CN102869506B - 光学层积体、光学层积体的制造方法、偏振片和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学层积体,其保持了现有的物理特性和光学特性,同时,作为图像显示装置的最外表面材料,稳定地保持了耐紫外线性和耐氧化性等耐光性,抗静电性优异,并且在应用于图像显示装置时图像对比度高。本发明涉及一种光学层积体,其特征在于,其为具有透光性基材和存在于上述透光性基材的一个面的树脂层的光学层积体,上述树脂层含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂和流平剂。
Description
技术领域
本发明涉及光学层积体、光学层积体的制造方法、偏振片和图像显示装置。
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)、场发射显示器(FED)、触控面板、电子纸等图像显示装置的最外表面设置有光学层积体,该光学层积体由具有防眩性、防反射性、抗静电性等各种性能的功能层构成。
这样的光学层积体通常设置于图像显示装置的最外表面,因此被要求具有耐光性、即耐紫外线性、耐氧化性这样的性能。
另外,以往采用以下技术方案:在光学层积体中,为了防止带电使尘埃等附着而引起的污垢、以及使用时或显示器制造工序中的故障发生,设置包含作为导电性材料的抗静电剂的树脂层。
作为上述光学层积体所使用的抗静电剂,掺杂了锑的氧化锡(ATO)或掺杂了锡的氧化铟(ITO)等金属氧化物系或碳系等的导电性微粒等无机系材料(专利文献1、2)是众所周知的。但是,若金属氧化物等无机系材料的添加量多,则存在光学层积体的透光率降低或者设置于图像显示装置时的画面对比度降低的问题。
作为上述抗静电剂,还已知导电性聚合物或季铵盐系导电材料等有机系材料的抗静电剂(专利文献2)。
专利文献3公开了一种抗静电性树脂组合物,其特征在于,其含有可溶性导电性高分子成分和硬膜成分,所述可溶性导电性高分子成分包含分子内具有阴离子基团和/或吸电子性基团的可溶性高分子成分和导电性高分子成分。
专利文献4公开了一种导电性高分子溶液,其特征在于,其含有可溶性导电性高分子成分、光固化性单体和/或有机溶剂,所述可溶性导电性高分子成分包含在分子内的侧链的末端具有不饱和双键的可溶性高分子成分和导电性高分子成分。
专利文献5或6公开了一种导电性高分子/掺杂剂络合物有机溶剂分散体,其含有导电性高分子、掺杂剂以及分散剂,水的含量为20重量%以下,所述分散剂含有选自由具有自由基聚合性基团的酰胺系化合物或胺类和非离子型表面活性剂组成的组中的至少一种。
但是,在将这些有机导电性材料或抗静电性树脂组合物用于光学层积体的制造时,即使能够得到具有所期望的抗静电性能的光学层积体,也无法得到在保持了现有的物理特性(硬涂性等)和光学特性(透光性、防眩性等)的情况下图像的对比度充分高的光学层积体。
近年来,要求显示图像的品质进一步提高,要求实现图像的对比度更高的光学层积体。
此外,专利文献5和6公开了能够使用聚噻吩类作为导电性高分子。但是,聚噻吩类由于不具有耐紫外线性和耐氧化性,因而在光学层积体的制造中使用包含聚噻吩类的组合物时,存在抗静电性能劣化的不良情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-032845号公报
专利文献2:日本特开2006-023350号公报
专利文献3:日本特开2005-350622号公报
专利文献4:日本特开2006-028439号公报
专利文献5:日本特开2008-222850号公报
专利文献6:日本特开2008-045116号公报
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于上述现状,本发明的目的在于提供一种光学层积体,其保持了现有的物理特性和光学特性,同时,作为图像显示装置的最外表面材料,稳定地保持了耐紫外线性和耐氧化性等耐光性,抗静电性和生产稳定性优异,并且在应用于图像显示装置时图像对比度高。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种光学层积体,其特征在于,其为具有透光性基材和存在于上述透光性基材的一个面的树脂层的光学层积体,上述树脂层含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂和流平剂。
本发明的光学层积体优选上述聚噻吩类的含量相对于粘合剂树脂100质量份为0.1质量份~1.0质量份。
另外,上述聚噻吩类优选含有阴离子性化合物。
另外,上述导电助剂优选为选自由链状金属氧化物粒子、碳纳米管和导电性微粒组成的组中的至少一种。
另外,上述导电助剂优选为链状金属氧化物粒子和/或导电性微粒,上述导电助剂的含量相对于粘合剂树脂100质量份优选为0.5质量份~5.0质量份。
另外,上述导电助剂优选为碳纳米管,上述导电助剂的含量相对于粘合剂树脂100质量份优选为0.001质量份~0.13质量份。
另外,本发明的光学层积体优选上述树脂层的初期表面电阻率和耐光性试验后的表面电阻率小于1×1012Ω/□。
另外,上述树脂层优选还包含具有质子性官能团的添加剂。
另外,上述具有质子性官能团的添加剂优选为环氧丙烯酸酯。
另外,上述树脂层优选具有防眩性功能。
另外,上述树脂层优选在从与透光性基材相反一侧的界面起至100nm形成有未存在导电助剂的区域。
本发明的光学层积体优选在上述透光性基材上还具有基底凹凸层,在上述基底凹凸层上具有上述树脂层。
另外,本发明还涉及一种光学层积体的制造方法,其特征在于,其为具有透光性基材和存在于上述透光性基材的一个面的树脂层的光学层积体的制造方法,所述制造方法具有使用含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂、流平剂和溶剂的树脂层用组合物来形成树脂层的工序。
本发明的光学层积体的制造方法中,上述树脂层用组合物的水分含量优选为20质量%以下。
另外,本发明还涉及一种偏振片,其特征在于,其为具有偏振元件的偏振片,上述偏振片在上述偏振元件的表面具备上述光学层积体。
另外,本发明还涉及一种图像显示装置,其特征在于,其在最外表面具备上述光学层积体或上述偏振片。
以下,详细说明本发明。
本发明涉及一种光学层积体,其特征在于,其为具有透光性基材和存在于上述透光性基材的一个面的树脂层的光学层积体,上述树脂层包含特定的成分。因此,本发明的光学层积体具有现有的物理特性(硬度、硬涂性等)和光学特性(透光性、防眩性等),同时,作为图像显示装置的最外表面材料,稳定地保持了耐紫外线性和耐氧化性等耐光性,抗静电性优异,并且在应用于图像显示装置时能够使图像的对比度高。
具体地说,本发明的光学层积体中,上述树脂层是含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂和流平剂的层。
由于上述树脂层是含有这样的特定成分的层,因而,本发明的光学层积体即使在上述树脂层中的聚噻吩含量少的情况下,也能够显示出高导电性,能够发挥优异的抗静电性。另外,由于能够减少上述树脂层中的聚噻吩含量,因此,本发明的光学层积体能够维持高透光性。另外,在将本发明的光学层积体应用于图像显示装置的情况下,能够提高所显示的图像的对比度。此外,上述树脂层含有上述导电助剂,因此能够维持上述优异的性能,同时还能够提高耐紫外线性和耐氧化性。
此外,本发明的光学层积体的生产稳定性也优异。需要说明的是,本说明书中,“生产稳定性”是指树脂层的面内的初期表面电阻率不存在波动。
作为将本发明的光学层积体应用于图像显示装置等装置时的规格,需要以超过1m2的大张尺寸进行涂布和大量生产。在以这样的规格生产时,由于涂布厚度的不均或涂布液的分散不均,树脂层的面内的特性会产生波动,在面内有可能无法稳定地得到所期望的特性,该情况下,不适合于大量生产,生产率也不稳定。与此相对,本发明的光学层积体通过尤其使聚噻吩类和导电助剂以良好的状态存在于树脂层中,从而初期和耐光性试验后的表面电阻率稳定,并且面内的初期表面电阻率也稳定。
在本发明的光学层积体中,上述聚噻吩类是起到对上述树脂层赋予导电性的抗静电剂的功能的成分,可以为取代或非取代的聚噻吩类。
需要说明的是,上述聚噻吩类在非取代的状态下,也能够得到对树脂层充分的导电性,但为了进一步提高导电性,优选在分子中导入烷基、羧基、磺基、烷氧基、羟基、氰基等官能团。
作为上述聚噻吩类的具体例,例如,可以举出聚(噻吩)、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-乙基噻吩)、聚(3-丙基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-己基噻吩)、聚(3-庚基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-十八烷基噻吩)、聚(3-溴噻吩)、聚(3-氯噻吩)、聚(3-碘噻吩)、聚(3-氰基噻吩)、聚(3-苯基噻吩)、聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3,4-二丁基噻吩)、聚(3-羟基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-丁氧基噻吩)、聚(3-己氧基噻吩)、聚(3-庚氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-癸氧基噻吩)、聚(3-十二烷基氧基噻吩)、聚(3-十八烷基氧基噻吩)、聚(3,4-二羟基噻吩)、聚(3,4-二甲氧基噻吩)、聚(3,4-二乙氧基噻吩)、聚(3,4-二丙氧基噻吩)、聚(3,4-二丁氧基噻吩)、聚(3,4-二己氧基噻吩)、聚(3,4-二庚氧基噻吩)、聚(3,4-二辛氧基噻吩)、聚(3,4-二癸氧基噻吩)、聚(3,4-二(十二烷基)氧基噻吩)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)、聚(3,4-丙撑二氧噻吩)、聚(3,4-丁撑二氧噻吩)、聚(3-甲基-4-甲氧基噻吩)、聚(3-甲基-4-乙氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基乙基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基丁基噻吩)等。其中,从与粘合剂树脂的相容性良好的方面出发,优选聚(3,4-乙撑二氧噻吩)。
另外,上述聚噻吩类优选为与阴离子性化合物的络合物(下文中,也称为聚噻吩络合物)。
关于上述阴离子性化合物,作为阴离子基团,只要具有能够发生向上述聚噻吩类的化学氧化掺杂的官能团即可。其中,从制造的容易性和稳定性的方面出发,优选一取代硫酸酯基、一取代磷酸酯基、磷酸基、羧基、磺基等。此外,从官能团向聚噻吩成分中的掺杂效果的观点来看,更优选磺基、一取代硫酸酯基、羧基。
