CN102193113A - 防眩膜和防眩性偏振板 - Google Patents

防眩膜和防眩性偏振板 Download PDF

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Abstract

本发明提供防眩膜以及使用其的防眩性偏振板,该防眩膜具有基材膜、和在该基材膜上层合的具有凹凸表面的防眩层,其中,该基材膜含有丙烯酸系树脂,空间频率0.01μm-1处的该凹凸表面的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的能谱H2 2之比H1 2/H2 2为3~20的范围内,空间频率0.1μm-1处的能谱H3 2与能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下,该凹凸表面包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面。

Description

防眩膜和防眩性偏振板
技术领域
本发明涉及防眩(antiglare)膜和使用了其的防眩性偏振板。
背景技术
液晶显示器、等离子显示器面板、布劳恩管(阴极射线管:CRT)显示器、有机电致发光(EL)显示器等图像显示装置,如果外部光映入其显示面,则显著损害视认性。以往,为了防止这样的外部光的映入,在重视画质的电视机、个人电脑、在外部光强的室外使用的摄像机和数码相机以及利用反射光进行显示的移动电话等中,在图像显示装置的表面配置有防止外部光映入的防眩膜。
例如,特开2006-053371号公报中,记载了通过对研磨过的模具基材实施喷砂加工后,实施无电解镀镍,从而制造表面具有微细凹凸的模具,通过边将在三乙酰纤维素(TAC)膜上形成的光固化性树脂层压靠于该模具的凹凸面边使其固化,从而将该模具的凹凸面转印于光固化性树脂层的表面的防眩膜。
发明内容
对于防眩膜,除了要求防眩性以外,还希望在图像显示装置的表面配置时显现良好的对比度,抑制在图像显示装置的表面配置时因散射光而使显示面整体变得全白、显示变为浑浊的颜色的所谓“泛白”的产生,以及抑制在图像显示装置的表面配置时图像显示装置的像素与防眩膜的表面凹凸形状干涉、结果产生亮度分布而难以观看的所谓“晃眼”的产生。但是,上述的特开2006-053371号公报中记载的防眩膜,由于使用通过喷砂加工而形成了凹凸形状的模具来制作,赋予防眩膜的凹凸形状的精度不足,特别是有时具有具备50μm以上的周期的比较大的凹凸形状,因此存在“晃眼”容易产生的问题。
此外,该文献中记载的防眩膜,容易受损,在机械强度方面有时未必充分。此外,该文献中记载的防眩膜,在耐湿性上不充分,如果将该防眩膜贴合于偏光膜而使用,该偏光膜有时因吸湿而劣化。
因此,本发明的目的在于,提供示出优异的防眩性、显现良好的对比度同时能够防止“泛白”和“晃眼”的发生引起的视认性的下降、而且机械强度和耐湿性优异的防眩膜,以及由该防眩膜和偏光膜的层合体形成的防眩性偏振板,该防眩性偏振板能够有效地抑制该偏光膜的劣化。
本发明提供防眩膜,该防眩膜具有基材膜、和在该基材膜上层合的具有凹凸表面的防眩层,该基材膜含有丙烯酸系树脂,空间频率0.01μm-1处的该凹凸表面的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的该凹凸表面的标高的能谱H2 2之比H1 2/H2 2为3~20的范围内,空间频率0.1μm-1处的该凹凸表面的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的该凹凸表面的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下,并且该凹凸表面包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面。基材膜的厚度优选为20μm以上100μm以下。
此外,本发明提供防眩性偏振板,其具有上述防眩膜和在基材膜的与防眩层的相反侧的面层合的偏光膜。
本发明的防眩膜,示出优异的防眩性,显现良好的对比度,同时能够有效地防止“泛白”和“晃眼”的发生所引起的视认性的下降。此外,本发明的防眩膜的机械强度和耐湿性优异。使用了该防眩膜的本发明的防眩性偏振板中,吸湿引起的偏光膜的劣化得以有效抑制。
附图说明
图1为示意地表示本发明的防眩膜的一例的截面图。
图2为示意地表示本发明的防眩膜的表面的立体图。
图3为表示离散地得到表示标高的函数h(x,y)的状态的示意图。
图4为用二元的离散函数h(x,y)表示本发明的防眩膜具有的防眩层的微细凹凸表面的标高的图的一例。
图5为用白和黑的层次(gradation)表示将图4中所示的二元函数h(x,y)进行离散傅立叶变换而得到的标高的能谱H2(fx,fy)。
图6为表示图5中所示的能谱H2(fx,fy)的fx=0处的截面的图。
图7为用于说明微细凹凸表面的倾斜角度的测定方法的示意图。
图8为表示防眩膜具有的防眩层的微细凹凸表面的倾斜角度分布的柱状图的一例的图。
图9为表示作为能够用于制作本发明的防眩膜的图案的图像数据的一部分的图。
图10为用白和黑的层次表示将图9中所示的灰度等级的二元离散函数g(x,y)进行离散傅立叶变换而得到的能谱G2(fx,fy)的图。
图11为表示图10中所示的能谱G2(fx,fy)的fx=0处的截面的图。
图12为示意地表示模具的制造方法的前半部分的优选的一例的图。
图13为示意地表示模具的制造方法的后半部分的优选的一例的图。
图14为示意地表示由第1蚀刻工序形成的凹凸面通过第2蚀刻工序钝化的状态的图。
图15为表示实施例1的模具制作时使用的图案的图。
图16为表示实施例2的模具制作时使用的图案的图。
图17为表示图15和图16中所示的图案的能谱G2(fx,fy)的fx=0处的截面的图。
具体实施方式
<防眩膜>
图1是示意地表示本发明的防眩膜的一例的截面图。本发明的防眩膜,如图1中所示的实例那样,具有包含丙烯酸系树脂的基材膜101、和在基材膜101上层合的防眩层102。防眩层102的与基材膜101相反侧的表面由微细的凹凸表面(微细凹凸表面103)构成。以下对本发明的防眩膜详细说明。
(防眩层)
本发明的防眩膜具有的防眩层102中,空间频率0.01μm-1处的微细凹凸表面103的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的微细凹凸表面103的标高的能谱H2 2之比H1 2/H2 2为3~20的范围内,空间频率0.1μm-1处的微细凹凸表面103的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的微细凹凸表面103的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下。
目前为止,对于防眩膜的微细凹凸表面的周期,用JIS B 0601中记载的粗糙度曲线要素的平均长度RSm、截面曲线要素的平均长度PSm和波浪曲线要素的平均长度WSm等进行评价。但是,对于这样的以往的评价方法,不能正确评价微细凹凸表面所含的多个周期。因此,对于晃眼与微细凹凸表面的相关性以及防眩性与微细凹凸表面的相关性,也不能正确地评价,对于RSm、PSm、WSm等的值的控制,难以制作兼顾晃眼的抑制和充分的防眩性能的防眩膜。
本发明人等发现,将具有微细凹凸表面的防眩层层合在包含丙烯酸系树脂的基材膜上而成的防眩膜,其中该微细凹凸表面示出使用“微细凹凸表面的标高的能谱”规定的特定的空间频率分布,即标高的能谱比H1 2/H2 2为3~20的范围内,H3 2/H2 2为0.1以下,这样的防眩膜显示优异的防眩性能,并且能够防止泛白引起的视认性的下降,同时应用于高清晰的图像显示装置的情况下,也不产生晃眼而显现高对比度。
首先,对防眩层具有的微细凹凸表面的标高的能谱进行说明。图2为示意地表示本发明的防眩膜的表面的立体图。如图2中所示,本发明的防眩膜1具备具有由微细的凹凸2构成的微细凹凸表面的防眩层。其中,本发明中所说的“微细凹凸表面的标高”,意味着防眩膜1表面的任意点P处距离微细凹凸表面的最低点的高度中具有该高度的假想的平面(作为基准,标高为0μm)的防眩膜的主法线方向5(上述假想的平面的法线方向)上的直线距离。如图2中所示,用(x,y)表示防眩膜面内的正交坐标时,微细凹凸表面的标高可以用坐标(x,y)的二元函数h(x,y)表示。图2中用投影面3表示防眩膜整体的面。
