JP5028806B2 - 防眩材およびディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管ディスプレイ（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）、電界効果ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）などの各種ディスプレイの表面に設ける表面に設ける防眩材に関する。

上記各種ディスプレイは、外部光の写り込みによる視認性の悪化を改善するため、外部反射光を拡散させる防眩層が形成された表面材がディスプレイ表面に設けられる。

表面材における光の拡散には、従来は防眩層の表面に設けた凹凸構造による拡散（表面拡散）が一般に用いられてきたが、新たな形態として、防眩層内部での拡散（内部拡散）を表面拡散と併用するものが報告されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

内部拡散は、防眩層を樹脂などのマトリクス内部に該マトリクスと屈折率の異なる粒子を分散させた構成とすることでなされるが、表面拡散と併用することにより、防眩性付与に必要な表面凹凸が表面拡散のみの場合より小さくて済むため、コントラストが高くなる、表面凹凸のレンズ効果に起因するギラツキも低減される、耐擦傷性も良好になる、などの利点がある。

前記の内部拡散を併用する表面材においては、内部拡散および表面拡散ともに有機樹脂粒子でなされている。しかしながら、拡散用成分として有機樹脂粒子のみを用いる従来の構成では、高精細ディスプレイ用途に必要な高い透過鮮明度と高い外観均一性を有する表面材を得ることは難しい。

すなわち、透過鮮明度を高くするには表面拡散用の粒子はある程度小さい必要があるが、有機樹脂粒子を小さくすると防眩性の発現に必要な粒子添加量が増加し、高精細用途に見合うサイズまで小さくした場合、添加量をいくら増やしても必要な防眩性が得られないことが多い。また、防眩性が得られた場合でも添加量が非常に多量となり、さらに分散性安定性や塗工適性に問題が生じることが多い。また、通常、機械塗工における膜厚変動は条件にもよるがおよそ±５％以内と、それほど大きなものではないが、防眩層の光学特性は膜厚変動に対して鋭敏に変化し、視覚的にその差異が認識されやすいため、外観上の不均一性は顕著に現われることが多い。

例えば、一般的にシリカ粒子や樹脂などのマトリクスと同程度の屈折率を有する有機粒子を用いた防眩フィルムでは、膜厚を厚くすると内部ヘイズはあまり変化がないものの表面ヘイズは低下する。また、樹脂などのマトリクスより屈折率の高い有機粒子を用いた防眩フィルムでは膜厚を厚くすると内部ヘイズが増加する。

特開１１−３２６６０８号広報 特許第３５０７３４４広報 特許第３５０７７１９広報 特許第３５１５４０１広報

本発明はこの問題点を鑑みてなされたものであり、内部拡散と表面拡散を併用する防眩材において、良好な防眩性を有する防眩材を提供することを目的とする。また、塗工による膜厚変動によるヘイズのばらつきのない防眩材とすることを目的とする。さらに、透過鮮明度が高く外観均一性の高い防眩材を提供することを目的とする。
また、上記防眩材を有するディスプレイを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、少なくとも透明基材上に、透明樹脂バインダ及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含んでなる防眩層を有する防眩材であって、該粒子Ａが屈折率１．４３〜１．５５の範囲内かつ樹脂バインダとの屈折率差が０．０６以下のシリカからなる不定形凝集体であり、該粒子Ｂが屈折率１．５５〜１．６７の範囲内でありかつ樹脂バインダの屈折率より高くかつスチレンビーズ、アクリルスチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、メラミンビーズから選択される球状粒子であり、かつ粒子Ａの防眩層に対する含有量が１０〜３０ｗｔ％、粒子Ｂの防眩層に対する含有量が２〜１５ｗｔ％であり、表面ヘイズが１〜１５％の範囲内、内部ヘイズが１５〜５０％の範囲内、かつ総ヘイズの面内の変動係数が１．２％以下であることを特徴とする防眩材である。

請求項２の発明は、透過鮮明度が２００以上であることを特徴とする請求項１に記載の防眩材である。

請求項３にかかる発明は、前記粒子Ａが、一次粒径が０．００３〜０．１μｍの範囲内でかつ二次粒径が０・５〜２．０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の防眩材である。

