CN102156311A - 光学层叠体及其制造方法、和使用其的偏振片以及显示装置 - Google Patents

光学层叠体及其制造方法、和使用其的偏振片以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学层叠体及其制造方法、和使用其的偏振片以及显示装置。本发明提供能够兼具防眩性和高对比度的光学层叠体及其制造方法，并提供具备该光学层叠体的偏振片、以及具备该光学层叠体或该偏振片的显示装置。本发明的光学层叠体的特征在于，具备透光性基体和设置于所述透光性基体上的至少一层光学功能层，所述光学功能层具有畴结构，所述光学功能层的膜厚D和所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于以3×r＜D≤10×r的关系式所表示的范围。

Description

光学层叠体及其制造方法、和使用其的偏振片以及显示装置
技术领域
本发明涉及设置于液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)等显示器表面的光学层叠体及其制造方法，涉及具备该光学层叠体的偏振片以及具备该光学层叠体或该偏振片的显示装置。
背景技术
液晶显示器、CRT(布朗管)显示器、投影显示器、等离子体显示器、电致发光显示器等图像显示装置中图像显示面，被要求赋予耐擦伤性，以防止在操作时受到损伤。为此，在上述显示器表面配置光学层叠体。该光学层叠体具有如下构成：在聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，称为“PET”)、三醋酸纤维素(以下，称为“TAC”)等透光性基体上层叠有光学功能层。
光学功能层具备所希望的性质。例如，光学功能层具有硬涂性的光学层叠体，能够用作具备硬涂层的硬涂膜。另外，在光学功能层的表面形成有微细凹凸结构的光学层叠体，不仅能够用作硬涂膜，并且，也能够用作具备防眩层的防眩膜。此外，作为光学功能层，也可以使用光扩散层、低折射率层。通过将这些硬涂层、防眩层等光学功能层以单层形式使用或者进行多层式组合而具备有所希望的功能的光学层叠体的开发在不断进展。
在显示器的最表面使用防眩膜的情况下，在明亮的房间使用时，存在因光扩散而使黑显示的图像发白、对比度降低的问题。因此，人们正在寻求一种即使降低防眩性也能够实现高对比度的防眩膜(高对比度AG)。即，由于防眩性和对比度是相反的性质，因此，难以使这两者满足。
因此，对于能够兼具防眩性和对比度的防眩膜的开发一直在进行中(例如，参照专利文献1)。专利文献1所记载的防眩膜为，通过在溶剂挥发时所产生的对流而在涂布层表面形成贝纳德旋涡结构后，对涂布层所含的树脂进行固化而形成的膜。构成通过该方法所形成的防眩膜的防眩层的膜厚，被设定于如下范围，即，防眩层所包含的微粒的平均粒径以上、上述微粒的平均粒径的3倍以下。
专利文献1：日本特许第4238936号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，虽然通过专利文献1所记载的防眩膜能够在一定程度上兼具防眩性和对比度，但防眩性和对比度不充分。作为其中一个原因，可举出：虽然专利文献1所记载的防眩膜中微粒在防眩层的面内方向凝聚，但由于防眩层的膜厚在防眩层所包含的微粒的平均粒径以上、上述微粒的平均粒径的3倍以下的范围，因此，微粒的凝聚难以进行。如果微粒的凝聚难以进行，则防眩层表面的凹凸结构变小，因此，防眩性不足。另外，微粒的平均粒径相对于防眩层的膜厚较大，因此，形成于表面的凹凸的平均倾斜角度变大，明室对比度变得不充分。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够兼具防眩性和高对比度的光学层叠体及其制造方法，并提供具备该光学层叠体的偏振片、以及具备该光学层叠体或该偏振片的显示装置。
解决课题的手段
本发明通过下述技术方案来解决上述技术课题。
(1)一种光学层叠体，其特征在于，具备透光性基体和设置于上述透光性基体上的至少一层光学功能层，上述光学功能层具有畴结构(domain structure)，上述光学功能层的膜厚D和上述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于以3×r＜D≤10×r的关系式所表示的范围。
(2)根据前述(1)所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层的膜厚D处于2μm～15μm的范围。
(3)根据前述(1)或(2)所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于0.5μm～5.0μm的范围。
(4)根据前述(1)～(3)中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层中所形成的畴结构处于每1mm2有20个～1000个的范围。
(5)根据前述(1)～(4)中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层表面的算术平均粗糙度Ra处于0.05μm～0.20μm的范围内。
(6)根据前述(1)～(5)中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层表面的凹凸平均间隔Sm处于50μm～200μm的范围内。
(7)根据前述(1)～(6)中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，前述光学功能层表面的平均倾斜角度处于0.2°～1.4°的范围内。