微细凹凸表面的标高可以由采用共焦点显微镜、干涉显微镜、原子间力显微镜(AFM)等装置测定的表面形状的三维信息求出。测定机所要求的水平分解能力至少为5μm以下,优选为2μm以下,此外,垂直分解能力至少为0.1μm以下,优选为0.01μm以下。作为适合该测定的非接触三维表面形状-粗糙度测定机,可以举出New View 5000系列(Zygo Corporation公司制,在日本可由ザイゴ(株)购得)、三维显微镜PLμ2300(Sensofar公司制)等。由于标高的能谱的分解能力必须为0.01μm-1以下,因此测定面积优选至少为200μm×200μm以上,更优选为500μm×500μm以上。
其次,对由二元函数h(x,y)求出标高的能谱的方法进行说明。首先,由二元函数h(x,y),通过下述式(1)定义的二元傅立叶变换求出二元函数H(fx,fy)。
H ( f x , f y ) &equiv; &Integral; - &infin; &infin; &Integral; - &infin; &infin; h ( x , y ) exp [ - 2 &pi;i ( f x x + f y y ) ] dxdy 式(1)
其中,fx和fy分别为x方向和y方向的空间频率,具有长度的倒数的因次。此外,式(1)中的π为圆周率,i为虚数单位。通过将得到的二元函数H(fx,fy)连乘,能够求出标高的能谱H2(fx,fy)。该能谱H2(fx,fy)表示防眩层的微细凹凸表面的空间频率分布。
以下进一步具体说明求取防眩层具有的微细凹凸表面的标高的能谱的方法。采用上述的共焦点显微镜、干涉显微镜、原子间力显微镜等实际测定的表面形状的三维信息,一般作为离散的值,即对应多个测定点的标高而得到。图3是表示离散地得到表示标高的函数h(x,y)的状态的示意图。如图3中所示,用(x,y)表示防眩膜面内的正交坐标,在防眩膜的投影面3上用虚线表示x轴方向上每Δx分割的线和y轴方向上每Δy分割的线,在实际的测定中,微细凹凸表面的标高作为防眩膜的投影面3上的各虚线的每个交点的离散的标高值而得到。
得到的标高值的数由测定范围与Δx和Δy决定,如图3中所示,将x轴方向的测定范围记为X=MΔx,将y轴方向的测定范围记为Y=NΔy,则得到的标高值的数为(M+1)×(N+1)个。
如图3中所示,将防眩膜的投影面3上的着眼点A的坐标记为(jΔx,kΔy)(其中,j为0~M,k为0~N。),则对应于着眼点A的防眩膜表面上的点P的标高可以表示为h(jΔx,kΔy)。
其中,测定间隔Δx和Δy依赖于测定机器的水平分解能力,为了高精度地评价微细凹凸表面,如上所述优选Δx和Δy均为5μm以下,更优选为2μm以下。此外,测定范围X和Y如上所述均优选为200μm以上,均更优选500μm以上。
这样,在实际的测定中,表示微细凹凸表面的标高的函数作为具有(M+1)×(N+1)个值的离散函数h(x,y)而得到。因此,由测定得到的离散函数h(x,y)和由下述式(2)定义的离散傅立叶变换求出离散函数H(fx,fy),通过将离散函数H(fx,fy)连乘,求出能谱的离散函数H2(fx,fy)。式(2)中的1为-(M+1)/2~(M+1)/2的整数,m为-(N+1)/2~(N+1)/2的整数。此外,Δfx和Δfy分别为x方向和y方向的空间频率间隔,分别由式(3)和式(4)定义。Δfx和Δfy相当于标高的能谱的水平分解能力。
H ( f x , f y ) = H ( l&Delta; f x , m&Delta; f y ) &equiv; 1 ( M + 1 ) ( N + 1 ) &Sigma; j = 0 M &Sigma; k = 0 N h ( j&Delta;x , k&Delta;y ) exp [ - 2 &pi;i ( jl&Delta;x&Delta; f x + km&Delta;y&Delta; f y ) ]
式(2)
&Delta; f x &equiv; 1 ( M + 1 ) &Delta;x 式(3)
&Delta; f y &equiv; 1 ( N + 1 ) &Delta;y 式(4)
图4为用二元的离散函数h(x,y)表示本发明的防眩膜具有的防眩层的微细凹凸表面的标高的图的一例。图4中标高用白和黑的层次表示。图4中所示的离散函数h(x,y)具有512×512个值,水平分解能力Δx和Δy为1.66μm。
此外,图5为用白和黑的层次表示将图4中所示的二元函数h(x,y)进行离散傅立叶变换而得到的标高的能谱H2(fx,fy)。图5中所示的标高的能谱H2(fx,fy)也是具有512×512个值的离散函数,标高的能谱的水平分解能力Δfx和Δfy为0.0012μm-1
如图4中所示的实例那样,本发明的防眩膜具有的防眩层的微细凹凸表面由无规形成的凹凸构成,因此标高的能谱H2如图5中所示以原点为中心而对称。因此,空间频率0.01μm-1处的标高的能谱H1 2、空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2和空间频率0.1μm-1处的标高的能谱H3 2可以由通过作为二元函数的能谱H2(fx,fy)的原点的截面而求得。图6中示出图5中所示的能谱H2(fx,fy)的fx=0处的截面。由图6可知空间频率0.01μm-1处的标高的能谱H1 2为4.4,空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2为0.35,空间频率0.1μm-1处的标高的能谱H3 2为0.00076,比H1 2/H2 2算出为14,比H3 2/H2 2算出为0.0022。
如上所述,本发明涉及的防眩层中,微细凹凸表面的空间频率0.01μm-1处的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2之比H1 2/H2 2为3~20的范围内。标高的能谱之比H1 2/H2 2小于3,表示防眩层的微细凹凸表面所含的100μm以上的长周期的凹凸形状少,小于25μm的短周期的凹凸形状多。在这种情况下,不能有效地防止外部光的映入,无法得到足够的防眩性能。此外,与其相反,标高的能谱之比H1 2/H2 2大于20,表示微细凹凸表面所含的100μm以上的长周期的凹凸形状多,小于25μm的短周期的凹凸形状少。在这种情况下,将防眩膜配置在高清晰的图像显示装置时,倾向于产生晃眼。为了显示更优异的防眩性能,同时更有效地抑制晃眼,标高的能谱之比H1 2/H2 2优选为5~18的范围内,更优选为8~15的范围内。
此外,本发明涉及的防眩层中,微细凹凸表面的空间频率0.1μm-1处的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下,优选为0.01以下。比H3 2/H2 2为0.1以下,表示使微细凹凸表面所含的小于10μm的短周期成分充分减少,由此能够有效地抑制泛白的发生。微细凹凸表面所含的小于10μm的短周期成分,对防眩性无效果,另一方面,使入射到微细凹凸表面的光散射而成为泛白的原因。
上述的特开2006-053371号公报等中公示的以往公知的防眩膜中,由于空间频率0.01μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2之比H1 2/H2 2比本申请大,因此存在容易产生晃眼的问题。因此,为了使比H1 2/H2 2为3~20的范围内,必须使空间频率0.01μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H1 2小。具有如此使空间频率0.01μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H1 2小的微细凹凸表面的防眩膜,可如后所述使用示出在大于0μm-1且为0.04μm-1以下的范围内不具有最大值的能谱的图案,而优选地制作。其中,所谓“图案”,典型地是指为了形成防眩膜的微细凹凸表面而使用的、由计算机作成的2灰度等级(例如,二值化为白和黑的图像数据)或3灰度等级以上的层次组成的图像数据,也可包含可一个意思地变换为该图像数据的数据(矩阵数据等)。作为可一个意思地变换为图像数据的数据,可以举出只将各像素的坐标和灰度等级保存的数据等。
