CN102859399A - 光学层叠体、偏光板及显示装置 - Google Patents

光学层叠体、偏光板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种光学层叠体、偏光板及显示装置,其可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防止刺眼的功能,制造稳定性优异。作为解决本发明课题的手段是一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,在该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,该光学功能层的具有该凹凸形状的面的算术平均高度(Ra)为0.040以上且不足0.200,在该光学功能层的具有该凹凸形状的面的倾斜角度分布中,0.2度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以上95%以下。

Description

光学层叠体、偏光板及显示装置
技术领域
本发明涉及光学层叠体、偏光板及显示装置。
本发明的光学层叠体可设置在液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)、有机电致发光(OLED)等显示器表面上、或作为显示器的一构成构件使用,或为了提高将在构成OLED的有机EL层中产生的光取出至有机EL外的效率而优选在其观察面侧使用。特别涉及重视防眩性、明室下的黑度、暗室对比度等可视性的光学层叠体,例如可适合用于电视用途的显示器等的光学层叠体。
背景技术
液晶显示装置(LCD)、等离子体显示器(PDP)等显示装置,由于日光灯等室内照明、从窗户入射的阳光、操作者的影子等映入显示装置表面,从而损害影像的可视性。因此,为了提高影像的可视性,可在这些显示器表面上,将可扩散表面反射光、抑制外来光的正反射、防止外部环境的映入(具有防眩性)的形成有微细凹凸结构的光学层叠体等功能性膜设置在最表面。
这些功能性膜,一般所制造贩卖的是:在聚对苯二甲酸乙二酯(以下称为“PET”。)、三乙酰纤维素(以下称为“TAC”。)等透光性基体上,设置形成有微细凹凸结构的光学功能层而成的物质;在光扩散层上层叠低折射率层而成的物质,正在开发通过层构成的组合来提供所期望功能的功能性膜。
当在显示器的最表面使用光学层叠体时,在明亮房间中使用时,由于光的扩散而使黑显示的影像变白,有对比度下降的问题。因此,要求即使降低防眩性,也可达成高对比度的光学层叠体,也要求该光学层叠体具有高防刺眼性能(高对比度AG)。此外,在显示器的最表面使用光学层叠体时,特别是在屋外使用时,由于光的反射而有难以看清楚显示影像的问题,以往的防眩性高的光学层叠体其最表面的致密性低,因此不能缓和LCD模块的刺眼,而有显示影像闪现的问题。因此,在行动电话、PDA、电子书等可携式用途的LCD模块中,要求明室下的黑度与防眩性的平衡良好,可达成已抑制面板亮度降低的高暗室对比度的光学层叠体,也要求该光学层叠体有高防刺眼性能(针对可携式的高功能AG)。
作为提高光学层叠体的对比度的方法,可举出例如使表面的凹凸形状最适化的方法。
作为在光学功能层表面形成凹凸形状的方法,一般是在上述透光性基体上涂布已添加微粒的光学功能层形成用涂料,然后以紫外线照射该光学功能层形成材料而形成光学功能层(例如,参照专利文献1)。
此外,也有通过使光学功能层含有的微粒的粒径与表面凹凸形状(倾斜角)最适化,从而兼具防眩性与对比度的方法(例如,参照专利文献2)。
此外,也有通过使用多种树脂成分而不含微粒地在表面形成凹凸,通过利用该树脂成分的相分离特性形成纽状结构,从而兼具防眩性与对比度的方法(例如,参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-196117号公报
专利文献2:日本特开2008-158536号公报
专利文献3:日本特开2008-225195号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如专利文献1,使用含有微粒的光学功能层时,发挥防眩性与防刺眼的效果。然而,由于在光学功能层中所含有的微粒的界面与基于该微粒的形状的光学功能层的表面凹凸部分产生光的散射,因而有难以达成高对比度的问题。
如专利文献2,即使将微粒的粒径及表面凹凸的倾斜角最适化,也有对比度不充分的问题。
如专利文献3,对于利用多种树脂成分的相分离而在表面形成纽状凸部的方法,有制造稳定性的问题。
在此,本发明的第一个目的是提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能,且制造稳定性优异的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还以提供可达成高暗室对比度的光学层叠体作为附属课题。
此外,以提供即使为在透光性基体上层叠1层光学功能层的构成,也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体作为附属课题。
另外,本发明的第二个目的是提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还以提供可达成高暗室对比度的光学层叠体作为附属课题。
此外,以提供即使为在透光性基体上层叠1层光学功能层的构成,也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体作为附属课题。
而且,本发明的第三个目的是提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还以提供可达成高暗室对比度的光学层叠体作为附属课题。
此外,以提供即使在透光性基体上层叠1层光学功能层的构成,也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体作为附属课题。
用于解决问题的方法
在前述第一个目的下,第一发明中,由于使光学功能层中所含的透光性有机微粒偏向存在,从而可比已往含有多的表面凹凸所占有的平滑部分,即倾斜角度低的凹凸成分,并且可形成高度适度的凸部,发现存在防眩性、明室下的黑度、防刺眼的全部功能被最适化的区域。
第一发明中,通过下述的技术构成来解决上述课题。
(1)一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,该光学功能层的具有该凹凸形状的面的算术平均高度(Ra)为0.040以上且不足0.200,在该光学功能层的具有该凹凸形状的面的倾斜角度分布中,0.2度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以上95%以下。
(2)如前述(1)中所述的光学层叠体,其中,前述光学功能层是由以放射线固化型树脂组合物作为主成分的1层以上的光学功能层所构成的。
(3)如前述(1)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
(4)如前述(3)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
(5)如前述(1)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层的膜厚大于前述透光性微粒的平均粒径。
(6)一种偏光板,其特征在于,在构成前述(1)~(5)中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
(7)一种显示装置,其特征在于,具备前述(1)~(5)中任一项所述的光学层叠体。
在前述第二个目的下,第二发明中,在光学功能层的表面凹凸所占的倾斜角度分布中,发现可有效表现防眩性,防刺眼性能不恶化的倾斜角度成分的区域,使光学功能层中所含的透光性有机微粒偏向存在,从而可形成含大量该倾斜角度成分的光学功能层。由此,可提供维持与已往制品同等的防眩性,同时明室下的黑度与防刺眼性能优异的光学层叠体。
第二发明中,通过下述的技术构成来解决上述课题。
(1)一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,在对该光学功能层的具有该凹凸形状的面的凹凸形状进行测定而得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.3度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例为68%以上,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例不足1%。
(2)如前述(1)中所述的光学层叠体,其中,前述光学功能层是由以放射线固化型树脂组合物作为主成分的1层以上的光学功能层所构成的。
(3)如前述(1)或(2)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层具有随机凝聚构造。
(4)如前述(1)~(3)中任一项所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
(5)如前述(4)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
(6)如前述(4)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层的膜厚大于前述透光性微粒的平均粒径。
(7)一种偏光板,其特征在于,在构成前述(1)~(6)中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
(8)一种显示装置,其特征在于,具备前述(1)~(6)中任一项所述的光学层叠体。
在前述第三个目的下,第三发明中,通过使光学功能层中所含的透光性有机微粒偏向存在,从而比已往含有多的表面凹凸所占的平滑部分,即倾斜角度低的凹凸成分,并且可形成高度适度的凸部,发现存在防眩性、明室下的黑度、防刺眼的全部功能被最适化的区域。
第三发明中,通过下述的技术构成来解决上述课题。
(1)一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,在该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,在对该光学功能层的具有该凹凸形状的面的凹凸形状进行测定而得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例为60%以上且不足80%,0.6度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以下,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例不足1%。
