説明

防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイ

【課題】低ヘイズ値であり、防眩性を保つことができ、外光の反射を抑制した防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイを提供すること。
【解決手段】透明基材と、透明基材上に形成され、透明基材と反対側の面に凹凸構造を有する防眩層とを備える防眩フィルムにおいて、防眩層がバインダマトリックスと粒子とを含み、防眩層が波長550nmでの積分反射率が4%以下であり、防眩層のヘイズ値が3%以上15%以下であることを特徴とする防眩フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイに関する。特に、窓や液晶ディスプレイ(LCD)、CRTディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、プラズマディスプレイ(PDP)、表面電界ディスプレイ(SED)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)などのディスプレイの表面に設けられる防眩フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ、CRTディスプレイ、ELディスプレイ、および、プラズマディスプレイなどのディスプレイにおいては、視聴時にディスプレイ表面に外光が映りこむことによる視認性の低下を防ぐために、表面に凹凸構造を備える防眩フィルムをディスプレイの表面に設けることが知られている。
【0003】
表面に凹凸構造を備える防眩フィルムとしては、例えば、エンボス加工法により防眩フィルムの表面に凹凸構造を形成する技術、バインダマトリックスの形成材料中に粒子を混入させた塗液を塗布し、バインダマトリックス中に粒子を分散させることにより、防眩フィルムの表面に凹凸構造を形成する技術が知られている。このようにして形成される凹凸構造を表面に備える防眩フィルムにおいては、表面の凹凸構造により防眩フィルムに入射する外光が散乱することで、外光の像が不鮮明となり、ディスプレイ表面に外光が移りこむことによる視認性の低下を防ぐことが可能となる。
【0004】
また、特許文献1には、バインダマトリックス中に粒子を分散させた様々な態様の防眩フィルムが開示されている。特許文献1に記載のバインダマトリックスと粒子を用いた防眩フィルムは、上述したエンボス加工を用いた防眩フィルムよりも工程数が少ないために、安価に製造できる(特許文献1参照)。
【0005】
また、バインダマトリックスと粒子を用いた防眩フィルムにおいては、さまざまな技術が開示されている。例えば、特許文献2には、バインダマトリックス樹脂と球形粒子と不定形粒子とを併用する技術が開示されている(特許文献2参照)。特許文献3には、バインダマトリックス樹脂と複数の粒径の異なる粒子を用いる技術が開示されている(特許文献3参照)。特許文献4には、表面凹凸を有し、凹部の断面積を規定した技術が開示されている(特許文献4参照)。
【0006】
さらに、特許文献5には、内部の散乱と表面の散乱とを併用し、防眩層の内部ヘイズ値(曇度)を1%〜15%とし、表面ヘイズ値(曇度)を7%〜30%とする技術が開示されている(特許文献5参照)。特許文献6には、バインダー樹脂と粒径0.5μm〜5μmの粒子を用い、バインダー樹脂と粒子との屈折率差を0.02〜0.2とし、バインダー樹脂が100重量部に対し粒子を10重量部より大きく30重量部未満配合する技術が開示されている(特許文献6参照)。特許文献7には、バインダー樹脂と粒径1μm〜5μmの粒子を用い、バインダー樹脂と粒子の屈折率差を0.05〜0.15として、用いる溶媒、表面粗さなどを所定の範囲とした技術が開示されている(特許文献7参照)。特許文献8には、バインダー樹脂と複数の粒子を用い、バインダー樹脂と粒子の屈折率差を0.03〜0.2とする技術が開示されている(特許文献8参照)。特許文献9には、視野角を変化させたときのコントラストの低下、色相変化等を低減することを目的とし、表面ヘイズ値(曇度)を3以上、法線方向のヘイズ値と±60°方向のヘイズ値の差が4以下とする技術が開示されている(特許文献9参照)。
【0007】
上述したように様々な目的で様々な構成の防眩フィルムが開示されている。ディスプレイの前面に用いられる防眩フィルムの性能は、ディスプレイによって異なる。言い換えると、ディスプレイの解像度や使用目的などにより最適な防眩フィルムは異なる。したがって、目的に応じた形で多様な防眩フィルムが求められている。
【0008】
防眩フィルムは、ノートパソコンやデスクトップパソコンあるいはテレビ用モニタのディスプレイの表面に設けられる。近年、コントラストの向上を目的として、低ヘイズ値であって防眩性を抑制した防眩フィルムが用いられている。このため、映り込みが強く画像の認識性の低下が問題となっている。そこで、防眩層の上に反射防止層を積層することが提案されている。しかし、防眩層の上に反射防止層を積層すると、材料費と工程の増加および収率悪化などからコストが高くなるという問題があった。
【特許文献1】特開平6−18706号公報
【特許文献2】特開2003−260748号公報
【特許文献3】特開2004−004777号公報
【特許文献4】特開2003−004903号公報
【特許文献5】特開平11−305010号公報
【特許文献6】特開2002−207109号公報
【特許文献7】特開2000−338310号公報
