JP3916174B2

JP3916174B2 - ノングレア層を有するシート

Info

Publication number: JP3916174B2
Application number: JP14233396A
Authority: JP
Inventors: 興一田中; 繁樹古橋; 照士高橋
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH09304603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防眩性、解像性に優れたノングレアシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示体の表面における外光の反射を低減する方法として表面に微細な凸凹を形成したいわゆるノングレアシートが広く用いられている。このノングレアシートは従来、透明合成樹脂シートの表面に微粉末固体を吹き付けて凸凹をつけるサンドブラスト方式や、凸凹状に加工したガラスや金型、ロールなどを用いて樹脂シートに凸凹状模様を転写するエンボス加工方式や、シリカなどの微粒子を紫外線硬化型樹脂組成物に含有させてフィルム上に塗布した後、紫外線を照射して凸凹を有する硬化皮膜を形成する方法等によって形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の例えばシリカ等の微粒子と紫外線硬化型樹脂組成物を用いてノングレア層を形成する場合、防眩性の制御は主に用いる微粒子の粒径と添加量によって行われているため、そのノングレアシートの光拡散性（ヘイズ値）および反射光の強さを示す正反射率はその粒径と添加量に左右されていた。このため、光拡散性を上げれば正反射率も低減するが、同時に解像性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
逆に、解像性を向上させようとすると、微粒子の添加量を減らさなけらばならず、その結果、光拡散性が低下し、正反射率が増加するため防眩効果が低下してしまい、光拡散性を維持したまま正反射率のみを低減させることは困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような状況に鑑みこれらの欠点を改善すべく鋭意検討した結果、平均粒径の標準偏差が異なる複数の種類の微粒子を含有するノングレア層と支持体層からなるノングレアシートを用いることにより、単一の微粒子を用いる場合と比べて、同じ光拡散性（ヘイズ値）でありながら、正反射率を低減し、防眩性と解像性に優れたノングレア層が得られることを新規に見出し、本発明に至った。即ち本発明は、
（１）平均粒径の標準偏差が異なる複数の種類の微粒子を含有するノングレア層と支持体層からなるノングレアシート、
（２）複数の種類の微粒子が、平均粒径の標準偏差が３．０μｍ以下の微粒子と該標準偏差が１．０μｍ以下の微粒子である（１）のノングレアシート、
（３）微粒子の平均粒径が０．５〜５．０μｍである（１）または（２）のノングレアシート、
（４）ノングレア層１００重量部に対して平均粒径の標準偏差が１．０〜２．０μｍの微粒子を０．０５〜２０重量部、該標準偏差が１．０μｍ未満の微粒子を０．５〜３０重量部含有していることを特徴とする（１）ないし（３）のノングレアシート、
（５）微粒子が珪素化合物または金属化合物または高分子化合物またはそれらの混合物であることを特徴とする（１）ないし（４）のノングレアシート、
【０００６】
（６）ノングレア層が、平均粒径の標準偏差が異なる複数の種類の微粒子を分散させた紫外線硬化型樹脂組成物の硬化皮膜の層である（１）ないし（５）のノングレアシート、
（７）ノングレア層の厚さが１〜１０μｍである（６）のノングレアシート、
（８）ノングレア層上にフッ素系樹脂層または多層反射防止膜が形成された（１）ないし（７）のノングレアシート、
（９）支持体層が透明なフィルムである（１）ないし（８）のノングレアシート、
（１０）支持体層が偏光板または楕円偏光板である（１）ないし（９）のノングレアシート、
（１１）（１）ないし（１０）のノングレアシートを用いた画像表示装置、
（１２）画像表示装置が液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置またはＣＲＴ表示装置である（１１）の画像表示装置、
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるノングレアシートは、平均粒径の標準偏差が異なる複数の種類の微粒子を含有するノングレア層と支持体層からなる。ノングレア層は表面に微細な凸凹を有し、外部より入射してくる光を拡散させることにより、観察者の眼に直接反射光が入り込んで眩しくなるのを低減する機能を有する。
【０００８】
本発明に用いられる粒径の粒度分布の異なる複数の種類の微粒子は少なくとも２種類の微粒子からなる。一方はその粒径の粒度分布の標準偏差が３．０μｍ以下、もう一方は平均粒径の標準偏差が１．０μｍ以下である微粒子であることが好ましい。該標準偏差が３．０μｍ以下の微粒子は、本発明のノングレアシートにおける光拡散性（ヘイズ値）を主に制御する機能を有し、その微粒子の平均粒径の標準偏差は、コールターカウンター法による値が３．０μｍ以下、好ましくは０．５〜２．０μｍ程度がよい。また、該標準偏差が１．０μｍ以下の微粒子は、本発明のノングレアシートにおいて主に正反射率を低減する機能を有し、その微粒子の平均粒径の標準偏差は、コールターカウンター法による値が１．０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下程度がよい。この平均粒径の標準偏差の異なる複数の種類の微粒子を用いることにより、同じ光拡散性でありながら、従来のノングレアシートに比べて、正反射率が低減されるため、防眩性と解像性が向上する。