請求項４の発明は、前記粒子Ｂの粒径が２〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防眩材である。

請求項５の発明は、前記防眩層の膜厚３〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防眩材である。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の防眩材を前面に有することを特徴とするディスプレイである。

本発明によれば、塗工による膜厚変動があっても、ヘイズのばらつきの少ない防眩材とすることができる。また、透過鮮明度にも優れ、外観均一性の高い防眩材とすることができる。

本発明の一実施形態を図１に示し、以下に詳細に説明する。
図１において防眩材は、基材１上に透明樹脂バインダ２、粒子Ａ３、粒子Ｂ４を含んでなる防眩層５を有してなる。

透明基材１は、適当な機械的剛性をもつ公知の透明プラスチックフィルムより適宜選択して用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のフィルムを挙げることができる。

透明樹脂バインダ２は、透明基材１へ塗布後に硬化可能なものが用いられ、例えば、熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂およびこれらを混合したものが挙げられるが、これらのうち活性エネルギー線硬化型樹脂を主体とすることが好ましい。

活性エネルギー線硬化型樹脂は、特に限定されるものではなく紫外線や電子線照射により硬化するものが用いられ、例えば、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、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使用することができる。

樹脂の硬化に紫外線を用いる場合は、光増感剤（ラジカル重合開始剤）が必要であり、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、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光増感剤の使用量は、樹脂に対して０．５〜２０ｗｔ％、好ましくは１〜５ｗｔ％である。

本発明では、防眩層の主に表面拡散に寄与するものとして粒子Ａ、および主に内部拡散に寄与するものとして粒子Ｂを用いる。

粒子Ａの形状は非球状形状である。非球状形状とすることにより、良好な防眩性を付与できる。非球状形状としては、例えば一次粒子が凝集した不定形凝集体が挙げられ、一次粒径が０．００３μｍ〜０．１μｍの範囲内、二次粒径が０．５〜２．０μｍの範囲内であることが好ましい。

また、粒子Ａの屈折率は１．４３〜１．５５の範囲内であり、かつ樹脂バインダの屈折率との差は０．０６以下である。屈折率がこの範囲外であると、無用な内部拡散により防眩層が白化しやすく好ましくない。

このような粒子Ａしては、無機系粒子を用いることができる。中でもシリカ粒子からなる不定形凝集体を用いることが好ましい。また、粒子の表面は、分散性の観点から疎水処理されていることが好ましい。このような不定形シリカ凝集体は、沈降法やゲル法などの湿式プロセスで合成され、市販品として入手可能である。

粒子Ａの防眩層に対する含有量は１０〜３０ｗｔ％であるが、１５〜２５ｗｔ％が好ましい。含有量が１０ｗｔ％以下であると十分な防眩性が発現せず、３０ｗｔ％以上であるとコントラストの低下が顕著となり好ましくない。

一方、粒子Ｂの形状は球状形状である。球状粒子は後方散乱が小さいため正面輝度の低下が少なく、表示材のコントラストの低下も少ないため好ましい。また、単分散状態とすることで正面輝度の低下をさらに抑えられるので、さらに好ましい。なお、ここでいう球状粒子とは、完全な球状粒子や楕円球体などを含み球面で連続して形成されている粒子のことをいう。

粒子Ｂの平均粒径は２〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が２μｍ以下であるとギラツキが十分に抑制されず、１０μｍ以上であると内部拡散のバラツキが問題となり好ましくない。

また、粒子Ｂの屈折率は１．５５〜１．６７の範囲内であり、かつ樹脂バインダの屈折率より高い。屈折率が１．５５以下であると内部拡散が不十分となりギラツキが目立ち、１．６７以上であると防眩層が白化しやすく好ましくない。

このような粒子Ｂとしては、樹脂ビーズが好適であり、例えば、スチレンビーズ（屈折率１．５９）、アクリルスチレンビーズ（同１．５８）、ポリカーボネートビーズ（同１．５８）、メラミンビーズ（同１．６６）などが挙げられる。これらの樹脂ビーズは単独で用いても２種類以上を併用してもよい。

粒子Ｂの防眩層に対する含有量は２〜１５ｗｔ％である。含有量が２ｗｔ％以下であるとギラツキが十分に抑制されず、１５ｗｔ％以上であると正面輝度の低下が問題となり好ましくない。

