JP2009244898A

JP2009244898A - 防汚性を有する防眩フィルム

Info

Publication number: JP2009244898A
Application number: JP2009165091A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Hashimoto; 浩征橋本; Norinaga Nakamura; 典永中村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【目的】防眩フィルムとしての各種性能を低下させることなく、防汚性に優れた防眩フィルム、この防眩フィルムを用いた偏光板及び透過型表示装置を提供すること。
【解決手段】透明基材フィルム上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有する防眩層とした防眩フィルムであって、該防眩層の表面が防汚性を有することを特徴とする防眩フィルム、この防眩フィルムを用いた偏光板及び透過型表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ、ワードプロセッサ、テレビジョン等の画像表示に用いるＣＲＴ、液晶パネル等の高精細画像用ディスプレイの表面に設ける防眩フィルム、この防眩フィルムを用いた偏光フィルム及び透過型表示装置に関する。

上記のようなディスプレイにおいて、主として内部から出射する光がディスプレイ表面で拡散することなく直進すると、ディスプレイ表面を目視した場合、眩しいために、内部から出射する光をある程度拡散するための防眩フィルムをディスプレイ表面に設けている。

この防眩フィルムは、例えば、特許文献１や特許文献２等に開示されるように、透明基材フィルムの表面に、二酸化ケイ素（シリカ）等のフィラーを含む樹脂を塗工して形成したものである。

これらの防眩フィルムは、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、塗膜の膜厚以上の粒径を有する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、或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がある。

特開平６−１８７０６号公報特開平１０−２０１０３号公報

上記のような従来の防眩フィルムは、表面層の形成時にレベリング剤としてシリコーンオイルが添加されており、ある程度の防汚性を有するものの、例えば、取扱い時における指紋の付着、その他の親油性物質に対する防汚性が不十分であり、表面が汚れた場合には表示画像の品質が低下すると云う問題がある。

又、偏光フィルム用の防眩フィルムは、トリアセテートセルロースフィルムを透明基材フィルムとしており、この基材フィルムに必要な層を形成した後にアルカリ水溶液で鹸化処理を行ない、偏光性を有するポリビニルアルコールフィルムと接着剤で貼合して製造されているが、この際、通常レベリング剤として使用され、且つ最表面に存在しているシリコーンオイルは上記アルカリ処理によって分解除去され、この防眩フィルムは全く防汚性を失い、例えば、指紋、可塑剤、その他の油剤等によって容易に汚染され、表示画像の品質がいっそう低下すると云う問題がある。

従って本発明の目的は、上記従来の課題を解決し、防眩フィルムとしての各種性能を低下させることなく、防汚性に優れた防眩フィルム、この防眩フィルムを用いた偏光板及び透過型表示装置を提供することである。

上記目的は以下の本発明によって解決される。即ち、本発明は、透明基材フィルム上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有する防眩層とした防眩フィルムであって、該防眩層の表面が防汚性を有することを特徴とする防眩フィルム、この防眩フィルムを用いた偏光板及び透過型表示装置を提供する。

本発明において、防眩フィルムが有意の防汚性を有するには、その表面のトリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇであることが好ましいことを見出した。又、上記防汚性は、防眩層に弗素変性化合物を含有させることで達成し得ることを見出した。又、基材フィルムがトリアセテートフィルムである場合には、防眩フィルムをアルカリ処理した後でも、防眩層が弗素変性化合物を含むことによってその表面のトリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇに維持できることを見出した。

本発明の実施の形態の例に係る防眩フィルムを示す断面図。同防眩フィルムの製造過程を示す断面図。本発明の防眩フィルムを用いた偏光版を示す断面図。本発明の防眩フィルムを用いた透過型表示装置を示す断面図。

次に本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
本発明の１例の防眩フィルム１０は、図１に示されるように、透明基材フィルム１２上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有する防眩層１８とした防眩フィルムであって、該防眩層の表面が防汚性を有することを特徴としている。

前記透明基材フィルム１２の素材としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスがある。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等が使用できる。又、厚さは通常２５μｍ〜１０００μｍ程度とする。

前記透明基材フィルム１２としては、複屈折がないＴＡＣが、防眩フィルムを偏光素子と積層して偏光板を作成することが可能（後述）であり、更にその偏光板を用いて表示品位の優れた液晶表示装置を得ることができるので特に好ましい。

本発明では、上記透明基材フィルム１２上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有し、且つ防汚性を有する防眩層１８を形成することによって得られる。この防眩層１８は、透光性微粒子１６及び弗素変性化合物を含む透光性樹脂１４から形成することができる。上記透光性樹脂１４としては、主として紫外線・電子線によって硬化する樹脂、即ち、電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶剤を混合したもの、熱硬化型樹脂の３種類が使用される。

