CN101512323A - 污染性评价方法、污染性评价装置、光学部件的制造方法、光学叠层体以及显示器产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可适用于各种部件、再现性高、可检测微妙的污迹差异的防污性定量的污染性评价方法、污染性评价装置、光学部件的制造方法、以及具有防指纹附着性、抗污染性、从污染的恢复度的光学叠层体、和具有该光学叠层体的显示器产品。本发明的染性评价方法对试验体照射光,检测在该试验体上反射或透射的散射光,评价上述试验体的表面的污染程度。
Description
技术领域
本发明涉及利用从试验体透射或反射的散射光的污染性评价方法、采用该方法的污染性评价装置、光学部件的制造方法、光学叠层体以及采用该光学叠层体的显示器产品。
背景技术
在以显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学膜为代表的光学部件中,其要求的性能之一是具有防污性。作为在防污性中主要关注的方面,具体来说可举出指纹附着性及指纹擦去性。即,在光学部件中,由于指纹附着而产生的污迹和指纹擦去后残留的污迹而导致本来应该发现的光学特性降低,因此需要如指纹附着性低、且即使附着也能够简单擦去这样的性能。
另外,根据要求光学部件的防污性提高的情况,该防污性自身评价的再现性也变得重要。例如,在专利文献1中记载了高再现性地定量评价光盘表面的防污性、指纹附着性或指纹去除性用的人工指纹液。
【专利文献1】日本专利第3745317号公报(段落0006,0057)
如上所述,当前的现状是虽然很重视防污性自身评价的再现性,但还没有提出高再现性地定量评价防污性的方法。例如,专利文献1的目的是通过开发人工指纹液来提高指纹附着阶段中的再现性。关于指纹附着性及指纹去除性的定量评价,在该文献中是通过测定记录于光盘内的信号的抖动来进行评价的。这是仅能在光盘上实现的评价方法,无法在用于其他用途的光学部件(例如,显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学薄膜)中广泛应用。
因此,关于指纹附着性及指纹去除性的防污性评价,在当前主要是进行基于目测的感官评价。但是,在目测观察中难以对污迹的微小差异进行检测或评价,更无法说再现性高了。
另外,作为需至少定量评价指纹附着性及指纹去除性的防污性的显示器用光学部件中的尝试,例如,采用评价光学部件的装置,利用雾度变化、水滴或其他溶剂的接触角、反射率变化来进行评价。但是,用于雾度或反射率测定的光是正反射光,该正反射光的光量强,所以感光度(作为分光器为S/N比)低,从而存在如下的问题,被指纹一次污染,即使将其擦去后也仍存在残留的指纹等微小异物,导致无法很好地进行检测。即,具有在采用正反射光的装置中无法使正确的指纹附着和除去后的差异定量化这样的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而开发的,其目的是提供可适用于各种部件、再现性高且能够检测出污迹的微妙差异的污染性评价方法、污染性评价装置、以及光学部件的制造方法。
在上述目的下,本发明人进行了防污性为何成为问题的根本性研究。结果发现,通常人类感到在例如显示器表面等上有异物大体上是观察异物对室内照明光的扩散光的颜色或亮度变化来对透射光(来自显示器中的透射光)、反射光(反射到显示器表面的外光)进行感知,由于存在异物,所以基本不能观察并感知到正反射光变化的情况。因附着在光学部件等试验体上的污迹(例如指纹)而发生乱反射的散射光被人眼观测为污迹。本发明人基于这点,通过检测上述散射光,来找到可再现性高地评价光学部件等试验体的污染程度的方法,完成本发明。
即,本发明的污染性评价方法的特征是,对试验体照射光,检测在该试验体上反射或透射的散射光,来评价上述试验体的表面的污染程度。
根据本发明,提供可适用于以各种光学部件为主的试验体的、再现性高、可检测微妙的污迹差异的防污性定量的污染性评价方法。
另外,在本发明的污染性评价方法中,上述试验体的表面可被人为地污染。根据本发明不仅能够评价试验体的污染程度还能够评价试验体的防污性能(抗污染性)。
另外,在本发明的污染性评价方法中优选上述人为的污染是通过指纹附着引起的污染。在指纹附着引起的污染中尤其可再现性高地评价试验体的污染程度及试验体的防污性能(抗污染性)。
另外,在本发明的污染性评价方法中,在评价了上述试验体的表面的污染程度后,清洗该试验体的表面,并再次评价该试验体的污染程度,由此来评价上述表面从污染的恢复程度。根据本发明,可评价试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)。
另外,在本发明的污染性评价方法中,优选利用由国际照明委员会(CIE)规定的L*a*b*色彩模型来评价上述试验体的表面的污染程度。根据本发明可取得定量性、客观性高的评价结果。
本发明的污染性评价装置的特征是具有:试验体的设置台;光源,其对设置在该设置台上的试验体照射光;积分球,其会聚在该试验体上反射或透射的散射光;以及散射光检测器,其检测会聚的散射光,评价上述试验体的表面的污染程度。
根据本发明,提供可适用于以各种光学部件为主的试验体的、再现性高、可检测微妙的污迹差异的防污性定量的污染性评价装置。
本发明的光学部件的制造方法的特征是具有以下工序:取得光学部件的工序;以及在人为地污染了上述光学部件表面后,对该光学部件照射光,检测在该光学部件上反射或透射的散射光,评价上述光学部件的污染程度的检查工序。
根据本发明,提供可适用于以各种光学部件为主的试验体的、再现性高、可检测微妙的污迹差异的防污性定量的检查工序。
另外,在本发明的光学部件的制造方法中优选上述人为的污染是由于指纹附着引起的污染。在指纹附着引起的污染中,尤其可再现性高地进行试验体的污染程度及试验体的防污性能(抗污染性)的评价。
另外,在本发明的光学部件的制造方法中,在上述检查工序中优选在评价了上述光学部件的表面的污染程度后,清洗该光学部件的表面,并再次评价该光学部件的污染程度,由此来评价上述表面从污染的恢复程度。根据本发明提供可评价试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)的检查工序。
另外,在本发明的光学部件的制造方法中优选利用由国际照明委员会(CIE)规定的L*a*b*色彩模型来评价上述光学部件的表面的污染程度。根据本发明可取得定量性、客观性高的评价结果。
另外,在本发明的光学部件的制造方法中优选上述光学部件是光学膜。根据本发明提供作为光学部件优选的例子的光学膜的有效制造方法。作为光学膜除了例如液晶显示器用的光学膜之外,还能够举出可适用于PDP、CRT、ELD等所谓显示器的光学膜。
根据本发明可提供能够适用于以各种光学部件为主的试验体的、再现性高且能够检测出微妙的污迹差异的防污性定量的污染性评价方法、用于实施该评价方法的污染性评价装置以及利用了该评价方法的光学部件的制造方法。
附图说明
图1表示反射型的污染性评价装置的示意性截面图。
图2表示透射型的污染性评价装置的示意性截面图。
图3是表示基于ΔE*ab的污染程度的定量评价关系的曲线图。
符号说明:
1a,1b 光源
2a,2b 设置台
3a,3b 积分球
4 散射光检测器
5,5a、5b 试验体
6 丙烯酸板
10,11 污染性评价装置
具体实施方式
接着,对本发明的实施方式进行详细说明,不过本发明不限于以下实施方式,在其主旨范围内可进行各种变形并实施。
在本发明中,对试验体照射光,检测在该试验体上反射或透射的散射光,以评价试验体表面的污染程度。
本发明在采用了利用散射光的评价方法方面具有特征。由于在以显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学膜为代表的光学部件表面上附着的污迹,而使来自该表面的反射光进行乱反射,由该乱反射引起的散射光被人眼看到而被识别为“污迹(紊乱)”。例如,人们很在意人眼能够看到的附着在移动电话的显示器上的指纹是因为由于附着的指纹而使来自移动电话显示器的反射光乱反射,从而导致人眼看不清该显示器的显示。因此,利用被人眼识别为污迹的散射光来作为光学部件表面污染程度的评价指标,由此能够使污染程度定量化。
以下,参照附图对本发明的污染性评价方法以及污染性评价装置的具体例子进行说明。首先从污染性评价装置开始说明。
[污染性评价装置]
