JP2010250209A - 光学機能層用微粒子、ディスプレイ用光学部材及び防眩機能層 - Google Patents

Abstract

【課題】防眩性と黒色再現性とを極めて高いレベルで両立することができ、高精細化ディスプレイに対して好適に適用することができる光学機能層を得ることができる、光学機能層用微粒子を提供する。
【解決手段】コアと該コアを被覆するシェルとを有し、透明基材に添加されて光学機能層の形成に用いられる光学機能層用微粒子であって、平均粒径Ｒが上記光学機能層に入射する光の波長以上であり、かつ、上記平均粒径Ｒと上記コアの平均径ｒとの比（ｒ／Ｒ）が０．５０以上であり、更に、上記シェルは、上記透明基材と異なる屈折率を有するとともに、光吸収性能を有することを特徴とする光学機能層用微粒子。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、ワープロ、コンピュータ、テレビジョンなどの画像表示に用いる各種ディスプレイに設置する光学部材に用いる微粒子に関する。

陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等の画像表示装置においては、一般に最表面には反射防止のための光学フィルムが設けられている。このような反射防止用光学フィルムは、光の散乱や干渉によって、像の映り込みを抑制したり反射率を低減したりするものである。

反射防止用光学フィルムの一つとして、透明性基材の表面に凹凸形状を有する防眩層を形成した防眩フィルムが知られている。このような防眩フィルムは、表面の凹凸形状によって外光を散乱させて外光の反射や像の写り込みによる視認性の低下を防止することができる。
このような防眩フィルムとしては、従来、粒子によって凹凸を形成したものが知られている（例えば、特許文献１）。

ところが、近年、液晶表示装置等の画像表示装置は、極めて高いレベルの画質が要求されるようになってきており、特に防眩性に加えて黒色再現性に優れることが特に求められている。
防眩性に加えて黒色再現性を向上させる方法としては、例えば、平均粒径が異なり、粒径を所定の範囲内に制御された、少なくとも二種の透光性樹脂粒子を含む光拡散層を備えた光学フィルムが知られている（例えば、特許文献２）。
しかしながら、このような従来の方法では、近年の極めて高いレベルでの防眩性及び黒色再現性の両立を満足させることはできていないのが現状であった。

また、基材と屈折率の異なる微粒子を熱可塑性樹脂に練り込んだり、熱硬化樹脂に分散させることにより拡散シートとした光学部材が透過型スクリーン等に用いられているが、上記微粒子により外光のバックスキャッタが生じるためコントラストが低い欠点があった。
このような微粒子によるコントラスト低下を防止するために、例えば、特許文献３に示すような微粒子表面に干渉を用いた反射防止層を持つ微粒子や特許文献４に示すような屈折率を段階的又は連続的に変化させる微粒子が提案されている。しかしながら、このような反射防止層を持つ微粒子は、干渉に起因する着色が生じやすく、また、屈折率を変化させる微粒子では拡散を大きくすることが困難であった。

特開平６−１８７０６号公報 特開２００７−０４１５４７号公報 特開２００５−１７９２０号公報 特開平２−１２０７０２号公報

本発明は、上記現状に鑑み、防眩性や拡散性と黒色再現性とを極めて高いレベルで両立することができるとともに、色の再現性を優れたものとすることができ、高精細化ディスプレイに対して好適に適用することができる光学機能層を得ることができる、光学機能層用微粒子、該光学機能層用微粒子を用いてなる、ディスプレイ用光学部材、防眩フィルム、及び、拡散フィルムを提供することを目的とする。

本発明は、コアと該コアを被覆するシェルとを有し、透明基材に添加されて光学機能層の形成に用いられる光学機能層用微粒子であって、平均粒径Ｒが上記光学機能層に入射する光の波長以上であり、かつ、上記平均粒径Ｒと上記コアの平均径ｒとの比（ｒ／Ｒ）が０．５０以上であり、更に、上記シェルは、上記透明基材と異なる屈折率を有するとともに、光吸収性能を有することを特徴とする光学機能層用微粒子である。

また、本発明の光学機能層用微粒子は、透明基材の屈折率ｎ１とシェルの屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）をΔｎとしたとき、Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（１）〜（４）を満たすことが好ましい。
Δｎ＜０．９４のとき、（ｒ／Ｒ）＞０．５３ （１）
０．９４≦Δｎ＜１．０のとき、（ｒ／Ｒ）＞７．２×Δｎ−６．１ （２）
１．０＜Δｎ≦１．０６７のとき、（ｒ／Ｒ）＞７．８−６．８×Δｎ （３）
１．０６７＜Δｎのとき、（ｒ／Ｒ）＞０．５３ （４）
更に、上記Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（５）、（６）を満たすことが好ましい。
Δｎ＜１．０のとき、（ｒ／Ｒ）＞１．５×Δｎ−０．５ （５）
１．０＜Δｎのとき、（ｒ／Ｒ）＞３．２−２．２×Δｎ （６）
更に、上記Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（７）を満たすことが好ましい。
１．０＜Δｎのとき、α＞１．９−０．９×Δｎ （７）

