説明

防眩フィルム、反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置

【課題】黒締まり、防眩性に優れた防眩フィルム、該防眩フィルムを具備した、反射防止フィルム、偏光板、および画像表示装置を提供すること。
【解決手段】透明支持体1上に、防眩層2を有する防眩フィルムであって、該防眩層2が、少なくとも一種の、透光性樹脂粒子と、透光性樹脂と、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物と、を含有し、該透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下である防眩フィルム、該防眩フィルムを備えた偏光板および画像表示装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防眩フィルム、反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)のような様々な画像表示装置において、外光の反射や像の映り込みによるコントラスト低下を防止するために、ディスプレイの表面には、防眩フィルムや防眩性反射防止フィルムが使用される。上記画像表示装置は、オフィスや家庭環境での使用が広がっており、室内の蛍光灯や視聴者の像がディスプレイ表面に写りこむことを防止する防眩性の向上と、明所での表示コントラストの更なる向上が要求されている。
【0003】
防眩フィルムにおいては、防眩層に透光性粒子を添加することで、防眩層表面に凹凸を持たせて光の散乱(表面散乱性)を起こさせる防眩機能と、透光性粒子と防眩層中の透光性樹脂の屈折率差から生ずる光の散乱機能(内部散乱性)を利用している。表面散乱性は透光性粒子の凝集性を利用して表面凹凸を制御することにより得ることができる。
【0004】
透光性粒子の分散性を改良する1つの手段として、分散剤添加が挙げられる。微粒子にアミノ基または4級アンモニウム基を含む(メタ)アクリレート共重合物を含有するハードコート層形成用塗料組成物が開示されている(特許文献1)。しかし、該特許文献1には、微粒子としては、シリカ微粒子に限定されており、樹脂粒子についての記載がない。
【0005】
6μm未満の樹脂粒子の場合は、その組成を変えることで粒子の凝集性を制御することは当業界では周知であるが、透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下の場合は、粒子の組成を変えても、粒子の凝集を防止することができない。それは、粒子径が大きく沈降速度が早いため、塗布直後から乾燥による増粘化が起きる。そのため、粒子が流動できなくなるまでに沈降する距離が長くなることが理由として考えられる。
【0006】
すなわち、粒子同士の衝突頻度が高くなり、更に衝突により凝集した粒子は見かけ粒子径が大きくなり、より沈降速度が上がり、沈降距離が長くなり、粒子同士の衝突頻度が更に高くなることを繰り返し、雪だるま式に粒子凝集が進行する。また、粒子凝集性が大きい場合、フィルム表面の算術平均粗さが大きくなり、明所での黒が締まらなくなり、画像品位が低下することがあり、粒子の凝集性を下げることが課題となっていた。
【特許文献1】特開2004−217847号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、黒締まり、防眩性に優れた防眩フィルムを提供することにある。また、本発明の別の目的は、該防眩フィルムを具備した、反射防止フィルム、偏光板、および画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、鋭意検討の結果、透明支持体上に、少なくとも一種の平均粒子径が6μm以上20μm以下の透光性樹脂粒子と少なくとも一種の透光性樹脂と少なくとも一種のアミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物とを含有する防眩層を有することで、防眩性、黒しまりに優れた防眩フィルムを作成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明者らは、以下の各構成により、上記目的を達成した。
1. 透明支持体上に、防眩層を有する防眩フィルムであって、該防眩層が、少なくとも一種の、透光性樹脂粒子と、透光性樹脂と、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物と、を含有し、該透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下である防眩フィルム。
2. 前記共重合物が、変性アクリル系ブロック共重合物である上記1記載の防眩フィルム。
3. 前記共重合物の酸価が20mgKOH/g以下である上記1または2に記載の防眩フィルム。
4. 前記共重合物の質量平均分子量が1000以上100000以下である上記1〜3のいずれかに記載の防眩フィルム。
5. 前記共重合物が、前記透光性樹脂に対して0.01〜5.0質量%の範囲で含まれる上記1〜4のいずれかに記載の防眩フィルム。
6. 前記防眩層中の前記透光性樹脂粒子の含有率が3質量%以上30質量%以下である上記1〜5のいずれかに記載の防眩フィルム。
7. 前記防眩層の膜厚が4μm以上35μm以下である上記1〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
8. 前記防眩層が、下記(A1)および下記(A2)の少なくとも一種から形成されたポリマー若しくはコポリマー、又は前記ポリマーとコポリマーの混合物から形成された構造単位を含む層である上記1〜7のいずれかに記載の防眩フィルム。
(A1):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルアクリレート;
(A2):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルメタクリレート
9. 上記1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムの防眩層上に、該防眩層よりも屈折率が低い低屈折率層を有する反射防止フィルム。
10.前記低屈折率層が中空シリカ粒子を含有する上記9に記載の反射防止フィルム。
11.偏光膜と該偏光膜の両側に設けられた保護フィルムを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、上記1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムまたは上記9または10に記載の反射防止フィルムである偏光板。
12.上記1〜8のいずれかに記載の防眩フィルム、上記9または10に記載の反射防止フィルム、または上記11に記載の偏光板が、画像表示面に配置されている画像表示装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、黒締まり、防眩性に優れた防眩フィルムを提供することができる。また、該防眩フィルムを具備した、反射防止フィルム、偏光板、および画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明について更に詳細に説明する。なお、本明細書において、数値が物性値、特性値等を表す場合に、「(数値1)〜(数値2)」という記載は「(数値1)以上(数値2)以下」の意味を表す。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、「アクリレートおよびメタクリレートの少なくともいずれか」の意味を表す。「(メタ)アクリル酸」等も同様である。
【0012】
本発明の防眩フィルムは、透明支持体上に、防眩層を有する防眩フィルムであって、防眩層が少なくとも一種の透光性樹脂粒子と、少なくとも一種の透光性樹脂と、少なくとも一種のアミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物とを含有し、前記透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下である。
【0013】
<防眩フィルムの層構成>
本発明の防眩フィルムは、透明支持体の上に少なくとも1層の防眩層を有する。防眩層は1層でもよいし、複数層、例えば2層〜4層で構成されていてもよい。
【0014】
本発明の防眩フィルム、または該防眩フィルムを含む光学フィルムとして好ましい層構成の例を下記に示す。下記構成において基材フィルムは、フィルムで構成された透明支持体を指している。
・基材フィルム/防眩層
・基材フィルム/帯電防止層/防眩層
・基材フィルム/防眩層/表面調整層
・基材フィルム/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/表面調整層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/帯電防止層/防眩層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/基材フィルム/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/帯電防止層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/基材フィルム/防眩層/高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
【0015】
