(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】表示装置用の前面板
(51)【国際特許分類】
G09F 9/00 20060101AFI20221004BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20221004BHJP
G02B 5/02 20060101ALI20221004BHJP
【FI】
G09F9/00 313
G09F9/00 302
G02F1/1335
G02B5/02 B
(21)【出願番号】P 2019530904
(86)(22)【出願日】2018-05-24
(86)【国際出願番号】 JP2018020065
(87)【国際公開番号】W WO2019017072
(87)【国際公開日】2019-01-24
【審査請求日】2021-02-09
(31)【優先権主張番号】P 2017142187
(32)【優先日】2017-07-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】AGC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】御手洗 和彦
(72)【発明者】
【氏名】森本 保
(72)【発明者】
【氏名】西川 泰永
【審査官】小野 博之
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第3093957(JP,U)
【文献】特開平07-181306(JP,A)
【文献】特開2004-004777(JP,A)
【文献】特開2017-015812(JP,A)
【文献】国際公開第2016/006538(WO,A1)
【文献】特開2010-025959(JP,A)
【文献】特開2001-343501(JP,A)
【文献】特開平05-278157(JP,A)
【文献】特開2008-065298(JP,A)
【文献】特開2016-041481(JP,A)
【文献】特開2010-102186(JP,A)
【文献】特開2003-215303(JP,A)
【文献】国際公開第2016/181983(WO,A1)
【文献】特開2015-057655(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09F 9/00-46
G02F 1/13-1/141
1/15-1/19
H01L 27/32
51/50
H05B 33/00-33/28
G02B 5/00-5/32
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示装置用の前面板であって、
第1および第2の表面を有する透明な支持体と、
前記支持体の前記第1の表面の側に設置された、可視光反射率が1%以下である低反射層と、
前記支持体の前記第2の表面の側に設置されたアンチグレア層と、
前記アンチグレア層の前記支持体とは反対の側に設置された、可視光反射率が1%以下である第2の低反射層と、
を有し、
前記支持体は、0.2mm~1mmの範囲の厚さを有し、
前記低反射層は、前記支持体の直上に設置され、
前記アンチグレア層は、樹脂マトリクス中に、平均直径が1μm~10μmの粒子が分散されて構成され
、
前記表示装置は、車載用の表示装置である、前面板。
【請求項2】
前記粒子は、シリカ粒子および樹脂粒子の少なくとも一つを含む、請求項1に記載の前面板。
【請求項3】
前記低反射層は、屈折率の異なる2種類の膜を、交互に1回または2回以上積層させた多層膜で構成される、請求項1または2に記載の前面板。
【請求項4】
前記支持体は、プラスチックで構成される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の前面板。
【請求項5】
前記支持体の前記第1の表面および前記第2の表面の少なくとも一つには、画像が印刷されている、請求項1乃至
4のいずれか一つに記載の前面板。
【請求項6】
前記支持体の前記第2の表面には、ルーバー機能を有する層が設置されている、請求項1乃至
5のいずれか一つに記載の前面板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイなどの表示装置用の前面板に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイなどの表示装置の前面には、表示装置の保護を目的として、前面板が設置されている。
【0003】
しかしながら、前面板を介して表示装置からの表示像を視認しようとした際に、しばしば、周囲の景色の映り込みが生じる場合がある。特に、車載用の表示装置では、そのような映り込みは、運転に支障をきたす可能性があり、できる限り抑制する必要がある。
【0004】
そこで、このような映り込みを抑制するため、最近では、表面に凹凸を設けた前面板、いわゆるアンチグレア処理された前面板が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述の理由から、最近の表示装置用の前面板には、アンチグレア処理が施工される場合が多い。
【0006】
しかしながら、一般にアンチグレア(すなわち映り込み防止)の効果と、表示像の鮮明性とは、トレードオフの関係にある。従って、前面板にアンチグレア処理を施工した場合、表示装置から前面板を介して表示される表示像が不鮮明になってしまう傾向にある。このため、これまでの前面板においては、アンチグレア(すなわち映り込み防止)の効果をあまり高めることができないという問題があった。
【0007】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を有する表示装置用の前面板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明では、表示装置用の前面板であって、
第1および第2の表面を有する透明な支持体と、
前記支持体の前記第1の表面の側に設置された低反射層と、
前記支持体の前記第2の表面の側に設置されたアンチグレア層と、
を有し、
前記アンチグレア層は、樹脂マトリクス中に、平均直径が1μm~10μmの粒子が分散されて構成される、前面板が提供される。
【0009】
当該前面板は、前記低反射層が表示装置の側となるように、表示装置の前方に設置される。
【発明の効果】
【0010】
本発明では、本発明では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を有する表示装置用の前面板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】前面板のクラリティ(Clarity)Tを評価する際に使用される測定装置の一例を模式的に示した図である。
