JP4187186B2

JP4187186B2 - 防眩フィルム

Info

Publication number: JP4187186B2
Application number: JP2002065675A
Authority: JP
Inventors: 明人荻野; 潤一早川; 三千正森屋; 栄史郎野田
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-03-11
Also published as: JP2003260748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ノートパソコン、パソコン用モニタ、テレビ等の各種ディスプレーの表面等に用いることのできる防眩フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノートパソコン、液晶モニタなどのディスプレーは、その表面の表面保護基材を通して画像を認識するようになっている。それらのディスプレーは本体内部にバックライトを用いるか、または外部の光を利用して視認性を向上させている。
これらのディスプレーは内部から発する光や外光の映り込みを軽減し、画像の視認性を向上するため、表面保護フィルムに防眩処理を施すか、または屈折率を調整した薄膜を形成して光学的に反射を防止することが一般的である。防眩処理は、二酸化珪素等の顔料を含む樹脂を塗工する方法やエンボス処理により表面に凹凸をつける方法が知られている。光学的に反射を防止する方法は、フィルム表面に高屈折率材料と低屈折率材料の薄膜を交互に形成して、多層薄膜とし、光の干渉により反射を防止する。薄膜の形成方法として、ドライ法とウエット法がある。ドライ法は真空蒸着、スパッタリング等で、一般的に、高屈折率材料として酸化ジルコニウム、酸化チタンなどが用いられ、低屈折率材料としてフッ化マグネシウム、二酸化珪素などが用いられている。ウエット法はアルコキシ金属を塗工して、ゾルゲル反応により酸化金属薄膜を形成する方法、フッ素樹脂を塗工する方法などが行われている。
【０００３】
エンボス処理では膜厚数μｍの塗膜表面に凹凸を形成することに限界があり、十分な防眩性を得ることが難しい。
また、光学的に反射を防止する場合、真空蒸着、スパッタリングなどのドライ法はそのための装置が必要となり、ランニングコストも高い。ウェット法は形成する薄膜に強度をもたせることが困難であるため、耐擦傷性が劣るという問題があった。
【０００４】
このような表面保護フィルムにおいて、顔料を含んだ樹脂で防眩処理を行う場合は、表面の凹凸を大きくして表面での光散乱を大きくするとフィルム自身が白くみえ、黒色の表示部が白く見える問題と、顔料の影響で画像のちらつく問題が生じる。また、これらの視認性を得るために表面での光散乱を小さくすると、防眩性が不十分になり、視認性と防眩性の両者を同時に満たすことは困難であった。
このような問題を解決するために、特定の微粒子を含有する防眩層を設けたフィルムが開示されている。例えば、防眩層を特定の屈折率を有する微粒子と樹脂とにより構成したり（特開平６−１８７０６）、防眩層を２種以上の透光性微粒子と樹脂とにより構成し、これらの間の屈折率の差を規定する（特開２００１−１８０６１１）等の方法が試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような従来の防眩性フィルムに比べ、透明性、防眩性に優れ、ディスプレーの視認性を向上させ、かつ耐擦傷性に優れ、安価で製造することができる表面保護フィルムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
透明フィルム上に、形状と粒径の異なる２種類の微粒子を含む塗膜を形成することで、前記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、透明フィルム上に、２種の微粒子及び樹脂から成る防眩層を設けてなる防眩フィルムであって、第１種の微粒子は球形であり、その平均径が１〜１０μｍであって、その量が該樹脂に対して５〜３０重量％であり、第２種の微粒子は不定形であり、その平均径が５μｍ以下であって、その量が該樹脂に対して１０重量％以下であり、かつ該防眩層の厚さが該第１種の微粒子の平均径以上であることを特徴とする防眩フィルムである。また、第２種の微粒子の屈折率が１．４８以下であり、更に、第１種の微粒子の屈折率が１．５５以上であることがより好ましい。前記樹脂は紫線硬化型樹脂であることが好ましい。