本発明ではこのような粒子Ａ及び粒子Ｂを用いることにより、膜厚に対するヘイズ変動が小さく、外観均一性の高い防眩材とすることができる。また、良好な透過鮮明度を有する防眩材とすることができる。特に膜厚の変動が±５％以内程度であればヘイズの変動の少ないものとなる。なお、本発明の防眩層の膜厚は、３〜１０μｍの範囲内であることが好ましいが、特に限定されるものではない。

具体的には、ヘイズ変動は総ヘイズの面内の変動係数が１．２％以下となる。変動係数は、作成した防眩材の一方の辺の辺長をａ、もう一方の辺の辺長をｂとし、図２に示すようにｘ軸ｙ軸をとり、位置が（ｘ、ｙ）＝（０．２ａ、０．２ｂ）、（０．２ａ、０．４ｂ）、（０．２ａ、０．６ｂ）、（０．２ａ、０．８ｂ）、（０．４ａ、０．２ｂ）、（０．４ａ、０．４ｂ）、（０．４ａ、０．６ｂ）、（０．４ａ、０．８ｂ）、（０．６ａ、０．２ｂ）、（０．６ａ、０．４ｂ）、（０．６ａ、０．６ｂ）、（０．６ａ、０．８ｂ）、（０．８ａ、０．２ｂ）、（０．８ａ、０．４ｂ）、（０．８ａ、０．６ｂ）、（０．８ａ、０．８ｂ）の１６箇所の総ヘイズを測定し標準偏差を求め、（標準偏差÷平均値）×１００としたものである。
また、透過鮮明度は少なくとも８０以上となる。ここでいう透過鮮明度は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じ、４種類の光学櫛（０．１２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）の測定値の合計値である。

本発明の防眩層は、表面ヘイズ値が１〜１５％かつ内部ヘイズ値が１５〜５０％である。表面ヘイズ値が１％以下であると防眩性が不十分となり、１５％以上であるとコントラストや耐擦傷性が問題となり好ましくない。一方、内部ヘイズ値が１５％以下であるとギラツキが目立ち、５０％以上であると正面輝度の低下が問題となり好ましくない。

また、防眩層には、防眩特性に影響を与えない範囲で、その他、機能性の粒子または添加剤などを含んでいても良い。

防眩層５は、前記透明樹脂バインダの原料と前記各種粒子を必要に応じ溶剤に溶解した塗工液を塗工・硬化して形成する。塗工方法としては、例えば、ロールコータ、リバースロールコータ、グラビアコータ、ナイフコータ、バーコータ、スロットダイコータが挙げられる。

樹脂の硬化方法は、紫外線硬化の場合は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の光源が利用できる。

また、電子線硬化の場合はコックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、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から放出される５０〜１０００ＫｅＶ、好ましくは、１００〜３００ＫｅＶのエネルギーを有する電子線が利用できる。

本発明の防眩材は反射防止層や撥水層・防汚層などをさらに設けても良い。また、透明基材と防眩層や各種層間の接着性向上のためプライマー層や接着層等を設けても良い。

本発明の防眩材は、ＬＣＤ、ＣＲＴ、ＥＬ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＳＥＤなどの各種ディスプレイの前面の前面板として用いることができる。

防眩層の塗工液として表１に示す組成物を調製し、実施例、比較例に用いた。この組成物をＴＡＣフィルム（厚さ４０μｍ、幅６５０ｍｍ）上に、硬化後の膜厚が５μｍとなるようスロットダイコーターで塗工し溶剤を蒸発乾燥後、高圧水銀灯を用いて酸素濃度が０．０３％以下の雰囲気下で４００ｍＪの紫外線照射により硬化させ表面材を形成した。なお、硬化後の膜厚の面内バラツキは、実施例と比較例とで有意差はなく、±２％以内であった。
なお、用いた樹脂バインダの屈折率は実施例１が１．４９、比較例１が１．４９、比較例２が１．４９、比較例３が１．４９、比較例４が１．４９であった。

