CN104903763A - 光学层叠体、其制造方法以及使用其的偏振片及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在丙烯酸类基材上具有树脂层的光学层叠体、以及有效地制造该光学层叠体的方法,所述光学层叠体可抑制干涉条纹的产生,并且提高丙烯酸类基材与树脂层之间的密合性。本发明提供光学层叠体、使用该光学层叠体的偏振片及图像显示装置、以及该光学层叠体的制造方法,所述光学层叠体是在含有有机微粒A的丙烯酸类基材的一个面上具有含有粘合剂树脂及有机微粒B的树脂层的光学层叠体,在光学层叠体的厚度方向的剖面,在与光学层叠体的厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中,以丙烯酸类基材-树脂层界面的谷部中从最深的谷底起按照深度顺序至第三深度为止的平均深度作为基准深度,接着,以在丙烯酸类基材-树脂层界面的峰部中从最高的峰顶起按照高度顺序至第三高度为止的平均高度作为基准高度,该基准高度与基准深度的高低差为150~500nm。
Description
技术领域
本发明涉及光学层叠体、其制造方法以及使用其的偏振片及液晶显示装置。
背景技术
在图像显示装置中,LCD、搭载有触控面板的LCD或EL、电子纸等由于具有节电、轻量、薄型等这样的特征,因此,近年来已替代传统的CRT显示器而得到迅速普及。
对于在这样的图像显示装置的表面、内部使用的光学层叠体而言,通常要求赋予其以不会在操作时发生损伤的硬度,因此,一般通过在透光性基材上设置硬涂层等来赋予硬度。例如,对于LCD而言,通常是通过在液晶单元的图像显示面侧配置偏振元件、并利用在透光性基材上设置有硬涂层的硬涂膜作为偏振片保护膜,从而对图像显示面赋予硬度。
以往,作为这样的硬涂膜的透光性基材,使用的是由以三醋酸纤维素为代表的纤维素酯制成的膜。这是基于纤维素酯具有下述优点:由于纤维素酯的透明性、光学各向同性优异,面内基本不具有相位差(延迟值低),因此极少会导致入射直线偏光的振动方向发生改变,对液晶显示装置的显示品质的影响少,并且其具有适度的透水性,因此在制造使用光学层叠体而成的偏振片时,可使残留于起偏镜的水分通过光学层叠体而进行干燥等。
然而,纤维素酯膜是在成本方面不利的材料,并且存在下述缺点:其耐湿性及耐热性不充分,如果将以纤维素酯膜为基材的硬涂膜作为偏振片保护膜而在高温多湿的环境中使用,则会导致偏振功能、色相等偏振片功能降低。
从这样的纤维素酯膜的问题点出发,已提出了使用透明性、耐湿性、耐热性、机械强度优异、并且与纤维素酯膜相比价格低廉、容易在市场上获取的以丙烯酸类树脂为主成分的透明塑料基材。
但是,就在以丙烯酸类树脂为主成分的基材的一面或两面形成有硬涂层的光学层叠体而言,存在会导致丙烯酸类基材与硬涂层之间的密合性变差的问题。另外,还存在会因在丙烯酸类基材与硬涂层之间发生折射率差而发生干涉条纹,由此导致外观不良这样的问题。
针对这样的问题点,例如在专利文献1中公开了下述内容:通过对基材膜进行电晕放电处理、氧化处理等物理性处理之外,还进行被称为锚固剂或底漆的涂料的涂布,然后形成硬涂层,由此可谋求基材膜与硬涂层之间的密合性的提高。另外,例如在专利文献2中,关于干涉条纹的防止,公开了在基材膜与硬涂层之间的界面形成凹凸的方法。
然而,在这些方法中,硬涂膜的制造所需要的工序增多,需要进行特别的处理,因此生产率变差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-81359号公报
专利文献2:日本特开平8-197670号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于在此种状况下提供在丙烯酸类基材上具有树脂层的光学层叠体以及有效地制造该光学层叠体的方法,其中,所述光学层叠体抑制干涉条纹的产生,并且提高丙烯酸类基材与树脂层之间的密合性。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现可以通过在含有有机微粒的丙烯酸类基材的一个面上形成树脂层、并使丙烯酸类基材中的有机微粒转移至树脂层中来解决上述课题。本发明是基于上述见解而完成的。
即,本发明提供以下的方案。
[1]一种光学层叠体,其是在含有有机微粒A的丙烯酸类基材的一个面上具有含有粘合剂树脂及有机微粒B的树脂层的光学层叠体,在光学层叠体的厚度方向的剖面,在与光学层叠体的厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中,以丙烯酸类基材-树脂层界面的谷部中从最深的谷底起按照深度顺序至第三深度为止的平均深度作为基准深度,接着,以丙烯酸类基材-树脂层界面的峰部中从最高的峰顶起按照高度顺序至第三高度的平均高度作为基准高度,该基准高度与基准深度的高低差为150~500nm。
[2]根据[1]所述的光学层叠体,其中,上述有机微粒B的平均粒径Db相对于上述有机微粒A的平均粒径Da之比为1.05~1.80倍。
[3]根据[1]或[2]所述的光学层叠体,其中,上述有机微粒A不形成凝聚物(日文原文:凝集体),其平均粒径为10~400nm。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的光学层叠体,其中,在光学层叠体的厚度方向的剖面中,相对于上述树脂层内的区域S中的有机微粒B的个数,从该区域S的与丙烯酸类基材侧相反一侧的表面起,10%的厚度的区域T中的有机微粒B的个数为3%以下。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的光学层叠体,其中,上述有机微粒B未露出于树脂层的最外表面。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的光学层叠体,其中,上述有机微粒B含有上述粘合剂树脂及有机微粒A。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的光学层叠体,其中,上述树脂层为硬涂层。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的光学层叠体,其中,上述树脂层还含有功能性粒子。
[9]一种偏振片,其是在偏振膜的至少一面层叠[1]~[8]中任一项所述的光学层叠体而成的。
[10]一种图像显示装置,其具备[1]~[8]中任一项所述的光学层叠体和/或[9]所述的偏振片。
[11]一种[1]~[8]中任一项所述的光学层叠体的制造方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至该固化性树脂组合物中,进行干燥,形成树脂层。
[12]根据[11]所述的光学层叠体的制造方法,其中,上述溶剂含有甲基异丁基酮。
[13]根据[12]所述的光学层叠体的制造方法,其中,上述溶剂还包含醇。
[14]一种光学层叠体的密合性改良方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至树脂层组合物中,进行干燥,形状树脂层。
[15]一种光学层叠体的干涉条纹防止方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至树脂层组合物中,进行干燥,形成树脂层。
发明效果
本发明的光学层叠体在丙烯酸类基材上具有树脂层,可以抑制干涉条纹的产生,并且丙烯酸类基材与树脂层之间的密合性优异。另外,本发明的光学层叠体的制造方法可以有效地制造上述光学层叠体。
附图说明
图1是表示本发明的光学层叠体的一个实施方式的剖面的扫描型透射电子显微镜照片(STEM)。
图2是放大表示本发明的光学层叠体的一实施方式的剖面中丙烯酸类基材-树脂层界面的扫描型透射电子显微镜照片(STEM)。
图3是表示本发明的光学层叠体的一个实施方式的剖面的示意图。
图4是表示本发明的光学层叠体的丙烯酸类基材-树脂层界面的脊线、以及基准高度与基准深度的高低差的示意图。
图5是表示说明区域S的范围的本发明的光学层叠体的剖面的示意图。
