CN113227856B - 光学膜、偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、偏振片、图像显示装置和偏振元件保护膜的制造方法 - Google Patents

光学膜、偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、偏振片、图像显示装置和偏振元件保护膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种能够实现薄型化且能够提高第1功能层与第2功能层的密合性的光学膜、具备这种光学膜的偏振片和图像显示装置。根据本发明的一个方式,提供光学膜(10),该光学膜(10)依次具备透光性基材(11)、第1功能层(12)和第2功能层(13),其中,第1功能层(12)和第2功能层(13)中的至少任一者包含紫外线吸收剂,该光学膜(10)还具备混合层(14),该混合层(14)设置于第1功能层(12)与第2功能层(13)之间并与第1功能层(12)和第2功能层(13)相邻、并且包含第1功能层(12)的成分和第2功能层(13)的成分,第1功能层(12)、第2功能层(13)和混合层(14)的总膜厚为1μm以上10μm以下,混合层(14)的膜厚相对于第1功能层(12)、第2功能层(13)和混合层(14)的总膜厚的比例为0.6%以上40%以下。

Description

光学膜、偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、偏振片、 图像显示装置和偏振元件保护膜的制造方法
相关申请的参考
本申请享受作为在先日本专利申请的日本特愿2018-247909(申请日:2018年12月28日)和日本特愿2019-28249(申请日:2019年2月20日)的优先权的利益,其公开内容整体通过引用而作为本说明书的一部分。
技术领域
本发明涉及光学膜、偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、偏振片、图像显示装置和偏振元件保护膜的制造方法。
背景技术
近年来,作为显示元件,正在进行使用了有机发光二极管(OLED)元件的智能手机等图像显示装置的开发。与以液晶显示装置为代表的光接受型的显示装置不同,使用了有机发光二极管元件的图像显示装置为自发光型的显示装置,无需背光装置等光源,因此能够实现薄型化和轻量化。
另一方面,OLED元件有时会因紫外线而劣化,因此,在组装到图像显示装置中的光学膜的粘合层等功能层中有时包含紫外线吸收剂(例如参见专利文献1、2)。
另外,专利文献2中公开了以下内容:在包含紫外线吸收剂的固化层上设置覆盖层,该覆盖层实质上不包含紫外线吸收剂,或者紫外线吸收剂的含量少于固化层。
此外,目前,作为保护偏振元件且相较于偏振元件配置于更靠近观察者侧的偏振元件保护膜,使用了具有环烯烃聚合物基材(COP基材)和设置于COP基材上的硬涂层的膜(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-155213号公报
专利文献2:日本特开2016-200709号公报
发明内容
发明所要解决的课题
目前,对于图像显示装置要求进一步的薄型化。因此,对于组装到图像显示装置中的光学膜也要求薄型化。针对上述薄型化的要求,正在研究光学膜的功能层的薄膜化。
但是,若单纯地减薄功能层的膜厚,则功能层中的紫外线吸收剂的浓度升高,通过用于形成功能层的紫外线而聚合的聚合性化合物的反应率降低。因此,包含紫外线吸收剂的功能层和与该功能层相邻的其他功能层的密合性降低。
另外,若单纯地减薄功能层的膜厚,则功能层中的紫外线吸收剂的浓度升高,功能层的表面硬度和耐擦伤性有可能降低。需要说明的是,若表面硬度、耐擦伤性降低,则容易在加工工序中产生划痕。
另外,若功能层中的紫外线吸收剂的浓度升高,则紫外线吸收剂容易析出,耐久性有可能降低。
需要说明的是,在如专利文献2那样将固化层和覆盖层之类的功能层层积了2层的情况下,功能层的总膜厚薄时,若在这两层之间产生极大的紫外线吸收剂的浓度差,则在耐久试验时由于包含大量紫外线吸收剂的功能层与紫外线吸收剂少的功能层之间的热收缩差,可能会产生裂纹。
另外,有时使用COP基材作为偏振元件保护膜的基材,但作为偏振元件保护膜的基材使用的COP基材的厚度厚。另一方面,由于难以减薄COP基材,因此难以将COP基材用于偏振元件保护膜以实现图像显示装置的进一步薄型化。
另一方面,在室外等有时会佩戴太阳镜来观察图像显示装置的显示图像,但在太阳镜为偏光太阳镜的情况下,若隔着偏光太阳镜观察显示图像,则可见性有可能降低。
本发明是为了解决上述问题而进行的。即,目的在于提供一种能够实现薄型化且能够提高第1功能层与第2功能层的密合性的光学膜、具备这种光学膜的偏振片和图像显示装置。
另外,目的在于提供一种能够实现薄型化且具有良好的表面硬度、良好的耐擦伤性和良好的耐久性的光学膜、具备这种光学膜的偏振片和图像显示装置。
此外,目的在于提供一种能够实现薄型化且即便在隔着偏光太阳镜观察显示图像时也能抑制可见性降低的偏振元件保护膜、具备该偏振元件保护膜的偏振元件保护膜用转印体、偏振片、和图像显示装置以及这种偏振元件保护膜的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明包括下述方案。
[1]一种光学膜,其为依次具备透光性基材、第1功能层和第2功能层的光学膜,其中,上述透光性基材包含三乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少任一种,上述第1功能层和上述第2功能层中的至少任一者包含紫外线吸收剂,该光学膜还具备混合层,该混合层设置于上述第1功能层与上述第2功能层之间,与上述第1功能层和上述第2功能层相邻,并且包含上述第1功能层的成分和上述第2功能层的成分,上述第1功能层、上述第2功能层和上述混合层的总膜厚为1μm以上10μm以下,上述混合层的膜厚相对于上述第1功能层、上述第2功能层和上述混合层的总膜厚的比例为0.6%以上40%以下。
[2]一种光学膜,其为依次具备透光性基材、第1功能层和第2功能层的光学膜,其中,上述第1功能层和上述第2功能层中的至少任一者包含紫外线吸收剂,该光学膜还具备混合层,该混合层设置于上述第1功能层与上述第2功能层之间,与上述第1功能层和上述第2功能层相邻,并且包含上述第1功能层的成分和上述第2功能层的成分,上述第1功能层、上述第2功能层和上述混合层的总膜厚为1μm以上10μm以下,上述混合层的膜厚为0.02μm以上1μm以下。
[3]如上述[1]或[2]所述的光学膜,其中,上述混合层通过下述方式形成:在上述透光性基材的一个面涂布至少包含聚合性化合物的第1功能层用组合物的第1涂膜而形成第1涂膜,使上述第1涂膜半固化,在半固化后的上述第1涂膜上形成至少包含聚合性化合物的第2功能层用组合物的第2涂膜,使上述第1涂膜和上述第2涂膜固化,由此形成。
[4]如上述[1]至[3]中任一项所述的光学膜,其中,上述混合层的膜厚为0.1μm以上。
[5]如上述[1]至[4]中任一项所述的光学膜,其中,上述第1功能层和上述第2功能层均包含上述紫外线吸收剂。
[6]如上述[1]至[5]中任一项所述的光学膜,其中,上述第1功能层包含上述紫外线吸收剂,上述第1功能层的压痕硬度为50MPa以上600MPa以下。
[7]一种光学膜,其为具备透光性基材和功能层的光学膜,其中,上述功能层包含含有氮原子的紫外线吸收剂,上述功能层的膜厚为1μm以上10μm以下,在上述功能层中,通过飞行时间型二次离子质谱法测定上述功能层的深度方向的二次离子的强度时,厚度0.3μm的第2区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的强度相对于厚度0.3μm的第1区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的强度之比为1.1以上4.0以下,并且,厚度0.3μm的第3区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的强度相对于上述第2区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的强度之比为1.2以上4.0以下,上述第1区域包含上述功能层的表面,上述第2区域包含在上述功能层的上述深度方向上将上述功能层等分的等分线,上述第3区域包含上述功能层的背面。
[8]如上述[7]所述的光学膜,其中,上述第1区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度小于上述功能层中的上述第1区域的上述透光性基材侧的边界至上述背面的第4区域中的上述紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度。
[9]如上述[7]或[8]所述的光学膜,其中,上述功能层包含含氟原子的化合物和含硅原子的化合物中的至少任一种。
[10]如上述[9]所述的光学膜,其中,上述功能层包含上述含氟原子的化合物,通过上述飞行时间型二次离子质谱法测定的上述第1区域中的上述含氟原子的化合物来源的二次离子的强度大于上述第2区域和上述第3区域中的上述含氟原子的化合物来源的二次离子各自的强度。
[11]如上述[9]或[10]所述的光学膜,其中,上述功能层包含上述含硅原子的化合物,通过上述飞行时间型二次离子质谱法测定的上述第1区域中的上述含硅原子的化合物来源的二次离子的强度大于上述第2区域和上述第3区域中的上述含硅原子的化合物来源的二次离子各自的强度。
[12]一种偏振片,其具备:上述[1]至[11]中任一项所述的光学膜;和设置于上述光学膜的一个面侧的偏振元件。
[13]一种图像显示装置,其具备:显示元件;和相较于上述显示元件配置于更靠近观察者侧的上述[1]至[11]中任一项所述的光学膜或上述[12]所述的偏振片。
[14]如上述[13]所述的图像显示装置,其中,上述显示元件为有机发光二极管元件。
[15]一种偏振元件保护膜,其为无基材的偏振元件保护膜,其具备:第1树脂层,其包含第1电离辐射固化性树脂组合物的固化物;和第2树脂层,其配置于上述第1树脂层的一个面侧,并且包含至少含有液晶化合物的第2电离辐射固化性树脂组合物的固化物。
[16]如[15]所述的偏振元件保护膜,其中,上述第2树脂层的膜厚为0.1μm以上10μm以下。
[17]如上述[15]或[16]所述的偏振元件保护膜,其中,上述偏振元件保护膜在波长589nm处的面内相位差为80nm以上220nm以下。
[18]如上述[15]至[16]中任一项所述的偏振元件保护膜,其中,上述第1树脂层的压痕硬度大于上述第2树脂层的压痕硬度。
[19]如上述[15]至[18]中任一项所述的偏振元件保护膜,其中,上述偏振元件保护膜的厚度为15μm以下。
[20]如上述[15]至[19]中任一项所述的偏振元件保护膜,其中,上述第1树脂层包含紫外线吸收剂。
[21]一种偏振元件保护膜用转印体,其具备:上述[15]至[20]中任一项所述的偏振元件保护膜;和设置于上述偏振元件保护膜的上述第1树脂层侧的防粘膜。
[22]一种偏振片,其具备:偏振元件;和贴附于上述偏振元件的上述[15]至[20]中任一项所述的偏振元件保护膜,上述偏振元件保护膜的上述第2树脂层相较于上述第1树脂层位于更靠近上述偏振元件侧。
[23]一种图像显示装置,其具备:显示元件;和相较于上述显示元件配置于更靠近观察者侧的上述[22]所述的偏振片,上述偏振元件保护膜相较于上述偏振元件位于更靠近观察者侧。
[24]如上述[23]所述的图像显示装置,其中,上述显示元件为发出蓝色光的发光元件,将由上述发光元件发出的上述蓝色光的发光峰波长设为λ1、将上述第1树脂层的吸收起始波长设为λ2、将上述第2树脂层的吸收起始波长设为λ3时,满足λ1>λ2>λ3的关系。
[25]如上述[23]或[24]所述的图像显示装置,其中,上述显示元件为有机发光二极管。
[26]一种偏振元件保护膜的制造方法,该偏振元件保护膜的制造方法具备下述工序:在防粘膜的一个面涂布第1电离辐射固化性树脂组合物,通过电离射线的照射使其固化,形成第1树脂层的工序;在上述第1树脂层侧涂布包含液晶化合物的第2电离辐射固化性树脂组合物,通过电离射线的照射使其固化,在上述第1树脂层上形成第2树脂层的工序;和从上述第1树脂层剥离上述防粘膜的工序。
发明的效果
根据本发明的一个方式,可以提供一种能够实现薄型化且能够提高第1功能层与第2功能层的密合性的光学膜、具备这种光学膜的偏振片和图像显示装置。
根据本发明的另一方式,可以提供一种能够实现薄型化且具有良好的表面硬度、良好的耐擦伤性和良好的耐久性的光学膜、具备这种光学膜的偏振片和图像显示装置。
根据本发明的又一方式,可以提供一种能够实现薄型化且即便在隔着偏光太阳镜观察显示图像时也能抑制可见性降低的偏振元件保护膜、具备该偏振元件保护膜的偏振元件保护膜用转印体、偏振片、和图像显示装置以及这种偏振元件保护膜的制造方法。
附图说明
图1是第1实施方式的光学膜的示意性结构图。
图2(A)~图2(C)是示意性地示出折叠试验的情况的图。
图3是折叠试验中使用的样品的俯视图。
图4(A)和图4(B)是示意性地示出第1实施方式的光学膜的制造工序的图。
图5(A)和图5(B)是示意性地示出第1实施方式的光学膜的制造工序的图。
图6是第1实施方式的偏振片的示意性结构图。
图7是第1实施方式的图像显示装置的示意性结构图。
图8是第2实施方式的光学膜的示意性结构图。
图9是图8的光学膜的局部放大图。
图10是用于特定测定面内相位差的位置的样品的俯视图。
图11(A)和图11(B)是示意性地示出第2实施方式的光学膜的制造工序的图。
图12(A)和图12(B)是示意性地示出第2实施方式的光学膜的制造工序的图。
图13是第2实施方式的偏振片的示意性结构图。
图14是第2实施方式的图像显示装置的示意性结构图。
图15是实施例B1的光学膜的通过飞行时间型二次离子质谱法测定的硬涂层的深度剖析。
图16是第3实施方式的偏振元件保护膜用转印体的示意性结构图。
图17(A)和图17(B)是示意性地示出第3实施方式的偏振元件保护膜用转印体的制造工序的图。
图18(A)和图18(B)是示意性地示出第3实施方式的偏振元件保护膜用转印体的制造工序的图。
图19(A)~图19(C)是示意性地示出第3实施方式的偏振元件保护膜用转印体的制造工序的图。
图20是第3实施方式的图像显示装置的示意性结构图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,参照附图对本发明的第1实施方式的光学膜和图像显示装置进行说明。在本说明书中,“膜”、“片”等术语仅是基于呼称的不同,相互没有区別。因此,例如,“膜”以也包括被称为片的构件的意思使用。图1是本实施方式的光学膜的示意性结构图,图2(A)~图2(C)是示意性地示出折叠试验的情况的图,图3是折叠试验中使用的样品的俯视图。图4和图5是示意性地示出本实施方式的光学膜的制造工序的图。
<<<<光学膜>>>>
图1所示的光学膜10依次具备透光性基材11、第1功能层12和第2功能层13。光学膜10还具备形成于第1功能层12与第2功能层13之间的混合层14。本说明书中的“功能层”是意图在光学膜中发挥某种功能的层。具体而言,作为功能层,例如可以举出用于提高与透光性基材的密合性的基底层、硬涂层、光谱透射率调节层、防眩层、不可见层、折射率调节层、防污层或它们的组合等。本实施方式中的“功能层”为单层结构的层。
光学膜10的厚度(整体厚度)优选为5μm以上80μm以下。若光学膜10的厚度为5μm以上,则能够得到所期望的铅笔硬度,另外若为80μm以下,则能够实现光学膜10的薄型化。另外,通过如此控制光学膜10的厚度,在将光学膜10组装到图像显示装置中时能够减薄图像显示装置整体的厚度,其结果,还能实现轻量化。从确保光学膜10的机械强度的方面出发,光学膜10的厚度的下限优选为8μm以上、10μm以上、或15μm以上。另外,从实现光学膜10的进一步薄型化的方面出发,优选为50μm以下、40μm以下、或30μm以下。
另外,如后所述,为了对光学膜10赋予柔性,虽然也取决于透光性基材11的树脂系,但光学膜10的厚度优选为73μm以下、进一步优选为63μm以下。特别是,从即便在后述折叠试验中边部的间隔小也不向折叠方向靠近的方面出发,光学膜10的厚度优选为48μm以下、进一步优选为43μm以下。另外,为了在获得柔性的同时还希望确保机械强度,光学膜10的厚度优选为21μm以上、进一步优选为28μm以上。
第1功能层12、第2功能层13和混合层14的总膜厚为1μm以上10μm以下。若该总膜厚为1μm以上,则在这些层中能够确保牢固的密合性。另外,若该总膜厚为10μm以下,则能够实现薄型化。此处,本发明的光学膜中,透光性基材占了大部分厚度。因此,根据最终的图像显示装置的设计,有时也无法减薄透光性基材。这种情况下,只要不减薄混合层14的厚度,则难以使上述光学膜整体的厚度为80μm以下、特别是柔性良好的50μm以下。以往,例如若欲用10μm的单层功能层确保充分的功能,则必须向功能层中大量添加发挥功能的成分,其结果,功能层中能够赋予与透光性基材的密合性的成分不足,无论如何也无法得到良好的密合性。因此,为了得到赋予与透光性基材的密合性的成分的量,需要降低功能层中发挥功能的成分的浓度。为了在降低该成分的浓度的状态下确保以上述10μm的单层功能层得到的充分的功能的情况下,不得不增加功能层的膜厚。另外,以往,如上所述,赋予与透光性基材的密合性的成分不足,因此光学膜的物理强度也不足。
从确保机械强度的方面出发,该总膜厚的下限优选为1.5μm以上、2μm以上、或2.5μm以上。另外,从实现进一步的薄型化的方面出发,该总膜厚的上限可以为9μm以下、8μm以下、或5μm以下。
图1所示的光学膜10的表面10A为第2功能层13的表面13A。但是,在第2功能层的表面形成有第3功能层的情况下,光学膜的表面为第3功能层的表面。本说明书中的“功能层的表面”是指功能层中的与透光性基材侧的面相反侧的面。
在光学膜10中,波长380nm处的光谱透射率优选小于10%。若光学膜10在波长380nm处的光谱透射率小于10%,则能够抑制偏振元件的光劣化。从进一步抑制偏振元件的光劣化的方面出发,上述波长380nm处的光谱透射率更优选为8%以下、5%以下、或1%以下。
在光学膜10中,波长410nm处的光谱透射率优选为20%以下。若光学膜10在波长410nm处的光谱透射率为20%以下,在能够抑制显示元件、例如OLED元件的光劣化。从进一步抑制显示元件的光劣化的方面出发,上述波长410nm处的光谱透射率更优选为18%以下、15%以下、或10%以下。
在光学膜10中,波长440nm处的光谱透射率优选为75%以上。若光学膜10在波长440nm处的光谱透射率为75%以上,则能够抑制着色导致的可见性降低。从进一步抑制着色导致的可见性降低的方面出发,上述波长440nm处的光谱透射率更优选为78%以上、80%以上、或85%以上。
上述光谱透射率通过下述方式求出:按照光学膜的透光性基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜配置于能够以0.5nm步幅测定透射率的分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内,以该状态在下述测定条件下在波长380nm、410nm和440nm下分别在前后1nm之间测定最低5点的透射率,计算出其平均值,由此求出。需要说明的是,波长380nm、410nm和440nm处的光谱透射率分别为测定3次所得到的值的算术平均值。另外,若光谱透射率的光谱出现起伏,则可以以delta 5.0nm进行平滑处理。另外,在无法将光学膜切割成上述尺寸的情况下,只要尺寸为15mm×40mm以上,也可以不为上述尺寸。
(测定条件)
·波长区域:300nm~780nm
·扫描速度:高速
·狭缝宽度:2.0
·采样间隔:自动(0.5nm间隔)
·照明:C
·光源:D2和WI
·视野:2°
·光源转换波长:360nm
·S/R转换:标准
·检测器:PM
·自动调零:在基线的扫描后以550nm实施
·温度:23±5℃
·相对湿度:30%以上70%以下
光学膜10的光谱透射率可以是:至波长380nm为止小于1%,是极低的,从波长410nm开始缓慢增大,在波长440nm附近急剧增大。具体而言,例如,在光学膜10的情况下,在波长380nm至440nm之间光谱透射率以描绘出S型曲线的方式发生变化。
光学膜10的蓝光的屏蔽率优选为20%以上。若蓝光的屏蔽率为20%以上,则能够充分消除后述蓝光所引起的问题。上述蓝光的屏蔽率例如通过下述方式求出。首先,按照光学膜的透光性基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜配置于能够以0.5nm步幅测定光谱透射率的分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内,在该状态下,在波长300nm~780nm下分别在前后1nm之间测定最低5点的透射率。并且,将蓝光截止率(%)设为A、将波长380nm~500nm的透射率的平均值(%)设为B、将波长500nm~650nm的透射率的平均值(%)设为C,通过下述数学式(1)求出蓝光截止率。需要说明的是,蓝光的屏蔽率为测定3次所得到的值的算术平均值。另外,光谱透射率的测定条件与上述波长380nm、410nm和440nm处的光谱透射率的测定条件相同。
A={1-(B/C)}×100…(1)
光学膜10的黄色指数(YI)优选为15以下。若光学膜10的YI为15以下,则能够抑制光学膜10的黄色调,还能适用于要求透明性的用途。黄色指数(YI)为如下算出的值:按照透光性基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下配置于分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内,以该状态进行测定,由所测定的光学膜在波长300nm~780nm的透射率根据JIS Z8722:2009中记载的运算式计算色度三刺激值X、Y、Z,由三刺激值X、Y、Z并根据ASTM D1925:1962中记载的运算式算出黄色指数(YI)。关于黄色指数(YI),对1片光学膜测定3次波长300nm~780nm的透射率而计算3次,为计算3次所得到的值的算术平均值。需要说明的是,在UV-2450中,黄色指数通过将上述透射率的测定数据读取到连接至UV-2450的个人计算机(PC)上,在计算项目中对“YI”的项目做标记而算出。波长300nm~780nm的透射率的测定条件与上述波长380nm、410nm和440nm处的光谱透射率的测定条件相同。关于YI的下限,原本从确保高透明性的方面出发,优选较低,但若考虑还赋予紫外线吸收性能,则更优选为1以上、2以上、或3以上。其中,若YI过大,则这次黄色调有时会变强。因此,从进一步抑制光学膜10的黄色调的方面出发,YI的上限更优选为10以下、7以下、或6以下。
光学膜10的总光线透射率优选为80%以上。若光学膜10的总光线透射率为80%以上,则能够得到充分的光学性能。从进一步获得光学性能的方面出发,光学膜10的总光线透射率更优选为88%以上、89%以上、或90%以上。
上述总光线透射率为如下得到的值:在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下,依照JIS K7361-1:1997,利用雾度计(产品名“HM-150”、株式会社村上色彩技术研究所制造),将光学膜切割成50mm×50mm的尺寸后,以无卷曲及褶皱、且无指纹及灰尘等的状态设置成透光性基材为光源侧,对1片光学膜进行3次测定,为测定3次得到的值的算术平均值。本说明书中的“测定3次”不是对相同部位测定3次,而是指对不同的3处进行测定。关于光学膜10,目视到的表面是平坦的,并且第1功能层12等层积的层也是平坦的,而且厚度的偏差也在厚度的平均值的±10%的范围内、优选在±5%的范围内。因此,通过在切割出的光学膜的不同的3处测定总光线透射率,认为可得到大致的光学膜的面内整体的总光线透射率的平均值。需要说明的是,在无法将光学膜切割成上述尺寸的情况下,例如由于HM-150在测定时的入口开口为,因此需要直径为21mm以上的尺寸的样品。因此,可以将光学膜适当地切割成22mm×22mm以上的尺寸。光学膜的尺寸小的情况下,在光源光斑不偏离的范围内一点一点地移动、或者改变角度等,使测定点为3处。在光学膜10中,无论测定对象为1m×3000m的长尺寸、还是为5英寸的智能手机程度的尺寸,所得到的总光线透射率的偏差均为总光线透射率的平均值的±10%以内。
光学膜10的雾度值(总雾度值)优选为1%以下。若光学膜10的雾度值为1%以下,在将光学膜10用于移动设备的情况下,能够抑制屏幕发白。从进一步抑制发白的方面出发,光学膜10的雾度值的上限更优选为0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、或0.2%以下。
上述雾度值可以在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下利用雾度计(产品名“HM-150”、株式会社村上色彩技术研究所制造)通过依照JIS K7136:2000的方法进行测定。具体而言,雾度值通过与总光线透射率的测定方法相同的方法进行测定。
光学膜10的表面10A处的铅笔硬度优选为3B~2H。铅笔硬度试验通过下述方式进行:对于切割成50mm×100mm尺寸的光学膜的表面,使用铅笔硬度试验机(产品名“铅笔划痕涂膜硬度试验机(电动式)”、株式会社东洋精机制作所制造),在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下,一边对铅笔(产品名“Uni”、三菱铅笔株式会社制造)施加300g的载荷一边使铅笔以3mm/秒的移动速度移动,由此来进行。铅笔硬度为在铅笔硬度试验中光学膜10的表面不产生划痕的最高硬度。需要说明的是,在测定铅笔硬度时,使用多根硬度不同的铅笔来进行,每一根铅笔进行5次铅笔硬度试验,5次中4次以上光学膜10的表面不产生划痕时,判断在该硬度的铅笔的情况下光学膜10的表面不产生划痕。上述划痕是指在荧光灯下透过观察进行了铅笔硬度试验的光学膜10的表面所看到的划痕。
优选的是,即使在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下对光学膜10按照光学膜10的相向的边部的间隔为6mm且第2功能层13成为内侧的方式反复进行了10万次、20万次、50万次、或100万次折叠180°的试验(折叠试验)时,光学膜10也不产生裂纹或断裂。若在对光学膜10反复进行了10万次折叠试验的情况下光学膜10产生裂纹或断裂等,则光学膜10的折叠性不充分。需要说明的是,上述折叠次数越多则越容易产生裂纹或越容易断裂,因此,上述折叠次数为20万次、30万次、50万次或100万次的折叠试验后的光学膜不产生裂纹或断裂相对于上述折叠次数为10万次的折叠试验后的光学膜不产生裂纹或断裂在技术上存在显著的差异。另外,使上述折叠试验的折叠次数至少为10万次来进行评价是出于下述理由。例如,若假设将光学膜组装到可折叠的智能手机中,进行折叠的频率(开闭的频率)非常高。因此,在将上述折叠试验的折叠次数设为例如1万次或5万次的评价中,有时无法以实用的水平进行评价。具体而言,例如,若假设时常使用智能手机的人,假设仅在早上电车或巴士等通勤时也会开闭智能手机5次~10次,因此假设仅1天就会开闭智能手机至少30次。因此,若假设1天开闭智能手机30次,则折叠次数为1万次的折叠试验是30次×365天=10950次,即假定使用1年的试验。即,即便折叠次数为1万次的折叠试验的结果良好,经过1年后,光学膜也有可能产生裂纹或断裂。因此,折叠试验中的折叠次数为1万次的评价只能确认无法作为产品使用的水平,能够使用、但不充分的情况也会成为良好的结果而无法进行评价。因此,为了评价是否为实用的水平,上述折叠试验的折叠次数需要至少以10万次进行评价。另外,更优选的是,即使在对光学膜10按照光学膜10的相向的边部的间隔为6mm且第2功能层13成为外侧的方式将光学膜10折叠10万次的情况下,光学膜10也不产生裂纹或断裂。
