JP5286218B2 - 防眩フィルム、その製造方法、反射防止フィルム、偏光板及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
上記のハードコート層と同様に防眩層上に低屈折率層を設けることで映り込みの抑制と黒締まりは改善出来るが、黒締まりはまだ、十分なレベルとは言えず、様々な改善が行われている(例えば特許文献1)。映り込み防止性を維持したまま、層の数を増やさずに黒締まりを改良する方法が望まれていた。
また、防眩層に粒子等を導入した場合に、防眩層の表面での散乱のほかに内部での散乱も考慮する必要がある。内部散乱の制御可能な基材の一態様として、表面及び内部に気泡を発生させる態様(例えば、特許文献2)が考えられる。この場合、散乱角度を制御するために気泡のサイズや分布を一様とすることが必要であるが、そのような制御は非常に難しい。また、気泡/基材の界面の屈折率差が大きいことから、内部散乱の制御は非常に困難であった。
本発明の主な特徴は、特定形状で特定頻度のくぼみを有しつつ、内部ヘイズのない透明プラスチック基材フィルムの製造を可能とし、そこに防眩性ハードコート層を積層することで、上記従来の課題を解決したことにある。
本発明は、透明プラスチック基材フィルム上に透光性粒子を含有した防眩性ハードコート層を有する防眩フィルムにおいて、透明プラスチック基材フィルムに特定のくぼみを持たせると、防眩効果が増し、同じ防眩性を得るために透光性粒子を減少させることができ、結果として、映り込み防止効果を維持したまま黒締まり性を改善出来ることを見出したことに基く。
1.
透明プラスチック基材フィルム上に少なくとも防眩性ハードコート層を有する防眩フィルムであって、該透明プラスチック基材フィルムの少なくとも一方の表面に独立したくぼみを有し、該くぼみの深さが3μm以下であり、該くぼみの平均長径長が0.5〜20μmであり、該透明プラスチック基材フィルムの表面における該くぼみの個数が25〜3000個/mm2であり、かつ該防眩性ハードコート層は少なくとも1種の透光性樹脂と少なくとも1種の透光性粒子を含有する層であることを特徴とする防眩フィルム。
2.
前記透明プラスチック基材フィルムの内部ヘイズが5%以下であることを特徴とする上記1に記載の防眩フィルム。
3.
前記透明プラスチック基材フィルムのくぼみを有する側の表面において、平坦な部分から厚み方向に5〜15μmの内部空隙率は、10%以下であることを特徴とする上記1又は2に記載の防眩フィルム。
4.
前記透明プラスチック基材フィルムの表面におけるくぼみの個数が200〜1000個/mm2であることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の防眩フィルム。
5.
前記透明プラスチック基材フィルムのくぼみの平均長径長が1.0〜5.0μmであることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の防眩フィルム。
6.
前記防眩性ハードコート層の平均膜厚が8〜40μmであることを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の防眩フィルム。
7.
前記防眩性ハードコート層に含まれる少なくとも1種の透光性粒子の平均粒径が5.5〜15μmであることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
8.
前記透明プラスチック基材フィルムが、セルロースアシレート系ポリマーを主成分とすることを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載の防眩フィルム。
9.
前記透明プラスチック基材フィルムが、
誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類以上の互いに相溶しない溶媒を含む混合溶媒中に、ポリマー組成物を溶解してポリマー溶液を調製し、該ポリマー溶液を製膜することによって得られたフィルムであることを特徴とする上記1〜8のいずれかに記載の防眩フィルム。
10.
前記混合溶媒が、誘電率が35以上の溶媒を0.3〜30質量%含む溶媒であることを特徴とする上記9に記載の防眩フィルム。
11.
前記混合溶媒が、更に誘電率が2〜10未満の溶媒及び誘電率が10〜35未満の溶媒を含むことを特徴とする上記9又は10に記載の防眩フィルム。
12.
前記誘電率が35以上の溶媒が、水であることを特徴とする上記9〜11のいずれかに記載の防眩フィルム。
13.
前記防眩性ハードコート層の上に、直接又は他の層を介して、前記防眩性ハードコート層よりも屈折率の低い低屈折率層を積層してなることを特徴とする上記1〜12のいずれかに記載の反射防止フィルム。
14.
偏光膜と該偏光膜の両側に保護フィルムを有する偏光板であって、少なくとも一方の保護フィルムが上記1〜12のいずれかに記載の防眩フィルム又は上記13に記載の反射防止フィルムであることを特徴とする偏光板。
15.
上記1〜12のいずれかに記載の防眩フィルム、上記13に記載の反射防止フィルム又は上記14に記載の偏光板を有することを特徴とする画像表示装置
16.
誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類の互いに相溶しない溶媒を含む混合溶媒中に、ポリマー組成物を溶解してポリマー溶液を調製し、該ポリマー溶液を製膜し、透明プラスチック基材フィルムを調製する工程と、該調製された透明プラスチック基材フィルム上に防眩性ハードコート層を設ける工程とを有することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
また、本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムを表面保護フィルムとして用いた偏光板及び画像表示装置は、光学性能に優れ、安価で大量に供給することができる。
本発明で用いる透明プラスチック基材フィルム(単に基材フィルムとも称する)は、均一な組成物からなる基材フィルムであり、そのフィルム表面に独立したくぼみを有し、該くぼみの深さが3μm以下であり、該くぼみの平均長径長が0.5〜20μmであり、フィルム表面における該くぼみの個数が25〜3000個/mm2であることを特徴とする。
本発明の基材フィルムの有するくぼみについて説明する。本発明におけるくぼみは、平均長径長が0.5〜20μmであるものを言う。
本発明の独立したくぼみの「独立した」とはそれぞれのくぼみが実質的に離れて存在することを意味する。離れて存在するとは、例えば表面から観察したときのくぼみの形状が円形の場合、だるま状に繋がって存在しないことを意味する。実質的にとは90%以上が離れて存在することを意味する。
くぼみの個数を上記範囲とすることで、独立したくぼみを形成することができる。
基材フィルムのくぼみの平均長径長は0.5〜20μmであり、防眩性に適度に影響を及ぼすために、1〜10μmであることが好ましく、1〜8μmであることがより好ましい。基材フィルムのくぼみの平均長径長が上記範囲にあることにより、透光性粒子がくぼみ付近に集まり、映り込み防止性を維持したまま、黒締まりを改善できる。
平均長径長が0.5μm未満であると、くぼみが小さすぎて透光性粒子を集める効果が得られない、20μmを超えるとヘイズが上昇し好ましくない。
なお、本明細書中、くぼみの長径とは、フィルム表面に形成されているくぼみ開口部(くぼみの端部)を結ぶ径の内、最も長い径のことを言う。くぼみの直径は画像処理ソフト(例えば、Image Pro Plus)を使用して、フィルムの面方向の各くぼみを認識し、それぞれの最も長い部分を測定することによって測定を行った。くぼみの平均長径長は、フィルム表面1mm2を1つを任意に選び、そこに存在するくぼみの長径の平均値のことをいう。
くぼみの深さは3μm以下であり、防眩性に適度に影響を及ぼすために、0.5〜3μmであるのがより好ましく、0.8〜2.8μmがより好ましく、1.0〜2.5μmが特に好ましい。くぼみの深さをこの範囲に制御することで、透光性粒子の面方向の動きに影響を及ぼすことができ、映り込み防止性を維持したまま、黒締まりを改善することができる。い。くぼみの深さとは、特定の大きさのサンプルフィルム表面における、平均長径長が0.5〜20μmである全くぼみの深さの平均値のことを言う。くぼみの深さが3μmを超えると、くぼみに起因する、表面凹凸ができ、黒締まりが悪化し、好ましくない。
また、前記くぼみの2つのくぼみ間の平均間隔は拡散性能の調整の観点から1〜500μmであるのが好ましく、5〜200μmであるのがより好ましく、10〜100μmであるのが特に好ましい。なお、本明細書中、2つのくぼみ間の平均間隔とは、すべてのくぼみについて、それに最も近いくぼみとの中心間の距離を測定し、その合計をくぼみの数で割った値のことを言う。
ここで平均個数とは、フィルム表面から1mm2の領域を100ヶ所任意に選び、それぞれに存在するくぼみの個数の平均値を算出することで得られる。
ここで平均深さとは、くぼみを100個任意に選び、それらの深さの平均値を意味する。
また、前記くぼみの平均長径長と平均短径長の比(アスペクト比)は、0.8〜1.2であることが高全光透過率の観点から好ましく、0.85〜1.15であることがより好ましく、0.9〜1.1であることが特に好ましい。
前記くぼみの断面形状の好ましい形状について説明する。なお、ここでいう断面形状とは、フィルムを平坦な面に置いた時に厚み方向に垂直に切削した断面図における形状を表す。
前記くぼみの断面形状は最深部の深さが3μm以下であり、開口部の平均長径長が0.5〜20μmである以外に特に制限はないが、下に凸であることが好ましく、フィルム表面と概ね平行な底部と、前記底部とくぼみ開口部とを連結する側部から構成されることがより好ましい。このような形状の代表例として、カップ状のような形状が好ましい。前記カップ状とは、コーヒーカップやティーカップのように、くぼみの横幅のうち少なくとも25%がフィルム表面と概ね平行なくぼみ底部と、前記底部からくぼみ開口部に向かってゆるやかにカーブを描き、くぼみ端部の開口部ではフィルム表面に対して概ね垂直な面になっているくぼみ側部(両側部)とをもつ形状を言う。その意味でクレーター状やサイクロイド曲線状などもカップ状の形状に含まれる。
くぼみの断面形状として球状、方形状が考えられるが、球状では曲率が高いため、ややヘイズが高くなる傾向にある。
本発明の基材フィルムのヘイズは、20%以下であるのが好ましく、15%以下であるのがより好ましい。また内部ヘイズは5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、2%以下が更に好ましい。
基材の表面にくぼみをつける時に、基材の内部に空隙を作らないことで、全ヘイズ及び、内部ヘイズの上昇を抑えることができる。このような要件を満たした基材フィルムは、後述の製造方法を用いることで作製することができる。
なお、ヘイズは、ヘイズメーター(NDH2000;日本電色工業(株)製)により測定することができる。内部ヘイズは、間隔が1mmに調整された一対のガラス板の間にフィルムを入れ、フィルムと同等の屈折率を有するオイルを注入した上でヘイズを測定することによって得られる。
全光線透過率を上記の範囲に制御するためにも、基材の表面にくぼみをつける時に基材の内部に空隙を作らないことが重要である。
本発明の基材フィルムは、均一な組成物からなる。すなわち、均一な組成物であればフィルム内部で発生するヘイズを低減させることができるため、内部ヘイズを抑制しながら表面にくぼみを形成することができ、また、均一な組成物であれば製造過程で発生するフィルム屑を回収して原料に混ぜて使っても品質が低下しないため、コストを低減させることが可能となる。ここで、均一な組成物とは、光の散乱を起こすサイズの、例えば粒子のような物質を実質的に含まないことを表し、実質的に含まないとは、光の散乱を起こすサイズの異物起因のヘイズが、全ヘイズ中の5%未満の寄与率であることを表す。
同様に、本発明の基材フィルムは、前記くぼみも均一な組成物で形成されているため、全光透過率を上昇させ、かつコストを低減することができる。
セルロースアシレートフィルムの原料のセルロースとしては、綿花リンター、ケナフ、木材パルプ(広葉樹パルプ、針葉樹パルプ)等があり、何れの原料セルロースから得られるセルロースエステルでも使用でき、場合により混合して使用してもよい。
セルロースアシレートは、セルロースと複数のカルボン酸とのエステルであってもよい。すなわち、セルロースアシレートは、複数のアシル基で置換されていてもよい。
本発明の基材フィルムである、本発明の製造方法により製造されるセルロースアシレートフィルムに求めるヘイズにより、適宜、SA+SBを調整することとなるが、好ましくは2.70<SA+SB≦3.00、より好ましくは2.80≦SA+SB≦3.00であり、更に好ましくは2.85≦SA+SB≦2.98である。SA+SBを大きくすることによりヘイズを高くしやすい傾向がある。
また、SBを調整することによっても、本発明の製造方法により製造されるセルロースアシレートフィルムのヘイズを調整することができる。SBを大きくすることにより、ヘイズを高くしやすい傾向があると同時に、フィルムの弾性率や融点が下がる。フィルムのヘイズとその他の物性とのバランスを考慮すると、SBの範囲は、好ましくは0≦SB≦2.9、より好ましくは0.5≦SB≦2.5であり、更に好ましくは1≦SB≦2.0である。なお、セルロースの水酸基がすべて置換されているとき、上記の置換度は3となる。
