CN100460896C - 光学薄膜和抗反射薄膜的生产方法,光学薄膜、抗反射薄膜、偏振片以及包含它们的图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种包含在透明基底上的至少两层电离辐射-固化层的光学薄膜的生产方法,该方法包括:通过一定波长的电离辐射对层A进行照射的步骤1,所述层A包括在一定灵敏度的波长范围内的较长的波长侧具有不同吸收端的两种或更多种聚合引发剂,所述聚合引发剂对于所述波长范围是敏感的,对于所述电离辐射的波长,至少一种聚合引发剂(a)基本上不敏感,至少一种聚合引发剂(b)是敏感的;和在步骤A之后,将层B用的涂布液涂布在层A上然后通过具有一定波长的电离辐射对层B用的涂布液进行照射的步骤2,所述层B包含至少一种聚合引发剂(c),对于步骤2中的电离辐射的波长,聚合引发剂(a)和(c)是敏感的。
Description
技术领域
本发明涉及一种在耐擦伤性方面优异的光学薄膜,更具体地说涉及一种具有低反射率和优异耐擦伤性的抗反射薄膜,以及所述薄膜的低成本生产方法。更具体地说,本发明涉及一种用于图像显示装置如液晶显示器中的光学薄膜及其生产方法。
背景技术
显示装置如阴极射线管显示装置(CRT)、等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(ELD)以及液晶装置(LCD)包含各种功能光学薄膜,如用于偏振片、延迟片、反射板的保护薄膜,视角增宽薄膜,光学补偿薄膜,防眩光薄膜,增亮薄膜,彩色校正薄膜,分色薄膜,紫外线或红外线削减薄膜,抗静电薄膜以及抗反射薄膜。在这些光学薄膜中,为了防止由于显示装置中外部光线反射所致的对比度下降或图像反射,利用光学干涉原理将抗反射薄膜设置在显示器的最外表面上,以便降低反射率。因此,抗反射薄膜很可能被擦伤。因此,重要的任务是提供一种具有优异耐擦伤性的抗反射薄膜。
通过在最外层上形成适当厚度的低折射层,在低折射层和载体(基底)之间任选形成的高折射层、中等折射层、硬涂层等等,能够制备所述抗反射薄膜。为了取得低折射率,低折射层优选由具有尽可能低的折射率的材料制成。由于抗反射薄膜设置在显示器的最外层上,因此,它还需要有高的耐擦伤性。为了使厚度约100nm的薄膜取得高的耐擦伤性,这些薄膜自身需要有足够的强度以及对下层足够的附着力。
为了降低材料的折射率,所述材料可以包含包括在其中的氟原子,或者可以具有降低的密度(空隙)。然而,所有这些方法均具有如下缺点:最终薄膜的强度和附着力受到损害,并且具有减小的耐擦伤性。因此,同时获得高折射率和高耐擦伤性一直是十分困难的任务。
JP-A-11-189621、JP-A-11-228631和JP-A-2000-313709公开了一种方法,所述方法包括:将聚硅氧烷结构引入含氟聚合物中,从而提高薄膜表面的摩擦系数,并因此增加耐擦伤性。这种方法对于改进耐擦伤性多少是有效的,但当单独使用时,在提供足够耐擦伤性的同时,却使所希望的薄膜的强度和界面附着力严重不足。
另一方面,JP-A-2002-156508公开了:当光固化树脂在低氧浓度中进行固化时,能够获得具有增加了的硬度的固化薄膜。然而,由于能够有效地生产幅状抗反射薄膜的氮浓度的上限受到限制,因此,不能够获得令人满意的硬度。
此外,JP-A-11-268240、JP-A-60-90762、JP-A-59-112870、JP-A-4-301456、JP-A-3-67697和JP-A-2003-300215公开了一种氮置换的详细方法。然而,这些方法需要使用大量氮气,以便将氧浓度降低至能够充分固化薄层如低折射层的程度,因此将使成本增加。
此外,JP-B-7-51641公开了一种方法,该方法包括通过电离辐射对卷绕在热辊上的幅板进行照射。但该方法在充分固化如低折射层的特定薄膜的作用方面也留下了一些遗憾。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于各种显示装置的功能光学薄膜,更具体地说提供一种在以降低的成本获得足够的抗反射性能的同时,生产具有增强了的耐擦伤性的抗反射薄膜的方法,以及由所述生产方法获得的抗反射薄膜。本发明的另一目的在于提供包含抗反射薄膜的偏振片以及包含它们的图像显示装置。
本发明的发明者进行了广泛的研究。结果发现,通过如下的抗反射薄膜的生产方法以及由该方法获得的抗反射薄膜实现了本发明的上述目的。
(1)一种包含在透明基底上的至少两层电离辐射-固化层的光学薄膜的生产方法,该方法包括:
通过一定波长的电离辐射对层A进行照射的步骤1,所述层A包括在一定灵敏度的波长范围内的较长的波长侧具有不同吸收端的两种或更多种聚合引发剂,所述聚合引发剂对于所述波长范围是敏感的,对于所述电离辐射的波长,至少一种聚合引发剂(a)基本上不敏感,至少一种聚合引发剂(b)是敏感的;和
在步骤A之后,将层B用的涂布液涂布在所述层A上然后通过具有一定波长的电离辐射对层B用的涂布液进行照射的步骤2,所述层B包含至少一种聚合引发剂(c),对于步骤2中的电离辐射的波长,聚合引发剂(a)和(c)是敏感的。
(2)如第(1)项所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤1和2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下进行。
(3)如第(1)或(2)项所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤1和步骤2的至少一个步骤中通过波长削减过滤器进行采用电离辐射的照射。
(4)如第(1)-(3)任一项所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下,于60℃或更高的膜表面温度下进行。
(5)一种如第(1)-(4)任一项所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下进行,并且同时或连续地在3体积%或更低的氧浓度下进行加热。
(6)如第(1)-(5)任一项所述的光学薄膜的生产方法,其中,另外还提供将涂布液涂布在幅板表面上的涂布步骤,所述幅板在被支承在支承辊上的同时,连续地运行通过前端口唇的缝隙,其中缝模前端口唇的接触面与缝隙接近;并且利用如此排列的涂布装置涂布所述涂布液,以便使在幅板运行方向缝模前面,缝模前端口唇的接触面长度从不小于30微米至不大于100微米,并且在与前侧相反的缝模一侧的前端口唇与幅板之间的间隙从不小于30微米至120微米,当缝模设置在涂布位置时所述间隙大于在其前侧前端口唇与幅板之间的间隙。
(7)如第(6)项所述的光学薄膜的生产方法,其中,在涂布期间,涂布液的粘度为2.0mPa·sec或更低,且涂布至幅板表面上的涂布液量为2.0-5.0ml/m2。
(8)如第(6)或(7)项所述的光学薄膜的生产方法,其中,以25m/min或更大的速度将涂布液涂布于连续运行着的幅板表面上。
(9)如第(1)-(8)任一项所述的光学薄膜的生产方法,所述光学薄膜是包含至少一层低折射层的抗反射薄膜;其中层B是所述至少一层低折射层之一。
(10)一种可由第(1)-(9)任一项所述的方法获得的光学薄膜或抗反射薄膜。
(11)如第(10)项所述的抗反射薄膜,其中,所述低折射层包含:由如下通式(1)表示的含氟聚合物:
(1)
式中,L表示C1-C10连接基团;m表示0或1;X表示氢原子或甲基;A表示由任意乙烯基单体衍生得到的重复单元,所述单体可以是单一组分或可以由多种组分组成;并且x、y和z各自表示各组分的摩尔百分率并且分别满足关系式30≤x≤60、5≤y≤70和0≤z≤65。
(12)如第(10)或(11)项所述的抗反射薄膜,其中,所述低折射层包含包括在其中的中空二氧化硅微粒。
(13)一种包含两层保护膜的偏振片,其中所述两层保护膜之一是第(10)-(12)任一项中所述的抗反射薄膜。
(14)一种包含第(10)-(12)任一项中所述的抗反射薄膜或第(13)项中所述偏振片作为显示器最外表面的图像显示装置。
附图说明
图1是阐明用于本发明的涂布装置的实施方案的示意图;
图2是阐明可以优选用于本发明的模涂机的实施方案的示意图;
图3A是图2的模涂机的放大图;
图3B是说明相关技术缝模的示意截面图;
图4是阐明本发明生产方法的涂布步骤所使用的缝模及其周边的透视图;
图5是图解说明图4的减压室与幅板之间关系的截面图;和
图6是另一个图解说明图4的减压室与幅板之间关系的截面图。
W表示幅板;1表示幅板辊;2表示卷取辊;100、200、300、400表示薄膜-制造机构;101表示第一涂布站;102表示第一干燥区;103表示第一固化装置;201表示第二涂布站;202表示第二干燥区;203表示第二固化装置;301表示第三涂布站;302表示第三干燥区;303表示第三固化装置;401表示第四涂布站;402表示第四干燥区;403表示第四固化装置;10表示涂布机;11表示支承辊;13表示缝模;14表示涂布液;14a表示珠状形态;14b表示涂布层;15表示料箱;16表示缝隙;16a表示缝开度;17表示前端口唇;18表示接触面;18a表示上游口唇接触面;18b表示下游口唇接触面;IUP表示上游口唇接触面18a的长度;ILO表示下游口唇接触面18b的长度。LO表示覆咬合长度;GL表示前端口唇17与幅板W之间的间隙;30表示缝模(相关技术);31a表示上游口唇接触面(相关技术);31b表示下游口唇接触面(相关技术);32表示料箱(相关技术);33表示缝隙(相关技术);40表示减压室;40a表示后板;40b表示侧板;40c表示螺钉;GB表示后板40a与幅板W之间的间隙;GS表示侧板40b与幅板W之间的间隙。
具体实施方式
在本发明的光学薄膜中,透明基底具有提供在其上的各种功能层。这些功能层的例子包括:抗静电层、固化树脂层(透明硬涂层)、抗反射层(由高折射层、中等折射层和低折射层组成)、助粘结层、防眩光层、光学补偿层、对准层(alignment layer)和液晶层。这些层可以组合的方式提供。
作为根据本发明生产的光学薄膜的代表性实施例,下面将详细地描述包含抗反射层的抗反射薄膜(下文有时称之为“抗反射膜”)。在本说明书中,在数值表示物理值或性能等等的情况下,在此所使用的术语“(值1)至(值2)”用来表示“不小于(值1)至不大于(值2)”。
<抗反射薄膜的层构造>
根据本发明生产的抗反射薄膜包含:根据需要提供在透明基底(下文有时称之为“基底薄膜”)上、随后将描述的硬涂层。考虑到折射率、薄膜厚度、层数量、顺序或层的层合等等因素进行排列,以便使由于光学干涉所致的反射率减少的层合抗反射薄膜提供在硬涂层上。抗反射层最简单的构造是仅在基底上提供唯一的低折射层。为了进一步降低反射率,优选的是,通过将高折射层与低折射层结合来形成抗反射层;所述高折射层的折射率高于基底的折射率,低折射层的折射率低于基底的折射率。所述层构造的例子包括:两层,即依次将高折射层和低折射层层合至基底上;和具有不同折射率的三层,即依次将中等折射层(其折射率高于基底或硬涂层,但低于高折射层)、高折射层和低折射层层合至基底上。另外还提供更多抗反射层的组合。其中优选的是,出于耐久性、光学性质、成本、生产率等等因素,将中等折射层、高折射层和低折射层层合至基底上;生产率所述基底带有硬涂层。根据本发明的抗反射薄膜可以有功能层,如防眩光层和抗静电层。
下面将给出根据本发明生产的抗反射薄膜构造的优选例子。
基底薄膜/低折射层;
基底薄膜/防眩光层/低折射层;
基底薄膜/硬涂层/防眩光层/低折射层;
基底薄膜/硬涂层/高折射层/低折射层;
基底薄膜/硬涂层/中等折射层/高折射层/低折射层;
基底薄膜/防眩光层/高折射层/低折射层;
基底薄膜/防眩光层/中等折射层/高折射层/低折射层;
基底薄膜/抗静电层/硬涂层/中等折射层/高折射层/低折射层;
抗静电层/基底薄膜/硬涂层/中等折射层/高折射层/低折射层;
基底薄膜/抗静电层/防眩光层/中等折射层/高折射层/低折射层;
抗静电层/基底薄膜/防眩光层/中等折射层/高折射层/低折射层;
抗静电层/基底薄膜/防眩光层/高折射层/低折射层/高折射层/低折射层;
只要在光学干涉时其能够降低反射率,根据本发明生产的抗反射薄膜不特别限于这些层构造。高折射层可以是没有防眩光性能的光散射层。抗静电层优选是包含掺入其中的导电聚合物颗粒或金属氧化物颗粒(例如SnO2、ITO)的层,并且可以通过扩散或大气等离子体处理等等而提供。
<层的固化步骤>
根据本发明的光学薄膜包含提供在透明基底上的至少两个电离辐射-固化层。根据本发明光学薄膜的生产方法,利用如下方法对包含两种或更多种聚合引发剂的层A进行固化;其中所述引发剂在其敏感的灵敏度的波长范围内的较长的波长侧具有不同的吸收端,所述方法包括:
通过电离辐射对层A的照射步骤1,对于所述照射波长,至少一种聚合引发剂(a)基本上不敏感,而至少一种聚合引发剂(b)是敏感的;和
在步骤A之后,将层B用的涂布液涂布在层A上然后通过具有一定波长的电离辐射对层B用的涂布液进行照射的步骤2,所述层B包含至少一种聚合引发剂(c),对于所述波长对聚合引发剂(a)和(c)是敏感的。
在此所使用的术语“基本上不敏感”意指:在步骤1通过电离辐射的照射使双键减少的数量与在步骤1和2通过电离辐射的照射使双键减少的数量的比率为30%或更低。该比率优选为10%或更低,更优选3%或更低。
为测量双键的数量,可以采用如描述于“Kobunshi BunsekiHandobukku(聚合物分析手册)”中的红外吸收测量法,该书由日本分析化学协会的聚合物分析研究组编辑。详细地说,通过将涂布液涂布至聚对苯二甲酸乙二醇酯或三乙酰纤维素上,对该涂层进行干燥,然后在预定条件下通过电离辐射对涂层进行照射而制得待测量的层试样。然后用KBr粉末对试样进行摩擦。然后,在研钵中,使与试样如此混合的KBr粉末与试样进行精细混合。然后测量试样的红外吸收。作为测量仪器,使用AVATAR 360 FT-IR型装置(由NIKORE Co.,Ltd.生产)。测量次数合计为40数。然后,确定归因于酯组分、在1720cm-1处的峰高与归因于双键、在810cm-1处的峰高的比值。
针对没有通过电离辐射进行照射的试样(A)、在步骤1已经通过电离辐射进行照射的试样(B)、以及在步骤1和2已经通过电离辐射进行照射的试样(C),进行上述测量。然后通过如下数字公式(1)确定:在步骤1和2通过电离辐射的照射减少的双键数量与在步骤1通过电离辐射的照射减少的双键数量的比值:
((A)-(B))/((A)-(C)) (1)
在层B固化期间,通过将层A中的聚合引发剂暴露至光线中,所得到的光学薄膜几乎不会受到如氧对固化抑制的影响,因此使之能够充分地对层进行固化,并因此提高硬度和耐擦伤性。
例如,可以使用采用如下过程的固化方法,所述过程包括:对硬涂层(相应于层A)进行照射的步骤1,所述硬涂层包含对近紫外线敏感的聚合引发剂(a)和仅仅对紫外线敏感的聚合引发剂(b);和将低折射层涂布液涂布至硬涂层上然后利用紫外线对该涂层进行照射的步骤2,所述涂布液包含仅仅对紫外线敏感的聚合引发剂(c)。
作为对不同波长敏感的聚合引发剂,优选选自如下化合物。
对近紫外范围敏感的聚合引发剂的优选例子包括:不超过约400纳米处具有吸收端的化合物,如氧化膦,例如,2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦{“DAROCUR TPO”(商品名);由Ciba SpecialtyChemicals Co.,Ltd.生产}、亚苯基二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦{“IRGACURE 819”(商品名);由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造}、二(2,6-二甲氧苯甲酰)-2,4,4-三甲基-戊基(penthyl)氧化膦;噻吨酮,例如,2,4-二乙基噻吨酮,2-氯噻吨酮和1-氯-4-丙氧基噻吨酮;酮类,例如,N-甲基acrydone,二(二甲氨基苯基)酮和2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-酮{“IRGACURE 369”(商品名);由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造}和肟类,如1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-2,2-(O-苯甲酰肟)]。在这些聚合引发剂中,特别优选的是氧化膦,这是因为所得到的光学薄膜几乎没有着色,并且在照射后会大大地脱色。
作为对与上述聚合引发剂所敏感的波长不同的波长敏感并且能够与上述聚合引发剂结合使用的聚合引发剂,可以使用主要在紫外范围内具有吸收的聚合引发剂。这样的聚合引发剂的例子包括:已知的聚合引发剂,如苯乙酮类,例如,2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮{“IRGACURE 651”(商品名):由Ciba Specialty Co.,Ltd.制造}、1-羟基环己基-苯基酮{“IRGACURE 184”(商品名);由Ciba SpecialtyChemicals Co.,Ltd.制造}、2-羟基-2-甲基-1-苯丙烷-1-酮、二苯酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮{“IRGACURE 907”(商品名);由Ciba Specialty Co.,Ltd.制造};苯偶姻;二苯酮;酮缩醇和蒽醌。此外,聚合引发剂的优选例子包括活性卤素,如2-甲氧苯基-4,6-二(三氯甲基)-均三嗪{“MP-三嗪”(商品名);由Sanwa ChemicalCo.,Ltd.制造}。
以可固化组合物的量计,聚合引发剂的用量优选从不小于1质量%至不大于10质量%。当聚合引发剂的用量不小于上面规定的下限时,能够充分地进行反应以达到所希望的硬度。当聚合引发剂的用量不大于所述上限时,所得的固化层(在下文称之为“薄膜”)几乎不会出现缺点,如着色和在深度方向的硬度改变。因此,聚合引发剂的用量优选落在上面规定的范围内。
在将于近紫外范围具有吸收的上述聚合引发剂和在紫外范围内具有吸收的上述聚合引发剂结合使用的情况下,只要其落入上面限定的范围内,对两种聚合引发剂的比例(近紫外范围:紫外范围)没有特别的限制。
包含在层A中的聚合引发剂(a)的用量优选尽可能地多,只要在着色和硬度方面不出现问题;其中所述聚合引发剂(a)吸收使层B固化的波长的紫外线(电离辐射)。
在使包含可固化组合物、用于层A的涂布液涂布并干燥之后,优选使层A经受步骤1。作为将用于步骤1的电离辐射,可以根据所用聚合引发剂和可固化组合物的种类进行适当地选择。例如,在其中层A用近紫外范围内的光线进行照射的情况下,可使用通过对主要在400-480纳米波长范围内发射光线的灯{在400-480纳米范围内具有辐射峰值的灯,例如,包含荧光物质的热阴极射线管荧光灯,所述荧光物质在400-480纳米(优选420±20纳米)波长范围内具有辐射峰值}的辐射过滤而获得的光线;或者使用通过短波长滤波器从而滤掉较短波长侧光线(例如380纳米或更小)光线的具有宽辐射波长分布的金属卤化物灯发出的光线。所述近紫外线的剂量优选为30-1000mJ/cm2,更优选50-700mJ/cm2。
作为通过涂布含可固化组合物、用于层B的涂布液而获得的涂层的固化以及随后在步骤2对涂层优选进行干燥中所使用的辐射,可以根据所用聚合引发剂和可固化组合物的种类进行适当选择。只要聚合引发剂(a)和(c)对于在此所用的辐射的波长是敏感的,对其将没有特别的限制。然而,优选进行通过紫外线的固化。优选进行通过紫外线的照射,这是因为紫外线加快聚合,仅需要小型设备,能够选择各种化合物晶种,并且能够以降低的成本运行。在使用紫外线的情况下,可以使用超高压汞蒸汽灯、高压汞蒸汽灯、低压汞蒸汽灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等等。紫外线的剂量优选为30-1000mJ/cm2,更优选50-700mJ/cm2。
在光学薄膜是抗反射膜的情况下,低折射层优选在步骤2进行固化。在这种情况下,层A是其上提供低折射层的层。
在步骤1和2中用电离辐射的照射优选在3体积%或更低的氧浓度下进行。
此外,在步骤2,优选的是,涂布可固化组合物、用于层B的涂布液,然后任选地进行涂层的干燥,之后还有如下步骤:
(1)在3体积%或更低的氧浓度中,在运送幅膜的同时利用电离辐射对涂层进行连续照射,其中在运送期间的氧浓度为3体积%或更低,且不小于利用电离辐射照射期间的氧浓度;
(2)在3体积%或更低的氧浓度中,于60℃或更高的薄膜表面温度下,利用电离辐射对涂层进行照射;
(3)在3体积%或更低的氧浓度中利用电离辐射对涂层进行照射,与此同时或之后在3体积%或更低的氧浓度中对涂层进行加热;或
(4)组合进行上述步骤(1)-(3)。
在此使用的术语“(A)之后是(B)”意指:(A)后面紧接着(B),在(A)与(B)之间没有进行任何其它的步骤。这也适用于:其中对(B)“进行加热”的情况。
如上面段落(1)中所述的,在3体积%或更低的氧浓度中用电离辐射进行照射之前,当膜在3体积%或更低的氧浓度且不低于利用电离辐射照射期间的氧浓度中运送幅膜时,可有效地降低涂层表面和内部的氧浓度,从而能够有利地加快固化。此外,如在上面段落(3)中所述的,当在3体积%或更低的氧浓度中通过电离辐射进行照射,与此同时或之后在3体积%或更低氧浓度的气氛中加热时,通过加热加速了由电离辐射引发的固化反应,使得能够形成在物理强度和化学耐性方面优异的薄膜。
利用电离辐射照射期间的氧浓度优选为1体积%或更低,更优选为0.1体积%或更低。利用电离辐射照射之前、特别也是在运送期间的氧浓度优选为1体积%或更低,更优选为0.1体积%或更低。加热期间的氧浓度也优选为1体积%或更低,更优选为0.1体积%或更低。降低氧浓度的手段优选是借助其它惰性气体,特别是利用氮气(氮吹洗)置换空气(氮浓度约79体积%,氧浓度约21体积%)。考虑到有效利用惰性气体能够降低生产成本,在将已用于降低电离辐射照射区域的氧浓度的惰性气体排放至先前的低氧浓度区域和/或随后的加热区域是有利的。
用电离辐射的照射优选伴随有或后面是对薄膜的加热。优选对薄膜进行加热,以便使其表面温度达到不低于60℃至不高于170℃的范围。当对薄膜加热至其表面温度达到60℃或更高时,能够获得所希望的加热结果。当对薄膜加热至其表面温度达到170℃或更低时,也有利地不会出现问题,如基底变形。所述表面温度更优选为80-130℃。在此所使用的术语“薄膜表面温度”意指:待固化层表面的温度。
从引发紫外线照射开始,直至薄膜温度达到上面限定范围所需的时间优选从不小于0.1秒至不大于300秒,更优选为10秒或更少。当将薄膜表面温度保持在上面限定范围内的时间足够时,能够加速用于形成薄膜的可固化组合物的反应。此外,当所述时间并不太长时,既不会出现薄膜光学性能的退化,也不会出现生产上的问题如使设备尺寸过分增大。
对加热方法没有特别的限制,但优选使用:包括使加热辊与薄膜接触的方法,包括在薄膜上方喷加热氮气的方法,或者包括用远红外线或红外线进行照射的方法。做为选择,还可以使用如在JP2523574中描述的方法:包括使热水或水蒸汽流过旋转金属辊以便对该辊进行加热。
<成膜粘结剂>
在本发明光学薄膜的生产方法中,考虑到薄膜强度、涂布液稳定性、涂层的生产率等等,作为包含在涂布液中的可固化组合物的主要的成膜粘结剂,优选使用含烯键式不饱和基团的化合物;所述涂布液用于形成将通过电离辐射进行的固化的层。在此所用的术语“主要的成膜粘结剂组分”,意指占除无机颗粒以外的成膜组分的不小于10质量%至不大于100质量%,优选从不小于20质量%至不大于100质量%,更优选从不小于30质量%至不大于95质量%的粘结剂组分。