本発明の防眩フィルムでは、防眩層以外の層が塗設されていてもよく、これらの層としては、例えばハ−ドコート層、帯電防止層、低屈折率層、防汚層等が挙げられる。防眩層がハ−ドコート層、帯電防止層、防汚層等の機能を同時に有することがより好ましい。本発明の防眩フィルムは、上記したこれらの層を有することで、光学フィルムとして好適に利用できる。
【0016】
本発明では、低反射化の点から、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層を含む構成の反射防止フィルムが好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。製造が単純で生産性の高いという点では、本発明で好ましい形態は、支持体上に単一層の防眩層を有する防眩フィルム、および、支持体上に単一層の防眩層と単一層の低屈折率層をこの順に有する反射防止フィルムである。
【0017】
図1〜3は、本発明のフィルムの好ましい実施形態を模式的に示す概略断面図である。図1において、透明支持体(1)上に防眩層(2)および低屈折率層(5)が順次積層されている。図2の形態では、防眩層(2)と低屈折率層(5)との間に高屈折率層(4)が設けられている。図3の形態では、防眩層(2)と低屈折率層(5)との間に中屈折率層(3)および高屈折率層(4)がこの順で設けられている。
【0018】
<防眩層の構成>
本発明における防眩層は、平均粒子径が6μm以上20μm以下の透光性樹脂粒子、透光性樹脂となるマトリックス形成成分(バインダー用モノマー類等)、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物、および適宜有機溶媒等を含有する塗布液を塗布・乾燥し硬化して得ることができる。
【0019】
防眩層を形成する塗布液は、例えば、電離放射線等で硬化されて形成する透光性樹脂(バインダーポリマー)の原料となる主たるバインダー用モノマー類、前記特定粒径の透光性樹脂粒子、重合開始剤、好ましくは、塗布液の粘度を調整するための高分子化合物、カール低減や屈折率調節等のための無機微粒フィラー、塗布助剤等を含む。
【0020】
防眩層の厚さは3〜40μmが好ましく、4〜35μmが更に好ましく、10〜25μmがより好ましく、最も好ましくは11μm〜14μmである。3μm以上の場合には、表面凹凸が大きくなりすぎず黒締まりの観点で好ましい。40μm以下の場合には、表面凹凸が小さくなりすぎず、防眩性が十分であり、また膜の脆性の観点で好ましい。
【0021】
バインダーポリマーの屈折率は、アッベ屈折計で直接測定するか、分光反射スペクトルや分光エリプソメトリーを測定するなどして定量評価できる。前記透光性樹脂粒子の屈折率は、屈折率の異なる2種類の溶媒の混合比を変化させて屈折率を変化させた溶媒中に透光性樹脂粒子を等量分散して濁度を測定し、濁度が極小になった時の溶媒の屈折率をアッベ屈折計で測定することで測定される。
【0022】
<防眩層の共重合物>
本発明に用いられる、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物(以下、本発明の共重合物と呼ぶことがある)は、後述の透光性樹脂粒子の凝集抑制に効果を有する。共重合物はアミン基が吸着基として作用し、透光性樹脂粒子の表面に吸着することによって、透光性樹脂粒子間に立体障害を与える。塗布直後に粒子が沈降した場合、近傍の粒子と衝突接触しても立体障害により粒子同士が凝集しないため、巨大な粒子凝集が生じなくなり、防眩層の表面凹凸が小さくなり、黒しまり効果が得られると考えている。更に、防眩層の上に低屈折率層を塗設した場合に、表面凹凸が小さいため、低屈折率層が均一に塗布でき、反射率は共重合物を添加しない場合に比べ低下し、より黒しまり感が向上する。
【0023】
本発明の共重合物のアミン価は、1〜30mgKOH/gであり、好ましくは2〜20mgKOH/gである。アミン価が30mgKOH/gより大きくても、アミン価が1mgKOH/g未満またはゼロでも粒子の分散性が低下し、黒しまり感が得られにくくなる。アミン価は、1,2,3級アミンの総量を示すもので、試料1gを中和するのに要する塩酸に当量の苛性カリのmg数で定義され、測定方法はJIS K 7237に基づくものである。
【0024】
本発明の共重合物の添加量は、透光性樹脂に対して0.01〜5.0質量%の範囲で含まれることが好ましく、0.1〜5.0質量%の範囲で含まれることがより好ましく、0.1〜3.0質量%の範囲で含まれることがさらに好ましく、0.1〜2.0質量%の範囲で含まれることが特に好ましく、0.5〜2.0質量%の範囲で含まれることが最も好ましい。添加量が5.0質量%よりも多くなると、塗膜の透明性が悪化したり、支持体または上層との密着性が低下したり、粒子の分散不良を引き起こす場合も考えられる。また、添加量が0.01質量%よりも少なくなると、粒子の分散性が低下し、黒しまり感が得られなくなることがある。
【0025】
本発明におけるアミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物(分散剤)は、通常、有機顔料の分散剤として使用した場合は15〜70質量%で使用することが多い。しかし、透光性樹脂に対し、分散剤を15〜70質量%添加すると、防眩フィルムまたは反射防止フィルムにおける塗膜として用いる場合、塗膜の透明性が悪化したり、支持体または上層との密着性が低下し、使用することが困難である。本発明では、透光性樹脂の全量に対して分散剤を好ましくは0.01〜5.0質量%範囲内で使用することにより、予想外にも分散性が向上することがわかった。
【0026】
本発明の共重合物は、ブロック共重合物であることが好ましく、変性アクリル系ブロック共重合物であることがより好ましい。ブロック共重合物を用いると良好な分散性と、塗膜の透明性を兼備することができる。
【0027】
本発明の共重合物の酸価は、酸価の元となる酸性基の有無および種類にもよるが、一般に低い方が好ましい。好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは10mgKOH/g以下である。
【0028】
本発明の共重合物の質量平均分子量(Mw)は、1000以上100,000以下の範囲であるのが好ましく、1000以上10,000以下の範囲であるのがより好ましく、1000以上5,000以下の範囲であるのがさらに好ましい。ブロック共重合物の分子量が小さすぎると分散安定性が低下し、大きすぎると分散性が低下する傾向にある。
質量平均分子量は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(何れも東ソー(株)製の商品名)のカラムを使用したGPC分析装置により、溶媒THF、示差屈折計検出によるポリスチレン換算で表した分子量である。
【0029】
本発明におけるアミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物の具体的な化合物の一例としては、上述した物性値を満足するものであれば特に限定されることはない。当該化合物として好ましくは、市販されている湿潤分散剤を挙げることができ、例えば、BYKケミー社製の湿潤分散剤、Disperbyk−161、Disperbyk−162、Disperbyk−163、Disperbyk−164、Disperbyk−166、Disperbyk−167、Disperbyk−168、Disperbyk−182、Disperbyk−183、Disperbyk−184、Disperbyk−185、Disperbyk−2000、Disperbyk−2001、Disperbyk−2009、Disperbyk−2050、Disperbyk−2070等、あるいは楠本化成(株)製の顔料分散剤、ディスパロンDA−703−50、ディスパロンDA−325、ディスパロンDA−7301、ディスパロン1860、ディスパロン7004等を用いることができる。これらの中でも、粒子の分散性、膜の透明性への副作用の面から、変性アクリル系ブロック共重合物が好ましく、中でもDisperbyk−2000が特に有効に用いられる。上述した共重合物は単独で使用しても良いが、2種以上を併用しても良い。
【0030】
透光性樹脂粒子の分散方法は、特に限定されないが、公知の分散機、すなわちボールミル、ロールミル、ビーズミル、高速ディスパーサー、ポリトロン分散機、ディゾルバー、マグネチックスターラー、超音波分散機等の分散機を使用することにより調製できる。特に、ポリトロン分散機、ディゾルバー、マグネチックスターラー、超音波分散機で分散することが特に好ましい。分散方法は、上記分散機中に有機溶剤、透光性樹脂粒子を分散させた後、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物を添加、分散することが好ましい。
【0031】
<防眩層の透光性樹脂粒子>
本発明において、防眩層内に分散される透光性樹脂粒子の平均粒子径は6.0〜20μmであり、7.5μm〜15μmが好ましく、8.0μm〜12μmがさらに好ましい。平均粒子径が6.0μm未満であると、光の散乱角度分布が広角にまで広がるため、ディスプレイの文字ボケを引き起こしたりするため、好ましくない。一方、20μmを超えると、添加する層の膜厚を厚くする必要が生じ、カールやコスト上昇といった問題が生じる。
【0032】
透光性樹脂粒子の屈折率は、1.46〜1.65が好ましく、より好ましくは1.47〜1.60であり、さらに好ましくは1.49〜1.58である。
【0033】
