン化合物による立体障害の影響が大きくなり、その結果、上記シリカ微粒子表面の疎水化度を下げることができる。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、上記アルキル基を有するシラン化合物としては、例えば、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルシラノール、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ここで、通常、上記シリカ微粒子の表面には水酸基(シラノール基)が存在しているが、上記表面処理がされることで上記シリカ微粒子表面の水酸基が少なくなり、上記シリカ微粒子が過度に凝集することを防止でき、上述した効果が発揮される。
また、上記疎水化剤の種類により上記シリカ微粒子表面の疎水化度を調整して、上記シリカ微粒子の凝集を制御することも好ましく、例えば、アルキル基を有するシラン化合物のアルキル鎖を長くすることで、該アルキル基を有するシラン化合物による立体障害の影響が大きくなり、その結果、上記シリカ微粒子表面の疎水化度を下げることができる。
また、上記シリカ微粒子は、非晶質シリカからなることが好ましい。上記シリカ微粒子が結晶性シリカからなる場合、その結晶構造中に含まれる格子欠陥により、シリカ微粒子のルイス酸性が強くなってしまい、上述したシリカ微粒子の過度の凝集を制御できなくなることがある。
このようなシリカ微粒子としては、それ自身が凝集しやすく後述する凝集体を形成しやすいことから、例えば、フュームドシリカが好適に用いられる。ここで、上記フュームドシリカとは、乾式法で作製された200nm以下の粒径を有する非晶質のシリカをいい、ケイ素を含む揮発性化合物を気相で反応させることにより得られる。具体的には、例えば、ケイ素化合物、例えば、SiCl4を酸素と水素の炎中で加水分解して生成されたもの等が挙げられる。具体的には、例えば、AEROSIL R805(日本アエロジル社製)等が挙げられる。
上記シリカ微粒子の含有量としては特に限定されないが、上記防眩層中0.1〜5.0質量%であることが好ましい。0.1質量%未満であると、上述した有機微粒子の周囲に密な分布を充分に形成できないことがあり、5.0質量%を超えると、凝集体が過度に生じ、内部拡散及び/又は防眩層に大きな表面凹凸が生じるため、白ぼけの問題が生じることがある。より好ましい下限は0.5質量%、より好ましい上限は3.0質量%である。
上記シリカ微粒子は、平均1次粒子径が1〜100nmであることが好ましい。1nm未満であると、有機微粒子の周囲に密な分布を充分に形成できないことがあり、100nmを超えると、上記有機微粒子の周囲に密な分布を充分に形成できないことがある。より好ましい下限は5nm、より好ましい上限は50nmである。
なお、上記シリカ微粒子の平均1次粒子径は、断面電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型で倍率は5万倍以上が好ましい)の画像から、画像処理ソフトウェアーを用いて測定される値である。
なお、上記シリカ微粒子の平均1次粒子径は、断面電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型で倍率は5万倍以上が好ましい)の画像から、画像処理ソフトウェアーを用いて測定される値である。
また、本発明において、上記シリカ微粒子の凝集体は、上記防眩層中で上述したシリカ微粒子が数珠状(真珠のネックレス状)に連なった構造を形成している。
上記防眩層中で上記シリカ微粒子が数珠状に連なった凝集体を形成していることで、後述するように好適に上記防眩層の表面凹凸形状を滑らかな形状とすることができる。
なお、上記シリカ微粒子が数珠状に連なった構造とは、例えば、上記シリカ微粒子が直線状に連続して連なった構造(直鎖構造)、該直鎖構造が複数絡み合った構造、上記直鎖構造にシリカ微粒子が複数連続して形成された側鎖を1又は2以上有する分岐構造等、任意の構造が挙げられる。
上記防眩層中で上記シリカ微粒子が数珠状に連なった凝集体を形成していることで、後述するように好適に上記防眩層の表面凹凸形状を滑らかな形状とすることができる。
なお、上記シリカ微粒子が数珠状に連なった構造とは、例えば、上記シリカ微粒子が直線状に連続して連なった構造(直鎖構造)、該直鎖構造が複数絡み合った構造、上記直鎖構造にシリカ微粒子が複数連続して形成された側鎖を1又は2以上有する分岐構造等、任意の構造が挙げられる。
また、上記シリカ微粒子の凝集体は、平均粒子径が100nm〜1μmであることが好ましい。100nm未満であると、後述する硬化収縮による凝集体の凹凸形成の緩衝作用が充分に発揮できないことがあり、1μmを超えると、上記有機微粒子の周囲に密な分布を充分に形成できないことがあるほか、シリカ微粒子の凝集体により光が拡散されたり、凝集体により生じる表面凹凸が大きくなり過ぎることで、本発明の防眩性フィルムを用いた画像表示装置の明室及び暗室コントラストが劣ったりすることがある。上記凝集体の平均粒子径のより好ましい下限は200nm、より好ましい上限は800nmである。
なお、上記シリカ微粒子の凝集体の平均粒子径は、断面電子顕微鏡による観察(1万〜2万倍程度)からシリカ微粒子の凝集体が多く含まれる5μm四方の領域を選び、その領域中のシリカ微粒子の凝集体の粒子径を測定し、上位10個のシリカ微粒子の凝集体の粒子径を平均したものである。なお、上記「シリカ微粒子の凝集体の粒子径」は、シリカ微粒子の凝集体の断面を任意の平行な2本の直線で挟んだとき、該2本の直線間距離が最大となるような2本の直線の組み合わせにおける直線間距離として測定される。また、上記シリカ微粒子の凝集体の粒子径は、画像解析ソフトを用いて算出してもよい。
なお、上記シリカ微粒子の凝集体の平均粒子径は、断面電子顕微鏡による観察(1万〜2万倍程度)からシリカ微粒子の凝集体が多く含まれる5μm四方の領域を選び、その領域中のシリカ微粒子の凝集体の粒子径を測定し、上位10個のシリカ微粒子の凝集体の粒子径を平均したものである。なお、上記「シリカ微粒子の凝集体の粒子径」は、シリカ微粒子の凝集体の断面を任意の平行な2本の直線で挟んだとき、該2本の直線間距離が最大となるような2本の直線の組み合わせにおける直線間距離として測定される。また、上記シリカ微粒子の凝集体の粒子径は、画像解析ソフトを用いて算出してもよい。
また、本発明の防眩性フィルムは、上記防眩層中に有機微粒子を含有し、該有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している。
なお、上記シリカ微粒子の凝集体は、上述したように、上記防眩層中で粗密に含有されているため、上記防眩層には、上記有機微粒子の周囲に多数のシリカ微粒子の凝集体が存在している領域と、上記シリカ微粒子の凝集体のみが密に分布している領域とが形成されている。例えば、図4は、実施例2に係る防眩性フィルムの防眩層の断面電子顕微鏡写真であるが、図4に示したように、有機微粒子の周囲にシリカ微粒子の凝集体が密に分布している状態は、上記防眩層の断面の電子顕微鏡観察により容易に確認することができる。
ここで、上記防眩層の断面を電子顕微鏡観察した場合、上記有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体は、有機微粒子の中心を通る断面だけではなく、該有機微粒子の中心からずれた断面においても密に分布している状態が観察される。
なお、上記「有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している」とは、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率2万倍の条件で防眩層の厚み方向の上記有機微粒子が観察される断面を顕微鏡観察したときに、上記有機微粒子から200nm外側の円周内でかつ上記有機微粒子を除いた領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が10%以上である状態を意味する。
なお、上記シリカ微粒子の凝集体は、上述したように、上記防眩層中で粗密に含有されているため、上記防眩層には、上記有機微粒子の周囲に多数のシリカ微粒子の凝集体が存在している領域と、上記シリカ微粒子の凝集体のみが密に分布している領域とが形成されている。例えば、図4は、実施例2に係る防眩性フィルムの防眩層の断面電子顕微鏡写真であるが、図4に示したように、有機微粒子の周囲にシリカ微粒子の凝集体が密に分布している状態は、上記防眩層の断面の電子顕微鏡観察により容易に確認することができる。
ここで、上記防眩層の断面を電子顕微鏡観察した場合、上記有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体は、有機微粒子の中心を通る断面だけではなく、該有機微粒子の中心からずれた断面においても密に分布している状態が観察される。
なお、上記「有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布している」とは、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率2万倍の条件で防眩層の厚み方向の上記有機微粒子が観察される断面を顕微鏡観察したときに、上記有機微粒子から200nm外側の円周内でかつ上記有機微粒子を除いた領域に占めるシリカ微粒子の凝集体の面積割合が10%以上である状態を意味する。
また、本発明の防眩性フィルムにおいて、上記有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体は、上記有機微粒子の表面に付着及び/又は上記凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸している(なお、以下、このようなシリカ微粒子の凝集体は、有機微粒子の表面に付着等しているとも言うこととする)。上記シリカ微粒子の凝集体が上記有機微粒子の表面に付着等していることで、異なる有機微粒子の表面に付着等したシリカ微粒子の凝集体の間に働く凝集力を利用して、該異なる有機微粒子同士を集まらせることができる。このため、有機微粒子の添加量が少なくても、充分な防眩性を有する凹凸形状を形成させることができる。
なお、有機微粒子を集まらせるとは、有機微粒子同士が完全に密着しているのではなく、防眩層の断面観察した折に最も近接する有機微粒子間距離が、その粒子の平均粒子径よりも小さい場合、又は、例えば、図4に示した中央上方に含有された有機微粒子と、右側下方に含有された有機微粒子のように、有機微粒子間を上記シリカ微粒子の凝集体が複数連続して連なっている場合を意味する。
なお、図3は、図2に示した実施例1に係る防眩性フィルムの防眩層の断面顕微鏡写真を更に拡大した電子顕微鏡写真であるが、図3に示したように、上記有機微粒子の表面に付着等したシリカ微粒子の凝集体は、上記防眩層の断面の電子顕微鏡観察により容易に確認することができる。
なお、有機微粒子を集まらせるとは、有機微粒子同士が完全に密着しているのではなく、防眩層の断面観察した折に最も近接する有機微粒子間距離が、その粒子の平均粒子径よりも小さい場合、又は、例えば、図4に示した中央上方に含有された有機微粒子と、右側下方に含有された有機微粒子のように、有機微粒子間を上記シリカ微粒子の凝集体が複数連続して連なっている場合を意味する。
なお、図3は、図2に示した実施例1に係る防眩性フィルムの防眩層の断面顕微鏡写真を更に拡大した電子顕微鏡写真であるが、図3に示したように、上記有機微粒子の表面に付着等したシリカ微粒子の凝集体は、上記防眩層の断面の電子顕微鏡観察により容易に確認することができる。
上記有機微粒子の表面に上記シリカ微粒子の凝集体を付着させる方法としては、例えば、シリカ微粒子と有機微粒子との親疎水の程度を調整することができ、親疎水の程度を調整する方法としては、前述の如くシリカ微粒子の疎水化処理剤の選定や処理の程度、有機微粒子を構成する材料の選定や、後述するように、有機微粒子の表面を親水化処理する方法等が挙げられる。
また、上記有機微粒子の表面から内部に上記シリカ微粒子の凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部を含浸させる方法としては、例えば、防眩層を形成する際に、有機微粒子の架橋度を下げる方法や、有機微粒子を膨潤させることができる溶剤を防眩層用組成物の中に用いる方法等が挙げられる。
上記有機微粒子は、そのほぼ全表面で均等に上記シリカ微粒子の凝集体の付着等があることが好ましい。
上記有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体に占める、上記有機微粒子の表面に付着等しているシリカ微粒子の凝集体の割合は、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率2万倍の条件で防眩層の厚み方向の上記有機微粒子が観察される断面を顕微鏡観察したときに、上記有機微粒子から200nm外側の円周内でかつ上記有機微粒子を除いた領域のシリカ微粒子の凝集体のうち、面積割合で50%以上であることが好ましい。50%未満であると、防眩層中で有機微粒子同士を集まらせる効果が不充分となり、充分な防眩性能を有するだけの凹凸を形成できなくなることがある。
また、上記有機微粒子の表面から内部に上記シリカ微粒子の凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部を含浸させる方法としては、例えば、防眩層を形成する際に、有機微粒子の架橋度を下げる方法や、有機微粒子を膨潤させることができる溶剤を防眩層用組成物の中に用いる方法等が挙げられる。
上記有機微粒子は、そのほぼ全表面で均等に上記シリカ微粒子の凝集体の付着等があることが好ましい。
上記有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体に占める、上記有機微粒子の表面に付着等しているシリカ微粒子の凝集体の割合は、電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)にて倍率2万倍の条件で防眩層の厚み方向の上記有機微粒子が観察される断面を顕微鏡観察したときに、上記有機微粒子から200nm外側の円周内でかつ上記有機微粒子を除いた領域のシリカ微粒子の凝集体のうち、面積割合で50%以上であることが好ましい。50%未満であると、防眩層中で有機微粒子同士を集まらせる効果が不充分となり、充分な防眩性能を有するだけの凹凸を形成できなくなることがある。