また、本発明の光学機能層用微粒子は、コア及びシェルは有機材料からなり、上記シェルは、上記コアを構成する有機材料に紫外光領域、可視光領域及び赤外光領域からなる群より選択される少なくとも１種の領域に光吸収性能を有する添加剤を含ませてなるものであるものであることが好ましい。
また、本発明の光学機能層用微粒子は、拡散輝度分布の正透過での輝度をｐとし、シェルに光吸収性能を有する添加剤を添加していない粒子における、上記添加剤の吸収最大波長での拡散輝度分布の正透過での輝度をＰとしたときに、（ｐ／Ｐ）が０．６以上であることが好ましい。
また、上記添加剤は、可視波長領域での吸収率が略等しいことが好ましい。

また、本発明は、透明基材と、上記本発明の光学機能層用微粒子とを用いて形成された光学機能層を備えたディスプレイ用光学部材であって、上記光学機能層における光学機能層用微粒子の割合（質量％）が、下記式（８）で表される式より算出される数値以上であり、かつ、下記式（９）で表される式より算出される数値以下であることを特徴とするディスプレイ用光学部材。
０．３４×Ｒ^３／Ｔ （８）
１２１×Ｒ／Ｔ （９）
ここで、上記式（８）及び（９）中、Ｔは、上記光学機能層の平均厚み （μｍ）を表し、Ｒは、上記光学機能層用微粒子の平均粒径 （μｍ）を表し、Ｒ＜Ｔである。

また、本発明は、上記本発明の光学機能層用微粒子により形成された凹凸面を有することを特徴とする防眩フィルムである。
また、本発明は、透明基材と、上記本発明の光学部材用微粒子とを用いて形成されたディスプレイ用光学機能層を有し、上記透明基材は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする拡散フィルムである。
以下、本発明を詳細に説明する。

本発明者らは、微粒子が基材（バインダー成分）に添加された光学機能層について鋭意検討した結果、光学機能層を通過する光が微粒子を透過した際に迷光、バックスキャッタが生じ、この迷光、バックスキャッタがディスプレイの黒色再現性向上を妨げていたことを見出した。
このような知見に基づき、更に検討した結果、図２及び図３に示すように、透明基材（図示せず）中に添加された状態で微粒子２０（３０）内に入射した光（以下、入射光２１（３１）ともいう）は、透明基材に透過光２３（３３）として出射する際に、微粒子２０（３０）と透明基材との界面で微粒子２０（３０）の内部方向への反射光（以下、内部反射光２２（３２）ともいう）を生じ、この内部反射光２２（３２）が微粒子２０（３０）内の所定の領域に偏在していることを見出した。なお、図２は、透明基材の屈折率ｎ１と微粒子のシェルの屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）が１未満である場合の光の進行状態を示す模式図であり、図３は、透明基材の屈折率ｎ１と微粒子のシェルの屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）が１を超える場合の光の進行状態を示す模式図である。また、図２、３において、微粒子２０、３０は、コアとシェルの屈折率が等しいものであり、微粒子２０、３０の表面で反射する光については省略している。
そして、本発明者らは、更に鋭意検討した結果、微粒子内の内部反射光が偏在して通過する領域に光吸収性能を持たせることで、迷光の発生を好適に防止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。
すなわち、本発明では、微粒子を透過する光（必要な光）は、光吸収性能を持たせた領域の厚みによる吸収だけであるため、透過率の低下は少ないのに対し、迷光となる内部反射光は、光吸収性能を持たせた領域の中を通過する距離が透過する光に比較して極度に長くなるため、該領域での吸収をより強く受けることになり、迷光の発生が抑制されることとなる。

本発明の光学機能層用微粒子は、透明基材に添加されて光学機能層の形成に用いられるものである。
上記光学機能層としては特に限定されず、高精細画像用ディスプレイの表面に設置する従来公知の表面フィルムやスクリーン等が挙げられ、例えば、防眩層、ハードコート層、反射防止層、帯電防止層、拡散層等が挙げられる。なかでも、防眩層、拡散層として好適に用いられる。

なお、本発明の光学機能層用微粒子は、後述するシェルの光吸収特性を可視域以外に持たせることによっては、ディスプレイ用途以外にも、例えば、リモートコントロールのスイッチングやポインターによる位置検出に用いる赤外光の迷光発生を防止して検出精度を高めるのに用いたり、紫外線照射装置の拡散板に用いて有害な紫外光の反射を防止するのに用いたりすることもできる。更には、後述するシェルに含ませる添加剤として、光の波長に対するウインドウを有するものを用いることで、バックスキャッタする光の波長を限定させることが可能であり、波長変換材料を上記添加剤として用いることで、バックスキャッタする光の波長を変えることも可能である。

図１は、本発明の光学機能層用微粒子の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、本発明の光学機能層用微粒子１０は、コア１１と該コア１１を被覆するシェル１２とを有する。

本発明の光学機能層用微粒子において、上記コアは、透明な材料からなるものであり、有機材料からなるものが好適に用いられる。このようなコアを構成する材料としては特に限定されず、例えば、スチレン樹脂（屈折率；１．６０）、メラミン樹脂（屈折率；１．５７）、アクリル樹脂（屈折率；１．４９）、アクリル−スチレン共重合体樹脂（屈折率；１．４９〜１．６０）、ポリカーボネート樹脂（屈折率；１．５９）、ポリエチレン（屈折率；１．５３）、ポリ塩化ビニル（屈折率；１．５４）等が挙げられる。なかでも、スチレン樹脂、アクリル−スチレン樹脂が好適に用いられ、特にアクリル−スチレン共重合樹脂がアクリルとスチレンの比率を変えることで容易に屈折率を変えることができるのでより好ましく用いられる。