(2)如前述(1)中所述的光学层叠体,其中,前述光学功能层是由以放射线固化型树脂组合物作为主成分的1层以上的光学功能层所构成的。
(3)如前述(1)或(2)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层具有随机凝聚构造。
(4)如前述(1)~(4)中任一项所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
(5)如前述(4)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
(6)如前述(4)或(5)中所述的光学层叠体,其特征在于,前述光学功能层的膜厚大于前述透光性微粒的平均粒径。
(7)一种偏光板,其特征在于,在构成前述(1)~(6)中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
(8)一种显示装置,其特征在于,具备前述(1)~(6)中任一项所述的光学层叠体。
发明的效果
根据第一发明,可提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能,且制造稳定性优异的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,可提供除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还可达成高暗室对比度的光学层叠体。
此外,可提供即使为在透光性基体上层叠1层光学功能层的构造也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体。
第一发明的光学层叠体、偏光板及显示装置,可优选使用于大型电视用途。
根据第二发明,可提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,可提供除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还可达成高暗室对比度的光学层叠体。
此外,可提供即使为在透光性基体上层叠1层光学功能层的构造也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体。
本发明的光学层叠体、偏光板及显示装置,可优选使用于大型电视用途。
根据第三发明,可提供可平衡具备防眩性、明室下的黑度优异并且防刺眼的功能的光学层叠体、偏光板及显示装置。
此外,可提供除了上述防眩性、明室下的黑度、防刺眼的功能以外,还可达成高暗室对比度的光学层叠体。
此外,可提供即使为在透光性基体上层叠1层光学功能层的构造也可达成这些功能且经济性优异的光学层叠体。
本发明的光学层叠体、偏光板及显示装置,可优选使用于大型电视用途。
附图说明
图1是表示光学功能层的结构的示意图,(a)海岛结构的平面图、(b)随机凝聚构造的平面图、(c)海岛结构的剖面侧视图、(d)随机凝聚构造的剖面侧视图。
图2是将实施例5中的光学功能层表面的结构蒸镀碳后拍摄的SEM照片(将具有随机凝聚构造的光学功能层表面的结构蒸镀碳后拍摄的SEM照片)。
图3是将实施例5中的光学层叠体的剖面蒸镀碳后拍摄的SEM照片(将具有随机凝聚构造的光学层叠体的剖面蒸镀碳后拍摄的SEM照片)。
图4是将实施例5中的光学功能层表面的结构以无机成分(Si)进行EDS绘图而得的照片(将具有随机凝聚构造的光学层叠体表面的结构以无机成分(Si)进行EDS绘图而得的照片)。
图5是将比较例3中的光学功能层表面的结构蒸镀碳后拍摄的SEM照片。
图6是将比较例3中的光学功能层表面的结构以无机成分(Si)进行EDS绘图而得的照片。
图7是将比较例5中的光学功能层表面的海岛结构蒸镀碳后拍摄的SEM照片。
具体实施方式
以下说明本发明(第一发明~第三发明)。而且,对于各项目中的记载,只要无特别记载,涉及所有第一发明~第三发明。如有特别记载时,在各项目的开头标记为“(第*发明)”。
本发明的光学层叠体的特征是,在透光性基体上层叠光学功能层而成,在光学功能层的至少一面以分布成预定倾斜角的方式形成有凹凸形状。该凹凸形状可形成在光学功能层的一面,也可形成在两面。该凹凸形状优选形成在透光性基体的相反侧(以下,有时简称为“表面”或“表面侧”)。
本形态的这种光学层叠体的基本构造是,在光学功能层的至少一面形成有分布成预定倾斜角的凹凸形状。
构成本发明的光学功能层优选具有随机凝聚构造。通过具有随机凝聚构造,从而容易在光学功能层的至少一面形成有分布成预定倾斜角的凹凸形状。图1是示意性表示光学功能层的构造的图。(a)及(b)是表示光学功能层的表面构造的平面图,(c)及(d)是表示光学层叠体的侧剖面构造的侧剖面图。(a)及(c)是以往的海岛构造的光学功能层,(b)及(d)是具有随机凝聚构造的光学功能层。
由于具有随机凝聚构造的光学功能层只要至少具有第一相与第二相即可,因此光学功能层也可具有第三相、第四相,并无限定构成光学功能层的相数。例如,光学功能层也可具有层状构造。具体而言,可举出在图1(d)的光学功能层16的凹凸上形成其它的相(例如,第三相)。
具有随机凝聚构造的光学功能层,如图1(b)及(d)所示,至少具有含有相对多的树脂成分的第一相1与含有相对少的该树脂成分(含有相对多的无机成分)的第二相2。该第二相2分别以各种大小及形状存在。构成光学功能层的第一相与第二相三维地交杂存在。第一相与第二相比较,含有相对多的树脂成分,第二相与第一相比较,含有相对多的无机成分。
此外,在具有随机凝聚构造的光学功能层16中存在微粒3。在该微粒3的周围几乎不存在构成光学功能层16的第一相1,但存在第二相2。即,第二相2偏向存在于构成光学功能层16的微粒3的周围而成。第二相2偏向存在于微粒3的周围,可通过使用激光显微镜、SEM(扫描电子显微镜)、EDS(能量分散型X射线分光器)等来确认。
本发明中,“第二相偏向存在于微粒的周围”,可依据从光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果来判断。首先,由该SEM结果选择任意的10点微粒。接着,在存在于从各个微粒的中心到该微粒长径的10倍大小的同心圆内的第一相及第二相之中,求得第二相所占的比例。接着,计算出任意10点的同心圆内的第二相所占的比例的平均值。如果该平均值与比较对照相比相对高时,则符合“第二相偏向存在于微粒的周围”,如果该平均值与比较对照相比相对低时,则不符合“第二相偏向存在于微粒的周围”。
比较对照由上述SEM结果求得。比较对照对应于以存在于第一相的10点的某一点为中心,上述各个微粒长径的10倍大小的同心圆。但是,10点的某一点设在全部该同心圆内不含微粒的地方。由此,计算出第二相在10点的某一点的同心圆内所占的比例的平均值。
本发明中,将光学功能层中第一相与第二相三维地相互交杂地存在,该第二相偏向存在于微粒的周围而成的特异构造体称为随机凝聚构造。
以往,如图1(c)所示,光学功能层15是利用微粒30、31的形状而在透光性基体20上形成表面凹凸。即,由于存在于微粒30、31上的树脂40是基于该微粒的形状而隆起,不存在微粒30、31的部分中树脂40不隆起,因而交错形成凸部分与凹部分,从而光学功能层15的表面凹凸倾斜大。而且,图1(a)、(c)中,即使是聚集存在多个微粒而形成表面凹凸时,该表面凹凸也倾斜大。
与此相对,具有随机凝聚构造的光学功能层16,由于第二相偏向存在于微粒3的周围,因此与图1(a)及(c)所示以往的光学功能层相比,可减少细小的凹凸,可提高高防眩性与明室下的黑度。这是因为,具有随机凝聚构造的光学功能层在第一相上形成比较平的面,因此由该第一相提高明室下的黑度,同时达成高暗室对比度,通过进入到第二相的微粒来形成凸部分,因此通过进入到第二相的微粒来发挥防眩作用。即,在光学功能层的至少一面容易形成分布成预定倾斜角的凹凸形状。
而且,如果第二相不偏向存在于微粒的周围,微粒存在于第一相及第二相时,由于凹凸形成在光学功能层的各处(凹凸数变多),因而光学功能层变白,因此不优选。同时,不含微粒的光学功能层,由于难以控制表面凹凸的数量或高度等,从而使制造变得困难,因此不优选。
构成本发明的光学功能层,只要具有随机凝聚构造作为主要构造则优选,但例如也可一部分存在其它的构造(例如,海岛构造)。
对随机凝聚构造进行金蒸镀后,通过电子显微镜观察时,可知光学功能层中所含的微粒形成表面凹凸的凸部分。
此外,对随机凝聚构造进行碳蒸镀后,通过电子显微镜观察,从而可大致确认碳蒸镀面的元素分布状况。这是因为,碳蒸镀面存在多种元素,例如原子序数大的表示为白色、原子序数小的表示为黑色等以颜色区分,可以颜色的深浅表示元素的分布。
并且,对于具有随机凝聚构造的光学功能层,可通过EDS进行绘图(maping),从而可确认存在于涂膜(光学功能层)表面、涂膜(光学功能层)的剖面的元素。采用EDS的绘图,可以颜色表示出特定元素(例如,碳原子、氧原子、硅原子等)分布多的情况。
通过使用上述电子显微镜观察及采用EDS的绘图,可确认随机凝聚构造的凹凸构造、特定元素的分布。由此,例如可确认在表面凹凸的凸部分,某特定元素分布多等。
利用图2、图4进行具体说明。图2及图4是将后述实施例5中制成的光学功能层(具有随机凝聚构造的光学功能层)的表面状态,在同一视野所拍摄的图,该光学功能层是由树脂成分与无机成分所构成。
图2是在光学功能层表面蒸镀碳而得的SEM照片。反射电子检测器中显示的影像是以影像的方式表示光学功能层表面含有的成分所引起的反射电子。
反射电子依赖于原子序数,例如可将原子序数大的表示为白色、将原子量小的表示为黑色等以颜色区分表示。如图2所示,光学功能层中的各元素并不是均匀存在于表面水平方向,而是由原子序数大的元素的含量相对多的部分与含量相对少的部分构成。
图4表示光学功能层表面的采用EDS进行的无机成分(Si)的绘图结果,以颜色的深浅表示所含有的Si成分的量。如图4所示,关于Si成分,也由含量相对多的部分与含量相对少的部分构成。而且,图4中为了具体地例示而表示二氧化硅(Si)的绘图结果,但也可表示其它无机成分元素、树脂(有机物)成分的绘图结果。在图4所示的绘图结果中,虽然取决于检测条件,但只要二氧化硅等无机成分为0.2质量%的浓度,即可检测。即,由第一相及第二相的二相所构成的光学功能层中,第一相是由90质量%以上的树脂成分与无机成分所构成,第二相是由不足99.8质量%的树脂成分与0.2质量%以上的无机成分所构成。第一相中所含的树脂成分优选为95质量%以上,更优选为99质量%以上。第二相中所含的无机成分优选为1%以上,更优选为5%以上,特别优选为10%以上。第二相中所含的树脂成分优选为不足99%,更优选为不足95%,特别优选为不足90%。光学功能层中所含的无机成分的量,在第二相中多于第一相中。