【特許文献8】特開2000−180611号公報
【特許文献9】特開平11−160505号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、低ヘイズ値であり、防眩性を保つことができ、外光の反射を抑制した防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の請求項1に係る発明は、透明基材と、透明基材上に形成され、透明基材と反対側の面に凹凸構造を有する防眩層とを備える防眩フィルムにおいて、防眩層がバインダマトリックスと粒子とを含み、防眩層が波長550nmでの積分反射率が4%以下であり、防眩層のヘイズ値が3%以上15%以下であることを特徴とする防眩フィルムとしたものである。
【0011】
本発明の請求項2に係る発明は、防眩層中に含まれる粒子の平均粒径Rを防眩層の平均膜厚Hで除した値であるR/Hが0.3以上0.8以下の範囲内であり、バインダマトリックスの屈折率nが1.47以下であることを特徴とする請求項1に記載の防眩フィルムとしたものである。
【0012】
本発明の請求項3に係る発明は、透明基材を準備し、透明基材上に電離放射線によって硬化するバインダマトリックスの形成材料とアクリル−スチレン共重合体粒子とを含む防眩層の形成用塗液を塗布して、塗膜を形成し、バインダマトリックスを電離放射線により硬化することにより、防眩層が波長550nmでの積分反射率が4%以下であり、防眩層のヘイズ値が3%以上15%以下としたことを特徴とする防眩フィルムの製造方法としたものである。
【0013】
本発明の請求項4に係る発明は、防眩層をダイコーター法を用いて形成することを特徴とする請求項3に記載の防眩フィルムの製造方法としたものである。
【0014】
本発明の請求項5に係る発明は、請求項1または2に記載の防眩フィルムを用いて形成された透過型液晶ディスプレイにおいて、観察者側から順に、防眩フィルム、偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットを備え、防眩フィルムの防眩層が観察者側の表面にあることを特徴とする透過型液晶ディスプレイとしたものである。
【0015】
本発明の請求項6に係る発明は、請求項1または2に記載の防眩フィルムと、防眩フィルムの透明基材の防眩層の形成面と反対の面に形成された偏光層と、を備えることを特徴とする偏光板としたものである。
【0016】
本発明の請求項7に係る発明は、請求項6に記載の防眩フィルムを含む偏光板を用いて形成された透過型液晶ディスプレイにおいて、観察者側から順に、偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットを備え、防眩フィルムの防眩層が観察者側の表面にあることを特徴とする透過型液晶ディスプレイとしたものである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、低ヘイズ値であり、防眩性を保つことができ、外光の反射を抑制した防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイ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】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態において重複する説明は省略する。
【0019】
図1は、本発明の実施の形態に係る防眩フィルムを示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、第1の透明基材110上に防眩層120を備える。防眩フィルム100は、防眩層120の表面に凹凸構造が形成されている。
【0020】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、防眩層120の表面に凹凸構造を備えることにより、防眩フィルム100の表面に入射する外光を散乱させ、防眩フィルム100の表面に映りこむ外光の像を不鮮明とするものである。防眩層120がバインダマトリックス121と粒子122からなる場合、防眩層120表面の凹凸は粒子122が単独あるいは複数が凝集して表面に凹凸構造を形成することによって形成される。
【0021】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、第1の透明基材110上に防眩層120を備え、防眩層120が防眩フィルム100の最表面に位置しており、防眩層120表面の波長550nmでの積分反射率が4%以下であることを特徴とする。防眩層120表面の波長550nmでの積分反射率を4%以下とすることにより、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の低いヘイズ値を備える防眩フィルム100であっても十分な防眩性を備える防眩フィルム100とすることができる。
【0022】
本発明者らは、防眩層120が最表面に位置し、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の範囲内の低ヘイズ値でコントラストの高い防眩フィルム100において、防眩層120表面の波長550nmでの積分反射率を4%以下とすることにより、反射防止層を積層することなく、外光の反射を効率的に防ぐことができることを見出し、本発明に至った。これは、積分反射率を低下させることで写り込みを低減でき、防眩性を強めることができたからであると考える。
