JP5974894B2 - 防眩性フィルム、偏光板及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
このような反射防止用の光学積層体は、光の散乱や干渉によって、像の映り込みを抑制したり反射率を低減したりするものである。
また、この光学積層体は、通常、画像表示装置の最表面に設置されるものであるため、取り扱い時に傷がつかないように、ハードコート性を付与することも要求される。
これらの防眩性フィルムは、凝集性シリカ等の粒子の凝集によって防眩層の表面に凹凸形状を形成するタイプ、有機フィラーを樹脂中に添加して層表面に凹凸形状を形成するタイプ、あるいは層表面に凹凸をもったフィルムをラミネートして凹凸形状を転写するタイプ等がある。
また、従来のタイプの防眩性フィルムは、フィルム表面に、いわゆる面ギラと呼ばれるキラキラ光る輝きが発生し、表示画面の視認性が低下するという問題もあった。面ギラは、画像表示装置を点灯した際、背面からの透過光が画面に到達したときに、画面表面に細かい輝度のむらが現れ、観察者が見る角度を変えていくと、その輝度むらの位置が移り変わっていくように見える現象で、特に全面白色表示や全面緑色表示のときに顕著である。
また、有機微粒子或いは無機微粒子を単独で用いて層表面に凹凸形状を形成する場合、防眩性フィルムの薄膜化を図ると、微粒子が高さ方向に凝集することがあるため、表面凹凸が高くなってしまい、面ギラ或いは白ぼけが発生していた。この欠点を解消すべく、有機微粒子或いは無機微粒子の平均粒径を小さくして、表面凹凸の高さを低くしようとすると、反対に表面凹凸の高さが低くなりすぎて、防眩性がなくなってしまい易く、安定して良好な製品を得ることはできなかった。
このため、滑らかな凹凸表面を有する防眩層であって、ハードコート性と防眩性とを維持しつつ、面ギラ及び明室での白ぼけを充分に抑制でき、かつ暗室でのコントラストが優れる一層構成の防眩層を備えた防眩性フィルムが望まれていた。
また、上記防眩層は、更にバインダー粒子を含有することが好ましく、上記バインダー粒子は、上記有機微粒子及び無機微粒子の周囲に偏在していることが好ましい。
また、上記バインダー粒子は、フュームドシリカであることが好ましく、上記フュームドシリカは、表面処理されていることが好ましい。
また、上記フュームドシリカは、表面処理として疎水化処理されており、前記疎水化処理は、メチル処理、オクチルシラン処理、又は、ジメチルシリコーンオイル処理であることが好ましい。
また、上記有機微粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料からなる微粒子であることが好ましく、上記無機微粒子は、アルミノシリケート、タルク、マイカ及びシリカからなる群より選択される少なくとも1種の微粒子であることが好ましい。
本発明は、最表面に上述の防眩性フィルム、又は、上述の偏光板を備えることを特徴とする画像表示装置でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
なお、上記凝集体が膜厚よりも非常に小さい場合や防眩層の下に沈んでいる場合等には、凝集体は、凹凸形状の凸部を形成する凸部の下位置だけではなく、凹部の下位置にも存在することがある。しかし、本発明の防眩性フィルムにおいては、光学顕微鏡の反射観察や透過観察(100倍〜300倍)によって、大部分の凝集体は、凸部を形成していることが観察できる。
上記光透過性基材は、平滑性、耐熱性を備え、機械的強度及び光の配向を乱さない等の光学的特性に優れたものが好ましい。光透過性基材を形成する材料の具体例としては、例えば、ポリエステル(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)、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、又は、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。好ましくは、機械的強度に優れる点でポリエステル(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)、光学的特性に優れる点でセルローストリアセテートが挙げられる。
また、トリアセチルセルロースの代替基材として旭化成ケミカルズ株式会社製のFVシリーズ(低複屈折率、低光弾性率フィルム)も好ましい。
本発明の防眩性フィルムにおいて、上記防眩層は、2種以上の種類又は粒径の微粒子が凝集して形成された凝集体を含有しており、表面の凹凸形状は、上記凝集体が表面に凸部を形成することにより形成されている。
このような凝集体による凹凸形状は、単一の種類及び粒径の微粒子(例えば、シリカ微粒子だけやアクリルスチレン粒子だけであり、かつ、粒径も同じ場合)又はその凝集体により形成された凹凸形状よりも、凸部の傾斜が緩やかとなり滑らかな形状となる。これは、上記凝集体が、一方の微粒子の間に他方の微粒子が入り込んだ状態となることにより、主として上記一方の微粒子により形成される防眩層の表面に形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角が、該微粒子の間に入り込んだ他方の微粒子の影響により、上記一方の微粒子単体で形成される凹凸形状(凸部)の傾斜角よりも緩やかなものになるからであると推測される。
