CN113272689B - 光学膜、偏振片、图像显示装置用的表面板和图像显示装置 - Google Patents

光学膜、偏振片、图像显示装置用的表面板和图像显示装置 Download PDF

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Abstract

提供一种光学膜,其在组装到图像显示装置中时能够抑制图像显示装置有青白色的感觉。一种光学膜,其在包含紫外线吸收剂A的塑料膜上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,对塑料膜侧照射波长365nm的激发光时的荧光发射与对紫外线吸收层侧照射波长365nm的激发光时的荧光发光满足特定的条件。

Description

光学膜、偏振片、图像显示装置用的表面板和图像显示装置
技术领域
本发明涉及光学膜、偏振片、图像显示装置用的表面板和图像显示装置。
背景技术
在图像显示装置的显示元件上多使用各种塑料膜。例如,在显示元件上具有偏振片的图像显示装置中,为了保护构成偏振片的偏振元件,使用了用于保护偏振元件的两面的塑料膜(偏振元件保护膜)。
以偏振元件保护膜为代表的图像显示装置用的光学膜将聚酯膜、丙烯酸膜、环烯烃系膜以及三乙酰纤维素膜等塑料膜作为基材,根据需要在该基材上具有功能层。
对于作为光学膜的基材的塑料膜来说,为了抑制紫外线导致的经时劣化,提出了混炼紫外线吸收剂(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开号WO2011/162198(权利要求9)
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献1的塑料膜,能够利用紫外线吸收剂改善耐光性。
另一方面,近年来,图像显示装置的高分辨率化快速推进,全高清(像素数为1920×1080以上)和4K(像素数为3840×2160以上)开始投入实际使用。这种高分辨率的图像显示装置优选屏幕尺寸大。
但是,在高分辨率的图像显示装置包含混炼有紫外线吸收剂的塑料膜时,即便在不产生紫外线导致的经时劣化的情况下,关闭电源时或显示黑色时,有时屏幕的端部区域也会有青白色的感觉。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究。其结果,发现:构成塑料膜的树脂成分和塑料膜中包含的紫外线吸收剂中的至少任一者吸收紫外线的波长区域的光并发出可见光的短波长区域的荧光是上述课题的原因。并且,本发明人通过在混炼有紫外线吸收剂的塑料膜上形成包含紫外线吸收剂的紫外线吸收层,从而解决了上述课题。
需要说明的是,认为上述课题容易如下产生。
首先,在将图像显示装置配置于客厅墙壁时的情况下,窗户位于图像显示装置的侧方,太阳光从图像显示装置的侧方入射。此时,随着远离窗户,太阳光的入射角变小,通过塑料膜的太阳光的距离变长,因此屏幕的端部周边的荧光发光强度变强(端部主要是指左右任一个端部。左右端部中,远离窗户一侧的端部的荧光发光强度容易变强。)。特别是,高分辨率的图像显示装置的屏幕尺寸大,因此屏幕的端部周边的荧光发光强度容易变强。另外,在塑料膜中,厚度较厚的塑料膜的荧光发光强度容易变强。另外,在塑料膜中,聚酯膜由于作为树脂成分的聚酯容易发出荧光,因此荧光发光强度容易变强。
另外,在曲面形状的图像显示装置(可卷曲型)、可弯折的图像显示装置(可折叠)中,即使为上述特定环境(太阳光从图像显示装置的侧方入射的环境)以外的环境或屏幕尺寸小,有时屏幕的一部分也会有青白色的感觉。认为其原因在于,与平面图像显示装置相比,在曲面形状的图像显示装置和可弯折的图像显示装置中,外部光以小角度入射显示屏幕的情况容易增多(在外部光以小角度入射的部位,认为通过塑料膜的太阳光的距离变长,该部位的荧光发光强度变强)。
需要说明的是,由于荧光发光为均匀散射,因此在塑料膜发出荧光时,即使人在与入射屏幕的光的正反射方向偏离的方向,此人也能视觉识别到荧光发光。
本发明提供以下的光学膜、偏振片、图像显示装置用的表面板和图像显示装置。
[1]一种光学膜,上述光学膜在包含紫外线吸收剂A的塑料膜上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,上述光学膜满足下述条件1。
<条件1>
将与上述光学膜的平面垂直的方向定义为0度。
使用荧光分光光度计,对上述光学膜的塑料膜侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为BL1。
使用荧光分光光度计,对上述光学膜的紫外线吸收层侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为SL1。
在上述前提下,BL1和SL1满足下述式(1)。
SL1/BL1≤0.30 (1)
[2]一种偏振片,上述偏振片具有:偏振元件;配置于上述偏振元件的一侧的透明保护板A;和配置于上述偏振元件的另一侧的透明保护板B,上述透明保护板A和上述透明保护板B中的至少一者为上述[1]所述的光学膜,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面朝向与上述偏振元件相反一侧的方式配置上述光学膜。
[3]一种图像显示装置用的表面板,其为在树脂板或玻璃板上贴合有光学膜的图像显示装置用的表面板,其中,上述光学膜为上述[1]所述的光学膜,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面朝向与上述树脂板或上述玻璃板相反一侧的方式配置上述光学膜。
[4]一种图像显示装置,上述图像显示装置具有显示元件和配置于上述显示元件的光出射面侧的光学膜,作为上述光学膜,具有上述[1]所述的光学膜亦即光学膜X,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面成为光出射面侧的方式配置上述光学膜X。
发明的效果
本发明的光学膜和偏振片在组装到图像显示装置中时能够抑制屏幕有青白色的感觉。另外,本发明的图像显示装置能够抑制屏幕有青白色的感觉。
附图说明
图1是示出本发明的光学膜的一个实施方式的截面图。
图2是利用荧光分光光度计测定光学膜的荧光发光时的示意图。
图3是示出本发明的图像显示装置的一个实施方式的截面图。
图4是示出本发明的图像显示装置的另一实施方式的截面图。
图5是用于说明本发明的图像显示装置的有效显示区域的截面图。
图6是中空颗粒和非中空颗粒均匀分散的低折射率层的一例的截面照片。
图7是中空颗粒和非中空颗粒未均匀分散的低折射率层的一例的截面照片。
图8是示意性地示出连续折叠试验的情况的图。
具体实施方式
下面,说明本发明的实施方式。
[光学膜]
本发明的光学膜在包含紫外线吸收剂A的塑料膜上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,其满足下述条件1。
<条件1>
将与上述光学膜的平面垂直的方向定义为0度。
使用荧光分光光度计,对上述光学膜的塑料膜侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为BL1。
使用荧光分光光度计,对上述光学膜的紫外线吸收层侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为SL1。
在上述前提下,BL1和SL1满足下述式(1)。
SL1/BL1≤0.30 (1)
图1是示出本发明的光学膜10的实施方式的截面图。
图1的光学膜10在包含紫外线吸收剂A的塑料膜11上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层12。
<条件1>
首先,说明条件1的技术思想。
如上所述,对于包含紫外线吸收剂的塑料膜而言,构成塑料膜的树脂成分和塑料膜中包含的紫外线吸收剂中的至少任一者吸收紫外线的波长区域的光并发出可见光的短波长区域的荧光,有时会观察到青白色。另外,厚度厚的塑料膜的荧光发光强度容易变强。另外,在塑料膜中,聚酯膜由于作为树脂成分的聚酯容易发出荧光,因此荧光发光强度容易变强。
包含紫外线吸收剂的塑料膜由于其本身具有抗紫外线的性质,因此,无需在该塑料膜上进一步形成紫外线吸收层。但是,在高分辨率的图像显示装置包含混炼有紫外线吸收剂的塑料膜时,即便在塑料膜不产生紫外线导致的经时劣化的情况下,关闭电源时或显示黑色时,有时也会有青白色的感觉。例如,在大屏幕的图像显示装置中,屏幕的左右端部区域等有时会有青白色的感觉。另外,在曲面形状的图像显示装置(可卷曲型)、可弯折的图像显示装置(可折叠)中,无论屏幕的尺寸如何,在各种环境下屏幕的一部分有时会有青白色的感觉。关于上述“青白色”,认为是由于下述原因产生的:在外部光以小角度入射显示屏幕的部位,通过塑料膜的太阳光的距离变长,该部位的荧光发光强度变强。另外,在表面具有低折射率层等抗反射层的图像显示装置中,太阳光的透射率提高,因此具有更容易变成青白色的倾向。
本发明的光学膜通过在包含紫外线吸收剂A并具有充分的耐候性的塑料膜11上形成包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,能够抑制太阳光从该紫外线吸收层侧入射时的荧光发光,能够抑制图像显示装置有青白色的感觉。
图2是利用荧光分光光度计对光学膜10照射激发光并测定从光学膜10发射的荧光的示意图。
在图2的荧光分光光度计的测定中,利用激发侧光谱仪将激发光源的光分光成波长365nm的激发光。然后,将分光后的波长365nm的激发光相对于作为试样的光学膜10从+45度的方向进行照射。然后,使从光学膜10向-45度的方向发射的荧光经由荧光侧光谱仪利用荧光检测器检测出。
作为能够进行上述测定的荧光分光光度计,例如,可以举出株式会社HitachiHigh-Tech Science制造的型号“F-7000”。
条件1的式(1)中,“BL1”表示从光学膜的塑料膜11侧测定的380nm~490nm的荧光强度之和,“SL1”表示从光学膜的紫外线吸收层12侧测定的380nm~490nm的荧光强度之和。即,式(1)的SL1/BL1小表明:相较于塑料膜侧,紫外线吸收层侧更能够抑制激发光照射时的荧光发光。
因此,满足SL1/BL1为0.30以下的条件1的光学膜通过将紫外线吸收层侧的面配置成光出射面侧(太阳光入射的一侧),从而能够抑制太阳光入射时的荧光发光。
