CN102405425A - 光学功能层用微粒、显示器用光学部件和防眩功能层 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学功能层用微粒，其能够获得能以极高的水平兼顾防眩性和黑色再现性并能适宜地适用于高清晰显示器的光学功能层。本发明的光学功能层用微粒具有核和包覆该核的壳，其通过添加到透明基材中用于形成光学功能层，该光学功能层用微粒的特征在于，其平均粒径R大于等于入射到上述光学功能层的光的波长，并且，上述核的平均直径r与上述平均粒径R之比(r/R)为0.50以上，此外，上述壳具有与上述透明基材不同的折射率，同时具有光吸收性能。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种用于光学部件的微粒，该光学部件设置于文字处理机、计算机、电视机等的用于图像显示的各种显示器中。
背景技术
在阴极射线管显示装置(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(ELD)等图像显示装置中，通常在最表面设置有用于防止反射的光学膜。这样的抗反射用光学膜通过光的散射和干涉能够抑制影像的映入(映り込み)，或者降低反射率。
作为抗反射用光学膜之一，已知有在透明性基材的表面上形成了具有凹凸形状的防眩层的防眩膜。这样的防眩膜通过表面的凹凸形状来散射外部光线，能够防止外部光线的反射或影像的映入所导致的可见性的降低。
作为这样的防眩膜，现有技术中已知有利用粒子而形成了凹凸的防眩膜(例如专利文献1)。
然而，近年来，逐渐要求液晶显示装置等图像显示装置具有极高水平的画质，特别是，除防眩性之外还特别要求黑色再现性优异。
作为除防眩性之外还提高黑色再现性的方法，例如，已知一种具备光扩散层的光学膜，该光扩散层含有平均粒径不同、且粒径被控制在预定范围内的至少两种透光性树脂粒子(例如专利文献2)。
但现状是，利用这样的现有方法无法满足近年来兼顾极高水平的防眩性和黑色再现性的要求。
另外，通过将折射率与基材不同的微粒混入热塑性树脂中、或者使其分散于热固性树脂中而制成扩散片，这种光学部件被用于透射型屏幕等，但由于上述微粒而产生外部光线的反向散射，因而存在对比度低的缺点。
为了防止这样的微粒所致的对比度降低，提出了例如专利文献3所示的在微粒表面具有使用了干涉的抗反射层的微粒、和专利文献4所示的使折射率阶段性地或连续性地变化的微粒。但是，这种具有抗反射层的微粒容易因干涉而产生着色，另外，使折射率变化的微粒难以增大扩散。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-18706号公报
专利文献2：日本特开2007-041547号公报
专利文献3：日本特开2005-17920号公报
专利文献4：日本特开平2-120702号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述现状，目的在于提供一种光学功能层用微粒、使用该光学功能层用微粒形成的显示器用光学部件、防眩膜以及扩散膜，所述光学功能层用微粒能够获得一种光学功能层，该光学功能层能以极高的水平兼顾防眩性、扩散性和黑色再现性，同时能使色彩的再现性优异，并能适宜地适用于高清晰显示器。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种光学功能层用微粒，其是具有核和包覆该核的壳且通过添加到透明基材中而用于形成光学功能层的光学功能层用微粒，其特征在于，其平均粒径R大于等于入射到上述光学功能层的光的波长，并且，上述核的平均直径r与上述平均粒径R之比(r/R)为0.50以上，此外，上述壳具有与上述透明基材不同的折射率，同时具有光吸收性能。
另外，本发明的光学功能层用微粒优选的是，将壳的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)设为Δn时，Δn和(r/R)满足下式(1)～(4)。
Δn＜0.94时，(r/R)＞0.53(1)
0.94≤Δn＜1.0时，(r/R)＞7.2×Δn-6.1(2)
1.0＜Δn≤1.067时，(r/R)＞7.8-6.8×Δn (3)
1.067＜Δn时，(r/R)＞0.53(4)
优选的是，上述Δn和(r/R)进一步满足下式(5)、(6)。
Δn＜1.0时，(r/R)＞1.5×Δn-0.5(5)
1.0＜Δn时，(r/R)＞3.2-2.2×Δn (6)
优选的是，上述Δn和(r/R)进一步满足下式(7)。
1.0＜Δn时，(r/R)＞1.9-0.9×Δn (7)
另外，本发明的光学功能层用微粒优选的是，核和壳含有有机材料，上述壳通过在构成上述核的有机材料中含有添加剂而形成，所述添加剂在选自由紫外光区域、可见光区域和红外光区域组成的组中的至少一种区域具有光吸收性能。
