説明

液晶ディスプレイ用防眩性フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイ

【課題】ぎらつきを抑制し、黒濃度及び像鮮明度を高め、画像の視認性を向上させることができる液晶ディスプレイ用防眩性フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】液晶ディスプレイ用防眩性フィルムは、セルロース系材料よりなる透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂、光重合開始剤及び透光性有機微粒子を含有する防眩性ハードコート層形成用組成物の硬化物よりなる防眩性ハードコート層が形成されて構成されている。そして、活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差は0〜0.05である。防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.01〜0.30μm及び凹凸の平均間隔(Sm)は10〜300μmである。さらに、全体ヘイズ値は10%以下であり、全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合は50%以上である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイの画像表示側の最表面に貼付して用いられる液晶ディスプレイ用防眩性フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイに関する。特に、高精細な画像を表示する液晶ディスプレイ上に設置したときのぎらつきを抑制し、黒濃度の低下及び像鮮明度の悪化を抑制した防眩性フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイにおいては、外部からの光がその表面(表示面)で拡散することなく反射すると、そこには前方の像が映り込み、内部の画像が非常に見難くなるので、液晶ディスプレイ表面には外部からの光を拡散させるために防眩性フィルムが配置されている。一般の防眩性フィルムは、いずれのタイプでも防眩層表面の凹凸形状の作用により、光が拡散して防眩作用を発現できるようにしているため、防眩性を高める場合には前記凹凸形状を大きくする必要がある。しかしながら、凹凸が大きくなると、防眩層の曇価(ヘイズ値)が上昇し、これに伴い像鮮明度が低下するという問題があった。さらに、上記防眩性フィルムは、フィルム表面に、ぎらつき(シンチレーション)と呼ばれるきらきら光る輝きが発生し、表示画面の視認性が低下するという問題があった。
【0003】
このような問題を解決しようとする試みとして、内部ヘイズに着目し、内部散乱効果に基づいてシンチレーションを抑制した防眩性フィルムが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。すなわち、係る防眩性フィルムは透明支持体上に防眩層が設けられ、該防眩層のヘイズが4.0〜50%であって、そのヘイズが1.0%以上の内部散乱と、3.0%以上の表面散乱との合計により構成されている。
【特許文献1】特開2001−91707号公報(第2頁、第3頁及び第8頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載された防眩性フィルムでは、防眩層表面の微細な凹凸についてその形状、間隔などが考慮されていないことから、防眩層表面における光の拡散を十分に制御することができなかった。このため、防眩性フィルムを液晶ディスプレイに使用した場合、防眩性フィルムの表面におけるぎらつきを十分に抑えることができず、要求される画像の視認性を得ることができなかった。さらに、防眩性フィルムのヘイズ値(トータルヘイズ又は全体ヘイズ)が具体的には15.0〜40.1%である(特許文献1の第8頁の表1に記載された実施例1〜4)。このため、防眩性フィルムは光透過性が悪く、その結果像鮮明度が劣り、画像の黒濃度が低下するという問題があった。特に、高精細な液晶ディスプレイの場合には画像の視認性が不足するという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的とするところは、ぎらつきを抑制することができると共に、黒濃度及び像鮮明度を高めることができ、画像の視認性を向上させることができる液晶ディスプレイ用防眩性フィルム及びそれを備える液晶ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、第1の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムは、セルロース系材料よりなる透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂、光重合開始剤及び透光性有機微粒子を含有する防眩性ハードコート層形成用組成物の硬化物よりなる防眩性ハードコート層が形成されて構成されている。そして、前記活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差を0〜0.05に調整し、防眩性ハードコート層の表面におけるJIS B 0601−1994に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.30μm及び凹凸の平均間隔(Sm)が10〜300μmであると共に、全体ヘイズ値が10%以下であり、かつ全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合が50%以上であることを特徴とする。
【0007】
第2の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムは、第1の発明において、前記透光性有機微粒子は、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂又はそれらの架橋物により形成されていることを特徴とする。
【0008】
第3の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムは、第2の発明において、前記防眩性ハードコート層の膜厚(A)に対する透光性有機微粒子の平均粒子径(a)の比a/Aが0.3〜1.5であることを特徴とする。
【0009】
第4の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムは、第1から第3のいずれかの発明において、前記防眩性ハードコート層上には、防眩性ハードコート層の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を備えていることを特徴とする。
【0010】
第5の発明の液晶ディスプレイは、画像を表示する側の最表面に第1の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
第1の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムでは、活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差が0〜0.05に調整される。このため、防眩性ハードコート層中における光の散乱を抑えて光の透過性を向上させることができ、像鮮明度及び画像の黒濃度の向上を図ることができる。また、防眩性ハードコート層表面の算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.30μm及び凹凸の平均間隔(Sm)が10〜300μmという適切な範囲に設定されることにより、光の拡散が制御され、光の過剰な散乱が抑えられてぎらつきが抑制される。加えて、全体ヘイズ値が10%以下であることにより、光の透過性が改善されて像鮮明度及び画像の黒濃度を良好なものにすることができる。しかも、全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合が50%以上であることにより、防眩性、ぎらつき及び像鮮明度のバランスを向上させることができる。