【0023】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100において、防眩層120は最表面に位置する。防眩層120が最表面に位置する防眩フィルム100とは外光の反射を防ぐ反射防止層を備えない防眩フィルム100である。本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、反射防止層を備えない防眩フィルムでありながら、外光の反射を防ぐ機能を有するため防眩性を備える防眩フィルム100である。また、反射防止層を備えないため、低コストで防眩フィルム100を製造することができる。
【0024】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100にあっては、防眩層表面の波長550nmの積分反射率が4%以下であることを特徴とする。防眩層120表面の波長550nmの積分反射率が4%を超える場合、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の防眩フィルム100において、十分な防眩性を備える反射防止フィルムとすることができなくなってしまう。なお、防眩層120表面の波長550nmの積分反射率は低ければ低いほど好ましいが、2.5%以上4%以下であることがより好ましい。防眩層120表面の波長550nmの積分反射率が2.5%に満たない場合には、防眩層120に新たな低屈折材料を含有させる必要があり、コスト高になってしまう。
【0025】
なお、防眩フィルム100の積分反射率は、第1の透明基材110の防眩層120が積層されていない面をサンドペーパでこすり艶消しの黒色塗料を塗布した後、波長550nmの光を用い、光の入射角を5゜とし、防眩フィルム100を積分球にセットし、防眩層120の積分反射率を、日立ハイテク社製U−4100を用いて測定した。積分球を用いることで表面に凹凸構造を備える防眩層の全反射率を測定することができ、積分反射率が求められる。
【0026】
本発明者らは、防眩フィルム100において、防眩層120が第1の透明基材110と反対側の面に凹凸構造を有しており、防眩フィルム100の防眩層120表面の波長550nmの積分反射率が4%以下であるために、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下といった低ヘイズ値であっても、反射防止層を積層せず防眩性を強めた防眩フィルム及びその製造方法並びに透過型液晶ディスプレイを見出した。
【0027】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の低いヘイズ値を備える防眩フィルム100を好適に用いることができる。防眩層120のヘイズ値が15%を超える場合には、十分なコントラストを得ることができなくなってしまう。また、防眩層120のヘイズ値により十分な防眩性を得ることができるため本発明の効果を十分に発揮することができなくなってしまう。また、防眩層120のヘイズ値が3%未満の場合には、十分な防眩性を得ることができなくなってしまう。
【0028】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、防眩層120中に含まれる粒子122の平均粒径Rを防眩層120の平均膜厚Hで除した値であるR/Hが0.3以上0.8以下の範囲内であり、バインダマトリックス121の屈折率nが1.47以下であることが好ましい。本発明者らは、防眩層120中に含まれる粒子122の平均粒径Rを防眩層120の平均膜厚Hで除した値であるR/Hを0.30以上0.80以下の範囲内とすることで、防眩層120表面の大部分を粒子122が防眩層120表面に突出することなくバインダマトリックス121で覆うことができ、バインダマトリックス121の屈折率nが1.47以下とするだけで、防眩層120表面の積分反射率を容易に4%以下とすることができることを見出した。
【0029】
ここで、粒子122の平均粒径Rを防眩層120の平均膜厚Hで除した値であるR/Hが0.8を超える場合には、粒子122がバインダマトリックス121に覆われず、粒子122が防眩層129に突出する頻度が多くなるため、バインダマトリックス121を1.47以下とするだけで防眩層120表面の積分反射率を容易に4%以下とすることが困難となる。また、防眩層120の平均膜厚Hで除した値であるR/Hが0.3未満の場合には、防眩層120表面に凹凸構造を形成することが困難になってしまう。
【0030】
また、バインダマトリックス121の屈折率nが1.47を超える場合には、防眩層120表面の積分反射率を4%以下とすることが困難となる。また、バインダマトリックス121の屈折率nは、低いほど、防眩層120表面の積分反射率を低くすることができ好ましいが、バインダマトリックス121の形成材料を用いて、低コストで防眩層120を形成することを考慮するとバインダマトリックス121の屈折率nは、1.40以上1.47以下であることが好ましい。ここで、バインダマトリックス121の屈折率nが1.47を超える場合、本発明の効果を十分に得ることができなくなってしまう。
【0031】
なお、本発明の実施の形態において、バインダマトリックス121の屈折率nとは防眩層120に含まれる粒子122をのぞいた形でバインダマトリックス121で膜を形成した後の膜の屈折率を意味する。バインダマトリックス121の屈折率nはベッケ線検出法(液浸法)により求めることができる。
