JP5991322B2 - 画像表示装置用防眩シートとその製造方法、及び、これを用いた動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置の黒彩感及び画像の切れの改善方法 - Google Patents
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Description
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、家庭でも、映画等の高度な画質を表示したディスプレイを鑑賞する機会が増えたため、暗室での黒画面の黒さ(以下、暗所黒味という)が求められている。
なお、表面凹凸により発現するヘイズを「表面ヘイズ」、前記表面凹凸を、表面凹凸を形成する樹脂又は該樹脂との屈折率差が少なくとも0.02以内の樹脂を用いて平滑化したときに発現するヘイズを「内部ヘイズ」と定義し、JIS K 7136 に準拠して測定する。
例えば、映画鑑賞等をする機会の増加により、映画館並みの高度な視聴環境で楽しむために、暗室で動画像を高画質で再現することが要求されたり、モバイル用途の増加により、明るい屋外で静止画像及び動画像を映し出すために、物理的な強度を有し且つ明室で動画及び静止画のバランスの取れた画質が要求されている。
すなわち、ディスプレイ端末に要求される画像品質は変化しており、視聴環境に適した性能を有する画像表示装置用の防眩シートの開発が要望されている。
また、明室での動画像と静止画像に対しては映像光の迷光成分を考慮しつつ、これまでは防止することのみが求められていた外光の正反射成分を適度に持たせることが鑑賞に堪えうる画質を得るために重要であることを見出した。
なお、迷光成分は、正面から見た場合には影響が少なく、斜め方向から見た場合にはより強く影響が出やすい。
加えて、照明下で映画観賞をする場合や、モバイル用途では、動画像の鑑賞に際しても動画像の鑑賞に対応した耐映り込み性(防眩性)が求められている。そのような、完全に映り込みが無いわけではなく、動画を観測する観測者の輪郭や背景にある対象物の輪郭や境界線がぼやける程度の微弱な耐映り込み性を動画防眩性と称する。
すなわち、黒彩感と画像の切れに優れた液晶表示装置用防眩シートであるべきとの要望が高くなっている。
黒しまり性は、この画角拡大とコントラストの折り合いを評価するもので、ディスプレイを真正面から電源off時の黒味、電源on時の黒味(黒い画像)を比較し、黒味の強いほど画面のしまり感も強いという官能比較である。
正面では非常に弱く、斜めほど強く認知されやすくなる迷光成分以外に、液晶ディスプレイではそのシステム構成上、黒表示においても液晶表示素子そのものから漏れてくる光(漏れ光)が存在するので、真正面から見た電源on時の黒味とは、前述の漏れ光と外光反射とを合わせた場合の黒さの加減であり、前述の電源off時の黒味とは、映像光は存在しないから、外光反射のみがあるときの黒味である。
換言すれば、黒しまり性とは外光にも漏れ光にも黒味が強いことになり、前述の黒彩感とは異なり、迷光成分は考慮されておらず、また、適度に必要とされる正反射成分が考慮されていないため、喩えコントラストは高くとも画像のテリ及び輝きに劣り、躍動感は生じず、黒彩感は高くならない。ことに、拡散を大きくして画角を拡大することが優先されるので迷光成分が生じやすく、暗所黒味が低下しやすい。
すなわち、その測定法から見ても、動画の評価ではないし、映像光の迷光成分の影響も全く考慮されていない。そのため、喩えテリ及び輝きは高くとも、暗室コントラスト及び立体感は生じず、黒彩感は高くならない。
さらに、静止画と動画の両立を図るには、少なくとも立体感及び躍動感を有する黒彩感に優れていることが必要である。
なお、防眩シートの拡散特性を限定する特許文献8及び9では、コントラストは良好となるものの、実用に不可避な性能である密着性、ハードコート性等の物理性能やギラツキ、動画と静止画の両立等の課題は考慮されておらず、充分な性能を得られていなかった。
すなわち、本発明は、黒彩感、暗所黒味、動画用途で防眩性に優れ、高度な画質の実現に適した画像表示装置用の防眩シートとその製造方法、及び、これを用いた動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置の黒彩感及び画像の切れの改善方法を提供することを目的とする。
然るに、本発明者らは液晶テレビを新たなディスプレイと捉えると共に、視聴環境の変化を勘案し、画角が狭く等方性が無いことを欠陥として捉えることなく、正面画質優先の思想のもと、画角と画質のトレードオフの呪縛から開放されるべく、以下の手段を講じた。
ここで、θaの算出定義を説明する。
基準長さL範囲内に存在する凹凸形状において、ひとつの山から次の山へ至るまで、山には、一番高い頂部:凸部があり、かつその両端には、凹部が存在している。凹部の位置は、それぞれ同じ高さにあるとは限らない。
この異なる凹部位置各々から、その三角形の頂部までの高さをh1、h2とする。同じように、基準長さ範囲の全ての山について、凹部から凸までの高さを求め、(ひとつの山は、2つの高さを持つ)高さの和を求め、基準長さLで割った値のアークタンジェントを計算することで求められる角度である。