透光性樹脂粒子の具体例としては、例えば、架橋ポリメチルメタアクリレート、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体、架橋メチルメタアクリレート−メチルアクリレート共重合、架橋アクリレート−スチレン共重合粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋メチルメタアクリレート−架橋変性アクリレート共重合粒子、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋ポリメチルメタアクリレート、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体等が好ましい。
【0034】
透光性樹脂粒子の添加量は、防眩層中(固形分)、3〜30質量%が好ましく、6〜25質量%であることが更に好ましく、最も好ましくは10〜20質量%である。この添加量であると、液晶表示装置(LCD)の表面に使用した場合、内部散乱性が適度となり、画像ぼけ、表面の白濁感、表示コントラスト低下が少なく、ギラツキが良化する。
【0035】
透光性樹脂粒子の密度は、5〜2500mg/mが好ましく、より好ましくは10〜1000mg/m、更に好ましくは100〜700mg/mである。
【0036】
本発明においては、透光性樹脂粒子として少なくとも2種の粒子を含むことが好ましい。少なくとも2種の透光性樹脂粒子の粒子径および/または屈折率は異なっていることが望ましい。
また、平均粒子径が6μm以上20μm以下である透光性樹脂粒子以外の他の粒子を含んでいても良い。他の粒子は、樹脂粒子または無機微粒子のいずれであってもよい。
本発明では、平均粒子径が6μm以上20μm以下である透光性樹脂粒子を2種類のみ含む態様が好ましい。
【0037】
2種の透光性樹脂粒子の一方が透光性樹脂よりも屈折率が低く、一方が透光性樹脂よりも屈折率が高い態様をとることが好ましい。例えば高屈折率な方の粒子は屈折率が透光性樹脂に対して0.010〜0.050高いのが好ましく、更に好ましくは0.010〜0.030であり、低屈折率な方の粒子は透光性樹脂に対して0.010〜0.050低いのが好ましく、更に好ましくは0.010〜0.030である。2種の透光性樹脂粒子の屈折率差があることで内部散乱と表面の形状の制御が容易となる。
【0038】
他の粒子の具体例としては、例えば架橋ポリメチルメタアクリレート粒子、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋メチルメタアクリレート−メチルアクリレート共重合粒子、架橋アクリレート−スチレン共重合粒子、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋スチレン粒子、架橋ポリメチルメタアクリレート粒子、架橋メチルメタアクリレート−スチレン共重合体粒子等が好ましい。さらにはこれらの樹脂粒子の表面にフッ素原子、シリコン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、燐酸基等を含む化合物を化学結合させた所謂表面修飾した粒子やシリカやジルコニアなどのナノサイズの無機微粒子を表面に結合した粒子も好ましく挙げられる。また、無機微粒子を用いることもできる。無機微粒子の具体例としては、シリカ粒子、アルミナ粒子等が好ましく挙げられるが、シリカ粒子が特に好ましく用いられる。
【0039】
透光性樹脂粒子の平均粒子径は、塗膜中で2つ以上の粒子が隣接して存在している場合も、独立して存在している場合も、平均粒子径は一次粒径を指す。但し、一次粒子径が0.1μm程度の凝集性の無機粒子が二次粒子として、本発明の粒子サイズを満たす大きさで塗布液中に分散され、その後塗布されている場合には二次粒子の大きさとする。
【0040】
透光性樹脂粒子の形状は、真球又は不定形のいずれも使用できる。粒度分布はヘイズ値と拡散性の制御性、塗布面状の均質性から単分散性粒子が好ましい。例えば平均粒子径よりも33%以上粒子径が大きな粒子を粗大粒子と規定した場合、この粗大粒子の割合は全粒子数の1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.8%以下であり、さらに好ましくは、0.4%以下である。
【0041】
また、例えば平均粒子径よりも16%以上粒子径が小さな粒子を微小粒子と規定した場合、この微小粒子の割合は全粒子数の10%以下であることが好ましく、より好ましくは6%以下であり、さらに好ましくは、4%以下である。このような粒子径分布を持つ粒子は通常の合成反応後に、分級によって得られ、分級の回数を上げることやその程度を強くすることにより、より好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。
【0042】
粒子の粒度分布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する。平均粒子径は得られた粒子分布から算出したり、光散乱法や電子顕微鏡写真により測定できる。
【0043】
上記のような透光性樹脂粒子の場合には、バインダー中で透光性樹脂粒子が沈降し易いので、沈降防止のためにシリカ等の無機フィラーを添加してもよい。なお、無機フィラーは添加量が増す程、透光性粒子の沈降防止に有効であるが、塗膜の透明性に悪影響を与える。従って、好ましくは、粒径0.5μm以下の無機フィラーを、バインダーに対して塗膜の透明性を損なわない程度に、0.1質量%未満程度含有させるとよい。
【0044】
これらの具体的な透光性樹脂粒子の一例としては、市販されている樹脂粒子を挙げることができ、例えば、綜研化学(株)製のケミスノー、MX600、MX675、RX0855、MX800、SX713L、MX1500H等、あるいは積水化成品工業(株)製のテックポリマー、SSX108HXE、SSX108LXE SSX−106TN、SSX−106FB、XX120S等を用いることができる。
【0045】
本発明の防眩フィルムにおいて、表面散乱に起因するヘイズ値は0〜10%であることが好ましく、更に好ましくは0.5〜5%である。
【0046】
本発明の防眩フィルムにおいて、JIS−B0601(2001)に準じて算術平均粗さRaが0.05以上0.25μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.10以上0.20μm以下、最も好ましくは0.12以上0.19μm以下である。
【0047】
本発明の防眩フィルムにおいて、JIS−B0601(2001)に準じて凹凸の平均間隔RSmが50以上350μm以下であることが好ましく、さらに好ましくは55以上150μm以下、最も好ましくは60以上90μm以下あるいは300以上350μm以下である。
【0048】
本発明の防眩フィルムにおいて、ASME−1995に準じて平均傾斜角θaが0.5°以上2.0以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.6以上1.2°以下、最も好ましくは0.7以上1.0°以下である。
【0049】
本発明の防眩フィルムにおいて、表面ヘイズ、表面粗さを上記の範囲にすることで黒締まりに優れた防眩フィルムが得られる。
【0050】
本発明の防眩フィルムにおいて、内部散乱に起因するヘイズ値は8〜90%であることが好ましく、更に好ましくは10〜40%、最も好ましくは10〜30%である。
【0051】
本発明の防眩フィルムにおいて、JIS(日本工業規格)K7105に定める4種類の光学くしで測定した像鮮明度の和が300%以下であることが好ましく、さらに好ましくは80%以上200%以下、最も好ましくは90%以上150以下である。内部へイズ、像鮮明性をこの範囲にすることで、表面コントラストの低下とギラツキ防止の2つの性能を実用的に満足させることができる。
【0052】
<透光性樹脂粒子調製>
本発明に係る透光性樹脂粒子の製造法は、懸濁重合法、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、分散重合法、シード重合法等を挙げることができ、いずれの方法で製造されてもよい。これらの製造法は、例えば「高分子合成の実験法」(大津隆行、木下雅悦共著、化学同人社)130頁および146頁から147頁の記載、「合成高分子」1巻、p.246〜290、同3巻、p.1〜108等に記載の方法、および特許第2543503号明細書、同第3508304号明細書、同第2746275号明細書、同第3521560号明細書、同第3580320号明細書、特開平10−1561号公報、特開平7−2908号公報、特開平5−297506号公報、特開2002−145919号公報等に記載の方法を参考にすることができる。
【0053】
<防眩層のバインダーポリマー>
防眩層を形成するマトリックスを形成するバインダーポリマーとしては、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のバインダー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。
なお、バインダーポリマーは、防眩層中(固形分)、55〜94質量%を構成するのが好ましい。さらに好ましくは75〜90質量%である。
【0054】
所望の内部散乱性を得るために、該透光性樹脂粒子と透光性樹脂(マトリックス)との屈折率を調節することが好ましい。該透光性樹脂粒子と該透光性樹脂の屈折率差の絶対値は0.001〜0.050が好ましく、更に好ましくは0.015〜0.040であり、最も好ましくは0.010〜0.030である。
【0055】
硬化後に飽和炭化水素鎖を主鎖として有するバインダーポリマーとしては、下記に述べる第一群の化合物より選ばれるエチレン性不飽和モノマーおよびこれらの重合体が好ましい。また、ポリエーテル鎖を主鎖として有するポリマーとしては、下記に述べる第二群の化合物より選ばれるエポキシ系モノマーおよびこれらの開環による重合体が好ましい。さらにこれらのモノマー類の混合物の重合体も好ましい。