本発明の防眩フィルムの一例の概略図（断面）を図１に示す。透明基材（フィルム）上に、球形の微粒子と不定形の微粒子を含む紫外線硬化樹脂の塗膜を所定の厚さで塗工したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明に用いることのできる、透明フィルムに特に限定はないが、たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）、ポリカーボネートフィルム（ＰＣ）、トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ）、ノルボルネンフィルム（ＮＢ）などが使用でき、フィルム厚さは２５μｍ〜２５０μｍ程度が好ましい。
第１の微粒子は球形であって平均粒径が１〜１０μｍであれば材質に特に限定はなく、例えば、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ポリアクリルスチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリメタクリル酸メチルビーズ、ポリスチレンビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ、ガラスビーズおよびコロイダルシリカなどを用いることができる。特に本発明では、屈折率１．５５以上のポリスチレンビーズ（屈折率１．５９）、ポリアクリルスチレンビーズ（１．５７）ポリカーボネートビーズ（１．５８）、ガラスビーズ（１．６１）、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物（１．５８）が好ましい。第１の微粒子としてこれらの１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
この第１の微粒子は、平均粒径が１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍで粒径分布が狭いものが好ましい。この第１の微粒子は防眩層中に樹脂に対して５〜３０重量％、好ましくは８〜２２重量％の割合で配合する。
【０００８】
第２の微粒子は不定形、即ち、粒子の形状が特定されない微粒子であって平均粒径が５μｍ以下であれば材質に特に限定はなく、具体的には、シリカゲル、湿式法シリカ、乾式法シリカ等のシリカ微粒子、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、金属酸化物微粒子などを挙げることができる。特に、屈折率が１．４８以下であるシリカや、フッ化マグネシウムが好ましい。第２の微粒子としてこれらの１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
この第２の微粒子は、平均粒径５μｍ以下、好ましくは０．１〜３．０μｍのものを使用する。防眩層中に樹脂に対して１０重量％以下、好ましくは２〜７重量％の割合で配合する。
これら第１の微粒子及び第２の微粒子の平均粒径はレーザー回折・散乱法で測定する。この方法では、粒子を分散した液にレーザー光を当てたときに回折・散乱する光の強度変化により粒子径を測定する。
【０００９】
本発明の樹脂としては、乾燥後に被膜を形成する樹脂であればいずれを使用しても良いが、特に耐擦傷性を付与するという点で、紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。
紫外線硬化型樹脂は、アクリレート系の官能基を有するポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などとこれらのオリゴマーおよびプレポリマーを主成分とした樹脂が使用できる。また、これらの樹脂を紫外線照射により架橋するため、光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類等を混合することが望ましい。
更に、防眩層は、本発明の効果を変えない範囲で、消泡剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤等を含有してもよい。
【００１０】
防眩層は前記樹脂と微粒子等を溶剤に溶解・分散した塗料を透明基材に塗工乾燥して形成することができる。塗料に用いる溶剤は、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、セロソルブ類などから適宜選択して用いることができ、これらの数種類を混合して用いてもよい。塗工乾燥して防眩層を形成するため、沸点は７０℃〜２００℃の範囲であることが望ましい。
また、塗工時の外観を調整するためフッ素系やシロキサン系のレベリング剤を添加してもよい。