電離放射線硬化型樹脂組成物の被膜形成成分は、好ましくは、アクリレート系の官能基を有するもの、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、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性希釈剤としてエチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。

更に、上記電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、この中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチリルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合するのが好ましい。

更に、上記防眩層１８を形成するための透光性樹脂１４として、上記のような電離放射線硬化型樹脂に対して溶剤乾燥型樹脂を含ませてもよい。前記溶剤乾燥型樹脂には、主として熱可塑性樹脂が用いられる。電離放射線硬化型樹脂に添加する溶剤乾燥型熱可塑性樹脂の種類は通常用いられるものが使用されるが、透明基材フィルム１２として特に前述のようなＴＡＣ等のセルロース系樹脂を用いるときには、電離放射線硬化型樹脂に含ませる溶剤乾燥型樹脂には、ニトロセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、エチルヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系樹脂が塗膜の密着性及び透明性の点で有利である。

その理由は、上記のセルロース系樹脂に溶媒としてトルエンを使用した場合、透明基材フィルム１２であるポリアセチルセルロースの非溶解性の溶剤であるトルエンを用いるにも拘らず、透明基材フィルム１２にこの溶剤乾燥型樹脂を含む塗料の塗布を行っても、透明基材フィルム１２と塗膜樹脂との密着性を良好にすることができ、しかもこのトルエンは、透明基材フィルムであるポリアセチルセルロースを溶解しないので、該透明基材フィルム１２の表面は白化ぜず、透明性が保たれるという利点があるからである。

前記防眩層１８に含有させる透光性微粒子１６としては、プラスチックビーズが好適であり、特に透明度が高く、マトリックス樹脂（透光性樹脂１４）との屈折率差が必要な数値になるものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ（屈折率１．５７）、アクリルビーズ（屈折率１．４９）、アクリル−スチレンビーズ（屈折率１．５４）、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等が用いられる。これらのプラスチックビーズの粒径は、前述のように０．５〜５μｍのものを適宜選択して用いる。

上記のような有機フィラーとしての透光性微粒子１６を添加した場合には、樹脂組成物（透光性樹脂１４）中で有機フィラーが沈降し易いので、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。尚、無機フィラーは添加すればする程有機フィラー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、透光性樹脂１６に対して塗膜の透明性を損なわない程度に、０．１重量％未満程度含ませると沈降を防止することができる。有機フィラーの沈降防止のための沈降防止剤である無機フィラーを添加しない場合は、透明基材フィルム１２への塗布時に有機フィラーが底に沈澱しているので、よく掻き混ぜて均一にして使用すればよい。

本発明においては、上記のような防眩層形成用組成物に弗素変性化合物を添加した防眩層形成用組成物を用いて前記透明基材フィルム上に防眩層を形成することによって本発明の防眩フィルムが得られる。上記弗素変性化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩やパーフルオロアルキルカルボン酸塩のモノマー、オリゴマー及びポリマー等が挙げられ、これらの中でも弗素変性モノマー又は弗素変性オリゴマーが好ましい。

このような弗素変性モノマー又は弗素変性オリゴマーは、前記電離線硬化性樹脂組成物とともに重合硬化するので、得られた防眩フィルムを後にアルカリ処理することによっても除去されることがなく、優れた防汚性が維持される。
上記弗素変性化合物の使用量は、防眩層形成用組成物の固形分１００重量部当たり、約０．５〜１．０重量部の範囲で使用することが好ましい。使用量が上記範囲未満であると、満足し得る防汚性が得られず、防眩層、又はアルカリ処理後の防眩層のトリアセチンに対する接触角を＞４３ｄｅｇとすることができない。一方、上記範囲を超える使用量を用いても接触角をそれ以上向上させることができないうえに、防眩層の硬度が低下する等の点で好ましくない。

上記のような弗素変性化合物を含む電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法は通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、ハンデグラフ型、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機から放出される５０〜１０００ＫｅＶ、好ましくは１００〜３００ＫｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライトランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。

ここで、一般に電離放射線硬化型樹脂の屈折率は約１．５で、ガラスと同程度であるが、前記透光性徴粒子の屈折率との比較において、用いる樹脂の屈折率が低い場合には、該透光性樹脂１４に、屈折率の高い微粒子であるＴｉＯ₂（屈折率；２．３〜２．７）、Ｙ₂Ｏ₃（屈折率；１．８７）、Ｌａ₂Ｏ₃（屈折率；１．９５）、ＺｒＯ₂（屈折率；２．０５）、Ａ１₂Ｏ₃（屈折率；１．６３）等を塗膜の拡散性を保持できる程度に加えて、屈折率を上げて調整することができる。