θa=tan-1[(h1+h2+h3+h4+・・・・・+hn)/L]
すなわち、映像光の迷光成分によるコントラスト低下の大小関係は、外光の反射特性に近似して考慮することが可能である。なお、迷光成分による黒彩感についても同様である。また、防眩層に強度は小さくとも大きな角度の拡散を持たせることでLCDの漏れ光を広く拡散させる従来の画角重視の方法は、前述の迷光成分の発生を促進することとなり、ことに暗室での高度な黒味に欠けるものであった。
対して透過拡散が大きいと迷光成分が発生し、内部映像光の指向性が低くなり、映像が白茶けたように見えるため肌色などの表示に対して活き活きとした表示とならない。
また、動画防眩性については動画鑑賞時に限った微弱な耐映り込み性であることから、画像の切れを満たしていれば、動画防眩性を同時に満たしていることになり、一方、動画鑑賞に限れば、画像の切れを満たさずとも、動画防眩性を満たしていれば良い。
すなわち、(a)透過拡散が小さい(正透過強度が高い)こと、(b)正反射強度成分が小さいこと、(c)正反射近傍の拡散に変換すること、の三要素を満足させることである。
換言すればQ/Uは、表面形状(外部拡散要素)に関しては、正透過となる平坦部と正透過以外の角度となる凹凸部の比率に近似される為、凹凸の傾斜の角度と凹凸の存在確率に関連し、内部拡散に関しては、拡散粒子と透光性樹脂の屈折率差、拡散粒子との衝突確率及び形状に関連し、表面形状と内部拡散の相互作用に関しては、前記相互作用をより弱めあう程度と強めあう程度とに関連することで、黒彩感と切れの良し悪しを決定している。
一般に、屈折率nの層と空気との界面において、層内部から光が角度θで界面に入射するときの界面における反射割合は、p偏光の場合をRp、s偏光の場合をRsとすると、反射の法則およびスネルの法則に則って計算することにより以下の式で表される。
Rp=((cosθ−n×cos(arcsin(n×sinθ)))/(cosθ+n×cos(arcsin(n×sinθ))))2
Rs=((cos(arcsin(n×sinθ))−n×cosθ)/(cos(arcsin(n×sinθ))+n×cosθ))2
また、表面凹凸を有する防眩層において、内部拡散が小さい場合の透過拡散角度ψは、表面凹凸の傾斜角度をθs、透光性樹脂の屈折率をnBとしたとき、スネルの法則に基づいて算出され、
ψ=arcsin(nB×sinθs)−θs
となる。
したがって、迷光成分を発生させないためには、30度以上の透過拡散が存在しないことが好ましく、20度から反射が増大し始めることから透過拡散を20度以下とすることで確実に迷光成分の発生を防止することができる。
すなわち、透光性樹脂は硬化するときに体積が収縮する。一方、拡散粒子は収縮することが無いため、透光性樹脂の収縮に拡散粒子が抵抗することで拡散粒子に対応する位置の表面が凸部となって凹凸が形成されるのであるから、拡散粒子が柔軟性を有していれば透光性樹脂の硬化収縮に対する抵抗力が減じることになり表面凹凸の傾斜角は緩やかになる。
しかしながら、柔軟性のある拡散粒子は、低重合度で低架橋密度の粒子であるため、防眩層用塗液中で膨潤しやすく粘度変化やゲル化がおこり、塗工の安定性がなく実用に供し得ないものであった。
本発明においては、以上のように、Q/Uについて注目することを一つの特徴とするが、さらにLog10(Q30/Q)に着目することで課題の解決を確実にするとともに、さらに優れた効果を得るために、他のパラメータ、すなわち、特許請求の範囲の各請求項において規定するような種々のパラメータとの任意の組み合わせにより、本発明の目的を達成することができる。
なお、含浸層の屈折率は拡散粒子の屈折率に比べ、より透光性樹脂の屈折率に近づくため、40%以上含浸すると、上記効果は得られたとしても、透光性樹脂と拡散粒子の屈折率との差により発現していた内部拡散が減少するので、黒しまり性や、殊にギラツキ防止性を損なう恐れもある。
(1)透明基材の少なくとも一方の面に、透光性樹脂と拡散粒子を含む防眩層を有し、前記防眩層は前記透明基材とは反対側の面に凹凸を有し、前記凹凸は主に前記透光性樹脂を構成する成分の全部又は一部が含浸した含浸層を有する前記拡散粒子に基づく凸部により形成されてなる防眩シートであって、前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過方向の輝度をQ、正透過から30度の方向の輝度をQ30、正透過から+2度の方向の輝度と正透過から+1度の方向の輝度とを結ぶ直線、および、正透過から−2度の方向の輝度と正透過から−1度の方向の輝度とを結ぶ直線を各々正透過に外挿した透過強度の平均値をUとしたとき、下記の(式1)および(式2)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 1) 10<Q/U<36
(式 2) Log10(Q30/Q)<−6
(2)前記防眩層の厚みをT、前記防眩層中での前記透光性粒子の半径をR、前記含浸層の厚みをPとしたとき、下記の(式3)および(式4)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 3) 0.25<R/T<0.45
(式 4) 5%<P/R<40%
