JP2016161834A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような防眩フィルムにおける防眩層は、通常、バインダー樹脂と、バインダー樹脂中に存在しかつ凹凸面を形成するための微粒子とを含んでいる。
ここで、液晶表示装置の輝度には、バックライト光源が直接的に関連しており、従来、液晶表示装置のバックライト光源としては、CCFL、EEFL、FFL、LED等が用いられており、LED光源は、CCFL光源に比べて応答速度が速く、色表現性が優れており、環境にやさしいということで採用が多くなっていた。
しかしながら、超精細な液晶表示装置の開発とともに、これまでよりも広い色域(国際規格、ITU−R勧告BT.2020)を満たす色表現が求められるところ、従来の白色LED光源(例えば、青色LEDと黄色蛍光体とを組み合わせたLED光源)を用いた液晶表示装置では、このような広色域の国際規格を充分にカバーすることはできなかった。
量子ドット(QD)とは、10億分の1メートルサイズの小さい粒子を意味する「ナノ(nano)」素材であり、量子サイズ効果によりバルク半導体とは異なる光学的特性を持つ。この量子ドットは、光を吸収して異なる波長の光を発生させることができ、サイズを調節することで、赤外から紫外の広い波長範囲の光を出すことができる。また、様々なサイズの量子ドットが共に存在するときに一つの波長で光を発するようにすると、様々な色を一度に出すこともできる。
この量子ドットを用いたQD光源では、従来の白色LED光源と比べて発光スペクトルの半値全幅(FWHM)が狭いため、色純度が高くカラーフィルターによる光ロスも少ない。また、量子ドットを用いたQD光源は、高い変換効率を有するため、高輝度、且つ広色域のバックライト光源となり得る。
50μm<Sm<600μm
0.02°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.10μm<Rz<2.00μm
ただし、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る。
また、上記微粒子は、有機微粒子及び/又は無機酸化物微粒子であることが好ましい。
C(0.25)−C(0.125)≧2% (1)
C(0.125)≧65% (2)
Ra(100)/Ra(100−1000)≦0.5 (3)
0.04μm≦Ra(100−1000)≦0.12μm (4)
また、上記Ra(100)が下記式(5)を満たすことが好ましい。
Ra(100)≦0.03μm (5)
以下に、本発明を詳細に説明する。
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、オリゴマー等も包含する概念である。
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、QD光源と表面フィルムとを備えた画像表示装置において、該表面フィルムの凹凸を設けた光学層を有さない以外は同様の構成とした画像表示装置の表示画面における輝度に対して、正面及び60°における輝度が所定の値以上となるように制御し、表面フィルムの凹凸を所定の形状とすることで、広色域及び高輝度とするとともに、ギラツキの発生を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
図1に示したように、液晶表示装置10は、液晶セル11、カラーフィルター12、偏光板13及び表面フィルム14がこの順序で配置された構成を有する。
また、図1には示していないが、液晶表示措置10は、液晶セル11のカラーフィルター12と反対側にバックライト光源を有するものであり、更に、液晶セル11は、2つの偏光板で挟持された構造であってもよく、この場合、液晶セル11のカラーフィルター12と反対側面に偏光板13と同構成の偏光板が設けられることとなるが、これら2つの偏光板は、通常、互いの吸収軸が90°(クロスニコル)となるよう配設される。
図2は、上記量子ドットを含有する光透過層を含むバックライト光源の一例を模式的に示す断面図である。
図2に示したように、上記バックライト光源は、光源部20と光透過層200とから構成されており、光源部20は、フレーム21と該フレーム21の光透過層200面上に設けられた凹部に青色LED22が実装されており、光透過層200は、バインダー樹脂210中に量子ドット(赤色量子ドット220及び緑色量子ドット230)が分散されている。なお、光源部20の青色LED22から放出された青色光は、光透過層200を透過することで白色光に変換される。
また、上記量子ドットは、通常、中心体と該中心体を被覆する殻で構成され、該殻の外表面に高分子コーティングされた構成を有する。
上記量子ドットの中心体及び殻としては特に限定されず、例えば、CdSe、CdTe、CdS、ZnO、ZnS、ZnSe、InP、PbSe等が挙げられる。
また、量子ドットの形状としては特に限定されず、例えば、球状、棒状、円盤状、その他の形状(例えば、断面形状が三角形、四角形又は楕円形となる形状等)が挙げられる。
なお、上記量子ドットの平均粒径は、上記光透過層の断面TEM又はSTEM観察にて測定された20個の量子ドットの粒径を平均した値である。
上記光透過層は、例えば、上述した量子ドット及びバインダー樹脂のモノマー成分に、必要に応じて公知の溶剤及び光重合開始剤等を添加した光透過層用組成物を調製し、該光透過層用組成物を、公知の方法で塗布、乾燥、硬化させることで製造することができる。
