JP5075559B2 - 防眩フィルム、及び防眩性光学フィルム - Google Patents
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このような問題を解決するために、従来、幾つかの手法が提案又は実用化されている。
例えば、(a)光の干渉を利用した反射防止膜により、反射率を実質的に低減する方法(特許文献1)、(b)微粒子を含有した樹脂組成物を透明基板上に塗工し、分散した微粒子によって、透明基板上に規則性のない凹凸を形成し、入射光を乱反射させる方法(特許文献2)、(c)透明基材シートの一方の面に、左右非対称の三角柱単位プリズムを稜線が平行になるように並列した形状からなる平行線条群を形成し、該平行線条群の主切断面を鋸刃形状に成す方法(特許文献3)、が知られている。
また、かかる規則的な平行線条群は、通常、ロール凹版などの金型等を鋳型とした転写により作製される。このため、(c)の方法を実現する防眩フィルムは、製造が複雑であり、更に、製造装置のメンテナンスも煩雑となる。
すなわち、本発明の目的は、白ボケ及び多重像の発生を防止しつつ、反射光の映り込みを防止できる防眩フィルム、及び防眩性光学フィルムを提供することである。
本発明の好ましい態様は、上記板状微粒子が、透明フィルムの一方向に於いて、同じ向きに傾斜して配列されている上記防眩フィルムを提供する。
また、本発明の好ましい態様は、上記板状微粒子が、透明フィルムの一方向に対して直交する方向に於いて、無秩序に配列されている上記防眩フィルムを提供する。
また、本発明の好ましい態様は、上記板状微粒子は、その上面及び下面が平行な平面となっている上記防眩フィルムを提供する。
さらに、本発明の好ましい態様は、上記板状微粒子が、シリカを主成分とする無機化合物、または樹脂を主成分とする有機化合物で形成されている上記防眩フィルムを提供する。
また、本発明の好ましい態様は、上記透明フィルムが、偏光子、または偏光子に積層される保護フィルムである上記防眩フィルムを提供する。
従って、本発明の防眩フィルム及び防眩性光学フィルムは、反射光の映り込みを防止できると共に、白ボケやの多重像の発生も防止できる。
<防眩フィルム>
(防眩フィルムの構造について)
図1(a)は、本発明の防眩層が透明フィルムの片面に設けられた防眩フィルムを示す参考斜視図であり、図1(b)は、防眩層が透明フィルムの両面に設けられた防眩フィルムを示す参考斜視図である。ただし、図1に於いて、防眩層の表面に現れる凹凸形状は、図示していない。
図2(a)は、図1(a)の防眩フィルムを、一方向(例えば、幅方向)で切断した切断面の拡大図であり、図2(b)は、防眩層の表面を拡大して防眩層表面に於ける板状微粒子の配列を表した正面図である。ただし、図2は、防眩層が透明フィルムの片面に設けられた防眩フィルムの要部を拡大したものであるが、図1(b)に於ける防眩フィルムの防眩層も、図2と同様である。
また、板状微粒子は、円盤状のものを図示したが、後述するように、板状微粒子は、この形状に限定されるものではない。
防眩フィルム1は、所定形状(例えば、上面視長方形状)に形成されており、ベースフィルムとして、透明フィルム2を有する。防眩層3は、複数の板状微粒子10と、板状微粒子10を固定するバインダー4と、を含み、防眩層3の表面には、板状微粒子10の上面に起因する凹凸形状が現れている(図2参照)。
複数の板状微粒子10は、該板状微粒子10の上面11が透明フィルム2の面21に対して傾斜した状態で、バインダー4によって固定されている。ただし、本発明に於いて、防眩層3に含まれる板状微粒子10の全てが、傾斜した状態で固定されているわけではなく、図2(a)に示すように、一部の板状微粒子10が、透明フィルム2の面21に平行な状態で固定されている場合も含まれる。
固定された板状微粒子10の傾斜角(板状微粒子10の上面11と透明フィルム2の面21の成す内角)は、特に限定されないが、概ね5度〜60度程度、好ましくは5度〜20度である。このような傾斜角にすることにより、看者の視野外へ反射光(外光)を反射して映り込みを防止できると共に、白ボケ発生を防止して明所コントラストの低下を抑制できるからである。
もっとも、傾斜固定されている板状微粒子10の全てが、同じ傾斜角で傾いているというわけではなく、板状微粒子10の殆どが、上記傾斜角の範囲内に於いて傾いているという意味である。例えば、板状微粒子10の全数のうち、10度〜20度に傾斜した板状微粒子10が、好ましくは60%以上、より好ましくは65%以上である。
透明フィルムは、可視光の光線透過率に優れ、透明性に優れるものであれば特に制限なく使用できる。該透明フィルムの可視光に於ける光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。ただし、光線透過率は、フィルム厚100μmで、分光光度計(日立製作所製、製品名:U−4100型)で測定されたスペクトルデータを基に視感度補正を行ったY値をいう。