次に、前記透明基材フィルム１２の面に、防眩層１８を形成する過程について図２を参照して説明する。図２（Ａ）の透明基材フィルム１２に対して、図２（Ｂ）のように、弗素変性化合物及び透光性微粒子１６を含有する透光性樹脂１４を塗布し、この塗布層の上から、表面に微細な凹凸を形成された賦型フィルム１９を、該表面が前記塗布層に接するようにラミネートし（図２（Ｃ）参照）、次に前記透光性樹脂１４が電子線或いは紫外線硬化型樹脂の場合は、これら電子線或いは紫外線を賦型フィルム１９を介して照射し、又、溶剤乾燥型樹脂の場合は加熱して硬化した後、賦型フィルム１９を硬化した防眩層１８から剥離する。

このようにすると、防眩層１８は全体として平滑な状態となり、且つ賦型フィルム１９に予め形成されている細かな凹凸が賦型される。従って、弗素変性化合物及び透光性微粒子１６を混合した液状の透光性樹脂１４を単に塗布した場合と比較して、拡散層１８のその面をより平滑にすることができる。

次に図３に示される本発明にかかる偏光板の実施の形態の例について説明する。図３に示されるように、この実施の形態の例の偏光板２０は、偏光層（偏光素子）２２の一方の面（図３において上面側）に前記と同様の防眩フィルム１１が設けられた構成である。前記偏光層２２は、２層の透明基材フィルムであるＴＡＣフィルム１２Ａ、２４の間に積層されていて、且つ３層構造であり、第１層及び第３層がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素を加えたフィルム、中間の第２層がＰＶＡフィルムからなっている。前記防眩フィルム１１はＴＡＣフィルム１２Ａに防眩層１８を積層した構成である。

前記偏光層２２の両外側に設けられ、透明基材フィルムとなるＴＡＣは複屈折がなく偏光が乱されないので、偏光素子となるＰＶＡ及びＰＶＡ＋ヨウ素フィルムと積層しても、偏光が乱されない。従って、このような偏光板２０を用いて表示品位の優れた液晶表示装置を得ることができる。上記のような偏光板２０における偏光層２２を構成する偏光素子としては、沃素又は染料により染色し、延伸してなるＰＶＡフィルムに、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等がある。尚、偏光層２２を構成するフィルムを積層するにあたっては、接着性の増加及び静電防止のために、前記ＴＡＣフィルム１２，２４にアルカリ水溶液によってケン化処理を行うとよい。このアルカリ処理は、例えば、２規定の水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いて、約４０〜８０℃程度の温度で約６０〜１２０秒間行なうことが好ましい。この様な鹸化によってＴＡＣフィルムの表面が親水性化してＰＶＡフィルムに対する接着性が向上する。

次に、図４に示されている本発明に係る透過型表示装置を液晶表示装置とした場合の実施の形態の例について説明する。図４に示される液晶表示装置３０は、上記偏光板２０と同様な偏光板３２と、液晶パネル３４と、偏光板３６とを、この順で積層すると共に、偏光板３６側の背面にバックライト３８を配置した透過型の液晶表示装置である。

前記液晶表示装置３０における液晶パネル３４で使用される液晶モードとしては、ツイストネマティックタイプ（ＴＮ）、スーパーツイストネマティックタイプ（ＳＴＮ）、ゲスト−ホストタイプ（ＧＨ）、相転移タイプ（ＰＣ）、高分子分散タイプ（ＰＤＬＣ）等のいずれであってもよい。又、液晶の駆動モードとしては、単純マトリックスタイプ、アクティブマトリックスタイプのどちらでもよく、アクティブマトリックスタイプの場合では、ＴＦＴ、ＭＩＭ等の駆動方式が取られる。更に、液晶パネル３４は、カラータイプ或いはモノクロタイプのいずれであってもよい。

以下本発明の実施例について、比較例と対照して説明する。
実施例１
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）１００重量部
シリカフィラー（二次粒子径１μｍ）７重量部
弗素変性アクリルオリゴマー（大日本インキ製 DEFENSA MCF-323）１重量部
トルエン１３０重量部

上記材料を混合して防眩層形成用塗料とした。この塗料を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−８０ＵＶ８０μｍ）上に３μｍ／ｄｒｙとなるように塗工し、乾燥し電子線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして得られた防眩フィルムのヘイズは１３、トリアセチンを用いた接触角測定では６０°であった。このフィルムを６０°で２規定の苛性カリ水溶液の９０秒間浸漬して鹸化処理した後のトリアセチンを用いた接触角測定では５３°であった。この防眩フィルムは防汚性に優れ、表面に指を押し当てても指紋が付かなかった。