上述したように、本発明の画像表示装置は、バックライト光源が上記量子ドットを含有する光透過層を有するため、高輝度及び高色域化を図ることができる。
このような表面フィルムとしては、光透過性基材上に表面に凹凸形状を有する光学層が積層された構成を有する。上記凹凸形状を有する光学層は防眩層として機能し、本発明の画像表示装置に、表示画面に観察者及び観察者の背景等の映り込みを抑制する防眩性を付与することができる。
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。
上記光透過性基材は、その上に上記光学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。
50μm<Sm<600μm
0.02°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.10μm<Rz<2.00μm
100μm<Sm<400μm
0.02°<θa<1.0°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
上記光学層の表面の凹凸形状は、更に好ましくは、下記式を満たすことである。
120μm<Sm<300μm
0.04°<θa<0.5°
0.02μm<Ra<0.10μm
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4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。
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等により下記の条件にて測定することができる。
(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):0.8mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):4.0mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
予備長さ:(カットオフ値λc)×2
上記バインダー樹脂は、光重合性化合物の重合物(架橋物)の他、溶剤乾燥型樹脂や熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。
上記光重合性化合物は、光重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。なお、本明細書における、「光重合性官能基」とは、光照射により重合反応し得る官能基である。
このような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、アリル基等のエチレン性二重結合を含む官能基が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」及び「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。
また、上記光重合性化合物を重合する際に照射される光としては、可視光線、並びに、紫外線、X線、電子線、α線、β線及びγ線のような電離放射線が挙げられる。
上記光重合性化合物としては、光重合性モノマーと、光重合性オリゴマー又は光重合性ポリマーとの組み合わせが好ましい。
上記2官能以上のモノマーとしては、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、ジプロピレングリコールジ(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、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、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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートや、これらをPO、EO等で変性したものが挙げられる。
これらの中でも硬度が高い光学層を得る観点から、上記光重合性モノマーとしては、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、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テトラアクリレート(PETTA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)等が好ましい。
上記光重合性オリゴマーとしては、例えば、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なかでも、上記光重合性オリゴマーとしては、2官能以上の多官能オリゴマーが好ましく、光重合性官能基が3つ(3官能)以上の多官能オリゴマーがより好ましい。
上記光重合性ポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル−ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記光学層が緩やかな凝集体により形成されている場合、膜厚を調整することによって緩やかな凝集体の大きさを調整することも可能である。すなわち、膜厚が大きいと緩やかな凝集体の大きさがより大きくなりやすい。それにより、凹凸の大きさをより大きく、凹凸の間隔をより広くすることができる。