(8)一种偏振片，其特征在于，具备前述(1)～(7)中任一项所记载的光学层叠体。
(9)一种显示装置，其特征在于，具备前述(1)～(7)中任一项所记载的光学层叠体。
(10)一种光学层叠体的制造方法，其特征在于，将混合有树脂成分、透光性微粒和第一溶媒以及第二溶媒的涂料涂布在透光性基体上，形成涂布层，在使上述涂布层所含有的上述第一溶媒和第二溶媒挥发时，在涂布层中产生对流而形成畴结构，然后，使上述涂料中所含有的树脂成分固化而形成光学功能层，上述光学功能层的膜厚D和上述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r满足3×r＜D≤10×r的关系式。
发明效果
根据本发明，可提供一种能够兼具防眩性和高对比度的光学层叠体及其制造方法，并可提供具备该光学层叠体的偏振片、以及具备该光学层叠体或该偏振片的显示装置。
附图说明
图1是用于说明构成本发明的光学功能层中的畴结构的图，(a)是放大平面图，(b)是放大侧剖面图；
图2是实施例1的光学层叠体的光学显微镜相片；
图3是实施例2的光学层叠体的光学显微镜相片；
图4是实施例3的光学层叠体的光学显微镜相片；
图5是实施例4的光学层叠体的光学显微镜相片；
图6是比较例1的光学层叠体的光学显微镜相片；
图7是比较例3的光学层叠体的光学显微镜相片；
图8是比较例4的光学层叠体的光学显微镜相片。
符号说明
1光学层叠体
10透光性基体
20光学功能层
21畴结构
22非畴结构
具体实施方式
本实施方式涉及的光学层叠体的构成为，在透光性基体上设置有光学功能层，其中，上述光学功能层具有畴结构。图1是示意地表示光学功能层中的畴结构的图。(a)是表示光学层叠体(光学功能层)的表面结构的平面图，(b)是表示光学层叠体的侧剖面结构的侧剖面图。
另外，图1是示意图，有时与实际的比例尺寸不同。
图1(a)是构成本发明的光学功能层的放大平面图。构成本发明的光学功能层中，存在多个畴结构21，多个畴结构邻接存在。另外，在邻接的畴结构的间隙中存在非畴结构22。畴结构21是透光性微粒的凝聚物，非畴结构22是树脂成分或者未凝聚而独立存在的透光性微粒。
图1(b)是图1(a)所示的A-A线的剖面图。光学功能层20形成于透光性基体10上。存在畴结构21的上部(光学功能层20的表面侧)主要形成凸结构，存在非畴结构22的上部形成凹结构。即，通过畴结构和非畴结构形成光学功能层的表面凹凸。另外，由于畴结构21是透光性微粒的凝聚物，因此，伴随着透光性微粒的凝聚状态，畴结构21的上部不单是凸结构，而是形成凹凸结构。
通过畴结构形成的光学功能层的表面凹凸，与采用以往的微粒所制成的表面凹凸相比，平均倾斜角度变小，因此，有利于表面的光扩散变小、表现出高对比性能。
畴结构是透光性微粒的凝聚物，凝聚的透光性微粒的数量优选为100个以上，进一步优选为300个以上，特别优选为500个以上。凝聚的透光性微粒的数量越多越理想。通过多个透光性微粒集合，能够在光学功能层上形成平缓的表面凹凸结构，有助于高对比度。
每单位面积的畴结构的数量优选在1mm2范围内为20～1000个，进一步优选为30～500个，特别优选为50～300个。具有使畴结构的数量处于该范围的光学功能层的光学层叠体，可优选用作能实现防眩性和高对比度的光学层叠体。如果小于20个，则存在表面凹凸的间隔增大、产生刺眼感觉的问题。如果超过1000个，则存在表面凹凸的数量增多、平均倾斜角度变大、凹凸间隔变小且对比度降低的问题。
畴结构的大小和数量存在如下相应的关系，即，如果增大畴结构的数量，则畴结构的大小变小，如果减少畴结构的数量，则畴结构的大小变大。作为调节畴结构的数量的方法，例如，可举出调节光学功能层的膜厚的方法。更具体来讲，如果增大光学功能层的膜厚，则畴结构变大，因此畴结构的数量减少，如果减少光学功能层的膜厚，则畴结构变小，因此，畴结构的数量增大。
对光学功能层的膜厚D(μm)和透光性微粒的平均粒径r(μm)进行调节，使得满足3×r＜D≤10×r的关系式，由此，容易兼具防眩性和高对比度。进一步优选为3.5×r≤D≤9×r，特别优选为4×r≤D≤8×r。如果D的下限值为3×r以下，则光学功能层表面的凹凸形状变小，防眩性不足。如果D的上限值超过10×r，则光学层叠体容易产生卷曲。
透光性微粒凝聚而成的畴结构的直径(长径或短径中的任一方)在50～100μm的范围就是合适的。
通过该范围内的畴结构所形成的表面凹凸，由于容易使入射的光散射，使得防眩性得以提高。
畴结构具有任意的形状。作为畴结构的形状，例如，可举出圆形、椭圆形、O字形、コ字形、L字形、或者组合有这些形状的多角形。邻接存在的畴结构各自独立地具有任意的形状。
构成本发明的光学功能层直接或者隔着其他的层层叠在透光性基体上，可以层叠在透光性基体的单面，也可以层叠在两面。此外，光学层叠体也可以具有其他的层。作为其他的层，例如，可举出光扩散层、防污层、偏振光基体、低反射层、其他的功能赋予层(例如，抗静电层、紫外线·近红外线(NIR)吸收层、色纯度提升层、电磁波屏蔽层、硬涂层)。另外，就该其他的层的位置而言，例如，在偏振光基体的情况下，为与前述光学功能层相反面的前述透光性基体上，在低反射层的情况下，为前述光学功能层上，在其他的功能性赋予层的情况下，为前述光学功能层的下层。层叠有偏振光基体、透光性基体和光学功能层的层叠体，可作为偏振片使用。另外，偏振光基体、透光性基体和光学功能层可以直接层叠，也可以隔着粘合层等其他的层来层叠。
<形成畴结构的方法>