在上述折叠试验中,以光学膜10的相向的边部的间隔为6mm的状态进行,但从实现图像显示装置的薄型化的方面出发,更优选即使在按照光学膜10的相向的边部的间隔为更窄的范围、具体而言为4mm的方式进行了10万次反复折叠180°的折叠试验的情况下,也不产生裂纹或断裂。需要说明的是,即使上述折叠次数相同,上述间隔越窄,则越难产生裂纹或断裂,因此,在上述间隔为4mm的折叠试验后的光学膜中不产生裂纹或断裂相对于在上述间隔为6mm的折叠试验后的光学膜中不产生裂纹或断裂在技术上存在显著的差异。
在进行折叠试验时,首先,由折叠试验前的光学膜10的任意部位切割出规定尺寸(例如125mm×50mm的长方形形状)的样品S1(参照图2(A))。需要说明的是,在无法将样品切割成125mm×50mm的尺寸的情况下,只要是在折叠试验后能够进行后述各评价的尺寸即可,例如,也可以将样品切割成80mm×25mm的尺寸的长方形状。在由折叠试验前的光学膜10切割出样品S1后,对样品S1进行折叠试验。
折叠试验如下进行。如图2(A)所示,在折叠试验中,首先,将样品S1的边部S1a和与边部S1a相向的边部S1b分别固定于平行配置的折叠耐久试验机(例如,产品名“U字型伸缩试验机DLDMLH-FS”、YUASA SYSTEM Co.,Ltd.制造、依照IEC62715-6-1)的固定部15、16。利用固定部15、16的固定通过在样品S1的长度方向上保持单侧约10mm的样品S1的部分来进行。其中,在样品S1比上述尺寸更小的情况下,若样品S1中的该固定所需的部分最大为约20mm,则可以通过用胶带粘贴至固定部15、16而进行测定(即,最小样品为60mm×25mm)。另外,如图2(A)所示,固定部15在水平方向上能够滑动。需要说明的是,若为上述装置,则与现有的将样品缠绕至棒上的方法等不同,不会使样品产生张力或摩擦,能够对弯曲负荷进行耐久评价,故优选。
接着,如图2(B)所示,在将固定部16固定的状态下使固定部15以固定部15与固定部16接近的方式移动,由此将样品S1的中央部S1c折叠而使其变形,进而如图2(C)所示,使固定部15移动至样品S1的被固定部15、16所固定的相向的2条边部S1a、S1b的间隔为6mm的位置后,使固定部15向相反方向移动,解除样品S1的变形。
通过如图2(A)~(C)所示那样使固定部15移动,能够将样品S1在中央部S1c折叠180°。另外,使样品S1的弯曲部S1d不从固定部15、16的下端露出、并且在下述条件下进行折叠试验,并且将固定部15最接近固定部16时的间隔控制为6mm,由此能够使样品S1的相向的2条边部S1a、S1b的间隔为6mm。这种情况下,视弯曲部S1d的外径为6mm。需要说明的是,样品S1的厚度是与固定部15、16的间隔(6mm)相比足够小的值,因此,样品S1的折叠试验的结果可以视为不受样品S1的厚度差异所产生的影响。
(折叠条件)
·往返速度:80rpm(次/分钟)
·试验冲程:60mm
·弯曲角度:180°
若对样品S1进行上述折叠试验,即便折叠试验后的样品S1未产生裂纹或断裂,在弯曲部也会产生折痕,并且产生微裂纹,有可能发生外观不良、具体而言为白浊现象或以微裂纹为起点的层间剥离(密合不良)。认为白浊现象的原因之一在于,作为光学膜的任一层的材质的有机化合物的结晶状态发生变化。在局部发生了密合不良的情况下,由于温度·湿度的变化,有时层间剥离部会存积水分、或者空气进入该剥离部,因此白浊有可能增加。近年来,显示器并不仅是平面的,而进行折叠或为曲面,各种三维设计增加。因此,抑制弯曲部的折痕或微裂纹在作为图像显示装置使用方面极其重要。由此,光学膜10优选具有柔性。本实施方式中的“柔性”是指,在上述折叠试验后,不仅不产生裂纹或断裂,而且未确认到折痕和微裂纹。因此,本实施方式中的“柔性”与仅以在上述折叠试验后不产生裂纹或断裂为条件的第3实施方式中使用的柔性是不同的。
上述折痕的观察通过目视进行,在观察折痕时,在白色照明的亮室(800lux~2000lux)通过透射光和反射光均匀地观察弯曲部,并且对折叠时成为弯曲部中的内侧的部分和成为外侧的部分这两者进行观察。上述折痕的观察在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下进行。
上述微裂纹的观察利用数字显微镜(数码显微镜)进行。作为数字显微镜,可以举出例如KEYENCE株式会社制造的VHX-5000。对于微裂纹,选择环形照明作为数字显微镜的照明,同时在暗场和反射光下进行观察。具体而言,首先,将折叠试验后的样品缓慢展开,用胶带将样品固定至显微镜的载台上。此时,在折痕明显的情况下,将观察区域尽可能弄平。但是,为不用手接触样品的中央附近的观察预定区域(弯曲部)、且不施加力的程度。然后,对折叠时成为内侧的部分和成为外侧的部分这两者进行观察。上述微裂纹的观察在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下进行。
在上述折痕和上述微裂纹的观察中,为了能容易掌握所要观察的位置,将折叠试验前的样品设置于耐久试验机的固定部,在折叠1次时,如图3所示,在弯曲部S1d中位于与折叠方向FD正交的方向上的两端S1d1用油性笔等标注表示为弯曲部的记号M1。另外,在折叠试验后完全观察不到折痕等的样品的情况下,为了防止样品的观察位置不清楚,可以在折叠试验后从耐久试验机取下的状态下,可以用油性笔等画出将弯曲部S1d的上述两端S1d1的记号M1彼此连结的线M2(图3中的虚线)。并且,在折痕的观察中,对由弯曲部S1d的两端S1d1的记号M1和连结该记号M1彼此的线M2形成的区域即弯曲部S1d整体进行目视观察。另外,在微裂纹的观察中,调整显微镜的位置,以使显微镜视野范围(图3中的双点划线所包围的范围)的中心为弯曲部S1d的中央。需要说明的是,注意不要在实际测定所需的样品区域用油性笔等标记记号。
另外,若对样品S1进行上述折叠试验,则透光性基材与第1功能层之间的密合性有可能降低。因此,在上述折叠试验后的光学膜的弯曲部,用数字显微镜观察透光性基材11与第1功能层12之间的界面附近时,优选在透光性基材11与第1功能层12的界面附近未观察到剥离等。作为数字显微镜,可以举出例如KEYENCE株式会社制造的VHX-5000。
在藉由粘合层或粘接层在光学膜上设有偏振片等其他膜的情况下,将其他膜与粘合层、粘接层一起剥离后测定光谱透射率、YI、总光线透射率、雾度值、铅笔硬度,并且进行折叠试验。其他膜的剥离例如可以如下进行。首先,利用干燥机对藉由粘合层或粘接层在光学膜上设有其他膜的层积体进行加热,使切割器的刀尖插入被认为是光学膜与其他膜的界面的部位,缓慢地进行剥离。通过重复这样的加热和剥离,能够将粘合层或粘接层和其他膜剥离。需要说明的是,即便具有这种剥离工序,对光谱透射率等的测定也没有大幅影响。
另外,如上所述,在测定光学膜10的光谱透射率、YI、总光线透射率、雾度值、铅笔硬度时,需要将光学膜10切割成上述各尺寸,但在光学膜10的尺寸大的情况下(例如,如卷状那样的情况下),从任意位置切割成A5尺寸(148mm×210mm)后,切割成各测定项目的尺寸。例如,在光学膜10为卷状的情况下,从光学膜10的辊放出规定的长度,同时从品质稳定的中心部附近的有效区域、而不是沿着辊的长度方向延伸的包含两端部的非有效区域切割出。另外,在测定光学膜10的光谱透射率、YI、总光线透射率、雾度值、铅笔硬度时,使用上述装置进行测定,或者在进行光学膜10的折叠试验时,使用上述装置进行,但也可以不利用上述装置而利用后继机型等相同程度的装置进行测定或折叠试验。
光学膜10的用途没有特别限定,作为光学膜10的用途,可以举出例如智能手机、平板终端、个人计算机(PC)、可穿戴式终端、数字标牌、电视机、车载导航等的图像显示装置。另外,光学膜10也适合于车载用途。作为上述各图像显示装置的形态,在可折叠、可卷曲等需要柔性的用途中也是优选的。
光学膜10可以切割成所期望的尺寸,也可以为卷状。光学膜10被切割成所期望的尺寸的情况下,光学膜的尺寸没有特别限制,根据图像显示装置的显示面的尺寸而适当决定。具体而言,光学膜10的尺寸例如可以为2.8英寸以上500英寸以下。关于本说明书中的“英寸”,在光学膜为四边形的情况下是指对角线的长度,在光学膜为圆形的情况下是指直径,在光学膜为椭圆形的情况下是指短径与长径之和的平均值。此处,在光学膜为四边形的情况下,求出上述英寸时的光学膜的纵横比只要作为图像显示装置的显示画面没有问题就没有特别限定。可以举出例如纵:横=1:1、4:3、16:10、16:9、2:1等。其中,特别是,在富于设计性的车载用途或数字标牌的情况下,不限定于这样的纵横比。需要说明的是,例如,在光学膜10为卷状的情况下,从光学膜10的辊放出规定的长度,同时从品质稳定的中心部附近的有效区域、而不是沿着辊的长度方向延伸的包含两端部的非有效区域切割出所期望的尺寸。
<<<透光性基材>>>
透光性基材11是具有透光性的基材。透光性基材11包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少任一种。在室外等有时会佩戴太阳镜来观察图像显示装置的显示图像,但在太阳镜为偏光太阳镜的情况下,若隔着偏光太阳镜观察显示图像,则会产生虹斑,可见性有可能降低。认为这是因为,透光性基材的面内相位差(面内延迟、Re)高。因此,目前需要即便在隔着偏光太阳镜观察显示图像的情况下也能够抑制可见性的降低。与此相对,若为包含乙酰纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系基材的基材,则面内相位差为10nm以下。包含环烯烃聚合物系树脂的透光性基材包括未调整相位差的基材、和例如将相位差调整成λ/4的基材,未调整相位差的基材的面内相位差为10nm以下,并且即便是调整了相位差的基材,面内相位差也为150nm以下。因此,包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、或(甲基)丙烯酸系树脂的透光性基材11由于面内相位差均低,因而能够抑制隔着偏光太阳镜观察显示图像时的可见性降低。上述面内相位差是在波长589nm处测定时的值。
作为乙酰纤维素系树脂,可以举出例如三乙酰纤维素系树脂、二乙酰纤维素系树脂。三乙酰纤维素系树脂是指在可见光区域380nm~780nm下能够使平均透光率为50%以上的树脂。三乙酰纤维素系树脂的平均透光率优选为70%以上、进一步优选为85%以上。
需要说明的是,作为三乙酰纤维素系树脂,除了纯粹的三乙酰纤维素以外,也可以为乙酸-丙酸纤维素、乙酸-丁酸纤维素等作为与纤维素形成酯的脂肪酸合用了乙酸以外的成分的物质。另外,这些三乙酰纤维素也可以根据需要添加有二乙酰纤维素等其他纤维素低级脂肪酸酯。
作为环烯烃聚合物系树脂,可以举出降冰片烯系树脂、单环的环状烯烃系树脂、环状共轭二烯系树脂、乙烯基脂环式烃系树脂和它们的氢化物等。这些之中,降冰片烯系树脂由于透明性和成型性良好,因此可以适宜使用。
作为降冰片烯系树脂,可以举出具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物或者具有降冰片烯结构的单体与其他单体的开环共聚物或它们的氢化物、具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物或者具有降冰片烯结构的单体与其他单体的加成共聚物或它们的氢化物等。
作为环烯烃聚合物系树脂的市售品,可以举出例如日本Zeon株式会社制造的商品名“ZEONEX(注册商标)”或“ZEONOR(注册商标)”(降冰片烯系树脂)、SUMITOMO BAKELITE株式会社制造的商品名“SUMILIT(注册商标)FS-1700”、JSR株式会社制造的商品名“ARTON(注册商标)”(改性降冰片烯系树脂)、三井化学株式会社制造的商品名“APEL(注册商标)”(环状烯烃共聚物)、Ticona公司制造的商品名“Topas(注册商标)”(环状烯烃共聚物)、日立化成株式会社制造的商品名“OPTOREZOZ-1000系列”(脂环式丙烯酸类树脂)等。将这样的环烯烃聚合物系树脂制膜,能够得到透光性基材。作为制膜没有特别限定,可以使用溶剂浇注法、熔融挤出法等公知的制膜方法。另外,制膜后的环烯烃聚合物系膜也有市售,也可以将其用作透光性基材。作为环烯烃聚合物系膜,可以举出例如积水化学株式会社制造的商品名“エスシーナ(注册商标)”或“SCA40”、日本Zeon株式会社的商品名“Zeonor Film(注册商标)”、JSR株式会社制造的商品名“ARTON(注册商标)膜”等。
作为(甲基)丙烯酸系树脂,可以举出例如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物等。
透光性基材11的厚度没有特别限定,优选为60μm以下。若透光性基材11的厚度为60μm以下,则能够进一步实现薄型化。从确保光学膜10的机械强度的方面出发,透光性基材11的厚度的下限更优选为5μm以上、10μm以上、或15μm以上。从实现进一步的薄型化的方面出发,透光性基材11的厚度的上限更优选为50μm以下、45μm以下、40μm以下、35μm以下、或30μm以下。
关于透光性基材的厚度,可以使用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄透光性基材的截面,在其截面的图像中测定10处透光性基材的厚度,求出该10处的厚度的算术平均值,由此可以求出。需要说明的是,利用扫描型电子显微镜的拍摄如下进行:以适合于透光性基材的厚度的倍率明确透光性基材与功能层的界面线,之后进行拍摄。具体而言,例如,在透光性基材的厚度为50μm的情况下按照为1000倍的方式通过透光性基材的厚度适宜调整倍率,另外,在透光性基材的厚度为100μm的情况下按照为500倍的方式通过透光性基材的厚度适宜调整倍率。透光性基材11的厚度的偏差优选为15%以下、10%以下、或7%以下。在使用扫描透射型电子显微镜(STEM)测定透光性基材的厚度的情况下,可以通过与功能层的膜厚的测定方法相同的方法进行测定。其中,拍摄透光性基材的截面照片时的倍率为100~2万倍。
在对光学膜要求柔性(例如折叠性)的情况下,若透光性基材或功能层的厚度厚,则在折叠时弯曲部处的透光性基材或功能层有可能产生裂纹,并且弯曲部处的透光性基材或功能层有时会产生折痕或微裂纹。若产生裂纹、折痕或微裂纹,则会发生外观不良、具体而言为白浊现象或裂纹引起的密合不良等。因此,在将光学膜用于柔性用途的情况下,透光性基材或功能层的厚度控制及各层间的密合性(材料所影响的化学键合导致的密合、不产生裂纹的物理性密合)很重要。特别是,在透光性基材11包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、或(甲基)丙烯酸系树脂的情况下,破裂的难度也因厚度而异,因此透光性基材的厚度控制变得很重要。但是,在按照第2功能层13为内侧的方式折叠光学膜10(向内弯曲)和按照第2功能层13为外侧的方式折叠光学膜10(向外弯曲)时,透光性基材11的优选厚度是不同的。
(以向内弯曲使用光学膜的情况)
在透光性基材11例如包含乙酰纤维素系树脂的情况下,透光性基材11的厚度优选为15μm以上60m以下。若透光性基材的厚度过薄,则在折叠时透光性基材有可能破裂,但若该透光性基材11的厚度为15μm以上,则在折叠时能够抑制透光性基材11破裂。另外,若透光性基材11的厚度为60μm以下,则能够抑制折叠时弯曲部的透光性基材11的裂纹,并且能够抑制弯曲部的白浊现象。从在进一步折叠时抑制弯曲部的上述裂纹和白浊的方面出发,此时的透光性基材11的厚度的上限优选为45μm以下、40μm以下、35μm以下、特别优选为30μm以下。
在透光性基材11例如包含环烯烃聚合物系树脂的情况下,透光性基材11的厚度优选为5μm以上50μm以下。若该透光性基材11的厚度为5μm以上,则处理性良好,另外若为50μm以下,则在折叠时能够抑制弯曲部的透光性基材11的裂纹,并且能够抑制弯曲部的白浊现象。从在进一步折叠时抑制弯曲部的上述裂纹和白浊的方面出发,此时的透光性基材11的厚度的上限优选为45μm以下、40μm以下、特别优选为30μm以下、或18μm以下。
在透光性基材11例如包含(甲基)丙烯酸系树脂的情况下,透光性基材11的厚度优选为15μm以上50μm以下。若该透光性基材11的厚度为15μm以上,则处理性良好,另外若为50μm以下,则在折叠时能够抑制弯曲部的透光性基材11的裂纹,并且能够抑制弯曲部的白浊现象。从在进一步折叠时抑制弯曲部的上述裂纹和白浊的方面出发,此时的透光性基材11的厚度的上限优选为45μm以下、40μm以下、特别优选为35μm以下、或30μm以下。
在上述各透光性基材的厚度为35μm以下的情况下,若在制造时将保护膜粘贴至透光性基材11,则加工适应性提高,故优选。
(以向外弯曲使用光学膜的情况)
在透光性基材11例如包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、或(甲基)丙烯酸系树脂的情况下,透光性基材11的厚度优选为10μm以上50μm以下。若该透光性基材11的厚度为10μm以上,则能够吸收为了在外侧使用而从外部受到的各种冲击,另外若为50μm以下,则在折叠时能够抑制弯曲部的透光性基材11的裂纹,并且能够抑制弯曲部的白浊现象。此时的透光性基材11的厚度的上限优选为45μm以下、或30μm以下。
作为透光性基材11,从透光性基材11与第1功能层12的密合性的方面出发,可以是在形成第1功能层12时第1功能层12的成分(例如聚合性化合物)会进入的渗透性基材,但从尺寸稳定性的方面出发,优选使用第1功能层12的成分不会进入的非渗透性基材。作为渗透性基材,可以举出例如包含乙酰纤维素系树脂或(甲基)丙烯酸系树脂等的基材,另外作为非渗透性基材,可以举出包含环烯烃聚合物系树脂等的基材。
透光性基材11可以预先对表面实施溅射、电晕放电、紫外线照射、电子射线照射、化学转化、氧化等蚀刻处理或底涂处理。通过预先实施这些处理,能够提高与形成于上述透光性基材11上的功能层等的密合性。另外,在形成第1功能层12等之前,根据需要可以通过溶剂清洗或超声波清洗等对透光性基材11的表面进行除尘、净化。
<<<第1功能层>>>
第1功能层12是提高透光性基材11与第2功能层13的密合性的基底层。但是,第1功能层12也可以是具有其他功能的层。特别是,在透光性基材11包含环烯烃聚合物系树脂的情况下,透光性基材11难以与第2功能层13密合,因此优选将第1功能层12配置于透光性基材11与第2功能层13之间。第1功能层12与透光性基材11密合。另外,第1功能层12具有透光性。
第1功能层12的膜厚优选为0.1μm以上5μm以下。若第1功能层12的膜厚为0.1μm以上,则能够确保与第2功能层13的牢固的密合性。另外,若第1功能层12的膜厚为5μm以下,则能够在维持所期望的铅笔硬度的同时抑制弯折时或弯曲时的裂纹产生。从与第2功能层13的密合性的方面出发,第1功能层12的膜厚的下限优选为0.3μm以上、0.5μm以上、或1μm以上。若第1功能层12的膜厚为0.5μm以上,则能够得到可防止生产工序中的划痕的硬度。从获得更高的铅笔硬度的方面出发,第1功能层12的膜厚的上限优选为4.5μm以下、4μm以下、或3μm以下。
关于本实施方式中的“第1功能层的膜厚”,通过显微镜图像的对比度差而能够识别透光性基材与第1功能层的界面线,并且能够识别第1功能层与混合层的界面线,因此是指这些界面线间的距离。关于第1功能层的膜厚,可以使用扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)等拍摄功能层的截面,在其截面的图像中测定10处第1功能层的膜厚,求出该10处的膜厚的算术平均值,由此可以求出。
截面照片的具体拍摄方法如下所述。首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm尺寸的光学膜进行包埋而制作块(block),利用一般的切片制作方法从该块切割出没有孔等的均匀的、厚度70nm~300nm左右的切片。切片的制作使用“Ultramicrotome EM UC7”(LeicaMicrosystems株式会社)等。然后,将该没有孔等的均匀切片作为测定样品。之后,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)(产品名“S-4800”、株式会社日立高新技术制造),拍摄测定样品的截面照片。在使用上述S-4800拍摄截面照片时,将检测器设为“TE”、加速电压设为“30kV”、发射电流设为“10μA”而进行截面观察。关于倍率,调节焦距,并一边观察是否可区分各层一边以100~10万倍、优选根据第1功能层的膜厚而以1万倍~10万倍适宜调节对比度和亮度。需要说明的是,为了降低膜厚的测定移动,推荐以极低倍率测定第1功能层的膜厚。例如,在第1功能层的膜厚为1μm左右的情况下,优选倍率2万倍;在第1功能层的膜厚为0.5μm左右的情况下,优选倍率3万~10万倍。此外,将聚光透镜1设为“5.0”,并将W.D.设为“8.9mm”。
第1功能层12的压痕硬度优选为50MPa以上600MPa以下。若第1功能层12的压痕硬度为50MPa以上,在能够得到所期望的铅笔硬度的同时还能够抑制耐擦伤性的降低。另外,若第1功能层12的压痕硬度为600MPa以下,在能够得到良好的柔软性的同时还能够抑制芯片切割中的裂纹产生。本说明书中的“压痕硬度”是指由压头的载荷至卸载的载荷-位移曲线求出的值。需要说明的是,在粘合层之类的硬度过软的层中,即便想要测定压痕硬度,有时也无法测定。从获得更高的铅笔硬度和良好的耐擦伤性的方面出发,第1功能层12的压痕硬度的下限更优选为70MPa以上、85MPa以上、100MPa以上、或150MPa以上。另外,从在获得优异的柔软性的同时进一步抑制芯片切割中的裂纹产生的方面出发,第1功能层12的压痕硬度的上限更优选为500MPa以下、450MPa以下、400MPa以下、或350MPa以下。
压痕硬度(HIT)可以使用HYSITRON(海思创)公司制造的TI950 TriboIndenter进行测定。具体而言,首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm的光学膜进行包埋而制作块(block),制作适合用纳米压痕法进行硬度测定的测定用样品。测定用样品的制作可以使用“Ultramicrotome EM UC7”(Leica Microsystems株式会社)等。接着,按照测定样品的压入压头的面与载台的载置面平行的方式将测定样品固定于HYSITRON(海思创)公司制造的TI950 TriboIndenter的载台。并且,在第1功能层的截面中央的平坦部分,以载荷控制方法,按照最大压入载荷为300μN的方式,一边用30秒从载荷0μN至300μN施加负荷,一边将Berkovich型压头以10μN/秒的载荷速度压入第1功能层。此处,为了避免第1功能层的侧缘的影响,将Berkovich型压头压入从第1功能层的两侧端分别向第1功能层的中央侧至少离开500nm的第1功能层的部分内。之后以300μN保持5秒后,用30秒从300μN卸载至0μN。然后,连续地测定与此时的压入载荷F(μN)对应的压入深度h(nm),制成载荷-位移曲线。根据制成的载荷-位移曲线,如下述数学式(2)那样由将最大压入载荷Fmax(N)除以压头与第1功能层接触的投影面积Ap(mm2)所得到的值可以求出压痕硬度HIT。压痕硬度是测定10处所得到的值的算术平均值。另外,压痕硬度的测定在温度23±5℃和相对湿度30%以上70%以下的环境下进行。
HIT=Fmax/Ap…(2)
此处,Ap是通过下述数学式(3)求出的值。
Ap=23.96(hmax-0.75(hmax-hr))2…(3)
上述数学式(3)中,hmax为最大压入深度,hr为Fmax下的卸载曲线的切线与横轴(位移)的交点的值。
第1功能层12包含树脂和紫外线吸收剂。需要说明的是,紫外线吸收剂包含在第1功能层12和第2功能层13中的任一者中即可,可以不必包含在第1功能层12中。除了树脂和紫外线吸收剂以外,第1功能层12也可以包含聚合引发剂或其残渣。
<<树脂>>
作为第1功能层12中包含的树脂,包含聚合性化合物的聚合物(固化物)。除了聚合性化合物的聚合物以外,树脂还可以包含溶剂干燥型树脂或热固性化合物。
(聚合性化合物)
聚合性化合物具有至少1个聚合性官能团。本说明书中的“聚合性官能团”是指能够发生聚合反应的官能团。作为聚合性官能团,可以举出例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和基团。需要说明的是,本说明书中的“(甲基)丙烯酰基”是指包括“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”两者的含义。另外,作为将聚合性化合物聚合时照射的电离射线,可以举出可见光线、紫外线、X射线、电子射线、α射线、β射线和γ射线。
作为具有1个烯键式不饱和基团的聚合性化合物,可以举出例如(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个以上烯键式不饱和基团的聚合性化合物,可以举出例如多羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(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、或者上述多官能化合物与(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。
作为聚合性化合物,可以适宜制备聚合性单体、聚合性低聚物、和/或聚合性预聚物而使用。
(溶剂干燥型树脂)
溶剂干燥型树脂是热塑性树脂等、仅使为了在涂布时调节固体成分而添加的溶剂干燥就可成为覆膜的树脂。通过合用溶剂干燥型树脂,能够有效地防止涂布面的覆膜缺陷。作为能够与上述聚合性化合物合用来使用的溶剂干燥型树脂,没有特别限定,通常可以使用热塑性树脂。
作为上述热塑性树脂没有特别限定,可以举出例如苯乙烯系树脂、(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、或硅酮系橡胶等。
上述热塑性树脂优选为非晶性且可溶于有机溶剂(特别是能够溶解多种聚合物或聚合性化合物的共通溶剂)。特别是,从制膜性、透明性、耐候性的方面出发,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。
(热固性化合物)
作为热固性化合物没有特别限定,可以举出例如酚醛树脂、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。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂至少吸收紫外线(波长10nm~400nm)。紫外线吸收剂只要吸收紫外线即可,可以在可见光区域具有最大吸收波长。在紫外线吸收剂中,波长360nm以上430nm以下的波长区域内的最大吸光度优选为0.5以上。作为紫外线吸收剂,可以举出例如苯并三唑系化合物、吲哚系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物等。这些之中,从抑制着色导致的可见性降低的方面出发,优选苯并三唑系化合物、吲哚系化合物。
关于第1功能层12是否包含紫外线吸收剂,可以如下调查:首先,采集第1功能层12的碎片,通过红外光谱分析(IR)对该碎片进行测定,将所得到的红外吸收光谱与市售的紫外线吸收剂相比,由此进行调查。紫外线吸收剂可以作为共聚物包含在构成第1功能层12的树脂中。