【0032】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、必要に応じて、帯電防止性能、防汚性能、電磁波シールド性能、赤外線吸収性能、紫外線吸収性能、色補正性能等を有する機能層が設けられる。なお、これらの機能層は単層であってもかまわないし、複数の層であってもかまわない。機能層は、1層で複数の機能を有していても構わない。また、これらの機能層は、第1の透明基材110と防眩層120の間に設けても良いし、第1の透明基材110の防眩層120と反対側の面に設けてもよい。また、本発明の実施の形態にておいては、各種層間の接着性向上のために、各層間にプライマー層や接着層等を設けても良い。
【0033】
次に、本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100の製造方法について説明する。本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100の製造方法は、電離放射線によって硬化するバインダマトリックス121の形成材料と粒子122とを含む防眩層120の形成用塗液を第1の透明基材110上に塗布し、第1の透明基材110上に塗膜を形成する工程と、バインダマトリックス121の形成材料を電離放射線により硬化させる硬化工程とを備えることにより第1の透明基材110上に防眩層120を形成することができる。
【0034】
本発明の実施の形態に係る第1の透明基材110としては、ガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していれば良い。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)等のフィルムを用いることができる。中でも、トリアセチルセルロースフィルムは複屈折が少なく、透明性が良好であることから好適に用いることができる。本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100を液晶ディスプレイの表面に設けるにあっては、第1の透明基材110としてトリアセチルセルロースを用いることが特に好ましい。
【0035】
防眩層120を形成するための防眩層120の形成用塗液としては、電離放射線によって硬化するバインダマトリックス121の形成材料と粒子122を含むことが好ましい。
【0036】
このとき、バインダマトリックス121の形成材料としては、含フッ素系電離放射線硬化型材料、含シリコーン系電離放射線硬化型材料を好適に用いることができる。含フッ素系材料、シリコーン系材料はその屈折率が低く、形成される防眩層120の表面の波長550nmでの積分反射率を4%以下とすることができる。また、例えば、含フッ素系電離放射線硬化型材料、含シリコーン系電離放射線硬化型材料の他に、共重合可能な電離放射線硬化型材料を含んでいてもよい。また、電離放射線硬化型材料であるアクリル系材料を用いることもできる。アクリル系材料としては、例えば、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能または多官能の(メタ)アクリレート化合物、ジイソシアネートと多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物を使用することができる。またこれらの他にも、電離放射線型材料として、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、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等を使用することができる。
【0037】
また、バインダマトリックス121の形成材料としては、電離放射線硬化型材料であるアクリル系材料の他に熱可塑性樹脂等を加えることもできる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及びその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及びその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等を使用できる。熱可塑性樹脂を加えることにより、第1の透明基材110と防眩層120との密着性を向上させることができる。また、熱可塑性樹脂を加えることにより、製造される防眩フィルムのカールを抑制することができる。
【0038】
また、電離放射線として紫外線を用いる場合、防眩層120の形成用塗液に光重合開始剤が加えられる。光重合開始剤は、用いるバインダマトリックス形成材料にあったものを用いることが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等が用いられる。光重合開始剤の使用量は、バインダマトリックス形成材料に対して0.5重量部〜20重量部である。好ましくは1重量部〜5重量部である。
【0039】
粒子122を用いる場合には、平均粒径が0.5μm〜50μmの粉末ガラス、ガラスビーズ、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム、各種粘土等の無機粉末また樹脂粒子等の樹脂粉末等挙げることができる。樹脂粒子としては、例えば、アクリル粒子、ポリスチレン粒子、アクリル−スチレン共重合粒子、ポリカーボネート粒子、ポリウレタン粒子、ナイロン粒子、ポリエチレン粒子、ポリプロピレン粒子、シリコーン粒子、ポリテトラフルオロエチレン粒子、ポリフッ化ビニリデン粒子、ポリ塩化ビニリデン粒子等を用いることができる。これらの粒子122にあっては、中空粒子、多孔粒子、複合粒子などでもよく、特に限定されるものではない。また、適宜2種以上の粒子を用いてもよい。