本発明の透明プラスチック基材フィルムの製造方法の一例は、以下の通りである。以下の方法によれば、煩雑な操作や特別な装置等が不要であり、簡易に本発明の基材フィルムを製造することができる。
まず、ポリマー組成物の溶液を調製する。該溶液中のポリマーの濃度は、5〜40質量%であるのが好ましく、10〜25質量%であるのがより好ましく、10〜15質量%であることが更に好ましい。濃度が好ましい範囲であると、製膜性向上の観点や、ロングランに伴ってフィルムに発生するスジ状故障低減の観点から好ましい。
本発明では、ポリマー溶液の調製の際に、溶媒として、誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類以上の互いに相溶しない溶媒を含む混合溶媒を用いることを特徴とし、これにより表面形状が適切に制御されたフィルムを製造することができる。通常は互いに相溶する溶剤でポリマー溶液を作成するため、表面にくぼみがないフィルムであることが多く、また、溶剤組成の調整により表面にくぼみを形成させたとしても、同時にフィルム内部に空隙のあるフィルムとなってしまう。そして、このようなフィルムでは、内部ヘイズが上昇してしまうため、ヘイズ値の上昇抑制と干渉斑を防止とを両立させることができない。本発明では誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類以上の互いに相溶しない混合溶媒を含む溶媒中に、ポリマー組成物を溶解してポリマー溶液を調製する工程、及びポリマー溶液を製膜することで、本発明で規定する形状の微細なくぼみを表面に有するフィルムが得ることができる。なお、本発明における基材フィルムは、基材フィルムのくぼみ近傍の内部空隙率が低いという特徴も有しており、具体的には、くぼみを有する側の面で平坦な部分から厚み方向に5〜15μmのフィルムの内部空隙率が10%以下(体積比)であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましく、2%以下であることが特に好ましい。くぼみを有する側の面で平坦な部分から厚み方向に5〜15μmの内部空隙率は、断面SEM(走査型電子顕微鏡)を基にくぼみのある面で平坦な部分から厚み方向に5〜15μmに対応する部分の全段面積に対する空隙部分の比によって算出することができる。
くぼみ近傍の内部空隙率が10%を超えると、内部ヘイズの原因となる上、ハードコート層を積層した後の鉛筆硬度低下の原因となり、好ましくない。
溶媒の誘電率が低くなると、セルロースアシレートとの相溶性が徐々に上昇し、系内に液滴が出来易くなり、内部空隙が形成され易くなる。
本発明においては、具体的には、誘電率が35以上の溶媒(以下、「高誘電率溶媒」という)を0.3質量%以上含む溶媒を用いることが好ましく、フィルムの表面形状をより適切に制御することができる。高誘電率溶媒を0.5質量%以上含む溶媒を用いるのがより好ましく、安定性の観点から高誘電率溶媒を1.0質量%以上含む溶媒を用いるのが更に好ましい。一方、高誘電率溶媒の割合が高すぎると、ポリマーが溶解し難くなり、ポリマー溶液の調製が困難になったり、ポリマー溶液を調製できてもヘイズが高いドープとなってしまい、ドープの経時安定性が悪化したり、フィルム中の異物が増加することがある。この観点では、高誘電率溶媒は、30質量%以下であるのが好ましく、10質量%以下であるのがより好ましく5質量%以下であるのが更に好ましい。高誘電率溶媒を所定の範囲で含有する溶媒を用いて調製されたポリマー溶液を製膜することで、製膜時に又は製膜後に溶媒が蒸発する際に、溶液中でポリマーと高誘電率溶媒との相分離が起こると考えられる。その結果、本発明の基材フィルムが有するような、表面に微細なくぼみがより得やすくなる。さらに、効果的に表面の微細なくぼみを形成させる観点から、高誘電率溶媒の沸点は、後述の低沸点溶媒の沸点よりも高いことが好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、10℃以上高いことが更に好ましく、また、両者が共沸しないことが好ましい。
(I) τ0<τ1
ポリマー溶液のヘイズτ0は、0.2〜50%程度であることが好ましく、0.2〜30%であることがより好ましく、0.3〜10%であることが更に好ましい。
前記エステルとしては、例えば、メチルホルメート、エチルホルメート、プロピルホルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテート、ペンチルアセテートなどが挙げられる。
前記ケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、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などが挙げられる。
前記エーテルとしては、例えば、ジエチルエーテル、メチル−tert−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、アニソール、フェネトールなどが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、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、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノール、シクロヘキサノール、2−フルオロエタノール、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールなどが挙げられる。
前記炭化水素としては、例えば、n−ペンタン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。
混合溶媒中の低誘電率溶媒の含有量は40〜99.5質量%であることが好ましく、60〜99質量%であることがより好ましく、70〜98質量%であることが特に好ましい。
膨潤工程では、溶媒の温度を−10〜39℃程度の低温に維持する。膨潤工程時には、攪拌を実施し、ポリマー等の一部又は全部について、溶媒中への溶解を進行させるのが好ましい。膨潤工程は、一般的には、0.1〜6時間程度行うことが好ましい。
次に、溶解工程では、溶媒の温度を40〜240℃程度の温度まで加熱するとともに、0.2〜30MPa程度まで加圧するのが好ましい。但し、この範囲に限定されるものではなく、溶質及び溶媒の種類に応じて決定される。溶解工程は、0.1〜6時間程度行うことが好ましい。
ソルベントキャスト法における流延及び乾燥方法については、例えば、特開昭58−127737号公報、同61−106628号公報、特開平2−276830号公報、同4−259511号公報、同5−163301号公報、同9−95544号公報、同10−45950号公報、同10−95854号公報、同11−71463号公報、同11−302388号公報、同11−322946号公報、同11−322947号公報、同11−323017号公報、特開2000−53784号公報、同2000−273184号公報、同2000−273239号公報、米国特許第2336310号明細書、米国特許第2367603号明細書、米国特許第2492078号明細書、米国特許第2492977号明細書、米国特許第2492978号明細書、米国特許第2607704号明細書、米国特許第2739069号明細書、米国特許第2739070号明細書、英国特許第640731号明細書、英国特許第736892号明細書、特公昭45−4554号公報、特公昭49−5614号公報、特開昭60−176834号公報、特開昭60−203430号公報、特開昭62−115035号公報に記載のものを採用できる。
前記ドープは、表面温度が10℃以下の、ドラム及びバンド等の支持体上に流延することが好ましい。
延伸は、ロール延伸機を利用して実施することができる。縦又は横一軸延伸処理を行っても、二軸延伸処理を行ってもよい。一般的には、長尺状のフィルムを長手方向に延伸する、縦一軸延伸処理が行われるであろう。
本発明の防眩性ハードコート層は表面に微細凹凸形状を有するものであり、少なくとも1種の透光性樹脂と少なくとも1種の透光性粒子を含有する。
本発明の防眩性ハードコート層は、平均粒径が5.5〜15μmの透光性粒子を含有し、平均膜厚が8〜40μmであることが、視認性(黒締まり)とフィルムに垂直に加わる力に対する傷防止性の点から好ましい。