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であり、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ることができる。具体的には、例えば、四塩化ケイ素(SiCl4)等のケイ素化合物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。上記フュームドシリカの市販品としては、例えば、日本アエロジル社製のAEROSIL R805等が挙げられる。
疎水性のフュームドシリカは、フュームドシリカの表面に存在するシラノール基に上記のような表面処理剤を化学的に反応させることにより得ることができる。上記のような凝集体を容易に得るという観点からは、フュームドシリカはオクチルシラン処理されていることが最も好ましい。
C(0.25)−C(0.125)≧2% (1)
C(0.125)≧65% (2)
まず、上記表面フィルムにおいて、防眩性を得るために、光学層の表面に凹凸形状を形成するが、この凹凸形状における凹凸がレンズのように作用してしまうことがある(レンズ効果)。そして、このようなレンズ効果が生じると、液晶表示装置の画素を仕切るブラックマトリクスや画素からの透過光がランダムに強調されてしまい、これによりギラツキが生じるものと考えられる。透過像鮮明度が低い表面フィルムは、透過像鮮明度が高い表面フィルムよりも、レンズとして作用する凹凸が多くなり、ギラツキが悪化する傾向があると考えられる。この点について、本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、具体的には、C(0.125)の値が65%未満であると、レンズとして作用する凹凸が多くなり過ぎてしまい、ギラツキが悪化してしまう。また、本発明者らがさらに鋭意研究を重ねたところ、理由は定かではないが、C(0.25)の値とC(0.125)の値の差が小さい表面フィルムは、この差が大きい表面フィルムよりも、レンズ効果が強くなり、ギラツキが悪化する傾向があることを見出した。具体的には、C(0.25)の値とC(0.125)の値の差が2%未満であると、レンズ効果が強くなり過ぎてしまい、ギラツキが悪化してしまう。このようなことから、表面フィルムが、上記式(1)及び(2)を満たすことが好ましいとしている。なお、通常、当業者であれば、ギラツキを抑制する観点からは、C(0.25)の値とC(0.125)の値の差は小さい方がよく、この差が大きいと、ギラツキが悪化すると予測する。このことは、例えば、特開2010−269504号公報によっても裏付けられている。この公報には、ギラツキを抑制する観点から、0.125mmの光学くしを用いた透過像鮮明度と2.0mmの光学くしを用いた透過像鮮明度の比を0.70以上とすること、及び、この比を好ましくは0.80以上0.93以下とすることが記載されている。すなわち、この公報においては、0.25mmの光学くしを用いていないが、上記比は0.70以上より0.80以上である方が好ましいと記載されているので、0.125mmの光学くしを用いた透過像鮮明度と2.0mmの光学くしを用いた透過像鮮明度との差は小さい方が好ましいという方向性を示している。
これに対し、この予測とは逆に、本発明においては、ギラツキを抑制するために、C(0.25)の値とC(0.125)の値との差が2%以上であることを好ましい範囲にしている。したがって、上記(1)及び(2)を満たす表面フィルムは、従来の防眩性を付与された表面フィルムの技術水準に照らして、予測され得る範囲を超えたものであると言える。
C(n)={(M−m)/(M+m)}×100(%) (A)
上記式(A)中、C(n)は、光学くしの幅n(mm)のときの透過像鮮明度(%)、Mは光学くしの幅n(mm)のときの最高光量であり、mは光学くしの幅n(mm)のときの最低光量である。
Ra(100)/Ra(100−1000)≦0.5 (3)
0.04μm≦Ra(100−1000)≦0.12μm (4)
Ra(100)≦0.03μm (5)
まず、上記光透過性基材の表面に、以下の光学層用組成物を塗布する。
上記光学層用組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート、ディップ法、スプレー法、スライドコート法、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ダイコート法等の公知の塗布方法が挙げられる。
このような溶剤としては、例えば、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、PGME、エチレングリコール)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、シクロヘプタノン、ジエチルケトン等)、エーテル類(1,4−ジオキサン、ジオキソラン、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(蟻酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等)、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。