图6是表示说明区域T的范围的本发明的光学层叠体的剖面的示意图。
具体实施方式
本发明的光学层叠体是在含有有机微粒A的丙烯酸类基材的一个面上具有含有粘合剂树脂及有机微粒B的树脂层的光学层叠体,其特征在于,在光学层叠体的厚度方向的剖面,在光学层叠体的与厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中,以丙烯酸类基材-树脂层界面的谷部中从最深的谷底起按照深度顺序至第三深度为止的平均深度作为基准深度,接着,以丙烯酸类基材-树脂层界面的峰部中从最高的峰顶起按照高度顺序至第三高度为止的平均高度作为基准高度,该基准高度与基准深度的高低差为150~500nm。
使用附图对在本发明的光学层叠体中的丙烯酸类基材与树脂层的界面(以下,有时简写成丙烯酸类基材-树脂层界面。)形成的凹凸进行详细地说明。
图1是利用扫描型透射电子显微镜(Hitachi High-Technology制、S4800)以倍率6,000倍、加速电压30kV拍摄本发明的光学层叠体的剖面得到的照片,图2是除了将倍率设为50,000倍以外同样地拍摄得到的丙烯酸类基材与树脂层的界面的照片。
图3是示意性表示本发明的光学层叠体的丙烯酸类基材与树脂层之间的界面的剖视图。
如图3所示,就本发明的光学层叠体而言,在光学层叠体的厚度方向的剖面中,丙烯酸类基材-树脂层界面4具有凹凸。
(基准高度与基准深度的高低差)
另外,就本发明的光学层叠体而言,在上述光学层叠体的厚度方向的剖面中,在光学层叠体的与厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中,以丙烯酸类基材-树脂层界面的谷部中从最深的谷底起按照深度顺序至第三深度为止的平均深度作为基准深度,接着,以丙烯酸类基材-树脂层界面的峰部中从最高的峰顶起按照高度顺序至第三高度为止的平均高度作为基准高度,该基准高度与基准深度的高低差为150~500nm,该高低差更优选为175~450nm,进一步优选为200~400nm。若该高低差为500nm以下,则可以抑制雾的产生、对比度的降低。另外,若上述高低差为150nm以上,则在丙烯酸类基材-树脂层界面间产生充分的锚固效果,改善密合性,并且还难以产生干涉条纹。
上述基准深度与平均高度的高低差具体按照以下方式来测定。
(基准高度与基准深度的高低差的测定方法)
如图4所示,在上述光学层叠体的厚度方向的剖面,显示丙烯酸类基材-树脂层界面具有峰部及谷部的脊线,在以光学层叠体的厚度方向作为y轴(其中,树脂层侧为正方向)、以与该y轴垂直的方向为x轴的xy平面中,在该x轴方向上取30μm的基准长度L,从该基准长度L中脊线所具有的极小点4b中的、y坐标最小的点开始依次选择3点(4b-1),并将其平均y坐标设为基准深度5b,另一方面,从该基准长度L中脊线所具有的极大点4a中的、y坐标最大的点开始依次选择3点(4a-1),并将其平均y坐标设为基准高度5a,该基准深度5b与基准高度5a之差(绝对值)即为基准深度5b与基准高度5a的高低差。
另外,电子显微镜照片的拍摄优选使用透射型扫描电子显微镜以10,000~60,000倍左右的倍率进行拍摄。
另外,就本发明的光学层叠体而言,在丙烯酸类基材及树脂层的厚度方向的剖面中,显示丙烯酸类基材-树脂层界面具有峰部及谷部的脊线,在上述丙烯酸类基材及树脂层的与厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中上述脊线的长度优选为31~50μm,该脊线的长度更优选为33~42μm。若该脊线的长度为31μm以上,则丙烯酸类基材-树脂层界面具有充分的面积,密合性提高。另外,由于平坦的部分变少,因此从抑制干涉条纹的产生的观点出发也是优选的。另一方面,若该脊线的长度为50μm以下,则可以抑制光学层叠体中界面反射的增加,并且可以抑制对比度的降低。另外,从抑制雾的产生的观点出发也是优选的。
上述脊线的长度具体按照以下所示来测定。
(基准长度30μm中的脊线的长度的测定方法)
这里,上述基准长度30μm所对应的脊线长度可利用例如使用了图像解析软件(Image-Pro、Media Cybernetic公司制)的上述剖面的图像解析进行测定。具体而言,使用利用电子显微镜等进行剖面观察而得到的图像,并利用上述图像解析软件,在上述图像内的树脂层与基材膜端部间的直线上取上述基准长度,使用上述图像解析软件测定该基准长度中的上述界面的长度。更具体而言,使用图像解析软件Image-Pro Plus、Sharp Stack版本6.2进行测定、校正、空间的校正向导、构成动态的图像、单位(microns)和操作,并根据图像的尺度画定义线,进行校正。校正后,通过距离测定在界面的两末端的2点间取基准长度。然后,以手动测定制作迹线(traceline)(阈值=3、平滑化=0、速度=3、噪声=5、自动)并将标准定为末端,由此自动地测定曲线,读取实测值作为界面的长度。
<丙烯酸类基材>
上述丙烯酸类基材包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂。
(含丙烯酸类树脂的粘合剂)
在本发明的光学层叠体中,丙烯酸类基材包含丙烯酸类树脂粘合剂,因此与具备由三醋酸纤维素(TAC)制成的基材的材料相比,耐湿性、耐热性优异,并且可以适当防止褶皱的产生。另外,在本说明书中,“丙烯酸类树脂”是指丙烯酸类的树脂和/或甲基丙烯酸类的树脂。
就包含这些丙烯酸类树脂的基材膜而言,与由TAC制成的基材膜相比,其机械强度及平滑性优异,并且透湿度低,高温高湿环境下的耐湿性、耐热性等耐久性优异。
作为上述丙烯酸类树脂,优选以甲基丙烯酸烷基酯单元为主体的聚合物。具体而言,可以是甲基丙烯酸烷基酯的均聚物或使用两种以上甲基丙烯酸烷基酯的共聚物,也可以是50质量%以上的甲基丙烯酸烷基酯与50质量%以下的除甲基丙烯酸烷基酯以外的单体的共聚物。作为甲基丙烯酸烷基酯,通常使用该烷基的碳数为1~4的甲基丙烯酸烷基酯,其中,优选使用甲基丙烯酸甲酯。
另外,除甲基丙烯酸烷基酯以外的单体可以是分子内具有1个聚合性碳-碳双键的单官能单体,也可以是分子内具有2个以上的聚合性碳-碳双键的多官能单体,特别优选使用单官能单体。作为其例子,可列举:像丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯之类的丙烯酸烷基酯;像苯乙烯、烷基苯乙烯之类的苯乙烯系单体;像丙烯腈、甲基丙烯腈之类的不饱和腈等。在使用丙烯酸烷基酯作为共聚成分的情况下,该烷基通常为碳数1~8左右。关于丙烯酸系树脂的单体组成,以全部单体的量为基准,甲基丙烯酸烷基酯优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,另外优选为99质量%以下。
另外,上述含丙烯酸类树脂的粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)优选为110~140℃,更优选为120~130℃。若含丙烯酸类树脂的粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)为110℃以上,则在形成树脂层时可以抑制热皱的产生,并且不易被树脂层形成用组合物中所含的溶剂损伤,另一方面,若该玻璃化转变温度(Tg)为140℃以下,则容易在与树脂层的界面形成凹凸。
作为粘合剂树脂,可以包含除丙烯酸类树脂以外的树脂,在全部粘合剂树脂中,丙烯酸类树脂的比例优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。
(有机微粒A)
作为上述有机微粒A,优选使用包含显示橡胶弹性的层的橡胶弹性体粒子。该橡胶弹性体粒子可以是仅由显示橡胶弹性的层形成的粒子,也可以是具有显示橡胶弹性的层的同时还具有其他层的多层结构的粒子。通过使丙烯酸类基材包含有机微粒A,从而使丙烯酸类基材的弯曲性良好,并且还可以抑制因溶剂等产生裂纹。
另外,作为上述有机微粒A,优选使用由核及壳形成的核壳结构的有机微粒。