透光性粒子の平均粒径は5.5μm〜15μmが好ましく、6.0μm〜12μmがより好ましく、7.0μm〜10μmが更に好ましい。粒子サイズをこの範囲に制御することにより、くぼみの影響による粒子の面方向の動きを適度に制御することができ、好ましい。粒子サイズが小さいと流動性が増し、くぼみの影響を強く受け粒子が集まり過ぎる。一方、大きいと流動性が低下し、くぼみの影響を受けにくくなる。
本発明において、透光性粒子の平均粒径が上記の範囲であると塗布液を保存した後の表面形状の安定性に優れる。また、画面の黒締まりに優れ、かつ適度の防眩性を有することによるザラツキ感が少なく、かつ、正面コントラストの低下が少ない。
防眩性ハードコート層を形成するマトリックスを形成する透光性樹脂(以下、バインダーポリマーともいう)としては、特に限定されないが、電離放射線等による硬化後に飽和炭化水素鎖、又はポリエーテル鎖を主鎖として有する透光性ポリマーであることが好ましい。また、硬化後の主たるバインダーポリマーは架橋構造を有することが好ましい。
エポキシ基を有するモノマー類は層を構成する全バインダーに対して20〜100質量%含有することが硬化収縮低減のために好ましく、35〜100質量%含有することがより好ましく、50〜100質量%含有することが更に好ましい。
本発明の防眩性ハードコート層は、高分子化合物を含有してもよい。高分子化合物を添加することで、硬化収縮を小さくしたり、塗布液の粘度調整を行うことができる。
本発明の防眩性ハードコート層には、屈折率の調整、膜強度の調整、硬化収縮減少、更に低屈折率層を設けた場合の反射率低減の目的に応じて、無機フィラー使用することもできる。例えば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する酸化物からなり、一次粒子の平均粒径が、一般に0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.06μm以下1nm以上である微細な高屈折率無機フィラーを含有することも好ましい。
本発明の防眩性ハードコート層では、特に塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状均一性を確保するために、フッ素系、シリコーン系の何れかの界面活性剤、あるいはその両者を光散乱層用の塗布組成物中に含有することが好ましい。特に、フッ素系の界面活性剤は、より少ない添加量において、本発明の光学フィルムの塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状故障を改良する効果が現れるため、好ましく用いられる。
面状均一性を高めつつ、高速塗布適性を持たせることにより生産性を高めることが目的である。フッ素系の界面活性剤の好ましい例としては、例えば、特開2007−188070号公報の段落番号0049〜0074に記載の化合物が挙げられる。
防眩性ハードコート層を形成する塗布組成物には、有機溶媒を含有することが好ましい。
防眩性ハードコート層は、塗布液を支持体に塗布後、光照射、電子線ビーム照射、加熱処理などを実施して、架橋又は重合反応させて形成できる。紫外線照射の場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。紫外線による硬化は、窒素パージ等で酸素濃度が4体積%以下、更に好ましくは2体積%以下、最も好ましくは0.5体積%以下の雰囲気下で硬化することが好ましい。
本発明の反射防止フィルムは、防眩性ハードコート層の上に、直接又は他の層を介して、前記防眩性ハードコート層よりも屈折率の低い低屈折率層を積層してなる。
以下に本発明に好ましく用いることができる反射防止フィルムの構成を示す。
本発明の反射防止フィルムについては以下のような層構成を好ましく用いることができる。コストと性能の観点を加味すると「イ」の構成が最も好ましい。
イ:基材フィルム/防眩性ハードコート層/低屈折率層
ロ:基材フィルム/防眩性ハードコート層/高屈折率層/低屈折率層
ハ:基材フィルム/防眩性ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
以下に本発明に好ましく用いることのできる低屈折率層を説明する。
本発明においては、前記のように、前記の防眩性ハードコート層より外側、すなわち基材フィルムより遠い側に低屈折率層を設けることが好ましい態様の一つである。低屈折率層を有することで、防眩フィルムに反射防止機能を付与することができる。低屈折率層の屈折率は前記の防眩性ハードコート層の屈折率より低く設定することが好ましい。低屈折率層と防眩性ハードコート層との屈折率差が小さすぎる場合は反射防止性が低下し、大き過ぎると反射光の色味が強くなる傾向がある。低屈折率層と防眩性ハードコート層との屈折率差は0.01以上0.40以下が好ましく、0.05以上0.30以下がより好ましい。
低屈折率層は、低屈折率素材を用いて形成することができる。低屈折率素材としては、低屈折率バインダーを用いることができる。また、バインダーに微粒子を加えて低屈折率層を形成することもできる。
また、低屈折率層形成用組成物は後述するオルガノシラン化合物を含有することもできる。
含フッ素共重合体を主として構成する含フッ素ビニルモノマーとしては、フルオロオレフィン類(例えばフルオロエチレン、ビニリデンフルオリド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等)、(メタ)アクリル酸の部分又は完全フッ素化アルキルエステル誘導体類{例えば「ビスコート6FM」(商品名)、大阪有機化学工業(株)や“R−2020”(商品名)、ダイキン工業(株)製等}、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類等が挙げられるが、好ましくはペルフルオロオレフィン類であり、屈折率、溶解性、透明性、入手性等の観点から特に好ましくはヘキサフルオロプロピレンである。
(A):グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテルのように分子内に予め自己架橋性官能基を有するモノマーの重合によって得られる構成単位
(B):カルボキシル基やヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基等を有するモノマー{例えば(メタ)アクリル酸、メチロール(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アリルアクリレート、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、マレイン酸、クロトン酸等}の重合によって得られる構成単位
(C):分子内に上記(A)、(B)の官能基と反応する基とそれとは別に架橋性官能基を有する化合物を、上記(A)、(B)の構成単位と反応させて得られる構成単位(例えばヒドロキシル基に対してアクリル酸クロリドを作用させる等の手法で合成できる構成単位)
a.水酸基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、(メタ)アクリル酸クロリドを反応させてエステル化する方法、
b.水酸基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、イソシアネート基を含有する(メタ)アクリル酸エステルを反応させてウレタン化する方法、
c.エポキシ基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、(メタ)アクリル酸を反応させてエステル化する方法、
d.カルボキシル基を含有してなる架橋性官能基含有共重合体に、エポキシ基を含有する含有(メタ)アクリル酸エステルを反応させてエステル化する方法。
本発明では共重合体中の架橋性付与のための構成単位の導入量が10〜50モル%であることが好ましく、より好ましくは15〜45モル%の場合であり、特に好ましくは20〜40モル%の場合である。
次に本発明における低屈折率層に好ましく用いることのできる微粒子について説明する。
本発明のフィルムには、前記のように低屈折率層と防眩性ハードコート層の間に屈折率の高い層を設け、反射防止性を高めることができる。
