(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂バインダーと、前記樹脂バインダー中に分散された粒径１〜５μｍの多孔質顔料と、前記樹脂バインダー中において前記多孔質顔料の粒子間に存在する微細な空隙とを備え、前記多孔質顔料の粒径の１．５倍以上３倍以下の膜厚のコーティングを有し、かつ前記多孔質顔料の各粒子が、最外層に屈折率１．４５以下の低屈折率薄膜を有するように、前記コーティングの表面に固形分が１〜２重量％となるように希釈した屈折率１．４５以下の低屈折率樹脂塗料が塗布されていることを特徴とする高ヘイズコーティング。
【請求項２】
前記多孔質顔料がシリカである請求項１に記載の高ヘイズコーティング。
【請求項３】
前記低屈折率薄膜がフッ素系樹脂である請求項１又は２に記載の高ヘイズコーティング。
【請求項４】
樹脂バインダー１重量部当たり０．５重量部以上の溶剤に溶解した溶液に、粒径１〜５μｍの多孔質顔料を分散させて塗料とし、この塗料を基体表面に塗布し、ついで乾燥することにより、前記溶剤の蒸発に伴ってその部分に多数の空隙を形成させるとともに、前記多孔質顔料の粒径の１．５倍以上３倍以下の膜厚を有するコーティングを形成させる工程と、
該コーティングの表面に固形分が１〜２重量％となるように希釈した屈折率１．４５以下の低屈折率樹脂塗料を塗布して低屈折率薄膜を形成させる工程と、
を有することを特徴とする高ヘイズコーティングの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＣＲＴあるいは液晶表示装置などの表示装置の画面のような、平滑な表面における反射を防止する目的でこの表面に設けられる高ヘイズコーティング、ならびにこのような高ヘイズコーティングを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴあるいは液晶表示装置のような表示装置は、テレビジョン受像機をはじめ、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の表示装置として広く用いられている。このような表示装置には、表示画面に外光が反射して表示が見難くなるのを防ぐために、アンチグレア処理が施されることが多い。
【０００３】
従来から一般に適用されているアンチグレア処理は、表面に微細な凹凸を有する薄いフィルムあるいはコーティングを密着させることにより行われている。たとえば特開昭６３−１７２１０１号公報には、ＣＲＴフィルターの表面に、平均粒径が１〜５０μｍのシリカ粒子を３〜３０重量％含有させたハードコート層を設けることが開示されている。また特開平５−２７１０２号公報には、透明な基板の表面に、粒径０．３〜０．０１μｍの微細なＭｇＦ2あるいはＳｉＯ2粒子を含有する樹脂塗工剤を、粒子が半埋没するように塗布し、ついで樹脂塗工液を硬化させて、表面に微細な凹凸を形成するとともに、厚さ方向に平均屈折率を連続的に変化させたアンチグレアフィルムが開示されている。さらに特開平６−１８７０６号公報には、透明基板の表面に、屈折率１．４０〜１．６０の樹脂ビーズを分散させた電離放射線硬化型樹脂組成物を塗布したアンチグレアフィルムが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の文献の記載からも明らかなように、従来の技術では、アンチグレア作用の主体は、バインダーとしての樹脂組成物により保持された固体粒子の一部をコーティングの表面から突出させることで形成される表面凹凸に依存している。したがって表面凹凸の程度は、コーティング内に存在する粒子の密度に依存し、粒子の含有量が多いほど、アンチグレア効果が大きくなると考えられている。しかしながら、コーティング内に存在する粒子の含有量が多くなるにしたがって、コーティングの透明度が低下してくる。
【０００５】
一方、アンチグレアコーティングが有している重要な特性の一つとして、ヘイズ値がある。ヘイズ値は、（拡散透過率／全光線透過率）で表される値で、アンチグレア効果を向上させるために粒子の含有を増大させると、全光線透過率の低下が著しくなり、このコーティングを設けた表示装置の画面の解像度およびコントラストが悪くなる。
【０００６】
本発明の目的は、従来のアンチグレアコーティングの欠点を解消し、アンチグレアコーティングとして必要な光透過率を有しながら、高いヘイズ値をもつ高ヘイズコーティングを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、樹脂バインダーと、前記樹脂バインダー中に分散された粒径１〜５μｍの多孔質顔料と、前記樹脂バインダー中において前記多孔質顔料の粒子間に存在する微細な空隙とを備え、前記多孔質顔料の粒径の１．５倍以上３倍以下の膜厚のコーティングを有し、かつ前記多孔質顔料の各粒子が、最外層に屈折率１．４５以下の低屈折率薄膜を有するように、前記コーティングの表面に固形分が１〜２重量％となるように希釈した屈折率１．４５以下の低屈折率樹脂塗料が塗布されていることを特徴とする高ヘイズコーティングが提供される。