また、上記シェルは、上記透明基材と異なる屈折率を有するとともに、光吸収性能を有するものである。上記シェルの屈折率が透明基材の屈折率と同じであると、本発明の光学機能層用微粒子を用いてなる防眩フィルムや拡散フィルム等のディスプレイ用光学部材に充分な光学的特性（ギラツキ防止性、拡散性）が得られなくなる。
このようなシェルとしては、例えば、上述したコアを構成する有機材料中に、光吸収性能を発揮する添加剤を含ませてなるものが挙げられる。
上記添加剤としては限定されないが、例えば、紫外光領域、可視光領域及び赤外光領域からなる群より選択される少なくとも１種の領域に光吸収性能を有するものが特に好適に用いられる。上記添加剤がこのような光吸収性能を有することで、本発明の光学機能層用微粒子を上述の光学機能層用途として好適に用いることができる。なかでも、コントラストを向上させるための上記添加剤としては、可視波長領域での吸収率が略等しいものであることが好ましい。可視光領域での各波長における吸収率が略等しい添加剤であると、本発明の光学機能層用微粒子を用いてなるディスプレイ用光学部材等は、映像光が着色することがなく、かつ、反射光も着色されないからである。なお、上記「吸収率が略等しい」とは、目視にてニュートラルブラック又はニュートラルグレーとなることで、可視光領域における各波長の吸収率の比が±１０％以上となっていることである。

このような添加剤としては特に限定されず、微粒子として添加されていてもよく、シェル材料に溶解されていてもよい。また、上記添加剤は、透過性を有してもよいし、逆に透過性を有していなくともよい。具体的には、上記添加剤としては、公知の染料や顔料を本発明の光学機能層用微粒子の製造法に応じて、単体又は複合して用いればよい。

上記添加剤の添加量としては、上記シェル及びコアを構成する材料、並びに、透明基材を構成する材料等を考慮して、上記内部反射光を好適に吸収し、本発明の光学フィルム機能層用微粒子に入射した光は充分に透過させる程度に適宜調整される。

ここで、微粒子を含有する透明基材からなる光学機能層の拡散性能を大きくするために、上記透明基材と微粒子の屈折率差を大きくすると、微粒子表面反射が大きくなる弊害が生じてしまう。よって、本発明の光学機能層用微粒子において、上記シェルは、コアと透明基材の中間の屈折率を有するものであることが好ましい。上記シェルの屈折率が上記条件を満たすことで、上記表面反射を好適に抑えることができる。

また、本発明の光学機能層用微粒子は、平均粒径Ｒが上記光学機能層に入射する光（入射光）の波長以上である。上記平均粒径Ｒが入射光の波長未満であると、本発明の光学機能層用微粒子に照射された光の光路の特定ができず、透過光量と迷光吸収量の調整ができない。
また、上記平均粒径Ｒとしては、具体的には、０．４〜２０μｍであることが好ましい。０．４μｍ未満であると、上記入射光の波長未満となりやすく、本発明の光学機能層用微粒子を用いてなる光学機能層に適用可能な光の選択の幅が限られる。また、充分な防眩性及び黒色再現性に優れる光学機能層を得ることができない場合がある。２０μｍを超えると、ギラツキが生じやすくなり本発明の光学機能層用微粒子を用いてなる光学フィルムを適用したディスプレイの品位を低下させることがある。
コントラスト向上を図るに上記粒径Ｒのより好ましい下限は０．８μｍ、より好ましい上限は１０μｍである。

また、本発明の光学機能層用微粒子は、上記平均粒径Ｒと上記コアの平均径ｒとの比（ｒ／Ｒ）が０．５０以上である。０．５０未満であると、本発明の光学機能層用微粒子の迷光の吸収が過剰になり逆に透過光の強度が低下することとなり、光学機能層を作製した場合に透過率が劣ることとなる。
本発明において、上記（ｒ／Ｒ）は、０．７０以上であることが好ましく、０．８５以上であることがより好ましい。シェルによる透過光の強度低下に比べ迷光の吸収効率がより高いからである。
なお、上記平均粒径Ｒ及びコアの平均径ｒは、公知の顕微鏡観察による本発明の光学機能層用微粒子の断面観察により測定することができる。