以下の本明細書では、この高屈折率層と中屈折率層を高屈折率層と総称して呼ぶことがある。なお、本発明において、高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層の「高」、「中」、「低」とは層相互の相対的な屈折率の大小関係を表す。また、基材フィルムとの関係で言えば屈性率は、基材フィルム>低屈折率層、高屈折率層>基材フィルムの関係を満たすことが好ましい。
また、本明細書では高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を総称して反射防止層と総称して呼ぶことがある。
このようにして作製した高屈折率層及び中屈折率層のバインダーは、例えば、上記の好ましい分散剤と電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーとが、架橋又は重合反応し、バインダーに分散剤のアニオン性基が取りこまれた形となる。さらに高屈折率層及び中屈折率層のバインダーは、アニオン性基が無機粒子の分散状態を維持する機能を有し、架橋又は重合構造がバインダーに皮膜形成能を付与して、無機粒子を含有する高屈折率層及び中屈折率層の物理強度、耐薬品性、耐候性を改良する。
高屈折率層の上に低屈折率層を有する場合、高屈折率層の屈折率は透明基材の屈折率より高いことが好ましい。
高屈折率層に、芳香環を含む電離放射線硬化性化合物、フッ素以外のハロゲン化元素(例えば、Br、I、Cl等)を含む電離放射線硬化性化合物、S、N、P等の原子を含む電離放射線硬化性化合物などの架橋又は重合反応で得られるバインダーも好ましく用いることができる。
本発明にかかる防眩性ハードコート層、低屈折率層又はその他の層は、塗布液を基材フィルム上に塗布し、加熱・乾燥し、その後、必要に応じて、光照射及び/又は加熱して、各層を形成するためのモノマーや硬化性樹脂を硬化する。これにより各層が形成される。
乾燥条件は、基材の熱的強度や搬送速度、乾燥工程の長さなどの影響を受けるが、できるだけ有機溶媒の含有率の低いほうが膜硬度や接着防止の点で好ましい。有機溶媒を含有しない場合には、乾燥工程を省略し塗布後すぐに紫外線照射することもできる。
基材フィルムに、表面処埋を実施してもよい。
表面処理の例には、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線照射処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理及びオゾン酸化処理が含まれる。具体的には、例えば、発明協会公開技報公技番号2001−1745号(発行2001年3月15日)p.30−31に記載の内容、特開2001−9973号公報に記載の内容等が挙げられる。好ましくは、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理及び火焔処理、更に好ましくはグロー放電処理と紫外線処理が挙げられる。
このような処理により基材の表面は親水化し、表面自由エネルギーが上昇するので、ハードコート層形成用塗布液に含まれる表面自由エネルギーの高い低屈折率微粒子が基材表面上に偏在し易くなり好ましい。
本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムを画像表示装置(好ましくは液晶表示装置)に用いる場合、片面に粘着層を設ける等してディスプレイの最表面に配置する。該基材フィルムがセルロースアシレートの場合は偏光板の偏光層を保護する保護フィルムとしてトリアセチルセルロースが用いられるため、本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムをそのまま保護フィルムに用いることがコストの上では好ましい。
鹸化処理は公知の方法を用いることができる。
本発明のフィルムは以下の方法で形成することができるが、この方法に制限されない。
まず、各層を形成するための成分を含有した塗布液が調製される。塗布液を、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法(米国特許2681294号明細書参照)により基材フィルム上に塗布し、加熱・乾燥する。これらの塗布方式のうち、グラビアコート法で塗布すると反射防止膜の各層のような塗布量の少ない塗布液を膜厚均一性高く塗布することができ、好ましい。グラビアコート法の中でもマイクログラビア法は膜厚均一性が高く、より好ましい。
また、ダイコート法を用いても塗布量の少ない塗布液を膜厚均一性高く塗布することができ、更にダイコート法は前計量方式のため膜厚制御が比較的容易であり、更に塗布部における溶剤の蒸散が少ないため、好ましい。二層以上を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許第2761791号、同2941898号、同3508947号、同3526528号の各明細書及び原崎勇次著、「コーティング工学」、253頁、朝倉書店(1973)に記載がある。
偏光板は、偏光膜を両面から挟む2枚の保護フィルムで主に構成される。本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムは、偏光膜を両面から挟む2枚の保護フィルムのうち少なくとも1枚に用いることが好ましい。本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムが保護フィルムを兼ねることで、偏光板の製造コストを低減できる。また、本発明の防眩フィルム又は反射防止フィルムを最表層に使用することにより、外光の映り込み防止され、黒締まりにも優れた偏光板とすることができる。
実施例において測定した種々の特性の測定法及び評価法を以下に示す。
1.ガラス転移点(Tg)
DSC測定装置(DSC8230:(株)リガク製)を用い、DSCのアルミニウム製測定パン(Cat.No.8578:(株)リガク製)に、熱処理前のポリマーフィルムのサンプルを5〜6mg入れる。これを50mL/分の窒素気流中で、25℃から120℃まで、20℃/分の昇温速度で昇温して15分保持した後、30℃まで−20℃/分で冷却する。その後、再度、30℃から250℃まで20℃/分の昇温速度で昇温し、その際に測定されるサンプルのサーモグラムと2本のベースラインの中線との交点の温度を、フィルムのガラス転移点とした。
DSC測定装置(DSC8230:(株)リガク製)を用い、DSCのアルミニウム製測定パン(Cat.No.8578:(株)リガク製)に、熱処理前のポリマーフィルムのサンプルを5〜6mg入れる。これを50mL/分の窒素気流中で、25℃から120℃まで20℃/分の昇温速度で昇温して15分保持した後、30℃まで−20℃/分で冷却する。さらに、再度、30℃から320℃まで20℃/分の昇温速度で昇温し、この際に現れた発熱ピークの開始温度をフィルムの結晶化温度とした。
セルロースアシレートのアシル置換度は、Carbohydr.Res.273(1995)83−91(手塚他)に記載の方法で13C−NMRにより求めた。
フィルムの幅方向5点(フィルムの中央部、端部(両端からそれぞれ全幅の5%の位置)、及び中央部と端部の中間部2点)とを長手方向に100mごとにサンプリングし、5cm□の大きさのサンプルを取り出す。このサンプルを25℃、相対湿度60%にて24時間調湿後、ヘイズメーター(NDH 2000:日本電色工業(株)製)を用いて各サンプルのヘイズを測定し、その平均値をフィルムのヘイズとした。なお、ポリマー溶液の場合には、前述の方法に従って測定を実施した。
全光透過率及び平行透過率についても、同様にサンプリングし、各サンプルについてそれらを、前述の方法に従って測定し、その平均値をフィルムの全光透過率及び平行透過率とした。
得られたフィルムの表面及び裏面に流動パラフィンを数滴添加し、厚さ1mmのガラス板(ミクロスライドガラス品番S 9111、MATAUNAMI製)を2枚用いて裏表より挟んで、完全に2枚のガラス板と得られたフィルムを光学的に密着し、表面ヘイズを除去した状態でヘイズを測定し、別途測定したガラス板2枚の間に流動パラフィンのみを挟んで測定したヘイズを引いた値をフィルムの内部ヘイズ(Hi)として算出した。
フィルムの搬送方向の5点をフィルムの中心部を基準としてサンプリングし、5cm□の大きさのサンプルを取り出す。このサンプル中に含まれるくぼみのうち、任意の100個を選び、三次元非接触型表面形状計測システム((株)菱化システム製)を用いて、くぼみの深さ、深さの標準偏差、くぼみ開口部の平均長径長、くぼみ開口部の平均短径長を測定した。