作为苯并三唑系化合物,可以举出例如下述通式(A)所示的芝麻酚型苯并三唑系单体、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑(产品名“Tinuvin234”、BASF公司制造)、2-(5-氯-2-苯并三唑基)-6-叔丁基-对甲酚(产品名“Tinuvin326”、BASF公司制造)等。这些之中,由于分光光谱的斜率大、能进一步选择性地吸收紫外线,优选下述通式(A)所示的芝麻酚型苯并三唑系单体。
[化1]
式中,R1表示氢原子或甲基。R2表示碳原子数为1~6的直链状或支链状的亚烷基或者碳原子数为1~6的直链状或支链状的氧化烯基。
上述通式(A)所示的芝麻酚型苯并三唑系单体作为单体单元包含在构成第1功能层12的树脂中。另外,上述通式(A)所示的芝麻酚型苯并三唑系单体是来自芝麻酚与苯并三唑环的2位氮原子键合的化合物的衍生物,具有在苯并三唑环的苯部位导入有聚合性双键的分子结构。该单体的最大吸收波长λmax为365nm以上,具有包括波长300nm以上400nm以下的波长区域的宽范围的紫外线吸收光谱,至400nm附近的长波长区域为止具有紫外线吸收能力。
作为上述芝麻酚型苯并三唑系单体没有特别限制,作为具体的物质名,可以举出2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]乙基丙烯酸酯、3-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]丙基甲基丙烯酸酯、3-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]丙基丙烯酸酯、4-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]丁基甲基丙烯酸酯、4-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]丁基丙烯酸酯、2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基氧基]乙基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]乙基丙烯酸酯、4-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]丁基甲基丙烯酸酯、4-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]丁基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]乙基甲基丙烯酸酯、2-[3-{2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基}丙酰氧基]乙基丙烯酸酯、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5羧酸酯、2-(丙烯酰氧基)乙基2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-羧酸酯、4-(甲基丙烯酰氧基)丁基2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-羧酸酯、4-(丙烯酰氧基)丁基2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-羧酸酯等。另外,这些芝麻酚型苯并三唑系单体可以使用一种,也可以使用两种以上。
(吲哚系化合物)
作为吲哚系化合物,可以举出例如下述通式(B)所示的化合物。若为下述通式(B)所示的化合物,则能够吸收波长380nm以上400nm以下的波长区域的光。
[化2]
式(B)中,R3表示直链状或支链状的烷基或芳烷基,R4表示-CN或-COOR5,此处,R5表示具有或不具有取代基的烷基或芳烷基(其中,在R3为甲基时不包括乙基)。
R3的碳原子数能够为碳原子数1~12。作为R3的具体例,可以举出甲基、乙基、(异)丁基、叔丁基、己基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、苄基等。作为R5的具体例,可以举出例如上述R3所示例的基团和β-氰基乙基、β-氯乙基、乙氧基丙基、羟基烷基、烷氧基烷基。其中,在R3为甲基时,R5不为乙基。
作为吲哚系化合物,可以举出Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造的BONASORB UA-3911等。
上述紫外线吸收剂例如以0.05质量%以上50质量%以下含有在第1功能层12中。通过以这种范围含有紫外线吸收剂,能够有效地吸收紫外线。需要说明的是,在上述紫外线吸收剂为芝麻酚型苯并三唑系化合物的情况下,可以以0.1质量%以上50质量%以下含有在第1功能层12中。
第1功能层12例如可以通过使用包含聚合性化合物和紫外线吸收剂的第1功能层用组合物来形成。第1功能层用组合物包含上述聚合性化合物等,除此以外,也可以根据需要包含聚合引发剂、溶剂、流平剂等。
(聚合引发剂)
作为聚合引发剂没有特别限定,可以使用公知的聚合引发剂。聚合引发剂可以为一种,也可以使用两种以上。作为聚合引发剂,具体例可以举出例如苯乙酮类、二苯甲酮类、米希勒苯甲酰苯甲酸酯、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,优选混合光敏剂来使用,作为其具体例,可以举出例如正丁胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
作为聚合引发剂,在上述聚合性化合物具有自由基聚合性官能团的情况下,优选将苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯偶姻、苯偶姻甲醚等自由基聚合引发剂单独或混合使用。在自由基聚合引发剂中,从抑制紫外线吸收性能所致的固化阻碍的方面出发,更优选2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(例如,IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad TPO)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(例如,IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad819)、1-羟基环己基苯基酮(例如,IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184)、低聚(2-羟基-2-甲基-1-(4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮)(DKSH Japan公司制造的ESACURE ONE)或它们的混合物等。
另外,在上述聚合性化合物具有阳离子聚合性官能团的情况下,作为聚合引发剂,优选将芳香族重氮盐、芳香族锍盐、芳香族碘鎓盐、茂金属化合物、苯偶姻磺酸酯等阳离子聚合引发剂单独或以混合物的形式使用。在阳离子聚合引发剂中,从固化性优异的方面出发,更优选芳香族锍盐等。
另外,在透光性基材11包含环烯烃聚合物系树脂的情况下,使第1功能层12与透光性基材11密合很重要。为了使这种第1功能层12与透光性基材11密合,优选使用肟酯系化合物作为聚合引发剂。作为肟酯系化合物的市售品,可以举出例如IRGACURE(注册商标)OXE01、IRGACURE(注册商标)OXE02、IRGACURE(注册商标)OXE03(均为BASF Japan公司制造)。
相对于上述聚合性化合物100质量份,第1功能层用组合物中的上述聚合引发剂的含量优选为1质量份以上10质量份以下。若上述聚合引发剂的含量为1质量份以上,则第1功能层的硬度充分,另外若为10质量份以下,则电离射线到达至涂膜的深部,因而内部固化得到促进,能够得到作为目标的光学膜的表面的硬度(例如铅笔硬度为3B以上)。
上述聚合引发剂的含量的下限更优选为2质量份以上,上限更优选为8质量份以下。通过使上述聚合引发剂的含量在该范围,在膜厚方向上不产生硬度分布,容易形成均匀的硬度。
(溶剂)
作为溶剂,可以根据所使用的聚合性化合物的种类和溶解性来选择使用,可例示出例如酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、二丙酮醇等)、醚类(二氧六环、四氢呋喃、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等)、脂肪族烃类(己烷等)、脂环式烃类(环己烷等)、芳香族烃类(甲苯、二甲苯等)、卤代烃类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、乙酸溶纤剂类、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)等,也可以为这些的混合溶剂。
(流平剂)
作为流平剂没有特别限定,优选氟系流平剂。通过使用氟系流平剂,利用高流平性能够赋予平滑性、再涂性。作为氟系流平剂的市售品,可以举出例如F-555(DIC株式会社制造)、F-568(DIC株式会社制造)、Ftergent(注册商标)683(株式会社NEOS制造)。
作为第1功能层用组合物中的原料的含有比例(固体成分)没有特别限定,优选为5质量%以上70质量%以下、更优选为15质量%以上60质量%以下。
作为第1功能层用组合物的制备方法,只要能够将各成分均匀混合就没有特别限定,可以使用例如涂料搅拌器、珠磨机、捏合机、混合器等公知的装置进行。
作为将第1功能层用组合物涂布到透光性基材11上的方法没有特别限定,可以举出例如旋涂法、浸渍法、喷雾法、模涂法、棒涂法、辊涂法、弯月面涂布法、柔版印刷法、丝网印刷法、液滴涂布法等公知的方法。
作为用于第1功能层用组合物的固化的电离射线源,优选主要在190nm~450nm的波长区域具有发光峰的电离射线源。作为电离射线源,可以举出例如超高压汞灯、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。
<<第2功能层>>
第2功能层13为硬涂层。但是,第2功能层13也可以是具有其他功能的层。本实施方式中的“硬涂层”是指压痕硬度大于第1功能层的压痕硬度的层。第2功能层的压痕硬度也与第1功能层的压痕硬度同样地求出。
第2功能层13的压痕硬度优选为75MPa以上1000MPa以下。若第2功能层13的压痕硬度为75MPa以上,则能够得到所期望的铅笔硬度,另外若为1000MPa以下,则能够抑制裂纹产生。从获得更高的铅笔硬度的方面出发,第2功能层13的压痕硬度的下限更优选为100MPa以上、150MPa以上、或200MPa以上。另外,从进一步抑制裂纹产生的方面出发,第2功能层13的压痕硬度的上限更优选为900MPa以下、750MPa以下、600MPa以下、或500MPa以下。若第2功能层13的压痕硬度为600MPa以下,则能够得到柔软性优异的第2功能层13。
第2功能层13的膜厚优选为0.1μm以上9.8μm以下。若第2功能层13的膜厚为0.1μm以上,则能够确保所期望的铅笔硬度,另外若第2功能层13的膜厚为9.8μm以下,则能够实现进一步的薄膜化并能够抑制弯折时或弯曲时的裂纹产生。从获得更高的铅笔硬度的方面出发,第2功能层13的膜厚的下限优选为0.3μm以上、0.5μm以上、或1μm以上。若第2功能层13的膜厚为0.5μm以上,则能够得到可防止生产工序中的划痕的硬度。从实现进一步的薄膜化的方面出发,第2功能层13的膜厚的上限优选为8μm以下、5μm以下、4μm以下、或3μm以下。第2功能层13的膜厚可以通过与第1功能层12相同的方法求出。
第2功能层13包含树脂和紫外线吸收剂。但是,在第1功能层12包含紫外线吸收剂的情况下,也可以不包含紫外线吸收剂。第2功能层13也可以进一步包含抗粘连剂,其用于防止在将光学膜10缠绕成卷状时光学膜10彼此的粘贴。作为第2功能层13中包含的树脂,包含聚合性化合物的聚合物。除了聚合性化合物的聚合物以外,树脂还可以包含溶剂干燥型树脂或热固性化合物。
第2功能层13中的紫外线吸收剂的浓度优选低于第1功能层12中的紫外线吸收剂的浓度。通过使第2功能层13中的紫外线吸收剂的浓度低于第1功能层12中的紫外线吸收剂的浓度,能够降低紫外线吸收剂的渗出,能够进一步提高第2功能层13的表面的耐擦伤性。
作为构成第2功能层13的聚合性化合物,可以举出聚合性单体、聚合性低聚物、或聚合性预聚物,可以将它们适当调整来使用。作为聚合性化合物,优选聚合性单体与聚合性低聚物或聚合性预聚物的组合。
作为聚合性单体,可以举出例如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等包含羟基的单体、或乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类。
作为聚合性低聚物,优选2官能以上的多官能低聚物,优选聚合性官能团为3个(3官能)以上的多官能低聚物。作为上述多官能低聚物,可以举出例如聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
聚合性预聚物的重均分子量超过1万,作为重均分子量,优选1万以上8万以下、更优选1万以上4万以下。重均分子量超过8万的情况下,由于粘度高而涂布适应性降低,所得到的透光性树脂的外观有可能变差。作为多官能预聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂可以使用与在第1功能层12的栏中说明的紫外线吸收剂同样的紫外线吸收剂,因此此处省略说明。
第2功能层13可以通过使用包含聚合性化合物等的第2功能层用组合物来形成。除了聚合性化合物和紫外线吸收剂以外,第2功能层用组合物也可以包含溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂、溶剂等。另外,第2功能层用组合物可以根据需要在不损害本发明效果的范围内包含下述各种添加剂。作为这种添加剂,可以举出例如无机颗粒、抗静电剂、粘接性提高剂、流平剂、触变性赋予剂、偶联剂、增塑剂、消泡剂、填充剂、着色剂等。
第2功能层用组合物中的溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂、溶剂、流平剂等与在上述第1功能层用组合物中说明的溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂、溶剂、流平剂等相同,因此此处省略说明。
第2功能层用组合物中的聚合引发剂可以与第1功能层用组合物中的聚合引发剂相同,但优选为不同的聚合引发剂。通过使第2功能层用组合物中的聚合引发剂与第1功能层用组合物中的聚合引发剂不同,在第1功能层用组合物中可以选择容易半固化的聚合引发剂,在第2功能层用组合物中可以选择表面固化性好的聚合引发剂。
<<混合层>>
混合层14包含第1功能层12的成分和第2功能层13的成分,并与第1功能层12和第2功能层13相邻。通过形成这样的混合层14,能够提高第1功能层12与第2功能层13之间的密合性。关于混合层14是否包含第1功能层12的成分与第2功能层13的成分,可以通过飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)来确认。
若混合层14为包含第1功能层12的成分和第2功能层13的成分且与第1功能层12和第2功能层13相邻的层,则混合层14的形成方法没有特别限定。例如,混合层14可以通过在第1功能层12的表面涂布包含第1功能层12的成分和第2功能层13的成分的组合物来形成,并且,也可以通过在将第1功能层用组合物的涂膜半固化的状态下,在该涂膜的表面涂布第2功能层用组合物来形成。但是,为了进一步提高密合性且进一步实现薄型化,优选通过在将第1功能层用组合物的涂膜半固化的状态下,在该涂膜的表面涂布第2功能层用组合物来形成。需要说明的是,通过在将第1功能层用组合物的后述第1涂膜21半固化的状态下,在该第1涂膜21的表面涂布第2功能层用组合物来形成混合层的情况下,虽然其理由尚未确定,但认为第2功能层用组合物的溶剂渗透至半固化状态的涂膜中,从而聚合性化合物的成分也在半固化状态后被引入涂膜内,形成混合层。
混合层14中的第2功能层13的成分的浓度优选从第2功能层13向第1功能层12缓慢地降低。通过使混合层14具有这种浓度梯度,在第1功能层12与第2功能层13之间能够确保牢固的密合性。这种浓度梯度可以通过TOF-SIMS确认。具有这种浓度分布的混合层14可以通过在将第1功能层用组合物的涂膜半固化的状态下,在该涂膜的表面涂布第2功能层用组合物来形成。
混合层14的膜厚相对于第1功能层12、第2功能层13和混合层14的总膜厚的比例(混合层14的膜厚/(第1功能层12的膜厚+第2功能层13的膜厚+混合层14的膜厚)×100)优选为0.6%以上40%以下。若上述比例为0.6%以上,则耐久试验前的密合性(初始密合性)良好。另一方面,由于混合层比较柔软,因此若上述比例过大,则光学膜有可能变得柔软。若上述比例为40%以下,则能够抑制光学膜10的表面硬度的降低。从不仅提高初始密合性、还提高耐久试验后的密合性的方面出发,上述比例的下限优选为1%以上、3%以上、5%以上、或10%以上,从薄型化的方面出发,上述比例的膜厚的上限优选为35%以下、30%以下、或20%以下。
混合层14的膜厚优选为0.02μm以上3μm以下。若混合层14的膜厚为0.02μm以上,则初始密合性良好,另外若为3μm以下,则能够抑制光学膜10的表面硬度的降低。混合层14的膜厚越大则密合性越提高,因此,从不仅提高初始密合性、还提高耐久试验后的密合性的方面出发,混合层14的膜厚的下限优选为0.1μm以上、0.2μm以上、或0.4μm以上,从抑制光学膜10的表面硬度的降低的方面出发,混合层14的膜厚的上限更优选为2μm以下或1μm以下。混合层14的膜厚可以通过调整第1功能层12的半固化程度来调整。即,若降低第1功能层12的半固化的程度,则混合层14的膜厚变大,若提高半固化的程度,则混合层14的膜厚减小。
<<光学膜的制造方法>>
光学膜10例如可以如下制作。首先,如图4(A)所示,在透光性基材11中的一个面11A涂布第1功能层用组合物并使其干燥,形成第1涂膜21。接着,如图4(B)所示,对第1涂膜21照射紫外线等电离射线,使聚合性化合物聚合(交联),由此使第1涂膜21半固化。本说明书中的“半固化”是指,若进一步照射电离射线则固化实质上进行。
若在使第1涂膜21半固化后在第1涂膜21的表面涂布第2功能层用组合物并使其干燥,则如图5(A)所示,除了第2涂膜22以外,在第1涂膜21与第2涂膜22之间形成包含第1涂膜21的成分和第2涂膜22的成分的混合涂膜23。
接着,如图5(B)所示,对第1涂膜21、第2涂膜22和混合涂膜23照射紫外线等电离射线,使聚合性化合物聚合(交联),由此使第1涂膜21、第2涂膜22和混合涂膜23固化(例如完全固化)。本说明书中的“完全固化”是指,即使进一步照射电离射线,固化也不会实质上进行。由此,形成第1功能层12、第2功能层13和位于第1功能层12与第2功能层13之间的混合层14,因此得到光学膜10。
根据本实施方式,第1功能层12、第2功能层13和混合层14的总膜厚为1μm以上10μm以下,因此能够实现薄型化。另外,在第1功能层12和第2功能层13中的至少任一者包含紫外线吸收剂的情况下,由于在第1功能层12与第2功能层13之间形成与第1功能层12和第2功能层13相邻、并且混合层14的膜厚相对于第1功能层12、第2功能层13和混合层14的总膜厚的比例为0.6%以上40%以下的混合层14,因此能够抑制表面硬度的降低,同时能够提高第1功能层12与第2功能层13之间的密合性。
根据本实施方式,在第1功能层12和第2功能层13中的至少任一者包含紫外线吸收剂的情况下,由于在第1功能层12与第2功能层13之间形成与第1功能层12和第2功能层13相邻且膜厚为0.02μm以上1μm以下的混合层14,因此能够抑制表面硬度的降低,同时能够提高第1功能层12与第2功能层13之间的密合性。
根据本实施方式,由于透光性基材11包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、或(甲基)丙烯酸系树脂,因此透光性基材11的面内相位差Re最高也为150nm左右。由此,能够抑制隔着偏光太阳镜观察显示图像时的可见性降低。
<<<偏振片>>>
光学膜10能够组装到偏振片中使用。图6是本实施方式的偏振片的示意性结构图。如图6所示,偏振片30依次具备光学膜10、偏振元件31和保护膜32。另外,在偏振片30中,在光学膜10的透光性基材11侧设有偏振元件31,但也可以在光学膜的功能层侧设有偏振元件。
光学膜10与偏振元件31和偏振元件31与保护膜32例如可以利用水系粘接剂或紫外线固化性粘接剂贴合。
<<偏振元件>>
偏振元件31设置于透光性基材11中的与第1功能层12侧的面相反侧的面上。作为偏振元件31,可以举出利用碘或二色性色进行染色并进行了单向拉伸的聚乙烯醇系树脂膜。作为聚乙烯醇系树脂,可以使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而成的聚乙烯醇系树脂。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以举出乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物等。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,可以举出例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如,可以使用经醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩乙醛等。
<<保护膜>>
作为保护膜32,可以举出例如三乙酰纤维素系膜或(甲基)丙烯酸类树脂膜、环烯烃聚合物系膜等。
<<<图像显示装置>>>
光学膜10或偏振片30能够组装到图像显示装置中使用。图7是本实施方式的图像显示装置的示意性结构图。图7所示的图像显示装置40朝向观察者侧依次具备显示元件50、圆偏振片60、触控传感器70和盖构件80。显示元件50与圆偏振片60之间、圆偏振片60与触控传感器70之间、触控传感器70与盖构件80之间藉由粘接层91~93被粘接。本说明书中的“粘接”是包括粘合的概念。
<<<显示元件>>>
作为显示元件50,可以举出液晶元件、有机发光二极管元件(下文中,有时也称为“OLED元件”)、无机发光二极管元件、微型LED、等离子体元件等。作为有机发光二极管元件,可以使用公知的有机发光二极管元件。另外,液晶显示元件也可以是在元件内具备触控面板功能的内嵌式触控面板液晶显示元件。
<<<圆偏振片>>>
圆偏振片60具有抑制外部光反射的功能,因此,在使用OLED元件作为显示元件的情况下,圆偏振片60特别有效。圆偏振片60例如朝向观察者侧依次具备第1相位差膜61(下文中,有时也简称为“相位差膜61”)、粘接层62、第2相位差膜63(下文中,有时也简称为“相位差膜63”)、粘接层64和偏振片30。
在圆偏振片60中,光学膜10的第2功能层13相较于第1功能层12位于更靠近观察者侧。通过如此配置偏振片30,能够得到所期望的铅笔硬度、耐擦伤性。
从实现薄型化的方面出发,圆偏振片60的厚度优选为100μm以下。从强度降低带来的加工性的方面出发,圆偏振片60的厚度的下限优选为20μm以上、30μm以上、或50μm以上。另外,圆偏振片60的厚度的上限更优选为95μm以下、90μm以下、80μm以下。圆偏振片60的厚度可以如下求出:使用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄圆偏振片60的截面,在其截面的图像中测定10处圆偏振片60的厚度,求出该10处的厚度的算术平均值,由此求出。
圆偏振片60可以通过芯片切割方式或卷对面板方式中的任一方式组装到图像显示装置中。芯片切割方式为下述方式:根据图像显示装置的尺寸,从卷状的圆偏振片中切割出规定尺寸的圆偏振片,藉由粘接层贴附至玻璃等盖构件上。另外,卷对面板方式为下述方式:在图像显示装置的制造线中送出卷状的圆偏振片,同时进行切断,藉由粘接层贴合至玻璃等盖构件上。
<<第1的相位差膜>>
作为相位差膜61,可以使用正C板或λ/4相位差膜。
<正C板>
正C板是在将面内方向的折射率设为nx、ny、厚度方向的折射率设为nz时,满足nx≒ny<nz的关系的膜。通过配置正C板,能够改善相对于显示画面的法线方向从倾斜方向观察时的色调。正C板可以由例如垂直取向的液晶层构成。
<λ/4相位差膜>
λ/4相位差膜是指对于规定光的波长(通常为可见光区域)具备膜的面内相位差为约1/4的特性的膜。通过配置λ/4相位差膜,能够将线性偏振光转换为圆偏振光,或将圆偏振光转换为线性偏振光。
作为λ/4相位差膜,可以举出具有正的波长色散性的λ/4相位差膜或具有负的波长色散性的λ/4相位差膜。具有正的波长色散性的λ/4相位差膜是具有波长越长而相位差越小的性质的膜,具有负的波长色散性的λ/4相位差膜是具有波长越长而相位差越大的性质的膜。
具有正的波长色散性的λ/4相位差膜可以通过一边调整拉伸倍率一边对树脂膜进行拉伸而得到。作为构成用于得到λ/4相位差膜的树脂膜的树脂,可以举出例如环烯烃系树脂、纤维素系树脂等。具有负的波长色散性的λ/4相位差膜例如可以通过聚碳酸酯系树脂、具有芳香族结构的树脂而得到。
<<粘接层>>
粘接层62、64能够由包含聚合性化合物的液态的电离辐射固化性粘接剂(例如OCR:光学透明树脂)的固化物或粘合剂(例如,OCA:光学透明胶)构成。粘接层62、64的膜厚优选为0.5μm以上50μm以下。
<<第2相位差膜>>
在相位差膜61为正C板的情况下,作为相位差膜63,可以使用具有负的波长色散性(逆波长色散性)的λ/4相位差膜,另外在相位差膜61为λ/4相位差膜的情况下,可以使用λ/2相位差膜。
<具有负的波长色散性的λ/4相位差膜>
作为具有负的波长色散性的λ/4相位差膜,与在上述λ/4相位差膜的栏中说明的具有负的波长色散性的λ/4相位差膜相同,因此,此处省略说明。
<λ/2相位差膜>
λ/2相位差膜是指对于规定光的波长(通常为可见光区域)具备膜的面内相位差为约1/2的特性的膜。通过除了λ/4相位差膜以外还配置λ/2相位差膜,能够在宽波段转换成圆偏振光。
λ/2相位差膜可以通过一边调整拉伸倍率一边对树脂膜进行拉伸而得到。作为构成用于得到λ/2相位差膜的树脂膜的树脂,可以举出例如聚碳酸酯系树脂、环烯烃聚合物系树脂等。
<<<触控传感器>>>
作为触控传感器70,可以使用公知的触控传感器。作为触控传感器70的种类没有特别限定,可以使用例如静电电容方式的触控传感器。触控传感器70配置于圆偏振片60与盖构件80之间,但也可以配置于显示元件50与圆偏振片60之间。
<<<盖构件>>>
盖构件80的表面80A为图像显示装置40的表面40A。盖构件80可以为盖玻片或由树脂构成的盖膜。在图像显示装置40具有弯曲性的情况下,盖构件80优选由具有弯曲性的玻璃或具有弯曲性的树脂构成。作为具有弯曲性的树脂,可以举出例如聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或聚萘二甲酸乙二醇酯树脂)、或将这些树脂混合2种以上得到的混合物等。
<<<粘接层>>>
粘接层91~93能够由包含聚合性化合物的液态的电离辐射固化性粘接剂(例如OCR:光学透明树脂)的固化物或粘合剂(例如,OCA:光学透明胶)构成。
OLED元件有可能因外部光等而劣化。因此,目前,在使用OLED元件的图像显示装置中,希望抑制OLED元件的劣化。另外,OLED元件发出被称为蓝光的光。蓝光是波长380nm~500nm的波长区域的光,具有接近紫外线的性质,具有强的能量,因此据称通过在角膜或晶状体未被吸收而到达视网膜,会导致视网膜损伤、眼睛疲劳、对睡眠造成不良影响等。因此,目前希望屏蔽蓝光。根据本实施方式,在显示元件50为OLED元件的情况下,在相较于OLED元件更靠近观察者侧具备包含紫外线吸收剂的第1功能层12,因此能够利用第1功能层12吸收外部光中的紫外线。由此,能够抑制OLED元件的由外部光导致的劣化。另外,能够吸收从OLED元件发出的紫外线,因此能够屏蔽蓝光。