【０００８】
本発明の高ヘイズコーティングは、表示装置の前面に直接塗布したコーティングとして構成することもでき、またあらかじめ所定の厚さのフィルムとして成形し、これを目的とする表面に貼り付けることもできる。
【０００９】
本発明はさらに、上記の高ヘイズコーティングを有利に形成するための方法を提供する。
【００１０】
この方法は、樹脂バインダー１重量部当たり０．５重量部以上の溶剤に溶解した溶液に、粒径１〜５μｍの多孔質顔料を分散させて塗料とし、この塗料を基体表面に塗布し、ついで乾燥することにより、前記溶剤の蒸発に伴ってその部分に多数の空隙を形成させるとともに、前記多孔質顔料の粒径の１．５倍以上３倍以下の膜厚を有するコーティングを形成させる工程と、
該コーティングの表面に固形分が１〜２重量％となるように希釈した屈折率１．４５以下の低屈折率樹脂塗料を塗布して低屈折率薄膜を形成させる工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の高ヘイズコーティングの断面を図式的に示す。図１において、符号１は、本発明の高ヘイズコーティングが施される基体を示し、たとえば液晶表示装置の前面表示パネルである。この基体１の表面に、本発明の高ヘイズコーティングＣが設けられる。
【００１２】
この高ヘイズコーティングＣは、多孔質顔料２を分散させた樹脂バインダー３からなり、この樹脂バインダー３の内部に、多孔質顔料２の粒子間に多数の微細な空隙４が包蔵された構造となっており、その表面には多数の凹凸が存在している。
【００１３】
このような多孔質顔料３および空隙４を包蔵する高ヘイズコーティングＣにおいて、表面に存在する多数の凹凸は、外部から入射する光を乱反射させるように作用する。また表面から高ヘイズコーティングＣ内に進入した光は、多孔質顔料２と樹脂バインダー３との界面、および空隙４と樹脂バインダー３との界面で多方向に反射し、この結果、優れたアンチグレア効果を示す。
【００１４】
また基体１の内側から画像情報として高ヘイズコーティングＣに入射した光は、外部からの入射光と同様に、多孔質顔料２と樹脂バインダー３との界面、および空隙４と樹脂バインダー３との界面で多方向に反射し、ついには高ヘイズコーティングＣの表面から外部に放射されるが、空隙４では光が遮断されることはないので、拡散を繰り返しながら高ヘイズコーティングＣの表面に到達する。このため拡散透過率が高い値に保たれ、その結果として高いヘイズ値が実現される。
【００１５】
実験の結果によれば、高いヘイズ値を実現するためには、コーティングに分散される多孔質顔料の粒径、樹脂バインダーと多孔質顔料との配合比率、ならびにコーティングの膜厚が特定の範囲内にあることが必要であることが判明した。まず多孔質顔料の粒径は、１μｍ〜５μｍの範囲内であることが必要であり、この範囲外の粒径では、高いヘイズ値が得られない。また樹脂バインダーと多孔質顔料との配合比率については、樹脂バインダー１００重量部当たり３０重量部〜１００重量部、好ましくは３０重量部〜６０重量部である。さらにコーティングの膜厚は、多孔質顔料の粒径の１．５倍以上３倍以下のときに良好な結果が得られた。
【００１６】
本発明の高ヘイズコーティングにおいて、コーティングのヘイズ値は、コーティング中に包蔵される空隙の量に応じて変化し、空隙が多くなるほど高いヘイズ値が得られる。
【００１７】
このような空隙を包蔵する高ヘイズコーティングを形成するための有利な方法の一つは、樹脂バインダーと多孔質顔料とを混合して塗料を形成する際に、樹脂バインダーを溶解するための溶剤の比率を、樹脂バインダー１重量部当たり０．５重量部以上とすることである。このように大量の溶剤を含有する塗料は、塗布後に乾燥する過程で、大量の溶剤が蒸発してその部分に多数の空隙を形成する。
【００１８】
本発明において、多孔質顔料としては、アンチグレア層に一般に使用されているものを適用することができるが、最適な多孔質顔料はシリカゲルで、たとえば富士シリシア化学（株）から「サイシリア２５６」、「サイシリア４３０」、「サイシリア４３６」等として市販されているものを有利に使用することができる。また多孔質珪藻土粉末も適している。
【００１９】
これらの多孔質顔料を使用したコーティングの表面に、樹脂バインダーより低い屈折率をもつ、好ましくは屈折率１．４５以下の低屈折率薄膜を形成しておくことにより、得られた高ヘイズコーティングの白化、すなわちリフレクションを有効に防止することが可能になる。図２は、多孔質顔料粒子２１の表面に、樹脂バインダー層２２およびその上に低屈折率薄膜２３を設けたものを模式的に示している。
【００２０】