树脂成分的含量相对多的部分(图2的颜色深的部分),树脂成分以外的成分的含量成为相对少(第一相)。
另一方面,树脂成分的含量相对少的部分(图2的颜色浅的部分),树脂成分以外的成分的含量成为相对多(第二相)。
即,具有随机凝聚构造的光学功能层,交杂存在有第一相与第二相,具有一方的成分变少时其它的成分变多的互补关系。
而且,在图2、图4中,虽然是表示在光学功能层的表面水平方向的各成分的含量,但在表示光学功能层的垂直方向(厚度方向)的各成分的含量时,也同样可得表示互补关系的结果(图3)。
<形成随机凝聚构造的方法>
随机凝聚构造,可利用无机成分的凝聚体伴随溶剂挥发时的对流而随机偏向存在于微粒的周围的现象来制造。详细而言,如下制造:将含有树脂成分、无机成分、微粒与溶剂(第一溶剂与第二溶剂)的溶液涂布在透光性基体上,经过随着溶剂(第一溶剂与第二溶剂)的挥发而产生对流的干燥步骤,及将干燥的涂膜固化而形成光学功能层的固化步骤,从而制造。更具体而言,通常可通过将前述溶液涂布在透光性基体上,使溶剂从涂布层蒸发来进行。
虽然不能阐明凝聚与对流的并用时的详细机制,但可如下推测。
(1)通过与溶剂挥发时的对流相伴随的凝聚,首先是在涂布后的涂布层产生对流区。
(2)其次,在各个对流区内产生无机材料的凝聚,虽然凝聚体随时间而巨大化,但在对流的区壁凝聚的生长会停止。随着凝聚的产生和时间,无机成分以微粒作为核心而凝聚。
(3)作为其结果,凝聚体保持适度大小,它们散在光学功能层内而形成随机凝聚构造。
根据伴随着随机凝聚构造的表面凹凸,可达成兼具以往的海岛构造的表面凸凹难以达成的防眩性、明室对比度及暗室对比度两者。
以下,说明可优选使用于构成本发明的每层中的材料。
<透光性基体>
作为本形态涉及的透光性基体,只要为透光性则无特别限定,也可使用石英玻璃、钠玻璃(soda glass)等玻璃,也可适合使用PET、TAC、聚萘二甲酸乙二酯(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、丙烯酸树脂、聚醚砜、玻璃纸、芳香族聚酰胺等各种树脂膜。而且,使用于PDP、LCD时,更优选使用选自PET膜、TAC膜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良好,但作为全光线透射率(JIS K7105),优选为80%以上,更优选为90%以上。此外,从轻量化的观点考虑,作为透光性基体的厚度,优选薄,但在考虑其生产性、操作性时,则适合使用1~700μm的范围的厚度,优选为25~250μm的厚度。
通过对透光性基体表面施以碱处理、电晕处理、等离子体处理、溅射处理等处理;界面活性剂、硅烷偶联剂等的底漆涂布(primer coating);Si蒸镀等薄膜干式涂布等,从而可提高透光性基体与光学功能层的密合性,提高该光学功能层的物理强度、耐药品性。此外,如果在透光性基体与光学功能层之间设置其它的层时,以上述同样的方法,可提高各层界面的密合性,提高该光学功能层的物理强度、耐药品性。
<光学功能层>
光学功能层是含有树脂成分及无机成分,使该树脂成分固化而形成的。光学功能层含有微粒(无机微粒、有机微粒)。
(树脂成分)
作为构成光学功能层的树脂成分,可无特别限制地使用作为固化后的皮膜具有充分的强度、具有透光性的成分。作为前述树脂成分,可举出热固型树脂、热塑型树脂、电离放射线固化型树脂、二液混合型树脂等,这些之中,通过采用照射电子束、紫外线进行的固化处理,以简易加工操作即可有效固化的电离放射线固化型树脂是优选的。
作为电离放射线固化型树脂,可单独使用具有丙烯酰基、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、具有环氧基、乙烯基醚基、氧杂环丁烷(oxetane)基等阳离子聚合性官能团的单体、低聚物、预聚物、聚合物,或适宜混合的组合物。作为单体的例子,可举出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲氧基聚乙烯甲基丙烯酸酯、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、环氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、醇酸丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯等丙烯酸酯化合物;不饱和聚酯、丁二醇二缩水甘油醚、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-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯、二[1-乙基(3-氧杂环丁烷基)]甲醚等氧杂环丁烷化合物。作为聚合物,可举出聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。这些可单独使用,或多种混合使用。
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,可提高固化速度、提高固化物的硬度。此外,通过使用多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯,可以赋予固化物的硬度、柔软性等。
可使用电离放射线固化型氟化丙烯酸酯,作为电离放射线固化型树脂。电离放射线固化型氟化丙烯酸酯与其它的氟化丙烯酸酯相比,由于为电离放射线固化型,因此可在分子间产生交联,因而耐药品性优异,发挥即使在皂化处理后也表现充分的防污性的效果。作为电离放射线固化型氟化丙烯酸酯,可使用例如甲基丙烯酸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、三氟(甲基)丙烯酸酯、(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)~(xxx)等。而且,下述化合物均表示丙烯酸酯的情况,式中的丙烯酰基均可变更为甲基丙烯酰基。
化1
Figure BDA00002281977000141
化2
Figure BDA00002281977000151
化3
Figure BDA00002281977000161
化4
Figure BDA00002281977000171
化5
Figure BDA00002281977000181
这些化合物可单独使用,也可多种混合使用。氟化丙烯酸酯内,从固化物的耐磨耗性与拉伸及柔软性方面考虑,优选含有具有氨基甲酸酯键的氟化烷基的氨基甲酸酯丙烯酸酯。此外,在氟化丙烯酸酯中,优选为多官能氟化丙烯酸酯。而且,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。
电离放射线固化型树脂,可直接通过照射电子束而固化,但通过照射紫外线进行固化时,需要添加光聚合引发剂。而且,作为所使用的放射线,可使用紫外线、可见光线、红外线、电子束的任何一种。此外,这些放射线可以是偏光,也可以是非偏光。
作为光聚合引发剂,可单独或适宜组合后使用苯乙酮系、二苯甲酮系、噻吨酮系、苯偶姻、苯偶姻甲醚等自由基聚合引发剂、芳香族重氮盐、芳香族锍盐碘、芳香族碘
Figure BDA00002281977000191
盐、金属茂化合物等阳离子聚合引发剂,这些聚合引发剂。
此外,在电离放射线固化型树脂中可含有流平剂、抗静电剂等添加剂。流平剂有实现涂膜表面的张力均匀化,在涂膜形成前改善缺陷的作用。
作为流平剂,可举出有机硅(silicone)系流平剂、氟系流平剂、丙烯酸系流平剂。上述流平剂可单独使用,也可并用2种以上。从在光学功能层上形成凹凸构造这样的观点考虑,上述流平剂之中,优选为有机硅系流平剂、氟系流平剂,特别优选为有机硅系流平剂。
作为前述有机硅系流平剂,可举出例如聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、全氟改性有机硅、反应性有机硅、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷等。
作为这种有机硅系流平剂,市售已有日本Unicar股份有限公司制的“SILWET系列”、“SUPERSILWET系列”、“ABNSILWET系列”、信越化学公司制的“KF系列”、“X-22系列”、BYK Japan股份有限公司制的“BYK-300系列”、共荣社化学股份有限公司制的“Glanol系列”、Dow Corning Toray股份有限公司制的“SH系列”、“ST系列”、“FZ系列”、Chisso股份有限公司制的“FM系列”、GE东芝Silicon股份有限公司制的“TSF系列”(以上商品名)等。
作为氟系流平剂,优选为具有氟烷基的化合物。作为这种氟烷基,可以是碳原子数1~20的直链或支链构造、脂环式构造(优选为5元环或6元环),也可具有醚键。上述氟系流平剂可以是聚合物,也可以是低聚物。
此外,作为氟系流平剂,可举出疏水基具有全氟碳链的流平剂。具体而言,可举出氟烷基羧酸、N-全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-(氟烷基氧基)-1-烷基磺酸钠、3-(ω-氟烷酰基-N-乙基氨基)-1-丙烷磺酸钠、N-(3-全氟辛烷磺酰胺基)丙基-N,N-二甲基-N-羧基亚甲基铵甜菜碱、全氟烷基羧酸、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、全氟烷基磺酸盐、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基-N-乙基磺酰基甘氨酸盐、磷酸双(N-全氟辛基磺酰基-N-乙基氨基乙基)等
作为这种氟系流平剂,可举出例如共荣社化学股份有限公司制的“Polyflow-600”、大金化学工业股份有限公司制的“R-2020、M-2020、R-3833、M-3833”、大日本油墨股份有限公司制的“MegafaceF-171、F-172D、F-179A、F-470、F-475、R-08、DefensaMCF-300”(以上商品名)等。
作为氟系流平剂,也可使用上述化1~化5所示的各材料。