【
図2】前面板のディフュージョン(Diffusion)Rを評価する際に使用される測定装置の一例を模式的に示した図である。
【
図3】従来の前面板におけるクラリティ(Clarity)Tとディフュージョン(Diffusion)Rの間の関係を模式的に示したグラフである。
【
図4】本発明の一実施形態による前面板の断面を模式的に示した図である。
【
図5】本発明の別の実施形態による前面板の断面を模式的に示した図である。
【
図6】本発明のさらに別の実施形態による前面板の断面を模式的に示した図である。
【
図7】本発明の一実施形態による前面板の製造方法の一例のフローを模式的に示した図である。
【
図8】各サンプルにおいて得られたクラリティ(Clarity)Tとディフュージョン(Diffusion)Rの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【0013】
(クラリティTおよびディフュージョンR)
まず、本発明の一実施形態による前面板の特徴をより明確に理解するため、クラリティTおよびディフュージョンRという指標について説明する。
【0014】
クラリティTは、表示装置から前面板を透過して表示される表示像の鮮明性に関する指標であり、クラリティTが大きいほど、表示像の鮮明性が高いことを表す。なお、クラリティTの最小値は0であり、最大値は1である。
【0015】
これに対して、ディフュージョンRは、周囲の景色の前面板への映り込みを抑制する度合い、すなわちアンチグレアの効果に関する指標であり、ディフュージョンRが大きいほど、アンチグレアの効果が高く、映り込みが抑制されることを表す。なお、ディフュージョンRの最小値は0であり、最大値は1である。
【0016】
(クラリティTの評価方法)
図1を参照して、クラリティTの評価方法について説明する。
【0017】
図1には、クラリティTを測定する際に使用される、測定装置の一例を模式的に示す。
【0018】
図1に示すように、測定装置10は、光源25および検出器27を有し、測定装置10内に、被測定試料(すなわち前面板)50が配置される。被測定試料50は、第1の表面52および第2の表面54を有する。光源25は、被測定試料50に向かって、第1の光32を放射する。検出器27は、被測定試料50から出射される透過光34を受光し、その輝度を検出する。
【0019】
被測定試料50は、第2の表面54が光源25の側となり、第1の表面52が検出器27の側となるように配置される。
【0020】
なお、被測定試料50の一方の表面がアンチグレア処理されている場合、このアンチグレア処理されている表面が、被測定試料50の第1の表面52となる。すなわち、この場合、被測定試料50は、アンチグレア処理されている表面が検出器27の側となるようにして、測定装置10内に配置される。
【0021】
測定の際には、光源25から被測定試料50に向かって、第1の光32が照射される。第1の光32は、被測定試料50の第2の表面54の法線(および第1の表面52の法線)と略平行な方向に照射される。以降、この角度θを0゜の方向と規定する。なお、実際の測定には誤差が含まれるため、角度θは、より正確には、0゜±0.5゜の範囲を含む。
【0022】
次に、検出器27を用いて、被測定試料50の第1の表面52から、角度θ=0゜で透過される透過光34(以下、「0゜透過光」ともいう)の輝度を測定する。
【0023】
次に、検出器27が透過光34を受光する角度θを、-90゜~+90゜の範囲で変化させ、同様の操作を実施する。ここで、マイナス(-)の符号は、角度θが第1の表面52の法線に対して反時計回りに傾斜していることを表し、プラス(+)の符号は、角度θが第1の表面52の法線に対して時計回りに傾斜していることを表す。
【0024】
これにより、検出器27を用いて、被測定試料50を透過して、角度θ=-90゜~+90゜の範囲で、第1の表面52から出射される透過光(以下、「全透過光」とも称する)の輝度が測定される。
【0025】
次に、以下の式(1)から、クラリティTを算定する:
クラリティT=
(0゜透過光の輝度)/(全透過光の輝度) 式(1)
このような測定で得られるクラリティTは、観察者の目視による像の鮮明性の判断結果と相関し、人の視感に近い挙動を示すことが確認されている。例えば、クラリティTが大きな(1に近い)値を示す前面板は、良好な鮮明性を有し、逆にクラリティTが小さな(0に近い)値を示す前面板は、鮮明性が劣る。従って、このクラリティTは、前面板から視認される表示像の鮮明さを判断する際の定量的指標として、使用することができる。
【0026】
なお、このようなクラリティTの評価は、市販のゴニオメータ(変角光度計)を使用することにより、容易に行うことができる。
【0027】
(ディフュージョンRの評価方法)
次に、
図2を参照して、ディフュージョンRの評価方法について説明する。
【0028】
図2には、ディフュージョンRを測定する際に使用される測定装置の一例を模式的に示す。
【0029】
図2に示すように、測定装置60は、光源65および検出器67を有し、測定装置60内に、被測定試料(すなわち前面板)50が配置される。被測定試料50は、第1の表面52および第2の表面54を有する。光源65は、被測定試料50に向かって、第2の光72を放射する。検出器67は、被測定試料50から、所定の角度(φ
2と称する)で反射される反射光74を受光し、その輝度を検出する。
【0030】
なお、被測定試料50は、第1の表面52が光源65および検出器67の側となるように配置される。従って、検出器67が検出する光は、第1の表面52で反射された反射光74である。また、被測定試料50の一方の表面がアンチグレア処理されている場合、このアンチグレア処理されている表面が、被測定試料50の第1の表面52となる。すなわち、この場合、被測定試料50は、アンチグレア処理されている表面が光源65および検出器67の側となるようにして、測定装置60内に配置される。
【0031】
測定の際には、測定装置60の光源65から被測定試料50に向かって、第2の光72が照射される。第2の光72は、被測定試料50の法線Lに対して、45゜傾斜した角度φ1で照射される。なお、本願では、測定装置20の誤差を考慮して、45゜±0.5゜の範囲を、角度45゜と定義する。すなわち、φ1=45゜とは、45゜±0.5゜を表す。
【0032】