【0040】
防眩層120の形成用塗液には、必要に応じて溶媒が加えられる。溶媒を加えることにより、粒子122やバインダマトリックス121の形成材料を均一に分散させ、また、防眩層120の形成用塗液を第1の透明基材110上に塗布するに際し、塗液の粘度を適切な範囲に調整することができる。
【0041】
本発明の実施の形態においては、第1の透明基材110として、トリアセチルセルロースを用い、トリアセチルセルロースフィルム上に他の機能層を介さず直接防眩層を設ける。直接防眩層120を設ける場合には、防眩層120の形成用塗液の溶媒として、トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶媒とトリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させない溶媒の混合溶媒を用いることが好ましく、混合溶媒を用いることによりトリアセチルセルロースフィルム(第1の透明基材110)と防眩層120との界面において十分な密着性を有する防眩フィルム100とすることができる。
【0042】
このとき、トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶媒としては、例えば、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびエチルシクロヘキサノン等の一部のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸n−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0043】
トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させない溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、n−ヘキサンなどの炭化水素類、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトンなどの一部のケトン類、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどの一部のエステル類などが挙げられる。これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0044】
本発明の実施の形態に係る防眩層120においては、塗布形成される防眩層(塗膜)120がハジキ、ムラといった塗膜欠陥の発生を防止するために、表面調整剤と呼ばれる添加剤を加えても良い。表面調整剤は、その働きに応じて、レベリング剤、消泡剤、界面張力調整剤、表面張力調整剤とも呼ばれるが、いずれも形成される塗膜(防眩層120)の表面張力を低下させる働きを備える。
【0045】
表面調整剤として通常用いられる添加剤としては、シリコーン系添加剤、フッ素系添加剤、アクリル系添加剤等が挙げられる。シリコーン系添加剤にあっては、ポリジメチルシロキサンを基本構造とする誘導体であり、ポリジメチルシロキサン構造の側鎖を変性したものが用いられる。例えば、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンがシリコーン添加剤として用いられる。また、フッ素系添加剤としては、パーフルオロアルキル基を備える化合物が用いられる。また、アクリル系添加剤としては、アクリルモノマーやメタクリルモノマーやスチレンモノマーを重合させた構造を基本構造とするものが用いられる。また、アクリル系添加剤にあっては、アクリルモノマーやメタクリルモノマーやスチレンモノマーを重合させた構造を基本構造として、側鎖にアルキル基やポリエーテル基、ポリエステル基、水酸基、エポキシ基等の置換基を含有していても構わない。
【0046】
本発明の実施の形態に係る防眩層120の形成用塗液においては、塗液中に先に述べた表面調整剤のほかにも、他の添加剤を加えても良い。ただし、これらの添加剤は形成される防眩層の透明性、光の拡散性などに影響を与えないほうが好ましい。機能性添加剤としては、帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、防汚剤、撥水剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤、分散剤などを使用でき、それにより、形成される防眩層に帯電防止機能、紫外線吸収機能、赤外線吸収機能、防汚機能、撥水機能といった、防眩機能以外の機能を持たせることができる。
【0047】
本発明の実施の形態に係る防眩層120の形成用塗液は、第1の透明基材110上に塗布され、塗膜を形成する。防眩層120の形成用塗液を第1の透明基材110上に塗布するための塗工方法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ダイコーターを用いた塗工方法を使用できる。中でも、ロール・ツー・ロール方式で高速で塗工することができるダイコーターを用いることが好ましい。また塗液の固形分濃度は、塗工方法により異なる。固形分濃度は、重量比で約30重量%〜約70重量%であればよい。
【0048】