式(1)中,SL1/BL1优选为0.25以下、更优选为0.20以下。需要说明的是,SL1/BL1过小时,具有紫外线吸收层中的紫外线吸收剂B的含量增多的倾向。因此,SL1/BL1优选为0.10以上。
<条件2>
本发明的光学膜进一步优选满足下述条件2。
<条件2>
使用荧光分光光度计,对上述光学膜的塑料膜侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为BL1。在上述前提下,上述BL和上述BL1满足下述式(2)。
0.50≤BL1/BL (2)
式(2)的BL1/BL大表明:在从塑料膜侧照射激发光而发射的荧光中,380nm~490nm的荧光比例多。
塑料膜中的紫外线吸收剂A优选使用不发出荧光的物质,若考虑与构成塑料膜的树脂的相容性、耐热性(进行塑料膜的制膜时,在将树脂以高温熔融的状态下混炼紫外线吸收剂A,因此紫外线吸收剂A优选具有耐热性)、以及对塑料膜进行拉伸处理时的拉伸控制的操作性,有时不得不使用发出荧光的物质作为紫外线吸收剂A。另外,构成塑料膜的树脂也优选使用不发出荧光的物质,但为了赋予塑料膜特定的物性,有时不得不使用发出荧光的物质作为该树脂。
本发明中,即便在满足式(2)的情况下(即便在紫外线吸收剂A和/或构成塑料膜的树脂为发出荧光的物质的情况下),通过进一步具有含有紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,也能抑制包含紫外线吸收剂A的塑料膜的荧光发光,从这方面出发是优选的。
式(2)中,BL1/BL优选为0.70以上、更优选为0.80以上。BL1/BL的上限没有特别限定,为0.95左右。
需要说明的是,在荧光分光光度计的测定中,具有在激发光的波长的n倍(n为整数)的波长处出现来自激发光的峰的倾向。本说明书中,激发光的波长为365nm,在730nm处出现来自激发光的峰。因此,本说明书中,将计算BL的范围设为380nm~700nm,并将来自激发光的峰排除在外。
<塑料膜>
塑料膜起到作为光学膜的基材的作用,包含紫外线吸收剂A。
作为塑料膜的层构成,例如,可以举出含有紫外线吸收剂A的树脂层的单层结构的塑料膜(图1)、不含紫外线吸收剂的树脂层与包含紫外线吸收剂的树脂层的层积结构的塑料膜(未图示)。
在上述层构成中,塑料膜优选为包含紫外线吸收剂A的树脂层的单层结构。如后所述,为了在改善机械强度的同时抑制虹斑,塑料膜优选为面内相位差小的拉伸塑料膜。但是,为了减小拉伸塑料膜的面内相位差,需要在纵向和横向大致均等地进行拉伸的控制。在多层结构的情况下,由于各层物性的差异等而难以进行上述控制,但在单层结构的情况下容易进行上述控制,容易减小面内相位差,从这方面出发是优选的。
作为构成塑料膜的树脂成分,可以举出聚酯、三乙酰纤维素(TAC)、二乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯和非晶态烯烃(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等。
这些之中,从容易改善机械强度的方面出发,优选聚酯。另外,聚酯因紫外线而发出荧光,因此从容易有效地发挥出本发明效果的方面出发是优选的。即,塑料膜优选为包含紫外线吸收剂A的聚酯膜。
另外,作为构成聚酯膜的聚酯,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。这些之中,从固有双折射低、容易降低面内相位差的方面、以及容易抑制荧光发光的绝对量的方面出发,优选PET。
<<拉伸塑料膜>>
另外,为了改善机械强度,塑料膜优选为拉伸塑料膜,更优选为拉伸聚酯膜。进而,拉伸聚酯膜优选为包含紫外线吸收剂A的树脂层的单层结构,更优选为包含紫外线吸收剂A的聚酯树脂层的单层结构。
拉伸塑料膜可以通过拉伸包含紫外线吸收剂的树脂层而得到。拉伸的方法可以举出逐步双向拉伸和同步双向拉伸等双向拉伸、纵向单向拉伸等单向拉伸。这些之中,优选容易降低面内相位差且容易提高机械强度的双向拉伸。即,拉伸塑料膜优选为双向拉伸塑料膜。另外,在双向拉伸塑料膜中,优选双向拉伸聚酯膜。
[逐步双向拉伸]
在逐步双向拉伸中,将流延膜在长度方向上拉伸后,在膜的宽度方向进行拉伸。
长度方向的拉伸通常通过辊的圆周速度差来实施,可以以1阶段进行,也可以使用多根辊对以多阶段进行。长度方向的拉伸倍率通常为2~15倍,从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,优选为2~7倍、更优选为3~5倍、进一步优选为3~4倍。
从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+100℃。在PET的情况下,优选为70℃~120℃、更优选为80℃~110℃、进一步优选为95℃~110℃。
可以通过在线涂布对在长度方向进行了拉伸的膜赋予易滑性、易粘接性、抗静电性等功能。另外,在在线涂布之前,可以根据需要实施电晕处理、火焰处理、等离子体处理等表面处理。
如此在在线涂布中形成的涂膜的厚度极薄,为10nm~2000nm左右(该涂膜通过拉伸处理被拉伸得更薄)。本说明书中,这种薄的层不算作构成塑料膜的层的数目。例如,在包含紫外线吸收剂A的树脂层上层积上述极薄的层而成的塑料膜解释为包含紫外线吸收剂A的树脂层的单层结构。
关于宽度方向的拉伸,通常,使用拉幅机法,一边用夹具把持膜的两端一边传送,在宽度方向进行拉伸。宽度方向的拉伸倍率通常为2~15倍,从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,优选为2~5倍、更优选为3~5倍、进一步优选为3~4.5倍。另外,相较于纵向拉伸倍率,更优选提高宽度拉伸倍率。
拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+120℃,优选温度从上游向下游而升高。具体而言,在将横向拉伸区间分成两部分的情况下,上游的温度与下游的温度之差优选为20℃以上、更优选为30℃以上、进一步优选为35℃以上、更进一步优选为40℃以上。另外,在PET的情况下,第1阶段的拉伸温度优选为80℃~120℃、更优选为90℃~110℃、进一步优选为95℃~105℃。
对于如上所述进行了逐步双向拉伸的塑料膜,为了赋予平面性、尺寸稳定性,优选在拉幅机内进行拉伸温度以上熔点以下的热处理。具体而言,优选在120℃~235℃的范围进行热固定,更优选为190℃~225℃。另外,从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,优选在热处理前半阶段进行1%~10%的热处理追加拉伸。
在对塑料膜进行热处理后,缓慢冷却至室温,之后进行卷取。另外,根据需要,可以在热处理或缓慢冷却时合用松弛处理等。从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,热处理时的松弛率优选为0.5%~5%、更优选为0.5%~3%、进一步优选为0.8%~2.5%、更进一步优选为1%~2%。另外,从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,缓慢冷却时的松弛率优选为0.5%~3%、更优选为0.5%~2%、进一步优选为0.5%~1.5%、更进一步优选为0.5%~1.0%。从平面性的方面出发,缓慢冷却时的温度优选为80℃~150℃、更优选为90℃~130℃、进一步优选为100℃~130℃、更进一步优选为100℃~120℃。
[同步双向拉伸]
在同步双向拉伸中,将流延膜导入同步双螺杆拉幅机中,一边用夹具把持膜的两端一边传送,在长度方向和宽度方向同步和/或阶段性地进行拉伸。作为同步双向拉伸机,有受电弓方式、螺旋方式、驱动马达方式、线性马达方式,但能够任意地变更拉伸倍率,优选能够在任意的场所进行松弛处理的驱动马达方式或线性马达方式。
同步双向拉伸的倍率以面积倍率计通常为6~50倍,从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,优选为8~30倍、更优选为9~25倍、进一步优选为9~20倍、更进一步优选为10~15倍。
另外,在同步双向拉伸的情况下,为了抑制面内的取向差,优选使长度方向与宽度方向的拉伸倍率相同,并且拉伸速度也大致相等。
从抑制面内相位差等光学特性的偏差的方面出发,同步双向拉伸的拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度~玻璃化转变温度+120℃。在PET的情况下,优选为80℃~160℃、更优选为90℃~150℃、进一步优选为100℃~140℃。
对于进行了同步双向拉伸的膜来说,为了赋予平面性、尺寸稳定性,优选继续在拉幅机内的热固定室进行拉伸温度以上熔点以下的热处理。该热处理的条件与逐步双向拉伸后的热处理条件相同。
<<紫外线吸收剂A>>
塑料膜中包含的紫外线吸收剂A可以在不阻碍本发明效果的范围内使用苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、蒽系紫外线吸收剂等通用的有机系紫外线吸收剂中的1种或2种以上。紫外线吸收剂A优选极大吸收波长为200nm~360nm的物质。
理想的是,紫外线吸收剂A优选380nm~490nm的荧光发光强度弱。但是,根据紫外线吸收剂的种类,还存在难以与构成塑料膜的树脂相容的物质、难以控制拉伸的物质。另外,即便紫外线吸收剂A发出荧光,也能通过后述紫外线吸收层抑制紫外线吸收剂A的荧光发光。
因此,紫外线吸收剂A优选选择与树脂的相容性优异且容易控制拉伸的物质。例如,在构成塑料膜的树脂为PET等聚酯的情况下,作为紫外线吸收剂A,优选苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂和蒽系紫外线吸收剂,更优选苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂。苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂和蒽系紫外线吸收剂虽然380nm~490nm的荧光发光强度比较强,但可通过后述紫外线吸收层抑制作为紫外线吸收剂A的苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂和蒽系紫外线吸收剂的荧光发光,能够容易满足条件1。