污染性评价装置具有:试验体的设置台;对在设置台上设置的试验体照射光的光源;会聚在试验体上反射或透射的散射光的积分球;以及检测会聚的散射光而对试验体表面的污染程度进行评价的散射光检测器。
图1表示反射型的污染性评价装置的示意性截面图。图1的污染性评价装置10具有:试验体5的设置台2a;对在设置台2a上设置的试验体5照射光的光源1a;会聚在试验体5上反射或透射的散射光的积分球3a;以及检测会聚的散射光而对试验体5表面的污染程度进行评价的散射光检测器4。
为了设置试验体5而采用设置台2a。对试验体5没有特别限制,只要是需要评价表面污染程度的物体即可。作为这样的试验体5例如可举出以显示器用防反射膜、触摸面板用防反射膜等光学膜为代表的光学部件以及CD、DVD、蓝色激光对应盘等光盘。试验体5需要如能够设置在设置台2a上的大小,所以根据需要,分别将上述光学膜或光盘切成规定的大小。另外,对试验体5准备了已受到污染或有可能受到污染的试验体5a和没有受到污染的试验体5b这两个。
分别向设置台2a设置试验体5a、5b并进行测定,由此可将没有受到污染的试验体5b作为参照(基准),进行已受到污染或有可能受到污染的试验体5a的污染程度的确认。这里,当各个试验体5a、5b为膜状的样本的情况下,在设置时,要使薄膜上没有产生折皱或松弛。此时,如果在设置台2a上贴附有粘接片,则易于固定试验体5a、5b,因此是优选方法。另外,在污染性评价装置10中,设置台2a可仅由黑色的丙烯酸板6构成。
在向设置台2a进行试验体5a的设置、固定过程中,为了使从光源1a照射的光能够可靠地照射到试验体5a的受到污染的部位或有可能受到污染的部位上,而利用夹具进行定位。
为了对在设置台2a上设置的试验体5照射光而采用光源1a。具体地说,在设置台2a上固定了试验体5a、5b后,从作为标准光的D65光源或C光源即光源1a向试验体5a、5b照射光。这些标准光用于印刷物的颜色校正及色比较,从而在确保评价精度方面是优选的。
为了会聚在试验体5上反射或透射的散射光,而采用积分球3a。如图1所示,在积分球3a上设置有从光源1a向试验体5a、5b照射的光入射用的狭缝、以及从试验体5a、5b正反射的光射出用的狭缝。在照射的光中的正反射光如图1所示从狭缝向积分球3a外射出,另一方面反射的散射光一边在积分球3a的内壁上反复反射,一边会聚到散射光检测器4中(参照用图1中的虚线表示的箭头)。
为了检测上述会聚的散射光来评价试验体5表面的污染程度而采用散射光检测器4。作为散射光检测器4通常采用分光器。由此能够测定试验体5a、5b的分光扩散反射率。其结果是,针对试验体5a、5b取得扩散反射光的色度x、y以及亮度Y值。并且,采用在图1中未图示的软件等将上述数据进一步转换为a*b*L*值,并求出试验体5a和试验体5b的色差(ΔE*ab),因此可以定量地评价已受到污染或有可能受到污染的试验体5a的污染程度。这样,在本发明中,优选通过国际照明委员会(CIE)所规定的L*a*b*色彩模型(color model)(L*a*b*表色系统)来进行试验体5a表面的污染程度的评价。通过采用国际照明委员会(CIE)所规定的L*a*b*色彩模型,具有可取得定量性、客观性高的评价结果这样的优点。x、y、Y以及L*a*b*以及ΔE*ab是全部以CIE规定为基准的值。
另外,图3是表示基于ΔE*ab的污染程度定量评价的关系的曲线图。在图3中,X1→X2表示产生指纹附着等污染的情况,X2→X3表示清洗(擦去)了指纹等污染的情况。此时,当X1→X2间距离小时,表示污染防止性(防指纹附着性)高,当X1→X3间距离小时,表示从污染中的恢复度(指纹擦去性)高。
作为污染性评价装置10例如可采用安装有积分球单元的市场出售的分光光度计。因此基本上,光源1a、设置台2a、积分球3a、散射光检测器4可照原样利用在分光光度计中一直采用的这些部件。但是,在一般的分光光度计或雾度计中积分球是小型的、且检测部的狭缝立体角较大,所以存在如下的情况,即难以检测由于附着指纹等而在来自试验体表面污迹的反射光或透射光中产生的微弱的散射光。
因为在污染性评价装置10中散射光是微弱的,所以当需要以更高感光度进行检测时,优选例如采用如下的装置结构,即,如果设置试验体5的积分球的窗的大小一定,则增大积分球3a,增大S/N比,减小立体角,如果积分球3a的大小一定,则减小设置试验体5的积分球的窗,将散射光量取大。更具体地说,优选将积分球3a的大小设定成150mmΦ以上。另外,优选将设置试验体的积分球的窗的大小设定成1cm×1cm以下。
图2表示透射型的污染性评价装置的示意性截面图。图2的污染性评价装置11具有光源1b、用于设置试验体5的设置台2b、积分球3b以及散射光检测器4。在图2中对与图1相同的要素标注同一符号。
污染性评价装置11的基本装置结构、测定时的操作、测定原理等与污染性评价装置10同样即可。污染性评价装置11仅仅以下方面与污染性评价装置10不同。首先,在污染性评价装置10中,为了确保来自光源1a的反射光强度,而在设置台2a背面设置有黑色的丙烯酸板6,不过在利用从试验体5透射的散射光的污染性评价装置11中,不需要如上所述的黑色丙烯酸板。另外,由于装置结构不同,所以在积分球3a、3b中具有一些形状上的不同。而且,在污染性评价装置10中,不论试验体5是否具有透光性都能够进行污染程度的评价,另一方面在污染性评价装置11中,试验体5需要具有某种程度的透光性。但是,作为试验体代表性例子的光学部件普遍具有透光性,所以无论是反射型的污染性评价装置10还是透射型的污染性评价装置11都能够进行评价。
以下,采用图2对透射型的污染性评价装置11中的试验体表面的评价方法进行说明。
为了设置试验体5而采用设置台2b。试验体5向设置台2b的固定可与反射型的污染性评价装置10同样地来进行。具体地说,可与反射型的污染性评价装置10同样,能够通过分别向设置台2a设置试验体5a、5b并进行测定,以没有受到污染的试验体5b作为参照(基准),来进行已受到污染或有可能受到污染的试验体5a的污染程度的确认,或者可根据需要在设置台2b上采用粘接片等。
为了对在设置台2b上设置的试验体5照射光而采用光源1b。具体地说,在设置台2b上固定了试验体5a、5b后,从作为标准光的D65光源或C光源即光源1a向试验体5a、5b照射光。照射的光与污染性评价装置10同样,优选为可视光。但是,与反射型的污染性评价装置10不同,来自污染性评价装置11中的光源1b的光从试验体5a、5b的背面照射,并透射过试验体5a、5b。
为了会聚在试验体5上反射或透射的散射光而采用积分球3b。积分球3b可以采用与在污染性评价装置10中使用的积分球3a同样的积分球,不过不需要入射光用的狭缝,另一方面,射出光用的狭缝被设置在入射到试验体5的光的延长线上。因此,在透射过试验体5a、5b后直进的光从狭缝向积分球3b外射出,另一方面,透射的散射光一边在积分球3b的内壁反复反射,一边会聚到散射光检测器4(参照用图2中的虚线表示的箭头)。
为了检测上述会聚的散射光来评价试验体5表面的污染程度而采用散射光检测器4。作为散射光检测器4,与污染性防止装置10的情况相同,通常采用分光器。散射光的测定方法也可与反射型的污染性评价装置10相同。例如,试验体5a、5b的色差也可以利用国际照明委员会(CIE)所规定的L*a*b*色彩模型。
[污染性评价方法]
在本发明的污染性评价方法中,检测在试验体上反射或透射的散射光,评价试验体表面的污染程度。关于污染性评价方法,还有在说明上述污染性评价装置时已经言及的部分,所以为了避免重复说明,以下,对本发明的污染性评价方法的应用上的评价进行说明。
作为应用上的评价方法优选采用人为地污染试验体的表面、并评价该表面的污染程度的方法。通过这样的应用上的评价,不仅能够评价试验体的污染程度,还能够评价试验体的防污性能(抗污染性)。
在对各个种类的试验体分别实施了人为的污染后,测定已被污染的试验体和参照体(没有被污染的试验体)的色差,并比较在各个试验体上取得的色差的大小,由此能够进行容易污染、难以污染(防污性能)的精密的相对评价。其结果是,能够取得例如在难以污染的试验体(例如光学部件)的开发中的有效评价方法。
在进行防污性能的评价时重要的是再现性高地进行人为的污染。这是因为在多个试验体间比较防污性能的情况下,当客观上的污染程度按照每一试验体而不同时,难以进行正确的评价。具体地说,优选将上述人为污染作为因指纹附着引起的污染。而且,为了抑制评价间的差异变化,与采用人的手指对试验体附着指纹的方法相比,优选采用利用一定的加重对试验体按压人工指纹液、以使该人工指纹液附着在试验体上这样的方法。这是因为当采用人的手指时,根据身体状况不同所分泌的皮脂有可能不固定。