次に、本発明の実施の形態に係るダイコーター塗布装置400について説明する。図2は、本発明の実施の形態に係るダイコーター塗布装置400を示す概略断面図である。図2に示すように、本発明の実施の形態に係るダイコーター塗布装置400は、ダイヘッド310が塗液タンク330が配管320によって接続され、送液ポンプ340によって、塗液タンク330の防眩層120の形成用塗液がダイヘッド310内に送液される構造となっている。ダイヘッド310に送液された防眩層120の形成用塗液はスリット間隙から塗液を吐出し、第1の透明基材110上に塗膜が形成される。巻き取り式の第1の透明基材110を用い回転ロール350を使用することにより、ロール・ツー・ロール方式により連続して第1の透明基材110上に塗膜を形成することができる。
【0049】
塗液を第1の透明基材110上に塗布することにより得られる塗膜に対し、電離放射線を照射することにより、防眩層120が形成される。電離放射線としては、紫外線、電子線を用いることができる。紫外線硬化の場合は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の光源が利用できる。また、電子線硬化の場合はコックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、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から放出される電子線が利用できる。電子線は、50KeV〜1000KeVのエネルギーを有するのが好ましい。100KeV〜300KeVのエネルギーを有する電子線がより好ましい。
【0050】
なお、硬化により防眩層120を形成する工程の前後に乾燥工程を設けてもよい。また、硬化と乾燥とを同時におこなってもよい。特に、塗液がバインダマトリックス121の材料と粒子122と溶媒を含む場合、形成された塗膜の溶媒を除去するために電離放射線を照射する前に乾燥工程を設ける必要がある。乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。
【0051】
上述した方法を用いて作製した防眩フィルム100は、防眩層120表面の波長550nmでの積分反射率を4%以下とすることにより、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の低いヘイズ値でありながら、防眩性を保つことができ、外光の反射を抑制することができる。
【0052】
次に、本発明の実施の形態に係る防眩フィルムを用いた画像表示装置について説明する。なお、以下では、透過型液晶ディスプレイについて説明するが、本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100は、透過型液晶ディスプレイだけでなく、窓の表面やCRTディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、プラズマディスプレイ(PDP)、表面電界ディスプレイ(SED)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)などのディスプレイの表面に設けることができる。
【0053】
図3(a)及び(b)は、本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100を用いた透過型液晶ディスプレイ200及び300を示す図である。図3(a)に示すように、本発明の実施の形態に係る透過型液晶ディスプレイ200は、防眩フィルム100、偏光板210、液晶セル220、偏光板230及びバックライトユニット240を備えている。このとき、防眩フィルム100側が観察者側すなわちディスプレイ表面となる。
【0054】
バックライトユニット240は、図示しないが光源と光拡散板とを備える。液晶セル220は、図示しないが、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極及びカラーフィルタを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている。液晶セル220を挟むように設けられる第1及び第2の偏光板210、230にあっては、第2乃至第5の透明基材211、212、231、232間に第1及び第2の偏光層213、233を挟持した構造となっている。また、防眩フィルム100の第1の透明基材110と第1の偏光板210の第2の透明基材211とを別々に備える透過型液晶ディスプレイ200となっている。
【0055】
図3(b)に示すように、本発明の実施の形態に係る透過型液晶ディスプレイ300は、第3の偏光板410が防眩フィルム100の第1の透明基材110の防眩層120を設ける反対側の面に第1の偏光層213が設けられており、第1の透明基材110が防眩フィルム100と第3の偏光板410との透明基材を兼ねる構造となっている。
【0056】
また、図3(b)に示すように、本発明の実施の形態に係る透過型液晶ディスプレイ400は、第1の透明基材110の防眩層120が設けられる面とは反対側の面に第1の偏光層213を備えている。このとき、第1の偏光層213としては、例えば、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール(PVA)からなるものを用いることができる。このとき、第1の偏光層213は第1の透明基材110及び第3の透明基材212に狭持されている。