また、本発明の光学機能層用微粒子において、上記透明基材の屈折率ｎ１と光学機能層用微粒子のシェルの屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）をΔｎ（以下、比屈折率ともいう）としたとき、Δｎと（ｒ／Ｒ）とが上記式（１）〜（４）を満たすことが好ましい。上記（ｒ／Ｒ）が式（１）〜（４）を満たすことで、本発明の光学機能層用微粒子は、好適に入射した光の透過性能と、内部反射光の吸収性能とが優れたものとなる。
本発明の光学機能層用微粒子において、上記Δｎと（ｒ／Ｒ）とが上記式（５）、（６）を満たすことがより好ましい。上記式（５）、（６）を満たすことで、本発明の光学機能層用微粒子は、入射した光の透過性能と内部反射光の吸収性能とがより優れたものとなる。
更に、本発明の光学機能層用微粒子は、上記Δｎと（ｒ／Ｒ）とが上記式（７）を満たすことが好ましい。上記式（７）を満たすことで、本発明の光学機能層用微粒子の光の透過性能と内部反射光の吸収性能とのバランスがもっとも好適なものとなる。
図４、５及び６は、本発明の光学機能層用微粒子のコア径（％）［（ｒ／Ｒ）×１００］と比屈折率との関係を、内部反射光を吸収する割合別に示したグラフである。これらのグラフに示すように、微粒子内部での反射は比屈折率に依存する。微粒子界面で反射率０．１％の内部反射光をシェルに導くために要求されるコア径を示すのが式（１）〜（４）で示されるグラフであり（図４）、同様に１％の場合が式（５）、（６）で示されるグラフであり（図５）、１０％の場合が式（７）で示されるグラフである（図６）。
すなわち、透過光の低下に対する吸収効果は、式（１）〜（４）＜式（５）、（６）＜式（７）となる。

本発明の光学機能層用微粒子は、拡散輝度分布の正透過での輝度をｐとし、上記シェルに光吸収性能を有する添加剤を添加していない粒子における、上記添加剤の吸収最大波長での拡散輝度分布の正透過での輝度をＰとしたときに、（ｐ／Ｐ）が０．６以上であることが好ましい。
ここで、上記（ｐ／Ｐ）は、本発明の光学機能層用微粒子のシェルの有する吸光の度合いを示すパラメータであり、０．６未満であると、本発明の光学機能層用微粒子を透過する光の透過率が低くなり、光学機能層用途として不適となる。上記（ｐ／Ｐ）のより好ましい下限は０．７であり、更に好ましい下限は０．８である。
なお、上記（ｐ／Ｐ）の値は、光学機能層用微粒子を測定することが好ましいが、微粒子が小さく測定が困難な場合には、例えば、以下のような方法で算出した（ｐ’／Ｐ’）として測定することができる。

＜光学機能層用微粒子のシェルを後染色で設けた場合＞
（１）染色していない上記微粒子を用いてプレス処理により形成した厚さ１ｍｍの板を作製する。
（２）作製した板の可視光域における透過率（Ｐ’）を測定する。
（３）本発明の光学機能層用微粒子のシェルを形成する場合と同条件で、上記板を染色し、シェル厚みと同じ厚みに染色層を有する処理板を作製する。
（４）作製した処理板の可視光域の透過率（ｐ’）を測定する。
（５）（ｐ’／Ｐ’）を算出する。

＜光学機能層用微粒子のシェルの周囲を染料又は顔料で覆った場合＞
（１）上記微粒子のコア材料をプレス処理により形成した厚さ１ｍｍの板を作製する。
（２）作製した板の可視光域における透過率（Ｐ’）を測定する。
（３）シェルの厚みＡを測定する。
（４）上記微粒子のコア材料をプレス処理により形成した厚さ１−２×Ａ（ｍｍ）のコア板を作製する。
（５）本発明の光学機能層用微粒子のシェルを形成する材料を塗料化して前記コア板に総厚みが１ｍｍとなるように塗装して処理板を作製する。
（６）作製した処理板の可視光域の透過率（ｐ’）を測定する。
（７）（ｐ’／Ｐ’）を算出する。

本発明の光学機能層用微粒子は、上述した構成のコアとシェルとからなるものであるため、後述する透明基材中に分散させた状態で光が透過した場合に、微粒子内部での内部反射光が殆ど生じることがなく、迷光の発生を効果的に抑制できる。このため、防眩性と黒色再現性とを極めて高いレベルで両立することができ、高精細化ディスプレイに対して好適に適用することができる光学機能層を得ることができる。

このようなコアとシェルとからなる構造の本発明の光学機能層用微粒子は、例えば、微粒子材料に浸透性を有する染料浴に、予め形成しておいた微粒子を浸漬することにより、染料を微粒子表面近傍に含浸させる方法；染料や顔料を溶解又は分散させた反応性液体を用いてコア物質の界面で重合させる方法；染料や顔料を溶解又は分散させたポリマー溶液にコア物質を添加し、分散媒中で微小滴とし、溶剤を飛ばし固化する方法；コア物質を、染料や顔料を溶解又は分散させたシェル物質を溶かした液体に投入し噴霧状にして熱風中に吹き出す方法等により製造することができる。

本発明の光学機能層用微粒子が添加される透明基材は、該光学機能層用微粒子のバインダー成分として機能するものである。
このような透明基材としては、透明性のものであれば特に限定されず、例えば、紫外線又は電子線により硬化する樹脂である電離放射線硬化型樹脂、溶剤乾燥型樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、微粒子が分散できる機能を有するものであればよい。
例えば、本発明の光学機能層用微粒子を用いて防眩フィルムやハードコートフィルム等の表面フィルムを製造する場合、電離放射線硬化型樹脂が、本発明の光学機能層用微粒子を用いて透過型スクリーン等を製造する場合、熱可塑性樹脂が、本発明の光学機能層用微粒子を用いて拡散フィルム等を製造する場合、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂が、各々紫外線硬化、押出成型、シルク印刷等の各々のプロセスに適した形で用いることが可能である。ただし、上記表面フィルム、透過型スクリーン及び拡散フィルム等を製造する場合、用いられる透明基材としては、上述したものに限定されるものではない。なお、本明細書において、「樹脂」は、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の樹脂成分も包含する概念である。