畴结构可利用伴随着透光性微粒的凝聚的对流来制造。详细来讲，经由如下工序制造：将含有树脂成分、透光性微粒和溶媒的溶液(涂料)涂布在透光性基体上，伴随着溶媒的挥发而产生对流的干燥工序；以及将干燥后的涂膜固化的固化工序。更具体来讲，通常，通过将前述溶液涂覆在透光性基体上，使溶媒从涂布层蒸发来进行。
虽然并用凝聚和对流的详细机理未能阐明，但可做如下推测。
(1)通过并用对流和凝聚，首先在涂布后的涂布层中产生对流畴。
(2)接着，在各对流畴内产生凝聚，凝聚的结构随着时间的经过而趋于变大，但在对流畴壁处凝聚停止成长。
(3)作为其结果，形成伴随着凝聚结构的畴结构，其受对流畴的尺寸、排列对应的间隔所控制。
关于表面凹凸而言，形成表面凹凸的部分形成畴结构。伴随着本发明的畴结构的表面凹凸，与使用以往的微粒制成的表面凹凸相比，有利于平均倾斜角度变小、表面的光扩散变小、表现出高对比度。
下面，对构成本发明的各层可优选使用的材料加以说明。
<透光性基体>
作为本最佳实施方式涉及的透光性基体，只要是透光性就没有特别限制，可使用石英玻璃、钠钙玻璃等玻璃，可适当地使用PET、TAC、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、环烯烃共聚物(COC)、含降冰片烯树脂、聚醚砜、赛璐玢、芳香族聚酰胺等各种树脂膜。另外，用于PDP、LCD的情况下，更优选使用选自PET膜、TAC膜以及含降冰片烯树脂膜中的一种。
这些透光性基体的透明性越高越好，作为全光线透过率(JIS K7105)，优选为80％以上，更优选为90％以上。另外，作为透光性基体的厚度，从轻量化的观点考虑，优选薄的厚度，但是，考虑到其生产率、操作性，适合使用1～700μm的范围的基体，优选使用25～250μm的基体。
通过对透光性基体表面实施碱处理、电晕处理、等离子体处理、溅射处理等加工处理，表面活性剂、硅烷偶联剂等底漆涂布，Si蒸镀等薄膜干式涂布等，由此，能够提高透光性基体和光学功能层的密合性，提高该光学功能层的物理强度、耐化学药品性。另外，在透光性基体和光学功能层之间设置其他层的情况下，通过上述同样的方法，也能够提高各层界面的密合性、提高该光学功能层的物理强度、耐化学药品性。
<光学功能层>
光学功能层可通过将含有树脂成分、透光性微粒和溶剂的涂料涂布在透光性基体上，使上述溶剂挥发后，使上述树脂成分固化来形成。光学功能层中也可以含有其他任意成分。
光学功能层的厚度优选为2.0～15.0μm的范围，更优选为3.0～10.0μm的范围，进一步优选为4.0～9.0μm的范围。光学功能层比2.0μm薄的情况下，在为紫外线固化型时，因氧的阻碍而产生固化不良，光学功能层的耐磨耗性容易变差。光学功能层比15.0μm厚的情况下，光学功能层因固化收缩而产生卷曲，产生微裂、与透光性基体的密合性降低、进而光透过性降低。并且，随着膜厚的增加，必要的涂料量会增加，这也是导致成本上升的原因。
通过使光学功能层形成表面凹凸结构，能够将其作为防眩层使用。另外，在透光性基体上具有防眩层的层叠体，能够作为防眩膜使用。
(树脂成分)
作为构成光学功能层的树脂成分，只要是固化后形成的皮膜具有足够的强度并具有透明性的物质，就可以无特别限制地使用。作为前述树脂成分，可举出热固性树脂、热塑性树脂、电离放射线固化型树脂、二液混合型树脂等，其中，电离放射线固化型树脂是合适的，其在利用电子射线、紫外线照射的固化处理中，通过简单的加工操作就能有效地固化。
作为电离放射线固化型树脂，可单独或者以适当混合而成组合物的形式使用具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等自由基聚合性官能团、环氧基、乙烯基醚基、氧杂环丁烷基等阳离子聚合性官能团的单体、低聚物、预聚物。作为单体的例子，可举出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯等。作为低聚物、预聚物，可举出聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯、环氧基丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯等丙烯酸酯化合物，不饱和聚酯、四甲撑二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、各种脂环式环氧基等环氧系化合物，3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、1，4-双(((3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基)甲基)苯、二(1-乙基(3-氧杂环丁基)甲醚等氧杂环丁烷化合物。这些可以单独或者多种混合使用。
在这些电离放射线固化型树脂中，官能团数为3个以上的多官能单体，能够提高固化速度、提高固化物的硬度。另外，通过使用多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯，能够赋予固化物硬度、柔软性等。
作为电离放射线固化型树脂，可使用电离放射线固化型氟化丙烯酸酯。电离放射线固化型氟化丙烯酸酯与其他的氟化丙烯酸酯相比，为电离放射线固化型，由此，因分子间产生交联而起到耐化学药品性优异、皂化处理后也表现出充分的防污性的效果。另外，通过增加电离放射线固化型氟化丙烯酸酯的配合量，能够增大畴结构的大小，并且可减少每单位面积的畴结构数。光学功能层中所含的电离放射线固化型氟化丙烯酸酯的比例并无特别限制，在构成光学功能层的树脂组合物中的固体成分的总质量100质量份中，0.05～50质量％是合适的，0.2～20质量％是更合适的。如果电离放射线固化型氟化丙烯酸酯的配合量少于0.05质量％，则拒水效果、光滑性降低，耐划伤性、防污性、耐化学药品性变差。如果电离放射线固化型氟化丙烯酸酯的配合量多于50质量％，则制膜性可能变差。