所述主要的成膜粘结剂优选是具有饱和烃链或聚醚链的聚合物作为主链,更优选是具有饱和烃链的聚合物。更为优选的是,所述聚合物具有交联结构。具有饱和烃链作为主链并且具有交联结构的粘结剂聚合物优选是具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体的(共)聚合物。为了提供高折射率层,优选的是,所述单体的结构中包含芳族环或选自除氟以外的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子的至少一个原子。
具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体的例子包括:多元醇与(甲基)丙烯酸的酯[例如二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸1,4-环己烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基乙烷酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸-1,2,3-环己烷酯、聚氨酯聚丙烯酸酯和聚酯聚丙烯酸酯]、乙烯基苯及其衍生物[例如1,4-二乙烯基环己酮、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰乙基酯]、乙烯基砜(例如、二乙烯基砜)、丙烯酰胺(例如、亚甲双丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺。还可以结合使用两种或更多种这些单体。
在此所用的术语“(甲基)丙烯酸酯”、“(甲基)丙烯酰基”和“(甲基)丙烯酸”分别表示:“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”、“丙烯酰基或甲基丙烯酸酰基”以及“丙烯酸或甲基丙烯酸”。
用来提供具有高折射率的固化层的高折射单体的具体例子包括:双(4-甲基丙烯酰基硫基苯基)硫醚、乙烯基萘、乙烯基苯硫醚以及4-甲基丙烯酰基苯基-4′-甲氧苯基硫醚。也可以将两种或更多种所述的单体结合使用。
具有烯键式不饱和基团的单体的聚合可在光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂的存在下通过电离辐射照射或加热而进行。正如前面提到的那样,在根据本发明生产的光学薄膜中,在前述步骤1和2中,使利用电离辐射进行固化的这些层中对相应于层A和层B的层进行固化。
对本发明中使用的电离辐射的种类没有特别的限制,但可以根据形成薄膜的可固化组合物的种类,对紫外线、电子射线、近紫外线、可见光、近红外线、红外线和X射线的角度进行适当选择。在本发明中,优选通过紫外线的照射。优选进行通过紫外线的固化,这是因为它能够加快聚合,仅需要小型设备,能够选择各种化合物晶种,并且能够以降低的成本运行。
在使用紫外线的情况下,可以使用超高压汞蒸汽灯、高压汞蒸汽灯、低压汞蒸汽灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯、等等。在使用电子射线的情况下,可以使用通过各种电子加速器发射的能量为50-1000keV的电子射线、所述加速器如Cockroft-Walton加速器、Vande Graaff加速器、共振变压(resonance-transformation)型加速器、绝缘芯-变压器型加速器、线型加速器、dynamitron型加速器和高频型加速器。
光自由基聚合引发剂的例子包括:苯乙酮、苯偶姻、二苯酮、氧化膦、酮缩醇、蒽醌、噻吨酮、偶氮化合物、过氧化物、2,3-二烷基二酮化合物、二硫化物化合物、氟代胺化合物、以及芳族锍。苯乙酮的例子包括2,2-二乙氧基苯乙酮、对-二甲基苯乙酮、1-羟基二甲基苯基酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-4-甲硫基-2-吗啉代苯基·乙基甲酮和2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基-丁酮)。苯偶姻的例子包括:苯偶姻苯磺酸酯、苯偶姻甲苯磺酸酯、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、以及苯偶姻异丙基醚。二苯酮的例子包括:二苯酮、2,4-二氯二苯酮、4,4-二氯二苯酮、以及对氯二苯酮。氧化膦的例子包括2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦。
光自由基聚合引发剂的各种例子还列于″Saishin UV Koka Gijutsu(Newest UV Curing Technique)″,TECHNICAL INFORMATIONINSTITUTE CO.,LTD.,第159页,1991。这些例子可用于本发明。
市售可光裂解光自由基聚合引发剂的优选例子包括Irgacure(651,184,907)(TSfihon Ciba-Geigy K.K.生产)。
光致聚合引发剂的优选用量以100质量份多官能单体为基础,为0.1-15质量份,更优选1-10质量份。
除光致聚合引发剂之外,还可以使用光增感剂。光增感剂的具体例子包括:正丁胺、三乙胺、三正丁基膦、米歇酮和噻吨酮。
就热自由基聚合引发剂而言,可使用有机或无机过氧化物或有机的偶氮或重氮化合物等等。
有机过氧化物的具体例子包括过氧化苯甲酰、过氧化卤代苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化乙酰、过氧化二丁基、氢过氧化枯烯和过氧化丁基。无机过氧化物的具体例子包括:过氧化氢、过硫酸铵和过硫酸钾。偶氮化合物的具体例子包括:2,2′-偶氮双(异丁基腈)、2,2′-偶氮双(丙腈)和1,1′-偶氮双(环己二腈)。重氮化合物的具体例子包括:重氮胺基苯和对硝基苯重氮。
在本发明中,可以使用具有聚醚作为主链的聚合物。优选多官能环氧化合物的开环聚合产物。多官能环氧化合物的开环聚合可在光致酸产生剂或热致酸产生剂的存在下通过电离辐射的照射或通过加热而进行。作为光致酸产生剂和热致酸产生剂,可以使用已知的材料。
替代具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体,或除此之外,还可以使用具有交联结构的单体来将可交联官能团引入聚合物中,由此使可交联官能团进行反应从而将交联结构引入到粘结剂聚合物中。
可交联官能团的例子包括:异氰酸酯基、环氧基、氮杂环丙烷基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、三聚氰胺、醚化羟甲基、酯、尿烷或金属烷氧基化合物(例如四甲氧基硅烷)也可以用作引入交联结构的单体。可以使用分解反应后显示出可交联性的官能团、如封端异氰酸酯基。换句话说,用于本发明的可交联官能团可以不是直接显示出反应性的官能团,而是分解反应后显示出反应性的官能团。
这些具有可交联官能团的粘结剂聚合物,当在涂布之后进行加热时可以形成交联结构。
下面将进一步描述构成抗反射薄膜的抗反射层的各层,所述薄膜是根据本发明所生产的光学薄膜的代表性例子。
<低折射层用的材料>
正如前面提到的那样,优选在步骤2形成低折射层。换句话说,优选作为相应于层B的层来形成低折射层。
优选通过共聚物的固化薄膜来形成低折射层,所述共聚物包括含氟乙烯基单体衍生的重复单元和在其侧链中具有(甲基)丙烯酰基的重复单元作为必要的组分。共聚物衍生的组分优选占薄膜固体含量的60质量%或更高,更优选占70质量%或更高,特别是80质量%或更高。考虑到降低折射率以及取得所希望的薄膜硬度,硬化剂,如多官能(甲基)丙烯酸酯,优选以不损害其相容性的量使用。
优选使用公开于JP-A-11-228631中的化合物。
低折射率层的折射率优选为1.20-1.46,更优选1.25-1.46,特别优选1.30-1.46。
低折射层的厚度优选为50-200nm,更优选70-100nm。低折射层的雾度优选为3%或更低,更优选为2%或更低,最优选1%或更低。根据500克负载的铅笔硬度测试,低折射层的具体硬度优选为H或更高,更优选为2H或更高,最优选为3H或更高。
为了改善抗反射薄膜的防污性能,所述抗反射薄膜表面与水的接触角优选为90°或更大,更优选为95°或更大,特别是100°或更大。
[含氟聚合物]
下面将描述优选用于本发明低折射层的共聚物。
含氟单体的例子包括氟代烯烃(例如氟乙烯、1,1-二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化烷基酯衍生物(例如,Biscoat 6FM(由Osaka Organic Chemical Industry Ltd.制造)、M-2020(由Daikin Industries,Ltd.制造)以及完全或部分氟化的乙烯基醚。在这些含氟单体中优选的是全氟烯烃。考虑到折射率、溶解度、透明度、可用性等等,在这些含氟单体中特别优选的是六氟丙烯。当这些含氟乙烯基单体的比例增加时,所得的低折射层会提供降低的折射率,但薄膜强度也会降低。在本发明中,优选以这样的方式引入含氟乙烯基单体,即在共聚物中的氟含量达到20-60质量%的范围,更优选从25-55质量%的范围,特别是30-50质量%的范围内。
优选的是,用于本发明的共聚物具有如下重复单元:在其侧链中具有(甲基)丙烯酰基作为必要组分。当这些含(甲基)丙烯酰基的重复单元的比例增加时,所得薄膜将具有增加的强度,但折射率也增加。尽管取决于含氟乙烯基单体衍生的重复单元的种类,但含(甲基)丙烯酰基重复单元优选占共聚物的5-90质量%,更优选30-70质量%,特别是40-60质量%。
在用于本发明的共聚物中,考虑到与基底的附着力、聚合物的Tg(对薄膜硬度起作用)、溶剂中的溶解度、透明度、滑爽性、防尘性/防污性等等,除上述含氟乙烯基单体衍生的重复单元和在其侧链中具有(甲基)丙烯酰基的重复单元以外,还可以共聚合其它适当的乙烯基单体。根据用途,可以结合使用多种所述的乙烯基单体。这些乙烯基单体的引入总量优选为共聚物的0-65摩尔%,更优选0-40摩尔%,特别是0-30摩尔%。
对于与上述组成单元结合使用的单体没有特别的限制。这些单体的例子包括:烯烃(例如乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯)、丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯)、苯乙烯衍生物(例如苯乙烯、对羟甲基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯)、乙烯基醚(例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯醚)、乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯基酯)、不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸)、丙烯酰胺(例如N,N-二甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)甲基丙烯酰胺(例如N,N-二甲基甲基丙烯酰胺)和丙烯腈。
在本发明中,作为共聚物,优选使用由如下通式(1)表示的含氟聚合物:
(1)
在通式(1)中,L表示C1-C10的连接基团,优选为C1-C6的连接基团,特别是C2-C4的连接基团。所述连接基团可以是直链的,或者可以是具有枝化或环状结构。另外,所述连接基团可以具有选自氧、氮和硫的杂原子。
L优选的例子包括:*-(CH2)2-O-**、*-(CH2)2-NH-**、*-(CH2)4-O-**、*-(CH2)6-O-**、*-(CH2)2-O-(CH2)2-O-**、*-CONH-(CH2)3-O-**、*-CH2CH(OH)CH2-O-**和*-CH2CH2OCONH(CH2)3-O-**(其中*表示聚合物主链侧的连接位置;而**表示(甲基)丙烯酰基侧的连接位置)。下标m表示0或1。
考虑到固化活性,在通式(1)中,X表示氢原子或甲基,优选氢原子。
在通式(1)中,基团A表示任意乙烯基单体衍生的重复单元。只要所述重复单元是可与六氟丙烯共聚的单体的组分,对其没有特别的限制。所述重复单元可以考虑到与基底的附着力、聚合物的Tg(对薄膜硬度起作用)、溶剂中的溶解度、透明度、滑爽性、防尘性、防污性等等而进行适当选择。根据用途,重复单元可以由单一的乙烯基单体或多种乙烯基单体组成。
上述乙烯基单体优选的例子包括:乙烯基醚,如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯醚、缩水甘油基乙烯基醚和烯丙基乙烯基醚;乙烯基酯,如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、和丁酸乙烯酯;(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基丙烯酸)缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯和(甲基)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷;苯乙烯衍生物,如苯乙烯和对羟基甲基苯乙烯;以及不饱和羧酸,如巴豆酸、马来酸和衣康酸;以及这些物质的衍生物。在这些乙烯基单体中更为优选的是乙烯基醚衍生物以及乙烯基酯衍生物。在这些乙烯基单体中特别优选的是乙烯基醚衍生物。
下标x、y和z各自表示各组分的摩尔百分比且满足如下关系式:30≤x≤60、5≤y≤70和0≤z≤65,优选35≤x≤55、30≤y≤60和0≤z≤20,特别是40≤x≤55、40≤y≤55和0≤z≤10,前提条件是,x、y和z的总和为100。
用于本发明的共聚物特别优选的实施方案是由通式(2)表示的共聚物。
(2)
在通式(2)中,X、x和y及它们的优选范围如通式(1)中所述。下标n表示不小于2至不大于10的整数,优选从不小于2至不大于6,特别是从不小于2至不大于4。基团B表示任意乙烯基单体衍生的重复单元。所述重复单元可以由单一组分或多组分组成。重复单元的例子包括上面在通式(1)中关于基团A所列出的那些。下标z1和z2各自表示各重复单元的摩尔百分比且满足如下关系式:0≤z1≤65和0≤z2≤65,优选0≤z1≤30和0≤z2≤10,特别是0≤z1≤10和0≤z2≤5,前提条件是,x、y、z1和z2的总和为100。
通过将(甲基)丙烯酰基引入含六氟丙烯组分和羟烷基乙烯基醚组分的共聚物中,能够合成由通式(1)或(2)表示的共聚物。
用于本发明的共聚物的优选例子将列于下面,但本发明并不局限于此。
[表1]
符号*表示主链侧。
[表2]
符号*表示聚合物主链侧、符号**表示丙烯酰基侧。
[表3]
[表4]
[表5]
符号*表示聚合物主链侧。
[表6]
用于本发明的共聚物可通过描述于JP-A-2004-45462中的方法合成。还可以利用除上述方法以外的任意的各种聚合方法来合成前体如含羟基的聚合物,然后使所述前体经受上述的聚合反应从而向其中引入(甲基)丙烯酰基,由此可以完成用于本发明的共聚物的合成;其中所述的各种聚合方法例如有溶液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合、本体聚合和乳液聚合。所述聚合反应可通过任何已知的方法,如间歇方法、半连续方法和连续方法来进行。
聚合引发方法的例子包括:涉及利用自由基聚合引发剂的方法和涉及通过电离辐射照射的方法。
有关这些聚合方法和聚合引发方法的细节,可参考:Teiji Tsuruta的″Kobunshi Gosei Hoho(Polymer Synthesis Methods)″,修订版,THENIKKAN KOGYO SHINBUN LTD.,1971,和Takayuki Otsu andMasayoshi Kinoshita的″Kobunshi Gosei no Jikkenho(ExperimentalMethods of Polymer Synthesis)″,Kagakudojin,1972,第124-154页。
在上述聚合方法中,特别优选的是利用自由基聚合引发剂的溶液聚合。溶液聚合中使用的溶剂的例子包括各种有机溶剂,如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、环己酮、四氢呋喃、二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、甲醇、乙醇、1-丙醇和1-丁醇。这些有机溶剂可以单独使用或两种或更多种结合使用或与水混合使用。
聚合温度需要根据聚合物的分子量、引发剂的种类等等来预定,可以在不低于0℃至不高于100℃的范围内,但优选50-100℃。
反应压力可以适当地进行预定,但通常优选的是约1-100kPa,特别优选的是约1-30kPa。反应时间是约5-30小时。
用于如此获得的聚合物的再沉淀溶剂的优选例子包括异丙醇、己烷和甲醇。
[颗粒无机材料]
下面将描述优选掺入本发明抗反射薄膜的低折射层中的颗粒无机材料。
颗粒无机材料的涂布量优选是1-100mg/m2,更优选5-80mg/m2,更为优选10-60mg/m2。当颗粒无机材料的涂布量不低于下限时,能够充分发挥改善耐擦伤性的作用。另一方面,当颗粒无机材料的涂布量不高于上限时,可防止低折射层表面上产生细小的不平度,当将抗反射薄膜有利地用于显示装置中时,使之能够抑制外观的退化如黑色色调和密度以及积分反射率。
由于颗粒无机材料掺入低折射层中,因此其优选具有低的折射率。颗粒无机材料的例子包括颗粒材料如二氧化硅和中空二氧化硅。相对于低折射层的厚度而言,颗粒二氧化硅的平均粒径优选从不小于30%至不大于150%,更优选从不小于35%至不大于80%,更为优选的是从不小于40%至不大于60%。具体地说,当低折射层的厚度为100纳米时,颗粒二氧化硅的粒径优选从不小于30纳米至不大于150纳米,更优选从不小于35纳米至不大于80纳米,更为优选从不小于40纳米至不大于60纳米。
当颗粒二氧化硅的粒径不小于下限时,所得的低折射层显示出改善的耐擦伤性。当颗粒二氧化硅的粒径不大于上限时,能够防止低折射层表面上产生细小的不平度,当将抗反射薄膜有利地用于显示装置中时,使之能够抑制外观的退化如黑色色调和密度以及积分反射率。颗粒二氧化硅可以是结晶或无定形的。颗粒二氧化硅可以是单分散的,或者可以由团聚颗粒组成,只要它们具有预定的粒径。颗粒二氧化硅的形状最优选的是球形,但也可以是无定形的。就测量颗粒无机材料的平均粒径而言,可以使用库尔特计数器。
为了降低低折射层的折射率,优选使用中空颗粒二氧化硅(下文有时称之为“中空颗粒材料”)。中空颗粒材料的折射率优选为1.17-1.40,更优选1.17-1.35,更为优选1.17-1.30。在此使用的折射率意指整个颗粒材料的折射率而不仅仅是构成中空颗粒二氧化硅的壳二氧化硅的折射率。如果颗粒的孔半径为ri并且颗粒的壳半径为r0,则空隙百分率x由下面的数字公式(2)表示:
x=(ri/r0)3×100(%) (2)
中空颗粒材料的空隙百分率x优选为10-60%,更优选20-60%,最优选30-60%。当中空颗粒材料的折射率从上面限定的范围下降并且中空颗粒二氧化硅的空隙百分率从上面限定的范围上升时,壳的厚度将下降。因此,考虑到中空颗粒二氧化硅的强度和低折射层的耐擦伤性,中空颗粒材料的折射率优选不小于1.17。
为测量这些中空颗粒材料的折射率,使用阿贝折射计(由ATAGOCO.,LTD.生产)。
低折射层的折射率(如果它包含掺入其中的中空颗粒材料的话)优选从不小于1.20至不大于1.46,更优选从不小于1.25至不大于1.41,最优选从不小于1.30至不大于1.39。
此外,低折射层可以包含:与上述颗粒二氧化硅(下文称之为“大粒径颗粒二氧化硅”)一起掺入其中的、至少一种平均粒径小于低折射层厚度25%(下文称之为“小粒径颗粒二氧化硅”)的颗粒二氧化硅材料。小粒径颗粒二氧化硅可存在于大粒径二氧化硅颗粒之间的间隙中,因此,能够起大粒径颗粒二氧化硅的保持剂的作用。在低折射层的厚度为100纳米的情况下,小粒径颗粒二氧化硅的平均粒径优选从不小于1纳米至不大于20纳米,更优选从不小于5纳米至不大于15纳米,特别优选从不小于10纳米至不大于15纳米。利用这样的颗粒二氧化硅在材料成本和保持剂作用方面是有利的。
[有机硅烷化合物]
在本发明中,考虑到薄膜强度的增加,优选将随后论述的有机硅烷的水解产物和/或其部分缩合物(溶胶)掺入低折射层中。溶胶的添加量优选为上述颗粒无机材料的2-200质量%,更优选5-100质量%,最优选10-50质量%。有机硅烷化合物可以包含在随后论述的<硬涂层>的[有机硅烷化合物等等]中列举的那些化合物。
在本发明中,考虑到防污性的提高,优选使抗反射薄膜的表面自由能下降。具体地说,优选将含氟化合物或具有聚硅氧烷结构的化合物掺入低折射层中。具有聚硅氧烷结构的添加剂的优选例子包括含活性基团的聚硅氧烷[例如,″KF-100T″、″X-22-169AS″、″KF-102″、″X-22-37011E″、″X-22-164B″、″X-22-5002″、″X-22-173B″、″X-22-174D″、″X-22-167B″、″X-22-161AS″(由Shin-Etsu Chemical Co.、Ltd.生产); ″AK-5″、″AK-30″、″AK-32″(由TOAGOSEI CO.、LTD生产);“SILA-PLANE FM0725″、“SILA-PLANE FM0721″(由CHISSO CORPORATION生产);DMS-U22、RMS-033、RMS-083、UMS-182、DMS-H21、DMS-H31、HMS-301、FMS 121、FMS 123、FMS 131、FMS 141、FMS221(由Gelest Inc.生产)]。此外,优选使用JP-A-2003-112383的表2和表3中公开的聚硅氧烷化合物。以低折射层的总固体含量计,这些聚硅氧烷的优选用量为0.1-10质量%,特别是1-5质量%。
可在上述光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂的存在下,通过电离辐射的照射或加热而使上述含氟聚合物进行聚合。因此,通过制备包含上述含氟聚合物、光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂和颗粒无机材料的涂布液,将该涂布液涂布在其上将形成低折射层的透明基底或层上,然后用电离辐射对涂层进行照射或对涂层进行加热以引起固化反应,可形成低折射层。
在其中以相应于前述层B的层形成低折射层的情况下,优选在前述步骤2形成低折射层。
在下面各层分别相应于层A的情况下,即各层分别以这样的层形成,在其上直接以相应于层B的层形成低折射层;相应于层A的层优选在前述步骤1和步骤2进行固化。
<硬涂层>
硬涂层具有提高薄膜耐擦伤性的硬涂层性能。硬涂层还优选用来对归因于薄膜的表面散射和内部散射的至少任一项的光漫射性能起作用。因此,硬涂层优选包含:掺入其中的用来提供硬涂层性能的光透射树脂和用于提供光漫射性能的光透射颗粒材料。如果需要的话,硬涂层另外还可包含掺入其中的无机填料,以便提高折射率和强度并防止交联缩合。
为了提供硬涂层性能,硬涂层的厚度优选为1-10微米,更优选1.2-6微米。当硬涂层的厚度落入上述范围内时,能够充分提供硬涂层性能。此外,抗卷曲性和耐脆化性不会变差,这使之可能阻止加工性的退化。