(3)前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過から20度の方向の輝度をQ20としたとき、下記の(式5)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 5) Log10(Q20/Q)<−5.5
(4)防眩シートの内部ヘイズ値をHi(%)とし、さらに、防眩シートの全へイズ値をHa(%)としたとき、下記の(式6)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 6) 0 ≦ Ha−Hi≦4
(5)JIS K7105に基づく防眩シートの透過画像鮮明度での光学櫛0.125mmに対する光学櫛2.0mmの値の比をDとしたとき、下記の(式7)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 7) D<2
(6)最表層に低屈折率層を形成してなる防眩シート。
(7)上記防眩シートを用いた偏光板。
(8)上記防眩シートまたは上記偏光板を用いた画像表示装置。
(9)透明基材の少なくとも一方の面に、透光性樹脂と拡散粒子を含む防眩層を有し、前記防眩層は前記透明基材とは反対側の面に凹凸を有し、前記凹凸は主に前記透光性樹脂を構成する成分の全部又は一部が含浸した含浸層を有する前記拡散粒子に基づく凸部により形成されてなる防眩シートであって、前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過方向の輝度をQ、正透過から30度の方向の輝度をQ30、正透過から+2度の方向の輝度と正透過から+1度の方向の輝度とを結ぶ直線、および、正透過から−2度の方向の輝度と正透過から−1度の方向の輝度とを結ぶ直線を各々正透過に外挿した透過強度の平均値をUとしたとき、防眩シートの特性が下記の(式1)および(式2)を満たすように制御することを特徴とする防眩シートの製造方法。
(式 1) 10<Q/U< 36
(式 2) Log10(Q30/Q)<−6
また、この防眩シートを用いることにより、動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置の黒彩感及び画像の切れの改善方法を提供することができる。
(式 1) 10 <Q/U< 36
(式 2) Log10(Q30/Q)<−6
なお、拡散透過強度の測定は、具体的には以下のように測定する。
防眩シートの裏面から(防眩シートの観察者側と反対側の面)から垂直に可視光線を照射する。光束が防眩シートに入射し、拡散透過した光を−85度〜+85度までの範囲で1度ごとに受光器を走査することにより拡散透過強度を測定する。
ここで、「GC5000L」の光束の径は約3mmであって、この径は一般に用いられているゴニオフォトメーターの平均的な光束の径となっている。
Log10(Q30/Q)<−6 (x)
Log10(Q30/Q)が−6未満となるようにすることによって、黒彩感、暗室黒味が優れた液晶表示装置用防眩シートを得ることができる。
さらに、下記式(y)を満たすことにより、より一層暗室での高度な黒味に優れた液晶表示装置用防眩シートを得ることができる。
Log10(Q20/Q)<−5.5 (y)
なお、Q30あるいはQ20が非常に小さくて測定器で検出できない場合は、Log10(Q30/Q)あるいはLog10(Q20/Q)の値を−10.0とする。
10<Q/U< 36 (z)
Q/Uが10超となるようにすることによって、黒彩感に優れるとともに、36未満となるようにすることによって動画防眩性に優れた液晶表示装置用防眩シートを得ることができる。
また、前記透明基材に含浸性を有する塗液および/または、更に膨潤する溶剤を含む塗液では、硬化時に前記透明基材は柔軟性を有するので、前記有機微粒子に接触する部位において凹状に変形することで、拡散層表面の凸部をよりなだらかにすることができる。
また、上記有機微粒子(A1)が、コア−シェルタイプの微粒子では、コアにアクリル樹脂からなる微粒子を用いたポリスチレン微粒子や、逆にコアにスチレン樹脂からなる微粒子を用いたポリアクリル微粒子が存在する。
上記アクリル系モノマーとして、メチルメタクリレートを用いて得られた架橋アクリル樹脂が特に好適である。
また、防眩層の厚さTと前記有機微粒子の前記平均粒径の半分である粒子の半径をRとしたとき
0.25<R/T<0.45
を満たすことが好ましい。0.25超であれば好ましい動画防眩性を得ることが出来、0.45未満であれば、透光性粒子が塗膜層最表面に突出したり、凹凸が急峻なものとはならず、滑らかなものとなり、ゆるやかに埋もれさせることで、好ましいコントラストを得ることが担保できるからである。
また、透光性粒子の粒径のばらつきが少ないほど、拡散特性にばらつきが少なく、拡散透過強度分布設計が容易となる。より具体的には、重量平均による平均径をMV、累積25%径をd25、累積75%径をd75としたとき、(d75−d25)/MVが0.25以下であることが好ましく、0.20以下であることが更に好ましい。