作为上述阴离子性化合物,具体地说,例如,可以举出聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸乙酯磺酸、聚丙烯酸丁酯磺酸、聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚乙烯基羧酸、聚苯乙烯羧酸、聚烯丙基羧酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷羧酸、聚异戊二烯羧酸、聚丙烯酸等。可以是它们的均聚物,也可以是两种以上的共聚物。这些之中,优选聚苯乙烯磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚丙烯酸乙酯磺酸、聚丙烯酸丁酯磺酸。
作为上述阴离子性化合物的聚合度,没有特别限定,例如,优选单体单元为10~10万,从溶剂溶解性和导电性的方面考虑,更优选下限为50、上限为1万。
上述聚噻吩络合物例如能够通过将上述聚噻吩类的前体单体在上述阴离子性化合物、氧化剂、氧化催化剂和溶剂中进行氧化聚合而得到。
作为上述氧化剂、氧化催化剂,例如,可以举出过二硫酸铵、过二硫酸钠、过二硫酸钾等过二硫酸盐;氯化铁(III)、硫酸铁(III)、硝酸铁(III)、氯化铜等过渡金属化合物;三氟化硼、氯化铝等金属卤化物;氧化银、氧化铯等金属氧化物;过氧化氢、臭氧等过氧化物;过氧化苯甲酰等有机过氧化物;氧等。
另外,作为上述溶剂,没有特别限定,例如,可以举出水、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六亚甲基磷酰三胺、乙腈、苯甲腈等极性溶剂;甲酚、苯酚、二甲苯酚等酚类;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;甲酸、乙酸等羧酸;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯化合物;二氧六环、二乙醚等醚化合物;乙二醇二烷基醚、丙二醇二烷基醚、聚乙二醇二烷基醚、聚丙二醇二烷基醚等链状醚类;3-甲基-2-噁唑烷酮等杂环化合物;乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈、苯甲腈等腈化合物;等等。这些溶剂可以单独使用,也可以制成两种以上的混合物,还可以制成与其他有机溶剂的混合物。
上述氧化聚合中,作为上述聚噻吩类的前体单体与阴离子性化合物的混合比,没有特别限定,由于能够使所得到的聚噻吩络合物表现出充分的导电性,因而优选相对于聚噻吩1质量份、阴离子性化合物为0.5质量份~5质量份的混合比。
另外,上述聚噻吩络合物还能够使用市售品,例如,可以举出CLEVIOS P(商品名、H.C.Starck社制造)、Orgacon(商品名、Agfa社制造)等。其中,从与树脂的相容性良好的方面出发,优选作为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)和聚苯乙烯磺酸的络合物的CLEVIOSP(商品名、H.C.Starck社制造)。
由上述氧化聚合得到的络合物和上述市售品多为聚噻吩络合物的水分散液,本发明中,优选为有机溶剂分散型聚噻吩络合物。
作为上述有机溶剂分散型聚噻吩络合物中的有机溶剂,只要不溶解上述聚噻吩类则没有特别限定,例如,可以举出醇类、酮类、醚类、酰胺类、亚砜类、砜类、酯类、腈类等。
作为上述醇类,只要具有羟基则没有特别限定,例如,可以举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等一元醇;乙二醇、丙二醇、聚丙二醇等二醇;甘油、季戊四醇等多元醇类;等等。
作为上述酮类,只要分子中具有酮结构则没有特别限定,例如,可以举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等。
作为上述醚类,没有特别限定,例如,可以举出二乙醚、乙基异丙醚、二氧六环、四氢呋喃、聚乙二醇二烷基醚类、聚丙二醇二烷基醚类等醚类等。
作为上述酰胺类,没有特别限定,例如,可以举出二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
作为上述亚砜类,没有特别限定,例如,可以举出二甲基亚砜等。
作为上述砜类,没有特别限定,例如,可以举出环丁砜等。
作为上述酯类,没有特别限定,例如,可以举出乙酸甲酯、乙酸乙酯等。
作为上述腈类,没有特别限定,例如,可以举出乙腈、丙腈等。
它们可以单独使用,也可以合用两种以上。
这些之中,从处理性和分散稳定性的方面考虑,优选乙醇、异丙醇、乙二醇等醇类;甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类。
上述树脂层中的上述聚噻吩类的含量相对于后述的粘合剂树脂固体成分100质量份优选为0.1质量份~1质量份。若上述含量小于0.1质量份,则有时无法赋予所期望的抗静电性。若超过1质量份,则透光率减少,有时无法实现所期望的高对比度。上述聚噻吩类的含量的下限更优选为0.2质量份、上限更优选为0.7质量份。
这样即使上述聚噻吩类的含量少,本发明的光学层积体也能够发挥抗静电性能,因而,推测上述聚噻吩类在树脂层中不是分散存在于树脂层整体,而是在树脂层中的一定位置以层状态存在,或者在树脂层内以微细的网眼状态存在。作为此处所说的层状态,除了聚噻吩类以上述层状态在相互能够通电的位置均匀分散的状态以外,还推测小规模局部存在的部分在相互能够通电的位置相互接近,以这种形态,聚噻吩类形成了层状态。另外,作为微细的网眼状态,推测聚噻吩类在树脂层整体上在相互能够通电的位置邻接而构成了网眼。需要说明的是,上述聚噻吩类可以在树脂层中通过后述的导电助剂以上述状态存在。
此外,为了满足耐光性,推测上述聚噻吩类靠近树脂层中的树脂层表面侧(与透光性基材面相反的一侧),但存在于不是最外表面的位置。
上述导电助剂是在本发明的光学层积体中起到辅助上述聚噻吩类所产生的抗静电性能的作用的成分。
如上所述,推测上述聚噻吩类在树脂层中靠近树脂层表面侧,但存在于不是最外表面的位置,上述树脂层仅含有聚噻吩类的情况下,若其存在位置过于接近最外表面,则产生紫外线所引起的劣化和氧化所引起的劣化,树脂层的表面电阻率产生面内波动,抗静电性能有时降低(即,耐光性差)。另一方面,若聚噻吩类存在于难以产生上述紫外线所引起的劣化和氧化所引起的劣化的位置、即远离树脂层最外表面的位置,则向树脂层的表面的通电变得困难,表面电阻率升高,或者产生面内波动,依旧有时抗静电性能差。此外,若聚噻吩类不以微细的网眼状态均匀地存在于树脂层,则树脂层的表面电阻率有可能产生面内波动,抗静电性能差。特别是树脂层仅包含聚噻吩类的情况下,为了使该聚噻吩类均匀地形成微细的网眼状态,除了需要增加添加量以外,加工条件中还要求高级别调整。
但是,本发明中,通过在上述树脂层加入聚噻吩类并含有导电助剂,能够良好地防止仅包含聚噻吩类时能够产生的这样的问题,生产稳定性优异。
此处,即使上述树脂层包含导电助剂,若该导电助剂在树脂层的整体上以不处于相互能够通电的位置的状态均匀分散,则不会因该导电助剂而形成通电网,抗静电性能有时不充分,若添加能够发挥充分的抗静电性能的量的导电助剂,则透光性减少,有时无法实现所期望的高对比度。因此,上述导电助剂优选在树脂层中在相互能够通电的位置分散,由该导电助剂形成通电网。此外,本发明中,还优选由上述导电助剂和上述聚噻吩类形成通电网。
另外,上述树脂层优选在从与透光性基材相反一侧的界面起至100nm形成有未存在导电助剂的区域。通过以这样的范围形成有未存在导电助剂的区域,能够良好地防止耐光性的降低。
此处,上述“未存在导电助剂的区域”是指以下情况:在上述树脂层的截面SEM图像中,在从与透光性基材相反一侧的界面起100nm的区域无法确认导电助剂,或者,在将与上述树脂层的透光性基材相反一侧的界面附近的截面放大1万倍的图像中,在与该树脂层的厚度方向垂直的方向上每5μm所确认的导电助剂为2个以下。
本发明的光学层积体中,推测上述导电助剂在上述树脂层中例如存在于从透光性基材侧界面至聚噻吩类所存在的位置的正下方(构成1);和/或存在于与聚噻吩类所存在的位置相同的位置(构成2);和/或存在于从与聚噻吩类所存在的位置相同的位置至树脂层的透光性基材侧界面(构成3)。
上述构成1中,如图3所示,推测从树脂层30的透光性基材侧界面依次层积形成了存在导电助剂的区域32和存在聚噻吩类的区域31。上述构成1中,通过层积存在导电助剂的区域32和存在聚噻吩类的区域31,实现这些区域间的通电,由此推测导电助剂辅助了聚噻吩类所产生的抗静电性能。需要说明的是,图3所示的存在导电助剂的区域32形成至透光性基材侧界面,但该存在导电助剂的区域32也可以未形成至透光性基材侧界面。
另外,上述构成2中,如图4所示,推测树脂层40中形成有存在聚噻吩类和导电助剂的区域41。另外,上述构成3中,如图5所示,推测树脂层50中形成有存在聚噻吩类和导电助剂的区域51和在该区域51的透光性基材侧存在导电助剂的区域52。上述构成2和构成3中,通过在树脂层中存在聚噻吩类和导电助剂的区域由这些材料形成通电网,推测导电助剂辅助了聚噻吩类所产生的抗静电性能。
需要说明的是,图5所示的存在导电助剂的区域52形成至透光性基材侧界面,但该存在导电助剂的区域52也可以未形成至透光性基材侧界面。
图3~图4是示意性地示出本发明的光学层积体中的树脂层中的导电助剂和聚噻吩类所存在的区域的截面图。
另外,存在聚噻吩类因紫外线等而劣化的部位时,推测上述导电助剂存在于该劣化的部位。其结果,推测能够使树脂层表面的表面电阻率更优异,同时能够减小面内波动,此外能够提高聚噻吩类的耐紫外线性和耐氧化性等耐光性。
其结果,推测能够使树脂层表面的表面电阻率更优异,同时能够减小面内波动,此外能够提高聚噻吩类的耐紫外线性和耐氧化性等耐光性。
需要说明的是,上述“面内波动”是指上述树脂层表面的表面电阻率在该树脂层的表面内具有波动。
图1示出具备包含链状ATO作为上述导电助剂的树脂层的本发明的光学层积体的截面SEM照片。需要说明的是,由于本发明中的聚噻吩类的添加量非常少,因而现状是难以通过本发明的光学层积体的截面SEM观察来观察聚噻吩类,但推测如上所述良好地存在于树脂层中。
如图1所示,上述的树脂层所含有的链状ATO等导电助剂的存在位置能够通过该树脂层的截面观察来确认。需要说明的是,图1所示的本发明的光学层积体具有如下结构:树脂层形成于后述的具有有机系微粒的基底凹凸层上。
作为上述导电助剂,优选为选自由链状金属氧化物粒子、碳纳米管和导电性微粒组成的组中的至少一种。
作为上述链状金属氧化物粒子,可以举出具有金属氧化物粒子以链状相连的结构的粒子。需要说明的是,上述链状金属氧化物粒子是具有导电性的链状导电无机微粒。
构成上述链状金属氧化物粒子的金属氧化物粒子优选平均粒径为1nm~100nm,更优选的下限为5nm,更优选的上限为80nm。若小于1nm,则上述金属氧化物粒子的晶界电阻急剧增大,并且,具有无法得到链状金属氧化物粒子、且三维凝集的微粒增加的倾向,有时无法得到可起到导电助剂的功能的程度的低电阻值。另一方面,若超过100nm,则链状金属氧化物粒子的形成变得困难,并且,假如即使能够形成,由于金属氧化物粒子彼此的接点减少,因而有时无法得到可起到导电助剂的功能的程度的低电阻值。此外,有时金属氧化物粒子所产生的光的吸收变大,发生上述树脂层的透光率的降低和雾度的上升。因此,若为了使树脂层得到一定的透光率而减薄树脂层的膜厚、或减少金属氧化物粒子的量,则有时无法得到作为导电助剂的充分导电性。