[光透射树脂]
掺入硬涂层中的光透射树脂优选为:具有饱和烃链或聚醚链作为主链的粘结剂聚合物,更优选的是具有饱和烃链作为主链的粘结剂聚合物。粘结剂聚合物优选具有交联结构。
作为具有饱和烃链作为主链的粘结剂聚合物时,优选使用烯键式不饱和单体的聚合物。具有饱和烃链作为主链并且具有交联结构的粘结剂聚合物优选是具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体的(共)聚合物。
为了提供具有较高折射率的粘结剂聚合物,可以选择这样的高折射单体,其包含芳族环或选自除氟以外的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子的至少一个原子。
用作主要组分、具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体的例子包括:多元醇与(甲基)丙烯酸的酯[例如,二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸1,4-环己烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基乙烷酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸-1,2,3-环己烷酯、聚氨酯聚丙烯酸酯和聚酯聚丙烯酸酯]、上述酯的环氧乙烷改性产物、环氧丙烷改性产物和已内酯改性产物、乙烯基苯及其衍生物[例如1,4-二乙烯基苯、4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙基酯、1,4-二乙烯基环己酮]、乙烯基砜(例如二乙烯基砜)、丙烯酰胺(例如亚甲双丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺。优选结合使用两种或更多种的这些单体。
高折射单体的具体例子包括:双(4-甲基丙烯酰基硫基苯基)硫醚、乙烯基萘、乙烯基苯基硫醚以及4-甲基丙烯酰氧基苯基-4′-甲氧基苯基硫醚。也可以将两种或更多种所述的单体结合使用。
在与关于低折射层所述相同的聚合引发剂的存在下,通过电离辐射的照射或加热,可以使具有烯键式不饱和基团的这些单体进行聚合。因此,通过制备包含形成光透射树脂的单体如上述烯键式不饱和单体、当通过电离辐射来照射或加热时产生自由基的引发剂、光透射颗粒和任选存在的无机填料的涂布液;将该涂布液涂布在其上将形成硬涂层的透明基底或层上;然后通过电离辐射的照射或加热使涂层进行聚合反应;能够形成硬涂层。
除当通过电离辐射来照射或加热时产生自由基的聚合引发剂以外,还使用与前面关于成膜粘结剂所述相同的光增感剂。
具有聚醚作为主链的聚合物优选是多官能环氧化合物的开环聚合产物。多官能环氧化合物的开环聚合可在光致酸产生剂或热致酸产生剂的存在下通过电离辐射的照射或通过加热而进行。因此,通过制备包含多官能环氧化合物、光致酸产生剂或热致酸产生剂、光透射颗粒和无机填料的涂布液;将该涂布液涂布至其上将形成硬涂层的透明基底或层上;然后通过电离辐射照射使所述涂层进行聚合反应;能够形成硬涂层。
替代具有两个或更多个烯键式不饱和基团的单体,或除此之外,还可以使用具有可交联官能团的单体将可交联官能团引入聚合物中,由此使可交联官能团进行反应从而将交联结构引入到粘结剂聚合物中。
可交联官能团的例子包括:异氰酸酯基、环氧基、氮杂环丙烷基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基和活性亚甲基。乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、三聚氰胺或金属烷氧基化合物(例如四甲氧基硅烷)可以用作引入交联结构的单体。可以使用分解反应后显示出可交联性的官能团,如封端异氰酸酯基。换句话说,用于本发明的可交联官能团可以不是直接显示出反应性的官能团,而是分解反应后显示出反应性的官能团。这些具有可交联官能团的粘结剂聚合物,当在涂布和加热时可以形成交联结构。
[光透射颗粒]
掺入硬涂层中的光透射颗粒材料用来提供防眩光性能或光漫射性能。光透射颗粒材料的平均粒径为0.5-5微米,优选1.0-4.0微米。当光透射颗粒材料的平均粒径不小于所述下限时,几乎不会出现如下的问题:光散射角分布太宽,使显示器文字分辨率变差或使得难以形成表面不平度并因此缺乏防眩光性能。另一方面,当光透射颗粒材料的平均粒径不大于所述上限时,不必需使硬涂层的厚度太大,因此不会产生如太多卷曲和成本增加的问题。
上述光透射颗粒材料的具体优选例子包括:无机颗粒材料,如颗粒二氧化硅和颗粒二氧化钛;颗粒树脂,如颗粒丙烯酸类(acryl)、颗粒交联丙烯酸类、颗粒甲基丙烯酸类、颗粒交联甲基丙烯酸类、颗粒聚苯乙烯、颗粒交联苯乙烯、颗粒三聚氰胺和颗粒苯并胍胺。在这些光透射颗粒材料中,优选的是颗粒交联苯乙烯、颗粒交联丙烯酸类、颗粒交联丙烯酸苯乙烯和颗粒二氧化硅。
所述光透射颗粒材料可以是球形或无定形的。
可以结合使用两种或更多种不同粒径的光透射颗粒材料。具有较大粒径的光透射颗粒材料可以用来提供防眩光性能,而具有较小粒径的光透射颗粒材料可以用来提供其它光学性能。例如,在其中抗反射薄膜附着于133ppi或更高精度的显示器的情况下,需要没有闪烁,这是光学性能的缺陷之一。闪烁归因于在薄膜表面存在着不平性(对防眩光性能起作用),这造成像素的扩大或收缩,从而使亮度的均匀性受到损失。通过另外使用的光透射颗粒能够明显地消除闪烁,所述另外使用的光透射颗粒具有比提供防眩光性能的光透射颗粒材料更大的粒径并且具有不同于粘结剂的折射率。
此外,上述光透射颗粒的粒径分布最优选为单分散的。颗粒的粒径优选彼此尽可能接近。例如,在将粒径比平均粒径大20%或更多的颗粒定义为粗颗粒的情况下,以颗粒总数计,粗颗粒的比例优选为1%或更少,更优选为0.1%或更少,更为优选是0.01%或更少。具有所述粒径分布的光透射颗粒材料可通过对普通合成反应所生产的颗粒进行分级而获得。通过增加分级的次数或提高分级的程度,能够获得更好的分布。
考虑到光散射作用、图像分辨率、表面浊度、闪烁等等,光透射颗粒材料优选以如下的量掺入如此形成的硬涂层中,以硬涂层的固体含量计,其掺入量为3-30质量%,更优选5-20质量%。光透射颗粒材料的密度优选为10-1,000mg/m2,更优选100-700mg/m2。
为测量光透射颗粒材料的粒径分布,采用库尔特计数器法。然后,将如此测得的分布转换成颗粒数量的分布。
[无机填料]
除为了增加其折射率的上述光透射颗粒材料以外,硬涂层优选包含掺入其中的无机填料,无机填料由如钛、锆、铝、铟、锌、锡和锑的至少一种金属的氧化物组成,所述无机填料的平均粒径为0.2微米或更低,优选为0.1微米或更低,更为优选0.06微米或更低。
反之,为了增加与光透射颗粒材料的折射率差异,包含掺入其中的高折射光透射颗粒材料的硬涂层优选包含使其折射率保持在低水平、掺入其中的硅氧化物。硅氧化物的优选粒径与上述无机填料相同。
掺入硬涂层中无机填料的具体例子包括TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO和SiO2。考虑到增加折射率,在这些无机填料中特别优选的是二氧化钛和氧化锌。优选使这些无机填料的表面经受硅烷偶联处理或钛偶联处理。优选使用具有官能团的表面处理,所述官能团对填料表面上的粘结剂晶种是活性的。
如果使用的话,这些无机填料的添加量以硬涂层总质量计优选为10-90%,更优选20-80%,特别是30-75%。
所述无机填料具有比光的波长充分小的粒径,因此不会散射。因此,填料在粘结剂聚合物中的分散体起光学均匀材料的作用。
[有机硅烷化合物,等等]
另外,硬涂层也可以包含掺入其中的有机硅烷化合物、有机硅烷的水解产物和/或其部分缩合物(溶胶)的至少任一种。
上述有机硅烷化合物优选是由下面通式(A)表示的化合物。
(R1)m-Si(X)4-m (A)
在上述通式(A)中,R1表示取代或未取代的烷基,或取代或未取代的芳基。烷基R1优选为C1-C30烷基,更优选为C1-C16烷基,特别是C1-C6烷基。烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、己基、癸基和十六烷基。芳基R1的例子包括苯基和萘基。在这些芳基中优选的是苯基。
X表示羟基或可水解基团。羟基或可水解基团的优选例子包括烷氧基(优选C1-C5烷氧基,如甲氧基和乙氧基)、卤原子(例如,氯、溴和碘)以及由R2COO表示的基团(其中R2优选为氢原子或C1-C6烷基,如CH3COO和C2H5COO)。这些基团中优选的是烷氧基,特别是甲氧基或乙氧基。
下标m表示1-3的整数,优选为1或2。
如果有的话,多个X可以相同或不同。
对R1上的取代基没有特别的限制,但可以是卤原子(例如,氟、氯、溴)、羟基、巯基、羧基、环氧基、烷基(例如甲基、乙基、异丙基、丙基、叔丁基)、芳基(例如苯基、萘基)、芳族杂环基(例如呋喃基、吡唑基、吡啶基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、己氧基)、芳氧基(例如苯氧基)、烷硫基(例如甲硫基、乙硫基)、芳硫基(例如苯硫基)、烯基(例如、乙烯基、1-丙烯基)、酰氧基(例如乙酰氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基)、芳氧羰基(例如苯氧羰基)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N-甲基氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N-甲基-N-辛基氨基甲酰基)、酰氨基(例如乙酰氨基、苯甲酰氨基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基)等等。这些取代基还可以被进一步取代。
R1优选是取代的烷基或芳基,特别是作为有机硅烷化合物、由下面通式(B)表示的、具有可乙烯基聚合取代基的化合物。
(B)
在通式(B)中,R2表示氢原子、甲基、甲氧基、烷氧羰基、氰基、氟原子或氯原子。烷氧羰基的例子包括甲氧羰基和乙氧羰基。在这些基团中优选的是氢原子、甲基、甲氧基、甲氧羰基、氰基、氟原子和氯原子。在这些基团中更优选的是氢原子、甲基、甲氧羰基、氟原子和氯原子。在这些基团中特别优选的是氢原子和甲基。
Y表示单键、*-COO-**、*-CONH-**或*-O-**;优选单键、*-COO-**或*-CONH-**;更为优选单键或*-COO-**;特别优选*-COO-**。符号*表示基团连接至=C(R1)的位置。符号**表示基团连接至L的位置。
L表示二价连结链。二价连结链的具体例子包括:取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基、其中具有连接基团(例如醚、酯和酰胺)的取代或未取代的亚烷基、以及其中具有连接基团的取代或未取代的亚芳基。在这些二价连结链中优选的是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基以及其中带有连接基团的亚烷基。在这些二价连结链中更优选的是未取代的亚烷基、未取代的亚芳基以及其中具有醚或酯连接基团的亚烷基。在这些二价连结链中特别优选的是未取代的亚烷基、以及其中具有醚或酯连接基团的亚烷基。在这些二价连结链上的取代基的例子包括:卤素、羟基、巯基、羧基、环氧基、烷基和芳基。这些取代基另外还可以被取代。
下标1表示满足数字公式1=100-m的数值,式中m表示0-50、优选0-40、特别是0-30的数。
R3-R5各自优选为卤原子、羟基、未取代的烷氧基或未取代的烷基。更优选的是,R3-R5各自为氯原子、羟基或未取代的C1-C6烷氧基,更为优选的是,羟基和C1-C3烷氧基,特别是羟基或甲氧基。
R6表示氢原子和烷基。烷基的例子优选为甲基和乙基。R6更优选为氢原子和甲基。
R7与通式(A)中的R1的意思相同。由R7表示的基团中优选的是羟基和未取代的烷基。在这些基团中更为优选的是羟基和C1-C3烷基。在这些基团中特别优选的是羟基和甲基。
可以结合使用两种或更多种通式(A)的化合物。特别是,由作为原材料的两种通式(A)的化合物来合成通式(B)的化合物。
通过使上述有机硅烷水解和/或部分缩合来制备用于本发明的溶胶组分。
在本发明中使用的催化剂的存在下,于25-100℃的温度下,通过搅拌有机硅烷同时添加水而进行有机硅烷的水解缩合反应;其中水的添加量以每摩尔可水解基团(X)计为0.05-2.0摩尔,优选0.1-1.0摩尔。
在本发明有机硅烷的水解产物及其部分缩合物的至少任一种中,除分子量低于300的组分以外,具有可乙烯基聚合基团的有机硅烷的水解产物及其部分缩合物的任一种的质量平均分子量优选为450-20000,更优选500-10000,更为优选550-5000,更优选600-3000。
在有机硅烷水解产物和/或缩合物中,分子量为300或更大的组分中,分子量大于20000的组分的比例优选为10质量%或更低,更优选为5质量%或更低,更为优选3质量%或更低。当分子量大于20000的组分的比例为10质量%或更低时,通过固化包含所述有机硅烷的水解产物和/或部分缩合物的可固化组合物而获得的固化层不会呈现劣化了的透明度或与基底的附着力,因此是优选的。
质量平均分子量和分子量分别是通过如下测量获得的值:将包含TSKgelGMHxL,TSKgelG4000HxL或TSKgelG2000HxL的GPC分析仪(由TOSOH CORPORATION生产)用作柱,在作为溶剂的THF中进行测量;然后根据差示折光计检测到的聚苯乙烯将测量值进行转换。有机硅烷的水解产物和/或部分缩合物的含量是:以分子量300或更高的组分的峰面积为100%计,落入上面定义的范围内的分子量的峰面积的百分数。
分散度(质量平均分子量/数均分子量)优选为1.1-3.0,更优选1.1-2.5,更为优选1.1-2.0,特别是1.1-1.5。
本发明有机硅烷的水解产物和部分缩合物的29Si-NMR分析使得可能确认:通式(A)中的X是如何以-OSi的形式缩合的。
假定其中三个硅键以-OSi形式缩合的情况为(T3),其中两个硅键以-OSi形式缩合的情况为(T2),其中一个硅键以-OSi形式缩合的情况为(T1),而其中没有硅键缩合的情况为(T0),那么,缩合度α由数字公式(3)表示:
α=(T3 x 3+T2 x 2+T1 x 1)/3/(T3+T2+T1+T0) (3)
缩合度α优选为0.2-0.95,更优选0.3-0.93,特别是0.4-0.9。
当缩合度α为0.2或更高时,有机硅烷不充分水解或缩合,从而使单体组分含量升高,使得不可能使树脂组合物充分固化的缺陷将被阻止,因此是优选的。反之,当缩合度α为0.95或更小时,有机硅烷的水解或缩合进行太多,引起可水解基团的消耗,由此损害与粘结剂聚合物、树脂基底、无机颗粒材料等等的相互作用的缺陷将被阻止,因此是优选的。因此,在上述范围内能够充分地获得本发明的优点,因此是优选的。
下文将进一步描述用于本发明的有机硅烷的水解产物和部分缩合物。
有机硅烷的水解反应以及随后的缩合反应通常是在催化剂存在下进行的。在此可使用的催化剂的例子包括:无机酸如盐酸、硫酸、和硝酸;有机酸如草酸、乙酸、丁酸、马来酸、柠檬酸、蚁酸、甲磺酸和甲苯磺酸;无机碱如氢氧化钠、氢氧化钾和氨;有机碱如三乙胺和吡啶;金属烷氧基化合物如三异丙氧基铝、四丁氧基锆、钛酸四丁基酯和二月桂酸二丁基锡;含金属(例如锆、钛和铝)作为中心金属的金属螯合物以及含氟化合物,如KF和NH4F。
上述催化剂可以单独使用或结合使用。
有机硅烷的水解/缩合反应可以在没有溶剂的情况下或在溶剂中进行,但优选的是在有机溶剂中进行以便均匀地混合组分。在此可使用的有机溶剂的优选例子包括:醇类、芳烃类、醚类、酮类和酯类。
作为溶剂,优选使用能够使有机硅烷和催化剂溶解于其中的溶剂。另外考虑到加工过程,优选的是,有机溶剂用作涂布液或涂布液的一部分。优选使用在与其它材料如含氟聚合物混合时不会使其溶解力或分散力退化的溶剂。
在这些有机溶剂中,醇类的例子包括一元和二元醇类。在这些一价醇中优选的是C1-C8饱和脂族醇。
这些醇的具体例子包括:甲醇,乙醇,正丙醇,异丙醇,正丁醇,仲丁醇,叔丁醇,乙二醇,二甘醇,三甘醇,乙二醇一丁醚,和乙二醇单乙醚乙酸酯。
芳烃的具体例子包括苯、甲苯和二甲苯。醚类的具体例子包括四氢呋喃和二噁烷。酮类的具体例子包括:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮和环己酮。酯类的具体例子包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯和乙酸丙烯酯。
这些有机溶剂可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。在反应期间对固体组分的浓度没有特别的限制,但通常为1-100%。
在催化剂的存在下,在上述溶剂存在或不存在下,于25-100℃的温度下,通过在搅拌有机硅烷的同时添加水来进行所述反应;其中水的添加量以每摩尔可水解基团计为0.05-2.0摩尔,优选0.1-1.0摩尔。
在本发明中,优选的是,在包含由通式R3OH(式中R3表示C1-C10烷基)表示的醇和作为配位体由通式R4COCH2COR5(式中R4表示C1-C10烷基,并且R5表示C1-C10烷基或烷氧基)表示的化合物和作为中心金属选自锆、钛和铝的金属的至少一种金属螯合物的存在下,在25-100℃下,在搅拌下进行有机硅烷的水解反应。
做为选择,如果用作催化剂的话,含氟化合物能够使水解/缩合完全进行,使得可能对添加的水量进行预定,并因此确定聚合度,借此能够有利地预定任意分子量。具体地说,为了制备具有平均聚合度M的有机硅烷的水解产物/部分缩合物,以M摩尔的可水解有机硅烷计,水的用量为(M-1)摩尔。
作为金属螯合物,优选使用任何金属螯合物而没有任何特别的限制,只要所述金属螯合物包含:由通式R3OH(式中R3表示C1-C10烷基)表示的醇,和作为配位体由通式R4COCH2COR5(式中R4表示C1-C10烷基,并且R5表示C1-C10烷基或烷氧基)表示的化合物,以及作为中心金属选自锆、钛和铝的金属。只要满足上述条件,可以结合使用两种或更多种金属螯合物。作为用于本发明的金属螯合物,优选使用选自由以下通式表示的化合物的金属螯合物Zr(OR3)p1(R4COCHCOR5)p2、Ti(OR3)q1(R4COCHCOR5)q2和Al(OR3)r1(R4COCHCOR5)r2。这些金属螯合物的作用在于促进上述有机硅烷化合物的水解产物和部分缩合物的缩合反应。
在金属螯合物中,R3和R4可以相同或不同并且各自表示C1-C10烷基,如乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基和苯基。R5表示同样的C1-C10烷基或C1-C10烷氧基,如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基。在金属螯合物中, p1、p2、q1、q2、r1和r2分别表示整数,其中p1与p2之和为4,q1与q2之和为4,并且r1与r2之和为3。
所述金属螯合物的具体例子包括:锆螯合物,如三正丁氧基乙基乙酰乙酸锆、二正丁氧基二(乙基乙酰乙酸)锆、正丁氧基三(乙基乙酰乙酸)锆、四(正丙基乙酰乙酸)锆、四(乙酰基乙酰乙酸)锆、和四(乙基乙酰乙酸)锆;钛螯合物,如二异丙氧基二(乙基乙酰乙酸)钛、二异丙氧基二(乙酰乙酸)钛和二异丙氧基二(乙酰丙酮)钛;以及铝螯合物,如二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝、二异丙氧基乙酰丙酮酸铝、异丙氧基二(乙基乙酰乙酸)铝、异丙氧基二(乙酰丙酮酸)铝、三(乙基乙酰乙酸)铝、三(乙酰丙酮酸)铝以及单乙酰丙酮酸二(乙基乙酰乙酸)铝。
在这些金属螯合物中优选的是三正丁氧基乙基乙酰乙酸锆、二异丙氧基二(乙酰丙酮酸)钛、二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝和三(乙基乙酰乙酸)铝。这些金属螯合物可以单独使用或以两种或更多种混合使用。此外,这些金属螯合物还可以部分水解产物的形式使用。
以上述有机硅烷的量计,金属螯合物的用量比例优选为0.01-50质量%,更优选0.1-50质量%,更为优选0.5-10质量%。当金属螯合物以上述比例使用时,有机硅烷化合物的缩合反应将很快进行,从而提供具有良好耐久性的涂层。此外,包含有机硅烷化合物的水解产物和部分缩合物以及金属螯合物的所得组合物显示出良好的贮存稳定性。
除包含溶胶组分和金属螯合物的上述组合物以外,用于本发明的涂布液优选还包含掺入其中的β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物的至少任一种。这将在下文进一步描述。
在本发明中,使用由通式R4COCH2COR5表示的β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物的任一种。β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物各自对于本发明中使用的组合物而言起稳定性改善剂的作用。认为这些化合物与上述金属螯合物(锆、钛和铝化合物的任一种)中的金属原子进行配位,从而使这些金属螯合物加速有机硅烷化合物水解产物和部分缩合物的缩合反应的作用得到抑制,由此提高了如此获得的组合物的贮存稳定性。构成β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物的R4和R5与构成上述金属螯合物的R4和R5具有相同的含义。
β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物的具体例子包括:乙酰丙酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸正丙酯、乙酰乙酸异丙酯、乙酰乙酸正丁酯、乙酰乙酸仲丁酯、乙酰乙酸叔丁酯、2,3-己二酮、2,4-庚二酮、3,5-庚二酮、2,4-辛二酮、2,4-壬二酮以及5-甲基己二酮。这些β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物中优选的是乙酰乙酸乙酯和乙酰丙酮。这些β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物可以单独使用或以两种或更多种混合使用。在本发明中,β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物各自的用量以每摩尔金属螯合物计优选为2摩尔或更多,更优选为3-20摩尔。当β-二酮化合物和β-酮酸酯化合物的用量为2摩尔或更多时,有利地防止所得组合物的贮存稳定性变差,因此是优选的。
在掺入到相对薄的抗反射层中的情况下,前述有机硅烷化合物的水解产物和部分缩合物的含量优选是少的;但在掺入到相对厚的硬涂层或防眩光层中的情况下,所述含量优选是大的。考虑到对薄膜作用的发挥,折射率、形状以及表面状态的改进,以其所掺入到的层中总固体含量计,前述有机硅烷化合物的水解产物和部分缩合物的含量优选为0.1-50质量%,更优选0.5-30质量%,最优选1-15质量%。
以其所掺入到的层中的总固体含量计,掺入除低折射层以外的各层的溶胶组分的量优选为0.001-50质量%,更优选0.01-20质量%,更为优选0.05-10质量%,特别是0.1-5质量%。在硬涂层的情况下,对于有机硅烷或其溶胶组分的添加量的限制不像低折射层那样严格。因此,优选使用上述有机硅烷化合物。