另外，本发明的光学功能层用微粒优选的是，在将扩散辉度分布的正透射的辉度设为p，将壳中未添加具有光吸收性能的添加剂的粒子在上述添加剂的最大吸收波长处的扩散辉度分布的正透射的辉度设为P时，(p/P)为0.6以上。
另外，优选上述添加剂在可见波长区域中的吸收率大致相等。
另外，本发明涉及一种显示器用光学部件，其是具备光学功能层的显示器用光学部件，所述光学功能层通过使用透明基材和上述本发明的光学功能层用微粒而形成，该显示器用光学部件的特征在于，上述光学功能层中光学功能层用微粒的比例(质量％)为由下式(8)表示的公式计算出的数值以上，且为由下式(9)表示的公式计算出的数值以下。
0.34×R3/T (8)
121×R/T (9)
此处，上述式(8)和式(9)中，T表示上述光学功能层的平均厚度(μm)，R表示上述光学功能层用微粒的平均粒径(μm)，R＜T。
另外，本发明涉及一种防眩膜，其特征在于，其具有通过上述本发明的光学功能层用微粒形成的凹凸面。
另外，本发明涉及一种扩散膜，其特征在于，其具有显示器用光学功能层，所述显示器用光学功能层通过使用透明基材和上述本发明的光学功能层用微粒而形成，上述透明基材含有热塑性树脂和/或热固性树脂。
以下，详细说明本发明。
本发明人对基材(粘结剂成分)中添加有微粒的光学功能层进行了深入研究，结果发现，通过光学功能层的光在透过微粒时产生杂散光、反向散射，该杂散光、反向散射会妨碍显示器的黑色再现性的提高。
基于这样的见解进一步进行了研究，结果发现，如图2和图3所示，在添加至透明基材(未图示)中的状态下入射到微粒20(30)内的光(以下也称为入射光21(31))作为透射光23(33)出射到透明基材时，在微粒20(30)与透明基材的界面产生朝向微粒20(30)的内部方向的反射光(以下也称为内部反射光22(32))，该内部反射光22(32)在微粒20(30)内的特定区域中不均匀分布。需要说明的是，图2是表示微粒的壳的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)低于1的情况下光的行进状态的示意图。图3是表示微粒的壳的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)超过1的情况下光的行进状态的示意图。另外，图2、3中，微粒20、30的核和壳的折射率相等，省略了在微粒20、30的表面反射的光。
另外，本发明人进行了更深入的研究，结果发现，通过使微粒内的内部反射光不均匀分布地通过的区域具有光吸收性能，能够良好地防止杂散光的产生，从而完成了本发明。
即，本发明中，透过微粒的光(必要的光)仅被具有光吸收性能的区域的厚度吸收，因此透射率的降低较少，与之相对，成为杂散光的内部反射光通过具有光吸收性能的区域中的距离与透过的光通过具有光吸收性能的区域中的距离相比极长，因此内部反射光更强烈地受到该区域的吸收，从而抑制了杂散光的产生。
本发明的光学功能层用微粒通过添加到透明基材中而用于形成光学功能层。
对上述光学功能层没有特别限定，可以举出设置于高清晰图像用显示器表面的现有公知的表面膜或屏幕等，例如，可以举出防眩层、硬膜层、抗反射层、抗静电层、扩散层等。其中适宜用作防眩层、扩散层。
需要说明的是，本发明的光学功能层用微粒通过在可见区域以外具有后述的壳的光吸收特性，还能够在显示器用途以外使用，例如，防止来自遥控的开关或指示器的用于位置检测的红外光产生杂散光以提高检测精度，或者，用于紫外线照射装置的扩散板以防止有害的紫外光的反射。此外，作为后述的壳中含有的添加剂，通过使用具有针对光的波长的窗口的物质，能够限定反向散射的光的波长，通过使用波长转换材料作为上述添加剂，还能够改变反向散射的光的波长。
图1是示意性地表示本发明的光学功能层用微粒的一个例子的截面图。
如图1所示，本发明的光学功能层用微粒10具有核11和包覆该核11的壳12。
本发明的光学功能层用微粒中，上述核含有透明的材料，优选使用含有有机材料的核。对构成这样的核的材料没有特别限定，例如，可以举出苯乙烯树脂(折射率：1.60)、三聚氰胺树脂(折射率：1.57)、丙烯酸类树脂(折射率：1.49)、丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂(折射率：1.49～1.60)、聚碳酸酯树脂(折射率：1.59)、聚乙烯(折射率：1.53)、聚氯乙烯(折射率：1.54)等。其中，优选使用苯乙烯树脂、丙烯酸-苯乙烯树脂，特别地，由于丙烯酸-苯乙烯共聚树脂能够通过改变丙烯酸和苯乙烯的比例来容易地改变折射率，因而更优选使用。
另外，上述壳具有与上述透明基材不同的折射率，同时具有光吸收性能。若上述壳的折射率与透明基材的折射率相同，则使用本发明的光学功能层用微粒形成的防眩膜、扩散膜等显示器用光学部件无法得到充分的光学特性(防眩目性、扩散性)。