上記電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、（メタ）アクリレート系の官能基を有する化合物等の１又は２以上の不飽和結合を有する化合物が挙げられる。
１の不飽和結合を有する化合物としては、例えば、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が挙げられる。２以上の不飽和結合を有する化合物としては、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）アクリレート等の多官能化合物と（メタ）アルリレート等の反応生成物（例えば、多価アルコールのポリ（メタ）アクリレートエステル）等が挙げられる。なお、本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、メタクリレート及びアクリレートを指すものである。

上記化合物のほかに、不飽和二重結合を有する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等も上記電離放射線硬化型樹脂として使用することができる。

本発明の光学機能層用微粒子を表面フィルムに使用する場合においては、上記透明基材は、紫外線硬化樹脂からなることが好ましい。
上記電離放射線硬化型樹脂を上記紫外線硬化樹脂として使用する場合には、上記光学機能層を形成する際の組成物中に、光重合開始剤を含有することが好ましい。
上記光重合開始剤としては、具体例には、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、チオキサントン類、プロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホスフィン等が挙げられる。

上記光重合開始剤としては、上記電離放射線硬化型樹脂がラジカル重合性不飽和基を有する樹脂系の場合は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等を単独又は混合して用いることが好ましい。また、上記電離放射線硬化型樹脂がカチオン重合性官能基を有する樹脂系の場合は、上記光重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等を単独又は混合物として用いることが好ましい。
上記光重合開始剤の添加量は、電離放射線硬化型樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましい。

上記電離放射線硬化型樹脂は、溶剤乾燥型樹脂と併用して使用することもできる。
上記溶剤乾燥型樹脂としては、主として熱可塑性樹脂が挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、一般的に例示されるものが利用される。上記溶剤乾燥型樹脂の添加により、塗布面の塗膜欠陥を有効に防止することができる。
好ましい熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂、及びゴム又はエラストマー等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂としては、通常、非結晶性であり、かつ有機溶剤（特に複数のポリマーや硬化性化合物を溶解可能な共通溶剤）に可溶な樹脂を使用することが好ましい。特に、成形性又は製膜性、透明性や耐候性の高い樹脂、例えば、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体（セルロースエステル類等）等が好ましい。

本発明の好ましい態様によれば、上記光学機能層を積層する光透過性基材の材料がトリアセチルセルロース「ＴＡＣ」等のセルロース系樹脂の場合、熱可塑性樹脂の好ましい具体例として、セルロース系樹脂、例えば、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が挙げられる。上記セルロース系樹脂を用いることにより、上記光透過性基材との密着性及び透明性を向上させることができる。

上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を挙げることができる。
上記熱硬化性樹脂を用いる場合、必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を併用して使用することもできる。

上記透明基材と、本発明の光学機能層用微粒子とを用いることで、光学機能層を備えたディスプレイ用光学部材を形成することができる。
このようなディスプレイ用光学部材もまた、本発明の一つである。
すなわち、本発明のディスプレイ用光学部材は、透明基材と、本発明の光学機能層用微粒子とを用いて形成した光学機能層を備えたディスプレイ用光学部材であって、上記光学機能層における光学機能層用微粒子の割合（質量％）が、下記式（８）で表される式より算出される数値以上であり、かつ、下記式（９）で表される式より算出される数値以下であることを特徴とする。
０．３４×Ｒ^３／Ｔ （８）
１２１×Ｒ／Ｔ （９）
ここで、上記式（８）及び（９）中、Ｔは、上記光学機能層の平均厚み （μｍ）を表し、Ｒは、上記光学機能層用微粒子の平均粒径 （μｍ）を表し、Ｒ＜Ｔである。

本発明のディスプレイ用光学部材は、上記透明基材及び本発明の光学機能層用微粒子とを用いて形成した光学機能層を備える。
上記光学機能層における透明基材としては、本発明の光学機能層用微粒子において説明したものが挙げられる。

上記光学機能層は、平均厚みをＴ（μｍ）とし、上記光学機能層用微粒子の平均粒径をＲ（μｍ）としたときに、Ｒ＜Ｔであり、また、上記光学機能層における上記光学機能層用微粒子の割合（％）が、上記式（８）で表される式より算出される数値以上であり、かつ、上記式（９）で表される式より算出される数値以下である。
ここで、上記式（８）は、上記光学機能層における光学機能層用微粒子間隔が、視力２で明視距離２５ｃｍでの肉眼の解像度３５μｍの限界以下にあることを意味している。従って、上記光学機能層用微粒子の割合が、上記式（８）により算出される数値よりも小さい場合、上記光学機能層に含まれる光学機能層用微粒子が肉眼で観察され微粒子が分離して異物状に見えることとなる。
一方、上記式（９）は、上記光学機能層における光学機能層用微粒子が、最密充填にあることを意味している。従って、上記光学機能層用微粒子の割合が、上記式（９）により算出される数値よりも大きい場合、上記光学機能層から突出した光学機能層用微粒子が存在することとなり、濃度に斑が生じ黒異物として認知されてしまう。
また、上記「光学機能層用微粒子の割合」とは、上記光学機能層における透明基材と微粒子の重量に対する微粒子の重量％である。