なお、上記防眩層が後述するバインダー粒子を更に含有する場合、上記凝集体は、単一の微粒子から構成されるものが含まれていてもよい。これは、上記微粒子の近傍に当該バインダー粒子が局在することで、上記凝集体が単一の微粒子から構成されるものであっても、該単一の微粒子は高さ方向に凝集しづらくなる。加えて、上記微粒子の近傍に局在する上記バインダー粒子が、上記微粒子の凹凸形状(凸部)の傾斜の急峻性を減じる効果も示していると推測している。特に、上記バインダー粒子が、上記凝集体の周囲を囲むように偏在することで、上記凸部の傾斜の急峻性をよく減じることができる。
ここで、上記「粒子径が比較的揃った微粒子」とは、重量平均による微粒子の平均粒径をMV、累積25%径をd25、累積75%径をd75としたとき、(d75−d25)/MVが0.25以下であった場合を意味し、上記「ブロードな粒度分布を有する微粒子」とは、上記(d75−d25)/MVが0.25を超える場合を意味する。なお、累積25%径とは、粒度分布における粒径の小さい粒子からカウントして、25質量%となったときの粒子径をいい、累積75%径とは、同様にカウントして75質量%となったときの粒子径をいう。
なお、上記粒度分布は、光学顕微鏡で透過観察して得た写真の画像処理により求めることができる。
なお、上記「球状」とは、例えば、真球状、楕円球状等が挙げられ、いわゆる不定形を除く意味である。上記微粒子の形状が不定形であると、後述する防眩層を構成するバインダー樹脂との界面で全反射が起きやすく、黒輝度が上昇して艶黒感が低下するからである。
また、上記「凝集体を構成する」とは、上記2種以上の微粒子の一方の微粒子と他方の微粒子との距離、及び、同種の微粒子の距離が、後述する2種以上の微粒子のいずれか一方の平均粒径の範囲内にあることを意味する。
上記有機微粒子は、粒子径が比較的揃ったものを選択し、一方、無機微粒子は、粒子径のバラツキが比較的大きいものを選択することが好ましい。このような有機微粒子及び無機微粒子を選択することにより、無機微粒子は、有機微粒子に比べ比重が大きいこともあり、有機微粒子の間で下方部に無機微粒子が入り込んだ凝集体を構成しやすく、上述した滑らかな凹凸形状を有する防眩層とすることができる。更に、上記有機粒子が比較的粒子径の揃ったものであり、上記無機粒子が粒子径のバラツキが比較的大きい微粒子であると、防眩層を形成する際に、後述するバインダー樹脂(放射線硬化樹脂)の重合収縮により表面凹凸が形成されるときに、後述するように、主として表面の凹凸を形成する上記有機粒子は無機微粒子に比べて柔らかいため、上記重合収縮に追随し易く、当該観点からも急峻な表面凹凸(凸部)が発生しない。
このような滑らかな凹凸形状が形成されることにより、本発明の防眩性フィルムは、防眩性と白ぼけ防止性とを両立させつつ、その中で面ギラを抑制することもできる。
更に面ギラをよりよくするには、上記防眩層に、微小に内部散乱効果を持たせることが好ましい。上記防眩層に、微小に内部散乱効果を持たせる方法としては、例えば、有機微粒子の屈折率とバインダー樹脂の屈折率にわずかに差を持たせることが有効である。上記有機微粒子の屈折率とバインダー樹脂の屈折率にわずかに差を持たせるとは、具体的な屈折率差としては、0.01〜0.10とすることが好ましい。
また、上記有機微粒子及びバインダー樹脂の屈折率とは、防眩層とした後の屈折率である。具体的な屈折率測定方法としては、例えば、防眩性フィルムを製造後、その防眩層を厚さ方向に切断して断面を出し、該断面に露出した有機微粒子やバインダーの断面片を削って取り出し、アッベ屈折計で直接屈折率を測定する方法が挙げられる。また、例えば、ベッケ法等カーギル試薬を用いる方法や、防眩性フィルムを直接、レーザー干渉により測定、分光反射スペクトルや分光エリプソメトリーを測定などして、上記屈折率を定量的に測定する方法も挙げられる。
また、上記有機微粒子の平均粒径は、防眩層の厚さに対して20〜80%であることが好ましい。
なお、上記有機微粒子の平均粒径は、防眩層の光学顕微鏡の透過観察において200〜1000倍の倍率にし、10個の有機微粒子の最大径を測定し、その平均値として算出される値である。なお、上記有機微粒子は球状とみなすことができるため、画像処理ソフトを用いると簡便に上記有機微粒子の粒径測定ができる。
上記親水処理としては特に限定されず公知の方法が挙げられるが、例えば、カルボン酸基や水酸基等の官能基を有するモノマーを上記有機微粒子の表面に共重合させる方法等が挙げられる。
このような無機微粒子としては、例えば、アルミノシリケート、タルク、マイカ及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種の微粒子であることが好ましい。なかでも、その形状が球状であると、変化率がほぼ一定なので粒子とバインダー樹脂との界面での反射が抑制され、迷光の発生が少なく暗室でのコントラスト、明室でのコントラストを高めることができるのでより好ましい。球状粒子を得やすいことからアルミノシリケートが好適に用いられる。
より好ましい下限は0.5質量%、より好ましい上限は7.0質量%である。
なお、上記無機微粒子の平均粒径は、防眩層の光学顕微鏡の透過観察において200〜1000倍の倍率にし、10個の無機微粒子の最大径を測定し、その平均値として算出される値である。