作为这样的壳，可以举出例如通过在构成上述核的有机材料中含有可发挥光吸收性能的添加剂而成的物质。
对上述添加剂没有限定，例如，特别适宜使用在选自由紫外光区域、可见光区域和红外光区域组成的组中的至少一种区域具有光吸收性能的添加剂。上述添加剂通过具有这样的光吸收性能，能够使本发明的光学功能层用微粒适合用于上述光学功能层用途。其中，作为用于提高对比度的上述添加剂，优选可见波长区域中的吸收率大致相等。这是因为，如果是可见光区域中各波长下的吸收率大致相等的添加剂，则使用本发明的光学功能层用微粒所形成的显示器用光学部件等的影像光不会着色，并且反射光也会不着色。需要说明的是，上述“吸收率大致相等”是指，通过目视形成中性黑或中性灰，在可见光区域中各波长的吸收率之比在1±10％的范围。
对这样的添加剂没有特别限定，可以以微粒的形式添加，也可以溶解于壳材料中。另外，上述添加剂可以具有透射性，相反地也可以不具有透射性。具体地说，作为上述添加剂，可以根据本发明的光学功能层用微粒的制造法单独或复合使用公知的染料、颜料。
作为上述添加剂的添加量，可以考虑构成上述壳和核的材料、以及构成透明基材的材料等来适当调整为可良好地吸收上述内部反射光、且使入射到本发明的光学膜功能层用微粒的光可充分透过的程度。
此处，若为了增大包括含有微粒的透明基材的光学功能层的扩散性能，而增大上述透明基材与微粒的折射率差，则会产生微粒表面反射变大的弊端。因此，本发明的光学功能层用微粒中，上述壳优选具有介于核与透明基材的中间的折射率。通过使上述壳的折射率满足上述条件，能够良好地抑制上述表面反射。
另外，本发明的光学功能层用微粒的平均粒径R大于等于入射到上述光学功能层的光(入射光)的波长。若上述平均粒径R小于入射光的波长，则照射到本发明的光学功能层用微粒的光的光程无法确定，无法调整透射光量和杂散光吸收量。
另外，作为上述平均粒径R，具体地说优选为0.4～20μm。若低于0.4μm，则容易小于上述入射光的波长，能够适用于使用本发明的光学功能层用微粒所形成的光学功能层的光的选择范围受限。另外，有时会无法得到充分的防眩性和黑色再现性优异的光学功能层。若超过20μm，则容易产生炫目，有可能会降低应用了使用本发明的光学功能层用微粒所形成的光学膜的显示器的品质。
为了实现对比度的提高，上述粒径R更优选的下限为0.8μm、更优选的上限为10μm。
另外，本发明的光学功能层用微粒中，上述核的平均直径r与上述平均粒径R之比(r/R)为0.50以上。若低于0.50，则本发明的光学功能层用微粒对杂散光的吸收过剩，反而使透射光的强度降低，在制成光学功能层的情况下透射率变差。
本发明中，上述(r/R)优选为0.70以上，更优选为0.85以上。这是因为，与壳所导致的透射光的强度降低相比，杂散光的吸收效率更高。
需要说明的是，上述平均粒径R和核的平均直径r可以利用公知的显微镜观察法，通过观察本发明的光学功能层用微粒的截面来测定。
另外，本发明的光学功能层用微粒中，将光学功能层用微粒的壳的折射率n2与上述透明基材的折射率n1之比(n2/n1)设为Δn(以下也称为比折射率)时，优选Δn和(r/R)满足上述式(1)～(4)。通过使上述(r/R)满足式(1)～(4)，本发明的光学功能层用微粒在适宜入射的光的透射性能和内部反射光的吸收性能方面变得优异。
本发明的光学功能层用微粒中，更优选上述Δn和(r/R)满足上述式(5)、式(6)。通过满足上述式(5)、式(6)，本发明的光学功能层用微粒在入射的光的透射性能和内部反射光的吸收性能方面变得更加优异。
此外，本发明的光学功能层用微粒优选上述Δn和(r/R)满足上述式(7)。通过满足上述式(7)，本发明的光学功能层用微粒的光的透射性能与内部反射光的吸收性能的平衡最合适。
图4、图5和图6是按照吸收内部反射光的比例来分别表示本发明的光学功能层用微粒的核径(％)[(r/R)×100]与比折射率之间的关系的曲线图。如这些曲线图所示，微粒内部的反射依赖于比折射率。以式(1)～(4)表示的曲线图表示的是为了在微粒界面将反射率为0.1％的内部反射光导入壳中所要求的核径(图4)，以式(5)、式(6)表示的曲线图表示的是为了在微粒界面将反射率为1％的内部反射光导入壳中所要求的核径(图5)，以式(7)表示的曲线图表示的是为了在微粒界面将反射率为10％的内部反射光导入壳中所要求的核径(图6)。
即，与透射光的降低相对应的吸收效果为，式(1)～(4)＜式(5)、(6)＜式(7)。
本发明的光学功能层用微粒优选的是，在将扩散辉度分布的正透射的辉度设为p，将上述壳中未添加具有光吸收性能的添加剂的粒子在上述添加剂的最大吸收波长处的扩散辉度分布的正透射的辉度设为P时，(p/P)为0.6以上。