また、透明フィルムのヘイズ値は、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下である。ただし、本発明に於いて、ヘイズ値は、JIS−K7105に準じて測定された値をいう。
具体的には、透明フィルムとしては、例えば、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等のエステル系ポリマー;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー;カーボネート系ポリマー;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフイド系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマーなどの透明ポリマーを主成分とするフィルムが挙げられる。また、これらポリマーのブレンド物からなるフィルムを用いることもできる。
透明フィルムの屈折率は、特に制限されず、通常1.30〜1.80程度、好ましくは1.40〜1.70である。
透明フィルムの複屈折は、特に限定されるものではないが、小さいものが好ましい。例えば、該透明フィルムの面内位相差は、面内の主屈折率nx,ny(ただし、nx>ny)と、フィルムの厚みdとにより求められるが(Δnd=(nx−ny)×d)、該面内位相差は100nm以下、好ましくは30nm以下、より好ましくは10nm以下が望ましい。複屈折が大きければ、外光の界面反射と干渉によって反射光が虹色に見えることがあり、表示品位を低下させる虞があるからである。ただし、上記面内位相差は、王子計測機器社製の自動複屈折計(製品名:KOBRA−21ADH)で測定された値をいう。
防眩層は、透明フィルムの片面または両面に設けられている。
この防眩層は、複数の板状微粒子の上面が透明フィルムの面に対して傾斜した状態で配列されている。該板状微粒子は、適当なバインダー(例えば樹脂成分)を介して、その傾斜状態で透明フィルムの面に固定されている。
防眩層の厚みは、特に限定されず、用いる板状微粒子によって変化し得るが、通常、5μm〜50μm程度、好ましくは5μm〜25μm程度である。
このようなアスペクト比の板状微粒子を用いることにより、防眩層の表面に良好な傾斜面を形成できる。もっとも、防眩層に含有される板状微粒子の全てが、上記アスペクト比を満たすものが用いられていることが好ましいが、防眩層に含有される板状微粒子の全量(質量)に対して、上記アスペクト比を満たす板状微粒子が、8割(質量比)以上用いられていてもよい。
ただし、アスペクト比とは、[板状微粒子の上面に於ける最大長さL/板状微粒子の最大厚みT]で求められる。
板状微粒子の形状は、特に限定されず、図2に示したような上面視円形状、図3に示したような上面視鱗片状、その他図示しないが、上面視矩形状や三角形状などの上面視多角形状、上面視楕円状などが例示される。
板状微粒子の最も好ましい形態は、上面視鱗片状または上面視円形状(楕円状を含む)であり、その上面の最大長さが5μm〜25μm程度、厚み0.5μm〜3μm程度のものである。
電離放射線硬化性樹脂としては、通常、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂などを使用できる。電離放射線硬化性樹脂としては、分子中に(メタ)アクリロイル基(「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル又はメタアクリロイルの意味で用い、以下(メタ)は同様の意味である)、(メタ)アクリロイルオキシ基等の重合性不飽和結合基、又はエポキシ基等を有するプレポリマー及びオリゴマー、さらに、必要に応じてモノマーを適宜混合した組成物が例示される。これらプレポリマー及びオリゴマーの具体例としては、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等のアクリレート、シロキサン等の珪素樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ等が挙げられる。モノマーの具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、分子中に2個以上のチオール基を有するポリオール化合物などが挙げられる。
添加剤としては、フッ素系又はシリコーン系のレベリング剤、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、酸化防止剤、チクソトロピー化剤などが挙げられる。
なお、上記屈折率差は、|固化したバインダーの屈折率−板状微粒子の屈折率|で求められる。