【0012】
従って、防眩性フィルムは、液晶ディスプレイに用いられたとき、ぎらつきを抑制することができると共に、黒濃度及び像鮮明度を高めることができ、画像の視認性を向上させることができる。
【0013】
第2の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムでは、透光性有機微粒子が(メタ)アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂又はそれらの架橋物により形成されている。従って、第1の発明の効果に加えて、樹脂の種類や組成によって透光性有機微粒子の屈折率を容易に調整することができる。
【0014】
第3の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムでは、防眩性ハードコート層の膜厚(A)に対する透光性有機微粒子の平均粒子径(a)の比a/Aが0.3〜1.5である。このため、第2の発明の効果に加えて、防眩性ハードコート層表面における凹凸を前記Ra及びSmの範囲となるように容易に設定することができる。
【0015】
第4の発明に係る液晶ディスプレイ用防眩性フィルムでは、防眩性ハードコート層上には、防眩性ハードコート層の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層が備えられている。従って、第1から第3のいずれかの発明の効果に加え、防眩性フィルムは反射防止効果を発揮することができる。
【0016】
第5の発明の液晶ディスプレイでは、画像を表示する側の最表面に第1の発明の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムが備えられている。従って、液晶ディスプレイにおいて第1の発明の効果を発揮することができ、特に高精細な液晶ディスプレイにおいてその効果を有効に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の最良の形態と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム(以下、単に防眩性フィルムともいう)は、セルロース系材料よりなる透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂、光重合開始剤及び透光性有機微粒子を含有する防眩性ハードコート層形成用組成物の硬化物よりなる防眩性ハードコート層が形成されて構成されている。この防眩性フィルムは、液晶ディスプレイ、特に高精細な液晶ディスプレイの画像を表示する側の最表面に配置されて使用される。
【0018】
係る防眩性フィルムは、以下に示す各点に特徴を有している。すなわち、前記活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差は0〜0.05である。また、防眩性ハードコート層の表面におけるJIS B 0601−1994に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)は0.01〜0.30μm及び凹凸の平均間隔(Sm)は10〜300μmである。さらに、防眩性フィルムの全体ヘイズ値が10%以下であり、かつ全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合が50%以上である。なお、バインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差が0であるということは、バインダーの硬化物と透光性有機微粒子の屈折率が同じであることを意味する。
【0019】
液晶ディスプレイの画像について、像鮮明度を向上させて黒濃度(黒のしまり)、さらにはコントラストを良好にするためには、透光性有機微粒子とバインダーの硬化物の屈折率差より発生する内部ヘイズ値を極力小さくする必要がある。そのため、バインダー硬化物の屈折率と透光性有機微粒子の屈折率との屈折率差を0〜0.05、好ましくは0〜0.03、さらに好ましくは0〜0.01に設定する。バインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差をこのような範囲に設定することにより、防眩性ハードコート層の内部における光の散乱を抑制することができ、光の透過性を向上させることができる。この屈折率差が0.05より大きい場合、防眩性ハードコート層の内部における光の散乱が大きくなり、光の透過が阻害されて像鮮明度が悪化する。屈折率差を調整する場合には、主に透光性有機微粒子の種類などを特定してその屈折率を変化させることにより行われるが、バインダーに無機微粒子などの付加成分を添加し、バインダー硬化物の屈折率を変化させる方法も、付加成分を添加することによる物性の低下が問題とならない限り可能である。
【0020】
一方、防眩性は主に防眩性ハードコート層表面(外面)の凹凸により制御される外部ヘイズ値により達成される。しかしながら、外部ヘイズ値が高すぎるとぎらつきが発生するため、前記凹凸の算術平均粗さ(Ra)及び凹凸の平均間隔(Sm)が前述の範囲に設定される。このようにバインダー硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差を小さくすることによって光の透過性を維持することができると同時に、RaとSmを小さくすることによって防眩性ハードコート層表面における光の拡散を促すことができ、像鮮明度の向上とぎらつきの抑制とをバランス良く発現することができる。防眩性ハードコート層上には、低屈折率層、偏光層等の機能層を形成することができ、反射防止機能や偏光機能を発現させることができる。
【0021】
防眩性フィルムにおいて、防眩性ハードコート層が光拡散性を発現するためには、防眩性ハードコート層表面の凹凸形状を調整する必要がある。すなわち、防眩性ハードコート層表面の凹凸形状に関し、防眩性ハードコート層表面における算術平均粗さ(Ra)は0.01〜0.30μmであり、0.01〜0.28μmであることが好ましく、0.05〜0.25μmであることが最も好ましい。同じくJIS B 0601−1994に規定される十点平均粗さ(Rz)は2.0μm以下であることが好ましく、0.1〜1.5μmであることがより好ましく、0.5〜1.3μmであることが最も好ましい。防眩性ハードコート層表面の凹凸のRa、さらにはRzをこのような範囲に設定することにより、防眩性フィルムを画像表示のための液晶ディスプレイ上に配置した場合にぎらつきがなく、液晶ディスプレイの良好な画像視認性を確保することが可能となる。
【0022】
Raが0.01μm未満の場合、防眩性ハードコート層表面における光拡散性が不足し、防眩性が悪くなる。その一方、Raが0.30μmを超える場合、防眩性ハードコート層のヘイズ値が大きくなって白化現象が起き、像鮮明度が悪化する。さらに、Rzが2.0μmを超える場合、防眩性ハードコート層のヘイズ値が大きくなる傾向を示し、像鮮明度が低下する。
【0023】
また、防眩性ハードコート層表面における凹凸の平均間隔(Sm)は10〜300μmであることが必要であり、30〜270μmであることが好ましく、100〜250μmであることが特に好ましい。このSmが10〜300μmの範囲であれば、防眩性フィルムを画像表示のための液晶ディスプレイ上に設置した場合にぎらつきが抑制され、液晶ディスプレイの良好な画像視認性を確保することが可能となる。ここで、Smは防眩性ハードコート層の表面に沿う方向における凹凸の間隔を表し、この間隔が防眩性ハードコート層表面での特にぎらつきを抑えるために重要である。Smが10μm未満の場合、防眩性ハードコート層表面での光拡散性の発現が不足し、ぎらつきを十分に抑えることができなくなる。一方、Smが300μmを超える場合、防眩性ハードコート層のヘイズ値が大きくなって白化現象が生じ、所望とする像鮮明度が得られなくなる。