作为有机微粒A的材料,优选透明的材料,例如可列举烯烃系弹性聚合物、二烯系弹性聚合物、苯乙烯-二烯系弹性共聚物、丙烯酸系弹性聚合物等。其中,从光学层叠体的表面硬度、耐光性、透明性的观点以及由于折射率相对于温度的变化与粘合剂的丙烯酸类树脂接近而能够在较广的温度范围具有透明性的观点出发,优选使用丙烯酸系弹性聚合物。
作为丙烯酸系弹性聚合物,优选以(甲基)丙烯酸酯为主体的聚合物。该聚合物可以为(甲基)丙烯酸酯的均聚物,也可以是50质量%以上的(甲基)丙烯酸酯与50质量%以下的除此以外的单体的共聚物。作为(甲基)丙烯酸酯,通常使用烷基的碳数为4~8的(甲基)丙烯酸烷基酯。在使除丙烯酸酯以外的单体共聚的情况下,作为其例子,可列举:像苯乙烯、烷基苯乙烯之类的苯乙烯系单体;像丙烯腈、甲基丙烯腈之类的不饱和腈等单官能单体;以及像(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸甲基烯丙酯之类的不饱和羧酸的烯基酯;像马来酸二烯丙酯之类的二元酸二烯基酯;像亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯之类的二醇类的不饱和羧酸二酯等多官能单体。
另外,如后所述,从使有机微粒A在树脂层中溶胀而形成有机微粒B的观点以及使有机粒子B具有应变松弛作用的观点出发,优选抑制交联密度而具有适度的弹性。另外,有机微粒A优选为与任选自聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、苯并丙烯酸酯、丙烯酸及甲基丙烯酸中的单体共聚得到的丙烯酸类弹性共聚物。
作为有机微粒A,优选平均粒径为10~400nm的有机微粒,更优选平均粒径为50~300nm的有机微粒。通过使平均粒径为10nm以上,可以有效地抑制在丙烯酸类基材中产生的微裂纹的传播,通过使平均粒径为400nm以下,可以抑制雾度的上升。另外,有机微粒A优选在丙烯酸类基材中不形成凝聚物。
就有机微粒A及后述的有机微粒B的平均粒径的测定而言,在利用透射型电子显微镜(STEM)以10,000倍~30,000倍的倍率拍摄光学层叠体的剖面得到的画面中,任意抽取10个有机微粒,算出各个粒径后,将其数平均值设为平均粒径。各粒子的直径设定为在粒子的剖面中最长的直径与最短的直径的平均值。在相同光学层叠体的剖面中,以n3进行相同的测定,将3次的平均值设为最终的平均粒径。
以有机微粒A及粘合剂树脂的总量为基准,丙烯酸类基材中的有机微粒A的含量优选为25~45质量%的比例。通过以该比例配合有机微粒A,可以抑制在丙烯酸类基材中产生的微裂纹的传播,并且可以在确保膜加工适当的同时抑制雾度的上升。
作为上述丙烯酸类基材的厚度,优选为15~800μm。根据用途可以选择板状或能够卷取的厚度。在板状的情况下,就更优选的厚度而言,上限为200μm,下限为300μm。在能够卷取的厚度的情况下,更优选使上限为100μm、且下限为20μm。若上述丙烯酸类基材的厚度为15μm以上,则在本发明的光学层叠体中难以产生褶皱,另一方面,若上述丙烯酸类基材的厚度为100μm以下,则本发明的光学层叠体或最终制品整体的薄厚优异。
另外,上述丙烯酸类基材可以拉伸后使用,若拉伸倍率过高,则在有机微粒A与粘合剂树脂的界面区域带入龟裂或者使有机微粒A飞出,可能使光学层叠体的雾度上升。
若在丙烯酸类基材上形成后述的树脂层,则有机微粒A转移到树脂层中,同时丙烯酸类基材的粘合剂成分也转移到树脂层中。因此,丙烯酸类基材在形成树脂层后的厚度比最初的厚度有所减少。该减少的程度优选为0.5~4μm。若减少的程度在该范围,则丙烯酸类基材-树脂层界面成为优选的脊线,密合性、干涉条纹防止性及硬度也变得良好。另一方面,若减少超过4μm,则界面状态变差,并且即使树脂层的材料使用硬度高的材料,也会导致树脂层的硬度降低。另外,若减少小于0.5μm,则无法顺利地形成界面的脊线,导致密合性、干涉条纹防止性降低。
另外,在本发明中,可以在不脱离本发明的主旨的范围内对上述丙烯酸类基材进行皂化处理、辉光放电处理、电晕放电处理、紫外线(UV)处理及火焰处理等表面处理。
<树脂层>
上述树脂层包含上述的有机微粒B。就该有机微粒B而言,在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布后述的树脂层形成用组合物,使丙烯酸类基材中的有机微粒A浮出,转移到树脂层形成用组合物中,进行干燥、固化,由此使上述树脂层形成用组合物中所含的粘合剂中的至少一部分成分含浸于从丙烯酸类基材转移的有机微粒A中,成为有机微粒B。就利用此种制造方法得到的本发明的光学层叠体的丙烯酸类基材-树脂层界面而言,如上述那样丙烯酸类基材-树脂层界面的基准高度与基准深度具有规定的高低差。
就本发明的光学层叠体而言,在丙烯酸类基材-树脂层界面附近,丙烯酸类基材的含丙烯酸类树脂的粘合剂与树脂层的粘合剂树脂混合而一体化。其结果为:在从树脂层侧或丙烯酸类基材侧对光学层叠体的垂直方向施加力的情况下,体现出不易破裂的特异性效果。与此相对,当仅在丙烯酸类基材上设置硬涂层等的情况下,硬涂层破裂,并且导致破裂达到丙烯酸类基材。其原因被推定为:在界面丙烯酸类基材与树脂层的物理性能发生平稳地变化,由此使施加于垂直方向的应力应变在界面也被顺利地传播,或者在硬的树脂层中具有弹性的有机微粒进入到树脂层的界面附近,因此使界面上的应力应变被吸收。
为了使丙烯酸类基材中不产生内部雾度,上述有机微粒A的折射率优选基本与上述的含丙烯酸类树脂的粘合剂的折射率大致相同。具体而言,有机微粒A与含丙烯酸类树脂的粘合剂的折射率差优选为0.00~0.03。
另外,即使有机微粒A的折射率与树脂层的粘合剂树脂的折射率不同,在将树脂层形成用组合物涂布于丙烯酸类基材时,树脂层形成用组合物中的单体等粘合剂成分的至少一部分成分也会含浸于有机微粒A中,由此使树脂层中所含的有机微粒B(从丙烯酸类基材侧转移到树脂层中的有机微粒A)与树脂层的折射率差变小,从而抑制新的内部雾度的产生。在使用这样的2种折射率不同的材料的情况下,使一种成分含浸于另一种成分的方法可以在2种材料的界面部分使折射率发生逐渐地变化或者成为2种材料的中间的折射率,这对于抑制内部雾度是有效的。
因此,有机微粒B的平均粒径(Db)优选为吸收树脂层形成用组合物而变得比丙烯酸类基材中的有机微粒A的平均粒径(Da)更大的程度。具体而言,若树脂层中的有机微粒B的平均粒径(Db)相对于丙烯酸类基材中的有机微粒A的平均粒径(Da)之比[Db/Da]为1.05倍以上的程度,则体现出由有机微粒B与树脂层的折射率差所致的内部雾度降低,故优选,另外,若该比为1.80倍以下,则抑制树脂层中的有机微粒B成为太大粒径,可以抑制由树脂层表面的凹凸体现所致的新的表面雾度的产生,故优选。同样,Db/Da更优选为1.05~1.80倍,进一步优选为1.10~1.60倍。
另外,对树脂层中的有机微粒B测定平均粒径的方法与上述的丙烯酸类基材中的有机微粒A的测定方法相同。
另外,树脂层中的有机微粒B可以露出于树脂层最外表面,也可以不露出于树脂层最外表面,从可以有效地抑制光学层叠体表面成为凹凸、并且得到分辨率、对比度等优异的光学层叠体的方面出发,优选不露出于树脂层最外表面。另外,通过使树脂层的至少一部分的成分含浸有机微粒B,不仅防止内部雾度的产生,而且还有助于提高有机微粒B与树脂层的粘接性。
另外,就有机微粒A而言,由于交联密度低,具有适度的弹力性,因此在固化收缩而形成树脂层时,具有松弛收缩应力的作用,从而抑制表面凹凸的形成,同时减少树脂层的应力应变,由此确保粘接性。
在本发明中,优选如上述那样有机微粒B不露出于树脂层最外表面。另外,树脂层的表面附近的有机微粒B的存在率更优选比树脂层的内部的有机微粒B的存在率低。具体而言,在光学层叠体的厚度方向的剖面中,相对于树脂层内的区域S中的有机微粒B的个数,从该区域S的与丙烯酸类基材侧相反一侧的表面起,10%的厚度的区域T中的有机微粒B的个数优选为3%以下。通过使有机微粒B的存在率为这样的范围,可以防止树脂层的硬度的降低。