通过使用如此示出在大于0μm-1且为0.04μm-1以下的范围内不具有最大值的能谱的图案,形成防眩膜的微细凹凸表面,从而有效地使空间频率0.01μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H1 2变小,可以使比H1 2/H2 2为3~20的范围内。
进而,为了得到具有空间频率0.1μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下的微细凹凸表面的防眩膜,上述图案的能谱优选在空间频率大于0.04μm-1且小于0.1μm-1的范围内具有最大值。通过使用具有这样的能谱的图案形成防眩膜的微细凹凸表面,能够有效地使空间频率0.04μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H2 2变大,能够使比H3 2/H2 2为0.1以下。
作为使用这样的图案形成防眩膜的微细凹凸表面的方法,优选使用该图案制作具有凹凸面的模具,将该模具的凹凸面转印于在基材膜上形成的树脂层的表面的方法(压花法)。
本发明人等还发现,使防眩层的微细凹凸表面显示特定的倾斜角度分布,在显示优异的防眩性能、同时有效地防止泛白方面更为有效。即,本发明的防眩膜中,防眩层的微细凹凸表面包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面。如果倾斜角度为5°以下的面的比例小于95%,凹凸表面的倾斜角度变得极陡,将来自周围的光集光,容易产生显示面整体变白的泛白。为了抑制这样的集光效应,防止泛白,微细凹凸表面的倾斜角度为5°以下的面的比例越高越好,优选为97%以上,更优选为99%以上。
其中,关于本发明中所说的“微细凹凸表面的倾斜角度”,参照图2,意味着在防眩膜1表面的任意点P处,在此处的增加了凹凸后的局部法线6相对于防眩膜的主法线方向5所成的角度(表面倾斜角度)ψ。对于微细凹凸表面的倾斜角度,也与标高一样可由采用共焦点显微镜、干涉显微镜、原子间力显微镜(AFM)等装置测定的表面形状的三维信息求出。
图7为用于说明微细凹凸表面的倾斜角度的测定方法的示意图。对具体的倾斜角度的确定方法进行说明,如图7中所示,确定点线表示的假想的平面FGHI上的着眼点A,在通过其的x轴上的着眼点A的附近取相对于点A大致对称的点B和D,而且在通过点A的y轴上的着眼点A的附近取相对于点A大致对称的点C和E,确定与这些点B、C、D、E对应的防眩膜面上的点Q、R、S、T。再有,图7中,用(x,y)表示防眩膜面内的正交坐标,用z表示防眩膜厚度方向的坐标。平面FGHI是由通过y轴上的点C的与x轴平行的直线和同样通过y轴上的点E的与x轴平行的直线、通过x轴上的点B的与y轴平行的直线和同样通过x轴上的点D的与y轴平行的直线的各个交点F、G、H、I形成的面。此外,图7中,相对于平面FGHI,以实际的防眩膜面的位置在上方的方式进行绘制,但因着眼点A的所取位置的不同,当然有时实际的防眩膜面的位置在平面FGHI的上方,也有时在下方。
倾斜角度可如下得到:将对应于着眼点A的实际的防眩膜面上的点P、与在着眼点A的附近所取的4点B、C、D、E对应的实际的防眩膜面上的点Q、R、S、T的合计5点形成的多边4平面,即4个三角形PQR、PRS、PST、PTQ的各法线矢量6a、6b、6c、6d平均,求出得到的平均法线矢量(平均法线矢量与图2中所示的增加了凹凸的局部的法线6同义)相对于防眩膜的主法线方向的极角,由测定的表面形状的三维信息求出。对于各测定点求取倾斜角度后,计算柱状图。
图8为表示防眩膜具有的防眩层的微细凹凸表面的倾斜角度分布的柱状图的一例的图。图8中所示的图中,横轴为倾斜角度,以0.5°的刻度分割。例如,最左边的纵棒表示倾斜角度在0~0.5°的范围的集合的分布,以下随着向右,角度每次增大0.5°。图8中,横轴的每2个刻度表示值的下限值,例如,横轴中“1”的部分表示倾斜角度在1~1.5°的范围的集合的分布。此外,纵轴表示倾斜角度的分布,是合计为1(100%)的值。在该例中,倾斜角度为5°以下的面的比例大致为100%。
为了制作防眩层的微细凹凸表面包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面的防眩膜,仍优选采用使用图案制作具有凹凸面的模具,将该模具的凹凸面转印于在基材膜上形成的树脂层的表面的方法(压花法)。这样的压花法中,防眩层的微细凹凸表面的倾斜角度由具有凹凸面的模具的制造条件决定。具体地,可通过使后述的模具的制造方法中蚀刻工序的蚀刻量变化而控制。即,通过减少第1蚀刻工序中的蚀刻量,能够使形成的第1表面凹凸形状的高低差变小,使倾斜角度为5°以下的面的比例增加。为了得到具有包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面的微细凹凸表面的防眩膜,第1蚀刻工序中的蚀刻量优选为2~8μm。在蚀刻量小于2μm的情况下,在金属表面几乎没有形成凹凸形状,成为了基本上平坦的模具,因此使用这样的模具制作的防眩膜不会显示充分的防眩性。此外,在蚀刻量超过8μm的情况下,在金属表面形成的凹凸形状的高低差增大,存在倾斜角度为5°以下的面小于95%的可能性。使用这样的模具制作的防眩膜有可能产生泛白。
此外,也可利用第2蚀刻工序中的蚀刻量来控制防眩层的微细凹凸表面的倾斜角度。通过增加第2蚀刻工序中的蚀刻量,使第1表面凹凸形状的表面倾斜极陡的部分有效地钝化成为可能,能够增加倾斜角度为5°以下的面的比例。为了得到具有包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面的微细凹凸表面的防眩膜,第2蚀刻工序中的蚀刻量优选为4~20μm的范围内。如果蚀刻量小,使由第1蚀刻工序得到的凹凸的表面形状钝化的效果不足,将其凹凸形状转印而得到的防眩膜的光学特性变得不太好。另一方面,如果蚀刻量过大,凹凸形状几乎消失,成为了基本上平坦的模具,因此不会显示防眩性。
本发明中,防眩层可由光固化型树脂等固化型树脂的固化物或热塑性树脂等构成,其中优选由光固化型树脂的固化物构成。可在防眩层中使具有与固化型树脂的固化物或热塑性树脂不同的折射率的微粒分散。通过使微粒分散,能够更有效地抑制晃眼。
在使上述微粒分散于防眩层的情况下,微粒的平均粒径优选为5μm以上,更优选为6μm以上。此外,微粒的平均粒径可为10μm以下程度,优选为8μm以下。平均粒径低于5μm的情况下,微粒产生的广角侧的散射光强度上升,应用于图像显示装置时倾向于使对比度降低。
此外,微粒的折射率nb与固化型树脂的固化物或热塑性树脂的折射率nr之比nb/nr,优选为0.93以上0.98以下或者1.01以上1.04以下,更优选为0.97以上0.98以下或者1.01以上1.03以下。在折射率比nb/nr小于0.93的情况或大于1.04的情况下,固化型树脂的固化物或热塑性树脂与微粒的界面处的反射率增大,结果倾向于后方散射上升、全光线透射率下降。全光线透射率的下降使防眩膜的雾度增大,产生应用于图像显示装置时的对比度的下降。此外,在折射率比nb/nr大于0.98且小于1.01的情况下,微粒产生的内部散射效应变小,为了将规定的散射特性赋予防眩层,获得微粒产生的晃眼抑制效果,有必要使微粒的添加量增多。
关于微粒的含量,相对于固化型树脂或热塑性树脂100重量份,通常为50重量份以下,优选为40重量份以下。此外,微粒的含量优选为10重量份以上,更优选为15重量份以上。在微粒的含量小于10重量份的情况下,有时微粒产生的晃眼抑制效果不充分。
构成微粒的材料,优选为满足上述优选的折射率比的材料。如后所述,本发明中优选将UV压花法用于防眩层的形成,UV压花法中,优选使用紫外线固化型树脂。这种情况下,紫外线固化型树脂的固化物多显示1.50左右的折射率,因此作为微粒,可从其折射率为1.40~1.60左右的物质中,根据防眩膜的设计适当选择。作为微粒,优选使用树脂珠粒、其也大致为球形的微粒。以下示出涉及的优选的树脂珠粒的实例。
蜜胺珠粒(折射率1.57)、
聚甲基丙烯酸甲酯珠粒(折射率1.49)、
甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物树脂珠粒(折射率1.50~1.59)、
聚碳酸酯珠粒(折射率1.55)、
聚乙烯珠粒(折射率1.53)、
聚苯乙烯珠粒(折射率1.6)、
聚氯乙烯珠粒(折射率1.46)、
有机硅树脂珠粒(折射率1.46)等。
(基材膜)