另外,上述链状金属氧化物粒子优选平均长度为2nm~200nm,更优选的下限为5nm,更优选的上限为80nm。若小于2nm,则上述链状金属氧化物粒子所产生的接触电阻增加,本发明的光学层积体的抗静电性能有时不充分。另一方面,若超过200nm,则上述树脂层的形成性降低,本发明的光学层积体在雾度等光学特性上发生问题,进而外观有时会恶化。
需要说明的是,上述金属氧化物粒子的平均粒径和平均长度是通过扫描型电子显微镜(日本电子(株):JMS5300)所测定的值。
从兼顾抗静电性和透光率的方面考虑,上述链状金属氧化物粒子优选长厚比为2~200。若小于2,则有时无法使本发明的光学层积体的抗静电性能充分优异,若超过200,则上述树脂层的透光率有时降低。
需要说明的是,上述长厚比是指通过下述方式计算出的值:使用公知的电子显微镜测定上述链状金属氧化物粒子的长轴和短轴,将长轴的长度除以短轴的长度,由此计算出的值。此处,上述链状金属氧化物粒子的长轴是指连结该链状金属氧化物粒子的外周上最大距离的两点间的直线,上述链状金属氧化物粒子的短轴是指方向与上述长轴垂直且连结上述链状金属氧化物粒子的外周上最大的两点间的直线。
作为构成上述链状金属氧化物粒子的金属氧化物粒子,具体地说,可以举出由选自由例如Au、Ag、Pd、Cu、Ni、Ru、Rh、Sn、In、Sb、Fe、Pt、Ti、Cr、Co、Al、Zn、Ta、Pb、Os和Ir组成的组中的1种以上的元素构成的金属的氧化物粒子。
其中,由于能够更良好地提高本发明的光学层积体的抗静电性,因而,作为上述金属氧化物粒子,优选为氧化锡、掺杂了Sb、F或P的氧化锡、氧化铟、掺杂了Sn或F的氧化铟、氧化锑、低氧化钛等,特别优选使用ATO(锑锡氧化物)。
这样的链状金属氧化物粒子例如能够通过以下的方法制备。
即,首先,将以0.1重量%~5重量%的浓度含有金属盐或金属醇盐的醇溶液加热,使其水解。此时,根据需要,可以加入到温水中或者加入碱。通过这样的水解,制备一次粒径为1nm~100nm的金属氢氧化物的凝胶分散液。
接下来,滤出并清洗凝胶分散液,根据需要在有机稳定剂的存在下对金属氢氧化物进行高压釜处理,再进行机械分散处理,从而能够得到链状金属氧化物粒子。这种情况下,也可以进行离子交换树脂处理,除去离子性杂质。
对于这样得到的链状金属氧化物粒子,通常,通过离心分离等方法从生成后的分散液取出,根据需要用酸等清洗后,分散到极性溶剂中而使用。并且,所得到的包含链状金属氧化物粒子的分散液还能够直接用作涂布液。
作为上述机械分散处理,例如,可以举出砂磨机法、冲击分散法等,特别优选使用冲击分散法。冲击分散法是使浆料以音速程度的高速碰撞壁而使其分散或粉碎的方法,使用例如Artimizer、Nanomizer等装置进行。
另外,作为上述有机稳定剂,例如,可以举出明胶、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、柠檬酸等多元羧酸及其盐、杂环化合物或它们的混合物等。
另外,作为上述极性溶剂,例如,可以举出水;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二丙酮醇、糠醇、四氢糠醇、乙二醇、异己二醇等醇类;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类;二乙醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚等醚类;丙酮、甲基乙基酮、乙酰丙酮、乙酰乙酸酯等酮类等。这些极性溶剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
作为上述碳纳米管,只要具有碳六角网面封闭成圆筒状的结构,则可以为单层结构,也可以为圆筒结构被配置成套管(入れ子)状的多层结构,进而还可以为它们混杂而成的结构。
具体地说,作为上述碳纳米管,例如,可以举出单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管等。另外,还可以为多根碳纳米管以绳状缠绕而成的结构或具有分叉结构的碳纳米管。若考虑成本方面,优选多壁碳纳米管。
另外,还能够直接使用制造后的碳纳米管,但优选去除杂质而提高了纯度的碳纳米管。需要说明的是,作为碳纳米管的精制方法,例如,已知在真空中加热的方法或进行酸处理的方法等,还已知通过酸处理而在碳纳米管侧链生成羟基或羧基的方法。
作为上述碳纳米管的尺寸,没有特别限定,优选纤维长为100nm~100μm、纤维径为1nm~1μm。若小于100nm,则有时树脂层的表面电阻率产生面内波动,抗静电性恶化,若超过100μm,则透光率有时降低。上述纤维长的更优选的下限为1μm、更优选的上限为10μm,上述纤维径的更优选的上限为200nm。
需要说明的是,上述碳纳米管的纤维长和纤维径是通过电子显微镜观察所测定的值。
另外,作为上述导电性微粒,可以举出金属微粒或金属氧化物微粒。作为构成上述导电性微粒的材料,具体地说,例如,可以举出氧化锡(SnO2)、氧化锑(Sb2O5)、锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、氟化氧化锡(FTO)、ZnO、Au、Ag、Cu、Al、Fe、Ni、Pd、Pt等。
上述导电性微粒优选为球状,其粒径优选为0.1nm~200nm。若小于0.1nm,则有时无法充分提高本发明的抗静电性,若超过200nm,则本发明的光学层积体的透明性(总光线透过率)有时降低。更优选的下限为20nm、更优选的上限为150nm。
本发明的光学层积体中,作为上述导电助剂的含量,根据所使用的导电助剂的种类而酌情决定,例如,在上述导电助剂为链状金属氧化物粒子和/或导电性微粒的情况下,相对于上述粘合剂树脂100质量份,优选为0.5质量份~5.0质量份。若小于0.5质量份,则本发明的光学层积体的抗静电性能有时不充分,若超过5.0质量份,则有时本发明的光学层积体的透光率降低、或者对比度降低。更优选为0.5质量份~2.5质量份。通过使上述导电助剂在该范围,能够更良好地提高本发明的光学层积体的抗静电性能。
另外,上述导电助剂为碳纳米管的情况下,作为上述导电助剂的含量,相对于粘合剂树脂100质量份,优选为0.001质量份~0.13质量份。若小于0.001质量份,则本发明的光学层积体的抗静电性能有时不充分,若超过0.13质量份,则有时透光率降低或者对比度降低。更优选的下限为0.005质量份、更优选的上限为0.05质量份。通过使上述导电助剂在该范围,能够更良好地提高本发明的光学层积体的抗静电性能。
本发明的光学层积体中,作为上述粘合剂树脂,只要是不与上述阴离子性化合物反应的材料则没有特别限定,优选含有疏水性树脂。通过含有疏水性树脂,能够形成抗静电性优异且具有高对比度的光学层积体。
本说明书中,“疏水性树脂”是指不含有羟基、氨基、羧基、磺基等亲水性官能团、且具有乙烯基、氨基甲酸酯基、(甲基)丙烯酰基等疏水性官能团的丙烯酸酯树脂。
需要说明的是,本发明的光学层积体中,作为上述粘合剂树脂,与阴离子性化合物反应的树脂由于会损害抗静电性的功能而无法使用。
作为上述疏水性树脂,其中,聚氨酯丙烯酸酯由于在抗静电性优异、可得到高对比度的同时能够良好地赋予硬涂性,因而能够适合使用。
另外,本发明的光学层积体中,上述粘合剂树脂若与上述聚氨酯丙烯酸酯一起使用,则优选还含有上述聚氨酯丙烯酸酯以外的疏水性树脂。这是因为,通过进一步含有上述疏水性树脂,能够使上述树脂层中的聚噻吩类集中存在于表面(与透光性基材相反的一侧的表面)附近,即使聚噻吩类的添加量少,也能够发挥优异的抗静电性能。虽然该理由尚未明确,但认为通过在上述树脂层中大量存在极性低的疏水性树脂,从而极性高的聚噻吩类容易局部存在于表面的附近。
作为上述聚氨酯丙烯酸酯以外的疏水性树脂,具体地说,例如,可以适宜举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯、或者它们的环氧乙烷改性物。
其中,适宜使用季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯。
需要说明的是,极性高的疏水性树脂有时初期的抗静电性会恶化,例如,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等是不适合的。
作为上述粘合剂树脂中的疏水性树脂的含量,在粘合剂树脂中的树脂成分中优选为20质量%~100质量%。若小于20质量%,则本发明的光学层积体的抗静电性能有时降低。上述疏水性树脂的含量更优选下限为25质量%,更优选上限为70质量%。
作为上述疏水性树脂以外的粘合剂树脂,例如,也可以含有通过紫外线或电子射线而固化的树脂即电离射线固化型树脂、电离射线固化型树脂与溶剂干燥型树脂(仅通过使涂布时为了调整固体成分而添加的溶剂干燥,即可形成覆膜的树脂)的混合物、或者热固化性树脂。其中,优选电离射线固化型树脂。
作为上述电离射线固化型树脂,例如,可以举出具有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、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(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。
除了上述化合物以外,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、醇酸树脂、螺缩醛树脂、聚丁二烯树脂、多硫醇-多烯树脂等也可以作为上述电离射线固化型树脂使用。
作为与电离射线固化型树脂混合而使用的溶剂干燥型树脂,主要可以举出热塑性树脂。
通过添加上述溶剂干燥型树脂,能够有效地防止涂布面的涂膜缺陷。
作为优选的热塑性树脂的具体例,例如,可以举出苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、乙烯基醚系树脂、含卤素的树脂、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。
其中,作为上述热塑性树脂,通常,优选使用非结晶性且可溶于有机溶剂(特别是能够溶解2种以上的聚合物或固化性化合物的通用溶剂)的树脂。特别优选成形性或制膜性、透明性及耐候性高的树脂,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。
作为上述热固化性树脂,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-脲醛共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。
上述树脂层含有流平剂。
通过含有上述流平剂,上述流平剂渗出到上述树脂层表面,从而在使用后述的树脂层用组合物形成上述树脂层时,能够防止涂布干燥时的上述树脂层用组合物中的对流不均及贝纳德旋涡等缺陷。另外,通过使流平剂主动地渗出到树脂层表面,推测能够防止聚噻吩类渗出到树脂层表面,同时能够使上述聚噻吩类在树脂层中的一定位置以层状态存在、或者在树脂层内以微细的网眼状态存在,此外能够在树脂层中靠近树脂层表面侧,但存在于不是最外表面的位置,并且认为能够得到稳定且适宜的抗静电性能。