这里，将电离放射线固化型树脂以及透光性微粒等光学功能层中的固体成分总称为“树脂组合物”。此外，也可任意地含有电离放射线固化型氟化丙烯酸酯、抗静电剂等成分。
作为电离放射线固化型氟化丙烯酸酯，例如，可使用甲基丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、甲基丙烯酸2-(全氟-7-甲基辛基)乙酯、甲基丙烯酸3-(全氟-7-甲基辛基)-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-(全氟-9-甲基癸基)乙酯、甲基丙烯酸3-(全氟-8-甲基癸基)-2-羟基丙酯、丙烯酸3-全氟辛基-2-羟基丙酯、丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、丙烯酸2-(全氟-9-甲基癸基)乙酯、(甲基)丙烯酸十五氟辛酯、(甲基)丙烯酸十一氟己酯、(甲基)丙烯酸九氟戊酯、(甲基)丙烯酸七氟丁酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸五氟丙酯、(甲基)丙烯酸三氟丙酯、(甲基)丙烯酸三氟异丙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、下述化合物(i)～(xxxi)等。另外，下述化合物均表示丙烯酸酯的情况，式中的丙烯酰基均能变更为甲基丙烯酰基。
[化学式1]
Figure BSA00000338456100091
[化学式2]
Figure BSA00000338456100101
[化学式3]
Figure BSA00000338456100111
[化学式4]
Figure BSA00000338456100121
[化学式5]
Figure BSA00000338456100131
这些可以单独使用或者混合多种来使用。氟化丙烯酸酯中，从固化物的耐磨耗性和伸长率以及柔软性的观点出发，优选为具有氨基甲酸酯键的含氟化烷基的氨基甲酸酯丙烯酸酯。另外，在氟化丙烯酸酯中，优选多官能氟化丙烯酸酯。另外，此处的多官能氟化丙烯酸酯是指具有2个以上(优选为3个以上，更优选为4个以上)的(甲基)丙烯酰氧基的物质。
电离放射线固化型树脂可以通过直接照射电子射线来固化，但在通过照射紫外线进行固化时，需要添加光聚合引发剂。另外，作为使用的放射线，可以是紫外线、可见光线、红外线、电子射线中的任一种。另外，这些放射线可以是偏振光也可以是非偏振光。
作为光聚合引发剂，可以单独或者适当组合使用苯乙酮系、二苯甲酮系、噻吨酮系、苯偶姻、苯偶姻甲基醚等自由基聚合引发剂，芳香族重氮盐、芳香族锍盐、芳香族碘鎓盐、茂金属化合物等阳离子聚合引发剂。
另外，可以使电离放射线固化型树脂含有流平剂、抗静电剂等添加剂。流平剂具有使涂膜表面的张力均匀化、在形成涂膜前修复缺陷的功用，可采用界面张力、表面张力都比上述电离放射线固化型树脂低的物质。
电离放射线固化型树脂等树脂成分的配合量，相对于构成光学功能层的树脂组合物中的固体成分的总质量，含有50质量％以上，优选为60质量％以上。上限值并无特别限制，例如，为99.9质量％。如果小于50质量％，则存在得不到充分的硬度等问题。
(透光性微粒)
作为透光性微粒，可使用由丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚偏氟乙烯、聚氟化乙烯系树脂等形成的有机系的透光性树脂粒子，二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钙、氧化锡、氧化铟、氧化锑等无机系的透光性微粒。透光性微粒的折射率优选为1.40～1.75，折射率小于1.40或者大于1.75时，与透光性基体或者树脂基质的折射率差过大，全光线透过率降低。另外，透光性微粒和树脂成分的折射率之差优选为0.2以下。透光性微粒的平均粒径优选处于0.5～5μm的范围，更优选为1.0～3μm。粒径小于0.5μm时，防眩性降低，另外，大于5μm时，产生刺眼感觉，并且，表面凹凸程度过大，使得表面看上去发白，因此不优选。另外，上述光学功能层中含有的透光性微粒的比例并无特别限制，相对于树脂组合物100质量份为0.1～20质量％时，在满足防眩功能、刺眼的光等特性的方面是合适的，容易控制光学功能层表面的微细的凹凸形状和雾度值。这里，“折射率”是指基于JIS K-7142的测定值。另外，“平均粒径”是指用电子显微镜实测的100个粒子的直径的平均值。
(溶剂)
作为溶剂，使用能够将树脂组合物中所含的树脂成分良好地溶解、分散透光性微粒的溶剂。
作为用于为了形成畴结构而形成表面凹凸的溶剂(溶媒)，特别优选含有第一溶媒和第二溶媒。
通过加入第一溶媒以及第二溶媒，能够利用凝聚和对流在光学功能层表面制成基于畴结构的表面凹凸形状。
第一溶媒是指能良好地分散透光性微粒的溶媒。能够使用的第一溶媒根据透光性微粒的种类的不同而不同，例如，使用PMMA微粒作为透光性微粒的情况下，作为第一溶媒，可使用甲苯等芳香族溶剂、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)等酮系溶剂。这些第一溶媒可以使用一种也可以混合多种来使用。
第二溶媒是指能使透光性微粒适当凝聚的溶媒。能够使用的第二溶媒根据透光性微粒的种类的不同而不同，例如，使用PMMA微粒作为透光性微粒的情况下，作为第二溶媒，可使用水、甲醇、乙醇等。这些第二溶媒可以使用一种也可以混合多种来使用。