防眩フィルムは、反射光による映り込み、ギラツキなどを防止したい各種用途に使用できる。代表的には、防眩フィルムは、画像表示装置に使用できる。画像表示装置用途に使用する場合、防眩フィルムは、単独で画像表示装置の表示面又は表示面に組み込まれた光学フィルムに貼付される。また、防眩フィルムは、画像表示装置に使用される各種光学フィルムに積層することにより、防眩性光学フィルムの態様で画像表示装置に組み込まれる。
防眩フィルムを積層する光学フィルムとしては、偏光子、位相差板、輝度向上フィルム及びこれらの積層体;偏光子に保護フィルムが積層された偏光板;偏光子に保護フィルム及び位相差板が積層された楕円偏光板などが挙げられる。偏光子、位相差板、輝度向上フィルム、偏光板などは、従来公知のものを使用できる。偏光子としては、好ましくは二色性色素で染色された親水性ポリマーフィルムが挙げられる。具体的には、偏光子は、ヨウ素又は二色性染料で染色されたポリビニルアルコール系延伸フィルムが好ましい。かかる二色性色素で染色された親水性ポリマーフィルムからなる偏光子は、通常、フィルムを膨潤させ、膨潤させたフィルムを二色性色素で染色し、該フィルムをホウ酸などの架橋剤で架橋し、延伸処理を施す各工程を行った後、乾燥することにより得ることができる。
画像表示装置は、任意の用途に使用される。その用途は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機などのOA機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末(PDA)、携帯ゲーム機などの携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジなどの家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオなどの車載用機器、商業店舗用インフオメーション用モニターなどの展示機器、監視用モニターなどの警備機器、介護用モニター、医療用モニターなどの介護・医療機器等である。
本発明の防眩フィルムは、例えば、透明フィルムの上に、複数の板状微粒子とバインダーが含有された組成物を塗工し、透明フィルム上に板状微粒子を傾斜状に配列させた状態で、バインダーを固化させて、傾斜状に配列した板状微粒子を固定することにより、得ることができる。
塗工用組成物の塗工は、ダイコーター、キャスティング、スピンコートなどの適宜な方式を用いることができる。中でも、塗工することにより、板状微粒子を一方向に於いて同じ向きに傾斜状に配列させることができることから、塗工ダイを用いて塗工することが好ましい。
以下、塗工ダイを用いて塗工用組成物を、基材上に塗工し、防眩層を形成する方法について具体的に説明する。
塗工剤(塗工用組成物)は、上記説明したような、板状微粒子が含有された樹脂組成物を用いることができる。該塗工剤は、適度な流動性を有するように調製するため、必要に応じて、希釈溶媒を混合してもよい。希釈溶媒としては特に限定されず、例えば、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3,5−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸n−ペンチル、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチルー2−ブタノール、シクロヘキサノール、酢酸イソブチル、メチルイソブチルケトン、2−オクタノン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2一ヘプタノン、3−ペンタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記粘度の塗工剤を用いることにより、塗工時に、より多くの板状微粒子を傾斜状に配列させることができる。
塗工剤中の板状微粒子の配合量は、形成される防眩層に含まれる板状微粒子の量を考慮して適宜設定される。通常、塗工剤に於ける板状微粒子の配合量は、好ましくは1〜70質量%、より好ましくは5〜50質量%である。
図4に、本発明の防眩層の製造に用いる、ダイコータ装置の一例を示す。ただし、図4に於いて、ロール体、回転ローラ、塗工ダイ、板状微粒子などの各部材間の相対的な大きさは、実際のものと異なっていることに留意されたい。
このダイコータ装置5は、材料を吐出する塗工ダイ6と、長尺状の基材9(原反フィルム)を一方向(矢印で示す)に送る回転ローラ7と、を備え、塗工ダイ6は、その吐出口64の長手方向が回転ローラ7の回転軸方向と平行になるようにして、該吐出口64が回転ローラ7に対向配置されている。なお、基材9を送る回転ローラは、通常、テンションローラなどを含め、多数本具備されるが、図面では、基材を挟んで塗工ダイ6に対向配置されたものだけを示している。この回転ローラ7は、長尺状の基材の幅よりも幅広の回転自在な筒状体からなる。