【0024】
上記の算術平均粗さ(Ra)と凹凸の平均間隔(Sm)との関係については、Sm/Raの比が1000〜1400であることが好ましい。すなわち、凹凸の高さに対して凹凸の間隔がおよそ10倍であり、凹凸がそのような形状に形成されてはじめて光の拡散を十分に行い、防眩性を向上させ、ぎらつきを抑制することができる。Sm/Raの比が1000より小さい場合、凹凸の高さに対する凹凸の間隔が狭くなり、ヘイズ値が大きくなりやすく、像鮮明度が低下する。一方、Sm/Raの比が1400より大きい場合、凹凸の高さに対する凹凸の間隔が広くなり過ぎて、光の拡散が不十分となる傾向を示す。
【0025】
防眩性の指標としてはヘイズ値が採用される。このヘイズ値(曇価、曇り度)はJIS K 7136に準拠して測定されるもので、散乱光線透過率を全光線透過率で割った値を百分率で表したものである。防眩性フィルムのヘイズ値すなわち全体ヘイズ値は、防眩性ハードコート層表面の凹凸による外部散乱に起因する外部ヘイズ値、及び防眩性ハードコート層内部に存在する透光性有機微粒子とバインダー硬化物との屈折率差に起因する内部散乱による内部ヘイズ値に分類される。この全体ヘイズ値は10%以下であり、8%以下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、1.5〜5%であることが最も好ましい。全体ヘイズ値が10%より大きい場合には、防眩性フィルムを液晶ディスプレイの最表面に配置したときに画像のコントラストの低下又は画像が白色味を帯びてくるので好ましくない。
【0026】
防眩性フィルムは防眩性を維持し、ぎらつきを抑制しながら、像鮮明度を向上させることを目的とするため、外部ヘイズ値及び内部ヘイズ値の調整が重要となる。防眩性は主として外部ヘイズ値に起因するため、防眩性を発揮するためには表面凹凸をある程度大きくする必要がある。一方、像鮮明度及びぎらつきは、外部ヘイズ値及び内部ヘイズ値と相関があるために双方を低く抑える必要がある。そのような観点より内部ヘイズ値の割合は全体ヘイズの50%以上であることが必要であり、55〜75%であることが好ましい。この割合が50%未満の場合には、外部ヘイズ値の寄与が大きくなり、ぎらつきが生ずる原因となる。
【0027】
次に、防眩性フィルムの各構成要素について順に説明する。
透明基材を形成するセルロース系材料は、透明性が良いため光透過性に優れ、しかも光学異方性のない材料である。このため、液晶ディスプレイの表面に配置されて使用される防眩性フィルムの基材として最も好適なものである。係るセルロース系材料としては、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース等の誘導体が使用できるが、特に光透過率が良い点からトリアセチルセルロースを使用することが最も好ましい。透明基材の厚さは通常10〜5000μm、好ましくは25〜1000μm、さらに好ましくは35〜500μmである。この厚さが10μmより薄い場合には、防眩性フィルムの取扱性が悪くなると共に、その強度も低下する傾向にある。一方、厚さが5000μmより厚い場合には、不必要に厚くなって防眩性フィルムの取扱性も悪くなり好ましくない。
【0028】
続いて、防眩性ハードコート層について説明する。該防眩性ハードコート層はその表面に凹凸を有し、係る凹凸に光が反射して拡散され(表面拡散性)、防眩性を発現することができる機能を備えている。この防眩性ハードコート層は、活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含むバインダーに透光性有機微粒子を含有する防眩性ハードコート層形成用組成物を硬化させることにより形成され、ハードコート層として所要の強度及び硬度を有している。ここで、バインダー又は防眩性ハードコート層形成用組成物中には、通常希釈溶剤が配合され、バインダー又は防眩性ハードコート層形成用組成物の粘度が調整される。
【0029】
前記活性エネルギー線硬化型樹脂は、その構成成分として重合性成分が必須であり、必要に応じてその他の成分が含まれていてもよい。そのような重合性成分としては、単官能単量体、多官能単量体、ビニル基や(メタ)アクリロイル基を有するオリゴマー及びビニル基や(メタ)アクリロイル基を有する重合体の中から1種又は2種以上が選択して用いられる。その他の成分としては、光分解型又は熱分解型の重合開始剤、ビニル基や(メタ)アクリロイル基を含まないオリゴマー(以下、非重合性オリゴマーという)、ビニル基や(メタ)アクリロイル基を含まない重合体(以下、非重合性重合体という)、金属酸化物、界面活性剤、希釈溶剤、光増感剤、安定化剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、表面調整剤、粒子分散剤等が用いられる。
【0030】
単官能単量体として具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロデシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ペンタメチルピペリジル、(メタ)アクリル酸ヘキサヒドロフタル酸エチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルフタル酸エチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール等の(メタ)アクリル酸エステル類、スチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、フマル酸ジt−ブチル、フマル酸ジn−ブチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン等が好ましい。
【0031】
多官能単量体としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化物、ウレタン変性(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基を2個以上含む多官能重合性化合物等が挙げられる。多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2'−チオジエタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の2価のアルコール;トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール等が挙げられる。
【0032】
ウレタン変性(メタ)アクリレートは、1分子中に複数個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートと、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体とのウレタン化反応によって得ることができる。1分子中に複数個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレリンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の1分子中に2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネート、それら有機イソシアネートをイソシアヌレート変性、アダクト変性、ビウレット変性した1分子中に3個のイソシアネート基を有する有機イソシアネート等が挙げられる。