【0056】
本発明では、第一群の化合物として、飽和炭化水素鎖を主鎖として有し、かつ架橋構造を有するバインダーポリマーとしては、2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーの(共)重合体が好ましい。高屈折率にするには、このモノマーの構造中に芳香族環や、フッ素以外のハロゲン原子、硫黄原子、リン原子、および窒素原子から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0057】
防眩層を形成するためのバインダーポリマーに用いられる、2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーとしては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル{例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−クロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート}、ビニルベンゼンおよびその誘導体(例えば、1,4−ジビニルベンゼン、4−ビニル安息香酸−2−アクリロイルエチルエステル、1,4−ジビニルシクロヘキサノン)、ビニルスルホン(例えば、ジビニルスルホン)、(メタ)アクリルアミド(例えば、メチレンビスアクリルアミド)等が挙げられる。
【0058】
さらに、2個以上のエチレン性不飽和基を有する樹脂、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂および多価アルコール等の、多官能化合物などのオリゴマー又はプレポリマー等もあげられる。これらのモノマーは2種以上併用してもよく、また、2個以上のエチレン性不飽和基を有する樹脂はバインダー全量に対して10〜100%含有することが好ましい。
【0059】
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル重合開始剤又は熱ラジカル重合開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加熱により行なうことができる。従って、エチレン性不飽和基を有するモノマー、光ラジカル重合開始剤又は熱ラジカル重合開始剤、および粒子、必要に応じて無機フィラー、塗布助剤、その他の添加剤、有機溶媒等を含有する塗布液を調製し、該塗布液を透明支持体上に塗布後、電離放射線又は熱による重合反応により硬化して防眩層を形成する。電離放射線硬化と熱硬化を合わせて行なうことも好ましい。光および熱重合開始剤としては市販の化合物を利用することができ、それらは、「最新UV硬化技術」(p.159,発行人;高薄一弘,発行所;(株)技術情報協会,1991年発行)や、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のカタログに記載されている。
【0060】
本発明では、第二群の化合物として、硬化膜の硬化収縮低減のためには、以下で述べるエポキシ系化合物を用いることが好ましい。これらのエポキシ基を有するモノマー類としては、1分子中にエポキシ基を2基以上有するモノマーが好ましく、これらの例としては特開2004−264563号、同2004−264564号、同2005−37737号、同2005−37738号、同2005−140862号、同2005−140862号、同2005−140863号、同2002−322430号等に記載されているエポキシ系モノマー類が挙げられる。
【0061】
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%含有することがさらに好ましい。
【0062】
エポキシ系モノマー、化合物類を重合させるための、光の作用によってカチオンを発生させる光酸発生剤としては、トリアリールスルホニウム塩やジアリールヨードニウム塩などのイオン性の化合物やスルホン酸のニトロベンジルエステルなどの非イオン性の化合物等が挙げられ、有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」ぶんしん出版社刊(1997)などに記載されている化合物等種々の公知の光酸発生剤が使用できる。この中で特に好ましくはスルホニウム塩もしくはヨードニウム塩であり、対イオンとしてはPF、SbF、AsF、B(Cなどが好ましい。
【0063】
防眩層の膜厚が4〜35μmの場合、防眩層の硬化収縮によるカールを防止するため、下記(A1)および下記(A2)の少なくとも一種から形成されたポリマー若しくはコポリマー、又は前記ポリマーとコポリマーの混合ポリマー成分から形成された層であることが好ましい。
(A1):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルアクリレート;
(A2):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルメタクリレート
【0064】
これらの防眩層を形成する材料を用いた場合、例えば、30mm以内にカール発生を防止することができる。前記カール発生の程度は、好ましくは20mm以内、より好ましくは10mm以内である。
【0065】
前記(A1)および前記(A2)の前記アルキル基は、例えば、炭素数1〜10のアルキル基であり、直鎖状であってもよいし、分枝状であってもよい。前記(A1)および前記(A2)成分としては、例えば、下記一般式(1)の繰り返し単位を含むポリマー、コポリマー若しくは前記ポリマーおよび前記コポリマーの混合物があげられる。
【0066】
【化1】

【0067】
前記一般式(1)において、Rは、−H若しくは−CHであり、Rは、−CHCHOX若しくは下記一般式(2)で表される基であり、前記Xは、−H若しくは下記一般式(3)で表されるアクリロイル基である。
【0068】
【化2】

【0069】
前記一般式(2)において、前記Xは、−H若しくは下記一般式(3)で表されるアクリロイル基であり、前記Xは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0070】
【化3】

【0071】
例えば、2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジアクリロイルオキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルアクリレート、2−アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−ジアクリロイルオキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレート、2−アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−アクリロイルオキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび2−アクリロイルオキシメタクリレートからなる群から選択される少なくとも一つのモノマーから形成されたポリマー、コポリマー若しくは前記ポリマーおよび前記コポリマーの混合物があげられる。
【0072】
前記(A1)および前記(A2)の少なくとも一方から形成されたポリマー若しくはコポリマー又は前記ポリマーとコポリマーの混合ポリマー成分を含む層形成材料は、ウレタンアクリレートおよびウレタンメタクリレートの少なくとも一方と、ポリオールアクリレートおよびポリオールメタクリレートの少なくとも一方を混合して用いることが好ましい。
【0073】
重合開始剤は、上記モノマー100質量部に対して、重合開始剤総量で0.1〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、1〜10質量部の範囲がより好ましい。
【0074】
<防眩層の高分子化合物>
本発明の防眩層は、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。
【0075】
高分子化合物は、塗布液に添加する時点で既に重合体を形成しており、該高分子化合物としては、例えばセルロースエステル類(例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースナイトレート等)、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸メチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸エチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸共重合体、ポリメタクリル酸メチル等)、ポリスチレン等の樹脂が好ましく用いられる。
【0076】
高分子化合物は、硬化収縮への効果や塗布液の粘度増加効果の観点から、高分子化合物を含有する層に含む全バインダーに対して、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%の範囲で含有することが好ましい。また、高分子化合物の分子量は質量平均で0.3万〜40万が好ましく、0.5万〜30万がより好ましく、0.5万〜20万がさらに好ましい。
【0077】
<防眩層の無機フィラー>
本発明の防眩層には、上記の透光性樹脂粒子に加えて、屈折率の調整、膜強度の調整、硬化収縮減少、さら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、一次粒子の平均粒子径が、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。