作为在构成塑料膜的树脂为PET等聚酯时合适的苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂,可以举出2,2’-对亚苯基双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-对亚苯基双(6-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-对亚苯基双(6-氯-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-对亚苯基双(6-甲氧基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-对亚苯基双(6-羟基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(萘-2,6-二基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(萘-1,4-二基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(噻吩-2,5-二基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(呋喃-2,5-二基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’-(吡咯-2,5-二基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)等。
紫外线吸收剂的极大吸收波长的测定例如记载于日本化学会编“第4版实验化学讲座7分光II”(丸善,1992年)180~186页等。具体而言,可以将试样溶解于适当的溶剂中,利用石英制或玻璃制的比色皿,使用试样用和对照用的两个比色皿通过分光光度计进行测定。对于所使用的溶剂,除了试样的溶解性外,还要求在测定波长区域不具有吸收;与溶质分子的相互作用小;挥发性不太显著;等。只要是满足上述条件的溶剂,就可以选择任意的溶剂。
紫外线吸收剂A优选以光学膜的波长380nm的光谱透射率能够为后述范围的量添加。但是,在过量添加了紫外线吸收剂A的情况下,紫外线吸收剂A容易从塑料膜渗出。
因此,包含紫外线吸收剂A的树脂层中的紫外线吸收剂的含量相对于树脂成分100质量份优选为0.01质量份~5质量份、更优选为0.05质量份~2质量份。
塑料膜可以在不阻碍本发明效果的范围内含有抗静电剂、阻燃剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗胶凝剂和表面活性剂等添加剂。另外,由于塑料膜大多平滑性高,因此也可以含有有机微粒、无机微粒以防止粘连。
<塑料膜的各种物性>
塑料膜的厚度T优选为15μm~150μm、更优选为15μm~60μm、进一步优选为20μm~55μm、更进一步优选为30μm~50μm。
通过使厚度T为15μm以上,能够容易改善塑料膜的机械强度。
另外,通过使厚度T为150μm以下,能够抑制光学膜的厚膜化。另外,通过使厚度T为60μm以下,能够容易满足条件1,并且能够容易使面内相位差为后述范围。
需要说明的是,若厚度T过大,即便满足条件1也容易确认到图像显示装置的青白色。从该方面出发,厚度T也优选为60μm以下。
另外,塑料膜的厚度T优选根据用途而变更。
例如,在将塑料膜应用于曲面形状的图像显示装置和可弯折的图像显示装置的情况下,从耐弯折性的方面出发,厚度T优选为15μm~100μm、更优选为17μm~65μm、进一步优选为18μm~60μm、更进一步优选为20μm~45μm。需要说明的是,从进一步改善耐弯折性的方面出发,优选在厚度T满足上述范围的同时面内相位差(Re)为1400nm以下。通过使面内相位差(Re)进一步为1000nm以下、850nm以下、500nm以下,耐弯折性更加良好。
另外,在将塑料膜应用于平面大屏幕图像显示装置(最大径1300mm以上)的情况下,厚度T优选为20μm~150μm、更优选为15μm~85μm、进一步优选为27μm~70μm、更进一步优选为30μm~55μm。
另外,在将塑料膜应用于平面图像显示装置(最大径小于1300mm)的情况下,厚度T优选为15μm~130μm、更优选为15μm~70μm、进一步优选为20μm~60μm、更进一步优选为25μm~50μm。
塑料膜的面内相位差(Re)优选为500nm以下、更优选为400nm以下、进一步优选为300nm以下、更进一步优选为250nm以下。通过使面内相位差为500nm以下,能够容易抑制虹斑(主要是裸眼观察时的虹斑)。另外,面内相位差(Re)为500nm以下的塑料膜由于取向性的程度低,因此具有能够改善耐弯折性的倾向,从容易应用于曲面形状的图像显示装置和可弯折的图像显示装置的方面出发是优选的。面内相位差的下限没有特别限定,通常为50nm左右。
需要说明的是,光学膜在紫外线吸收层上具有抗反射层的情况下,即便塑料膜的面内相位差(Re)超过500nm,也能容易地抑制虹斑(主要是裸眼观察时的虹斑)。因此,光学膜在紫外线吸收层上具有抗反射层的情况下,塑料膜的面内相位差(Re)优选为1400nm以下、更优选为1200nm以下、更优选为1000nm以下、更优选为500nm以下、更优选为300nm以下、更优选为250nm以下。关于光学膜在紫外线吸收层上具有抗反射层时的塑料膜的面内相位差(Re)的下限,从抑制虹斑的方面出发没有特别限定,但即便过度降低面内相位差,虹斑抑制效果也会饱和。另外,若提高塑料膜的面内相位差(Re),则具有塑料膜的机械强度增加的倾向。因此,光学膜在紫外线吸收层上具有抗反射层时的塑料膜的面内相位差(Re)的下限优选为100nm以上。
通过减小后述式(A)的(nx-ny)或减小厚度T,可以容易地使面内相位差(Re)为500nm以下。为了减小(nx-ny),优选使流动方向和宽度方向的拉伸如上所述。
需要说明的是,本说明书中,面内相位差(Re)和后述厚度方向的相位差(Rth)是指波长550nm下的值。
关于塑料膜,面内相位差(Re)与厚度方向的相位差(Rth)之比[Re/Rth]优选为0.25以下、更优选为0.20以下、更优选为0.16以下、更优选为0.13以下、更优选为0.10以下、更优选为0.09以下、更优选为0.08以下。
该比变小意味着塑料膜的拉伸程度接近均等的双轴性。因此,通过使该比为0.20以下(优选为0.10以下),能够改善塑料膜的机械强度。
面内相位差(Re)和厚度方向的相位差(Rth)利用在塑料膜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、塑料膜的厚度方向的折射率nz以及塑料膜的厚度T[nm]由下述式(A)和(B)表示。
面内相位差(Re)和厚度方向的相位差(Rth)例如可以利用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”进行测定。
面内相位差(Re)=(nx-ny)×T[nm] (A)
厚度方向的相位差(Rth)=((nx+ny)/2-nz)×T[nm] (B)
在使用大塚电子公司制造的商品名“RETS-100”测定面内相位差(Re)等的情况下,优选按照以下顺序(A1)~(A4)进行测定的准备。
(A1)首先,为了稳定RETS-100的光源,打开光源后放置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和Rth计算的模式)。因选择该θ模式,载台为倾斜旋转载台。
(A2)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:
Figure BDA0003140699720000131
·倾斜角度范围::从-40度至+40度,每10度(其中,在Re的测定中选择0度)
·测定波长范围:400nm~800nm
·塑料膜的平均折射率(例如,在PET膜的情况下为N=1.617)
·厚度:厚度的实测值(记载利用SEM或光学显微镜另行测定的厚度)
(A3)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。
(A4)之后,在装置内的载台上设置样品,进行测定。需要说明的是,塑料膜的面内相位差(Re)和厚度方向的相位差(Rth)也可以在塑料膜上具有紫外线吸收层等其他层的状态下测定。在塑料膜上具有其他层的情况下,优选按照平坦性高的一侧的面朝向载台侧的方式配置并测定。
塑料膜为聚酯膜,下述所示的表面取向度比优选超过1.0且为3.0以下、更优选为1.0以上2.0以下进一步优选为1.0以上1.50以下、更进一步优选为1.0以上1.3以下。
[表面取向度比]
以在塑料膜的测定区域的面内折射率最大的方向即慢轴方向为起点(0度),在0度~170度的范围旋转塑料膜,在FTIR-S偏振光ATR法的单次反射光谱上,每隔10度测定塑料膜在1340cm-1的吸收强度(I1340)和在1410cm-1的吸收强度(I1410)。将I1340/I1410作为各角度的取向参数Y。将所测定的18个取向参数Y中的最大值设为Ymax、将最小值设为Ymin,将Ymax/Ymin作为塑料膜的表面取向度比。
通过使表面取向度比超过1.0,能够容易地改善作为塑料膜的聚酯膜的机械强度。另外,通过使表面取向度比为3.0以下,能够容易地使作为塑料膜的聚酯膜的面内相位差为上述范围。
表面取向度比例如可以如下测定:将HARRICK公司制造的ATR装置(商品名:Seagull)和偏振元件(商品名:KRS-5、线栅)设置于Thermo Fisher Scientific公司制造的FT-IR测定器(商品名:NICOLET6700、测定点:直径2mm)中,将塑料膜的测定面设置于该ATR装置后,可以通过FTIR-S偏振光ATR法的单次反射中的红外线吸收光谱分析进行测定。使用了该装置的表面取向度比的测定的详细测定条件如下所述。
需要说明的是,1340cm-1的吸收带通过ωCH2纵向摇摆振动表示反式体的存在,其强度定量地表示反式体的浓度、即聚酯分子被拉伸的取向强的状态。另一方面,关于1410cm-1的吸收带,由于C=C伸缩振动而使面内旋转中的吸收强度固定,因此用于作为基准条带实施吸收强度的标准化。
<测定条件>
光源:红外光
检测器:TGS检测器
分辨率:4cm-1
测定面积:约
Figure BDA0003140699720000141
方法:Macro ATR测定
测定区域:4000cm-1~700cm-1