粒径のばらつきの調整方法としては、例えば、合成反応の条件を調整することで行うことができ、また、合成反応後に分級することも有力な手段である。分級では、その回数を上げることやその程度を強くすることで、望ましい分布の粒子を得ることができる。分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。なお、透光性粒子が有機微粒子である場合、塗液中の成分が有機微粒子に浸透した含浸層を有する有機微粒子では本来の粒子の粒径と異なることがあり得るが、上記粒径とは、拡散要素を有する層中での粒子の径を言う。
上記含浸層は、上記拡散層中の有機微粒子(A2)の外表面からその中心に向かって、上記放射線硬化型透光性樹脂が含浸して形成された層である。なお、上記含浸層は、放射線硬化型透光性樹脂のうち低分子量成分、すなわち、主としてモノマーが含浸して形成された層であり、高分子成分である放射線硬化型透光性樹脂の重合物、すなわち、ポリマーやオリゴマーは含浸し難い。モノマーの中でも、重量平均分子量が1000以下のものが好ましい。より好ましくは、含浸しやすいため、重量平均分子量が小さい250〜600以下のモノマー、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、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、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、およびその変性品などがよい。
上記含浸層は、例えば、上記拡散層中の有機微粒子(A2)の断面を電子顕微鏡(TEM、STEM等の透過型が好ましい)観察することで判別することができ、染色することでより含浸層の観察が容易となることがある。
なお、上記含浸層に含浸する放射線硬化型透光性樹脂は、構成する全成分が含浸されたものであってもよく、構成する成分の一部が含浸したものであってもよい。
なお、前記粒子(B)による高さの高い凸部が形成されることを防止することをより確実にする意味から、前記粒子(B)も含浸層を有することが好ましい。
5%<P/R<40%
5%以下であると、上述した含浸層を形成することで得られる効果を充分に得られず、40%以上であると、防眩層表面の凸部の形成が不充分となり、動画防眩性が劣ることがあるのみならず、有機微粒子(A2)の内部拡散機能が充分発揮されなくなり、ギラツキの防止効果を充分に得られない。
なお、上記P/Rは、防眩シートの断面電子顕微鏡写真で観察される有機微粒子(A)の断面における含浸層の厚さの平均値を、前記有機微粒子の電子顕微鏡写真に基づく半径の平均値で割った値を意味する。
トルエンとメチルイソブチルケトンの混合物(質量比7:3)を、放射線硬化型透光性樹脂(ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA、製品名:M−450、東亜合成(株)製)60質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)10質量部、及びイソシアヌル酸PO変性トリアクリレート(製品名:M−313、東亜合成(株)製)30質量部の混合物)100質量部に対して、190質量部配合した塗液を調製する。
一方、30質量部を超えると、上記塗液中で有機微粒子(A1)同士の凝集が生じ、拡散層の表面に大きな凸部が形成されて所望の性能が得られず、白茶けやギラツキが発生してしまうことがある。
上記有機微粒子(A1)の含有量のより好ましい下限は1.0質量部、より好ましい上限は20質量部である。この範囲内にあることで、より上述の効果を確実にすることができる。
したがって、液晶表示装置用防眩シートのヘイズをHa、内部拡散により生じるヘイズをHiとすると、Ha−Hiは、内部拡散要素と表面凹凸との相互作用によるヘイズおよび外部ヘイズの和と言うことができる。
前記含浸層を有する有機微粒子においては、前述の表面凹凸制御の観点からは、P/Rが5〜40%の範囲が好ましいが、内部拡散性能を維持するとの観点からは、塗液中の成分が含浸していない中心部が可視光波長以上の径を有することが好ましく、1μm以上の径を有することがより好ましい。
また、粒子径や粒子上部に存在する透光性樹脂の厚みについても、粒子中心近傍を通る断面を撮影することにより、上記と同様の方法で観察及び測定し、平均値より求めることが出来る。
これらの屈折率は、材料自身を測定する以外に、実際に液晶表示装置用防眩シートとした後に、粒子または粒子のかけらを膜から取り出して測定したり、防眩シートの切断面をエリプソメーターで測定する方法、防眩シートのレーザー干渉を測定する方法等により測定することもできる。
このような上記放射線硬化型透光性樹脂としては、上述した有機微粒子(A1)を膨潤させるものが好適に挙げられ、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電離放射線硬化型樹脂が挙げられる。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。
また、本明細書において、モノマーとは、電離放射線硬化してポリマー膜となるために、このポリマー膜の基本構造の構成単位となりうる分子を全て含み、不飽和結合を有する。