第2の光72は、被測定試料50の第1の表面52で反射される。この反射光74のうち、45゜正反射光を検出器67で受光し、その輝度を測定して、「45゜正反射光の輝度」とする。
【0033】
次に、第1の表面52で反射され、検出器67で受光される反射光74の角度φ2を、0°~+90°の範囲で変化させ、同様の操作を実施する。この際に、被測定試料50の第1の表面52で反射して、第1の表面52から出射される反射光74の輝度分布を検出器67で測定して合計し、「全反射光の輝度」とする。
【0034】
得られた45゜正反射光の輝度および全反射光の輝度から、以下の式(2)を用いて、ディフュージョンRを算定する:
ディフュージョンR=
(全反射光の輝度-45゜正反射光の輝度)/(全反射光の輝度) 式(2)
このディフュージョンRは、後述するように、観察者の目視によるアンチグレアの効果の判断結果と相関し、人の視感に近い挙動を示すことが確認されている。例えば、ディフュージョンRが大きな値(1に近い値)を示す前面板は、アンチグレアの効果が高く、逆にディフュージョンRが小さな値(0に近い値)を示す前面板は、アンチグレアの効果が劣る傾向にある。従って、このディフュージョンは、前面板の映り込み抑制の度合いを判断する際の定量的指標として、使用することができる。
【0035】
なお、このような測定は、市販のゴニオメータ(変角光度計)を使用することにより、容易に実施することができる。
【0036】
ここで、前述のように、前面板にアンチグレア処理を施工した場合、前面板を介して表示される表示像が不鮮明になってしまう傾向にある。このため、これまでの前面板においては、アンチグレア(すなわち映り込み防止)の効果をあまり高めることができないという問題がある。
【0037】
図3には、従来の各種前面板におけるクラリティTとディフュージョンRの間の関係を模式的に表したグラフを示す。
【0038】
図3から、従来の前面板におけるクラリティTとディフュージョンRの関係は、右肩下がりの円弧状の曲線M1で表されることがわかる。例えば、従来の前面板において、クラリティT=0.8程度の鮮明性を確保するためには、ディフュージョンRを最大でも0.6程度に抑制する必要がある。本来であれば、ディフュージョンRは、できるだけ1に近いことが望ましいが、その場合、クラリティTが1から大きく低下してしまい、表示像の鮮明性が損なわれてしまうからである。
【0039】
このように、従来の前面板においては、クラリティTとディフュージョンRの関係は、曲線M1上の領域またはそれよりも下側の領域(以下、これらの領域を合わせて「従来領域」と称する)から選定される必要があった。
【0040】
これに対して、本発明の一実施形態による前面板では、後述するように、クラリティTとディフュージョンRの間の関係を、曲線M1よりも右上の領域(以下、係る領域を「改善領域」と称する)に移動させることができる。
【0041】
従って、本発明の一実施形態による前面板では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を有する前面板を提供することができる。
【0042】
(本発明の一実施形態による前面板)
次に、
図4を参照して、本発明の一実施形態による前面板の一構成例について説明する。
【0043】
図4には、本発明の一実施形態による前面板(以下、「第1の前面板」と称する)100の断面を模式的に示す。
【0044】
図4に示すように、第1の前面板100は、第1の側102および第2の側104を有する。また第1の前面板100は、支持体110と、低反射層120と、アンチグレア層130とを有する。
【0045】
支持体110は、第1の表面112および第2の表面114を有する。低反射層120は、支持体110の第1の表面112の側に設置され、アンチグレア層130は、支持体110の第2の表面114の側に設置される。従って、低反射層120は、第1の前面板100の第1の側102に対応し、アンチグレア層130は、第1の前面板100の第2の側104に対応する。
【0046】
低反射層120は、第1の前面板100の第1の側102から入射される光の反射を抑制する役割を有する。なお、本願において、「低反射」とは、可視光反射率が1%以下であることを意味する。従って、低反射層120は、可視光の反射率を1%以下に抑制できる層を表す。
【0047】
アンチグレア層130は、第1の前面板100を第2の側104から視認した際に、周囲の景色の映り込みを抑制する役割を有する。
【0048】
アンチグレア層130は、樹脂で構成されたマトリクス132と、該マトリクス中に分散された粒子134とを有する。粒子134は、略球形であり、例えば、1μm~10μmの範囲の平均直径を有する。
【0049】
なお、本願において、アンチグレア層に含まれる粒子の平均直径は、以下の方法で測定される:
(i)まず、光学顕微鏡(L300N;ニコン社製)を用いて、透過+微分干渉条件で、被観察物(アンチグレア層)の表面画像を、100倍の倍率で撮影する
(ii)撮影された画像をカラー反転させ、画像処理ソフトウェア(WinROOF;三谷商事株式会社製)の「円形図形分離」機能を用いて、画像に含まれる円形の粒子を抽出する
(iii)抽出された全ての粒子の直径を「円形図形計測」で測定する
(iv)測定された全ての直径を平均することにより、粒子の「平均直径」が求められる。
【0050】
このように構成される第1の前面板100は、従来に比べて有意に高いクラリティTおよびディフュージョンRを有する。すなわち、第1の前面板100では、クラリティTとディフュージョンRの関係を、前述の
図3に示したグラフの曲線M1よりも右上の領域、すなわち改善領域にシフトさせることができる。
【0051】
従って、第1の前面板100では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を得ることができる。第1の前面板100は、第1の前面板100の低反射層が表示装置の側となるように、表示装置の前方に設置される。
【0052】
なお、現時点では、第1の前面板100において、クラリティTとディフュージョンRの関係が改善領域にシフトとする理由については十分に把握されていない。
【0053】
例えば、第1の前面板100には、第1の側102に低反射層120が設けられており、この低反射層120が、前面板の特性向上に寄与している可能性が考えられる。しかしながら、従来の、表面に凹凸を設けたアンチグレア処理された前面板において、アンチグレア処理されていない側に、単に低反射層を設けても、第1の前面板100において認められるような、ディフュージョンRの向上効果はほとんど生じない。
【0054】