根据本实施方式,在显示元件50为OLED元件的情况下,在相较于OLED元件更靠近观察者侧具备包含芝麻酚型苯并三唑系化合物和吲哚系化合物中的至少任一种的第1功能层12,因此能够利用第1功能层12吸收外部光中的紫外线。由此,能够抑制OLED元件的由外部光导致的劣化,并且能够屏蔽从OLED元件发出的蓝光。
根据本实施方式,在相较于偏振元件31更靠近观察者侧具备包含吸收紫外线的紫外线吸收剂的第1功能层12,因此,在显示元件50为OLED元件的情况下,不仅是OLED元件,还能够抑制偏振元件31的由外部光导致的劣化。
在粘接层包含上述紫外线吸收剂的情况下,也能够抑制OLED元件的由外部光导致的劣化,并且能够屏蔽蓝光,但若粘接层包含紫外线吸收剂,则粘接力容易降低。因此,难以实现粘接层的薄膜化。另外,根据圆偏振片等的构成,有时也改变粘接层的种类,因此需要针对每种粘接层来包含紫外线吸收剂。与此相对,本实施方式中,在使压痕硬度为50MPa以上600MPa以下的第1功能层12包含紫外线吸收剂的情况下,能够实现第1功能层12的薄膜化。另外,由于第1功能层12中包含紫外线吸收剂,因此即便根据圆偏振片60等的构成改变粘接层的种类,也能以第1功能层12应对。
[第2实施方式]
以下,参照附图对本发明的第2实施方式的光学膜和图像显示装置进行说明。图8是本实施方式的光学膜的示意性结构图,图9是图8的光学膜的局部放大图,图10是用于特定测定面内相位差的位置的样品的俯视图。图11和图12是示意性地示出本实施方式的光学膜的制造工序的图。
<<<<光学膜>>>>
图8所示的光学膜100具备透光性基材101和功能层102。功能层102包含含有氮原子的紫外线吸收剂。图8所示的功能层102与透光性基材101相邻,但也可以在透光性基材101与功能层102之间设有其他功能层。
图8所示的光学膜100的表面100A为功能层102的表面102A。但是,在功能层的表面形成有其他功能层的情况下,光学膜的表面为其他功能层的表面。本说明书中的“功能层的表面”是指功能层中的与透光性基材侧的面相反侧的面。
光学膜100的厚度(总厚度)、光谱透射率、黄色指数、总光线透射率、雾度值、铅笔硬度等物性值及其测定方法、柔性及其评价方法、以及光学膜100的用途和尺寸与光学膜10的厚度、光谱透射率、黄色指数、总光线透射率、雾度值、铅笔硬度等物性值及其测定方法、柔性及其评价方法、以及光学膜10的用途和尺寸相同,因此此处省略说明。
<<<透光性基材>>>
作为透光性基材101,为具有透光性的基材。作为透光性基材101没有特别限定,从提高透光性基材101与功能层102的密合性的方面出发,可以是在形成功能层102时功能层102的成分(例如聚合性化合物)会进入的渗透性基材。
作为构成透光性基材的材料没有特别限定,可以举出例如乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚醚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚偏二氯乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂等透光性树脂或这些的混合物。如第1实施方式中说明的那样,即便在隔着偏光太阳镜观察显示图像的情况下也能够抑制可见性的降低,因而优选乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂或(甲基)丙烯酸类树脂。另外,从柔性的方面出发,更优选聚酰亚胺系树脂、聚酰胺系树脂。透光性基材可以根据需要添加增塑剂、紫外线吸收剂、易滑剂等各种添加剂。
乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂在第1实施方式中进行了说明,因此此处省略说明。
作为聚酯系树脂,可以举出例如以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)中的至少一种为构成成分的树脂等。在使用聚酯系树脂的情况下,已知具有若照射紫外光则被激发而发出荧光的性质。这种荧光有时会对显示面的色调产生影响,但在光学膜10的情况下,如上所述,波长380nm以下的光大体上被屏蔽,因此即便将聚酯系树脂用于透光性基材11,也能够良好地防止荧光产生。
作为聚烯烃系树脂,可以举出例如聚乙烯、聚丙烯等。作为聚碳酸酯系树脂,可以举出例如以双酚类(双酚A等)为基础的芳香族聚碳酸酯、二乙二醇双烯丙基碳酸酯等脂肪族聚碳酸酯等。
聚酰亚胺系树脂可以为脂肪族的聚酰亚胺系树脂,但优选为包含芳香环的芳香族系聚酰亚胺树脂。芳香族系聚酰亚胺树脂在四羧酸成分和二胺成分中的至少一者包含芳香环。
聚酰亚胺系树脂可以在其一部分中包含聚酰胺结构。作为可以包含的聚酰胺结构,可以举出例如包含偏苯三酸酐之类的三羧酸残基的聚酰胺酰亚胺结构、或包含对苯二甲酸之类的二羧酸残基的聚酰胺结构。聚酰胺系树脂是不仅包括脂肪族聚酰胺、还包括芳香族聚酰胺(芳族聚酰胺)的概念。
透光性基材101的厚度(包括对光学膜100要求柔性时的透光性基材101的厚度)和厚度的测定方法、以及表面处理与透光性基材11的厚度和厚度的测定方法、以及表面处理相同,因此此处省略说明。需要说明的是,在透光性基材101包含聚酯系树脂且对光学膜100要求柔性的情况下,透光性基材101的厚度与包含环烯烃聚合物系树脂的透光性基材11的厚度相同。
在透光性基材101包含聚酯系树脂的情况下,透光性基材101内的聚合物均匀时柔性优异。在透光性基材101包含聚酯系树脂的情况下,为了获得物理强度,拉伸是不可欠缺的,因此为了使聚合物状态尽可能均匀,可以通过在纵横方向以大致相倍率利用逐次或同时双向拉伸进行制造。其结果,得到面内相位差小于现有的包含聚酯系树脂的透光性基材的包含聚酯系树脂的透光性基材。包含聚酯系树脂的透光性基材中的“面内相位差小”是指,在包含聚酯系树脂的透光性基材的厚度为10μm以上90μm以下的范围内,面内相位差为1500nm以下,优选为1200nm以下、更优选为1000nm以下、进一步优选为800nm以下。需要说明的是,为了改善作为包含双向拉伸聚酯系树脂的透光性基材的物理特性,面内相位差不宜过小,优选为200nm以上、进一步优选为400nm以上。
在透光性基材101包含聚酯系树脂的情况下,透光性基材101的面内相位差可以利用在透光性基材的面内折射率最大的方向即慢轴方向的折射率nx、在上述面内与上述慢轴方向正交的方向即快轴方向的折射率ny、和透光性基材的厚度t(nm)由下述数学式(4)表示。由下述数学式(4)可知,通过使面内相位差小,取向性的程度低,因此具有能够良好地获得耐弯折性的倾向。面内相位差(Re)例如可以通过大塚电子公司制造的商品名“RETS-100”、王子计测机器公司制造的商品名“KOBRA-WR”、“PAM-UHR100”来测定。
面内相位差(Re)=(nx-ny)×t…(4)
在使用RETS-100测定上述Re的情况下,可以按照以下步骤测定。首先,为了使RETS-100的光源稳定,点亮光源后放置60分钟以上。之后,选择旋转检偏振器法,并且选择θ模式(角度方向相位差测定模式)。通过选择该θ模式,载台成为倾斜旋转载台。
接着,将以下的测定条件输入RETS-100。
(测定条件)
·延迟测定范围:旋转检偏振器法
·测定光斑直径:
·倾斜角度范围:-40°~40°
·测定波长范围:400nm~800nm
·样品(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的平均折射率:1.617
·厚度:利用SEM或光学显微镜另行测定的厚度
接着,不在该装置中设置样品,得到背景数据。装置为封闭系统,每次点亮光源则实施该操作。
之后,在该装置内的载台上设置样品。样品的形状可以为任何形状,例如可以为长方形状。样品的尺寸也可以为50mm×50mm。在存在多个样品的情况下,需要全部以相同的朝向设置。例如,为了全部以相同的朝向设置样品,优选预先在全部样品标有标记。
在设置样品后,在温度23±5℃和相对湿度50±20%的环境下,在XY平面上使载台旋转360°,测定快轴和慢轴。测定结束后,选择慢轴。之后,以慢轴为中心,载台一边倾斜到设定的角度范围一边进行测定,以10°间隔得到设定倾斜角度范围和设定波长范围的数据(Re)。面内相位差Re是用入射角0°和波长589nm的光测定时的值。面内相位差Re是在位置不同的5个点进行测定的。具体而言,首先,如图10所示画出通过样品S2的中心A1的2条正交的假想线IL1、IL2。若画出该假想线IL1、IL2,则样品被分成4个区划。然后,在各区画设定与中心A1为等距离的1个点、合计设定4个点A2~A4,利用中心A1和点A2~A4的合计5个点进行测定。然后,将5个点的测定值中除去最大值和最小值后的3个点的算术平均值作为面内相位差Re。
另外,为了进一步改善物理特性,优选除了面内方向的双折射外还考虑与膜厚方向的双折射的平衡。作为其指标,有Nz系数。Nz系数受到透光性基材内部的结晶性及取向性的影响,因此与透光性基材整体的特性有关。例如在为聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下,Nz系数通常为2~4,本发明中为5以上、进一步优选为8以上、最优选为10以上。Nz系数的上限为80左右、优选为70以下、最优选为50以下。在将透光性基材的厚度方向的折射率设为nz时,Nz系数由下述数学式(5)表示。需要说明的是,下述数学式(5)中的nx和ny与上述数学式(4)的nx和ny相同。
Nz系数=(nz-nx)/(ny-nx)…(5)
<<<功能层>>>
图8所示的功能层102为单层结构,但也可以为2层以上的多层结构。另外,功能层102是作为硬涂层发挥功能的层。但是,功能层102也可以为具有其他功能的层。本实施方式中的“硬涂层”是指压痕硬度大于透光性基材的压痕硬度的层。
功能层102的膜厚为1μm以上10μm以下。通过使功能层102的膜厚在该范围内,能够实现薄型化。该膜厚的上限可以为9μm以下、8μm以下、或7μm以下。
关于本实施方式中的“功能层的膜厚”,通过显微镜图像的对比度差而能够识别透光性基材与功能层的界面线,因此是指该界面线至功能层的表面的距离。关于功能层的膜厚,可以使用扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)等拍摄功能层的截面,在其截面的图像中测定10处功能层的膜厚,求出该10处的膜厚的算术平均值,由此可以求出。截面照片的具体拍摄方法与第1实施方式中记载的截面照片的拍摄方法相同,因此此处省略说明。
在功能层102中,通过飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)在功能层102的深度方向D1测定二次离子的强度时,相对于包含功能层102的表面102A的厚度0.3μm的第1区域102C(参照图9)中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU1,包含在功能层102的深度方向D1上将功能层102等分的等分线IL(参照图9)的厚度0.3μm的第2区域102D(参照图9)中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU2之比(IU2/IU1)为1.1以上4.0以下,并且,相对于第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU2,包含功能层102的背面102B的厚度0.3μm的第3区域102E(参照图9)中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU3之比(IU3/IU2)为1.2以上4.0以下。若IU2/IU1为1.1以上,则第1区域102C中包含的紫外线吸收剂不会过多,因此能够进一步抑制表面硬度或耐擦伤性的降低,并且能够进一步抑制紫外线吸收剂的析出。另外,若IU2/IU1为4.0以下,则在第1区域102C与第2区域102D之间难以形成极端的紫外线吸收剂的浓度差,因此能够抑制相较于第1区域102C包含更多紫外线吸收剂的第2区域102D变得过软,能够抑制表面硬度的降低及在耐久试验时由于第1区域102C与第2区域102D之间的热收缩差而产生的裂纹。若IU3/IU2为1.2以上,则第2区域102D中包含的紫外线吸收剂不会过多,因此能够进一步抑制紫外线吸收剂的析出。若IU3/IU2为4.0以下,则在第2区域102D与第3区域102E之间难以形成极端的紫外线吸收剂的浓度差,因此能够抑制相较于第2区域102D包含更多紫外线吸收剂的第3区域102E变得过软,能够抑制表面硬度的降低及在耐久试验时由于第2区域102D与第3区域102E之间的热收缩差而产生的裂纹。IU2/IU1的下限更优选为1.2以上、1.3以上、或1.4以上,上限更优选为3.5以下、3.0以下、2.5以下、2.0以下、或1.6以下。另外,IU3/IU2的下限更优选为1.3以上、1.4以上、1.6以上、或2.0以上,上限更优选为3.5以下、3.2以下、2.8以下、2.6以下、或2.5以下。
相对于第1区域102C中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU1,第3区域102E中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU3之比(IU3/IU1)优选为1.5以上6.5以下。若IU3/IU1为1.5以上,则第1区域102C中包含的紫外线吸收剂不会过多,因此能够进一步抑制表面硬度或耐擦伤性的降低,并且能够进一步抑制紫外线吸收剂的析出。另外,若IU3/IU1为6.5以下,则能够抑制第3区域102E变得过软,能够抑制表面硬度的降低。IU3/IU1的下限更优选为1.8以上、2.0以上、或2.2以上,上限更优选为6.2以下、6.0以下、或5.8以下。
利用TOF-SIMS的深度剖析的横轴为深度,但由于该深度是由功能层的蚀刻速度换算的深度,因此由上述截面照片求出的功能层的膜厚和各区域的厚度有时也与深度剖析上的功能层的膜厚和各区域未必一致。上述“在功能层的深度方向上将功能层等分的等分线”是在功能层的深度方向上将功能层的膜厚等分的假想线,基于由上述深度剖析求出的功能层的膜厚求出,并且,上述“功能层的背面”是上述深度剖析中的透光性基材来源的二次离子的强度与紫外线吸收剂来源的二次离子的强度的交点。另外,“第1区域的厚度”、“第2区域的厚度”、“第3区域的厚度”也是由上述深度剖析求出的厚度。另外,只要不特别提及,则本说明书中的“二次离子的强度”是指,在各区域中在深度不同的至少3处测定的强度的算术平均值。另外,上述等分线IL在与深度方向D1正交的方向D2(参照图9)上延伸,第2区域102D设定成上述等分线IL位于第2区域102D的中央。
上述二次离子强度的测定可以使用飞行时间型二次离子质谱仪(例如,ION-TOF公司制造的TOF.SIMS5)进行。具体而言,首先,按照一次离子照射到功能层的表面的方式,将切割成10mm×10mm尺寸的光学膜设置于飞行时间型二次离子质谱仪的试样室。然后,对功能层的表面照射一次离子,测定第1区域、第2区域和第3区域中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度。需要说明的是,由于含有氮原子的紫外线吸收剂含有氮原子,因此CN-作为紫外线吸收剂来源的二次离子被检测出。另外,在含有氮原子的紫外线吸收剂为苯并三唑系化合物的情况下,CN-、C6H4N3 -作为紫外线吸收剂来源的二次离子被检测出。
在使用上述TOF.SIMS5测定紫外线吸收剂来源的二次离子的强度时,例如,可以在下述测定条件下进行。需要说明的是,如测定条件中记载的那样使用了Ar气体簇离子束作为蚀刻离子,但通过使用Ar气体簇离子束,在有机物的结构物中能够进行低损伤的蚀刻。
·二次离子极性:负
·质量范围(m/z):0~3000
·光栅尺寸:200μm□
·扫描数:1次扫描/循环
·像素数(1边):128像素
·测定真空度(样品导入前):4×10-7Pa以下
·带电中和:有
·后段加速:10kV
·一次离子:Bi3 ++
·一次离子加速电压:30kV
·脉冲宽度:11.3ns
·聚束:有(高质量分辨率测定)
·蚀刻离子:Ar气体簇离子束(Ar-GCIB)
·蚀刻离子加速电压:20kV
·Ar簇大小(中央值):约1400
在功能层102中,优选的是,第1区域102C中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU1(min)小于第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU2(min),并且第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU2(min)小于第3区域102E中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU3(min)。在功能层102中,通过具有这种关系,紫外线吸收剂从功能层102的表面102A向背面102B慢慢地增多,因此能够抑制紫外线吸收剂产生极端的浓度差,能够进一步抑制在耐久试验时功能层102产生裂纹。
在功能层102中,优选的是,第1区域102C中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最大强度IU1(max)小于第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU2(min),并且,第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最大强度IU2(max)小于第3区域102E中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU3(min)。在功能层102中,通过具有这种关系,紫外线吸收剂从功能层102的表面102A向背面102B慢慢地增多,因此能够抑制紫外线吸收剂产生极端的浓度差,能够进一步抑制在耐久试验时功能层102产生裂纹。
在功能层102中,优选的是,第1区域102C中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU1(min)小于功能层102中的第1区域102C的透光性基材11侧的边界102C1至背面102B的第4区域102F中的紫外线吸收剂来源的二次离子的最小强度IU4(min)。在功能层102中,通过具有这种关系,在功能层102中,第1区域102C中的紫外线吸收剂最少,因此能够进一步抑制紫外线吸收剂的析出、表面硬度的降低、和耐擦伤性的降低。
功能层102可以如后所述包含含氟原子的化合物,但在功能层102包含含氟原子的化合物的情况下,优选的是,通过TOF-SIMS测定的第1区域102C中的含氟原子的化合物来源的二次离子的强度IF1大于第2区域102D和第3区域102E中的含氟原子的化合物来源的二次离子各自的强度IF2、IF3。即,含氟原子的化合物偏在于功能层102的表面102A侧(第1区域102C)。通过使上述强度IF1大于上述强度IF2、IF3,含氟原子的化合物在功能层102的第1区域102C中多,因此能够抑制紫外线吸收剂析出到表面102A。
相对于第2区域102D和第3区域102E中的含氟原子的化合物来源的二次离子的强度IF2、IF3,第1区域102C中的含氟原子的化合物来源的二次离子的强度IF1之比(IF1/IF2、IF1/IF3)优选分别为30以上。若IF1/IF2和IF1/IF3分别为30以上,则能够进一步抑制紫外线吸收剂析出到表面102A。IF1/IF2和IF1/IF3的下限分别更优选为40以上、50以上、60以上、或70以上。
功能层102可以如后所述包含含硅原子的化合物,但在功能层102包含含硅原子的化合物的情况下,优选的是,通过TOF-SIMS测定的第1区域102C中的含硅原子的化合物来源的二次离子的强度IS1大于第2区域102D和第3区域102E中的含硅原子的化合物来源的二次离子各自的强度IS2、IS3。即,含硅原子的化合物偏在于功能层102的表面102A侧(第1区域102C)。通过使上述强度IS1大于上述强度IS2、IS3,含硅原子的化合物在功能层102的第1区域102C中多,因此能够抑制紫外线吸收剂析出到表面102A。
相对于第2区域102D和第3区域102E中的含硅原子的化合物来源的二次离子的强度IS2、IS3,第1区域102C中的含硅原子的化合物来源的二次离子的强度IS1之比(IS1/IS2、IS1/IS3)优选分别为3以上。若IS1/IS2和IS1/IS3分别为3以上,则能够进一步抑制紫外线吸收剂析出到表面102A。IS1/IS2和IS1/IS3的下限分别更优选为5以上、10以上、或15以上。
基于TOF-SIMS的含氟原子的化合物来源的二次离子的强度和含硅原子的化合物来源的二次离子的强度可以通过与上述紫外线吸收剂来源的二次离子的强度相同的方法进行测定。需要说明的是,由于含氟原子的化合物包含氟原子,因此F-作为含氟原子的化合物来源的二次离子被检测出。另外,由于含硅原子的化合物包含硅原子,因此SiO2 -作为含硅原子的化合物来源的二次离子被检测出。
功能层102的压痕硬度优选为75MPa以上1000MPa以下。若功能层102的压痕硬度为75MPa以上,则能够得到所期望的铅笔硬度,另外若为1000MPa以下,则能够抑制裂纹产生。功能层102的压痕硬度的下限更优选为100MPa以上、150MPa以上、或200MPa以上。另外,功能层102的压痕硬度的上限更优选为900MPa以下、750MPa以下、或600MPa以下。功能层102的压痕硬度通过第1实施方式中记载的方法进行测定。
功能层102包含树脂和含有氮原子的紫外线吸收剂。除了树脂和紫外线吸收剂以外,功能层102也可以包含含氟原子的化合物、含硅原子的化合物、聚合引发剂。
<树脂>
作为功能层102中包含的树脂,包含聚合性化合物的聚合物(固化物)。除了聚合性化合物的聚合物以外,树脂还可以包含溶剂干燥型树脂或热固性化合物。聚合性化合物与第2功能层13的栏中记载的聚合性化合物相同,因此此处省略说明。溶剂干燥型树脂或热固性化合物与第1功能层12的栏中记载的溶剂干燥型树脂或热固性化合物相同,因此此处省略说明。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂与第1实施方式中记载的紫外线吸收剂相同,因此此处省略说明。
<含氟原子的化合物>
含氟原子的化合物只要是包含氟原子的化合物就没有特别限定。作为含氟原子的化合物,可以举出例如氟系流平剂等。通过使用氟系流平剂,能够利用高流平性赋予平滑性、再涂性。作为氟系流平剂的市售品,可以举出例如F-555(DIC株式会社制造)、F-568(DIC株式会社制造)、Ftergent(注册商标)683(NEOS株式会社制造)。
<含硅原子的化合物>
含硅原子的化合物只要是包含硅原子的化合物就没有特别限定。作为含硅原子的化合物,可以举出例如二氧化硅颗粒或硅系流平剂等。在使用二氧化硅颗粒的情况下,能够对功能层102赋予易滑性。
二氧化硅颗粒的平均粒径优选为1nm以上1000nm以下。若二氧化硅颗粒的平均粒径为1nm以上,则能够容易地制造二氧化硅颗粒,另外若为1000nm以下,则能够赋予易滑性,并且能够维持高透明性。关于二氧化硅颗粒的平均粒径,由使用透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)以倍率4万倍~20万倍拍摄的二氧化硅颗粒的截面图像测定20个二氧化硅颗粒的粒径,为20个二氧化硅颗粒的粒径的算术平均值。
功能层102可以使用一种组合物形成,也可以使用两种以上的组合物形成。在使用两种以上的组合物形成功能层102的情况下,例如,可以使用包含聚合性化合物和含有氮原子的紫外线吸收剂的功能层用第1组合物和包含聚合性化合物的功能层用第2组合物形成。
<功能层用第1组合物>
功能层用第1组合物包含上述聚合性化合物和紫外线吸收剂等,除此以外,也可以根据需要包含聚合引发剂、溶剂、流平剂等。聚合引发剂、溶剂、流平剂与第1实施方式中记载的聚合引发剂、溶剂、流平剂相同,因此此处省略说明。
<功能层用第2组合物>
功能层用第2组合物包含上述聚合性化合物等,除此以外,也可以包含上述含氟原子的化合物、上述含硅原子的化合物、上述溶剂干燥型树脂、上述热固性化合物、聚合引发剂、溶剂等。另外,功能层用第2组合物也可以根据需要在不损害本发明效果的范围内包含下述各种添加剂。作为这种添加剂,可以举出例如抗静电剂、粘接性提高剂、触变性赋予剂、偶联剂、增塑剂、消泡剂、填充剂、着色剂等。
功能层用第2组合物中的聚合引发剂可以与功能层用第1组合物中的聚合引发剂相同,但优选不同。通过使功能层用第2组合物中的聚合引发剂与功能层用第1组合物中的聚合引发剂不同,能够在功能层用第1组合物中选择容易半固化的聚合引发剂,在功能层用第2组合物中选择表面固化性好的聚合引发剂。
<<光学膜的制造方法>>
光学膜100例如可以如下制作。首先,如图11(A)所示,在透光性基材101中的一个面101A涂布功能层用第1组合物并使其干燥,形成第1涂膜111。接着,如图11(B)所示,对第1涂膜111照射紫外线等电离射线,使聚合性化合物聚合(交联),从而使第1涂膜111半固化。
在使第1涂膜111半固化后,在第1涂膜111的表面涂布功能层用第2组合物并使其干燥,则如图12(A)所示,除了第2涂膜112以外,在第1涂膜111与第2涂膜112之间形成包含第1涂膜111的成分和第2涂膜112的成分的混合涂膜113。对于混合涂膜113,虽然理由尚未确定,但认为是功能层用第2组合物的溶剂渗透至半固化状态的第1涂膜111,从而聚合性化合物的成分也被引入半固化状态的第1涂膜111内,由此形成。
接着,如图12(B)所示,对第1涂膜111、第2涂膜112和混合涂膜113照射紫外线等电离射线,使聚合性化合物聚合(交联),由此使第1涂膜111、第2涂膜112和混合涂膜113固化(例如完全固化)。此处,若使第1涂膜111、第2涂膜112和混合涂膜113固化,则各自的界面消失,形成1层功能层102。
根据本实施方式,在功能层102的膜厚为1μm以上10μm以下、并且功能层102包含含有氮原子的紫外线吸收剂的光学膜100中,相对于第1区域102C中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU1,第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU2之比(IU2/IU1)为1.1以上4.0以下,因此功能层102的表面102A附近的紫外线吸收剂减少。另外,相对于第2区域102D中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU2,第3区域102E中的紫外线吸收剂来源的二次离子的强度IU3之比(IU3/IU2)为1.2以上4.0以下,因此在功能层102的第1区域102C~第3区域102E中能够抑制产生紫外线吸收剂的极端的浓度差,能够抑制在耐久试验时功能层102产生裂纹。由此,能够得到在实现薄型化的同时具有良好的表面硬度、良好的耐擦伤性和良好的耐久性的光学膜100。需要说明的是,本说明书中的“良好的表面硬度”是指至少在光学膜100的加工时不产生划痕的程度的表面硬度,并且,“良好的耐擦伤性”是指至少在光学膜100的加工时至少不产生划痕的程度的耐擦伤性。
<<<偏振片和图像显示装置>>>
光学膜100可以与光学膜10同样地组装到偏振片或图像显示装置中使用。图13是本实施方式的偏振片的示意性结构图,图14是本实施方式的图像显示装置的示意性结构图。图13所示的偏振片120或图14所示的图像显示装置130具备光学膜100。需要说明的是,在图13和图14中,带有与图6和图7相同的符号的构件与图6和图7中所示的构件相同,因此省略说明。