作为上述流平剂,只要是不与上述聚噻吩类的阴离子性化合物反应的材料,则可以为反应性也可以为非反应性,没有特别限定,优选为氟类和/或硅类化合物。
作为上述氟类化合物,优选具有CdF2d+1(d为1~21的整数)表示的全氟烷基、-(CF2CF2)g-(g为1~50的整数)表示的全氟亚烷基、或者F-(-CF(CF3)CF2O-)e-CF(CF3)(此处,e为1~50的整数)表示的全氟烷基醚基、以及CF2=CFCF2CF2-、(CF3)2C=C(C2F5)-和((CF3)2CF)2C=C(CF3)-等所例示的全氟链烯基。
只要是包含上述官能团的化合物,则上述氟类化合物的结构没有特别限定,例如,还能够使用含氟单体的聚合物、或者含氟单体与非氟单体的共聚物等。这些之中,特别优选使用由下述含氟类聚合物段和非氟类聚合物段形成的嵌段共聚物或接枝共聚物,所述含氟类聚合物段由含氟单体的均聚物或者含氟单体与非氟单体的共聚物中的任意一种构成。在这样的共聚物中,含氟类聚合物段主要具有提高防污性和防水防油性的功能,另一方面,非氟类聚合物段具有提高与粘合剂成分的相容性的锚定功能。因此,在使用了这样的共聚物的防反射层积体中,即使在反复摩擦表面的情况下也难以除去这些氟类化合物,并且能够长期维持防污性等各种性能。
上述氟类化合物能够作为市售的制品获得,例如,优选使用日本油脂制造的MODIPER F系列、DIC社制造的MEGAFACE系列等。
上述硅类化合物优选具有下述通式表示的结构。
(式中,Ra表示甲基等碳原子数为1~20的烷基,Rb表示非取代、或者被氨基、环氧基、羧基、羟基、全氟烷基、全氟亚烷基、全氟烷基醚基或(甲基)丙烯酰基取代的碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为1~3的烷氧基或聚醚改性基,各Ra、Rb可以相互相同也可以不同。另外,m为0~200的整数,n为0~200的整数。)
已知具有上述通式那样的基本骨架的聚二甲基硅酮通常表面张力低,防水性和防粘性优异,通过在侧链或者末端导入各种官能团,能够赋予进一步的效果。例如,通过导入氨基、环氧基、羧基、羟基、(甲基)丙烯酰基、烷氧基等而能够赋予反应性,通过与上述电离射线固化型树脂组合物的化学反应而能够形成共价键。另外,通过导入全氟烷基、全氟亚烷基、全氟烷基醚基而能够赋予耐油性或润滑性等,进而,通过导入聚醚改性基团而能够提高流平性或润滑性。
这样的化合物能够作为市售的制品获得,例如,能够获得具有氟代烷基的硅油FL100(信越化学工业社制造)、聚醚改性硅油TSF4460(商品名、Momentive PerformanceMaterials Japan社制造)等与目的对应的各种改性硅油。其中,本发明中,适合使用TSF4460。
上述氟类和/或硅类化合物还可以为下述通式表示的结构。
RanSiX4-n
(式中,Ra表示包含全氟烷基、全氟亚烷基或全氟烷基醚基的碳原子数为3~1000的烃基,X为甲氧基、乙氧基或丙氧基等碳原子数为1~3的烷氧基、甲氧基甲氧基、或甲氧基乙氧基等氧基烷氧基、或者氯基、溴基或碘基等卤基等水解性基团,可以相同也可以不同,n表示1~3的整数。)
通过包含这样的水解性基团,特别容易与无机成分、本发明中为二氧化硅成分的羟基形成共价键或氢键,具有能够保持密合性的效果。
作为这样的化合物,具体地说,可以举出TSL8257(GE东芝有机硅社制造)等氟代烷基硅烷。
上述树脂层中的流平剂的含量相对于上述粘合剂树脂100质量份优选为0.01质量份~5质量份。若小于0.01质量份,则会产生下述不良情况:在涂膜的干燥时发生对流不均,或者因流平不足而引起涂布面的外观不良等,不优选。若超过5质量份,则会产生涂膜的硬度降低等不良情况,依然不优选。上述流平剂的含量更优选下限为0.1质量份,更优选上限为2质量份。
上述树脂层优选还包含具有质子性官能团的添加剂。
通过包含上述具有质子性官能团的添加剂,能够形成上述聚噻吩类的分散性和稳定性提高、同时抗静电性优异的光学层积体。其原因被推测为,具有质子性官能团的添加剂的行为能够如上述阴离子性化合物那样。另外,通过包含上述具有质子性官能团的添加剂,耐光性也更稳定,因而优选。
作为上述具有质子性官能团的添加剂,例如,可以举出环氧丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯、乙烯基磺酸等。其中,优选为环氧丙烯酸酯。
上述树脂层中的上述具有质子性官能团的添加剂的含量相对于粘合剂树脂100质量份优选为1质量份~15质量份。若小于1质量份,则不仅具有上述聚噻吩类凝聚并析出等的可能性,而且还具有抗静电性能降低的可能性,有时难以稳定生产。若超过15质量份,则上述聚噻吩类过度分散,该情况下也有可能抗静电性能降低。上述具有质子性官能团的添加剂的含量更优选下限为2质量份、上限为10质量份。
需要说明的是,作为上述具有质子性官能团的添加剂的上述环氧丙烯酸酯等发生交联反应而发挥出硬涂性,还能够起到粘合剂树脂的功能。这种情况下,环氧丙烯酸酯等的含量在包含环氧丙烯酸酯等的粘合剂树脂100质量%中优选为1质量%~15质量%。
本发明的光学层积体中,上述树脂层优选具有防眩性功能。
这样的具有防眩性功能的树脂层优选在表面具有凹凸形状。作为该凹凸形状,优选与后述的防眩层具有同样的Sm、θa、Ra和Rz。
另外,具有防眩性功能的树脂层表面的凹凸形状可以通过包含防眩剂的树脂层用组合物形成,也可以通过粘合剂树脂的相分离形成,还可以通过压纹加工形成。需要说明的是,作为上述防眩剂,可以举出与在后述的防眩层中所说明的防眩剂同样的防眩剂。
由上述组成构成的树脂层能够使用下述树脂层用组合物形成,该树脂层用组合物如下制备:将上述的粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂、流平剂和根据需要的上述具有质子性官能团的树脂及其他成分均匀地混合在溶剂中,从而制备形成。
上述混合可以使用涂料摇摆器、珠磨机、捏合机等公知的装置来进行。
上述树脂层用组合物还可以包含光聚合引发剂。
作为上述光聚合引发剂,可以举出苯乙酮类(例如,商品名Irgacure 184、Ciba Japan社制造的1-羟基-环己基-苯基-酮、商品名Irgacure 907、Ciba Japan社制造的2-甲基-1〔4-(甲硫基)苯基〕-2-吗啉基-1-丙酮)、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯偶姻、苯偶姻甲醚、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。它们可以单独使用或者将两种以上合用。
上述光聚合引发剂的添加量相对于上述粘合剂树脂固体成分100质量份优选为0.1质量份~10质量份。
另外,根据需要,上述树脂层用组合物也可以含有其他成分。作为上述其他成分,可以举出紫外线吸收剂、防污剂、折射率调节剂、抗氧化剂、自由基捕捉剂、交联剂、固化剂、聚合促进剂、阻聚剂、粘度调节剂等。
作为上述溶剂,可以举出醇(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、苯甲醇、PGME、乙二醇)、酮(例如,丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、庚酮、二异丁基酮、二乙基酮)、脂肪族烃(例如,己烷、环己烷)、卤代烃(例如,二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香族烃(例如,苯、甲苯、二甲苯)、酰胺(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮)、醚(例如,二乙醚、二氧六环、四氢呋喃)、醚醇(例如,1-甲氧基-2-丙醇)等。其中,优选乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、甲基异丁基酮等。
这些溶剂可以使用一种,也可以合用两种以上,其中,在全部溶剂中优选包含5%~70%的沸点不同的2种以上的醇系溶剂,更优选包含15%~60%。通过包含上述范围的醇系溶剂,能够稳定地得到抗静电性。
作为形成上述树脂层的方法,可以举出以下方法:涂布上述树脂层用组合物而形成覆膜,根据需要使其干燥后,将上述覆膜固化而形成上述树脂层。
作为上述涂布而形成覆膜的方法,例如,可以举出旋涂法、浸渍法、喷雾法、模涂法、棒涂法、辊涂法、弯月面涂布法、柔性版印刷法、丝网印刷法、液滴涂布法等公知的各种方法。
作为上述干燥的方法,可以举出在30℃~120℃下干燥3秒~120秒的方法。
上述覆膜的固化方法根据上述组合物的内容等酌情选择即可。例如,若上述组合物为紫外线固化型的组合物,则通过对覆膜照射紫外线而使其固化即可。
照射上述紫外线的情况下,可以举出照射10mJ/cm2~300mJ/cm2的紫外线的方法。
上述树脂层的厚度优选为0.6μm~10μm。若小于0.6μm,则涂膜的硬度有可能不足。若超过10μm,则无法充分抑制涂布树脂层用组合物而形成的涂膜中的对流不均,有可能无法得到抗静电性优异的光学层积体。上述厚度更优选为1μm~9μm。上述树脂层的厚度是通过用电子显微镜(SEM、TEM、STEM)观察光学层积体的截面所测定得到的值。
本发明的光学层积体具有透光性基材。
作为上述透光性基材,优选具备平滑性、耐热性且机械强度优异的透光性基材。
作为形成上述透光性基材的材料的具体例,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、三乙酰纤维素(TAC)、二乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或者聚氨酯等热塑性树脂。优选可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯或三乙酰纤维素。
上述透光性基材的厚度优选为20μm~300μm,更优选下限为30μm、上限为200μm。
上述透光性基材为了提高与在其上形成的层的粘接性,除了电晕放电处理、皂化、氧化处理等物理性的处理之外,还可以预先进行锚定剂或底层涂料等涂料的涂布。
本发明的光学层积体通过在透光性基材上形成了上述树脂层,保持了现有的物理特性和光学特性,同时,作为图像显示装置的最外表面材料,稳定地保持了耐紫外线性和耐氧化性等耐光性,抗静电性优异,并且在应用于图像显示装置时图像对比度高。另外,在本发明的光学层积体中,上述树脂层优选还具有防眩性和硬涂性的功能。另外,上述树脂层可以由单一层构成,也可以为多层结构。
本发明的光学层积体优选具有防眩性功能。作为上述具有防眩性功能的本发明的光学层积体的构成,例如,可以举出上述树脂层具有防眩性功能的构成;在上述透光性基材上具有带有凹凸形状的基底凹凸层且在上述基底凹凸层上具有上述树脂层的构成等。
通过具有上述防眩性功能,本发明的光学层积体能够防止外部光所产生的反射等,能够提高可见性。
