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JP2010020268A - 光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置 - Google Patents

光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置 Download PDF

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JP2010020268A JP2008208796A JP2008208796A JP2010020268A JP 2010020268 A JP2010020268 A JP 2010020268A JP 2008208796 A JP2008208796 A JP 2008208796A JP 2008208796 A JP2008208796 A JP 2008208796A JP 2010020268 A JP2010020268 A JP 2010020268A
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友美 芳賀
Tsutomu Nagahama
勉 長浜
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伸一 松村
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Abstract

【課題】コントラストと防眩性とを両立することができる防眩性フィルムを提供する。
【解決手段】防眩性フィルムは、基材と、基材上に形成された光学層とを備え、光学層は表面に凹凸形状を有する。凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を基材上に塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られる。樹脂が、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、微粒子の平均粒径が、2μm以上8μm以下であり、光学層の平均膜厚が、8μm以上18μm以下である。
【選択図】図2

Description

この発明は、光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置に関する。詳しくは、液晶表示装置などの表示装置の表示面に用いられる防眩性フィルムに関する。
液晶表示装置などの表示装置(ディスプレイ)では、表示面側に防眩性フィルムを設け、このフィルムにより光を拡散することにより、防眩性を付与したり、表面反射による映りこみを低減したりする技術が採用されている。従来の防眩性フィルムは、表面に設けられた凹凸形状より、防眩性を付与するものである。
図19に、従来の防眩性フィルム101の構成を示す。この防眩性フィルム101は、図19に示すように、基材111と、この基材111上に設けられた防眩層112とを有する。防眩層112は、微粒子113を含み、この微粒子113が防眩層112の表面から突き出すことにより、表面に凹凸形状が形成されている。この防眩性フィルム101は、不定形シリカ微粒子や微細有機粒子などの微粒子113を含有する塗料を基材111上に塗工し、この塗料を乾燥させることにより形成される。上述の構成を有する防眩性フィルムでは、防眩層112に入射する光が防眩層112から突き出した微粒子113により散乱されるので、表面反射による映りこみが低減される。
従来、防眩性フィルムに対して防眩性を効果的に付与するための凹凸形状が検討されている。例えば特許文献1では、ぎらつきを防止するために、凹凸形状の中心線平均粗さを0.08〜0.5μm、平均山谷間隔を20〜80μmに選択することが提案されている。また、特許文献2では、良好な防眩性を実現するために、粗い凹凸と細かい凹凸とを設け、これらの凹凸が設けられた表面の中心線平均粗さRaを0.1〜1.0μm、平均間隔Smを20〜120μmとし、さらに、粗い凹凸の中心線平均粗さRaを0.5〜1.5μm、平均間隔Smを100〜300μmとすると共に、細かい凹凸の中心線平均粗さRaを0.05〜0.5μm、平均間隔Smを20〜70μmとすることが提案されている。
特許第3821956号公報
特許第3374299号公報
しかしながら、上述のいずれの提案も、広い角度で光を散乱させることを目的としたものであり、表面の凹凸形状が微細な周期を有し、かつ、表面の形状が急峻な角度成分を有する。このため、表示装置の画面全体が白茶けてしまう、すなわち、コントラストが低下してしまうという問題がある。
この問題を解決するには、表面の凹凸形状の周期を長くすることが考えられるが、このように周期を長くすると、映りこみを防止できなくなってしまう。すなわち、コントラストと防眩性とは相反する特性であり、両者の特性を同時に満たすことは困難である。
また、例えば、液晶ディスプイレイ、有機ELディスプイレイ、その他の表示装置の前面(観察者側)に機械的、熱的、耐候的保護や意匠性を目的とした前面板が配置されることがある。その場合、前面板の裏面(表示装置側)が平らな形状であると、前面板がたわむなどして表示装置に接近した場合、ニュートンリングが発生するという問題がある。
また、表示装置の裏面側に別の裏面部材が配置される場合、表示装置の薄型化に伴って表示装置と裏側部材との間隙が狭くなっており、それに加え表示装置の大型化が進んでいるため、部材のたわみの問題が顕著になっており、ニュートンリングが発生するという問題が起きている。例えば、液晶ディスプイレイを例として説明すると、液晶ディスプレイでは、光源照度を面内で均一化する拡散板、視野角を制御するためのレンズフィルム、光を偏光分離し再利用するため偏光分離反射フィルムなどを裏面部材として配置している。しかし、その前面に配置される液晶パネルの裏面側の偏光板は、通常フラットな表面形状(中心線平均粗さRa=0.03μm未満、二乗平均平方根傾斜RΔq=0.01未満)を有するため、薄型の液晶ディスプイレイではニュートンリングの発生が問題となっている。
そこで、このようなニュートンリングの発生を抑制できる光学フィルムが望まれるようになっている。
したがって、この発明の目的は、コントラストと防眩性とを両立することができる光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置を提供することにある。
また、この発明の他の目的は、防眩性と写像鮮明性とを両立することができ、かつ、ニュートンリングの発生も抑制できる光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置を提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究の結果、表面から突き出した個々の粒子による表面散乱ではなく、周期が長くなだらかであると共に、角度成分が調製された凹凸形状による表面散乱により、防眩性およびコントラストを両立できることを見出すに至った。
上述の課題を解決するために、第1の発明は、
基材と、
基材上に形成された光学層とを備え、
光学層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を基材上に塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である防眩性フィルムである。
第2の発明は、
微粒子および樹脂を含む塗料を基材上に塗布する工程と、
塗料を乾燥させることにより、塗料に対流を発生させ、該対流により微粒子を粗密に分布させる工程と、
微粒子が粗密に分布した塗料を硬化させることにより、光学層を形成する工程と
を備え、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である防眩性フィルムの製造方法である。
第3の発明は、
基材と、
基材上に形成された防眩層とを備え、
防眩層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を基材上に塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
防眩層の平均膜厚が、8μm以上18μm以下である防眩性フィルムである。
第4の発明は、
偏光子と、
偏光子上に設けられた光学層と
を備え、
光学層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である光学層付偏光子である。
第5の発明は、
画像を表示する表示部と、
表示部の表示面側に設けられた光学層と
を備え、
光学層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置である。
第6の発明は、
画像を表示する表示部と、
表示部の前面側に設けられた前面部材と、
表示部の前面側、および前面部材の裏面側の少なくとも一方に設けられた光学層と
を備え、
光学層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置である。
第7の発明は、
画像を表示する表示部と、
表示部の裏面側に設けられた裏面部材と、
表示部の裏面側、および裏面部材の前面側の少なくとも一方に設けられた光学層と
を備え、
光学層は表面に凹凸形状を有し、
凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、塗料の対流により微粒子を粗密に分布させ、塗料を硬化することにより得られ、
樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置である。
この発明では、表面形状は、乾燥により形成された粒子分布と、乾燥後の電離放射線照射または加熱による硬化とにより形成される。すなわち、微粒子の分布(粒子の粗密)と、樹脂の硬化収縮率とを制御することにより、所望の表面粗さを得ることができる。
微粒子の分布によって、微粒子が密に存在する部分では、樹脂の比率が小さくなるうえ、これらの微粒子は硬化阻害となるため、硬化収縮が小さくなるのに対して、微粒子が粗に存在する部分では、樹脂の比率が大きくなるため、樹脂の硬化収縮が大きくなる。この前者と後者との硬化収縮率の相違によって、緩やかな凹凸が塗料表面に発生し、光学層表面または防眩層表面に防眩性が発現する。