低屈折率薄膜２３の好ましい形成方法は、多孔質顔料および樹脂バインダーよりなる高ヘイズコーティングを形成後、固形分が１〜２重量％となるように希釈した低屈折率樹脂塗料を塗布して形成する。このような低粘度に希釈すると、低屈折率樹脂塗料が高ヘイズコーティングの空隙に浸透して、均一な低屈折率薄膜を形成しやすくなる。また低屈折率薄膜２３に使用する樹脂をフッ素系樹脂とすると、表面の耐汚染性が向上するため好ましい。
【００２１】
通常、表面状態が荒れている場合、この表面に入射した光は乱反射し、入射光側へ戻ることが多い。これが一般にいわれている「白化」である。これに対して、多孔質顔料粒子２１の表面に樹脂バインダー層２２および低屈折率薄膜２３が設けられている場合には、外側から順に、空隙による空気層、低屈折率薄膜、樹脂バインダーと屈折率が高くなっているため、この粒子の表面に入射した光は、屈折率の高い方へ角度を大きくしながら屈折し、その内側のより高い屈折率の薄膜と接触することになる。ここで外から入射した光は、回折しながら内側の高い屈折率の樹脂側に向かい、入射角度が浅い場合にも、表面または界面での全反射が抑えられることになる。また、外から入射した光が様々な経路を通って再び外側に向かうような場合にも、角度が浅い場合には、内側の高屈折率の樹脂層と外側の低屈折率の樹脂層との界面で内側に全反射することになる。したがってコーティング表面での乱反射が抑えられ、白化が防止される。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明の実施例、参考例および比較例を示す。なお実施例、参考例および比較例において、「部」は重量部を表す。
【００２３】
（参考例１）
ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加化合物と、ジペンタエリスリトールトリアクリレートのエステル（１５官能、屈折率１．５１）を準備した。このエステル（「エステルＦ１５」と記す）を下記の成分と配合した。
【００２４】
エステルＦ１５                                    １００部
光重合開始剤
ダロキュア  １１７３（チバガイギー社製）            ５部
イソプロピルアルコール                            １００部
メチルエチルケトン                                １００部
シリカゲル（平均粒径２．５μｍ）
サイシリア４３６（富士シリシア化学（株）製）      ３０部
この組成物を、トリアセチルセルロースからなる厚さ約８０μｍの基材上に通常のアプリケータを用いて約７μｍの厚さで塗布し、ついで乾燥後、１６０Ｗ／ｃｍ、３０ｃｍ／ｍｉｎの条件で紫外線を照射して、エステルＦ１５を硬化させて高ヘイズコーティングを形成した。
【００２５】
（参考例２）
参考例１において、組成物の組成を下記のとおりに変更した以外は同様に操作して、高ヘイズコーティングを形成した。
【００２６】
エステルＦ１５                                      １００部
光重合開始剤
ダロキュア  １１７３（チバガイギー社製）              ５部
イソプロピルアルコール                              １００部
メチルエチルケトン                                  １００部
シリカゲル（平均粒径２．５μｍ）
サイシリア４３０（富士シリシア化学（株）製）        ３０部
【００２７】
（参考例３）
参考例１において、組成物の組成を下記のとおりに変更した以外は同様に操作して、高ヘイズコーティングを形成した。
【００２８】
エステルＦ１５                                      １００部
光重合開始剤
ダロキュア  １１７３（チバガイギー社製）              ５部
イソプロピルアルコール                              １００部
メチルエチルケトン                                  １００部
シリカゲル（平均粒径３．０μｍ）
サイシリア２５６（富士シリシア化学（株）製）        ３０部
【００２９】
（比較例１）
参考例１において、組成物の組成を下記のとおりに変更した以外は同様に操作して、高ヘイズコーティングを形成した。
【００３０】
エステルＦ１５                                    １００部
光重合開始剤
ダロキュア  １１７３（チバガイギー社製）            ５部
イソプロピルアルコール                              １０部
メチルエチルケトン                                  １０部
シリカゲル（平均粒径３．０μｍ）
サイシリア２５６（富士シリシア化学（株）製）        ３部
【００３１】