作为丙烯酸系流平剂,市售已有东亚合成化学股份有限公司制的“ARUFON-UP 1000系列”、“UH2000系列”、“UC3000系列”、共荣社化学股份有限公司制的“Polyflow-77”(以上商品名)等。
当光学功能层中的流平剂的含量过少时,不易获得涂膜的流平效果。当流平剂的含量过多时,难以形成无机成分的凝聚体。
从上述观点考虑,相对于光学功能层的全部成分(不包含有机溶剂)100质量%,光学功能层中的流平剂含量优选为0.05~3质量%的范围,更优选为0.1~2质量%的范围,特别优选为0.2~1质量%的范围。
相对于构成光学功能层的树脂组合物中的固形成分的全部质量,电离放射线固化型树脂等树脂成分的配合量含有50质量%以上,优选为60质量%以上。上限值虽然并无特别限定,但例如为99.8质量%。不足50质量%时,有不能获得充分的硬度的问题。
而且,电离放射线固化型树脂等树脂成分的固形分中,含有后述的无机成分与微粒以外的全部固形分,不仅是电离放射线固化型树脂等树脂成分的固形分,也含有其它的任意成分的固形分。
(无机成分)
作为本发明中所使用的无机成分,只要是光学功能层中所含有、在制膜时凝聚而形成第二相及随机凝聚构造的无机成分即可。作为无机成分,可使用无机纳米微粒。作为无机纳米微粒,有二氧化硅、氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化铝、氧化钛、氧化锆等金属氧化物、金属等;二氧化硅溶胶、氧化锆溶胶、氧化钛溶胶、氧化铝溶胶等金属氧化物溶胶;aerosil、膨润性粘土、层状有机粘土等。上述无机纳米微粒可使用一种,也可使用多种。
而且,微粒与无机成分(无机纳米微粒)是不同的粒子,可由粒径进行区分。
在这些无机纳米微粒中,从可稳定形成随机凝聚构造方面考虑,优选为层状有机粘土。作为层状有机粘土可稳定形成随机凝聚构造的理由,可举出由于层状有机粘土与树脂成分(有机物成分)的相溶性高、也具有凝聚性,因而容易形成第一相与第二相交杂的构造、制膜时容易形成随机凝聚构造。本发明中,层状有机粘土是指在膨润性粘土的层间导入有机离子而成的物质。层状有机粘土,对于特定溶剂的分散性低,使用层状有机粘土及具备特定性质的溶剂作为光学功能层形成用涂料时,可根据该溶剂的选择,形成随机凝聚构造,从而形成具有表面凹凸的光学功能层。
膨润性粘土
膨润性粘土,只要是具有阳离子交换能力,使水进入该膨润性粘土的层间而膨润的粘土即可,可以是天然物,也可以是合成物(包含取代物、衍生物)。此外,也可以是天然物与合成物的混合物。
作为膨润性粘土,可举出例如云母、合成云母、蛭石、蒙脱石、铁蒙脱石、贝得石、皂石、锂蒙脱石、硅镁石(stevensite)、绿脱石、麦羟硅钠石、绿透辉石、水硅钠石、层状钛酸、蒙皂石、合成蒙皂石等。这些膨润性粘土可使用一种,也可混合多种使用。
有机
Figure BDA00002281977000212
离子
有机
Figure BDA00002281977000213
离子,只要是可利用膨润性粘土的阳离子交换性而有机化的离子则无限制。
作为
Figure BDA00002281977000214
离子,可使用例如二甲基二硬脂基铵盐、三甲基硬脂基铵盐等季铵盐、具有苯甲基、聚氧乙烯基的铵盐;或使用由盐、吡啶盐、咪唑
Figure BDA00002281977000217
盐形成的离子。作为盐,可举出与Cl-、Br-、NO3 -、OH-、CH3COO-等阴离子的盐。作为盐,优选为使用季铵盐。
虽然并未限制有机
Figure BDA00002281977000218
离子的官能团,但如果使用含有烷基、苯甲基、聚氧丙烯基或苯基的任何一种的材料,则易于发挥防眩性,因而优选。
烷基的优选范围为碳原子数1~30,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十八烷基等。
聚氧丙烯基[(CH2CH(CH3)O)nH或(CH2CH2CH2O)nH]的n的优选范围是1~50,更优选为5~50,其加成摩尔数越多,则对于有机溶剂的分散性越良好,但如果过度过剩,则生成物带有粘着性,因此如果以对于溶剂的分散性为重点,则n的数更优选为20~50。此外,n的数为5~20时,生成物为非粘着性,粉碎性优异。此外,从分散性与操作性的观点考虑,季铵整体的n的总数优选为5~50。
作为该季铵盐的具体例,可举出四烷基氯化铵、四烷基溴化铵、聚氧丙烯·三烷基氯化铵、聚氧丙烯·三烷基溴化铵、二(聚氧丙烯)·二烷基氯化铵、二(聚氧丙烯)·二烷基溴化铵、三(聚氧丙烯)·烷基氯化铵、三(聚氧丙烯)·烷基溴化铵等。
在通式(I)的季铵离子中,R1优选的是甲基或苯甲基。R2优选的是碳原子数1~12的烷基,特别优选的是碳原子数1~4的烷基。R3优选的是碳原子数1~25的烷基。R4优选的是碳原子数1~25的烷基、(CH2CH(CH3)O)nH基或(CH2CH2CH2O)nH基。n优选为5~50。
化6
Figure BDA00002281977000221
此外,如果使用氧化铝溶胶作为无机纳米微粒,则可提高光学功能层的表面硬度,也提高耐擦伤性,因而优选。
无机纳米微粒也可为改性的无机纳米微粒。无机纳米微粒的改性,可使用硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,可使用例如乙烯基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、对-苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷等。硅烷偶联剂也可具有可与构成树脂成分的放射线固化型树脂的聚合性双键共聚的官能团。
无机纳米微粒的平均粒径优选为100nm以下,更优选为50nm以下,最优选为20nm以下。无机纳米微粒只要具有凝聚性即可,不限定平均粒径的下限,但例如为1nm。无机纳米微粒的平均粒径超过100nm时,光学层叠体的雾度值显示变高的倾向,容易见到白化等现象,并且对比度降低。
相对于树脂组合物中的固形成分的全部质量,无机成分的配合量含有0.1~10质量%,特别优选为0.2~5质量%。无机成分的配合量不足0.1质量%时,不形成充足数量的表面凹凸,有防眩性变得不充分的问题。无机成分的配合量超过10质量%时,表面凹凸数变多,有损害可视性的问题。
(溶剂)
作为形成用于获得防眩性的表面凹凸的溶剂,优选含有第1溶剂(也有时称为“第1溶剂”)及第2溶剂(也有时称为“第2溶剂”)。
上述本发明的树脂组合物中,通过加入第1溶剂及第2溶剂,可制成本发明的光学功能层形成用涂料。由于本发明的光学功能层形成用涂料含有上述第1溶剂与第2溶剂而成,因此即使不添加为了制成以往光学功能层的表面凹凸形状而必须考虑的微粒,也可制成光学功能层的表面凹凸形状。
第1溶剂是指使无机成分实质上不产生混浊,而可以具有透明性的状态分散的溶剂。实质上不产生混浊除了完全不产生混浊以外,还包含可视同不产生混浊的情形。作为第1溶剂,具体是指相对于无机成分100质量份,添加1000质量份的第1溶剂混合后的混合液的雾度值为10%以下的溶剂。添加第1溶剂混合后的混合液的雾度值优选为8%以下,更优选为6%以下。而且,并不特别限定混合液的雾度值的下限值,但例如为0.1%。作为第1溶剂,例如可使用所谓极性小的溶剂(非极性溶剂)。
第2溶剂是指可在无机成分中以产生混浊的状态分散的溶剂。作为第2溶剂,具体为相对于无机成分100质量份,添加1000质量份的第2溶剂混合后的混合液的雾度值为30%以上的溶剂。添加第2溶剂混合后的混合液的雾度值优选为40%以上,更优选为50%以上。而且,并不特别限定混合液的雾度值的上限值,但例如为99%。
作为第2溶剂,例如可使用所谓的极性溶剂。
而且,在决定第1溶剂及第2溶剂时所要求的雾度值,依照JIS K7105测定。
可使用的第1溶剂及第2溶剂根据无机成分的种类而不同。作为可用作第1溶剂及第2溶剂的溶剂,可使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丁醇、异丙醇(IPA)、异丁醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮(MEK)、环己酮、甲基异丁酮(MIBK)等酮类;二丙酮醇等酮醇类;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类;乙二醇、丙二醇、己二醇等二醇类;乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙基溶纤剂、二乙基卡必醇、丙二醇单甲醚等二醇醚类;N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯等酯类;二甲醚、二乙醚等醚类、水等。这些溶剂可以一种作为第1溶剂或第2溶剂,也可以混合多种作为第1溶剂或第2溶剂。
此处,混合第1溶剂及第2溶剂使用时,由于易于形成用于获得防眩性的表面凹凸,因而优选。作为第1溶剂与第2溶剂的混合比,以质量比计只要在10:90~90:10的范围,则易于形成用于获得防眩性的表面凹凸,因而优选。作为第1溶剂与第2溶剂的混合比,优选以质量比计为15:85~85:15的范围,优选为20:80~80:20的范围。第1溶剂不足10质量份时,有由未分散物而产生外观缺陷的问题。第1溶剂超过90质量份时,有无法获得用于获得充分防眩性的表面凹凸的问题。
此外,树脂组合物与溶剂(合并了第1溶剂与第2溶剂)的配合量以质量比计只要在70:30~30:70的范围即可。
树脂组合物不足30质量份时,产生干燥斑等而外观恶化,并且表面凹凸数变多,而有损害可视性的问题。
树脂组合物超过70质量份时,由于容易损害固形成分的溶解性(分解性),而有无法制膜的问题。
(微粒)
上述树脂组合物含有透光性的微粒。可将在该树脂组合物中加入溶剂而成的光学功能层形成用涂料涂布在透光性基体上后,使该光学功能层形成用涂料固化,形成光学功能层。通过在树脂组合物中添加透光性的微粒,从而易于调整该光学功能层的表面凹凸的形状、数量。
作为透光性的微粒,可使用由丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚物、聚乙烯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯系树脂等所形成的有机系的透光性的树脂微粒;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的微粒。透光性的微粒的折射率优选为1.40~1.75,折射率不足1.40或大于1.75时,透光性基体或树脂基质的折射率差过大,全光线透射率降低。此外,透光性的微粒与树脂的折射率差优选为0.2以下。透光性的微粒的平均粒径优选为0.3~7.0μm的范围,更优选为1.0~7.0μm,进一步优选为2.0~6.0μm。