特に重要なのが硬化収縮率の制御であり、本発明者らが実験により得た知見によれば、ポリマーを樹脂全量に対して3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%配合することにより、適度な硬化収縮により、所望の凹凸を表面に形成することができる。ポリマーが3重量%未満であり、硬化収縮が大きいため、表面が粗くなり、二乗平均平方根傾斜RΔqおよび算術平均粗さRaが増大し、白濁度が増す。また、この発明においては、上述のように、硬化収縮を調製する目的でポリマーを添加するが、ポリマーを20重量%を超えて過剰に添加すると、すなわち樹脂中の硬化阻害物の割合が増大すると、塗料の粘度が増大する。これにより、微粒子の分散性が悪くなり、微粒子の粗密が必要以上にはっきりするため、硬化収縮の差が粗密の部分の間で顕著に現れ、白濁度が増す。また、ポリマーを20重量%を超えて過剰に添加すると、塗膜の硬度が著しく低下してしまう。
本発明の光学フィルムは、表面に凹凸形状を有していながら高い透過鮮明性を持ち合わせるため、表示装置前面に配置され防眩層や防眩性フィルムとして使用できるのみならず、アンチニュートンリング層やアンチニュートンリングフィルムとしても使用することができる。
以上説明したように、この発明によれば、コントラストと防眩性という相反する特性を両立することができる。
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
(1)第1の実施形態
(1−1)液晶表示装置の構成
図1は、この発明の第1の実施形態による液晶表示装置の構成の一例を示す。この液晶表示装置は、図1に示すように、光を出射するバックライト3と、バックライト3から出射された光を時間的空間的に変調して画像を表示する液晶パネル2とを備える。液晶パネル2の両面にはそれぞれ、偏光子2a、2bが設けられている。液晶パネル2の表示面側に設けられた偏光子2bには、防眩性フィルム1が設けられている。この発明では、防眩性フィルム1または防眩層が一主面に形成された偏光子2bを防眩性偏光子4と称する。
バックライト3としては、例えば直下型バックライト、エッジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。バックライト3は、例えば、光源、反射板、光学フィルムなどを備える。光源としては、例えば、冷陰極蛍光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)、熱陰極蛍光管(Hot Cathode Fluorescent Lamp:HCFL)、有機エレクトロルミネッセンス(Organic ElectroLuminescence:OEL)、無機エレクトロルミネッセンス(IEL:Inorganic ElectroLuminescence)および発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)などが用いられる。
液晶パネル2としては、例えば、ツイステッドネマチック(Twisted Nematic:TN)モード、スーパーツイステッドネマチック(Super Twisted Nematic:STN)モード、垂直配向(Vertically Aligned:VA)モード、水平配列(In-Plane Switching:IPS)モード、光学補償ベンド配向(Optically Compensated Birefringence:OCB)モード、強誘電性(Ferroelectric Liquid Crystal:FLC)モード、高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal:PDLC)モード、相転移型ゲスト・ホスト(Phase Change Guest Host:PCGH)モードなどの表示モードのものを用いることができる。
液晶パネル2の両面には、例えば偏光子2a,2bがその透過軸が互いに直交するようにして設けられる。偏光子2a,2bは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。偏光子2a,2bとしては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたものを用いることができる。
(1−2)防眩性フィルムの構成
図2は、この発明の第1の実施形態による防眩性フィルム1の構成の一例を示す。この防眩性フィルム1は、図2に示すように、基材11と、この基材11上に設けられた防眩層12とを備える。防眩層12は微粒子13を含み、その表面には微細凹凸が形成されている。
表面ヘイズは、好ましくは0〜5%、より好ましくは0〜1%である。表面ヘイズが5%以下であると白濁感が減少し、1%以下であると白濁感はほとんど感じられなくなる。なお、表面ヘイズは表面散乱を検出したときの値であり、表面ヘイズが高ければ高いほど白濁が増す。一方、内部ヘイズは特に限定されるものではなく、防眩層12に含まれる微粒子13などによって決まるものである。
全体ヘイズは、好ましくは3〜45%、より好ましくは3〜40%、最も好ましくは3〜30%である。3〜45%の範囲内とすることにより、写像鮮明性を低下させずに適度な防眩性を得ることができる。すなわち、全体ヘイズが3%未満であると十分な防眩性を得ることが困難となり、45%を超えると写像鮮明性が低下してしまう。なお、全体ヘイズは、表面ヘイズと内部ヘイズとを加算した値である。
また、黒色アクリル板を防眩性フィルム1の裏面に貼り合わせて測定される白濁度は、好ましくは1.1以下、より好ましくは0.9以下である。白濁度が1.1以下であるとコントラストの低下を抑制でき、0.9以下であると優れたコントラストを実現できる。
(基材)
基材11の材料としては、例えば透明性を有するプラスチックフィルムを用いることができる。透明プラスチックフィルムの材料としては、例えば、公知の高分子フィルムを用いることができる。公知の高分子フィルムとしては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート(PAR)、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。基材11の厚さは、生産性の点から38μm〜100μmであることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。
(防眩層)
防眩層12は、微粒子13、および樹脂を含んでいる。微粒子13は、防眩層12内で粗密に分布している。また、防眩層12は、必要に応じて、添加剤として、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤など含んでいてもよい。
防眩層12の表面において、微粒子13が樹脂により覆われていることが好ましい。このように微粒子13を覆うことにより、微粒子13が防眩層12から突出し、微粒子自体の曲率からなる高角度成分が表面に形成され、白濁度が増大することを抑制できる。
防眩層12の平均膜厚をT、微粒子13の平均粒径をDとしたとき、比率R(=D/T×100)が、好ましくは30%以上70%以下、より好ましくは30%以上60%以下である。比率Rが30%未満であると、防眩性が低下してしまう。70%を超えると表面近傍に存在する微粒子13が多くなるため、白濁度が上昇し、コントラストが低下してしまう。
防眩層の平均膜厚は、8μm以上18μm以下、好ましくは9μm以上16μm以下、より好ましくは11μm以上13μm以下である。平均膜厚が8μm未満であると十分な硬度が得られず、平均膜厚が18μmを超えると製造時に樹脂を硬化させる過程でカールが顕著に生じるからである。なお、平均膜厚が8μm未満であり、十分な硬度が得られないと、防眩層12を表示装置の最表面に設けることが困難になる
但し、防眩性フィルム1を表示装置の最表面に用いない場合には、表面硬度の許容値を広げることが可能であるため、防眩層の平均膜厚は6.4μm以上18μm以下とすることが可能である。なお、平均膜厚が6.4μm未満であると、硬度が更に低下すると共に、乾燥凝集が著しく、表面がゆず肌状となり、ギラツキが生じてしまう。
微粒子13としては、例えば、球形または扁平の有機微粒子などが用いられる。微粒子13の平均粒径は、2.4μm以上8μm以下、4μm以上6μm以下である。微粒子13の平均粒径が小さくなると、表面近傍に存在する微粒子数が増えるため、表面散乱により白濁度が増大するが、2.4μm未満であると白濁度の増大が顕著となる。8μmを超えると、高精細ディスプレイに適用した場合にギラツキが抑えられなくなる。なお、この発明では、微粒子13の平均粒径は、細孔電気抵抗法により測定したものである。
平均膜厚が6μm未満であるとポリマーの含有量を3重量%以上20重量%以下としても、微粒子が防眩層から突出する頻度が高くなるため、コントラストが低下してしまう。
微粒子の粒径、平均膜厚、ポリマー添加量の3者のバランスで防眩性とコントラストを両立可能な表面形状を形成することが可能である。
微粒子の粒径と膜厚は防眩層中の粒子の被覆状態を示し、微粒子の粒径を2.4μm以上8μm以下、4μm以上6μm以下であり、膜厚を8μm以上18μm以下、好ましくは9μm以上16μm以下、より好ましくは11μm以上13μm以下とすることで粒子の表面からの突出を抑制し、所望の表面形状すなわちRΔqが0.01以上、0.03以下を得ることが可能である。またポリマーは、硬化収縮を調製する目的で添加され、ポリマーの含有量が3重量%未満であると、硬化収縮が大きく、表面が粗くなる。すなわち二乗平均平方根傾斜RΔqおよび算術平均粗さRaが増大する所望の表面形状を得ることが困難になる。ポリマーを20重量%を超えて過剰に添加すると、樹脂中の硬化阻害物の割合が増大し、塗料の粘度が増大する。これにより、微粒子13の分散性が悪くなり、微粒子13の粗密が必要以上にはっきりするため、硬化収縮の差が粗密部分の間で顕著に現れ、二乗平均平方根傾斜RΔqおよび算術平均粗さRaが増大する。
微粒子の粒径、平均膜厚、ポリマー添加量の3者が本発明の請求の範囲であると、所望の表面形状をえることができ、防眩性とコントラストの両立が可能である。