また、上記有機微粒子の表面に上記シリカ微粒子の凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が含浸している場合、該シリカ微粒子の凝集体は、上記有機微粒子の表面から500nmまで含浸していることが好ましい。500nmを超えてシリカ微粒子の凝集体を構成するシリカ微粒子を有機微粒子の表面から含浸させるには、有機微粒子を過度に膨潤させる必要があるため、防眩層用組成物の粘度が上がったり、ゲル化したりするため、均一な塗膜が得られないことがある。また、後述の緩やかな凹凸形状を、防眩層の表面に形成できないことがある。
このような特定の状態でシリカ微粒子の数珠状に連なった凝集体と有機微粒子とが防眩層に含有されていることで、本発明の防眩性フィルムにおける防眩層は、単一の微粒子又はその凝集体により形成された凹凸形状よりも、凸部の傾斜が緩やかとなり滑らかな形状となる。この結果、本発明の防眩性フィルムは、防眩性を維持しつつコントラストを向上させることができる。上記防眩層の表面に形成される凹凸形状の凸部の傾斜が緩やかとなり滑らかな形状を有することで、上記防眩層の表面に映り込んだ映像のエッジ部分のみ鮮明に見えなくすることができるため防眩性が担保される。更に、このような凹凸形状を有する防眩層は、大きな拡散を無くすことができるため迷光発生を防ぐことができるとともに、正透過する部分を適度に持たせることもできるため、輝きを持つ映像で、かつ、明室及び暗室でのコントラストに優れたものとすることができる。
これは、以下に挙げる理由によるものと推測される。
すなわち、防眩層用組成物を塗布後、乾燥して溶剤が蒸発する際、粘度が低いとバインダー樹脂が有機微粒子の形状に追随した状態になりやすい。更に、バインダー樹脂は硬化するときに体積が収縮するが、有機微粒子は収縮することが無いため、バインダー樹脂のみが収縮することにより、有機微粒子に対応する位置の表面に形成される凸部が急峻な傾斜になりやすい。
しかしながら、有機微粒子の周りにシリカ微粒子の凝集体が密に分布することにより、上記防眩層用組成物の有機微粒子周りの粘度が上昇し、溶剤が蒸発する際、バインダー樹脂が有機微粒子の形状に追随し難く、また、その部分のバインダー(バインダー樹脂とシリカ微粒子からなる)は硬化収縮し難くなり、さらには、シリカ微粒子は数珠状に連なった凝集体であるため、バインダー樹脂を含んで疎に凝集しているため、硬化収縮に対する緩衝作用をも有しているので、結果として、有機微粒子に対応する位置の表面に形成される凸部はなだらかな傾斜となりやすくなる。
このため、上記有機微粒子により防眩層の表面に形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角が、微粒子単体で形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角よりも緩やかなものになると推測される。
これは、以下に挙げる理由によるものと推測される。
すなわち、防眩層用組成物を塗布後、乾燥して溶剤が蒸発する際、粘度が低いとバインダー樹脂が有機微粒子の形状に追随した状態になりやすい。更に、バインダー樹脂は硬化するときに体積が収縮するが、有機微粒子は収縮することが無いため、バインダー樹脂のみが収縮することにより、有機微粒子に対応する位置の表面に形成される凸部が急峻な傾斜になりやすい。
しかしながら、有機微粒子の周りにシリカ微粒子の凝集体が密に分布することにより、上記防眩層用組成物の有機微粒子周りの粘度が上昇し、溶剤が蒸発する際、バインダー樹脂が有機微粒子の形状に追随し難く、また、その部分のバインダー(バインダー樹脂とシリカ微粒子からなる)は硬化収縮し難くなり、さらには、シリカ微粒子は数珠状に連なった凝集体であるため、バインダー樹脂を含んで疎に凝集しているため、硬化収縮に対する緩衝作用をも有しているので、結果として、有機微粒子に対応する位置の表面に形成される凸部はなだらかな傾斜となりやすくなる。
このため、上記有機微粒子により防眩層の表面に形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角が、微粒子単体で形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角よりも緩やかなものになると推測される。
また、上記有機微粒子は、主として防眩層の表面に凹凸形状を形成する粒子径が比較的揃った微粒子であることが好ましく、上記シリカ微粒子の凝集体は、上述のように防眩層中で粗密に分布しており、防眩層中では粒子径のバラツキが比較的大きい凝集体であることが好ましい。上記防眩層がこのような粒子径の関係を有する2種の微粒子を含有することで、本発明の防眩性フィルムでは、上記防眩層中で粒子径の揃った有機微粒子の間に粒子径のバラツキが大きいシリカ微粒子の凝集体が入り込んだ構造を構成しやすく、上述した滑らかな凹凸形状を防眩層表面に好適に形成することができる。
ここで、上記「粒子径が比較的揃った微粒子」とは、重量平均による微粒子の平均粒径をMV、累積25%径をd25、累積75%径をd75としたとき、(d75−d25)/MVが0.25以下である場合を意味し、上記「粒子径のバラツキが比較的大きい凝集体」とは、上記(d75−d25)/MVが0.25を超える場合を意味する。なお、累積25%径とは、粒径分布における粒径の小さい粒子からカウントして、25質量%となったときの粒子径をいい、累積75%径とは、同様にカウントして75質量%となったときの粒子径をいう。なお、上記重量平均による微粒子の平均粒径、累積25%径及び累積75%径は、コールターカウンター法による重量平均径として計測することができる。
ここで、上記「粒子径が比較的揃った微粒子」とは、重量平均による微粒子の平均粒径をMV、累積25%径をd25、累積75%径をd75としたとき、(d75−d25)/MVが0.25以下である場合を意味し、上記「粒子径のバラツキが比較的大きい凝集体」とは、上記(d75−d25)/MVが0.25を超える場合を意味する。なお、累積25%径とは、粒径分布における粒径の小さい粒子からカウントして、25質量%となったときの粒子径をいい、累積75%径とは、同様にカウントして75質量%となったときの粒子径をいう。なお、上記重量平均による微粒子の平均粒径、累積25%径及び累積75%径は、コールターカウンター法による重量平均径として計測することができる。
また、上記防眩層において、上記有機微粒子及びシリカ微粒子は、単粒子状態での形状が球状であることが好ましい。上記有機微粒子及びシリカ微粒子の単粒子がこのような球状であることで、本発明の防眩性フィルムを画像表示装置に適用した場合、高コントラストの表示画像を得ることができる。
なお、上記「球状」とは、例えば、真球状、楕円球状等が挙げられ、いわゆる不定形を除く意味である。
なお、上記「球状」とは、例えば、真球状、楕円球状等が挙げられ、いわゆる不定形を除く意味である。
上記有機微粒子は、主に防眩層の表面凹凸形状を形成する微粒子であり、屈折率や粒径の制御が容易な微粒子である。このような有機微粒子を含むことで、防眩層に形成される凹凸形状の大きさの制御が容易となる。また、上記有機微粒子とバインダー樹脂との屈折率差の制御が容易であるため、本発明の防眩性フィルムは、防眩性の制御並びに面ギラ及び白ぼけの発生を抑制することができる。
上記有機微粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる微粒子であることが好ましい。なかでも、スチレン−アクリル共重合体微粒子が好適に用いられる。スチレンは屈折率及び疎水性の程度が高く、アクリルは屈折率が低く親水性の程度が高いので、スチレンとアクリルの比率を変えることで容易にスチレン−アクリル共重合体微粒子の屈折率や親疎水性の程度を変えることができるからである。
上記有機微粒子は、表面親水化処理されていることが好ましい。上記有機微粒子が表面親水化処理されていることで、上記シリカ微粒子との親和性が高まり、上記シリカ微粒子の凝集体が上記有機微粒子の表面に付着等させやすくすることができるようになる。また、有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体を密に分布させることが容易となる。
上記親水化処理としては特に限定されず公知の方法が挙げられるが、例えば、カルボン酸基や水酸基等の官能基を有するモノマーを上記有機微粒子の表面に共重合させる方法等が挙げられる。
なお、通常、表面親水化処理された有機微粒子は、防眩層中でゆるやかに集まらせることができないため、防眩層の表面に充分な凹凸形状を形成することができず防眩性能が劣ることとなる。しかしながら、本発明では、上記シリカ微粒子が凝集体を形成して防眩層中で粗密に含有され、更に上記有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布しているため、表面親水化処理された有機微粒子を含有する防眩層であっても所望の凹凸形状を形成することができる。
上記親水化処理としては特に限定されず公知の方法が挙げられるが、例えば、カルボン酸基や水酸基等の官能基を有するモノマーを上記有機微粒子の表面に共重合させる方法等が挙げられる。
なお、通常、表面親水化処理された有機微粒子は、防眩層中でゆるやかに集まらせることができないため、防眩層の表面に充分な凹凸形状を形成することができず防眩性能が劣ることとなる。しかしながら、本発明では、上記シリカ微粒子が凝集体を形成して防眩層中で粗密に含有され、更に上記有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が密に分布しているため、表面親水化処理された有機微粒子を含有する防眩層であっても所望の凹凸形状を形成することができる。
上記有機微粒子の含有量としては、上記防眩層中0.5〜10.0質量%であることが好ましい。0.5質量%未満であると、防眩性能が不充分となることがあり、10.0質量%を超えると、白ぼけの問題が生じることがあり、また、本発明の防眩性フィルムを画像表示装置に用いた場合に表示画像のコントラストに劣ることがある。より好ましい下限は1.0質量%、より好ましい上限は8.0質量%である。
また、上記有機微粒子の大きさは、防眩層の厚さ等に合わせて適宜決定されるが、例えば、平均粒子径が0.3〜5.0μmであることが好ましい。0.3μm未満であると、有機微粒子の分散性が制御できなくなる恐れがあり、5.0μmを超えると、防眩層表面の凹凸形状が大きくなって、面ギラの問題が生じることがある。より好ましい下限は1.0μm、より好ましい上限は3.0μmである。
また、上記有機微粒子の平均粒子径は、防眩層の厚さに対して20〜60%であることが好ましい。60%を超えると、有機微粒子は塗膜層最表面に突出し、また有機微粒子により生じる凹凸が急峻なものとなる恐れがある。20%未満であると、充分な凹凸形状を防眩層表面に形成できなくなって、防眩性能が不充分となることがある。
なお、上記有機微粒子の平均粒子径は、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る重量平均径として計測できる。一方、防眩層中の有機微粒子の平均粒径は、防眩層の透過光学顕微鏡観察において、10個の粒子の最大径を平均した値として求められる。もしくはそれが不適な場合は、粒子中心近傍を通る断面の電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)観察において、任意の同じ種類で、ほぼ同じ位の粒径として観察される拡散粒子30個選択して(粒子のどの部位の断面であるか不明であるためn数を増やしている)その断面の最大粒径を測定し、その平均値として算出される値である。いずれも画像から判断するため、画像解析ソフトにて算出してもよい。
また、上記有機微粒子の平均粒子径は、防眩層の厚さに対して20〜60%であることが好ましい。60%を超えると、有機微粒子は塗膜層最表面に突出し、また有機微粒子により生じる凹凸が急峻なものとなる恐れがある。20%未満であると、充分な凹凸形状を防眩層表面に形成できなくなって、防眩性能が不充分となることがある。
なお、上記有機微粒子の平均粒子径は、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る重量平均径として計測できる。一方、防眩層中の有機微粒子の平均粒径は、防眩層の透過光学顕微鏡観察において、10個の粒子の最大径を平均した値として求められる。もしくはそれが不適な場合は、粒子中心近傍を通る断面の電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)観察において、任意の同じ種類で、ほぼ同じ位の粒径として観察される拡散粒子30個選択して(粒子のどの部位の断面であるか不明であるためn数を増やしている)その断面の最大粒径を測定し、その平均値として算出される値である。いずれも画像から判断するため、画像解析ソフトにて算出してもよい。
また、上記防眩層の厚さとしては、2.0〜7.0μmであることが好ましい。2.0μm未満であると、防眩層表面が傷付きやすくなることがあり、7.0μmを超えると、防眩層が割れやすくなることがある。上記防眩層の厚さのより好ましい範囲は2.0〜5.0μmである。なお、上記防眩層の厚さは、断面顕微鏡観察により測定することができる。
上記防眩層は、上記シリカ微粒子及び有機微粒子がバインダー樹脂中に分散されている。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に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。