[第3实施方式]
以下,参照附图对本发明的第3实施方式的偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、偏振片和图像显示装置进行说明。图16是本实施方式的偏振元件保护膜用转印体的示意性结构图,图17~图19是示意性地示出本实施方式的偏振元件保护膜用转印体的制造工序的图。图20是本实施方式的图像显示装置的示意性结构图。
<<<<<偏振元件保护膜和偏振元件保护膜用转印体>>>>>
图16所示的偏振元件保护膜用转印体140具备用于保护偏振元件的偏振元件保护膜150、和层积于偏振元件保护膜150的防粘膜160。
<<<<偏振元件保护膜>>>>
偏振元件保护膜150不具备基材,即为无基材的膜。本实施方式中的“基材”是指用于形成偏振元件保护膜的支撑体,并且是在偏振元件保护膜的使用时也存在于偏振元件保护膜中的膜或片。作为基材,可以举出例如在透光性基材101的栏中说明的基材或玻璃基材。需要说明的是,防粘膜160在偏振元件保护膜的使用时被剥离,因此不视为基材。
从实现薄型化的方面出发,偏振元件保护膜150的厚度优选为20μm以下。从低透湿性的方面出发,偏振元件保护膜150的厚度的下限优选为1μm以上、2μm以上、或3μm以上。另外,从实现进一步的薄型化的方面出发,偏振元件保护膜150的厚度的上限优选为15μm以下、13μm以下、或10μm以下。偏振元件保护膜150的厚度可以如下求出:使用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄偏振元件保护膜150的截面,在其截面的图像中测定10处偏振元件保护膜150的厚度,求出该10处的厚度的算术平均值,由此求出。
截面照片的具体拍摄方法如下所述。首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm的偏振元件保护膜进行包埋而制作块(block),利用一般的切片制作方法从该块切割出没有孔等的均匀的、厚度70nm~300nm左右的切片。切片的制作使用“Ultramicrotome EM UC7”(Leica Microsystems株式会社)等。然后,将该没有孔等的均匀切片被切出后残留的块作为测定样品。之后,使用扫描型电子显微镜(SEM)(产品名“S-4800”、株式会社日立高新技术制造)拍摄测定样品的截面照片。在使用上述S-4800拍摄截面照片时,将检测器设为“SE”、加速电压设为“3kV”、发射电流设为“10μA”而进行截面观察。关于倍率,调节焦距,并一边观察是否可区分各层一边以100~10万倍、优选根据偏振元件保护膜的膜厚而以1000倍~1万倍适宜调节对比度和亮度。需要说明的是,为了降低厚度的测定移动,推荐以极低倍率测定偏振元件保护膜的厚度。此外,将光圈设为“光束监视光圈1”,将物镜光圈设为“2”,并且将W.D.设为“8mm”。
偏振元件保护膜150在波长589nm处的面内相位差(面内延迟、Re)优选为80nm以上220nm以下。若偏振元件保护膜150在波长589nm处的面内相位差为上述范围,则偏振元件保护膜150作为λ/4相位差膜发挥功能。从确保透射光的强度的方面出发,该面内相位差的下限更优选为85nm以上或90nm以上,从抑制虹斑的方面出发,上限更优选为180nm以下或155nm以下。本说明书中,“偏振元件保护膜的面内相位差”是指偏振元件保护膜整体的面内相位差,利用偏振元件保护膜整体进行测定。
偏振元件保护膜150的上述面内相位差可以如下测定。首先,在具有光学各向同性的玻璃(长30mm×宽30mm、厚度1mm)上粘贴粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社),进而按照第2树脂层与粘合层接触且没有折断或褶皱的方式贴合偏振元件保护膜用转印体。之后,将防粘膜从偏振元件保护膜剥离,使第1树脂层露出,得到测定样品。需要说明的是,测定样品中所用的偏振元件保护膜用转印体使用从偏振元件保护膜用转印体的中央部分切割成长40mm×宽40mm的尺寸的转印体。然后,使用相位差测定装置(产品名“KOBRA-WR”、王子计测机器株式会社制造、测定光斑:直径5mm),测定该测定样品在波长589nm处的面内相位差(延迟)。对1张测定样品测定3次,上述面内相位差为测定3次得到的值的算术平均值。
在偏振元件保护膜150被组装到圆偏振片或图像显示装置中的情况下,偏振元件保护膜150藉由粘合层或粘接层与其他膜贴合。此时,在从其他膜剥离的状态下进行上述面内相位差的测定。在从偏振元件保护膜150剥离其他膜的情况下,首先,将切割器的刀刃插入端部,将其他膜剥离。在不容易剥离的情况下,不要强行剥离,而移至下一工序。接着,重复3次在40℃的温水中浸渍10秒并取出的操作。之后,用切割器等确认粘合层或粘接层的剥离情况,根据情况,再重复3次在40℃的温水中浸渍10秒并取出的操作。之后,对于粘合层或粘接层,利用不会划伤偏振元件保护膜的工具(薄且平,但没有刀刃)将粘合层或粘接层缓慢地剥离。需要说明的是,即便无法整面剥离,只要在希望测定的部位能够剥离即可。另外,粘合层、粘接层本身为大体可以忽视面内相位差的水平,因此可以残留在偏振元件保护膜150侧。
偏振元件保护膜150的透湿度优选为600g/(m2·24h)以下。若偏振元件保护膜150的透湿度为600g/(m2·24h)以下,则能够抑制耐久试验中的偏振元件保护膜150的溶胀。本说明书中的“透湿度”是指:利用依据JIS Z0208:1976中记载的透湿度试验方法(杯式法)的方法,在温度40℃、相对湿度90%的气氛下测定的通过偏振元件保护膜24小时的水蒸气的量(g/(m2·24h))。透湿度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,偏振元件保护膜150的透湿度在将防粘膜160剥离的状态下进行测定。偏振元件保护膜150的透湿度的上限更优选为500g/(m2·24h)以下、400g/(m2·24h)以下、或300g/(m2·24h)以下。
偏振元件保护膜150的雾度值(总雾度值)优选为1%以下。若使偏振元件保护膜150的雾度值为1%以下,在将偏振元件保护膜150用于移动设备时,能够抑制屏幕发白。从进一步抑制发白的方面出发,偏振元件保护膜150的雾度值的上限更优选为0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、或0.2%以下。
偏振元件保护膜150优选的是,波长380nm处的光谱透射率小于1%,波长410nm处的光谱透射率为0.5%以上且小于30%,并且波长440nm处的光谱透射率为35%以上。若偏振元件保护膜150在波长380nm处的光谱透射率小于1%,则能够实现优异的蓝光屏蔽率。另外,若偏振元件保护膜150在波长410nm处的光谱透射率为0.5%以上,则能够抑制偏振元件保护膜150的黄色调,并且若波长410nm处的光谱透射率小于30%,则不会对透射光产生不良影响而能够实现优异的蓝光屏蔽率。若偏振元件保护膜150在波长440nm处的光谱透射率为35%以上,由于黄色指数低,因此偏振元件保护膜150本身的色调不会变成黄色,而且能够抑制可见光区域的透射率降低。从进一步抑制偏振元件保护膜150的黄色调的方面出发,偏振元件保护膜150在波长410nm处的光谱透射率的下限更优选为1%以上,从不对透射光产生不良影响而能够实现更优异的蓝光屏蔽率的方面出发,上限更优选为25%以下。从进一步抑制偏振元件保护膜150的黄色调的方面出发,偏振元件保护膜150在波长440nm处的光谱透射率的下限更优选为40%以上、或45%以上。
偏振元件保护膜150在波长420nm处的光谱透射率优选为5%以上25%以下。通过使波长420nm处的光谱透射率在该范围内,能够实现蓝光屏蔽性能的发挥、抑制着色导致的可见性降低和确保透明性。
偏振元件保护膜150的黄色指数(YI)优选为15以下。若偏振元件保护膜150的YI为15以下,则能够抑制偏振元件保护膜150的黄色调,还能适用于要求透明性的用途。本来,从确保高透明性的方面出发,YI的下限优选低,但若考虑还赋予蓝光截止性能,则更优选为1以上、2以上、3以上。但是,若YI过大,则这样会使黄色调有时变强。因此,从进一步抑制黄色调的方面出发,YI的上限更优选为10以下、7以下、或6以下。
偏振元件保护膜150的雾度值、光谱透射率、黄色指数的测定方法与光学膜10的雾度值、光谱透射率、黄色指数的测定方法相同,因此此处省略说明。在这些测定时,以将防粘膜160从偏振元件保护膜剥离的状态进行。
在对偏振元件保护膜150进行依据JIS K5600-5-1:1999的心轴试验(将样品缠绕到2mm至32mm的金属制圆柱上的试验)时,优选偏振元件保护膜150不产生裂纹(裂缝)时的圆柱的最小直径为6mm以下。若最小直径为6mm以下,则能够得到优异的柔性。在心轴试验中,按照第1树脂层为内侧的方式,将切割成50mm×50mm的尺寸且剥离了防粘膜的状态的偏振元件保护膜缠绕到圆柱上,由此进行。
在偏振元件保护膜150被组装到圆偏振片或图像显示装置中的情况下,偏振元件保护膜150藉由粘合层或粘接层与其他膜贴合,此时,利用上述方法从偏振元件保护膜150剥离其他膜后,进行透湿度、雾度值、光谱透射率、YI的测定和心轴试验。需要说明的是,即使有这种剥离工序,对各测定也没有大幅影响。
剥离了防粘膜160后的偏振元件保护膜150的表面(第1树脂层151的表面)的铅笔硬度及其测定方法与光学膜10的铅笔硬度及其测定方法相同,因此此处省略说明。
偏振元件保护膜150的用途和尺寸与光学膜10的用途和尺寸相同,因此此处省略说明。
偏振元件保护膜150具备第1树脂层151和配置于第1树脂层151的一个面侧的第2树脂层152。偏振元件保护膜150在第1树脂层151与第2树脂层152之间还具备第3树脂层153,但也可以不具备第3树脂层153。
<<<第1树脂层>>>
第1树脂层151是包含第1电离辐射固化性树脂组合物的固化物的层。第1树脂层151是作为硬涂层发挥功能的层。
第1树脂层151优选在波长360nm以上430nm以下的波长区域具有吸收起始波长。通过使用在该波长区域具有吸收起始波长的紫外线吸收剂,能够抑制从后述发光元件放出的蓝色光的吸收,并且能够抑制由紫外线导致的第2树脂层152的劣化。在上述波长区域具有吸收起始波长的第1树脂层151通过含有上述紫外线吸收剂而得到。
第1树脂层151的压痕硬度优选大于第2树脂层152的压痕硬度。通过使第1树脂层151的压痕硬度大于第2树脂层152的压痕硬度,能够实现折叠性与显示装置内部的构件难以受到损伤的耐冲击性的兼顾。
第1树脂层151的压痕硬度优选为100MPa以上600MPa以下。若第1树脂层151的压痕硬度为100MPa以上,能够得到所期望的硬度,并且能够抑制耐擦伤性的降低,另外若为600MPa以下,则能够得到柔软性优异的第1树脂层151。从得到更高的硬度的方面出发,第1树脂层151的压痕硬度的下限优选为150MPa以上,从得到更优异的柔软性的方面出发,上限优选为500MPa以下。第1树脂层151的压痕硬度通过第1实施方式中记载的方法进行测定。
第1树脂层151的膜厚优选为0.5μm以上15μm以下。若第1树脂层151的膜厚为0.5μm以上,则能够得到可防止生产工序中的划痕的硬度,另外若为15μm以下,则能够抑制弯折时或弯曲时的裂纹产生。从进一步提高硬度的方面出发,第1树脂层151的膜厚的下限更优选为1μm以上、2μm以上、或3μm以上,从进一步抑制裂纹产生的方面出发,上限更优选为18μm以下、15μm以下、或10μm以下。
第1树脂层151的膜厚通过与第1功能层12的膜厚相同的方法进行测定。需要说明的是,在测定第1树脂层的膜厚时,在进行截面观察时,能够尽可能地明确观察第1树脂层与其他层(例如第3树脂层)的界面对比度很重要。假设对比度不足、难以看到该界面的情况下,若利用四氧化锇、四氧化钌、磷钨酸等实施染色处理,则有机层间的界面容易看到,因此也可以进行这种染色处理。另外,界面的对比度为高倍率时,有时难以判明。该情况下,同时也以低倍率进行观察。例如,以2.5万倍和5万倍、5万倍和10万倍等高低2个倍率进行观察,以两倍率求出上述算术平均值,进而将其平均值作为第1树脂层的膜厚的值。
<<第1电离辐射固化性树脂组合物>>
第1电离辐射固化性树脂组合物是通过电离射线而固化的树脂组合物,至少包含构成固化物中包含的树脂的电离辐射聚合性化合物。除了电离辐射聚合性化合物以外,电离辐射固化性树脂组合物也可以包含紫外线吸收剂、溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂、溶剂等。
作为第1电离辐射固化性树脂组合物中的原料的含有比例(固体成分)没有特别限定,优选为5质量%以上70质量%以下、更优选为25质量%以上60质量%以下。
根据提高硬度、抑制固化收缩、控制折射率、和/或赋予防眩性等目的,在第1电离辐射固化性树脂组合物中可以添加现有公知的分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增稠剂、抗着色剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、粘接赋予剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂、易滑剂等。
第1电离辐射固化性树脂组合物的制备方法和固化时使用的电离射线与第1功能层用组合物的制备方法和固化时使用的电离射线相同。
<电离辐射聚合性化合物>
电离辐射聚合性化合物具有至少1个电离辐射聚合性基团。作为电离辐射聚合性化合物,可以举出电离辐射聚合性单体、电离辐射聚合性低聚物、或电离辐射聚合性预聚物,可以将它们适宜调整而使用。作为电离辐射聚合性化合物,优选电离辐射聚合性单体与电离辐射聚合性低聚物或电离辐射聚合性预聚物的组合。
(电离辐射聚合性单体)
作为电离辐射聚合性单体,优选具有2个(即,2官能)以上电离辐射聚合性官能团的多官能单体。作为电离辐射聚合性单体,可以举出导入了环氧烷改性、氨基甲酸酯改性、环氧改性或烷氧基改性等改性基团的电离辐射聚合性单体。这些之中,从获得从防粘膜的剥离性良好、而且具有粘性、并且机械强度高的保护膜的方面出发,优选环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯。作为环氧烷,可以举出甲醛、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。
这些之中,从获得良好的剥离性和耐擦伤性的方面出发,更优选环氧乙烷改性丙烯酸酯(EO改性丙烯酸酯)、环氧丙烷改性丙烯酸酯(PO改性丙烯酸酯)。此外,这些之中,由于剥离性与耐擦伤性的平衡良好,因而特别优选PO改性丙烯酸酯。
(电离辐射聚合性低聚物)
作为电离辐射聚合性低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、多氟烷基(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯等低聚物等。
(电离辐射聚合性预聚物)
作为电离辐射聚合性预聚物,优选为10000以上80000以下、更优选为10000以上40000以下。在重均分子量超过80000的情况下,粘度高,因此涂布适应性降低,所得到的偏振元件保护膜的外观有可能变差。作为电离辐射聚合性预聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、多氟烷基(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯等的预聚物等。这些之中,从提高与第2树脂层152或第3树脂层153的层间密合性的方面出发,优选氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物。
电离辐射聚合性单体与电离辐射聚合性预聚物的优选组合是,电离辐射聚合性单体为EO改性丙烯酸酯,且电离辐射聚合性预聚物为氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物。
电离辐射聚合性单体和电离辐射聚合性预聚物优选以90:10~70:30含有在第1电离辐射固化性树脂组合物中。通过以该范围使电离辐射聚合性单体和电离辐射聚合性预聚物含有在第1电离辐射固化性树脂组合物中,能够不降低硬度而提高柔软性及韧性。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂只要吸收紫外线就没有特别限定,出于上述理由,优选在波长360nm以上430nm以下的波长区域具有吸收起始波长。在紫外线吸收剂中,波长360nm以上430nm以下的波长区域内的最大吸光度优选为0.5以上。作为紫外线吸收剂,可以举出例如与第1实施方式中说明的紫外线吸收剂同样的物质。
<溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂和溶剂>
溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂和溶剂与在第1实施方式的栏中说明的溶剂干燥型树脂、热固性化合物、聚合引发剂和溶剂相同,因此此处省略说明。
<<<第2树脂层>>>
第2树脂层152是包含第2电离辐射固化性树脂组合物的固化物的层。第2树脂层152是作为λ/4相位差层发挥功能的层。
考虑到所赋予的面内相位差,第2树脂层152的膜厚可以在0.1μm以上10μm以下的范围适当调整。需要说明的是,由求出上述面内相位差的数学式(4)可知,若减小第2树脂层152的厚度,则面内相位差具有减小的倾向。关于第2树脂层的膜厚,可以使用扫描透射型电子显微镜(STEM)或透射型电子显微镜(TEM)拍摄第2树脂层的截面,在其截面的图像中测定10处第2树脂层的厚度,求出该10处的厚度的算术平均值,由此可以求出。
第2树脂层152优选波长589nm处的面内相位差(面内延迟、Re)为80nm以上220nm以下。若第2树脂层152在波长589nm处的面内相位差为上述范围,则第2树脂层152作为λ/4相位差层发挥功能。从确保透射光强度的方面出发,该面内相位差的下限更优选为85nm以上、或90nm以上,从抑制虹斑的方面出发,上限更优选为180nm以下、或155nm以下。在将第2树脂层的面内的慢轴方向的折射率设为nx、将第2树脂层的面内的与nx正交的方向的折射率设为ny、将第2树脂层的膜厚设为t(nm)时,第2树脂层的面内相位差可以由上述数学式(4)求出。
第2树脂层152也可以显示出逆色散性,但与显示出逆色散性相比,由于难以因紫外线而劣化,因此优选显示出正色散性。需要说明的是,逆色散性是指随着透射光的波长变长,赋予到透射光的相位差增大的特性,具体而言,是波长450nm处的面内相位差(Re450)与波长550nm处的面内相位差(Re550)的关系为Re450<Re550的特性。而正色散性是Re450>Re550的特性。
<<第2电离辐射固化性树脂组合物>>
第2电离辐射固化性树脂组合物是通过电离辐射而固化的树脂组合物,至少包含液晶化合物和构成固化物中包含的树脂的电离辐射聚合性化合物。但是,电离辐射聚合性化合物也可以为后述的电离辐射聚合性液晶。在液晶化合物不是电离辐射聚合性液晶化合物的情况下,需要在第2电离辐射固化性树脂组合物中进一步包含电离辐射聚合性化合物,但在液晶化合物为电离辐射聚合性液晶化合物的情况下,可以在第2电离辐射固化性树脂组合物中进一步包含电离辐射聚合性化合物,也可以不包含电离辐射聚合性化合物。除了电离辐射聚合性化合物以外,第2电离辐射固化性树脂组合物也可以包含聚合引发剂、表面活性剂、溶剂等。
<液晶化合物>
作为液晶化合物,可以举出向列型液晶化合物和近晶型液晶化合物等棒状液晶化合物、胆甾醇型液晶化合物、盘状液晶化合物。这些之中,优选棒状液晶化合物和盘状液晶化合物。
另外,液晶化合物优选为电离辐射聚合性液晶化合物。通过使液晶化合物为电离辐射聚合性液晶化合物,能够在第2树脂层中固定液晶化合物。电离辐射聚合性液晶化合物是具有电离辐射聚合性基团的液晶化合物,作为电离辐射聚合性液晶化合物,可以举出电离辐射聚合性基团为1个的单官能性液晶化合物、聚合性基团为2个以上的多官能性液晶化合物。这些之中,优选多官能性液晶化合物,更优选聚合性基团的数目为2~3个的多官能液晶化合物,进一步优选聚合性基团的数目为2个的多官能液晶化合物。
在第2树脂层152中,液晶化合物优选以垂直取向、水平取向、混合取向和倾斜取向中的任一种取向状态被固定。例如,优选棒状液晶化合物的长轴相对于相位差层的表面实质上水平。另外,优选盘状液晶化合物的圆盘面相对于膜面(光学各向异性层面)实质上垂直。
棒状液晶化合物实质上水平是指,相位差层的表面与棒状液晶化合物的指向矢所成的锐角侧的角度为0°以上20°以下的范围内。从获得所期望的相位差的方面出发,该角度更优选为0°以上10°以下的范围、进一步优选为0°以上5°以下的范围。另外,盘状液晶化合物实质上垂直是指,相位差层的表面与盘状液晶化合物的圆盘面所成的锐角侧的角度的平均值为70°以上90°以下的范围内。从获得所期望的相位差的方面出发,该角度更优选为80°以上90°以下的范围、进一步优选为85°以上90°以下的范围。
作为棒状液晶化合物,优选使用偶氮甲碱类、氧化偶氮基类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二氧六环类、二苯乙炔类、烯基环己基苯甲腈类、或这些的混合物。作为棒状液晶化合物,不仅是这些低分子液晶化合物,也可以使用高分子液晶化合物。另外,对棒状液晶化合物来说,从与树脂结合而将棒状液晶化合物固定在树脂中的方面出发,优选具有聚合性基团。棒状液晶化合物一分子中的聚合性基团的数目优选为2~3、更优选为2。若聚合性基团的数目为2以上,则能够抑制高温环境下的相位差的降低,另外若为3以下,则获得良好的取向性。另外,若聚合性基团的数目为2~3,则能够得到良好的物理特性,同时还能够赋予柔性。
作为棒状液晶化合物的具体例,可以举出下述化学式(1)~(17)所示的化合物。
[化3]
(g为2~5的整数)
[化4]
盘状液晶化合物记载于各种文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,71卷,111页(1981);日本化学会编、季刊化学总论、No.22、液晶的化学、第5章、第10章第2节(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,1794页(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,116卷,2655页(1994)等)中。盘状液晶化合物的聚合记载于日本特开平8-27284号公报中。
盘状液晶化合物优选具有电离辐射聚合性基团。例如,考虑了使作为取代基的电离辐射聚合性基团结合到盘状液晶化合物的圆盘状核上的结构,但若使电离辐射聚合性基团直接结合到圆盘状核上,则在聚合反应中难以保持取向状态。因此,优选在圆盘状核与电离辐射聚合性基团之间具有连接基团的结构。即,具有聚合性基团的盘状液晶化合物优选为下式表示的化合物。
D(-L-P)n
式中,D为圆盘状核,L为二价连接基团,P为电离辐射聚合性基团,n为1~12的整数。上式中的圆盘状核(D)、二价连接基团(L)和电离辐射聚合性基团(P)的优选具体例分别为日本特开2001-4837号公报中记载的(D1)~(D15)、(L1)~(L25)、(P1)~(P18),可以优选使用该公报中记载的内容。需要说明的是,盘状液晶化合物的相变温度优选为30℃以上300℃以下、更优选为30℃以上170℃以下。若上述相变温度为30℃以上,则涂布时的溶剂难以残存,另外若为170℃以下,则能够防止防粘膜的熔融。
另外,作为显示出逆色散性的液晶性化合物,可示例出日本特表2010-537954号公报、日本特表2010-537955号公报、日本特表2010-522892号公报、日本特表2010-522893号公报以及日本特表2013-509458号公报等各公开公报、以及日本专利第5892158号、日本专利第5979136号、日本专利第5994777号、日本专利第6015655号、日本专利6055569等各专利公报中记载的化合物或它们的混合物。例如,日本专利6055569中公开了下述化学式(18)所示的聚合性液晶化合物和下述化学式(19)所示的聚合性液晶化合物的混合物。
[化5]
[化6]
液晶化合物可以单独使用1种或者将2种以上组合使用。在单独使用1种液晶化合物的情况下,从固定于树脂中的方面出发,该液晶化合物优选为聚合性液晶化合物。另外,在将2种以上液晶化合物组合使用的情况下,从固定于树脂中的方面出发,优选至少一种为电离辐射聚合性液晶化合物,更优选全部为电离辐射聚合性液晶化合物。
相对于第1电离辐射固化性树脂组合物中的全部固体成分,第1电离辐射固化性树脂组合物中的电离辐射聚合性液晶化合物的含量优选为60质量%以上99.9质量%以下、更优选为65质量%以上98质量%以下。若电离辐射聚合性液晶化合物的含量为60质量%以上,则能够得到良好的取向性,另外若为98质量%以下,则第1电离辐射固化性树脂组合物中存在足够量的聚合引发剂,因此能够得到良好的反应性。
<电离辐射聚合性化合物>
作为电离辐射聚合性化合物,可以使用与在第1电离辐射固化性树脂组合物的栏中说明的电离辐射聚合性化合物同样的物质,因此此处省略说明。
<聚合引发剂>
作为聚合引发剂,可以使用与第1电离辐射固化性树脂组合物的栏中说明的聚合引发剂同样的物质。
从确保厚度方向的固化性的方面出发,聚合引发剂的含量优选为第1电离辐射固化性树脂组合物的总固体成分的0.01质量%以上20质量%以下、更优选为0.5质量%以上5质量%以下。
<表面活性剂>
作为表面活性剂,优选选择选自具有电离辐射聚合性基团的氟系表面活性剂和具有电离辐射聚合性基团的硅系表面活性剂中的1种以上来使用。
从获得良好的流平性和取向性的方面出发,表面活性剂的含量优选为第2电离辐射固化性树脂组合物的总固体成分的0.01质量%以上2.0质量%以下、更优选为0.1质量%以上1.0质量%以下。
<溶剂>
作为溶剂,与在第2电离辐射固化性树脂组合物的栏中说明的溶剂相同,因此此处省略说明。
从第2电离辐射固化性树脂组合物的稳定性的方面出发,第2电离辐射固化性树脂组合物中的溶剂的含量优选为第2电离辐射固化性树脂组合物中的50质量%以上90质量%以下、更优选为70质量%以上80质量%以下。
<<<第3树脂层>>>
第3树脂层153作为取向层发挥功能,用于在形成第2树脂层152时使第2电离辐射固化性树脂组合物中的液晶化合物取向为规定的方向。在形成第2树脂层152后,第3树脂层153也可以作为光学调节层发挥功能。在第3树脂层153作为光学调节层发挥功能的情况下,将第3树脂层153的折射率调整为第1树脂层151的折射率与第2树脂层152的折射率之间。通过形成具有这种折射率的第3树脂层153,能够降低在第1树脂层151与第2树脂层152的界面产生的反射,能够降低雾度。
第3树脂层153可以通过将第3树脂层用组合物涂布到第1树脂层151上并赋予取向调节力而形成取向层。第3树脂层用组合物可以从光二聚型的材料等现有公知的物质中适当选择使用。对第3树脂层153赋予取向调节力的手段可以为现有公知的手段,可以举出例如摩擦法、光取向法、赋形法等。
第3树脂层153的膜厚优选为1nm以上1000nm以下。若第3树脂层153的膜厚为1nm以上,则能够形成层,另外若为1000nm以下,则柔性良好。从能够可靠地形成层的方面出发,第3树脂层153的膜厚的下限更优选为5nm以上、10nm以上、或100nm以上,从获得优异的柔性的方面出发,上限更优选为900nm以下、800nm以下、或500nm以下。关于第3树脂层的膜厚,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)或透射型电子显微镜(TEM)拍摄第3树脂层的截面,在其截面的图像中测定10处第3树脂层的厚度,为该10处的厚度的算术平均值。
<<<防粘膜>>>