【０００９】
また、用いる微粒子の粒径は、所望とする光拡散性や解像性などにより異なるが、コールターカウンター法による平均粒径が０．５〜５．０μｍ、より好ましくは０．５〜３．０μｍ程度がよい。その材質は透明性を有しているものが好ましく、シリカまたは金属化合物または高分子化合物が好適に用いられる。シリカとしては例えば、二酸化珪素の合成粒子が挙げられる。また、金属化合物としてはアルミナ、チタニア、ジルコニア等が挙げられる。また、高分子化合物としては、ポリメチル（メタ）アクリレート樹脂等が挙げられる。
【００１０】
また、その配合量は目的とする防眩性、解像性などにより異なるが、例えば紫外線硬化型樹脂組成物に該微粒子を分散させて本発明のノングレア層を形成する場合、紫外線硬化型樹脂組成物１００重量部に対して平均粒径の標準偏差が３．０μｍ以下の微粒子を０．０５〜２０重量部、より好ましくは０．１〜１０重量部程度がよく、もう一方の平均粒径の標準偏差が１．０μｍ以下の微粒子を０．１〜５０重量部、より好ましくは０．５〜３０重量部程度含有させるのがよい。この範囲を超えると、光拡散性が極端に増加、あるいは減少するため正反射率もそれに伴い減少、あるいは増加してしまい本発明の効果が顕著に現れなくなってしまう。尚、複数の種類の微粒子の使用割合は、所望する光拡散性及び正反射率により適宜定められる。
【００１１】
本発明におけるノングレア層を形成する方法は特に限定されず、従来の方法の任意の過程で微粒子を含有させることにより得ることができるが、製造上の容易性や、表面のハードコート性を考慮すると、紫外線硬化型樹脂組成物中に微粒子を分散させて、支持体層に塗布した後、紫外線によって硬化させることによりノングレア層を形成する方法が好ましい。
【００１２】
紫外線硬化型樹脂としては、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等のモノマーやオリゴマーに光重合開始剤を配合したものが好ましく用いられ、特に紫外線により硬化した皮膜が支持体との密着性に優れ、なおかつハードコート性を有するものが好ましい。そのようなものとしては例えば、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスルトールヘキサ（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、トリメチロールプロパントリ（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、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレートモノマーおよび２−ヒドルキキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルホリン、ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−シアノ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタム等の反応性モノマーおよび光重合開始剤を含有する紫外線硬化型樹脂組成物等が挙げられる。
【００１３】
本発明に用いる微粒子を紫外線硬化型樹脂組成物中に分散させるにあたり、表面処理剤や分散剤を用いることが可能である。表面処理剤としては例えば種々のカップリング剤が挙げられる。カップリング剤としては主にシランカップリング剤がある。また分散剤としては、例えば種々の界面活性剤が挙げられる。用いうる界面活性剤としては硫酸エステル系、モノカルボン酸系、ポリカルボン酸系等のアニオン系界面活性剤、高級脂肪族アミンの４級塩等のカチオン系界面活性剤、高級脂肪酸ポリエチレングリコールエステル系等のノニオン界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アマイドエステル結合を有する高分子界面活性剤などがある。
【００１４】
本発明におけるノングレア層の厚さは、作成上および使用上問題とならなければ特に限定されないが、１〜１０μｍ程度、好ましくは２〜５μｍ程度が良い。この範囲を超えると、例えば紫外線硬化型樹脂組成物と微粒子により、本発明のノングレアシートを作製する場合、硬化した樹脂層が厚くなりすぎることにより該微粒子がすべて樹脂中に埋没してしまい、光拡散性がなくなってしまう。
【００１５】
紫外線硬化型樹脂組成物を用いて、本発明におけるノングレア層を形成する場合、紫外線硬化型樹脂組成物に上記微粒子を分散させた混合分散液を、支持体上に均一な膜厚になるよう塗布した後、溶剤が混入している場合には溶剤を、好ましくは加熱により、除去し、紫外線を照射して該樹脂を硬化させることにより得ることができる。
【００１６】
混合分散液を塗布する方法は特に限定されないが、ノングレア層の特性を一定にするために均一な膜厚にすることが好ましい。そのような方法としては、ワイヤーバー方式、ディップコート方式、スピンコート方式、グラビア方式、マイクログラビア方式、ドクターブレード方式等種々の塗工方式を用いることができる。