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しては、例えば、アクリレート系等の官能基を有する化合物等の1又は2以上の不飽和結合を有する化合物が挙げられる。1の不飽和結合を有する化合物としては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N−ビニルピロリドン等を挙げることができる。2以上の不飽和結合を有する化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(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、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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(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ペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、ポリエステルトリ(メタ)アクリレート、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールジ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、イソボロニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等の多官能化合物等を挙げることができる。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」は、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。また、本発明では、上記電離放射線硬化型樹脂として、上述した化合物をPO、EO等で変性したものも使用できる。
上記化合物のほかに、不飽和二重結合を有する比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も上記電離放射線硬化型樹脂として使用することができる。
上記電離放射線硬化型樹脂は、溶剤乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂)と併用して使用することもできる。溶剤乾燥型樹脂を併用することによって、防眩層を形成する際に、塗液の塗布面の被膜欠陥を有効に防止することができる。
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。
また、上記防眩層は、熱硬化性樹脂を含有していてもよい。
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。
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。
また、バインダー樹脂としては、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーを主材料とすることが好ましい。上記「分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーを主材料とする」とは、上記バインダー樹脂の原料モノマー中、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーの含有量が最も多いことを意味する。上記分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーは、疎水性モノマーであるため、本発明の防眩性フィルムでは、上記防眩層を構成するバインダー樹脂は、疎水性樹脂であることが好ましい。バインダー樹脂が水酸基を持つような親水性の樹脂が主体となると、後述する極性の高い溶剤(例えば、イソプロピルアルコール)が蒸発しにくくなり上記シリカ微粒子が有機微粒子に付着及び/又は含浸し難くなる。そのため、その後にシリカ微粒子のみで凝集が進んでしまい、防眩層の表面に面ギラを悪化させるような凸部を形成してしまう恐れがある。なお、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーと水酸基を有する多官能アクリレートモノマーの比率を変えることでシリカ微粒子が有機微粒子に付着及び/又は含浸する程度を調整することも可能である。
上記分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)、PO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等が挙げられる。なかでも、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)が好適に用いられる。
上記シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有する防眩層は、例えば、上述したシリカ微粒子、有機微粒子、バインダー樹脂のモノマー成分及び溶剤を含有する防眩層用組成物を、光透過性基材上に塗布し、乾燥させて形成した塗膜を電離放射線照射等により硬化させることで形成することができる。
上記防眩層用組成物において、上記シリカ微粒子は、該組成物中では上述した凝集体を形成しているが均一に分散した状態であることが好ましく、上記塗膜を乾燥させたときに粗密に分布し、更に、上記有機微粒子の周囲に密に分布することが好ましい。上記防眩層用組成物中で上記シリカ微粒子の凝集体が均一に分散した状態でないと、上記防眩層用組成物中で凝集が過度に進んでしまい、上記シリカ微粒子の巨大な凝集体となって、上述した滑らかな凹凸形状を有する防眩層を形成することができなくなるからである。
ここで、上記シリカ微粒子は、上記防眩層用組成物を増粘させることができる材料であるため、上記シリカ微粒子を含有することで、防眩層用組成物に含まれる有機微粒子の沈降を抑制できる。すなわち、上記シリカ微粒子は、上述した有機微粒子とシリカ微粒子の凝集体との所定の分布の形成促進機能とともに、防眩層用組成物のポットライフの向上機能も有すると推測される。
ここで、上記シリカ微粒子は、上記防眩層用組成物を増粘させることができる材料であるため、上記シリカ微粒子を含有することで、防眩層用組成物に含まれる有機微粒子の沈降を抑制できる。すなわち、上記シリカ微粒子は、上述した有機微粒子とシリカ微粒子の凝集体との所定の分布の形成促進機能とともに、防眩層用組成物のポットライフの向上機能も有すると推測される。
また、上記シリカ微粒子が、上記防眩層用組成物中では凝集体として均一に分散させて、かつ、上記塗膜中で上記シリカ微粒子の凝集体が粗密な状態、及び、上記有機微粒子の周囲に密に分布させる方法としては、例えば、上記防眩層用組成物に添加する溶剤として、極性が高く、かつ、揮発速度が速い溶剤を所定量含有させる方法が挙げられる。このような極性が高く、揮発速度が速い溶剤を含有することで、上記防眩層用組成物中でシリカ微粒子の凝集体が過度に凝集することを防止できる。一方で、上記光透過性基材上に塗布し乾燥させて塗膜を形成する際、上記極性が高く、揮発速度が速い溶剤は、他の溶剤よりも先に揮発するため、塗膜形成時の組成が変性し、その結果、該塗膜中で上記有機微粒子の周囲に上記シリカ微粒子の凝集体が寄り集まるとともに、シリカ微粒子の凝集体同士も寄り集まって、シリカ微粒子の凝集体が粗密な状態、及び、上記有機微粒子の周囲に密に分布した状態を形成することができる。
なお、本明細書において、「極性が高い溶剤」とは、溶解度パラメータが10[(cal/cm3)1/2]以上の溶剤を意味し、「揮発速度が速い溶剤」とは、相対蒸発速度が150以上の溶剤を意味する。従って、上記「極性が高くかつ揮発速度が速い溶剤」とは、上記「極性が高い溶剤」及び「揮発速度が速い溶剤」の両方の要件を充足する溶剤を意味する。
本明細書において、上記溶解度パラメーターは、Fedorsの方法で計算される。Fedorsの方法は、例えば「SP値 基礎・応用と計算方法」(山本秀樹著 株式会社情報機構発行、2005年)に記載されている。Fedorsの方法において、溶解度パラメーターは下記式より算出される。
溶解度パラメーター=[ΣEcoh/ΣV]2
上記式中、Ecohは凝集エネルギー密度、Vはモル分子容である。原子団ごとに決められたEcoh及びVに基づき、Ecoh及びVの総和であるΣEcoh及びΣVを求めることによって、溶解度パラメーターを算出することができる。
また、本明細書において、上記相対蒸発速度とは、n−酢酸ブチルの蒸発速度を100とした時の相対蒸発速度をいい、ASTM D3539−87に準拠して測定される蒸発速度で、下記式により算出される。具体的には、25℃、乾燥空気下におけるn−酢酸ブチルの蒸発時間と各溶剤の蒸発時間を測定し算出する。
相対蒸発速度=(n−酢酸ブチル90重量%が蒸発するのに要する時間)/(測定溶剤の90重量%が蒸発するのに要する時間)×100
なお、本明細書において、「極性が高い溶剤」とは、溶解度パラメータが10[(cal/cm3)1/2]以上の溶剤を意味し、「揮発速度が速い溶剤」とは、相対蒸発速度が150以上の溶剤を意味する。従って、上記「極性が高くかつ揮発速度が速い溶剤」とは、上記「極性が高い溶剤」及び「揮発速度が速い溶剤」の両方の要件を充足する溶剤を意味する。
本明細書において、上記溶解度パラメーターは、Fedorsの方法で計算される。Fedorsの方法は、例えば「SP値 基礎・応用と計算方法」(山本秀樹著 株式会社情報機構発行、2005年)に記載されている。Fedorsの方法において、溶解度パラメーターは下記式より算出される。
溶解度パラメーター=[ΣEcoh/ΣV]2
上記式中、Ecohは凝集エネルギー密度、Vはモル分子容である。原子団ごとに決められたEcoh及びVに基づき、Ecoh及びVの総和であるΣEcoh及びΣVを求めることによって、溶解度パラメーターを算出することができる。
また、本明細書において、上記相対蒸発速度とは、n−酢酸ブチルの蒸発速度を100とした時の相対蒸発速度をいい、ASTM D3539−87に準拠して測定される蒸発速度で、下記式により算出される。具体的には、25℃、乾燥空気下におけるn−酢酸ブチルの蒸発時間と各溶剤の蒸発時間を測定し算出する。
相対蒸発速度=(n−酢酸ブチル90重量%が蒸発するのに要する時間)/(測定溶剤の90重量%が蒸発するのに要する時間)×100
上記極性が高く、かつ、揮発速度が速い溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられるが、その中でも、イソプロピルアルコールが好適に用いられる。
また、上記溶剤におけるイソプロピルアルコールの含有量は、全溶剤中20質量%以上であることが好ましい。20質量%未満であると、防眩層用組成物中でシリカ微粒子の凝集体が生じてしまうことがある。上記イソプロピルアルコールの含有量は、40質量%以下であることが好ましい。なお、極性及び揮発速度の異なる2種以上の溶剤の比率を変えた混合溶剤を用いることで凝集の程度を制御することも可能である。
また、上記溶剤におけるイソプロピルアルコールの含有量は、全溶剤中20質量%以上であることが好ましい。20質量%未満であると、防眩層用組成物中でシリカ微粒子の凝集体が生じてしまうことがある。上記イソプロピルアルコールの含有量は、40質量%以下であることが好ましい。なお、極性及び揮発速度の異なる2種以上の溶剤の比率を変えた混合溶剤を用いることで凝集の程度を制御することも可能である。
上記防眩層用組成物に含まれるその他の溶剤としては、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、アルコール類(ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合物であってもよい。
上記防眩層用組成物は、更に光重合開始剤を含有することが好ましい。
上記光重合開始剤としては特に限定されず、公知のものを用いることができ、具体例には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィン等が挙げられる。
上記光重合開始剤としては特に限定されず、公知のものを用いることができ、具体例には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィン等が挙げられる。
上記光重合開始剤としては、上記バインダー樹脂がラジカル重合性不飽和基を有する樹脂系の場合は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等を単独又は混合して用いることが好ましい。また、上記バインダー樹脂がカチオン重合性官能基を有する樹脂系の場合は、上記光重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等を単独又は混合物として用いることが好ましい。
上記防眩層用組成物における上記光重合開始剤の含有量は、上記バインダー樹脂100質量部に対して、0.5〜10.0質量部であることが好ましい。0.5質量部未満であると、形成する防眩層のハードコート性能が不充分となることがあり、10.0質量部を超えると、逆に硬化を阻害する可能性も出てくるため、好ましくない。
上記防眩層用組成物中における原料の含有割合(固形分)としては特に限定されないが、通常は5〜70質量%、特に25〜60質量%とすることが好ましい。
上記防眩層用組成物には、防眩層の硬度を高くする、硬化収縮を抑える、屈折率を制御する等の目的に応じて、従来公知の分散剤、界面活性剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、増粘剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤、易滑剤等を添加していてもよい。
上記レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤等が挙げられ、好ましくはパーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤、あるいは、ポリエーテル変性シリコーン等が、防眩層がベナードセル構造となることを回避することから好ましい。溶剤を含む樹脂組成物を塗工し、乾燥する場合、塗膜内において塗膜表面と内面とに表面張力差等を生じ、それによって塗膜内に多数の対流が引き起こされる。この対流により生じる構造はベナードセル構造と呼ばれ、形成する防眩層にゆず肌や塗工欠陥といった問題の原因となる。
また、上記ベナードセル構造は、防眩層の表面の凹凸が大きくなりすぎて白ぼけ、面ギラに悪影響を及ぼす。前述のようなレベリング剤を用いると、この対流を防止することができるため、欠陥やムラのない凹凸膜が得られるだけでなく、凹凸形状の調整も容易となる。
上記レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤等が挙げられ、好ましくはパーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤、あるいは、ポリエーテル変性シリコーン等が、防眩層がベナードセル構造となることを回避することから好ましい。溶剤を含む樹脂組成物を塗工し、乾燥する場合、塗膜内において塗膜表面と内面とに表面張力差等を生じ、それによって塗膜内に多数の対流が引き起こされる。この対流により生じる構造はベナードセル構造と呼ばれ、形成する防眩層にゆず肌や塗工欠陥といった問題の原因となる。