・ＰＥ−３Ａ：ペンタエリスリトールトリアクリレート（共栄社化学）
・ＴＭＰ−Ａ：トリメチロールプロパントリアクリレート（共栄社化学）
・ＩＲＧ１８４：光重合開始剤（日本チバーガイギー）
・シリカ粒子：一次粒子径：０．０２μｍ、平均粒子径（二次粒径、凝集径）１．１μｍ、屈折率１．４５（ＳＳ５０Ｆ、東ソー・シリカ工業）
なお、シリカ粒子の一次粒径はＴＥＭで、平均粒子径はコールター法平均で測定した。
・スチレンビーズ：平均粒径３．５μｍ、屈折率１．５９（ＳＸ−３５０Ｈ、綜研化学）
・アクリルビーズ：平均粒径１．５μｍ、屈折率１．４９（ＭＸ−１５０、綜研化学）
・溶剤：トルエン（関東化学）

実施例および各比較例で得た試料を下記項目について評価した結果を表２に示した。
（１）表面ヘイズ、内部ヘイズ
ヘイズメータ（ＮＤＨ２０００、日本電色）を用いＪＩＳ Ｋ７１０５に準じ各試料のヘイズを測定した。まず各試料の総ヘイズを測定した。次に、防眩層の表面に透明粘着剤を貼り付け防眩層を平坦化することで表面拡散の寄与を除去した試料のヘイズを測定し、これを内部ヘイズとした。表面ヘイズは総ヘイズから内部ヘイズを引いた値とした。
（２）透過鮮明度
写像性測定器（ＩＣＭ−１ＤＰ、スガ試験機）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じ各試料の透過鮮明度を測定した。測定値は４種類の光学櫛（０．１２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）の測定値を合計したものとした。透過鮮明度の判定基準を以下に示す。
○：２００以上
△：１５０以上２００未満
×：１５０未満
（３）防眩性
各試料を黒色のプラスチック板に貼りつけた状態で蛍光灯の映り込みの状態を目視評価した。判定基準を以下に示す。
○：映り込みが目立たない。
×：映り込みが顕著に認められる。
（４）外観均一性
各試料を５００ｍｍ×５００ｍｍに切り出し、蛍光灯の光を透過させた状態にて外観上の不均一性を目視評価した。判定基準を以下に示す。
○：ムラが目立たない
×：ムラが顕著に認められる。
（５）ヘイズ変動
また、前記のように各試料の１６箇所のヘイズを測定し変動係数を求めたところ、１．２％以下であったのは実施例１と比較例４であり、外観均一性の目標評価の結果と対応した。

表２より本発明の防眩材は、防眩性が良好かつ透過鮮明度が高く外観均一性も高いことがわかった。

本発明の一実施形態による構成の説明図である。 ヘイズ変動の測定点の説明をするための説明図である。

符号の説明

１ 透明基材
２ 透明樹脂バインダ
３ 粒子Ａ
４ 粒子Ｂ
５ 防眩層

Claims (6)

1. 少なくとも透明基材上に、透明樹脂バインダ及び粒子Ａ及び粒子Ｂを含んでなる防眩層を有する防眩材であって、
   該粒子Ａが屈折率１．４３〜１．５５の範囲内かつ樹脂バインダとの屈折率差が０．０６以下のシリカからなる不定形凝集体であり、
   該粒子Ｂが屈折率１．５５〜１．６７の範囲内でありかつ樹脂バインダの屈折率より高くかつスチレンビーズ、アクリルスチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、メラミンビーズから選択される球状粒子であり、
   かつ粒子Ａの防眩層に対する含有量が１０〜３０ｗｔ％、粒子Ｂの防眩層に対する含有量が２〜１５ｗｔ％であり、
   表面ヘイズが１〜１５％の範囲内、内部ヘイズが１５〜５０％の範囲内、かつ総ヘイズの面内の変動係数が１．２％以下である
   ことを特徴とする防眩材。
2. 透過鮮明度が２００以上であることを特徴とする請求項１に記載の防眩材。
3. 前記粒子Ａが、一次粒径が０．００３〜０．１μｍの範囲内でかつ二次粒径が０・５〜２．０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の防眩材。
4. 前記粒子Ｂの粒径が２〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防眩材。
5. 前記防眩層の膜厚３〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防眩材。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の防眩材を前面に有することを特徴とするディスプレイ。
   

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