粒径小于0.3μm时,防眩性降低,此外粒径大于7.0μm时,产生刺眼并且表面凹凸的程度过大而使表面变白,因而不优选。此外,虽然并不特别限定上述树脂中所含的透光性微粒的比例,但从满足防眩功能、刺眼等特性方面考虑,相对于树脂组合物100质量份,优选为0.1~20质量份,且易于控制光学功能层表面的微细的凹凸形状与雾度值。此处的“折射率”是指依照JIS K-7142而得的测定值。此外,“平均粒径”是指以电子显微镜实测的100个粒子的直径的平均值。
相对于构成光学功能层的树脂组合物中的固形成分的全部质量,微粒的配合量含有0.1质量%以上,优选为1.0质量%以上。并未特别限制上限值,例如为5.0质量%。不足0.1质量%时,有无法获得充分的防眩性等问题。
抗静电剂(导电剂)
本发明的光学功能层也可含有抗静电剂(导电剂)。通过导电剂的添加,可有效防止光学层叠体的表面附着尘埃。作为抗静电剂(导电剂)的具体例,可举出季铵盐、吡啶
Figure BDA00002281977000251
盐、具有伯氨基~叔氨基等阳离子性基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;锡和钛的醇盐那样的有机金属化合物及它们的乙酰丙酮化物盐(acetylacetonate)那样的金属螯合物等,此外可举出将上述所举出的化合物经高分子量化的化合物。此外,具有叔氨基、季铵基或金属螯合部且可通过电离放射线聚合的单体或低聚物、或具有官能团的偶联剂那样的有机金属化合物等聚合性化合物,也可作为抗静电剂使用。
此外,作为抗静电剂,可举出导电性微粒。作为导电性微粒的具体例,可举出由金属氧化物所构成的微粒。作为这种金属氧化物,可举出ZnO、CeO2、Sb2O2、SnO2、常简称为ITO的氧化铟锡、In2O3、Al2O3、锑掺杂氧化锡(简称为ATO)、铝掺杂氧化锌(简称为AZO)等。导电性微粒是指在1微米以下的、所谓亚微米大小的微粒,优选平均粒径为0.1nm~0.1μm。
此外,作为抗静电剂(导电剂)的其它具体例,可举出导电性聚合物。作为其材料,并无特别限定,可举出例如选自由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(苯撑);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(噻吩撑乙烯撑);混合型共轭系的聚(苯撑乙烯撑)、分子中具有多个共轭链的共轭系的多链型共轭系、它们的导电性聚合物的衍生物,及它们的共轭系高分子链接枝或嵌段共聚在饱和高分子上而成的高分子的导电性复合物所组成的组中的至少一种。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,可发挥优异的抗静电性能,同时也可提高光学层叠体的全光线透射率并且降低雾度值。此外,为了提高导电性、提高抗静电性能,也可添加有机磺酸、氯化铁等的阴离子作为掺杂剂(供电子剂)。立足于掺杂剂的添加效果,特别优选为聚噻吩,因为其透明性、抗静电性高。作为上述聚噻吩,也可适合使用低聚噻吩。作为上述衍生物,并无特别限定,可举出例如聚苯基乙炔、聚二乙炔的烷基取代物等。
<光学层叠体>
在透光性基体上涂布含有上述构成成分的光学功能层形成用涂料后,以热或照射电离放射线(例如电子束或紫外线照射),使该光学功能层形成用涂料固化,从而形成光学功能层,可获得本发明的光学层叠体。
光学功能层可形成在透光性基体的一面,也可形成在两面。
此外,在光学功能层与透光性基体之间、光学功能层的相反面也可具有其它的层,也可在光学功能层上具有其它的层。作为此处的其它的层,可举出例如偏光层、光扩散层、低反射层、防污层、抗静电层、紫外线/近红外线(NIR)吸收层、氖截止(neon cut)层、电磁波屏蔽层等。
光学功能层的厚度优选为1.0~12.0μm的范围,更优选为2.0~11.0μm的范围,进一步优选为3.0~10.0μm的范围。光学功能层薄于1.0μm时,在紫外线固化时由于氧阻碍而造成固化不良,光学功能层的耐磨耗性易于劣化。光学功能层厚于12.0μm时,由于光学功能层的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,并且造成光透射性降低。而且,随着膜厚的增加也会增加必要涂料量,而成为成本上升的原因。
本发明的光学层叠体,影像鲜明性优选为5.0~85.0的范围(依照JISK7105,使用0.5mm光梳测定的值),更优选为20.0~75.0。影像鲜明性不足5.0时,对比度恶化,超过85.0时,防眩性恶化,因此不适合作为显示器表面所使用的光学层叠体。
(第一发明)
其次,详述构成第一发明的光学层叠体的光学功能层的凹凸形状。
该光学功能层的凹凸形状,是依照ASME/1995(ASME:American Societyof Mechanical Engineers,美国机械学会规格)求得的。在具有凹凸形状的光学功能层面,由于在对凹凸形状进行测定而得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.2度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以上95%以下的范围内,从而可得到平衡具备防眩性、明室下的黑度、暗室对比度、防刺眼的光学层叠体。
在对凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.2度以下的倾斜角度分布所占的比例优选为35%以上75%以下,更优选为38%以上58%以下。
(第二发明)
其次,详述构成第二发明的光学层叠体的光学功能层的凹凸形状。
该光学功能层的凹凸形状,是依照ASME/1995(ASME:American Societyof Mechanical Engineers,美国机械学会规格)求得的。在具有凹凸形状的光学功能层面,由于在对凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.3度以上1.6度的倾斜角度分布所占的比例为68%以上,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例为不足1%的范围内,从而可得平衡具备防眩性、明室下的黑度高与高防刺眼功能,此外暗室对比度优异的光学层叠体。
本发明中,需要使光学功能层的至少一方具有预定的倾斜角度分布,形成有凹凸形状。虽然可在光学功能层的凹凸面上设置其它的层(例如,高折射率层、低反射层等),但在通过涂覆来层叠其它的层时,容易在光学功能层的凹凸面的凹部分存在其它的层,而不易在凸部存在其它的层。因此,虽然其它的层也形成有凹凸形状,但是与光学功能层的凹凸形状相比形成坡度小的倾斜角度分布(具有低倾斜角度的凹凸形状变多)。
(第二发明)
此外,第二发明的光学层叠体,是在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.3度以上1.6度的倾斜角度分布所占的比例为68%以上,该倾斜角度分布所占的比例更优选为70%以上,该倾斜角度分布所占的比例进一步优选为72%以上,该倾斜角度分布所占的比例最优选为75%以上。并未特别限定其上限,但例如为95%。
由于在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.3度以上1.6度的倾斜角度分布所占的比例在预定的范围内,因此可具备高防眩性、赋予适度的明室下的黑度,同时防止防刺眼性能的降低。该倾斜角度分布的比例不足68%时,无法获得防眩性、明室下的黑度、防刺眼性能的平衡良好的光学功能层。
(第二发明)
此外,第二发明的光学层叠体,是在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,3.0度以上的倾斜角度分布所占的比例不足1%,更优选为不足0.5%,进一步优选为不足0.1%,也可不含有,即可以为0%。由于在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,3.0度以上的倾斜角度分布所占的比例在预定的范围内,因此可防止防刺眼性能的降低。3.0度以上的倾斜角度分布的比例超过1%时,由于光学功能层的表面致密性降低,因此损害防刺眼性能,此外使表面散射性增加,因此损害明室下的黑度。
(第三发明)
其次,详述构成第三发明的光学层叠体的光学功能层的凹凸形状。
该光学功能层的凹凸形状,是依照ASME/1995(ASME:American Societyof Mechanical Engineers,美国机械学会规格)求得的。在具有凹凸形状的光学功能层面,在对凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例为60%以上且不足80%,0.6度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以下,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例在不足1%的范围内,因此可得到平衡具备适度的防眩性、明室下的黑度、高防刺眼性能,且暗室对比度优异的光学层叠体。
第三发明中,需要使光学功能层的至少一方具有预定的倾斜角度分布,形成有凹凸形状。虽然可在光学功能层的凹凸面上设置其它的层(例如,高折射率层、低反射层),但在通过涂覆来层叠其它的层时,容易在光学功能层的凹凸面的凹部存在其它的层,而不易在凸部存在其它的层。因此,虽然在其它的层上也形成凹凸形状,但是与光学功能层的凹凸形状相比形成坡度小的倾斜角度分布(具有低倾斜角度的凹凸形状变多)。
(第三发明)
此外,第三发明的光学层叠体,是在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例为60%以上且不足80%,更优选为65%以上且不足80%,进一步优选为70%以上且不足80%。
由于在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例在预定的范围内,因此可维持适度的防眩性,而且也赋予明室下的黑度、高防刺眼性能。在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例不足60%时,由于光学层叠体的表面致密性降低,因而损害防刺眼性能。0.5度以下的倾斜角度分布的比例为80%以上时,防眩性降低。