光透射树脂与光透射颗粒材料的混合物整体的折射率优选为1.48-2.00,更优选1.50-1.80。为了预定光透射树脂与光透射颗粒材料的混合物整体的折射率在上述范围内,可以对所述光透射树脂和光透射颗粒材料的种类和混合比例进行适当选择。这些因素的选择方法可容易地通过实验事先知道。
光透射树脂与光透射颗粒材料之间的折射率差(光透射颗粒材料的折射率-光透射树脂的折射率)为0.02-0.2,优选0.05-0.15。当折射率差落入上述范围内时,所得的内部散射效应是充分的,这使得可能防止闪烁。此外,薄膜的表面不会变混浊。上述光透射树脂的折射率优选为1.45-2.00,更优选1.48-1.70。
上述光透射树脂的折射率可通过Abbe′s折射仪直接测量,或者通过对分光反射光谱或分光椭圆偏振的测量而定量地评估。
形成硬涂层的涂布组合物可以包含掺入其中的氟基表面活性剂和聚硅氧烷基表面活性剂的两者或之一,从而保证表面状态的均匀性,如涂布均匀性、干燥均匀性以及点缺陷。特别是,由于氟基表面活性剂能够消除表面状态的缺陷,如涂布不均匀性、干燥不均匀性和点缺陷,因此优选以较小量使用之。以此方式,能够使形成硬涂层的涂布组合物适合于高速涂布,同时提高表面状态的均匀性,从而提高生产率。
<高(中等)折射层>
本发明的抗反射薄膜中优选包含:为得到更好抗反射性能而提供的高折射层和/或低折射层。在本发明的抗反射薄膜中,高折射层的折射率优选为1.60-2.40,更优选1.70-2.20。对中等折射层的折射率进行调整,以便使其落在低折射层与和高折射层的折射率之间。中等折射层的折射率优选为1.55-1.80。高折射层和中等折射层的雾度优选分别为3%或更低。这些层的折射率可以通过调节无机填料或粘结剂的用量而适当调整。
[无机填料]
为了增加其折射率,所述高(中等)折射层优选包含掺入其中的无机填料,无机填料由如钛、锆、铝、铟、锌、锡和锑的至少之一的金属的氧化物组成,所述无机填料的平均粒径为0.2微米或更低,优选为0.1微米或更低,更为优选0.06微米或更低。
反之,为了增加与包含在高(中等)折射层中的无光颗粒的折射率差,包含掺入其中的高折射无光颗粒的高(中等)折射层优选包含使其折射率保持在低水平、掺入其中的硅氧化物。硅氧化物的优选粒径与上述硬涂层的硅氧化物的优选粒径相同。
掺入高(中等)折射层中无机填料的具体例子包括TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ITO和SiO2。考虑到增加折射率,在这些无机填料中特别优选的是TiO2和ZrO2。优选使这些无机填料的表面经受硅烷偶联处理或钛偶联处理。优选使用具有官能团的表面处理,所述官能团对填料表面上的粘结剂晶种是活性的。
如果掺入高折射层的话,这些无机填料的添加量根据所希望的折射率进行调节,并且以高折射层总质量计优选为10-90%,更优选20-80%,特别是30-70%。
所述无机填料具有比光的波长足够小的粒径,因此不会散射。因此,填料在粘结剂聚合物中的分散体起光学均匀材料的作用。
[粘结剂前体等]
优选将形成基体所必需的粘结剂前体(例如具有如前所述关于硬涂层的两个或更多个烯键式不饱和基团的单体)、光致聚合引发剂等等添加至分散介质中的无机颗粒材料的上述分散体中,从而制备用于形成高折射层的涂布组合物;将用于高折射层的涂布液涂布至在其上将形成高折射层的透明基底上或层上;然后,通过电离辐射-固化化合物(例如多官能单体或多官能低聚物)的交联反应或聚合反应,使所述涂层进行固化;而形成用于本发明的高(中等)折射层。
可光聚合多官能单体优选在光致聚合引发剂的存在下进行聚合。作为光致聚合引发剂,优选使用光自由基聚合引发剂或光致阳离子(photocation)聚合引发剂,特别优选的是光致阳离子聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,可以使用与前面关于低折射层所述相同的材料。做为选择,可以使用光增感剂。作为光增感剂,其可以是与前面关于成膜粘结剂所述相同的材料。
除上述组分(例如无机填料、聚合引发剂、光增感剂)以外,高(中等)折射层还可以包含掺入其中的:树脂、表面活性剂、抗静电剂、偶联剂、增稠剂、着色抑制剂、着色剂(例如,颜料、染料)、防眩光颗粒材料、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、红外吸收体、粘附力-提供剂、阻聚剂、氧化抑制剂、表面改性剂、导电颗粒金属等等。
高(中等)折射层的厚度可根据用途进行适当设计。在高(中等)折射层用作光学干涉层的情况下,高(中等)折射层的厚度优选为30-200纳米,更优选50-170纳米,特别是60-150纳米。
抗反射薄膜的平均反射率优选为0.1-2.5%,更优选0.2-2%,最优选0.3-1.5%。当抗反射薄膜的平均反射率落在上述范围内时,通过屏幕的背景反射能够有利地被充分阻止。为了降低抗反射薄膜的平均反射率,优选的是,使具有不同折射率的多层进行层合。
<透明基底>
作为本发明光学薄膜和抗反射薄膜的透明基底,优选使用塑料薄膜。构成塑料薄膜的聚合物的例子包括:酰化纤维素(例如,三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素;这些酰化纤维素的代表性例子包括由Fuji Photo Film Co.,Ltd.制造的“FujitacTD80U”和“Fujitac TD80UF”)、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙酯)、聚苯乙烯、聚烯烃、降冰片烯基树脂(JSR Co.,Ltd.生产的“ARTON”(商品名))和无定形的聚烯烃(ZEONEX(商品名),由Zeon Corporation生产)。这些聚合物中优选的是三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙酯。这些聚合物中特别优选的是三乙酰纤维素。有关基本不含卤代烃如二氯甲烷的酰化纤维素薄膜及其生产方法的细节,可参考Japan Institute ofInvention and Innovation的Kokai Giho No.2001-1745(2001年3月15日出版,在下文称之为Kokai Giho No.2001-1745)。优选将该参考文献中公开的酰化纤维素用于本发明。
[皂化处理]
为了将本发明的抗反射薄膜用于液晶显示装置中,利用提供在抗反射薄膜一侧上的助粘结层将其设置在显示器的最外表面上。此外,本发明的抗反射薄膜可以与偏振片结合使用。在透明基底为三乙酰纤维素的情况下,作为用来保护偏振片极化层的保护薄膜,通常使用三乙酰纤维素薄膜。因此,考虑到成本,优选将本发明的抗反射薄膜用作保护薄膜。
为了利用提供在其一侧上的助粘结层将本发明的抗反射薄膜设置在显示器的最外表面上,或者将本发明的抗反射薄膜用作偏振片的保护薄膜,优选的是,使本发明的抗反射薄膜经受皂化处理,其中最外层主要由在其上形成的含氟聚合物组成,以便进行充分的粘结。通过任何已知的方法进行皂化处理,例如将抗反射薄膜浸入碱性溶液保持适当时间。优选的是,对在碱性溶液浸渍过的抗反射薄膜用水进行彻底清洗,或者将其浸入稀酸中以中和碱性组分,从而使碱性组分不留在薄膜中。
当使抗反射薄膜进行皂化时,透明基底在其与抗反射层最外层相对的侧上被亲水化。透明基底的亲水化过的表面能够有效地改善与主要由聚乙烯醇组成的极化层的附着力。此外,透明基底的亲水化过的表面几乎不会吸引空气中的灰尘。因此,在粘结于极化层期间,灰尘很难进入极化层与抗反射薄膜之间的间隙中。因此,透明基底的亲水化过的表面能够有效地防止由于灰尘所致的点缺陷的出现。
优选的是,在其与最外层相对的侧的透明基底表面与水的接触角为40°或更小,更优选30°或更小,特别是20°或更小下进行所述皂化处理。
作为碱皂化的具体方法,可以从下述两种方法(1)和(2)中进行选择。方法(1)的优点在于,其能够在与通常用途的三乙酰纤维素薄膜相同的步骤进行处理。然而,方法(1)的缺点在于:由于抗反射薄膜的皂化涉及抗反射层,因此,抗反射层的表面将受到碱性水解,如果有残留的话,抗反射层将由于皂化液而劣化或被皂化液污染。在这种情况下,方法(2)更好,但需要特殊的处理。
(1)将在透明基底上已提供有抗反射层的抗反射薄膜浸入碱性溶液中至少一次,从而使其背面皂化。
(2)在透明基底上形成抗反射薄膜之前或之后,将碱性溶液涂布至抗反射薄膜的与抗反射层相对的侧上。对抗反射薄膜进行加热,然后用水洗涤和/或中和从而仅仅使其背面皂化。
<涂层的形成方法>
本发明的光学薄膜和抗反射薄膜可通过如下方法来形成,但本发明并不仅仅局限于此。
[光学薄膜和抗反射薄膜的生产]
通过将用于各层的涂布组合物溶解于随后描述的涂布分散介质中而制备涂布液;然后利用涂布方法如浸涂法、气刀涂布法、幕帘涂布法、辊涂法、绕线棒涂布法、凹版涂布法和模涂法(例如挤压涂布法(公开于US2,681,294中))、缝槽涂布法涂布所述涂布液,其中优选的是模涂法;从而可以制备构成本发明光学薄膜和抗反射薄膜的各层。更为优选的是,利用随后在涂布步骤中描述的模涂机进行涂布。可以同时涂布两种或更多种涂布液。利用如公开于US2,761,791、2,941,898、3,508,947和3,526,528,以及Yuji Harasaki的″CoatingEngineering″,第253页(Asakura Shoten,1973)中的方法,可以进行同时涂布而没有任何特别的限制。
本发明的光学薄膜和抗反射层包含至少两层层合在其中的电离辐射-固化层,并且当杂质如灰尘存在于其中时显示出明显的亮点缺陷。在此使用的术语“亮点缺陷”指的是:在反射期间能够通过肉眼在涂层上观察到的缺陷。通过将如此形成的光学薄膜或抗反射薄膜的背面涂成黑色这样的处理,能够用肉眼检测亮点缺陷。通常能够用肉眼观察到的亮点缺陷的大小为50微米或更大。
本发明光学薄膜和抗反射层上的亮点缺陷数量优选的是每平方米20个或更少,更优选为10个或更少,更为优选的是5个或更少,特别是1个或更少。当亮点缺陷的数量落入上述范围内时,在生产期间对收率是有利的。此外,在没有任何问题的情况下能够有利地生产大面积的光学薄膜和抗反射薄膜。
为了连续生产本发明的光学薄膜和抗反射薄膜,按如下步骤进行:由辊筒连续地提供透明基底(幅板);将涂布液涂布至幅板上,使涂层进行干燥,使涂层固化,和卷取具有固化层的幅板。
由辊筒连续地将幅板输送入干净室内,然后在该室内通过脱静电剂使带静电的幅板去静电,再通过除尘装置除去杂质。然后,在设置于干净室内的涂布区中将涂布液涂布至幅板上。将如此涂布的幅板输送入随后将其进行干燥的干燥室中。带有干燥涂层的幅板由干燥室输送入辐射固化室,然后在该室中用辐射对其进行照射,以便使包含在涂层中的可固化树脂进行聚合并固化。随后,将带有辐射-固化层的幅板输送入热-固化区,然后在该区对其进行加热以完成固化。然后,卷取带有完全固化层的幅板,从而形成一卷。
为分别形成各层可以进行上述的各个步骤。可以提供多个涂布区、干燥室、辐射固化区和热固化室,以便连续地形成各层。然而,考虑到生产率,优选连续地形成各层。
[生产装置]
下面将参考优选用于本发明的示于图1中的生产装置的实施方案来阐述本发明。
图1是阐明用于本发明生产装置的实施方案的示意图。
示于图1的生产装置包括:在上述步骤连续输送的幅板W及其辊筒1,多个导辊(未显示),实施上述卷取步骤的卷取辊2以及完成上述涂布步骤、干燥步骤以及涂层固化步骤的必要数量的薄膜-制备机构100、200、300和400。下面将作为本实施方案的一个例子来描述抗反射薄膜,该抗反射薄膜是根据本发明生产的光学薄膜的代表性例子。薄膜制备机构100适于形成硬涂层。薄膜制备机构200适于形成中等折射层。薄膜制备机构300适于形成高折射层。薄膜制备机构400适于形成低折射层。
由于各薄膜-制备机构具有相同的构造,因此,将作为薄膜-制备机构的代表,仅仅对薄膜-制备机构100进行描述。薄膜-制备机构100包括:用于实施上述涂布液涂布步骤的涂布区101,用于实施上述使如此涂布的涂布液干燥步骤的干燥区102,以及使如此干燥的涂布液完成上述固化步骤的固化装置103。
示于图1的装置是用于连续涂布四种涂布液而没有卷取的构造的例子,当然,薄膜-制备机构的数量可以根据层的构造而改变。
更为优选的是,由卷筒连续地将其上形成有硬涂层的幅板输送入包括有三个薄膜-制备机构的装置中,在所述装置中,硬涂层、高折射层和低折射层顺序地形成在幅板上,然后进行卷取。更为优选的是,由卷筒连续地将幅板输送入示于图1的包括有四个薄膜-制备机构的装置中,在所述装置中,硬涂层、中等折射层、高折射层和低折射层顺序地形成在幅板上,然后进行卷取。
在上述涂布方法中,优选使用微凹版涂布法。通过微凹版涂布法也可以生产本发明的至少两个电离辐射-固化层。以此方式,能够获得良好横向分布的涂布。此外,相对于表面状态的各种缺陷,能够获得良好的表面状态。通过使用于刮去涂层的金属叶片的材料、形状及其他因素的最佳化,能够获得令人满意的纵向涂布分布。
另一方面,考虑到提高生产速度,优选使用模涂法(例如挤压涂布法,缝槽涂布法)。模涂法不仅能够获得高生产率,而且还能够获得没有涂层不均匀性的高等级的表面状态,因此能够有利地使用。
在本发明中,作为抗反射薄膜的生产方法,优选使用包括这种模涂法的本发明的如下的生产方法。
换句话说,优选使用:包括将涂布液涂布至幅板表面上的涂布步骤的抗反射薄膜的生产方法;所述幅板在被支承在支承辊上的同时,连续地运行通过缝模前端口唇的缝隙,其中缝模前端口唇的接触面与幅板接近且是暴露的;其中,将相应于层A和B的涂布液的任一个或两者利用如下设置的涂布装置涂布,以便使在幅板运行方向在缝模前面的缝模前端口唇的接触面长度从不小于30微米至不大于100微米,并且在当缝模设置在涂布位置时,缝模与前面相反一侧上的前端口唇与幅板之间的间隙比在缝模前面的前端口唇与幅板之间的间隙大,差值从不小于30微米至不大于120微米(该数值限度在下文称之为“覆咬合长度”)。
下面将参考优选用于本发明生产方法的模涂机,结合附图对本发明的生产方法作进一步描述。模涂机能够有利地用来提供较小的湿涂布量(20ml/m2或更小)。
(模涂机的构造)
图2是包含能够相当好地体现本发明的缝模的涂布机(涂布装置)的截面图。
涂布机10包含支承辊11和缝模13。涂布液14以珠14a的形式通过缝模13喷在支撑在支承辊11上的同时连续运行的幅板W上,从而在幅板W上形成涂层14b。
缝模13有一料箱15和在其中形成的缝隙16。料箱15具有由曲线和直线形成的截面。所述截面基本上是圆形的或半圆形的。料箱15是涂布液的储集空间,沿缝模13的横向延伸且具有料箱的截面形状(缝模13的横向指的是垂直于图2上纸张的向前或向后的方向)。所述空间延伸的有效长度通常等于或稍大于涂层宽度。在缝模13侧或在与缝开口16a相对的缝模13侧的中心,将涂布液14输送至料箱15中。料箱15包含提供在其中的柱塞(未示出),用于防止涂布液14的泄露。
缝隙16是涂布液14从料箱15至幅板W的通道。所述通道具有如在料箱15中的在缝模13横向延伸的截面形状。通常将设置在通道幅板侧上的开口16a的宽度调节至某一值,以便使其基本等于宽度限制板(未示出)的涂布宽度。缝隙16的前端相对于与幅板W运行方向上支承辊11的表面垂直的线的角度优选不小于30度至不大于90度。
其上设置有缝隙16的开口16a的缝模13的前端口唇17是逐渐缩小的。口唇17的前端形成称之为接触面的平坦部分18。在接触面18中,沿幅板W运行方向在缝隙16上游(与附图中箭头相反的方向)设置的部分称之为上游口唇接触面18a。沿幅板W运行方向在缝隙16下游(运行方向)设置的部分称之为下游口唇接触面18b。
上游口唇接触面18a与幅板W之间的间隙大于下游口唇接触面18b与幅板W之间的间隙,其值落在前面定义的范围内。下游口唇接触面18b的长度如上所述。
参考图3A来解释上述数值限度,在幅板运行方向侧接触面的长度在图3A中是由IL0表示的部分。上述覆咬合长度为图3中LO表示的部分。
下面将结合图3对实施本发明抗反射薄膜生产方法中使用的涂布装置和相关技术的涂布装置进行对比。图3是缝模13的截面形状与相关技术缝模的截面形状的图解对比,其中图3A表示本发明的缝模13,而图3B表示相关技术的缝模30。
在相关技术的缝模30中,上游口唇接触面31a与幅板W之间的距离和下游口唇接触面31b与幅板W之间的距离相同。在图3B中,参考号32表示料箱,而参考号33表示缝。相反,在本发明的缝模13中,下游口唇接触面的长度ILO比上游口唇接触面的长度短。在这样的设置中,能够在具有良好精度的同时,使涂布湿厚度为至20微米或更小。
对上游口唇接触面18a的长度IUP没有特别的限制,但优选从500微米至1毫米。下游口唇接触面18b的长度ILO优选从不小于30微米至不大于100微米,更优选从不小于30微米至不大于80微米,最优选从不小于30微米至不大于60微米。当下游口唇接触面的长度ILO不小于30微米时,前面口唇的边缘或接触面很难脱落,使之可能防止在涂层上出现的条纹。此外,在下游侧的湿线位置能够容易地预定。况且,在下游侧涂布液的涂布能够有利地被禁止。在下游侧由涂布液造成的湿线的扩大意味着湿线的不均匀性,并将造成出现缺陷形状如涂层上的条纹。相反,当下游口唇接触面的长度ILO不大于100微米时,能够形成珠14a。当涂布液形成珠14a时,能够进行薄层涂布。
此外,下游口唇接触面18b具有一覆咬合构形,以便使与上游口唇接触面18a相比,其更靠近幅板W。在这种设置中,能够降低真空度以便形成适合于薄层涂布的珠14a。下游口唇接触面18b和上游口唇接触面18a各自与幅板W的距离之差(以下称之为“覆咬合长度LO”)优选从不小于30微米至不大于120微米,更优选从不小于30微米至不大于100微米,最优选从不小于30微米至不大于80微米。当缝模13具有覆咬合构造时,前端口唇17与幅板W之间的间隙GL为下游口唇接触面18b与幅板W之间的间隙。
上述涂布步骤将结合图4在下文进行一般性的描述。
图4是阐明本发明生产方法的涂布步骤所使用的缝模13及其周边的透视图。在与幅板W运行侧相反的缝模的一侧上设置的是降压室40,降压室的位置使其不与缝模接触,因此,对珠14a能够进行足够的压降调整。降压室40包含后板40a和侧板40b,以保持操作效率。在后板40a与幅板W之间以及侧板40b与幅板W之间分别有缝隙GB和Gs。
降压室40与幅板W之间的关系将结合图5和6在下文进行描述。图5和6分别是阐明设置得彼此靠近的降压室40和幅板W的截面图。
侧板40b和后板40a与图5所示的室形成整体,或者可以用螺钉40c固定于室40,以便使间隙GB能够如图6所示适当地改变。与构造无关,后板40a与幅板W之间以及侧板40b与幅板W之间的实际距离分别定义为GB和GS。在降压室40中,后板40a与幅板W之间的间隙GB表示:在降压室40设置在如图4所示幅板W和缝模13下面的情况下,后板40a的最上端与幅板W之间的间隙。
优选的设置是,使后板40a与幅板W之间的间隙GB大于缝模13的前端口唇17与幅板W之间的间隙GL(参见图3)。在这种设置中,能够阻止归因于支承辊11偏心率的珠粒附近真空度的改变。例如,当缝模13的前端口唇17与幅板W之间的间隙GL为不小于30微米至不大于100微米时,后板40a与幅板W之间的间隙GB优选预定为不小于100微米至不大于500微米。
(材料、精度)
在幅板运行方向在缝模前面得缝模前端口唇接触面的长度(在图3A中示出的下游口唇接触面的长度ILO)优选落入上述范围。缝模横向ILO的变化优选不大于20微米。当这些要素落入所述范围内时,即使是由于轻扰动也不会使珠粒不稳定,这是有利的。
关于缝模前端口唇的材料,在模具加工期间会下垂的材料如不锈钢是不利的。当使用不锈钢等等时,即使下游侧缝模前端口唇的长度ILO如前所述为30-100微米,也难以满足前端口唇所希望的精度。为了保持高加工精度,优选使用如公开于日本专利号2,817,053中的超硬材料。具体地说,优选至少缝模的前端口唇由超硬合金制成,所述合金包含粘结至其上、平均粒径为5微米或更小的碳化物结晶。超硬合金的例子包括:通过粘结金属如钴使碳化物微晶如碳化钨(以下称之为“WC”)粘结而获得的那些合金。作为粘结金属,除钴以外还可以使用钛、钽、铌或它们的混合物。WC微晶的平均粒径更优选为3微米或更小。
为了实现高精度涂布,下游侧口唇接触面的上述长度ILO是重要的。此外,优选对缝模横向上间隙GL的变化进行控制。为取得平直度,优选对支承辊11和前端口唇17进行排列,以便能够对缝模横向上间隙的改变进行控制。优选的是,以这样的方式来取得前端口唇17相对于支承辊11的平直度,结果是缝模横向上间隙的改变不大于5微米。
为了制备落入上述范围的几乎没有亮点缺陷的光学薄膜和抗反射薄膜,可以对用于层A和B的涂布组合物中的填料、颗粒材料等等的分散体进行控制,并且还可以对涂布液进行精细-过滤。与此同时优选的是,使用于构成抗反射层的各层的涂布液在上述涂布区中的涂布步骤进行涂布,并在高清洁空气气氛的干燥室中的干燥步骤进行干燥。在涂布之前,优选使薄膜彻底去除灰尘。根据US FederalStandard 209E的空气清洁度标准,在涂布步骤和干燥步骤空气的清洁度优选为10级(每立方米粒径0.5微米或更大的颗粒为353个或更少)或更高,更优选为1级(每立方米粒径0.5微米或更大的颗粒为35.5个或更少)或更高。此外,在除了涂布/干燥步骤以外的供料区和卷取区这样的步骤中,优选也具有高的空气清洁度。
在涂布之前进行的静电消除步骤所使用的静电消除法的例子包括:干燥静电消除法,如公开于JP-A-59-150571中的、包括将无纺布或刮刀等等对着薄膜表面进行挤压的方法;如公开于JP-A-10-309553中的、包括将高清洁度空气吹至薄膜表面以从薄膜上剥离杂质,并从接近薄膜的吸入孔吸取杂质的方法;以及如公开于JP-A-7-333613(New Ultracleaner,由SHiNKO CO.,LTD.生产)的、包括将超声振动的压缩空气吹至薄膜表面上以从薄膜上剥离杂质,并吸取杂质的方法。
做为选择,可以使用湿静电消除法,如:包括将薄膜引入清洁罐,在罐中通过超声振动器除去杂质的方法;包括将洗涤液提供至薄膜上,然后向薄膜上吹高速空气并吸取所述空气的方法(如JP-A-49-13020中所述);以及包括用液体湿润的辊对幅板连续摩擦,然后将液体喷至幅板的摩擦过的表面上以清洁幅板的方法(如JP-A-2001-38306所述)。考虑到静电消除作用,在这些静电消除方法中优选的是:超声静电消除法和湿静电消除法。
特别优选的是,在进行上述静电消除步骤之前对支承薄膜进行静电消除,以便提高静电消除作用并阻止对灰尘的吸引。对于静电消除方法而言,可以使用电晕放电型电离剂,能够发射光线如紫外线和软X-射线等等的电离剂。在除尘和涂布前后支撑薄膜的摩擦电电压优选为1000v或更低,优选为300v或更低,特别是100v或更低。
[涂料分散介质]
对用于上述涂布液的涂料分散介质没有特别的限制。涂料分散介质可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。分散介质优选的例子包括:芳烃,如甲苯、二甲苯和苯乙烯;氯化芳烃,如氯苯和邻二氯苯;氯化脂族烃,如甲烷衍生物(例如,一氯甲烷)和乙烷衍生物(例如一氯乙烷);醇类,如甲醇、异丙醇和异丁醇;酯类,如乙酸甲酯和乙酸乙酯;醚类,如乙醚和1,4-二噁烷;酮类,如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮;乙二醇醚,如乙二醇单甲醚;脂环烃,如环己烷;脂族烃,如正己烷;以及脂族烃或芳烃的混合物。在这些酮中,涂料分散介质由单一的酮或两种或更多种酮的混合物制备。在利用模涂法进行涂布的情况下,涂料分散介质优选以这样的方式使用,结果是,相对于各种形成层的组合物的固体组分能够获得如下的液体物理性能。