【００１７】
本発明のノングレアシートにおいて、ノングレア層の上にさらに反射防止膜層として、例えば低屈折率のフッ素系樹脂層を形成することも可能であり、また二酸化珪素や金属化合物の薄膜を多数積層した多層反射防止膜を形成することも可能である。この多層反射防止膜上にさらにフッ素系樹脂層を形成してもよい。ノングレア層の上に光干渉効果によって反射光を低減するように光学設計された上記の層を設けることで、ノングレア層表面で拡散する反射光を低減し、透過光を増加させることができる。従って、表示体等に用いた場合、この効果により、より鮮明な、見やすい表示画面となり、好ましい。この反射防止膜層の層厚や多層反射防止膜の層の数は、使用する素材の屈折率により、適宜定められる。
【００１８】
本発明のノングレアシートにおいて、支持体層には、例えばプラスチック等があげられるが、特に制限はない。プラスチックとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化型樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース、ブチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂などがあげられる。液晶表示装置に使用する場合は、光学的に均質で等方性である透明なプラスチックが好ましく、またその屈折率は好ましくは１．３〜１．７５、より好ましくは１．４５〜１．６５程度のものがよい。このようなプラスチックとしては、例えばポリエステル樹脂、セルロース系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等のプラスチックが挙げられる。支持体部の厚みは軽量化の面から５０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍが良い。
【００１９】
また、支持体は偏光板や偏光板と位相差板を貼り合わせた楕円偏光板であっても良い。特に、偏光子（素膜）にトリアセチルセルロースなどの保護フィルムを貼り合わせた構造の偏光板の場合に、該保護フィルム上にノングレア層を形成することは、例えば、液晶表示装置に用いる場合、従来の液晶表示装置の製造工程に全く手を加えることなく本発明のノングレアシートを装着した液晶表示装置を製造できる点で好ましい。ここで使用するトリアセチルセルロースなどの保護フィルムの厚さは５０〜１００μｍ程度が好ましい。
【００２０】
本発明のノングレアシートを作成する場合、支持体層とノングレア層は密着させることが好ましく、その方法は特に限定されないが、例えば接着剤や粘着剤を用いる方法が挙げられる。また、紫外線硬化型樹脂組成物を含む分散液を用いる場合には、該樹脂硬化物と支持体との密着性が良ければ直接塗布しても良い。また、密着性が劣る場合には、該紫外線硬化樹脂組成物中に、支持体との密着性を向上させるような樹脂やシランカップリング剤等の各種カップリング剤を含有させることも可能である。そのようなものとしては例えば、偏光板の保護フィルムとして用いられるトリアセチルセルロースフィルム上に、該微粒子と紫外線硬化型樹脂組成物を含む分散液を用いて本発明のノングレアシートを形成する場合、該紫外線硬化型樹脂組成物中にセルロース系の樹脂を添加する方法が挙げられる。適宜定められた量のセルロース系樹脂を紫外線硬化型樹脂組成物中に添加することにより、高湿熱雰囲気下での密着性の低減を抑制することが出来る。
【００２１】
さらに、支持体層表面に表面処理、例えばコロナ放電処理やプラズマ放電処理などの電離放射線処理、または、シランカップリング剤の塗布等のアンカー処理を施すことも可能である。
【００２２】
本発明の画像表示装置としては、例えば液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙｔｕｂｅ）表示装置等の光学表示装置等があげられる。本発明のノングレアシートを画像表示装置に用いる場合、該ノングレアシートを画像表示装置の外光の反射が問題となる面に配置することが好ましい。そのような面としては例えば表示体の最前面が挙げられる。配置する方法は特に限定されないが例えば、表示体の最前面の表面に接着剤や粘着剤を用いて貼り合わせる方法が好ましい。
【００２３】
図１は本発明のノングレアシートの一実施例の部分断面図である。図１において、支持体層１の上にノングレア層２が形成されている。
【００２４】
図２は表示装置として本発明のノングレアシートを使用した液晶表示装置の一実施例の部分断面図である。本実施例の液晶表示装置は、液晶表示部と光源部からなり、光源装置は、バックライト１の上に拡散シート５とプリズムシート６が設置されたものである。バックライト１は、導光板２と反射シート４、その一端または中央に蛍光灯等の線状光源３を配置して構成されている。そして、線状光源３からの入射光が、導光板２を通して、一部は反射シート４に反射して出射面から出射して拡散シート５に入射し、拡散光となってプリズムシート６へ入射する。バックライト１は図２に示した構造のものに限らず、通常使用されている種々のものが使用できる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置は、この光源装置のプリズムシート６の上に液晶表示素子７が設置され、さらにその上に本発明のノングレアシートを有する偏光板９を設置したものである。