このような重合開始剤は、光照射によりラジカル重合を開始させる物質を放出することが可能であれば特に限定されず、従来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。
例えば、乾燥温度を低く、及び/又は、乾燥風速を小さくすることで、乾燥速度を遅くすることにより、微粒子がより凝集しやすくなるため、凹凸が大きくかつ凹凸の間隔が広い形状としやすくすることができる。
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微粒子の分布状態を所望の状態に調整することができる。
具体的には、例えば、光重合性化合物、溶剤乾燥型樹脂、及び、微粒子を含む光学層用組成物を用いて、上記と同様の方法により偏光板保護フィルム上に光学層用組成物の塗膜を形成し、上記と同様に光学層用組成物を硬化させる。
上記バインダー樹脂を形成する材料として、光重合性化合物と溶剤乾燥型樹脂とを併用した場合、光重合性化合物のみを用いた場合に比べて粘度を上昇させることができ、また、硬化収縮(重合収縮)を少なくすることができるので、乾燥時及び硬化時に、光学層の凹凸面が微粒子の形状に追随することなく形成され、特異な凹凸面を形成することができる。ただし、光学層の凹凸面の凹凸形状は、光学層の膜厚等の影響を受けるので、このような方法で光学層を形成する場合であっても、光学層の膜厚等を適宜調整する必要があることは言うまでもない。
上記下地凹凸層は、光学層であってもよい。
上記表面調整層は、上記下地凹凸層の表面に存在する微細な凹凸を埋めて、滑らかな凹凸面を得るため、及び/又は、凹凸層の表面に存在する凹凸の間隔、大きさ等を調整するための層である。上記表面調整層は、表面が凹凸面となっており、該表面調整層の凹凸面が特異な凹凸面となっている。ただし、光学層が多層構造の場合には、製造工程が複雑となり、また製造工程の管理が1層構造の場合に比べて困難となるおそれがあるので、光学層は1層構造が好ましい。
そして、この塗膜を乾燥した後に、塗膜に紫外線等の光を照射して、光重合性化合物を重合(架橋)させることにより下地凹凸層用組成物を硬化させて、下地凹凸層を形成する。
その後、下地凹凸層上に、表面調整層用組成物を塗布し、表面調整層用組成物の塗膜を形成する。そして、この塗膜を乾燥した後、塗膜に紫外線等の光を照射して、光重合性化合物を重合(架橋)させることにより表面調整層用組成物を硬化させて、表面調整層を形成する。これにより、緩やかな凝集体を形成する微粒子を用いなくとも、特異な凹凸面を有する光学層を形成することができる。ただし、光学層の凹凸面の凹凸形状は、塗膜の乾燥条件、並びに、下地凹凸層及び表面調整層の膜厚等によっても影響を受けるので、このような方法で光学層を形成する場合であっても、塗膜の乾燥条件および下地凹凸層及び表面調整層の膜厚等を適宜調整する必要があることは言うまでもない。
このような液晶表示装置の表示画像は、上記バックライト光源から照射された光が上記カラーフィルターを透過することでカラー表示される。
上記凹凸層としては、上述したバインダー樹脂及び微粒子を含んでなる光学層と同様のもの組成及び方法で形成されたものが挙げられる。
上記低屈折率層は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が表面フィルム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、上述した光学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。
dA=mλ/(4nA) (B)
(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。
120<nAdA<145 (C)
を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
まず、下記に示す組成となるように各成分を配合して、光学層用組成物を得た。
(光学層用組成物1)
シリカ微粒子(オクチルシラン処理フュームドシリカ、平均一次粒子径12nm、日本アエロジル社製) 0.5質量部
シリカ微粒子(メチルシラン処理フュームドシリカ、平均一次粒子径12nm、日本アエロジル社製) 0.2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) 50質量部
ウレタンアクリレート(製品名「V−4000BA」、DIC社製) 50質量部
重合開始剤(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(製品名「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 70質量部
イソプロピルアルコール 40質量部
シクロヘキサノン 40質量部
有機微粒子(球状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
シリカ微粒子(オクチルシラン処理フュームドシリカ、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、重量平均分子量2000、官能基数10) 40質量部
重合開始剤(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
有機微粒子(球状アクリル=スチレン共重合体粒子、粒径3.5μ、屈折率1.56、綜研化学社製) 7質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(製品名「KAYARAD−PET−30」、日本化薬社製) 30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、重量平均分子量2000、官能基数10) 70質量部