【0033】
それらの中で、硬化物(被膜)の強度向上や入手の容易性の点から、ジ(メタ)アクリル酸ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸トリプロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、トリ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール等の(メタ)アクリル酸エステル類、ヘキサメチレンジイソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとの付加体、イソホロンジイソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとの付加体、トリレンジイソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとの付加体、アダクト変性イソホロンジイソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとの付加体及びビウレット変性イソホロンジイソシアネートと(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルとの付加体が好ましい。さらに、活性エネルギー線硬化型樹脂としては、厚膜化したとき可撓性が良い点からウレタンアクリレート樹脂を使用することが好ましい。
【0034】
前記透光性有機微粒子は、防眩性ハードコート層における光拡散機能、表面の凹凸形成による防眩機能等を発現するためのものである。この透光性有機微粒子は、例えば塩化ビニル、(メタ)アクリル単量体、スチレン及びエチレンから選択される少なくとも1種の単量体を重合した樹脂から形成される。そのような透光性樹脂微粒子としては、屈折率の調整が容易な点から(メタ)アクリル樹脂、スチレン−アクリル単量体共重合樹脂(スチレン−アクリル共重合樹脂という)又はそれらの架橋物により形成されることが好ましい。スチレン−アクリル共重合樹脂の場合には、両単量体の共重合組成を変化させることにより、屈折率を任意に調整することができる点で、より好ましい。ここで、スチレン−アクリル共重合樹脂又は(メタ)アクリル樹脂(屈折率1.49)のほか、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂(屈折率1.54)、ポリエチレン樹脂、メラミン樹脂(屈折率1.57)、ポリカーボネート樹脂等を含む樹脂より透光性有機微粒子を形成することも可能である。
【0035】
透光性有機微粒子は、防眩性ハードコート層中及びその表面における光の拡散又は散乱を均一に行うために、粒子径の揃った単分散なものであることが好ましい。透光性有機微粒子の平均粒子径は、その機能を十分に発揮させるために好ましくは0.1〜20μm、より好ましくは0.5〜10μm、特に好ましくは1〜10μmである。この平均粒子径が0.1μm未満の場合、防眩性ハードコート層表面における防眩性が不十分となる傾向がある。その一方、20μmを超える場合、防眩性ハードコート層のヘイズ値が高くなり過ぎ、透明性が損なわれる傾向にある。ここで、前記平均粒子径はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算し、得られた粒子数分布から算出される値である。なお、コールターカウンター法は、電気抵抗を利用した粒子径測定法であり、粒子が細孔を通過する際に生じる2電極間の電気抵抗の変化を測定して平均粒子径を測定する方法である。
【0036】
防眩性ハードコート層の膜厚(A)に対する透光性有機微粒子の平均粒子径(a)の比a/Aは0.3〜1.5であることが好ましく、0.5〜1.1がより好ましい。この比a/Aが0.3未満であるときには、防眩性ハードコート層表面に所望の凹凸を形成するために添加する透光性有機微粒子の量が増加し、ヘイズ値が上昇するために像鮮明度が低下する傾向にある。その一方、1.5を超えるときには、防眩性ハードコート層表面の凹凸が大きくなり過ぎるために、ヘイズ値が大きくなって像鮮明度が悪化し、ぎらつきも強くなって好ましくない。
【0037】
透光性有機微粒子の含有量は、活性エネルギー線硬化型樹脂100質量部に対して通常1〜70質量部、好ましくは2〜60質量部、より好ましくは3〜50質量部、最も好ましくは10〜40質量部である。透光性有機微粒子の含有量が1質量部より少ない場合には、透光性有機微粒子の機能を十分に発揮することができず、満足できる防眩性が得られなくなる。その一方、70質量部より多い場合には、防眩性ハードコート層のヘイズ値が高くなり過ぎ、防眩性フィルムを液晶ディスプレイ表面に設置した際、白化等が生じて画像認識性が低下する。
【0038】
光重合開始剤は、活性エネルギー線硬化型樹脂に紫外線等の活性エネルギー線を照射して重合を開始させるためのもので、公知の化合物が用いられる。係る光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−アミロキシムエステル、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類等が挙げられる。具体的には、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフェリノプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ベンゾイン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ベンゾフェノン、[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタノン、4−ヒドロキシベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、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、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、α−アミロキシムエステル、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、テトラメチルチュウラムモノサルファイド等が挙げられる。
【0039】
光重合開始剤の含有量は、活性エネルギー線硬化型樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがさらに好ましい。この含有量が0.01質量部未満の場合には、防眩性ハードコート層形成用組成物から得られる硬化物(被膜)が完全には硬化し難く、硬化が不十分となるため好ましくない。一方、20質量部を超える場合には、硬化は十分であるが、それ以上の効果は望めず、不必要に多い量であって無駄になる。
【0040】
前記バインダー又は防眩性ハードコート層形成用組成物の調製に用いられる希釈溶剤は、バインダー又は防眩性ハードコート層形成用組成物の粘度を調整するために用いられ、非重合性のものであれば特に制限されない。係る希釈溶剤により、主に防眩性ハードコート層形成用組成物を透明基材上に容易に塗布することができる。
【0041】
希釈溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、エチルセルソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシブタノール等が挙げられる。
【0042】