【0078】
透光性樹脂粒子との屈折率差を調整するために、マトリックスの屈折率を低くする必要が生じた場合は、無機フィラーとして、シリカ微粒子、中空シリカ微粒子等の微細な低屈折率無機フィラーを用いることができる。好ましい粒径は、前記の微細な高屈折率無機フィラーと同じである。
【0079】
無機フィラーは、表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
【0080】
無機フィラーの添加量は、防眩層の全質量の10〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜80質量%であり、特に好ましくは30〜75質量%である。
【0081】
なお、無機フィラーは、粒径が光の波長よりも十分短いために散乱が生じず、バインダーポリマーに該フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質の性質を有する。
【0082】
<防眩層の界面活性剤>
本発明の防眩層では、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防眩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、本発明の防眩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。
【0083】
本発明の防眩層で用いられる界面活性剤(特に、フッ素系ポリマー)の好ましい添加量は、塗布液に対して0.001〜5質量%の範囲であり、好ましくは0.005〜3質量%の範囲であり、更に好ましくは0.01〜1質量%の範囲である。界面活性剤の添加量が0.001質量%以上で効果が十分であり、また5質量%以下とすることで、塗膜の乾燥が十分に行われ、塗膜としての良好な性能(例えば反射率、耐擦傷性)が得られる。
【0084】
<防眩層用塗布液の有機溶媒>
防眩層を形成する塗布組成物には、有機溶媒を添加することができる。
【0085】
有機溶媒としては、例えばアルコール系では、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール、イソアミルアルコール、1−ペンタノール、n−ヘキサノール、メチルアミルアルコール等、ケトン系では、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等、エステル系では、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸n−アミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酢酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル等、エーテル、アセタール系では、1,4ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルフラン、テトラヒドロピラン、ジエチルアセタール等、炭化水素系では、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、リグロイン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、ジビニルベンゼン等、ハロゲン炭化水素系では、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン、1,1,1−トリクロルエタン、1,1,2−トリクロルエタン、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、1,1,1,2−テトラクロルエタン等、多価アルコールおよびその誘導体系では、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジ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、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、1,5−ペンタンジオール、グリセリンモノアセテート、グリセリンエーテル類、1,2,6−ヘキサントリオール等、脂肪酸系では、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、イソ絡酸、イソ吉草酸、乳酸等、窒素化合物系では、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、アセトニトリル等、イオウ化合物系では、ジメチルスルホキシド等、が挙げられる。
【0086】
有機溶媒の中でメチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、1−ペンタノール等が特に好ましい。また、有機溶媒には、凝集性制御の目的でアルコール、多価アルコール系の溶媒を適宜混合して用いてもよい。これらの有機溶媒は、単独でも混合して用いてもよく、塗布組成物中に有機溶媒総量として、20質量%〜90質量%含有することが好ましく、30質量%〜80質量%含有することがより好ましく、40質量%〜70質量%含有することが最も好ましい。防眩層の表面形状の安定化のためには、沸点が100℃未満の溶媒と沸点が100℃以上の溶媒を併用することが好ましい。
【0087】
<防眩層の硬化>
防眩層は、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。
【0088】
以下に、防眩層以外の層について説明する。
【0089】
<表面調整層>
本発明にあっては、防眩層の凹凸表面を調整するために、表面調整層を形成してもよい。表面調整層は、防眩層の凹凸形状を形成している表面粗さにおいて凹凸スケール(凹凸の山高さと山間隔)の1/10以下のスケールで凹凸形状に沿って存在している微細な凹凸を目止めして、スムージングを掛けて滑らかな凹凸を形成させること、または、凹凸の山間隔や山高さ、山の頻度(個数)の調整することが可能となる。表面調整層設置により、防眩層の算術平均粗さRaを0.04μm以上小さくすることが可能となる。表面調整層の膜厚(硬化時)は0.5μm以上12μm以下であり、好ましくは下限が3μm以上であり上限が8μm以下である。
【0090】
<低屈折率層>
本発明の防眩フィルムでは、反射率を低減するため、低屈折率層を有することが好ましい。低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.46であることが好ましく、1.25〜1.46であることがより好ましく、1.30〜1.40であることが特に好ましい。低屈折率層の厚さは、50〜200nmであることが好ましく、70〜100nmであることがさらに好ましい。低屈折率層のヘイズは、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが最も好ましい。
【0091】
低屈折率層を形成するための好ましい硬化物組成の態様としては、
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素ポリマーを含有する組成物、
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物、
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと中空構造を有する無機微粒子を含有する組成物、が挙げられる。
【0092】
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素ポリマーを含有する組成物
架橋性または重合性の官能基を有する含フッ素化合物としては、含フッ素モノマーと架橋性または重合性の官能基を有するモノマーの共重合体を挙げることができる。これら含フッ素ポリマーの具体例は、特開2003−222702号公報、特開2003−183322号公報等に記載されている。
【0093】
上記のポリマーに対しては特開2000−17028号公報に記載のごとく適宜重合性不飽和基を有する硬化剤を併用してもよい。また、特開2002−145952号に記載のごとく含フッ素の多官能の重合性不飽和基を有する化合物との併用も好ましい。多官能の重合性不飽和基を有する化合物の例としては、上記の2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。また、特開2004−170901号公報に記載のオルガノランの加水分解縮合物も好ましく、特に(メタ)アクリロイル基を含有するオルガノシランの加水分解縮合物が好ましい。これら化合物は、特にポリマー本体に重合性不飽和基を有する化合物を用いた場合に耐擦傷性改良に対する併用効果が大きく好ましい。
【0094】
ポリマー自身が単独で十分な硬化性を有しない場合には、架橋性化合物を配合することにより、必要な硬化性を付与することができる。例えばポリマー本体に水酸基含有する場合には、各種アミノ化合物を硬化剤として用いることが好ましい。架橋性化合物として用いられるアミノ化合物は、例えば、ヒドロキシアルキルアミノ基およびアルコキシアルキルアミノ基のいずれか一方又は両方を合計で2個以上含有する化合物であり、具体的には、例えば、メラミン系化合物、尿素系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物等を挙げることができる。これら化合物の硬化には、有機酸又はその塩を用いるのが好ましい。
【0095】
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物