在本发明的防眩膜中使用的基材膜,以透明性、耐湿性、耐气候性优异且机械强度也优异的丙烯酸系树脂为主成分而构成,或者由丙烯酸系树脂构成。其中,本发明中所谓丙烯酸系树脂,意味着将甲基丙烯酸类树脂和根据需要添加的添加剂等混合,进行熔融混炼而得到的材料。
上述甲基丙烯酸类树脂,是以甲基丙烯酸酯为主体的聚合物。甲基丙烯酸类树脂可以是1种甲基丙烯酸酯的均聚物,也可以是甲基丙烯酸酯与其他的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯等的共聚物。作为甲基丙烯酸酯,可以举出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等甲基丙烯酸烷基酯,其烷基的碳数通常为1~4左右。此外,作为能够与甲基丙烯酸酯共聚的丙烯酸酯,优选丙烯酸烷基酯,可以举出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等,其烷基的碳数通常为1~8左右。除了这些以外,共聚物中也可含有作为分子内具有至少1个聚合性碳-碳双键的化合物的苯乙烯这样的芳香族乙烯基化合物、丙烯腈这样的乙烯基氰化合物等。
关于丙烯酸系树脂,在基材膜的抗冲击性、制膜性方面,优选含有丙烯酸类橡胶粒子。丙烯酸系树脂中能够含有的丙烯酸类橡胶粒子的量,优选为5重量%以上,更优选为10重量%以上。丙烯酸类橡胶粒子的量的上限不是临界值,但如果丙烯酸类橡胶粒子的量过多,基材膜的表面硬度降低,而且对基材膜实施表面处理时,对于表面处理剂中的有机溶剂的耐溶剂性下降。因此,丙烯酸系树脂中能够含有的丙烯酸类橡胶粒子的量,优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下。
上述丙烯酸类橡胶粒子是将以丙烯酸酯为主体的弹性聚合物作为必要成分的粒子,可以是基本上只由该弹性聚合物形成的单层构造,也可以是以该弹性聚合物作为1层的多层构造。作为该弹性聚合物,具体优选使用含有丙烯酸烷基酯50~99.9重量%、至少一种能够与其共聚的其他乙烯基系单体0~49.9重量%、共聚性的交联性单体0.1~10重量%的单体组合物经聚合得到的交联弹性共聚物。
作为形成弹性聚合物的上述丙烯酸烷基酯,可以举出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等,其烷基的碳数通常为1~8左右。此外,作为能够与上述丙烯酸烷基酯共聚的其他乙烯基系单体,可以举出分子内具有1个聚合性碳-碳双键的化合物,更具体地,可以举出甲基丙烯酸甲酯这样的甲基丙烯酸酯、苯乙烯这样的芳香族乙烯基化合物、丙烯腈这样的乙烯基氰化合物等。此外,作为上述共聚性的交联性单体,可以举出分子内具有至少2个聚合性碳-碳双键的交联性化合物,更具体地,可以举出二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸丁二醇酯这样的多元醇的(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸甲代烯丙酯这样的(甲基)丙烯酸的烯基酯、二乙烯基苯等。应予说明,本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸或丙烯酸。
在丙烯酸系树脂中,除了上述丙烯酸类橡胶粒子以外,还可含有通常的添加剂,例如紫外线吸收剂、有机系染料、颜料、无机系色素、抗氧化剂、抗静电剂、表面活性剂等。其中,紫外线吸收剂在提高耐气候性方面优选使用。作为紫外线吸收剂的实例,可以举出2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(5-甲基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔戊基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑这样的苯并三唑系紫外线吸收剂;2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-4’-氯二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮这样的2-羟基二苯甲酮系紫外线吸收剂;水杨酸对-叔丁基苯基酯、水杨酸对-辛基苯基酯这样的水杨酸苯酯系紫外线吸收剂等,可根据需要使用它们中的2种以上。在丙烯酸系树脂中含有紫外线吸收剂时,其量通常为0.1重量%以上,优选为0.3重量%以上,而且优选为2重量%以下。
关于基材膜的厚度,从机械强度和处理性的观点以及防止防眩层形成时的膜的卷曲的观点出发,优选为20μm以上,而且从图像显示装置的薄型化和成本等的观点出发,优选为100μm以下。关于基材膜的厚度,更优选为40μm以上80μm以下。
作为本发明的防眩膜中使用的基材膜的制作方法,可以使用例如熔融挤出成型等一般已知的各种方法。其中,从T型模头熔融挤出成型,使得到的熔融状膜的至少一面与辊表面或带表面接触而制膜的方法,在能够得到表面性状良好的膜方面优选。尤其是从提高基材膜的表面平滑性和表面光泽性的观点出发,优选使上述熔融挤出成型得到的熔融状膜的两面与辊表面或带表面接触而制膜的方法。此时使用的辊或带中,与丙烯酸系树脂的熔融状膜相接的辊表面或带表面,为了赋予基材膜表面平滑性,优选为镜面。
基材膜可以由多层构造构成,作为这样的多层构造,可以举出含有丙烯酸类橡胶粒子的层与不含丙烯酸类橡胶粒子的层的层合构造。具有多层构造的基材膜,可适当采用例如使用了进料块、多歧管模头等的多层熔融挤出成型来制作。通过使基材膜为多层构造,能够赋予基材膜相反的特性。例如,中间层中具有含有丙烯酸类橡胶粒子的层、表背的最外表面具有不含丙烯酸类橡胶粒子的层的多层构造的基材膜,利用含有丙烯酸类橡胶粒子的中间层而具有高抗冲击性,同时利用不含丙烯酸类橡胶粒子的表层而具有高表面硬度。
此外,本发明的防眩膜中使用的基材膜,可以是对如上所述得到的由丙烯酸系树脂构成的膜实施了拉伸处理的产物。通过拉伸处理,能够赋予进一步的抗冲击性。拉伸方法任意,并无特别限定,可以举出在玻璃化转变温度以上的温度下用拉幅机横向拉伸后,实施热固定处理的方法;在玻璃化转变温度以上的温度下用拉幅机纵向拉伸后,实施热固定处理,其次,横向拉伸后,实施热固定处理的方法。
<防眩膜的制造方法>
上述本发明的防眩膜可采用包含下述工序(A)和(B)的方法优选制造。
(A)基于显示在空间频率大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内不具有最大值的能谱的图案,制作具有凹凸面的模具的工序,和
(B)将模具的凹凸面转印到在基材膜上形成的、包含光固化型树脂等固化型树脂或热塑性树脂等的树脂层的表面的工序。
通过使用显示在空间频率大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内不具有最大值的能谱的图案,高精度地形成具有上述的特定的空间频率分布的微细凹凸表面成为可能。此外,采用基于该图案制作具有凹凸面的模具,将该模具的凹凸面转印到在基材膜上形成的树脂层的表面的方法(压花法),以高精度并且再现性好地得到具有微细凹凸表面的防眩层成为可能。其中,所谓“图案”,典型地,意味着为了形成防眩膜的微细凹凸表面而使用的、由计算机作成的2灰度等级(例如,二值化为白和黑的图像数据)或3灰度等级以上的层次组成的图像数据,也可包含可一个意思地变换为该图像数据的数据(矩阵数据等)。作为可一个意思地变换为图像数据的数据,可以举出只将各像素的坐标和灰度等级保存的数据等。
上述工序(A)中使用的图案的能谱,如果为例如图像数据,则将图像数据转换为2灰度等级的二值化图像数据后,用二元函数g(x,y)表示图像数据的灰度等级,将得到的二元函数g(x,y)进行傅立叶变换而计算二元函数G(fx,fy),将得到的二元函数G(fx,fy)连乘而求得。其中,x和y表示图像数据面内的正交坐标,fx和fy分别表示x方向的空间频率和y方向的空间频率。
与求取微细凹凸表面的标高的能谱的情形一样,对于求取图案的能谱的情形,一般是灰度等级的二元函数g(x,y)作为离散函数而得到的情形。在这种情况下,与求取微细凹凸表面的标高的能谱的情形一样,通过离散傅立叶变换计算能谱。