这里，优选将树脂成分、透光性微粒、第一溶媒以及第二溶媒混合而使用。将该混合好的涂料涂布在透光性基体上形成涂布层后，使上述涂布层所含的上述第一和第二溶媒挥发时，在涂布层中容易产生对流。通过该对流在涂布层表面形成畴结构。形成上述畴结构后，通过对上述涂料所含有的树脂进行固化，能够在光学功能层中形成畴结构。另外，在形成上述涂布层时，使固化后的光学功能层的膜厚和平均粒径的关系包含于本发明的范围。如上所述，混合第一溶媒和第二溶媒而形成的光学功能层容易形成用于得到防眩性的表面凹凸，因而优选。
(抗静电剂)
光学功能层可以含有抗静电剂(有时将抗静电剂称作导电剂、导电材料)。通过添加导电剂，能够有效防止光学层叠体的表面上附着尘埃。作为抗静电剂(导电剂)的具体例子，可举出季铵盐、吡啶盐、具有伯氨基～叔氨基等阳离子性基团的各种阳离子性化合物；具有磺酸盐基、硫酸酯盐基、磷酸酯盐基、膦酸盐基等阴离子性基的阴离子性化合物；氨基酸系、氨基硫酸酯系等两性化合物；氨基醇系、甘油系、聚乙二醇系等非离子性化合物；锡以及钛的醇盐这样的有机金属化合物以及它们的乙酰丙酮盐这样的金属螯合物等，进一步可举出将上述列举的化合物进行高分子量化的化合物。另外，具有叔氨基、季铵基或金属螯合部、并且通过电离放射线可聚合的单体或低聚物，或者具有官能团的偶联剂这样的有机金属化合物等聚合性化合物，也可以作为抗静电剂使用。
另外，可举出导电性微粒。作为导电性微粒的具体例子，可举出金属氧化物形成的微粒。作为这样的金属氧化物，可举出ZnO、CeO2、Sb2O2、SnO2、常被简称为ITO的氧化铟锡、In2O3、Al2O3、掺锑氧化锡(简称为ATO)、掺铝氧化锌(简称为AZO)等。所说的微粒是指1微米以下的所谓亚微米大小的微粒，优选为平均粒径是0.1nm～0.1μm的微粒。
另外，作为抗静电剂(导电剂)的其他具体例子，可举出导电性聚合物。作为其材料并无特别限制，例如，可举出从脂肪族共轭系的聚乙炔、聚并苯(polyacene)、聚薁(polyazulene)、芳香族共轭系的聚亚苯基、杂环式共轭系的聚吡咯、聚噻吩、聚异硫茚、含杂原子共轭系的聚苯胺、聚噻吩乙炔、混合型共轭系的聚对亚苯基亚乙烯、分子中具有多个共轭链的共轭系即多链型共轭系、它们的导电性聚合物的衍生物、以及将这些共轭高分子链接枝共聚或者嵌段共聚于饱和高分子而得到的高分子即导电性复合物组成的组中选择的至少一种。其中，更优选使用聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯等有机系抗静电剂。通过使用上述有机系抗静电剂，能够发挥优异的抗静电性能，同时提高光学层叠体的全光线透过率，并且降低雾度值。另外，为了提高导电性、提高抗静电性能，也可以添加有机磺酸、氯化铁等阴离子作为掺杂剂(供电子剂)。基于添加掺杂剂的效果，聚噻吩的透明性、抗静电性高而特别优选。作为上述聚噻吩，也可适当使用低聚噻吩。作为上述衍生物并无特别限制，例如，可举出聚苯乙炔、聚二乙炔的烷基取代物等。
(偏振光基体)
在本发明中，可以在与光学功能层相反面的透光性基体上层叠偏振光基体。通过将光学功能层、透光性基体和偏振光基体层叠，能够制成偏振片。这些层彼此之间可以直接层叠，也可以隔着粘着层等其他层来层叠。这里，该偏振光基体可以使用只透过特定的偏振光而吸收其他的光的光吸收型的偏振光膜、或只透过特定的偏振光而反射其他光的反射型的偏振光膜。作为光吸收型的偏振光膜，可使用使聚乙烯醇、聚乙烯撑(polyvinylene)等拉伸而得到的膜，例如，可举出对吸附有作为双色性单元的碘或染料的聚乙烯醇进行单轴拉伸而得到的聚乙烯醇(PVA)膜。作为光反射型的偏振光膜，例如，可举出：3M公司制造的“DBEF”，其构成为，将拉伸时拉伸方向的折射率不同的2种聚酯树脂(PEN以及PEN共聚物)通过挤出成型技术相互交替层叠数百层并拉伸；日东电工社制造的“NIPOCS”或Merck公司制造的“TRANCE MAX”等，其构成为，将胆甾型液晶聚合物层和1/4波长板层叠，将从胆甾型液晶聚合物层一侧入射的光分离成彼此相反的2个圆偏振光，使一方透过，并使另一方反射，通过1/4波长板将在胆甾型液晶聚合物层中透过的圆偏振光转换为直线偏振光。
<光学层叠体>
将含有上述构成成分的光学功能层形成用涂料涂布在透光性基体上，然后，通过热或者照射电离放射线(例如，照射电子射线或者紫外线)，使该光学功能层形成用涂料固化，由此形成光学功能层，可以得到本发明的光学层叠体。光学功能层可以形成在透光性基体的单面，也可以形成在两面上。本发明的光学层叠体具备以下的性质、功能。
(雾度)
本发明最佳实施方式涉及的光学层叠体的总雾度优选为3～13，更优选为4～10.5，进一步优选为5～9。
(全光线透过率)
光学层叠体的全光线透过率优选为90％以上，更优选为90.5％以上，进一步优选为91％以上。
(图像鲜明性)
就光学层叠体在皂化处理前的图像鲜明性而言，基于宽0.5mm光梳，优选为0～90％，更优选为5～80％，进一步优选为10～77.5％。
(刺眼感觉)
就光学层叠体的刺眼感觉而言，使与光学层叠体形成面相反面隔着无色透明的粘着层，贴合于分辨率不同的几个液晶显示器表面上，通过CCD相机进行照相，根据图像有无辉度偏差来进行判断。就刺眼感觉而言，以不能用分辨率更高的显示器确认者为宜，优选在分辨率为101～140ppi的液晶显示器中没有刺眼感觉。
(平均倾斜角度)
本发明的光学层叠体在光学功能层的表面具有微细的凹凸形状。这里，该微细的凹凸形状优选为由根据ASME95求出的平均倾斜算出的平均倾斜角度处于0.2°～1.4°的范围，更优选为0.25°～1.2°，进一步优选为0.25°～1.0°。如果平均倾斜角度小于0.2°，则防眩性变差，如果平均倾斜角度超过1.4°，则对比度变差，因此，不适于用于显示器表面的光学层叠体。