(第三发明)
此外,第三发明的光学层叠体,在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.6度以上1.6以下的倾斜角度分布所占的比例优选为5%以上30%以下,更优选为5%以上25%以下,进一步优选为8%以上23%以下,最优选为10%以上20%以下。
由于在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.6度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例在预定的范围内,因此可赋予适度的防眩性、明室下的黑度,同时可防止防刺眼性能的降低。在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.6度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例超过30%时,由于光学功能层的表面致密性降低,因而损害防刺眼性能。
(第三发明)
在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,1.7度以上2.9度以下的比例优选为35%以下,更优选为30%以下,进一步优选为25%以下,最优选为20%以下。1.7度以上2.9度以下的比例增加时,损害凹凸形状的致密性,虽然防眩性上升,但使防刺眼性能降低。
(第三发明)
此外,第三发明的光学层叠体,是在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,3.0度以上的倾斜角度分布所占的比例不足1%,更优选为不足0.5%,进一步优选为不足0.1%,也可不含有,即也可以为0%。由于在对光学功能层的凹凸形状进行测定所得的总测定长度上的倾斜角度分布中,3.0度以上的倾斜角度分布所占的比例在预定的范围内,因此可防止防刺眼性能的降低。3.0度以上的倾斜角度分布的比例超过1%时,由于光学层叠体的表面致密性降低,因而损害防刺眼性能。此外表面散射性增加,因而损害明室下的黑度。
本发明中规定的凹凸形状的倾斜角的分布,首先依照ASME/1995测定光学功能层的凹凸形状。接着,计算出在对凹凸形状进行测定所得的总测定长度上中,每0.5μm测定长度(X)的凹凸的高度(Y),由下式计算出局部倾斜(△Zi)。
[数1]
△Zi=(dYi+3-9×dYi+2+45×dYi+1-45×dYi-1+9×dYi-2-dYi-3)/(60×dXi)
式中,△Zi是指在某任意测定位置dXi的局部倾斜。接着,由下式计算出倾斜角(θ)。
[数2]
θ=tan-1|△Zi|
由上式求得总测定长度上的倾斜角(θ)后,将倾斜角(θ)制成0.1°刻度的度数分布,求得具有本发明中规定的预定倾斜角的凹凸形状的比例(%)。
(第一发明)
此外,第一发明的光学层叠体,作为光学功能层的微细凹凸形状,算术平均高度Ra优选为0.040以上且不足0.200μm,更优选为0.040~不足0.150μm,特别优选为0.040~不足0.100μm。算术平均高度Ra不足0.040μm时,光学层叠体的防眩性不充分。算术平均高度Ra为0.200μm以上时,光学层叠体的黑度恶化。
光学功能层表面的凹凸形状的平均长度(RSm)为30~300μm的范围,更优选为50~250μm,进一步优选为100~250μm。不足30μm时,由于表面散射变大,因而有光学层叠体的黑度恶化的缺点。超过300μm时,有防眩性恶化的缺点。
光学功能层表面的凹凸形状的最大高度(Rz)在0.300~1.200μm的范围,更优选为0.400~1.000μm,进一步优选为0.500~0.900μm。不足0.300μm时,有防眩性恶化的缺点。超过1.200μm时,有光学层叠体的黑度恶化的缺点。
<偏光基体>
本发明中,也可在光学功能层的相反面的透光性基体上层叠偏光基体。此处,该偏光基体可使用仅透射特定偏光而吸收其它光的光吸收型偏光基体,仅透射特定偏光而反射其它光的光反射型偏光基体。作为光吸收型偏光基体,可使用由聚乙烯醇、聚乙烯撑等拉伸而得的膜,可举出例如将吸附碘或染料的聚乙烯醇单轴拉伸而得的聚乙烯醇(PVA)膜,作为2色性组件。作为光反射型偏光基体,可举出例如:将二种拉伸时拉伸方向的折射率不同的聚酯树脂(PEN及PEN共聚物),通过挤出成型技术而交互层叠数百层后拉伸而构成的3M公司制的“DBEF”;由胆甾醇型液晶聚合物层与1/4波长板层叠而成,将从胆甾醇型液晶聚合物层侧入射的光分离成相互逆向的2种圆偏光,使一方透射,使另一方反射,使透射胆甾醇型液晶聚合物层的圆偏光通过1/4波长板转换成直线偏光构成的日东电工公司制的“Nipocs”或Merck公司制的“Transmax”等。
如果将偏光基体与光学层叠体直接或隔着粘接层等而层叠,可作为偏光板使用。
<显示装置>
本发明的光学层叠体可适用于液晶显示装置(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、阴极管显示装置(CRT)、表面电场显示器(SED)那样的显示器。特别是可优选用于液晶显示装置(LCD)。由于本发明的光学层叠体具有透光性基体,因此可将透光性基体侧粘接在影像显示装置的影像显示面而使用。
将本发明的光学层叠体作为偏光板的表面保护膜的一侧而使用时,可优选使用于扭曲向列(TN)、超级扭曲向列(STN)、垂直排列(VA)、平面转换(IPS)、光学补偿弯曲(OCB)等模式的透射型、反射型或半透射型的液晶显示装置。
<光学层叠体的制造方法>
作为将光学功能层形成用涂料涂布在透光性基体上的方法,可适用通常的涂覆方式、印刷方式。具体而言,可使用气刀涂布、棒涂布、刮刀涂布、刀式涂布、逆向涂布、传送辊涂布、凹版辊涂布、接触涂布(kiss coating)、浇铸涂布、喷射涂布、狭缝孔口涂布(slot orifice coating)、压延涂布、挡涂布(damcoating)、浸渍涂布、模涂布等涂布,凹版印刷等凹版印刷、网版印刷等孔版印刷等印刷等。
以下,利用实施例说明本发明,但本发明并不受这些实施例限制。
实施例
(第一发明、第三发明)
[实施例1]
以辊涂方式将通过以分散器搅拌表1所记载的预定的混合物30分钟而得的光学功能层形成用的涂料涂布(线速度:20m/分钟)在膜厚60μm、全光线透射率92%的透明基体的TAC(富士film公司制;TD60UL)的一面上,经过在30~50℃预干燥20秒后,在100℃干燥1分钟,在氮气气氛(氮气置换)中进行紫外线照射(灯:聚光型高压水银灯,灯输出:120W/cm,灯数:4灯,照射距离:20cm),从而使涂覆膜固化。由此,可得具有厚度4.1μm的光学功能层的实施例1的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[实施例2]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.5μm的光学功能层的实施例2的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[实施例3]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.5μm的光学功能层的实施例3的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[实施例4]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.0μm的光学功能层的实施例4的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[实施例5]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.9μm的光学功能层的实施例5的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。此处,将从所得的光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果示于图2中,将光学层叠体的剖面图的SEM结果示于图3中,将从光学层叠体的光学功能层面所观察到的EDS结果示于图4中。由这些结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[实施例6]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.4μm的光学功能层的实施例5的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例1]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.3μm的光学功能层的比较例1的光学层叠体。此处,由所得的层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并非形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒的凝聚而成的海岛构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例2]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.8μm的光学功能层的比较例2的光学层叠体。此处,由所得的层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并非形成随机凝聚构造,而是形成第一相及第二相分散在膜面整体中的海岛构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例3]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度6.6μm的光学功能层的比较例3的光学层叠体。此处,将从所得的光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果示于图5中,将从光学层叠体的光学功能层面所观察到的EDS结果示于图6中。可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层,虽然相分离成第一相与第二相,但是在光学功能层中不含微粒,因此未形成随机凝聚构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例4]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.5μm的光学功能层的比较例4的光学层叠体。此处,由所得的光学层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并非形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒凝聚而成的海岛构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例5]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.8μm的光学功能层的比较例5的光学层叠体。此处,将从所得的光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果示于图7中。可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并非形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒凝聚而成的海岛构造。