上記の各参考例および比較例で得られた高ヘイズコーティングについて、諸性能の評価を行い、その結果を下記の表１に示す。なおヘイズ値は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５の規定にしたがって測定した値で示す。また防眩度は、デジタル防眩度計（村上色彩研究所（株）製グロスメーター「ＧＭ−３Ｍ」）を使用して、ＪＩＳＫ７１０５に規定された方法にもとづいて入射角６０゜で測定した。
【００３２】
また、各参考例および比較例で得られた高ヘイズコーティングの表面および断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、参考例１〜３のものについては、図３および図４にそれぞれ示すように、多数の空隙の存在が確認された。これに対して比較例１のものは、空隙の存在は認められなかった。なお図３，図４は、ＳＥＭで撮影された写真（倍率は５．０３×１０3倍）をスケッチしたものである。
【００３３】
【表１】
0004215288.tif 000002
【００３４】
なお表１において、鉛筆硬度は、それぞれＪＩＳ  Ｋ５４００の「鉛筆引っかき試験」に規定された方法に準拠して測定された値である。１８０゜折曲げ試験の結果は、試料を１８０゜の治具に押しつけて折曲げた後のクラック発生数を目視で判断したものである。
【００３５】
また参考例１〜３および比較例１について、セロハンテープ剥離試験により密着性テストを行ったところ、１００回の剥離試験をくり返したとき、１００回とも保護層の剥離は観察されなかった。
【００３６】
（実施例１）
参考例１と同様にして高ヘイズコーティングを作製した。
【００３７】
つぎに、このコーティング上に、下記の組成の低屈折率塗料を塗布し、ついで紫外線で架橋させて、低屈折率薄膜を有する高ヘイズコーティングを形成した。なお、塗布した量は、平面に塗布した場合に０．１μｍの膜厚が得られるものと同等の量とした。
【００３８】
含フッ素紫外線硬化型樹脂（屈折率１．４１）            ２０部
光重合開始剤
ダロキュア  １１７３（チバガイギー社製）              １部
イソプロピルアルコール                            １０００部
メチルエチルケトン                                １０００部
【００３９】
（実施例２）
実施例１において、含フッ素紫外線硬化型樹脂として、屈折率１．４３のものを使用した以外は同様に操作して、高ヘイズコーティングを作成した。
【００４０】
実施例１および２で形成された高ヘイズコーティングについて、参考例１〜３で行われたのと同様のテスト、さらに白化防止について目視により観察を行い、その結果をまとめて表２に示す。
【００４１】
また、実施例１、２で得られた高ヘイズコーティングの表面および断面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、図３および図４にそれぞれ示したものと同様、多数の空隙の存在が確認された。
【００４２】
【表２】
0004215288.tif 000003
【００４３】
また実施例１、２の高ヘイズコーティングについて、セロハンテープ剥離試験により密着性テストを行ったところ、１００回の剥離試験をくり返したとき、１００回とも保護層の剥離は観察されなかった。
【００４４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、樹脂バインダーに多孔質顔料を分散させたコーティングにおいて、樹脂バインダー中に所望の割合で空隙を含有させることにより、ヘイズ値を広い範囲から自由に選択することができるとともに、白化を防止することが可能であり、表示装置の特性に応じて最適な表示効果を発揮させることができる。また基体との密着性、硬度、折り曲げ強度等の特性についても、従来のアンチグレアコーティングと比較して遜色がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による高ヘイズコーティングの概略的縦断面図。
【図２】  本発明の高ヘイズコーティングに使用される、有機物の被覆を有する多孔質顔料粒子の断面図。
【図３】  本発明の実施例で得られた高ヘイズコーティングの表面を電子顕微鏡で撮影した写真（倍率は５．０３×１０3倍）をスケッチした説明図。
【図４】  本発明の実施例で得られた高ヘイズコーティングの断面を電子顕微鏡で撮影した写真（倍率は５．０３×１０3倍）をスケッチした説明図。
【符号の説明】
Ｃ  高ヘイズコーティング
１  基体
２  多孔質顔料
３  樹脂バインダー
４  空隙
【図１】
0004215288.tif 000004
【図２】
0004215288.tif 000005
【図３】
0004215288.tif 000006
【図４】
0004215288.tif 000007