実施例２
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）１００重量部
シリカフィラー（二次粒子径１μｍ）７重量部
弗素変性アクリルオリゴマー（大日本インキ製 DEFENSA MCF-323）
０．２重量部
トルエン１３０重量部
上記材料を混合して防眩層形成用塗料とした。この塗料を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−８０ＵＶ８０μｍ）上に３μｍ／ｄｒｙとなるように塗工し、乾燥し電子線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして得られた防眩フィルムのヘイズは１３、トリアセチンを用いた接触角測定では６８°であった。このフィルムを６０°で２規定の苛性カリ水溶液の９０秒間浸漬して鹸化処理した後のトリアセチンを用いた接触角測定では５０°であった。この防眩フィルムは防汚性に優れ、表面に指を押し当てても指紋が付かなかった。

比較例１
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）１００重量部
シリカフィラー（二次粒子径１μｍ）７重量部
弗素変性シリコーン（東芝シリコーン製ＸＣ９８−Ａ５３８２）５重量部
トルエン１３０重量部
上記材料を混合して防眩層形成用塗料とした。この塗料を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−８０ＵＶ８０μｍ）上に３μｍ／ｄｒｙとなるように塗工し、乾燥し電子線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして得られた防眩フィルムのヘイズは１３、トリアセチンを用いた接触角測定では７°であった。このフィルムを６０°で２規定の苛性カリ水溶液の９０秒間浸漬して鹸化処理した後のトリアセチンを用いた接触角測定では１３°であった。この防眩フィルムは防汚性に劣り、表面に指を押し当てると明瞭な指紋が付いたうえに、拭き取ることができなかった。

比較例２
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）１００重量部
シリカフィラー（二次粒子径１μｍ）７重量部
弗素変性シリコーン（東芝シリコーン製 XC98-A5382）０．２重量部
トルエン１３０重量部
上記材料を混合して防眩層形成用塗料とした。この塗料を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−８０ＵＶ８０μｍ）上に３μｍ／ｄｒｙとなるように塗工し、乾燥し電子線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして得られた防眩フィルムのヘイズは１３、トリアセチンを用いた接触角測定では３５°であった。このフィルムを６０°で２規定の苛性カリ水溶液の９０秒間浸漬して鹸化処理した後のトリアセチンを用いた接触角測定では３９°であった。この防眩フィルムは防汚性に劣り、表面に指を押し当てると明瞭な指紋が付いたうえに、拭き取ることができなかった。

比較例３
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）１００重量部
シリカフィラー（二次粒子径１μｍ）７重量部
トルエン１３０重量部
上記材料を混合して防眩層形成用塗料とした。この塗料を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−８０ＵＶ８０μｍ）上に３μｍ／ｄｒｙとなるように塗工し、乾燥し電子線を照射して樹脂を硬化させた。このようにして得られた防眩フィルムのヘイズは１３、トリアセチンを用いた接触角測定では４３°であった。このフィルムを６０°で２規定の苛性カリ水溶液の９０秒間浸漬して鹸化処理した後のトリアセチンを用いた接触角測定では３８°であった。この防眩フィルムは防汚性に劣り、表面に指を押し当てると明瞭な指紋が付いたうえに、拭き取ることができなかった。

上記本発明によれば、耐汚染性に優れた防眩フィルムが提供される。

１０、１１：防眩フィルム
１２：透明基材フィルム
１４：透光性樹脂
１６：透光性微粒子
１８：防眩層
２０、３２、３６：偏光板
２２：偏光層
３０：液晶表示装置
３４：液晶パネル

Claims

透明基材フィルム上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有する防眩層としたディスプレイ用防眩フィルムであって、該防眩層が、電離放射線硬化型樹脂と、該樹脂とともに重合硬化するフッ素変性モノマー或いはフッ素変性オリゴマーとを含む防眩層形成用組成物を、紫外線または電子線照射によって硬化形成され、その表面が防汚性を有することを特徴とするディスプレイ用防眩フィルム。
防汚性が、トリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇとして表わされ、かつアルカリ処理後の防眩層のトリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇとして表される請求項１に記載のディスプレイ用防眩フィルム。
透明基材フィルム上に、少なくとも１層以上の樹脂層を積層し、最上層を凹凸を有する防眩層としたディスプレイ用防眩フィルムの製造方法であって、該防眩層を、電離放射線硬化型樹脂と、該樹脂とともに重合硬化するフッ素変性モノマー或いはフッ素変性オリゴマーとを含む防眩層形成用組成物を、紫外線または電子線照射によって硬化形成することを特徴とする、その表面がトリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇとして表わされ、かつアルカリ処理後の防眩層のトリアセチンに対する接触角が＞４３ｄｅｇとして表される防汚性を有するディスプレイ用防眩フィルムの製造方法。
請求項１または２に記載のディスプレイ用防眩フィルムを用いたことを特徴とする偏光フィルム。
ディスプレイ用防眩フィルムが鹸化処理されている請求項４に記載の偏光フイルム。
請求項１または２に記載のディスプレイ用防眩フィルムを用いたことを特徴とする透過型表示装置。