作为人工指纹液例如可采用在专利第3745317号说明书中所介绍的人工指纹液。具体地说,可举出含有三油酸甘油酯以及微粒的模拟指纹液。然后,采用具有规定重量的转印部件(例如圆筒形的压头),将上述人工指纹液按压附着在试验体表面。
作为本发明的进一步应用的评价优选在评价了试验体表面的污染程度后,清洗该试验体的表面,并再次评价试验体的污染程度。由此,可评价从上述表面污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)。
在清洗后上述色差值变小,越是与参照体接近的试验体可称为清洁度的恢复程度越高,所以通过该应用上的评价,还能够评价试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)。如果仅评价试验体表面的污染程度,则虽然精度低,但即便用人眼的目测评价也能够取得某种程度的评价。但是,清洗过的试验体通常无法与没有污染过的试验体区分开,所以难以利用目测来评价试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)。与此相对,本发明的评价方法能够高精度地检测微弱的散射光,因此存在如下这样的优点,即能够高精度且高再现性地、容易地进行试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)这样的微妙评价。
本发明还具有可分开进行污染性的试验和清洁度的恢复程度的试验的优点。在作为试验体一例的光学部件中优选需要难以污染、且可干净地擦去污迹(清洁度的恢复程度高)的部件,不过在实际使用中有时根据实际用途还使用例如虽然容易弄脏但能够干净地擦去污迹(清洁度的恢复程度高)的部件。在进行这样的[即使容易弄脏也能够干净地擦去污迹(清洁度的恢复程度高)」的光学部件的开发时,优选采用本发明的污染性评价方法。
在评价试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)时进行的清洗的具体方法没有特别的限制。但重要的是再现性高地进行试验体表面的清洗。这是因为在多个试验体间比较清洁度的恢复程度的情况下,当客观的清洗程度按照每个试验体而不同时,难以进行正确的评价。
在试验体为以显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学膜为代表的光学部件的情况下,一般来说,清洗采用如下方法:利用kimwipe(无尘擦拭纸)(注册商标)等擦去产品(item)以固定的力、加减角度来擦去试验体表面的污迹(污染部位)。如果每次清洗都能使力、角度加减恒定,则可由人力来进行,不过作为进行机械清洗的方法的一例可举出利用抗摩耗试验机的方法。另外,所谓本发明的防反射膜表示基于光学干涉的防反射膜和基于凹凸形状的附带防眩性的防反射膜这两种薄膜。
当利用抗磨耗试验机进行机械清洗时,将缠绕在抗磨耗试验机(例如Haydon公司制造的抗磨耗试验机TYPE F)的压头部位上的kimwipe(注册商标)等擦去产品以一定的加重按压在试验体的被污染的表面上后,可使上述压头部位往复运动来擦去试验体的污迹。通过控制擦去产品或擦去时的加重,可容易地进行再现性高的清洗。
以上,如果利用上述的反射型或透射型的污染性评价装置来再次评价的清洗过的试验体的污染性,则能够定量且再现性高地进行试验体从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)的评价。
[光学部件的制造方法]
本发明的光学部件的制造方法具有:取得光学部件的工序;以及在人为地污染了光学部件表面后,对光学部件照射光,检测在光学部件上反射或透射的散射光,评价光学部件的污染程度的检查工序。本发明的光学部件的制造方法在制造工序中包含了上述的污染性评价方法。其结果是,能够在光学部件的制造工序中评价试验体表面的污染程度、抗污染性、从污染的恢复程度(清洁度的恢复程度)。因此,例如当在光学部件的制造工序的最后阶段利用污染性评价方法来进行检查工序时,可进行光学部件的品质管理或性能确认。
作为光学部件可举出以显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学膜为代表的光学部件。另外,即使是光学部件以外的部件,例如在上述试验体的例子中所述,只要是需要评价表面污染程度的部件就能够适用上述制造方法。
作为光学部件的代表例,如上所述具有显示器用防反射膜或触摸面板用防反射膜等光学膜。光学膜也具有各种形态。作为代表性的例子例如举出在透光性基体材料上至少层叠有硬涂层的构造的光学叠层体。另外,例如可举出具有透光性基体材料/硬涂层(可兼作高折射率层)/高折射率层(或中折射率层)/低折射率层、透光性基体材料/硬涂层(可兼作高折射率层)/低折射率层等层结构的防反射性能优良的防反射叠层体(AntiReflection产品);以及在最表面具有凹凸形状的、具有透光性基体材料/防眩层(具有硬涂层功能)的层结构的防眩性光学叠层体(Anti Glare产品)等。另外,上述防眩层可以是单层也可以是多层。另外,在上述防眩层上也可以叠层低折射率层。此外,在上述防反射叠层体、防眩性光学叠层体的各层上或层之间还可以具有抗静电性等各种功能性质。
(取得光学部件的工序)
作为取得光学部件的工序,以下举用于取得上述光学叠层体的工序为例进行说明。
取得上述光学叠层体的工序通常具有在透光性基体材料上涂敷硬涂层形成用组合物的工序。
作为上述透光性基体材料优选具备平滑性、耐热性且机械强度良好的材料。
作为形成上述透光性基体材料的材料,例如可以举出聚酯系(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等)、纤维素系(三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等)、丙烯酸系(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚碳酸酯等热塑性树脂。此外还可以举出具有脂环结构的无定型烯烃聚合物(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)膜。这个是使用了降冰片烯系聚合物、单环的环状烯烃系聚合物、环状共轭二烯系聚合物、乙烯基脂环式烃类聚合物树脂等的基体材料。例如,可以举出日本Zeon株式会社制造的ZEONEX及ZEONOR(降冰片烯系树脂)、SUMITOMO BAKELITE株式会社制造的SUMILIT FS-1700(SUMILIT是注册商标)、JSR株式会社制造的ARTON(改性降冰片烯系树脂)、三井化学株式会社制造的APEL(环状烯烃共聚物、APEL注册商标)、Ticona公司制造的Topas(环状烯烃共聚物,Topas是注册商标)、日立化成株式会社制造的OPTOREZ OZ-1000系列(脂环式丙烯酸树脂)等。
另外、作为三乙酰纤维素的代替基体材料还优选旭化成化学株式会社制造的FV系列(低双折射率、低光弹性率膜)。
作为上述透光性基体材料的厚度通常是20μm以上300μm以下,不过根据情况,也可以是300μm以上5000μm以下。
作为上述硬涂层形成用组合物优选含有固化型树脂。作为上述固化型树脂例如可举出下述三种物质,分别是利用紫外线或电子线进行固化的树脂即电离放射线固化型树脂;电离放射线固化型树脂和溶剂干燥型树脂(如仅仅使在涂敷时为了调整固体量而添加的溶剂干燥而形成覆膜这样的树脂)的混合物;以及热固化型树脂,优选的可举出电离放射线固化型树脂。另外,根据本发明优选的方式可采用至少包含电离放射线固化型树脂或热固化型树脂的树脂。另外,在本说明书中,「树脂」是还包含单体、低聚物等的树脂成分的概念。
作为上述电离放射线固化型树脂例如可举出具有丙烯酸系列的官能团的化合物等具有一个或两个以上不饱和键的化合物。
作为具有上述一个不饱和键的化合物、例如可以举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲基已基酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