本发明的光学层积体优选在上述透光性基材上具有基底凹凸层且在上述基底凹凸层上具有上述树脂层的构成。在利用向上述树脂层混入凹凸形成用的微粒等方法而赋予了防眩性功能的构成的情况下,根据凹凸形成用的微粒的存在状态,有可能损害上述的树脂层所产生的本发明效果,或者有可能需要高度的加工条件。但是,通过形成在上述基底凹凸层上具有上述树脂层的构成,不会损害由上述的树脂层所得到的本发明效果,能够赋予适合本发明光学层积体的防眩性功能。
需要说明的是,以往,光学层积体的构成是在表面具有凹凸形状的防眩层的表面形成包含抗静电剂的抗静电层而成,在这样的光学层积体中,难以满足防眩层所产生的防眩性和抗静电层所产生的抗静电性、以及对光学层积体本来所要求的透光性。但是,本发明的光学层积体通过在上述具有凹凸形状的基底凹凸层上具有所期望的树脂层,能够充分地满足这些性能。
上述树脂层具有防眩性功能的构成以及在上述透光性基材上存在具有凹凸形状的基底凹凸层且在该基底凹凸层上具有上述树脂层的构成均为表面具有凹凸形状的层(下文中,将具有上述两种构成的层一并也称为防眩层)。关于上述凹凸形状,在将上述防眩层表面的凹凸的平均间隔设为Sm、将凹凸部的平均倾斜角设为θa、将凹凸的算术平均粗糙度设为Ra、将凹凸的十点平均粗糙度设为Rz时,从能够防止外部光所产生的反射的角度来看,优选满足下式。若θa、Ra、Rz小于下限,则无法抑制外部光所产生的反射。另外,若θa、Ra、Rz超过上限,则有可能产生晃眼等不良情况。若Sm小于下限,则有可能发生褪色(白ボケ)。若Sm超过上限,则有可能发生无法抑制外部光所产生的反射等不良情况。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
另外,上述防眩层的凹凸形状更优选满足下式。若满足下式,则能够防止外部光所产生的反射,此外,还能够得到使图像显示装置显示黑色的状态下的优异亮黑感(画面显示中如同被润湿了那样的具有光泽的黑色的再现性),从这方面来看更优选。若θa、Ra、Rz和Sm超过上限、或者小于下限,则无法得到亮黑感。
100μm<Sm<400μm
0.1°<θa<1.2°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
需要说明的是,本说明书中,上述Sm、Ra和Rz是利用基于JIS B 0601-1994的方法得到的值,θa是根据表面粗糙度测定器:SE-3400操作说明书(1995.07.20修订)(株式会社小坂研究所)中记载的定义得到的值,如图2所示,能够以基准长度L内存在的凸部高度之和(h1+h2+h3+…+hn)的反正切{θa=tan-1(h1+h2+h3+…+hn)/L}求出。
这样的Sm、θa、Ra、Rz例如可以由株式会社小坂研究所制造的表面粗糙度测定器SE-3400等测定求出。
上述防眩层的凹凸形状可以通过包含防眩剂的组合物形成、通过树脂的相分离形成、通过压纹加工形成。
其中,上述防眩层的凹凸形状优选通过包含防眩剂的组合物形成。需要说明的是,上述防眩层为具有凹凸形状的树脂层时,上述包含防眩剂的组合物是在上述的树脂层用组合物中包含防眩剂的物质,形成上述具有凹凸形状的树脂层。另一方面,上述防眩层为在基底凹凸层上具有上述树脂层的构成时,上述包含防眩剂的组合物形成上述基底凹凸层。
上述防眩剂为微粒,形状为正球状、椭圆状、无定形等,没有特别限定。另外,作为上述防眩剂,能够使用无机系、有机系的微粒,优选透明性的微粒。
作为有机系微粒的具体例,可以举出塑料珠。作为塑料珠,可以举出聚苯乙烯珠(折射率1.59~1.60)、三聚氰胺珠(折射率1.57)、丙烯酸珠(折射率1.49~1.53)、丙烯酸-苯乙烯共聚物珠(折射率1.54~1.58)、苯胍胺-甲醛缩合物珠(折射率1.66)、三聚氰胺-甲醛缩合物(折射率1.66)、聚碳酸酯珠(折射率1.57)、聚乙烯珠(折射率1.50)等。上述塑料珠优选其表面具有疏水性基团,例如,可以举出聚苯乙烯珠。
作为无机系微粒,可以举出无定形二氧化硅、具有球状等某种特定形状的无机二氧化硅珠等。
其中,作为上述防眩剂,优选使用丙烯酸-苯乙烯共聚物珠和/或无定形二氧化硅。
上述防眩剂的平均粒径优选为1μm~10μm、更优选为3μm~8μm。上述平均粒径是在甲苯5质量%分散液的状态下通过激光衍射散射法粒度分布测定装置测定得到的值。
上述防眩剂的含量相对于粘合剂树脂固体成分100质量份优选为1质量份~40质量份、更优选为5质量份~30质量份。
另外,上述防眩层优选还含有内部散射粒子。上述内部散射粒子能够赋予内部雾度,能够抑制晃眼等。
作为上述内部散射粒子,可以举出与构成防眩层的粘合剂树脂的折射率之差比较大的有机粒子或无机粒子,例如,可以举出丙烯酸-苯乙烯共聚物珠(折射率1.54~1.58)、三聚氰胺珠(折射率1.57)、聚苯乙烯珠(折射率1.59~1.60)、聚氯乙烯珠(折射率1.60)、苯胍胺-甲醛缩合物珠(折射率1.66)、三聚氰胺-甲醛缩合物(折射率1.66)等塑料珠和硅酮粒子(折射率1.42)。
这些粒子可以使用兼具作为上述防眩剂的性质和作为内部散射粒子的性质的粒子。
上述内部散射粒子的平均粒径优选为0.5μm~10μm、更优选为1μm~8μm。上述平均粒径是在甲苯5质量%分散液的状态下通过激光衍射散射法粒度分布测定装置测定得到的值。
上述内部散射粒子的添加量相对于粘合剂树脂固体成分100质量份优选为0.1质量%~40质量%、更优选为1质量%~30质量%。
作为上述防眩层的粘合剂树脂,可以举出与在上述树脂层中能够使用的粘合剂树脂同样的粘合剂树脂。
上述防眩层还可以以不阻碍本发明的效果的程度根据需要包含其他成分。作为上述其他成分,可以举出与在上述树脂层中能够使用的其他成分同样的成分。
上述防眩层可以通过公知的方法形成。例如,将粘合剂树脂、防眩剂和其他成分与溶剂混合分散,制备防眩层用组合物,能够通过公知的方法形成。作为上述防眩层用组合物的制备方法和使用其形成防眩层的方法,可以分别举出上述的树脂层用组合物的制备方法和与形成树脂层的方法相同的方法。
上述防眩层的层厚度优选为1μm~10μm。若小于1μm,有可能无法适宜地赋予防眩性。若超过10μm,有可能产生卷曲或裂纹等。
上述层厚度是通过用电子显微镜(SEM、TEM、STEM)观察光学层积体的截面而测定得到的值。
另外,本发明的光学层积体由于能够实现防反射性的提高,因而优选在上述树脂层上具有低折射率层。
上述低折射率层是起到下述作用的层:在光学层积体的表面反射来自外部的光(例如荧光灯、自然光等)时,降低其反射率。作为低折射率层,优选由1)含有二氧化硅或氟化镁的树脂、2)作为低折射率树脂的氟类树脂、3)含有二氧化硅或氟化镁的氟类树脂、4)二氧化硅或氟化镁的薄膜等中的任意一种构成。关于氟树脂以外的树脂,能够使用与构成上述树脂层的树脂同样的树脂。
另外,上述的二氧化硅优选为中空二氧化硅微粒,这样的中空二氧化硅微粒例如能够利用日本特开2005-099778号公报的实施例中记载的制造方法制作。
这些低折射率层优选其折射率为1.45以下、特别优选为1.42以下。
另外,低折射率层的厚度没有限定,通常从30nm~1μm左右的范围内酌情设定即可。
另外,上述低折射率层以单层即可得到效果,但为了调整更低的最低反射率或更高的最低反射率,还能够酌情设置2层以上的低折射率层。在设置上述2层以上的低折射率层的情况下,优选在各个低折射率层的折射率和厚度中设置差异。
作为上述氟类树脂,能够使用至少分子中包含氟原子的聚合性化合物或其聚合物。作为聚合性化合物,没有特别限定,例如,优选具有通过电离射线固化的官能团、热固化的极性基团等固化反应性的基团的聚合性化合物。另外,也可以是同时兼具这些反应性的基团的化合物。对于该聚合性化合物,聚合物是指完全不具有上述那样的反应性基团等的物质。
作为具有上述通过电离射线固化的官能团的聚合性化合物,能够广泛使用具有烯键式不饱和键的含氟单体。更具体地说,可以例示氟代烯烃类(例如氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟丁二烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯等)。作为具有(甲基)丙烯酰氧基的聚合性化合物,还包括(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、α-三氟甲基丙烯酸甲酯、α-三氟甲基丙烯酸乙酯那样的分子中具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;分子中具有至少带3个氟原子的碳原子数为1~14的氟代烷基、氟代环烷基或氟代亚烷基与至少2个(甲基)丙烯酰氧基的含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物;等等。
作为上述热固化的极性基团,优选为例如羟基、羧基、氨基、环氧基等氢键形成基团。它们不仅与涂膜的密合性优异,与二氧化硅等无机超微粒的亲和性也优异。作为具有热固化性极性基团的聚合性化合物,例如,可以举出4-氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物;氟乙烯-烃类乙烯基醚共聚物;环氧、聚氨酯、纤维素、苯酚、聚酰亚胺等各树脂的氟改性物等。
作为兼具上述通过电离射线固化的官能团和热固化的极性基团的聚合性化合物,可以例示丙烯酸或甲基丙烯酸的部分和完全氟代烷基酯、链烯基酯、芳基酯类、完全或部分氟化乙烯基醚类、完全或部分氟化乙烯基酯类、完全或部分氟化乙烯基酮类等。
另外,作为氟类树脂,例如,可以举出下述物质。
包含至少一种具有上述电离射线固化性基团的聚合性化合物的含氟(甲基)丙烯酸酯化合物的单体或单体混合物的聚合物;上述含氟(甲基)丙烯酸酯化合物的至少一种与(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯那样的分子中不含氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的共聚物;氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、3,3,3-三氟丙烯、1,1,2-三氯-3,3,3-三氟丙烯、六氟丙烯那样的含氟单体的均聚物或共聚物等。还能够使用在这些共聚物中含有硅酮成分的含硅酮偏二氟乙烯共聚物。作为该情况下的硅酮成分,可以例示(聚)二甲基硅氧烷、(聚)二乙基硅氧烷、(聚)二苯基硅氧烷、(聚)甲基苯基硅氧烷、烷基改性(聚)二甲基硅氧烷、含偶氮基的(聚)二甲基硅氧烷、二甲基硅酮、苯基甲基硅酮、烷基/芳烷基改性硅酮、氟硅酮、聚醚改性硅酮、脂肪酸酯改性硅酮、含氢聚甲基硅氧烷、含硅烷醇基的硅酮、含烷氧基的硅酮、含苯酚基的硅酮、甲基丙烯酸改性硅酮、丙烯酸改性硅酮、氨基改性硅酮、羧酸改性硅酮、甲醇改性硅酮、环氧改性硅酮、巯基改性硅酮、氟改性硅酮、聚醚改性硅酮等。其中,优选具有二甲基硅氧烷结构的硅酮成分。
此外,由以下的化合物构成的非聚合物或聚合物也能够用作氟类树脂。即,能够使用使分子中具有至少1个异氰酸酯基的含氟化合物与分子中具有至少1个与异氰酸酯基反应的官能团(例如,氨基、羟基、羧基等)的化合物反应得到的化合物;使含氟聚醚多元醇、含氟烷基多元醇、含氟聚酯多元醇、含氟ε-己内酯改性多元醇等含氟多元醇与具有异氰酸酯基的化合物反应得到的化合物;等等。
