JP5332255B2 - 防眩フィルム - Google Patents

Description

本発明は、窓やディスプレイなどの表面に設けられる防眩フィルムに関する。特に、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。

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。

防眩フィルムとしては、例えば、下記の技術が知られている。
・エンボス加工法により防眩フィルム表面に凹凸構造を形成する技術
・バインダマトリックス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、防眩フィルム表面に凹凸構造を形成する技術
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、表面凹凸構造により防眩フィルム入射する外光が散乱することにより、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。

ここで、エンボス加工により表面に凹凸が形成されている防眩フィルムは、表面凹凸を完全に制御できる。そのため、再現性が良い。しかし、エンボスロールに欠陥または異物付着があるとロールのピッチで延々欠陥が出るといった問題がある。

一方、バインダマトリックスと粒子を用いた防眩フィルムは前記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。よって、安価に製造できる。そのため、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知られている（特許文献１）。

バインダマトリックスと粒子を用いた防眩フィルムにあってはさまざまな技術が開示されており、例えば、以下のような技術が開示されている。
・バインダマトリックス樹脂と球形粒子と不定形粒子を併用する技術（特許文献２）
・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（特許文献３）
・表面凹凸を有し、凹部の断面積を規定した技術（特許文献４）

また、以下のような技術も開示されている。
・内部の散乱と表面の散乱を併用し、防眩層の内部ヘイズ（曇度）を１〜１５％とし、表面ヘイズ（曇度）を７〜３０％とする技術（特許文献５）
・バインダー樹脂と粒径０．５〜５μｍの粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差を０．０２〜０．２とする技術（特許文献６）
・バインダー樹脂と粒径１〜５μｍの粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差を０．０５〜０．１５とする技術。さらに、用いる溶媒、表面粗さなどを所定の範囲とした技術（特許文献７）
・バインダー樹脂と複数の粒子を用い、樹脂と粒子の屈折率差を０．０３〜０．２とする技術（特許文献８）
・また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（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（特許文献９）

この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場合、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る。

特開平６−１８７０６号公報 特開２００３−２６０７４８号公報 特開２００４−００４７７７号公報 特開２００３−００４９０３号公報 特開平１１−３０５０１０号公報 特開平１１−３２６６０８号公報 特開２０００−３３８３１０号公報 特開２０００−１８０６１１号公報 特開平１１−１６０５０５号公報

現在、防眩フィルムにあっては、（１）防眩層を備える側の表面に外光が映りこんだ際にその外光の像が不鮮明で良好な防眩性を備えることだけでなく、（２）防眩層を備える側の表面に蛍光灯等の照明が映りこんだ際に防眩フィルムが白茶ける現象（白ボケ）が少ないことが好まれる傾向にある。特に近年、テレビ用途の液晶ディスプレイ表面に防眩フィルムを設ける場合にあっては、高い防眩性と白ボケが少ないことが極めて高いレベルで要求される。

本発明にあっては、高い防眩性を有し、且つ、白ボケが目立たないことを満たす防眩フィルムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、透明基材上にバインダマトリックスと粒子を含む防眩フィルムであって、前記バインダマトリックス形成材料がアクリル系材料であり、且つ、前記粒子がスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体であり、且つ、スチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝６０：４０から８０：２０までの範囲内であり、且つ、前記粒子の平均粒子径（Ｒ）が３．０μｍ以上４．２μｍ以下であり、且つ、防眩層の平均膜厚（Ｈ）が６．５μｍ以上７．６μｍ以下であり、且つ、前記粒子の平均粒子径（Ｒ）を前記防眩層の平均膜厚（Ｈ）で除した値（Ｒ／Ｈ）が０．４６以上０．６４以下の範囲内であり、且つ、前記防眩層中における前記粒子の含有量（ｗ_Ｆ）を前記防眩層中におけるバインダマトリックスの含有量（ｗ_Ｂ）で除した値（ｗ_Ｆ／ｗ_Ｂ）が０．０８０以上０．１０４以下の範囲内であることを特徴とする防眩フィルムとした。
また、請求項２に係る発明としては、前記スチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝７０：３０であることを特徴とする請求項１記載の防眩フィルムとした。