另外,作为具有上述两个以上不饱和键的化合物、例如可以举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能化合物和(甲基)丙烯酸酯等反应生成物(例如多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯)等。此外在本说明书中,[(甲基)丙烯酸酯」表示甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。
除了上述化合物之外,具有不饱和双键的较低分子量的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂、聚丁二烯树脂、多硫醇-多烯树脂等也可以作为上述电离放射线固化型树脂进行使用。
在将上述电离放射线固化型树脂使用为紫外线固化型树脂的情况下,优选采用光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的具体例可以举出苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰苯甲酸酯(Michler′s benzoyl benzoate)、α-阿米罗基酯(α-amyloxim ester)、噻吨酮类、苯丙酮类、苄基类、二苯乙醇酮类、酰基膦氧化物类。另外,优选混合光敏剂进行使用,作为该具体例可以举出正丁胺、三乙胺、聚-正丁基膦等。
作为上述光聚合引发剂,在具有自由基聚合性不饱和基的树脂系的情况下,优选单独或混合使用苯乙酮类(例如,作为商品名Irgacure 184(汽巴精化株式会社制造,Irgacure是注册商标)出售的1-羟基-环己基-苯基-酮)、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯丙酮类、苄基类、酰基膦氧化物类、二苯乙醇酮、二苯乙醇酮甲醚等。另外,在具有阳离子聚合性官能团的树脂系的情况下,作为光聚合引发剂优选将芳香族重氮盐、芳香族锍盐、芳香族碘鎓盐、茂金属化合物、二苯乙醇酮磺酸酯等单独或作为混合物使用。上述光聚合引发剂的添加量优选相对于电离放射线固化型组合物100质量份为0.1~10质量份。
作为与上述电离放射线固化型树脂混合使用的溶剂干燥型树脂主要可以举出热塑性树脂。
作为上述热塑性树脂使用一般例示的树脂。通过上述溶剂干燥型树脂的添加可有效地防止涂敷面的涂膜缺陷。作为优选的热塑性树脂的具体例,例如可以举出苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、乙烯基醚系树脂、含卤素树脂、脂环式烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、纤维素衍生物、硅酮系树脂以及橡胶或弹性体等。
作为上述热塑性树脂通常为非结晶性、且优选使用在有机溶剂(特别是可溶解两个以上聚合物或固化性化合物的共用溶剂)中可溶的树脂。尤其优选成形性或制膜性、透明性及耐气候性高的树脂,例如苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、脂环式烯烃系树脂、聚酯系树脂、纤维素衍生物(纤维素酯类等)等。
根据本发明的优选方式,在透光性基体的材料是三乙酰纤维素[TAC」等的纤维素系树脂的情况下,作为热塑性树脂的优选具体例可以举出纤维素系树脂,例如硝基纤维素、乙酰纤维素、乙酸-丙酸纤维素、乙基羟乙基纤维素等。通过采用纤维素系树脂,可以提高透光性基体材料和硬涂层的密合性以及透明性。
可作为具有上述固化反应性的树脂使用的热固化性树脂,例如可以举出酚树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、蜜胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-脲共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。在使用上述热固化性树脂的情况下,还可根据需要,一并使用交联剂、聚合引发剂等固化剂、聚合促进剂、溶剂、粘度调整剂等。
上述硬涂层形成用组合物可含有凹凸形成性微粒。在此情况下,形成的硬涂层可以作成具有凹凸形状、具有防眩性的防眩层。
作为上述凹凸形成性微粒,可适当选择种类、尺寸、形状不同的某种微粒进行使用。一般来说,可使用粒径为1μm以上20μm以下的聚苯乙烯珠、三聚氰胺珠、丙烯酸(聚甲基丙烯酸甲酯等)珠、丙烯酸-苯乙烯珠、苯胍胺-甲醛珠、聚碳酸酯珠、聚乙烯珠等塑料珠、和二氧化硅珠。珠还可同时使用多种,例如,可一并使用粒径为1~20μm(优选为1~10μm)的丙烯酸珠等塑料珠和平均粒径为1~3μm的无定形二氧化硅珠。
上述硬涂层形成用组合物可通过将上述固化型树脂或凹凸形成性微粒与适当的溶剂例如异丙醇、甲醇、乙醇等醇类;甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、环己酮等的酮类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类;卤代烃;甲苯、二甲苯等芳香族烃;或这些的混合物混合来取得。
另外,上述硬涂层形成用组合物还可含有氟类或硅酮系等的流平剂。添加有上述流平剂的上述硬涂层用组合物可使涂敷适应性提高、且可对形成的硬涂层赋予耐擦伤性这样的效果。
作为将上述硬涂层形成用组合物涂敷在透光性基体材料上的方法可以举出辊涂法、绕线棒涂法、凹板印刷法、模涂法等涂敷方法。
在涂敷上述硬涂层形成用组合物后,根据需要进行干燥和紫外线固化。
作为上述紫外线源的具体例可举出超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳弧灯、黑光荧光灯、金属卤化物灯的光源。
作为上述紫外线的波长可使用190~380nm的波长区域。
作为上述电子线源的具体例可举出考克罗夫特-瓦尔顿(Cockcroft-Walton)型、Van de Graaff(バンデグラフト)型、共振变压器型、绝缘芯变压器型、或直线型、Dynamitron(高频高压加速器)型、高频型等的各种电子线加速器。
通过使上述固化型树脂固化,可在上述透光性基体材料上叠层硬涂层,另外,在含有上述凹凸形成性微粒的情况下,将固化型树脂中的凹凸形成性微粒固定,在硬涂层的最表面形成希望的凹凸形状(即,在透光性基体材料上形成防眩层)。
在上述光学叠层体的形成工序中,当上述硬涂层是表面具有凹凸形状的防眩层时,可具有如下的工序:在该防眩层上利用含有树脂粘合剂的表面调整层形成用组合物来形成表面调整层的工序。
所谓上述表面调整层是用于将具有该凹凸的防眩层的凹凸形状调整为更优的形状的层。尤其在防眩层中,存在黑色的灰度不良(因为光在凹凸面上散射,所以黑色可能看起来类似灰色)这样的课题,不过可通过形成表面调整层,来良好地改善该课题。这里,黑色的灰度提高,将黑色看成鲜艳的黑色这样的物性称为亮黑感。
上表面调整层形成用组合物含有树脂粘结剂。作为上述树脂粘结剂没有特别限定,不过优选具有透明性的物质,例如可举出利用上述紫外线或电子射线来固化的树脂即电离放射线固化型树脂。
另外,上述表面调整层形成用组合物优选含有上述的溶剂或流平剂。
为了提高亮黑感,如上所述上述表面调整层是有效的。另一方面,通过表面调整层,使亮黑感提高,不过还有防眩性恶化的情况。由此,以不失亮黑感且提高防眩性为目的,可含有流动性调整剂。作为流动性调整剂一般采用有机微粒或无机微粒。作为流动性调制剂优选采用硅溶胶、ATO、氧化锆超微粒、超微粒氧化氧化锑等,特别优选硅溶胶。其优选的尺寸为1~70nm左右。另外,在本发明中所谓“硅溶胶”表示将胶体状态的硅粒子分散到水或有机溶剂中的胶体溶液。上述硅溶胶的粒子径(直径)优选为例如1~70nm的超微粒。另外,本说明书中的硅溶胶的粒子径是基于BET法求出的平均粒子径(通过BET法来测定表面积,并将粒子作为真球进行换算,求出平均粒子径)。
另外,表面调整层除了如上所述的功能之外,还可以具有提供附带抗静电性、折射率调整、高硬度化、防污染性等的功能。在此情况下,上述表面调整层可根据需要,由包含其他添加剂(例如防污剂)的表面调整层形成用组合物来形成。尤其在含有防污剂的情况下,因为从制作的光学叠层体表面污染的恢复度良好,且使防指纹附着性等抗污染性良好,所以优选。