在计算有机微粒的个数时,预先拍摄整个树脂层和丙烯酸类基材的至少上部,并且使用能够确认有机微粒的存在的倍率3000~10000倍的STEM剖面照片,利用目视观察来进行。另外,在本发明中,使用至少3个部位的STEM剖面照片,求出各个STEM剖面照片中区域T中的有机微粒B相对于树脂层内的区域S中的有机微粒B的比率,计算出该平均值,将该平均值设为区域T中的有机微粒B的比率,在本发明中,将该比率设为有机微粒B的存在率。
以下,参照图5及图6对确认区域S及区域T的方法进行具体说明。
首先,按照使观察的光学层叠体的层尽可能水平的方式拍摄STEM剖面照片。接着,对剖面照片引出呈垂直且相互间隔为10μm的垂线L及垂线R。然后,分别设置垂线L与树脂层表面的交点L1、垂线L与丙烯酸类基材-树脂层界面的交点L2、垂线R与树脂层表面的交点R1、垂线R与丙烯酸类基材-树脂层界面的交点R2,将以这4点为顶点的四边形区域定义成区域S。
在上述区域S中,分别求出交点L1与交点L2的距离、和交点R1与交点R2的距离,将其平均值设为平均高度h1。然后,将在连接交点L1与交点L2的线段上距交点L1的距离为平均高度h1的10%的点设为点LM,并且将在连接交点R1与交点R2的线段上距交点R1的距离为平均高度h1的10%的点设为点RM,将以交点L1、交点R1、点LM及点RM为顶点的四边形区域定义成区域T。
上述树脂层优选为具有硬涂性能的硬涂层,该硬涂层的硬度在基于JIS K5600-5-4(1999)的铅笔硬度试验(负载4.9N)中优选为H以上、更优选为2H以上。另外,上述树脂层可以为含有功能性粒子的树脂层。
作为形成树脂层的树脂层形成用组合物的具体例,可列举电子射线固化性树脂组合物、紫外线固化性树脂组合物(以下有时记载为“电离辐射线固化性树脂组合物”。)或热固化性树脂组合物。
上述电子射线固化性树脂组合物含有光聚合性单体和/或光聚合性预聚物和/或光聚合性聚合物(以下有时简写成“光聚合性单体/预聚物”。),上述紫外线固化性树脂组合物含有光聚合性单体和/或光聚合性预聚物与光聚合引发剂。
作为上述光聚合性单体,例如可列举具有丙烯酸酯系的官能基的化合物等具有1个或2个以上的不饱和键的光聚合性单体。作为具有1个不饱和键的光聚合性单体,例如可列举(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个以上的不饱和键的光聚合性单体,例如可列举:聚羟甲基丙烷三(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、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(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)丙烯酸酯等及将这些物质以环氧乙烷(EO)等改性后的多官能化合物、或者上述多官能化合物与(甲基)丙烯酸酯等反应产物(例如多元醇的多(甲基)丙烯酸酯)等。另外,本说明书中的“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
作为本发明中的优选光聚合性单体,可列举具有3个以上的不饱和键的化合物,若使用这些化合物,则可以提高所形成的树脂层的交联密度,并且可以使涂膜硬度良好。具体而言,优选将季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚酯多官能丙烯酸酯低聚物(3~15官能)、氨基甲酸酯多官能丙烯酸酯低聚物(3~15官能)等适当组合使用。
上述电离辐射线固化性树脂组合物除上述光聚合性单体外还可以含有具有不饱和双键的较低分子量的聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛(spiro acetal)树脂、聚丁二烯树脂、聚硫醇聚烯树脂等树脂。另外,此时的树脂包含所有的除单体以外的二聚物、低聚物、聚合物。
上述电离辐射线固化性树脂组合物可以还含有溶剂干燥型树脂。通过并用溶剂干燥型树脂,可以有效地防止涂布面的覆膜缺陷。另外,上述溶剂干燥型树脂是指:热塑性树脂等仅通过干燥为了在涂敷时调整固体成分而添加的溶剂而形成覆膜的树脂。
作为上述溶剂干燥型树脂,并无特别限定,通常可以使用热塑性树脂。
作为上述热塑性树脂,并无特别限定,例如可列举苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、醋酸乙烯酯系树脂、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、硅酮系树脂及橡胶或弹性体等。上述热塑性树脂优选呈非晶性且可溶于有机溶剂(尤其是能够溶解多种聚合物或固化性化合物的通用溶剂)。尤其,从制膜性、透明性、耐候性的观点出发,优选苯乙烯系树脂、(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。
另外,上述电离辐射线固化性树脂组合物可以还含有后述的热固化性树脂。
作为上述光聚合引发剂,并无特别限定,可以使用公知的光聚合引发剂,例如,作为上述光聚合引发剂的具体例,可列举苯乙酮类、二苯甲酮类、米蚩苯甲酰苯甲酸酯、α-戊肟酯、噻吨酮类、苯丙酮类、苯偶酰类、苯偶姻类、酰基氧化膦类。另外,优选混合使用光敏剂,作为其具体例,例如可列举正丁基胺、三乙胺、多正丁基膦等。
作为上述光聚合引发剂,在上述光聚合性单体/预聚物为具有自由基聚合性不饱和基团的树脂系的情况下,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、苯偶姻甲基醚等,而出于与电离辐射固化型树脂的相容性、以及黄变也少这样的理由,特别优选1-羟基环己基苯基酮。另外,在上述光聚合性单体/预聚物为具有阳离子聚合性官能基的情况下,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鎓盐、芳香族锍盐、芳香族碘鎓盐、茂金属化合物、苯偶姻磺酸酯等。
上述紫外线固化性树脂组合物中的上述光聚合引发剂的含量相对于上述光聚合性单体/预聚物100质量份优选为1~10质量份。这是由于:若光聚合引发剂的含量为1质量份以上,则可以使本发明的光学层叠体中的树脂层的硬度成为上述范围,若光聚合引发剂的含量为10质量份以下,则可以抑制由未反应引发剂的残留所致的树脂劣化,并且可能无法得到树脂层表面的均匀性。
上述光聚合引发剂的含量的更优选下限相对于光聚合性单体/预聚物100质量份为2质量份,更优选的上限为8质量份。
作为上述树脂层形成用组合物使用的热固化性树脂组合物含有热固化性树脂。
作为上述热固化性树脂,并无特别限定,例如可列举酚醛树脂、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。
上述树脂层形成用组合物可以含有溶剂。
该溶剂优选选择使丙烯酸类基材适度溶胀、且使有机微粒A容易转移到树脂组合物中的溶剂。但是,丙烯酸类基材与以往经常使用的TAC基材不同,其大致在所有种类的溶剂中发生溶胀。因此,溶剂带来的影响显著,若溶胀度过强则也会出现破裂的情况,因此可通过选择以下的溶剂而使丙烯酸类基材发生适度的溶胀,从而使构成基材的树脂成分与构成树脂层的树脂成分发生的移动达到适度的平衡,并能够在界面得到理想的脊线。溶剂可以根据所使用的树脂成分的种类及溶解性而选择使用。
作为这样的溶剂,优选醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇)。此外,在其他的各溶剂种类中,碳数更多的溶剂存在良好的倾向,其中,蒸发速度快的溶剂存在良好的倾向。例如,若溶剂为酮类,则可以例示甲基异丁基酮,若溶剂为芳香族烃类,则可例示甲苯,若溶剂为二醇类,则可例示丙二醇单甲基醚等,也可以为这些溶剂的混合溶剂。
尤其在本发明中,与树脂的相容性、涂敷性优异,并且在丙烯酸类基材-树脂层界面可以形成本申请的特异的凹凸形状,能够将有机微粒转移至树脂层,以及在加工时不会出现基材断裂的不良情况,基于这样的理由,尤其优选包含选自甲基异丁基酮、异丙醇及1-丁醇、丙二醇单甲基醚中的一种以上。若为这些溶剂,则能够适度地溶胀而不会导致丙烯酸类基材发生破裂,并且通过在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成组合物,可以容易地将有机微粒A转移到树脂层中。