微粒子13の添加量は、樹脂100重量部に対して、好ましくは8重量部以上50重量部以下、より好ましくは10重量部以上30重量部以下、さらに好ましくは10重量部以上20重量部以下である。微粒子13の添加量が8重量部未満であると、面内方向での微粒子13の粗密がはっきりとしてしまうため、粗さが増大し、鮮明な映像を得ることができない。一方、微粒子13の添加量が50重量部を超えると、ヘイズが増大してしまうため、写像鮮明度の値が低下し、結果として表示装置の映像コントラストも低下する。ただし、微粒子13の屈折率とマトリックスの屈折率の差を低減することで、光の散乱を抑えることができるため、求められる映像コントラストに応じて、微粒子13の添加量やマトリックス樹脂との屈折率差を調整することが好ましい。微粒子13の屈折率とマトリックスの屈折率との屈折率差は、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下である。
有機微粒子としては、例えば、アクリル粒子、アクリル・スチレン共重合体を主成分とする微粒子、スチレン粒子を用いることができるが、アクリル・スチレン共重合体を主成分とする微粒子が好ましく、屈折率1.50〜1.56を有するアクリル・スチレン共重合体を主成分とする微粒子が特に好ましい。微粒子13を粗密に分布させることができるからである。
微粒子13として、例えばアクリル樹脂などの若干極性のある微粒子を用いた場合、乾燥時に生じる塗料内の対流が小さくなるため、分散し、所望の粒子分布を形成しにくい。それを改善するためには、表面張力の高い溶剤を使わなければならないが、そのような溶剤は沸点が高く塗膜が乾燥しにくくなるため製造上扱いづらい。そのため、例えばスチレンなどの非極性の樹脂が配合された微粒子を用いることが好ましい。アクリル・スチレン共重合体を主成分とする微粒子は、合成する際のアクリル、スチレンの組成比率を変えることによって表面エネルギーを変えることができる。アクリル・スチレン共重合体を主成分とする微粒子のうちでも、屈折率1.50〜1.56を示すような配合比を有するものが特に好ましい。所望の粒子分布を得ることができ、硬化収縮の制御工程を加えて、所望の表面形状を得ることができるからである。
スチレンを配合せず、構造または官能基数の異なるアクリル系樹脂の配合比率で調整されたアクリル系粒子を用いた場合でも、微粒子表面を浸水化処理や疎水化処理することで、乾燥時に形成される粒子分布を制御することが可能である
防眩層12の表面における粗さ曲線の算術平均粗さRaは0.03μm以上0.15μm以下、より好ましくは0.05μm以上0.12μm以下である。粗さ曲線の算術平均粗さRaが0.03μm未満であると、防眩性が低下してしまい、0.15μmを超えると、コントラストが低下してしまう。
図3は、算術平均粗さRaを説明するためのものである。算術平均粗さRaは以下の式(1)で表すように、基準長さにおけるZ(x)の絶対値の平均値であり、より値が小さくなるほど平滑であることを示す。算術平均粗さRaが0.03μm未満であると、防眩層表面は鏡面に近づき、入射した光に対して正反射する成分が増えるため、防眩性が低下する。算術平均粗さRaの上限値は、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01以上0.03以下の範囲内にあれば特に制限されるものではないが、実験によると算術平均粗さRaの増大とともに、二乗平均平方根傾斜RΔqも同時に増加してしまう。このため、算術平均粗さRaが0.15μmを越えると、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.03μmを超えてしまい、コントラストが低下してしまう。
また、表面の角度成分を平均化した値は、上述のようにRΔq(θa)で表されるが、それだけでは不十分であり、均一になだらかな表面を得ることで、更なる高コントラストを実現することができる。その指標としてRaを用いることが可能であり、RΔq=0.01〜0.03かつRa=0.15以下にすることで、均一になだらかな表面を有するフィルムを得ることができる。
図4は、二乗平均平方根傾斜を説明するための概略図である。粗さ曲線の二乗平均平方根粗さRΔqは、微小範囲における傾斜を平均化して求められるパラメータであり、以下の式(2)により表される。
RΔq(またはRdq):粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜
PΔq(またはPdq):断面曲線の二乗平均平方根傾斜
WΔq(またはWdq):うねり曲線の二乗平均平方根傾斜
基準長さにおける局部傾斜dz/dxの二乗平均平方根
二乗平均平方根傾斜RΔqと光学特性(コントラスト(白濁感)および防眩性)とは相関している。すなわち、二乗平均平方根傾斜RΔqを制御することで、コントラストと防眩性とを制御することが可能である。具体的には、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01以上0.03以下のときに、コントラストと防眩性とを両立することができる。
二乗平均平方根傾斜RΔqは白濁感と相関している。二乗平均平方根傾斜RΔqは微小領域おける傾斜の平均値であることから、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.03を越える、すなわち、表面を構成する成分に急峻な傾斜が含まれると表面散乱が大きくなるため、白濁感が増す。すなわち、明所コントラストが低下する。RΔqが0.01μm未満であると、表面が鏡面に近づき、正反射成分が増え防眩性が著しく低下する。二乗平均平方根傾斜RΔqと類似した表面形状パラメータとして平均傾斜角θa(JIS B 0601-1994)がある。平均傾斜角θaも傾斜を表す意味では類似しているが、二乗平均平方根傾斜RΔqを求める上記式では、微小領域の微分値を2乗平均しているため、より大きな角度成分(白濁感に効く)が強調される。したがって、二乗平均平方根傾斜RΔqは、白濁度に対して平均傾斜角θaよりも感度が高い。
粗さ曲線の平均長さRSmは、防眩性の発現の仕方と相関している。粗さ曲線の平均長さは、基準長さにおける輪郭曲線要素の長さXsの平均であり、具体的には下記の式(3)により表される。
粗さ曲線の平均長さRSmは、好ましくは0.05mm以上0.2mm以下、より好ましくは0.08mm以上0.15mm以下である。RSmが0.05mm未満であると、防眩性を発現しない傾向にあり、RSmが0.2mmを越えると、目視で確認可能な程度に表面が荒れてくる傾向にある。0.08mm以上0.15mm以下の範囲にすることで、強い光が垂直に液晶表示装置に入射する環境下においても優れた防眩性を発現することができるからである。
この第1の実施形態による防眩性フィルム1の二乗平均平方根傾斜RΔqは、従来の防眩性フィルムより小さいものとなる。このことは、二乗平均平方根傾斜RΔqは微小範囲における傾斜を平均化して求められるパラメータであることを考慮すると、具体的には以下のことを示していことが分かる。すなわち、この第1の実施形態による防眩性フィルム1は、図2に示すように、連続的でなだらかな凹凸形状を有するのに対して、従来の防眩性フィルムは、図13に示すように、急峻な角度成分を含む凹凸形状を有している。したがって、この第1の実施形態による防眩性フィルム1では、光が広角にわたり拡散することを抑え、表示画面の白濁化を低減できるのに対して、従来の防眩性フィルムでは、光が広角にわたり拡散するため、表示画面が白濁化してしまう。なお、図13に示す従来の防眩性フィルムでは、粒子サイズと微粒子の突出量とにより凹凸形状が決定される。
帯電防止剤としては、例えば、導電性カーボン、無機微粒子、無機微粉末、界面活性剤、イオン性液体などを用いることができる。これらの帯電防止剤は単独、または2種以上併用してもよい。無機微粒子および無機微粉末の材料としては、例えば、導電性金属酸化物を主成分とする材料が挙げられる。導電性金属酸化物としては、例えば、酸化スズ、酸化インジウム、ATO(アンチモンドープ酸化錫)、ITO(インジウムドープ酸化錫)、アンチモン酸化亜鉛などを用いることができる。また、耐電防止剤として無機微粒子を用いる場合には、上述の凝集体を形成する微粒子13のうちの少なくとも一部の微粒子が、帯電防止剤としての無機微粒子であることが好ましい。
界面活性剤としては、例えば、カルボン酸系化合物およびホスフェート系塩のようなアニオン系または両性系の化合物、アミン系化合物や第四級アンモニウム塩のようなカチオン系化合物、脂肪酸多価アルコールエステル系化合物やポリオキシエチレン付加物のような非イオン系化合物、ポリアクリル酸誘導体のような高分子系化合物が挙げられる。イオン性液体は、室温で液状を呈する溶融塩である。イオン性液体としては、溶剤および樹脂と相溶性を有し、後述する乾燥工程において溶剤を揮発させた後にも樹脂に相溶した状態で存在するものが好ましい。また、イオン性液体としては、界面活性効果が小さく、塗料に添加しても微粒子13の対流および凝集に影響を与えないものが好ましい。具体的には、イオン対のカチオン種としては、例えば、含窒素オニウムからなる脂肪族の4級アンモニウムカチオン、含窒素複素環構造の4級アンモニウムカチオン、含リンオニウム塩からなるホスホニウムカチオン、含イオウオニウムからなるスルホニウムカチオンなどが挙げられる。イオン対のアニオン種としては、例えば、ハロゲン陰イオン、有機カルボキシル基陰イオン、有機フッ素系陰イオンなどが挙げられる。特に、アニオンがトリス(トリフロロメチルスルホニル)硝酸のような有機フッ素系陰イオンであると、常温で液体のイオン対となりやすいので好ましい。また、イオン性液体がイオン対の中に長鎖のアルキル基を含まないことが好ましい。イオン対の中に長鎖のアルキル基が含まれていると、界面活性効果が高くなり、微粒子13の凝集に影響を与えるためである。また、イオン性液体は数種類併用してもよい。
(1−3)防眩性フィルムの製造方法
次に、上述の構成を有する防眩性フィルム1の製造方法の一例について説明する。この防眩性フィルム1の製造方法は、基材11上に、微粒子13と、樹脂と、溶剤とを含む塗料を塗工し、溶剤を乾燥させた後樹脂を硬化させるものである。
(塗料調製)
まず、例えば樹脂と、微粒子13と、溶剤とをディスパーなどの攪拌機やビーズミルなどの分散機で混合し、微粒子13が分散した塗料を得る。この際、必要に応じて光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤などをさらに添加するようにしてもよい。また、粘度調整剤として、シリカ微粒子などをさらに添加するようにしてもよい。