此处，上述(p/P)是表示本发明的光学功能层用微粒的壳所具有的吸光程度的参数，若低于0.6，则透过本发明的光学功能层用微粒的光的透射率降低，不适合用作光学功能层用途。上述(p/P)更优选的下限为0.7、进一步优选的下限为0.8。
需要说明的是，上述(p/P)的值优选对光学功能层用微粒进行测定，在微粒小而难以测定的情况下，例如可以以通过以下方法计算出的(p’/P’)的形式来测定。
<通过后染色来设置光学功能层用微粒的壳的情况>
(1)使用未染色的上述微粒，制作通过压制处理而形成的厚度为1mm的板。
(2)对所制作的板的可见光区域中的透射率(P’)进行测定。
(3)在与形成本发明的光学功能层用微粒的壳的情况相同的条件下，将上述板染色，制作具有与壳厚度相同厚度的染色层的处理板。
(4)对所制作的处理板的可见光区域的透射率(p’)进行测定。
(5)计算出(p’/P’)。
<用染料或颜料覆盖光学功能层用微粒的壳的周围的情况>
(1)将上述微粒的核材料制作成通过压制处理而形成的厚度为1mm的板。
(2)对所制作的板的可见光区域中的透射率(P’)进行测定。
(3)测定壳的厚度A。
(4)将上述微粒的核材料制作成通过压制处理而形成的厚度为1-2×A(mm)的核板。
(5)将形成本发明的光学功能层用微粒的壳的材料涂料化，在上述核板上以总厚度为1mm的方式涂布，制作处理板。
(6)对所制作的处理板的可见光区域的透射率(p’)进行测定。
(7)计算出(p’/P’)。
本发明的光学功能层用微粒含有上述结构的核和壳，因此在分散于后述的透明基材中的状态下透过光时，几乎不会产生微粒内部的内部反射光，能够有效抑制杂散光的产生。因此能够得到能以极高的水平兼顾防眩性和黑色再现性、且能适宜地适用于高清晰显示器的光学功能层。
这种结构含有核和壳的本发明的光学功能层用微粒例如可以通过以下方法制造：通过将预先形成的微粒浸渍于对微粒材料具有渗透性的染料浴中，从而使微粒表面附近浸渗有染料的方法；使用溶解或分散有染料和/或颜料的反应性液体，在核物质的界面进行聚合的方法；向溶解或分散有染料和/或颜料的聚合物溶液中添加核物质，在分散介质中形成微小液滴，蒸发溶剂进行固化的方法；将核物质投入至溶解或分散有染料和/或颜料的、溶解有壳物质的液体中，制成喷雾状并吹送到热风中的方法；等等。
添加有本发明的光学功能层用微粒的透明基材作为该光学功能层用微粒的粘结剂成分发挥功能。
对这样的透明基材没有特别限定，只要是具有透明性的物质即可，例如，可以是作为受到紫外线或电子射线的作用而固化的树脂的电离射线固化型树脂、溶剂干燥型树脂、热塑性树脂、热固性树脂等具有能分散微粒的功能的物质。
例如，使用本发明的光学功能层用微粒制造防眩膜或硬膜等表面膜的情况下，电离射线固化型树脂可以在使用本发明的光学功能层用微粒制造透射型屏幕等时使用，热塑性树脂可以在使用本发明的光学功能层用微粒制造扩散膜等时使用，热塑性树脂和/或热固性树脂可以以适合于各种紫外线固化、挤出成型、丝印等各工艺的形式来使用。但是，在制造上述表面膜、透射型屏幕和扩散膜等的情况下，作为所使用的透明基材，不限定于上述物质。需要说明的是，本说明书中，“树脂”是包含单体、低聚物、聚合物等树脂成分的概念。
作为上述电离射线固化型树脂，例如可以举出具有(甲基)丙烯酸酯系的官能团的化合物等具有1个或2个以上不饱和键的化合物。
作为具有1个不饱和键的化合物，例如，可以举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己基酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。作为具有2个以上不饱和键的化合物，例如，可以举出聚羟甲基丙烷三(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与(甲基)丙烯酸酯等的反应产物(例如，多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯)等。需要说明的是，本说明书中“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。
除了上述化合物之外，作为上述电离射线固化型树脂，还可以使用具有不饱和双键的分子量比较低的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸类树脂、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。
在将本发明的光学功能层用微粒用于表面膜的情况下，上述透明基材优选含有紫外线固化树脂。
在使用上述电离射线固化型树脂作为上述紫外线固化树脂的情况下，优选在形成上述光学功能层时的组合物中含有光聚合引发剂。