【0057】
本発明の実施の形態に係る透過型液晶ディスプレイ200及び300には、他の機能性部材を備えても良い。他の機能性部材としては、例えば、バックライトから発せられる光を有効に使うための、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルムが挙げられるが、本発明の実施の形態に係る透過型液晶ディスプレイ200及び300はこれらに限定されるものではない。
【0058】
本発明の実施の形態に係る防眩フィルム100を用いた透過型液晶ディスプレイ200及び300は、防眩層120表面の波長550nmでの積分反射率を4%以下とすることにより、防眩層120のヘイズ値が3%以上15%以下の低いヘイズ値でありながら、防眩性を保つことができ、外光の反射を抑制することができる。つまり、視認性に優れた透過型液晶ディスプレイ200及び300を得ることができる。
【実施例1】
【0059】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明する。
【0060】
図1に示すように、第1の透明基材100には、トリアセチルセルロースフィルム(富士写真フィルム製TD−80U)を用いた。防眩層120の形成用塗液には、まず、バインダマトリックス121の形成材料として、シリコーン系電離放射線硬化型材料を94.5重量部、重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン株式会社)5.0重量部、アクリル系添加剤としてBYK350(ビックケミージャパン株式会社)0.5重量部を用意した。また、粒子122として平均粒子径5μm、屈折率1.49のアクリル粒子を10重量部用意した。溶媒としては、ジオキソラン30重量部とトルエン70重量部の混合溶媒を用意した。これを混合し防眩層120の形成用塗液を作製した。
【0061】
防眩層120の形成塗液をダイコーター塗布装置400を用い、トリアセチルセルロースフィルム上に塗布し、塗膜を得た。得られた塗膜に対し、乾燥を行い塗膜に含まれる溶媒を除去し、その後、高圧水銀灯を用いて250mJ/cmの紫外線照射により、塗膜を硬化させ、トリアセチルセルロースフィルム上に膜厚7.5μmの防眩層120を備える防眩フィルム100を作製した。
【0062】
実施例2〜実施例4及び比較例1〜比較例3において、バインダマトリックス121の形成材料を変えて、バインダマトリックス121の屈折率nが変化するようにそれぞれ、防眩層120の形成用塗液を作製した。このとき、バインダマトリックス121の屈折率nにあわせて、粒子122についてもバインダマトリックス121との屈折率差が一定となるような屈折率の粒子122を選択した。
【0063】
粒子122には、バインダマトリックス121の形成材料に対する含有量、平均粒径Rは実施例1と同じとした。防眩層120の形成用塗液の溶媒については、実施例2〜実施例4及び比較例1〜比較例3についてもジオキソラン30重量部とトルエン70重量部の混合溶媒を用いた。
【0064】
実施例2には、実施例1及び実施例4とは異なるシリコーン系電離放射線硬化型材料をバインダマトリックス121の形成材料として用い、実施例1及び実施例4とは異なるアクリル粒子を選択した。
【0065】
実施例3には、フッ素系電離放射線硬化型材料を用い、シリコーン粒子を選択した。
【0066】
実施例4には、実施例1及び実施例2とは異なるシリコーン系電離放射線硬化型材料をバインダマトリックス121の形成材料として用い、実施例1及び実施例2とは異なるアクリル系粒子を選択した。
【0067】
比較例1には、アクリル系電離放射線硬化型材料をバインダマトリックス121の形成材料として用い、アクリル−スチレン共重合体粒子を選択した。
【0068】
比較例2には、比較例1及び比較例3とは異なるアクリル系電離放射線硬化型材料をバインダマトリックス121の形成材料として用い、比較例1及び比較例3とアクリル−スチレンの共重合比を変化させたアクリル−スチレン共重合体粒子を選択した。
【0069】
比較例3には、比較例1及び比較例2とは異なるアクリル系電離放射線硬化型材料をバインダマトリックス形成材料として用い、比較例1及び比較例2とアクリル−スチレンの共重合比を変化させたアクリル−スチレン共重合体粒子を選択した。
【0070】
実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3で得られた防眩フィルム100について、以下の方法で「積分反射率」、「防眩性」の評価をおこなった。
【0071】
(積分反射率)
実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3において得られた防眩フィルム100を、防眩層120が積層されていない面をサンドペーパでこすり艶消しの黒色塗料を塗布した後、防眩フィルム100を積分球にセットし、波長550nmの光の入射角5゜での防眩層120の積分反射率を、自動分光光度計(日立ハイテク社製U−4100)を用いて測定した。
【0072】
(防眩性)
実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3において得られた防眩フィルム100を黒色のプラスティック板に粘着剤を介して貼り付けた状態で、1m離れた地点から観察し目視評価した。目視評価の結果、自らの顔が全く気にならない場合を「二重丸印」として示し、自らの顔が確認されるものの許容される場合を「丸印」として示し、自らの顔が鮮明に写りこむ場合を「バツ印」として示した。