さらに、防眩性ハードコート層の表面を欠陥がなく均一な塗布面とするために、透光性有機微粒子の非膨潤性溶剤を使用することが好ましい。非膨潤性溶剤とは、透光性有機微粒子を膨潤させない溶剤のことを意味する。この非膨潤性溶剤としてはアルコール系溶剤が好ましく、その添加量は全溶剤量中10〜60質量%であることが好ましい。この添加量が10質量%未満である場合、均一な防眩性ハードコート層を形成することが困難な状況となる。一方、60質量%を超える場合、透光性有機微粒子の分散性が悪化し、均一な防眩性ハードコート層を形成することが困難となる。
【0043】
以上の防眩性ハードコート層形成用組成物を透明基材上に塗布した後、活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、透明支持体上に防眩性ハードコート層を積層することができる。防眩性ハードコート層形成用組成物を透明基材上に塗布する方法としては、ロールコート法、スピンコート法、ディップコート法、ハケ塗り法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ダイコート法、グラビアコート法、カーテンフローコート法、リバースコート法、キスコート法、コンマコート法等公知のいかなる方法も採用される。塗布に際しては、密着性を向上させるために、予め透明基材表面にコロナ放電処理等の前処理を施すことが好ましい。
【0044】
活性エネルギー線の照射に用いられる活性エネルギー線源としては、例えば高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、窒素レーザ、電子線加速装置、放射性元素等の線源が使用される。活性エネルギー線の照射量は、紫外線の波長365nmでの積算光量として、50〜5000mJ/cmであることが好ましい。照射量が50mJ/cm未満のときには、防眩性ハードコート層形成用組成物の硬化が不十分となるため好ましくない。一方、5000mJ/cmを超えるときには、活性エネルギー線硬化型樹脂が着色する傾向を示すため好ましくない。
【0045】
次に、前記低屈折率層は、防眩性ハードコート層よりも屈折率が低く、その表面において反射防止機能を発現するものである。低屈折率層を形成する材料としては、例えば紫外線硬化型アクリル樹脂等の樹脂系材料、樹脂中にコロイダルシリカ等の無機微粒子を分散させたハイブリッド系材料、テトラエトキシシランやチタンテトラエトキシド等の金属アルコキシド等の金属アルコキシドを用いたゾル−ゲル系材料等が挙げられる。特に、フッ素原子を有する化合物が低屈折率を示すことは知られており、具体的には側鎖にフルオロアルキル基を有する重合性単量体、例えば(メタ)アクリル酸の含フッ素アルキルエステルを重合してなる重合体、フルオロアルキルスチレンを重合してなる重合体等が挙げられる。さらに、屈折率を効率良く低減する手法としてフッ素原子を含有する化合物をバインダーとして、中空シリカ微粒子を配合する方法も挙げられる。
【0046】
低屈折率層の厚さは特に制限されないが、可視光波長の1/4(約100nm)であると干渉効果により表面反射が減少し、透過率が向上するため好ましい。また、好適な反射防止効果を得るという観点からは、低屈折率層の屈折率は低い方が好ましいが、あまり低過ぎると反射光が着色するため好ましくない。従って、反射防止と、着色防止とを考慮すれば、該低屈折率層の屈折率は、1.30〜1.50であることが好ましく、特に反射防止効果に重点をおいた場合には、1.30〜1.45であることがより好ましい。
【0047】
以上のように構成される防眩性フィルムは、液晶ディスプレイの画像を表示する側の最表面に配置されて用いられ、防眩性を発揮でき、さらにはぎらつきを抑制することができると同時に、画像の黒濃度及び像鮮明度を向上させることができる。具体的には、JIS K 7105−1981に基づく像鮮明度測定装置を用いて2mmの幅を有する光学クシを通して測定される像鮮明度の値が好ましくは50%以上、より好ましくは55%以上であり、かつ60°反射で測定される像鮮明度の値が好ましくは60%以下、より好ましくは55%以下である。なお、これら像鮮明度の値の上限値は100%である。この場合、正面及び斜めから見た場合の像鮮明度を向上させることができる。像鮮明度の値が50%を下回る場合には、防眩性フィルムを液晶ディスプレイの最表面に配置したときに画像の鮮明性が低下して好ましくない。また、60°反射で測定される像鮮明度の値が60%を上回る場合には、防眩性フィルムを液晶ディスプレイの最表面に配置して液晶ディスプレイ画像を見たときの防眩性が悪くなる。
【0048】
さらに、防眩性フィルムの反射を示す視感度反射率は、5%以下であることが好ましく、3.5%以下であることがより好ましい。この視感度反射率は、例えば積分球反射率測定装置を備えた分光光度計を用いて反射率(%)を測定することによって得られる。防眩性ハードコート層上に低屈折率層を設けた場合には、この視感度反射率を十分に抑えることができる。
【0049】
加えて、表面光沢を表す60°グロス値は100%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、10〜80%であることが最も好ましい。ここで、60°グロス値は、JIS K7105に準拠して測定され、標準光源からの光を規定の角度で試料に当てて正反射成分を受光器で測定して得られる値である。基準面をガラス面とし、その値を100%とする。このグロス値が100%を超える場合には、防眩性フィルムの防眩性が不十分となり、防眩性フィルムを液晶ディスプレイ表面に設置した際の像の写り込み防止効果が不十分となる。
【0050】
次に、前述した防眩性フィルムを、液晶ディスプレイの画像を表示する側の最表面に備えることによって液晶ディスプレイ、特に高精細な液晶ディスプレイが構成される。ここで、高精細とは、画像を形成する画素が小さく、表示される画像の解像度が高いものをいい、具体的には画像の1インチ当たりの画素密度が100ppi(Pixel Per Inch)以上であることを意味する。係る液晶ディスプレイは、防眩性フィルムを備えることによって外景の写り込みが抑えられ、画像の視認性を向上させることができる。さらに、液晶ディスプレイの画素サイズに対して防眩性ハードコート層表面の凹凸が前記のように小さい範囲に設定されているため、レンズ的な作用がなく、画像の視認性に優れている。液晶ディスプレイとして具体的には、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビジョン、携帯電話、携帯端末、ゲーム機、自動現金引出し預け入れ装置、現金自動支払機、自動販売機、ナビゲーション装置、セキュリティーシステム端末等における画像を表示するものが挙げられる。
【0051】
なお、前記防眩性フィルムを、液晶ディスプレイ以外にプラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、電子ペーパー、CRT(ブラウン管)等に用いられるトナー系ディスプレイなどに適用することもできる。さらには、防眩性フィルムを展示用ディスプレイ、例えばショウケース、ショウウィンドウ等のガラスケースやプラスチックケースに適用することも可能である。
【0052】
以上の実施形態により発揮される作用及び効果につき、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における防眩性フィルムでは、活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差が0〜0.05に調整される。このため、防眩性ハードコート層の内部において光の拡散が抑えられて光の透過性が良くなり、画像の鮮明性と黒濃度の明瞭性が改善される。さらには、防眩性ハードコート層表面のRaが0.01〜0.30μmで、かつSmが10〜300μmであることにより、表面凹凸の高さ及び間隔が光の拡散に適切なものとなり、光の過剰な散乱が抑えられてぎらつきが抑制される。その上、全体ヘイズ値が10%以下であることにより、透過光の割合が増えて液晶ディスプレイの画像の鮮明性と黒濃度の明瞭性が良好なものとなる。加えて、全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合が50%以上であることにより、防眩性ハードコート層内部での光の拡散に比べて防眩性ハードコート層表面における光の拡散を抑え、ぎらつきを抑制しつつ、画像の鮮明性を高めることができる。