重合開始剤(イルガキュア184、BASFジャパン社製) 3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 145質量部
シクロヘキサノン 60質量部
無機微粒子(ゲル法不定形シリカ、疎水処理、平均粒子径(レーザー回折散乱法)4.1μm、富士シリシア化学社製) 14質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(製品名「KAYARAD−PET−30」、日本化薬社製) 100質量部
重合開始剤(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) 0.2質量部
トルエン 150質量部
MIBK 35質量部
次に、下記に示す組成となるように各成分を配合して、低屈折率層用組成物を得た。
中空シリカ微粒子(中空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)(製品名:PETIA、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
メチルイソブチルケトン(MIBK) 320質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA) 161質量部
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、光学層用組成物1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50℃の乾燥空気を15秒間流通させた後、更に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、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて積算光量が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、4.0μm厚み(硬化時)の防眩性能を有する光学層を形成した。
次いで、光学層の表面に、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、窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて、積算光量100mJ/cm2で紫外線照射を行って硬化させて低屈折率層を形成して表面フィルム1を作製した。
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、光学層用組成物2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50℃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、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)下にて積算光量が100mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、6.0μm厚み(硬化時)の光学層を形成し、表面フィルム2を作製した。
表面フィルム3においては、光学層用組成物2に代えて光学層用組成物3を用い、かつ、光学層の硬化時の厚みを5.0μmとした以外は、表面フィルム2と同様にして、表面フィルム3を作製した。
表面フィルム4においては、光学層用組成物2に代えて光学層用組成物4を用い、かつ、光学層の硬化時の厚みを2.0μmとした以外は、表面フィルム2と同様にして、表面フィルム4を作製した。
液晶表示装置として、バックライト光源にQD光源を備えた液晶表示装置(KDL40W920A SONY社製)を用いた。
得られた表面フィルムの面ギラについて、輝度1500cd/m2のライトボックス、200ppiのブラックマトリクスガラス、表面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
得られた液晶表示装置において、全画面白表示させ、表示画面の1m離れた距離からの正面輝度(表示画面の法線方向から測定される輝度)、左右60度方向の輝度を、輝度計(BM−5A トプコン製)を用いて測定した。
得られた表面フィルムにおいて、Sm、θa、RaおよびRzを、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):0.8mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):4.0mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
予備長さ:(カットオフ値λc)×2
得られた表面フィルムにおいて、以下のようにして透過像鮮明度を測定した。まず、写像性測定器(型番:ICM−1T、スガ試験機社製)を用意した。そして、各表面フィルムを、光透過性基材側が写像性測定器の光源側となるように設置して、JIS K7374の透過法による像鮮明度の測定法に準拠して、透過像鮮明度を測定した。光学くしとしては、0.125mm幅、0.25mm幅のものを用いた。そして、0.25mm幅の光学くしを用いて測定された透過像鮮明度(C(0.25))と0.125mm幅の光学くしを用いて測定された透過像鮮明度(C(0.125))との差(C(0.25)−C(0.125))を求めた。また、参考のため、0.5mm幅、1.0mm幅、2.0mm幅の光学くしを用いて、上記と同様に各表面フィルムの透過像鮮明度を測定した。