また、上記ベナードセル構造は、防眩層の表面の凹凸が大きくなりすぎて白ぼけ、面ギラに悪影響を及ぼす。前述のようなレベリング剤を用いると、この対流を防止することができるため、欠陥やムラのない凹凸膜が得られるだけでなく、凹凸形状の調整も容易となる。
また、上記防眩層用組成物は、光増感剤を混合して用いてもよく、その具体例としては、例えば、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホソフィン等が挙げられる。
上記防眩層用組成物の調製方法としては各成分を均一に混合できれば特に限定されず、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、ニーダー、ミキサー等の公知の装置を使用して行うことができる。
上記防眩層用組成物を光透過性基材上に塗布する方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ピードコーター法等の公知の方法を挙げることができる。
上記の方法のいずれかで防眩層用組成物を塗布した後、形成した塗膜を乾燥させるために加熱されたゾーンに搬送され各種の公知の方法で塗膜を乾燥させ溶剤を蒸発させる。ここで溶剤相対蒸発速度、固形分濃度、塗布液温度、乾燥温度、乾燥風の風速、乾燥時間、乾燥ゾーンの溶剤雰囲気濃度等を選定することにより、有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を調整できる。
特に、乾燥条件の選定によって有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を調整する方法が簡便で好ましい。具体的な乾燥温度としては、30〜120℃、乾燥風速では0.2〜50m/sであることが好ましく、この範囲内で適宜調整した乾燥処理を、1回又は複数回行うことで有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を所望の状態に調整することができる。
上記の方法のいずれかで防眩層用組成物を塗布した後、形成した塗膜を乾燥させるために加熱されたゾーンに搬送され各種の公知の方法で塗膜を乾燥させ溶剤を蒸発させる。ここで溶剤相対蒸発速度、固形分濃度、塗布液温度、乾燥温度、乾燥風の風速、乾燥時間、乾燥ゾーンの溶剤雰囲気濃度等を選定することにより、有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を調整できる。
特に、乾燥条件の選定によって有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を調整する方法が簡便で好ましい。具体的な乾燥温度としては、30〜120℃、乾燥風速では0.2〜50m/sであることが好ましく、この範囲内で適宜調整した乾燥処理を、1回又は複数回行うことで有機微粒子及びシリカ微粒子の凝集体の分布状態を所望の状態に調整することができる。
また、上記乾燥後の塗膜を硬化させる際の電離放射線の照射方法としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯、メタルハライドランプ灯等の光源を用いる方法が挙げられる。
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。
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。
本発明の防眩性フィルムは、上述したようにシリカ微粒子と有機微粒子とにより防眩層の表面に凹凸形状が形成されているため、該凹凸形状を滑らかなものとすることができる。上記防眩層の表面の凹凸形状としては、具体的には、上記防眩層表面の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の算術平均粗さをRaとし、凹凸の十点平均粗さをRzとした場合に、写り込んだ映像のエッジ部分のみを鮮明に見えなくすることで防眩性を担保し、かつ、大きな拡散をなくして迷光発生を防ぐとともに正透過部分を適度に持たせることで、輝きを持つ映像でかつ明室及び暗室でのコントラストに優れた防眩フィルムを得るという観点により、下記式を満たすことが好ましい。θa、Ra、Rzが下限未満であると、外光の映り込みを抑えることができないことがある。また、θa、Ra、Rzが上限を超えると、正透過成分の減少により映像の輝きが減少したり、外光の拡散反射の増加による明室コントラストの低下や、透過映像光からの迷光が増加することにより暗室コントラストが低下したりするおそれがある。本発明の構成においては、Smを下限未満にすると凝集の制御が困難となるおそれがある。一方、Smが上限を超えると、映像の細やかさが再現できず大味な映像になる等の不具合を生じるおそれがある。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
また、上記防眩層の凹凸形状は、上記観点からより好ましくは、下記式を満たすことである。
100μm<Sm<400μm
0.1°<θa<1.2°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
上記防眩層の凹凸形状は、更に好ましくは、下記式を満たすことである。
120μm<Sm<300μm
0.1°<θa<0.5°
0.02μm<Ra<0.12μm
0.30μm<Rz<0.80μm
なお、本明細書において、上記Sm、Ra及びRz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 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。なお、本防眩性フィルムが上記防眩層上に後述するような低屈折率層を有する場合、該低屈折率層の表面に形成された凹凸形状が上述したSm、θa、Ra及びRzの範囲を満たすことが好ましい。
このようなSm、θa、Ra、Rzは、例えば、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製により、以下の条件で測定して求めることができる。
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
100μm<Sm<400μm
0.1°<θa<1.2°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
上記防眩層の凹凸形状は、更に好ましくは、下記式を満たすことである。
120μm<Sm<300μm
0.1°<θa<0.5°
0.02μm<Ra<0.12μm
0.30μm<Rz<0.80μm
なお、本明細書において、上記Sm、Ra及びRz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 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。なお、本防眩性フィルムが上記防眩層上に後述するような低屈折率層を有する場合、該低屈折率層の表面に形成された凹凸形状が上述したSm、θa、Ra及びRzの範囲を満たすことが好ましい。
このようなSm、θa、Ra、Rzは、例えば、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製により、以下の条件で測定して求めることができる。
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
本発明の防眩性フィルムは、全光線透過率が85%以上であることが好ましい。85%未満であると、本発明の防眩性フィルムを画像表示装置の表面に装着した場合において、色再現性や視認性を損なうおそれがある。上記全光線透過率は、90%以上であることがより好ましく、91%以上であることが更に好ましい。
なお、上記全光線透過率は、JIS K7361に従い、村上色彩技術研究所社製「HM−150」等で測定できる。
なお、上記全光線透過率は、JIS K7361に従い、村上色彩技術研究所社製「HM−150」等で測定できる。
また、本発明の防眩性フィルムは、ヘイズが15%未満であることが好ましい。上記防眩層は、含有する微粒子による内部拡散による内部ヘイズ及び最表面の凹凸形状による外部ヘイズからなってよく、内部拡散による内部ヘイズは、0%以上10%未満の範囲であることが好ましく、0%以上7%未満の範囲であることがより好ましく、0%以上5%未満の範囲であることが更に好ましい。最表面の外部ヘイズは、0%以上5%未満の範囲であることが好ましく、0%以上3%未満の範囲であることがより好ましく、0%以上1%未満の範囲であることが更に好ましい。なお、反射及び/又は透過において、1.0度以上2.5度未満の拡散角での強度を有する場合、上記内部ヘイズ及び/又は外部ヘイズは0%であることが最も好ましい。上記防眩層が、表面凹凸による拡散角が1.0度以上の拡散を有さないと防眩効果が見られず、内部拡散による拡散が1.0度以上の拡散を有さないと面ギラが強くなるためである。ここで、「1.0度以上2.5度未満の拡散角での強度を有する場合」とは、拡散角0度から2.4度まで0.1度毎の拡散光の強度を測定したときの総和に対する、拡散角1.0度から2.4度の拡散光の強度の総和が10%以上であることを言う。
なお、本発明の防眩性フィルムにおいて、上記シリカ微粒子としてフュームドシリカを用いることにより、上記防眩層の内部ヘイズ及び外部ヘイズをそれぞれ独立して制御することができる。例えば、フュームドシリカを用いることで、該フュームドシリカの平均粒子径が小さいために、内部ヘイズが発現せず、外部ヘイズのみを調整することができる。また、内部ヘイズの調整は、有機微粒子の屈折率とバインダー樹脂の屈折率との差を制御したり、バインダー樹脂のモノマーを有機微粒子に含浸させることで有機粒子界面の屈折率を変えることで調整することができる。なお、バインダー樹脂のモノマーを有機微粒子に含浸させると、有機微粒子界面での屈折率が傾斜し、有機微粒子による内部拡散における拡散角の大きな成分が生じることがなくなり、迷光の発生が抑制されるのでより好ましい。
上記ヘイズは、JIS K7136に従い、村上色彩技術研究所社製「HM−150」等で測定できる。
また、上記内部ヘイズは、以下のように求められる。
防眩性フィルムの防眩層の表面にある凹凸上に、表面凹凸を形成する樹脂と屈折率が等しいか屈折率差が0.02以下である樹脂をワイヤーバーで乾燥膜厚が8μm(完全に表面の凹凸形状がなくなり、表面が平坦とできる膜厚とする)となるように塗布し、70℃で1分間乾燥後、100mJ/cm2の紫外線を照射して硬化する。これによって、表面にある凹凸がつぶれ、平坦な表面となったフィルムが得られる。ただし、この凹凸形状を有する防眩層を形成する組成物中にレベリング剤等が入っていることで、上記防眩層の表面に塗布する樹脂がはじきやすく濡れにくいような場合は、あらかじめ防眩層の表面をケン化処理(2mol/LのNaOH(又はKOH)溶液で55℃、3分浸した後、水洗し、キムワイプ(登録商標)等で水滴を完全に除去した後、50℃オーブンで1分乾燥)により、親水処理を施すとよい。
この表面を平坦にしたフィルムは、表面凹凸をもたないので、内部ヘイズだけを持つ状態となっている。このフィルムのヘイズを、JIS K7136に従ってヘイズと同様な方法で測定することで、内部ヘイズを求めることができる。
また、上記外部ヘイズは、(ヘイズ−内部ヘイズ)として求めることができる。
なお、本発明の防眩性フィルムにおいて、上記シリカ微粒子としてフュームドシリカを用いることにより、上記防眩層の内部ヘイズ及び外部ヘイズをそれぞれ独立して制御することができる。例えば、フュームドシリカを用いることで、該フュームドシリカの平均粒子径が小さいために、内部ヘイズが発現せず、外部ヘイズのみを調整することができる。また、内部ヘイズの調整は、有機微粒子の屈折率とバインダー樹脂の屈折率との差を制御したり、バインダー樹脂のモノマーを有機微粒子に含浸させることで有機粒子界面の屈折率を変えることで調整することができる。なお、バインダー樹脂のモノマーを有機微粒子に含浸させると、有機微粒子界面での屈折率が傾斜し、有機微粒子による内部拡散における拡散角の大きな成分が生じることがなくなり、迷光の発生が抑制されるのでより好ましい。
上記ヘイズは、JIS K7136に従い、村上色彩技術研究所社製「HM−150」等で測定できる。
また、上記内部ヘイズは、以下のように求められる。
防眩性フィルムの防眩層の表面にある凹凸上に、表面凹凸を形成する樹脂と屈折率が等しいか屈折率差が0.02以下である樹脂をワイヤーバーで乾燥膜厚が8μm(完全に表面の凹凸形状がなくなり、表面が平坦とできる膜厚とする)となるように塗布し、70℃で1分間乾燥後、100mJ/cm2の紫外線を照射して硬化する。これによって、表面にある凹凸がつぶれ、平坦な表面となったフィルムが得られる。ただし、この凹凸形状を有する防眩層を形成する組成物中にレベリング剤等が入っていることで、上記防眩層の表面に塗布する樹脂がはじきやすく濡れにくいような場合は、あらかじめ防眩層の表面をケン化処理(2mol/LのNaOH(又はKOH)溶液で55℃、3分浸した後、水洗し、キムワイプ(登録商標)等で水滴を完全に除去した後、50℃オーブンで1分乾燥)により、親水処理を施すとよい。
この表面を平坦にしたフィルムは、表面凹凸をもたないので、内部ヘイズだけを持つ状態となっている。このフィルムのヘイズを、JIS K7136に従ってヘイズと同様な方法で測定することで、内部ヘイズを求めることができる。
また、上記外部ヘイズは、(ヘイズ−内部ヘイズ)として求めることができる。
また、本発明の防眩性フィルムは、白ぼけの発生をより好適に防止できることから、上記防眩層上に低屈折率層を有することが好ましい。
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)シリカ、フッ化マグネシウム等の低屈折率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)シリカ又はフッ化マグネシウム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低屈折率物質の薄膜等のいずれかで構成される。フッ素系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。