また、上記5cm□の大きさのサンプルから1mm2の領域100ヶ所を任意に選び、面積あたりのくぼみの個数、くぼみの個数の標準偏差、くぼみ間の平均間隔(くぼみとくぼみの中心間隔)を三次元非接触型表面形状計測システム((株)菱化システム製)を用いて、測定した。
上記「6.くぼみの形状」のサンプルから任意に10ヶ所断面SEM(走査型電子顕微鏡)写真を撮影し、それぞれ、くぼみのある面で平坦な部分から厚み方向に5〜15μm、長さ1mm部分の全断面積と空隙部分を計測し、全断面積に対する空隙部分の比によって算出し、10ヶ所の平均を取った。
(基材フィルムの製造と評価)
下記、表1に示す通り、以下のセルロースアシレートを表中に記載の割合で添加し、下記の溶媒のいずれかに溶解し、並びに添加剤を選択して添加し、セルロースアシレートのドープを調製した。調製法の詳細も、以下に示す。
なお、セルロースアシレートは120℃に加熱して乾燥し、含水率を0.5質量%以下とした後、表1記載の量[質量部]を使用した。
1)<セルロースアシレート>
置換度が2.86のセルロースアセテートの粉体を用いた。セルロースアシレートの粘度平均重合度は300、6位のアセチル置換度は0.89、アセトン抽出分は7質量%、質量平均分子量/数平均分子量比は2.3、含水率は0.2質量%、6質量%ジクロロメタン溶液中の粘度は305mPa・s、残存酢酸量は0.1質量%以下、Ca含有量は65ppm、Mg含有量は26ppm、鉄含有量は0.8ppm、硫酸イオン含有量は18ppm、イエローインデックスは1.9、遊離酢酸量は47ppmであった。粉体の平均粒子サイズは1.5mm、標準偏差は0.5mmであった。
溶媒として、ジクロロメタン(誘電率9)、メタノール(誘電率33)、1−ブタノール(誘電率17)、及び水(誘電率78)から一種又は二種以上を選択し、下記表に記載の量[質量部]だけ溶媒として用いた。なお、使用した有機溶媒の含水率は0.2質量%以下であった。
下記の添加剤セルロースアシレート量に対して下記括弧内の添加量[質量%]を使用した。
トリフェニルホスフェート(8.0質量%)
ビフェニルジフェニルホスフェート(4.0質量%)
攪拌羽根を有し外周を冷却水が循環する400リットルのステンレス製溶解タンクに、前記溶媒及び添加剤を投入して撹拌、分散させながら、セルロースアシレートを徐々に添加した。投入完了後、室温にて2時間撹拌し、3時間膨潤させた後に再度撹拌を実施し、セルロースアシレート溶液を得た。
なお、攪拌には、15m/sec(剪断応力5×104kgf/m/sec2〔4.9×105N/m/sec2〕)の周速で攪拌するディゾルバータイプの偏芯攪拌軸及び中心軸にアンカー翼を有して周速1m/sec(剪断応力1×104kgf/m/sec2〔9.8×104N/m/sec2〕)で攪拌する攪拌軸を用いた。膨潤は、高速攪拌軸を停止し、アンカー翼を有する攪拌軸の周速を0.5m/secとして実施した。
膨潤した溶液をタンクから、ジャケット付配管で50℃まで加熱し、更に2MPaの加圧化で90℃まで加熱し、完全溶解した。加熱時間は15分であった。この際、高温にさらされるフィルター、ハウジング、及び配管はハステロイ合金製で耐食性の優れたものを利用し保温加熱用の熱媒を流通させるジャケットを有する物を使用した。
次に36℃まで温度を下げ、セルロースアシレート溶液を得た。
得られたセルロースアシレート溶液を、絶対濾過精度10μmの濾紙(#63、東洋濾紙(株)製)で濾過し、更に絶対濾過精度2.5μmの金属焼結フィルター(FH025、ポール社製)にて濾過してポリマー溶液を得た。
セルロースアシレート溶液を30℃に加温し、流延ギーサー(特開平11−314233号公報に記載)を通して15℃に設定したバンド長60mの鏡面ステンレス支持体上に流延した。流延スピードは50m/分、塗布幅は200cmとした。流延部全体の空間温度は、15℃に設定した。そして、流延部の終点部から50cm手前で、流延して回転してきたセルロースアシレートフィルムをバンドから剥ぎ取り、45℃の乾燥風を送風した。次に110℃で5分、更に140℃で10分乾燥して、膜厚80μmのセルロースアシレートフィルムを得た。
<基材フィルム11>
基材フィルム1のドープが空気界面側に、基材フィルム9のドープがステンレス支持体側に来るように、フィードブロック法に準じて共流延した以外は、前記基材フィルムと同様に、空気界面側40μm、支持体側40μmの、膜厚80μmのセルロースアシレートフィルム(基材フィルム11)を得た。
基材フィルム2のドープが空気界面側に、基材フィルム9のドープがステンレス支持体側に来るように、フィードブロック法に準じて共流延した以外は、前記基材フィルムと同様に、空気界面側40μm、支持体側40μmの、膜厚80μmのセルロースアシレートフィルム(基材フィルム12)を得た。
基材フィルム5のドープが空気界面側に、基材フィルム9のドープがステンレス支持体側に来るように、フィードブロック法に準じて共流延した以外は、前記基材フィルムと同様に、空気界面側40μm、支持体側40μmの、膜厚80μmのセルロースアシレートフィルム(基材フィルム13)を得た。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、防眩性ハードコート層用塗布液を調製した。
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−1)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 65.0g
イルガキュア127 3.0g
8μm架橋アクリル粒子(30%) 20.0g
8μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 52.6g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 72.6g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−2)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 69.2g
イルガキュア127 3.2g
8μm架橋アクリル粒子(30%) 16.0g
8μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 42.1g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 82.8g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−3)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 69.2g
イルガキュア127 3.2g
5μm架橋アクリル粒子(30%) 16.0g
5μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 42.1g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 82.8g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−4)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 69.2g
イルガキュア127 3.2g
6μm架橋アクリル粒子(30%) 16.0g
6μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 42.1g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 82.8g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−5)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 69.2g
イルガキュア127 3.2g
7μm架橋アクリル粒子(30%) 16.0g
7μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 42.1g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 82.8g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−6)の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
PET−30 69.2g
イルガキュア127 3.2g
10μm架橋アクリル粒子(30%) 16.0g
10μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%) 42.1g
FP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 82.8g
MEK 32.5g
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記塗布液において硬化後のマトリックスの屈折率は1.525であった。
架橋アクリル粒子 1.500
架橋アクリル・スチレン粒子 1.555
PET−30:ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物[日本化薬(株)製];
5μm架橋アクリル粒子(30%):平均粒径5.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
6μm架橋アクリル粒子(30%):平均粒径6.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
7μm架橋アクリル粒子(30%):平均粒径6.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
8μm架橋アクリル粒子(30%):平均粒径8.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
10μm架橋アクリル粒子(30%):平均粒径10.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
5μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%):平均粒径5.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
6μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%):平均粒径6.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
6μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%):平均粒径6.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
8μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%):平均粒径8.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
10μm架橋アクリル・スチレン粒子(30%):平均粒径10.0μm[積水化成品工業(株)製]の30wt%MIBK分散液、ポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散し調製)
イルガキュア127:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
CAB:セルロースアセテートブチレート(数平均分子量40000)
FP−13:下記構造式で表されるフッ素系表面改質剤
(中空シリカ粒子分散液の調製)
中空シリカ粒子微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、触媒化成工業(株)製CS60−IPA、平均粒子径60nm、シエル厚み10nm、シリカ濃度20%、シリカ粒子の屈折率1.31)500部に、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン20部、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.5部加え混合した後に、イオン交換水9部を加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8部を添加し、分散液を得た。その後、シリカの含率がほぼ一定になるようにシクロヘキサノンを添加しながら、圧力30Torrで減圧蒸留による溶媒置換を行い、最後に濃度調整により固形分濃度18.2%の分散液を得た。得られた分散液のIPA残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ0.5%以下であった。
低屈折率層用塗布液(LNL−1)の組成
───────────────────────────────────
DPHA 1.0質量部
P−1 1.6質量部
中空シリカ粒子分散液(18.2%) 26.4質量部
RMS−033 0.4質量部
イルガキュア907 0.3質量部
M−1 1.9質量部
MEK 168.4質量部
───────────────────────────────────
DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物、日本化薬(株)製
イルガキュア907:重合開始剤(日本チバガイギー(株)製)
M−1:下記構造の含フッ素多官能アクリレート
RMS−033:メタクリロキシ変性シリコーン(Gelest(株)製)
表3に従って基材フィルム1〜13のいずれかを選択し、ロール形態で巻き出して、スロットダイを有するコーターを用いて、防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−1)又は、防眩性ハードコート層用塗布液(AGL−2)を直接押し出して塗布した。搬送速度30m/分の条件で塗布し、30℃で15秒間、90℃で20秒間乾燥の後、更に窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量90mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、平均膜厚14.0μmの防眩性ハードコート層(AG−1)又は、防眩性ハードコート層(AG−2)をそれぞれを形成し、巻き取り、ロール状の防眩フィルムを作製した。
表3中、LRフィルムは防眩性ハードコート層上に低屈折率層を有する反射防止フィルムを意味する。上記で、基材フィルム上に防眩性ハードコート層を積層したロール状防眩フィルムを表3に従って巻き出し、防眩性ハードコート層の上に、低屈折率層用塗布液(LNL−1)を、スロットルダイを有するコーターを用いて直接押し出し、60℃、60秒で乾燥し、酸素濃度が0.1体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度600mW/cm2、照射量600mJ/cm2で紫外線を照射して塗布液を硬化させ、平均膜厚90nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、ロール状の反射防止フィルムを作成した。
低屈折率層の屈折率は1.36だった。
以下の方法により上記で作製した各フィルム試料の諸特性の評価を行った。結果を表3に示す。
フィルム試料の裏面(防眩性ハードコート層を有さない側の表面)をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態にした。該フィルムの表面を、分光光度計V−550(日本分光(株)製)の積分球に装着して、380〜780nmの波長領域において、反射率(積分反射率)を測定し、450〜650nmの平均反射率を算出し、反射防止性を評価した。
上記で作製した液晶表示装置の視認者側にむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を45度の角度から映し、−45度の方向から観察した際の反射像のボケの程度を以下の基準で評価した。
蛍光灯の輪郭が全くわからない :◎
蛍光灯の輪郭がわずかにわかる :○
蛍光灯はぼやけているが、輪郭は識別できる :△
蛍光灯がほとんどぼけない :×