得られた各表面フィルムの光学層が形成されている面とは反対側の面に、透明粘着剤を介して、ガラス板に貼付してサンプルとし、白色干渉顕微鏡(New View6300、Zygo社製)を用いて、以下の条件にて、各表面フィルムの表面形状の測定・解析を行った。なお、解析ソフトにはMetroPro ver8.3.2のAdvanced Texture Applicationを用いた。
対物レンズ:50倍
Zoom:0.5倍
測定領域:1.62mm×1.62mm
解像度(1点当たりの間隔):1.76μm
Removed:Plane
High FFT Filter:Fixed
Low FFT Filter:Fixed
High Filter Wavelen:100μm
Low Filter Wavelen:1000μm
以上の条件で、カットオフ値100μmと1000μmのフィルタが設定される。
Remove spikes:on
Spike Height(xRMS):2.5
以上の条件で、スパイク状のノイズを除去できる。
次に、上記解析ソフト(MetroPro ver8.3.2−Advanced Texture Application)にてThree Band Mapを表示させた。表示画面の「High Band」におけるRaがRa(100)に相当し、「Mid Band」におけるRaがRa(100−1000)に相当する。
得られた表面フィルムにおいて、以下のようにして、全ヘイズ、内部ヘイズを測定した。まず、ヘイズメーター(HM−150、村上色彩技術研究所製)を用いて、JIS K7136に従って表面フィルムの全ヘイズ値を測定した。その後、表面フィルムの光透過性基材側とは反対側の表面に、透明光学粘着層を介してトリアセチルセルロース基材(富士フイルム社製、TD60UL)を貼り付けた。これによって、凹凸面の凹凸形状が潰れ、表面フィルムの表面が平坦になった。この状態で、ヘイズメーター(HM−150、村上色彩技術研究所製)を用いて、JIS K7136に従ってヘイズ値を測定して内部ヘイズ値を求めた。
一方、光学層表面の凹凸が所定の形状ではない比較例1では、θa、Ra及びRzが高すぎるために、正透過光の減少に伴い、輝度が悪化し、ギラツキの発生を抑制することもできなかった。
また、バックライト光源にQD光源を備えた液晶表示装置を用いたため、いずれの液晶表示装置においても高色域化を図ることができた。
11 液晶セル
12 カラーフィルター
13 偏光板
14 表面フィルム
20 光源部
21 フレーム
22 青色LED
100 透過像鮮明度測定装置
101 光源
102 スリット
103、104 レンズ
105 光学くし
106 受光器
107 表面フィルム
200 光透過層
210 バインダー樹脂
220 赤色量子ドット
230 緑色量子ドット
Claims (7)
- バックライト光源と表面フィルムとを有する画像表示装置であって、
前記バックライト光源は、量子ドットを含有する光透過層を含み、
前記表面フィルムは、光透過性基材と表面に凹凸形状を有する光学層とを有し、
前記光学層を有さない状態での輝度を100%としたとき、前記画像表示装置は、正面の輝度が90%以上であり、60°における輝度が70%以上であり、
前記光学層の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、下記式を満たす
ことを特徴とする画像表示装置。
50μm<Sm<600μm
0.02°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.10μm<Rz<2.00μm - 光学層は、バインダー樹脂と微粒子とを含む請求項1記載の画像表示装置。
- 微粒子は、有機微粒子及び/又は無機酸化物微粒子である請求項2記載の画像表示装置。
- 表面フィルムは、0.125mm幅の光学くしを用いて測定される透過像鮮明度をC(0.125)とし、0.25mm幅の光学くしを用いて測定される透過像鮮明度をC(0.25)としたとき、下記式(1)及び式(2)を満たす請求項1、2又は3記載の画像表示装置。
C(0.25)−C(0.125)≧2% (1)
C(0.125)≧65% (2) - 表面フィルムは、長波長カットオフ波長を100μmとしたときの前記表面フィルムの表面の算術平均粗さをRa(100)[μm]とし、短波長カットオフ波長を100μmとし、かつ、長波長カットオフ波長を1000μmとしたときの前記表面フィルムの表面の算術平均粗さをRa(100−1000)[μm]としたとき、下記式(3)及び式(4)を満たす請求項1、2、3又は4記載の画像表示装置。
Ra(100)/Ra(100−1000)≦0.5 (3)
0.04μm≦Ra(100−1000)≦0.12μm (4) - Ra(100)が下記式(5)を満たす請求項5記載の画像表示装置。
Ra(100)≦0.03μm (5) - 表面フィルムは、全ヘイズ値が0%以上1%以下であり、内部ヘイズ値が実質的に0%である請求項1、2、3、4、5又は6記載の画像表示装置。
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