本発明において、含浸性を有する低分子量のモノマーは、重量平均分子量が1000以下であることが好ましく、250〜600であることがより好ましい。
光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられる。
また、プレポリマー及びオリゴマーとしては、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、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、ベンゾフェノン類としては、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノンおよびp−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等が使用可能である。
この原因は、一種類の粒子であっても、例えば、乾燥途上で(通常2種以上入れるので)溶剤の揮発性の差により組成変動が生じるので、凝集と分散とを制御が困難となるためであると類推している。このことは、殊に親油、親水度合いが異なる二種以上の粒子を用いる、場合に顕著である。そのため急峻な凹凸などが生じる点などで、ガサツキやギラツキの制御ができなくなる恐れがある。
具体的には、飽和蒸気圧、透明基材への浸透性等を考慮して選定される。
また、粒子に含浸性を有する溶剤を用いることで、透明樹脂の成分の少なくとも一部が粒子に浸透しやすくなり、前述の含浸層の調整が可能となり拡散透過強度を制御することにつながる。
なお、上記有機微粒子(A1)の含浸層の形成は、該有機微粒子(A1)を膨潤させる性質を持つ溶剤が存在することで、上記放射線硬化型透光性樹脂の膨潤性の程度によらず、より確実に行うことができるので、少なくとも上記溶剤は、上記有機微粒子(A1)を膨潤させる性質を持つ溶剤を含有することがより好ましい。
本発明の防眩性フィルムでは、上記放射線硬化型透光性樹脂及び溶剤の組み合わせとしては、なかでも、放射線硬化型透光性樹脂として、分子量が小さく含浸しやすいことから(メタ)アクリレートモノマーと、溶剤として、上記有機微粒子(A1)を膨潤させる性質の強いケトン、エステル系とを組み合わせて用いることが好ましい。
例えば、硬度などの物理特性、反射率、拡散性などの光学特性などの向上のため、各種無機粒子を添加することができる。
界面活性剤としては、シリコーンオイル、フッ素系界面活性剤、好ましくはパーフルオロアルキル基を含有するフッ素系界面活性剤などが挙げられる。溶剤を含む樹脂組成物を塗工し、乾燥する場合、塗膜内において膜表面と内面とに表面張力差などを生じ、それによって膜内に多数の対流が引き起こされる。この対流はベナードセル構造のゆず肌や塗工欠陥となる。
また、黒彩感や画像のキレなどに悪影響を及ぼす。前述のような界面活性剤を用いると、この対流を防止することができるため、欠陥やムラのない凹凸膜が得られるだけでなく、透過拡散輝度特性の調整も容易となる。
特に、含浸性故に表面凹凸を滑らかにし易いこと以外にも、本発明の液晶表示装置用防眩シートを偏光板とともに用いる場合では、偏光を乱さないことからTACフィルムが、耐候性から環状ポリオレフィンフィルムが、機械的強度と平滑性を重視する場合は、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルムが好ましい。
また、前記透明基材は多層であっても単層であってもよいし、塗膜との接着性を目的として表面にプライマー層を設けてもよい。
なお、Rzは、JIS B0601 1994に準拠した方法を元に、カットオフ値を2.5mm、評価速さを0.5mm/sとして測定した値である。
また、耐スチールウール擦り性では、10往復擦り試験をしてもキズが確認されない最大荷重は、200g/cm 2以上であることが好ましく、500g/cm 2以上であることがさらに好ましく、700g/cm 2以上であることが特に好ましい。
帯電防止性能を付与するには、例えば、導電性微粒子、導電性ポリマー、4級アンモニウム塩、チオフェンなどと反応性硬化樹脂を含む導電性塗工液を塗工する方法、或いは透明膜を形成する金属や金属酸化物等を蒸着やスパッタリングして導電性薄膜を形成する方法等の従来公知の方法を挙げることができる。
また、帯電防止層をハードコート、耐映りこみ性、反射防止等の機能層の一部として使用することもできる。
また、該光学フィルムが蓄積できる最大電圧である、いわゆる飽和帯電圧としては、10kVの印加電圧で2kV以下であることが好ましい。
防汚層は防汚剤の添加により付与することができ、防汚剤としては、フッ素系化合物、珪素系化合物、またはこれらの混合物が挙げられ、特にフロロアルキル基を有する化合物が好ましい。
前記低屈折率層は、0.1μm程度の厚みを有する層であって、外光の反射を干渉により低減するものである。前記低屈折率層は、なんら限定されることは無いが、多孔質または中空シリカを添加した紫外線硬化樹脂を含む塗液を塗布及び硬化により形成することが好ましい。前記塗液を塗布及び硬化することにより、防眩層表面の凸部に存在した微小でシャープな凹凸がスムージングされてより滑らかになり、反射防止効果に加えて、より一層黒彩感の向上を図ることができる。