[涂布液的物理性能]
在本发明生产方法的涂布过程中,优选的是,对涂布时液体的物理性能特别是粘度和表面张力进行控制。通过适当地控制液体的物理性能,能够有利地提高涂布液涂布速度的上限。此外,如随后所述的那样,可适当地控制涂布液在幅板表面上的涂布,以便有利地提高涂布液能够进行涂布的速度上限。
在涂布期间上述涂布液的粘度优选为2.0mPa·sec或更低,更优选为1.5mPa·sec或更低,最优选为1.0mPa·sec或更低。有些涂布液可随剪切速率而使其粘度发生改变。因此,上述粘度值表示在涂布时所产生的剪切速率下的粘度。其中包含有触变剂的涂布液在涂布期间将显示出低粘度,这时将产生高剪切;而在干燥期间将显示出高粘度,这时几乎没有或没有产生剪切。因此,几乎不会发生干燥不均匀性,这是有利的。
在幅板表面上涂布液的涂布量优选从2.0-5.0m1/m2。当涂布液的涂布量落入上述范围时,涂布液涂布速度的上限能够有利地提高。这对于减轻干燥负担也是有利的。幅板表面上的涂布液的最佳涂布量优选根据液体配方和涂布条件来确定。
涂布液的表面张力优选为15-36mN/m。当涂布液的表面张力落入上述范围时,能够有利地防止干燥不均匀性的发生。更优选的是,涂布液的表面张力为17-32mN/m,特别是19-26mN/m。当涂布液的表面张力落入上述范围时,能够有利地防止涂布液涂布速度上限的下降。涂布液的表面张力可通过引入流平剂来控制。
在本发明的生产方法中,上述涂布液优选以25m/min或更高的速度涂布至正连续运行的幅板的表面上。
[过滤]
待涂布的涂布液在涂布前优选进行过滤。作为用于过滤的过滤器,优选使用孔径尽可能小的过滤器,只要不除去涂布液中的组分。为进行过滤,优选使用绝对过滤精度为0.1-10微米,优选0.1-5微米的过滤器。过滤器的厚度优选为0.1-10毫米,更优选0.2-2毫米。在这种设置下,过滤优选在1.5MPa或更低、更优选1.0MPa或更低,更为优选0.2MPa或更低的压力下进行。
只要过滤元件对涂布液没有影响,对其没有特别的限制。具体地说,可以使用与用于无机化合物的湿分散体的过滤元件所述相同的过滤材料。
另外还优选的是,使如此过滤后的涂布液在涂布前即刻经受超声分散,以便帮助消泡并有助于使分散颗粒保持相当好的分散。
[各种各样的层的形成]
在多个层层压至透明基度上的情况下,考虑到产品成本,优选的是,在供给透明基底薄膜,形成各种各样的层和卷取薄膜的一个步骤,形成将被层压至透明基底薄膜上的至少两层。更优选的是,在一个步骤形成三层。通过在涂布机中供料位置与透明基底薄膜位置之间纵向提供优选与被层压的层相同数量的或更多的数组涂布站以及干燥/固化区,能够实现本生产方法。
如前所述,图1是阐明装置构造例子的示意图。图1阐明装置构造的例子,在将幅板从辊筒(1)供至在卷取辊(2)进行卷取的一个步骤期间,其包括:第一涂布站(101)、第一干燥区(102)、第一固化装置如紫外线辐射机(103),第二涂布站(201)、第二干燥区(202)、第二固化装置(203),第三涂布站(301)、第三干燥区(302)、第三固化装置(303),第四涂布段(401)、第四干燥区(402)和第四固化装置(403)。如前所述,在一个步骤能够形成四个功能层,例如硬涂层、中等折射层、高折射层和低折射层,从而大大降低涂布成本。作为另一优选的实施方案,可以优选地提供这样的装置构造,其中将涂布站的数量减至3个,由此在一个步骤形成三层,即中等折射层、高折射层和低折射层,或者硬涂层、高折射层和低折射层;或者将涂布站的数量减至2个,由此在一个步骤仅形成两层,即中等折射层和高折射层。将表面状态、薄膜厚度等等的检测结果反馈以便提高生产率。
(偏振片)
偏振片主要由两片保护薄膜组成,在两片保护薄膜之间插有偏振膜。根据本发明生产的抗反射薄膜优选用作其间插有偏振膜的两片保护薄膜的至少之一。当抗反射薄膜还起保护薄膜的作用时,能够降低偏振片的生产成本。此外,当本发明的抗反射层用作最外表面层时,能够防止外部光线的反射等,使之可能提供在耐擦伤性,防污性等等方面也十分优异的偏振片。
作为偏振层,可以使用已知的偏振层或从具有吸收轴的连续长度的偏振层上切取的偏振层,所述吸收轴与纵向既不平行也不垂直。通过下列方法制备具有与纵向既不平行也不垂直的吸收轴的连续长度的偏振层。
它是在通过保持器将其两端固定的同时,通过张紧连续供给的聚合物而拉伸的偏振层。具体地说,该偏振层可用拉伸法生产,该方法包括:至少在横向以1.1—20.0的拉伸比拉伸薄膜,以便使在两端之间保持器的纵向前进速度差为3%或更小;并且在薄膜两端固定状态下薄膜的运动方向发生弯曲,以便使在固定薄膜两端的步骤的出口处薄膜的前进方向与薄膜拉伸的基本方向之间成20—70度。特别是,考虑到生产率,优选使用在上述条件下获得的那些,其中,倾斜角为45度。
对于聚合物薄膜拉伸方法的细节,可参考JP—A-2002-86554([0020]至[0030]段)。
<光学薄膜>
本发明光学薄膜的上述生产方法可应用于最外层(相应于层B)和在各种光学薄膜中在其上形成层B的层。可应用本发明生产方法的光学薄膜的例子包括:包含层压在透明基底上的各种功能层的光学薄膜。所述功能层的具体例子包括:抗静电层、固化树脂层(透明硬涂层)、助粘结层、防眩光层、光学补偿层、对准层和抗反射层(由高折射层、中等折射层和低折射层组成)。这些功能层可以组合的方式提供。作为抗反射层,可以使用关于抗反射薄膜的上述的层。在本发明中这些功能层及其材料的例子包括:表面活性剂、润滑剂、消光剂、抗静电剂、抗静电层和透明硬涂层。
JP-A-9-201912公开了一种用于偏振片的保护薄膜,所述偏振片包含:提供在透明树脂薄膜一侧上的活性射线-固化树脂层和提供在其另一侧上的防卷曲层,以便尽管提供了活性射线-固化树脂层仍改善其卷取性能。该保护薄膜也能够用于本发明。
此外,JP-A-9-203810公开了一种用于偏振片的保护薄膜,所述薄膜包括:含提供在透明塑料薄膜一侧上的离子导电聚合物和疏水粘结剂的抗静电层,和通过用紫外线对含紫外线-固化树脂组分的层进行照射而获得的、形成在其上的固化薄膜层;从而获得耐擦伤性和抗静电性、降低损失、提供良好的收率并降低成本。该保护薄膜也能够用于本发明。
此外,JP-A-2000-352620公开:使用于偏振片的光学薄膜或保护膜经受抗静电处理、透明硬涂布、防眩光处理、抗反射处理或粘结处理等等;或者对其提供对准层以便具有光学补偿层,由此使其具有光学补偿性能。这种排列也能够用于本发明。
这些功能层及其材料将在下文中进行描述。
[表面活性剂]
表面活性剂可分成分散剂、涂布助剂、润湿剂、抗静电剂等等。通过适当地使用下列表面活性剂能够实现这些用途。作为用于本发明的表面活性剂,可以使用任何非离子和离子(阴离子、阳离子、甜菜碱)表面活性剂。此外,含氟表面活性剂也能够在有机溶剂中优选用作涂布助剂或抗静电剂。表面活性剂可以用于酰化纤维素溶液或其它功能层中。如果表面活性剂用作光学用途的话,功能层的例子包括:内涂层、中间层、对准控制层、折射率控制层、保护层、防污层、助粘结层、背面内涂层和背涂层。对表面活性剂的用量没有特别的限制,只要它满足实现所述目的的条件,但其用量以其掺入的层的质量计,通常优选的是0.0001-5质量%,更优选0.0005-2质量%。在这种情况下,表面活性剂的涂布量优选为0.02-1000毫克每平方米,更优选0.05-200毫克每平方米。
可在本发明中使用的非离子型表面活性剂的优选例子包括:作为非离子亲水基团包含聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚缩水甘油基或脱水山梨糖醇的表面活性剂。这些表面活性剂的具体例子包括:聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯-聚氧丙二醇、多元醇脂肪酸偏酯、聚氧化乙烯多元醇脂肪酸偏酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、甘油聚合物脂肪酸酯、脂族酸二乙醇酰胺以及三乙醇胺脂肪酸偏酯。
可用于本发明的阴离子型表面活性剂的例子包括:羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、和磷酸盐。这些阴离子型表面活性剂的代表性例子包括:脂族酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、二烷基磺基丁二酸盐、α-磺化脂肪酸盐、N-甲基-N-油烯基牛磺酸、石油磺酸盐、烷基硫酸盐、磺化油、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚氧乙烯苯乙烯基化苯基醚硫酸盐、烷基磷酸盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸盐和萘磺酸盐-甲醛缩合物。
可用于本发明的阳离子型表面活性剂的例子包括:胺盐、季铵盐和吡啶盐。这些阳离子型表面活性剂的具体例子包括:伯、仲和叔脂族胺盐和季铵盐(例如,四烷基铵盐、三烷基次苄基铵盐、烷基吡啶盐、烷基咪唑鎓盐)。两性表面活性剂的例子包括羧基甜菜碱和磺基甜菜碱。这些两性活性剂的具体例子包括:N-三烷基-N-羧甲基铵甜菜碱和N-三烷基-N-磺基亚烷基铵甜菜碱。
有关这些表面活性剂的细节,可参考Takao Karigome的″KaimenKasseizai no Oyo(表面活性剂的应用)″,(Saiwai Shobo,1980年9月1日)。在本发明中,对于可优选使用的表面活性剂的用量没有特别的限定。只要能够获得所希望的表面活性,它们可以任意量使用。表面活性剂的具体例子列于如下,但本发明并不局限于此。(基团-C6H4-表示亚苯基。)
WA-1:C12H25(OCH2CH2)10OH
WA-2:C9H19-C6H4-(OCH2CH2)12OH
WA-3:聚(聚合度:20)氧化乙烯脱水山梨糖醇单月桂基磷酸酯
WA-4:十二烷基苯磺酸钠
WA-5:三(异丙基)萘磺酸钠
WA-6:十二烷基硫酸钠
WA-7:α-磺基丁二酸二(2-乙基己基)酯的钠盐
WA-8:十六烷基三甲基氯化铵
WA-9:C11H23CONHCH2CH2N+(CH3)2-CH2COO-
WA-10:C8F17SO2N(C3H7)(CH2CH2O)16H
WA-11:C8F17SO2N(C3H7)CH2COOK
WA-12:C7F15COONH4
WA-13:C8F17SO3K
WA-14:C8F17SO2N(C3H7)(CH2CH2O)4(CH2)4SO3Na
WA-15:C8F17SO2N(C3H7)-(CH2)3-N+(CH3)3I-
WA-16:C8F17SO2N(C3H7)CH2CH2CH2N+(CH3)2-CH2COO-
WA-17:C8F17CH2CH2O(CH2CH2O)16H
WA-18:C8F17CH2CH2O(CH2)3-N+(CH3)3I-
WA-19:H(CF2)8CH2CH2OCOCH2CH(SO3Na)COOCH2CH2CH2CH2(CF2)8H
WA-20:H(CF2)6CH2CH2O(CH2CH2O)16H
WA-21:H(CF2)8CH2CH2O(CH2)3-N+(CH3)3I-
WA-22:H(CF2)8CH2CH2OCOCH2CH(SO3K)COOCH2CH2CH2CH2C8F17
WA-23:C9F17-C6H4-SO2N(C3H7)(CH2CH2O)16H
WA-24:C9F17-C6H4-CSO2N(C3H7)-(CH2)3-N+(CH3)3I-
(润滑剂)
透明基底的任何层均可以包含掺入其中的润滑剂。在这种情况下,特别优选的是最外层。可用于本发明的润滑剂的例子包括:如公开于JP-B-53-292中的聚有机硅氧烷,如公开于US4,275,146中的高级脂肪酰胺,如公开于JP-B-58-33541、英国专利927,446、JP-A-55-126238和JP-A-58-90633中的高级脂肪酸酯(具有10-24个碳原子的脂族酸与具有10-24个碳原子的醇的酯),如公开于US3,933,516中的高级脂肪酸金属盐,如公开于JP-A-58-50534中的直链高级脂肪酸与直链高级醇的酯,以及如公开于国际专利公开号90,108,115中的含枝化烷基的高级脂肪酸-高级醇酯。
在这些润滑剂中,作为聚有机硅氧烷,可以使用通常已知的聚有机硅氧烷,如聚烷基硅氧烷(例如,聚二甲硅氧烷、聚二乙基硅氧烷)、聚芳基硅氧烷(例如,聚二苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷)、如公开于JP-B-53-292、JP-B-55-49294和JP-A-60-140341中的具有5个或更多个碳原子的烷基的有机聚硅氧烷,以及改性聚硅氧烷(例如,在其侧链中具有烷氧基、羟基、氢、羧基、氨基或巯基的有机聚硅氧烷)。可以使用带有硅氧烷单元的嵌段共聚物。这些化合物的具体例子列于如下,但本发明并不局限于此。
(S-1):(CH3)3SiO-(Si(CH3)2O)a-Si(CH3)3 a=5-1,000
(S-2):(C6H5)3SiO-(Si(CH3)2O)a-Si(CH3)3 a=5-1,000
(S-3):(CH3)3SiO-(Si(C5H11)(CH3)-O)a-Si(CH3)3 a=10
(S-4):(CH3)3SiO-(Si(C12H25)(CH3)-O)10-(Si(CH3)2O)18-Si(CH3)3
(S-5):(CH3)3SiO-(Si(CH3)2O)x-(Si(CH3)((CH2)3-O(CH2CH2O)10H)-O)y-(Si(CH3)2O)z-Si(CH3)3 x+y+z=30
(S-6):(CH3)3SiO-(Si(CH3)2O)x-(Si(CH3){(CH2)3-O(CH2CH(CH3)-O)10(CH2CH2O)10C3H7}O)y-(Si(CH3)2O)z-Si(CH3)3 x+y+z=35
可在此使用的、高级脂肪酸及其衍生物以及高级醇及其衍生物的例子包括:高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、高级脂肪酸酯、高级脂肪酰胺、高级脂肪酸多元醇酯、高级脂肪酸醇、高级脂族醇的亚磷酸单烷基酯、亚磷酸二烷基酯、亚磷酸三烷基酯、磷酸单烷基酯、磷酸二烷基酯和磷酸三烷基酯、高级脂族烷基磺酸、它们的酰胺化合物及它们的盐。这些化合物的具体例子列于如下,但本发明并不局限于此。
(S-7):n-C15H31COOC30H61-n
(S-8):n-C17H35COOC30H61-n
(S-9):n-C15H31COOC50H101-n
(S-10):n-C21H43COO-(CH2)7CH(CH3)-C9H19
(S-11):n-C21H43COOC24H49-iso
(S-12):n-C18H37OCO(CH2)4COOC40H81-n
(S-13):n-C50H101O(CH2CH2O)15H
(S-14):n-C40H81OCOCH2CH2COO(CH2CH2O)16H
(S-15):n-C21H41CONH2
(S-16):液体石蜡H
(S-17):巴西棕榈蜡
使用这样的润滑剂,可能获得具有优异耐擦伤性的优异的光学薄膜,该薄膜在内涂层上不会引起收缩。对所用润滑剂的含量没有特别的限制,但优选为0.0005-2克每平方米,更优选0.001-1克每平方米,特别是0.002-0.5克每平方米。在本发明中,对其中掺入润滑剂的层没有特别的限制,但优选为光学薄膜背面上的最外层(最接近观察者侧的层)。通过将含溶解于适当有机溶剂中的所述润滑剂的涂布液涂布至在其背面上任选地带有其它层的支撑体上,然后对涂层进行干燥,可形成包含掺入其中的润滑剂的上述表面层。所述润滑剂可以分散体的形式掺入涂布液中。在此可使用的溶剂的优选例子包括:水、醇类(例如,甲醇、乙醇、异丙醇)、酮类(例如,丙酮、甲基乙基酮、环己酮)、酯类(例如,乙酸、甲酸、草酸、马来酸和丁二酸的甲酯、乙酯、丙酯和丁酯)、芳烃基溶剂(例如,苯、甲苯、二甲苯)以及酰胺-基溶剂(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)。
在涂布期间上述润滑剂可以与成膜粘结剂结合使用。在此可使用的聚合物的例子包括:已知的热塑性树脂、热固性树脂、辐射-固化树脂、活性树脂及它们的混合物、以及亲水性粘结剂如凝胶。
关于滑动性能,本发明光学薄膜的静摩擦系数优选为0.30或更小,更优选为0.25或更小,特别是0.15或更小。此外,相对于与其接触的材料,本发明光学薄膜的静摩擦系数优选较小,以便有助于防止擦伤的发生。相对于与其接触的材料,本发明光学薄膜的静摩擦系数还优选为0.3或更小,更优选0.25或更小,特别是0.13或更小。有时优选的是,本发明光学薄膜两面的静摩擦系数很小,并且它们之间的静摩擦系数优选为0.30或更小,更优选0.25或更小,特别是0.13或更小。本发明光学薄膜的动摩擦系数优选为0.30或更小,更优选为0.25或更小,特别是0.13或更小。相对于与其接触的材料,本发明光学薄膜的动摩擦系数还优选为0.3或更小,更优选0.25或更小,特别是0.15或更小。有时还优选的是,本发明光学薄膜两面的动摩擦系数都很小。本发明光学薄膜两面的动摩擦系数优选为0.30或更小,更优选为0.25或更小,特别是0.13或更小。
此外,JP-A-2003-096208公开了满足关系式1.0≤b/a≤1.5且1.0≤C/a≤5.0的纤维素酯薄膜,前提条件为,在23℃和55%RH相对于薄膜接触面的摩擦系数为a,在23℃和80%RH相对于薄膜接触面的摩擦系数为b,并且在23℃和85%RH相对于薄膜接触面的摩擦系数为C,结果是,即使薄膜的厚度小至60微米或更小,也不会起皱或破裂。该纤维素酯薄膜能够用作本发明光学薄膜的透明基底。
为了提供优异的光学性能,JP-A-2001-002807公开了平均乙酰化度为58-62.5%的乙酸纤维素薄膜,该薄膜包含:含提供在其中的聚合物和平均粒径为1.0微米或更小的颗粒材料的涂层;其中,薄膜的雾度如根据80微米的厚度来计算为2.0%或更小,并且其上提供涂层的薄膜表面的动摩擦系数为0.40或更小。上面引用的发明能够用作本发明光学薄膜的透明基底。
(消光剂)
作为光学薄膜层压至透明基底上的功能层分别优选包含掺入其中的消光剂,从而改善其粘着性或其在高湿度时的耐粘着性。在这种情况下,表面突出物的平均高度优选为0.005-10微米,更优选0.01-5微米。这些突出物优选尽可能多地存在于薄膜表面上。然而,当存在突出物比所需的更多时,将不利地产生雾度。具有平均高度落入上述范围的突出物的球形或无定形消光剂的含量优选为0.5-600毫克/平方米,更优选1-400毫克/平方米。在此可使用的消光剂在其配方中没有特别的限制,并且可以是无机或有机材料,或两种或更多种消光剂的混合物。
作为消光剂的无机材料的例子包括:颗粒无机材料如颗粒硫酸钡、锰胶体、颗粒二氧化钛、颗粒硫酸锶钡、颗粒二氧化硅、颗粒氧化铝、颗粒锡氧化物、颗粒氧化锌、颗粒碳酸钙、颗粒硫酸钡、颗粒滑石、颗粒高岭土和颗粒硫酸钙。作为消光剂的有机材料的进一步的例子包括:二氧化硅,如通过湿法或硅酸的凝胶化而获得的合成二氧化硅,和通过钛渣与硫酸的反应而生产的二氧化钛(金红石型或锐钛矿型)。做为选择,无机消光剂可通过对相对大粒径如20微米或更大的无机材料进行研磨,然后对颗粒进行分选(振动过滤、空气分级等等)而获得。消光剂的其它例子包括:通过对有机聚合物进行研磨和分级所获得的产物;所述聚合物如聚四氟乙烯、乙酸纤维素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙基酯、丙烯酰基苯乙烯基树脂、硅酮基树脂、聚碳酸酯树酯、苯并胍胺基树脂、三聚氰胺基树脂、聚烯烃基树脂、聚酯基树脂、聚酰胺基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚氟乙烯基树脂和淀粉。做为选择,可以使用:通过悬浮聚合法合成的聚合物,或通过喷雾干法或分散法等等已使之成为球形的聚合物或无机化合物。可以添加由上述相同材料制成但具有较大粒径0.1-10微米的颗粒材料,以便形成防眩光层。优选的是,该颗粒材料的添加量为0.5-20质量%。这些颗粒材料的优选例子包括二氧化硅,如硅石(如由Fuji Silysia Chemical Ltd.生产的Silysia,由NIPPON SILICA CORPORATION生产的Nipsil E)。
作为本发明的颗粒材料,可以还可以优选使用在其表面上具有C2-C10烷基或芳基的颗粒材料。烷基的碳原子数更优选4-12,更为优选6-10。碳原子数越少,分散性就越好。碳原子数越多,当涂布液与浓液混合时再附聚作用的发生就越小。在其表面上具有C2-C20烷基或芳基的颗粒材料中,无机材料的例子包括:二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、锆氧化物、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、锻烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙。在这些无机材料中优选的是二氧化硅、二氧化钛和锆氧化物。在这些无机材料中特别优选的是包含硅原子的那些,如二氧化硅。颗粒二氧化硅可从市场上得到,其商品名为:Aerosil 130、Aerosil 200和Aerosil 300(由Nihon Aerosil Co.,Ltd.制造)。此外,还优选使用其表面用硅油改性的颗粒二氧化硅和球形颗粒单分散二氧化硅。
例如,通过用辛基硅烷对上述颗粒二氧化硅进行处理,可获得其表面上具有C2-C20烷基的颗粒无机材料。所述颗粒无机材料可从市场上得到,其商品名为Aerosil R805(由Nihon Aerosil Co.,Ltd.制造),其表面上有辛基基团。该产品能够用于本发明。
例如,通过用三氯苯基硅烷对上述颗粒二氧化硅进行处理,可获得其表面上具有苯基的颗粒无机材料。
其表面上具有C2-C20烷基或苯基的上述颗粒材料中,聚合物的例子包括硅酮树脂、氟树脂和丙烯酸树脂。在这些聚合物中特别优选的是聚甲基丙烯酸甲酯。如前所述,优选使用具有硅原子的化合物,特别是具有三维网状结构的二氧化硅或硅树脂,最优选的是二氧化硅。
JP-A-2001-183528公开了一种通过如下方法获得的光学薄膜:将包含颗粒材料的涂布组合物(含水量5质量%或更低)涂布至薄膜基底上,以提供改善光学性能、表面性能、抗静电性、耐擦伤性、附着力等等的树脂层,所述颗粒材料至少包含树脂和溶剂。该光学薄膜能够用于本发明。
为防止卷取的薄膜的粘着力,JP-A-2001-151936公开了一种三乙酸纤维素薄膜,该薄膜包含掺入至少其表面层、平均粒径为0.5微米或更大且小于1.0微米的颗粒二氧化硅,二氧化硅的掺入量为0.10-0.15质量%。该三乙酸纤维素薄膜可用作本发明光学薄膜的透明基底。
此外,JP-A-2002-317059公开了一种酰化纤维素薄膜,所述薄膜的消光剂含量为0.03-0.15质量%从而使其静摩擦系数为0.4-0.7,结果是,在薄膜卷取其间,在不使透光度变差的情况下能够防止擦伤。该酰化纤维素薄膜可用作本发明光学薄膜的透明基底。
此外,JP-A-2003-119297公开了一种纤维素酯薄膜,其包含掺入其中的颗粒材料和紫外线吸收剂以控制附聚二级颗粒的粒径,并防止如下缺陷的发生:点状缺陷、薄膜片材彼此粘结、薄膜变形、在粘结至偏振器时的不均匀性以及涂层的不均匀性,其中能够满足关系式a/B=0.5-1.0,假定刚刚分散于溶剂中的颗粒的平均粒径为a微米,干燥薄膜中颗粒的平均粒径为B微米。该纤维素酯薄膜可用作本发明光学薄膜的透明基底。