(算术平均粗糙度)
另外，关于本发明的光学层叠体而言，作为光学功能层的微细凹凸形状，算术平均粗糙度Ra优选为0.05μm～0.2μm，进一步优选为0.05μm～0.15μm，特别优选为0.05μm～0.10μm。如果算术平均粗糙度Ra小于0.05μm，则光学层叠体的防眩性不充分。如果算术平均粗糙度Ra超过0.2μm，则光学层叠体的对比度变差。
(凹凸平均间隔)
在本发明中，凹凸平均间隔Sm优选为50μm～200μm。如果Sm小于50μm，则得不到充分的对比度，如果Sm超过200μm，则防眩性降低，因此，不适于用于显示器表面的光学层叠体。
(麦克贝斯浓度)
本发明的光学层叠体的麦克贝斯反射浓度表示的是，在使光学膜的透光性基体的、与树脂层相反一侧的面变黑的状态下测定的值越大就越黑。麦克贝斯反射浓度的值优选为3.2以上。在显示器等的表面使用光学膜时，很少在白显示中看出大的差异，因此，为了高对比度化，需要强调黑显示时的黑度。如果麦克贝斯反射浓度小于3.2，则高对比度化不充分。
(光泽度)
本发明的光学层叠体的60°光泽度优选为100～130的范围。60°光泽度大于130时，防眩性降低，因此不优选。另外，60°光泽度小于100时，虽然防眩性良好，但光在表面的散射增强，使得明室对比度降低，因此不优选。
<光学层叠体的制造方法>
作为在透光性基体上涂布光学功能层形成用涂料的方法，可应用通常的涂布方式、印刷方式。具体来讲，可使用气刀涂布、棒涂布、刮板涂布、刮刀涂布、逆向涂布、门辊涂布、凹槽辊涂布、吻合涂布、铸涂、喷涂、狭缝喷嘴型涂布、帘式涂布、挡板涂布(dam coating)、浸渍涂布、模涂等涂布、照相凹版印刷等凹版印刷、丝网印刷等孔版印刷等印刷等。
以下，采用实施例对本发明加以说明，但本发明并不限于这些实施例。
(制造例1)电离放射线固化型氟化丙烯酸酯A液的合成
在500ml的反应烧瓶中，于25℃，向异佛尔酮二异氰酸酯22.2g(0.1摩尔)的MIBK(甲基异丁基酮)100ml溶液中一边进行鼓气泡一边滴加季戊四醇三丙烯酸酯59.6g(0.20摩尔)的MIBK 50ml溶液。滴加结束后，加入二月桂酸二丁基锡0.3g，进一步在70℃加热搅拌4小时。反应结束后，用5％盐酸100ml来洗涤反应溶液。分取有机层后，在40℃以下减压馏去溶媒，由此得到作为无色透明粘稠液体的氨基甲酸酯丙烯酸酯80.5g。在200ml反应烧瓶中投入制备好的氨基甲酸酯丙烯酸酯40.8g(0.05摩尔)、全氟辛基乙基硫醇71.9g(0.15摩尔)、MIBK 60g，使其均匀化。在该混合溶液中于25℃缓慢加入三乙胺1.0g。添加结束后，进一步在50℃搅拌3小时。反应结束后，在50℃以下的条件下，使用蒸发仪来减压馏去三乙胺，进一步用真空泵干燥，由此，得到由混合物构成的电离放射线固化型氟化丙烯酸酯A液，所述混合物含有由结构式1表示的含氟化烷基的氨基甲酸酯丙烯酸酯、并进一步含有丙烯酰基和全氟辛基乙基硫醇的加成反应的位置与前述结构式1不同的化合物。
[化学式6]
结构式1
(制造例2)含有ATO紫外线固化型树脂B液的合成
制备在纯水400g中溶解有锡酸钾130g和酒石酸锑钾30g的混合溶液。在60℃花12小时，将该制备的溶液添加于搅拌下的溶解有硝酸铵1.0g和15％氨水12g的纯水1000g中，进行水解。此时，同时添加10％硝酸溶液以使pH值保持于9.0。过滤洗涤生成的沉淀物后，使其再度分散于水中，制备出固体成分浓度20质量％的金属氧化物前体氢氧化物分散液。将该分散液在温度100℃喷雾干燥，制备出金属氧化物前体氢氧化物粉体。对该粉体在空气氛围下、在550℃进行2小时的加热处理，由此得到掺Sb氧化锡(ATO)粉末。
使该粉末60g分散于浓度4.3重量％的氢氧化钾水溶液140g，将分散液保持于30℃的同时，用砂磨机粉碎3小时，制备溶胶。接着，用离子交换树脂对该溶胶进行脱碱离子处理，直至pH值达到3.0，接着，加入纯水，制备固体成分浓度20质量％的ATO分散液。该ATO分散液的pH值为3.3。另外，ATO微粒的平均粒径为10nm。
接着，将ATO分散液100g调节至25℃，花3分钟添加四乙氧基硅烷(多摩化学(株)制造：正硅酸乙酯，SiO2浓度28.8质量％)4.0g，然后，搅拌30分钟。之后，花1分钟添加乙醇100g，用30分钟升温至50℃，加热处理15小时。此时的固体成分浓度为10质量％。
接着，通过超滤膜过滤，将作为分散介质的水、乙醇置换为乙醇，制备出固体成分浓度30质量％的用有机硅化合物进行过表面处理的ATO分散液。
将该用有机硅化合物进行过表面处理的ATO分散液13.1g、季戊四醇三丙烯酸酯(共荣社化学制造的PE-3A)25.6g、氨基甲酸酯丙烯酸酯(共荣社化学制造的UA306I)17.1g、光聚合引发剂(汽巴精化日本制造的Irgacure 184)2.5g、乙醇34.2g、甲苯7.5g进行混合，用涂料振荡器混合30分钟，得到固体成分浓度49重量％的含ATO紫外线固化型树脂B液。
实施例1
将含有前述电离放射线固化型氟化丙烯酸酯A液、含ATO紫外线固化型树脂B液的表1所记载的规定的混合物，用分散机搅拌30分钟，由此得到光学功能层形成用涂料，将该涂料以辊涂方式涂布(线速度：20m/分钟)在膜厚80μm、全光线透过率92％的透明基体的TAC膜(富士胶卷公司制造，TD80UL)的单面上，在30～50℃经过20秒钟的预备干燥后，在100℃干燥1分钟，在氮气氛围中(氮气置换)，进行紫外线照射(灯：聚光型高压水银灯，灯的输出功率：120W/cm，灯数：4盏，照射距离：20cm)，由此使涂布膜固化。由此，得到具有厚度7.3μm的光学功能层的实施例1的光学层叠体。