また、請求項３に係る発明としては、前記防眩層上に反射防止層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防眩フィルムとした。

また、請求項４に係る発明としては、観察者側から順に、請求項１乃至３のいずれかに記載の防眩フィルム、偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットをこの順に備えることを特徴とする透過型液晶ディスプレイとした。

上記構成の防眩フィルムとすることにより、テレビ用途の液晶ディスプレイ表面に好適に用いることができる、高い防眩性を備え白ボケが抑制された防眩フィルムとすることができた。

本発明の防眩フィルムについて説明する。

図１に本発明の防眩フィルムの断面模式図を示した。本発明の防眩フィルム（１）は、透明基材（１１）上に防眩層（１２）を備える。本発明の防眩フィルム（１）の防眩層（１２）は、アクリル系材料からなるバインダマトリックス（１２０）とスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子（１２１）を含む。

本発明にあってはバインダマトリックス形成材料がアクリル系材料を含むことを特徴とする、バインダマトリックス形成材料に用いられるアクリル系材料とは、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性のアクリレート、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アクリレート、アクリレートまたはメタ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。これらのアクリル系材料は電離放射線硬化型材料であり、紫外線や電子線を照射させることにより三次元網目構造を形成して硬化し、ハードコート性を有する硬質の膜とすることができる。すなわち、ディスプレイ表面に設けるに際し十分なハードコート性を有する防眩フィルムとすることができる。

本発明の防眩フィルムにおいて、バインダマトリックスとは防眩層に含まれる成分のうち、粒子を除いたものを指す。本発明の防眩フィルムにあっては透明基材上に防眩層形成用塗液を塗布することにより形成されるが、本発明のバインダマトリックス形成材料とは防眩層形成用塗液の固形分から粒子を除いたものを指す。したがって、バインダマトリックス形成材料には、必要に応じてアクリル系材料の他に光重合開始剤や表面調整剤等の添加剤、熱可塑性樹脂等を含まれる。

本発明にあっては、粒子がスチレンとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）の共重合体からなることを特徴とする。粒子がスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子あっては、その共重合比を変化させることによりバインダマットリックス中における粒子の分散を制御することができる。スチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子のうちメタクリル酸メチル成分を多くした場合には、メタクリル酸メチル成分はバインダマトリックス形成材料であるアクリル系材料となじみがよいために、バインダマトリックス中で十分に分散する傾向を示す。一方、スチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子のうちスチレン成分を多くした場合には、粒子はアクリル材料からなるバインダマトリックス中で凝集する傾向をしめす。

本発明の防眩フィルムにあっては、バインダマトリックス形成材料がアクリル系材料であり、粒子がスチレンとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）の共重合体であり、さらに、（ａ）粒子のスチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝６０：４０から８０：２０までの範囲内であること、（ｂ）粒子の平均粒子径粒子の平均粒子径（Ｒ）を防眩層の平均膜厚（Ｈ）で除した値（Ｒ／Ｈ）が０．４５以上０．６５以下の範囲内であること、（ｃ）防眩層中における粒子の含有量（ｗ_Ｆ）を前記防眩層中におけるバインダマトリックスの含有量（ｗ_Ｂ）で除した値（ｗ_Ｆ／ｗ_Ｂ）が０．０８０以上０．１０４以下の範囲内であることを特徴とする。本発明の防眩フィルムは、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で規定された数値範囲をすべて満たすことを特徴とする。