液晶表示素子７は、例えば、スペーサーにより一定の間隔を隔てて設けられた２枚のガラス基板の間に液晶が充填され、さらに、この２枚の上下ガラス基板のそれぞれの外面には、本発明のノングレアシートを有する偏光板９および通常の偏光板８が設けられており、上部ガラス基板の内側と下部のガラス基板の内面にはそれぞれ内部電極が設けられている。内部電極は、微小な画素電極が多数縦横に配列されて構成されている。液晶表示素子７がカラー液晶表示素子である場合には、上部ガラス基板の内側にはカラーフィルター層と、このカラーフィルター層の外面に内部電極が設けられ、下部のガラス基板の内面には内部電極が設けられている。内部電極は、微小な画素電極が多数縦横に配列されて構成されている。また、カラーフィルター層は、赤、緑、青の３色の色フィルターを画素電極に対応して配列して、各々の画素を形成している。また、液晶表示素子の種類に特に制限はなくＴＦＴ型およびＳＴＮ型等種々のものが利用できる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例と比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
平均粒径１．４μｍ、平均粒径の標準偏差が１．３μｍのシリカ微粒子を１．２重量部および平均粒径２．２μｍ、平均粒径の標準偏差が０．８μｍのポリメチル（メタ）アクリレート樹脂１．２重量部からなる微粒子および光重合開始剤を含む紫外線硬化型のアクリル系樹脂１００重量部をトルエン中で高速撹拌して固形分２５重量％の分散液を調製し、それを膜厚８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムの片面に、マイクログラビア方式にて塗布し、トルエンを蒸発させて２．５ｇ／ｍ²の樹脂層（層の厚さは約２．５μｍ）を形成し、それを高圧水銀ランプにて８０Ｗ／ｃｍの光を照射して硬化させ、本発明のノングレアシートを得た。
【００２７】
次にこのノングレアシートをヘイズメータ（東京電色製）を用いてヘイズ値を、分光光度計（島津製作所製）を用いて、光源の入射角１５°における正反射率を測定した。その結果を表１に示した。
【００２８】
実施例２
平均粒径１．６μｍ、平均粒径の標準偏差が０．８μｍのシリカ微粒子１．０重量部、平均粒径１．０μｍ、平均粒径の標準偏差が０．５μｍのシリカ微粒子を１０．０重量部用いた以外は実施例１と同様の操作により本発明のノングレアシートを得た。このノングレアシートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００２９】
比較例１
平均粒径２．２μｍ、平均粒径の標準偏差が０．８μｍのポリメチル（メタ）アクリレート樹脂からなる微粒子を用いない以外は実施例１と同様の操作によりノングレアシートを得た。このノングレアシートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３０】
比較例２
平均粒径１．０μｍ、平均粒径の標準偏差が０．５μｍのシリカ微粒子を１０．０重量部用いない以外は実施例２と同様の操作によりノングレアシートを得た。このノングレアシートを実施例１と同様に評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１の結果から、本発明のノングレアシートは、比較例に比べて、同じヘイズ値でありながら正反射率が低くなっていることが判る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、平均粒径の標準偏差が異なる複数の微粒子を含有するノングレア層と支持体層からなるノングレアシートであって、このシートを用いることにより、防眩性、解像性に優れた偏光板や様々な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノングレアシートの構造図の一例。
【図２】本発明のノングレアシートを使用した液晶表示装置の一例の断面図。
【符号の説明】
図１
１：支持体層
２：ノングレア層
図２
１：バックライト部
２：導光板
３：蛍光灯
４：反射シート
５：拡散シート
６：プリズムシート
７：液晶表示素子
８：偏光板
９：本発明のノングレアシートを有する偏光板

Claims

コールターカウンター法による平均粒径が０．５〜３．０μｍで平均粒径の標準偏差が０．５〜２．０μｍであるシリカ微粒子とコールターカウンター法による平均粒径が０．５〜３．０μｍ（但しシリカ微粒子と同じ平均粒径ではない）で平均粒径の標準偏差が１．０μｍ以下（但しシリカ微粒子と同じ標準偏差ではない）であるポリメチル（メタ）アクリレート樹脂からなる微粒子とを含有するノングレア層と支持体層からなるノングレアシート。
ノングレア層上にフッ素系樹脂層または多層反射防止膜が形成された請求項１に記載のノングレアシート。
支持体層が透明なフィルムである請求項１又は２に記載のノングレアシート。
支持体層が偏光板または楕円偏光板である請求項１ないし３のいずれか一項に記載のノングレアシート。
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシートを有する画像表示装置。
画像表示装置が液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置またはＣＲＴ表示装置である請求項５の画像表示装置。