また、上述したシリカは、中空シリカ微粒子であることが好ましく、このような中空シリカ微粒子は、例えば、特開2005−099778号公報の実施例に記載の製造方法にて作製できる。
これらの低屈折率層は、その屈折率が1.45以下、特に1.42以下であることが好ましい。
また、低屈折率層の厚みは限定されないが、通常は30nm〜1μm程度の範囲内から適宜設定すれば良い。
また、上記低屈折率層は単層で効果が得られるが、より低い最低反射率、あるいはより高い最低反射率を調整する目的で、低屈折率層を2層以上設けることも適宜可能である。上記2層以上の低屈折率層を設ける場合、各々の低屈折率層の屈折率及び厚みに差異を設けることが好ましい。
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)シリカ、フッ化マグネシウム等の低屈折率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)シリカ又はフッ化マグネシウム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低屈折率物質の薄膜等のいずれかで構成される。フッ素系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。
また、上述したシリカは、中空シリカ微粒子であることが好ましく、このような中空シリカ微粒子は、例えば、特開2005−099778号公報の実施例に記載の製造方法にて作製できる。
これらの低屈折率層は、その屈折率が1.45以下、特に1.42以下であることが好ましい。
また、低屈折率層の厚みは限定されないが、通常は30nm〜1μm程度の範囲内から適宜設定すれば良い。
また、上記低屈折率層は単層で効果が得られるが、より低い最低反射率、あるいはより高い最低反射率を調整する目的で、低屈折率層を2層以上設けることも適宜可能である。上記2層以上の低屈折率層を設ける場合、各々の低屈折率層の屈折率及び厚みに差異を設けることが好ましい。
上記フッ素系樹脂としては、少なくとも分子中にフッ素原子を含む重合性化合物又はその重合体を用いることができる。重合性化合物としては特に限定されないが、例えば、電離放射線で硬化する官能基、熱硬化する極性基等の硬化反応性の基を有するものが好ましい。また、これらの反応性の基を同時に併せ持つ化合物でもよい。この重合性化合物に対し、重合体とは、上記のような反応性基などを一切もたないものである。
上記電離放射線で硬化する官能基を有する重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有するフッ素含有モノマーを広く用いることができる。より具体的には、フルオロオレフィン類(例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロブタジエン、パーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール等)を例示することができる。(メタ)アクリロイルオキシ基を有するものとしては、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチル(メタ)アクリレート、α−トリフルオロメタクリル酸メチル、α−トリフルオロメタクリル酸エチルのような、分子中にフッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物;分子中に、フッ素原子を少なくとも3個持つ炭素数1〜14のフルオロアルキル基、フルオロシクロアルキル基又はフルオロアルキレン基と、少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する含フッ素多官能(メタ)アクリル酸エステル化合物等もある。
上記熱硬化する極性基として好ましいのは、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基等の水素結合形成基である。これらは、塗膜との密着性だけでなく、シリカ等の無機超微粒子との親和性にも優れている。熱硬化性極性基を持つ重合性化合物としては、例えば、4−フルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体;フルオロエチレン−炭化水素系ビニルエーテル共重合体;エポキシ、ポリウレタン、セルロース、フェノール、ポリイミド等の各樹脂のフッ素変性品等が挙げられる。
上記電離放射線で硬化する官能基と熱硬化する極性基とを併せ持つ重合性化合物としては、アクリル又はメタクリル酸の部分及び完全フッ素化アルキル、アルケニル、アリールエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類、完全又は部分フッ素化ビニルエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルケトン類等を例示することができる。
上記電離放射線で硬化する官能基と熱硬化する極性基とを併せ持つ重合性化合物としては、アクリル又はメタクリル酸の部分及び完全フッ素化アルキル、アルケニル、アリールエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類、完全又は部分フッ素化ビニルエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルケトン類等を例示することができる。
また、フッ素系樹脂としては、例えば、次のようなものを挙げることができる。
上記電離放射線硬化性基を有する重合性化合物の含フッ素(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1種類含むモノマー又はモノマー混合物の重合体;上記含フッ素(メタ)アクリレート化合物の少なくとも1種類と、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートの如き分子中にフッ素原子を含まない(メタ)アクリレート化合物との共重合体;フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンのような含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体など。これらの共重合体にシリコーン成分を含有させたシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体も用いることができる。この場合のシリコーン成分としては、(ポリ)ジメチルシロキサン、(ポリ)ジエチルシロキサン、(ポリ)ジフェニルシロキサン、(ポリ)メチルフェニルシロキサン、アルキル変性(ポリ)ジメチルシロキサン、アゾ基含有(ポリ)ジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、アルキル・アラルキル変性シリコーン、フルオロシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、メチル水素シリコーン、シラノール基含有シリコーン、アルコキシ基含有シリコーン、フェノール基含有シリコーン、メタクリル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等が例示される。なかでも、ジメチルシロキサン構造を有するものが好ましい。
上記電離放射線硬化性基を有する重合性化合物の含フッ素(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1種類含むモノマー又はモノマー混合物の重合体;上記含フッ素(メタ)アクリレート化合物の少なくとも1種類と、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートの如き分子中にフッ素原子を含まない(メタ)アクリレート化合物との共重合体;フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンのような含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体など。これらの共重合体にシリコーン成分を含有させたシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体も用いることができる。この場合のシリコーン成分としては、(ポリ)ジメチルシロキサン、(ポリ)ジエチルシロキサン、(ポリ)ジフェニルシロキサン、(ポリ)メチルフェニルシロキサン、アルキル変性(ポリ)ジメチルシロキサン、アゾ基含有(ポリ)ジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、アルキル・アラルキル変性シリコーン、フルオロシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、メチル水素シリコーン、シラノール基含有シリコーン、アルコキシ基含有シリコーン、フェノール基含有シリコーン、メタクリル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等が例示される。なかでも、ジメチルシロキサン構造を有するものが好ましい。
更には、以下のような化合物からなる非重合体又は重合体も、フッ素系樹脂として用いることができる。すなわち、分子中に少なくとも1個のイソシアナト基を有する含フッ素化合物と、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基のようなイソシアナト基と反応する官能基を分子中に少なくとも1個有する化合物とを反応させて得られる化合物;フッ素含有ポリエーテルポリオール、フッ素含有アルキルポリオール、フッ素含有ポリエステルポリオール、フッ素含有ε−カプロラクトン変性ポリオールのようなフッ素含有ポリオールと、イソシアナト基を有する化合物とを反応させて得られる化合物等を用いることができる。
また、上記したフッ素原子を持つ重合性化合物や重合体とともに、上記防眩層に記載したような各バインダー樹脂を混合して使用することもできる。更に、反応性基等を硬化させるための硬化剤、塗工性を向上させたり、防汚性を付与させたりするために、各種添加剤、溶剤を適宜使用することができる。
上記低屈折率層の形成においては、低屈折率剤及び樹脂等を添加してなる低屈折率層用組成物の粘度を好ましい塗布性が得られる0.5〜5mPa・s(25℃)、好ましくは0.7〜3mPa・s(25℃)の範囲のものとすることが好ましい。可視光線の優れた反射防止層を実現でき、かつ、均一で塗布ムラのない薄膜を形成することができ、かつ、密着性に特に優れた低屈折率層を形成することができる。
樹脂の硬化手段は、上述した防眩層で説明したものと同様であってよい。硬化処理のために加熱手段が利用される場合には、加熱により、例えばラジカルを発生して重合性化合物の重合を開始させる熱重合開始剤がフッ素系樹脂組成物に添加されることが好ましい。
低屈折率層の層厚(nm)dAは、下記式(1):
dA=mλ/(4nA) (1)
(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)
を満たすものが好ましい。
dA=mλ/(4nA) (1)
(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)
を満たすものが好ましい。
また、本発明にあっては、低屈折率層は下記式(2):
120<nAdA<145 (2)
を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
120<nAdA<145 (2)
を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
本発明の防眩性フィルムは、また、本発明の効果が損なわれない範囲内で、必要に応じて他の層(帯電防止層、防汚層、接着剤層、他のハードコート層等)の1層又は2層以上を適宜形成することができる。なかでも、帯電防止層及び防汚層のうち少なくとも一層を有することが好ましい。これらの層は、公知の反射防止用積層体と同様のものを採用することもできる。
本発明の防眩性フィルムは、コントラスト比が80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。80%未満であると、本発明の防眩性フィルムをディスプレイ表面に装着した場合において、暗室コントラストに劣り視認性を損なう恐れがある。なお、本明細書における、上記コントラスト比は、以下の方法により測定された値である。すなわちバックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(サムスン社製 AMN−3244TP)を用い、該偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の輝度のLmaxを、クロスニコルに設置したときに通過する光の輝度のLminで割った値(Lmax/Lmin)をコントラストとし、防眩性フィルム(光透過性基材+防眩層等)のコントラスト(L1)を、光透過性基材のコントラスト(L2)で割った値(L1/L2)×100(%)をコントラスト比とする。
なお、上記輝度の測定は暗室下で行う。上記輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用い、色彩輝度計の測定角は、1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定する。また、バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が3600cd/m2になるように設置する。
なお、上記輝度の測定は暗室下で行う。上記輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用い、色彩輝度計の測定角は、1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定する。また、バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が3600cd/m2になるように設置する。
本発明の防眩性フィルムは、光透過性基材上に、例えば、シリカ微粒子、有機微粒子、バインダー樹脂のモノマー成分及び溶剤を含有する防眩層用組成物を使用して防眩層を形成することにより製造することができる。
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。