本発明にあっては、（ａ）粒子のスチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝６０：４０から８０：２０までの範囲内であることを特徴とする。共重合体からなる粒子のメタクリル酸メチルの割合が６０：４０よりも大きい場合、（ｂ）と（ｃ）の数値範囲を満たしていても、粒子がアクリル系材料からなるバインダマトリックスとの高い相溶性を示すことにより、防眩層表面に形成される凹凸が小さ過ぎてしまい、防眩性が低下し、外光の映り込みを十分に防ぐことができなくなってしまう。一方、共重合体からなる粒子のスチレンの割合が８０：２０よりも大きい場合にあっては、（ｂ）と（ｃ）の数値範囲を満たしていても、粒子とアクリル系材料からなるバインダマトリックスとの相溶性が低いことにより、アクリル系バインダマトリックス中で粒子が凝集してしまい、防眩層表面に過剰な凹凸が形成されることになり白ボケが発生してしまう。

また、本発明にあっては、（ｂ）粒子の平均粒子径粒子の平均粒子径（Ｒ）を防眩層の平均膜厚（Ｈ）で除した値（Ｒ／Ｈ）が０．４５以上０．６５以下の範囲内であることを特徴とする。Ｒ／Ｈが０．４５に満たない場合、（ａ）と（ｃ）の数値範囲を満たしていても、防眩層表面に凹凸を形成することが困難となり、防眩性が低下し外光の映り込みを十分に防ぐことができなくなってしまう。一方、Ｒ／Ｈが０．６５を越えるような場合、（ａ）と（ｃ）の数値範囲を満たしていても、防眩層表面に大きな凸部が形成され、表面凹凸が過剰となり、外光が映り込んだ際に白ボケが発生してしまう。

なお、本発明において、防眩層の平均膜厚（Ｈ）とは表面凹凸のある防眩層の膜厚の平均値のことである。平均膜厚は、電子マイクロメーター、全自動微細形状測定機により求めることができる。また、本発明に用いられる粒子の平均粒子径は、光散乱式粒子径分布測定装置により求められる。

また、本発明にあっては、（ｃ）防眩層中における粒子の含有量（ｗＦ）を前記防眩層中におけるバインダマトリックスの含有量（ｗＢ）で除した値（Ｗ_Ｆ／Ｗ_Ｂ）が０．０８０以上０．１０４以下の範囲内であることを特徴とする。Ｗ_Ｆ／Ｗ_Ｂが０．０８０に満たない場合、（ａ）と（ｂ）の数値範囲を満たしていても、防眩層表面に凹凸を形成することが困難となり、防眩性が低下し、外光の映り込みを十分に防ぐことができなくなってしまう。また、Ｗ_Ｆ／Ｗ_Ｂが０．１０４を超えるような場合、（ａ）と（ｂ）の数値範囲を満たしていても、有機微粒子によって形成される表面の凹凸構造は過剰なものとなり、白ボケが発生する。なお、本発明において、防眩層におけるアクリル系バインダマトリックスの含有量（Ｗ_Ｂ）は、防眩層全体の重量から有機微粒子の重量を除いたものを指す。

本発明の防眩フィルムにあっては、Ｒ／Ｈが０．４５以上０．６５以下の範囲内の大きさの粒子を用い、Ｗ_Ｆ／Ｗ_Ｂが０．０８０以上０．１０４以下の範囲内の粒子を含有させた防眩フィルムであるが、アクリル系材料からなるバインダマトリックスに対してスチレンとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）の共重合体からなる粒子を用いその共重合比を規定することにより、高い防眩性を備え白ボケが抑制された防眩フィルムとしている。

本発明の防眩フィルムにあっては、防眩層の平均膜厚に対して半分程度の大きさの小さい粒子を用い、バインダマトリックスの重量に対して１割程度と粒子を少なめに含有させて防眩層を形成しており、防眩層表面に過剰な凹凸が形成され白ボケが発生することを防いでいる。さらに、粒子としてスチレンとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）の共重合体を用いて粒子の分散性を制御して効率的に防眩層表面に凹凸を形成している。これにより、本発明の防眩フィルムは、高い防眩性を備え白ボケが抑制された防眩フィルムを実現している。