上記バインダー粒子は、上記有機微粒子と無機微粒子との凝集体の形成を促進する役割を果たす成分であり、後述するバインダー樹脂とは異なる成分である。上記バインダー粒子が上記有機微粒子及び無機微粒子の周囲に偏在していることで、上記凝集体を好適に形成することができる。
ここで、上記「バインダー粒子は、上記有機微粒子及び無機微粒子の周囲に偏在している」とは、防眩層中でバインダー粒子が単独で存在している状態が少量で、多くが有機微粒子及び無機微粒子の周囲に偏って集まっている状態を意味し、このような状態は、防眩層の断面顕微鏡観察により容易に判別することができる。
上記フュームドシリカが表面処理されていることで、フュームドシリカを有機微粒子及び無機微粒子の表面に好適に偏在させることができ、フュームドシリカ自体の凝集力によって、上記有機微粒子と無機微粒子による凝集体を形成することができる。また、フュームドシリカ自体の耐薬品性及び耐ケン化性の向上を図ることもできる。表面処理(疎水化処理)をしていない場合は、フュームドシリカが有機微粒子及び無機微粒子の表面に過剰に存在し、凝集力が増すことで、好適な凹凸形状を形成することができず、白ぼけの原因になることがある。
上記疎水化処理としては、例えば、メチル処理、オクチルシラン処理、又は、ジメチルシリコーンオイル処理等が好適である。
ここで、上記防眩層をSTEM等で顕微鏡観察を行った場合、平均一次粒径が上記範囲のフュームドシリカは、凝集して数珠状に連結して巨大化している。このように巨大化している場合、その平均粒径は20〜600nmになっているものであると、防眩層の高透過率性を保持できるので好ましい。600nmを超えると、透明性や暗室コントラストが低下することがある。より好ましくは、20〜400nmである。なお、巨大化した上記フュームドシリカの平均粒径は、防眩層をSTEMにて断面観察し、巨大粒子10点の最大径の平均値として求められる。
また、BET法による上記フュームドシリカの比表面積としては、100〜200m2/gであることが好ましく、より好ましくは120〜180m2/gである。この比表面積であると、上記凝集後にできる凝集体全体の平均粒径を好ましい範囲とできる。
また、上記フュームドシリカは、pHが4.6〜6.0であることが好ましい。上記フュームドシリカのpHは、未処理(親水性)であると、通常4.0〜4.5である。このため、好ましいpHにするため、上記フュームドシリカは、上述したような疎水性処理をするのがよい。
上記バインダー樹脂としては、透明性のものが好ましく、例えば、紫外線又は電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂が紫外線又は電子線の照射より硬化したものであることが好ましい。
なお、本明細書において、「樹脂」とは、特に言及しない限り、モノマー、オリゴマー等も包含する概念である。
上記電離放射線硬化型樹脂と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂及びゴム又はエラストマー等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂は、非結晶性で、かつ有機溶媒(特に複数のポリマーや硬化性化合物を溶解可能な共通溶媒)に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性という観点から、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体(セルロースエステル類等)等が好ましい。
上記熱硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を挙げることができる。
ここで、上記2種以上の微粒子の一方がアルミノシリケートである場合、該アルミノシリケートは、比較的比重が重く上記防眩層用組成物中で沈降しやすい。しかしながら、上述したバインダー粒子であるフュームドシリカは、上記防眩層用組成物を増粘させることができるため、上記フュームドシリカをバインダー粒子として含有することで、アルミノシリケートの防眩層用組成物中での沈降を抑制できる。すなわち、上記フュームドシリカは、上記凝集体の形成促進機能とともに、アルミノシリケートの沈降を防止する機能(すなわち、防眩層用組成物のポットライフの向上機能)も有すると推測される。
相対蒸発速度=(酢酸n−ブチルが蒸発するのに要する時間)/(溶媒Aが蒸発するのに要する時間)
で求められる。
また、上記溶剤におけるイソプロピルアルコールの含有量は、全溶剤中20質量%以上であることが好ましい。20質量%未満であると、防眩層用組成物中で上記凝集体が生じてしまうことがある。上記イソプロピルアルコールの含有量は、40質量%以下であることが好ましい。
また、紫外線の波長としては、190〜380nmの波長域を使用することができる。電子線源の具体例としては、コッククロフトワルト型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、又は直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器が挙げられる。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