塗布の方法としては、種々の方法を用いることができ、例えば、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、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ブレードコート法、マイクログラビアコート法、スプレーコート法、スピンコート法、リバースコート法等の公知の方法が用いられる。
上記塗液を調製して静置することなく防眩層を形成すると、使用する有機微粒子(A)の架橋度や、放射線硬化型透光性樹脂及び/又は溶剤による上記有機微粒子(A)の膨潤の度合いを適宜調整した場合であっても、拡散層中の有機微粒子(A2)に充分な含浸層を形成することができないことがあるからである。
1.膜厚:T(μm)の測定方法
共焦点レーザー顕微鏡(LeicaTCS-NT:ライカ社製:対物レンズ「10〜100倍」)にて、防眩シートの断面を観察し、界面の有無を判断し下記の評価基準で判断した。
(1)ハレーションのない鮮明な画像を得るため、共焦点レーザー顕微鏡に、湿式の対物レンズを使用し、かつ、光学積層体の上に屈折率1.518のオイルを約2ml乗せて観察した。オイルの使用は、対物レンズと防眩層との間の空気層を消失させるために用いた。
総ヘイズ値は、JIS K−7136に従って測定することができる。測定機器として、ヘーズメーターHM−150(村上色彩技術研究所)を使用した。なお、ヘイズ、は、透明基材面を光源に向けて測定する。
本発明で使用している内部ヘイズは、以下のように求められる。液晶表示装置用防眩シートの観察者面側最表面にある凹凸上に、表面凹凸を形成する樹脂と屈折率が等しいか少なくとも屈折率差が0.02以下である樹脂、本発明の場合は各実施例・比較例から微粒子を除いたものをワイヤーバーで乾燥膜厚が8μmとなるように塗布し、70℃で1分間乾燥後、100mj/cm2の紫外線を照射して硬化する。
このシートのヘイズを、JIS K−7136に従って総ヘイズと同様な方法で測定し、内部ヘイズとして求めることができる。
各製造例にて作製された液晶表示装置用防眩シートについて、明細書本文中に記載の方法により測定した。
ソニー社製液晶テレビ「KDL−40X2500」の最表面の偏光板を剥離し、表面塗布のない偏光板を貼付した。
次いで、その上に各製造例で作成したサンプルを防眩層側が最表面となるように、光学フィルム用透明粘着フィルム(全光線透過率91%以上、ヘイズ0.3%以下、膜厚20〜50μmの製品、例えばMHMシリーズ:日栄加工(株)製など)により貼付した。
該液晶テレビを、照度が約1,000Lxの環境下の室内に設置し、メディアファクトリー社のDVD「オペラ座の怪人」を表示して、液晶テレビから1.5〜2.0m程度離れた場所から上下、左右様々な角度から、該映像を被験者15人が鑑賞することで、下記項目に関して3段階評価の感応評価を実施した。評価基準は以下のとおりである。
立体感
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
躍動感
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
黒彩感
○:立体感及び躍動感が全て○以上
△:立体感及び躍動感が○及び△/又はともに△である
×:立体感及び躍動感に一つでも×がある
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
○:ギラツキが許容できると答えた人が10人以上
△:ギラツキが許容できると答えた人が5〜9人
×:ギラツキが許容できると答えた人が4人以下
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
○:良好と答えた人が10人以上
△:良好と答えた人が5〜9人
×:良好と答えた人が4人以下
JIS K7105に基づき防眩シートの透過画像鮮明度での光学櫛0.125mmおよび2.0mmの値を求めその比を計算する。測定機器として、写像性測定器ICM−1T(スガ試験機)を使用した。
実施例及び比較例で得られた防眩性フィルムについて、拡散層の厚さ方向に切断し、拡散粒子である有機微粒子(A)を1個以上少なくとも含む断面を倍率3000〜5万倍で透過型電子顕微鏡(STEM)にて観察を行い、放射線硬化型透光性樹脂が有機微粒子(A)に含浸している部分で、有機微粒子(A)と周りの透光性樹脂との境界が比較的明瞭であり、かつ、有機微粒子(A)内に放射線硬化型透光性樹脂が最も含浸していると見られる部分2点の厚さを測定し、合計5個の有機微粒子(A)について同様に測定し、10点の測定結果の平均値を算出した。
透明基材としてトリアセチルセルロース(富士フィルム(株)製、厚さ80μm)を用意した。