【0053】
従って、防眩性フィルムを液晶ディスプレイの最表面に配置したとき、防眩性を維持しつつ、ぎらつきを抑制することができると共に、黒濃度及び像鮮明度を高めることができ、その結果画像の視認性を向上させることができる。
【0054】
・ 前記透光性有機微粒子が(メタ)アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂又はそれらの架橋物により形成されることにより、樹脂の種類や組成によって透光性有機微粒子の屈折率を容易に調整することができる。特に、スチレン−アクリル共重合樹脂又はその架橋物である場合、共重合組成を変更することによって透光性有機微粒子の屈折率を一層容易に調整することができる。
【0055】
・ 前記防眩性ハードコート層の膜厚(A)に対する透光性有機微粒子の平均粒子径(a)の比a/Aが0.3〜1.5であることにより、防眩性ハードコート層表面における凹凸を前記Ra及びSmの範囲となるように容易に設定することができる。
【0056】
・ 防眩性ハードコート層上に、該層の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を設けることにより、防眩性フィルムは反射防止効果を発揮することができる。
・ 液晶ディスプレイでは、画像を表示する側の最表面に前記防眩性フィルムが設けられていることから、液晶ディスプレイにおいて防眩性フィルムの前記効果を発揮することができ、特に高精細な液晶ディスプレイにおいてその効果を有効に発揮することができる。
【実施例】
【0057】
以下に、製造例、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はそれら実施例の範囲に限定されるものではない。
各例における表面粗さ、ヘイズ値、像鮮明度の値、ぎらつき、黒濃度及び視感度反射率については、下記に示す方法により測定した。
(1)表面粗さ
(株)小坂研究所製、表面粗さ測定機、サーフコーダSE500を使用し、走査範囲4mm、走査速度0.2mm/sの条件で、JIS B 0601−1994の規定に準拠して算術平均粗さRa(μm)、凹凸の平均間隔Sm(μm)及び十点平均粗さRz(μm)を測定した。
(2)ヘイズ値
ヘイズメーター〔日本電色工業(株)製、NDH2000〕を使用し、光学特性としてのヘイズ値(%)を測定した。なお、内部ヘイズ値は、防眩性ハードコート層表面に水滴を落とし、そこにガラスを押し当てて測定したヘイズ値である。
(3)像鮮明度の値
JIS K 7105−1981に基づく像鮮明度測定装置〔スガ試験機(株)製の写像性測定器、ICM−1T)を用いて2mmの幅を有する光学くしを通して像鮮明度の値(%)及び60°反射で測定される像鮮明度の値(%)を測定した。
(4)ぎらつき
高精細液晶ディスプレイとしての高精細液晶タッチパネルの画像表示側の最表面に防眩性フィルムを置き、目視にてぎらつきを測定し、下記の3段階で評価した。
【0058】
3:ぎらつきなし、2:ぎらつき若干あり、1:ぎらつきあり。
(5)黒濃度
ガラスに貼り付けた防眩性フィルムのサンプル裏面に黒粘着フィルムを貼り合せ、蛍光灯が写り込む状態での黒さを評価した。
【0059】
○:黒さが際だつ、△:若干白い部分があるが全体として黒い、×:全体に白い。
(6)視感度反射率
測定面の裏面反射を除くため、裏面をサンドペーパーで荒し、積分球反射率測定装置のついた分光光度計〔日本分光(株)製、商品名:U−best50〕を用いて反射率(%)を測定し、その値を視感度で補正した値とした。
(製造例1、無機微粒子として変性中空シリカゾルの調製)
以下の第1工程から第5工程に従って変性中空シリカゾルを調製した。
【0060】
第1工程として、平均粒子径5nmのシリカ(SiO)の濃度が20質量%のシリカゾルと純水とを混合して反応母液を調製し、80℃に加温した。この反応母液のpHは10.5であり、同反応母液にSiOとして1.17質量%の珪酸ナトリウム水溶液と、アルミナ(Al)として0.83質量%のアルミン酸ナトリウム水溶液とを同時に添加した。その間、反応母液の温度を80℃に保持した。反応母液のpHは、珪酸ナトリウム及びアルミン酸ナトリウムの添加直後12.5に上昇し、その後ほとんど変化しなかった。添加終了後、反応母液を室温まで冷却し、限外濾過膜で濾過して固形分濃度20質量%のSiO・Al一次粒子分散液(核粒子分散液)を調製した。
【0061】
次いで、第2工程として、このSiO・Al一次粒子分散液に純水を加えて98℃に加温し、この温度を保持しながら、濃度0.5質量%の硫酸ナトリウム水溶液を添加した。続いて、SiOとして濃度1.17質量%の珪酸ナトリウム水溶液と、Alとして濃度0.5質量%のアルミン酸ナトリウム水溶液とを添加して複合酸化物微粒子分散液(核粒子に第1シリカ被覆層を形成した微粒子分散液)を得た。そして、これを限外濾過膜で濾過して固形分濃度13質量%の複合酸化物微粒子分散液とした。
【0062】
第3工程として、この複合酸化物微粒子分散液に純水を加え、さらに濃塩酸(濃度35.5質量%)を滴下してpH1.0とし、脱アルミニウム処理を行った。次いで、pH3の塩酸水溶液10Lと純水5Lとを加えながら限外濾過膜でアルミニウム塩を分離し、固形分濃度20質量%のシリカ系微粒子(1)の水分散液を得た。
【0063】
第4工程として、該シリカ系微粒子(1)の水分散液と、純水、エタノール及び28質量%アンモニア水との混合液を35℃に加温した後、エチルシリケート(SiOの濃度28質量%)を添加してシリカ被膜(第2シリカ被覆層)を形成した。続いて、純水5Lを加えながら、限外濾過膜で濾過して固形分濃度20質量%のシリカ系微粒子(2)の分散液を調製した。
【0064】
最後に第5工程として、再びシリカ系微粒子(2)の分散液を200℃にて11時間水熱処理を施した。その後、純水5Lを加えながら限外濾過膜で濾過して固形分濃度20質量%に調整した。そして、限外濾過膜を用いて、この分散液の分散媒をエタノールに置換し、固形分濃度20質量%のオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が60nmで、比表面積が110m/gの中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾル(中空シリカゾルA)であった。
【0065】
該中空シリカゾルA(シリカ固形分濃度20質量%)200gを用意し、限外濾過膜にて、メタノールへの溶媒置換を行い、SiO分が20質量%のオルガノゾル100g(水分量はSiO分に対して0.5質量%)を調製した。そこへ、28質量%アンモニア水溶液を前記オルガノゾル100gに対してアンモニアとして100ppmとなるように加えて十分に混合し、さらにγ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学(株)製、商品名:KBM5103〕3.6gを添加し、反応液とした。これを50℃に加温し、攪拌しながら50℃で6時間加熱を行なった。加熱終了後、反応液を常温まで冷却し、さらにロータリーエバポレーターでイソプロピルアルコールへ溶媒置換を行い、SiO濃度20質量%の被覆中空微粒子からなるオルガノゾルを得た。このオルガノゾルは、平均粒子径が60nm、屈折率1.25、空隙率40〜45%で、比表面積が130m/g、熱質量測定法(TG)による質量減少割合が3.6%の変性中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾルであった。