なお、本発明者らは、艶黒感は、主に防眩層の凹凸形状の凸部と凹部との高低差が大きいものの影響を受けるが、明室における艶黒感は、凹凸部の高低差が大きいもののみならず、凹凸部の高低差が小さいものによっても影響を受けることを見出した。このため、本発明においては、上記防眩層の表面の凹凸形状を4つのパラメータで制御している。
ここで、上述のように、「Sm」は凹凸の平均間隔であり、「θa」は凹凸部の平均傾斜角である。防眩層に存在する凹凸形状には、凸部の高さが平坦であったり、又は、大きかったりする部分があるが、「Sm」及び「θa」は、それを平均した数値である。このような平均値では凸部の高さが違うものが複数存在している場合であっても均されてしまう。しかしながら、この凸部分が、艶黒感を左右する。
そこで、凹凸部の高低差が大きいものの限度範囲を表わすために、本発明の防眩性フィルムでは、上記「Rz」というパラメータを用いた。この「Rz」は、その定義により最も凹凸部の高低差が大きいものの5点の平均値となっている。従って、「Rz」を用いることにより、凹凸部の高低差が大きいものの限度範囲を表わすことができる。
一方、「Rz」においては、凹凸部の高低差が小さい部分は反映されないため、凹凸部の高低差が小さいもの(小さい凹凸)を表わすことができない。この小さい凹凸もまた、明室の艶黒感を左右する。そこで、本発明においては、凹凸部の高低差が小さいものの最適範囲を表わすために、「Ra」というパラメータを用いたものである。
100μm<Sm<400μm
0.10°<θa<0.80°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
上記防眩層の凹凸形状は、更に好ましくは、下記式を満たすことである。下記式を満たすと、映り込み防止と、画像表示装置を黒表示にした状態での艶黒感がより一層優れたものとなる。
120μm<Sm<300μm
0.10°<θa<0.42°
0.02μm<Ra<0.12μm
0.30μm<Rz<0.80μm
なお、本明細書において、上記Sm、Ra及びRzは、JIS B 0601−1994に準拠する方法で得られる値であり、θaは、表面粗さ測定器:SE−3400 取り扱い説明書(1995.07.20改訂)(株式会社小坂研究所)に記載の定義により得られる値であり、図1に示すように、基準長さLに存在する凸部高さの和(h1+h2+h3+・・・+hn)をLで割った値のアークタンジェント{θa=tan−1((h1+h2+h3+・・・+hn)/L)}で求めることができる。
このようなSm、θa、Ra、Rzは、例えば、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製等により測定して求めることができる。
上記全光線透過率は、JIS K7361にしたがい、(株)村上色彩技術研究所HM−150などで測定できる。
なお、内部拡散によるヘイズ値は、防眩層を構成するバインダー樹脂との屈折率差が0.02未満の透明樹脂を防眩性フィルム上に塗布し、表面凹凸形状を平坦にしたときのヘイズ値として測定できる。
上記ヘイズの値は、JIS K7136に従い、(株)村上色彩技術研究所HM−150などで測定できる。
上記低屈折率層は、外部からの光(例えば蛍光灯、自然光等)が光学積層体の表面にて反射する際、その反射率を低くするという役割を果たす層である。低屈折率層としては、好ましくは1)シリカ又はフッ化マグネシウムを含有する樹脂、2)低屈折率樹脂であるフッ素系樹脂、3)シリカ又はフッ化マグネシウムを含有するフッ素系樹脂、4)シリカ又はフッ化マグネシウムの薄膜等のいずれかで構成される。フッ素樹脂以外の樹脂については、上述した防眩層を構成するバインダー樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
また、上述したシリカは、中空シリカ微粒子であることが好ましく、このような中空シリカ微粒子は、例えば、特開2005−099778号公報の実施例に記載の製造方法にて作製できる。
これらの低屈折率層は、その屈折率が1.45以下、特に1.42以下であることが好ましい。
また、低屈折率層の厚みは限定されないが、通常は30nm〜1μm程度の範囲内から適宜設定すれば良い。
また、上記低屈折率層は単層で効果が得られるが、より低い最低反射率、あるいはより高い最低反射率を調整する目的で、低屈折率層を2層以上設けることも適宜可能である。上記2層以上の低屈折率層を設ける場合、各々の低屈折率層の屈折率及び厚みに差異を設けることが好ましい。
上記電離放射線で硬化する官能基と熱硬化する極性基とを併せ持つ重合性化合物としては、アクリル又はメタクリル酸の部分及び完全フッ素化アルキル、アルケニル、アリールエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルエーテル類、完全又は部分フッ素化ビニルエステル類、完全又は部分フッ素化ビニルケトン類等を例示することができる。