吐出口64は、基材9の幅方向(一方向に直交する方向)に細長く伸びて形成されている。また、マニホールド部65は、基材9の上面に対して鉛直方向に塗工剤を流すことができるように構成されている。
基材9としては、上記透明フィルムなどの長尺物が挙げられる。基材9は、例えば、ロール状に巻き取られたロール体91の態様のものを使用できる。基材9は、ロール体91から引き出された後、塗工ダイにて塗工処理が行われた後、再度ロール状に巻き取られて再ロール体92とされる。このようなロールからロールに巻き取る方式であれば、防眩層を基材に連続的に形成でき、生産性に優れているので好ましい。
また、10は、塗工剤に分散された板状微粒子を示す。4は、塗工剤のバインダー(薄墨塗り)を示す。
まず、ダイコータ装置5の上流側に、基材のロール体91を装填する。
なお、防眩層3を形成する前に、基材9に各種の処理を行っても良い。例えば、二色性色素で染色された偏光子に直接防眩層を形成する場合には、ロール状に巻かれたPVA系未延伸フィルムを上流側に装填し、このフィルムに公知の偏光処理(フィルムの膨潤、染色、架橋、延伸、洗浄、乾燥などの各処理)を行った後、そのフィルムの上面に、塗工ダイを用いて、防眩層を形成してもよい。
塗工剤に含有された複数の板状微粒子10は、その薄板状の形状に起因して、マニホールド部65に於いて、バインダーと共に流れている間に、板状微粒子10の上面が基材9の一方向(送出方向)に対して直交するように配向する。従って、板状微粒子10は、その上面が基材の送出方向に対して直交した状態で、吐出口64から基材9の上面に吐出される。
そして、基材9は、一方向に送出されているので、その基材9の移動によって塗工剤内に剪断力が作用する。その結果、基材9の送出方向に対して直交状態の板状微粒子10は、図示したように、板状微粒子10の上方側が基材9の送出方向と反対側に倒れ、板状微粒子10は同じ向きに傾いていく。特に、吐出口64から出た塗工剤は、第1リップ体61によって、塗工膜の上側が規制されているので、基材9の送出と相乗して、板状微粒子10が確実に同じ向きに傾いて配列する。また、基材9の幅方向に於いては、板状微粒子10は無秩序に配列する。
上記防眩層の製造方法によれば、一方向に送られてくる基材9に、板状微粒子10を含む塗工剤を塗工するだけで、板状微粒子10を傾斜させた状態で固定して、防眩層を形成することができる。従って、塗工ダイを備える既存の設備を用いて、適宜な基材に防眩層を簡易に形成することができる。
紫外線硬化性樹脂A(大日本インキ化学工業(株)製、製本名「GRANDIC PC 4 Y223」)と紫外線硬化性樹脂B(大日本インキ化学工業(株)製、製品名「GRANDIC PC 6 7292」)を、5:5(質量比)の割合で混合し、粘度64mPa・Sの樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液に、平均アスペクト比25の板状ガラス微粒子(日本板硝子(株)製、製品名「MEG020FY」)を添加混合することにより(板状ガラス微粒子20質量%)、防眩層形成用塗工剤を調製した。
この防眩層形成用塗工剤を、ダイコーターを用いて、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(屈折率:1.48)上に塗工した。その後、メタルハライドランプを用いて、積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)上に厚み20μmの防眩層が形成された防眩フィルムを得た。
なお、上記ダイコーターのシム厚(スリット)は200μm、上記トリアセチルセルロースフィルムとダイコーターとのギャップは100μm、フィルム繰り出し速度は2m/minとした。
紫外線硬化性樹脂Aと紫外線硬化性樹脂Bの割合を、樹脂A:樹脂B(質量比)=4:6に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、トリアセチルセルロースフィルム上に厚み20μmの防眩層が形成された防眩フィルムを得た。
なお、実施例2で用いた、樹脂溶液(樹脂A:樹脂B=4:6)の粘度は、250mPa・Sであった。
実施例1の板状ガラス微粒子に代えて、球形ポリメチルメタクリレート微粒子(積水化成品工業(株)製、製品名「MBX−8SSPN」)を用いたこと、及び、レベリング剤(大日本インキ化学工業(株)製、製品名「GRANDIC PC 4 4100」)を樹脂溶液100質量部に対して0.2質量部更に加えたこと以外は、実施例1と同様にして、トリアセチルセルロースフィルム上に厚み20μmの防眩層が形成された防眩フィルムを得た。