另外,还能够与上述具有氟原子的聚合性化合物或聚合物一起混合上述树脂层中记载的各树脂成分而使用。此外,还能够适宜使用用于使反应性基团等固化的固化剂、用于提高涂布性或者赋予防污性的各种添加剂、溶剂。
在上述低折射率层的形成中,优选使添加上述低折射率剂和树脂等而成的低折射率层用组合物的粘度在可得到良好涂布性的0.5mPa·s~5mPa·s(25℃)、优选为0.7mPa·s~3mPa·s(25℃)的范围。能够实现可见光线优异的抗反射层,并且能够形成均匀且无涂布不均的薄膜,并且能够形成密合性特别优异的低折射率层。
树脂的固化单元可以与上述树脂层中说明的方法相同。在为了固化处理而利用加热单元的情况下,优选将热聚合引发剂添加到氟类树脂组合物中,所述热聚合引发剂通过加热而产生例如自由基,从而引发聚合性化合物的聚合。
低折射率层的层厚(nm)dA优选满足下式(1)。
dA=mλ/(4nA) (1)
(上述式中,
nA表示低折射率层的折射率,
m表示正奇数,优选表示1,
λ为波长,优选为480nm~580nm的范围的值。)
另外,本发明中,从低反射率化的方面考虑,低折射率层优选满足下述数学式(2)。
120<nAdA<145 (2)
除了上述的透光性基材、树脂层、防眩层以外,本发明的光学层积体还可以具有其他任意的层。作为上述任意的层,可以举出防污层、高折射率层、中折射率层等。这些层可以混合公知的高折射率剂、防污剂等与树脂和溶剂等,通过公知的方法形成。
本发明的光学层积体优选硬度在基于JIS K5600-5-4(1999)的铅笔硬度试验(负荷4.9N)中为2H以上。
另外,本发明的光学层积体优选树脂层的表面电阻率(刚制造后的初期值)小于1×1012Ω/□。若为1×1012Ω/□以上,则有可能无法表现出目标抗静电性能。上述表面电阻率更优选小于1×1011Ω/□、进一步优选小于1×1010Ω/□。
需要说明的是,上述表面电阻率能够通过表面电阻率测定器(三菱化学制造,制品编号:Hiresta UP MCP-HT260)测定,探针使用UR探针,施加电压设定为500V。
另外,本发明的光学层积体优选耐光性试验(褪色计、FAL-AU-B SUGA TESTINSTRUMENTS社制造)100小时后的最外表面的初期表面电阻率小于1×1012Ω/□。若为1×1012Ω/□以上,则本发明的光学层积体的耐紫外线性或耐氧化性等耐光性有时会不充分。上述耐光性试验后的表面电阻率更优选小于1×1011Ω/□、进一步优选小于1×1010Ω/□。
需要说明的是,上述褪色计设置于环境温度为23℃、湿度为65%的场所。关于样品尺寸,根据试样架来切割本发明的光学层积体,使样品的树脂层侧面为光源侧,利用压板和弹簧进行固定。在300nm~400nm的范围以366W/m2的照射强度实施试验,在400nm~700nm的范围以134W/m2的照射强度实施试验。
本发明的光学层积体优选总光线透过率为87.0%以上。若小于87.0%,则在安装到显示器表面时,不仅有可能损害色彩再现性和可见性,还有可能无法得到所期望的对比度。上述总光线透过率更优选为89.0%以上。
需要说明的是,上述总光线透过率可以利用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号:HM-150)通过基于JIS K-7361的方法测定。
本发明的光学层积体优选对比度比为80%以上、更优选为85%以上。若小于80%,则在将本发明的光学层积体安装到显示器表面时,有可能损害可见性。需要说明的是,本说明书中的上述对比度比是利用以下的方法测定的值。需要说明的是,通过使利用以下的方法测定的对比度比为80%以上,能够满足对于一般的图像显示装置的图像对比度的要求。
即,作为背光单元,使用对冷阴极管光源设置了漫射板的单元,利用两片偏振片(三星社制造AMN-3244TP),将以平行尼科耳状态设置该偏振片时透过的光的亮度Lmax除以以正交尼科耳状态设置时透过的光的亮度Lmin,所得到的值(Lmax/Lmin)作为对比度,以透光性基材位于偏振片侧的方式配置光学层积体(透光性基材+树脂层等),由树脂层侧分别测定上述Lmax和Lmin,求出光学层积体的对比度(L1)。接着,将透光性基材配置于上述偏振片上,分别测定上述Lmax和Lmin,求出透光性基材的对比度(L2)。然后,将如此求出的(L1)除以(L2),所得到的值(L1/L2)×100(%)作为对比度比。
需要说明的是,上述亮度的测定中使用色彩亮度计(TOPCON社制造BM-5A),色彩亮度计的测定角设定为1°,以样品上的视野进行测定。另外,背光源的光量如下设置:在不设置样品的状态下,以平行尼科耳状态设置两片偏振片时的亮度为3600cd/m2。
作为制造本发明光学层积体的方法,可以举出具有使用上述树脂层用组合物来形成树脂层的工序的方法。
上述树脂层用组合物含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂、流平剂和溶剂。
另外,制造这样的本发明的光学层积体的方法也是本发明之一。
形成上述透光性基材、上述树脂层用组合物和上述树脂层的方法如上所述。
具体地说,制造本发明光学层积体的方法可以举出具有以下工序的方法:在透光性基材上使用上述树脂层用组合物形成树脂层的工序;以及,根据需要在树脂层上形成低折射率层的工序。另外,为在上述基底凹凸层上具有树脂层的构成的情况下,可以举出具有以下工序的方法:形成基底凹凸层的工序;以及在上述基底凹凸层上形成上述树脂层的工序。形成上述树脂层、低折射率层和基底凹凸层的方法如上所述。
在偏振元件的表面设置本发明的光学层积体,将上述光学层积体的、透光性基材的与存在上述树脂层的面相反一侧的面侧设置在偏振元件的表面,从而能够形成偏振片。这样的偏振片也是本发明之一。
作为上述偏振元件,没有特别限定,例如,能够使用经碘等染色并进行了拉伸的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等。在上述偏振元件和上述光学层积体的层积处理中,优选对透光性基材进行皂化处理。通过皂化处理,粘接性变好,还能够得到抗静电效果。另外,还可以使用粘着剂使其粘接。作为上述粘着剂,例如,可以举出丙烯酸系粘着剂、氨基甲酸酯粘着剂、硅酮系粘着剂或者水系粘着剂等。
本发明的光学层积体和上述偏振片能够设置于图像显示装置的最外表面。这样的图像显示装置也是本发明之一。
上述图像显示装置可以为LCD等非自发光型图像显示装置,也可以为PDP、FED、ELD(有机EL、无机EL)、CRT等自发光型图像显示装置。
作为上述非自发光型的代表性例子的LCD具有透过性显示体和从背面照射上述透过性显示体的光源装置。本发明的图像显示装置为LCD时,在该透过性显示体的表面形成有上述光学层积体或上述偏振片。
在为具有本发明光学层积体的液晶显示装置时,光源装置的光源从光学层积体的透光性基材侧照射。需要说明的是,在STN型、VA型、IPS型的液晶显示装置中,可以在液晶显示元件与偏振片之间插入相位差板。该液晶显示装置的各层间可以根据需要设置粘接剂层。
作为上述自发光型图像显示装置的PDP具有表面玻璃基板(在表面形成电极)和背面玻璃基板(在表面形成电极和微小的槽,槽内形成红、绿、蓝的荧光体层),该背面玻璃基板是与该表面玻璃基板对置并在之间封入放电气体而配置的。本发明的图像显示装置为PDP时,在上述表面玻璃基板的表面或其前面板(玻璃基板或膜基板)上具备上述光学层积体。
上述自发发光型图像显示装置可以是在玻璃基板上蒸镀施加电压时发光的硫化锌、二胺类物质等发光体,并控制对基板施加的电压进行显示的ELD装置,或者也可以是将电信号转换为光、产生人眼可见的图像的CRT等图像显示装置。这种情况下,在上述各显示装置的最外表面或其前面板的表面上具有上述光学层积体。
本发明的光学层积体在任何情况下均能够用于电视机、计算机、移动电话等的显示器显示。特别是,能够适合用于CRT、液晶面板、PDP、ELD、FED、触控面板、电子纸等高精细图像用显示器的表面。
发明效果
本发明的光学层积体由于由上述构成形成,因此具有现有的物理特性和光学特性,同时抗静电性优异,并且在应用于图像显示装置时图像的对比度高,此外耐紫外线性和耐氧化性也优异。因此,本发明的光学层积体能够适合用于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)、场发射显示器(FED)、触控面板、电子纸等。
附图说明
图1是具备包含链状ATO作为导电助剂的树脂层的本发明光学层积体的截面SEM照片。
图2是θa的测定方法的说明图。
图3是示意性地示出本发明的光学层积体中的树脂层的截面图。
图4是示意性地示出本发明的光学层积体中的树脂层的截面图。
图5是示意性地示出本发明的光学层积体中的树脂层的截面图。
具体实施方式
以下,举出实施例和比较例来更详细地说明本发明,但本发明不仅限定于这些实施例和比较例。
需要说明的是,文中,只要不特别声明,则“份”或“%”为质量基准。
(实施例1)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的树脂层用组合物,形成涂膜。接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为50mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成厚度为4μm(固化时)的树脂层,制作实施例1的光学层积体。
(树脂层用组合物)
PEDOT/PSS(有机溶剂分散型聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸)(CLEVIOS P、H.C.Starck社制造) 0.5质量份
链状ATO(V-3560;链状ATO分散液(不挥发成分20.5%)、日挥触媒化成工业社制造) 1.2质量份
聚氨酯丙烯酸酯(BS577、6官能、重均分子量1000(含有固体成分中的60%PETA)、荒川化学工业社制造) 50.0质量份
丙烯酸酯(M-450、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、东亚合成社制造)45.0质量份
环氧丙烯酸酯(Hitaloid 7851、日立化成工业社制造) 5.0质量份
聚合引发剂(Irgacure 184、Ciba Japan社制造) 6.0质量份
聚醚改性硅油(TSF4460、Momentive Performance Materials Japan社制造)
1.0质量份
MIBK 150.0质量份
n-BuOH 100.0质量份
(实施例2)
使用代替链状ATO而混合了碳纳米管(VGCF-X、昭和电工社制造)0.01质量份所制备的树脂层用组合物,除此以外与实施例1同样地制作实施例2的光学层积体。
(实施例3)
使用代替链状ATO而混合了ATO(XJB-0014、Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)1.2质量份所制备的树脂层用组合物,除此以外与实施例1同样地制作实施例3的光学层积体。