上記電離放射線硬化性基を有する重合性化合物の含フッ素(メタ)アクリレート化合物を少なくとも1種類含むモノマー又はモノマー混合物の重合体;上記含フッ素(メタ)アクリレート化合物の少なくとも1種類と、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートの如き分子中にフッ素原子を含まない(メタ)アクリレート化合物との共重合体;フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、3,3,3−トリフルオロプロピレン、1,1,2−トリクロロ−3,3,3−トリフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンのような含フッ素モノマーの単独重合体又は共重合体など。これらの共重合体にシリコーン成分を含有させたシリコーン含有フッ化ビニリデン共重合体も使うことができる。この場合のシリコーン成分としては、(ポリ)ジメチルシロキサン、(ポリ)ジエチルシロキサン、(ポリ)ジフェニルシロキサン、(ポリ)メチルフェニルシロキサン、アルキル変性(ポリ)ジメチルシロキサン、アゾ基含有(ポリ)ジメチルシロキサン、ジメチルシリコーン、フェニルメチルシリコーン、アルキル・アラルキル変性シリコーン、フルオロシリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、脂肪酸エステル変性シリコーン、メチル水素シリコーン、シラノール基含有シリコーン、アルコキシ基含有シリコーン、フェノール基含有シリコーン、メタクリル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボン酸変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、フッ素変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等が例示される。なかでも、ジメチルシロキサン構造を有するものが好ましい。
dA=mλ/(4nA) (1)
(上記式中、
nAは低屈折率層の屈折率を表し、
mは正の奇数を表し、好ましくは1を表し、
λは波長であり、好ましくは480〜580nmの範囲の値である)
を満たすものが好ましい。
120<nAdA<145 (2)
を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
すなわちバックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(サムスン社製 AMN−3244TP)を用い、該偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の正面での輝度(Lmax)を、クロスニコルに設置したときに通過する光の正面での輝度(Lmin)で割った値(Lmax/Lmin)をコントラストとし、防眩性フィルム(光透過性基材+防眩層等)のコントラスト(L1)を、光透過性基材のコントラスト(L2)で割った値(L1/L2)×100(%)をコントラスト比とする。
なお、上記輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用い、色彩輝度計の測定角は、1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定する。また、バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの正面での輝度が3600cd/m2になるように設置する。
なお、明室でのコントラストについても上記暗室でのコントラスト比と同様であることが好ましい。
上記防眩層用組成物及び防眩層の形成方法については、上述した防眩性フィルムにおいて、防眩層の形成方法として説明したものと同様の材料、方法が挙げられる。
上記画像表示装置は、LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、タブレットPC、タッチパネル、電子ペーパー等の画像表示装置であってよい。
このため、本発明の防眩性フィルムは、陰極線管表示装置(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)等に好適に適用することができる。
光透過性基材(厚み80μmトリアセチルセルロース樹脂フィルム、富士フィルム社製、TD80UL)を準備し、該光透過性基材の片面に、下記に示した組成の防眩層用組成物を塗布し、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜を温度50℃の熱オーブン中で60秒間乾燥し、塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が50mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、4μm厚み(硬化時)の防眩層を形成し、実施例1に係る防眩性フィルムを作製した。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(アクリル−スチレン共重合体粒子、平均粒径2.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製) 1質量部
球状無機微粒子(アルミノシリケート粒子、平均粒径2.0μm、屈折率1.50、水澤化学工業社製) 3質量部
フュームドシリカ(AEROSIL R805 平均粒径12nm、日本アエロジル社製) 1質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA、ダイセル・サイテック社製) 60質量部
ウレタンアクリレート(UV1700B、日本合成化学社製) 40質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製) 6質量部