【００１１】
塗工方法は特に限定しないが、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、バー塗工、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、デイップコートなど、塗膜厚さの調整が容易な方式で塗工が可能である。
防眩層の膜厚は、第一の微粒子（特に、球形顔料）の平均粒径よりも厚くしなければならない。この膜厚がこの平均粒径よりも薄いとこの微粒子が塗膜表面に突出し表面ヘイズが高まり、光の散乱により表面が白くなりディスプレーの視認性を著しく低下させるからである。一方、この膜厚が厚すぎると防眩性が低下する傾向にある。このため、好ましくは膜厚が第一の微粒子の平均粒子径の３倍以下、より好ましくは１．０〜２．０倍となるように防眩層を設ける。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を例証するが、本発明を限定することを意図するものではない。なお、微粒子の平均粒子径は、レーザー回折粒度測定器ＳＡＬＤ２１００（島津製作所製）で測定した。
実施例１
フィルムを次のように調整した。
ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物（エポスターＭ３０、日本触媒社製、平均粒子径３．０μｍ、屈折率１．５８）５ｇ、二酸化珪素微粉末（アエロジル１２００、日本アエロジル社製、平均粒子径１．２μｍ、屈折率１．４０）０．７５ｇをトルエン５０ｇに分散し、この液に、アクリル系紫外線硬化樹脂（ビームセット５５０Ｂ、荒川化学社製）１９．２５ｇ及び光重合開始剤（ダロキュア１１７３、チバガイギー社）０．４ｇを添加し、イソプロパノール２０ｇ、エチレングリコールモノブチルエーテル５ｇを加え、シロキサン系レベリング剤（ＢＹＫ３７０、ビックケミー社）０．５ｇを加えて十分攪拌し、塗料を調整した。
トリアセチルセルロースフィルム（ＦＴＵＶ８０ＵＺ、フジフィルム社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１２（ＲＤＳ社製）で塗工し、６０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪの紫外線（光源：Fujion Japan社製、ＵＶランプ、Ｈバルブ）を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは３．５μｍであった。
【００１３】
実施例２
ポリアクリルスチレンビーズ（ＭＸ３００、綜研化学、平均粒子経３．０μｍ、屈折率１．５７）３．５ｇ、疎水性シリカパウダー（ＫＭＰ１０５、信越化学工業社製、平均粒子径０．８μｍ、屈折率１．４０）１ｇ、トルエン６０ｇを混合し、アクリル系紫外線硬化樹脂（ビームセット５５０Ｂ、荒川化学社製）２０．５ｇ及び光重合開始剤（ダロキュア１１７３）０．４ｇを添加し、エチレングリコールモノブチルエーテル５ｇを加え、シロキサン系レベリング剤（ＢＹＫ３７３、ビックケミー社）０．５ｇを加えて十分攪拌し、塗料を調整した。
トリアセチルセルロースフィルム（ＦＴＵＶ８０ＵＺ、フジフィルム社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１２（ＲＤＳ社製）で塗工し、６０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪの紫外線を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは３．５μｍであった。
【００１４】
実施例３
ポリスチレンビーズ（ＳＸ３５０Ｈ、綜研化学、平均粒子経３．５μｍ、屈折率１．５９）３．５ｇ、疎水性シリカパウダー（ＫＭＰ１０５、信越化学工業社製、平均粒子径０．８μｍ、１．４０）１ｇ、トルエン６０ｇを混合し、アクリル系紫外線硬化樹脂（ビームセット５５０Ｂ、荒川化学社製）２０．５ｇ及び光重合開始剤（ダロキュア１１７３）０．４ｇを添加し、エチレングリコールモノブチルエーテル５ｇを加え、シロキサン系レベリング剤（ＢＹＫ３７３、ビックケミー社）０．５ｇを加えて十分攪拌し、塗料を調整した。
トリアセチルセルロースフィルム（ＦＴＵＶ８０ＵＺ、フジフィルム社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１４（ＲＤＳ社製）で塗工し、６０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪの紫外線を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは４．０μｍであった。