本発明の防眩フィルムにあっては、防眩層の平均膜厚（Ｈ）が３μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。防眩層の平均膜厚が３μｍを下回る場合、得られる防眩フィルムはディスプレイ表面に設けられるだけの十分な硬度を得ることができなくなってしまうことがある。一方、防眩層の平均膜厚が３０μｍを超えるような場合、コスト高になり、また、得られる防眩フィルムのカールの度合いが大きくなってしまいディスプレイ表面に設けるための加工工程に適さないことがある。なお、より好ましい防眩層の平均膜厚は４μｍ以上２０μｍ以下の範囲内である。

本発明の防眩フィルムは、必要に応じて、反射防止性能、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。これらの機能層としては、反射防止層、帯電防止層、防汚層、電磁波遮蔽層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層等が挙げられる。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、防汚性能を有する反射防止層というように、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、透明基材と防眩層の間に設けても良いし、防眩層上に設けても良い。また、本発明にあっては、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。

図２に本発明の別の態様の防眩フィルムの断面模式図を示した。本発明の別の態様の防眩フィルム（１´）は、透明基材（１１）上に防眩層（１２）を備え、防眩層（１２）上に反射防止層（１３）が設けられている。防眩層上に反射防止層を設けることにより、防眩フィルム表面に入射する外光の映りこみの度合いを更に低下させることが可能となる。防眩層上に反射防止層を設けることにより、防眩フィルムに入射する外光を防眩層表面の凹凸構造により散乱させるだけでなく、反射防止層により入射する外光を干渉させることにより、外光の映りこみを防止することができる。反射防止層にあっては、低屈折率層単層で構成される反射防止層であっても構わないし、低屈折率層と高屈折率層の繰り返し構造からなる反射防止層であっても構わない。

図３に本発明の防眩フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイを示した。図３（ａ）の透過型液晶ディスプレイにおいては、バックライトユニット（５）、偏光板（４）、液晶セル（３）、偏光板（２）、防眩フィルム（１）をこの順に備えている。このとき、防眩フィルム（１）側が観察側すなわちディスプレイ表面となる。

バックライトユニット（５）は、光源と光拡散板を備える。液晶セルは、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ーを備えており、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（３）を挟むように設けられる偏光板にあっては、透明基材（２１、２２、４１、４２）間に偏光層（２３、４３）を挟持した構造となっている。

図３（ａ）にあっては、防眩フィルム（１）の透明基材（１１）と偏光板（２）の透明基材を別々に備える透過型液晶ディスプレイとなっている。一方、図３（ｂ）にあっては、防眩フィルム（１）の透明基材（１１）の防眩層の反対側の面に偏光層（２３）が設けられており、透明基材（１１）が防眩フィルム（１）の透明基材と偏光板（２）の透明基材を兼ねる構造となっている。

また、本発明の透過型液晶ディスプレイにあっては、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、本発明の透過型液晶ディスプレイはこれらに限定されるものではない。

次に、本発明の防眩フィルムの製造方法について示す。

本発明の防眩フィルムの製造方法にあっては、少なくとも電離放射線によって硬化するアクリル系材料であるバインダマトリックス形成材料とスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体である粒子を含む防眩層形成用塗液を透明基材上に塗布し、透明基材上に塗膜を形成する工程と、アクリル系材料と含むバインダマトリックス形成材料を電離放射線により硬化させる硬化工程を順におこなうことにより透明基材上に防眩層を形成することができる。

本発明に用いられる透明基材としては、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、特に、本発明の防眩フィルムを液晶ディスプレイ表面に設けるにあっては、透明基材としてトリアセチルセルロースを用いることが好ましい。

また、図３（ｂ）で示したように、透明基材の防眩層が設けられる面の反対側の面に偏光層を設けることも可能である。このとき、偏光層としては、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるものを例示することができる。このとき、偏光層は透明基材に狭持されている。

防眩層を形成するための塗液としては、少なくともアクリル系材料を備えるバインダマトリックス形成材料と粒子を含む。バインダマトリックス形成材料であるアクリル系材料としては、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性のアクリレート、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アクリレート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。これらのアクリル系材料は電離放射線硬化型材料であり、電子線や紫外線を照射した際に３次元網目構造を形成して硬化し、高いハードコート性能を発現することができる。