防粘膜160用于通过从偏振元件保护膜150剥离而将偏振元件保护膜150转印至后述的偏振元件。防粘膜160可以为透光性,但是在将偏振元件保护膜150转印至偏振元件后防粘膜160被剥离,因此也可以不是透光性的。
防粘膜160的厚度没有特别限定,优选为25μm以上100μm以下。若防粘膜160的厚度为25μm以上,则在通过电离辐射将第2电离辐射固化性树脂组合物固化时第1树脂层151的固化收缩的影响少,能够抑制防粘膜160产生褶皱,另外若防粘膜160的厚度为100μm以下,则能够抑制制造成本升高。
作为防粘膜160没有特别限定,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。在形成第3树脂层153时加热至100℃左右,因此若使用聚乙烯膜作为防粘膜,则有可能引起热收缩,但若为PET膜,则耐热性优异,因此,在形成第3树脂层153时也没有可能引起热收缩。另外,PET膜的平滑性也优异。
在PET膜中,适宜使用至少单面为未处理的PET膜。这种情况下,PET膜的未处理侧的面被用作剥离面。至少单面为未处理的PET膜除了与第1树脂层151的防粘性优异以外,成本也低,因此能够将偏振元件保护膜用转印体140的制造成本抑制得较低。例如,作为上述防粘膜,若使用涂布有含有硅原子的Si系防粘剂等的防粘膜,则该防粘膜的剥离性良好,另一方面,在偏振元件保护膜的转印时防粘剂的成分会转移至第1树脂层侧,第2树脂层的表面的凹凸有可能变大。与此相对,作为防粘膜160,若使用至少单面为未处理的PET膜,则在偏振元件保护膜150的转印时没有被转印到第1树脂层151的成分,因此第1树脂层151的表面的凹凸小,并且在转印后的第1树脂层151的表面难以发生水的接触角的变化。本说明书中,“至少单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜”是指具有未经表面处理的面的PET膜。因此,在至少单面为未处理的PET膜的未处理侧的面不存在用于提高剥离性的防粘剂。
作为防粘膜160,更优选一个面为未处理、在另一个面具有基底层的PET膜。若为这种PET膜,则具有不存在上述防粘剂所带来的效果,同时基底层作为抗粘连层发挥功能,因此,在将偏振元件保护膜用转印体140卷成卷状时能够抑制偏振元件保护膜用转印体140彼此的粘贴。
<<<<偏振元件保护膜和偏振元件保护膜用转印体的制造方法>>>>
偏振元件保护膜用转印体140和偏振元件保护膜150例如可以如下制作。首先,在防粘膜160的一个面160A涂布第1电离辐射固化性树脂组合物并使其干燥,如图17(A)所示形成第1电离辐射固化性树脂组合物的涂膜154。
接着,如图17(B)所示对涂膜24照射紫外线等电离射线,使第1电离辐射固化性树脂组合物固化,从而使涂膜154固化。由此,形成第1树脂层151。
在形成第1树脂层151后,在第1树脂层151的表面涂布第3树脂层用组合物并使其干燥,如图18(A)所示形成第3树脂层用组合物的涂膜155。
接着,如图18(B)所示,将涂膜155以60℃以上150℃以下的温度加热,使涂膜155固化。由此,形成第3树脂层153。
在形成第3树脂层153后,在第3树脂层153的表面涂布第2电离辐射固化性树脂组合物并使其干燥,如图19(A)所示形成第2电离辐射固化性树脂组合物的涂膜156。
接着,如图19(B)所示对涂膜156照射紫外线等电离射线,使第2电离辐射固化性树脂组合物固化,由此使涂膜156固化。由此,形成第2树脂层152,得到图16所示的偏振元件保护膜用转印体140。
在由偏振元件保护膜用转印体140单独得到偏振元件保护膜150的情况下,如图19(C)所示,将防粘膜160从偏振元件保护膜150剥离。防粘膜160的剥离优选在将偏振元件保护膜用转印体140贴附至偏振元件的状态下进行。
<<<<偏振片和图像显示装置>>>>
偏振元件保护膜150能够与光学膜10同样地组装到图像显示装置中使用。图20所示的图像显示装置170具备偏振元件保护膜150。需要说明的是,在图20中,带有与图7相同的符号的构件与图7中所示的构件相同,因此省略说明。
在显示元件50为发出蓝色光的OLED元件等发光元件的情况下,将由发光元件发出的蓝色光的发光峰波长设为λ1、将第1树脂层151的吸收起始波长设为λ2、将第2树脂层152的吸收起始波长设为λ3时,优选满足λ1>λ2>λ3的关系。通过使图像显示装置170满足这种关系,能够抑制由发光元件发出的蓝色光的吸收,并且能够抑制紫外线导致的第2树脂层152的劣化。
显示元件50的发光波长λ1的测定可以使用光谱辐射亮度计(产品名“CS2000”、柯尼卡美能达株式会社制造)以测定角1°的条件进行测定。另外,在求出第1树脂层151的吸收起始波长λ2和第2树脂层152的吸收起始波长λ3时,首先,使用滤色器光谱特性测定装置(装置名“LCF-100MA-SF”、大塚电子株式会社制造),以光斑直径2μm、卤素灯光源测定各层的380nm以上480nm以下的波长区域的透射光谱,同时以波长10nm步幅求出透射光谱的斜率。并且,找到在整体观察斜率的数据时斜率急剧降低的波长,将该波长作为吸收起始波长。
在圆偏振片60中,偏振元件保护膜150的第2树脂层152相较于第1树脂层151位于更靠近偏振元件31侧。通过如此配置偏振元件保护膜150,能够利用第1树脂层151抑制第2树脂层152的紫外线劣化。
圆偏振片60的光谱透射率、黄色指数、心轴试验中未产生裂纹时的最小直径和它们的测定方法与偏振元件保护膜150的光谱透射率、黄色指数、心轴试验中未产生裂纹时的最小直径和它们的测定方法相同。
在圆偏振片60藉由粘合层或粘接层与其他膜贴合的情况下,通过与偏振元件保护膜150的栏中记载的方法相同的方法将其他膜剥离,之后进行光谱透射率、黄色指数的测定和心轴试验。需要说明的是,即便具有这种剥离工序,对各测定也没有大幅影响。
<<偏振元件>>
偏振元件31配置于偏振元件保护膜150与保护膜32之间。偏振元件保护膜150优选配置成偏振元件保护膜150的慢轴与偏振元件31的吸收轴所成的角度为30°以上60°以下。通过以这种角度配置偏振元件保护膜150,无论偏光太阳镜相对于图像显示装置170的显示画面为何种角度,均能够得到高透光率。从获得更高的透光率的方面出发,偏振元件保护膜150的慢轴与偏振元件31的吸收轴所成的角度更优选为40°以上50°以下。
在将偏振元件保护膜150转印到偏振元件31上时,例如,首先,将偏振元件31贴附至偏振元件保护膜65,之后,藉由电离辐射固化性粘接剂将偏振元件保护膜用转印体140贴附至偏振元件31。然后,将防粘膜160剥离。
根据本实施方式,由于偏振元件保护膜150不具备基材,因此能够实现薄型化。
在具备偏振元件的图像显示装置的情况下,从图像显示装置出射的光为线性偏振光,因此观察者在隔着偏光太阳镜观察图像显示装置的显示画面时,显示画面会因观察角度而明显变暗,可见性有可能降低。与此相对,根据本实施方式,第2树脂层152包含液晶化合物,因此能够使第2树脂层152作为λ/4相位差层发挥功能。由此,能够使透过偏振元件31的线性偏振光为圆偏振光,因而即便隔着偏光太阳镜观察显示图像时也能够抑制可见性的降低。
实施例
为了详细说明本发明,下面举出实施例来进行说明,但本发明不限于这些记载。需要说明的是,文中,“份”或“%”只要不特别声明则为质量基准。
<<实施例A和比较例A>>
<实施例A1>
(基底层用组合物1的制备)
对200mL的四口烧瓶安装球形冷凝管、水银温度计、搅拌装置,加入6-[5-(2-羟基乙基)-2H-苯并三唑-2-基]苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-醇4.0g(0.013摩尔)、甲苯40mL、甲基丙烯酸1.8g(0.021摩尔)、甲磺酸0.4g(0.004摩尔),在110℃~115℃回流脱水4小时。接着,加入水30mL、碳酸钠0.6g(0.006摩尔),静置并分离除去下层部的水层,加入活性炭0.2g,回流搅拌使其脱色。然后,在过滤后,通过减压从滤液回收甲苯40mL,加入异丙醇100mL,过滤析出的晶体,用异丙醇40mL进行清洗。之后,在减压下于40℃进行干燥,得到黄色晶体4.2g。将该黄色晶体4.2g用异丙醇进行再浆化清洗,在减压下于40℃进行干燥。由此,得到作为芝麻酚型苯并三唑系化合物的3.4g的2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]乙基甲基丙烯酸酯。
接着,对四口烧瓶安装Dimroth冷凝管、水银温度计、氮气吹入管、搅拌装置,加入合成的2-[2-(6-羟基苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基)-2H-苯并三唑-5-基]乙基甲基丙烯酸酯16质量份、作为其他单体的甲基丙烯酸甲酯(MMA)24质量份、作为溶剂的甲苯20质量份、甲基乙基酮20质量份以及作为聚合引发剂的1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)0.6质量份,在搅拌下以10mL/min的氮气流量对烧瓶内进行1小时氮气置换后,在反应液温度90℃~96℃下以回流状态进行10小时聚合反应。
聚合反应结束后,追加甲苯10质量份、甲基乙基酮(MEK)10质量份,得到包含芝麻酚型苯并三唑系化合物与MMA反应结合而成的丙烯酸聚合物1(紫外线吸收剂1)的溶液100.6质量份。
将上述丙烯酸聚合物1与三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(产品名“A-DCP”、新中村化学工业株式会社制造)以固体成分质量比60:40进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGMResins B.V.公司制造的Omnirad184和BASF Japan公司制造的IRGACURE(注册商标)OXE01的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出基底层用组合物1。
(硬涂层用组合物1的制备)
将上述丙烯酸聚合物1与二季戊四醇六丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(产品名“KAYARAD DPHA”、日本化药株式会社制造)以固体成分质量比45:55进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和DKSHJapan公司制造的ESACURE ONE的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出硬涂层用组合物1。
(光学膜的制作)
利用迈耶棒将所得到的基底层用组合物1涂布到尺寸为210mm×297mm(A4尺寸)和厚度为50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造)的表面,形成第1涂膜。接着,对于所形成的第1涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使第1涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为120mJ/cm2的方式照射紫外线,使第1涂膜半固化。
在形成半固化的第1涂膜后,利用迈耶棒在第1涂膜的表面涂布硬涂层用组合物1,形成第2涂膜。接着,对于所形成的第2涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气,由此使第2涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下以累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使第1涂膜和第2涂膜固化,由此形成作为第1功能层的膜厚为1μm的基底层、膜厚为0.4μm的混合层、作为第2功能层的膜厚为3μm的硬涂层。由此,得到在环烯烃聚合物系基材上依次具备基底层、混合层和硬涂层的光学膜。
关于基底层的膜厚,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)拍摄基底层的截面,在其截面的图像中测定10处基底层的膜厚,为该10处的膜厚的算术平均值。截面照片的具体拍摄方法如下所述。首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm的光学膜进行包埋而制作块(block),利用一般的切片制作方法从该块切割出没有孔等的均匀的、厚度70nm~300nm左右的切片。切片的制作使用“Ultramicrotome EM UC7”(Leica Microsystems株式会社)等。然后,将该没有孔等的均匀切片作为测定样品。之后,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)(产品名“S-4800”、株式会社日立高新技术制造)拍摄测定样品的截面照片。在使用上述S-4800拍摄截面照片时,将检测器设为“TE”、加速电压设为“30kV”、发射电流设为“10μA”而进行截面观察。关于倍率,调节焦距,并一边观察是否可区分各层一边根据基底层的膜厚而在1万倍~10万倍的范围内适宜调节对比度和亮度。此外,将聚光透镜设为“5.0”,并将W.D.设为“8.9mm”。另外,混合层和硬涂层的膜厚也通过与基底层的膜厚相同的方法进行测定。需要说明的是,在实施例A2~A16和比较例A1~A6中,也通过与实施例A1相同的方法测定了基底层、混合层、硬涂层的膜厚。
<实施例A2>
在实施例A2中,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为200mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,形成膜厚为0.04μm的混合层,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A3>
在实施例A3中,按照累积光量为200mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,形成膜厚为0.2μm的混合层,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A4>
在实施例A4中,使基底层的膜厚为1.2μm,按照累积光量为70mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为1μm,并使硬涂层的膜厚为3.1μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A5>
在实施例A5中,按照累积光量为100mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为0.5μm,并使硬涂层的膜厚为8μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A6>
在实施例A6中,按照累积光量为70mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为1μm,并使硬涂层的膜厚为0.5μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A7>
在实施例A7中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物2,并且代替硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。基底层用组合物2和硬涂层用组合物2如下制备。
(基底层用组合物2的制备)
将上述丙烯酸聚合物1与丙烯酸双环戊烯酯(产品名“FA-511AS”、日立化成株式会社制造)以固体成分质量比60:40进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出基底层用组合物2。
(硬涂层用组合物2的制备)
将上述丙烯酸聚合物1与氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“BEAM SET 577”、荒川化学工业株式会社制造)以固体成分质量比45:55进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGMResins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出硬涂层用组合物2。
<实施例A8>
在实施例A8中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物2,并且代替硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,形成膜厚为0.04μm的混合层,除此以外与实施例A2同样地得到光学膜。
<实施例A9>
在实施例A9中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物2,并且代替硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,形成膜厚为0.2μm的混合层,除此以外与实施例A3同样地得到光学膜。
<实施例A10>
在实施例A10中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物3,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。基底层用组合物3如下制备。
(基底层用组合物3的制备)
将吲哚系化合物(产品名“BONASORB UA-3912”、Orient Chemical IndustriesCo.,Ltd.制造)(紫外线吸收剂2)与丙烯酸双环戊烯酯(产品名“FA-511AS”、日立化成株式会社制造)以固体成分质量比10:90进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出基底层用组合物3。
<实施例A11>
在实施例A11中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物4,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。基底层用组合物4如下制备。
(基底层用组合物4的制备)
将羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂(产品名“Tinuvin479”、BASF公司制造)(紫外线吸收剂3)与丙烯酸双环戊烯酯(产品名“FA-511AS”、日立化成株式会社制造)以固体成分质量比30:70进行混合,向其中添加聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出基底层用组合物4。
<实施例A12>
在实施例A12中,代替厚度50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造),将厚度50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造)按照面内相位差为100nm的方式在150℃进行拉伸,由此制作出厚度25μm的环烯烃聚合物系基材,使用该基材,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A13>
在实施例A13中,代替环烯烃聚合物系基材而使用厚度60μm的三乙酰纤维素基材(产品名“FUJITAC TD60UL”、富士胶片株式会社制造),除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A14>
在实施例A14中,代替环烯烃聚合物系基材而使用厚度25μm的三乙酰纤维素基材(产品名“FUJITAC TJ25UL”、富士胶片株式会社制造),除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A15>
在实施例A15中,代替环烯烃聚合物系基材而使用厚度40μm的丙烯酸类树脂基材(产品名“OXIS(注册商标)-ZU(40μm)”、大仓工业株式会社制造),除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<实施例A16>
在实施例A16中,代替环烯烃聚合物系基材而使用厚度30μm的丙烯酸类树脂基材(产品名“OXIS(注册商标)-ZU(30μm)”、大仓工业株式会社制造),除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<比较例A1>
利用迈耶棒将基底层用组合物1涂布到尺寸为210mm×297mm(A4尺寸)和厚度为50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造)的表面,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使第1涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为400mJ/cm2的方式照射紫外线,使第1涂膜完全固化。由此,形成膜厚为1μm的基底层。
在形成完全固化的第1涂膜后,利用迈耶棒在第1涂膜的表面涂布硬涂层用组合物1,形成第2涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气,由此使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化,由此形成膜厚为3μm的硬涂层。由此,得到在环烯烃聚合物系基材上依次具备基底层和硬涂层的光学膜。需要说明的是,在比较例A1的光学膜中,未形成混合层。
<比较例A2>
在比较例A2中,使基底层的膜厚为1.2μm,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为300mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为0.01μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<比较例A3>
在比较例A3中,使基底层的膜厚为1.2μm,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为200mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为0.05μm,并使硬涂层的膜厚为8μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<比较例A4>
在比较例A4中,按照累积光量为50mJ/cm2的方式对第1涂膜照射紫外线,使第1涂膜半固化,使混合层的膜厚为2.0μm,并使硬涂层的膜厚为1.0μm,除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<比较例A5>
在比较例A5中,代替基底层用组合物1而使用基底层用组合物2,并且代替硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,除此以外与比较例A1同样地得到光学膜。
<比较例A6>
在比较例A6中,代替环烯烃聚合物系基材而使用厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(产品名“Cosmoshine(注册商标)A4100”、东洋纺株式会社制造),除此以外与实施例A1同样地得到光学膜。
<最大吸收波长和波长380nm~500nm的吸光度>
利用分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)测定紫外线吸收剂1(丙烯酸聚合物1)的最大吸收波长λmax和波长380nm~500nm的吸光度。关于紫外线吸收剂1的最大吸收波长λmax和吸光度的测定,通过减压干燥将包含所得到的紫外线吸收剂1的溶液脱溶剂后,制成浓度40ppm的氯仿溶液,在该状态下进行。紫外线吸收剂2、3的最大吸收波长λmax和吸光度的测定在将紫外线吸收剂2、3制成浓度40ppm的氯仿溶液的状态下进行。结果如下。
[表1]
<密合性>
对实施例A1~A16和比较例A1~A6的光学膜进行耐久试验,评价耐久试验前后的密合性。具体而言,将切割成100mm×100mm尺寸的光学膜配置于耐久试验装置(产品名“恒温恒湿器PL-1KP”、Espec株式会社制造)内,进行在温度85度和相对湿度85%的条件下放置240小时的耐久试验。光学膜无缺陷(异物的混入)、无裂纹、无褶皱、无污垢,并且以无卷曲的平坦状态配置于耐久试验装置内。
然后,在温度23℃和相对湿度50%的环境下评价耐久试验前后的密合性。具体而言,首先,对于实施例A1~A16和比较例A1~A5的光学膜,使用切割刀以1mm间隔相互在正交方向上进行切割,形成10格×10格的网格状。切割深度足以贯通硬涂层及基底层并到达环烯烃聚合物系基材。在形成有网格的固化后的硬涂层的表面粘贴胶带(型号“No.405”、米其邦株式会社制造、24mm宽),使其完全覆盖该网格,抓住粘贴的胶带的一端,从硬涂层的表面大致沿垂直方向进行保持,瞬间剥离,评价密合性。评价基准如下。需要说明的是,在残存的个数为100、即没有因剥离而脱落的情况下,记为100/100,全部脱落时记为0/100。
A:100/100
B:99/100~50/100
C:0/100~49/100
<铅笔硬度>
分别测定实施例A1~A16和比较例A~A6的光学膜的表面(硬涂层的表面)的铅笔硬度。需要说明的是,在铅笔硬度的测定时,利用米其邦株式会社制造的Cellotape(注册商标),将从光学膜切割成50mm×100mm尺寸的样品以没有折断或褶皱的方式固定于玻璃板上,在该状态下,使用铅笔硬度试验机(产品名“铅笔划痕涂膜硬度试验机(电动式)”、株式会社东洋精机制作所制造),在温度23℃和相对湿度50%以下的环境下,一边对铅笔(产品名“Uni”、三菱铅笔株式会社制造)施加300g的载荷一边使铅笔以3mm/秒的速度移动。铅笔硬度为在铅笔硬度试验中样品的表面不产生划痕的最高硬度。需要说明的是,在测定铅笔硬度时,使用多根硬度不同的铅笔来进行,每一根铅笔进行5次铅笔硬度试验,5次中4次以上在荧光灯下透过观察样品表面时在样品表面未看到划痕的情况下,判断在该硬度的铅笔的情况下样品的表面不产生划痕。
<可见性评价>
使用实施例A1~A16和比较例A1~A6的光学膜进行可见性评价。具体而言,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜配置于OLED显示装置(产品名“Galaxy SII”、Samsung公司制造)上,以该状态点亮,在暗处和亮处(OLED显示装置周边照度400lux)隔着偏光太阳镜分别进行显示图像的观察,按照下述基准评价虹斑的有无。由10人进行观察,将最多数的评价作为观察结果。
A:隔着偏光太阳镜未观察到虹斑,可见性良好。
B:隔着偏光太阳镜略观察到虹斑,但可见性良好。
C:隔着偏光太阳强烈地观察到虹斑,可见性差。
<光谱透射率>
对于施例A1~A11、A13、A15的光学膜中,在温度23℃和相对湿度50%的环境下测定波长380nm、400nm、410nm和440nm处的光谱透射率。具体而言,按照光学膜的基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜配置于能够以0.5nm步幅测定透射率的分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内。上述光学膜无缺陷(异物的混入)、无裂纹、无褶皱、无污垢,并且以无卷曲的平坦状态保持于分光光度计中。在该状态下,在下述测定条件下,在波长380nm、400nm、410nm和440nm处分别在前后1nm之间测定最少5个点的透射率,计算出其平均值,由此求出波长380nm、400nm、410nm和440nm处的光谱透射率。波长380nm、400nm、410nm和440nm处的光谱透射率为测定3次所得到的值的算术平均值。