【００１５】
比較例１
実施例１のベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物及び二酸化珪素微粉末をすべて不定形シリカパウダー（ＫＭＰ１１０、信越化学、平均粒子径１．９μｍ、屈折率１．４０）に変えた以外は実施例１と同様にしてフィルムを作製した。得られた塗膜の厚さは３．５μｍであった。
比較例２
ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物（エポスターＭ３０、日本触媒社製、平均粒子径３．０μｍ、屈折率１．５８）５ｇをトルエン５０ｇに分散し、この液に、アクリル系紫外線硬化樹脂（ビームセット５５０Ｂ、荒川化学社製）２０．５ｇ及び光重合開始剤（ダロキュア１１７３）０．４ｇを添加し、イソプロパノール２０ｇ、エチレングリコールモノブチルエーテル５ｇを加え、シロキサン系レベリング剤（ＢＹＫ３７０、ビックケミー社）０．５ｇを加えて十分攪拌し、塗料を調整した。
トリアセチルセルロースフィルム（ＦＴＵＶ８０ＵＺ、フジフィルム社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１２（ＲＤＳ社製）で塗工し、６０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪの紫外線を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは３．５μｍであった。
【００１６】
比較例３
アクリル系紫外線硬化樹脂（ビームセット５５０Ｂ、荒川化学社製）２０ｇ、光重合開始剤（ダロキュア１１７３）０．５ｇ、トルエン５０ｇ、イソプロパノール２０ｇ、エチレングリコールモノブチルエーテル５ｇを混合し、シロキサン系レベリング剤（ＢＹＫ３７０、ビックケミー社）０．５ｇを加えて十分攪拌し、塗料を調整した。
トリアセチルセルロースフィルム（ＦＴＵＶ８０ＵＺ、フジフィルム社製）に上記塗料をマイヤーバー＃１２（ＲＤＳ社製）で塗工し、６０℃で１分間乾燥後、３００ｍＪの紫外線を照射し硬化した。得られた塗膜の厚さは３．５μｍであった。
このフィルムの上に、テトラエトキシチタンから生成する二酸化チタン膜とテトラエトキシシリケートから生成する二酸化珪素薄膜の２層膜（特開平２−２５８６４６で公開されている方法により作製した機械的強度に優れた反射防止膜）を形成した。
【００１７】
以上の実施例１〜３及び比較例１〜３で得られたフィルムについて、下記項目の試験を行った。
１）透過率及び正反射率：島津製作所製分光光度計ＵＶ３１００を用いて測定した。
２）耐擦傷性及び堅牢度試験：スチールウール００００を用いて、加重２５０ｇで１００往復後の外観を目視で比較した。◎は極めて良好、×は劣る。
３）ヘイズ度：村上色彩技術研究所製ヘイズメーターＨＭ１５０を用いて測定した。
４）視認性：防眩ハードコートフィルムを剥離したＬＣＤ画面に重ね、目視評価した。○は良好、△は僅かに劣る、×は劣る。
試験結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

実施例１〜３で得られたフィルムは視認性良好で耐擦傷性に優れた防眩ハードコートフィルムであった。一方、比較例１で得られたフィルムは得られたフィルムは耐擦傷性に優れた防眩ハードコートフィルムであったが、視認性が劣った。比較例２で得られたフィルムは耐擦傷性に優れた防眩ハードコートフィルムであったが、正反射率が高くやはり視認性が低下した。比較例３で得られたフィルムは視認性良好であったが、耐擦傷性が著しく低かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防眩フィルムの一例の概略図（断面）である。

Claims

透明フィルム上に、２種の微粒子及び樹脂から成る防眩層を設けてなる防眩フィルムであって、第１種の微粒子は球形であり、その平均径が１〜１０μｍであって、その量が該樹脂に対して５〜３０重量％であり、第２種の微粒子は不定形であり、その平均径が５μｍ以下であって、その量が該樹脂に対して１０重量％以下であり、かつ該防眩層の厚さが該第１種の微粒子の平均径以上であることを特徴とする防眩フィルム。
前記第２種の微粒子の屈折率が１．４８以下である請求項１に記載の防眩フィルム。
前記第１種の微粒子の屈折率が１．５５以上である請求項１又は２に記載の防眩フィルム。
前記樹脂が紫外線硬化型樹脂である請求項１〜３のいずれか一項に記載の防眩フィルム。