中でも、アクリル系材料として、３官能アクリレートモノマーと４官能アクリレートモノマーを用いることが好ましい。３官能アクリレートモノマーと４官能アクリレートモノマーを用いることにより十分な耐擦傷性を備える防眩フィルムとすることができる。３官能アクリレートモノマーと４官能アクリレートモノマーの具体例としては、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性のアクリレートモノマー、または、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アクリレートモノマーのうち、３官能及び４官能のものを指す。このとき、３官能アクリレートモノマー若しくは４官能アクリレートモノマーをバインダマトリックス形成材料に対し合計８０ｗｔ％以上用いることが好ましい。

また、電離放射線として紫外線を用いる場合、防眩層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、公知の光重合開始剤を用いることができるが、用いるアクリル系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、アクリル系材料からなるバインダマトリックス形成材料に対して０．５〜２０ｗｔ％である。好ましくは１〜５ｗｔ％である。

本発明にあっては、防眩層形成用塗液を塗布し、形成される防眩層（塗膜）においてハジキ、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）の表面張力を低下させる働きを備える。

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、本発明の防眩層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、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。

また、バインダマトリックス形成材料として、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、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等を使用できる。

本発明に用いられる粒子としては、スチレンとＰＭＭＡの共重合体であり、且つ、スチレンとＰＭＭＡの重量重合比率が６０／４０〜８０／２０の範囲内であるものを用いることができる。このとき、モノマーであるスチレンとメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を出発原料とし懸濁重合をおこなうことにより粒子状のスチレンとＰＭＭＡの共重合体を得ることができる。そして、出発原料であるスチレンとＰＭＭＡの重量比率を変化させることにより、重量重合比率を変化させたスチレンとＰＭＭＡの共重合体粒子を得ることができる。

防眩層形成用塗液には、溶媒を加える。溶媒を加えることにより、有機微粒子やアクリル系バインダマトリックスを均一に分散させ、また、塗液を透明基材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可能となる。

本発明においては、透明基材としてトリアセチルセルロースを用い、トリアセチルフィルム上に直接防眩層を形成する場合には、防眩層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と防眩層界面において十分な密着性を有する防眩フィルムとすることができる。

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、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、およびメ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、プロピオン醸エチル、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。

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、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。

防眩層形成用塗液は透明基材上に塗布され、塗膜を形成する。
防眩層形成用塗液を透明基材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可能な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、重量比でおおよそ３０〜７０重量％であればよい。

次に、本発明のダイコーター塗布装置について説明する。図４に本発明のダイコーター塗布装置の模式図を示した。本発明のダイコーター塗布装置は、ダイヘッド３０と塗液タンク３２が配管３１によって接続され、送液ポンプ３３によって、塗液タンク３２の防眩層形成用塗液がダイヘッド３０内に送液される構造となっている。ダイヘッド３０に送液された塗液はスリット間隙から塗液を吐出し、透明基材１１上に塗膜が形成される。巻き取り式の透明基材１１を用い回転ロール３５を使用し連続的ウェブ状の透明基材を搬送することにより、ロール・ツー・ロール方式で連続して透明基材上に塗膜を形成することができる。

防眩層形成用塗液を透明基材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、５０〜１０００ＫｅＶのエネルギーを有するのが好ましい。１００〜３００ＫｅＶのエネルギーを有する電子線がより好ましい。

このとき、硬化により防眩層を形成する工程の前後に塗液の溶媒を除去するための乾燥工程を設けてもよい。また、硬化と乾燥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材料と粒子と溶媒を含む場合、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。すなわち、防眩層形成用塗液を透明基材上に塗布する塗布工程、透明基材上塗布した塗膜を乾燥する乾燥工程、透明基材上の塗膜に電離放射線を照射する電離放射線照射工程の順で透明基材上に防眩層が形成される。なお、乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。