イルガキュア907(BASFジャパン社製) 1質量部
ポリエーテル変性シリコーン(TSF4460、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製) 0.025質量部
トルエン 105質量部
イソプロピルアルコール 30質量部
シクロヘキサノン 15質量部
なお、フュームドシリカは、メチル基を有するシランカップリング剤で表面処理されたものである。
有機微粒子の配合量を5質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を12質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例3に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、無機微粒子の配合量を0.3質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例4に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、無機微粒子の配合量を8質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例5に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、フュームドシリカの配合量を0.3質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例6に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、フュームドシリカの配合量を4質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例7に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、フュームドシリカ(平均粒径12nm、日本アエロジル社製、オクチルシランを有するシランカップリング剤で表面処理)を1質量部用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例8に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、フュームドシリカを配合しなかった以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例9に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、無機微粒子を配合しなかった以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子を配合しなかった以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例2に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を10質量部とし、無機微粒子及びフュームドシリカを配合しなかった以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例3に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子を配合せず、無機微粒子としてシリカ(平均粒径2.0μm、東ソー・シリカ社製)を3質量部配合した以外は、実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして比較例4に係る防眩性フィルムを製造した。
フュームドシリカを、平均粒径16nmで表面処理のない、つまり親水性であるAEROSIL130(日本アエロジル社製 pH4.0〜4.5、比表面積130m2/g)に代えた以外は、実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製した。しかしながら、当該防眩層用組成物は、初期からゲル化、沈殿を生じたため、防眩層を形成することができなかった。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、無機微粒子として、不定形のアルミノシリケート(水澤化学工業社製、平均粒径2.0μm)を3質量部用いた以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして参考例1に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を18質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして参考例2に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子の配合量を5質量部とし、無機微粒子の配合量を12質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして参考例3に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子としてアクリル−スチレン共重合体粒子(平均粒径1.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製)を用い、その配合量を10質量部とし、無機微粒子として球状アルミノシリケート粒子(平均粒径0.5μm、屈折率1.50、水澤化学工業社製)を用い、その配合量を7質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の厚みを1.5μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例4に係る防眩性フィルムを製造した。