对上述表面调整层的形成方法没有特别限定,不过例如可通过将与上述有机微粒或无机微粒、树脂粘合剂(包含单体、低聚物等树脂成分)、溶剂以及任意成分混合后取得的表面调整层形成用组合物涂敷在防眩层上而形成。
上述表面调整层形成用组合物可利用卷线杆涂法、辊涂法、凹板印刷法、模涂法等公知的涂敷方法来进行涂敷。在涂敷表面调整层形成用组合物后根据需要进行干燥和固化。
另外,作为上述表面调整层的形成方法可举出与上述硬涂层同样的方法。
另外,上述防眩层可以是单层也可以是多层,不过其凹凸形状优选当将光学叠层体的最表面层的凹凸的平均间隔设为Sm,将凹凸部的平均倾斜角设为θa,将凹凸的十点平均粗度设为Rz时(Sm,θa,Rz的定义以JISB06011994为基准),Sm是40μm以上600μm以下,θa是0.3度以上5.0度以下,Rz是0.3μm以上4.0μm以下。
在上述光学叠层体的形成工序中,也可以具有在上述硬涂层上形成低折射率层的工序。
上述低折射率层是在来自外部的光(例如荧光灯、自然光等)在光学叠层体表面反射时发挥降低其反射率这样的作用的层。这些低折射率层的折射率优选在1.45以下、特别是1.42以下,最理想的是在1.35以下。
另外,低折射率层的干燥厚度没有限定,不过通常可在30nm~1μm左右的范围内进行适当设定。
作为上述低折射率层优选利用(1)含有二氧化硅或氟化镁的树脂、(2)作为低折射率树脂的氟类树脂、(3)含有二氧化硅或氟化镁的氟类树脂、(4)二氧化硅或氟化镁的薄膜等中的任一种来构成。关于上述氟类树脂以外的树脂可使用与构成上述硬涂层形成用组合物的树脂相同的树脂。
作为上述氟类树脂可采用至少在分子中含有氟原子的聚合性化合物或其聚合体。作为上述聚合性化合物没有特别限定,例如优选具有电离放射线固化性基、热固化性极性基等固化反应性基的化合物。另外,还可以是同时具有这些反应性基的化合物。相对于该聚合性化合物,所谓上述聚合体是完全不具有如上所述的反应性基等的物质。
在上述低折射率层的形成中,例如可采用包含原料成分的组合物(折射率层用组合物)来形成。更具体地说,将原料成分(树脂等)、以及根据需要使添加剂(例如,后述的「具有空隙的微粒」、聚合引发剂、抗静电剂、防眩剂、防污剂等)溶解于或分散于溶剂中而形成的溶液或分散液用作低折射率层用组合物,形成基于上述组合物的涂膜,使上述涂膜固化,由此能够获得低折射率层。另外,对聚合引发剂、抗静电剂、防眩剂、防污剂等添加剂没有特别限定,可举出公知的添加剂。尤其在含有防污剂的情况下,因为制作的光学叠层体表面从污染的恢复度良好、且防指纹附着性等抗污染性良好,所以是优选的。
在上述低折射率层中,作为低折射率剂优选利用「具有空隙的微粒」。「具有空隙的微粒」可保持低折射率层的层强度,同时降低其折射率。在本发明中,所谓「具有空隙的微粒」表示,在微粒内部形成填充有气体的结构和/或包含气体的多孔质结构体,与微粒自身的折射率相比、其折射率与微粒中的气体占有率成反比地降低的微粒。另外在本发明中,根据微粒的形态、构造、凝聚状态、在覆膜内部的微粒的分散状态,还包含可在内部和/或表面的至少一部中形成纳米多孔结构的微粒。使用了该微粒的低折射率层的折射率可调整为1.30~1.45。
作为具有空隙的无机系列的微粒例如可举出通过日本特开2001-233611号公报所记载的方法调制的硅微粒。另外,还可以是利用日本特开平7-133105、日本特开2002-79616号公报、日本特开2006-106714号公报等所记载的制法而取得的硅微粒。具有空隙的硅微粒因为制造容易且其自身的硬度高,所以在与粘合剂混合而形成了低折射率层时,可提高该层强度、且能够将折射率在1.20~1.45左右的范围内进行调制。尤其,作为具有空隙的有机系列的微粒的具体例,可优选举出采用日本特开2002-80503号公报所公开的技术调制成的中空聚合物微粒。
作为上述溶剂没有特别限定,例如可举出以上述硬涂层形成用组合物进行例示的溶剂,优选的有甲基异丁基酮、环己酮、异丙醇(IPA)、正丁醇、叔丁醇、二乙基酮、PGME等。
上述低折射率层用组合物的调制方法可将成分平均混合,还可按照公知的方法进行实施。例如,在硬涂层形成用组合物中可使用上述公知的装置来进行混合。
另外,涂膜的形成方法可按照公知的方法。例如,在硬涂层的形成中可采用上述的各种方法。
取得的涂膜的固化方法可根据组合物的内容等适当选择。例如,如果是紫外线固化型,则可以利用对涂膜照射紫外线来使其固化。在为了固化处理而利用加热手段时优选添加热聚合引发剂,该热聚合引发剂通过加热产生例如自由基,使聚合性化合物的聚合开始。
此外,在上述光学叠层体的形成工序中可具有形成防污层和抗静电层的工序。作为形成这些防污层和抗静电层的方法没有特别限定,可采用与现有公知的方法同样的方法。
(检查工序)
对在如上取得的光学叠层体中例示的光学薄膜进行以下的检查工序。即,在人为地污染了光学膜的表面后,对光学膜照射光,检测反射或透射的散射光,评价该光学膜的污染程度。这样的评价可以在光学膜的制造线上自动进行,或者可以从制造线上以规定的频度取出刚制造成的光学膜,另外评价该取出的光学膜(试验体)。关于优选通过国际照明委员会(CIE)所规定的L*a*b*色彩模型来进行光学膜的表面评价等的评价方法的详细内容,因为可利用在上述污染性评价方法以及污染性评价装置中所说明的原理、方法、装置等,所以这里省略说明。另外,在上述检查工序中,不用进行对光学膜的人为污染,就能够评价刚取得光学膜之后的表面状态。通过进行这样的评价,可评价已取得的光学膜的表面状态(污染程度),所以即使万一在制造线上混入了杂质或污染物时,也能够容易地检测出由于这些杂质或污染物而发生的不良情况。
上述检查工序中,光学膜的表面状态的评价是在人为污染后进行的污染程度的评价。由此,可进行光学膜的防污性能的品质确认。尤其在从制造线上以规定频度取出刚制造成的光学膜、并另外评价该取出的光学膜(试验体)时,优选进行上述评价。关于优选上述人为的污染为由于指纹附着而引起的污染等的评价方法的详细内容,可利用在上述污染性评价方法以及污染性评价装置中所说明的原理、方法、装置等,所以这里省略说明。
在上述检查工序中,在评价了光学膜表面的污染程度后,清洗该光学膜的表面,并再次评价光学膜的污染程度,由此可评价上述表面从污染的恢复程度。通过这样进一步的应用性的评价,可进行光学膜清洁度的恢复性能的品质确认。尤其,在从制造线上以规定频度取出刚制造成的光学膜、并另外评价该取出的光学膜(试验体)时,优选进行上述进一步的应用性的评价。关于评价方法的详细内容,可利用在上述污染性评价方法以及污染性评价装置中所说明的原理、方法、装置等,所以这里省略说明。
另外,以上所述的检查工序可以在如上述所例示的获得光学部件的工序自身完全结束之后实施,不过也可以在获得光学部件的工序中的适当阶段(可以是制造工序中途的半成品,在发生了进行污染性的评价需要或意义之后)实施。另外,当在获得光学部件的工序自身结束后实施检查工序时,两个工序之间的时间间隔是任意的(1秒后,1日后,1个月后等),可适当地设定。
[光学叠层体]
关于本发明的光学叠层体,在人为污染了表面后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab与接着实施了清洗处理后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab之差(从污染的恢复度)为1.5以下。
当从上述污染的恢复度超过1.5时,即使在利用清洗处理可去除污染的情况下,与未污染部分的色差变大,而无法获得实用的显示器产品。从上述污染的恢复度优选为1.3以下,更优选为1.0以下。
这里,关于上述「从污染的恢复度」,可利用在上述本发明的污染性评价方法、和本发明的光学部件制造方法的检查工序中所说明的原理、方法、装置等,所以这里省略说明。
利用人为地污染了表面后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab表示的抗污染性(防指纹附着性)在3.5以下的光学叠层体也属于本发明之一。
当上述抗污染性超过3.5时,在通过本发明的光学叠层体观看文字等显示物的情况下,显示物看起来失真,从而无法获得实用的显示器产品。上述抗污染性优选为2.5以下,进一步优选1.5以下,最理想的是1.0以下。
这里,关于上述「抗污染性」,可利用在上述本发明的污染性评价方法、和本发明的光学部件的制造方法的检查工序中所说明的原理、方法、装置等,所以这里省略其说明。