(第一发明、第三发明)
[比较例6]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表1所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.0μm的光学功能层的比较例6的光学层叠体。此处,由所得的光学层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并非形成随机凝聚构造,而是形成由不定形二氧化硅凝聚而成的海岛构造。
(第一发明、第三发明)
将上述实施例中使用的材料整理在表1中,将比较例中使用的材料整理在表2中。
[表1]
Figure BDA00002281977000361
[表2]
Figure BDA00002281977000371
对于SEM及EDS,以下述条件进行拍摄。
SEM
通过SEM观察实施例、比较例所得的层叠体的涂布层表面的状态及含有元素的信息。观察在涂布层表面蒸镀金或碳后进行。以下,表示SEM观察的条件。
分析装置……JSM-6460LV(日本电子公司制)
前处理装置…C(碳)涂布:45nm SC-701C(Sanyu电子公司制)
………………Au(金)涂布:10nm SC-701AT改(Sanyu电子社制)
SEM条件…加速电压:20KV或15KV
照射电流:0.15nA
真空度:高真空
影像检测器:反射电子检测器
试样倾斜:0度
EDS
通过EDS观察实施例、比较例所得的层叠体的含有元素的信息。观察在涂布层表面蒸镀碳后进行。以下,表示EDS观察的条件。
分析装置……JSM-6460LV(日本电子公司制)
前处理装置…C(碳)涂布:45nm SC-701C(Sanyu电子公司制)
EDS条件……加速电压:20KV
照射电流:0.15nA
真空度:高真空
影像检测器:反射电子检测器
MAP分辨率:128×96(像素)
影像分辨率:1024×768(像素)
(评价方法)
接着针对实施例及比较例的光学层叠体,对下述项目进行评价。
(膜厚)
使用上述SEM,观察在液体氮中冻结破裂的光学层叠体的剖面部,求得膜厚。
(雾度值)
依照JIS K7105,使用雾度计(商品名:NDH2000,日本电色公司制)测定雾度值(全Hz)。
(表面粗糙度)
依照JIS B0601-2001,使用表面粗糙度测定器(商品名:SurfcorderSE1700α,小坂研究所公司制)测定光学功能层面的凹凸形状的算术平均高度Ra、最大高度Rz及平均长度RSm。
光学功能层面的凹凸形状的倾斜角的分布是依照以下步骤计算出的。
首先,依照ASME/1995,利用表面粗糙度测定器(商品名:SurfcorderSE1700α,小坂研究所公司制),测定在光学功能层上(不具备透光性基体的面)形成的凹凸形状。而且,该测定中,通过将实施例及比较例的各光学层叠体安置在上述SurfcorderSE1700α的预定位置后,选择“ASME95”,再选择“△a”作为参数,从而可以进行测定。
测定条件如下。
·测定长度:4.0mm
·滤光片:GAUSS
·λc(粗糙度截止值):0.8
·λf(起伏截止值):10λc
·纵倍率:20,000倍
·横倍率:500倍
其次,计算出对凹凸形状进行测定所得的总测定长度上中每0.5μm测定长度(X)的凹凸高度(Y),由下式计算出局部倾斜(△Zi)。
[数3]
△Zi=(dYi+3-9×dYi+2+45×dYi+1-45×dYi-1+9×dYi-2-dYi-3)/(60×dXi)
式中,△Zi是指在某任意测定位置dXi的局部倾斜。
接着,由下式计算出倾斜角(θ)。
[数4]
θ=tan-1|△Zi|
由上式求得总测定长度上的倾斜角(θ)后,将倾斜角(θ)制成0.1°刻度的度数分布,求得具有本发明中规定的预定倾斜角的凹凸形状的比例(%)。
(影像鲜明性)
依照JIS K7105,使用写像性测定器(商品名:ICM-1DP,Suga试验机公司制),将测定器设定成透射模式,以光梳宽0.5mm进行测定。
(防眩性)
以定量评价与定性评价的二种方法对防眩性进行数值判定。两评价的判定值之和在5分以上时为◎,在4分时为○,在3分以下时为×。
(防眩性的定量评价)
影像鲜明性的值在5以上~不足40时为3分,40以上~不足80时为2分,在80以上时为1分。
(防眩性的定性评价)
在实施例及比较例的光学层叠体中,在光学功能层形成面的相反面上隔着无色透明的粘着剂而贴合于黑色压克力板(三菱Rayon制Acrylite L502),在400勒克斯的环境照度中,以两支日光灯露出的状态平行配置的日光灯作为光源,以45~60度的角度映入光,从正反射方向目视观察其反射像,判定日光灯的映入程度。以两支日光灯的反射像看起来成一支的程度像模糊时为3分,虽可辨识两支日光灯但日光灯的轮廓模糊时为2分,两支日光灯的轮廓不模糊且可清晰看见时为1分。
(黑度)
以定量评价与定性评价的二种方法对明室下的黑度进行数值判定。两评价的判定值之和在6分时为◎,在5分时为○,在4分以下时为×。
(黑度的定量评价)
在实施例及比较例的光学层叠体中,在光学功能层形成面的相反面上隔着无色透明的粘着层贴合于液晶显示器(商品名:LC-37GX1W,Sharp公司制)的画面表面,从液晶显示器画面的正面上方60°的方向以日光灯(商品名:HH4125GL,National公司制)使液晶显示器表面的照度成为200勒克斯后,以色彩亮度计(商品名:BM-5A,Topcon公司制)测定液晶显示器为白显示及黑显示时的亮度,以下式计算出所得黑显示时的亮度(cd/m2)与白显示时的亮度(cd/m2),将平板偏光板的对比度设为100%,以下式计算出减少率。减少率不足5%时为3分,在5%以上~不足10%时为2分,在10%以上时为1分。
对比度=白显示的亮度/黑显示的亮度
减少率=对比度(光学层叠体)/对比度(平板偏光板)
本发明中,平板偏光板是指在作为2色性组件的将吸附有碘或染料的聚乙烯醇单轴拉伸而得的聚乙烯醇(PVA)膜的两面,贴合TAC膜而成的层叠体。
(黑度的定性评价)
在实施例及比较例的光学层叠体中,在光学功能层形成面的相反面隔着无色透明的粘着剂贴合于黑色压克力板(三菱Rayon制Acrylite L502),在400勒克斯的环境照度中,以两支日光灯露出的状态平行配置的日光灯作为光源,以45~60度的角度映入光,从正反射方向目视观察光源的反射像以外的部分的黑度,与实施例1所示的膜比较,黑度优异时为3分,黑度为同等程度时为2分,黑度差时为1分。
(暗室对比度)
暗室对比度是在实施例及比较例的光学层叠体中,在光学功能层形成面的相反面隔着无色透明的粘着层而贴合于液晶显示器(商品名:LC-37GX1W,Sharp公司制)的画面表面,在暗室条件下以色彩亮度计(商品名:BM-5A,Topcon公司制)测定液晶显示器为白显示及黑显示时的亮度,以下式计算出所得黑显示时的亮度(cd/m2)与白显示时的亮度(cd/m2),将平板偏光板的对比度设为100%,以下式计算出减少率。减少率不足3%时为◎,在3%以上~不足7%时为○,在7%以上时为×。
对比度=白显示的亮度/黑显示的亮度
减少率=对比度(光学层叠体)/对比度(平板偏光板)
(刺眼)
刺眼是在各实施例及各比较例的光学层叠体中,在光学功能层形成面的相反面隔着无色透明的粘着层分别贴合于分辨率为100ppi的液晶显示器(商品名:LL-T1620-B,Sharp公司制)、分辨率为150ppi的液晶显示器(商品名:nw8240-PM780,日本Hewlett-Packard公司制)与分辨率为200ppi的液晶显示器(商品名:PC-CV50FW,Sharp公司制)的画面表面,在暗室中使液晶显示器为绿显示后,以分辨率200ppi的CCD摄像机(CV-200C,Keyence公司制)从各液晶TV的法线方向拍摄的影像中,无法确认亮度不均时的分辨率的值为100ppi时为×,为150ppi时为○,为200ppi时为◎。
对于刺眼,该评价结果在150ppi以上为合格,优选为200ppi以上,更优选为250ppi以上。
将所得的结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA00002281977000431
(第一发明、第三发明)
如上所述,根据本发明,可提供可达成良好的防眩性、明室下的黑度与防刺眼性能优异,并且高暗室对比度,并且制造稳定性优异的光学层叠体及该光学层叠体的制造方法。此外,也可提供具备该光学层叠体而成的偏光板及显示装置。
(第二发明)
[实施例1]