相反,酯类(醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯等)、酮类(丙酮、甲基乙基酮、环己酮、二丙酮醇)、溶纤剂类、醚类(二噁烷、四氢呋喃、丙二醇单甲基醚乙酸酯等)、脂肪族烃类(己烷等)、芳香族烃类(二甲苯酯)、卤代烃类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)存在使丙烯酸类基材过度溶胀的情况,在张力下可能会使基材破裂,因此在对基材施加张力的情况下优选不使用这些溶剂。但是,根据树脂层组合物中所使用的化合物的不同,还存在若不包含这些溶剂则无法得到组合物整体的相容性等产生使用上的必要性的情况。在该情况下,通过将本来最好控制使用的溶剂限制在低于溶剂总量的25质量%,可以防止基材破裂。例如,在有使用甲基乙基酮的必要性的情况下,可以包含75质量%以上的选自作为优选溶剂的甲基异丁基酮、异丙醇及1-丁醇、丙二醇单甲基醚中的1种以上的溶剂。
作为上述树脂层形成用组合物中的溶剂的含有比例,并无特别限定,例如上述的优选溶剂相对于树脂层形成用组合物的固体成分100质量份优选为75~300质量份,更优选为100~220质量份。若溶剂的含有比例为上述范围以内,则容易得到满足上述的基准长度为30μm所对应的脊线的长度、基准高度与基准深度的高低差的产品。若溶剂的含有比例相对于树脂层形成用组合物的固体成分100质量份为75质量份以上,则上述的基准长度30μm所对应的脊线的长度、基准高度与基准深度的高低差变大,若溶剂的含有比例为300质量份以下,则上述的基准长度为30μm所对应的脊线的长度、基准高度与基准深度的高低差变小。
另外,为了使有机微粒A容易转移至树脂组合物中,优选使树脂层组合物包含单体和/或低聚物,更优选包含单体。这是由于:单体和/或低聚物容易与溶剂一起渗透至丙烯酸类基材中。另一方面,聚合物难以渗透至丙烯酸类基材中。
根据提高树脂层的硬度、控制固化收缩、防止粘连、赋予对热·湿度·光的稳定性、控制折射率、赋予防眩性、改变树脂层表面的性质等目的,在上述树脂层形成用组合物中可以添加以往公知的有机微粒、无机微粒、分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增粘剂、着色防止剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、防污剂、抗菌剂、防雾剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、赋粘剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂等功能性成分。
另外,上述树脂层形成用组合物可以混合使用光敏剂,作为其具体例,例如可列举正丁基胺、三乙胺、多正丁基膦等。
作为上述树脂层形成用组合物的制备方法,只要可以将各成分均匀地混合,则并无特别限定,例如可以使用涂料振荡器、珠磨机、捏合机、混合机等公知的装置进行。
另外,作为将上述树脂层形成用组合物涂布在上述丙烯酸类基材上的方法,并无特别限定,例如可列举旋涂法、浸渍法、喷雾法、模涂法、棒涂法、凹版涂布法、辊涂法、弯月面涂布法(meniscus coater)、柔版印刷法、丝网印刷法、液滴涂布(bead coater)法等公知的方法。
对于在上述丙烯酸类基材上涂布上述树脂层形成用组合物而形成的涂膜,优选根据需要进行加热和/或干燥、并利用活性能量射线照射等使其固化。
干燥工序中的干燥时间优选为20秒~2分钟、更优选为30秒~1分钟。另外,干燥工序中的干燥温度优选为40~90℃、更优选为50~80℃。
若干燥温度超过100℃,则即使选择对丙烯酸类的溶胀性理想的溶剂,也会出现溶剂的渗透力等上升、基材发生破裂的情况,因此无论在使用何种溶剂的情况下,干燥温度均优选基本上在90℃以下。例如,作为优选的溶剂,包括甲基异丁酮,但即使是该溶剂,如果干燥温度为100℃,则在施加张力的情况下也可能导致丙烯酸类基材发生断裂。
为了能够干燥溶剂、并且将有机微粒A容易转移至树脂层中,最低温度优选为50℃以上。例如在使用甲基异丁基酮且干燥温度为30℃的情况下,会导致在干燥不充分的状态下利用紫外线等进行固化,而在该情况下,固化无法顺利进行,也会产生未固化部分。此时,可能导致密合性降低。
为了在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物、并且使有机微粒A转移至树脂层中,优选将溶剂的种类、树脂层形成用组合物中的溶剂的量及干燥温度等设定成上述的适宜条件。
作为上述活性能量射线照射,可列举利用紫外线或电子射线进行的照射。
作为上述紫外线照射中的紫外线源的具体例,例如可列举超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、黑光荧光灯、金属卤化物灯等光源。另外,作为紫外线的波长,可使用190~380nm的波长范围。
作为上述电子射线照射中的电子射线源的具体例,可列举克罗夫特瓦尔顿(Cockcroft Wald)型、范德格里夫特型、共振变压器型、绝缘芯变压器型、或直线型、地拉米(Dynamitron)型、高频型等的各种电子射线加速器。
另外,当在有机微粒A中含浸光聚合性单体等的情况下,活性能量射线照射工序中该光聚合性单体等也发生固化,其结果使有机微粒B中含浸的树脂层的粘合剂成分被固定于有机微粒B中,且平均粒径变得比有机微粒A大。
另外,上述树脂层的优选膜厚(固化时)为0.5~100μm,更优选为0.8~20μm,由于弯曲防止性、裂纹防止性特别优异,因此进一步优选为2~10μm的范围,更进一步优选为2~5μm的范围。上述树脂层的膜厚是利用电子显微镜(SEM、TEM、STEM)观察剖面、并测定任意10点而得到的平均值(μm)。
在树脂层中可以包含从丙烯酸类基材中转移的除有机微粒B以外的粒子(其他粒子)。
通过使上述树脂层组合物中含有功能性成分,从而可以对树脂层进一步赋予功能。
作为功能性成分,可列举抗静电剂、折射率调节剂、防污剂、增滑剂(slip agent)、防眩剂、硬涂性赋予剂等通常的光学片材所使用的功能性成分。
作为抗静电剂,优选有机系的抗静电剂,更具体而言,可列举:锂离子盐、季铵盐、离子性液体等离子性的抗静电剂;聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等电子传导性的抗静电剂。
作为防污剂,可列举氟、硅酮等防污剂。
在使用上述功能性成分的情况下,其含量相对于树脂层形成用组合物中的全部固体成分的总质量优选为0.1~10质量%。
另外,就本发明的光学层叠体而言,在使用包含抗静电剂的树脂层形成用组合物形成树脂层的情况下(即,在树脂层含有抗静电剂的情况下),在从丙烯酸类基材转移的成分的影响下抗静电剂不均地存在于树脂层的上面,因此抗静电性能进一步提高。另外,在使用包含二氧化硅、氧化铝等超微粒作为硬涂性赋予剂的树脂层形成用组合物形成树脂层的情况下(即,在树脂层含有硬涂性赋予剂的情况下),关于硬涂性,与不会不均化的情况相比,在以JIS K5600-5-4规定的铅笔硬度中,能够使2H良好地达到3H、使3H良好地达到4H的程度。另外,由于不均匀化,所以为了赋予硬涂性而添加上述无机超微粒的添加量也与使整个层含有相比,以极少量添加即可。
另外,本发明的光学层叠体可以在上述树脂层上直接具有选自防反射层、硬涂层、防污层、防眩层、抗静电层及高折射率层中的1层以上。
<防反射层>
作为防反射层,优选使用包含下述中任意物质的防反射层形成用组合物来形成,即1)含有二氧化硅或氟化镁等低折射率无机微粒的树脂、2)作为低折射率树脂的氟系树脂、3)含有二氧化硅或氟化镁等低折射率无机微粒的氟系树脂、4)二氧化硅或氟化镁等低折射率无机薄膜等。对于除氟系树脂以外的树脂,可以使用与上述的粘合剂树脂同样的树脂。