作为具有这样的从污染的恢复度、及抗污染性(防指纹附着性)的本发明的光学叠层体例如可举出上述的防反射性能优良、在透光性基体材料上至少叠层了硬涂层的构造的光学叠层体。另外,例如还可举出具有透光性基体材料/硬涂层(可兼作为高折射率层)/高折射率层(或中折射率层)/低折射率层、透光性基体材料/硬涂层(可兼作为高折射率层)/低折射率层等层结构的、防反射性能良好的防反射叠层体(Anti Reflection产品);以及在最表面具有凹凸形状的、具有透光性基体材料/防眩层(具有硬涂功能)的层结构的防眩性光学叠层体(Anti Glare产品)等。另外,上述防眩层可以是单层,也可以是多层。另外,还可以在上述防眩层上叠层低折射率层。而且,可以使上述防反射叠层体、防眩性光学叠层体的各层或层之间具有抗静电性等各种功能性质。
这里,在本发明的光学叠层体是防反射叠层体(Anti Reflection产品)的情况下、以及是防眩性光学叠层体(Anti Glare产品)的情况下,具有不同的表面。但是,无论是具有哪个结构的叠层体,本发明的光学叠层体都具有上述的从污染的恢复度及抗污染性(防指纹附着性)。
而且,本发明的光学叠层体可同时具有上述的从污染的恢复度和抗污染性(防指纹附着性)。
本发明的光学叠层体例如可安装在阴极射线管显示装置(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(ELD)等现有公知的显示器产品上。
这样的具有本发明的光学叠层体的显示器产品也是本发明之一。
本发明的显示器产品因为具有上述的本发明的光学叠层体,所以表面的抗污染性良好,另外,即使在被污染的情况下,也能够使恢复性良好。
实施例
接着,通过实施例来进一步具体地说明本发明,不过只要不超出本发明的主旨,则本发明不限于以下实施例的记载。
(光学叠层体以及试验体的调制)
首先,将下述材料充分混合,调制成固体量为40.5%的组合物。利用孔径30μm的聚丙烯制过滤器来过滤该组合物,以调制防眩层形成用组合物。
紫外线固化型树脂;
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(折射率1.51)
2.20质量份
异氰脲酸改性二丙烯酸酯M215(日本化药(株式会社)制造,折射率1.51)
1.21质量份
聚甲基丙烯酸甲酯(分子量75,000) 0.34质量份
光固化引发剂;
Irgacure184(汽巴精化(株式会社)制造)
0.22质量份
Irgacure 907(汽巴精化(株式会社)制造)
0.04质量份
透光性第一微粒;
单分散丙烯酸珠(粒子径9.5μm,折射率1.535)
0.68质量份
透光性第二微粒;
无定形二氧化硅油墨(平均粒子径1.5μm,固体量60%,二氧化硅成分为全固体量的15%) 0.64质量份
流平剂;
硅酮系流平剂
0.02质量份
溶剂;
甲苯 5.88质量份
环己酮 1.55质量份
接着,将下述材料充分混合调整成组合物。利用孔径10μm的聚丙烯制过滤器来过滤该组合物,调制成固体量40.5%的表面调整层用组合物。
多官能尿烷丙烯酸UV1700B(日本合成化学工业(株式会社)制造折射率1.51) 31.1质量份
ARONIX M315(アロニックスM315)(商品名,东亚合成(株式会社)制造异氰脲酸的环氧乙烷3摩尔加成物的三丙烯酸酯) 10.4质量份
光固化引发剂;
Irgacure 184(汽巴精化(株式会社)制造)
1.49质量份
Irgacure 907(汽巴精化(株式会社)制造)
0.41质量份
防污剂;
UT-3971(日本合成化学工业(株式会社)制造)
(固体量的5%添加) 2.07质量份
溶剂;
甲苯 525.18质量份
环己酮 60.28质量份
将厚度100μm的2轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(东洋纺织公司制造,商品名「A4300」)作为透明基体材料使用,在膜上采用涂层用卷线杆(绕线棒)#8来涂敷防眩层形成用组合物,在70℃的烤炉中加热干燥1分钟,在使溶剂部分蒸发后,照射如照射线量为30mJ的紫外线,使涂膜固化,形成防眩层。形成的防眩层的凹凸形状为,Sm:78μm,Rz:3.354μm,θa:4.8°。
此外,在防眩层上,采用涂层用卷线杆(绕线棒)#10来涂敷表面调整层用组合物,在70℃的烤炉中加热干燥1分钟,在使溶剂部分蒸发后,在氮气吹扫下(氧浓度200ppm以下),照射如照射线量为100mJ的紫外线,使涂膜固化,叠层表面调整层,以取得光学叠层体(基体材料上的防眩层的总厚度约12.5μm)。该防眩性光学叠层体的凹凸形状为,Sm:145μm,Rz:0.51μm,θa:0.38°。
从以上取得的膜状的光学叠层体中切出10cm×10cm大小的膜来作为污染性评价用的试验体。n数量为3。
(实施例1)
(试验体的污染(指纹附着))
利用施加500g载荷的压头(接触面为直径12mmΦ的圆、假定人的手指的直径)将含有三油酸甘油酯以及微粒的模拟指纹液(人工指纹液)按压在试验体上,以使人工指纹液附着在试验体表面。通过该附着方法,可将指纹定量地附着在试验体上,本实验以上述附着条件在每1mm2上附着0.04mg的人工指纹。
(污染性评价的试验)
为了使指纹附着处理前的试验体(参照体)和进行了指纹附着处理后的试验体都没有折皱、松弛,而利用辊子、采用光学膜用的丙烯酸系粘合剂(日立化成工业公司制造,DA-1000)分别将指纹附着处理前的试验体(参照体)和进行了指纹附着处理后的试验体贴附在带有粘接片的黑色丙烯酸板上。然后,利用安装了日本分光(株式会社)制造的150mmΦ积分球单元的同公司制造的分光光度计V-650(测定波长范围190nm~900nm),来测定各评价样本的分光扩散反射率。具体地说,求出扩散反射光的色度x、y值以及亮度Y值,并将该数据转换为a*b*L*值,通过求出参照体的试验体和进行了指纹附着处理的试验体的色差(ΔE*ab),来使指纹的附着程度数值化、定量化。另外,该色差越小,防污染物质(此时为指纹)附着性可称为越高。本发明的x、y、Y值,a*b*L*值,色差ΔE*ab的定义以国际照明委员会(CIE)的规定为准。
通过上述分光光度计来测定以上述方法制作出的指纹附着处理试验体的分光扩散反射率,求出扩散反射光的色度以及亮度x、y、Y值,将该数据转换为a*b*L*值,并求出与参照试验体的色差(ΔE*ab),上述操作反复进行了共计3次。另外,在测定分光扩散反射率时,利用夹具进行定位,以使测定点(测定范围为0.8mmΦ的圆)位于上述记载的压头的圆内,从而确保了测定精度。其结果是,3次色差测定结果在ΔE*ab=3.36±0.03的范围内。由该结果可知,能够无偏差且高再现性地定量评价试验体的污染(指纹附着)性。此外,以下示出ΔE*ab的3次实际测定结果。
(ΔE*ab的结果)
第1次测定值 3.33
第2次测定值 3.39
第3次测定值 3.36
接着,在对附着到各试验体上的污染物质(人工指纹液)进行了清洗后,利用下述方法再次评价各试验体的污染程度,来评价各试验体从污染的恢复程度。
(污染物质的清洗处理)
在Haydon公司制造的磨耗试验机TYPE F的压头部位上缠绕擦去产品(kimwipe(注册商标)),以500g加重、10cm宽度×20往复地对评价附着性的样本擦去污染物质,对各试验体实施清洗处理。
(各试验体从污染的恢复程度的评价)
在上述清洗后,与上述污染性评价的试验同样,对以同样方法调制的清洗处理试验体反复进行利用分光光度计求出分光扩散反射率、色差的作业共计3次。由结果可知,实施了清洗处理的各试验体表面上的色差全部在ΔE*ab=0.66±0.05的范围内,能够再现性高地定量评价经过清洗的恢复程度。以下示出ΔE*ab的3次实际测定结果。
(ΔE*ab的结果)
第1次测定值 0.71
第2次测定值 0.61
第3次测定值 0.66
此外,关注于ΔEa*b*,将{清洗处理前的数值(平均值)—清洗处理后的数值(平均值)}作为分子,将清洗处理前的数值(平均值)作为分母,且再放大100倍,由此来求出基于清洗的清洁度恢复率,结果可知为80.36%。另外,通常在评价结果的数值偏差大的情况下,为了减轻极大或极小值对统计值的影响而采用中间值,不过本发明的评价方法因为数值偏差小,所以可通过采用平均值来取得希望的清洁度恢复度率。
(比较例1)
(1)污染度的目测评价(污染处理后)