【0073】
表1には、実施例1〜実施例4及び比較例1〜比較例3の防眩フィルム100の「バインダマトリックス121の屈折率n」、「粒子122の平均粒子径R」、「粒子122の屈折率n」、「防眩層120の平均膜厚H」、「防眩層120のヘイズ値」、「積分反射率」の測定結果、「防眩性」の評価結果を表1に示す。なお、防眩層120の平均膜厚Hは電子マイクロメーター(アンリツ製K351C)により測定した。また、粒子122の平均粒径rは、光散乱式粒径分布測定装置(SALD−7000 島津製作所製)を用いて測定した。また、バインダマトリックスの屈折率nは、粒子122を除いた形で、バインダマトリックス121の形成材料を実施例1と同条件で塗布、乾燥、紫外線硬化させたものを用い、ベッケ線検出法(液浸法)により測定した。また、粒子122の屈折率nはベッケ線検出法(液浸法)により測定した。また、ヘイズ値は、ヘイズ値メータ(NDH2000、日本電色)を用いJIS K7105に準じて測定した。
【0074】
【表1】

【0075】
以上の結果、実施例1〜実施例3と比較例1〜比較例4の防眩フィルム100とを比較すると、実施例1〜実施例3の防眩フィルム100が高い防眩性を有していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1】本発明の実施の形態に係る防眩フィルムを示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る防眩フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイを示す概略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るダイコーター塗布装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【0077】
100:防眩フィルム、110:第1の透明基材、120:防眩層、121:バインダマトリックス、122:アクリル−スチレン共重合体粒子、R:アクリル−スチレン共重合体粒子の平均粒径、H:防眩層の平均膜厚、200:透過型液晶表示装置、300:透過型液晶表示装置、210:第1の偏光板、211:第2の透明基材、212:第3の透明基材、213:第1の偏光層、220:液晶セル、230:第2の偏光板、231:第4の透明基材、232:第5の透明基材、233:第2の偏光層、240:バックライトユニット、410:第3の偏光板、400:ダイコーター塗布装置、310:ダイヘッド、320:配管、330:塗液タンク、340:送液ポンプ、350:回転ロール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明基材と、
前記透明基材上に形成され、前記透明基材と反対側の面に凹凸構造を有する防眩層とを備える防眩フィルムにおいて、
前記防眩層がバインダマトリックスと粒子とを含み、
前記防眩層が波長550nmでの積分反射率が4%以下であり、前記防眩層のヘイズ値が3%以上15%以下であることを特徴とする防眩フィルム。
【請求項2】
前記防眩層中に含まれる前記粒子の平均粒径Rを前記防眩層の平均膜厚Hで除した値であるR/Hが0.3以上0.8以下の範囲内であり、
前記バインダマトリックスの屈折率nが1.47以下であることを特徴とする請求項1に記載の防眩フィルム。
【請求項3】
透明基材を準備し、
前記透明基材上に電離放射線によって硬化するバインダマトリックスの形成材料とアクリル−スチレン共重合体粒子とを含む防眩層の形成用塗液を塗布して、塗膜を形成し、
前記バインダマトリックスを電離放射線により硬化することにより、前記防眩層が波長550nmでの積分反射率が4%以下であり、前記防眩層のヘイズ値が3%以上15%以下としたことを特徴とする防眩フィルムの製造方法。
【請求項4】
前記防眩層をダイコーター法を用いて形成することを特徴とする請求項3に記載の防眩フィルムの製造方法。
【請求項5】
請求項1または2に記載の防眩フィルムを用いて形成された透過型液晶ディスプレイにおいて、
観察者側から順に、防眩フィルム、偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットを備え、前記防眩フィルムの前記防眩層が観察者側の表面にあることを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。
【請求項6】
請求項1または2に記載の防眩フィルムと、
前記防眩フィルムの前記透明基材の前記防眩層の形成面と反対の面に形成された偏光層と、
を備えることを特徴とする偏光板。
【請求項7】
請求項6に記載の前記防眩フィルムを含む偏光板を用いて形成された透過型液晶ディスプレイにおいて、
観察者側から順に、前記偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットを備え、前記防眩フィルムの防眩層が観察者側の表面にあることを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−78881(P2010−78881A)
【公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−246819(P2008−246819)
【出願日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】