有機微粒子としてアクリル−スチレン共重合体粒子(平均粒径10.0μm、屈折率1.515、積水化成品工業社製)を用い、その配合量を5質量部とし、無機微粒子として不定形のアルミノシリケート粒子(平均粒径5μm、屈折率1.50、水澤化学工業社製)を用い、その配合量を3質量部とし、フュームドシリカの配合量を2質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩層用組成物を調製し、該防眩層用組成物を用いて、硬化時の厚みを15.0μmとした以外は、実施例1と同様にして参考例5に係る防眩性フィルムを製造した。
防眩性フィルム作製後、塗液タンク中に沈殿物が無いものを○、防眩層に異物はみられないがタンクに沈殿物が存在したものを△、防眩層に異物がみられタンクに沈殿物が存在したものを×とした。
得られた防眩性フィルムの防眩性について、黒アクリル板、透明粘着、評価フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを明室環境下で目視にて、下記の基準により評価した。
○:周囲の写り込みがなく良好
×:周囲の写りこみが目立ってみえる
得られた防眩性フィルムの白ぼけについて、黒アクリル板、透明粘着、評価フィルム(粘着側は非塗工面)の順に貼付したものを明室環境下で目視にて、下記の基準により評価した。
◎:表面が白ぼけせず、明室で艶黒感が非常に良好
○:表面が白ぼけせず、明室で艶黒感が良好
×:表面が全面的に白ぼけてみえる
得られた防眩性フィルムの防眩性について、暗室において、ライトボックス、140ppiのブラックマトリクスガラス、評価フィルムの順に下から重ねた状態を目視にて、下記の基準により評価した。
◎:面ギラが殆ど確認されない
○:面ギラが充分良化される
×:面ギラ防止効果なし
暗室において、バックライトユニットとして冷陰極管光源に拡散板を設置したものを用い、2枚の偏光板(サムスン社製 AMN−3244TP)を用い、該偏光板をパラレルニコルに設置したときに通過する光の正面での輝度(Lmax)を、クロスニコルに設置したときに通過する光の正面での輝度(Lmin)で割ることで、防眩性フィルム(光透過性基材+防眩層)のコントラスト(L1)と、光透過性基材のコントラスト(L2)を求め、(L1/L2)×100(%)を算出することでコントラスト比を算出した。
なお、輝度の測定には、色彩輝度計(トプコン社製 BM−5A)を用いた。色彩輝度計の測定角は1°に設定し、サンプル上の視野φ5mmで測定した。バックライトの光量は、サンプルを設置しない状態で、2枚の偏光板をパラレルニコルに設置したときの輝度が3600cd/m2になるように設置した。
なお、上記コントラスト比が、90を超えるものを「コントラストが高く、暗室で艶黒感が非常に良好である」と評価し、80を超え90以下のものを「コントラストが高く、暗室で艶黒感が良好である」と評価し、80以下のものを「コントラストが低く、暗室で艶黒感がない」と評価した。
得られた防眩性フィルムを温度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 K5600−5−4(1999)に規定する鉛筆硬度試験(500g荷重)を行い、傷がつかなかった最も高い硬度を測定した。
JIS−K5600−5−1に記載されているマンドレル試験(金属製円柱にサンプルを巻きつける試験)に準じ、φ8mmのマンドレル棒に防眩層を外側にして、得られた防眩性フィルムの長さ方向で巻き付け、クラック(ひび)の発生の有無を評価した。
なお、クラックが発生しなかったものを「○」と表記し、クラックが発生したものを「×」と表記した。
表面に凹凸形状を有する防眩性フィルムについて、JIS B 0601−1994に準拠して凹凸の平均間隔(Sm)、凹凸の算術平均粗さ(Ra)及び十点平均粗さ(Rz)を測定し、図1に示した方法で凹凸部の平均傾斜角(θa)を測定した。なお、上記Sm、Ra、θa及びRzの測定には、表面粗さ測定器:SE−3400/株式会社小坂研究所製を用い、以下の条件で測定した。
(1)表面粗さ検出部の触針:
型番/SE2555N(2μ触針)、株式会社小坂研究所製
(先端曲率半径2μm/頂角:90度/材質:ダイヤモンド)
(2)表面粗さ測定器の測定条件:
基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc:2.5mm
評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):12.5mm
触針の送り速さ:0.5mm/s