ただし、上記防眩層用組成物及び防眩層の形成方法、並びに、本発明の防眩性フィルムの製造方法は、上述した方法に限定されるものではない。
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。
ただし、上記防眩層用組成物及び防眩層の形成方法、並びに、本発明の防眩性フィルムの製造方法は、上述した方法に限定されるものではない。
本発明の防眩性フィルムは、偏光素子の表面に、本発明による防眩性フィルムを該防眩性フィルムにおける防眩層が存在する面と反対の面に設けることによって、偏光板とすることができる。このような偏光板もまた、本発明の一つである。
上記偏光素子としては特に限定されず、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等を使用することができる。上記偏光素子と本発明の防眩性フィルムとのラミネート処理においては、光透過性基材(トリアセチルセルロースフィルム)にケン化処理を行うことが好ましい。ケン化処理によって、接着性が良好になり帯電防止効果も得ることができる。
本発明は、上記防眩性フィルム又は上記偏光板を備えてなる画像表示装置でもある。
上記画像表示装置は、LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、タブレットPC、タッチパネル、電子ペーパー等の画像表示装置であってもよい。
上記画像表示装置は、LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、タブレットPC、タッチパネル、電子ペーパー等の画像表示装置であってもよい。
上記の代表的な例であるLCDは、透過性表示体と、上記透過性表示体を背面から照射する光源装置とを備えてなるものである。本発明の画像表示装置がLCDである場合、この透過性表示体の表面に、本発明の防眩性フィルム又は本発明の偏光板が形成されてなるものである。
本発明が上記防眩性フィルムを有する液晶表示装置の場合、光源装置の光源は防眩性フィルムの下側から照射される。なお、液晶表示素子と偏光板との間に、位相差板が挿入されてよい。この液晶表示装置の各層間には必要に応じて接着剤層が設けられてよい。
上記画像表示装置であるPDPは、表面ガラス基板(表面に電極を形成)と当該表面ガラス基板に対向して間に放電ガスが封入されて配置された背面ガラス基板(電極および、微小な溝を表面に形成し、溝内に赤、緑、青の蛍光体層を形成)とを備えてなるものである。本発明の画像表示装置がPDPである場合、上記表面ガラス基板の表面、又はその前面板(ガラス基板又はフィルム基板)に上述した防眩性フィルムを備えるものでもある。
上記画像表示装置は、電圧をかけると発光する硫化亜鉛、ジアミン類物質:発光体をガラス基板に蒸着し、基板にかける電圧を制御して表示を行うELD装置、又は、電気信号を光に変換し、人間の目に見える像を発生させるCRTなどの画像表示装置であってもよい。この場合、上記のような各表示装置の最表面又はその前面板の表面に上述した防眩性フィルムを備えるものである。
本発明の画像表示装置は、いずれの場合も、テレビジョン、コンピュータ、電子ペーパー、タッチパネル、タブレットPCなどのディスプレイ表示に使用することができる。特に、CRT、液晶パネル、PDP、ELD、FED、タッチパネルなどの高精細画像用ディスプレイの表面に好適に使用することができる。
本発明の防眩性フィルムは、上述した構成からなるものであるため、優れたハードコート性及び防眩性を維持しつつ、シンチレーション及び白ぼけの発生が充分に抑制され、その結果、高コントラストの表示画像を得ることができる防眩性フィルムとすることができる。
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)、電子ペーパー等に好適に適用することができる。
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)、電子ペーパー等に好適に適用することができる。
本発明の内容を下記の実施例により説明するが、本発明の内容はこれらの実施態様に限定して解釈されるものではない。特別に断りの無い限り、「部」及び「%」は質量基準である。
(実施例1)
光透過性基材(厚み60μmトリアセチルセルロース樹脂フィルム、富士フィルム社製、TD60UL)を準備し、該光透過性基材の片面に、下記に示した組成の防眩層用組成物を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.2m/sの流速で70℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が50mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、4μm厚み(硬化時)の防眩層を形成し、実施例1に係る防眩性フィルムを作製した。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製) 3質量部
フュームドシリカ(オクチルシラン処理;平均粒子径12nm、日本アエロジル社製) 1質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製) 60質量部
ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製) 40質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製) 5質量部
ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製) 0.025質量部
トルエン 105質量部
イソプロピルアルコール 30質量部
シクロヘキサノン 15質量部
なお、フュームドシリカは、オクチル基を有するシラン化合物(例えば、オクチルシラン)により、シラノール基をオクチルシリル基で置換して疎水化処理されたものである。
光透過性基材(厚み60μmトリアセチルセルロース樹脂フィルム、富士フィルム社製、TD60UL)を準備し、該光透過性基材の片面に、下記に示した組成の防眩層用組成物を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.2m/sの流速で70℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が50mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、4μm厚み(硬化時)の防眩層を形成し、実施例1に係る防眩性フィルムを作製した。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製) 3質量部
フュームドシリカ(オクチルシラン処理;平均粒子径12nm、日本アエロジル社製) 1質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製) 60質量部
ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製) 40質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製) 5質量部
ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製) 0.025質量部
トルエン 105質量部
イソプロピルアルコール 30質量部
シクロヘキサノン 15質量部
なお、フュームドシリカは、オクチル基を有するシラン化合物(例えば、オクチルシラン)により、シラノール基をオクチルシリル基で置換して疎水化処理されたものである。
(実施例2)
有機微粒子の配合量を8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、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を8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、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2に係る防眩性フィルムを製造した。
(実施例3)
有機微粒子の配合量を1質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例3に係る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、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例3に係る防眩性フィルムを製造した。
(実施例4)
フュームドシリカの配合量を2質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例4に係る防眩性フィルムを製造した。
フュームドシリカの配合量を2質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例4に係る防眩性フィルムを製造した。
(実施例5)
有機微粒子を(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製)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、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例5に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子を(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製)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、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例5に係る防眩性フィルムを製造した。
(実施例6)
防眩層用組成物として、下記に示した組成のものを用い、乾燥条件を0.2m/sの流速で50℃の乾燥空気を60秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることとした以外、実施例1と同様にして実施例6に係る防眩性フィルムを製造した。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製) 3質量部
フュームドシリカ(メチル処理(シラノール基をメチル基で置換して疎水化処理);平均粒子径12nm、日本アエロジル社製) 1質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製) 60質量部
ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製) 40質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製) 5質量部
ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製) 0.025質量部
トルエン 120質量部
イソプロピルアルコール 20質量部
シクロヘキサノン 20質量部
防眩層用組成物として、下記に示した組成のものを用い、乾燥条件を0.2m/sの流速で50℃の乾燥空気を60秒間流通させた後、さらに10m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させて乾燥させることとした以外、実施例1と同様にして実施例6に係る防眩性フィルムを製造した。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製) 3質量部
フュームドシリカ(メチル処理(シラノール基をメチル基で置換して疎水化処理);平均粒子径12nm、日本アエロジル社製) 1質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)(製品名:PETA、ダイセル・サイテック社製) 60質量部
ウレタンアクリレート(製品名:UV1700B、日本合成化学社製) 40質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製) 5質量部
ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製) 0.025質量部
トルエン 120質量部
イソプロピルアルコール 20質量部
シクロヘキサノン 20質量部
(比較例1)
フュームドシリカとしてメチル処理(シラノール基をメチル基で置換して疎水化処理)のものを用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1に係る防眩性フィルムを製造した。
フュームドシリカとしてメチル処理(シラノール基をメチル基で置換して疎水化処理)のものを用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1に係る防眩性フィルムを製造した。
(比較例2)
フュームドシリカを配合しない以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2に係る防眩性フィルムを製造した。
フュームドシリカを配合しない以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2に係る防眩性フィルムを製造した。
(比較例3)
フュームドシリカを配合せず、有機微粒子として親水化処理をしていないアクリル−スチレン共重合体粒子(平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)8質量部を用い、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)の代わりにペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製)を用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例3に係る防眩性フィルムを得た。