現時点では、第1の前面板100において、マトリクス132中に粒子134が分散されたアンチグレア層130と、低反射層120との相乗効果により、光学特性に何らかの変化が生じ、前述のような改善領域へのシフト挙動が生じるものと推察される。
【0055】
(本発明の別の実施形態による前面板)
次に、
図5を参照して、本発明の別の実施形態による前面板の一構成例について説明する。
【0056】
図5には、本発明の別の実施形態による前面板(以下、「第2の前面板」と称する)200の断面を模式的に示す。
【0057】
図5に示すように、第2の前面板200は、第1の側202および第2の側204を有する。また、第2の前面板200は、支持体210と、低反射層220と、アンチグレア層230と、第2の低反射層240とを有する。
【0058】
支持体210は、第1の表面212および第2の表面214を有する。低反射層220は、支持体210の第1の表面212の側に設置され、アンチグレア層230は、支持体210の第2の表面214の側に設置される。また、アンチグレア層230の支持体210とは反対の側には、第2の低反射層240が設置される。
【0059】
従って、低反射層220は、第2の前面板200の第1の側202に対応し、第2の低反射層240は、第2の前面板200の第2の側204に対応する。
【0060】
アンチグレア層230は、樹脂のマトリクス232に、粒子234が分散されて構成される。
【0061】
なお、支持体210、低反射層220、およびアンチグレア層230の構成および役割は、前述の第1の前面板100の場合と同様である。従って、ここではこれ以上説明しない。
【0062】
一方、第2の低反射層240は、第2の前面板200において、第2の側204における反射を抑制するために適用される。
【0063】
また、第2の前面板200を表示装置の前方に設置した場合、表示装置全体としての美感が向上するという効果もある。
【0064】
すなわち、一般に、黒色の周囲枠を有する表示装置の前面に、前面板を設置すると、しばしば、中央部分と枠部分との間で、色の差が目立つようになり、黒色の枠の見栄えが悪くなる場合がある。しかしながら、第2の低反射層240を有する第2の前面板200を表示装置の前方に設置した場合、中央部分と枠部分との間における色の差が目立たなくなり、美感の低下を抑制することが可能になる。
【0065】
さらに、前面板に第2の低反射層240を設けた場合、表示像のコントラストが向上し、表示像の視認性が高くなるという効果が得られる。
【0066】
第2の前面板200においても、第1の前面板100と同様、クラリティTとディフュージョンRの関係を、前述の
図3に示したグラフの曲線M1よりも右上の領域、すなわち改善領域にシフトさせることができる。
【0067】
従って、第2の前面板200では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を得ることができる。
【0068】
なお、第2の前面板200は、第2の前面板200の低反射層が表示装置の側となるように、表示装置の前方に設置される。
【0069】
(本発明のさらに別の実施形態による前面板)
次に、
図6を参照して、本発明のさらに別の実施形態による前面板の一構成例について説明する。
【0070】
図6には、本発明のさらに別の実施形態による前面板(以下、「第3の前面板」と称する)300の断面を模式的に示す。
【0071】
図6に示すように、第3の前面板300は、第1の側302および第2の側304を有する。また、第3の前面板300は、支持体310と、低反射層320と、アンチグレア層330と、第2の低反射層340とを有する。ただし、第2の低反射層340は、省略されても良い。
【0072】
支持体310は、第1の表面312および第2の表面314を有する。低反射層320は、支持体310の第1の表面312の側に設置され、アンチグレア層330は、支持体310の第2の表面314の側に設置される。存在する場合、第2の低反射層340は、アンチグレア層330の支持体310とは反対の側に設置される。
【0073】
従って、低反射層320は、第3の前面板300の第1の側302に対応する。また、低反射層320が存在する場合、該第2の低反射層340は、第3の前面板300の第2の側304に対応する。
【0074】
アンチグレア層330は、樹脂のマトリクス332に、粒子334が分散されて構成される。
【0075】
なお、支持体310、低反射層320、アンチグレア層330、および存在する場合、第2の低反射層340の構成および役割は、前述の第2の前面板200の場合と同様である。従って、ここではこれ以上説明しない。
【0076】
さらに、第3の前面板300は、支持体310の第2の表面314上に、ルーバー機能を有する層(以下、「ルーバー層」と称する)350を有する。従って、アンチグレア層330は、ルーバー層350の上に設置される。
【0077】
ここで、ルーバー層350とは、一方の面から入射された光が反対側の面から出射される際に、出射方向に角度依存性を付与することができる層を意味する。より具体的には、ルーバー層350は、法線方向に近い角度で入射された光の透過性を高め、それ以外の角度で入射された光を遮蔽させる機能を有する。
【0078】
従って、第3の前面板300内にルーバー層350が存在する場合、表示装置側から第3の前面板300に入射される光が、ランダムな方向に漏洩することを有意に抑制することが可能となる。
【0079】
なお、典型的な液晶表示装置は、バックライトと、液晶パネルと、両者の間のルーバー層とを備える。このうちルーバー層は、耐熱性があまりなく、バックライトの光量を上げ過ぎると、ルーバー層が熱で劣化してしまうという問題がある。このため、通常の場合、バックライトは、光量をある程度抑制した状態で使用される。
【0080】
しかしながら、前述のような構成を有する第3の前面板300を、そのような液晶表示装置用の前面板として使用した場合、液晶表示装置内部のルーバー層を省略することが可能となる。従って、そのような液晶表示装置では、バックライトの光量を有意に高めることが可能となり、より視認性の高い画像を出力することが可能となる。
【0081】
第3の前面板300においても、第1の前面板100および第2の前面板200と同様、クラリティTとディフュージョンRの関係を、前述の
図3に示したグラフの曲線M1よりも右上の領域、すなわち改善領域にシフトさせることができる。
【0082】
従って、第3の前面板300では、これまでに得られなかったような、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果を得ることができる。