具体地,通过由式(5)定义的离散傅立叶变换计算离散函数G(fx,fy),通过将得到的离散函数G(fx,fy)连乘,求得能谱G2(fx,fy)。其中,式(5)中的π为圆周率,i为虚数单位。此外,M为x方向的像素数,N为y方向的像素数,l为-M/2以上M/2以下的整数,m为-N/2以上N/2以下的整数。此外,Δfx和Δfy分别为x方向和y方向的空间频率间隔,分别由式(6)和式(7)定义。式(6)和式(7)中的Δx和Δy分别为x轴方向、y轴方向的水平分解能力。再有,图案为图像数据的情况下,Δx和Δy分别与1像素的x轴方向的长度和y轴方向的长度相等。即,在作为6400dpi的图像数据而作成图案的情况下,Δx=Δy=4μm,在作为12800dpi的图像数据作成图案的情况下,Δx=Δy=2μm。
G ( f x , f y ) = G ( l&Delta; f x , m&Delta; f y ) &equiv; 1 MN &Sigma; j = 0 M - 1 &Sigma; k = 0 N - 1 g ( j&Delta;x , k&Delta;y ) exp [ - 2 &pi;i ( jl&Delta;x&Delta; f x + km&Delta;y&Delta; f y ) ]
式(5)
&Delta; f x &equiv; 1 M&Delta;x 式(6)
&Delta; f y &equiv; 1 N&Delta;y 式(7)
图9为表示作为能够用于制作本发明的防眩膜的图案的图像数据的一部分的图,用灰度等级的二元离散函数g(x,y)表示。作为图9中所示的图案的图像数据为2mm×2mm的大小,以12800dpi作成。
图10为用白和黑的层次表示将图9中所示的灰度等级的二元离散函数g(x,y)进行离散傅立叶变换而得到的能谱G2(fx,fy)的图。图9中所示的图案,将点无规地配置,因此其能谱G2(fx,fy),如图10中所示,成为以原点为中心而对称。因此,显示图案的能谱G2(fx,fy)的最大值的空间频率可由通过能谱的原点的截面求得。图11为表示图10中所示的能谱G2(fx,fy)的fx=0处的截面的图。由此可知,图9中所示的图案在空间频率0.045μm-1具有最大值,但在大于0μm-1且为0.04μm-1以下的范围内不具有最大值。
用于制作防眩膜的图案的能谱G2(fx,fy)在大于0μm-1且为0.04μm-1以下的空间频率范围内具有最大值的情况下,得到的防眩膜的微细凹凸表面不显示上述的特定的空间频率分布,因此不能兼备晃眼的消除和足够的防眩性。
能谱G2(fx,fy)在大于0μm-1且0.04μm-1以下的空间频率范围内不具有最大值的图案,例如如图9中所示的图案那样,可将多个点无规且均匀地配置而作成。无规配置的点径可以是1种,也可以是多种。将多个点无规配置而作成的图案中,能谱在作为点间的平均距离的倒数的空间频率处显示第一最大值(空间频率大于0μm-1且最小的空间频率中的最大值)。因此,为了作成能谱在大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内不具有最大值的图案,可以以点间的平均距离小于25μm的方式作成图案。此外,为了使防眩膜的空间频率0.1μm-1处的微细凹凸表面的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下,图案的能谱优选在空间频率大于0.04μm-1且小于0.1μm-1的范围内具有最大值。这样的图案可通过以点间的平均距离为大于10μm且小于25μm的范围内的方式作成而得到。
此外,也可使用通过从这样的将多个点无规配置而作成的图案中除去特定的空间频率以下的低空间频率成分的旁路滤波器而得到的图案。此外,也可使用通过从将多个点无规配置而作成的图案中除去特定的空间频率以下的低空间频率成分和特定的空间频率以上的高空间频率成分的带通滤波器而得到的图案。
如图11中所示,将多个点无规配置而作成的图案的能谱,显示出依赖于配置的点的点径和点间的平均距离的最大值。通过使这样的图案通过上述旁路滤波器或上述带通滤波器,能够将不必要的成分除去。这样通过了旁路滤波器或带通滤波器的图案的能谱,由于通过滤波器将成分除去,因此在空间频率大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内不具有最大值。此外,能够更高效地作成在空间频率大于0.04μm-1且小于0.1μm-1的范围内具有最大值的图案。其中,在使用上述旁路滤波器的情况下,为了将空间频率大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内的最大值除去,除去的低空间频率成分的上限空间频率优选为0.04μm-1以下。此外,使用上述带通滤波器的情况下,为了将空间频率大于0μm-1且0.04μm-1以下的范围内的最大值除去,在空间频率大于0.04μm-1且小于0.1μm-1的范围内具有最大值,除去的低空间频率成分的上限空间频率优选为0.04μm-1以下,除去的高空间频率成分的下限空间频率优选为0.08μm-1以上。
在使用使其通过旁路滤波器、带通滤波器等的手法作成图案的情况下,作为通过滤波器前的图案,也可使用具有通过随机数或由计算机生成的准随机数决定了浓淡的无规的亮度分布的图案。
对基于如上所述得到的图案制作模具的方法的详细情况,将在后面叙述。
上述工序(B)是采用压花法在基材膜上形成具有微细凹凸表面的防眩层的工序。作为压花法,可以例示使用光固化型树脂的UV压花法、使用热塑性树脂的热压花法,其中,从生产率的观点出发,优选UV压花法。UV压花法中,通过在基材膜的表面形成光固化型树脂层,边将该光固化型树脂层压靠到模具的凹凸面边使其固化,将模具的凹凸面转印到光固化型树脂层表面。更具体地,将含有光固化型树脂的涂布液涂布到基材膜上,在使涂布的光固化型树脂与模具的凹凸面密合的状态下从基材膜侧照射紫外线等光,使光固化型树脂固化,然后从模具剥离形成了固化后的光固化型树脂层的基材膜,从而得到将模具的凹凸形状转印于固化后的光固化型树脂层(防眩层)的防眩膜。
作为使用UV压花法时的光固化型树脂,优选使用利用紫外线而固化的紫外线固化型树脂,也可以使用将适当选择的光引发剂与紫外线固化型树脂组合,用波长比紫外线长的可见光也可固化的树脂。对紫外线固化型树脂的种类并无特别限定,可以使用市售的适当的产品。紫外线固化型树脂的优选的实例,为含有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯的1种或2种以上和Irgacure 907(汽巴特种化学品公司制)、Irgacure 184(汽巴特种化学品公司制)、Lucirin TPO(BASF公司制)等光聚合引发剂的树脂组合物。在这些紫外线固化型树脂中根据需要添加微粒、溶剂等,调制上述涂布液。
<防眩膜制造用的模具的制造方法>
以下对本发明的防眩膜的制造中使用的模具的制造方法进行说明。对于本发明的防眩膜的制造中使用的模具的制造方法,只要是能得到基于上述图案的规定的表面形状的方法,并无特别限制,但为了高精度且再现性良好地制造微细凹凸表面,优选基本上包含[1]第1镀敷工序、[2]研磨工序、[3]感光性树脂膜形成工序、[4]曝光工序、[5]显影工序、[6]第1蚀刻工序、[7]感光性树脂膜剥离工序和[8]第2镀敷工序。图12为示意地表示模具的制造方法的前半部分的优选的一例的图,图13为示意地表示模具的制造方法的后半部分的优选的一例的图。图12和图13中示意地表示各工序中模具的截面。以下边参照图12和图13边对上述各工序进行详细说明。
[1]第1镀敷工序
本工序中,对用于模具的基材的表面实施镀铜或镀镍。这样,通过对模具用基材的表面实施镀铜或镀镍,能够改善后面的第2镀敷工序中镀铬的密合性、光泽性。这是因为,镀铜或镀镍的被覆性高,而且平滑化作用强,因此将模具用基材的微小的凹凸、空孔(Cavity)等添埋而形成平坦且具有光泽的表面。由于这些镀铜或镀镍的特性,即使在后述的第2镀敷工序中实施镀铬,认为是起因于基材上存在的微小的凹凸、空孔(Cavity)的镀铬表面的粗糙得以消除,而且由于镀铜或镀镍的被覆性高,因此使细小的裂纹的产生减少。
作为第1镀敷工序中使用的铜或镍,除了可以是各自的纯金属外,也可以是以铜为主体的合金或者以镍为主体的合金,因此,本说明书中所说的“铜”是包括铜和铜合金的含义,而“镍”是包括镍和镍合金的含义。镀铜和镀镍可以分别用电解镀进行,也可以用无电解镀进行,但通常采用电解镀。
实施镀铜或镀镍时,如果镀层太薄,不能彻底排除基底表面的影响,因此其厚度优选为50μm以上。镀层厚度的上限不是临界值,鉴于成本等,优选为至多500μm左右。