优选以0.005-0.3质量%,更优选以0.01-0.1质量%将这些颗粒材料掺入酰化纤维素中。以此方式,利用根据本发明的颗粒材料使之可能获得这样的酰化纤维素薄膜,其具有相当好地分散于其中的颗粒材料,其中,掺入其中的粒径为10微米或更大的颗粒的数量为10/m2或更少。有关这样的酰化纤维素薄膜的细节,可参考JP-A-2001-2788。该酰化纤维素薄膜能够用于本发明。
(抗静电处理、抗静电剂和抗静电层)
当进行加工时,抗静电处理适合于使树脂薄膜能够防止自身带静电。具体地说,通过提供包含离子导电材料或电子导电颗粒材料的层而进行抗静电处理。在此使用的术语“离子导电材料”指的是:包含为输电载体的离子的电子导电材料。这样的离子导电材料的例子包括离子型聚合物。
可用于本发明的离子型聚合物的例子包括:如公开于JP-B-49-23828、JP-B-49-23827和JP-B-47-28937的阴离子聚合物,如公开于JP-B-55-734、JP-B-50-54672、JP-B-59-14735、JP-B-57-18175、JP-B-57-18176和JP-B-57-56059中、在其主链中具有可解离基团的离子型聚合物,以及公开于JP-B-53-13223、JP-B-57-15376、JP-B-53-45231、JP-B-55-145783、JP-B-55-6595O、JP-B-55-67746、JP-B-57-11342、JP-B-57-19735、JP-B-58-56858、JP-A-61-27853和JP-B-62-9346、在其侧链中具有可阳离子解分离基团的阳离子侧基型聚合物。
在这些离子型聚合物中优选的是通过将颗粒电子导电材料精细分散于上述树脂中而得到的那些。被分散于树脂中的电子导电材料的优选例子包括:由金属氧化物或其复合氧化物制成的电子导电颗粒材料,以及如公开于JP-A9-203810的离子导电聚合物或颗粒季铵阳离子导电聚合物。这些电子导电材料的粒径优选从5纳米至10微米。所述电子导电材料的粒径的更为希望的范围取决于所用颗粒材料的种类。
为电子导电材料的金属氧化物的优选例子包括:ZnO、TiO2、SnO2、Al2O3、In2O3、SiO2、MgO、BaO、MoO2、V2O5、及它们的复合氧化物。在这些金属氧化物中特别优选的是ZnO、TiO2和SnO2。关于包含杂原子的例子,将铝、铟等有效地添加至ZnO中。将铌、钽等等有效地添加至TiO2中。将锑、铌、卤原子等等有效地添加至SnO2中。这些杂原子的掺入量优选为0.01-25摩尔%,特别是0.1-15摩尔%。
这些电子导电金属氧化物粉末的体积电阻率优选为107Ω·cm或更低,特别是105Ω·cm或更低。优选的是,以不小于0.01%至不大于20%的体积百分率,将粉末掺入电子导电层中,所述粉末具有特定的结构,以便使初级粒径为不小于100埃至不大于0.2微米,并且高级(high-order)结构主轴直径为不小于30纳米至不大于6微米。
此外,关于作为可分散颗粒聚合物的交联阳离子电子导电聚合物的特性,可以在高密度、高浓度使阳离子组分保留在颗粒材料中。因此,交联阳离子电子导电聚合物不仅显示出优异的电导率,而且即使在低相对湿度时也不会有电导率的退化。尽管所述颗粒是相当好地分散的,但在涂布之后的薄膜制备步骤,它们将相当好地彼此粘结,这使之可能提供高的薄膜强度。此外,交联的阳离子电子导电聚合物显示出对其它材料如支撑体优异的粘着力以及优异的耐化学性。
可分散颗粒聚合物的粒径通常为约10-1000纳米,优选0-300纳米;所述聚合物是将被掺入抗静电层的交联阳离子电子导电聚合物。在此使用的术语“可分散颗粒聚合物”意指:能够用肉眼观察的透明或稍微混浊的溶液,而在电子显微镜下能够观察到为颗粒分散体进行观察的聚合物。通过将基本上不含粒径大于覆盖层厚度的灰尘(杂质)的涂布组合物用作下层涂布组合物,使之可能防止覆盖层由于杂质所造成的缺陷。
关于树脂与颗粒材料的比例,考虑到附着力,以1质量份颗粒材料计,使用0.5-4质量份树脂。特别是,考虑到紫外线照射后的附着力,以1质量份颗粒材料计,优选使用1-2质量份树脂。此外,可以使用有机电子导电有机化合物。有机电子导电有机化合物包括:聚噻吩(polythiopene)、聚吡咯、聚苯胺、多聚乙炔和聚磷嗪。这些有机电子导电有机化合物优选以与聚苯乙烯磺酸或高氯酸等等的复合物的形式用作酸-提供材料。
在此可使用的树脂的例子包括:纤维素衍生物,如二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素和硝酸纤维素;聚酯,如聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯和共聚丁烯/对/间苯二甲酸酯;聚乙烯醇衍生物,如聚乙烯醇、聚乙烯醇甲缩醛、聚乙烯醇乙缩醛、聚乙烯醇丁缩醛和聚乙烯亚苄基;具有降冰片烯化合物的降冰片烯-基聚合物;丙烯酸树脂,如聚甲基丙烯酸甲酯,聚甲基丙烯酸乙烯酯,聚甲基丙烯酸丙酯,聚甲基丙烯酸丁酯和聚丙烯酸甲酯,以及它们与其它树脂的共聚物。然而,本发明并不局限于这些树脂。在这些树脂中优选的是纤维素衍生物和丙烯酸树脂。在这些树脂中最有希望的是丙烯酸树脂。
作为用于树脂层如抗静电层中的树脂,考虑到涂层的光学性能和表面性能,优选使用上述热塑性树脂,所述树脂的质量平均分子量大于400000,并且玻璃化转变点为80-110℃。
为测量玻璃化转变点,可采用JIS K7121的方法。在本发明中的树脂用量,以下层中使用的树脂总质量计优选为60质量%,更优选为80质量%。如果需要的话,还可以添加活性射线-固化树脂或热固性树脂。另外,这些树脂还可以于上述适当溶剂中的溶液的形式作为粘结剂进行分布。
用于抗静电层的涂布组合物优选包含如下溶剂。作为溶剂,可以使用烃、醇、酮、酯或乙二醇,单一使用或以与其它溶剂适当的混合物使用。然而,本发明并不局限于这些溶剂。
在这些溶剂中,低沸点溶剂能够容易地蒸发,从而使空气中的水结露,使水在涂布液的制备步骤和涂布步骤进入涂布组合物中。低沸点溶剂受外部湿度升高特别是雨水的影响,在65%RH的气氛中将是十分明显的。当涂布组合物在涂布步骤暴露至空气中的时间延长时,或者涂布组合物与空气的接触面积大时,所述影响将变得特别明显。
上述烃的例子包括苯、甲苯、二甲苯、己烷和环己烷。所述醇的例子包括:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔-丁醇、戊醇、2-甲基-2-丁醇和环己醇。所述酮的例子包括:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮。所述酯的例子包括:甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯、乳酸乙酯和乳酸甲酯。所述乙二醇醚(C1-C4)的例子包括:乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇一乙基醚、丙二醇一正亚丙基醚、丙二醇一异丙基醚和丙二醇一丁基醚。丙二醇单烷基醚酯(C1-C4)的例子包括:丙二醇单甲醚乙酸酯和丙二醇一乙基醚乙酸酯。其它溶剂的例子包括N-甲基吡咯烷酮。然而,本发明并不局限于这些溶剂。还优选使用这些溶剂的适当的混合物。
本发明的涂布组合物可利用刮刀涂布法,挤压涂布法,滑动涂布法,辊涂法,凹版涂布法,绕线棒涂布法,反向涂布法,幕涂法,描述于US2,681,294中的、包括使用加料的挤压涂布法,涂布成0.1-10微米,优选0.1-1微米的干厚度。
<透明硬涂层>
本发明的薄膜可包含提供在其上的透明硬涂层。作为透明硬涂层,,优选使用活性射线-固化树脂或热固性树脂。在此使用的术语“活性射线-固化树脂层”意指:主要由当用活性射线如紫外线和电子射线进行照射时进行交联反应从而固化的树脂组成的层。活性射线-固化树脂的代表性例子包括:紫外线-固化树脂和电子射线-固化树脂。然而,可以使用当用除紫外线和电子射线以外的活性射线进行照射时固化的树脂。紫外线-固化树脂的例子包括:紫外线-固化丙烯酰基尿烷基树脂,紫外线-固化聚酯丙烯酸酯-基树脂,紫外线-固化环氧丙烯酸酯-基树脂,紫外线-固化多醇丙烯酸酯-基树脂和紫外线-固化环氧树脂。JP-A-2003-039014公开了一项发明,包括在如此涂布的薄膜的纵向或横向端固定的同时对薄膜进行干燥,从而使包含活性射线-固化材料的涂布液固化,使之可能提供高的平整性。上述引用的发明可用于本发明。
紫外线-固化丙烯酰基尿烷基树脂通常可通过聚酯多元醇与异氰酸酯单体的反应产物或预聚物与具有羟基的丙烯酸酯-基单体进行反应而容易得到,所述丙烯酸酯-基单体如丙烯酸-2-羟乙基酯,甲基丙烯酸-2-羟乙酯(在下文,仅仅列举丙烯酸酯,这是因为丙烯酸酯还包括甲基丙烯酸酯)和丙烯酸-2-羟丙基酯。这些紫外线-固化丙烯酰基尿烷基树脂的细节,可参考JP-A-59-151110。这些紫外线-固化丙烯酰基尿烷基树脂可用于本发明。
紫外线-固化聚酯丙烯酸酯树脂通常可通过聚酯多元醇与丙烯酸-2-羟乙基酯-基单体或丙烯酸-2-羟基酯-基单体的反应而容易获得。紫外线-固化聚酯丙烯酸酯树脂的细节,可参考JP-A-59-151112,并且这些树脂可用于本发明。
紫外线-固化环氧丙烯酸酯-基树脂的具体例子可在活性稀释剂和光致反应引发剂的存在下,通过作为低聚物的环氧丙烯酸酯的反应而获得。对于这些紫外线-固化环氧丙烯酸酯-基树脂的细节,可参考JP-A-1-105738。这些紫外线-固化环氧丙烯酸酯-基树脂可用于本发明。作为光致反应引发剂,可以使用一种或更多种选自苯偶姻衍生物、肟酮衍生物、二苯酮衍生物和噻吨酮的物质。
紫外线-固化多醇丙烯酸酯-基树脂的具体例子包括:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,二(三羟甲基)丙烷四丙烯酸酯,季戊四醇三丙烯酸酯,季戊四醇四丙烯酸酯,二季戊四醇六丙烯酸酯和烷基改性的二季戊四醇五丙烯酸酯。这些树脂通常以与已知光增感剂组合的形式使用。
上述光致反应引发剂也可以用作光增感剂。可用于本发明的光致反应引发剂的具体例子包括:苯乙酮,二苯酮,羟基二苯酮,米歇酮,α-戊基肟酯,噻吨酮及它们的衍生物。当使用环氧丙烯酸酯-基光致反应引发剂时,可以使用增感剂如正丁胺,三乙胺和三正丁基膦。
光致反应引发剂或光增感剂在除涂布和干燥之后蒸发的溶剂组分以外的紫外线-固化树脂组合物中的比例以组合物质量计特别优选的是2.5-6质量%。当光致反应引发剂或光增感剂的比例低于2.5质量%时,由于增塑剂和/或紫外线吸收剂从树脂薄膜中流出,因此最终的光学薄膜的固化受到抑制,从而使耐擦伤性退化。反之,当光致反应引发剂或光增感剂的比例超过6质量%时,紫外线-固化树脂组分的量相对会减少,将使耐擦伤性合涂布性变差,从而使涂层的表面质量变差。
具有一个不饱和双键的树脂单体的例子包括普通的单体,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己基酯和苯乙烯。具有两个或更多个不饱和双键的树脂单体的例子包括:二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丙二醇酯、二乙烯基苯、二丙烯酸-1,4-环己烷酯、二丙烯酸-1,4-环己基二甲基酯和上述三丙烯酸三羟甲基丙烷酯和四丙烯酰基季戊四醇。
用于活性射线-固化树脂层的涂布组合物的固体含量浓度优选为10-95质量%。适当的固体含量可根据所用的涂布方法来选择。作为引起活性射线-固化树脂的光固化反应从而形成固化薄膜层的光源,可以使用发射紫外线的任何光源。在此可使用的光源的例子包括:低压汞蒸气灯、中等压力汞蒸气灯、高压汞蒸气灯、超高压力汞蒸气灯、碳弧灯、金属卤化物灯和氙气灯。根据所用灯的种类,其发射条件各不相同。紫外线的剂量优选为20-10000mJ/cm2, 更优选50-2000mJ/cm2。在近紫外范围至可见光范围内的光固化反应可以在在所述范围内具有最大吸收的增感剂存在下进行。利用紫外线进行的照射可以一次或两次或更多次地进行。
作为在活性射线-固化树脂层涂布中使用的溶剂,可以使用用于树脂层的上述溶剂。例如,可以使用选自烃,醇,酮,酯,二醇醚以及其它溶剂的任何溶剂,任选地以它们的混合物的形式使用。优选的是,使用含丙二醇单烷基醚(C1-C4)或丙二醇单烷基醚酯(C1-C4)的溶剂,其用量为5质量%或更多,更优选5-80质量%。
作为紫外线-固化树脂组合物涂布液的涂布装置,可以使用任何已知的涂布装置,如凹槽涂布机、旋转涂布机、绕线棒涂布机、辊涂机、反向涂布机、挤涂机和气刀涂布机。根据湿薄膜厚度进行计算,适当的涂布量为0.1-200微米,优选0.5-100微米。优选以5-200米/分的速度进行涂布。在其中涂层厚度大的情况下,可以分两批或更多批进行涂布,从而形成透明硬涂层。用来自光源的紫外线对已涂布并干燥的紫外线-固化树脂组合物进行照射。考虑到紫外线-固化树脂的固化效率和工作效率,用紫外线对涂层照射的时间优选从0.5秒至5分钟,更优选从3秒至2分钟。如此获得的透明硬涂层的干厚度优选为0.2-100微米,更优选1-50微米,特别是从2-45微米。
为了使这样的涂层光滑,该涂层可以包含上述的无机或有机颗粒材料。作为所述的无机或有机颗粒材料,可以使用上述的消光剂。此外,如前所述,活性射线-固化树脂层可以提供在树脂层如抗静电层上。抗静电层或透明硬涂层分别可以单一层或层合的形式提供。具体地说,这些层可以直接提供至具有抗静电性的光学薄膜、用于偏振片的保护薄膜或公开于JP-A-6-123806、JP-A-9-113728和JP-A-9-203810的酰化纤维素薄膜的任一侧上;或者通过插在其间的底层来提供。
(防卷边层)
本发明的光学薄膜可以经受防卷边处理。防卷边处理适合于使能卷曲的材料的在内侧的表面经受如此处理。以此方式,即使当透明树脂薄膜经受两个面不同程度的不同表面处理时,所得的在内侧的表面经受了防卷边处理的光学薄膜也能够防止卷曲。
作为防卷边处理,可以提供防卷边层。提供防卷边层的例子包括:在与防眩光层或抗反射层相反侧的基底侧上提供防卷边层,在透明树脂薄膜的一侧上涂布助粘结层,以及在透明树脂薄膜的另一侧上涂布防卷边处理剂。
防卷边处理具体例子包括:涂布溶剂,以及用向透明树脂如三乙酸纤维素,二乙酸纤维素和乙酸丙酸纤维素涂布溶剂。关于涂布溶剂,涂布包含能够溶解或溶胀用作保护薄膜的酰化纤维素薄膜的溶剂的组合物。因此,用于防卷边层的涂布液优选包含有机溶剂,如酮基和酯基溶剂。酮-基有机溶剂的优选例子包括:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、乳酸乙酯、乙酰基丙酮、二丙酮醇、异佛尔酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、二乙基酮、二正丙基酮、甲基环己酮、甲基正丁基酮、甲基正丙基酮、甲基正己基酮和甲基正庚基酮。酯基有机溶剂的优选例子包括:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯。然而,在此可使用的溶剂可以包括:除能够溶解和/或溶胀酰化纤维素薄膜以外、还有不能够溶解酰化纤维素薄膜的溶剂的混合物。涂布根据透明树脂薄膜的卷曲度或树脂的种类以适当的比例混合这些溶剂而获得的组合物,涂布量根据所述因素确定。另外,还可以通过透明硬涂层处理或抗静电处理而获得防卷边功能。
本发明的光学薄膜优选包含:提供在与防眩光层或抗反射层相反侧的基底的侧上的防卷边层。如此生产的光学薄膜在23℃和60%RH的条件下优选显示出不小于-10至不大于+10的卷曲度。
为测量卷曲度,可以使用下列方法。具体地说,将待测薄膜试样置于80℃和90%RH的环境下48小时,然后将其切成50毫米宽和2毫米长的尺寸。使如此取样的薄膜试样在23±2℃和55%RH下经受24小时的湿-调理,然后利用曲率半径刻度尺测量卷曲度。
卷曲由1/R表示,其中R是单位为米的曲率半径。至于卷曲度,光学薄膜优选具有尽可能小的变形。形变方向可以是正或负的。换句话说,卷曲的绝对值优选尽可能小。具体地说,当薄膜的卷曲绝对值大于10的话,由光学薄膜制得的偏振片等在高温高湿条件(例如当使之在80℃和90%RH放置48小时时)会发生大的变形,如翘曲,以便使其不再能使用。当薄膜的卷曲绝对值不大于10时,由薄膜制得的偏振片等即使在高温高湿条件(例如当使之在80℃和90%RH放置48小时时)也几乎不会发生变形,如翘曲,因此仍能使用。
与提供卷曲层和其它层无关,本发明的光学薄膜优选显示出3%或更大的雾度值,以及在550nm处90%或更大的透光度。最外表面以这样的排列方式使用,以便使助粘结层粘着于偏振器,或者抗反射层的表面粘着于保护薄膜的表面;因此其需要具有一定的亲水性。特别是,在23℃和60%RH下,助粘结层与水的接触角优选为50度或更小。
(助粘结层)
本发明的光学薄膜可包含提供在其上的助粘结层。在此使用的术语“助粘结层”意指:能够使用于偏振片的保护薄膜能够容易地粘结至其相邻层如偏振层的层。
优选能够用于本发明的助粘结层的例子包括含聚合物的层,所述聚合物带有-COOM基团(式中M表示氢原子或阳离子)。在更为优选的实施方案中,将包含带有-COOM基团的聚合物的层提供至光学薄膜的薄膜基底面上,并将主要由亲水聚合物组成的层与前述层相邻地提供至光学薄膜的偏振层一侧上。在此使用的术语“带有-COOM基团的聚合物”指的是,带有-COOM基团的苯乙烯-马来酸共聚物、带有-COOM基团的乙酸乙烯酯-马来酸共聚物或乙酸乙烯酯-马来酸-马来酸酐共聚物。带有-COOM基团的乙酸乙烯酯-马来酸共聚物是特别优选的。这些聚合物可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。这些聚合物的质量平均分子量优选为约500-500000。就带有-COOM基团的聚合物的优选例子而言,可参考JP-A-6-094915和JP-A-7-333436。
亲水聚合物优选的例子包括:亲水性纤维素衍生物(例如,甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟基纤维素)、聚乙烯醇衍生物(例如,聚乙烯醇、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇乙缩醛、聚乙烯醇甲缩醛、聚乙烯亚苄基)、天然聚合物(例如,凝胶、酪蛋白、阿拉伯树胶)、亲水性聚酯衍生物(例如,部分磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯)和亲水性聚乙烯衍生物(例如,聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯吲唑、聚乙烯吡唑)。这些亲水聚合物可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。
[光学补偿层]
本发明的光学薄膜可以包含:提供在透明基底上、由盘形化合物制成的光学补偿层。下面将参考使用酰化纤维素薄膜作为透明基底的情况对本发明作进一步的描述,但本发明并不局限于此。
对于在此使用的盘形化合物的细节,可参考JP-A-7-267902、JP-A-7-281028和JP-A-7-306317。这些盘形化合物也可用于本发明。根据这些参考文献,光学补偿层是由具有盘形结构单元的化合物形成的层。换句话说,光学补偿层是:由低分子化合物如单体制得的液晶盘形化合物层,或者是由可聚合液晶盘形化合物的聚合(固化)而获得的聚合物层。所述盘形(盘状)化合物的例子包括:如于C.Destrade等人的研究报告和MoI.Cryst.(第71卷,第111页(1981))中所公开的苯衍生物,如在C.Destrade等人的研究报告,MoI.Cryst.(第122卷,第141页(1985)),以及Physcs Lett,A(第78卷,第82页(1992))中公开的三苄基苯(truxene)衍生物,和在B.Kohne等人的研究报告和Angew.Chem.(第96卷,第70页(1984))中公开的环己烷衍生物,以及J.M.Lehn等人的研究报告J.Chem.Commun.(第1,794页(1985)),J.Zhang等人的研究报告,和J.Am.Chem.Soc(第116卷,第2,655页(1994))中公开的氮杂冠环(azacrown)基或苯乙炔-基大环化合物(macrocycles)。上述盘形(盘状)化合物包括:包含这些化合物作为分子中心的核和径向取代的直链烷基,烷氧基,取代的苯甲酰氧基等等的、通常称之为盘形液晶的那些化合物。然而,盘形化合物并不局限于该构形,只要分子聚集体显示出负的单轴性并且能够提供预定的对准。在上面引用的专利中使用的术语“由盘-状化合物形成的”指的是最终产物,不必是上述化合物。例如,上述低分子盘形液晶包括:具有当加热或用光照射时能够反应从而引起聚合或交联反应并最终形成没有液晶性能的高分子化合物的基团的那些。此外,优选使用:包含至少一个能够形成盘形向列相或单轴柱状相并且具有光学各向异性的盘状化合物的化合物。所述盘状化合物优选为三亚苯衍生物。三亚苯衍生物优选是JP-A-7-306317中公开的由通式[Ka-2]表示的化合物。
对于将酰化纤维素薄膜用作对准层支撑体的细节,可参考JP-A-9-152509。这些例子也能够用于本发明。换句话说,将对准层提供至根据本发明制备的酰化纤维素薄膜上或提供在其上的内涂层上。对准层具有确定提供在其上的液晶盘形化合物对准方向的作用。对准层可以由任何材料制成,只要它能够使光学补偿层能取向。
对准层的例子包括:通过摩擦有机化合物(优选聚合物),倾斜地真空-沉积的无机化合物,具有细微纹沟的层,利用Langmuir-Blodgett法由ω-二十三酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯等等形成的堆积层(LB膜),具有通过提供电场或磁场而对准的介质材料的层而获得的层。
用于对准层的有机化合物的例子包括:聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯/顺丁烯二酰亚胺共聚物、聚乙烯醇、聚(N-羟甲基-丙烯酰胺)、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、氯磺化聚乙烯、硝化纤维素、聚氯乙烯、氯化聚烯烃类、聚酯、聚酰亚胺、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、羧甲基纤维素、聚乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯;和化合物,如硅烷偶联剂。在此可使用的聚合物的优选例子包括:聚酰亚胺、聚苯乙烯、苯乙烯衍生物聚合物、凝胶、聚乙烯醇和带有烷基(优选6或更多个碳原子的烷基)的烷基改性聚乙烯醇。
在这些聚合物中特别优选的是烷基改性聚乙烯醇,其在使液晶盘形化合物均匀对准的能力方面是十分优异的。这或许可归因于对准层表面上烷基链与盘形液晶中烷基侧链非常强烈的相互作用。优选烷基具有6-14个碳原子。更优选的是,通过-S-、-(CH3)C(CN)-或-(C2H5)N-CS-S-使烷基连接至聚乙烯醇上。上述烷基改性聚乙烯醇被烷基封端,并且优选的是,皂化度为80%或更高,聚合度为200或更大。作为在其侧链中具有烷基的上述聚乙烯醇,可以使用任何市售产品,如MP103、MP203和R1130(由KURARAY CO.,LTD.生产)。
优选的是,将广泛用作LCD对准层的聚酰亚胺膜(优选含氟-聚酰亚胺)用作有机对准层。聚酰亚胺膜可通过将聚酰胺酸(例如,LQ/LX系列(由Hitachi Chemical Co.,Ltd.制造),SE系列(由NISSAN ChemicalINDUSTRIES,Ltd.制造))涂布至支撑体的表面上,在100℃至300℃的温度下煅烧涂层0.5-1小时,然后对涂层进行摩擦而获得。