【0083】
なお、第3の前面板300は、第2の前面板300の低反射層が表示装置の側となるように、表示装置の前方に設置される。
【0084】
(本発明の一実施形態による前面板を構成する各部材の特徴)
次に、本発明の一実施形態による前面板を構成するそれぞれの部材の特徴について、より詳しく説明する。なお、ここでは、一例として、
図6に示した第3の前面板300を例に、各部材について説明する。従って、各部材を表す際には、
図6に示した参照符号を使用する。ただし、以下の記載が、本発明の一実施形態によるその他の前面板、例えば第1の前面板100および第2の前面板200の構成部材にも適用できることは、当業者には明らかである。
【0085】
(支持体310/ルーバー層350)
支持体310は、「透明」な部材である限り、特に限られない。支持体310は、例えば、ガラス、樹脂、またはプラスチックなどで構成されても良い。また、支持体310は、着色されていても良い。
【0086】
なお、本願において、「透明」とは、可視光透過率が50%以上であることを意味する。
【0087】
支持体310の厚さは、例えば、0.2mm~1mmの範囲である。
【0088】
また、第3の前面板300が車載表示装置用の前面板として使用される場合、第3の前面板300の第1の表面312および/または第2の表面314、あるいは低反射層320の表面(302側)には、例えば、スピードメータなどの運転情報を表示する画像が印刷されていても良い。
【0089】
なお、本願において、「画像」とは、図形、写真およびパターンなどの図柄の他、文字およびマークなどを含む広い概念であることに留意する必要がある。
【0090】
ルーバー層350は、支持体310の第2の表面314に、光学フィルムを貼付することにより構成されても良い。そのような光学フィルムは、例えば、マイクロピラーを有する樹脂で構成されても良い。
【0091】
(低反射層320)
低反射層320は、可視光反射率が1%以下となるように構成される。
【0092】
また、低反射層320は、1%以下の視感反射率を有する。視感反射率は、0.5%以下であることが好ましい。
【0093】
低反射層320は、例えば、屈折率の異なる2種類の膜を交互に積層させた多層膜で構成される。
【0094】
この場合、低屈折率の膜として、酸化ケイ素(SiO2)、酸化ケイ素系合金、およびフッ化マグネシウム(MgF2)などが使用され、高屈折率の膜として、酸化チタン(TiO2)、酸化ニオブ(Nb2O5)、および酸化タンタル(Ta2O5)などが使用されても良い。
【0095】
低反射層320の厚さは、例えば、100nm~500nmの範囲であり、200nm~300nmの範囲であることが好ましい。
【0096】
(アンチグレア層330)
アンチグレア層330は、前述のように、マトリクス332と、該マトリクス332中に分散された粒子334とで構成される。
【0097】
マトリクス332は、樹脂で構成される。樹脂の種類としては、これに限られるものではないが、例えば、ウレタン含有アクリル系樹脂などが挙げられる。
【0098】
一方、粒子334は、略球形であることが好ましく、この場合、平均直径は、例えば、1μm~10μmの範囲である。平均直径は、2μm~5μmの範囲であることが好ましい。
【0099】
粒子334の材質は、これに限られるものではないが、例えば、シリカまたはマイカのような鉱物であっても良い。あるいは、粒子334は、マトリクス332とは異なるアクリル系樹脂、または例えばウレタン系樹脂で構成されても良い。
【0100】
マトリクス332に含まれる粒子334の割合は、第3の前面板300に要求される光学特性に基づいて選定される。例えば、第3の前面板300のヘイズ(HAZE)を低く抑えたい場合は、低い粒子含有量が選定され、第3の前面板300のヘイズを高めたい場合は、高い粒子含有量が選定される。
【0101】
従って、マトリクス332に対する粒子334の重量割合(粒子:マトリクス)は、任意に変更できる。
【0102】
アンチグレア層330の厚さは、粒子の寸法によっても変化するが、例えば、1μm~10μmの範囲であり、2μm~5μmの範囲であることが好ましい。
【0103】
(第2の低反射層340)
第2の低反射層340は、低反射層320と同様の構成および/または材料を有しても良い。
【0104】
第2の低反射層340の厚さは、例えば、100nm~500nmの範囲である。
【0105】
(第3の前面板300)
第3の前面板300は、例えば、表示装置用の前面板として適用することができる。そのような表示装置は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ等であっても良い。また、表示装置は、例えば、スマートフォンのような携帯機器、パーソナルコンピュータおよびテレビジョンシステムなどの画像表示装置、ならびに車載用のカーナビションシステム等であっても良い。
【0106】
(本発明の一実施形態による前面板の製造方法)
次に、
図7を参照して、本発明の一実施形態による前面板の製造方法の一例について、説明する。なお、ここでは、一例として、
図4に示した第1の前面板100を例に、その製造方法を説明する。
【0107】
図7には、本発明の一実施形態による前面板の製造方法(以下、「第1の製造方法」と称する)のフローを模式的に示す。
【0108】
図7に示すように、第1の製造方法は、
(1)支持体を準備する工程(工程S110)と、
(2)支持体の一方の表面(第1の表面)に、低反射層を設置する工程(工程S120)と、
(3)支持板の反対側の表面(第2の表面)に、アンチグレア層を設置する工程(工程S130)と、
を有する。
【0109】
なお、工程S120と工程S130は、逆の順番で実施されても良い。
【0110】
以下、各工程について説明する。
【0111】
(工程S110)
まず、第1および第2の表面を有する支持体が準備される。
【0112】
支持体は、前述のように、ガラス、樹脂、またはプラスチック等で構成される。これらの材料は、着色されていても良い。
【0113】
支持体の厚さは、例えば、0.2mm~1mmの範囲である。
【0114】
必要な場合、支持体の第1および/または第2の表面には、各種画像が印刷されても良い。
【0115】
(工程S120)
次に、支持板の第1の表面に、低反射層が設置される。前述のように、低反射層は、多層膜で構成されても良い。
【0116】
低反射層は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、物理気相成膜(PVD)法、または化学気相成膜(CVD)法などの乾式成膜技術を用いて、支持板の第1の表面に成膜されても良い。