使用晶体:Ge、测定深度区域:约1μm
折射率(ATR测定时):4.0
对试样的入射角(ATR测定时):45度
对于塑料膜来说,JIS K7136:2000的雾度优选为3.0%以下、更优选为2.0%以下、进一步优选为1.0%以下。
另外,对于塑料膜来说,JIS K7361-1:1997的总光线透射率优选为80%以上、更优选为85%以上、进一步优选为90%以上。
需要说明的是,本说明书中,面内相位差(Re)、厚度方向的相位差(Rth)、表面取向度比、雾度和总光线透射率是指16处的测定值的平均值。16个测定处优选的是,将距离测定样品的外缘1cm的区域作为空白,对于该空白的内侧的区域,画出将纵向和横向5等分的线时,将16处交点作为测定的中心。在测定样品为四边形的情况下,优选的是,将距离四边形的外缘1cm的区域作为空白,将该空白的内侧的区域沿纵向和横向5等分,将5等分的线的16处交点作为中心进行测定,计算出其平均值。需要说明的是,在测定样品为圆形、椭圆形、三角形、五边形等四边形以外的形状时,优选的是,画出与这些形状内接的面积最大的四边形,对于该四边形,通过上述方法进行16处的测定。需要说明的是,根据测定样品的尺寸与测定点的尺寸的关系,测定区域有时部分重复,在该情况下,只要重复测定即可。
在如上所述测定的16处的测定值中,Re的偏差相对于平均值优选为±100nm以内、更优选为±50nm以内。另外,Rth的偏差相对于平均值优选为±200nm以内、更优选为±100nm以内。另外,雾度和总光线透射率的偏差相对于平均值优选为±15%以内、更优选为±10%以内。
<耐弯折性>
塑料膜优选在进行了10万次下述折叠试验后(更优选进行了30万次后)不产生裂纹或断裂。另外,对于塑料膜而言,更优选的是,在进行了10万次下述折叠试验后(更优选进行了30万次后),将测定样品置于水平台上时,样品的端部从台浮起的角度为15度以下。从样品的端部浮起的角度为15度以下意味着难以因折叠产生折印。塑料膜具有慢轴和快轴的情况下,优选在任何方向均显示出上述结果(不产生裂纹、断裂和折叠导致的折印)的塑料膜。
需要说明的是,在塑料膜上具有紫外线吸收层的本发明的光学膜也优选具备与上述同样的耐弯折性。此时,优选的是,在将紫外线吸收层向内侧折叠和将紫外线吸收层向外侧折叠这两种情况下均具有10万次、进而30万次以上的耐弯折性。
《折叠试验》
从塑料膜切割出短边30mm×长边100mm的长条状的样品。将该样品的短边(30mm)侧的两端固定于耐久试验机(产品名“DLDMLH-FS”、Yuasa System公司制造)(固定距离前端10mm的区域),进行10万次(或30万次)折叠180度的连续折叠试验。折叠速度为1分钟120次。下面示出折叠试验的更详细的方法。
在折叠试验后将长条状的样品置于水平台上,测定样品的端部从台浮起的角度。样品在途中产生了裂纹或断裂时,视为“裂纹”或“断裂”。
在塑料膜具有慢轴和快轴的情况下,准备使短边为慢轴的样品和使短边为快轴的样品这两种,对两种样品进行试验。
《折叠试验的详细情况》
如图8(A)所示,在连续折叠试验中,首先,利用平行配置的固定部15分别固定样品S2的边部S2a和与边部S2a相向的边部S2b。固定部15能够在水平方向上滑动移动。
接着,如图8(B)所示,使固定部15以相互接近的方式移动,由此使样品S2折叠而变形,进而如图8(C)所示,使固定部15移动至被样品S2的固定部15所固定的相向的2条边部的间隔
Figure BDA0003140699720000161
例如为7mm的位置,之后使固定部15向反向移动,消除样品S2的变形。
通过如图8(A)~(C)所示移动固定部15,能够将样品S2折叠180度。另外,按照样品S2的弯曲部S2d不从固定部15的下端突出的方式进行连续折叠试验,并且将固定部15最接近时的间隔控制为7mm,由此能够使样品S2相向的2条边部的间隔为7mm。
以这种间隔
Figure BDA0003140699720000162
进行了10万次或30万次的试验,结果,优选不产生上述的裂纹、断裂、折叠导致的折印。最优选的是,即便在上述间隔/>
Figure BDA0003140699720000163
进而小至5mm、3mm、2mm、1mm的情况下也全部良好。通过具有这种耐弯折性,能够良好地用于可折叠型的图像显示装置、可卷曲型的图像显示装置、及赋予了各种设计性的图像显示装置。/>
<紫外线吸收层>
本发明的光学膜在塑料膜上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层。
如上所述,本发明的光学膜通过在包含紫外线吸收剂A的塑料膜上形成包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,能够抑制太阳光从该紫外线吸收层侧入射时的荧光发光,能够抑制图像显示装置有青白色的感觉。
另外,在仅一层中包含紫外线吸收剂的情况下,为了使光学膜整体的紫外线透射率为规定值以下,需要使该一个层中含有大量的紫外线吸收剂,紫外线吸收剂的渗出成为问题。另一方面,本发明的光学膜由于在两个层(塑料膜和紫外线吸收层)中包含紫外线吸收剂,因此能够抑制这两个层中的紫外线吸收剂的含量,能够抑制紫外线吸收剂渗出的问题,从这方面出发是优选的。
<<紫外线吸收剂B>>
紫外线吸收剂B优选极大吸收波长为200nm~360nm的有机系紫外线吸收剂。另外,为了容易满足条件1,紫外线吸收剂B优选在吸收紫外线区域的光时难以发出380nm~490nm的荧光。
作为紫外线吸收剂B,优选选自苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂和丙二酸酯系紫外线吸收剂中的1种以上,这些之中,更优选选自分子内的芳香环的数目为2个以下的物质中的1种以上。需要说明的是,苯并噁嗪系紫外线吸收剂和蒽系紫外线吸收剂在吸收紫外线区域的光时具有容易发出380nm~490nm的荧光的倾向。
另外,紫外线吸收剂B优选使用2种以上的紫外线吸收剂。2种以上的紫外线吸收剂的组合优选下述(i)或(ii)。需要说明的是,在下述(i)的情况下,可以仅从苯并三唑系紫外线吸收剂中选择2种以上,也可以仅从三嗪系紫外线吸收剂中选择2种以上。
(i)选自苯并三唑系紫外线吸收剂和三嗪系紫外线吸收剂中的2种以上的组合。
(ii)选自苯并三唑系紫外线吸收剂和三嗪系紫外线吸收剂中的1种以上与选自二苯甲酮系紫外线吸收剂、丙二酸酯系紫外线吸收剂、草酰苯胺系紫外线吸收剂和吲哚系紫外线吸收剂中的1种以上的组合。
紫外线吸收剂B优选满足下述的条件3-1。需要说明的是,在包含多种紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂B的情况下,只要任一种紫外线吸收剂满足下述的条件3-1即可,更优选全部紫外线吸收剂满足下述的条件3-1。
<条件3-1>
以1nm间隔测定紫外线吸收剂B在250nm~450nm的波长区域的吸光度,将极大吸收波长IB(nm)下的吸光度设为X。在相较于波长IB靠近正侧的波长区域中,将吸光度显示出0.8X以下的最短波长定义为+Y(nm),在相较于波长IB靠近负侧的波长区域中,将吸光度显示出0.8X以下的最短波长定义为-Y(nm)。
进而,在将紫外线吸收剂A的极大吸收波长定义为IA(nm)时,满足下述式(3)。
-Y≤IA≤+Y (3)
另外,紫外线吸收剂B优选满足下述的条件3-2。需要说明的是,在包含多种紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂B的情况下,只要任一种紫外线吸收剂满足下述的条件3-2即可,更优选全部紫外线吸收剂满足下述的条件3-2。
<条件3-2>
将构成塑料膜的树脂的吸收中心波长定义为IC(nm)时,上述+Y(nm)、-Y(nm)、以及IC(nm)满足下述式(4)。
-Y≤IC≤+Y (4)
构成塑料膜的树脂的吸收中心波长可以如下述(A1)~(A2)那样算出。PET的吸收中心波长为约320nm。
(A1)测定树脂的光谱透射率,将450nm~500nm的光谱透射率的平均设为T(%)。
(A2)在光谱透射率达到T/2(%)以下的波长中,将波长最长的波长作为吸收中心波长IC(nm)。
通过满足条件3-1和/或条件3-2,能够容易利用紫外线吸收层抑制包含紫外线吸收剂A的塑料膜的荧光发光。
需要说明的是,优选满足条件3-1和条件3-2两者。
紫外线吸收剂B优选以光学膜的波长380nm的光谱透射率能够为后述范围的量添加。但是,在过量添加了紫外线吸收剂B的情况下,紫外线吸收剂B容易从紫外线吸收层渗出。
因此,相对于粘结剂树脂100质量份,紫外线吸收层中的紫外线吸收剂B的含量优选为0.1质量份~20质量份、更优选为1质量份~10质量份。需要说明的是,在包含多种紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂B的情况下,优选多种紫外线吸收剂的总量为上述范围。
<<粘结剂树脂>>
紫外线吸收层优选包含粘结剂树脂。
作为粘结剂树脂,可以举出热塑性树脂、固化性树脂组合物的固化物、以及它们的混合物。这些之中,从耐擦伤性的方面出发,优选固化性树脂组合物的固化物。另外,作为固化性树脂组合物,可以举出热固性树脂组合物、电离射线固化性树脂组合物,从耐擦伤性的方面出发,优选电离射线固化性树脂组合物。即,作为粘结剂树脂,最优选包含电离射线固化性树脂组合物的固化物。
热固性树脂组合物是至少包含热固性树脂的组合物,是通过加热而固化的树脂组合物。
作为热固性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。在热固性树脂组合物中,可以根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离射线固化性树脂组合物是包含具有电离射线固化性官能团的化合物(下文中,也称为“电离射线固化性化合物”)的组合物。作为电离射线固化性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和键基团、以及环氧基、氧杂环丁基等。
作为电离射线固化性树脂,优选具有烯键式不饱和键基团的化合物,更优选具有2个以上烯键式不饱和键基团的化合物,其中,进一步优选具有2个以上烯键式不饱和键基团的多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物。作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物,单体和低聚物均可使用。