このような光学機能層を形成する方法としては、上述した透明基材、光学機能層用微粒子、及び、その他必要に応じて、レベリング剤、帯電防止剤、防汚染剤等の各種添加剤と、溶剤とを混合して得た塗工液を用いる方法が挙げられる。すなわち、上記塗工液を所定の基材フィルム上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を硬化させることで上記光学機能層を形成することができる。

上記溶剤としては特に限定されず、例えば、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ハロゲン化炭化水素；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）；又はこれらの混合物が挙げられ、好ましくは、ケトン類、エステル類が挙げられる。

上記基材フィルムとしては特に限定されず、例えば、通常のプラスチックより透明性に優れる材料から選定される。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６）、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルペンテン、ポリエーテルスルフオン、ポリメタクリル酸メチルなどからなる延伸又は未延伸フィルムである。また、これらのフィルムを単層若しくは２層以上の多層フィルムとして使用することもできる。
上記基材フィルムの厚さとしては、１０〜２００μｍ程度であるが好ましい。１０μｍ未満であると、強度が不充分となり、上記光学層を充分に支えることができないことがあり、２００μｍを超えると、資源の浪費となるばかりでなく、加工時に操作し難いことがある。

上記塗工液を塗布して塗膜を形成する方法としては特に限定されず、例えば、通常のリバースロールコート、ロールコート、ミヤバーコート、グラビアコートなどの方法で、３〜１５ｇ／ｍ^２（固形分換算、以下同様に記載する。）塗工する方法が挙げられる。
更に、塗膜を硬化する方法としては、電子線又は紫外線、可視光線等の電磁波を照射する方法が挙げられる。上記紫外線による硬化は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプなどから発する電磁波が利用できる。

これらの電離放射線による硬化反応は、極力酸素が少ない雰囲気で行うことが好ましい。低酸素雰囲気下では、酸素による硬化阻害や、所望の重合反応以外の副反応による着色や分解がなく硬化反応を完結できる。したがって、上記光学機能層は、添加した光学機能層用微粒子の保持能力に優れた摩耗性を保つことができる。これに反して酸素濃度が高い場合は、硬化反応が完結せず、光学機能層は、摩耗性に劣り微粒子が脱落することがある。そして、好ましい酸素濃度は１０００ｐｐｍ以下である。

このようにして形成される光学機能層を、本発明の光学機能層用微粒子により形成された表面凹凸を有するものとする（以下、防眩層ともいう）ことで、上記ディスプレイ用光学部材は、防眩フィルムとして用いることができる。
このような防眩フィルムもまた、本発明の一つである。

本発明の防眩フィルムは、上記防眩層の表面に、上述した本発明の光学機能層用微粒子による凹凸が形成されているため、該微粒子内を透過する光が内部反射することによる迷光が殆ど生じることがなく、極めて防眩性及び黒色再現性に優れたものとなる。
すなわち、本発明の防眩フィルムは、優れた透過画像鮮明度及び写り込み防止性を備えたものとするこができる。

本発明の防眩フィルムにおいて、上記基材フィルムと防眩層との間の接着を強固に且つ安定とするために、基材フィルムの塗工面にコロナ放電やオゾンガスによる表面処理をしたり、基材フィルムと防眩層との双方の面と親和性があり接着性の強い材料よりなるプライマー層を設けることが好ましい。プライマー層は、ポリエステル・ポリオールやポリエーテル・ポリオールと、ポリイソシアネートとよりなる反応型のワニスを塗工して形成することができる。

本発明の光学機能層用微粒子は、上述した構成からなるため、透明基材中に添加した状態で、その内部を透過する光の内部反射光を好適に吸収することができる。よって、本発明の光学機能層用微粒子を用いてなる光学機能層は、防眩性と黒色再現性とを極めて高いレベルで両立することができ、高精細化ディスプレイに対して好適に適用することができる。

本発明の光学機能層用微粒子の一例を模式的に示す断面図である。 透明基材の屈折率ｎ１と微粒子の屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）が１未満である場合の光の進行状態を示す模式図である。 透明基材の屈折率ｎ１と微粒子の屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）が１を超える場合の光の進行状態を示す模式図である。 本発明の光学機能層用微粒子の（ｒ／Ｒ）とΔｎとの関係を、内部反射割合が０．１％までの内部反射光を吸収する場合を示したグラフである。 本発明の光学機能層用微粒子の（ｒ／Ｒ）とΔｎとの関係を、内部反射割合が１％までの内部反射光を吸収する場合を示したグラフである。 本発明の光学機能層用微粒子の（ｒ／Ｒ）とΔｎとの関係を、内部反射割合が１０％までの内部反射光を吸収する場合を示したグラフである。

１０ 光学機能層用微粒子
１１ コア
１２ シェル
２０、３０ 微粒子
２１、３１ 入射光
２２、３２ 内部反射光
２３、３３ 透過光

本発明の内容を下記の実施例により説明するが、本発明の内容はこれらの実施態様に限定して解釈されるものではない。また、特別に断りの無い限り、「部」及び「％」は質量基準である。