【0117】
低反射層の厚さは、例えば、100nm~500nmの範囲である。
【0118】
(工程S130)
次に、支持板の第2の表面に、アンチグレア層が設置される。前述のように、アンチグレア層は、樹脂マトリクスと、該樹脂マトリクス内に分散された粒子とで構成される。
【0119】
アンチグレア層の設置方法は、特に限られない。アンチグレア層は、例えば、湿式法で設置されても良い。そのような湿式法としては、例えば、マトリクス用樹脂と粒子とを含むスラリーを調製し、このスラリーを支持板の第2の表面にスプレー塗布する方法、および手動でまたはコータを用いて、支持板の第2の表面にスラリーをコーティングする方法などが挙げられる。
【0120】
また、マトリクス用樹脂が紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂の場合、紫外線照射または加熱により、設置されたスラリーを硬化させることにより、アンチグレア層を形成することができる。
【0121】
アンチグレア層の厚さは、1μm~10μmの範囲である。
【0122】
以上のような工程により、第1の前面板100を製造することができる。
【0123】
なお、上記記載では、第1の前面板100を例に、その製造方法について説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態による前面板、例えば第2の前面板200および第3の前面板300においても、同様の製造方法が適用できることは、当業者には明らかである。
【実施例】
【0124】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の説明において、例1~例8および例31~例33は、実施例である。また、例11~例18および例21~例24は、比較例である。
【0125】
(例1)
以下の方法で、前述の
図4に示したような構成を有する前面板を作製した。
【0126】
支持体には、厚さ0.5mmのポリカーボネート製の基板(カーボグラスポリッシュグレー;AGCポリカーボネート社製)を使用した。この基板の可視光透過率は、65%である。
【0127】
この基板の一方の表面(第2の表面とする)に、以下の方法により、アンチグレア層を形成した。
【0128】
まず、シリカ微粒子(平均粒径2μm)を含むアクリル系樹脂(以下「マット剤」と称する)と、微粒子を含まないアクリル系溶媒樹脂(以下「クリア剤」と称する)とを、65:35の重量比で混合し、混合液を調製した。さらに、この混合液に、プロピレングリコールモノメチルエーテルを加え、固形分濃度を15%に希釈した。
【0129】
次に、バーコータを用いて、得られた塗工液を基板の第2の表面のみに塗工した。次に、この基板を、80℃の温風乾燥炉に入れ、20分間保持し、塗工液を乾燥させた。その後、紫外線露光機を用いて、塗工液の硬化処理を行った。
【0130】
これにより、基板の第2の表面に、アンチグレア層が形成された。
【0131】
なお、同様の方法により、ガラス板の表面にアンチグレア層を形成し、その厚さを測定した。その結果、アンチグレア層の厚さは、2~3μm程度であった。従って、例1において、基板に形成されたアンチグレア層の厚さは、2~3μm程度であると予想される。
【0132】
次に、以下の方法により、基板の第2の表面とは反対の表面(第1の表面)に、低反射層を形成した。
【0133】
低反射層は、メタルモード式スパッタリング法を用いて成膜した。
【0134】
スパッタリング装置は、回転式の円筒ドラム状ホルダと、該ホルダの周囲に配置された酸化源とを備える。酸化源は、電子サイクロトロン共鳴(ECR)により、マイクロ波プラズマを形成することができる。
【0135】
成膜の際には、ホルダに基板が設置され、ホルダの周囲に、金属ターゲットが配置される。
【0136】
成膜の際には、減圧下、ホルダを高速回転させた状態で、電圧が印加された金属ターゲットにアルゴンガスが供給され、電圧が印加された酸化源に酸素ガスが供給される。アルゴンガスにより、金属ターゲットから金属原子が放出され、これが基板に堆積される。基板は、ホルダにより回転されているため、成膜された金属原子は、酸化源と対向した際に、該酸化源から供給される酸素プラズマにより、瞬時に酸化される。
【0137】
使用したスパッタリング装置では、このような挙動が繰り返され、基板上にターゲット金属の酸化物の薄膜を成膜することができる。
【0138】
例1では、低反射層は、第1の層~第4の層の4層構造とし、基板に近い側から、酸化チタン(TiO2:第1の層)、酸化ケイ素(SiO2:第2の層)、酸化チタン(TiO2:第3の層)、および酸化ケイ素(SiO2:第4の層)の順とした。
【0139】
まず、以下の条件で、第1の層を成膜した:
ターゲット;金属チタン
ターゲットへのアルゴンガス供給量;3000sccm
ターゲットへの供給電力;10kW
酸化源への酸素ガス供給量;400sccm
酸化源への供給電力;1050kW。
【0140】
次に、以下の条件で、第2の層を成膜した:
ターゲット;金属ケイ素
ターゲットへのアルゴンガス供給量;3000sccm
ターゲットへの供給電力;10kW
酸化源への酸素ガス供給量;750sccm
酸化源への供給電力;1050kW。
【0141】
次に、第3の層を成膜した。成膜条件は、第1の層の場合と同様とした。
【0142】
次に、第4の層を成膜した。成膜条件は、第2の層の場合と同様とした。
【0143】
これにより、厚さ12nmの第1の層と、厚さ33nmの第2の層と、厚さ111nmの第3の層と、厚さ91nmの第4の層とからなる低反射層が成膜された。
【0144】
以上の方法により、前面板(以下、「サンプル1」と称する)が製造された。
【0145】
(例2)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例2では、アンチグレア層の形成のため、マット剤とクリア剤との混合比を、重量比で70:30として、混合液を調製した。その他の条件は、例1の場合と同様である。
【0146】
これにより、前面板(以下、「サンプル2」と称する)が製造された。
【0147】
(例3)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例3では、アンチグレア層の形成のため、マット剤とクリア剤との混合比を、重量比で75:25として、混合液を調製した。その他の条件は、例1の場合と同様である。
【0148】
これにより、前面板(以下、「サンプル3」と称する)が製造された。