含フッ素のオルガノシラン化合物の加水分解縮合物を主成分とする組成物も屈折率が低く、塗膜表面の硬度が高く好ましい。フッ素化アルキル基に対して片末端又は両末端に加水分解性のシラノールを含有する化合物とテトラアルコキシシランの縮合物が好ましい。具体的組成物は、特開2002−265866号公報、317152号公報に記載されている。
【0096】
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと中空構造を有する無機微粒子を含有する組成物
更に別の好ましい態様として、低屈折率の粒子とバインダーからなる低屈折率層が挙げられる。低屈折率粒子としては、有機でも無機でも良いが、内部に空孔を有する粒子が好ましく、中空シリカ粒子が更に好ましい。中空粒子の具体例は、特開2002−79616号公報に記載のシリカ系粒子に記載されている。粒子屈折率は1.15〜1.40が好ましく、1.20〜1.30が更に好ましい。バインダーとしては、上記防眩層の頁で述べた二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。
【0097】
本発明の低屈折率層には、上記の防眩層の頁で述べた重合開始剤を添加することが好ましい。ラジカル重合性化合物を含有する場合には、該化合物に対して1〜10質量部、好ましくは1〜5質量部の重合開始剤を使用できる。
【0098】
本発明の低屈折層には、無機粒子を併用することができる。耐擦傷性を付与するために、低屈折率層の厚みの15%〜150%、好ましくは30%〜100%、更に好ましくは45%〜60%の粒径を有する微粒子を使用することができる。
【0099】
本発明の低屈折率層には、防汚性、耐水性、耐薬品性、滑り性等の特性を付与する目的で、公知のポリシロキサン系あるいはフッ素系の防汚剤、滑り剤等を適宜添加することができる。
【0100】
本発明において、低屈折率層等を設けた反射防止性防眩フィルムの好ましい積分反射率は、3.0%以下が好ましく、更に好ましくは2.0%以下であり、最も好ましくは1.5%以下0.3%以上である。積分反射率を下げることで防眩フィルムの表面での光散乱を小さくしても十分な防眩性が得られるため、黒締まりに優れた防眩性反射防止フィルムが得られる。
【0101】
<透明支持体>
本発明の防眩フィルムの透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースアシレート(例、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、代表的には富士フイルム(株)製TAC−TD80U,TD80UFなど)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例、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)、ポリスチレン、ポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR(株)製)、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン(株)製)、(メタ)アクリル系樹脂(アクリペットVRL20A:商品名、三菱レイヨン(株)製、特開2004−70296号公報や特開2006−171464号公報記載の環構造含有アクリル系樹脂)などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、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、が好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
【0102】
本発明の防眩フィルムを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。また、本発明の防眩フィルムと偏光板を組み合わせてもよい。該透明支持体がトリアセチルセルロースの場合は偏光板の偏光膜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。
【0103】
本発明の防眩フィルムは、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したり、そのまま偏光板用保護フィルムとして使用される場合には、十分に接着させるためには透明支持体上に最外層を形成した後、鹸化処理を実施することが好ましい。鹸化処理は、公知の手法、例えば、アルカリ液の中に該フィルムを適切な時間浸漬して実施される。アルカリ液に浸漬した後は、該フィルムの中にアルカリ成分が残留しないように、水で十分に水洗したり、希薄な酸に浸漬してアルカリ成分を中和することが好ましい。
鹸化処理することにより、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面が親水化される。
【0104】
<塗布方式>
本発明の防眩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。次に、諸機能層を形成するための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ダイコート法により透明支持体上に塗布し、加熱・乾燥するが、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイコート法(米国特許2681294号明細書、特開2006−122889号明細書参照)がより好ましく、ダイコート法が特に好ましい。
【0105】
その後、光照射あるいは加熱して、機能層を形成するモノマーを重合して硬化する。これにより機能層が形成される。ここで必要であれば、機能層を複数層とすることができる。
【0106】
次に、同様にして低屈折率層を形成するための塗布液を機能層上に塗布し、光照射あるいは加熱し(紫外線など電離放射線を照射、好ましくは加熱下で電離放射線を照射することにより硬化させ、)低屈折率層が形成される。このようにして本発明の反射防止フィルムが得られる。
【0107】
<偏光板>
偏光板は、偏光膜の表側および裏側の両面を保護する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また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また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または反射防止フィルムを最表層に使用することにより、外光の映り込み等が防止され、耐傷性、防汚性等も優れた偏光板とすることができる。
【0108】
親水化された表面は、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜との接着性を改良するのに特に有効である。また、親水化された表面は、空気中の塵埃が付着しにくくなるため、偏光膜と接着させる際に偏光膜と防眩フィルムの間に塵埃が入りにくく、塵埃による点欠陥を防止するのに有効である。
【0109】
鹸化処理は、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面の水に対する接触角が40゜以下になるように実施することが好ましい。更に好ましくは30゜以下、特に好ましくは20゜以下である。
【0110】
<画像表示装置>
本発明の防眩フィルムは、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)、表面電界ディスプレイ(SED)のような画像表示装置に適用することができる。特に好ましくは液晶表示装置(LCD)に用いられる。本発明の防眩フィルムまたは反射防止フィルムは透明支持体を有しているので、透明支持体側を画像表示装置の画像表示面に接着して用いられる。
【0111】
本発明の防眩フィルムまたは反射防止フィルムは、偏光膜の表面保護フィルムの片側として用いた場合、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等のモードの透過型、反射型、または半透過型の液晶表示装置に好ましく用いることができる。
【実施例】
【0112】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特別の断りの無い限り、「部」および「%」は質量基準である。
【0113】
防眩層用塗布液A−1の組成
PET−30 76.3g
イルガキュア127 3.0g
8μm架橋アクリル粒子分散液(30%) 18.4g
8μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%)48.3g
SP−13 0.2g
CAB 0.5g
メチルイソブチルケトン(MIBK) 72.6g
メチルエチルケトン(MEK) 32.5g
【0114】
防眩層用塗布液A−2の組成
PET−30 88.3g
イルガキュア127 3.0g
8μm架橋アクリル粒子分散液(30%) 25.7g
12μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%)0.9g
SP−13 0.2g
CAB 0.5g
MIBK 72.6g
MEK 32.5g
【0115】
防眩層用塗布液A−3の組成
PET−30 84.5g
イルガキュア127 1.5g
KBM−5103 6.2g
3.5μm架橋スチレン粒子分散液(30%) 13.0g
3.5μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%)