溶剤としては、例えば使用する樹脂原料を溶解し、微粒子13との濡れ性が良好で、基材11を白化させない有機溶剤などが使用できる。有機溶剤としては、例えば、第3級ブタノール、酢酸イソプロピルなどが挙げられる。
樹脂は、樹脂全量に対して好ましくは3重量%以上20重量%以下のポリマーと、80重量%以上97重量%以下のオリゴマーおよび/またはモノマー、より好ましくは5重量%以上15重量%以下のポリマーと、85重量%以上95重量%以下のオリゴマーおよび/またはモノマーを含んでいる。ポリマーは、硬化収縮を調製する目的で添加される。ポリマーの含有量が3重量%未満であると、硬化収縮が大きく、表面が粗くなり、二乗平均平方根傾斜RΔqおよび算術平均粗さRaが増大し、白濁度が増す。一方、ポリマーを20重量%を超えて過剰に添加すると、樹脂中の硬化阻害物の割合が増大し、塗料の粘度が増大する。これにより、微粒子13の分散性が悪くなり、微粒子13の粗密が必要以上にはっきりするため、硬化収縮の差が粗密部分の間で顕著に現れ、白濁度が増す。また、ポリマーを20重量%を超えて過剰に添加すると、防眩層12の硬度の低下も著しくなる。
防眩層12のマルテンス硬度は、220N/mm2以上であることが好ましいが、ポリマーを20重量部を超えて添加した場合、マルテンス硬度は220N/mm2以上を得ることが困難となる。
この発明では、マルテンス硬度は以下の評価方法により求められたものである。
基材11上に防眩層12を形成し、微粒子13が存在しない部分を選択し、下記の条件で押し込みによる表面硬度を測定する。
測定装置:ピコデンターHM−500(フィッシャー・インストルメンツ社)
圧子:ビッカース圧子
最大押し込み深さ:AG層平均厚みの10%以下
樹脂としては、製造の容易性の点から、例えば紫外線、もしくは電子線により硬化する電離放射線硬化型樹脂、または熱により硬化する熱硬化型樹脂が好ましく、紫外線で硬化できる感光性樹脂が最も好ましい。このような感光性樹脂として、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレートなどのアクリレート系樹脂を用いることができる。硬化後の特性として、画像透過性の点から透光性に優れるもの、また耐傷性の点から高硬度を有するものが特に好ましく、適宜選択することが可能である。なお、電離放射線硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂に特に限定されるものではなく、透光性を有するものであれば用いることができるが、着色、ヘイズにより透過光の色相、透過光量が顕著に変化しないものが好ましい。
このような感光性樹脂は、樹脂を形成しうるモノマー、オリゴマー、ポリマーなどの有機材料に光重合開始剤を配合して得られる。例えば、ウレタンアクリレート樹脂は、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、あるいはプレポリマーを反応させ、得られた生成物に、水酸基を有するアクリレートまたはメタクリレート系のモノマーを反応させることによって得られる。
感光性樹脂に含まれる光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、アントラキノン誘導体などを単独で、あるいは併用して用いることができる。この感光性樹脂には、皮膜形成をより良くさせる成分例えばアクリル系樹脂などをさらに適宜選択配合してもよい。
また、上記感光性樹脂に、少なくとも乾燥によって定着する、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、セルロース系樹脂、また電離放射線硬化型オリゴマー、熱硬化型オリゴマーを適宜混合して使用することが可能である。上記樹脂を適宜混合することによって、防眩層12の硬さやカールを調整することが可能である。上記に限定されるものではなく、好ましくはポリマーはアクリル二重結合のような電離放射線感応基、−OH基などの熱硬化性基を持つものを使用することが可能である。
このように調整される塗料において、塗工前に、塗料に含まれる微粒子13と液体成分との比重差を調整し、微粒子13の適度な沈降および/または凝集を生じさせることが好ましい。塗布後、塗工膜表面に、比較的傾斜角の低い低角反射部と傾きを持つ広角反射部とが混在した所望の微細凹凸を形成することができるからである。また、微粒子13と樹脂との表面張力差を調整することが好ましい。樹脂の乾燥・硬化時に、微粒子13と微粒子13との間をつなぐ樹脂の硬化形状を制御することができるからである。
(塗工)
次に、上述のようにして得られた塗料を、基材11上に塗工する。塗料は、乾燥後の平均膜厚が、好ましくは8μm以上18μm以下、より好ましくは9μm以上16μm以下、さらに好ましくは11μm以上13μm以下となるように塗工される。平均膜厚が薄いと十分な硬度がとれず、厚いと製造時に樹脂を硬化させる過程でカールが生じるからである。
塗工方法は、特に限定されるものではなく、公知の塗工方法を用いることができる。公知の塗工方法としては、例えば、公知の塗工方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、ダイコート法、ディップ法、スプレーコート法、リバースロールコート法、カーテンコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スピンコート法などが挙げられる。
(乾燥・硬化)
塗料の塗工後、乾燥および硬化することで、防眩層12を得る。この際、従来と比較して周期の広く、なだらかな(すなわち、二乗平均平方根傾斜RΔqが適度に小さい)凹凸形状を防眩層12の表面に形成する。この際、個々の微粒子13を均一に分散するのではなく、乾燥時の対流によって、微粒子13を意図的に粗密に分布させ、微粒子13が密に集まった部分を1つの山として、滑らかなうねりを有する表面形状を形成するものである。また、乾燥温度および乾燥時間は塗料中に含まれる溶剤の沸点によって適宜決定することが可能である。その場合、乾燥温度および乾燥時間は、基材11の耐熱性に配慮し、熱収縮により基材11の変形が起きない範囲で選定することが好ましい。
以下に、乾燥工程および硬化工程について具体的に説明する。
まず、基材11上に塗工された塗料を所定の温度で乾燥させることにより、塗料に対流を発生させ、該対流により微粒子13を粗密に分布させる。
微粒子13の粗密分布の程度は、例えば、溶剤の表面張力と、微粒子13の表面エネルギーとを適宜調整することにより選ぶことができる。また、乾燥温度および乾燥時間は、塗料中に含まれる溶剤の沸点によって適宜選定することが可能である。その場合、乾燥温度および乾燥時間は、基材11の耐熱性を配慮し、熱収縮により基材11の変形が起きない範囲で選定することが好ましい。
乾燥条件は特に限定されるものではなく、自然乾燥であっても、乾燥温度や乾燥時間などを調整する人工的乾燥であってもよい。但し、乾燥時に塗料表面に風を当てる場合、塗膜表面に風紋が生じないようすることが好ましい。風紋が生じると防眩層表面に所望のなだらかなうねりの凹凸形状が形成されにくくなる傾向があり、防眩性とコントラストとを両立することが困難になるからである。
次に、例えば電離放射線照射または加熱により、基材11上にて乾燥された樹脂を硬化させる。これにより、微粒子13が密の部分と、微粒子13との粗の部分とにおける硬化収縮率の相違によって、緩やかな凹凸が塗料表面に発生する。すなわち、微粒子13が密の部分を1つの山として、周期の大きなうねりが形成される。すなわち、従来と比較して周期の広く、かつ、なだらかな凹凸形状が防眩層12の表面に形成される。
電離放射線としては、例えば、電子線、紫外線、可視光線、ガンマ線、電子線などを用いることができ、生産設備の観点から、紫外線が好ましい。紫外線源としては、例えば、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などを用いることができる。積算照射量は、樹脂の硬化特性、樹脂や基材11の黄変抑制などを考慮して適宜選択することが好ましい。また、照射の雰囲気は、例えば、空気、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気が挙げられる。
以上により、目的とする防眩性フィルムが得られる。
上述したように、この第1の実施形態によれば、微粒子13および樹脂を含む塗料を基材11上に塗布し、塗料を乾燥させることにより、塗料に対流を発生させ、該対流により微粒子13を粗密に分布させ、微粒子13が粗密に分布した塗料を硬化させる。樹脂は、樹脂全重量に対して3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、微粒子13の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、防眩層12の平均膜厚が、8μm以上18μm以下である。したがって、高コントラストかつ優れた防眩性を有する防眩性フィルムを実現できる。
(2)第2の実施形態
(2−1)防眩性フィルムの構成
図5は、この発明の第2の実施形態による防眩性フィルムの構成の一例を示す。図5に示すように、この第2の実施形態による防眩性フィルム1は、防眩層12上に低屈折率層14をさらに備える点において、上述の第1の実施形態と異なっている。基材11、および防眩層12は、上述の第1の実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
図5に示すように、低屈折率層14は、防眩層表面のうねりに倣うように設けられていることが好ましく、ほぼ一様な厚さを有すると共に、反射防止層表面のうねりが防眩層表面とほぼ同等にならだかなうねり有していることがより好ましい。このようにすることで、低屈折率層14を設けた場合にもコントラストと防眩性とを両立できる。なお、上述のように低屈折率層14がほぼ一様な厚みであることが理想的であるが、低屈折率層14は防眩層12上のすべての領域に設けられている必要はなく、防眩層12の突部を除いた大分部、すなわち、比較的平滑で反射の大きい部分に低屈折率層がほぼ均一に形成されていれば、十分なコントラストを得ることができる。
図6は、図5に示した低屈折率層14を拡大して示す断面図である。図6に示すように、低屈折率層14は、例えば、樹脂と、中空微粒子15とを含んでいる。中空微粒子15は、防眩層12の表面全体に分散していることが好ましい。また、中空微粒子15は、低屈折率層14に埋設され、埋設された中空微粒子15は、低屈折率層14の厚さ方向に2〜3個程度重なり中空微粒子15の層が形成されていることが好ましい。