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可以利用日本特开2005-099778号公报的实施例中记载的制造方法来制作。
这些防反射层的折射率优选为1.47以下、特别优选为1.42以下。另外,防反射层的厚度不受限定,通常只要从10nm~1μm左右的范围内适当设定即可。
作为上述氟系树脂,可以使用至少在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,没有特殊限定,优选例如利用电离辐射线固化的官能团、发生热固化的极性基团等具有固化反应性的基团的化合物。另外,也可以是同时兼具这些反应性基团的化合物。相对于该聚合性化合物,聚合物是完全不具有如上所述的反应性基团等的物质。
作为上述具有利用电离辐射线固化的官能团的聚合性化合物,可广泛使用具有烯属不饱和键的含氟单体。更具体地,可列举氟代烯烃类(例如氟乙烯、偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟丁二烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯等)。还包括作为具有(甲基)丙烯酰氧基的单体的(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这样的分子中具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;分子中具有至少包含3个氟原子的碳原子数1~14的氟代烷基、氟代环烷基或氟代亚烷基和至少具有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。
作为上述热固化的极性基团而优选的基团例如为羟基、羧基、氨基、环氧基等氢键形成基团。这些基团不仅与涂膜的密合性优异,而且与二氧化硅等无机超细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,例如可列举:4-氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物;氟乙烯-烃系乙烯基醚共聚物;环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等各树脂的氟改性物等。
作为上述兼具利用电离辐射线固化的官能团和发生热固化的极性基团的聚合性化合物,可列举:丙烯酸或甲基丙烯酸的部分及完全氟代的烷基酯、链烯基酯、芳基酯类、完全或部分氟代乙烯基醚类、完全或部分氟代乙烯基酯类、完全或部分氟代乙烯基酮类等。
另外,作为氟类树脂,可列举例如下述树脂。
包含至少1种具有上述电离辐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;由上述含氟(甲基)丙烯酸酯化合物中的至少1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-乙基己酯这样的分子中不含氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物形成的共聚物;氟乙烯、偏氟乙烯、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、六氟丙烯这样的含氟单体的均聚物或共聚物等。也可以使用使这些共聚物中含有硅酮成分而成的含硅酮偏氟乙烯共聚物。作为这种情况下的硅酮成分,可列举:(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、烷基改性硅酮、芳烷基改性硅酮、氟代硅酮、聚醚改性硅酮、脂肪酸酯改性硅酮、甲基氢硅酮、含硅烷醇基硅酮、含烷氧基硅酮、含酚基硅酮、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,也可以将由如下所述的化合物形成的非聚合物或聚合物用作氟类树脂。即,可以使用: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至少具有1个如氨基、羟基、羧基这样的和异氰酸酯基反应的官能团的化合物进行反应而得到的化合物;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-己内酯改性多元醇这样的含氟多元醇与具有异氰酸酯基的化合物进行反应而得到的化合物等。
另外,防反射层形成用组合物可以在含有上述具有氟原子的聚合性化合物或聚合物的同时含有如上述记载那样的各粘合剂树脂。进而,可以适当使用用于使反应性基团等固化的固化剂、用于提高涂敷性或赋予防污性的各种添加剂、溶剂。
在上述防反射层的形成中,优选将上述防反射层形成用组合物的粘度处于可得到理想的涂布性的0.5~5mPa·s(25℃)、优选0.7~3mPa·s(25℃)的范围。由此,可实现可见光的优异防反射层,并且能够形成均匀而没有涂布不均的薄膜,且可形成密合性特别优异的防反射层。
防反射层的树脂的固化方法可以与上述的树脂层的固化方法相同。在为了固化处理而采用加热方法的情况下,优选在防反射层形成用组合物中添加通过加热例如可产生自由基从而引发聚合性化合物聚合的热聚合引发剂。
本发明的光学层叠体的总光线透过率优选为80%以上。若低于80%,则安装于图像显示装置的情况下,不仅可能导致色彩再现性、视觉辨认性受损,还可能无法获得所需的对比度。上述总光线透过率更优选为90%以上。
上述总光线透过率可使用雾度仪(村上色彩技术研究所制、制品编号:HM-150)、利用基于JIS K-7361的方法进行测定。
另外,本发明的光学层叠体的雾度优选为1%以下。若为1%以下,则可获得所需的光学特性,可以防止在将本发明的光学层叠体设置于图像显示表面时光学特性的降低。更优选的雾度为0.5%以下。但是,在赋予防眩性作为树脂层的功能的情况下,雾度并不限定于此,可以利用优选的防眩性将光学层叠体整体的雾度设计成1%~50%。在以重视对比度的动画、高精细画像为目的的情况下,优选将上限设定为5%以下。
上述雾度可使用雾度仪(村上色彩技术研究所制、制品编号:HM-150)、利用基于JIS K-7136的方法进行测定。
本发明的偏振片是在偏振膜的至少一面层叠本发明的光学层叠体而成的。
作为上述偏振膜,没有特殊限定,可使用例如利用碘等进行了染色、并经过了拉伸的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩乙醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类皂化膜等。优选在上述偏振膜与上述光学层叠体的层压处理中对丙烯酸类基材进行皂化处理。通过皂化处理,可使粘接性变得良好,还能够得到抗静电效果。
本发明还提供具备上述光学层叠体和/或上述偏振片而成的图像显示装置。
作为上述图像显示装置,可列举:电视、电脑、LCD、PDP、FED、ELD(有机EL、无机EL)、CRT、平板电脑、电子纸、手机等,此外,还可适用于在图像显示装置等中使用的触控面板。
作为上述中的代表例的LCD具备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。在本发明的图像显示装置为LCD的情况下,其是在该透过性显示体的表面形成本发明的光学层叠体和/或本发明的偏振片而成的。但是,对于搭载有触控面板的图像显示装置的情况而言,不限于表面,也可以作为构成触控面板的透明基板使用。
作为上述中的代表例的LCD具备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。在本发明的图像显示装置为LCD的情况下,其是在该透过性显示体的表面形成本发明的光学层叠体和/或本发明的偏振片而成的。另外,对于搭载有触控面板的图像显示装置的情况或LCD而言,根据情况,也不限于表面,还可以作为构成装置内部的透明基板等使用。
在本发明的液晶显示装置中,光源装置的光源从光学层叠体、偏振片的下侧进行照射。另外,也可以在液晶显示元件与偏振片之间插入相位差板。还可以在该液晶显示装置的各层间根据需要而设置粘结剂层。
