JP6797567B2 - 光拡散フィルム及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の光拡散フィルムは、光拡散性に優れており、高いヘイズを有している。具体的には、本発明の光拡散フィルムのヘイズは50%以上(例えば50〜100%)であり、例えば60〜99%、好ましくは65〜98%、さらに好ましくは70〜95%(特に75〜93%)程度である。高い光拡散性が要求される用途では、ヘイズは80%以上(例えば85〜95%程度)であってもよい。ヘイズが50%未満であると、光拡散性が低下し、防眩性や有機ELディスプレイなどでの視認性が低下する。
本発明の光拡散フィルムは、前記光学特性を発現するための光拡散層を含んでいればよく、材質や構造は限定されないが、通常、相分離構造に対応した微細で急峻な凹凸形状が大量に形成されることにより、前記光学特性が発現し、光拡散機能により表示装置の視認性を向上したり、表面反射による外景の映り込みを抑制して防眩性を向上できる。
ポリマー成分としては、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、透明性が高く、スピノーダル分解により前述の表面凹凸形状を形成できれば特に限定されないが、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系重合体、有機酸ビニルエステル系重合体、ビニルエーテル系重合体、ハロゲン含有樹脂、ポリオレフィン(脂環式ポリオレフィンを含む)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、ポリスルホン系樹脂(ポリエーテルスルホン、ポリスルホンなど)、ポリフェニレンエーテル系樹脂(2,6−キシレノールの重合体など)、セルロース誘導体(セルロースエステル類、セルロースカーバメート類、セルロースエーテル類など)、シリコーン樹脂(ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサンなど)、ゴム又はエラストマー(ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなど)などが例示できる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
硬化樹脂前駆体成分としては、熱や活性エネルギー線(紫外線や電子線など)などにより反応する官能基を有する化合物であり、熱や活性エネルギー線などにより硬化又は架橋して樹脂(特に硬化又は架橋樹脂)を形成可能な種々の硬化性化合物を使用できる。前記硬化樹脂前駆体成分としては、例えば、熱硬化性化合物又は樹脂[エポキシ基、重合性基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、シラノール基などを有する低分子量化合物(例えば、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂など)など]、活性光線(紫外線など)により硬化可能な光硬化性化合物(光硬化性モノマー、オリゴマーなどの紫外線硬化性化合物など)などが例示でき、光硬化性化合物は、EB(電子線)硬化性化合物などであってもよい。なお、光硬化性モノマー、オリゴマーや低分子量であってもよい光硬化性樹脂などの光硬化性化合物を、単に「光硬化性樹脂」という場合がある。
本発明では、前記ポリマー成分及び前記硬化樹脂前駆体成分のうち、少なくとも2つの成分が、加工温度付近で互いに相分離する組み合わせで使用される。相分離する組み合わせとしては、例えば、(a)複数のポリマー成分同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせ、(b)ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分とが非相溶で相分離する組み合わせ、(c)複数の硬化樹脂前駆体成分同士が互いに非相溶で相分離する組み合わせなどが挙げられる。これらの組み合わせのうち、通常、(a)複数のポリマー成分同士の組み合わせや、(b)ポリマー成分と硬化樹脂前駆体成分との組み合わせであり、特に(a)複数のポリマー成分同士の組み合わせが好ましい。相分離させる両者の相溶性が高い場合、溶媒を蒸発させるための乾燥過程で両者が有効に相分離せず、光拡散層としての機能が低下する。
透明基材層は、透明材料で形成されていればよく、用途に応じて選択でき、ガラスなどの無機材料であってもよいが、強度や成形性などの点から、有機材料が汎用される。有機材料としては、例えば、セルロース誘導体、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、(メタ)アクリル系重合体などが例示できる。これらのうち、セルロースエステル、ポリエステルなどが汎用される。
前記光拡散層は、光散乱性が高いだけでなく、透過光を等方的に透過して散乱させながら、特定の角度範囲での散乱強度を大きくできる。そのため、有機ELディスプレイなどの表示装置の視認性を向上できる上に、防眩性も向上できる。そのため、光拡散層を含む光拡散フィルム(光拡散層単独で形成した光拡散フィルム、光拡散層と透明基材層との積層フィルム)は、そのまま光学部材(有機ELディスプレイや液晶表示装置の光学部材)として用いてもよく、光学要素(例えば、偏光板、位相差板、導光板などの光路内に配設される種々の光学要素)と組み合わせて光学部材を形成してもよい。すなわち、光学要素の少なくとも一方の光路面に、本発明の光拡散フィルムを配設又は積層してもよい。例えば、前記位相差板の少なくとも一方の面に光拡散フィルムを積層してもよく、導光板の出射面に光拡散フィルムを配設又は積層してもよい。
本発明の光拡散フィルムは、支持体(特に、透明基材層)の上に、1種以上のポリマー成分及び1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物を塗布して乾燥することにより、ポリマー成分及び硬化樹脂前駆体成分から選択される少なくとも2つの成分を、湿式スピノーダル分解により相分離させる相分離工程、相分離した硬化性組成物を熱又は活性エネルギー線で硬化させる硬化工程を経て得てもよい。