フュームドシリカを配合せず、有機微粒子として親水化処理をしていないアクリル−スチレン共重合体粒子(平均粒子径2.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)8質量部を用い、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)の代わりにペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製)を用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例3に係る防眩性フィルムを得た。
(比較例4)
有機微粒子の代わりにアルミノシリケート粒子(平均粒径2.0μm、屈折率1.50、水澤化学工業社製)を用い、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を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例4に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の代わりにアルミノシリケート粒子(平均粒径2.0μm、屈折率1.50、水澤化学工業社製)を用い、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を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例4に係る防眩性フィルムを製造した。
(比較例5)
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)の代わりにペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製)を用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例5に係る防眩性フィルムを製造した。
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)の代わりにペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(製品名:PETIA、ダイセル・サイテック社製)を用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例5に係る防眩性フィルムを製造した。
(参考例1)
有機微粒子として(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径1.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)を使用し、配合量を2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、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の防眩層の厚みを1.5μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例1に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子として(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径1.0μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)を使用し、配合量を2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、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の防眩層の厚みを1.5μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例1に係る防眩性フィルムを製造した。
(参考例2)
有機微粒子として(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径10μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)を使用し、配合量を8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、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の防眩層の厚みを13μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例2に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子として(親水化処理アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒子径10μm、屈折率1.55、積水化成品工業社製)を使用し、配合量を8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、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の防眩層の厚みを13μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例2に係る防眩性フィルムを製造した。
得られた実施例、比較例及び参考例に係る防眩性フィルムを下記項目について評価した。全ての結果を表1に示した。
(凹凸の平均間隔(Sm)、凹凸の算術平均粗さ(Ra)、凹凸部の平均傾斜角(θa)、十点平均粗さ(Rz))
JIS B 0601−1994に準拠して凹凸の平均間隔(Sm)、凹凸の算術平均粗さ(Ra)及び十点平均粗さ(Rz)を測定し、図1に示した方法で凹凸部の平均傾斜角(θa)を測定した。なお、上記Sm、Ra、θa及びRzの測定には、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製を用い、以下の条件で測定した。
(1)表面粗さ検出部の触針:
型番/SE2555N(2μ触針)、株式会社小坂研究所製
(先端曲率半径2μm/頂角:90度/材質:ダイヤモンド)
(2)表面粗さ測定器の測定条件:
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
なお、通常カットオフ値は0.8mmが使用されることが多いが、本発明においては、カットオフ値を2.5mmに設定して測定を行った。その理由として、本発明における表面に凹凸形状を有する防眩性フィルムの好ましい凹凸形状としては、上記に記載しているように、外光による反射を防ぎ、さらには、画像表示装置を黒表示にした状態での優れた艶黒感(画面表示における濡れたような艶のある黒色の再現性)を得ることができる凹凸形状である。すなわち、大きくなだらかな凹凸形状を有することが好ましく、この凹凸形状を測定するには、カットオフ値を2.5mmに設定して測定することが好ましいからである。
JIS B 0601−1994に準拠して凹凸の平均間隔(Sm)、凹凸の算術平均粗さ(Ra)及び十点平均粗さ(Rz)を測定し、図1に示した方法で凹凸部の平均傾斜角(θa)を測定した。なお、上記Sm、Ra、θa及びRzの測定には、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製を用い、以下の条件で測定した。
(1)表面粗さ検出部の触針:
型番/SE2555N(2μ触針)、株式会社小坂研究所製
(先端曲率半径2μm/頂角:90度/材質:ダイヤモンド)
(2)表面粗さ測定器の測定条件:
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
なお、通常カットオフ値は0.8mmが使用されることが多いが、本発明においては、カットオフ値を2.5mmに設定して測定を行った。その理由として、本発明における表面に凹凸形状を有する防眩性フィルムの好ましい凹凸形状としては、上記に記載しているように、外光による反射を防ぎ、さらには、画像表示装置を黒表示にした状態での優れた艶黒感(画面表示における濡れたような艶のある黒色の再現性)を得ることができる凹凸形状である。すなわち、大きくなだらかな凹凸形状を有することが好ましく、この凹凸形状を測定するには、カットオフ値を2.5mmに設定して測定することが好ましいからである。
(防眩性)
得られた防眩性フィルムの防眩性について、黒アクリル板、透明粘着、防眩性フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを明室環境下で目視にて、被験者15人により、観測者及び観測者の背景の映り込みが気にならない程度を下記の基準により評価した。観測者及び観測者の背景の映り込みが気にならない状態とは、観測者がいることは認められるが、その輪郭だけは不明瞭なぼやけた状態であり、背景にある物も存在は認められるが、輪郭や境界が不明瞭になっている状態である。また、背景に白い壁があった場合、白い壁が存在することは認められるが、白がぼやけた状態で、壁の境界線が不明瞭な状態である。このように、輪郭などがぼやけるだけで、観測者にとっては映り込みが気にならない状態となる。この防眩性は、従来の防眩性のように、観測者や背景が完全に映り込まない、完全にぼやけ、不明瞭になる状態とは異なる。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
得られた防眩性フィルムの防眩性について、黒アクリル板、透明粘着、防眩性フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを明室環境下で目視にて、被験者15人により、観測者及び観測者の背景の映り込みが気にならない程度を下記の基準により評価した。観測者及び観測者の背景の映り込みが気にならない状態とは、観測者がいることは認められるが、その輪郭だけは不明瞭なぼやけた状態であり、背景にある物も存在は認められるが、輪郭や境界が不明瞭になっている状態である。また、背景に白い壁があった場合、白い壁が存在することは認められるが、白がぼやけた状態で、壁の境界線が不明瞭な状態である。このように、輪郭などがぼやけるだけで、観測者にとっては映り込みが気にならない状態となる。この防眩性は、従来の防眩性のように、観測者や背景が完全に映り込まない、完全にぼやけ、不明瞭になる状態とは異なる。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
(白ぼけ評価)
得られた防眩性フィルムの白ぼけについて、黒アクリル板、透明粘着、防眩性フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを照度1000Lxの明室環境下にて30Wの三波長蛍光灯下(サンプル面に、45度の角度で照射)で15人の被験者により官能評価(サンプルから50cm程度上部、45度付近の前記蛍光灯が映り込まない箇所を目視観察し、白ぼけが無く黒く見えるかを評価)を行い、下記の基準により評価した。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
得られた防眩性フィルムの白ぼけについて、黒アクリル板、透明粘着、防眩性フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを照度1000Lxの明室環境下にて30Wの三波長蛍光灯下(サンプル面に、45度の角度で照射)で15人の被験者により官能評価(サンプルから50cm程度上部、45度付近の前記蛍光灯が映り込まない箇所を目視観察し、白ぼけが無く黒く見えるかを評価)を行い、下記の基準により評価した。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
(面ギラ評価)
得られた防眩性フィルムの面ギラについて、輝度1500cd/cm2のライトボックス、140ppiのブラックマトリクスガラス、防眩性フィルムの順に下から重ねた状態にし、30cm程度の距離から上下、左右様々な角度から、被験者15人が目視評価を行った。面ギラが気になるか否かを判定し、下記の基準により評価した。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
得られた防眩性フィルムの面ギラについて、輝度1500cd/cm2のライトボックス、140ppiのブラックマトリクスガラス、防眩性フィルムの順に下から重ねた状態にし、30cm程度の距離から上下、左右様々な角度から、被験者15人が目視評価を行った。面ギラが気になるか否かを判定し、下記の基準により評価した。
◎:良好と答えた人が10人以上
○:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
(コントラスト比)
コントラスト比の測定では、バックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(サムスン社製 AMN−3244TP)を用い、該偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の輝度のLmaxを、クロスニコルに設置したときに通過する光の輝度のLminで割ることで、防眩性フィルム(光透過性基材+防眩層)を最表面に載置したときのコントラスト(L1)と、光透過性基材のみを最表面に載置したときのコントラスト(L2)とを求め、(L1/L2)×100(%)を算出することでコントラスト比を算出した。
なお、輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用い、照度が5Lx以下の暗室環境下で行った。色彩輝度計の測定角は1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定した。バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が3600cd/m2になるように設置した。
◎:上記コントラスト比が90%以上
○:上記コントラスト比が80%以上90%未満
×:上記コントラスト比が80%未満
コントラスト比の測定では、バックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(サムスン社製 AMN−3244TP)を用い、該偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の輝度のLmaxを、クロスニコルに設置したときに通過する光の輝度のLminで割ることで、防眩性フィルム(光透過性基材+防眩層)を最表面に載置したときのコントラスト(L1)と、光透過性基材のみを最表面に載置したときのコントラスト(L2)とを求め、(L1/L2)×100(%)を算出することでコントラスト比を算出した。