(製造例2、低屈折率層用組成物の調製)
製造例1で得られた変性中空シリカ微粒子が分散されたオルガノゾルを固形分換算で50質量部、1,10−ジアクリロイルオキシ−2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロデカン(フッ素含有率53質量%)〔共栄社化学(株)製、商品名「16−FDA」〕50質量部、光重合開始剤〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア907〕を5質量部及びイソプロピルアルコール2000質量部を混合し、低屈折率層用組成物(含フッ素硬化性塗液)を得た。
(実施例1)
ウレタンアクリレート〔分子量1400、60℃における粘度が2500〜4500Pa・s、日本合成化学工業(株)製、紫光UV7600B〕100質量部、光重合開始剤として1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア(Irg.)2959〕3質量部及びメチルイソブチルケトン(MIBK)83.4質量部を混合してバインダーを調製し、それに透光性有機微粒子として架橋アクリル−スチレン共重合樹脂の微粒子〔積水化成品(株)製、XX−09V、粒子径の揃った単分散な微粒子、平均粒子径(a)は5.0μm〕30質量部を混合して防眩性ハードコート層形成用組成物を調製した。
【0066】
この防眩性ハードコート層形成用組成物を、透明基材として厚さ80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム上にロールコーターにて乾燥膜厚が8.5μmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥した。なお、上記乾燥膜厚が実質的に防眩性ハードコート層の膜厚(A)である。その後、120W高圧水銀灯〔日本電池(株)製〕により紫外線を照射し(積算光量400mJ/cm)、硬化させて防眩性フィルムを作製した。前記バインダーを硬化させて得られた硬化物の屈折率は1.500であり、透光性微粒子の屈折率は1.498であった。従って、バインダーの硬化物と透光性微粒子との屈折率差は、0.002であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.14μm、凹凸の平均間隔(Sm)は150μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は2.2%であった。
(実施例2)
実施例1における防眩性ハードコート層上に製造例2で製造された低屈折率層用組成物を乾燥時の厚さが0.1μmとなるように塗布した後、窒素雰囲気下で紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、低屈折率層用組成物を硬化させて低屈折率層を形成した。この低屈折率層の屈折率は1.3であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.15μm、凹凸の平均間隔(Sm)は150μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は1.9%であった。
(実施例3)
防眩性ハードコート層の膜厚(A)を5.0μm、透光性有機微粒子として架橋アクリル樹脂微粒子(平均粒子径(a)は5.0μm、綜研化学(株)製、MX−500)を使用した以外は実施例2と同様の操作にて防眩性フィルムを作製した。製造例2で製造された低屈折率層用組成物を乾燥時の厚さが0.1μmとなるように塗布した後、窒素雰囲気下で紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、低屈折率層用組成物を硬化して低屈折率層を形成した。架橋アクリル樹脂微粒子の屈折率は1.490であり、バインダー硬化物の屈折率との屈折率差は0.01であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.20μm、凹凸の平均間隔(Sm)は200μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は1.9%であった。
(実施例4)
防眩性ハードコート層の膜厚(A)を5.0μm、透光性有機微粒子として架橋アクリル樹脂微粒子(平均粒子径(a)は5.0μm、綜研化学(株)製、MX−500)を使用し、その添加量を20重量部とした以外は実施例3と同様の操作にて防眩性ハードコート層を形成した。その防眩性ハードコート層上に、製造例2で製造された低屈折率層用組成物を乾燥時の厚さが0.1μmとなるように塗布した後、窒素雰囲気下で紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、低屈折率層用組成物を硬化して低屈折率層を形成した。架橋アクリル樹脂微粒子の屈折率は1.490であり、バインダー硬化物の屈折率との屈折率差は0.01であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.20μm、凹凸の平均間隔(Sm)は250μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は1.7%であった。
(実施例5)
防眩性ハードコート層形成用組成物の活性エネルギー線硬化型樹脂をジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、光重合開始剤を1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア(Irg.)184〕とした以外は実施例1と同様の操作にて防眩性ハードコート層を形成した。その防眩性ハードコート層上に、製造例2で製造された低屈折率層用組成物を乾燥時の厚さが0.1μmとなるように塗布した後、窒素雰囲気下で紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、低屈折率層用組成物を硬化し、低屈折率層を形成した。バインダー硬化物の屈折率は1.503であり、透光性透光性有機微粒子との屈折率差は0.005であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.18μm、凹凸の平均間隔(Sm)は200μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は3.1%であった。
(実施例6)
防眩性ハードコート層の膜厚(A)を10.0μmとした以外は実施例5と同様の操作にて防眩性ハードコート層を形成した。その防眩性ハードコート層上に、製造例2で製造された低屈折率層用組成物を乾燥時の厚さが0.1μmとなるように塗布した後、窒素雰囲気下で紫外線照射装置(アイグラフィックス社製、120W高圧水銀灯)を用いて400mJの紫外線を照射し、低屈折率層用組成物を硬化して低屈折率層を形成した。バインダー硬化物の屈折率は1.503であり、透光性有機微粒子との屈折率差は0.005であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.08μm、凹凸の平均間隔(Sm)は110μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は2.5%であった。
(比較例1)