作为上述光聚合引发剂，具体例子可以举出苯乙酮类、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、苯偶酰类、苯偶姻类、酰基氧化膦类。另外，优选混合光敏剂而使用，作为其具体例子，例如，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，上述电离射线固化型树脂为具有自由基聚合性不饱和基团的树脂类时，优选单独或混合使用苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯偶姻、苯偶姻甲醚等。另外，上述电离射线固化型树脂为具有阳离子聚合性官能团的树脂类时，作为上述光聚合引发剂，优选单独或以混合物的形式使用芳香族重氮盐、芳香族锍盐、芳香族碘鎓盐、茂金属化合物、苯偶姻磺酸酯等。
上述光聚合引发剂的添加量相对于100质量份电离射线固化型树脂优选为0.1～10质量份。
上述电离射线固化型树脂也可以与溶剂干燥型树脂合用来使用。
作为上述溶剂干燥型树脂，主要可以举出热塑性树脂。作为上述热塑性树脂，利用通常举出的物质。通过添加上述溶剂干燥型树脂，能够有效防止涂布面的涂膜缺陷。
作为优选的热塑性树脂的具体例子，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，通常优选使用非结晶性且能够溶解于有机溶剂(特别是能够溶解2种以上的聚合物、固化性化合物的通用溶剂)中的树脂。特别优选成形性或制膜性、透明性和耐候性高的树脂，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，层积上述光学功能层的透光性基材的材料为三乙酰纤维素“TAC”等纤维素系树脂的情况下，作为热塑性树脂的优选的具体例子，可以举出纤维素系树脂，例如硝化纤维素、乙酰纤维素、乙酸-丙酸纤维素、乙基羟乙基纤维素等。通过使用上述纤维素系树脂，能够提高与上述透光性基材的密合性和透明性。
作为上述热固性树脂，例如，可以举出酚醛树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、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。
在使用上述热固性树脂的情况下，根据需要，也可以合用交联剂、聚合引发剂等固化剂、聚合促进剂、溶剂、粘度调节剂等来使用。
通过使用上述透明基材和本发明的光学功能层用微粒，能够形成具备光学功能层的显示器用光学部件。
这样的显示器用光学部件也是本发明的方案之一。
即，本发明的显示器用光学部件是具备光学功能层的显示器用光学部件，所述光学功能层通过使用透明基材和本发明的光学功能层用微粒而形成，该显示器用光学部件的特征在于，上述光学功能层中光学功能层用微粒的比例(质量％)为由下式(8)表示的公式计算出的数值以上，且为由下式(9)表示的公式计算出的数值以下。
0.34×R3/T (8)
121×R/T (9)
此处，上述式(8)和式(9)中，T表示上述光学功能层的平均厚度(μm)，R表示上述光学功能层用微粒的平均粒径(μm)，R＜T。
本发明的显示器用光学部件具备通过使用上述透明基材和本发明的光学功能层用微粒而形成的光学功能层。
作为上述光学功能层中的透明基材，可以举出在本发明的光学功能层用微粒中说明过的物质。
将上述光学功能层的平均厚度设为T(μm)，将上述光学功能层用微粒的平均粒径设为R(μm)时，R＜T，另外，上述光学功能层中上述光学功能层用微粒的比例(％)为由上述式(8)表示的公式计算出的数值以上，且为由上述式(9)表示的公式计算出的数值以下。
此处，上述式(8)表示的是，上述光学功能层中的光学功能层用微粒间隔为在视力为2、看得清楚的距离为25cm条件下肉眼分辨率35μm的极限以下。因此，上述光学功能层用微粒的比例小于由上述式(8)计算出的数值的情况下，用肉眼观察上述光学功能层所含有的光学功能层用微粒时，微粒分离而显示为异物状。
另一方面，上述式(9)表示的是，上述光学功能层中的光学功能层用微粒为最密装填。因此，上述光学功能层用微粒的比例大于由上述式(9)计算出的数值的情况下，会存在突出于上述光学功能层的光学功能层用微粒，浓度产生不均匀，被认知为黑色异物。
另外，上述“光学功能层用微粒的比例”是指相对于上述光学功能层中的透明基材和微粒的重量的微粒的重量百分率。
作为形成这样的光学功能层的方法，可以举出以下方法：将上述透明基材、光学功能层用微粒以及其他必要时的流平剂、抗静电剂、防污染剂等各种添加剂与溶剂混合，使用所得到的涂布液。即，可以在预定的基材膜上涂布上述涂布液，形成涂膜，并使该涂膜固化，从而形成上述光学功能层。