(实施例4)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的树脂层用组合物,形成涂膜。接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为50mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成厚度为6μm(固化时)且表面具有凹凸形状的树脂层,制作实施例4的光学层积体。
(树脂层用组合物)
PEDOT/PSS(有机溶剂分散型聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸)(CLEVIOS P、H.C.Starck社制造) 0.5质量份
链状ATO(V-3560;链状ATO分散液(不挥发成分20.5%)、日挥触媒化成工业社制造) 1.2质量份
聚氨酯丙烯酸酯(BS577、6官能、重均分子量1000(含有固体成分中的60%PETA)、荒川化学工业社制造) 50.0质量份
丙烯酸酯(M-450、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、东亚合成社制造)45.0质量份
环氧丙烯酸酯(Hitaloid 7851、日立化成工业社制造) 5.0质量份
苯乙烯-丙烯酸共聚物微粒(平均粒径3.5μm、折射率1.54、积水化成品工业社制造)10.0质量份
聚合引发剂(Irgacure 184、Ciba Japan社制造) 6.0质量份
聚醚改性硅油(TSF4460、Momentive Performance Materials Japan社制造)
1.0质量份
MIBK 150.0质量份
n-BuOH 100.0质量份
(实施例5、6)
如下述表1所示变更PEDOT/PSS的混合量、导电助剂种类以及导电助剂的混合量,除此以外与实施例4同样地分别制作在树脂层的表面具有凹凸形状的实施例5、6的光学层积体。
需要说明的是,在表1的导电助剂种类中,“碳纳米管”为VGCF-X(昭和电工社制造),“ATO”为XJB-0014(Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)。
【表1】
单层(H):在透光性基材上形成树脂层
单层(A):在透光性基材上形成具有防眩性功能的树脂层
(比较例1)
不混合PEDOT/PSS,并如下述表2所示变更导电助剂的混合量,除此以外与实施例1同样地形成树脂层,制作比较例1的光学层积体。
(实施例7~18、比较例2~4、6、实验例1~8)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的基底凹凸层用组合物,形成涂膜。
(基底凹凸层用组合物)
丙烯酸-苯乙烯共聚物珠(粒径5μm、折射率1.55、综研化学社制造)15质量份
无定形二氧化硅NIPGEL(AZ-204、平均粒径1.5μm、Tosoh Silica社制造)5质量份
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA、PET-30、日本化药社制造) 100质量份
Irgacure 184(Ciba Japan社制造) 6质量份
Irgacure 907(Ciba Japan社制造) 1质量份
聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造) 0.025质量份
甲苯 150质量份
环己酮 80质量份
接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为30mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成仅由树脂构成的部分的厚度为3μm(固化时)的基底凹凸层。
进而作为所形成的基底凹凸层的上层,如下述表2所示变更树脂层用组合物的PEDOT/PSS的混合量、导电助剂种以及导电助剂的混合量,除此以外与实施例1同样地形成树脂层,制作各实施例、比较例和实验例的光学层积体。
需要说明的是,在表2的导电助剂种类中,“CNT”为碳纳米管(VGCF-X(昭和电工社制造)),“ATO”为XJB-0014(Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)。
(比较例5、实验例9、10)
除了不添加流平剂以外,与实施例1同样地制备比较例5的树脂层用组合物。
另外,除了不添加环氧丙烯酸酯以外,与实施例1同样地制备实验例9的树脂层用组合物,作为粘合剂树脂,仅使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA、PET-30、日本化药社制造),除此以外与实施例1同样地制备实验例10的树脂层用组合物。
除了使用所得到的各树脂层用组合物以外,与实施例12同样地制作比较例7、实验例9和实验例10的光学层积体。
【表2】
单层(H):在透光性基材上形成树脂层
2层:在透光性基材上形成基底凹凸层和树脂层
(实施例19)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的树脂层用组合物,形成涂膜。接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为50mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成厚度为6μm(固化时)且表面具有凹凸形状的树脂层,制作实施例19的光学层积体。
(树脂层用组合物)
PEDOT/PSS(有机溶剂分散型聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸)(CLEVIOS P、H.C.Starck社制造) 0.5质量份
链状ATO(V-3560;链状ATO分散液(不挥发成分20.5%)、日挥触媒化成工业社制造) 1.2质量份
聚氨酯丙烯酸酯(BS577、6官能、重均分子量1000(含有固体成分中的60%PETA)、荒川化学社制造) 50.0质量份
丙烯酸酯(M-450、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、东亚合成社制造)45.0质量份
环氧丙烯酸酯(Hitaloid 7851、日立化成工业社制造) 5.0质量份
苯乙烯-丙烯酸共聚物微粒(平均粒径3.5μm、折射率1.54、积水化成品工业社制造)10.0质量份
聚合引发剂(Irgacure 184、Ciba Japan社制造) 6.0质量份
聚醚改性硅油(TSF4460、Momentive Performance Materials Japan社制造)
1.0质量份
MIBK 150.0质量份
n-BuOH 100.0质量份
在所得到的树脂层的最外表面涂布下述组成的低折射率层用组合物,使干燥后(40℃×1分钟)的膜厚为0.1μm。然后,使用紫外线照射装置(Fusion UV Systems Japan社制造、光源H灯泡),以辐射剂量100mJ/cm2进行紫外线照射而使其固化,得到实施例19的光学层积体。进行膜厚调整,使反射率的极小值在波长550nm附近。
(低折射率层用组合物)
中空二氧化硅微粒(该二氧化硅微粒的固体成分:20质量%、溶液:甲基异丁基酮、平均粒径:50nm) 73质量份
含氟原子的聚合物(JSR社制造;Opstar JN35、折射率1.41、重均分子量3万)以固体成分换算为1质量份
含氟原子的单体(共荣社化学制;LINC3A、折射率1.42) 7质量份
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA、PET-30、日本化药社制造) 2质量份
聚合引发剂(Irgacure 127;Ciba Japan社制造) 0.35质量份
改性硅油(X22164E;信越化学工业社制造) 0.5质量份
改性硅油(FM7711;Chisso社制造) 0.5质量份
MIBK 320质量份
PGMEA 161质量份
(实施例20、21)
除了如下述表3所示变更树脂层用组合物的导电助剂种类以及导电助剂的混合量以外,与实施例19同样地形成树脂层,在与实施例19同样的条件下在该树脂层的最外表面形成低折射率层,制作实施例20、21的光学层积体。
需要说明的是,在表3的导电助剂种类中,“碳纳米管”为VGCF-X(昭和电工社制造),“ATO”为XJB-0014(Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)。
(实施例22)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的树脂层用组合物,形成涂膜。接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为50mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成厚度为4μm(固化时)的树脂层。
接下来,在与实施例19同样的条件下,在所得到的树脂层的最外表面形成低折射率层,制作实施例22的光学层积体。
(树脂层用组合物)
PEDOT/PSS(有机溶剂分散型聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸)(CLEVIOS P、H.C.Starck社制造) 0.5质量份
链状ATO(V-3560;链状ATO分散液(不挥发成分20.5%)、日挥触媒化成工业社制造) 1.2质量份
聚氨酯丙烯酸酯(BS577、6官能、重均分子量1000(含有固体成分中的60%PETA)、荒川化学社制造) 50.0质量份
丙烯酸酯(M-450、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、东亚合成社制造)45.0质量份
环氧丙烯酸酯(Hitaloid 7851、日立化成工业社制造) 5.0质量份
聚合引发剂(Irgacure 184、Ciba Japan社制造) 6.0质量份
聚醚改性硅油(TSF4460、Momentive Performance Materials Japan社制造)
1.0质量份
MIBK 150.0质量份
n-BuOH 100.0质量份
(实施例23、24)
除了如下述表3所示变更树脂层用组合物的导电助剂种类以及导电助剂的混合量以外,与实施例22同样地形成树脂层,在与实施例19同样的条件下在该树脂层的最外表面形成低折射率层,制作实施例23、24的光学层积体。
需要说明的是,在表3的导电助剂种类中,“碳纳米管”为VGCF-X(昭和电工社制造),“ATO”为XJB-0014(Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)。
(实施例25)
准备透光性基材(厚度为80μm的三乙酰纤维素树脂膜、富士胶片社制造、TD80UL),在该透光性基材的一个面涂布下述所示的组成的基底凹凸层用组合物,形成涂膜。
(基底凹凸层用组合物)
丙烯酸-苯乙烯共聚物珠(粒径5μm、折射率1.55、综研化学社制造) 15质量份
无定形二氧化硅NIPGEL(AZ-204、平均粒径1.5μm、Tosoh Silica社制造) 5质量份
季戊四醇三丙烯酸酯(PETA、PET-30、日本化药社制造) 100质量份