准备按上述方法制作出的3块试验体,与实施例1的「(试验体的污染(指纹附着))」同样,对该试验体实施了人为的污染处理。通过与预先准备的评价指标样本进行观察对比,可利用人眼(目测)来评价将该试验体的污染程度。
如下所示地进行基于目测的评价。首先,预先准备了将指纹的附着(污染)程度按5个等级变化的评价指标样本。另外,制作在实施例中记载的防眩层来作为构成评价指标样本基础的光学叠层体,并在该防眩层上按如下的5个阶段来附着污染物,由此制作出评价指标样本。并且,将该评价指标样本和实施了上述污染处理的试验体排列,在同一照度1000lux的照明光下进行目测观察。以5个阶段的评价样本为基础,将最近观察到的阶段作为评价值,由此来进行评价。这里,污染最严重的情况为“等级1”,具有与指纹未附着面等同的清洁度的情况(指纹未附着的情况)为“等级5”。另外,评价由不同的5名观察者来实施。表1示出已取得的结果。
(等级1~5的评价指标样本制作方法)
利用与实施例1的「(试验体的污染(指纹附着))」同样的方法,以施加500g载荷的压头来对防污层进行按压,在防眩层上附着每1mm2为0.04mg的指纹污染物。而且,如下所述地改变使用的模拟指纹液的浓度,制作出5个阶段的评价指标样本。
等级1:等级4的4倍浓度的模拟指纹液
等级2:等级4的3倍浓度的模拟指纹液
等级3:等级4的2倍浓度的模拟指纹液
等级4:基本浓度的模拟指纹液
等级5:没有附着模拟指纹液
(2)污染恢复度的目测评价(清洗处理后)
接着,与实施例1的「(污染物质的清洗处理)」同样,对上述3块试验体实施了清洗处理。并且,在清洗处理后,利用与上述(1)的采用5个阶段的评价指标样本的目测观察同样的方法,来评价试验体从污染的恢复程度。表1示出已取得的结果。
【表1】
试验体1
观察者 | 污染处理后 | 清洗处理后 |
A | 等级1 | 等级4 |
B | 等级1 | 等级4 |
C | 等级1 | 等级3 |
D | 等级1 | 等级5 |
E | 等级1 | 等级4 |
试验体2
观察者 | 污染处理后 | 清洗处理后 |
A | 等级1 | 等级3 |
B | 等级1 | 等级4 |
C | 等级1 | 等级3 |
D | 等级1 | 等级5 |
E | 等级1 | 等级5 |
试验体3
观察者 | 污染处理后 | 清洗处理后 |
A | 等级1 | 等级4 |
B | 等级1 | 等级3 |
C | 等级1 | 等级3 |
D | 等级1 | 等级4 |
E | 等级1 | 等级4 |
由以上的结果可知,即使照明相同,污迹程度的感知也依据人而不同,尤其在清洗处理后评价等级上产生大的偏差。仅利用人眼进行的评价其评价方法在可靠性、再现性上存在问题。尤其,显示器是非常重视由人眼进行评价的产品,从而仅利用感官评价无法取得再现性。
另一方面,如本发明那样,通过使污染性、污染恢复性定量化,并将该数值和感官评价组合,由此可认为能够大大提高生产效率。
(实施例2)
利用下述组合物和制造方法,制造出4种不具有凹凸形状、具有平坦表面的AR试验体(4~7)。这里评价了显示器表面优选的污染性恢复度是哪个程度的ΔE*ab。因为对污染恢复度进行比较,所以试验体(4~7)使试验体自身的防污性按4个等级变化。为了严格地进行评价,作为各试验体采用了不具有凹凸表面、具有平坦面的AR叠层体(具有凹凸形状的表面由于在表面上散射外光,所以难以判断污染程度。)。n数量为3。
(试验体4的制造)
硬涂层用组合物
·尿烷丙烯酸(UV1700B;日本合成社制) 5重量份
·聚酯丙烯酸(M9050;东亚合成社制) 5重量份
·聚合引发剂(Irgacure 184;汽巴精化社制)
0.4重量份
·甲基乙基酮 10重量份
低折射率层用组合物
·处理硅溶胶含有溶液(硅溶胶固体量20重量%「具有空隙的微粒、溶液;甲基异丁基酮」 14.3重量份
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA) 1.95重量份
·聚合引发剂(Irgacure 127;汽巴精化公司制造)
0.1重量份
·防污剂(氟类、氟类界面活性剂(メガファツク)RS:大日本油墨社制造、固体量)
0.07重量份
·甲基异丁基酮 54.0重量份
·丙二醇单甲醚乙酸酯 29.5重量份
该组合物中的防污剂相对于固体量是1.5%。
制造方法
准备三醋酸纤维素(TAC)膜(富士胶片制造,TF80UL、厚度80μm),在该膜表面上涂敷(棒涂敷)湿润重量为20g/m2(干燥重量为10g/m2)的硬涂层组合物,接着通过在50℃下进行干燥来去除溶剂。其后,采用紫外线照射装置(フユ—ジヨンUVシステムジヤパン(株式会社)),以照射线量50mJ/cm2进行紫外线照射,由此使组合物固化,形成10μm的硬涂层。
接着,在硬涂层表面上涂敷(棒涂敷)干燥重量为0.1g/m2的低折射率层用组合物,然后,通过在40℃下进行干燥来去除溶剂。之后,采用紫外线照射装置(フユ—ジヨンUVシステムジヤパン(株式会社))以照射线量200mJ/cm2进行紫外线照射,制造出光学叠层体(试验体4)。膜厚形成为使反射率的极小值在波长550nm附近(膜厚0.10μm)。
(试验体5的制造)
除了将低折射率层用组合物的防污剂量相对于固体量设为1.0%之外,与试验体4同样地制造试验体5。
(试验体6的制造)
除了将低折射率组合物的防污剂量相对于固体量设为0.3%之外,与试验体4同样地制造试验体6。
(试验体7的制造)
除了没有添加低折射率组合物的防污剂之外,与试验体4同样地制造试验体7。
(从污染的恢复度的评价)
基于ΔE
*
ab的从污染的恢复度的定量
评价出被一次污染的实验体通过相同的清洗方法恢复到哪个等级。
在各试验体4~7上,与实施例1的「(试验体的污染(指纹附着))」同样地附着模拟指纹液,并与实施例1的「(污染性评价的试验)」同样地测定分光扩散反射率。然后,利用与实施例1的「(污染物质的清洗处理)」同样的方法来实施污染物质的清洗处理,测定其分光扩散反射率,并求出与上述指纹液附着叠层体之间的色差ΔE*ab。在测定中与实施例1同样地进行实施,并确保测定精度。对各试验体均是每3块实施同样的测定。表2示出已取得的结果。
清洗后的实用性评价
将清洗污染物质后的各试验体4~7在照度1000lux下设置在水平的台上,从该台的30cm的上部以与试验体成45度的方向通过目测来观察,根据以下的基准来判断残留有污迹的等级。另外,由于形成为防反射膜,因此当以粘贴在黑色板上的状态进行观察时,对残留有污迹的部分和未污染部分进行比较,因为干涉色不同,所以能够容易地进行判断。
(评价基准)
○:擦去污染物的同时,与未污染部分的色差小(有实用性)。
×:擦去污染物,不过与未污染部分有明显的色差(没有实用性)。
【表2】
(表面具有凹凸形状的光学叠层体以及试验体的制作)
首先,将下述材料充分混合,调制为固体量40.5%的组合物。将该组合物利用孔径30μm的聚丙烯制过滤器进行过滤,来调制防眩层形成用组合物。
(防眩层形成用组合物的组成)
紫外线固化型树脂;
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(折射率1.51)
100质量份
乙酸-丙酸纤维素(分子量50000)
1.25质量份
光固化引发剂;
Irgacure 184(汽巴精化株式会社制造)
5质量份
Irgacure 907(汽巴精化株式会社制造)
1质量份
透光性微粒;
单分散丙烯酸-苯乙烯珠(粒径3.5μm、折射率1.54)
8.1质量份
氟类界面活性剂RS(メガファツクRS)(大日本油墨社制造)1.73质量份
(固形成分的1.5%)
溶剂;
甲苯 134质量份
甲基异丁基酮 34质量份
(试验体8的制造)
准备三醋酸纤维素(TAC)膜0(富士胶片制造,TF80UL,厚度80μm),在该膜的表面上涂敷(棒涂敷)防眩层形成用组合物(干燥重量8g/m2),然后,通过在70℃下进行干燥来去除溶剂。然后,采用紫外线照射装置(フユ—ジヨンUVシステムジヤパン(株式会社)),以照射线量100mJ/cm2进行紫外线照射,由此使组合物固化,制作出防眩性叠层体(试验体8)。该凹凸形状为,Sm:108μm、Rz:0.61μm、θa:0.51°。
除了如下地变更了组合物中的防污剂添加量之外,与试验体8同样地取得在表面具有凹凸形状的试验体9、10。
试验体9:将防污剂添加量设为固体量的1.0%。
试验体10:将防污剂添加量设为固体量的0.3%。