对上述溶剂没有特别限定、例如，可以举出异丙醇、甲醇、乙醇等醇类；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类；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；丙二醇单甲基醚(PGME)；或这些溶剂的混合物，优选为酮类、酯类。
对上述基材膜没有特别限定，可以从例如透明性优于通常的塑料的材料中选择。例如为含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺(尼龙6、尼龙66)、三乙酰纤维素、聚苯乙烯、聚芳酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯等的拉伸膜或未拉伸膜。另外，这些膜也可以以单层或者2层以上的多层膜的形式使用。
作为上述基材膜的厚度，优选为10～200μm左右。若低于10μm，则强度不充分，可能无法充分支撑上述光学层，若超过200μm，则不仅浪费资源，而且加工时有时难以操作。
对涂布上述涂布液从而形成涂膜的方法没有特别限定，例如，可以举出通常的利用逆转辊涂布、辊涂、迈耶绕线棒(Mayer bar)涂布、凹板印刷等方法以3～15g/m2(固体成分换算，以下同样记载)进行涂布的方法。
此外，作为使涂膜固化的方法，可以举出照射电子射线或紫外线、可见光线等电磁波的方法。上述基于紫外线的固化可以利用由超高压汞灯、高压汞灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等发出的电磁波。
基于这些电离射线的固化反应优选在氧尽量少的气氛中进行。在缺氧气氛下，能够在不存在氧导致的固化抑制、由所期望的聚合反应以外的副反应导致的着色或分解的情况下结束固化反应。因此，上述光学功能层能够保持对所添加的光学功能层用微粒的保持能力优异的磨耗性。与其相反，在氧浓度高的情况下，固化反应不能完成，光学功能层的磨耗性差，微粒可能会脱落。另外，优选的氧浓度为1000ppm以下。
通过将如此形成的光学功能层制成具有表面凹凸(该表面凹凸由本发明的光学功能层用微粒形成)的层(以下也称为防眩层)，上述显示器用光学部件能够作为防眩膜使用。
这样的防眩膜也是本发明的方案之一。
本发明的防眩膜在上述防眩层的表面形成有由上述本发明的光学功能层用微粒所产生的凹凸，因此几乎不会产生由于透过该微粒内的光进行内部反射而导致的杂散光，防眩性和黑色再现性极其优异。
即，本发明的防眩膜能够具有优异的透射图像清晰度和抗映入性。
本发明的防眩膜中，为了使上述基材膜与防眩层之间的粘接牢固且稳定，优选利用电晕放电或臭氧气体对基材膜的涂布面进行表面处理，或者设置由与基材膜和防眩层的两者的面具有亲和性且粘接性强的材料所形成的底涂层。底涂层可以通过涂布由聚酯/多元醇或聚醚/多元醇、和多异氰酸酯所形成的反应型的清漆而形成。
发明的效果
本发明的光学功能层用微粒含有上述结构，因此在添加到透明基材中的状态下，能够良好地吸收透过其内部的光的内部反射光。因此，使用本发明的光学功能层用微粒形成的光学功能层能够以极高的水平兼顾防眩性和黑色再现性，能够适宜地适用于高清晰显示器。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的光学功能层用微粒的一个例子的截面图。
图2是表示微粒的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)低于1的情况下的光的行进状态的示意图。
图3是表示微粒的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)超过1的情况下的光的行进状态的示意图。
图4是表示吸收内部反射比例为0.1％以下的内部反射光的情况下本发明的光学功能层用微粒的(r/R)与Δn的关系的曲线图。
图5是表示吸收内部反射比例为1％以下的内部反射光的情况下本发明的光学功能层用微粒的(r/R)与Δn的关系的曲线图。
图6是表示吸收内部反射比例为10％以下的内部反射光的情况下本发明的光学功能层用微粒的(r/R)与Δn的关系的曲线图。
具体实施方式
通过下述实施例对本发明的内容进行说明，但本发明的内容并不被解释为仅限于这些实施方式。另外，只要没有特别说明，则“份”和“％”为质量基准。
(实施例1)
首先，使用90份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯进行乳液共聚，从而得到苯乙烯-丙烯酸共聚物的单分散粒子。该单分散粒子的平均粒径R为3.5μm、折射率为1.58。
接下来，将SAWADA PLATEC CO.，LTD.制造的树脂用染料SDN黑20g用1000g的水稀释得到染色液，在60℃向该染色液中添加所得到的单分散粒子5g并进行搅拌，进行1分钟的染色，形成壳，然后水洗、干燥，得到光学功能层用微粒。