13.0g
SP−13 0.04g
MIBK 31.0g
【0116】
防眩層用塗布液A−4の組成
DPHA 14.8g
PET−30 19.6g
GRANDIC PC7−3201F 17.8g
EB1290K 30.2g
イルガキュア127 3.0g
8μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%)48.3g
SP−13 0.1g
酢酸ブチル 21.2g
酢酸エチル 45.0g
【0117】
上記防眩層用塗布液各々について孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液を調製した。上記塗布液において硬化後のマトリックス(透光性樹脂粒子を除く防眩層の膜の屈折率)の屈折率は1.525であった。
【0118】
ここで、該透光性樹脂粒子を除く防眩層の膜の屈折率は、アッベ屈折計で直接測定した。また、透光性樹脂粒子の屈折率は、ヨウ化メチレン、1,2−ジブロモプロパン、nヘキサンから選ばれる任意の屈折率の異なる2種類の溶媒の混合比を変化させて屈折率を変化させた溶媒中に透光性粒子を等量分散して濁度を測定し、濁度が極小になった時の溶媒の屈折率をアッベ屈折計で測定することで測定した。
【0119】
低屈折率層用塗布液L−1の組成
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
シリカ分散液A(22%) 25.0g
イルガキュア127 0.2g
DPHA 0.4g
MEK 100.0g
MIBK 45.5g
【0120】
上記低屈折率層用塗布液は孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液を調製した。上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.360であった。
【0121】
それぞれ使用した化合物を以下に示す。
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];
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];
KBM−5103:オルガノシラン化合物[信越化学工業(株)製];
GRANDIC PC7−3201F:水酸基含有アクリレートモノマー[DIC(株)製];
EB1290K:ウレタンアクリレートモノマー[ダイセル・サイテック(株)製];
8μm架橋アクリル粒子分散液(30%):平均粒子径8.0μm[綜研化学(株)製]をポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散したMIBK分散液
8μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%):平均粒子径8.0μm、屈折率1.555をポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散したMIBK分散液
12μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%):平均粒子径12.0μm、屈折率1.570をポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散したMIBK分散液
3.5μm架橋スチレン粒子分散液(30%):平均粒子径3.5μm屈折率、1.60[綜研化学(株)製]をポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散したシクロヘキサノン分散液
3.5μm架橋アクリル・スチレン粒子分散液(30%):平均粒子径3.5μm、屈折率1.550をポリトロン分散機にて10000rpmで20分間分散したシクロヘキサノン分散液
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;
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1):特開2005−89536号公報製造例3に記載のフッ素ポリマー(A−1);
【0122】
SP−13:フッ素系の界面活性剤(MEKの10質量%溶液として溶解した後に使用した。)
【0123】
【化4】

【0124】
(シリカ分散液A)
中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20質量%、シリカ粒子の屈折率1.31、特開2002−79616の調製例4に準じサイズを変更して作成)500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)10g、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.0g加え混合した後に、イオン交換水を3g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1.0gを添加した。この分散液500gにほぼシリカの含量一定となるようにシクロヘキサノンを添加しながら、減圧蒸留による溶媒置換を行った。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をシクロヘキサノンで調整し22質量%にしたときの粘度は25℃で5mPa・sであった。得られた分散液Aのイソプロピルアルコールの残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ、1.0%であった。
【0125】
[防眩層用塗布液の調製]
前記防眩層用塗布液(A−1)〜(A−4)に対して、表1のように粒子分散液に共重合物を添加、ポリトロン分散機にて10000rpmで5分間追加分散したものを使用して調整した。
それぞれ使用した化合物を以下に示す。
Disperbyk2000:
メタクリル酸エステル由来のブロック構造単位(Bブロック)と、メタクリル酸由来の側鎖に下記構造の4級アンモニウム塩基を有するモノマー由来のブロック構造単位(Aブロック)を有するA−Bブロック共重合物の市販品である。質量平均分子量(Mw)は、約3500、4級アンモニウム塩基の量は分散剤1g当たり1.75mmol、アミン価4mgKOH/g、酸価0mgKOH/g。[ビックケミー社製]
【0126】
【化5】

【0127】
Disperbyk161:ブロック共重合物、アミン価11mgKOH/g、酸価0mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk171:ブロック共重合物、アミン価0mgKOH/g、酸価13mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk163:ブロック共重合物、アミン価10mgKOH/g、酸価0mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk184:ブロック共重合物、アミン価15mgKOH/g、酸価0mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk140:酸性ポリマーのアルキルアンモニウム塩、アミン価76mgKOH/g、酸価73mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk142:共重合物のリン酸エステル塩、アミン価43mgKOH/g、酸価46mgKOH/g[ビックケミー社製];
Disperbyk108:水酸基含有カルボン酸エステル、アミン価71mgKOH/g、酸価0mgKOH/g[ビックケミー社製];
【0128】
[実施例1]
防眩性反射防止フィルム試料101〜117の作製
【0129】
(1)防眩層の塗設
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、表1に示す防眩層用塗布液を使用し特開2006−122889号明細書実施例1記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下酸素濃度約0.1%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、照度400mW/cm、照射量300mJ/cmの紫外線を照射して塗布層を硬化させ巻き取った。各防眩層の膜厚は表1の値になるように塗布量を調整した。
【0130】
(2)低屈折率層の塗設
上記防眩層を塗設したトリアセチルセルロースフィルムを再び巻き出して、上記低屈折率層用塗布液を前記のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、90℃で75秒乾燥の後、窒素パージ下酸素濃度0.01〜0.1%で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400mW/cm、照射量240mJ/cmの紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、防眩性反射防止フィルムを作成した。
【0131】
(防眩性反射防止フィルムの鹸化処理)
塗設後、前記試料について、以下の処理を行った。1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を調製し、55℃に保温した。0.01mol/Lの希硫酸水溶液を調製し、35℃に保温した。作製した防眩性反射防止フィルムを上記の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水に浸漬し水酸化ナトリウム水溶液を十分に洗い流した。次いで、上記の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。このようにして、鹸化処理済み防眩性反射防止フィルム(試料101〜117)を作製した。