需要说明的是,电离射线是指在电磁波或带电粒子束中具有能够将分子聚合或交联的能量量子的射线,通常,使用紫外线(UV)或电子束(EB),除此以外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波、α射线、离子束等带电粒子束。
在多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物中,作为2官能(甲基)丙烯酸酯系单体,可以举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A四乙氧基二丙烯酸酯、双酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯系单体,例如,可以举出三羟甲基丙烷三(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述(甲基)丙烯酸酯系单体可以对分子骨架的一部分进行改性,也可以使用经环氧乙烷、环氧丙烷、己内酯、异氰脲酸、烷基、环状烷基、芳香族、双酚等改性的物质。
另外,作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯系聚合物等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如通过多元醇和有机二异氰酸酯与羟基(甲基)丙烯酸酯的反应得到。
另外,优选的环氧(甲基)丙烯酸酯是使3官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与多元酸和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;以及使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与酚类和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯。
上述电离射线固化性树脂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
在电离射线固化性树脂为紫外线固化性树脂的情况下,紫外线吸收层形成涂布液优选包含光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
作为光聚合引发剂,可以举出选自苯乙酮、二苯甲酮、α-羟基烷基苯酮、米希勒酮、苯偶姻、安息香双甲醚、苯甲酰苯甲酸酯、α-酰基肟酯、α-氨基烷基苯酮、噻吨酮类等中的1种以上。
另外,光聚合促进剂能够减轻固化时的空气导致的聚合阻碍、提高固化速度,例如,可以举出选自对二甲氨基苯甲酸异戊酯、对二甲氨基苯甲酸乙酯等中的1种以上。
<<颗粒>>
紫外线吸收层也可以含有颗粒。通过使紫外线吸收层包含颗粒,能够对光学膜赋予防眩性。
颗粒只要具有透光性,就可以使用有机颗粒和无机颗粒中的任一种。另外,颗粒的形状可以举出球形、圆盘状、椭球状和无定形等。另外,颗粒可以为中空颗粒、多孔质颗粒和实心颗粒中的任一种。
作为有机颗粒,可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯胍胺-三聚氰胺-甲醛缩合物、硅酮、氟系树脂和聚酯系树脂等构成的颗粒。
作为无机颗粒,可以举出由二氧化硅、氧化铝、氧化锆和二氧化钛等构成的颗粒。
相对于粘结剂树脂100质量份,颗粒的含量优选为0.2质量份~15.0质量份、更优选为0.5质量份~10.0质量份、进一步优选为1.0质量份~6.0质量份。
紫外线吸收层也可以在不损害本发明效果的范围内含有抗静电剂、阻燃剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗胶凝剂和表面活性剂等添加剂。
紫外线吸收层的厚度优选为0.1μm~20μm、更优选为0.5μm~15μm、进一步优选为1μm~10μm。
光学膜也可以在不损害本发明效果的范围内具有与紫外线吸收层不同的防污层、抗静电层、透明导电层、粘接剂层和抗反射层等功能性层。
特别是,光学膜优选在紫外线吸收层上具有抗反射层。在紫外线吸收层上具有抗反射层的光学膜由于外部光的透射率提高、到达塑料膜的外部光的量增加、容易变得青白,因此能够容易地发挥出本发明的效果,故优选。
需要说明的是,在紫外线吸收层上具有抗反射层的光学膜优选在紫外线吸收层与抗反射层之间、或者在塑料膜与紫外线吸收层之间具有硬涂层。
<抗反射层>
抗反射层例如可以举出低折射率层的单层结构、高折射率层与低折射率层的层积结构。
《低折射率层》
低折射率层优选形成于塑料膜的紫外线吸收层侧且距离塑料膜最远的一侧。需要说明的是,通过在相较于低折射率层更靠近塑料膜侧与低折射率层相邻地形成后述的高折射率层,能够进一步提高防反射性。
低折射率层的折射率优选为1.10~1.48、更优选为1.20~1.45、更优选为1.26~1.40、更优选为1.28~1.38、更优选为1.30~1.35。
另外,低折射率层的厚度优选为80nm~120nm、更优选为85nm~110nm、更优选为90nm~105nm。另外,低折射率层的厚度优选大于中空颗粒等低折射率颗粒的平均粒径。
作为形成低折射率层的方法,可以大致分成湿式法和干式法。作为湿式法,可以举出:利用金属醇盐等通过溶胶凝胶法形成的方法;涂布氟树脂之类的低折射率的树脂而形成的方法;涂布在树脂组合物中含有低折射率颗粒的低折射率层形成用涂布液而形成的方法。作为干式法,可以举出:从后述低折射率颗粒中选择具有所期望的折射率的颗粒并通过物理气相生长法或化学气相沉积法形成的方法。
从生产效率、斜反射色调的抑制、以及耐化学药品性的方面出发,湿式法优于干式法。另外,在湿式法中,从密合性、耐水性、耐擦伤性和低折射率化的方面出发,优选通过在粘结剂树脂组合物中含有低折射率颗粒的低折射率层形成用涂布液来形成。
低折射率层通常位于光学膜的最表面。因此,要求低折射率层具有良好的耐擦伤性,通用的低折射率层也设计成具有特定的耐擦伤性。
近年来,为了降低低折射率层的折射率,开始使用粒径大的中空颗粒作为低折射率颗粒。即便在通过仅附着有微细的固体物质(例如沙)的物质、或仅附着有油分的物质摩擦这种包含粒径大的中空颗粒的低折射率层的表面也无法确认到划痕的情况下,因用附着有固体物质和油分两者的物质进行摩擦,有时也会产生划痕(以下,有时将该现象称为“耐油灰尘性”)。用附着有固体物质和油分的物质摩擦的动作例如相当于使用者用附着有化妆品和食品等中包含的油分与大气中包含的沙的手指操作触控面板式的图像显示装置的动作。
从能够长期维持低折射率层的效果(防反射、抑制虹斑等)的方面出发,优选改善低折射率层的耐油灰尘性。
上述划痕具有下述倾向:主要是因为低折射率层中包含的中空颗粒的一部分缺损、或中空颗粒脱落而产生的。作为其原因,认为是在低折射率层的表面形成的中空颗粒引起的凹凸大。即,若用附着有固体物质和油分的手指摩擦低折射率层表面,则油分成为粘结剂,固体物质附着在手指上,在该状态下手指在低折射率层表面移动。此时,容易发生固体物质的一部分(例如沙的尖部)进入低折射率层表面的凹部的现象、以及进入了凹部的固体物质与手指一起穿过凹部并越过凸部(中空颗粒)的现象,此时对凸部(中空颗粒)施加很大的力,因此认为中空颗粒会损伤或脱落。另外,认为位于凹部的树脂本身也会因固体物质的摩擦受到损伤,由于树脂的损伤而更容易使中空颗粒脱落。
在本发明的优选实施方式中,通过合用中空颗粒和非中空颗粒作为低折射率颗粒、并且将中空颗粒和非中空颗粒均匀分散,能够容易地改善耐油灰尘性。图6中示出中空颗粒和非中空颗粒均匀分散的低折射率层的截面照片,图7中示出中空颗粒和非中空颗粒未均匀分散的低折射率层的截面照片。图6和图7的截面照片是使用日立高新技术公司制造的电子显微镜H-7650、在发射电流:10μA、加速电压100keV、灯丝电压20V的条件下观察取得的。
为了改善耐油灰尘性,低折射率颗粒优选包含中空颗粒和非中空颗粒。
中空颗粒和非中空颗粒的材质可以为二氧化硅和氟化镁等无机化合物、有机化合物中的任一种,从低折射率化和强度的方面出发,优选二氧化硅。以下,以中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒为中心进行说明。
中空二氧化硅颗粒是指下述颗粒:具有由二氧化硅构成的外壳层,被该外壳层所包围的颗粒内部为空洞,在该空洞内部包含空气。中空二氧化硅颗粒为下述颗粒:通过包含空气,与二氧化硅原本的折射率相比,折射率与气体的占有率成比例地降低。非中空二氧化硅颗粒是指内部不像中空二氧化硅颗粒那样为空洞的颗粒。非中空二氧化硅颗粒例如为实心的二氧化硅颗粒。
中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒的形状没有特别限定,可以为正球状、椭球体状、以及能够近似球体的多面体形状等近似球状等。其中,若考虑耐擦伤性,则优选为正球状、椭球体状或近似球状。
中空二氧化硅颗粒由于在内部包含空气,因此起到降低低折射率层整体的折射率的作用。通过使用提高了空气比例的粒径大的中空二氧化硅颗粒,能够进一步降低低折射率层的折射率。另一方面,中空二氧化硅颗粒具有机械强度差的倾向。特别是,在使用提高了空气比例的粒径大的中空二氧化硅颗粒的情况下,具有容易降低低折射率层的耐擦伤性的倾向。
非中空二氧化硅颗粒通过分散在粘结剂树脂中,起到提高低折射率层的耐擦伤性的作用。
为了使中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒以高浓度含有在粘结剂树脂中、并使颗粒在树脂内在膜厚方向均匀分散,优选按照中空二氧化硅颗粒之间接近、进而非中空颗粒能够进入中空二氧化硅颗粒之间的方式来设定中空二氧化硅颗粒的平均粒径和非中空二氧化硅颗粒的平均粒径。具体而言,非中空二氧化硅颗粒的平均粒径相对于中空二氧化硅颗粒的平均粒径之比(非中空二氧化硅颗粒的平均粒径/中空二氧化硅颗粒的平均粒径)优选为0.29以下、更优选为0.20以下。另外,该平均粒径之比优选为0.05以上。若考虑光学特性和机械强度,中空二氧化硅颗粒的平均粒径优选为50nm以上100nm以下、更优选为60nm以上80nm以下。另外,若在防止非中空二氧化硅颗粒的凝集的同时考虑分散性,则非中空二氧化硅颗粒的平均粒径优选为5nm以上20nm以下、更优选为10nm以上15nm以下。