実施例1の板状ガラス微粒子に代えて、平均アスペクト比4の板状ガラス微粒子(日本板硝子(株)製、製品名「NLT30」)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、トリアセチルセルロースフィルム上に厚み20μmの防眩層が形成された防眩フィルムを得た。
微粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、微粒子の最長径、及び、微粒子の最大厚み(最長径に垂直な方向の最大長さ)を測定することにより微粒子のアスペクト比の測定を行った。
アスペクト比=微粒子の上面に於ける最大長さ/微粒子の最大厚み。
防眩層の厚みは、ミツトヨ製マイクロゲージ式厚み計を用いて測定した。具体的には、TACフィルム上に防眩層が形成された防眩フィルムの厚みを測定し、該防眩フィルムの厚みからTACフィルムの厚みを減算することにより、防眩層の厚みを算出した。
上記実施例及び比較例の各防眩フィルムの断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、TACフィルムの面に対する板状微粒子の傾斜角度を測定した。計測結果に基づいて、下記式に従ってから微粒子傾斜配列度を求めた。その結果を、表1に示す。
式:微粒子傾斜配列度=(傾斜角度10°〜20°の範囲内にある板状微粒子の数÷測定断面に於ける板状微粒子の全体数)×100。
防眩フィルムの防眩層が形成されていない面側に、厚み2.0mmの黒色アクリル板(三菱レイヨン(株)製)を粘着剤を介して貼り合わせた。これにより、防眩フィルムの裏面に於ける光反射を無くした。
上記黒色アクリル板を貼った防眩フィルムを、約1000Lxの照明下に置き、防眩フィルムの正面方向から目視し、映り込みを確認した。なお、約1000Lxの照明下としたのは、一般的なオフィスにてディスプレイを使用する環境下を想定したためである。
映り込みの目視結果を、表1に示す。
ただし、映り込み試験の判断基準は、下記の通りである。
「○○」:像の映り込みがほとんどないと判断された場合。
「○」:像の映り込みはあるが、視認性への影響は小さいと判断された場合。
「△」:像の写り込みはあるが、実用上問題はないと判断された場合。
「×」:像の映り込みがあり、実用上無視できないと判断された場合。
防眩フィルムの防眩層が形成されていない面側に、厚み約20μmのアクリル系粘着剤を介して、表面が平滑な偏光板を貼り合わせた。
この防眩フィルム付き偏光板を、液晶パネル(シャープ(株)製、パネル型番「LQ150X1LAJO」)の表示面側に実装し、該液晶パネルを、シャープ(株)製の液晶表示装置に組み込んだ。
この液晶表示装置を駆動させて表示面を黒表示状態にし、約1000Lxの照明下において、画面の黒色の濃さを目視にて確認した。その結果を、表1に示す。
ただし、白ボケ試験の判断基準は、下記に示す通りである。
「○○」:黒色の程度が非常に良好と判断された場合。
「○」:黒色の程度が良好と判断された場合。
「△」:若干白っぽくなっているが、実用上問題はないと判断された場合。
「×」:白ボケが発生していると判断された場合。
Claims (8)
- 透明フィルムの少なくとも片面に、複数の板状微粒子が含有された防眩層が設けられ、
板状微粒子は、板状微粒子の上面が透明フィルムの面に対して傾斜した状態で透明なバインダーによって固定されており、
前記バインダーと板状微粒子の屈折率差である、|固化したバインダーの屈折率−板状微粒子の屈折率|が、0.05未満であり、
前記防眩層の表面に、前記板状微粒子に起因する凹凸形状が現れている、ことを特徴とする防眩フィルム。 - 前記板状微粒子が、透明フィルムの一方向に於いて、同じ向きに傾斜して配列されている請求項1に記載の防眩フィルム。
- 前記板状微粒子が、透明フィルムの一方向に対して直交する方向に於いて、無秩序に配列されている請求項2に記載の防眩フィルム。
- 前記板状微粒子のアスペクト比が10以上である請求項1〜3のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記板状微粒子の上面及び下面が、平行な平面である請求項1〜4のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記板状微粒子が、シリカを主成分とする無機化合物、または樹脂を主成分とする有機化合物で形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記透明フィルムが、偏光子、または偏光子に積層される保護フィルムである請求項1〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の防眩フィルムが、光学フィルムの少なくとも片面に積層されている防眩性光学フィルム。
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