作为构成模具用基材的金属材料,从成本的观点出发,可以举出铝、铁等。此外,如果考虑处理的便利性,优选使用轻质的铝。这里所谓铝、铁,也除了可以各自是纯金属外,还可以是以铝或铁为主体的合金。
此外,模具用基材的形状,可以是本领域中以往采用的适当的形状,例如,除了平板状,还可以是圆柱状或圆筒状的卷材。如果使用卷状的基材制作模具,具有能够以连续的卷状制造防眩膜的优点。
[2]研磨工序
在接下来的研磨工序中,对在上述第1镀敷工序中实施了镀铜或镀镍的基材表面进行研磨。优选经过该工序将基材表面研磨到接近镜面的状态。这是因为,为了达到所需的精度,对成为基材的金属板、金属卷大多实施切削、研削等机械加工,由此在基材表面残留加工针眼,在实施了镀铜或镀镍的状态下,有时也残留这些加工针眼,而且在镀敷的状态下并不一定表面变得完全平滑。即,即使对残留有这样的深加工针眼等的表面实施了后述的工序,有时加工针眼等的凹凸比实施了各工序后形成的凹凸还深,有可能残留加工针眼等的影响,使用这样的模具制造防眩膜时,有时对光学特性产生不能预期的影响。图12(a)中示意地表示平板状的模具用基材7具有在第1镀敷工序中对其表面实施镀铜或镀镍(对该工序中形成的镀铜或镀镍的层没有图示)、进而通过研磨工序进行了镜面研磨的表面8的状态。
对于对实施了镀铜或镀镍的基材表面进行研磨的方法,并无特别限制,可以使用机械研磨法、电解研磨法、化学研磨法的任何方法。作为机械研磨法,可以例示超精加工法、摩擦法、流体研磨法、抛光轮(buff)研磨法等。此外,可以通过使用切削工具进行镜面切削,从而使模具用基材表面7成为镜面。对此时的切削工具的材质、形状等并无特别限制,可以使用超硬刀具、CBN刀具、陶瓷刀具、金刚石刀具等,但从加工精度的观点出发,优选使用金刚石刀具。
研磨后的表面粗糙度,优选按照JIS B 0601的规定的中心线平均粗糙度Ra为0.1μm以下,更优选为0.05μm以下。如果研磨后的中心线平均粗糙度Ra大于0.1μm,有可能对最终的模具表面的凹凸形状残留研磨后的表面粗糙度的影响。此外,对于中心线平均粗糙度Ra的下限并无特别限制,考虑加工时间、加工成本等适当决定。
[3]感光性树脂膜形成工序
在接下来的感光性树脂膜形成工序中,将感光性树脂制成溶解于溶剂的溶液而涂布到通过上述研磨工序实施了镜面研磨的模具用基材7的研磨过的表面8,进行加热、干燥,从而形成感光性树脂膜。图12(b)中示意地表示在模具用基材7的研磨过的表面8形成了感光性树脂膜9的状态。
作为感光性树脂,可以使用以往公知的感光性树脂。作为具有感光部分固化的性质的负型的感光性树脂,可以使用例如分子中具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的丙烯酸酯的单体、预聚物,双叠氮化物(bisazide)和二烯橡胶的混合物,聚肉桂酸乙烯酯系化合物等。此外,作为具有通过显影使感光部分溶出、只残留未感光部分的性质的正型的感光性树脂,可以使用例如酚醛树脂系、酚醛清漆树脂系等。此外,感光性树脂中根据需要可配合增感剂、显影促进剂、密合性改性剂、涂布性改进剂等各种添加剂。
将这些感光性树脂涂布于模具用基材7的研磨过的表面8时,为了形成良好的涂膜,优选在适当的溶剂中稀释而涂布。作为溶剂,可以使用溶纤剂系溶剂、丙二醇系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酮系溶剂、高极性溶剂等。
作为涂布感光性树脂溶液的方法,可以使用液面涂布(メニスカスコ一ト)、喷泉式涂布(フアウンテインコ一ト)、浸涂、旋转涂布、辊式涂布、绕线棒涂布、气刀涂布、刮刀涂布和帘式涂布等公知的方法。涂布膜的厚度优选在干燥后为1~6μm的范围。
[4]曝光工序
在接下来的曝光工序中,将上述能谱在大于0μm-1且小于等于0.04μm-1的空间频率范围内不具有最大值的图案,在上述感光性树脂膜形成工序中形成的感光性树脂膜9上曝光。曝光工序中使用的光源可以根据涂布的感光性树脂的感光波长、感度等适当选择,可以使用例如高压水银灯的g线(波长:436nm)、高压水银灯的h线(波长:405nm)、高压水银灯的i线(波长:365nm)、半导体激光(波长:830nm、532nm、488nm、405nm等)、YAG激光(波长:1064nm)、KrF准分子激光(波长:248nm)、ArF准分子激光(波长:193nm)、F2准分子激光(波长:157nm)等。
为了高精度地形成模具的表面凹凸形状乃至防眩层的表面凹凸形状,优选在曝光工序中在精密控制的状态下将上述图案在感光性树脂膜上曝光,具体地,优选在计算机上将图案作成图像数据,基于该图像数据,利用从计算机控制的激光器头发出的激光,在感光性树脂膜上描画图案。进行激光描画时,可使用印刷版制作用的激光描画装置。作为这样的激光描画装置,可以举出例如Laser Stream FX((株)Think Laboratory制)等。
图12(c)中示意地表示将图案曝光于感光性树脂膜9的状态。用负型的感光性树脂形成感光性树脂膜时,曝光的区域10通过曝光,树脂的交联反应进行,对于后述的显影液的溶解性下降。因此,显影工序中没有曝光的区域11被显影液溶解,只有曝光的区域10残留在基材表面上而成为掩模。另一方面,用正型的感光性树脂形成感光性树脂膜时,曝光的区域10通过曝光,将树脂的键合切断,对于后述的显影液的溶解性增加。因此,显影工序中曝光的区域10被显影液溶解,只有未曝光的区域11残留在基材表面上而成为掩模。
[5]显影工序
在接下来的显影工序中,将负型的感光性树脂用于感光性树脂膜9时,未曝光的区域11被显影液溶解,只有曝光的区域10残存在模具用基材上,在接下来的第1蚀刻工序中作为掩模发挥作用。另一方面,将正型的感光性树脂用于感光性树脂膜9时,只有曝光的区域10被显影液溶解,未曝光的区域11残存在模具用基材上,作为接下来的第1蚀刻工序中的掩模发挥作用。
对于显影工序中使用的显影液,可以使用以往公知的显影液。可以举出例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、正硅酸钠、氨水等无机碱类,乙胺、正丙胺等伯胺类,二乙胺、二正丁胺等仲胺类,三乙胺、甲基二乙基胺等叔胺类,二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺类,四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵等季铵盐,吡咯、哌啶等环状胺类等碱性水溶液;和二甲苯、甲苯等有机溶剂等。
对于显影工序中的显影方法并无特别限制,可以使用浸渍显影、喷射显影、刷涂显影、超声波显影等方法。
图12(d)中示意地表示将负型的感光性树脂用于感光性树脂膜9,进行了显影处理的状态。图12(c)中未曝光的区域11被显影液溶解,只有曝光的区域10残留在基材表面上而成为掩模12。图12(e)中示意地表示将正型的感光性树脂用于感光性树脂膜9,进行了显影处理的状态。图12(c)中曝光的区域10被显影液溶解,只有未曝光的区域11残留在基材表面上而成为掩模12。
[6]第1蚀刻工序
在接下来的第1蚀刻工序中,使用上述显影工序后在模具用基材表面上残存的感光性树脂膜作为掩模,主要将无掩模的部位的模具用基材蚀刻,在研磨过的镀敷面形成凹凸。图13(a)中示意地表示通过第1蚀刻工序主要将无掩模的部位13的模具用基材7蚀刻的状态。掩模12的下部的模具用基材7没有被从模具用基材表面蚀刻,但随着蚀刻的进行,进行从无掩模的部位13的蚀刻。因此,在掩模12和无掩模的部位13的边界附近,掩模12的下部的模具用基材7也被蚀刻。在这样的掩模12和无掩模的部位13的边界附近,掩模12的下部的模具用基材7也被蚀刻,以下将此称为侧蚀刻。
第1蚀刻工序中的蚀刻处理,通常通过使用氯化铁(FeCl3)液、氯化铜(CuCl2)液、碱蚀刻液(Cu(NH3)4Cl2)等,将金属表面腐蚀而进行,但也可以使用盐酸、硫酸等强酸,也可以使用通过施加与电解镀时相反的电位的反电解蚀刻。实施了蚀刻处理时的模具用基材上形成的凹形状,因基底金属的种类、感光性树脂膜的种类和蚀刻手段等而异,因此不能一概而论,蚀刻量为10μm以下时,从与蚀刻液接触的金属表面大致各向同性地被蚀刻。这里所谓蚀刻量,是由蚀刻削减的基材的厚度。