（実施例１）
まず、スチレン９０部、メタクリル酸メチル１０部を用いて乳化共重合することによりスチレン−アクリル共重合体の単分散粒子を得た。この単分散粒子の平均粒径Ｒは３．５μｍ、屈折率は１．５８であった。
次に、サワダプラテック社製の樹脂用染料ＳＤＮ黒２０ｇを１０００ｇの水で希釈した染色液に、得られた単分散粒子５ｇを６０℃にて添加、攪拌し１分間の染色を行ってシェルを形成し、水洗、乾燥して光学機能層用微粒子を得た。
得られた光学機能層用微粒子は、断面の顕微鏡観察により平均粒径Ｒ、コアの平均径ｒの比（ｒ／Ｒ）＝０．９１（シェル厚み０．１６μｍ）であり、シェルの屈折率は１．５８であった。
また、得られた単分散粒子をプレスすることにより得た１ｍｍの板を上記染色液にて同条件で処理した板と、未処理の板との可視域における透過率の比は０．８５であった。なお、上記板の着色層の厚みは上記シェルの厚みと同じであったので、上記光学機能層用微粒子の吸収係数を０．１５とした。

次いで、ペンタエリスリトールトリアクリレート４５部、イルガキュアー１８４（商品名）２部、トルエン３５部、シクロヘキサン１５部の組成からなる透明基材の前駆体（硬化後屈折率１．５０）に、上記光学機能層用微粒子６部を添加して防眩層形成塗布液を調製した。
得られた防眩層形成塗布液を、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムの一方の面にバーコータ−で塗布し、５０℃・１分間の条件で乾燥後、酸素濃度を０．１％以下に保って、ＵＶ照射装置〔フュージョンＵＶシステムジャパン製：Ｈバルブ（商品名）〕を用いて積算光量１００ｍｊにて硬化し、膜厚約５μｍの防眩層を形成し、防眩フィルムを作製した。

（実施例２）
染色液の染料を１０ｇとし、染色条件を６５℃、２分間とした以外は、実施例１と同様にして光学機能層用微粒子を作製した。この光学機能層用微粒子のｒ／Ｒは０．７５（シェル厚み ０．４４μｍ）であり、シェルの屈折率は１．５８であった。また、吸収係数は０．２８であった。
得られた光学機能層用微粒子を用いて実施例１と同様に防眩フィルムを得た。

（実施例３）
染色液の染料を５ｇとし、単分染色条件を６８℃、３分間とした以外は、実施例１と同様にして光学機能層用微粒子を作製した。この光学機能層用微粒子のｒ／Ｒは０．６１（シェル厚み０．６８μｍ）であり、シェルの屈折率は１．５８であった。また、吸収係数は０．３９であった。
得られた光学機能層用微粒子を用いて実施例１と同様に防眩フィルムを得た。

（比較例１）
染色しなかった以外は、実施例１と同様にして得られた単分散粒子を用いて、実施例１と同様にして防眩フィルムを得た。

（比較例２）
スチレン１０部、メタクリル酸メチル９０部を乳化共重合することによりスチレン−アクリル共重合体の単分散粒子を得た。この単分散粒子の平均粒子径は３．５μｍ、屈折率は１．５０であった。
この単分散粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを得た。

（比較例３）
スチレン９０部、メタクリル酸メチル１０部を配合し、実施例１とは条件を変えて乳化共重合することによりスチレン−アクリル共重合体の単分散粒子を得た。
比較例３に係る単分散粒子の平均粒子径は０．３８μｍ、屈折率は１．５８であった。
この単分散粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを得た。

（比較例４）
比較例２の単分散粒子を用い、染色液の染料を１０ｇ、染色条件を６５℃、２分間とした以外は実施例１と同様にして、光学機能層用微粒子を作製した。この光学機能層用微粒子のｒ／Ｒは０．７５（シェル厚み０．４４μｍ）であり、シェルの屈折率は１．５０であった。また、吸収係数は０．２８であった。
この光学機能層用微粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを得た。

（比較例５）
実施例１の単分散粒子を用い、染色液の染料を１０ｇ、染色条件を６２℃、５分間とした以外は実施例１と同様にして、光学機能層用微粒子を作製した。この光学機能層用微粒子のｒ／Ｒは０．４３（シェル厚み１．００μｍ）であり、シェルの屈折率は１．５８であった。また、吸収係数は０．３７であった。
この光学機能層用微粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして防眩フィルムを得た。

（評価）
実施例及び比較例で得られた防眩フィルムについて、以下の評価を行った。結果を表１に示した。

＜黒レベル、白レベル、コントラスト、ギラツキ、防眩性＞
ソニー社製液晶テレビＫＤＬ−４０Ｘ２５００の最表面の偏光板を剥離し、表面塗布のない偏光板を添付した。次いで、その上に実施例及び比較例の防眩フィルムを光学機能層が観察者側になるように、透明粘着フィルムで添付した。
１０００Ｌｘの室内において、メディアファクトリー社のＤＶＤ「オペラ座の怪人」を表示して、被験者１５人にて鑑賞し、黒レベル、白レベル、コントラスト、ギラツキ及び防眩性が良好と答えたものが１０名以上のときを「○」、５〜９名のときを「△」、４名以下のときを「×」と評価した。