通过截面的显微镜观察，所得到的光学功能层用微粒的核的平均直径r与平均粒径R之间的比(r/R)＝0.91(壳厚度0.16μm)，壳的折射率为1.58。
另外，对于通过将所得到的单分散粒子进行压制而得到的1mm的板，在同样的条件下用上述染色液进行处理，处理后的板与未处理的板在可见区域中的透射率之比为0.85。需要说明的是，由于上述板的着色层的厚度与上述壳的厚度相同，因此上述光学功能层用微粒的吸收系数为0.15。
接下来，向含有45份季戊四醇三丙烯酸酯、2份Irgacure 184(商品名)、35份甲苯、15份环己烷的组成的透明基材的前体(固化后折射率为1.50)中添加6份上述光学功能层用微粒，制备用于形成防眩层的涂布液。
利用棒涂机将所得到的用于形成防眩层的涂布液涂布到厚度为80μm的三乙酰纤维素膜的一个面上，以50℃、1分钟的条件干燥后，使氧浓度保持在0.1％以下，使用UV照射装置〔Fusion UV Systems Japan KK制造：H Bulb(商品名)〕以累积光量100mj的条件进行固化，形成膜厚约5μm的防眩层，制成防眩膜。
(实施例2)
设染色液的染料为10g，设染色条件为65℃、2分钟，除此之外与实施例1同样地制作光学功能层用微粒。该光学功能层用微粒的r/R为0.75(壳厚度0.44μm)，壳的折射率为1.58。另外，吸收系数为0.28。
使用所得到的光学功能层用微粒，与实施例1同样地得到防眩膜。
(实施例3)
设染色液的染料为5g，设染色条件为68℃、3分钟，除此之外与实施例1同样地制作光学功能层用微粒。该光学功能层用微粒的r/R为0.61(壳厚度0.68μm)，壳的折射率为1.58。另外，吸收系数为0.39。
使用所得到的光学功能层用微粒，与实施例1同样地得到防眩膜。
(比较例1)
除了不进行染色之外，使用与实施例1同样得到的单分散粒子，与实施例1同样地得到防眩膜。
(比较例2)
通过将10份苯乙烯、90份甲基丙烯酸甲酯乳液共聚，得到苯乙烯-丙烯酸共聚物的单分散粒子。该单分散粒子的平均粒径为3.5μm，折射率为1.50。
除了使用该单分散粒子以外，与实施例1同样地得到防眩膜。
(比较例3)
混合90份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯，改变实施例1的条件进行乳液共聚，从而得到苯乙烯-丙烯酸共聚物的单分散粒子。
比较例3的单分散粒子的平均粒径为0.38μm，折射率为1.58。
除了使用该单分散粒子以外，与实施例1同样地得到防眩膜。
(比较例4)
使用比较例2的单分散粒子，设染色液的染料为10g，设染色条件为65℃、2分钟，除此之外与实施例1同样地制作光学功能层用微粒。该光学功能层用微粒的r/R为0.75(壳厚度0.44μm)，壳的折射率为1.50。另外，吸收系数为0.28。
除了使用该光学功能层用微粒以外，与实施例1同样地得到防眩膜。
(比较例5)
使用实施例1的单分散粒子，设染色液的染料为10g，设染色条件为62℃、5分钟，除此之外与实施例1同样地制作光学功能层用微粒。该光学功能层用微粒的r/R为0.43(壳厚度1.00μm)，壳的折射率为1.58。另外，吸收系数为0.37。
除了使用该光学功能层用微粒以外，与实施例1同样地得到防眩膜。
(评价)
针对实施例和比较例中得到的防眩膜进行以下评价。结果列于表1。
<黑电平、白电平、对比度、眩目、防眩性>
将索尼公司制造的液晶电视机KDL-40X2500的最表面的偏振片剥离，附上无表面涂布的偏振片。接下来，用透明胶黏膜在其上附上实施例和比较例的防眩膜以使光学功能层在观察者一侧。
在1000Lx的室内，放映MEDIA FACTORY社的DVD“歌剧魅影”，请15名被测者观赏，当回答黑电平、白电平、对比度、眩目和防眩性良好的人为10名以上时评价为“○”，为5～9名时评价为“△”，为4名以下时评价为“×”。
<扩散性>
关于左右略微移动时画质有无变化，利用与黑电平等的评价相同的方法进行，评价有无画质的变化，当回答变化没有影响的人为10名以上时评价为“○”，为5～9名时评价为“△”，为4名以下时评价为“×”。
【表1】
| 黑电平 | 白电平 | 对比度 | 眩目 | 防眩性 | 扩散性 | |
| 实施例1 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 实施例2 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 实施例3 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| 比较例1 | × | ○ | × | ○ | ○ | ○ |
| 比较例2 | △ | ○ | △ | × | △ | × |
| 比较例3 | × | ○ | × | △ | × | △ |