(2−2)防眩性フィルムの製造方法
次に、第2の実施形態による防眩性フィルムの製造方法の一例について説明する。この第2の実施形態による防眩性フィルムの製造方法は、防眩層の形成工程後に低屈折率層の形成工程をさらに備える点において、上述の第1の実施形態と異なっている。したがって、以下では、低屈折率層の形成工程のみについて説明する。
(塗料調製)
まず、例えばディスパーなどの攪拌機やビーズミルなどの分散機により、中空微粒子15、樹脂、および溶剤を混合し、塗料を調製する。また、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤などの添加剤を添加するようにしてもよい。
樹脂としては、光または電子線などにより硬化する電離放射線硬化型樹脂、または熱により硬化する熱硬化型樹脂を単独で、または混合したものを用いることができ、製造の容易性の観点からすると、紫外線により硬化する感光性樹脂が最も好ましい。電離放射線硬化型樹脂は、多官能モノマーを90%以上含んでいることが好ましい。多官能モノマーとしては、例えば、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、具体的には例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ジ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、1,2,3−シ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などが挙げられる。
中空微粒子15としては、シリカ、アルミナなどの無機微粒子、スチレン、アクリルなどの有機微粒子が挙げられるが、シリカ微粒子が特に好ましい。この中空微粒子15は内部に空気を含有しているために、それ自身の屈折率は、通常の微粒子と比較して低くなる。例えば、シリカ微粒子の屈折率は1.46であるのに対して、中空シリカ微粒子の屈折率は1.45以下である。
中空微粒子15の平均粒径は、10〜200nmであることが好ましく、より好ましくは30〜60nmである。平均粒径が200nmを超えると、可視光波長に比べて無視できないサイズとなるため、低屈折率層14の表面において光が散乱される。したがって、透明性が低下し、表示面などが白っぽく見えてしまう。また、平均粒径が10nm未満であると、中空微粒子15が凝集しやすくなってしまう。また、中空シリカ微粒子などの中空微粒子15は、樹脂との親和性を向上する観点から、電離放射線にて重合する(メタ)アクリロイル基を表面に有することが好ましい。
添加剤としては、例えば、変性シリコンアクリレート化合物などを用いてもよく、具体的には、ジメチルシリコン分子内に少なくとも1つ以上の有機基を有するものが挙げられる。ジメチルシリコンに結合している有機基当量は、1630g/mol以上であることが好ましい。有機基当量の測定方法としては、核磁気共鳴測定法(NMR)を用いてジメチルシリコン分子内のメチル基の1Hと有機基の1Hとのピーク強度比から算出する方法を用いることができる。有機基としては、例えば、メタクリル基、アクリル基、メルカプト基などが挙げられる。
溶剤としては、使用する樹脂を溶解し、かつ、下地となる防眩層12を溶解しないものが好ましい。このような溶剤として、例えば、第3級ブタノール、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、イソプロピルアルコール(IPA)、メチルイソブチルケトン(MIBK)などの有機溶剤が挙げられる。
(塗工)
次に、上述のように調製した塗料を、防眩層12上に塗工する。塗料の塗工方法としては、例えば、グラビアコータ、バーコータ、ダイコータ、ナイフコータ、コンマコータ、スプレーコータ、カーテンコータなどが挙げられる。なお、塗工方法は、上記方法に限定されることはなく、所定量の厚みを均一に塗布できればいかなるものでもよい。
(乾燥・硬化)
次に、防眩層12上に塗工された塗料を乾燥、硬化させる。これにより、なだらかな凹凸形状を有する低屈折率層14が防眩層12上に形成される。乾燥、硬化の方法としては、上述の第1の実施形態における防眩層の作製工程と同様のものを用いることができる。
以上により、目的とする防眩性フィルム1が得られる。
この第2の実施形態によれば、防眩層12上には低屈折率層14をさらに設けているので、上述の第1の実施形態に比して反射率をより低減することができる。
(3)第3の実施形態
図7は、この発明の第3の実施形態による防眩性フィルムの構成の一例を示す。図7に示すように、この防眩性フィルム1は、防眩層12上に多層反射防止層を備える点において、上述の第1の実施形態と異なっている。基材11、および防眩層12は、上述の第1の実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
多層反射防止層16は、低屈折率層16Lおよび高屈折率層16Hとを併せ持つ積層膜であり、低屈折率層16Lおよび高屈折率層16Hの積層数は所望とする特性に応じて適宜選択することが好ましい。低屈折率層16Lの材料としては、例えば、SiOx、SiO2、Al23およびこれらの混合物などの用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、従来公知の低屈折率材料から低屈折率層16Lとして求められる特性に応じて任意に選択し使用することができる。高屈折率層16Hの材料としては、例えば、TiO2、Nb25、Ta25、WO3およびこれらの混合物などの用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、従来公知の高屈折率材料から高屈折率層16Hとして求められる特性に応じて任意に選択し使用することができる。低屈折率層16Lおよび高屈折率層16Hの成膜方法としては、好適にはスパッタリング法が用いられるが、この方法に限定されるものではない。
また、図7に示すように、必要に応じて、防眩性フィルム1の表面に対する汚れ付着の抑制などの観点から、多層反射防止層16上に防汚層17をさらに備えるようにしてもよい。防汚層17としては、好適には、フッ素系化合物が用いられるが、これに限定されるものではない。
この第3の実施形態によれば、防眩層12上には多層反射防止層16をさらに設けているので、上述の第1の実施形態に比して反射率をより低減することができる。
(4)第4の実施形態
この第4の実施形態は、上述の第1の実施形態において防眩性フィルムとして用いた光学フィルムを、アンチニュートンリング(Anti Newton-Ring:ANR)フィルム(以下ANRフィルムと称する。)として用いるものである。
図8、図9は、この発明の第4の実施形態による表示装置の構成例を示す。この表示装置は、表示部21と、この表示部21の前面側に設けられた前面部材22とを備える。表示部21と前面部材22との間には、例えば空気層が形成されている。表示部21の前面側、および前面部材22の裏面側の少なくとも一方に、ANRフィルム23が備えられている。具体的には、図8では、前面部材22の裏面側にANRフィルム23を備える表示装置の例が示されている。また、図9では、表示部21の前面側、および前面部材22の裏面側の両方にANRフィルム23を備える表示装置の例が示されている。ニュートンリング発生の抑制の観点からすると、表示部21の表示面側、および前面部材22の裏面側の両方にANRフィルム23を備えることが好ましい。ANRフィルム23と、前面部材22または表示部21とは、接着剤などを介して貼り合わされている。なお、本発明において、前面とは表示面となる側の面、すなわち観察者側となる面を示し、裏面とは表示面と反対となる側の面を示す。
表示部21としては、例えば、液晶ディスプイレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプイレイ、プラズマディスプイレイ(Plasma Display Panel:PDP)、有機EL(Electro Luminescence)ディスプイレイ、無機ELディスプイレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプイレイ(Surface-conduction Electron-emitter Display:SED)、電界放出型ディスプイレイ(Field Emission Display:FED)などを用いることができる。
前面部材22は、表示部21の前面(観察者側)に機械的、熱的、および耐候的保護や、意匠性を目的として用いるものである。前面部材22は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。前面部材22の材料としたは、例えば、ガラス、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)などを用いることができるが、特にこれらの材料に限定されるものではなく、透明性を有する材料であれば用いることができる。
図10は、ANRフィルムの構成の一例を示す。ANRフィルム23は、表示装置におけるニュートンリングの発生を抑制するためのものである。図10に示すように、ANRフィルム23は、基材24と、この基材24上に設けられたANR層25とを有する。ANRフィルム23は、接着層26を介して前面部材22などの被着体に対して貼り付けられている。接着層26は、接着剤を主成分とする。この接着剤としては、例えば、光学フィルムの技術分野において公知のものを用いることがでる。なお、本明細書では、感圧性粘着剤(PSA:Pressure Sensitive Adhesive)などの粘着剤も接着剤の一種とみなす。
ANRフィルム23としては、第1の実施形態における防眩性フィルム1と同様のものを用いることができる。具体的には、基材24、ANR層25としてはそれぞれ、第1の第1の実施形態における基材11、防眩層12と同様のものを用いることができる。
なお、この第4の実施形態では、第1の実施形態とは異なり、光学フィルムであるANRフィルム23を、表示装置の最表面に用いないので、表面硬度の許容値を広げることが可能である。したがって、ANR層12の平均膜厚は、6.4μm以上18μm以下、好ましくは8μm以上18μm以下、より好ましくは9μm以上16μm以下、最も好ましくは11μm以上13μm以下である。平均膜厚が6.4μm未満であると、硬度が低下し、ANR層12として表示装置に設けることが困難になる共に、乾燥凝集が著しく、表面がゆず肌状となり、ギラツキが生じてしまう。平均膜厚が18μmを超えると製造時に樹脂を硬化させる過程でカールが顕著に生じる。