(测定条件)
·波长区域:300nm~780nm
·扫描速度:高速
·狭缝宽度:2.0
·采样间隔:自动(0.5nm间隔)
·照明:C
·光源:D2和WI
·视野:2°
·光源转换波长:360nm
·S/R转换:标准
·检测器:PM
·自动调零:在基线的扫描后以550nm实施
<黄色指数(YI)>
测定实施例A1~A11、A13、A15的光学膜的黄色指数。具体而言,首先,按照光学膜的基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜在温度23℃和相对湿度50%的环境下配置于分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内。光学膜无缺陷(异物的混入)、无裂纹、无褶皱、无污垢,并且以无卷曲的平坦状态保持于分光光度计中。在该状态下,测定波长300nm~780nm的透射率。然后,在与UV-2450连接的PC上读取上述透射率的测定数据,计算项目选择“YI”,由此得到YI。波长300nm~780nm的透射率的测定条件与上述波长380nm等处的光谱透射率的测定条件相同。
<总光线透射率测定>
对于实施例A1~A11、A13、A15的光学膜,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造),在温度23℃和相对湿度50%的环境下根据JIS K7361:1997测定总光线透射率。关于总光线透射率,将光学膜切割成50mm×50mm的尺寸后,以无卷曲及褶皱且无指纹及灰尘等的状态、按照透光性基材为光源侧的方式进行设置,对1张光学膜测定3次,为所得到的值的算术平均值。
<雾度测定>
对于实施例A1~A11、A13、A15的光学膜,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造),在温度23℃和相对湿度50%的环境下根据JIS K7136:2000测定雾度值(总雾度值)。关于雾度值,将光学膜切割成50mm×50mm的尺寸后,以无卷曲及褶皱且无指纹及灰尘等的状态、按照透光性基材为光源侧的方式进行设置,对1张光学膜测定3次,为所得到的值的算术平均值。
<蓝光截止(遮蔽)率>
对实施例A1~A11、A13和A15的光学膜测定蓝光截止率(BL截止率)。具体而言,首先,按照光学膜的基材侧为光源侧的方式,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜配置于能够以0.5nm步幅测定透射率的分光光度计(产品名“UV-2450”、株式会社岛津制作所制造、光源:钨灯和氘灯)内。切割出的光学膜无缺陷(异物的混入)、无裂纹、无褶皱、无污垢,并且以无卷曲的平坦状态保持于分光光度计中。在该状态下,在与光谱透射率的测定条件相同的条件下,在波长300nm~780nm处分别在前后1nm之间测定最少5个点的透射率。并且,由上述数学式(1)求出蓝光截止率。需要说明的是,蓝光截止率为测定3次所得到的值的算术平均值。
<耐光性试验>
将实施例A1~A11、A13、A15的光学膜藉由粘合层贴附至OLED显示装置,在该状态下进行耐光性试验,测定耐光性试验前后的亮度,由此确认OLED显示装置是否发生劣化。首先,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜藉由粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社制造)贴附至OLED显示装置(产品名“Galaxy SII”、Samsung公司制造)。需要说明的是,光学膜按照硬涂层相较于透光性基材更靠近观察者侧的方式进行贴附。由此,得到朝向观察者侧依次层积有OLED显示装置、粘合层和光学膜的图像显示装置。
然后,点亮OLED显示装置,测定耐光性试验前的亮度。关于亮度,从图像显示装置的厚度方向,使用光谱辐射亮度计(产品名“CS2000”、柯尼卡美能达株式会社制造),以测定角1°的条件测定从图像显示装置的表面(光学膜的表面)射出的光的亮度。接着,使用耐光性试验机(产品名“紫外线褪色计U48AU”、SUGA TEST INSTRUMENTS株式会社制造),进行在42℃、相对湿度50%的环境下对图像显示装置照射50小时来自碳弧灯的光的耐光性试验。然后,点亮耐光性试验后的图像显示装置,在与耐光性试验前的图像显示装置的亮度测定相同的条件下测定亮度。另外,同样地使用耐光性试验机(产品名“紫外线褪色计U48AU”、SUGA TEST INSTRUMENTS株式会社制造),进行在42℃、相对湿度50%的环境下对图像显示装置照射100小时来自碳弧灯的光的耐光性试验,点亮耐光性试验后的图像显示装置,在与耐光性试验前的图像显示装置的亮度测定同样的条件下测定亮度。
由所测定的这些亮度分别求出耐光性试验后的亮度相对于耐光性试验前的亮度的维持率。关于亮度维持率,将亮度维持率(%)设为D、将点亮时的耐光性试验前的图像显示装置的表面的亮度设为E,将点亮时的耐光性试验后的图像显示装置的表面的亮度设为F,通过下式求出。
D=F/E×100
然后,由所得到的亮度维持率确认OLED显示装置是否因耐光性试验而劣化。具体而言,在亮度维持率小于60%的情况下,评价为OLED显示装置发生了劣化,在亮度维持率为60%以上的情况下,评价为OLED显示装置未发生劣化。评价基准如下。
A:未确认到OLED显示装置的劣化。
B:确认到OLED显示装置的劣化。
<包含紫外线吸收剂的层的压痕硬度(HIT)>
对实施例A1~A11、A13、A15的光学膜测定包含紫外线吸收剂的层的压痕硬度。即,在实施例A1~A11、A13、A15中,测定包含紫外线吸收剂1的硬涂层的压痕硬度。压痕硬度(HIT)使用HYSITRON(海思创)公司制造的TI950 TriboIndenter进行测定。具体而言,首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm的光学膜进行包埋而制作块(block),制作适合用纳米压痕法进行硬度测定的测定用样品。测定用样品的制作可以使用“Ultramicrotome EM UC7”(Leica Microsystems株式会社)。接着,按照测定用样品的压入压头的面与载台的载置面平行的方式将测定样品固定于HYSITRON(海思创)公司制造的TI950 TriboIndenter的载台。并且,在包含紫外线吸收剂的硬涂层的截面中央的平坦部分,以载荷控制方式、按照最大压入载荷为300μN的方式,一边用30秒从载荷0μN至300μN施加负荷,一边将Berkovich型压头以10μN/秒的载荷速度压入包含紫外线吸收剂的层的截面中央部,之后以300μN保持5秒后,用30秒从300μN卸载至0μN。然后,连续地测定与此时的压入载荷F(μN)对应的压入深度h(nm),制成载荷-位移曲线。根据制成的载荷-位移曲线,如上述式(2)那样由将最大压入载荷Fmax(N)除以压头与包含紫外线吸收剂的层接触的投影面积Ap(mm2)所得到的值求出压痕硬度HIT。压痕硬度是测定10处所得到的值的算术平均值。需要说明的是,Ap是通过上述式(3)求出的值。
<耐擦伤性试验>
对实施例A1~A11、A13、A15的光学膜的表面进行耐擦伤性试验。具体而言,首先,将切割成50mm×50mm尺寸的光学膜的背面藉由膜厚50μm的透明粘合层(折射率:1.55、产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社制造)贴合至尺寸100mm×100mm和厚度2mm的亚克力板(产品名“Comoglas DFA502K”、株式会社KURARAY制造)上。然后,对于光学膜的表面,使用#0000号的钢丝绒(产品名“BON STAR”、日本钢丝绒株式会社制造),一边施加100g/cm2的载荷一边进行往复摩擦10次的耐擦伤性试验,通过目视观察是否在光学膜的表面确认到划痕。评价结果如下。
A:未确认到划痕。
B:略微确认到划痕,但为实际使用上没有问题的水平。
C:明显确认到划痕。
<柔性评价>
(1)折叠试验后的裂纹·断裂评价
对实施例A1、A12~A16的光学膜进行折叠试验,评价裂纹和断裂。具体而言,首先,从光学膜切割出1张125mm×50mm的长方形状的样品。在切割出样品后,作为折叠耐久试验机,在U字型伸缩试验机(产品名“DLDMLH-FS”、YUASA SYSTEM Co.,Ltd.制造)中将该样品的短边(50mm)侧分别固定在固定部,如图2(C)所示,按照相向的2条边部的最小间隔为6mm(弯曲部的外径6mm)的方式进行安装,在下述条件下进行10万次将该样品的硬涂层侧的面折叠180°的试验(按照硬涂层为内侧、基材为外侧的方式进行折叠的试验)。
(折叠条件)
·往返速度:80rpm(次/分钟)
·试验冲程:60mm
·弯曲角度:180°
并且,调查是否在弯曲部产生了裂纹或断裂。评价基准如下。需要说明的是,观察了折叠试验前成为各光学膜的弯曲部的区域,结果未观察到裂纹或断裂。评价基准如下。
(折叠性)
A:在折叠试验后,弯曲部也未产生裂纹或断裂。
B:在折叠试验后,弯曲部产生了少量的裂纹,但为实际使用上没有问题的水平。
C:在折叠试验后,弯曲部产生了裂纹或断裂。
另外,同样地由实施例A1、A12~A16的光学膜制作与上述同样的样品,将样品的短边侧分别固定在固定部,按照相向的2条边部的最小间隔为6mm(弯曲部的外径6mm)的方式进行安装,按照硬涂层侧为内侧的方式进行将样品反复折叠180°20万次的折叠试验,同样地观察折叠试验后的样品的裂纹或断裂,按照上述基准进行评价。此外,由实施例A1、A12~A16的光学膜制作与上述同样的样品,将样品的短边侧分别固定在固定部,按照相向的2条边部的最小间隔为4mm的方式进行安装,按照硬涂层侧为内侧的方式进行将样品反复折叠180°20万次的折叠试验,同样地观察折叠试验后的样品的裂纹或断裂,按照上述基准进行评价。
(2)折叠试验后的折痕评价
在实施例A1、A12~A16的光学膜中,观察折叠试验后的外观,评价在光学膜的弯曲部是否产生了折痕。折叠试验通过与上述折叠试验后的裂纹·断裂评价的栏中记载的3种方法((1)最小间隔:6mm、折叠次数:10万次、(2)最小间隔:6mm、折叠次数:20万次、(3)最小间隔:4mm、折叠次数:20万次)相同的方法进行。折痕的观察在温度23℃和相对湿度50%的环境下通过目视进行。在观察折痕时,在白色照明的亮室(800lux~2000lux),通过透射光和反射光无遗漏地观察弯曲部,并且对折叠时成为弯曲部的内侧的部分和外侧的部分这两者进行观察。在折痕的观察中,为了能容易掌握所要观察的位置,将折叠试验前的样品设置于U字型伸缩试验机的固定部,在折叠1次时,如图3所示,在弯曲部中位于与折叠方向正交的方向上的两端用油性笔预先标注表示为弯曲部的记号。另外,在折叠试验后,在折叠试验后从U字型伸缩试验机取下的状态下,预先用油性笔画出将弯曲部的上述两端的记号彼此连结的线。并且,在折痕的观察中,对由弯曲部的上述两端的记号和连结该记号彼此的线形成的区域即弯曲部整体进行目视观察。需要说明的是,对折叠试验前的成为各光学膜的弯曲部的区域进行了观察,结果未观察到折痕。评价基准如下。
A:在折叠试验后,光学膜也未观察到折痕。
B:在折叠试验后,光学膜观察到一些折痕,但为实际使用上没有问题的水平。
C:在折叠试验后,光学膜观察到折痕。
(3)折叠试验后的微裂纹评价
在实施例A1、A12~A16的光学膜中,观察折叠试验后的外观,评价光学膜的弯曲部是否产生了微裂纹。折叠试验通过与上述折叠试验后的裂纹·断裂评价的栏中记载的方法(最小间隔:6mm、折叠次数:10万次)相同的方法进行。微裂纹的观察在温度23℃和相对湿度50%的环境下使用数字显微镜(产品名“VHX-5000”、KEYENCE株式会社制造)进行。具体而言,首先,将折叠试验后的样品缓慢展开,用胶带将样品固定至显微镜的载台上。此时,在折痕明显的情况下,将观察区域尽可能弄平。但是,为不用手接触样品的中央附近的观察预定区域(弯曲部)、且不施加力的程度。接着,对折叠时成为内侧的部分和成为外侧的部分这两者进行观察。微裂纹的观察中,选择环形照明作为数字显微镜的照明,在倍率200倍、暗场和反射光下进行。在微裂纹的观察中,为了能够容易掌握所要观察的位置,将折叠试验前的样品设置于U字型伸缩试验机的固定部,在折叠1次时,如图3所示,在弯曲部中位于与折叠方向正交的方向上的两端用油性笔预先标注表示为弯曲部的记号。另外,在折叠试验后,在折叠试验后从U字型伸缩试验机取下的状态下,预先用油性笔画出将弯曲部的上述两端的记号彼此连结的线。并且,在微裂纹的观察中,调节显微镜的位置以使显微镜视野范围的中心为弯曲部的中央。需要说明的是,对折叠试验前的成为各光学膜的弯曲部的区域进行了观察,结果未观察到微裂纹。评价基准如下。
(微裂纹)
A:在折叠试验后,光学膜也未观察到微裂纹。
B:在折叠试验后,光学膜观察到一些微裂纹,但为实际使用上没有问题的水平。
C:在折叠试验后,光学膜观察到微裂纹。
以下,将结果示于表2~表5中。
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
如表2所示,在比较例A1、A2、A5的光学膜中,即使在耐久试验前,基底层与硬涂层的界面处也发生了剥离,因此耐久试验前的密合性(初始密合性)不良。另外,在比较例A3的光学膜中,虽然初始密合性良好,但耐久试验后的密合性不良。进而,在比较例A4的光学膜中,铅笔硬度差,在比较例A6的光学膜中,可见性评价差。与此相对,在实施例A1~A16的光学膜中,在耐久试验前,耐久试验前的密合性(初始密合性)良好。认为这是因为,在基底层与硬涂层之间形成有包含基底层的成分和硬涂层的成分的混合层,并且混合层的膜厚相对于基底层、混合层和硬涂层的总膜厚的比例为0.6%以上。另外,在实施例A1、A3~A7、A9~A16的光学膜中,不仅是耐久试验前,耐久试验后的密合性也良好。认为这是因为,混合层的膜厚相对于基底层、混合层和硬涂层的总膜厚的比例为1%以上。另外,在实施例A1~A16的光学膜中,铅笔硬度优异。认为这是因为,混合层的膜厚相对于基底层、混合层和硬涂层的总膜厚的比例为40%以下。另外,在实施例A1~A16的光学膜中,可见性评价优异。认为这是因为,作为透光性基材,使用了环烯烃聚合物系基材、三乙酰纤维素基材、或丙烯酸类树脂基材。
<<实施例B和比较例B>>
<实施例B1>
(硬涂层用组合物3的制备)
将季戊四醇三丙烯酸酯与季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(产品名“KAYARAD PET-30”、日本化药株式会社制造)和实施例A1的栏中记载的上述丙烯酸聚合物1以固体成分质量比20:80进行混合,利用溶剂(甲基乙基酮和甲苯的质量比80:20)稀释至固体成分25%,制备出树脂组合物。接着,相对于所得到的树脂组合物160质量份,混合聚合引发剂(IGMResins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出硬涂层用组合物3。
(硬涂层用组合物4的制备)
利用溶剂(甲基乙基酮和甲基异丁基酮、质量比50:50)将氨基甲酸酯丙烯酸酯系树脂(产品名“BEAM SET 577”、荒川化学工业株式会社制造)稀释至固体成分50%,制备出树脂组合物。接着,相对于所得到的树脂组合物200质量份,混合聚合引发剂(IGM ResinsB.V.公司制造的Omnirad184)4质量份、流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份和二氧化硅纳米颗粒(产品名“SIRMIBK-E65”、CIK Nano Tek株式会社制造)3质量份,充分搅拌,由此制备出硬涂层用组合物4。
(光学膜的制作)
利用迈耶棒将上述硬涂层用组合物3涂布到尺寸为210mm×297mm(A4尺寸)和厚度为25μm的三乙酰纤维素系基材(产品名“FUJITAC TJ25UL”、富士胶片株式会社制造)的表面,形成第1涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使第1涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为120mJ/cm2的方式照射紫外线,使第1涂膜半固化。
在形成半固化的第1涂膜后,利用迈耶棒在第1涂膜的表面涂布硬涂层用组合物4,形成第2涂膜。接着,对于所形成的第2涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气,由此使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使第1涂膜和第2涂膜固化,由此形成由固化的膜厚3μm的第1涂膜和固化的膜厚3μm的第2涂膜构成的膜厚6μm的硬涂层。由此,得到在三乙酰纤维素系基材上具备硬涂层的光学膜。
硬涂层的膜厚通过与实施例A1的栏中记载的基底层的膜厚相同的方法进行测定。需要说明的是,在实施例B2~B11和比较例B1~B6中,也通过与实施例B1相同的方法测定了硬涂层的膜厚。
<实施例B2>
在实施例B2中,代替硬涂层用组合物3而使用硬涂层用组合物5,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
(硬涂层用组合物5)
将丙烯酸双环戊烯酯(产品名“FA-511AS”、日立化成株式会社制造)和上述丙烯酸聚合物1以固体成分质量比20:80进行混合,利用溶剂(甲基乙基酮和甲苯的质量比80:20)稀释至固体成分25%,制备出树脂组合物。接着,相对于所得到的树脂组合物160质量份,混合聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出硬涂层用组合物5。
<实施例B3>
在实施例B3中,代替膜厚6μm的硬涂层而形成由固化的膜厚1μm的第1涂膜和固化的膜厚1μm的第2涂膜构成的膜厚2μm的硬涂层,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B4>
在实施例B4中,代替膜厚6μm的硬涂层而形成由固化的膜厚5μm的第1涂膜和固化的膜厚5μm的第2涂膜构成的膜厚10μm的硬涂层,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B5>
在实施例B5中,代替厚度25μm的三乙酰纤维素系基材(产品名“FUJITAC TJ25UL”、富士胶片株式会社制造)而使用厚度60μm的三乙酰纤维素基材(产品名“FUJITAC TD60UL”、富士胶片株式会社制造),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B6>
在实施例B6中,代替三乙酰纤维素系基材,将厚度50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造)按照面内相位差为100nm的方式在150℃进行拉伸,由此制作出厚度25μm的环烯烃聚合物系基材,使用该基材,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B7>
在实施例B7中,代替三乙酰纤维素系基材而使用厚度50μm的环烯烃聚合物系基材(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF14-050”、日本Zeon株式会社制造),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B8>
在实施例B8中,代替三乙酰纤维素系基材而使用厚度30μm的丙烯酸类树脂基材(产品名“OXIS(注册商标)-ZU(30μm)”、大仓工业株式会社制造),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B9>
在实施例B9中,代替三乙酰纤维素系基材而使用厚度40μm的丙烯酸类树脂基材(产品名“OXIS(注册商标)-ZU(40μm)”、大仓工业株式会社制造),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<实施例B10>
在实施例B10中,代替三乙酰纤维素系基材而使用通过下述方法制作的厚度40μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(PET基材、面内相位差Re:600nm、Nz系数:20),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
(PET基材的制作)
首先,将1kg的PET(熔点258℃、吸收中心波长:320nm)和0.1kg的紫外线吸收剂(2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪酮-4-酮)利用混炼机在280℃进行熔融混合,制作出含有紫外线吸收剂的粒料。将该粒料和熔点258℃的PET投入单螺杆挤出机中,在280℃进行熔融混炼,从T模中挤出,浇注到表面温度控制为25℃的浇注鼓上,得到浇铸膜。浇铸膜中的紫外线吸收剂的量相对于PET 100质量份为1质量份。
将所得到的浇铸膜用设定为95℃的辊组加热后,按照拉伸区间400mm(起点为拉伸辊A,终点为拉伸辊B,拉伸辊A和B分别具有2根轧辊)的150mm位置处的膜温度为103℃的方式,以从膜两面产生紊流的方式利用辐射加热器进行加热,同时将膜在流动方向上进行3.5倍拉伸,之后暂时冷却。
接着,在空气中对该单向拉伸膜的两面实施电晕放电处理,将基材膜的润湿张力设为55mN/m,对于膜两面的电晕放电处理面,在线涂布包含玻璃化转变温度为18℃的聚酯树脂、玻璃化转变温度为82℃的聚酯树脂和平均粒径为100nm的二氧化硅颗粒的易滑层涂布液,形成易滑层。
接着,将单向拉伸膜导入拉幅机,用95℃的热风预热后,按照第1段为105℃、第2段为140℃的温度在膜宽度方向上进行3.8倍拉伸。此处,将横向拉伸区间分成两部分的情况下,按照横向拉伸区间中点处的膜的拉伸量(测量位置处的膜宽-拉伸前膜宽)达到横向拉伸区间终止时的拉伸量的80%的方式,按照2阶段进行拉伸。对于横向拉伸后的膜,直接在拉幅机内阶段性地从180℃利用热处理温度245℃的热风进行热处理,接着,在相同温度条件下在宽度方向实施1%的松弛处理,进而骤冷至100℃后,在宽度方向实施1%的松弛处理,之后进行卷取,得到经双向拉伸的PET基材。
<实施例B11>
在实施例B11中,代替三乙酰纤维素系基材而使用厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(产品名“Cosmoshine(注册商标)A4100”、东洋纺株式会社制造),除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<比较例B1>
利用迈耶棒将上述硬涂层用组合物3涂布到尺寸为210mm×297mm(A4尺寸)和厚度为25μm的三乙酰纤维素系基材(产品名“FUJITAC TJ25UL”、富士胶片株式会社制造)的表面,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为500mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化。由此,得到在三乙酰纤维素系基材上具备膜厚为6μm的硬涂层的光学膜。
<比较例B2>
在比较例B2中,代替硬涂层用组合物3而使用硬涂层用组合物5,除此以外与比较例B1同样地得到光学膜。
<比较例B3>
在比较例B3中,代替硬涂层用组合物3而使用硬涂层用组合物4,并且代替硬涂层用组合物4而使用硬涂层用组合物3,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<比较例B4>
在比较例B4中,在使第1涂膜固化时,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为400mJ/cm2的方式照射紫外线,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<比较例B5>
在比较例B5中,代替硬涂层用组合物3而使用硬涂层用组合物4,并且代替硬涂层用组合物4而使用硬涂层用组合物5,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜。
<比较例B6>
首先,准备以下的硬涂层用组合物6。
(硬涂层用组合物6)
将三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(产品名“A-DCP”、新中村化学工业株式会社制造)和上述丙烯酸聚合物1以固体成分质量比20:80进行混合,利用溶剂(甲基乙基酮和甲苯的质量比80:20)稀释至固体成分25%,制备出树脂组合物。接着,相对于所得到的树脂组合物160质量份,添加聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和BASF Japan公司制造的IRGACURE(注册商标)OXE01的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F-568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,制备出硬涂层用组合物6。
在准备了硬涂层用组合物6后,利用迈耶棒将硬涂层用组合物6涂布到尺寸为210mm×297mm(A4尺寸)和厚度为25μm的三乙酰纤维素系基材(产品名“FUJITAC TJ25UL”、富士胶片株式会社制造)的表面,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为400mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化,形成固化的膜厚3μm的第1涂膜。
在形成固化的第1涂膜后,在第1涂膜的表面涂布上述硬涂层用组合物4,形成第2涂膜。接着,对于所形成的第2涂膜,以0.5m/s的流速流通30秒50℃的干燥空气,由此使第2涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使第2涂膜固化,形成固化的膜厚3μm的第2涂膜。由此,得到在三乙酰纤维素系基材上具备由固化的第1涂膜和固化的第2涂膜构成的膜厚为6μm的硬涂层的光学膜。需要说明的是,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)观察了硬涂层中是否存在界面,结果在第1硬涂层与第2硬涂层之间观察到界面。
<利用TOF-SIMS的硬涂层中的成分的强度测定>