实施例2
将光学功能层形成用涂料变更为含有前述电离放射线固化型氟化丙烯酸酯A液、含ATO紫外线固化型树脂B液的表1所记载的规定的混合液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到具有厚度7.2μm的光学功能层的实施例2的光学层叠体。
实施例3
将光学功能层形成用涂料变更为含有含ATO紫外线固化型树脂B液的表1所记载的规定的混合液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到具有厚度6.0μm的光学功能层的实施例3的光学层叠体。
实施例4
除了制成厚度11.0μm的光学功能层以外，与实施例2同样地操作，得到实施例4的光学层叠体。
比较例1
将光学功能层形成用涂料变更为含有平均粒径4.1μm的无定形二氧化硅的表1所记载的规定的混合液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到具有厚度3.5μm的光学功能层的比较例1的光学层叠体。
比较例2
将光学功能层形成用涂料变更为含有前述电离放射线固化型氟化丙烯酸酯A液、含ATO紫外线固化型树脂B液且不含透光性微粒的表1所记载的规定的混合液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到具有厚度7.3μm的光学功能层的比较例2的光学层叠体。
比较例3
将光学功能层形成用涂料变更为含有含ATO紫外线固化型树脂B液以及平均粒径为5μm的PMMA微粒的表1所记载的规定的混合液，除此以外，与实施例1同样地操作，得到具有厚度6.7μm的光学功能层的比较例3的光学层叠体。
比较例4
除了制成厚度4.0μm的光学功能层以外，与实施例2同样地操作，得到比较例4的光学层叠体。
表1
Figure BSA00000338456100221
Figure BSA00000338456100231
<评价方法>
接下来，对实施例和比较例的光学层叠体，评价下述项目。
(畴数)
关于畴数，通过使用光学显微镜在倍率50倍下对光学层叠体进行照相，利用目测来测定相片的0.1mm2框内所存在的畴数。对于在表示0.1mm2的框内之外所存在的畴，仅在其能被目测确认为面积在框内占到一半以上时才对其计数。如上所述地操作，对0.1mm2框内所存在的畴数进行计测后，算出每1mm2所存在的畴数。
光学显微镜：奥林巴斯制造的BX60
相机：尼康制造的COOLPIX E995
照相模式：透过
实施例和比较例的光学层叠体示于图中(实施例1示于图2，实施例2示于图3，实施例3示于图4，实施例4示于图5，比较例1示于图6，比较例3示于图7，比较例4示于图8)。
比较例2的光学层叠体，相对于平均粒径其光学功能层的厚度较薄，因此未形成畴结构，所以未进行照相。
(全光线透过率)
关于全光线透过率，基于JIS K7105，使用雾度计(商品名：NDH2000，日本电色社制造)进行测定。
(雾度值)
关于雾度值，基于JIS K7105，使用雾度计(商品名：NDH2000，日本电色社制造)进行测定。表中的雾度是总雾度的值。
(算术平均粗糙度、凹凸的平均间隔)
关于算术平均粗糙度Ra和凹凸平均间隔Sm，根据JIS B0601-1994，采用表面粗糙度测定器(商品名：Surfcorder SE1700α，小坂研究所社制造)进行测定。
(平均倾斜角度)
关于平均倾斜角度，根据ASME95，采用表面粗糙度测定器(商品名：Surfcorder SE1700α，小坂研究所社制造)求出平均倾斜，根据下式算出平均倾斜角度。
平均倾斜角度＝tan-1(平均倾斜)
(图像鲜明性)
根据JIS K7105，采用映像性测定器(商品名：ICM-1DP，Suga试验机社制造)，将测定器设定为透过模式，用宽0.5mm的光梳进行测定。
(防眩性)
关于防眩性，在图像鲜明性的值为0～80时设为○，在81～90时设为△，在91～100时设为×。
(刺眼感觉)
关于刺眼感觉，分别使各实施例和各比较例的光学层叠体形成面的相反面，隔着无色透明的粘着层贴合于分辨率为50ppi的液晶显示器(商品名：LC-32GD4，夏普公司制造)、分辨率为100ppi的液晶显示器(商品名：LL-T1620-B，夏普公司制造)、分辨率为120ppi的液晶显示器(商品名：LC-37GX1W，夏普公司制造)、分辨率为140ppi的液晶显示器(商品名：VGN-TX72B，索尼公司制造)、分辨率为150ppi的液晶显示器(商品名：nw8240-PM780，日本休利特—帕卡德公司制造)、分辨率为200ppi的液晶显示器(商品名：PC-CV50FW，夏普公司制造)的画面表面，在暗室下使液晶显示器为绿显示，然后，在从各液晶TV的法线方向以分辨率200ppi的CCD相机(CV-200C，基恩士公司制造)摄影得到的图像上，不能确认出辉度偏差时的分辨率的值为0～50ppi时设为×，为51～100ppi时设为△，为101～140ppi时设为○，为141～200ppi时设为◎。
(明室对比度)
关于明室对比度，在实施例和比较例的光学层叠体中，使与光学功能层的形成面相反一面，隔着无色透明的粘着层贴合于液晶显示装置(商品名：LC-37GX1W，夏普公司制造)的画面表面，从液晶显示装置画面的正面上方60°的方向，用荧光灯(商品名：HH4125GL，National公司制造)使液晶显示器表面的照度达到200勒克斯后，用色彩辉度计(商品名：BM-5A，拓普康公司制造)测定使液晶显示装置为白显示和黑显示时的辉度，通过以下的式子对所得到的黑显示时的辉度(cd/m2)和白显示时的辉度(cd/m2)进行计算，此时算出的值在800以下时设为×，801以上时设为○。