なお、輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用い、照度が5Lx以下の暗室環境下で行った。色彩輝度計の測定角は1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定した。バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が3600cd/m2になるように設置した。
◎:上記コントラスト比が90%以上
○:上記コントラスト比が80%以上90%未満
×:上記コントラスト比が80%未満
(鉛筆硬度)
JIS K−5400に準拠して得られた防眩性フィルムの鉛筆硬度(ただし、500g荷重とした)を測定し、以下の基準により評価した。
○:鉛筆硬度が2H以上
×:鉛筆硬度が2H未満
なお、鉛筆硬度の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、4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、4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。
JIS K−5400に準拠して得られた防眩性フィルムの鉛筆硬度(ただし、500g荷重とした)を測定し、以下の基準により評価した。
○:鉛筆硬度が2H以上
×:鉛筆硬度が2H未満
なお、鉛筆硬度の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、4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、4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。
(割れ性)
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。
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。
表1より、実施例に係る防眩性フィルムは、全ての評価で良好な結果であったのに対し、比較例に係る防眩性フィルムは、全ての評価で良好な結果のものはなかった。
また、得られた防眩性フィルムを包埋樹脂にて包埋後、ミクロトームにて該防眩性フィルム面に垂直な方向に切断して厚さ70nmの切片を作製し、現れた防眩層断面を電子顕微鏡(STEM;S−4800、日立ハイテク社製)観察することで、防眩層に含有される微粒子の状態を確認したところ、実施例に係る防眩性フィルムの防眩層では、シリカ微粒子は、数珠状の凝集体を形成して防眩層中に粗密に含まれるとともに、有機微粒子の周囲に密に分布していた。また、有機微粒子は、シリカ微粒子の凝集体が表面に付着するとともに、該凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸しており、有機微粒子同士は凝集せず、ゆるやかに集まった状態で防眩層に含有されていた。なお、図2に、実施例1に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真、図3に、図2の拡大顕微鏡写真を示し、図4に、実施例2に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真、図5に、図4の拡大顕微鏡写真を示した。また、有機微粒子同士がゆるやかに集まった状態を示すため、図6に図4の縮小顕微鏡写真を示した。
一方、比較例1に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子が有機微粒子に付着しているものの、シリカ微粒子が粗密な状態で防眩層に含まれていないため、表面親水化処理された有機微粒子同士がゆるやかに集まることなく分散してしまい、防眩層の表面に凹凸が充分に形成されず、防眩性に劣るものであった。なお、図7に、比較例1に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真を示した。比較例2に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子が含まれておらず有機微粒子は、防眩層中で単分散状に分散しており、凹凸が充分に形成されず、防眩性に劣るものであった。比較例3に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子を用いずに有機微粒子により凹凸を形成させた防眩性フィルムであり、シリカ微粒子が含まれていないため、防眩層の表面の凹凸(凸部)の傾斜が急峻となり白ぼけ及びコントラスト比に劣るものであった。比較例4に係る防眩性フィルムは、有機微粒子を用いなかったため、粒子の凝集が過度に進み、大きな凸部を形成し、面ギラに劣るものであった。比較例5に係る防眩性フィルムは親水性樹脂を主とするバインダー樹脂を用いたため、有機微粒子の周りにシリカが密に分布せず、シリカ微粒子のみの凝集が大きくなった塊が凸部を形成し、面ギラが劣るものであった。
また、参考例1に係る防眩性フィルムは、好適な凹凸が形成されているものの、防眩層の膜厚が薄すぎたため、鉛筆硬度の評価に劣るものであった。参考例2に係る防眩性フィルムは、好適な凹凸が形成されているものの、防眩層の膜厚が厚すぎたため、割れ性の評価に劣るものであった。また、参考例2に係る防眩性フィルムは、実施例1に係る防眩性フィルムと比較して白ぼけの評価に劣っていた。これは、参考例1に係る防眩性フィルムは、防眩層の厚さに対する有機微粒子の平均粒子径が大きく、該有機微粒子の一部が防眩層の表面から突出していたため、該突出した有機微粒子で生じた拡散光が影響していたものと考えられる。
また、得られた防眩性フィルムを包埋樹脂にて包埋後、ミクロトームにて該防眩性フィルム面に垂直な方向に切断して厚さ70nmの切片を作製し、現れた防眩層断面を電子顕微鏡(STEM;S−4800、日立ハイテク社製)観察することで、防眩層に含有される微粒子の状態を確認したところ、実施例に係る防眩性フィルムの防眩層では、シリカ微粒子は、数珠状の凝集体を形成して防眩層中に粗密に含まれるとともに、有機微粒子の周囲に密に分布していた。また、有機微粒子は、シリカ微粒子の凝集体が表面に付着するとともに、該凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸しており、有機微粒子同士は凝集せず、ゆるやかに集まった状態で防眩層に含有されていた。なお、図2に、実施例1に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真、図3に、図2の拡大顕微鏡写真を示し、図4に、実施例2に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真、図5に、図4の拡大顕微鏡写真を示した。また、有機微粒子同士がゆるやかに集まった状態を示すため、図6に図4の縮小顕微鏡写真を示した。
一方、比較例1に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子が有機微粒子に付着しているものの、シリカ微粒子が粗密な状態で防眩層に含まれていないため、表面親水化処理された有機微粒子同士がゆるやかに集まることなく分散してしまい、防眩層の表面に凹凸が充分に形成されず、防眩性に劣るものであった。なお、図7に、比較例1に係る防眩性フィルムの断面電子顕微鏡写真を示した。比較例2に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子が含まれておらず有機微粒子は、防眩層中で単分散状に分散しており、凹凸が充分に形成されず、防眩性に劣るものであった。比較例3に係る防眩性フィルムは、シリカ微粒子を用いずに有機微粒子により凹凸を形成させた防眩性フィルムであり、シリカ微粒子が含まれていないため、防眩層の表面の凹凸(凸部)の傾斜が急峻となり白ぼけ及びコントラスト比に劣るものであった。比較例4に係る防眩性フィルムは、有機微粒子を用いなかったため、粒子の凝集が過度に進み、大きな凸部を形成し、面ギラに劣るものであった。比較例5に係る防眩性フィルムは親水性樹脂を主とするバインダー樹脂を用いたため、有機微粒子の周りにシリカが密に分布せず、シリカ微粒子のみの凝集が大きくなった塊が凸部を形成し、面ギラが劣るものであった。
また、参考例1に係る防眩性フィルムは、好適な凹凸が形成されているものの、防眩層の膜厚が薄すぎたため、鉛筆硬度の評価に劣るものであった。参考例2に係る防眩性フィルムは、好適な凹凸が形成されているものの、防眩層の膜厚が厚すぎたため、割れ性の評価に劣るものであった。また、参考例2に係る防眩性フィルムは、実施例1に係る防眩性フィルムと比較して白ぼけの評価に劣っていた。これは、参考例1に係る防眩性フィルムは、防眩層の厚さに対する有機微粒子の平均粒子径が大きく、該有機微粒子の一部が防眩層の表面から突出していたため、該突出した有機微粒子で生じた拡散光が影響していたものと考えられる。
実施例で得られた防眩性フィルムの防眩層の表面に、下記組成の低屈折率層用組成物を、乾燥後(40℃×1分)の膜厚が0.1μmとなるように塗布し、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて、照射線量100mJ/cm2で紫外線照射を行って硬化させて低屈折率層を製造する。得られた低屈折率層を備えた防眩性フィルムは、白ぼけの防止効果が更に優れたものである。
(低屈折率層用組成物)
中空シリカ微粒子(該シリカ微粒子の固形分:20質量%、溶液;メチルイソブチルケトン、平均粒径:50nm) 40質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(ダイセル・サイテック社製) 10質量部
重合開始剤(イルガキュア127;BASFジャパン社製) 0.35質量部
変性シリコーンオイル(X22164E;信越化学工業社製) 0.5質量部
MIBK 320質量部
PGMEA 161質量部
(低屈折率層用組成物)
中空シリカ微粒子(該シリカ微粒子の固形分:20質量%、溶液;メチルイソブチルケトン、平均粒径:50nm) 40質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(ダイセル・サイテック社製) 10質量部
重合開始剤(イルガキュア127;BASFジャパン社製) 0.35質量部
変性シリコーンオイル(X22164E;信越化学工業社製) 0.5質量部
MIBK 320質量部
PGMEA 161質量部
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)、タッチパネル、電子ペーパー、タブレットPC等に好適に適用することができる。
Claims (14)
- 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を有する防眩性フィルムであって、
前記防眩層は、シリカ微粒子、有機微粒子及びバインダー樹脂を含有し、
前記シリカ微粒子は、凝集体を形成して前記防眩層中に粗密に含有されたものを有し、
前記シリカ微粒子の凝集体は、前記有機微粒子の周囲に密に分布しており、該有機微粒子の周囲に密に分布したシリカ微粒子の凝集体の一部は、前記有機微粒子の表面に付着及び/又は前記凝集体を構成するシリカ微粒子のうちの一部が内部に含浸している
ことを特徴とする防眩性フィルム。 - 防眩層は、表面の凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の算術平均粗さをRaとし、凹凸の十点平均粗さをRzとしたとき、前記Sm、θa、Ra及びRzが以下の式を満たす請求項1記載の防眩性フィルム。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm - 防眩層の厚さが2.0〜7.0μmである請求項1又は2記載の防眩性フィルム。
- 有機微粒子の平均粒子径が、防眩層の厚さに対して20〜60%である請求項1、2又は3記載の防眩性フィルム。
- シリカ微粒子は、表面処理されている請求項1、2、3又は4記載の防眩性フィルム。
- シリカ微粒子の凝集体は、平均粒子径が100nm〜1μmである請求項1、2、3、4又は5記載の防眩性フィルム。
- バインダー樹脂は、分子中に水酸基を含まない多官能アクリレートモノマーを主材料とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の防眩性フィルム。
- 有機微粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる微粒子である請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の防眩性フィルム。
- 有機微粒子は、表面親水化処理されている請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の防眩性フィルム。
- 防眩層は、有機微粒子、シリカ微粒子、バインダー樹脂のモノマー成分及び溶剤を含有する防眩層用組成物を用いて形成されてなる請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の防眩性フィルム。
- 溶剤は、イソプロピルアルコールを含有する請求項10記載の防眩性フィルム。
- 溶剤中、イソプロピルアルコールの含有量が20質量%以上である請求項11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、8、9、10、11又は12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。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11若しくは12記載の防眩性フィルム、又は、請求項13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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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160802 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170214 |