以上により、本発明の防眩フィルムは製造される。

次に、図２に示したような、防眩層上に機能層として反射防止層を備える防眩フィルムの、反射防止層の形成方法について述べる。反射防止層は、低屈折率層単層で構成される単層構造の反射防止層や、低屈折率層と高屈折率層の繰り返し構造からなる積層構造の反射防止層が挙げられる。また、反射防止層を形成する方法としては、反射防止層形成用塗液を防眩層表面に塗布し反射防止層を形成する湿式成膜法による方法と、真空蒸着法やスパッタリング法やＣＶＤ法といった真空中で反射防止層を形成する真空成膜法による方法に分けられる。

以下に、反射防止層として、反射防止層形成塗液を防眩層表面に塗布し、湿式成膜法により低屈折率層単層を形成する方法について述べる。このとき反射防止層である低屈折率層単層の膜厚（ｄ）は、その膜厚（ｄ）に低屈折率層の屈折率（ｎ）をかけることによって得られる光学膜厚（ｎｄ）が可視光の波長の１／４と等しくなるように設計される。低屈折率層としてはバインダマトリックス中に低屈折粒子を分散させたものを用いることができる。

このとき、低屈折率粒子としては、フッ化マグネシウムやフッ化カルシウムやシリカ等の低屈折材料からなる低屈折率粒子を挙げることができる。一方、バインダマトリックス形成材料としては、電離放射線型材料である、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性のアクリレート、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アクリレート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。これら電離放射線硬化型材料を用いた場合には、紫外線や電子線等の電離放射線を照射することによりバインダマトリックスは形成される。また、バインダマトリックス形成材料として、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン等の珪素アルコキシド等の金属アルコキシドを用いることができる。これらは、加水分解、脱水縮合により、無機系または有機無機複合系バインダマトリックスとすることができる。

また、低屈折率層としては、バインダマトリックス中に低屈折率粒子を分散させたものだけでなく、低屈折粒子を用いずに低い屈折率を備えるフッ素系の有機材料から形成することも可能である。

これら、低屈折率材料とバインダマトリックス形成材料を含む低屈折率層形成塗液は防眩層表面に塗布される。このとき、低屈折率層形成塗液には、必要に応じて、溶媒や各種添加剤を加えることができる。溶媒としては、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、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、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、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、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、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、プロピオン醸エチル、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、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、水等の中から塗工適正等を考慮して適宜選択される。また、添加剤として、表面調整剤、帯電防止剤、防汚剤、撥水剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤等を加えることもできる。

また、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用いることができる。

そして、塗液を透明基材上に塗布することにより得られる塗膜に対し、バインダマトリックス形成材料として電離放射線硬化型材料を用いた場合にあっては、必要に応じて塗膜の乾燥をおこなったあとに、電離放射線を照射することにより、反射防止層が形成される。また、バインダマトリックス形成材料として金属アルコキシドを用いた場合には、乾燥、加熱等により反射防止層が形成される。

また、反射防止層としては、低屈折率層と高屈折率層の繰り返し構造からなる積層構造を有する反射防止層とすることができる。例えば、防眩層側から順に、高屈折率層として酸化チタン、低屈折率層として酸化ケイ素、高屈折率層として酸化チタン、低屈折率層として酸化ケイ素を真空蒸着法により成膜することにより反射防止層とすることもできる。

また、本発明の防眩フィルムにおいて機能層として帯電防止層を設けるにあっては、金属及び金属酸化物等の導電性材料を成膜し真空成膜法により帯電防止層を形成する方法や、金属及び金属酸化物等の導電性材料をバインダマトリックス材料中に分散させた塗液を塗布する湿式成膜法により帯電防止層を形成する方法を用いることができる。