【0149】
(例4)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例4では、アンチグレア層の形成のため、マット剤とクリア剤との混合比を、重量比で5:95として、混合液を調製した。その他の条件は、例1の場合と同様である。
【0150】
これにより、前面板(以下、「サンプル4」と称する)が製造された。
【0151】
(例5)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例5では、アンチグレア層の形成のため、マット剤とクリア剤との混合比を、重量比で15:85として、混合液を調製した。その他の条件は、例1の場合と同様である。
【0152】
これにより、前面板(以下、「サンプル5」と称する)が製造された。
【0153】
(例6)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例6では、アンチグレア層の形成のため、マット剤とクリア剤との混合比を、重量比で30:70として、混合液を調製した。その他の条件は、例1の場合と同様である。
【0154】
これにより、前面板(以下、「サンプル6」と称する)が製造された。
【0155】
(例7)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例7では、アンチグレア層は、以下の方法で形成した。
【0156】
まず、樹脂微粒子(平均粒径2.4μm)を含むアクリル系樹脂(以下「第2マット剤」と称する)と、樹脂微粒子を含まないアクリル系溶媒樹脂(以下「第2クリア剤」と称する)とを、60:40の重量比で混合し、混合液を調製した。さらに、この混合液に、プロピレングリコールモノメチルエーテルを加えた。
【0157】
次に、バーコータを用いて、得られた塗工液を基板の第2の表面にのみ塗工した。膜厚は、2~3μmとした。
【0158】
次に、この基板を、80℃の温風乾燥炉に入れ、20分間保持し、塗工液を乾燥させた。その後、紫外線露光機を用いて、塗工液の硬化処理を行った。これにより、基板の第2の表面に、アンチグレア層が形成された。
【0159】
以上の方法により、前面板(以下、「サンプル7」と称する)が製造された。
【0160】
(例8)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例8では、アンチグレア層は、以下の方法で形成した。
【0161】
まず、樹脂微粒子(平均粒径8.36μm)を含むアクリル系樹脂(以下「第2マット剤」と称する)と、樹脂微粒子を含まないアクリル系溶媒樹脂(以下「第2クリア剤」と称する)とを、7.5:92.5の重量比で混合し、混合液を調製した。さらに、この混合液に、プロピレングリコールモノメチルエーテルを加えた。
【0162】
次に、バーコータを用いて、得られた塗工液を基板の第2の表面にのみ塗工した。膜厚は、2~3μmとした。
【0163】
次に、この基板を、80℃の温風乾燥炉に入れ、20分間保持し、塗工液を乾燥させた。その後、紫外線露光機を用いて、塗工液の硬化処理を行った。これにより、基板の第2の表面に、アンチグレア層が形成された。
【0164】
以上の方法により、前面板(以下、「サンプル8」と称する)が製造された。
【0165】
(例11)
例1と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例11では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0166】
これにより、前面板(以下、「サンプル11」と称する)が製造された。
【0167】
(例12)
例2と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例12では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0168】
これにより、前面板(以下、「サンプル12」と称する)が製造された。
【0169】
(例13)
例3と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例13では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0170】
これにより、前面板(以下、「サンプル13」と称する)が製造された。
【0171】
(例14)
例4と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例14では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0172】
これにより、前面板(以下、「サンプル14」と称する)が製造された。
【0173】
(例15)
例5と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例15では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0174】
これにより、前面板(以下、「サンプル15」と称する)が製造された。
【0175】
(例16)
例6と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例16では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0176】
これにより、前面板(以下、「サンプル16」と称する)が製造された。
【0177】
(例17)
例7と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例17では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0178】
これにより、前面板(以下、「サンプル17」と称する)が製造された。
【0179】
(例18)
例8と同様の方法により、前面板を製造した。ただし、この例18では、基板の第2の表面に、低反射層を形成しなかった。
【0180】
これにより、前面板(以下、「サンプル18」と称する)が製造された。
【0181】
(例21)
市販のアクリル製の支持体を準備した。この支持体の一方の表面は、型押成形法により、アンチグレア処理されている。この支持体を、サンプル21と称する。
【0182】
(例22)
例21と同じ、市販のアクリル製の支持体を、もう一つ準備した。この支持体の一方の表面は、型押成形法により、アンチグレア処理されている。この支持体を、サンプル22と称する。