また、図10に示すように、反射光の低減の観点から、AR(Anti-Reflection)層27をANR層25上にさらに形成することが好ましい。AR層27としては、ドライ方式およびウエット方式のいずれのものも用いることができるが、ウエット方式のものが好ましい。ウエット方式のAR層27としては、例えば、フッ素系樹脂を含むもの、あるいはシリカなどの中空微粒子を含むものを用いることができる。
この発明の第4の実施形態によれば、表示部21の前面側、および前面部材22の裏面側の少なくとも一方に、ANRフィルム23を配置することで、ニュートンリングの発生を抑制する、もしくは気にならない程度までニュートンリングの発生を低減することが可能である。
(5)第5の実施形態
図11、図12は、この発明の第5の実施形態による表示装置の構成例を示す。この第5の実施形態は、表示部21と、この表示部21の裏面側に設けられた裏面部材26とを備え、表示部21の裏面側、および裏面部材26の前面側の少なくとも一方に、ANRフィルム23を備える点において、第4の実施形態とは異なっている。
具体的には、図11では、表示部21の裏面側にANRフィルム23を備える表示装置の例が示されている。また、図12では、表示部21の裏面側、および裏面部材26の前面側の両方にANRフィルム23を備える表示装置の例が示されている。なお、上述の第4の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
裏面部材26は、例えば、シート状、フィルム状、または板状を有する。表示部が液晶ディスプイレイである場合、裏面部材26は、例えば、光源照度を面内で均一化するための拡散板または拡散シート、視野角を制御するためのレンズフィルム、光源からの光を偏光分離し再利用するための偏光分離反射フィルムなどである。
この第5の実施形態によれば、表示部21の裏面側、および裏面部材26の前面側の少なくとも一方に、ANRフィルム23を配置することで、ニュートンリングの発生を抑制する、もしくは気にならない程度までニュートンリングの発生を低減することが可能である。
(6)第6の実施形態
図13は、この発明の第6の実施形態による表示装置の構成の一例を示す。この第6の実施形態は、表示部21の前面側、および前面部材22の裏面側の少なくとも一方に、接着剤などを介さずにANR層25を直接形成している点において、第4の実施形態とは異なっている。図13では、前面部材22の裏面側に、ANR層25を直接形成している例が示されている。上述の第4の実施形態と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第5の実施形態においても同様に、表示部21の裏面側、および裏面部材26の前面側の少なくとも一方に、ANR層25を直接形成するようにしてもよい。
この第6の実施形態によれば、表示部21の前面側、および前面部材22の裏面側の少なくとも一方に、ANR層25を直接形成しているので、表示装置の構成および製造工程を第4の実施形態に比べて簡略化できる。
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
この実施例において、微粒子の平均粒径および防眩層の乾燥膜厚は以下のようにして測定したものである。
(微粒子の平均粒径)
微粒子の平均粒径は、コールターマルチサイザーにより粒子径を測定し、得られたデータを平均して求めた。
(防眩層の乾燥膜厚)
防眩層の乾燥膜厚(平均膜厚)は、接触式厚み測定器(TESA株式会社製)を用いて以下のようにして求めた。まず、接触端子は6mmφの円筒状形状を用い、防眩層が潰れない程度の低荷重で、円筒端子を防眩層に接触させた。そして、任意の点を5箇所測定し、防眩性フィルム総厚の平均値DAを求めた。更に、同一基材の未塗布部の厚みを測定し、基材の厚みDBを求めた。平均値DAから基材の厚みDBを差し引いた値を防眩層厚みとした。未塗布部が得られない場合には、防眩性フィルムの切断面をミクロトーム法等により作製し、基材の厚みを測定することが可能である。しかし、微視的な膜厚になるため、前者のように平均膜厚として求めるのが好ましい。
(実施例1)
下記の塗料組成に示す原料を配合し、マグネチックスターラーにて1時間攪拌して塗料を得た。次に、得られた塗料をバーコータにて厚さ80μmのTACフィルム(富士写真フィルム社製)上に塗工し、80℃の乾燥炉で2分間乾燥後、紫外線を1J/cm2照射し、乾燥膜厚13.2μmの防眩層を形成した。以上により、目的とする光学フィルムを得た。
<塗料組成>
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 90重量部
アクリル系ポリマー 10重量部
開始剤 イルガキュア184 5重量部
溶剤 酢酸ブチル 65重量部
炭酸ジメチル 53重量部
シリコン系レベリング剤 0.05重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.515、平均粒径5.5μm、変動係数8) 10重量部
(実施例2)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚16.3μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径5.5μm、変動係数8) 10重量部
(実施例3)
下記以外、同一材料、同一工程
すなわち、下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚9.4μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル-スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.525、平均粒径5.5μm、変動係数8) 10重量部
(実施例4)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚8.8μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.500、平均粒径5.5μm、変動係数8) 10重量部
(実施例5)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚8.1μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.545、平均粒径2.5μm、変動係数8) 15重量部
(実施例6)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚17.3μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.515、平均粒径8μm、変動係数8) 15重量部
(実施例7)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 97重量部
アクリル系ポリマー 3重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(実施例8)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 95重量部
アクリル系ポリマー 5重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(実施例9)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 85重量部
アクリル系ポリマー 15重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(実施例10)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 80重量部
アクリル系ポリマー 20重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(実施例11)
まず、実施例1と同様にして、平均膜厚13.2μmの防眩層を有する防眩性フィルムを得た。次に、得られた防眩性フィルム上に、中空シリカからなる低屈折率塗料をバーコータで120nm塗工後、硬化させた。これにより、低屈折率層(反射防止コート)が防眩層上に形成された。以上により、目的とすり防眩性フィルムを得た。
(実施例12)
まず、実施例1と同様にして、平均膜厚13.2μmの防眩層を有する防眩フィルムを得た。次に、膜厚5nmのSiOx膜、膜厚10nmのNb25膜、膜厚30nmのSiO2膜、膜厚100nmのNb25膜、膜厚90nmのSiO2膜を、この順序でスパッタリング法により防眩層上に積層した。これにより、多層反射防止層が防眩層上に形成された。以上により、目的とする防眩性フィルムを得た。
(実施例13)
下記の塗料組成に示す原料を配合し、マグネチックスターラーにて1時間攪拌して塗料を得た。次に、得られた塗料をバーコータにて厚さ80μmのTACフィルム(富士写真フィルム社製)上に塗布し、80℃の乾燥炉で2分間乾燥後、紫外線を500mJ/cm2照射し、乾燥膜厚8μmの防眩層を形成した。以上により実施例13の光学フィルムを得た。
<塗料組成>
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 90重量部
アクリル系ポリマー 10重量部
開始剤 イルガキュア184 5重量部
溶剤 酢酸ブチル 65重量部
炭酸ジメチル 53重量部
シリコン系レベリング剤 0.05重量部
架橋性アクリルビーズ (綜研化学株式会社製、屈折率1.525、平均粒径5.0μm、変動係数7) 9重量部
(実施例14)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚8μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.525、平均粒径5.0μm、変動係数8) 9重量部
(実施例15)
まず、実施例14と同様にして、平均膜厚8μmの防眩層を有する防眩性フィルムを得た。次に、得られた防眩性フィルム上に、中空シリカからなる低屈折率塗料をバーコータで120nm塗工後、硬化させた。これにより、低屈折率層(反射防止コート)が防眩層上に形成された。以上により、目的とする光学フィルムを得た。