＜拡散性＞
左右にわずかに移動したときの画質の変化の有無を、黒レベル等の評価と同様の方法で行い、画質の変化の有無を評価し、変化が苦にならないと答えたものが１０名以上のときを「○」、５〜９名のときを「△」、４名以下のときを「×」とした。

表１に示したように、実施例に係る防眩フィルムは、全ての評価で好適な結果を示した。
これに対して、シェルを有さない比較例１に係る防眩フィルムは、黒レベル及びコントラストに劣るものであった。
また、シェルを有さないで、透明基材の屈折率と微粒子のシェルの屈折率とが同じ光学機能層用微粒子を用いた比較例２に係る防眩フィルムは、ギラツキ及び拡散性で劣るものであった。
また、シェルを有さず、平均粒径が防眩層に入射させた光の波長（４００〜８００ｎｍ）より小さい光学機能層用微粒子を用いた比較例３に係る防眩フィルムは、黒レベル、コントラスト及び防眩性の各評価で劣るものであった。
また、シェルを有するが、透明基材の屈折率と微粒子のシェルの屈折率とが同じ光学機能層用微粒子を用いた比較例４に係る防眩フィルムは、ギラツキ及び拡散性の評価で劣るものであった。
更に、シェルを有するが、ｒ／Ｒが０．５より小さい光学機能層用微粒子を用いた比較例５に係る防眩フィルムは、白レベル及びコントラストで劣るものであった。

本発明の光学機能層用微粒子は、陰極線管表示装置（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）等のディスプレイ、特に高精細化ディスプレイの防眩機能層として好適に使用することができる。

Claims (11)

1. コアと該コアを被覆するシェルとを有し、透明基材に添加されて光学機能層の形成に用いられる光学機能層用微粒子であって、
   平均粒径Ｒが前記光学機能層に入射する光の波長以上であり、かつ、前記平均粒径Ｒと前記コアの平均径ｒとの比（ｒ／Ｒ）が０．５０以上であり、更に、
   前記シェルは、前記透明基材と異なる屈折率を有するとともに、光吸収性能を有する
   ことを特徴とする光学機能層用微粒子。
2. 透明基材の屈折率ｎ１とシェルの屈折率ｎ２との比（ｎ２／ｎ１）をΔｎとしたとき、Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（１）〜（４）を満たす請求項１記載の光学機能層用微粒子。
   Δｎ＜０．９４のとき、（ｒ／Ｒ）＞０．５３ （１）
   ０．９４≦Δｎ＜１．０のとき、（ｒ／Ｒ）＞７．２×Δｎ−６．１ （２）
   １．０＜Δｎ≦１．０６７のとき、（ｒ／Ｒ）＞７．８−６．８×Δｎ （３）
   １．０６７＜Δｎのとき、（ｒ／Ｒ）＞０．５３ （４）
3. 更に、Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（５）、（６）を満たす請求項２記載の光学機能層用微粒子。
   Δｎ＜１．０のとき、（ｒ／Ｒ）＞１．５×Δｎ−０．５ （５）
   １．０＜Δｎのとき、（ｒ／Ｒ）＞３．２−２．２×Δｎ （６）
4. 更に、Δｎと（ｒ／Ｒ）とが下記式（７）を満たす請求項２又は３記載の光学機能層用微粒子。
   １．０＜Δｎのとき、（ｒ／Ｒ）＞１．９−０．９×Δｎ （７）
5. コア及びシェルは有機材料からなり、前記シェルは、有機材料に紫外光領域、可視光領域及び赤外光領域からなる群より選択される少なくとも１種の領域に光吸収性能を有する添加剤を含ませてなるものである請求項１、２、３又は４記載の光学機能層用微粒子。
6. 拡散輝度分布の正透過での輝度をｐとし、
   シェルに光吸収性能を有する添加剤を添加していない粒子における、前記添加剤の吸収最大波長での拡散輝度分布の正透過での輝度をＰとしたときに、
   （ｐ／Ｐ）が０．６以上である請求項５記載の光学機能層用微粒子。
7. 添加剤は、可視波長領域での各波長における吸収率が略等しいものである請求項５又は６記載の光学機能層用微粒子。
8. 透明基材は、紫外線硬化樹脂からなる請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の光学機能層用微粒子。
9. 透明基材と、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の光学機能層用微粒子とを用いて形成された光学機能層を備えたディスプレイ用光学部材であって、
   前記光学機能層における光学機能層用微粒子の割合（質量％）が、下記式（８）で表される式より算出される数値以上であり、かつ、下記式（９）で表される式より算出される数値以下である
   ことを特徴とするディスプレイ用光学部材。
   ０．３４×Ｒ^３／Ｔ （８）
   １２１×Ｒ／Ｔ （９）
   ここで、前記式（８）及び（９）中、Ｔは、前記光学機能層の平均厚み （μｍ）を表し、Ｒは、前記光学機能層用微粒子の平均粒径 （μｍ）を表し、Ｒ＜Ｔである。
10. 請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の光学機能層用微粒子により形成された凹凸面を有することを特徴とする防眩フィルム。
11. 透明基材と、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の光学機能層用微粒子とを用いて形成されたディスプレイ用光学機能層を有し、
    前記透明基材は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂からなる
    ことを特徴とする拡散フィルム。
    

Images