次に、透光性樹脂である放射線硬化型透光性樹脂として、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA、製品名:M−450、東亜合成(株)製)60質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)10質量部、及びイソシアヌル酸PO変性トリアクリレート(製品名:M−313、東亜合成(株)製)30質量部の混合物を用い(屈折率1.51)、これに拡散粒子である有機微粒子(A)として、アクリル粒子(屈折率1.49、平均粒径5.0μm)を、上記放射線硬化型透光性樹脂100質量部に対して、9.0質量部、これに溶剤としてトルエンとメチルイソブチルケトンとの混合物(質量比7:3)を、放射線硬化型透光性樹脂100質量部に対して、190質量部、及び重合開始剤イルガキュア184(BASFジャパン製)、レベリング剤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製)を、上記放射線硬化型透光性樹脂100質量部に対して、それぞれ5質量部、0.04質量部配合して塗液を調製した。
得られた塗液を24時間静置した後、マイヤーバーを用いて光透過性基材に塗工し、1.2m/sの流速で70℃の乾燥空気を流通させ、1分間乾燥させた。
その後、塗膜に紫外線を照射して(窒素雰囲気下にて200mJ/cm2)放射線硬化型透光性樹脂を硬化させて拡散層を形成し、防眩シートを作製した。
塗液に添加する各成分、及び、条件を表1に示したようにした以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを作製した。なお、2種類の粒子を用いる場合の粒子(B)の添加量は粒子(A)の添加量の30%とした。また、粒子(B)の含浸%は粒子(A)の測定に準じて行った。
塗液に添加する各成分、及び、条件を表1に示したようにした以外は、実施例2と同様にして防眩シートを作製した。
A:低架橋アクリル粒子(屈折率1.49、平均粒径5.0μm)
B:高架橋アクリル粒子(屈折率1.49、平均粒径5.0μm)
C:低架橋アクリル粒子(屈折率1.49、平均粒径3.5μm)
(粒子B)
D:高架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.59、平均粒径2.5μm)
E:低架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.59、平均粒径2.5μm)
(透光性樹脂)
P:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA、製品名:M−450、東亜合成(株)製)60質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA、日本化薬(株)製)10質量部、及びイソシアヌル酸PO変性トリアクリレート(製品名:M−313、東亜合成(株)製)30質量部の混合物(屈折率1.51)
Q:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA、製品名:M−450、東亜合成(株)製)(屈折率1.51)
R:酢酸ビニル樹脂(重量平均分子量100,000)55質量部とメタクリル酸メチル樹脂(重量平均分子量75,000)45質量部との混合物(屈折率1.47)
(溶剤)
X:トルエンとメチルエチルケトンの混合物(質量比71:28)
Y:トルエンとメチルイソブチルケトンの混合物(質量比70:30)
Z:トルエンとイソプロピルアルコールの混合物(質量比75:25)
そして、この防眩シートを用いることにより、動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善することができる。
2.8.防眩層
3.拡散粒子
4.透光性樹脂
5.9.11.透明基材
6.12.偏光板
10.偏光層
13.ガラス基板
14.カラーフィルタ
15.透明電極
16.液晶セル
17.バックライト
18.ガラス基板(前面板)
19.表示電極(透明電極+パス電極)
20.透明誘電体層
21.MgO
22.誘電体層
23.ガラス基板(背面板)
24.アドレス電極
25.蛍光体
26.プラズマ表示パネル(PDP)
27.前面フィルタ
28.スペーサー
29.筺体
30.ビス
31.前面(表示面)
Claims (15)
- 透明基材の少なくとも一方の面に、透光性樹脂と拡散粒子を含む防眩層を有し、前記防眩層は前記透明基材とは反対側の面に凹凸を有し、前記凹凸は主に前記透光性樹脂を構成する成分の全部又は一部が含浸した含浸層を有する前記拡散粒子に基づく凸部により形成されてなる防眩シートであって、前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過方向の輝度をQ、正透過から30度の方向の輝度をQ30、正透過から+2度の方向の輝度と正透過から+1度の方向の輝度とを結ぶ直線、および、正透過から−2度の方向の輝度と正透過から−1度の方向の輝度とを結ぶ直線を各々正透過に外挿した透過強度の平均値をUとしたとき、下記の(式1)および(式2)を満たすことを特徴とする防眩シート。
(式 1) 10<Q/U< 36
(式 2) Log10(Q30/Q)<−6 - 前記防眩層の厚みをT、前記防眩層中での前記透光性粒子の半径をR、前記含浸層の厚みをPとしたとき、下記の(式3)および(式4)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の防眩シート。
(式 3) 0.25<R/T<0.45