(実施例16)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚6.4μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 95重量部
アクリル系ポリマー 5重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.525、平均粒径4.0μm、変動係数8) 9重量部
(実施例17)
微粒子として下記の屈折率を有するものを用いる以外は実施例13と同様にして、平均膜厚8μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリルビーズ (綜研化学株式会社製、屈折率1.560、平均粒径5.0μm、変動係数7) 9重量部
(比較例1)
乾燥膜厚を7.3μmとする以外は実施例1と同様にして、平均膜厚7.3μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
(比較例2)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚8μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.515、平均粒径1.8μm、変動係数8) 15重量部
(比較例3)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 100重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(比較例4)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 75重量部
アクリル系ポリマー 25重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.510、平均粒径4.5μm、変動係数8) 15重量部
(比較例5)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚18μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 95重量部
アクリル系ポリマー 5重量部
アクリル微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.495、平均粒径8μm、変動係数8) 10重量部
(比較例6)
下記の樹脂および微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例1と同様にして、平均膜厚8μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 90重量部
アクリル系ポリマー 10重量部
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.560、平均粒径6μm、変動係数30) 6重量部
(比較例7)
下記の微粒子を配合する以外は実施例13と同様にして、平均膜厚10μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.49、平均粒径5.0μm、変動係数8) 10重量部
(比較例8)
下記の樹脂および微粒子を配合する以外は実施例13と同様にして、平均膜厚11μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
6官能ウレタンアクリルオリゴマー 88重量部
アクリル系ポリマー 22重量部
架橋性アクリル微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.57、平均粒径5.0μm、変動係数8) 10重量部
(比較例9)
下記の微粒子を下記の添加量配合する以外は実施例16と同様にして、平均膜厚5μmの防眩層を有する光学フィルムを得た。
架橋性アクリル−スチレン共重合微粒子 (積水化成品工業株式会社製テクポリマー、屈折率1.525、平均粒径4.0μm、変動係数8) 9重量部
(比較例10)
防眩層の平均膜厚を19μmとする以外は、実施例1と同様にして防眩性フィルムを得た。
実施例および比較例の防眩性フィルムの粗さ、白濁度、防眩性、マルテンス硬度、および微粒子の状態を以下のようにして評価した。
(粗さ評価)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、表面粗さを測定し、2次元断面曲線から粗さ曲線を取得し、粗さパラメータとして算術平均粗さRa、粗さ曲線の二乗平均平方根粗さRΔq、輪郭曲線要素の平均長さRSmを算出した。その結果を表1〜表5に示す。なお、測定条件はJIS B0601:2001に準拠した。以下に測定装置および測定条件を示す。
測定装置:全自動微細形状測定機 サーフコーダーET4000A(株式会社小坂研究所)
λc=0.8mm、評価長さ4mm、カットオフ×5倍
データサンプリング間隔0.5μm
(白濁度)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、白濁度の測定を行った。その結果を表1〜表5に示す。白濁感は、防眩層表面で拡散された反射光を検出することにより感じる。ここでは、市販の分光測色計を使用し、上記現象を模擬的に再現し、定量化した値を白濁度とした。なお、本測定の白濁度は、視覚的に感じる白濁感と相関があることを実験により確認している。
白濁度の具体的な測定法を以下に示す。まず、裏面反射の影響を抑え防眩性フィルム自体の拡散反射を評価するため、得られた防眩性フィルムの裏面に粘着剤を介して黒色アクリル板(三菱レイヨン株式会社製 アクリライトL 502)を貼合した。次に、エックスライト社製の積分球型分光測色計SP64を用い、D65光源を使用し、拡散光を試料表面に照射して試料法線方向から8°方向に傾いた位置に存在する検出器で反射光を測定するd/8°光学系にて測定を行った。測定値は正反射成分を除き拡散反射成分のみ検出するSPEXモードを採用し、検出視野角2°にて行った。これによって、光源強度に対する拡散反射強度の割合を求めることができる。
(防眩性の評価1)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、防眩性を以下のようにして評価した。まず、黒アクリル板(A4サイズ)に防眩性フィルムを粘着層を介して貼合して、評価サンプルを作製した。次に、明るさ200ルクスの室内で、防眩フィルム(板)を目の高さに垂直に配し、自分の顔を映りこませた。この際、防眩性フィルムから観察者の顔までの距離を50cmとした。この反射像の映りこみ具合を下記の基準で評価した。その結果を表1〜表5に示す。
A:反射像の目が認識できない。
B:目はある程度認識できるが、輪郭がぼやけている。
C:目がそのまま映りこむ。
(防眩性の評価2)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、防眩性を以下のようにして評価した。
防眩性フィルムを黒色アクリル板に粘着剤を介し貼合し、2mはなれた蛍光灯(300ルクス)を垂直に映りこませ、蛍光管のエッジの映りこみ方を比較した。この映り込みを下記の基準で評価した。その結果を表1〜表5に示す。
a:蛍光管のエッジが認識できない
b:蛍光管のエッジが認識しにくい
c:蛍光管がそのまま映りこむ
(マルテンス硬度)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、微粒子が存在しない部分を選択し、下記の条件で押し込みによる表面硬度を測定した。その結果を表1〜表5に示す。
測定装置:ピコデンターHM−500(フィッシャー・インストルメンツ社)
圧子:ビッカース圧子
最大押し込み深さ:塗膜厚(AG層の厚み)の10%以下
(微粒子の状態)
実施例および比較例の防眩性フィルムについて、光学顕微鏡の観察によって、有機微粒子の分布の状態を観察した。その結果を表1〜表3に示す。なお、有機微粒子に粗密が有る場合を「○」、有機微粒子に粗密がなく、均一に分布している場合を「×」とした。
また、実施例1〜10、比較例1〜5のうち、実施例1、比較例5の防眩性フィルムの透過微分干渉写真を代表して図14、図15に示す。
以下に観察条件を示す。
観察条件:オリンパス社製光学顕微鏡 BX51 倍率20倍 透過像
(ニュートンリング)
次に、黒色アクリル板に防眩層面を接するように防眩フィルムを載置した。次に、防眩層と反対面から300g/cm2の荷重をかけ、目視にてニュートンリングの有無を評価した。その結果を表1〜表5に示す。
(ギラツキ)
13インチの液晶ディスプレイを有するノート型PC(パーソナルコンピュータ)の前面に空気層を介してアクリル板を配置し、そのアクリル板の液晶ディスプレイ側に各光学フィルムを粘着剤を介して貼合せた。次に、液晶ディスプレイに白色の単色を表示させて、ギラツキの有無を評価した。その結果を表1〜表5に示す。
表1〜表5から以下のことがわかる。
実施例1〜17では、樹脂に対するポリマーの含有量を3重量%以上20重量%以下、微粒子の平均粒径を2.4μm以上8μm以下、防眩層の平均膜厚を6.4μm以上18μm以下としているので、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmの範囲内であり、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03の範囲内となっている。したがって、コントラストと防眩性とを両立することができる。
また、実施例10、12では、防眩層上に低反射層、反射防止層を形成しているので、実施例1に比べて白濁度を低減できる。
比較例1では、防眩層の乾燥膜厚が8〜18μmの範囲から外れ、かつ、比率Rが30%〜70%の範囲から外れているので、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03から外れている。したがって、優れた防眩性が得られるが、白濁度が増大してしまっている。
比較例2では、粒子径および比率Rが30%〜70%の範囲から外れているので、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03から外れている。したがって、優れた防眩性が得られるが、白濁度が増大してしまっている。