以下に実施例を示す。

（実施例１）
透明基材として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。バインダマトリックス形成材料として、アクリル系材料であるペンタエリスリトールトリアクリレート（９４．５重量部）と、光重合開始剤であるイルガキュア１８４（５重量部）と、表面調整剤であるＢＹＫ３５０（０．５重量部）を用意した。粒子としてスチレンとメタクリル酸メチルの重合比率が７０：３０である共重合体からなる粒子を用意した。また、溶媒として、トルエン（７０重量部）とジオキソラン（３０重量部）を用意し、バインダマトリックス形成材料と粒子と溶媒を混合し防眩層形成用塗液をとした。そしてダイコーター塗布装置を用いトリアセチルセルロース上に防眩層塗液を塗布し塗膜を得た。得られた塗膜に対し、乾燥をおこな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酸素濃度が０．０３％以下の雰囲気下で４００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線照射することにより塗膜を硬化させ、透明基材上に防眩層を備える防眩フィルムを作製した。得られた防眩層の平均膜厚（Ｈ）は７．６μｍであった。

このとき、防眩層の平均膜厚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、有機微粒子の平均粒径は、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、あわせて粒子の屈折率とバインダマトリックスの屈折率を求めた。粒子の屈折率（ｎ_Ｆ）は、ベッケ線検出法（液浸法）により測定した。バインダマトリックスの屈折率（ｎ_Ｂ）は、粒子を除いたバインダマトリック形成材料と溶媒からなる塗液を塗布、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。

（実施例１）のスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子の重合重量比率、粒子の平均粒子径（Ｒ）、防眩層の平均膜厚（Ｈ）、粒子の添加量（Ｗ_Ｆ）を変化させて、（実施例２）〜（実施例９）及び（比較例１）〜（比較例９）の防眩フィルムを作製した。（実施例２）〜（実施例９）及び（比較例１）〜（比較例９）にあっては、バインダマトリックス形成材料（アクリル材料、光重合開始剤、表面調整剤）、溶媒は（実施例１）と同一のものを用いて防眩フィルムを作製した。また、（実施例２）〜（実施例９）及び（比較例１）〜（比較例９）にあっては、（実施例１）と同一のダイコーター塗布装置を用い、防眩層の平均膜厚（Ｈ）を変化させるために塗布量を変化させた以外は、乾燥条件、紫外線照射条件は（実施例１）と同じ条件で防眩フィルムを作製した。

（表１）に、（実施例１）〜（実施例９）及び（比較例１）〜（比較例９）の防眩フィルムのスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体からなる粒子の重合重量比率、粒子の平均粒子径（Ｒ）、防眩層の平均膜厚（Ｈ）、粒子の添加量（Ｗ_Ｆ）及び粒子の屈折率（ｎ_Ｆ）、バインダマトリックス（ｎ_Ｂ）の屈折率を示した。

（実施例１）〜（実施例９）及び（比較例１）〜（比較例９）で得られた防眩フィルムについて、以下の方法で、防眩フィルムに外光が映りこんだ際にその外光の像が不鮮明であるか否か（「防眩性」）、防眩フィルムに蛍光灯の照明が映りこんだ際に防眩フィルムが白茶けるか否か（「白ボケ」）の評価をおこなった。以下に、その評価方法の詳細を示す。

・「防眩性」
実施例及び比較例において得られた防眩フィルム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、蛍光灯などが映りこんだ像の鮮明さを目視評価した。目視評価の結果、蛍光灯の像が全く気にならない場合を「二重丸印」、蛍光灯の像が気にならない場合を「丸印」、蛍光灯の像が鮮明であり気になる場合「バツ印」とした。

・「白ボケ」
実施例及び比較例において得られた防眩フィルムを粘着剤を介して黒色のプラスティック板に貼り付けた状態で、蛍光灯を映りこませ、防眩フィルムの光の拡散具合を目視で評価した。光の拡散が非常に小さく防眩フィルムにほとんど白っぽさを感じない場合を「二重丸印」、光の拡散具合が小さく防眩フィルムに白っぽさを感じない場合を「丸印」、白っぽさを感じ許容できない場合を「バツ印」とした。

表２に実施例及び比較例で得られた防眩フィルムの「防眩性」、「白ボケ」の評価結果を示す。また、粒子のスチレンとＭＭＡの重合モル比率、粒子の平均粒径（Ｒ）を防眩層の平均膜厚（Ｈ）で除した値（Ｒ／Ｈ）、有機微粒子の含有量（Ｗ_Ｆ）をアクリル系バインダマトリックスの含有量（Ｗ_Ｂ）で除した値（Ｗ_Ｆ／Ｗ_Ｂ）、も併せて示した。