第1蚀刻工序中蚀刻量优选为1~50μm,更优选为2~10μm。蚀刻量小于1μm时,在金属表面几乎没有形成凹凸形状,成为大致平坦的模具,因此不显示防眩性。此外,蚀刻量超过50μm时,金属表面形成的凹凸形状的高低差增大,应用了使用得到的模具制作的防眩膜的图像显示装置中有可能产生泛白。为了得到具有包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面的微细凹凸表面的防眩膜,第1蚀刻工序中的蚀刻量更优选为2~8μm。第1蚀刻工序中的蚀刻处理可以采用1次的蚀刻处理来进行,也可以分2次以上来进行蚀刻处理。分2次以上进行蚀刻处理时,优选2次以上的蚀刻处理中的蚀刻量的合计为上述范围内。
[7]感光性树脂膜剥离工序
在接下来的感光性树脂膜剥离工序中,将第1蚀刻工序中作为掩模使用的残存的感光性树脂膜完全溶解除去。在感光性树脂膜剥离工序中使用剥离液将感光性树脂膜溶解。作为剥离液,可以使用与上述的显影液相同的液体,通过使剥离液的pH、温度、浓度和浸渍时间等变化,使用了负型的感光性树脂膜时将曝光部的感光性树脂膜完全溶解除去,使用了正型的感光性树脂膜时将非曝光部的感光性树脂膜完全溶解除去。对于感光性树脂膜剥离工序中的剥离方法,也无特别限制,可以使用浸渍显影、喷射显影、刷涂显影、超声波显影等方法。
图13(b)示意地表示通过感光性树脂膜剥离工序将第1蚀刻工序中作为掩模12使用的感光性树脂膜完全溶解除去的状态。通过利用了由感光性树脂膜构成的掩模12的蚀刻,在模具用基材表面形成第1表面凹凸形状15。
[8]第2镀敷工序
接着,通过对形成的凹凸面(第1表面凹凸形状15)实施镀铬,使表面的凹凸形状钝化。图13(c)中示出了在通过第1蚀刻工序的蚀刻处理形成的第1表面凹凸形状15形成铬镀层16,形成了与第1表面凹凸形状15相比凹凸钝化的表面(镀铬的表面17)的状态。
作为镀铬,优选在平板、卷材等的表面采用有光泽、硬度高、摩擦系数小、能给予良好的脱模性的镀铬。作为这样的镀铬,并无特别限制,优选使用称为所谓光泽镀铬、装饰用镀铬等的显现良好光泽的镀铬。通常通过电解进行镀铬,作为其镀浴,使用含有铬酸酐(CrO3)和少量硫酸的水溶液。可通过调节电流密度和电解时间来调节镀铬的厚度。
再有,在第2镀敷工序中,不优选实施镀铬以外的镀敷。原因在于,对于铬以外的镀敷,硬度、耐磨损性降低,因此作为模具的耐久性降低,使用中凹凸磨损,或者模具损伤。由这样的模具得到的防眩膜,难以获得足够的防眩功能的可能性高,此外,在防眩膜上产生缺陷的可能性也升高。
此外,镀敷后的表面研磨也不优选。即,优选在第2镀敷工序后不设置研磨表面的工序,而将实施了镀铬的凹凸面原样地用作向基材膜上的树脂层表面转印的模具的凹凸面。其基于以下等理由:通过研磨,最外表面产生平坦的部分,因此有可能导致光学特性的恶化,而且形状的控制因素增加,因此再现性好的形状控制变得困难。
这样,通过对形成了微细表面凹凸形状的表面实施镀铬,获得使凹凸形状钝化且其表面硬度提高的模具。此时的凹凸的钝化情况,因基底金属的种类、由第1蚀刻工序得到的凹凸的尺寸和深度、以及镀敷的种类、厚度等而异,因此不能一概而论,在控制钝化情况方面最大的因素仍是镀敷厚度。如果镀铬的厚度薄,使镀铬加工前得到的凹凸的表面形状钝化的效果不足,将其凹凸形状转印而得到的防眩膜的光学特性不会太好。另一方面,如果镀敷厚度过厚,生产率变差,此外,产生称为结状物的突起状的镀敷缺陷,因此不优选。因此,镀铬的厚度优选为1~10μm的范围内,更优选为3~6μm的范围内。
该第2镀敷工序中形成的铬镀层,优选以维氏硬度达到800以上的方式形成,更优选以达到1000以上的方式形成。铬镀层的维氏硬度小于800时,模具使用时的耐久性降低,而且因镀铬而使硬度降低,这是因为在镀敷处理时镀浴组成、电解条件等中产生异常的可能性高,对于缺陷的发生状况也给予不可取的影响的可能性高。
此外,用于制作本发明的防眩膜的模具的制造方法中,优选在上述[7]感光性树脂膜剥离工序和[8]第2镀敷工序之间包含通过蚀刻处理使由第1蚀刻工序形成的凹凸面钝化的第2蚀刻工序。第2蚀刻工序中,通过蚀刻处理使由将感光性树脂膜用作掩模的第1蚀刻工序形成的第1表面凹凸形状15钝化。通过该第2蚀刻处理,由第1蚀刻处理形成的第1表面凹凸形状15中的表面倾斜极陡的部分消失,使用得到的模具制造的防眩膜的光学特性向优选的方向变化。图14中示出了通过第2蚀刻处理,模具用基材7的第1表面凹凸形状15钝化,使表面倾斜极陡的部分钝化,形成具有缓和的表面倾斜的第2表面凹凸形状18的状态。
第2蚀刻工序的蚀刻处理也与第1蚀刻工序一样,通常通过使用氯化铁(FeCl3)液、氯化铜(CuCl2)液、碱蚀刻液(Cu(NH3)4Cl2)等,将表面腐蚀而进行,但也可以使用盐酸、硫酸等强酸,也可以使用通过施加与电解镀时相反的电位的反电解蚀刻。实施了蚀刻处理后的凹凸的钝化情况,因基底金属的种类、蚀刻手法和由第1蚀刻工序得到的凹凸的尺寸和深度等而异,因此不能一概而论,控制钝化情况方面最大的因素是蚀刻量。这里所说的蚀刻量,也与第1蚀刻工序一样是由蚀刻削减的基材的厚度。如果蚀刻量小,使由第1蚀刻工序得到的凹凸的表面形状钝化的效果不足,将其凹凸形状转印而得到的防眩膜的光学特性不会太好。另一方面,如果蚀刻量过大,凹凸形状几乎不存在,成为大致平坦的模具,因此无法显示防眩性。因此,蚀刻量优选为1~50μm的范围内,此外,为了得到具有包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面的微细凹凸表面的防眩膜,更优选为4~20μm的范围内。对于第2蚀刻工序中的蚀刻处理,也与第1蚀刻工序一样,可以通过1次的蚀刻处理来进行,也可以分2次以上来进行蚀刻处理。分2次以上进行蚀刻处理时,优选使2次以上的蚀刻处理中的蚀刻量的合计为上述范围内。
<防眩性偏振板>
本发明的防眩膜,显示优异的防眩性,显现良好的对比度,而且能够有效地防止“泛白”和“晃眼”的发生引起的视认性的下降,因此安装于图像显示装置时视认性优异。图像显示装置为液晶显示器的情况下,可将该防眩膜应用于偏振板。即,偏振板一般多为在使碘或二色性染料吸附取向的聚乙烯醇系树脂膜所构成的偏光膜的至少单面贴合有保护膜的形态,用本发明的防眩膜构成其一方的保护膜。通过将偏光膜和本发明的防眩膜在该防眩膜的基材膜侧加以贴合,能够制成防眩性偏振板。这种情况下,偏光膜的另一个面可以是什么都没层合的状态,也可以层合保护膜或其他的光学膜,而且还可以层合用于贴合于液晶单元的粘合剂层。此外,在偏光膜的至少单面贴合有保护膜的偏振板的该保护膜上,将本发明的防眩膜在其基材膜侧加以贴合,也可制成防眩性偏振板。进而,在偏光膜的至少单面贴合有保护膜的偏振板中,作为该保护膜将上述基材膜贴合于偏光膜后,在该基材膜上形成防眩层,从而也能够制成防眩性偏振板。
实施例
以下举出实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不限定于这些实施例。以下实施例中的防眩膜和防眩膜制造用的图案的评价方法如下所述。
[1]防眩膜的表面形状的测定
使用三维显微镜“PLμ2300”(Sensofar公司制),测定防眩膜的表面形状。为了防止样品的翘曲,使用光学上透明的粘合剂贴合到玻璃基板以使凹凸面成为表面后,供于测定。测定时,物镜的倍率为10倍。水平分解能力Δx和Δy均为1.66μm,测定面积为850μm×850μm。
(标高的能谱的比H1 2/H2 2和H3 2/H2 2)
由以上得到的测定数据,将防眩膜的微细凹凸表面的标高作为二元函数h(x,y)求出,将得到的二元函数h(x,y)进行离散傅立叶变换求出二元函数H(fx,fy)。将二元函数H(fx,fy)连乘,计算能谱的二元函数H2(fx,fy),由fx=0的截面曲线即H2(0,fy)求出空间频率0.01μm-1处的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的能谱H2 2,计算能谱的比H1 2/H2 2。此外,求出空间频率0.1μm-1处的能谱H3 2,对能谱的比H3 2/H2 2进行计算。
(微细凹凸表面的倾斜角度)
以上述得到的测定数据为基础,基于上述的算法进行计算,制作凹凸面的倾斜角度的柱状图,由其求出每个倾斜角度的分布,计算倾斜角度为5°以下的面的比例。
[2]防眩膜的光学特性的测定
(雾度)
防眩膜的雾度采用JIS K 7136中规定的方法进行测定。具体地,使用按照该规格的雾度计“HM-150型”(村上色彩技术研究所制)测定雾度。为了防止防眩膜的翘曲,使用光学上透明的粘合剂贴合到玻璃基板以使凹凸面成为表面后,供于测定。通常雾度越大,应用于图像显示装置时图像越暗,其结果,正面对比度容易降低。因此,优选雾度低。