中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒优选表面被硅烷偶联剂所被覆。更优选使用具有(甲基)丙烯酰基或环氧基的硅烷偶联剂。
通过利用硅烷偶联剂对二氧化硅颗粒实施表面处理,二氧化硅颗粒与粘结剂树脂的亲和性提高,难以发生二氧化硅颗粒的凝集。因此,二氧化硅颗粒的分散容易均匀。
作为硅烷偶联剂,可以举出3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷等。特别优选使用选自3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷以及3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的1种以上。
中空二氧化硅颗粒的含量越多,则粘结剂树脂中的中空二氧化硅颗粒的填充率越高,低折射率层的折射率越低。因此,相对于粘结剂树脂100质量份,中空二氧化硅颗粒的含量优选为100质量份以上、更优选为150质量份以上。
另一方面,若中空二氧化硅颗粒的含量相对于粘结剂树脂过多,则从粘结剂树脂露出的中空二氧化硅颗粒增加,而且将颗粒间结合的粘结剂树脂减少。因此,中空二氧化硅颗粒容易损伤或脱落,具有低折射率层的耐擦伤性等机械强度降低的倾向。因此,相对于粘结剂树脂100质量份,中空二氧化硅颗粒的含量优选为400质量份以下、更优选为300质量份以下。
若非中空二氧化硅颗粒的含量少,即便在低折射率层的表面存在非中空二氧化硅颗粒,有时也不会对硬度上升造成影响。另外,若大量含有非中空二氧化硅颗粒,则能够减小粘结剂树脂的聚合导致的收缩不均的影响,能够减小树脂固化后在低折射率层表面产生的凹凸。因此,相对于粘结剂树脂100质量份,非中空二氧化硅颗粒的含量优选为90质量份以上、更优选为100质量份以上。
另一方面,若非中空二氧化硅颗粒的含量过多,则非中空二氧化硅容易凝集,发生粘结剂树脂的收缩不均,表面的凹凸变大。因此,相对于粘结剂树脂100质量份,非中空二氧化硅颗粒的含量优选为200质量份以下、更优选为150质量份以下。
通过以上述比例在粘结剂树脂中含有中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒,能够提高低折射率层的阻隔性。推测这是因为,通过使二氧化硅颗粒以高填充率均匀分散,气体等的透过受到阻碍。
另外,在防晒霜和护手霜等各种化妆品中有时包含挥发性低的低分子聚合物。通过改善低折射率层的阻隔性,能够抑制低分子聚合物渗透到低折射率层的涂膜内部,能够抑制低分子聚合物长期残存于涂膜带来的不良情况(例如外观异常)。
低折射率层的粘结剂树脂优选包含电离射线固化性树脂组合物的固化物。另外,作为电离射线固化性树脂组合物中包含的电离射线固化性化合物,优选具有烯键式不饱和键基团的化合物。其中,更优选具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
以下,将具有4个以上烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物称为“多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物”。另外,将具有2~3个烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物称为“低官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物”。
作为(甲基)丙烯酸酯系化合物,单体和低聚物均可使用。特别是,从抑制固化时的收缩不均、容易使低折射率层表面的凹凸形状平滑的方面出发,电离射线固化性化合物进一步优选包含低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物。此外,从容易在低折射率层内使低折射率颗粒(特别是二氧化硅颗粒)均匀分散的方面出发,优选低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物。
电离射线固化性化合物中的低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物的比例优选为60质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、更进一步优选为95质量%以上、最优选为100质量%。
另外,从抑制上述固化时的收缩不均、容易使低折射率层表面的凹凸形状平滑的方面出发,低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物优选为具有2个烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
在(甲基)丙烯酸酯系化合物中,作为2官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以举出异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚烷撑二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A四乙氧基二丙烯酸酯、双酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作为3官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,例如,可以举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三(甲基)丙烯酸酯等。
作为4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,例如,可以举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
这些(甲基)丙烯酸酯系化合物也可以如后所述进行了改性。
另外,作为(甲基)丙烯酸酯系低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯系聚合物等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如通过多元醇和有机二异氰酸酯与羟基(甲基)丙烯酸酯的反应而得到。
另外,优选的环氧(甲基)丙烯酸酯是使3官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与多元酸和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;以及使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与酚类和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯。
另外,从抑制交联导致的收缩不均、提高表面的平滑性的方面出发,上述(甲基)丙烯酸酯系化合物可以对分子骨架的一部分进行了改性。例如,作为上述(甲基)丙烯酸酯系化合物,也可以使用经环氧乙烷、环氧丙烷、己内酯、异氰脲酸、烷基、环状烷基、芳香族、双酚等改性的物质。特别是,从提高与低折射率颗粒(特别是二氧化硅颗粒)的亲和性、容易在低折射率层内使低折射率颗粒(特别是二氧化硅颗粒)均匀分散的方面出发,上述(甲基)丙烯酸酯系化合物优选利用环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷进行了改性。
电离射线固化性化合物中的环氧烷改性的(甲基)丙烯酸酯系化合物的比例优选为60质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、更进一步优选为95质量%以上、最优选为100质量%。另外,环氧烷改性的(甲基)丙烯酸酯系化合物优选为低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,更优选为具有2个烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
作为经环氧烷改性的具有2个烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以举出双酚F环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯和聚烷撑二醇二(甲基)丙烯酸酯,其中优选聚烷撑二醇二(甲基)丙烯酸酯。聚烷撑二醇二(甲基)丙烯酸酯中包含的烷撑二醇的平均重复单元优选为3~5。另外,聚烷撑二醇二(甲基)丙烯酸酯中包含的烷撑二醇优选乙二醇和/或聚乙二醇。
作为经环氧烷改性的具有3个烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以举出三羟甲基丙烷环氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯和异氰脲酸环氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯。
上述电离射线固化性树脂可以单独使用1种,或者可以将2种以上组合使用。
从防污性和表面平滑性的方面出发,优选在低折射率层中包含流平剂。
流平剂可以举出氟系和硅酮系,优选硅酮系。通过包含硅酮系流平剂,能够使低反射率层表面更平滑。进而,能够改善低反射率层表面的滑动性和防污性(指纹擦去性、对于纯水和十六烷的大接触角)。
相对于粘结剂树脂100质量份,流平剂的含量优选为1质量份~25质量份、更优选为2质量份~20质量份、进一步优选为5质量份~18质量份。通过使流平剂的含量为1质量份以上,能够容易赋予防污性等各种性能。另外,通过使流平剂的含量为25质量份以下,能够抑制耐擦伤性的降低。
低折射率层的轮廓最大高度Rz优选为110nm以下、更优选为90nm以下、进一步优选为70nm以下、更进一步优选为60nm以下。另外,Rz/Ra(Ra为算术平均粗糙度)优选为12.0以下、更优选为10.0以下。在Rz大至90nm~110nm左右的情况下,使Rz/Ra为上述范围特别有效。