本発明の光拡散フィルムは、透過光を等方的に透過して散乱させながら、特定の角度範囲での光散乱強度を向上できる。そのため、本発明の光拡散フィルムは、種々の表示装置、例えば、液晶表示(LCD)装置、有機ELディスプレイ、タッチパネル付き表示装置などの表示装置の光学部材として利用でき、特に、LCD装置、有機ELディスプレイの光学要素として有用である。
重合性基を有するアクリル系重合体:ダイセルオルネクス(株)製「サイクロマーP」
アクリル系重合体:大成ファインケミカル(株)製「8KX−078」
ウレタン変性共重合ポリエステル樹脂:東洋紡(株)製「バイロン(登録商標)UR−3200」
セルロースアセテートプロピオネート:イーストマン社製「CAP−482−20」、アセチル化度=2.5%、プロピオニル度=46%、ポリスチレン換算の数平均分子量75000
ナノシリカ含有アクリル系紫外線(UV)硬化性化合物A:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製「UVHC7800G」
ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物B:日揮触媒化成(株)製「HP−1004」
シリコーンアクリレート:ダイセルオルネクス(株)製「EB1360」
ウレタンアクリレートA:新中村化学工業(株)製「UA−53H」
ウレタンアクリレートB:(株)トクシキ製「AU−230」
シリコン系ハードコート材:(株)トクシキ製「AS−201S」
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:ダイセルオルネクス(株)製「DPHA」
ペンタエリスリトールテトラアクリレート:ダイセルオルネクス(株)製「PETRA」
PMMAビーズ:積水化学工業(株)製「SSX−115」
架橋スチレンビーズ:綜研化学(株)製「SX−130H」
ジルコニア微粒子分散液:東洋インキ(株)製「リオデュラスTYZ」
中空シリカゲル:日揮触媒化成(株)製「スルーリア」
光開始剤A:BASFジャパン(株)製「イルガキュア184」
光開始剤B:BASFジャパン(株)製「イルガキュア907」
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム:三菱樹脂(株)製「ダイアホイル」。
光学式膜厚計を用いて、任意の10箇所を測定し、平均値を算出した。
ヘイズメーター(日本電色(株)製「NDH−5000W」)を用いて、JIS K7136に準拠して測定した。なお、ヘイズの測定は、凹凸構造を有する表面が受光器側となるように配置して測定した。内部ヘイズは、透明粘着層を介して平滑な透明フィルムと光拡散層の表面凹凸を貼り合わせて測定した。
JIS K7105に準拠してグロスメーター((株)掘場製作所製「IG−320」)を用いて角度60°で測定した。
JIS B0601に準拠して、接触式表面粗さ計(東京精密(株)製「サーフコム570A)を用いて、走査範囲3mm、走査回数2回の条件で、算術平均表面粗さ(Ra)及び凹凸の平均間隔(Sm)を測定した。
た。
JIS Z8781に準拠して、分光光度計((株)日立ハイテクサイエンス製「U−3010」)を用いて測定した。
重合性基を有するアクリル系重合体12.5重量部、セルロースアセテートプロピオネート4重量部、ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物A 150重量部、シリコーンアクリレート1重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン81重量部と1−ブタノール24重量部と1−メトキシ−2−プロパノール13重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#20を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
重合性基を有するアクリル系重合体15.0重量部、セルロースアセテートプロピオネート3重量部、ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物A 50重量部、シリコーンアクリレート1重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン101重量部と1−ブタノール24重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#20を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
重合性基を有するアクリル系重合体12.5重量部、セルロースアセテートプロピオネート4重量部、ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物B 209.3重量部、シリコーンアクリレート1重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン31重量部と1−ブタノール25重量部と1−メトキシ−2−プロパノール12重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#20を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
アクリル系重合体34.2重量部、ウレタン変性共重合ポリエステル樹脂20重量部、ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物A 131.7重量部、シリコーンアクリレート1重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン213重量部に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#16を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
アクリル系重合体34.2重量部、ウレタン変性共重合ポリエステル樹脂20重量部、ナノシリカ含有アクリル系UV硬化性化合物A 131.7重量部、シリコーンアクリレート5重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン213重量部に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#16を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