[3]防眩膜的机械强度(铅笔硬度)和透湿度的测定
(铅笔硬度)
防眩膜的铅笔硬度采用JIS K5600-5-4中规定的方法进行测定。具体地,使用按照该标准的电动铅笔划痕硬度试验机((株)安田精机制作所制)在荷重500g下测定。
(透湿度)
防眩膜的透湿度采用JIS Z0208中规定的方法在温度40℃、相对湿度90%的条件下进行测定。
[4]防眩膜的防眩性能的评价
(映入、泛白的目视评价)
为了防止来自防眩膜的背面的反射,将防眩膜贴合于黑色丙烯酸类树脂板以使凹凸面成为表面,在带有荧光灯的明亮的室内从凹凸面侧用目视观察,目视评价有无荧光灯的映入、泛白的程度。映入和泛白分别用1到3的3等级按以下基准进行评价。
映入1:没有观察到映入。
2:略微观察到映入。
3:清楚地观察到映入。
泛白1:没有观察到泛白。
2:略微观察到泛白。
3:清楚地观察到泛白。
(晃眼的评价)
采用以下的方法评价晃眼。即,从市售的液晶电视(LC-32GH3(夏普(株)制)剥离表背两面的偏振板。代替这些原始偏振板,背面侧和显示面侧均通过粘合剂贴合偏振板“スミカランSRDB31E”(住友化学(株)制)以使各自的吸收轴与原始的偏振板的吸收轴一致,进而在显示面侧偏振板上通过粘合剂贴合以下的各例中所示的防眩膜以使凹凸面成为表面。在该状态下,从距离样品约30cm的位置进行目视观察,用7等级对晃眼的程度进行官能评价。水平1是完全没有发现晃眼的状态,水平7相当于显著地观察到晃眼的状态,水平3是相当少地观察到晃眼的状态。
[5]防眩膜制造用的图案的评价
用二元的离散函数g(x,y)表示制作的图案数据的灰度等级。离散函数g(x,y)的水平分解能力Δx和Δy均为2μm。将得到的二元离散函数g(x,y)进行离散傅立叶变换,求出二元函数G(fx,fy)。将二元函数G(fx,fy)连乘,计算能谱的二元函数G2(fx,fy),由fx=0的截面曲线G2(0,fy),对空间频率大于0μm-1且为0.04μm-1以下的空间频率范围内的最大值的有无进行评价。
<实施例1>
(防眩膜制造用的模具的制作)
准备其表面实施了铜巴拉德(バラ一ド)镀敷的直径200mm的铝辊(根据JIS的A5056)。铜巴拉德镀敷由铜镀层/薄银镀层/表面铜镀层组成,镀层整体的厚度设定为约200μm。对其镀铜表面进行镜面研磨,在经研磨的镀铜表面涂布感光性树脂,进行干燥而形成感光性树脂膜。接着,用激光对将图15中所示的由图像数据构成的图案多个连续地反复并列而成的图案曝光于感光性树脂膜上,进行显影。采用激光的曝光和显影使用“Laser Stream FX”((株)Think Laboratory制)进行。将正型的感光性树脂用于感光性树脂膜。图15中所示的图案是对于将多个点径为12μm的点无规配置的图案,应用将空间频率为0.04μm-1以下的低空间频率成分和0.1μm-1以上的高空间频率成分除去的带通滤波器而作成的。
然后,用氯化铜液进行了第1蚀刻处理(蚀刻量:3μm)。从第1蚀刻处理后的辊除去感光性树脂膜,再次用氯化铜液进行第2蚀刻处理(蚀刻量:10μm)。然后,进行镀铬加工,以使镀铬厚度为4μm,制作模具A。
(基材膜的制作)
将使甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯=96/4(重量比)的共聚物(折射率1.49)70重量份中含有丙烯酸类橡胶粒子30重量份的丙烯酸系树脂组合物用第1挤出机(螺杆直径65mm、单螺杆、带通气口(东芝机械(株)制))熔融混炼,提供给到进料块。此外,将使甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯=96/4(重量比)的共聚物(折射率1.49)70重量份中含有丙烯酸类橡胶粒子30重量份的丙烯酸系树脂组合物用第2挤出机(螺杆直径45mm、单螺杆、带通气口(日立造船(株)制))熔融混炼,提供给进料块。在265℃下进行共挤出成型,以使从第1挤出机提供给进料块的树脂成为中间层,从第2挤出机提供给进料块的树脂成为表层(两面),通过设定成85℃的辊单元,制作厚度为80μm(中间层50μm、表层15μm×2)的3层构造的基材膜A。
(防眩层的形成)
将光固化性树脂组合物“GRANDIC 806T”(大日本油墨化学工业(株)制)溶解于醋酸乙酯中,制成50重量%浓度的溶液,进而将作为光聚合引发剂的“Lucirin TPO”(BASF公司制、化学名:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)以每100重量份固化性树脂成分添加5重量份,调制涂布液。在基材膜A上涂布该涂布液以使干燥后的涂布厚度为6μm,在设定为60℃的干燥机中干燥3分钟。用橡胶辊将干燥后的基材膜A压靠密合于前面得到的模具A的凹凸面以使光固化性树脂组合物层成为模具侧。在该状态下从基材膜A侧,照射强度20mW/cm2的来自高压水银灯的光以使按h线换算光量计为200mJ/cm2,使光固化性树脂组合物层固化。然后,将基材膜A与固化树脂一起从模具剥离,制作得到了由表面具有凹凸的固化树脂(防眩层)和基材膜A的层合体构成的透明的防眩膜A。
<实施例2>
在模具制作的曝光工序中,在感光性树脂膜上用激光曝光将图16中所示的图像数据构成的图案多个连续反复并列而成的图案,将第1蚀刻处理中的蚀刻量设定为5μm,将第2蚀刻处理中的蚀刻量设定为12μm,除此以外,与实施例1同样地制作模具B。除了使用了得到的模具B以外,与实施例1同样地制作防眩膜B。图16中所示的图案是应用了对于将点径为12μm的多个点无规配置而成的图案将空间频率为0.035μm-1以下的低空间频率成分和0.135μm-1以上的高空间频率成分除去的带通滤波器而作成的。
<比较例1>
除了代替基材膜A而使用了厚度80μm的三乙酰纤维素(TAC)膜以外,与实施例1同样地制作防眩膜C。
<比较例2>
将直径300mm的铝辊(根据JIS的A5056)的表面进行镜面研磨,对于研磨过的铝面,使用喷砂装置((株)不二制作所制),将氧化锆珠粒TZ-SX-17(东曹(株)制、平均粒径:20μm)以喷砂压力0.1MPa(表压)、珠粒使用量8g/cm2(每1cm2辊的表面积的使用量)喷砂,使表面产生凹凸。对于得到的带凹凸的铝辊,进行无电解镀镍加工,制作模具C。此时,将无电解镀镍厚度设定为15μm。除了使用得到的模具C以外,与实施例1同样地制作防眩膜D。
将对于得到的防眩膜A~D的上述[1]~[4]的测定·评价结果汇总于表1。此外,图17中示出了由在实施例1的模具A和实施例2的模具B的制作中使用的图案得到的能谱G2(fx,fy)的fx=0的截面。由图17可知,实施例1的模具A和实施例2的模具B的制作中使用的图案的能谱在大于0μm-1且0.04μm-1以下的空间频率范围中没有显示最大值。
表1
Figure BSA00000450751500301
由表1中所示的结果可知,全部满足本发明的技术特征的防眩膜A和防眩膜B,完全没有发生晃眼,显示足够的防眩性,也没有产生泛白。此外,雾度也低,因此配置于图像显示装置时也不引起对比度的降低。此外,铅笔硬度也高,具有强的机械强度,而且透湿度也低,具有高的耐湿性。
另一方面,没有使用由丙烯酸系树脂形成的基材膜的防眩膜C,显示出优异的防眩性能,但铅笔硬度和耐湿性比防眩膜A和防眩膜B低。此外,没有根据规定的图案制作的防眩膜D,由于能谱的比H1 2/H2 2不满足本发明的特征,因此产生了晃眼。

Claims (4)

1.一种防眩膜,其具有基材膜、和在所述基材膜上层合的具有凹凸表面的防眩层,其中,
所述基材膜含有丙烯酸系树脂,
空间频率0.01μm-1处的所述凹凸表面的标高的能谱H1 2与空间频率0.04μm-1处的所述凹凸表面的标高的能谱H2 2之比H1 2/H2 2为3~20的范围内,
空间频率0.1μm-1处的所述凹凸表面的标高的能谱H3 2与空间频率0.04μm-1处的所述凹凸表面的标高的能谱H2 2之比H3 2/H2 2为0.1以下,并且
所述凹凸表面包含95%以上的倾斜角度为5°以下的面。
2.如权利要求1所述的防眩膜,其中,
所述基材膜的厚度为20μm以上100μm以下。
3.如权利要求1所述的防眩膜,其中,
所述基材膜含有丙烯酸类橡胶粒子。
4.一种防眩性偏振板,其具有权利要求1所述的防眩膜、和在所述基材膜的与所述防眩层相反侧的面层合的偏光膜。
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