对比度＝白显示的辉度/黑显示的辉度
(暗室对比度)
关于暗室对比度，在实施例和比较例的光学层叠体中，使与光学功能层的形成面相反一面，隔着无色透明的粘着层贴合于液晶显示装置(商品名：LC-37GX1W，夏普公司制造)的画面表面，在暗室条件下，用色彩辉度计(商品名：BM-5A，拓普康公司制造)测定使液晶显示装置为白显示和黑显示时的辉度，用以下的式子对所得到的黑显示时的辉度(cd/m2)和白显示时的辉度(cd/m2)进行计算，此时算出的值为900～1100时设为×，为1101～1300时设为△，为1301～1500时设为○。
对比度＝白显示的辉度/黑显示的辉度
(麦克贝斯浓度)
关于麦克贝斯反射浓度，根据JIS K7654采用麦克贝斯反射浓度计(商品名：RD-914，坂田工程公司制造)，用Magic Ink(注册商标)将实施例和各比较例的光学层叠体的透光性基体的与树脂层相反一侧的面涂黑后，测定树脂层表面的麦克贝斯反射浓度。
(光泽度)
关于光泽度，根据JIS Z8741，采用光泽计(商品名：VG2000，日本电色社制造)，测定60°镜面光泽度。
得到的结果示于表2中。表中的数据只要没有特别说明，就是对皂化处理前的光学层叠体进行测定的结果。
Figure BSA00000338456100271
如表2所示，就各实施例的光学层叠体而言，光学功能层的膜厚D和上述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r满足3×r＜D≤10×r的关系式，因此，能够实现防眩性和高对比度(明室和暗室)。尤其是实施例1～3的光学层叠体，不仅有防眩性和高对比度，对于刺眼感觉也可起到效果。
另一方面，各比较例的光学层叠体不满足上述关系式3×r＜D≤10×r，因此，不能兼具防眩性和高对比度(明室和暗室)。

Claims (14)

1.一种光学层叠体，其特征在于，具备透光性基体和设置于所述透光性基体上的至少一层光学功能层，所述光学功能层具有畴结构，所述光学功能层的膜厚D和所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于以关系式3×r＜D≤10×r所表示的范围。
2.根据权利要求1所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层的膜厚D和所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于以关系式3.5×r≤D≤9×r所表示的范围。
3.根据权利要求1或2所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层的膜厚D和所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于以关系式4×r≤D≤8×r所表示的范围。
4.根据权利要求1～3中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层的膜厚D处于2μm～15μm的范围。
5.根据权利要求1～4中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r处于0.5μm～5.0μm的范围。
6.根据权利要求1～5中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层中所形成的畴结构处于每1mm2有20个～1000个的范围。
7.根据权利要求1～6中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层中所形成的畴结构处于每1mm2有30个～500个的范围。
8.根据权利要求1～7中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层中所形成的畴结构处于每1mm2有50个～300个的范围。
9.根据权利要求1～8中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层表面的算术平均粗糙度Ra处于0.05μm～0.20μm的范围内。
10.根据权利要求1～9中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层表面的凹凸平均间隔Sm处于50μm～200μm的范围内。
11.根据权利要求1～10中任一项所记载的光学层叠体，其特征在于，所述光学功能层表面的平均倾斜角度处于0.2°～1.4°的范围内。
12.一种偏振片，其特征在于，具备权利要求1～11中任一项所记载的光学层叠体。
13.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求1～11中任一项所记载的光学层叠体。
14.一种光学层叠体的制造方法，其特征在于，将混合有树脂成分、透光性微粒和第一溶媒以及第二溶媒的涂料涂布在透光性基体上，形成涂布层，在使所述涂布层所含有的所述第一溶媒和第二溶媒挥发时，使涂布层中产生对流而形成畴结构，然后，使所述涂料中所含有的树脂成分固化而形成光学功能层，所述光学功能层的膜厚D和所述光学功能层所含有的透光性微粒的平均粒径r满足3×r＜D≤10×r的关系式。
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