本说明书中,Ra和Rz将扫描探针显微镜SPM-9600升级套件操作说明书(SPM-96002016年2月、194-195页)中记载的二维粗糙度参数的粗糙度扩展到三维。Ra和Rz如下定义。
(算术平均粗糙度Ra)
从平均线方向的粗糙度曲线中仅提取基准长度(L),使该提取部分的平均线的方向为X轴、纵向放大倍数的方向为Y轴,用y=f(x)表示粗糙度曲线时,用下式求出。
[数1]
Figure BDA0003140699720000271
(轮廓最大高度Rz)
从平均线方向的粗糙度曲线中仅提取基准长度,在粗糙度曲线的纵向放大倍数的方向测定该提取部分的峰线和谷线的间隔,测得的值即为轮廓最大高度Rz。
Rz小意味着微小区域中的中空二氧化硅颗粒所引起的凸部小。另外,Rz/Ra小意味着微小区域中的二氧化硅颗粒所引起的凹凸均匀,不具有相对于凹凸的平均标高差突出的凹凸。需要说明的是,本发明中Ra的数值没有特别限定,Ra优选为15nm以下、更优选为12nm以下、进一步优选为10nm以下、更进一步优选为6.5nm以下。
通过将低折射率层中的低折射率颗粒均匀分散、或抑制低折射率层的收缩不均,容易满足上述Rz和Rz/Ra的范围。
通过使低折射率层表面的Rz和Rz/Ra为上述范围,能够减小固体物质越过低折射率层表面的凸部(由表面附近存在的中空二氧化硅颗粒所引起)时的阻力。因此,认为即便在用伴有油分的沙施加负荷的同时进行摩擦,固体物质也在低折射率层表面平滑地移动。另外,认为凹部的硬度本身也升高。其结果,可以推测可防止中空二氧化硅颗粒的破损及脱落,也可防止粘结剂树脂本身的损伤。
只要不特别声明,则Rz和Ra等表面粗糙度是指除去16处测定值的最小值和最大值后的14处测定值的平均值。
本说明书中,上述16个测定处优选的是,将距离测定样品的外缘0.5cm的区域作为空白,对于该空白的内侧的区域,画出将纵向和横向5等分的线时,将16处交点作为测定的中心。测定样品优选为5cm×5cm。
低折射率层可以通过涂布低折射率层形成涂布液并进行干燥而形成,该低折射率层形成涂布液是将构成低折射率层的各成分溶解或分散而成的。通常,该涂布液中使用溶剂以调节粘度、或能够溶解或分散各成分。
溶剂可示例出例如酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、醚类(二氧六环、四氢呋喃等)、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)、卤化碳类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、醇类(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)、二醇醚类(1-甲氧基-2-丙基乙酸酯等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,也可以为它们的混合物。
溶剂的挥发过快的情况下,在低折射率层形成用涂布液的干燥时溶剂会剧烈地对流。因此,即使涂布液中的二氧化硅颗粒为均匀分散的状态,均匀分散的状态也容易因干燥时溶剂的剧烈对流而破坏。因此,作为溶剂,优选包含蒸发速度慢的溶剂。具体而言,优选包含相对蒸发速度(将乙酸正丁酯的蒸发速度设为100时的相对蒸发速度)为70以下的溶剂,更优选包含相对蒸发速度为30~60的溶剂。另外,相对蒸发速度为70以下的溶剂优选为全部溶剂的10质量%~50质量%、优选为20质量%~40质量%。
若举出蒸发速度慢的溶剂的相对蒸发速度的示例,则异丁醇为64,1-丁醇为47,1-甲氧基-2-丙基乙酸酯为44,乙基溶纤剂为38,环己酮为32。
需要说明的是,溶剂的残留成分(蒸发速度慢的溶剂以外的溶剂)优选树脂的溶解性优异。另外,溶剂的残留成分优选相对蒸发速度为100以上。
另外,为了抑制干燥时溶剂的对流、改善二氧化硅颗粒的分散性,低折射率层形成时的干燥温度优选尽可能低。干燥温度可以考虑溶剂的种类、二氧化硅颗粒的分散性、生产速度等适当设定。
《高折射率层》
高折射率层根据需要形成在相较于低折射率层靠近塑料膜侧。需要说明的是,在具有后述硬涂层的情况下,高折射率层优选形成在硬涂层与低折射率层之间。
高折射率层的折射率优选为1.53~1.85、更优选为1.54~1.80、更优选为1.55~1.75、更优选为1.56~1.70。
另外,高折射率层的厚度优选为200nm以下、更优选为50nm~180nm、进一步优选为70nm~150nm。需要说明的是,在形成高折射率硬涂层时,优选依据硬涂层的厚度。
高折射率层例如可以由包含粘结剂树脂组合物和高折射率颗粒的高折射率层形成用涂布液形成。作为该粘结剂树脂组合物,例如可以举出后述硬涂层中示例出的固化性树脂组合物。
作为高折射率颗粒,可以举出五氧化二锑(1.79)、氧化锌(1.90)、氧化钛(2.3~2.7)、氧化铈(1.95)、锡掺杂氧化铟(1.95~2.00)、锑掺杂氧化锡(1.75~1.85)、氧化钇(1.87)和氧化锆(2.10)等。
高折射率颗粒的平均粒径优选为2nm以上、更优选为5nm以上、进一步优选为10nm以上。另外,从抑制白化和透明性的方面出发,高折射率颗粒的平均粒径优选为200nm以下、更优选为100nm以下、更优选为80nm以下、更优选为60nm以下、更优选为30nm以下。高折射率颗粒的平均粒径越小则透明性越良好,特别是,通过为60nm以下,能够使透明性极其良好。
高折射率颗粒或低折射率颗粒的平均粒径可以通过下述(y1)~(y3)的操作算出。
(y1)用TEM或STEM拍摄高折射率层或低折射率层的截面。优选TEM或STEM的加速电压为10kv~30kV、倍率为5万~30万倍。
(y2)从观察图像提取任意10个颗粒,计算出各个颗粒的粒径。粒径如下进行测定:用任意的两条平行直线夹持颗粒的截面时,作为该两条直线间距离达到最大的两条直线的组合中的直线间距离来测定。在颗粒凝集的情况下,将凝集的颗粒视为一个颗粒进行测定。
(y3)在同一样品的另一画面的观察图像中进行5次同样的操作,将由合计50个粒径的数均得到的值作为高折射率颗粒或低折射率颗粒的平均粒径。
《硬涂层》
为了提高光学膜的耐擦伤性,根据需要形成硬涂层。硬涂层例如可以配置于紫外线吸收层与抗反射层之间、或者塑料膜与紫外线吸收层之间,优选配置于紫外线吸收层与抗反射层之间。
从耐擦伤性的方面出发,硬涂层优选包含热固性树脂组合物或电离射线固化性树脂组合物等固化性树脂组合物的固化物,更优选包含电离射线固化性树脂组合物的固化物。
热固性树脂组合物是至少包含热固性树脂的组合物,是通过加热而固化的树脂组合物。作为热固性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。在热固性树脂组合物中,可以根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离射线固化性树脂组合物是包含具有电离射线固化性官能团的化合物(下文中,也称为“电离射线固化性化合物”)的组合物。作为电离射线固化性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和键基团、以及环氧基、氧杂环丁基等。作为电离射线固化性树脂,优选具有烯键式不饱和键基团的化合物,更优选具有2个以上烯键式不饱和键基团的化合物,其中,进一步优选具有2个以上烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。作为具有2个以上烯键式不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,单体和低聚物均可使用。
需要说明的是,电离射线是指在电磁波或带电粒子束中具有能够将分子聚合或交联的能量量子的射线,通常,使用紫外线(UV)或电子束(EB),除此以外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波、α射线、离子束等带电粒子束。
本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
从耐擦伤性的方面出发,硬涂层的厚度优选为0.1μm以上、更优选为0.5μm以上、进一步优选为1.0μm以上、更进一步优选为2.0μm以上。另外,从抑制卷曲的方面出发,硬涂层的厚度优选为100μm以下、更优选为50μm以下、更优选为30μm以下、更优选为20μm以下、更优选为15μm以下、更优选为10μm以下。
<紫外线透射率>
光学膜在波长380nm的光谱透射率优选为15%以下、更优选为10%以下、进一步优选为8%以下。需要说明的是,若使波长380nm的光谱透射率过度降低,则紫外线吸收剂的添加量过剩,容易发生渗出的问题。因此,波长380nm的光谱透射率优选为0.3%以上、更优选为0.4%以上。
<雾度值>
在光学膜不具有防眩层的情况下,光学膜的雾度值(JIS K7136:2000)优选为1%以下。
另一方面,在光学膜具有防眩层的情况下,光学膜整体的雾度值受到防眩层的凹凸形状和内部散射性的影响,根据重视图像清晰性或重视防眩性的不同,优选的范围是不同的。在具有防眩层且重视图像清晰性的情况下,光学膜整体的雾度值的上限优选为10%以下、更优选为5%以下、进一步优选为3%以下、更进一步优选为1%以下,下限优选为0.5%以上。在具有防眩层且重视防眩性的情况下,雾度值的下限优选为3%以上,上限没有特别限制,为了抑制过白,优选为50%以下。
<总光线透射率>
光学膜的总光线透射率(JIS K7361-1:1997)优选为80%以上、更优选为90%以上、进一步优选为93%以上。
<总厚度>
光学膜的总厚度优选根据用途而变更。
例如,在将光学膜适用于曲面形状的图像显示装置和可弯折的图像显示装置的情况下,从耐弯折性的方面出发,总厚度优选为20μm~110μm、更优选为22μm~75μm、进一步优选为25μm~70μm、更进一步优选为30μm~55μm。需要说明的是,从进一步改善耐弯折性的方面出发,在总厚度满足上述范围的同时塑料膜的面内相位差(Re)优选为1400nm以下、更优选为1000nm以下、进一步优选为850nm以下、更进一步优选为500nm以下。
另外,在将光学膜适用于平面大屏幕的图像显示装置(最大径1300mm以上)的情况下,总厚度优选为25μm~160μm、更优选为30μm~95μm、进一步优选为32μm~80μm、更进一步优选为35μm~65μm。
另外,在将光学膜适用于平面图像显示装置(最大径小于1300mm)的情况下,总厚度优选为20μm~140μm、更优选为25μm~80μm、进一步优选为27μm~70μm、更进一步优选为30μm~60μm。