在实施例B1~B11和比较例B1~B6的光学膜中,使用飞行时间型二次离子质谱仪(产品名“TOF.SIMS5”、ION-TOF公司制造)测定了硬涂层中的各成分来源的二次离子的强度。具体而言,首先,按照一次离子照射到硬涂层的表面的方式,将切割成10mm×10mm尺寸的光学膜设置于飞行时间型二次离子质谱仪的试样室。之后,在下述测定条件下测定各成分来源的二次离子的强度,得到深度剖析。并且,由该深度剖析特定在硬涂层的深度方向上将硬涂层等分的等分线和硬涂层的背面,求出包含硬涂层的表面的厚度0.3μm的第1区域、包含在硬涂层的深度方向上将硬涂层等分的等分线的厚度0.3μm的第2区域、包含硬涂层的背面的厚度0.3μm的第3区域、和从第1区域的三乙酰纤维素系基材侧的边界至硬涂层的背面的第4区域。然后,求出第1区域~第3区域中的紫外线吸收剂1来源的二次离子的强度IU1、IU2、IU3、含氟化合物来源的二次离子的强度IF1、IF2、IF3、和含硅化合物来源的二次离子的强度IS1、IS2、IS3,求出强度比IU2/IU1、IU3/IU2、IU3/IU1、IF1/IF2、IF1/IF3、IS1/IS2、IS1/IS3。需要说明的是,紫外线吸收剂1来源的二次离子为C6H4N3 -,丙烯酸酯、乙酸化合物来源的二次离子为C2H3O2 -,含氟化合物来源的二次离子为F-,含硅化合物来源的二次离子为SiO2 -。另外,作为包含氮的有机物来源的二次离子,测定了CN-的强度。另外,硬涂层的背面是深度剖析中的丙烯酸酯或乙酸化合物来源的二次离子即C2H3O2 -与紫外线吸收剂1来源的二次离子即C6H4N3 -的交点的位置。另外,第2区域设定成等分线位于第2区域的中央。
(测定条件)
·二次离子极性:负
·质量范围(m/z):0~3000
·光栅尺寸:200μm□
·扫描数:1次扫描/循环
·像素数(1边):128像素
·测定真空度(样品导入前):4×10-7Pa以下
·带电中和:有
·后段加速:10kV
·一次离子:Bi3 ++
·一次离子加速电压:30kV
·脉冲宽度:11.3ns
·聚束:有(高质量分辨率测定)
·蚀刻离子:Ar气体簇离子束(Ar-GCIB)
·蚀刻离子加速电压:20kV
·Ar簇大小(中央值):约1400
<铅笔硬度>
分别测定实施例B1~B11和比较例B1~B6的光学膜的表面(硬涂层的表面)的铅笔硬度。铅笔硬度试验如下进行:对于切割成50mm×100mm尺寸的光学膜的表面,使用铅笔硬度试验机(产品名“铅笔划痕涂膜硬度试验机(电动式)”、株式会社东洋精机制作所制造),在温度23℃和相对湿度50%以下的环境下,一边对铅笔(产品名“Uni”、三菱铅笔株式会社制造)施加300g的载荷一边以3mm/秒的移动速度移动,由此进行。铅笔硬度为在铅笔硬度试验中光学膜10的表面不产生划痕的最高硬度。需要说明的是,在测定铅笔硬度时,使用多根硬度不同的铅笔来进行,每一根铅笔进行5次铅笔硬度试验,5次中4次以上光学膜的表面未产生划痕的情况下,判断在该硬度的铅笔的情况下光学膜的表面不产生划痕。
<耐擦伤性试验>
对于实施例B1~B11和比较例B1~B6的光学膜的表面(硬涂层的表面),在温度23℃和相对湿度50%的环境下进行耐擦伤性试验。具体而言,首先,对于切割成50mm×50mm尺寸的光学膜的表面,使用#0000号的钢丝绒(产品名“BON STAR”、日本钢丝绒株式会社制造),一边施加100g/cm2的载荷一边进行往复摩擦10次的耐擦伤性试验,通过目视观察是否在光学膜的表面确认到划痕。评价结果如下。
A:未确认到划痕。
B:略微确认到划痕,但为实际使用上没有问题的水平。
C:明显确认到划痕。
<耐久试验>
对实施例B1~B11和比较例B1~B6的光学膜进行了耐久试验。具体而言,将切割成100mm×100mm尺寸的光学膜配置于耐久试验装置(产品名“恒温恒湿器PL-1KP”、Espec株式会社制造)内,进行在温度85度和相对湿度85%的条件下放置240小时的耐久试验。光学膜无缺陷(异物的混入)、无裂纹、无褶皱、无污垢,并且以无卷曲的平坦状态配置于耐久试验装置内。
在耐久试验后,在温度23℃和相对湿度50%的环境下,评价硬涂层的表面是否存在析出物以及硬涂层是否产生了裂纹。评价基准如下。
A:未确认到析出物的存在和裂纹。
B:确认到析出物的存在和裂纹中的任一者。
C:析出物的存在和裂纹均被确认到。
<光谱透射率>
在实施例B1~B4、B6、B8、B10的光学膜中,在温度23℃和相对湿度50%的环境下,以与实施例A的栏中记载的光谱透射率相同的方法和相同的测定条件测定了波长380nm、400nm、410nm和440nm处的光谱透射率。
<黄色指数(YI)>
以与实施例A的栏中记载的黄色指数相同的方法和相同的测定条件测定了实施例B1~B4、B6、B8、B10的光学膜的黄色指数。
<总光线透射率测定>
在实施例B1~B4、B6、B8、B10的光学膜中,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造),在温度23℃和相对湿度50%的环境下根据JIS K7361:1997测定了总光线透射率。具体而言,总光线透射率以与实施例A的栏中记载的总光线透射率相同的方法和相同的测定条件进行测定。
<雾度测定>
在实施例B1~B4、B6、B8、B10的光学膜中,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造),在温度23℃和相对湿度50%的环境下根据JIS K7136:2000测定了雾度值(总雾度值)。具体而言,总光线透射率以与实施例A的栏中记载的雾度值相同的方法和相同的测定条件进行测定。
<可见性评价>
对实施例B1~B4、B6、B8、B10的光学膜进行可见性评价。具体而言,可见性评价以与实施例A的栏中记载的可见性评价相同的方法和相同的基准进行评价。
<柔性评价>
(1)折叠试验后的裂纹·断裂评价
对实施例B1、B5~B11的光学膜进行折叠试验,评价裂纹和断裂。具体而言,折叠试验以与实施例A的折叠试验后的裂纹·断裂评价的栏中记载的折叠试验相同的方法和相同的测定条件进行。另外,裂纹·断裂评价以与实施例A的折叠试验后的裂纹·断裂评价的栏中记载的评价方法和相同的基准进行评价。
(2)折叠试验后的折痕评价
在实施例B1、B5~B11的光学膜中,观察折叠试验后的外观,评价在光学膜的弯曲部是否产生了折痕。具体而言,折叠试验以与实施例A的折叠试验后的折痕评价的栏中记载的折叠试验相同的方法和相同的测定条件进行。另外,折痕评价以与实施例A的折叠试验后的折痕评价的栏中记载的评价方法和相同的基准进行评价。
(3)折叠试验后的微裂纹评价
在实施例B1、B5~B11的光学膜中,观察折叠试验后的外观,评价在光学膜的弯曲部是否产生了微裂纹。具体而言,折叠试验以与实施例A的折叠试验后的微裂纹评价的栏中记载的折叠试验相同的方法和相同的测定条件进行。另外,微裂纹评价以与实施例A的折叠试验后的微裂纹评价的栏中记载的评价方法和相同的基准进行评价。
以下,将结果示于表6~表9中。另外,图15中示出了实施例B1的光学膜中的通过飞行时间型二次离子质谱法测定的深度剖析。
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
如表6所示,在比较例B1~B6的光学膜中,由于IU2/IU1为1.1以上4.0以下的范围外、或IU3/IU2为1.2以上4.0以下的范围外,因此铅笔硬度、耐擦伤性和耐久性差。与此相对,在实施例B1~B11的光学膜中,由于IU2/IU1为1.1以上4.0以下且IU3/IU2为1.2以上4.0以下,因此能够实现薄型化,同时能够得到良好的铅笔硬度、良好的耐擦伤性和良好的耐久性。需要说明的是,作为包含氮的有机物来源的二次离子的CN-的强度也得到了与C6H4N3 -的强度同样的结果。另外,由图15的曲线图可知,第1区域中的紫外线吸收剂1来源的二次离子的最小强度小于第1区域的三乙酰纤维素系基材侧的边界至背面的第4区域中的紫外线吸收剂1来源的二次离子的最小强度。
<<实施例C和比较例C>>
<第1电离辐射固化性树脂组合物的制备>
按照为下述所示的组成的方式混配各成分,得到第1电离辐射固化性树脂组合物。
(第1电离辐射固化性树脂组合物1)
将季戊四醇三丙烯酸酯与季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(产品名“KAYARAD PET-30”、日本化药株式会社制造)和上述丙烯酸聚合物1以固体成分质量比20:80进行混合,利用溶剂(甲基乙基酮和甲苯的质量比80:20)稀释至固体成分25%,制备出树脂组合物。
接着,相对于所得到的树脂组合物160质量份,混合聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份和流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,由此制备出第1电离辐射固化性树脂组合物1。
(第1电离辐射固化性树脂组合物2)
利用甲基乙基酮将氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“UV-3310B”、三菱化学株式会社制造)稀释至固体成分25%,制备出树脂组合物。接着,相对于所得到的树脂组合物120质量份,混合聚合引发剂(IGM Resins B.V.公司制造的Omnirad184和Omnirad819的质量比50:50)4质量份、作为紫外线吸收剂的吲哚系化合物(产品名“BONASORB UA-3912”、OrientChemical Industries Co.,Ltd.制造)3质量份、和苯并三唑化合物(产品名“JF-79”、城北化学株式会社制造)5质量份、流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,充分搅拌,由此制备出第1电离辐射固化性树脂组合物2。
(第1电离辐射固化性树脂组合物3)
混合丙烯酸双环戊烯酯(产品名“FA-511AS”、日立化成株式会社制造)50质量份、作为电离辐射聚合性化合物的季戊四醇三丙烯酸酯与季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(产品名“KAYARAD PET-30”、日本化药株式会社制造)50质量份、聚合引发剂(产品名“Omnirad184”、IGM Resins B.V.公司制造)4质量份、和流平剂(产品名“F568”、DIC株式会社制造)0.2质量份,在该混合物中添加溶剂(甲基异丁基酮)并搅拌,制备出固体成分浓度为25%的第1电离辐射固化性树脂组合物3。
<第2电离辐射固化性树脂组合物的制备>
按照为下述所示的组成的方式混配各成分,得到第2电离辐射固化性树脂组合物。
(第2电离辐射固化性树脂组合物1)
·上述化学式(11)所示的液晶化合物:20质量份
·聚合引发剂(产品名“Omnirad184”、IGM Resins B.V.公司制造):5质量份
·氟系表面活性剂(产品名“MEGAFACE F477”、DIC株式会社制造):0.4质量份
·混合溶剂(MEK:NMP=1:1):74.6质量份
(第2电离辐射固化性树脂组合物2)
将上述化学式(18)所示的液晶化合物0.99g和上述化学式(19)所示的液晶化合物10mg溶解于1,3-二氧戊环0.3g和环戊酮2.0g的混合溶剂中,得到混合物1。并且,按照为下述所示的组成的方式混配各成分,得到第2电离辐射固化性树脂组合物2。
·混合物1:20质量份
·聚合引发剂(产品名“Omnirad184”、IGM Resins B.V.公司制造):5质量份
·氟系表面活性剂(产品名“MEGAFACE F477”、DIC株式会社制造):0.4质量份
·混合溶剂(MEK:NMP=1:1):74.6质量份
<电离辐射固化性粘接剂组合物1>
按照为下述所示的组成的方式混配各成分,得到电离辐射固化性粘接剂组合物1。
·羟基丙烯酰胺(产品名“HEAA”、KJ Chemicals公司制造):40质量份
·三丙二醇二丙烯酸酯(产品名“M-220”、东亚合成公司制造):20质量份
·丙烯酰吗啉(产品名“ACMO”、KJ Chemicals公司制造):40质量份
·聚合引发剂(产品名“Omnirad819”、IGM Resins B.V.公司制造):1.4质量份
<实施例C1>
首先,准备厚度100μm的经单面易粘接处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜、产品名“Cosmoshine(注册商标)A4100”、东洋纺株式会社制造)作为防粘膜,在PET膜的未处理侧面涂布第1电离辐射固化性树脂组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气,之后进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气而使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化。由此,形成膜厚8μm的作为第1树脂层的硬涂层。
在形成硬涂层后,在第1树脂层上涂布含有聚肉桂酸酯系化合物的取向层形成组合物(固体成分4%、丙二醇单甲醚稀释),形成涂膜。将所得到的涂膜在120℃下干燥1分钟,进行偏振光曝光20mJ/cm2(310nm)照射,形成膜厚200nm的作为第3树脂层的取向层。
接着,利用棒涂机在取向层上涂布第2电离辐射固化性树脂组合物1,使其干燥,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,流通60秒120℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,之后按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化。由此,形成膜厚2.0μm的作为第2树脂层的λ/4相位差层。由此,得到厚度10.2μm的由偏振元件保护膜和防粘膜构成的偏振元件保护膜用转印体。
关于硬涂层的膜厚,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)拍摄第1树脂层的截面,在其截面的图像中测定10处硬涂层的膜厚,为该10处的膜厚的算术平均值。截面照片的具体拍摄方法如下所述。首先,利用包埋树脂对切割成1mm×10mm的偏振元件保护膜进行包埋而制作块(block),利用一般的切片制作方法从该块切割出没有孔等的均匀的、厚度70nm以上100nm以下的切片。切片的制作使用“Ultramicrotome EM UC7”(Leica Microsystems株式会社)等。然后,将该没有孔等的均匀切片作为测定样品。之后,使用扫描透射型电子显微镜(STEM)(产品名“S-4800”、株式会社日立高新技术制造),拍摄测定样品的截面照片。在该截面照片的拍摄时,将检测器设为“TE”、加速电压设为30kV、发射设为“10μA”而进行截面观察。关于倍率,调节焦距,并一边观察是否可区分各层一边以5000倍~20万倍适宜调节对比度和亮度。需要说明的是,在截面照片的拍摄时,进一步将光圈设为光束监视光圈3,将物镜光圈设为3,并且将W.D.设为8mm。λ/4相位差层和取向层的膜厚也与硬涂层的膜厚同样地测定。
另一方面,使碘吸附至聚乙烯醇系膜,之后进行单向拉伸并使其取向,由此制作偏振元件,并且在偏振元件的单面涂布聚乙烯醇系粘接剂(将聚乙烯醇树脂(产品名“PVA-117”、KURARAY公司制造)用纯水稀释至固体成分5%的聚乙烯醇水溶液)。然后,在偏振元件的一个面,按照与皂化处理后的厚度25μm的作为三乙酰纤维素基材(产品名“FUJITACTJ25UL”、富士胶片株式会社制造)的偏振元件保护膜相接的方式配置偏振元件和偏振元件保护膜。在该状态下,在100℃干燥10分钟,得到利用聚乙烯醇系粘接剂贴合了偏振元件和偏振元件保护膜的中间体。
在得到中间体后,在偏振元件的另一面涂布电离辐射固化性粘接剂组合物1,形成电离辐射固化性粘接剂组合物1的涂膜。在该涂膜上,按照λ/4相位差层与电离辐射涂膜相接的方式配置偏振元件保护膜用转印体。偏振元件保护膜用转印体配置成偏振元件的吸收轴与λ/4相位差层的慢轴所成的角度为45°。在该状态下,按照累积光量为200mJ/cm2的方式从由TAC基材构成的偏振元件保护膜侧照射紫外线,使涂膜固化。由此,中间体和偏振元件保护膜用转印体被贴合。
然后,将作为防粘膜的PET膜从偏振元件保护膜用转印体剥离,得到硬涂层露出在表面的偏振片。
在得到偏振片后,藉由粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社制造)在偏振片的由TAC基材构成的偏振元件保护膜侧的面贴合λ/2相位差膜。λ/2相位差膜是按照550nm波长处的面内相位差为270nm的方式,在150℃下对厚度100μm的环烯烃聚合物系树脂膜(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF-14”、日本Zeon株式会社制造)进行拉伸而得到的。此外,藉由粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社制造)在λ/2相位差膜中的与偏振片侧的面相反一侧的面贴合λ/4相位差膜。由此,得到圆偏振片。λ/4相位差膜是按照550nm波长处的面内相位差为140nm的方式在150℃下对厚度100μm的环烯烃聚合物系树脂膜(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF-14”、日本Zeon株式会社制造)进行拉伸而得到的。
在得到圆偏振片后,藉由粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社制造),在圆偏振片的λ/4相位差膜中的与λ/2相位差膜侧的面相反一侧的面贴合从有机EL显示器(产品名“Galaxy SII”、Samsung公司制造)取出的包含有机发光二极管元件的有机发光二极管面板(OLED面板)。由此,得到朝向观察者侧依次层积有OLED面板、粘合层、圆偏振片的图像显示装置。
<实施例C2>
在实施例C2中,代替第1电离辐射固化性树脂组合物1而使用第1电离辐射固化性树脂组合物2,除此以外与实施例C1同样地得到偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、圆偏振片和图像显示装置。
<实施例C3>
在实施例C3中,代替第1电离辐射固化性树脂组合物1而使用第1电离辐射固化性树脂组合物3,除此以外与实施例C1同样地得到偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、圆偏振片和图像显示装置。
<实施例C4>
在实施例C4中,代替第2电离辐射固化性树脂组合物1而使用第2电离辐射固化性树脂组合物2,除此以外与实施例C1同样地得到偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、圆偏振片和图像显示装置。
<比较例C1>
在比较例C1中,使观察者侧的偏振元件保护膜由环烯烃聚合物基材和硬涂层构成,除此以外与实施例C1同样地得到圆偏振片和图像显示装置。
比较例C1的偏振元件保护膜如下形成。首先,按照550nm波长处的面内相位差为140nm的方式在150℃下对厚度100μm的环烯烃聚合物系树脂膜(产品名“Zeonor Film(注册商标)ZF-14”、日本Zeon株式会社制造)进行拉伸,由此得到厚度25μm的环烯烃聚合物基材(COP基材)。然后,在该COP基材的一个面涂布第1电离辐射固化性树脂组合物3,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气,之后进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气而使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化。由此,形成膜厚5μm的硬涂层,得到偏振元件保护膜。
<比较例C2>
在比较例C2中,使观察者侧的偏振元件保护膜仅由硬涂层构成,除此以外与实施例C1同样地得到偏振元件保护膜、偏振元件保护膜用转印体、圆偏振片和图像显示装置。
比较例C2的偏振元件保护膜如下形成。首先,准备厚度100μm的经单面易粘接处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜、产品名“Cosmoshine(注册商标)A4100”、东洋纺株式会社制造)作为防粘膜,在PET膜的未处理侧面涂布第1电离辐射固化性树脂组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气,之后进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气而使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线,使涂膜固化。由此,形成膜厚10μm的硬涂层,得到偏振元件保护膜。
<相位差值测定>
测定实施例C1~C4和比较例C1、C2的偏振元件保护膜的相位差值。具体而言,首先,在具有光学各向同性的玻璃(长30mm×宽30mm、厚度1mm)上粘贴粘合层(产品名“Panaclean(注册商标)PD-S1”、PANAC株式会社),按照λ/4相位差层与粘合层接触的方式贴合偏振元件保护膜用转印体。之后,将PET膜从偏振元件保护膜剥离,使硬涂层露出,得到测定样品。测定样品中所用的偏振元件保护膜用转印体使用从偏振元件保护膜用转印体的中央部分切割成长40mm×宽40mm的尺寸的转印体。然后,使用相位差测定装置(产品名“KOBRA-WR”、王子计测机器株式会社制造、测定光斑:直径5mm),测定该测定样品在波长589nm处的面内相位差(延迟)。
<OLED面板的发光波长测定>
测定实施例C1~C4和比较例C1、C2中使用的OLED面板的发光波长λ1。OLED面板的发光波长的测定使用光谱辐射亮度计(产品名“CS2000”、柯尼卡美能达株式会社制造)以测定角1°的条件进行测定。
<硬涂层和λ/4相位差层的吸收起始波长测定>
测定实施例C1~C4和比较例C1、C2的偏振元件保护膜中的硬涂层的吸收起始波长λ2和λ/4相位差层的吸收起始波长λ3。具体而言,首先,使用滤色器光谱特性测定装置(装置名“LCF-100MA-SF”、大塚电子株式会社制造),以光斑直径2μm、卤素灯光源测定各层的380nm以上480nm以下的波长区域的透射光谱,同时以波长10nm步幅求出透射光谱的斜率。并且,找到在整体观察斜率的数据时斜率急剧降低的波长,将该波长作为吸收起始波长。
<压痕硬度(HIT)>
在实施例C1~C4的圆偏振片中,分别测定λ/4相位差层和硬涂层的压痕硬度。压痕硬度(HIT)以与实施例A的压痕硬度的栏中记载的方法和测定条件相同的方法和测定条件进行测定。
<可见性评价>
在实施例C1~C4和比较例C1、C2的图像显示装置中,评价了耐光性试验前后的可见性。具体而言,首先,在暗室中,使耐光性试验前的图像显示装置为白色显示,按照偏光太阳镜的吸收轴与偏振元件的吸收轴所成的角度从0°(平行尼科耳)至90°(正交尼科耳)的方式使其旋转,评价能否辨认显示图像。之后,使用耐光性试验机(产品名“紫外线褪色计U48AU”、SUGA TEST INSTRUMENTS株式会社制造),进行在42℃、相对湿度50%的环境下对图像显示装置照射50小时来自碳弧灯的光的耐光性试验。然后,再次在暗室中,对于耐光性试验后的图像显示装置,以与上述同样的条件评价能否辨认显示图像。评价基准如下。
A:无论何种角度均能辨认显示图像(能够应对偏光太阳镜)。
B:根据角度的不同,可见性略有降低,但为实际使用上没有问题的水平。
C:根据角度的不同,无法辨认显示图像(无法应对偏光太阳镜)。
<柔性>
对实施例C1~C4的圆偏振片进行心轴试验(将样品缠绕到2mm至32mm的金属制圆柱上的试验),评价柔性。具体而言,对于切割成50mm×50mm尺寸的圆偏振片,根据JISK5600-5-1:1999进行心轴试验,求出按照λ/4相位差层为内侧的方式将圆偏振片缠绕到圆柱上时圆偏振片不产生裂纹(裂缝)的圆柱的最小直径。评价结果如下。
A:最小直径为6mm以下。
B:最小直径超过6mm。
以下,将结果示于表10。
[表10]
如表10所示,比较例C1的观察者侧的偏振元件保护膜具备COP基材,因此厚度较厚。与此相对,实施例C1~C4的偏振元件保护膜不具备基材,因此较薄。
如表10所示,比较例C2的观察者侧的偏振元件保护膜不具备包含液晶化合物的λ/4相位差层,因此隔着偏光太阳镜的可见性差。与此相对,实施例C1~C4的图像显示装置具备包含液晶化合物的λ/4相位差层,因此隔着偏光太阳镜的可见性优异。
实施例C1的图像显示装置中的耐光试验后的隔着偏光太阳镜的可见性优于实施例C3的图像显示装置中的耐光试验后的隔着偏光太阳镜的可见性。这是因为,实施例C1的偏振元件保护膜的硬涂层包含紫外线吸收剂,因此能够抑制λ/4相位差层中的液晶化合物的紫外线劣化。
符号说明
10、100…光学膜
10A…表面
11、101…透光性基材
12…第1功能层
13…第2功能层
14…混合层
21…第1涂膜
22…第2涂膜
30…偏振片
31…偏振元件
40、130、170…图像显示装置
50…显示元件
102…功能层
140…偏振元件保护膜用转印体
150…偏振元件保护膜
151…第1树脂层
152…第2树脂层
153…第3树脂层
160…防粘膜

Claims (12)

1.一种光学膜,其为依次具备透光性基材、第1功能层和第2功能层的光学膜,其中,
所述透光性基材包含乙酰纤维素系树脂、环烯烃聚合物系树脂和(甲基)丙烯酸系树脂中的至少任一种,
所述第1功能层和所述第2功能层中的至少任一者包含紫外线吸收剂,
该光学膜还具备混合层,该混合层设置于所述第1功能层与所述第2功能层之间,与所述第1功能层和所述第2功能层相邻,并且包含所述第1功能层的成分和所述第2功能层的成分,
所述第1功能层、所述第2功能层和所述混合层的总膜厚为1μm以上10μm以下,
所述混合层的膜厚相对于所述第1功能层、所述第2功能层和所述混合层的总膜厚的比例为0.6%以上40%以下,
所述第1功能层的压痕硬度为50MPa以上450MPa以下,
所述第2功能层为硬涂层,
所述第2功能层的压痕硬度大于所述第1功能层的压痕硬度。
2.一种光学膜,其为依次具备透光性基材、第1功能层和第2功能层的光学膜,其中,
所述第1功能层和所述第2功能层中的至少任一者包含紫外线吸收剂,
该光学膜还具备混合层,该混合层设置于所述第1功能层与所述第2功能层之间,与所述第1功能层和所述第2功能层相邻,并且包含所述第1功能层的成分和所述第2功能层的成分,
所述第1功能层、所述第2功能层和所述混合层的总膜厚为1μm以上10μm以下,
所述混合层的膜厚为0.02μm以上1μm以下,
所述第1功能层的压痕硬度为50MPa以上450MPa以下,
所述第2功能层为硬涂层,
所述第2功能层的压痕硬度大于所述第1功能层的压痕硬度。
3.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述混合层的膜厚为0.1μm以上。
4.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述第1功能层和所述第2功能层均包含所述紫外线吸收剂。
5.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述第1功能层包含所述紫外线吸收剂,所述第1功能层的压痕硬度为50MPa以上400MPa以下。
6.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,波长380nm处的光谱透射率小于10%。
7.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,波长410nm处的光谱透射率为20%以下。
8.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,波长440nm处的光谱透射率为75%以上。
9.一种偏振片,其具备:
权利要求1或2所述的光学膜;和
设置于所述光学膜的一个面侧的偏振元件。
10.一种图像显示装置,其具备:
显示元件;和
相较于所述显示元件配置于更靠近观察者侧的权利要求9所述的偏振片。
11.一种图像显示装置,其具备:
显示元件;和
相较于所述显示元件配置于更靠近观察者侧的权利要求1或2所述的光学膜。
12.如权利要求11所述的图像显示装置,其中,所述显示元件为有机发光二极管元件。
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