以辊涂布方式将通过以分散器搅拌表4所记载的预定的混合物30分钟而得的光学功能层形成用的涂料涂布(线速度:20m/分钟)在膜厚60μm、全光线透射率92%的透明基体的TAC(富士film公司制;TD60UL)的一面,经过在30~50℃预干燥20秒后,在100℃干燥1分钟,在氮气气氛(氮气置换)中进行紫外线照射(灯:聚光型高压水银灯,灯输出:120W/cm,灯数:4灯,照射距离:20cm),从而使涂覆膜固化。由此,可得具有厚度5.0μm的光学功能层的实施例1的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[实施例2]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表4所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.5μm的光学功能层的实施例2的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[实施例3]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表4所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.1μm的光学功能层的实施例3的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[实施例4]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表4所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.2μm的光学功能层的实施例4的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[实施例5]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表4所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.9μm的光学功能层的实施例5的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[实施例6]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表4所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.8μm的光学功能层的实施例6的光学层叠体。由SEM、EDS的结果,可确认构成所得的层叠体的光学功能层至少具有第一相及第二相,且形成有随机凝聚构造。
(第二发明)
[比较例1]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.3μm的光学功能层的比较例1的光学层叠体。此处,由所得的层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒凝聚而成的海岛构造。
(第二发明)
[比较例2]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.8μm的光学功能层的比较例2的光学层叠体。此处,由所得的层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成第一相与第二相分散在膜面整体的海岛构造。
(第二发明)
[比较例3]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度6.6μm的光学功能层的比较例3的光学层叠体。此处,将从所得的光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果示于图5中,将从光学层叠体的光学功能层面所观察到的EDS结果示于图6中。可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层相分离成第一相与第二相,但由于光学功能层中不含微粒,因此未形成随机凝聚构造。
(第二发明)
[比较例4]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.8μm的光学功能层的比较例4的光学层叠体。此处,将由所得的光学层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒凝聚而成的海岛构造。
(第二发明)
[比较例5]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.8μm的光学功能层的比较例4的光学层叠体。此处,将从所得的光学层叠体的光学功能层面所观察到的SEM结果示于图7中。可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机微粒凝聚而成的海岛构造。
(第二发明)
[比较例6]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度4.0μm的光学功能层的比较例4的光学层叠体。此处,将由所得的光学层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成由不定形二氧化硅凝聚而成的海岛构造。
(第二发明)
[比较例7]
除了将光学功能层形成用涂料变更为表5所记载的预定的混合液以外,与实施例1同样地操作,可得具有厚度5.5μm的光学功能层的比较例4的光学层叠体。此处,将由所得的光学层叠体的SEM、EDS结果,可确认构成所得的光学层叠体的光学功能层并未形成随机凝聚构造,而是形成由透光性有机粒子的凝聚而成的海岛构造。
(第二发明)
将上述实施例中使用的材料整理在表4中,将比较例中使用的材料整理在表5中。
[表4]
Figure BDA00002281977000481
[表5]
Figure BDA00002281977000491
将所得的结果示于表6中。
Figure BDA00002281977000501
(第二发明)
如上所述,根据本发明,可提供良好的防眩性、明室下的黑度、防刺眼性能及高暗室对比度优异的光学层叠体及该光学层叠体。此外,还可提供具备该光学层叠体而成的偏光板及显示装置。
符号说明
1        第一相
2        第二相
3        微粒
15、16   光学功能层
20       透光性基体
30、31   微粒
40       树脂。

Claims (23)

1.一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,该光学功能层的具有该凹凸形状的面的算术平均高度(Ra)为0.040以上且不足0.200,在该光学功能层的具有该凹凸形状的面的倾斜角度分布中,0.2度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以上95%以下。
2.如权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层由一层以上的以放射线固化型树脂组合物为主成分的光学功能层构成。
3.如权利要求1所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
4.如权利要求3所述的光学层叠体,其特征在于,所述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
5.如权利要求1所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层的膜厚大于所述透光性微粒的平均粒径。
6.一种偏光板,其特征在于,在构成权利要求1~5中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
7.一种显示装置,其特征在于,具备权利要求1~5中任一项所述的光学层叠体。
8.一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,在对该光学功能层的具有该凹凸形状的面的凹凸形状进行测定而得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.3度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例为68%以上,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例不足1%。
9.如权利要求8所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层由一层以上的以放射线固化型树脂组合物为主成分的光学功能层构成。
10.如权利要求8或9所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层具有随机凝聚构造。
11.如权利要求8~10中任一项所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
12.如权利要求11所述的光学层叠体,其特征在于,所述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
13.如权利要求11所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层的膜厚大于所述透光性微粒的平均粒径。
14.一种偏光板,其特征在于,在构成权利要求8~13中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
15.一种显示装置,其特征在于,具备权利要求8~13中任一项所述的光学层叠体。
16.一种光学层叠体,其特征在于,是在透光性基体上层叠光学功能层而成的光学层叠体,在该光学功能层的至少一面形成有凹凸形状,在对该光学功能层的具有该凹凸形状的面的凹凸形状进行测定而得的总测定长度上的倾斜角度分布中,0.5度以下的倾斜角度分布所占的比例为60%以上且不足80%,0.6度以上1.6度以下的倾斜角度分布所占的比例为30%以下,3.0度以上的倾斜角度成分所占的比例不足1%。
17.如权利要求16所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层由一层以上的以放射线固化型树脂组合物为主成分的光学功能层构成。
18.如权利要求16或17所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层具有随机凝聚构造。
19.如权利要求16~18中任一项所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层至少含有放射线固化型树脂组合物及透光性微粒。
20.如权利要求19所述的光学层叠体,其特征在于,所述透光性微粒的平均粒径为0.3~7.0μm。
21.如权利要求19或20所述的光学层叠体,其特征在于,所述光学功能层的膜厚大于所述透光性微粒的平均粒径。
22.一种偏光板,其特征在于,在构成权利要求16~21中任一项所述的光学层叠体的透光性基体上层叠偏光基体而成。
23.一种显示装置,其特征在于,具备权利要求16~21中任一项所述的光学层叠体。
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