Irgacure 184(Ciba Japan社制造) 6质量份
Irgacure 907(Ciba Japan社制造) 1质量份
聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造) 0.025质量份
甲苯 150质量份
环己酮 80质量份
接下来,将所形成的涂膜在温度为50℃的热炉中干燥60秒,使涂膜中的溶剂蒸发,照射累积光量为30mJ/cm2的紫外线而使涂膜固化,由此形成仅由树脂构成的部分的厚度为3μm(固化时)的基底凹凸层。
接着,作为所形成的基底凹凸层的上层,如下述表3所示变更PEDOT/PSS的混合量、导电助剂种类以及导电助剂的混合量,除此以外与实施例1同样地形成树脂层。
此外,在与实施例19同样的条件下,在所形成的树脂层的最外表面形成低折射率层,制作实施例25的光学层积体。
(实施例26、27)
除了如下述表3所示变更树脂层用组合物的PEDOT/PSS的混合量、导电助剂种类以及导电助剂的混合量以外,与实施例25同样地形成基底凹凸层和树脂层。接下来,在与实施例19同样的条件下在所形成的树脂层的最外表面形成低折射率层,制作实施例26、27的光学层积体。
需要说明的是,在表3的导电助剂种类中,“碳纳米管”为VGCF-X(昭和电工社制造),“ATO”为XJB-0014(Pelnox社制造、不挥发成分30.0%)。
【表3】
单层(H):在透光性基材上形成树脂层
单层(A):在透光性基材上形成具有防眩性功能的树脂层
2层:在透光性基材上形成基底凹凸层和树脂层
对于所得到的实施例1~27、比较例1~6和实验例1~10的光学层积体,评价下述项目。评价结果示于表4和表5。
(表面电阻率)
关于所得到的光学层积体的形成有树脂层的表面的表面电阻率,使用表面电阻率测定器(三菱化学社制造、制品编号:Hiresta IP MCP-HT260),测定刚制造后的初期表面电阻率。另外,关于所得到的光学层积体,作为耐光性评价,测定使用了褪色计(FAL-AU-B、SUGATEST INSTRUMENTS社制造)的100小时后的表面电阻率。
(对比度比)
在对比度比的测定中,作为背光模块,使用对冷阴极管光源设置了漫射板的模块,利用两片偏振片(三星社制造AMN-3244TP),将以平行尼科耳状态设置该偏振片时透过的光的亮度Lmax除以以正交尼科耳状态设置时透过的光的亮度Lmin,由此求出光学层积体(透光性基材+树脂层)的对比度(L1)和透光性基材的对比度(L2),计算出(L1/L2)×100(%),从而计算出对比度比。
需要说明的是,亮度的测定中使用色彩亮度计(TOPCON社制造BM-5A)。色彩亮度计的测定角设定为1°,以样品上的视野进行测定。背光源的光量如下设置:在不设置样品的状态下,以平行尼科耳状态设置两片偏振片时的亮度为3600cd/m2。
(总光线透过率)
关于各光学层积体的总光线透过率,使用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号:HM-150),通过基于JIS K-7361(总光线透过率)的方法测定。
(生产稳定性)
使用各实施例、比较例、实验例中制备的各组合物,以超过1m2见方的大张的尺寸涂布,在面内的任意位置切割出1m2见方,进而将这些1m2见方的片材以正方形分成四份,对于所得到的各张样品的任意位置,利用与上述表面电阻率的评价相同的方法测定初期表面电阻率,根据各测定值、基于下述判断基准进行评价。
○:表面电阻率的数量级1位不同的部位在1处以下
△:表面电阻率的数量级1位不同的部位存在2处
×:存在表面电阻率的数量级2位以上不同的部位
(综合判断)
关于初期表面电阻率和耐光性试验后的表面电阻率、对比度比以及总光线透过率,基于以下描述进行综合判断用的个别评价,根据下述内容进行各实施例、比较例、实验例的光学层积体的综合判断。
(个别评价)
(1)初期表面电阻率和耐光性试验后的表面电阻率
○:小于1×1011Ω/□数量级
△:小于1×1012Ω/□数量级
×:1012Ω/□数量级以上
(2)对比度比
○:85%以上
△:80%以上且小于85%
×:小于80%
(3)总光线透过率
○:89%以上
△:87%以上且小于89%
×:小于87%
(综合判断)
○:个别评价和生产稳定性均为○
△:个别评价和生产稳定性之中,至少存在一个△
×:个别评价和生产稳定性之中,至少存在一个×
【表4】
“ND”是指无法测定的超范围(电阻率为1014Ω/□以上)。
【表5】
如表4、5所示,若在导电助剂固有的优选含有范围的附近,则不依赖于导电助剂的种类,初期表面电阻率、耐光性试验后的表面电阻率、对比度比、总光线透过率值均显示出同样的倾向。
另外,如表4、5所示,实施例的光学层积体均保持了优异的光学特性,并且耐光性、抗静电性优异,得到了所期望的高对比度。另外,关于1层物品和2层物品以及对它们设置了低折射率层的规格,它们之间在效果上没有发现较大的差异。
另外,关于具有防眩性功能的实施例4~21、25~27和实验例1~10的光学层积体,表面凹凸形状均满足50μm<Sm<600μm、0.1°<θa<1.5°、0.02μm<Ra<0.25μm以及0.30μm<Rz<2.00μm的各条件,均具有优异的光学性能。
此外,关于设置了低折射率层的实施例19~27的光学层积体,最低反射率均为0.8%~1.1%、为极小的值,具有更优异的光学性能。
另一方面,比较例1~4的光学层积体未含有聚噻吩类,因而初期表面电阻率的结果差,抗静电性不充分。另外,比较例6的光学层积体未含有导电助剂,因而初期和耐光性试验后的表面电阻率的结果差,抗静电性不充分,并且,生产稳定性也差。另外,不含有流平剂的比较例5的光学层积体除了聚噻吩类局部存在于树脂层的最表层附近以外,导电助剂也未配置于本发明中的优选位置,因此,虽然初期表面电阻率得到了优于通常的结果,但耐光性试验后的表面电阻率不充分,并且生产稳定性也差。需要说明的是,除此之外,关于除实验例10外的全部实施例和实验例,聚噻吩类和导电助剂均配置于本发明中的优选位置,初期和耐光性试验后的表面电阻率得到了充分的值。
聚噻吩类的含量少的实验例1的光学层积体的初期和耐光性试验后的表面电阻率的结果差,无法得到充分的抗静电性;相反地,聚噻吩类多的实验例2的光学层积体未得到所期望的高对比度。另外,导电助剂少的实验例3、5、7的光学层积体的初期和耐光性试验后的表面电阻率的结果差,抗静电性不充分;相反地,导电助剂的含量多的实验例4、6、8的光学层积体未得到所期望的高对比度、或者所期望的高总光线透过率。另外,未使用具有质子性官能团的添加剂(环氧丙烯酸酯)的实验例9的光学层积体中,聚噻吩类的分散性和稳定性略差,初期和耐光性试验后的表面电阻率为略差的结果。另外,在仅使用了极性高的疏水性树脂PETA来作为粘合剂树脂的实验例10的光学层积体的初期表面电阻不充分。
工业实用性
本发明的光学层积体能够适合用于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)、场发射显示器(FED)、触控面板、电子纸等。
Claims (9)
1.一种光学层积体,其特征在于,
其为具有透光性基材和树脂层的光学层积体,该树脂层存在于所述透光性基材的一个面,
所述树脂层含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂、流平剂、防眩剂和用于交联反应的具有质子性官能团的添加剂,其中,所述用于交联反应的具有质子性官能团的添加剂为环氧丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯、乙烯基磺酸,
所述导电助剂为碳纳米管,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述聚噻吩类的含量为0.1质量份~1.0质量份,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述碳纳米管的含量为0.001质量份~0.13质量份,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述具有质子性官能团的添加剂的含量为1质量份~15质量份,
所述树脂层具有防眩性功能,
具有所述防眩性功能的树脂层在表面具有凹凸形状,所述凹凸形状是通过包含防眩剂的树脂层用组合物形成的,
对于所述树脂层的表面的凹凸形状,将凹凸的平均间隔设为Sm、将凹凸部的平均倾斜角设为θa、将凹凸的算术平均粗糙度设为Ra、将凹凸的十点平均粗糙度设为Rz时,满足下式,
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm。
2.如权利要求1所述的光学层积体,其中,聚噻吩类为与阴离子性化合物的络合物。
3.如权利要求1或2所述的光学层积体,其中,树脂层的初期表面电阻率和耐光性试验后的表面电阻率小于1×1012Ω/□。
4.如权利要求1所述的光学层积体,其中,具有质子性官能团的添加剂为环氧丙烯酸酯。
5.如权利要求1或2所述的光学层积体,其中,树脂层在从与透光性基材相反一侧的界面起至100nm形成有未存在导电助剂的区域。
6.如权利要求1或2所述的光学层积体,其中,在透光性基材上还具有基底凹凸层,在所述基底凹凸层上具有树脂层。
7.一种光学层积体的制造方法,其特征在于,
其为具有透光性基材和树脂层的光学层积体的制造方法,该树脂层存在于所述透光性基材的一个面,
所述制造方法具有如下工序:使用含有粘合剂树脂、聚噻吩类、导电助剂、流平剂、防眩剂和用于交联反应的具有质子性官能团的添加剂的树脂层用组合物来形成树脂层,其中,所述用于交联反应的具有质子性官能团的添加剂为环氧丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯、乙烯基磺酸,
所述导电助剂为碳纳米管,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述聚噻吩类的含量为0.1质量份~1.0质量份,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述碳纳米管的含量为0.001质量份~0.13质量份,
相对于所述粘合剂树脂100质量份,所述具有质子性官能团的添加剂的含量为1质量份~15质量份,
所述树脂层具有防眩性功能,
具有所述防眩性功能的树脂层在表面具有凹凸形状,所述凹凸形状是通过包含防眩剂的树脂层用组合物形成的,
对于所述树脂层的表面的凹凸形状,将凹凸的平均间隔设为Sm、将凹凸部的平均倾斜角设为θa、将凹凸的算术平均粗糙度设为Ra、将凹凸的十点平均粗糙度设为Rz时,满足下式,
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm。
8.一种偏振片,其特征在于,
其为具有偏振元件的偏振片,
所述偏振片在所述偏振元件的表面具备权利要求1、2、3、4、5或6所述的光学层积体。
9.一种图像显示装置,其特征在于,其在最外表面具备权利要求1、2、3、4、5或6所述的光学层积体或者权利要求8所述的偏振片。
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