（実施例１）〜（実施例９）にあっては、（比較例１）〜（比較例９）の防眩フィルムと比較して、高い防眩性有することと白ボケがないことが両立された防眩フィルムとすることができた。

（実施例１０）
（実施例１）で得られた防眩フィルムに対し、５０℃に加熱した１．５Ｎ−ＮａＯＨ水溶液に２分間浸漬しアルカリ処理をおこない、水洗後、０．５質量％−Ｈ_２ＳＯ_４水溶液に室温で３０秒間浸漬し中和させ、水洗、乾燥処理をおこなった。一方、テトラエトキシシランからなるケイ素アルコキシドを原料とし１ｍｏｌ／Ｌ塩酸により加水分解して得られたオリゴマー５重量部と、低屈折率シリカ粒子５重量部とを、１９０重量部のイソプロパノールで希釈して低屈折率層形成用塗液を調製した。得られた低屈折率層形成用塗液を、アルカリ処理をおこなった防眩層上に、乾燥膜厚が１００ｎｍになるようにダイコーター塗布装置を用いて低屈折率層形成用塗液を塗布し、乾燥させて防眩層上に機能層として反射防止層を作製した。得られた反射防止層を備える防眩フィルムは、面内でのムラがなく、良好な防眩性を備え、白ボケが少ないだけでなく、反射防止性能に優れた防眩フィルムとすることができた。

図１は本発明の防眩フィルムの断面模式図である。 図２は本発明の別の態様の防眩フィルムの断面模式図である。 図３は本発明の防眩フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイである。 図４は本発明のダイコーター塗布装置の模式図である。

符号の説明

１ 防眩フィルム
１´ 防眩フィルム
１１ 透明基材
１２ 防眩層
１２０ インダマトリックス
１２１ 粒子
Ｒ 粒子の平均粒子径
Ｈ 防眩層の平均膜厚
１３ 反射防止層
２ 偏光板
２１ 透明基材
２２ 透明基材
２３ 偏光層
３ 液晶セル
４１ 透明基材
４２ 透明基材
４３ 偏光層
５ バックライトユニット
３０ ダイヘッド
３１ 配管
３２ 塗液タンク
３３ 送液ポンプ
３５ 回転ロール

Claims (4)

1. 透明基材上にバインダマトリックスと粒子を含む防眩フィルムであって、
   前記バインダマトリックス形成材料がアクリル系材料であり、且つ、
   前記粒子がスチレンとメタクリル酸メチルの共重合体であり、且つ、スチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝６０：４０から８０：２０までの範囲内であり、且つ、
   前記粒子の平均粒子径（Ｒ）が３．０μｍ以上４．２μｍ以下であり、且つ、
   防眩層の平均膜厚（Ｈ）が６．５μｍ以上７．６μｍ以下であり、且つ、
   前記粒子の平均粒子径（Ｒ）を前記防眩層の平均膜厚（Ｈ）で除した値（Ｒ／Ｈ）が０．４６以上０．６４以下の範囲内であり、且つ、
   前記防眩層中における前記粒子の含有量（ｗ_Ｆ）を前記防眩層中におけるバインダマトリックスの含有量（ｗ_Ｂ）で除した値（ｗ_Ｆ／ｗ_Ｂ）が０．０８０以上０．１０４以下の範囲内であることを特徴とする防眩フィルム。
2. 前記スチレンとメタクリル酸メチルの重量重合比率がスチレン：メタクリル酸メチル＝７０：３０であることを特徴とする請求項１記載の防眩フィルム。
3. 前記防眩層上に反射防止層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防眩フィルム。
4. 観察者側から順に、請求項１乃至３のいずれかに記載の防眩フィルム、偏光板、液晶セル、偏光板、バックライトユニットをこの順に備えることを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。
   

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