| 比较例4 | ○ | ○ | ○ | × | △ | × |
| 比较例5 | ○ | × | × | ○ | ○ | ○ |
如表1所示，实施例的防眩膜在全部评价中均显示出良好的结果。
与此相对，没有壳的比较例1的防眩膜的黑电平和对比度差。
另外，使用了不具有壳、且透明基材的折射率与微粒的壳的折射率相同的光学功能层用微粒的比较例2的防眩膜在眩目和扩散性方面差。
另外，使用了不具有壳、且平均粒径小于入射到防眩层的光的波长(400～800nm)的光学功能层用微粒的比较例3的防眩膜在黑电平、对比度和防眩性的各评价中表现差。
另外，使用了虽具有壳、但透明基材的折射率与微粒的壳的折射率相同的光学功能层用微粒的比较例4的防眩膜在眩目和扩散性的评价中表现差。
此外，使用了虽具有壳、但r/R小于0.5的光学功能层用微粒的比较例5的防眩膜在白电平和对比度方面差。
工业实用性
本发明的光学功能层用微粒能够适宜地用作阴极射线管显示装置(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(ELD)等显示器、特别是高清晰显示器的防眩功能层。
符号说明
10光学功能层用微粒
11核
12壳
20、30微粒
21、31入射光
22、32内部反射光
23、33透射光
Claims (11)
1.一种光学功能层用微粒，其是具有核和包覆该核的壳、且通过添加到透明基材中而用于形成光学功能层的光学功能层用微粒，其特征在于，
所述光学功能层用微粒的平均粒径R大于等于入射到所述光学功能层的光的波长，并且，所述核的平均直径r与所述平均粒径R之比(r/R)为0.50以上，
此外，所述壳具有与所述透明基材不同的折射率，同时具有光吸收性能。
2.如权利要求1所述的光学功能层用微粒，其中，将壳的折射率n2与透明基材的折射率n1之比(n2/n1)设为Δn时，Δn和(r/R)满足下式(1)～(4)：
Δn＜0.94时，(r/R)＞0.53 (1)
0.94≤Δn＜1.0时，(r/R)＞7.2×Δn-6.1 (2)
1.0＜Δn≤1.067时，(r/R)＞7.8-6.8×Δn (3)
1.067＜Δn时，(r/R)＞0.53 (4)。
3.如权利要求2所述的光学功能层用微粒，其中，Δn和(r/R)进一步满足下式(5)、(6)：
Δn＜1.0时，(r/R)＞1.5×Δn-0.5 (5)
1.0＜Δn时，(r/R)＞3.2-2.2×Δn (6)。
4.如权利要求2或3所述的光学功能层用微粒，其中，Δn和(r/R)进一步满足下式(7)：
1.0＜Δn时，(r/R)＞1.9-0.9×Δn (7)。
5.如权利要求1、2、3或4所述的光学功能层用微粒，其中，核和壳含有有机材料，所述壳是通过使有机材料中含有添加剂而成的，所述添加剂在选自由紫外光区域、可见光区域和红外光区域组成的组中的至少一种区域具有光吸收性能。
6.如权利要求5所述的光学功能层用微粒，其中，在将扩散辉度分布的正透射的辉度设为p，将壳中未添加具有光吸收性能的添加剂的粒子在所述添加剂的最大吸收波长处的扩散辉度分布的正透射的辉度设为P时，
(p/P)为0.6以上。
7.如权利要求5或6所述的光学功能层用微粒，其中，添加剂在可见波长区域中各波长的吸收率大致相等。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的光学功能层用微粒，其中，透明基材含有紫外线固化树脂。
9.一种显示器用光学部件，其是具备光学功能层的显示器用光学部件，所述光学功能层通过使用透明基材和权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的光学功能层用微粒而形成，该显示器用光学部件的特征在于，
所述光学功能层中光学功能层用微粒的比例以质量％计为由下式(8)表示的公式计算出的数值以上，且为由下式(9)表示的公式计算出的数值以下，
0.34×R3/T (8)
121×R/T (9)
此处，所述式(8)和式(9)中，T表示所述光学功能层的以微米计的平均厚度，R表示所述光学功能层用微粒的以微米计的平均粒径，R＜T。
10.一种防眩膜，其特征在于，其具有通过权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的光学功能层用微粒形成的凹凸面。
11.一种扩散膜，其特征在于，其具有显示器用光学功能层，所述显示器用光学功能层通过使用透明基材和权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的光学功能层用微粒而形成，
所述透明基材含有热塑性树脂和/或热固性树脂。
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