【0183】
(例23)
前述のサンプル21のアンチグレア処理されていない表面に、低反射層を形成した。低反射層は、前述の例1に記載の方法で成膜した。
【0184】
これにより、前面板(以下、「サンプル23」と称する)が製造された。
【0185】
(例24)
前述のサンプル22のアンチグレア処理されていない表面に、低反射層を形成した。低反射層は、前述の例1に記載の方法で成膜した。
【0186】
これにより、前面板(以下、「サンプル24」と称する)が製造された。
【0187】
以下の表1には、各サンプルの構成を整理して示した。
【0188】
【0189】
(評価1)
各サンプルを用いて、前述の方法で、クラリティTおよびディフュージョンRの評価を実施した。
【0190】
前述の表1には、各サンプルにおいて得られたクラリティTおよびディフュージョンRの値をまとめて示した。
【0191】
図8には、各サンプルにおいて得られたクラリティTとディフュージョンRの関係を示したグラフを示す。
図8において、横軸は、クラリティTであり、縦軸は、ディフュージョンRである。グラフ内の丸数字は、サンプルの番号を表している。なお、
図8には、参考のため、前述の
図3に示した曲線M1も描かれている。
【0192】
この
図8から、サンプル11~17では、クラリティTとディフュージョンRの関係(以下、「T-Rプロット」と称する)は、前述の曲線M1上またはその近傍にあり、すなわち「従来領域」に含まれることがわかる。これに対して、サンプル1~7では、T-Rプロットは、いずれも曲線M1から右上の領域、すなわち改善領域に位置することがわかる。
【0193】
このように、サンプル1~サンプル7では、良好な表示像に対する鮮明性、および/または良好な映り込み防止効果が得られることが示された。
【0194】
ここで、サンプル1とサンプル11は、低反射層の有無の点で違いはあるものの、その他の構成については対応している。サンプル2とサンプル12、サンプル3とサンプル13、…さらには、サンプル7とサンプル17についても同様である。
【0195】
これらのサンプルの測定結果の比較から、アンチグレア層を有する前面板に、単に低反射層を設けることにより、T-Rプロットを改善領域にシフトさせることができるとも考えられる。
【0196】
しかしながら、
図8から、T-Rプロットが従来領域に位置するサンプル21に低反射層を形成して構成したサンプル23では、T-Rプロットは、依然として従来領域に留まっていることがわかる。T-Rプロッが従来領域に位置するサンプル22に低反射層を形成して構成したサンプル24においても同様である。
【0197】
このことから、従来のアクリル製の前面板に、単に低反射層を設けただけでは、T-Rプロットは、改善領域にシフトしないと言える。すなわち、前面板において、アンチグレア層と低反射層とを好適に組み合わせることによって初めて、T-Rプロットの従来領域から改善領域へのシフトが発現すると考えられる。
【0198】
(例31)
前述のサンプル4において、アンチグレア層の上に、第2の低反射層を形成した。
【0199】
第2の低反射層は、第1の低反射層と同じ構成とし、第1の低反射層と同様の方法により形成した。
【0200】
これにより、前面板(以下、「サンプル31」と称する)が製造された。
【0201】
(例32)
前述のサンプル5において、アンチグレア層の上に、第2の低反射層を形成した。
【0202】
第2の低反射層は、第1の低反射層と同じ構成とし、第1の低反射層と同様の方法により形成した。
【0203】
これにより、前面板(以下、「サンプル32」と称する)が製造された。
【0204】
(例33)
前述のサンプル6において、アンチグレア層の上に、第2の低反射層を形成した。
【0205】
第2の低反射層は、第1の低反射層と同じ構成とし、第1の低反射層と同様の方法により形成した。
【0206】
これにより、前面板(以下、「サンプル33」と称する)が製造された。
【0207】
(評価2)
サンプル31~サンプル33を用いて、以下の評価試験を実施した。
【0208】
(ヘイズ測定)
ヘイズメータを用いて、サンプル31~サンプル33のヘイズを測定した。
【0209】
(コントラスト比の評価)
以下の方法で、各サンプルのコントラスト比(CONTRAST RATIO)の評価を行った。
【0210】
液晶表示装置の上に、第1の低反射層が液晶表示装置と対面するようにして、サンプルを設置した。
【0211】
次に、液晶表示装置をオンにし、液晶表示装置から表面照度230ルクスで、白色の画像を表示させた。この状態で、サンプルの第2の低反射層側における輝度(以下、「輝度1」と称する)を測定した。次に、液晶表示装置から表面照度230ルクスで、黒色の画像を表示させた。また、この状態で、サンプルの第2の低反射層側における輝度(以下、「輝度2」と称する)を測定した。
【0212】
得られた輝度1と輝度2の比から、コントラスト比を評価した。
【0213】
以下の表2には、各サンプルにおいて得られた結果をまとめて示した。
【0214】
【0215】
一般に、従来のアクリル樹脂製の前面板におけるコントラスト比は、約3.0程度であることが知られている。従って、サンプル31~サンプル33では、いずれも従来に比べて良好なコントラスト比が得られることがわかった。
【0216】
このように、前述の
図5に示したような構成を有する前面板では、像の視認性が高まることが確認された。
【0217】
本願は、2017年7月21日に出願した日本国特許出願2017-142187号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【0218】
10 測定装置
25 光源
27 検出器
32 第1の光
34 透過光
50 被測定試料
52 第1の表面
54 第2の表面
60 測定装置
65 光源
67 検出器
72 第2の光
74 反射光
100 第1の前面板
102 第1の側
104 第2の側
110 支持体
112 第1の表面
114 第2の表面
120 低反射層
130 アンチグレア層
132 マトリクス
134 粒子
200 第2の前面板
202 第1の側
204 第2の側
210 支持体
212 第1の表面
214 第2の表面
220 低反射層
230 アンチグレア層
232 マトリクス
234 粒子
240 第2の低反射層
300 第3の前面板
302 第1の側
304 第2の側
310 支持体
312 第1の表面
314 第2の表面
320 低反射層
330 アンチグレア層
332 マトリクス
334 粒子
340 第2の低反射層
350 ルーバー層