上記で作製した液晶表示装置の視認者側にむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を45度の角度から映し、正面方向から観察した際の白茶け感を基に以下の基準で黒締まりを評価した。
画面が黒く見える :◎
僅かに白茶け感が感じられる :○
白茶け感が感じられる :△
白茶け感がはっきり分かる :×
得られたフィルムを温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS−K−5400が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、4.9Nの荷重にて傷が認められない鉛筆の硬度値である。
くぼみのない通常の基材フィルムに透光性粒子とバインダーポリマーを含有する防眩性ハードコート層を積層したフィルムでは樹脂粒子の量を調整することで、映り込み防止又は黒締まりをある程度調整することができるが、映り込み防止と黒締まりを両立することはできない。
これに対し、本発明で規定した形状と個数のくぼみを表面に有する基材フィルムに防眩性ハードコート層を直接積層した防眩フィルムは、映り込み防止と黒締まりを両立することが出来る。
防眩性ハードコート層表面に、低屈折率層を積層することで、反射率を低下させることができる、黒締まりにも優れる。
くぼみの数は25個/mm2以上にすることで、映り込み防止効果が現れ、3000個/mm2以下で黒締まりが良好である。
映り込みと黒締まりを両立するためにくぼみの数は300個/mm2以上1000個/mm2以下が特に好ましい。
内部空隙率の高い基材フィルムを用いると鉛筆硬度が低下すため、内部空隙率は3%以下のものを用いることが好ましい。
また、作製したフィルムを実施例1AGと同様に上記の方法で評価した、結果を表4に示す。
防眩性ハードコート層に含有する透光性粒子の粒子サイズは7〜10μmが特に好ましい。
防眩性ハードコート層の膜厚は11〜25μmが特に好ましい。
表3と表4に示した、上記作製したフィルムの裏面をそれぞれアルカリ鹸化処理した。1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液に55℃で2分間浸漬し、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.1規定の硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、更に100℃の温風で乾燥した。続いて、厚さ80μmのロール状ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素水溶液中で連続して5倍に延伸し、乾燥して厚さ20μmの偏光膜を得た。ポリビニルアルコール(クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、前記のアルカリ鹸化処理した各フィルムと、同様のアルカリ鹸化処理したフジタックTD80UL(富士フィルム社製)を用意し、これらの鹸化した面が偏光膜側となるようにして偏光膜を間に挟んで貼り合わせ、各フィルムとTD80ULが偏光膜の保護フィルムとなっている偏光板をそれぞれ作製した。
VA型液晶表示装置(LC−37GS10、シャープ(株)製)に設けられている偏光板及び位相差膜をはがし、代わりに上記で作成した偏光板を透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けて、実施例及び比較例の防眩フィルム又は反射防止フィルムを有する液晶表示装置を作製した。なお、防眩フィルム又は反射防止フィルムが視認側になるように貼り付けた。
Claims (16)
- 透明プラスチック基材フィルム上に少なくとも防眩性ハードコート層を有する防眩フィルムであって、該透明プラスチック基材フィルムの少なくとも一方の表面に独立したくぼみを有し、該くぼみの深さが3μm以下であり、該くぼみの平均長径長が0.5〜20μmであり、該透明プラスチック基材フィルムの表面における該くぼみの個数が25〜3000個/mm2であり、かつ該防眩性ハードコート層は少なくとも1種の透光性樹脂と少なくとも1種の透光性粒子を含有する層であることを特徴とする防眩フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムの内部ヘイズが5%以下であることを特徴とする請求項1に記載の防眩フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムのくぼみを有する側の表面において、平坦な部分から厚み方向に5〜15μmの内部空隙率は、10%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の防眩フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムの表面におけるくぼみの個数が200〜1000個/mm2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フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムのくぼみの平均長径長が1.0〜5.0μm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フィルム。
- 前記防眩性ハードコート層の平均膜厚が8〜40μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記防眩性ハードコート層に含まれる少なくとも1種の透光性粒子の平均粒径が5.5〜15μmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムが、セルロースアシレート系ポリマーを主成分とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記透明プラスチック基材フィルムが、
誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類以上の互いに相溶しない溶媒を含む混合溶媒中に、ポリマー組成物を溶解してポリマー溶液を調製し、該ポリマー溶液を製膜することによって得られたフィルムであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルム。 - 前記混合溶媒が、誘電率が35以上の溶媒を0.3〜30質量%含む溶媒であることを特徴とする請求項9に記載の防眩フィルム。
- 前記混合溶媒が、更に誘電率が2〜10未満の溶媒及び誘電率が10〜35未満の溶媒を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の防眩フィルム。
- 前記誘電率が35以上の溶媒が、水であることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の防眩フィルム。
- 前記防眩性ハードコート層の上に、直接または他の層を介して、前記防眩性ハードコート層よりも屈折率の低い低屈折率層を積層してなることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の反射防止フィルム。
- 偏光膜と該偏光膜の両側に保護フィルムを有する偏光板であって、少なくとも一方の保護フィルムが請求項1〜12のいずれかに記載の防眩フィルム又は請求項13に記載の反射防止フィルムであることを特徴とする偏光板。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の防眩フィルム、請求項13に記載の反射防止フィルム又は請求項14に記載の偏光板を有することを特徴とする画像表示装置
- 誘電率が35以上の溶媒を含む少なくとも2種類の互いに相溶しない溶媒を含む混合溶媒中に、ポリマー組成物を溶解してポリマー溶液を調製し、該ポリマー溶液を製膜し、透明プラスチック基材フィルムを調製する工程と、該調製された透明プラスチック基材フィルム上に防眩性ハードコート層を設ける工程とを有することを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
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