关于已取得的试验体8~10,与试验体4~7同样地评价在显示器表面上优选的从污染的恢复度是哪个程度的ΔE*ab。表3示出已取得的结果。另外,对于试验体8~10,为了比较从污染的恢复度,使试验体自身的防污性按3个阶段变化。
【表3】
作为如试验体8~10那样的具有凹凸的其他试验体,将在实施例1中调制的防眩层形成用组合物的流平剂变更为氟类防污剂(氟类界面活性剂RS(メガファツクRS)、大日本油墨社制造),制造不叠层表面调整层的防眩层、或将使用的微粒制成具有多种平均粒径的无定形硅、粒径为2~5μm的三聚氰胺珠、聚苯乙烯珠这样的防眩层试验体,并尝试与试验体8~10同样的试验,结果确认了只要ΔE*ab为1.5~1.3以下,就具有实用性高的从污染的恢复度。
通过采用本发明的从污染的恢复度评价方法,可以简单地确认如显示器最表面等、需要从污染中恢复(指纹附着,容易擦去)的物品是否具有优选的等级。根据本发明,当ΔE*ab为1.5以下时,可以确认是具有恢复性的表面。另外,显示器用表面优选为1.5以下,此外,更优选为1.3以下,最优选为1.0以下。
(实施例3)
除了采用氟类防污剂[UV硬化型防污添加剂(オプツ—ル)DAC(大金工业制造)」作为防污剂以外,与实施例2的试验体4~7同样地制作出5种表面为平面的AR试验体(11~15)。这里,当具有某种程度的抗污染性(防指纹附着性,用ΔE*ab进行评价)时,测定是否是显示器用表面优选的抗污染性。而且,防污剂的添加量如以下所示。
试验体11:将防污剂添加量相对于固体量设为1.3%。
试验体12:将防污剂添加量相对于固体量设为0.7%。
试验体13:将防污剂添加量相对于固体量设为0.3%。
试验体14:没有添加防污剂添加量。
试验体15:除了在低折射率组合物中没有添加防污剂以外,与试验体11同样地制作光学叠层体,在低折射率层上以膜厚约10nm来涂敷Novec(ノベツク)EGC-1720(3M公司制造、固体量0.1%、氢氟醚稀释),然后在110℃×1分钟下使溶剂干燥以及使涂膜固化,来叠层防污层。另外,利用白色干涉式精密显微镜(ZygoNewView6000系列、Zygo公司制造)观察并确认涂敷前、后的防污层的膜厚。
(抗污染性评价)
基于ΔE
*
ab的防指纹附着性的定量
与实施例1的「(试验体的污染(指纹附着))」同样地在各试验体11~15上附着模拟指纹液,与实施例1的「(污染性评价的试验)」同样地对试验体的参照体、和附着有指纹液的试验体都测定分光扩散反射率,测定色差ΔE*ab。在测定中,与实施例1同样地进行实施,并确保了测定精度。各试验体都是每3块实施同样的测定。表4示出已取得的结果。
对污染的实用性评价
接着,采用光学膜用丙烯酸系粘合剂将各试验体11~15粘贴在1280×1024像素的显示监视器上,在指纹附着部分的下方以MS明朝体、12字号的大小来显示文字“あ”,基于污迹程度,从与显示器相距约30cm的位置经由目测根据以下的基准来判断是否易于读取。该判断在照度1000lux下实施。
(评价基准)
○:文字看起来几乎没有失真。可作为产品使用的等级。
×:文字看起来失真。不能作为产品使用的等级。
【表4】
(在表面具有凹凸形状的光学叠层体以及试验体的制作)
除了将防污剂变更为氟类防污剂[UV硬化型防污添加剂DAC(オプツ—ルDAC)」(大金工业制造)、并如下地设定其添加量以外,与实施例2的试验体8~10同样地制造出在表面具有凹凸形状的3种叠层体。然后,与实施例1同样地取得试验体16~18。
关于取得的试验体16~18,与试验体11~15同样地评价在显示器表面优选的抗污染性(防指纹附着性)是哪个程度的ΔE*ab。表5示出已取得的结果。另外,对于试验体16~18,为了比较防指纹附着性,使试验体自身的防污性按3个阶段变化。
试验体16:将防污剂添加量设为固体量的1.3%。
试验体17:将防污剂添加量设为固体量的0.7%。
试验体18:将防污剂添加量设为固体量的0.1%。
【表5】
另外,作为如试验体16~18这样的具有凹凸的其他试验体,将在实施例1中调制的防眩层形成用组合物的流平剂变更为氟类防污剂(UV硬化型防污添加剂DAC(オプツ—ルDAC)、大金工业制造),制造没有叠层表面调整层的防眩层、或将使用的微粒作成具有多种平均粒径的无定形硅、粒径为2~5μm的三聚氰胺珠、聚苯乙烯珠这样的防眩层试验体,并尝试与试验体16~18同样的试验,结果确认了只要ΔE*ab在大约3.5以下,则具有实用性高的抗污染性(防指纹附着性)。
通过采用本发明的防指纹附着评价方法,可以简单地确认如显示器最表面等需要抗污染性(防指纹附着性)的物品是否具有优选的抗污染性。根据本发明,当ΔE*ab为3.5以下时,可以确认是具有抗污染性(防指纹附着性)的表面,此外,如果为2.5以下,则可以确认是具有更优选的抗污染性(防指纹附着性)的表面。对于显示器用表面,ΔE*ab优选为3.5以下,更优选为1.5以下,最优选为1.0以下。
产业上的可利用性
本发明的污染性评价方法、污染性评价装置、制造方法和具有抗污染性(防指纹附着性)及从污染的恢复度的光学叠层体可优选应用于显示器用防反射膜、触摸面板用防反射膜等光学膜以及CD、DVD等光盘等的各个领域。
Claims (16)
1.一种污染性评价方法,其特征在于,
对试验体照射光,检测在该试验体上反射或透射的散射光,来评价上述试验体的表面的污染程度。
2.根据权利要求1所述的污染性评价方法,其特征在于,
上述试验体的表面被人为地污染。
3.根据权利要求2所述的污染性评价方法,其特征在于,
上述人为的污染是由于指纹附着引起的污染。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的污染性评价方法,其特征在于,
在评价了上述试验体的表面的污染程度后,清洗该试验体的表面,并再次评价该试验体的污染程度,由此来评价上述表面从污染的恢复程度。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的污染性评价方法,其特征在于,
利用由国际照明委员会(CIE)规定的L*a*b*色彩模型来评价上述试验体的表面的污染程度。
6.一种污染性评价装置,其特征在于,具有:
试验体的设置台;
光源,其对设置在该设置台上的试验体照射光;
积分球,其会聚在该试验体上反射或透射的散射光;以及
散射光检测器,其检测会聚的散射光,评价上述试验体的表面的污染程度。
7.一种光学部件的制造方法,其特征在于,具有以下的工序:
取得光学部件的工序;以及
在人为地污染了上述光学部件的表面后,对该光学部件照射光,检测在该光学部件上反射或透射的散射光,评价上述光学部件的污染程度的检查工序。
8.根据权利要求7所述的光学部件的制造方法,其特征在于,
上述人为的污染是由于指纹附着引起的污染。
9.根据权利要求7或8所述的光学部件的制造方法,其特征在于,
在上述检查工序中,在评价了上述光学部件的表面的污染程度后,清洗该光学部件的表面,并再次评价该光学部件的污染程度,由此来评价上述表面从污染的恢复程度。
10.根据权利要求7~9中任意一项所述的光学部件的制造方法,其特征在于,
利用由国际照明委员会(CIE)规定的L*a*b*色彩模型来评价上述光学部件的表面的污染程度。
11.根据权利要求7~10中任意一项所述的光学部件的制造方法,其特征在于,
上述光学部件是光学膜。
12.一种光学叠层体,其特征在于,
该光学叠层体在表面被人为地污染后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab、与之后实施了清洗处理后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab之差(从污染的恢复程度)在1.5以下。
13.根据权利要求12所述的光学叠层体,其特征在于,
该光学叠层体从污染的恢复程度在1.3以下。
14.一种光学叠层体,其特征在于,
该光学叠层体的抗污染性在3.5以下,上述抗污染性利用表面被人为地污染后的由国际照明委员会(CIE)规定的ΔE*ab来表示。
15.根据权利要求14所述的光学叠层体,其特征在于,
该光学叠层体的抗污染性在2.5以下。
16.一种显示器产品,其特征在于,
该显示器产品具有权利要求12、13、14或15中任一项所述的光学叠层体。
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