此外,能够用于本发明光学薄膜的对准层优选是,通过将活性基团引入到上述聚合物中,或将上述聚合物与交联剂如异氰酸酯化合物和环氧化合物结合使用以便使聚合物固化而获得的固化层。
构成对准层的聚合物和构成光学补偿层的液晶混合物优选通过这些层的界面彼此化学地连接。构成对准层的聚合物优选通过由具有至少一个羟基被带有乙烯基部分、对苄基苯基甲酰胺基(oxylanyl)部分或氮杂环丙基部分的基团取代的聚乙烯醇来形成。具有乙烯基部分、对苄基苯基甲酰胺基部分或氮杂环丙基部分的基团优选通过醚键,尿烷键,缩醛键或酯键连接至聚乙烯醇衍生物的聚合物链上。具有乙烯基部分,oxylanyl部分或氮杂环丙烯基部分的基团优选不含芳族环。上述聚乙烯醇优选是描述于JP-A-9-152509、由通式(Ka-22)表示的化合物。
作为上述摩擦处理,可以使用广泛用作LCD液晶对准的摩擦处理。具体地说,可以用纸张、纱布、毛毡、橡胶、耐纶或聚酯纤维等等在恒定方向上对对准层的表面进行摩擦,以获得对准。通常,通过利用布料对对准层的表面摩擦若干次,所述布料具有均匀植于其上的均匀长度和厚度的纤维。
倾斜真空-沉积的材料的代表性例子是SiO。倾斜地真空-沉积的材料的另外的例子包括金属氧化物,如TiO2和ZnO2;氟化物,如MgF2;以及金属,如金和铝。可以将具有高介电常数的任何金属氧化物用作倾斜真空-沉积的材料。本发明并不局限于上面列举的材料。无机的倾斜真空沉积层可利用真空喷涂金属器来形成。通过在固定的薄膜(支撑体)上进行真空沉积,或在连续长度的移动薄膜上进行连续的真空沉积,能够形成无机倾斜真空-沉积的层。作为在没有任何对准层的情况下使光学补偿层对准的方法,可以使用如下方法:将电场或磁场施加至位于支撑体上的光学补偿层上,同时加热至能够形成盘形液晶层的温度。
可应用于本发明的光学补偿层的例子包括如公开于JP-A-8-5837、JP-A-7-191217、JP-A-8-50206和JP-A-7-281028中的具有基本构形的光学补偿层。
具有光学补偿层的光学薄膜可应用于LCD。例如,优选通过利用粘合剂将具有光学补偿层的上述光学薄膜粘结至偏振片的一侧。做为选择,优选的是,作为保护薄膜,利用粘合剂将具有光学补偿层的上述光学薄膜粘结至偏振片的一侧。所述光学补偿层优选至少有盘形结构单元(盘形液晶)。
盘形结构单元的盘状表面(在下文有时简称为“表面”)与用作透明基底的酰化纤维素薄膜的表面倾斜设置,并且盘形结构单元的盘状表面相对于酰化纤维素薄膜的角度在光学补偿层的深度方向变化。
下面将给出具有光学补偿层的上述光学薄膜的优选实施方案。
(b1)随着与光学补偿层底部距离的增加,在光学补偿层深度方向平均角度将增加。
(b2)上述角度在5-85°之间改变。
(b3)所述角度的最小值在0-85°(优选从0-40°)的范围内,而所述角度的最大值在5-90°(优选从50-85°)的范围内。
(b4)所述角度最大值与最小值之间的差值在5-70°(优选从10-60°)的范围内。
(b5)随着光学补偿层底部距离的增加,上述角度将显示出在光学补偿层深度方向的连续改变(优选增加)。
(b6)所述光学补偿层另外还包含酰化纤维素。
(b7)所述光学补偿层另外还包含乙酸丁酸纤维素。
(b8)在光学补偿层与透明基底之间形成对准层(优选固化的聚合物层)。
(b9)在光学补偿层与对准层之间形成内涂层。
(b10)在与具有光学补偿层的光学薄膜垂直的线倾斜的方向上,所述光学补偿层具有除0以外的最小延迟绝对值。
(b11)所述对准层是如(b8)中描述的具有光学补偿层的光学薄膜,它是摩擦过的聚合物层。光学薄膜优选包含有机化合物,当掺入光学补偿层中时,它能够改变光学补偿层的对准温度。所述有机化合物优选是具有可聚合基团的单体。
有关本发明具有光学补偿层的光学薄膜的制备方法的细节,可参考JP-A-9-73081、JP-A-8-160431和JP-A-9-73016。然而,本发明并不局限于这些方法。
下面将给出具有光学补偿层的光学薄膜制备方法的例子。
(c1)将包含形成对准层树脂的涂布液涂布至正在供给的连续长度的透明基底(例如酰化纤维素薄膜)上,然后干燥形成透明树脂层。
(c2)然后用摩擦辊对透明树脂层的表面进行摩擦,从而在透明树脂层上形成对准层。优选的是,在连续地输送薄膜基底的步骤,在被卷于设置在两个输送辊之间的旋转摩擦辊上的同时,通过输送薄膜基底使薄膜基底上对准层的表面连续地经受摩擦。可以将摩擦辊设置成其旋转轴与薄膜基底的输送方向倾斜。摩擦辊本身的圆度、圆柱性和挠度各自优选为30微米或更小。上述摩擦方法所采用的装置优选包含一个或更多个摩擦辊备用机组。
(c3)将包含液晶盘形化合物的涂布液涂布至对准层上。优选在同时除去摩擦辊表面的灰尘和如此摩擦的树脂层表面的灰尘的同时,对透明树脂层表面进行摩擦。作为液晶盘形化合物,可以使用具有可交联官能团的液晶盘形化合物。优选的是,溶剂在控制下进行蒸发,其中如此涂布的涂层的表面用气体层密封。可对绝大多数溶剂已蒸发掉的涂层进行加热,从而形成盘形向列光学补偿层。气体层的密封优选沿涂层表面相对于涂层移动速度以-0.1-0.1m/sec的速度移动。优选的是,在涂层中溶剂含量的下降速度与时间成正比的时间内进行控制下的溶剂蒸发。
(c4)优选对如此形成的涂层进行干燥,然后加热以形成然后将用光线进行连续照射从而使盘形液晶固化的盘形向列光学补偿层。优选通过向与光学补偿层相反的透明树脂薄膜的侧施加热风或远红外线,或者使热辊与涂层接触,而对涂层进行加热。如此干燥的涂层的加热优选通过向透明树脂薄膜的两个面施加热风或远红外线来完成。
(c5)然后优选卷取具有形成在其上的对准层和光学补偿层的光学薄膜。
[图像显示装置]
如果用作偏振层表面保护薄膜之一的话,本发明的抗反射层能够用于各种显示装置(图像显示装置),如阴极射线管显示装置(CRT)、等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(ELD)和液晶显示器(LCD)。本发明的抗反射薄膜优选用于透射型、反射型或半透射型液晶显示装置,如扭曲向列型(TN)、起扭曲向列型(STN)、垂直对准型(VA)、面内切换型(IPS)以及光学补偿弯曲元件(OCB)。
VA型液晶元件包括:(1)狭义上VA型的液晶元件,其中,当不施加电压时棒状液晶分子基本上垂直取向,但当施加电压时基本上水平取向(如JP-A-2-176625中所述)。除(1)VA型液晶元件以外,另外还提供了(2)这样的VA型液晶元件,其是多畴的,以便扩大视角(MVA型)(如SID97,Digest of Tech.Papers(预定本)28(1997),845中所述),(3)如下模式的液晶元件,其中当不施加电压时棒状液晶分子基本上垂直取向但当施加电压时以扭曲多畴模式取向(n-ASM模式)(如Symposium on Japanese Liquid Crystal Society Nos.58-59中所述,(1988))以及(4)SURVALVAL模式的液晶元件(如LCD International98中所述)。
对于VA模式的液晶元件,优选使用通过将双轴拉伸的三乙酰纤维素薄膜与本发明的抗反射薄膜结合而制备的偏振片。对于双轴拉伸的三乙酰纤维素薄膜优选制备方法的细节,可参考JP-A-2001-249223和JP-A-2003-170492。
OCB模式液晶元件是弯曲对准模式的液晶元件,其中,如US4,583,825和5,410,422中所述,从液晶元件的上部至下部,棒状液晶分子基本上以相反的方向(对称地)取向。在OCB模式液晶元件中,从液晶元件上部至下部,棒状液晶分子彼此对称地取向。因此,弯曲对准模式的液晶元件具有自光学补偿的能力。因此,该液晶模式也称之为OCB(光学补偿弯曲)液晶模式。弯曲对准模式的液晶元件的优点在于,其具有高的响应。
在TN模式液晶元件中,当不向其施加电压时,棒状液晶分子基本上水平取向。OCB模式液晶元件在大多数情况下用作彩色TFT液晶显示器。具体细节可参考许多文献,例如,“EL,PDP,LCD display”,Toray Research Center,2001。
特别是对于TN或IPS模式液晶显示装置,将具有视角扩大效应的光学补偿片用作与本发明的抗反射薄膜相对的两片偏振层保护薄膜之一时,如JP-A-2001-100043中所述,通过仅仅一片偏振片的厚度,就可能获得同时具有抗反射作用和视角扩大作用的偏振片。
[实施例]
本发明将在下列实施例中进一步描述,但本发明范围的解释不应局限于此。
<抗反射薄膜的制备>
实施例1
[用于硬涂层的涂布液(HCL-1)的制备]
将下列组合物置于混合罐中,然后在其中对各组合物进行搅拌以便制备硬涂层涂布液。
向750.0质量份三丙烯酸三羟甲基丙烷酯“Biscoat #295”(由OSAKA ORGANIC CHEMICAL ORGANIC CHEMICAL INDUSTRYLTD.制造)中添加270.0质量份质量平均分子量为15,000的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯),730重量份甲基乙基酮,500.0重量份环己酮和50.0重量份光致聚合引发剂“Irgacure 184”(由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)。然后对混合物进行搅拌。然后通过孔径为0.4微米的聚丙烯过滤器对混合物进行过滤,从而制得用于硬涂层的涂布液(HCL-1)。
通过将甲基丙烯酸缩水甘油酯溶解于甲基乙基酮(MEK)中而获得聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯),在80℃使该溶液与向其中滴加的热聚合引发剂“V-65”(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)反应2小时,将得到的反应溶液滴至己烷中,然后在减压下对沉淀物进行干燥。
[用于中等折射层的涂布液(MLL-1)的制备]
{二氧化钛细分散体(TL-1)的制备}
作为颗粒二氧化钛,使用用氢氧化铝和氢氧化锆表面处理过的含钴颗粒二氧化钛″MPT-129C″{由ISHIHARA SANGYO KAISHA,LTD.生产;TiO2:Co3O4:Al2O3:ZrO2=90.5:3.0:4.0:0.5(质量)}。
然后向257.1重量份颗粒二氧化钛中添加41.1重量份的如下分散剂和701.8重量份环己酮。然后利用dinomill使混合物分散,从而制备质量平均粒径为70纳米的二氧化钛分散体(TL-1)。
分散剂
{用于中等折射层的涂布液(MLL-1)的制备}
向99.1重量份的上述二氧化钛分散体中添加68.0重量份五丙烯酸二季戊四醇和六丙烯酸二季戊四醇的混合物“DPHA”(由NIPPONKAYAKU CO.,LTD制造),3.6重量份光致聚合引发剂“Irgacure907”(由Ciba Specialty Chemicals CO.,LTD制造),1.2重量份光增感剂“Kayacure DETX”(由NIPPON KAYAKU CO.,LTD制造),279.6重量份甲基乙基酮和1049.0重量份环己酮。然后对混合物进行彻底搅拌。然后通过孔径为0.4微米的聚丙烯过滤器对混合物进行过滤,从而制得用于中等折射层的涂布液(MLL-1)。
[用于高折射层的涂布液的制备(HLL-1)]
向469.8重量份上述的二氧化钛分散体(TL-1)中添加40.0重量份五丙烯酸二季戊四醇和六丙烯酸二季戊四醇的混合物“DPHA”(由NIPPON KAYAKU CO.,LTD制造),8.3重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造),526.2重量份甲基乙基酮和459.6重量份环己酮。然后对混合物进行搅拌。然后通过孔径为0.4微米的聚丙烯过滤器对混合物进行过滤,从而制得用于高折射层的涂布液(HLL-1)。
[用于低折射层的涂布液的制备(LLL-1)]
将列于表1中的本发明的含氟聚合物P-3溶解于甲基异丁基酮中,以便使其达到7质量%的浓度。然后向该溶液中添加:甲基丙烯酸酯基封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd制造}和对紫外范围敏感的上述聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),以溶液的固体含量计它们的添加量分别为3质量%和5质量%,从而制得低折射层涂布液。
对比实施例1-1
[抗反射薄膜(101)的制备]
利用凹版辊涂布机将用于硬涂层的涂布液(HCL-1)涂布至厚度为80微米的三乙酰纤维素薄膜“FUJITAC”(由Fuji Photo film Co.,Ltd制造)上。在100℃对涂层进行干燥,然后,在用氮气清除体系中的空气以便使气氛的氧浓度达到1.0体积%或更低的同时,在400mW/cm2的照度和300mJ/cm2的剂量,利用160W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYE GRAPHICS CO.,LTD制造)用紫外线进行照射,从而形成厚度为8微米的硬涂层(HCL-1)。
然后利用具有三个涂布站的凹版涂布机,顺序地将用于中等折射层的涂布液(MLL-1)、用于高折射层的涂布液(HLL-1)和用于低折射层的涂布液(LLL-1)涂布至硬涂层(HL-1)上。
为了形成中等折射层,在90℃使用于如此涂布的中等折射层的涂布液干燥30秒钟,然后,在用氮气清除体系中的空气以便使气氛的氧浓度达到1.0体积%或更低的同时,在400mW/cm2的照度和400mJ/cm2的剂量,利用180W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS CO.,LTD制造)用紫外线进行照射而固化。
如此固化的中等折射层(ML-1),其折射率为1.630,而且厚度为67纳米。
为了形成高折射层,在90℃使用于如此涂布的高折射层的涂布液干燥30秒钟,然后,在用氮气清除体系中的空气以便使气氛的氧浓度达到1.0体积%或更低的同时,在600mW/cm2的照度和400mJ/cm2的剂量,利用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS CO.,LTD制造)用紫外线进行照射而固化。
如此固化的高折射层(HL-1),其折射率为1.905,而且厚度为107纳米。
为了形成低折射层,在90℃使用于如此涂布的低折射层的涂布液干燥30秒钟,然后,在用氮气清除体系中的空气以便使气氛的氧浓度达到0.1体积%或更低的同时,在600mW/cm2的照度和600mJ/cm2的剂量,利用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS CO.,LTD制造)用紫外线进行照射而固化。
如此固化的低折射层(LL-1),其折射率为1.440,而且厚度为85纳米。以此方式,制备抗反射薄膜101。
实施例1-1至1-6和2-1以及对比实施例1-2至1-8和2-1
以与对比实施例1-1的抗反射薄膜(101)相同的方式制备抗反射薄膜(102),所不同的是,通过向高折射层涂布液(HLL-1)中添加8.3重量份对近紫外范围灵敏的聚合引发剂“Irgacure 819”(由CibaSpecialty Chemicals Co.,Ltd制造)而制备高折射层涂布液(HLL-2),并通过用紫外线对高折射层(HL-2)进行照射而使高折射层(HL-2)进行固化,其中在光源前设置有相对于393纳米波长的紫外线透光度为50%(相对于波长380纳米或更小的紫外线为1%或更小)的短波长削减滤波器,结果是,光剂量为400mJ/cm2。
使用或不用短波长削减滤波器,在不同的固化波长,由包含不同聚合引发剂的高折射层涂布液(HLL-3)至(HLL-11)制备抗反射薄膜(103)至(114)以及(201)至(202)。
<抗反射薄膜的评估>
就如下性能对如此获得的薄膜进行评估。所获得的结果列于下表8中。
[镜面反射率]
利用装有适配器“ARV-474”的V-550型分光光度计(由JASCO制造),在380-780纳米的波长范围内,以5°的入射角和-5°的出射角,分别对各薄膜试样的镜面反射率进行测量。然后在450-650纳米的范围内对镜面反射率测量值取平均值,从而对抗反射性能进行评估。
[铅笔硬度]
根据JIS K5400,对各抗反射薄膜的铅笔硬度进行评估。具体地说,在25℃的温度和60%RH的湿度下对各抗反射薄膜进行湿度调节2小时,然后根据如下标准,利用根据JIS S6006指定的硬度从H至5H的测试铅笔,以500克的负载进行硬度评估。将抗反射薄膜可接受的最高硬度定为试样的硬度。
0至1个擦伤(n=5):可接受
3个或更多个擦伤(n=5):不可接受
[钢丝棉摩擦耐性]
以1.96N/cm2的负载,使#0000钢丝棉在抗反射薄膜试样上来回移动30次。然后观察抗反射薄膜试样表面的擦伤。然后根据如下5个标准对结果进行评估。
E(优秀):无擦伤
G(良好):几乎没有或没有可见擦伤
F(合格):明确的可见擦伤
P(差):明确可见的显著擦伤
VP(很差):薄膜片状剥落
由上表8可以看出,通过本发明的方法制得的抗反射薄膜显示出低的反射率和优异的耐擦伤性;所述方法包括:用仅仅“Irgacure 819”对其灵敏的近紫外线对包含“Irgacure 907”或“MP-三嗪”和“Irgacure819”或“MP-三嗪”的高折射层进行照射从而使其固化;将包含“Irgacure 907”或“MP-三嗪”的低折射层涂布液涂布至高折射层上;然后用包含于高折射层和低折射层中的“Irgacure 907”对其灵敏的紫外线对涂层进行照射。
实施例1-7至1-9和对比实施例1-9至1-11
除用紫外线对低折射层照射期间的薄膜温度以外,用与实施例1-1的抗反射薄膜(102)和对比实施例1-1的抗反射薄膜(101)相同的方式制备抗反射薄膜(115)至(120)。然后用与实施例1相同的方式对这些抗反射薄膜分别进行评估。所获得的结果列于下表9中。通过改变与薄膜背面接触的金属板的温度而对薄膜的表面温度进行调节。
通过另外地使紫外线照射期间的温度升高至60℃或更高的操作,进一步改善了耐擦伤性。
实施例1-10至1-12
除紫外线照射后的状况如表10中所述以外,用与实施例1-1的抗反射薄膜(102)相同的方式制备抗反射薄膜(121)至(123)。然后用与实施例1相同的方式分别对这些抗反射薄膜进行评估。所获得的结果列于下表10中。
由上表10可以看出,当使用紫外线照射过的抗反射薄膜随后通过氧浓度为3%或更低的低氧区时,在这里薄膜将被加热,抗反射薄膜的耐擦伤性将被进一步提高。
实施例2
用与实施例1-3相同的方式制备抗反射薄膜,所不同的是,用列于表1中的含氟聚合物P-1和P-2(等份量)替代包含在用于低折射层的涂布液(LLL-1)中的含氟聚合物P-3,以制备涂布液(LLL-2)和(LLL-3),然后将它们分别用来形成低折射层(LL-2)和(LL-3)。然后用与实施例1-3相同的方式分别对这些抗反射薄膜进行评估。结果获得了与在实施例1中发挥的相同的作用。
实施例3
[用于硬涂层的涂布液(HCL-2)的制备]
将如下所述的组合物装入混合罐中,并搅拌从而形成用于硬涂层的涂布液。
{用于硬涂层的涂布液(HCL-2)的配方}
紫外线-固化树脂 91质量份
″DPHA″(由NIPPON KAYAKU CO.,LTD制造)
光致聚合引发剂 5.0质量份
″Irgacure 819″(由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造)
硅烷偶联剂 10质量份
″KBM-5103″(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)
颗粒二氧化硅 8.9质量份
″KE-P150″(1.5微米)(由NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制造)
颗粒交联PMMA 3.4质量份
″MXS-300″(3微米)(由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.制造)
甲基乙基酮 29质量份
甲基异丁基酮 13质量份
<抗反射薄膜的制备>
对比实施例3-1
利用直径为50毫米的微凹辊(135线/英寸和60微米深度)和刮刀,将用于硬涂层的上述涂布液(HCL-2)涂布至作为透明基底的三乙酰纤维素薄膜(Fujitac TD80U,由Fuji Photo film Co.,Ltd.制造)上,三乙酰纤维素薄膜正在以10米/分的传送速度解卷。在60℃对涂膜层干燥150秒,并在空气已被氮气清除的气氛中,以400mW/cm2的照度和250mJ/cm2的剂量,由160W/cm输出额的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS CO.,LTD制造)用紫外线进行照射,以便使涂层固化,形成硬涂层(HC-2)。然后卷取薄膜。在固化之后,对凹辊的旋转速度进行调节,以便使硬涂层的厚度达到3.6微米。
利用直径为50毫米的微凹辊(200线/英寸和30微米深度)和刮刀,将用于低折射层的上述涂布液(LLL-1)涂布至具有提供在其上的硬涂层(HC-2)的透明基底上,该透明基底正在以10米/分的传送速度解卷。在90℃对涂膜干燥30秒钟。以600mW/cm2的照度和400mJ/cm2的剂量,由具有240W/cm输出额的气冷金属卤化物灯(由EYE GRAPHICSCO.,LTD.制造),用紫外线对薄膜进行照射,以形成低折射层,然后将其卷取。对上述凹辊的旋转速度进行调节,以便使如此固化的低折射层厚度达到100纳米。在用紫外线照射以后进行加热的情况下,使已用紫外线照射的薄膜与已通过热水或压缩蒸汽的旋转金属辊接触。以此方式,制得了抗反射薄膜(301)。
实施例3-1至3-7和对比实施例3-2至3-9
以与对比实施例3-1的抗反射薄膜(301)相同的方式制备抗反射薄膜(302),所不同的是,使用通过向硬涂层涂布液(HCL-2)中添加4.6质量份对近紫外范围灵敏的聚合引发剂“Irgacure 819”(由CibaSpecialty Chemicals Co.,Ltd制造)而制备的涂布液(HCL-3),通过用紫外线对硬涂层进行照射而使硬涂层固化,其中在光源前设置有相对于393纳米波长的紫外线透光度为50%(相对于波长380纳米或更小的紫外线为1%)的短波长削减滤波器,结果是,光剂量为400mJ/cm2。
使用或不用短波长削减滤波器,在不同的固化波长,由包含不同聚合引发剂的硬涂层涂布液(HCL-4)至(HCL-10)制备抗反射薄膜(303)至(314)。此外,利用或不用短波长削减滤波器,在不同的固化波长,由下述涂布液(HCL-11)制备抗反射薄膜(315)至(316)。
[硬涂层涂布液(HCL-11)的制备]
将下列组分置于混合罐中,然后在其中对各组分进行搅拌以便制备硬涂层涂布液。
{硬涂层涂布液(HCL-11)的配方}
紫外线-固化树脂 91质量份
″DPHA″(由NIPPON KAYAKU CO.,LTD.制造)
光致聚合引发剂
″Irgacure 819″(由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造) 5.0质量份
″MP-三嗪″(由Sanwa Chemical Co.,Ltd.制造) 5.0质量份
硅烷偶联剂 10质量份
“溶胶a-1”
颗粒二氧化硅 8.9质量份