比較例3では、ポリマーの含有量が3重量%〜20重量%の範囲から外れているので、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03から外れている。したがって、優れた防眩性が得られるが、白濁度が増大してしまっている。
比較例4では、ポリマーの含有量が3重量%〜20重量%の範囲から外れているので、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03から外れている。したがって、優れた防眩性が得られるが、白濁度が増大してしまっている。また、ポリマーの含有量が過剰であるため、マルテンス硬度が実施例7〜10に比べて低下している。
比較例5では、有機微粒子としてアクリル粒子を用いているので、微粒子が粗密に分布せず、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqがが0.01〜0.03から外れている。したがって、白濁度は低下しているが、防眩性が乏しくなってしまっている。
比較例6では、ポリマーを含有していなため、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れている。したがって、白濁が増大している。
比較例7では、有機微粒子としてアクリル粒子を用いているので、微粒子が粗密に分布せず、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqが0.01〜0.03から外れている。したがって、アンチニュートンリングが発生している。
比較例8では、ポリマーの添加量が3重量部に満たないため、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqがが0.01〜0.03から外れている。したがって、ぎらつきが発生している。
比較例9では、平均膜厚が6.5μm未満であり、比率R(粒径/膜厚)が70%を越えている。したがって、算術平均粗さRaが0.03μm〜0.15μmから外れ、かつ、二乗平均平方根傾斜RΔqがが0.01〜0.03から外れている。したがって、ぎらつきが発生し、マルテンス硬度が低下している。
比較例10では、カールが大きく、静置状態で筒状になりアクリル板に貼合する際に気泡が混入したため、評価するまでに至らなかった。
図16は、実施例1および比較例6の粗さ曲線の断面プロファイルを比較したものである。それぞれのプロファイルから求められたRaおよびRΔqは表に記載のように下記の値である。
実施例1:Ra=0.073(μm)、RΔq=0.017
比較例6:Ra=0.192(μm)、RΔq=0.017
図17、図18は断面曲線から得られた測定値から0.5μm毎の傾斜(微分値)を求め、頻度をグラフ化したものである。実施例1は比較例5と比較して、微分値0.01以下の頻度が低く、すなわち正反射強度が低く、RΔqが同一値でも防眩性の高いフィルムが得られている。また、実施例1では、0.01〜0.03に分布が集中しており、比較例6と比較して均一な低角度の傾斜により構成されている。傾斜の分布(ヒストグラム)は粗さパラメータのRaで概略代用することが可能で、RΔq=0.01〜0.03かつRa=0.015(μm)以下とすることで、図17に代表される表面性を得ることが可能である。
以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、形状、材料および構成などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、形状、材料および構成などを用いてもよい。
また、上述の実施形態では、液晶ディスプレイの表示面に備えられる光学フィルムおよびその製造方法にこの発明を適用する場合を例として説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、プラズマディスプレイ(Plasma Display Panel:PDP)、エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(Surface-conduction Electron-emitter Display:SED)などの各種表示装置の表示面に用いられる光学フィルムおよびその製造方法に適用可能である。
この発明の第1の実施形態による液晶表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。 この発明の第1の実施形態による防眩性フィルムの構成の一例を示す拡大断面図である。 算術平均粗さRaを説明するための概略図である。 二乗平均平方根傾斜を説明するための概略図である。 この発明の第2の実施形態による防眩性フィルムの構成の一例を示す拡大断面図である。 図5に示した低屈折率層14を拡大して示す断面図である。 この発明の第3の実施形態による防眩性フィルムの構成の一例を示す概略断面図である。 この発明の第4の実施形態による表示装置の構成例を示す概略断面図である。 この発明の第4の実施形態による表示装置の構成例を示す概略断面図である。 この発明の第4の実施形態によるANRフィルムの構成の一例を示す概略断面図である。 この発明の第5の実施形態による表示装置の構成例を示す概略断面図である。 この発明の第5の実施形態による表示装置の構成例を示す概略断面図である。 この発明の第6の実施形態による表示装置の構成の一例を示す概略断面図である。 実施例1の防眩性フィルムの透過微分干渉写真である。 比較例5の防眩性フィルムの透過微分干渉写真である。 実施例1および比較例6の粗さ曲線の断面プロファイルを比較した図である。 実施例1の断面曲線から得られた測定値から0.5μm毎の傾斜(微分値)を求め、頻度をグラフ化した図である。 比較例6の断面曲線から得られた測定値から0.5μm毎の傾斜(微分値)を求め、頻度をグラフ化した図である。 従来の防眩性フィルムの構成を示す拡大断面図である。
符号の説明
1 防眩性フィルム
2 液晶パネル
2a、2b 偏光子
3 バックライト
4 防眩性偏光子
11 基材
12 防眩層
13 微粒子
14 低屈折率層
15 中空微粒子
16 多層反射防止層
16L 低屈折率層
16H 高屈折率層

Claims (13)

  1. 基材と、
    上記基材上に形成された光学層とを備え、
    上記光学層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を上記基材上に塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である光学フィルム。
  2. 上記光学層の平均膜厚をT、上記微粒子の平均粒径をDとしたとき、比率R(=D/T×100)が30%以上70%以下である請求項1記載の光学フィルム。
  3. 上記微粒子が、アクリル・スチレン共重合体を主成分とする請求項1記載の光学フィルム。
  4. 上記微粒子の屈折率が、1.50以上1.56以下である請求項1記載の光学フィルム。
  5. 上記光学層の表面における粗さ曲線の算術平均粗さRaは0.03μm以上0.15μm以下であり、かつ二乗平均平方根傾斜RΔqは0.01以上0.03以下である請求項1記載の光学フィルム。
  6. 上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーと、80重量%以上97重量%以下のオリゴマーおよび/またはモノマーとを含む請求項1記載の光学フィルム。
  7. 上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーと、80重量%以上97重量%以下のオリゴマーとを含む請求項6記載の光学フィルム。
  8. 微粒子および樹脂を含む塗料を基材上に塗布する工程と、
    上記塗料を乾燥させることにより、上記塗料に対流を発生させ、該対流により上記微粒子を粗密に分布させる工程と、
    上記微粒子が粗密に分布した塗料を硬化させることにより、光学層を形成する工程と
    を備え、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である光学フィルムの製造方法。
  9. 基材と、
    上記基材上に形成された防眩層とを備え、
    上記防眩層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を上記基材上に塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記防眩層の平均膜厚が、8μm以上18μm以下である防眩性フィルム。
  10. 偏光子と、
    上記偏光子上に設けられた光学層と
    を備え、
    上記光学層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である光学層付偏光子。
  11. 画像を表示する表示部と、
    上記表示部の表示面側に設けられた光学層と
    を備え、
    上記光学層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置。
  12. 画像を表示する表示部と、
    上記表示部の前面側に設けられた前面部材と、
    上記表示部の前面側、および上記前面部材の裏面側の少なくとも一方に設けられた光学層と
    を備え、
    上記光学層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置。
  13. 画像を表示する表示部と、
    上記表示部の裏面側に設けられた裏面部材と、
    上記表示部の裏面側、および上記裏面部材の前面側の少なくとも一方に設けられた光学層と
    を備え、
    上記光学層は表面に凹凸形状を有し、
    上記凹凸形状は、微粒子および樹脂を含む塗料を塗布し、上記塗料の対流により上記微粒子を粗密に分布させ、上記塗料を硬化することにより得られ、
    上記樹脂は、3重量%以上20重量%以下のポリマーを含み、
    上記微粒子の平均粒径が、2.4μm以上8μm以下であり、
    上記光学層の平均膜厚が、6.4μm以上18μm以下である表示装置。
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