这里,在本发明为具有上述光学层叠体的液晶显示装置的情况下,在该液晶显示装置中,作为背光源,没有特殊限定,但优选为白色发光二极管(白色LED),优选本发明的图像显示装置为具备白色发光二极管作为背光源的VA模式或IPS模式的液晶显示装置。
上述白色LED是指:荧光体方式、即通过将使用了化合物半导体的发射蓝色光或紫外光的发光二极管与荧光体组合而发出白色光的元件。其中,包含由使用了化合物半导体的蓝色发光二极管与钇/铝/石榴石型黄色荧光体组合而成的发光元件的白色发光二极管具有连续且宽范围的发射光谱,所以对于防反射性能及亮处对比度的改善是有效的,同时发光效率也优异,因此作为本发明的上述背光源是适宜的。另外,可以使耗电量小的白色LED能够广泛利用,因此还可以起到节能化的效果。
另外,上述VA(Vertical Alignment)模式是指:在未施加电压时液晶分子以与液晶单元的基板垂直的方式取向而表现暗显示、在施加电压时因液晶分子倾倒而表现亮显示的工作模式。
另外,上述IPS(In-Plane Switching)模式是指:通过对设置于液晶单元的一侧基板的梳形电极对施加的横向电场,使液晶在基板面内旋转而进行显示的方式。
作为上述图像显示装置的PDP具备表面形成有电极的表面玻璃基板、和与该表面玻璃基板相对且以其间封入了放电气体的方式配置的背面玻璃基板,该背面玻璃基板的表面形成有电极及微小的沟槽,且沟槽内形成有红、绿、蓝的荧光体层。在本发明的图像显示装置为PDP的情况下,其也是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)具备上述的光学层叠体的装置。
上述图像显示装置也可以是在玻璃基板上蒸镀有施加电压时会发光的硫化锌、二胺类物质:发光体、并对施加于基板的电压加以控制来进行显示的ELD装置;或将电信号转变为光、从而产生出人眼可识别的图像的CRT等图像显示装置。这种情况下,在如上所述的各显示装置的最外表面或其前面板的表面具备上述的光学层叠体。
本发明的光学层叠体可以通过在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物、并使有机微粒A转移到树脂层组合物中,进行干燥,形成树脂层来制造。
为了使有机微粒A转移到树脂层组合物中,优选将溶剂的种类、树脂层形成用组合物中的溶剂的量及干燥温度等设定成上述的适宜条件。
在树脂层组合物为固化系的情况下,在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的固化性树脂组合物,并使有机微粒A转移到该固化性树脂组合物中,进行干燥,使固化性树脂组合物固化,形成树脂层,由此可以制造光学层叠体。
另外,本发明的光学层叠体的密合性改良方法如下:在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移到树脂层组合物中,进行干燥,形成树脂层。
为了适当改良密合性,优选将溶剂的种类、树脂层形成用组合物中的溶剂的量及干燥温度等设定成上述的适宜条件。
另外,本发明的光学层叠体的干涉条纹防止方法如下:在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移到树脂层组合物中,进行干燥,形成树脂层。
为了适当防止干涉条纹,优选将溶剂的种类、树脂层形成用组合物中的溶剂的量及干燥温度等设定成上述的适宜条件。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行更详细地说明,但是,本发明不受该例子的任何限定。
实施例1
(树脂层形成用组合物的制备)
使季戊四醇三丙烯酸酯50质量份及四乙二醇二丙烯酸酯(东亚合成株式会社制、“M240”)50质量份溶解于甲基异丁基酮150质量份中,制备成树脂层形成用组合物。
另外,表1中示出树脂层形成用组合物的组成。
(树脂层的形成)
利用模涂法在包含由最内层、中间层及最外层构成的3层结构的核壳型橡胶粒子和以甲基丙烯酸甲酯作为主成分所得到的聚合物作为粘合剂的40μm的丙烯酸类基材上涂敷树脂层形成用组合物,并在70℃使其干燥1分钟,蒸发溶剂,以使干燥后的涂布量达到4g/m2的方式形成树脂层。对所得的涂膜以200mJ/cm2的照射量照射紫外线,使涂膜完全固化(全固化状态),得到3.2μm的固化后膜厚的光学层叠体。所述最内层为以甲基丙烯酸甲酯为主成分得到的硬质的聚合物,所述中间层为以丙烯酸丁酯为主成分聚合得到的软质的弹性体,所述最外层为使用甲基丙烯酸甲酯作为主成分聚合得到的硬质的聚合物。
实施例2~12及比较例1~8
除了将树脂层形成用组合物的组成变更为表1所示的组成以外,与实施例1同样地得到光学层叠体。但是,关于比较例3,使用不包含核壳型橡胶粒子的基材作为丙烯酸类基材。
对于实施例1~12及比较例1~8中得到的光学层叠体,进行下述的评价。将结果示于表1。
(基准高度与基准深度的高低差)
如图4所示,在上述光学层叠体的厚度方向的剖面,显示丙烯酸类基材-树脂层界面具有峰部及谷部的脊线,在以光学层叠体的厚度方向为y轴(其中,树脂层侧为正方向)、以与该y轴垂直的方向为x轴的xy平面中,在该x轴方向上取30μm的基准长度L,从该基准长度L中脊线所具有的极小点4b中y坐标最小的点开始依次选择3点(4b-1),并将其平均y坐标设为基准深度5b,另一方面,从该基准长度L中脊线所具有的极大点4a中y坐标最大的点开始依次选择3点(4a-1),并将其平均y坐标设为基准高度5a,将该基准深度5b与基准高度5a之差(绝对值)作为基准深度5b与基准高度5a的高低差。
(基准长度30μm中的脊线的长度)
使用扫描型透射电子显微镜(STEM)对所得光学层叠体的厚度方向的剖面进行拍摄,基于该画面根据上述的“基准长度30μm中的脊线长度的测定方法”进行了测定。
(平均粒径)
使用扫描型透射电子显微镜(STEM)对所得的光学层叠体的厚度方向的剖面进行拍摄,基于以10,000倍~30,000倍的倍率拍摄的该画面,对丙烯酸类基材中的有机微粒A及树脂层中的有机微粒B分别任意抽取10个有机微粒,算出各个粒径后,将该数均值作为平均粒径。在相同的光学层叠体的剖面中,以n3进行相同的测定,将3次的平均值作为最终的平均粒径。
(有机微粒的溶胀)
基于丙烯酸类树脂基材中的有机微粒A的平均粒径与树脂层中的有机微粒B的平均粒径之比,按照以下的基准进行了评价。
A:有机微粒B的平均粒径相对于有机微粒A的平均粒径之比为1.05倍以上。
C:有机微粒B的平均粒径相对于有机微粒A的平均粒径之比低于1.05倍。
(密合性)
基于JIS K 5600,在光学层叠体的树脂层切入1mm见方且共计100个的棋盘格,使用Nichiban(株)制工业用24mm Cellotape(注册商标)进行5次连续剥离试验,测量了残余的方格的数量。
(干涉条纹)
在光学层叠体的与树脂层相反一侧的面上贴合黑色的胶带之后,在三波长管荧光灯及Funatech制的钠灯下以目视评价了干涉条纹的有无。将在荧光灯及钠灯的任意情况下均未能视觉辨认到干涉条纹的情况评价为AA,将以三波长管荧光灯无法视觉辨认三波长干涉条纹但以钠灯能够视觉辨认到微弱的干涉条纹的情况评价为A,将以三波长管荧光灯能够视觉辨认到微弱的干涉条纹的情况评价为B,将以三波长管荧光灯及钠灯两者均能够视觉辨认到干涉条纹的情况评价为C。
(雾度)
使用雾度仪(村上色彩技术研究所制、制品编号;HM-150),按照JIS K-7136对光学层叠体的雾度值(%)进行测定。雾度值为1.0%以下时,雾度少,为良好。
(铅笔硬度)
将光学层叠体在温度25℃、相对湿度60%的条件下调湿2小时后,使用JIS-S-6006规定的试验用铅笔,进行JIS K5600-5-4(1999)中规定的铅笔硬度试验(500g载荷),测定未划伤的最高的硬度。
(破裂耐性)
使用Tensilon万能材料试验机(RTG-1310株式会社A&T制),进行拉伸试验,评价了破裂耐性。将光学层叠体制成宽10mm、长100mm的样品,利用Tensilon以100mm/分钟进行拉伸,并按照以下的基准进行了评价。