重合性基を有するアクリル系重合体47.5重量部、セルロースアセテートプロピオネート1.5重量部、ウレタンアクリレートA 79.5重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン175重量部と1−ブタノール28重量部と1−メトキシ−2−プロパノール2重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#14を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約6μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
ウレタンアクリレート39重量部、シリコン系ハードコート材15.7重量部、PMMAビーズ0.3重量部、架橋スチレンビーズ6.1重量部を、メチルエチルケトン38重量部に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#14を用いて、PETフィルム上に流延した後、100℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約6μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート50重量部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート50重量部、ジルコニア微粒子分散液100重量部、光開始剤A 2重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン116重量部と1−ブタノール19重量部と1−メトキシ−2−プロパノール58重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#14を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約6μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
重合性基を有するアクリル系重合体12.5重量部、セルロースアセテートプロピオネート4重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート125重量部、シリコーンアクリレート1重量部、中空シリカゲル75重量部、光開始剤A 1重量部、光開始剤B 1重量部を、メチルエチルケトン56重量部と1−ブタノール11重量部と1−メトキシ−2−プロパノール10重量部との混合溶媒に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー#20を用いて、PETフィルム上に流延した後、80℃のオーブン内で1分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約9μmのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプからの紫外線を約5秒間照射してUV硬化処理し、光拡散フィルムを得た。
Claims (14)
- 透明基材層と、この透明基材層の少なくとも一方の面にコーティングで形成された光拡散層とを含む光拡散フィルムであって、
ヘイズが50%以上であり、内部ヘイズが15%以下であり、全光線透過率が91%以上であり、かつ前記光拡散層表面の60°グロスが10%以下である光拡散フィルム。 - 透過光の色度b*が10以下である請求項1記載の光拡散フィルム。
- 透過光の色度a*が2以下である請求項1又は2記載の光拡散フィルム。
- 光拡散層表面の算術平均表面粗さRaが0.3μm以上である請求項1〜3のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- 光拡散層表面の凹凸の平均間隔Smが100μm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- 光拡散層が、1種以上のポリマー成分及び1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物の硬化物である請求項1〜5のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- ポリマー成分及び硬化樹脂前駆体成分から選択される少なくとも2つの成分が、湿式スピノーダル分解により相分離可能である請求項6記載の光拡散フィルム。
- ポリマー成分が、重合性基を有していてもよい(メタ)アクリル系重合体、ウレタン変性ポリエステル及びセルロースエステル類から選択された少なくとも1種を含む請求項6又は7記載の光拡散フィルム。
- 硬化樹脂前駆体成分が、多官能(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート及びシリコーン(メタ)アクリレートから選択された少なくとも1種を含む請求項6〜8のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- 硬化樹脂前駆体成分が、シリカナノ粒子を含む請求項6〜9のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- 支持体の上に、1種以上のポリマー成分及び1種以上の硬化樹脂前駆体成分を含む硬化性組成物を塗布して乾燥することにより、ポリマー成分及び硬化樹脂前駆体成分から選択される少なくとも2つの成分を、湿式スピノーダル分解により相分離させる相分離工程、相分離した硬化性組成物を熱又は活性エネルギー線で硬化させる硬化工程を含む請求項1〜10のいずれかに記載の光拡散フィルムの製造方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の光拡散フィルムを備えた表示装置。
- 有機ELディスプレイである請求項12記載の表示装置。
- コリメートバックライトユニットを有し、かつプリズムシートを有さない液晶表示装置であって、光拡散フィルムが、液晶素子の視認側前面に配置されている請求項12記載の表示装置。
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