なお、通常カットオフ値は0.8mmが使用されることが多いが、本発明においては、カットオフ値を2.5mmに設定して測定を行った。その理由は、本発明における表面に凹凸形状を有する防眩性フィルムの好ましい凹凸形状としては、上記に記載しているように、外光による反射を防ぎ、さらには、画像表示装置を黒表示にした状態での優れた艶黒感(画面表示における濡れたような艶のある黒色の再現性)を得ることができる凹凸形状だからである。すなわち、大きくなだらかな凹凸形状を有することが好ましく、この凹凸形状を測定するには、カットオフ値を2.5mmに設定して測定することが好ましいからである。
防眩性フィルムの断面を、STEMにより、2000倍〜30000倍で観察し、有機微粒子と無機微粒子とが凝集体を形成していたものを○、それ以外を×と評価した。
なお、白ぼけ防止性の評価が「◎」であった実施例に係る防眩性フィルムは、表面ヘイズの値が0.1%以上、2%未満の範囲内にあり、内部拡散によるヘイズの値が2%以上、5%未満の範囲内にあった。
一方、比較例1、2に係る防眩性フィルムは、いずれも防眩性に劣るものであった。なお、図4は、比較例1に係る防眩性フィルムの防眩層の断面STEM写真であり、図5は、比較例2に係る防眩性フィルムの防眩層の断面STEM写真であり、いずれも、(a)は、倍率3000倍であり、(b)は、倍率2万倍である。図4、5に示したように、比較例1、2に係る防眩性フィルムでは、防眩層には凝集体が形成されていなかった。フュームドシリカも、粒子周りに偏在しているというよりも、防眩層全体に分散していた。
また、防眩層に無機微粒子を含まない比較例3に係る防眩性フィルムは、白ぼけの評価に劣り、防眩層に有機微粒子を含ない比較例4に係る防眩性フィルムは、白ぼけ及び面ギラに劣るものであった。
また、参考例1に係る防眩性フィルムは、無機微粒子が不定形のアルミノシリケートであったため、暗室コントラストに劣り、参考例2に係る防眩性フィルムは、有機微粒子の配合量が多すぎたため、白ぼけ及び面ギラの各評価に劣り、参考例3に係る防眩性フィルムは、無機微粒子の配合量が多すぎたため、白ぼけ及び面ギラの各評価に劣り、参考例4に係る防眩性フィルムは、防眩層の厚さが薄く、鉛筆硬度試験が劣るものであり、参考例5に係る防眩性フィルムは、防眩層の厚さが厚く、割れ性に劣るものであった。
(低屈折率層用組成物)
中空シリカ微粒子(該シリカ微粒子の固形分:20質量%、溶液:メチルイソブチルケトン、平均粒径:50nm) 40質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)(ダイセル・サイテック社製) 10質量部
重合開始剤(イルガキュア127:BASFジャパン社製) 0.35質量部
変性シリコーンオイル(X22164E:信越化学社製) 0.5質量部
MIBK 320質量部
PGMEA 161質量部
Claims (11)
- 光透過性基材の少なくとも一方の面上に表面に凹凸形状を有する防眩層を有する防眩性フィルムであって、
前記防眩層は、2種以上の球状の微粒子が凝集した凝集体を含有し、
前記凝集体により、前記防眩層の表面に凸部が形成され、前記防眩層の表面の凹凸形状が形成されており、
前記2種以上の球状の微粒子は、1種以上の有機微粒子及び1種以上の無機微粒子を少なくとも含み、
前記有機微粒子は、平均粒径が0.3〜10.0μm、前記無機微粒子は、平均粒径が500nm〜5.0μmである
ことを特徴とする防眩性フィルム。 - 凝集体は、隣接する有機微粒子の間に無機微粒子が入り込んでいる請求項1記載の防眩性フィルム。
- 防眩層は、更にバインダー粒子を含有する請求項1又は2記載の防眩性フィルム。
- バインダー粒子は、有機微粒子及び無機微粒子の周囲に偏在している請求項1、2又は3記載の防眩性フィルム。
- バインダー粒子は、フュームドシリカである請求項3又は4記載の防眩性フィルム。
- フュームドシリカは、表面処理されている請求項5記載の防眩性フィルム。
- フュームドシリカは、表面処理として疎水化処理されており、前記疎水化処理は、メチル処理、オクチルシラン処理、又は、ジメチルシリコーンオイル処理である請求項6記載の防眩性フィルム。
- 有機微粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂及びポリフッ化エチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の材料からなる微粒子である請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の防眩性フィルム。
- 無機微粒子は、アルミノシリケート、タルク、マイカ及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種の微粒子である請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の防眩性フィルム。
- 偏光素子を備えてなる偏光板であって、
前記偏光板は、偏光素子表面に請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の防眩性フィルムを備えることを特徴とする偏光板。 - 最表面に請求項1、2、3、4、5、6、7、8若しくは9記載の防眩性フィルム、又は、請求項10記載の偏光板を備えることを特徴とする画像表示装置。
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