ウレタンアクリレート〔日本合成化学工業(株)製、紫光UV7600B〕100質量部、光重合開始剤として1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア(Irg.)2959〕3質量部及びメチルイソブチルケトン(MIBK)130質量部を混合してバインダーを調製し、それに透光性微粒子として無機微粒子であるシリカ粒子(富士シリシア化学(株)製、サイロスフェアC−1504、平均粒子径4.0μm)30質量部を混合して防眩性ハードコート層形成用組成物を調製した。
【0067】
この防眩性ハードコート層形成用組成物を、透明基材として厚さ80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム上にロールコーターにて乾燥膜厚が5.0μmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥した。その後、120W高圧水銀灯〔日本電池(株)製〕により紫外線を照射し(積算光量400mJ/cm)、硬化させて防眩性フィルムを作製した。前記バインダーを硬化させて得られた硬化物の屈折率は1.500であり、透光性微粒子の屈折率は1.410であった。従って、バインダーの硬化物と透光性微粒子との屈折率差は、0.090であった。また、防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)は0.20μm、凹凸の平均間隔(Sm)は200μm及び防眩性フィルムの全体ヘイズ値は30.0%であった。
【0068】
以上の実施例1〜6及び比較例1で得られた防眩性フィルムについて、表面粗さ、ヘイズ値、像鮮明度の値、ぎらつき、黒濃度及び視感度反射率を測定し、それらの結果を表1に示した。
【0069】
【表1】

表1に示した結果より、実施例1〜6ではバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差、防眩性ハードコート層表面におけるRa及びSm、さらには全体ヘイズ値及び全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合を本発明の範囲に設定した。その結果、防眩性フィルムを高精細液晶ディスプレイの画像表示側の最表面に配置したとき、ぎらつきを抑制することができ、画像の黒濃度を保持することができ、像鮮明度の値を52%以上で、60°反射で測定される像鮮明度の値を50%以下にすることができ、かつ視感度反射率を3%以下にすることができた。
【0070】
一方、比較例1では、透光性微粒子として無機微粒子を用い、バインダー硬化物との屈折率差が0.05を超え、防眩性ハードコート層表面のRaが0.3を超え、全体ヘイズ値が10%を超え、かつ内部ヘイズ値の割合が50%未満になるように設定した。このため、ぎらつきを抑えることができず、黒濃度の評価が悪く、像鮮明度の値が20%という悪い結果を招いた。
【0071】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記バインダー硬化物の屈折率と透光性有機微粒子の屈折率との屈折率差を調整するために、バインダーを構成する活性エネルギー線硬化型樹脂の組成を変更したりすることができる。例えば、複数種類の活性エネルギー線硬化型樹脂を適宜組合せて使用することができる。
【0072】
・ 透光性有機微粒子として、粒度分布、比重等の物性を考慮して防眩性などを高めるように構成することも可能である。
・ 前記防眩性ハードコート層形成用組成物中にシランカップリング剤などを配合し、透明基材に対する防眩性ハードコート層の密着性を向上させるように構成することもできる。
【0073】
・ 前記活性エネルギー線硬化型樹脂として、カルボキシル基、アミノ基等の官能基を有する単量体を用い、透明基材に対する防眩性ハードコート層の密着性を高めるように構成することができる。
【0074】
さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
・ 前記透光性有機微粒子は、スチレン−アクリル共重合樹脂又はその架橋物により形成されていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。このように構成した場合、請求項2から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加えて、スチレンとアクリル単量体の共重合組成により透光性有機微粒子の屈折率を容易に調整することができる。
【0075】
・ 前記防眩性ハードコート層の表面における算術平均粗さ(Ra)に対する凹凸の平均間隔(Sm)の比(Sm/Ra)が1000〜1400であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。このように構成した場合、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加えて、光の拡散を十分に行うことができ、防眩性を向上させると共に、ぎらつきを抑制することができる。
【0076】
・ 前記バインダーは、希釈溶剤を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。このように構成した場合、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加えて、バインダーの粘度を調整することができ、透明基材上への塗布性を向上させることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルロース系材料よりなる透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂、光重合開始剤及び透光性有機微粒子を含有する防眩性ハードコート層形成用組成物の硬化物よりなる防眩性ハードコート層が形成されている防眩性フィルムであって、
前記活性エネルギー線硬化型樹脂及び光重合開始剤を含有するバインダーの硬化物と透光性有機微粒子との屈折率差を0〜0.05に調整し、防眩性ハードコート層の表面におけるJIS B 0601−1994に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.30μm及び凹凸の平均間隔(Sm)が10〜300μmであると共に、全体ヘイズ値が10%以下であり、かつ全体ヘイズ値に対する内部ヘイズ値の割合が50%以上であることを特徴とする液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。
【請求項2】
前記透光性有機微粒子は、(メタ)アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂又はそれらの架橋物により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。
【請求項3】
前記防眩性ハードコート層の膜厚(A)に対する透光性有機微粒子の平均粒子径(a)の比a/Aが0.3〜1.5であることを特徴とする請求項2に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。
【請求項4】
前記防眩性ハードコート層上には、防眩性ハードコート層の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルム。
【請求項5】
画像を表示する側の最表面に請求項1に記載の液晶ディスプレイ用防眩性フィルムを備えていることを特徴とする液晶ディスプレイ。

【公開番号】特開2009−37046(P2009−37046A)
【公開日】平成21年2月19日(2009.2.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−201885(P2007−201885)
【出願日】平成19年8月2日(2007.8.2)
【出願人】(000004341)日油株式会社 (896)
【Fターム(参考)】