(式 4) 5%<P/R<40% - 前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過から20度の方向の輝度をQ20としたとき、下記の(式5)を満たすことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項に記載の防眩シート。
(式 5) Log10(Q20/Q)<−5.5 - 防眩シートの内部ヘイズ値をHi(%)とし、さらに、防眩シートの全へイズ値をHa(%)としたとき、下記の(式6)を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の防眩シート。
(式 6) 0 ≦ Ha−Hi≦4 - JIS K7105に基づく防眩シートの透過画像鮮明度での光学櫛0.125mmに対する光学櫛2.0mmの値の比をDとしたとき、下記の(式7)を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の防眩シート。
(式 7) D<2 - 最表層に低屈折率層を形成してなる請求項1乃至5のいずれか1項に記載の防眩シート。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の防眩シートを用いた偏光板。
- 請求項1乃至6記載の防眩シートまたは請求項7記載の偏光板を用いた画像表示装置。
- 透明基材の少なくとも一方の面に、透光性樹脂と拡散粒子を含む防眩層を有し、前記防眩層は前記透明基材とは反対側の面に凹凸を有し、前記凹凸は主に前記透光性樹脂を構成する成分の全部又は一部が含浸した含浸層を有する前記拡散粒子に基づく凸部により形成されてなる防眩シートであって、前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過方向の輝度をQ、正透過から30度の方向の輝度をQ30、正透過から+2度の方向の輝度と正透過から+1度の方向の輝度とを結ぶ直線、および、正透過から−2度の方向の輝度と正透過から−1度の方向の輝度とを結ぶ直線を各々正透過に外挿した透過強度の平均値をUとしたとき、防眩シートの特性が下記の(式8)および(式9)を満たすように制御することを特徴とする防眩シートの製造方法。
(式 8) 10 <Q/U<36
(式 9) Log10(Q30/Q)<−6 - 透明基材の少なくとも一方の面に、透光性樹脂と拡散粒子を含む防眩層を有し、前記防眩層は前記透明基材とは反対側の面に凹凸を有し、前記凹凸は主に前記透光性樹脂を構成する成分の全部又は一部が含浸した含浸層を有する前記拡散粒子に基づく凸部により形成されてなる防眩シートを、画像表示装置の視認側に有する、動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置において、前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過方向の輝度をQ、正透過から30度の方向の輝度をQ30、正透過から+2度の方向の輝度と正透過から+1度の方向の輝度とを結ぶ直線、および、正透過から−2度の方向の輝度と正透過から−1度の方向の輝度とを結ぶ直線を各々正透過に外挿した透過強度の平均値をUとしたとき、下記の(式10)および(式11)を満たすことを特徴とする、動画像と静止画像との共用に適した画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
(式 10) 10 <Q/U< 36
(式 11) Log10(Q30/Q)<−6 - 前記防眩層の厚みをT、前記防眩層中での前記透光性粒子の半径をR、前記含浸層の厚みをPとしたとき、下記の(式12)および(式13)を満たすことを特徴とする請求項10に記載の画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
(式 12) 0.25<R/T<0.45
(式 13) 5%<P/R<40% - 前記防眩シートに透明基材側から垂直に可視光線を照射した際の正透過から20度の方向の輝度をQ20としたとき、下記の(式14)を満たすことを特徴とする請求項10乃至11のいずれか1項に記載の画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
(式 14) Log10(Q20/Q)<−5.5 - 防眩シートの内部ヘイズ値をHi(%)とし、さらに、防眩シートの全へイズ値をHa(%)としたとき、下記の(式15)を満たすことを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
(式 15) 0 ≦ Ha−Hi≦4 - JIS K7105に基づく防眩シートの透過画像鮮明度での光学櫛0.125mmに対する光学櫛2.0mmの値の比をDとしたとき、下記の(式16)を満たすことを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
(式 16) D<2 - 最表層に低屈折率層を形成してなる請求項10乃至14のいずれか1項に記載の画像表示装置の黒彩感及び画像の切れを改善する方法。
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