″KE-P150″(1.5微米)(由NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制造)
颗粒交联PMMA 3.4质量份
″MXS-300″(3微米)(由Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.制造)
甲基乙基酮 29质量份
甲基异丁基酮 13质量份
(溶胶a-1的制备)
向装有温度计、氮进气管和滴液漏斗的1000ml反应器中装入187克(0.80摩尔)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷,27.2克(0.20摩尔)甲基三甲氧基硅烷,320克(10摩尔)甲醇和0.06克(0.001摩尔)KF。然后在搅拌下,于室温向该混合物中缓慢滴加15.1克(0.86摩尔)水。在滴加完之后,在室温对混合物搅拌3小时,然后在甲醇回流下加热2小时。之后,在减压下蒸馏掉低沸点成分。对残留物进行过滤以获得120克溶胶a-1。然后使如此获得的材料经受GPC。结果发现,溶胶a-1的质量平均分子量为1500。在低聚物组分或高分子量组分中分子量为1000-20000的组分的比例为30%。
溶胶a-1的1H-NMR结果表明:如此获得的材料具有如下通式表示的结构。
(比值80:20是摩尔比)
此外,由29Si-NMR测定的缩合度α为0.56。该分析结果表明:本发明的硅烷偶联剂溶胶主要由直链结构部分组成。
此外,气相色谱法的结果表明:作为原料的丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的残留百分量为5%或更少。
然后用与实施例1相同的方式评价这些抗反射薄膜。所获得的结果列于下表12中。由表12可以看出,本发明的固化方法使之可能在保持所希望的抗反射性能的同时获得优异的耐擦伤性。
实施例4
[用于低折射率层的涂布液的制备]
用与实施例1-3相同的方式制备抗反射薄膜,所不同的是,分别用以下低折射层(LLL-4)和(LLL-5)用的涂布液替代用于低折射层的涂布液。然后分别对这些抗反射薄膜进行评估。结果,证实了与实施例1-3中所发挥的相同的本发明的作用。
使用颗粒中空二氧化硅可能制备具有优异耐擦伤性和低反射率的抗反射薄膜。
(溶胶a的制备)
向装有搅拌器和回流冷凝器的反应容器中装入120质量份甲基乙基酮,100质量份丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷“KBM-5103”(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和3质量份二异丙氧基铝乙基乙酰乙酸盐(商品名:Kelope EP-12,由Hope Chemical Co.,Ltd.制造)。然后对该混合物进行搅拌。然后向该混合物中添加30质量份去离子水。使该反应混合物在60℃反应4小时,然后冷却至室温以获得溶胶a。如此获得的化合物的质量平均分子量为1600。在低聚物组分或高分子量组分中,分子量为1000-20000的组分的比例为100%。反应产物的气相色谱法表明:没有残留作为原料的丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
(中空二氧化硅精细分散体的制备)
向500质量份中空二氧化硅分散体a{粒径:约40-50纳米;壳厚度:6-8纳米;折射率:1.31;固体浓度:20%;主要溶剂:异丙醇;除粒径改变以外根据JP-A-2002-79616制备实施例4制备}添加30质量份丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷“KBM-5103”{由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造}和1.5质量份二异丙氧基铝乙基乙酰乙酸盐(商品名:Kelope EP-12,由Hope Chemical Co.,Ltd.制造)。然后对该混合物进行搅拌。然后向该混合物中添加9质量份去离子水。使该反应混合物在60℃反应8小时,然后冷却至室温。然后再向该混合物中添加1.8质量份乙酰基丙酮从而获得分散体。在干燥除去溶剂之后,所得中空二氧化硅分散体的固体浓度为18%质量,并且折射率为1.31。
{用于低折射率层(LLL-4)的涂布液的制备}
″DPHA″ 3.3质量份
中空二氧化硅的精细分散体 40.0质量份
″RMS-033″ 0.7质量份
″Irgacure 907″ 0.2质量份
溶胶a 6.2质量份
甲基乙基酮 290.6质量份
环己酮 9.0质量份
{用于低折射率层(LLL-5)的涂布液的制备}
″DPHA″ 1.4质量份
共聚物P-3 5.6质量份
中空二氧化硅的精细分散体 20.0质量份
″RMS-033″ 0.7质量份
″Irgacure 907″ 0.2质量份
溶胶a 6.2质量份
甲基乙基酮 306.9质量份
环己酮 9.0质量份
上面所使用的化合物将在下文进一步描述。
″KBM-5103″:硅烷偶联剂(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)
″DPHA″:五丙烯酸二季戊四醇和六丙烯酸二季戊四醇的混合物(由NIPPON KAYAKU CO.,LTD.制造)
″RMS-033″:活性硅酮(由Gelest Inc.制造)
″Irgacure 907″:光致聚合引发剂(由Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造)
实施例5
<用于偏振片的保护薄膜的制备>
使1.5摩尔/升的氢氧化钠水溶液保持在50℃从而制备皂化溶液。此外,制备0.005摩尔/升的硫酸稀水溶液。
在与本发明的抗反射薄膜相对的透明基底的表面上,分别使实施例1-4制备的抗反射薄膜经受用上述皂化溶液的皂化处理。然后,用水对透明基底的皂化过的表面进行彻底洗涤以除去氢氧化钠水溶液,用上述的硫酸稀水溶液进行洗涤,并用水进行彻底洗涤以除去硫酸稀水溶液,然后在100℃进行彻底干燥。
然后,就其与抗反射薄膜的抗反射层相对的一侧上相对于水的接触角对皂化了的透明基底进行评估。结果为40°或更小。以此方式,制得了用于带有抗反射层的偏振片的保护薄膜。
实施例15
<偏振片的制备>
[偏振层的制备]
将厚度为75微米的聚乙烯醇薄膜(由Kuraray Co.,Ltd.制造)浸入由1000质量份水、7质量份碘和105质量份碘化钾组成的水溶液中5分钟,以便使碘吸附至薄膜上。然后,在4wt%的硼酸水溶液中,以4.4的拉伸比对薄膜进行单轴纵向拉伸,然后在拉紧状态下进行干燥以制备偏振层。
(偏振片的制备)
利用作为粘合剂的聚乙烯醇基粘合剂,将本发明抗反射薄膜(用于偏振片的保护薄膜)的皂化了的三乙酰纤维素表面粘结至偏振层的一个面。此外,利用与上述相同的聚乙烯醇基粘合剂,将另一皂化了的三乙酰纤维素薄膜粘结至作为保护薄膜的偏振层的另一面上。
实施例25
[图像显示装置的制备和评估]
包含以如下排列方式安装的如此制备的偏振片的TN、STN、IPS、VA和OCB模式的透射型、反射型和半透射型液晶显示装置显示出优异的抗反射性能和极其优异的可视性,所述排列方式使抗反射薄膜作为显示器的最外表面设置。特别是在VA模式时,所述作用将是十分显著的。
实施例6
(偏振片的制备)
用与实施例5相同的方式,在其与光学补偿层相反的一侧上,使具有光学补偿层的光学补偿薄膜“宽视薄膜SA 12B”(由Fuji Photofilm Co.,Ltd.制造)}进行皂化。
利用作为粘合剂的聚乙烯醇基粘合剂,将实施例1-4制备的抗反射薄膜(用于偏振片的保护薄膜)的皂化了的三乙酰纤维素表面分别粘结至实施例15制备的偏振层的一个面上。此外,利用与上述相同的聚乙烯醇基粘合剂,将皂化了的光学补偿薄膜的三乙酰纤维素表面粘结至所述偏振层的另一面上。
实施例16
[图像显示装置的制备和评估]
包含以如下排列方式安装的如此制备的偏振片的TN、STN、IPS、VA和OCB模式的透射型、反射型和半透射型液晶显示这孩子,所述排列方式使抗反射薄膜作为显示器最外表面设置,与包含没有安装在其上的光学补偿薄膜的偏振片的液晶显示装置相比时,显示出优异的日光对比度、很宽的水平和垂直视角、优异的抗反射性能以及极其优异的可视性和显示质量。
特别是在VA模式中,所述作用是十分显著的。
实施例7-1至7-3和参考实施例7-1至7-2
[抗反射薄膜的制备]
除如下步骤以外,用与实施例1-1的抗反射薄膜(102)相同的方式制备抗反射薄膜(701)。具体地说,用如下低折射层涂布液(LLL-6)替代低折射层涂布液(LLL-1)。利用如下模涂机(缝模),以25米/秒的速率涂布低折射层涂布液(LLL-6)。然后,在90℃使涂层干燥30秒钟,接着,在体系中的空气用氮气进行清除以便使气氛的氧浓度达到0.1体积%或更低的同时,利用240W/cm的气冷金属卤化物灯(由EYEGRAPHICS CO.,LTD.制造),以600mW/cm2的照度和400mJ/cm2的剂量,用紫外线照射而进行固化;从而形成低折射层(折射率:1.45;层厚度:83纳米)。用与上述相同的方式制备抗反射薄膜(702)-(705),所不同的是,分别用下述低折射层涂布液(LLL-7)至(LLL-10)替代低折射层涂布液(LLL-1)。
(模涂机的构造)
作为模涂机,可以使用具有图2、3A、4和5中所示构形的那些涂布机。作为缝模13,使用上游口唇接触面长度IUP为0.5mm,下游口唇接触面长度ILO为50微米,在幅板运行方向缝16的开口长度为150微米,且缝16的长度为50mm的缝模。上游口唇接触面18a与幅板W之间的间隙预设成比下游口唇接触面18b与幅板W之间的间隙长50微米(下文称之为“50微米的覆咬合长度”),并且将下游口唇接触面18b与幅板W之间的间隙GL预设成50微米。减压室40的侧板40b与幅板W之间的距离GS以及后板40a与幅板W之间的距离GB分别预定为200微米。
{用于低折射层的涂布液(LLL-6)的制备}
将152.4重量份的溶液(以浓度达到23.7质量%为准,通过将下述氟-基共聚物FP-1溶解于甲基乙基酮中而获得),1.1重量份甲基丙烯酸酯基封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造},1.8重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),815.9重量份甲基乙基酮和28.8重量份环己酮搅拌混合。然后通过孔径为0.45微米的聚四氟乙烯(PTFE)过滤器对该混合物进行过滤,以制备用于低折射层的涂布液(LLL-6)。如此制得的涂布液,其粘度为0.61mPa·sec,并且表面张力为24mN/m。涂布液在透明基底上的涂布量为2.8ml/m2。
氟-基共聚物(FP-1)
Mw:5 x 104(摩尔组成比)
{用于低折射层的涂布液(LLL-7)的制备}
将426.6重量份的溶液(以浓度达到23.7质量%为准,通过将上述氟-基共聚物FP-1溶解于甲基乙基酮中而获得),3.0重量份甲基丙烯酸酯基封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造},5.1重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),538.6重量份甲基乙基酮和26.7重量份环己酮搅拌混合。然后通过孔径为0.45微米的PTFE过滤器对该混合物进行过滤,以制备用于低折射层的涂布液(LLL-7)。如此制得的涂布液,其粘度为1.0mPa·sec,并且表面张力为24mN/m。涂布液在透明基底上的涂布量为1.5ml/m2。
{用于低折射层的涂布液(LLL-8)的制备}
将213.3重量份的溶液(以浓度达到23.7质量%为准,通过将上述氟-基共聚物FP-1溶解于甲基乙基酮中而获得),1.5重量份甲基丙烯酸酯基-封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造},2.5重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),754.3重量份甲基乙基酮和28.4重量份环己酮搅拌混合。然后通过孔径为0.45微米的聚四氟乙烯(PTFE)过滤器对该混合物进行过滤,以制备用于低折射层的涂布液(LLL-8)。如此制得的涂布液,其粘度为0.76mPa·sec,并且表面张力为24mN/m。涂布液在透明基底上的涂布量为2.0ml/m2。
{用于低折射层的涂布液(LLL-9)的制备}
将85.3份的溶液(以浓度达到23.7质量%为准,通过将上述氟-基共聚物FP-1溶解于甲基乙基酮中而获得),0.6重量份甲基丙烯酸酯基-封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造},1.0重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),883.7重量份甲基乙基酮和29.3重量份环己酮搅拌混合。然后通过孔径为0.45微米的PTFE过滤器对该混合物进行过滤,以制备用于低折射层的涂布液(LLL-9)。如此制得的涂布液,其粘度为0.49mPa·sec,并且表面张力为24mN/m。涂布液在透明基底上的涂布量为5.0ml/m2。
{用于低折射层的涂布液(LLL-10)的制备}
将71.1重量份的溶液(以浓度达到23.7质量%为准,通过将上述氟-基共聚物FP-1溶解于甲基乙基酮中而获得),0.5重量份甲基丙烯酸酯基-封端的硅树脂“X-22-164C”{由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造},0.8重量份光致聚合引发剂“Irgacure 907”(商品名),898.1重量份甲基乙基酮和29.5重量份环己酮搅拌混合。然后通过孔径为0.45微米的PTFE过滤器对该混合物进行过滤,以制备用于低折射层的涂布液(LLL-10)。如此制得的涂布液,其粘度为0.46mPa·sec,并且表面张力为24mN/m。涂布液在透明基底上的涂布量为6.0ml/m2。
[抗反射薄膜(701)至(705)的评估]
然后,通过低折射层涂布液涂布期间模涂机的涂布状态以及表面状态,就薄膜涂布状态分别对如此获得的抗反射薄膜(701)至(705)进行评估。也用与实施例1相同的方式,就平均反射率对这些抗反射薄膜进行测量。所获得的结果列于下表13中。
(表面状态)
用标记黑油墨,在1平方米的区域内,将具有形成在其上的所有层的薄膜的背面涂黑。然后就密度均匀性对薄膜涂黑的表面进行肉眼评估。
G(良好):无明显的密度差
P(差):有明显的密度差
由表13可以看出,抗反射薄膜(701)-(705)在耐擦伤性方面均是优异的。通过在透明基底上涂布2ml/m2或更多涂布液而获得的抗反射薄膜(701),(703)和(704)显示出涂布液涂布良好的均匀性(表13中涂布状态和表面状态均评为G)。关于在通过透明基底上涂布1.5ml/m2涂布液而获得的抗反射薄膜(702),涂布液不能够均匀地涂布至透明基底的整个表面上。因此,不同的测量点之间存在着涂布的大的分散,使之不可能计算平均反射率(在表13中在涂布状态和表面状态方面评为P,且平均反射率为*)。关于在透明基底上涂布6ml/m2涂布液而获得的抗反射薄膜(705),涂布液能够均匀地涂布至透明基底的整个表面上。然而,由于涂布液量太多,涂层不能完全干燥,由于风将引起纵向条纹状不均匀性,因此,在不同测量点之间将存在涂布的大的分散,并使之不可能计算平均反射率(在表面13中,在涂布状态中评为G,在表面状态中评为P,并且平均反射率被评为*)。
实施例17-1至17-3
<用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜以及偏振片的制备、图像显示装置的制备和评估>
用与实施例5相同的方式,将如此获得的抗反射薄膜(701)、(703)和(704)分别用来制备用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜。然后,用与实施例15相同的方式,分别用这些保护薄膜来制备带抗反射层的偏振片。此外,用与实施例25相同的方式制备显示装置。结果,如此制得的显示装置几乎没有色彩不均匀性,因此与利用凹版涂布机制得的实施例25的显示装置相比,如与包含带抗反射层的偏振片的显示装置(具有抗反射薄膜(102))相比,具有更高的图像质量。
实施例7-4至7-6和参考实施例7-3至7-4
用与实施例7的抗反射薄膜(701)相同的方式制备抗反射薄膜(706)-(710),所不同的是,下游口唇接触面长度ILO分别为10微米、30微米、70微米、100微米和120微米。然后,用与抗反射薄膜(701)相同的方式,分别对如此获得的抗反射薄膜(706)-(710)进行评估。结果列于表14中。
由表14的数据可以看出,抗反射薄膜(706)-(710)在耐擦伤性方面均是优异的。当下游口唇搭接长度在30-100微米时,获得了没有表面状态缺陷的抗反射薄膜(707)-(709)。抗反射薄膜(706)在基本(base)纵向显示出一些条纹-状不均匀性,因此,在不同测量点之间存在涂布的大的分散,使之不可能计算平均反射率。关于抗反射薄膜(710),当以与抗反射薄膜(706)相同的速率进行涂布时,涂布液14不能够形成如图3A所示的珠14a,因此不能够进行涂布。当使涂布速度减半(至12.5米/分)时,涂布液能够涂布。然而,在基本纵向产生了一些条纹状不均匀性,因此,在不同测量点之间存在涂布的大的分散,使之不可能计算平均反射率。
实施例17-4至17-6
(用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜以及偏振片的制备、图像显示装置的制备和评估>
用与实施例5相同的方式,将如此获得的抗反射薄膜(707)、(708)和(709)分别用来制备用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜。然后,用与实施例15相同的方式,分别用这些保护薄膜来制备带抗反射层的偏振片。此外,用与实施例25相同的方式制备显示装置。结果获得了这样的显示装置,其具有很高的显示质量,背景反射极少,反射光色度显著减少,并且保证了表面状态的均匀性。
实施例7-7至7-9和参考例7-5至7-6
用与实施例7的抗反射薄膜(701)相同的方式制备抗反射薄膜(711)-(715),所不同的是,模涂机的覆咬合长度LO分别为0微米、30微米、70微米、120微米和150微米。然后,用与抗反射薄膜(701)相同的方式,分别对如此获得的抗反射薄膜(711)-(715)进行评估。结果列于表15中。
由表15的数据可以看出,抗反射薄膜(711)-(715)在耐擦伤性方面均是优异的。当覆咬合长度LO在30-120微米时,获得了没有表面状态缺陷的抗反射薄膜(712)-(714)。关于抗反射薄膜(711),涂布液能够进行涂布。然而,当对抗反射薄膜(711)的表面状态进行观察时,在基本纵向显示出一些阶梯式的不均匀性,因此,在不同测量点之间存在涂布的大的分散,使之不可能计算平均反射率。关于抗反射薄膜(715),当以与抗反射薄膜(701)相同的速率进行涂布时,涂布液14不能够形成如图3A所示的珠14a,因此不能够进行涂布。当使涂布速度减半(至12.5米/分)时,涂布液能够涂布。然而,在基本纵向产生了一些条纹状不均匀性,因此,在不同测量点之间存在涂布的大的分散,使之不可能计算平均反射率。
实施例17-7至17-9
<用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜以及偏振片的制备、图像显示装置的制备和评估>
用与实施例5相同的方式,将如此获得的抗反射薄膜(712),(713)和(714)分别用来制备用于带抗反射层的偏振片的保护薄膜。然后,用与实施例15相同的方式,分别用这些保护薄膜来制备带抗反射层的偏振片。进而,用与实施例25相同的方式制备显示装置。结果获得了这样的显示装置,其具有很高的显示质量,背景反射极少,反射光色度显著减少,并且保证了表面状态的均匀性。
工业实用性
包含根据本发明的抗反射薄膜的图像显示装置几乎没有外部光线或背景的反射,因此显示出极其高的可视性和耐擦伤性,其中所述图象显示装置是光学薄膜或包含用作其保护薄膜之一的抗反射薄膜的偏振片。
在此将在本发明中已要求外国优先权的每个外国专利申请所有公开的内容通过引用的方式并入本文,如同完全列出来一样。
Claims (10)
1.一种包含在透明基底上的至少两层电离辐射-固化层的光学薄膜的生产方法,该方法包括:
通过一定波长的电离辐射对层A进行照射的步骤1,所述层A包括在一定灵敏度的波长范围内的较长的波长侧具有不同吸收端的两种或更多种聚合引发剂,所述聚合引发剂对于所述波长范围是敏感的,对于步骤1中的电离辐射的波长,所述两种或更多种聚合引发剂中的至少一种聚合引发剂a基本上不敏感,至少一种聚合引发剂b是敏感的;和
在步骤1之后,将用于形成层B的涂布液涂布在所述层A上然后通过具有一定波长的电离辐射对用于形成层B的涂布液进行照射的步骤2,所述层B包含至少一种聚合引发剂c,对于步骤2中的电离辐射的波长,聚合引发剂a和c是敏感的;其中,
“基本上不敏感”是指:在步骤1中通过电离辐射的照射使双键减少的数量与在步骤1和2中通过电离辐射的照射使双键减少的数量的比率为30%或更低。
2.如权利要求1所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤1和2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下进行。
3.如权利要求1所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下,于60℃或更高的膜表面温度下进行。
4.如权利要求1所述的光学薄膜的生产方法,其中,在步骤2中采用电离辐射的照射在3体积%或更低的氧浓度下进行,并且同时或连续地在3体积%或更低的氧浓度下进行加热。
5.如权利要求1所述的光学薄膜的生产方法,所述光学薄膜是包含至少一层低折射层的抗反射薄膜,其中所述层B是所述至少一层低折射层之一。
6.一种通过权利要求1所述的方法获得的光学薄膜,所述光学薄膜包含在透明基底上的至少两层电离辐射-固化层:
层A,包括在一定灵敏度的波长范围内的较长的波长侧具有不同吸收端的两种或更多种聚合引发剂,所述聚合引发剂对于所述波长范围是敏感的,并且所述层A是如下获得的:通过一定波长的电离辐射对用于形成层A的涂布液进行照射步骤1,对于步骤1中的电离辐射的波长,上述两种或更多种聚合引发剂中的至少一种聚合引发剂a基本上不敏感,至少一种聚合引发剂b是敏感的;和
层B,所述层B位于层A上并且包含至少一种聚合引发剂c,并且所述层B是如下获得的:在步骤1之后,将用于形成层B的涂布液涂布在所述层A上然后通过具有一定波长的电离辐射对用于形成层B的涂布液进行照射步骤2,对于步骤2中的电离辐射的波长,聚合引发剂a和c是敏感的;其中,
“基本上不敏感”是指:在步骤1中通过电离辐射的照射使双键减少的数量与在步骤1和2中通过电离辐射的照射使双键减少的数量的比率为30%或更低。
7.一种抗反射薄膜,其为权利要求6中所述光学薄膜。
8.一种包含两层保护薄膜的偏振片,其中所述两层保护薄膜之一是权利要求7中所述的抗反射薄膜。
9.一种包含权利要求7中所述的抗反射薄膜作为显示器最外表面的图像显示装置。
10.一种包含权利要求8中所述的偏振片作为显示器最外表面的图像显示装置。
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