A:即使在比15N更强拉伸的情况下也不断裂的情况
C:在15N以下断裂的情况
(表面电阻率)
对于在上述实施例及比较例中制作的各个光学层叠体,使用表面电阻值测定器(Hiresta HT-210、三菱油化株式会社制)测定了表面电阻率(Ω/□)。
[表1]
[表2]
由表1及2的结果可知,在实施例1~12中,丙烯酸类基材-树脂层界面的脊线的高低差为150~500nm的范围,因此可以防止干涉条纹,并且使丙烯酸类基材与树脂层的密合性变得良好。另外,在实施例1~12中,溶剂的种类、溶剂的量及干燥温度适当,并且包含单体和/或低聚物,由此认为能够使脊线的高低差在上述范围内。
另外,在实施例1~12中,丙烯酸类基材的树脂层形成后的厚度的减少为1~4μm的范围。另外,在实施例1~12中,相对于区域S中的有机微粒B的个数,区域T中的有机微粒B的个数为3%以下。
另一方面,在比较例1~8中,丙烯酸类基材-树脂层界面的脊线的高低差为150~500nm的范围外,因此无法防止干涉条纹,并且丙烯酸类基材与树脂层的密合性也不佳。另外,在比较例1、4~6中,虽然使用优选的溶剂,但是全部溶剂中优选溶剂的比率低,因此认为在丙烯酸类基材-树脂层界面附近丙烯酸类基材的含丙烯酸类树脂的粘合剂与树脂层的粘合剂树脂无法混合而一体化,在比较例2中,优选的溶剂的比率良好,但是所使用的树脂成分不含单体和/或低聚物,仅包含不易渗透于丙烯酸类基材的聚合物,因此认为有机微粒A无法转移到树脂层中,在比较例3中,有机微粒A转移到树脂层中,并且丙烯酸类基材的粘合剂成分也转移到树脂层中,由此在丙烯酸类基材-树脂层界面被一体化,但由于未使用该有机微粒A,因此认为转移效果降低,未被一体化,破裂耐性也变差,在比较例7中,认为:溶剂不当,并未引起丙烯酸类基材的溶胀,有机微粒A不会转移到树脂层中。另一方面,在比较例8中,认为:溶剂中的甲基乙基酮的比例过高,因此脊线的高低差变得过大,雾度上升。
另外,若脊线的长度为33μm以上,则密合性良好且特别稳定。对实施例8(脊线的长度:32μm)的光学层叠体和实施例5(脊线的长度:34μm)的光学层叠体的各5个部位进行了密合性试验,结果:在实施例8的光学层叠体中,棋盘格的1格也没有脱落,有时还会使带入切口的部分的角落发生若干剥离。另一方面,在实施例5的光学层叠体中,切口部分也发生密合。
进而,即使丙烯酸类基材-树脂层界面的脊线的高低差为200~400μm的范围内,在脊线的长度超过42μm的切口下,雾度值也不会突显,在亮室中对载置于黑亚克力板等的光学层叠体进行了严格的外观目视检查,结果:与脊线的长度为42μm以下的情况相比,处于能够形成制品的范围,观察到非常弱的浑浊。
另外,在比较例1~7中,丙烯酸类基材的树脂层形成后的厚度的减少低于1μm。
PETA:季戊四醇三丙烯酸酯
DPHA:二季戊四醇六丙烯酸酯、日本化药株式会社制
M240:四乙二醇二丙烯酸酯、东亚合成株式会社制、“M240”、分子量:286
TMPTA:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、日本化药株式会社制
ALEN10:环氧化邻苯基苯酚丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社制
BS577:氨基甲酸酯丙烯酸酯、荒川化学工业制
UV1700B:氨基甲酸酯丙烯酸酯、日本合成化学工业株式会社制
R1403MB:高折射率氨基甲酸酯丙烯酸酯、第一工业制药株式会社制、“R1403”
BS371:聚合物丙烯酸酯、荒川化学工业制
抗静电剂1:含季铵盐的聚合物、大成精密化学公司制、“1SX3000”
抗静电剂2:含季铵盐的化合物、COLCOAT NR121X、COLCOAT公司制
抗静电剂3:锂双三氟甲烷磺酰亚胺、住友3M公司制、LJ-603010
反应性二氧化硅:日产化学工业株式会社制、“MIBKSD”、平均粒径:12nm
MIBK:甲基异丁基酮
MEK:甲基乙基酮
Irg184:BASF公司制、“Irg184”
产业上的可利用性
本发明的硬涂膜可适宜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)、场致发光显示器(ELD)、触控面板、电子纸、手机等的显示器、特别是高精细化显示器。
符号说明
1.丙烯酸类基材
2.树脂层
2a:树脂层表面
3a.丙烯酸类基材中的有机微粒
3b.树脂层中的有机微粒
4.丙烯酸类基板-树脂层界面
4a.极大点
4a-1.y坐标最大的极大点(3点)
4b.极小点
4b-1.y坐标最小的极小点(3点)
5a.基准高度
5b.基准深度
h.基准高度与基准深度的高低差
L:垂线L
R:垂线R
L1:交点L1
L2:交点L2
R1:交点R1
R2:交点R2
LM:交点LM
RM:交点RM
S:区域S
T:区域T
h1:平均高度
Claims (15)
1.一种光学层叠体,其是在含有有机微粒A的丙烯酸类基材的一个面上具有含有粘合剂树脂及有机微粒B的树脂层的光学层叠体,
在光学层叠体的厚度方向的剖面,在与光学层叠体的厚度方向垂直的方向所取的30μm的基准长度中,以丙烯酸类基材-树脂层界面的谷部中从最深的谷底起按照深度顺序至第三深度为止的平均深度作为基准深度,接着,以丙烯酸类基材-树脂层界面的峰部中从最高的峰顶起按照高度顺序至第三高度为止的平均高度作为基准高度,该基准高度与基准深度的高低差为150~500nm。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述有机微粒B的平均粒径Db相对于所述有机微粒A的平均粒径Da之比为1.05~1.80倍。
3.根据权利要求1或2所述的光学层叠体,其中,所述有机微粒A不形成凝聚物,其平均粒径为10~400nm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学层叠体,在光学层叠体的厚度方向的剖面中,相对于所述树脂层内的区域S中的有机微粒B的个数,从该区域S的与丙烯酸类基材侧相反一侧的表面起,10%的厚度的区域T中的有机微粒B的个数为3%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光学层叠体,其中,所述有机微粒B未露出于树脂层的最外表面。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光学层叠体,其中,所述有机微粒B含有所述粘合剂树脂及有机微粒A。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的光学层叠体,其中,所述树脂层为硬涂层。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的光学层叠体,其中,所述树脂层还含有功能性成分。
9.一种偏振片,其是在偏振膜的至少一面层叠权利要求1~8中任一项所述的光学层叠体而成的。
10.一种图像显示装置,其具备权利要求1~8中任一项所述的光学层叠体和/或权利要求9所述的偏振片。
11.一种权利要求1~8中任一项所述的光学层叠体的制造方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至该组合物中,并进行干燥形成树脂层。
12.根据权利要求11所述的光学层叠体的制造方法,其中,所述溶剂含有甲基异丁基酮。
13.根据权利要求12所述的光学层叠体的制造方法,其中,所述溶剂还包含醇。
14.一种光学层叠体的密合性改良方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至树脂层组合物,并进行干燥形成树脂层。
15.一种光学层叠体的干涉条纹防止方法,其在包含有机微粒A及含丙烯酸类树脂的粘合剂的丙烯酸类基材上涂布包含溶剂的树脂层形成用组合物,使有机微粒A转移至树脂层组合物中,并进行干燥形成树脂层。
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