【0132】
(偏光板の作製)
1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)と、鹸化処理済み光学フィルム(試料101〜117)の各々のフィルムに、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光膜の両面を接着、保護して偏光板を作製した。このようにして偏光板を作製した。
【0133】
(光学フィルムおよび偏光板の評価)
得られたこれらの試料について、以下の項目の評価を行った。結果を表1に示した。
【0134】
(1)へイズ
JIS−K7136に準じて、得られた光学フィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
【0135】
(2)積分反射率
〔積分反射率〕
フィルムの裏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で、表面側を、分光光度計“V−550”(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における積分分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの積分反射率の算術平均値を用いた。積分反射率は2.0%以下であれば充分な反射防止性能が得られ、値が小さいほど好ましい。
【0136】
(3)黒しまり感
視認側表面にフィルムを貼った偏光板を配置した液晶表示装置について黒しまり感を官能評価した。評価法はディスプレイを複数台並列に並べて同時に相対比較する方法で行い、真正面から電源off時の黒味、電源on時の黒味(黒い画像)をそれぞれのフィルムで比較し、以下の基準で評価した。黒味の強いほど画面のしまり感も強いという基準で表した。
【0137】
◎ : 黒味が強く、画面が非常に強くしまって見える。
○ : 黒味が強く、画面が強くしまって見える。
△ : 黒いがグレー味があって、画面のしまり感が弱い。
× : かなりグレー味が強く、画面のしまり感がない。
【0138】
(4)防眩性
得られたフィルムの塗設面の裏側全体を黒マジックインキで塗りつぶし、ルーバーなしのむき出し蛍光灯(8000cd/m)を5度の角度から映し、−5度の方向から観察した場合と、45度の角度から映し、−45度の方向から観察した場合の反射像のボケの程度を以下の基準で評価した。
【0139】
◎ : −5度でも、−45度でも蛍光灯の輪郭がわずかに観察される程度
○ : −5度では蛍光灯の輪郭がわずかに観察される程度だが、−45度では輪郭が比較的明瞭にわかる。
△ : −5度でも、−45度でも蛍光灯の輪郭が比較的明瞭にわかる。
× : −5度でも、−45度でも蛍光灯の輪郭がハッキリ見えるか、眩しい。
【0140】
(5)密着性試験
得られたフィルム試料をJIS D0202−1988に準拠して碁盤目テープ剥離試験を行った。セロハンテープ(「CT24」,ニチバン(株)製)を用い、指の腹でフィルムに密着させた後剥離した。判定は100マスの内、剥離しないマス目の数で表し、機能層が剥離しない場合を100/100、完全に剥離する場合を0/100として表した。
【0141】
(6)表面粗さ
JIS−B0601(2001)に準じて、小坂研究所(株)製、サーフコーダー MODEL SE−3500を用いて算術平均粗さ(Ra)(μm)の測定を行なった。
【0142】
各試料の評価結果を表1に示す。
【0143】
【表1】

【0144】
表1に示される結果より、以下のことが明らかである。本発明のフィルムは、防眩性反射防止フィルムとしての光学的性能(積分反射率、黒しまり感、防眩性)が望ましい範囲にある。また、本発明のフィルムは、密着性に優れることがわかる。また、変性アクリル系ブロック共重合物を使用している試料No.102〜104,113,117は共重合物を添加していないものと比較し、ヘイズ上昇がなく、塗膜の透明性が優れていた。また、算術平均粗さが本発明にかかる共重合物を添加していないものに対し、小さくなっていることから、粒子の凝集性が下がっていることがわかった。また平均粒径6μm未満の粒子の場合、変性アクリル系ブロック共重合物を使用しても、光学的性能はほとんど変化しないことより、透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下の場合効果が顕著であることがわかる。
【0145】
[実施例2]
1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TD80U、富士フイルム(株)製)と、実施例1の本発明試料(鹸化処理済みフィルム)に、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光膜の両面を接着、保護して偏光板を作製した。このようにして作製した偏光板を、低屈折率層を有する側が最表面となるようにシャープ社製ハイビジョン液晶テレビLC−20AX5の視認側の偏光板と貼り代えたものを作製した。本発明のフィルムを用いた表示装置は、黒しまり感が高いことがわかった。更に、本発明のフィルムは、防眩性反射防止フィルムとしての表示コントラストが高く、ギラツキが少ないことがわかった。
【0146】
[実施例3]
実施例1における本発明試料の各々のフィルムを、有機EL表示装置の表面のガラス板に粘着剤を介して貼り合わせたところ、ガラス表面での反射が抑えられ、視認性の高く、黒しまり感の高い表示装置が得られた。
【0147】
[実施例4]
実施例1における本発明試料の各々のフィルムを用いて、片面に本発明のフィルムを有する偏光板を作製し、偏光板の本発明のフィルムを有している側の反対面にλ/4板を張り合わせ、本発明のフィルム側が最表面になるように、有機EL表示装置の表面のガラス板に貼り付けたところ、表面反射および、表面ガラスの内部からの反射がカットされ極めて視認性の高く、黒しまり感の高い表示が得られた。
【図面の簡単な説明】
【0148】
【図1】本発明のフィルムの好ましい実施形態を模式的に示す概略断面図である。
【図2】本発明のフィルムの好ましい実施形態を模式的に示す概略断面図である。
【図3】本発明のフィルムの好ましい実施形態を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【0149】
(1)支持体
(2)防眩層
(3)中屈折率層
(4)高屈折率層
(5)低屈折率層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明支持体上に、防眩層を有する防眩フィルムであって、該防眩層が、少なくとも一種の、透光性樹脂粒子と、透光性樹脂と、アミン価が1〜30mgKOH/gの共重合物と、を含有し、該透光性樹脂粒子の平均粒子径が6μm以上20μm以下である防眩フィルム。
【請求項2】
前記共重合物が、変性アクリル系ブロック共重合物である請求項1記載の防眩フィルム。
【請求項3】
前記共重合物の酸価が20mgKOH/g以下である請求項1または2に記載の防眩フィルム。
【請求項4】
前記共重合物の質量平均分子量が1000以上100000以下である請求項1〜3のいずれかに記載の防眩フィルム。
【請求項5】
前記共重合物が、前記透光性樹脂に対して0.01〜5.0質量%の範囲で含まれる請求項1〜4のいずれかに記載の防眩フィルム。
【請求項6】
前記防眩層中の前記透光性樹脂粒子の含有率が3質量%以上30質量%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の防眩フィルム。
【請求項7】
前記防眩層の膜厚が4μm以上35μm以下である請求項1〜6のいずれかに記載の防眩フィルム。
【請求項8】
前記防眩層が、下記(A1)および下記(A2)の少なくとも一種から形成されたポリマー若しくはコポリマー、又は前記ポリマーとコポリマーの混合物から形成された構造単位を含む層である請求項1〜7のいずれかに記載の防眩フィルム。
(A1):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルアクリレート;
(A2):水酸基およびアクリロイル基の少なくとも一方の基を有するアルキル基を有するアルキルメタクリレート
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムの防眩層上に、該防眩層よりも屈折率が低い低屈折率層を有する反射防止フィルム。
【請求項10】
前記低屈折率層が中空シリカ粒子を含有する請求項9に記載の反射防止フィルム。
【請求項11】
偏光膜と該偏光膜の両側に設けられた保護フィルムを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルムまたは請求項9または10に記載の反射防止フィルムである偏光板。
【請求項12】
請求項1〜8のいずれかに記載の防眩フィルム、請求項9または10に記載の反射防止フィルム、または請求項11に記載の偏光板が、画像表示面に配置されている画像表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−60743(P2010−60743A)
【公開日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−225215(P2008−225215)
【出願日】平成20年9月2日(2008.9.2)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】