<用途>
光学膜例如能够配置于图像显示装置的显示元件的光出射面侧来使用,更具体而言,可以作为图像显示装置的表面保护膜、偏振元件的透明保护板(特别是光出射侧的透明保护板)、触控面板的构成部件(例如,导电性膜的基材)来使用。
[偏振片]
本发明的偏振片具有:偏振元件;配置于上述偏振元件的一侧的透明保护板A;和配置于上述偏振元件的另一侧的透明保护板B,上述透明保护板A和上述透明保护板B中的至少一者为上述本发明的光学膜,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面朝向与上述偏振元件相反一侧的方式配置上述光学膜。
<偏振元件>
作为偏振元件,例如可以使用用碘等染色并拉伸后的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩乙醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等片型偏振元件;由平行排列的大量金属线构成的线栅型偏振元件;涂布有溶致液晶或二色性主-客体材料的涂布型偏振元件;多层薄膜型偏振元件等。需要说明的是,这些偏振元件可以是具备反射不透射的偏振成分的功能的反射型偏振元件。
<透明板>
在偏振元件的一侧配置透明板A,在另一侧配置透明板B。
作为透明板A和透明板B,可以举出塑料膜和玻璃等。作为塑料膜,可以举出聚酯膜、聚碳酸酯膜、环烯烃聚合物膜和丙烯酸膜,从机械强度的方面出发,优选它们的拉伸膜。玻璃可以举出碱性玻璃、氮化玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃和铅玻璃等。另外,作为保护偏振元件的透明板的玻璃优选与图像显示装置的其他部件共用。例如,优选共用液晶显示元件的玻璃基板和保护偏振元件的透明板。
需要说明的是,偏振元件和透明板优选藉由粘接剂而贴合。粘接剂可以使用通用的粘接剂,优选PVA系粘接剂。
本发明的偏振片中,可以是透明板A和透明板B两者为上述本发明的光学膜,但优选透明板A和透明板B中的一者为上述本发明的光学膜。另外,优选偏振元件的光出射面侧的透明板(在图4的情况下为透明板A(32))为上述本发明的光学膜。
从抑制虹斑的方面出发,偏振元件的吸收轴与构成本发明的光学膜的塑料膜的慢轴优选大致平行或大致正交地进行配置。大致平行是指为0度±30度以内,优选为0度±10度以内、进一步优选为0度±5度以内、更优选为0度±2度以内、进一步优选为0度±1度以内。另外,大致正交是指90度±30度以内,优选为90度±10度以内、进一步优选为90度±5度以内、更优选为90度±2度以内、进一步优选为90度±1度以内。
本发明的偏振片的最大径优选为1300mm以上。偏振片的最大径为1300mm以上的情况下,将偏振片组装到图像显示装置中时,在图像显示装置的左右端部区域中的任一者容易产生荧光发光的问题,因此能够容易地有效发挥出本发明的构成所带来的效果。偏振片的最大径优选为1300mm~3100mm。
偏振片的最大径是指将偏振片的面内的任意2点连结时的最大长度。例如,在偏振片为长方形的情况下,该区域的对角线为最大径。另外,在偏振片为圆形的情况下,直径为最大径。
作为偏振片的透明板使用的光学膜的实施方式与上述本发明的光学膜的实施方式相同。例如,构成作为偏振片的透明板使用的光学膜的塑料膜优选为聚酯膜。另外,构成作为偏振片的透明板使用的光学膜的塑料膜优选为拉伸塑料膜。另外,构成作为偏振片的透明板使用的光学膜的塑料膜的厚度T没有限定,优选尽可能薄,例如为150μm以下等,更优选为15μm~60μm(进而,优选根据适用的图像显示装置的种类调整厚度)。另外,在将面内相位差定义为Re、厚度方向的相位差定义为Rth时,构成作为偏振片的透明板使用的光学膜的塑料膜的Re/Rth优选为0.25以下。另外,构成作为偏振片的透明板使用的光学膜的紫外线吸收层优选紫外线吸收剂B满足条件3-1和/或3-2。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有显示元件和配置于上述显示元件的光出射面侧的光学膜的图像显示装置,作为上述光学膜,具有上述本发明的光学膜亦即光学膜X,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面成为光出射面侧的方式配置上述光学膜X。
图3和图4是示出本发明的图像显示装置100的第一实施方式的一例的截面图。
图3和图4的图像显示装置100在显示元件20的光出射面侧(图3和图4的上侧)具有上述本发明的光学膜10(光学膜X)。需要说明的是,虽然在图3和图4中未示出,但在图像显示装置100内,光学膜10以塑料膜为基准,按照紫外线吸收层12侧的面成为光出射面侧的方式配置有光学膜X。
另外,图3和图4的图像显示装置100均在显示元件100与光学膜10之间具有偏振元件31。另外,在图3和图4中,在偏振元件31的两面层积有透明保护板A(32)和透明保护板B(33)。需要说明的是,在图4的图像显示装置中,使用了上述本发明的光学膜10作为透明保护板A(32)。
需要说明的是,图像显示装置100不限于图3和图4的方式。例如,在图3和图4中,构成图像显示装置100的各部件隔开规定的间隔进行配置,但各部件也可以藉由粘接剂层等而一体化。另外,图像显示装置也可以具有未图示的部件(其他光学膜、功能层等)。
<有效显示区域>
本发明的图像显示装置的有效显示区域的最大径优选为1300mm以上。有效显示区域的最大径为1300mm以上的情况下,图像显示装置的左右端部区域中的任一者容易产生荧光发光的问题,因此能够容易地有效发挥出本发明的构成所带来的效果。有效显示区域的最大径优选为1300mm~3100mm。
图像显示装置的有效显示区域是指能够显示图像的区域。例如,如图5所示,图像显示装置100具有包围显示元件20的壳体50时,壳体50的内侧的区域成为有效图像区域A。
需要说明的是,本说明书中,有效图像区域的最大径是指连结有效图像区域内的任意2点时的最大长度。例如,在有效图像区域为长方形的情况下,该区域的对角线为最大径。另外,在有效图像区域为圆形的情况下,该区域的直径为最大径。
<显示元件>
作为显示元件,可以举出液晶显示元件、EL显示元件(有机EL显示元件、无机EL显示元件)、等离子体显示元件等,进而可以举出Micro LED显示元件等LED显示元件。
在显示装置的显示元件为液晶显示元件的情况下,在液晶显示元件的与树脂片相反一侧的面需要背光源。
另外,图像显示装置可以为具备触控面板功能的图像显示装置。
作为触控面板,可以举出电阻膜式、静电电容式、电磁感应式、红外线式、超声波式等方式。
触控面板功能可以如内嵌式触控面板液晶显示元件那样在显示元件内附加功能,也可以在显示元件上载置触控面板。
本发明的图像显示装置可以在显示元件上具有多个光学膜。需要说明的是,在显示元件上具有多个光学膜的情况下,位于最靠光出射面侧的光学膜优选为上述本发明的光学膜(光学膜X)。
本发明的图像显示装置也优选为曲面形状或可折叠。
如上所述,曲面形状或可折叠的图像显示装置容易处于外部光以小角度入射到显示屏幕的使用环境,在该情况下,屏幕容易感到青白色,因此从容易发挥出本发明效果的方面出发是优选的。
<其他光学膜>
作为其他光学膜,可以举出λ/4膜、λ/2膜、+C板、-C板等相位差膜、透明导电性膜、偏振元件保护膜、表面保护膜等。
<偏振元件>
本发明的图像显示装置可以在显示元件与光学膜X之间具有偏振元件。
构成本发明的图像显示装置的偏振元件的实施方式与构成上述本发明的偏振片的偏振元件的实施方式相同。
偏振元件的两面优选用塑料膜、玻璃等透明保护板覆盖。本发明的图像显示装置中,优选使用光学膜X作为偏振元件的光出射侧的透明保护板。
偏振元件例如用于通过与λ/4板的组合而赋予防反射性。另外,在显示元件为液晶显示元件的情况下,通过在液晶显示元件的光入射面侧设置背面侧偏振元件,并正交配置夹持着液晶显示元件位于上下方的偏振元件的吸收轴,从而用于赋予液晶光阀的功能。
偏光太阳镜原则上吸收S偏振光,因此偏光太阳镜的偏振元件的吸收轴方向原则上也是水平方向。因此,优选设置成偏振元件(位于显示元件的光出射侧的偏振元件)的吸收轴的方向相对于图像显示装置的水平方向的角度为小于±10°的范围内。该角度更优选为小于±5°的范围。
从抑制虹斑的方面出发,偏振元件的吸收轴和构成本发明的光学膜的塑料膜的慢轴优选大致平行或大致正交地配置。大致平行和大致正交的具体数值范围与上述本发明的偏振片的大致平行和大致正交相同。
<表面板>
出于保护显示元件等目的,本发明的图像显示装置优选在最表面设置表面板。
从轻量化的方面出发,该表面板优选为树脂制的表面板。另外,在表面板为玻璃制的情况下,由于玻璃的紫外线吸收特性,相较于玻璃位于靠近光入射侧的光学膜难以产生荧光发射。因此,在表面板为树脂制的表面板的情况下,从显著表现出本发明效果的方面出发是优选的。
需要说明的是,即便在使用玻璃制的表面板的情况下,相较于该表面板在靠近光出射面侧配置光学膜X的情况下,从显著表现出本发明效果的方面出发是优选的。
树脂制的表面板可以是单层的塑料膜,也可以是将多个塑料膜藉由粘接剂层贴合而成的。另外,将光学膜X贴合到其他塑料膜上的表面板用作表面板也是优选的方式。
树脂制的表面板的总厚度优选为10μm~1000μm、更优选为300μm~800μm。
[图像显示装置用的表面板]
本发明的图像显示装置用的表面板在树脂板或玻璃板上贴合有光学膜,其中,上述光学膜为上述本发明的光学膜,以上述塑料膜为基准,按照上述紫外线吸收层侧的面朝向与上述树脂板或上述玻璃板相反一侧的方式配置上述光学膜。
本发明的图像显示装置用的表面板优选配置成贴合光学膜一侧的面朝向表面侧(与显示元件相反一侧)。
作为树脂板或玻璃板,可以使用通常用作图像显示装置的表面板的树脂板或玻璃板。
树脂板或玻璃板的厚度优选为10μm~1000μm、更优选为300μm~800μm。由此,将上述光学膜配置于表面板上而成的本发明的表面板的总厚度大致为“树脂板或玻璃板的厚度+光学膜的总厚度”。关于表面板的总厚度的适宜范围,在将表面板适用于曲面形状的图像显示装置和可弯折的图像显示装置的情况下为30μm~1110μm,在将表面板适用于平面大屏幕的图像显示装置(最大径为1300mm以上)的情况下为35μm~1160μm,在将表面板适用于平面图像显示装置(最大径小于1300mm)的情况下为30μm~1140μm。
实施例
接着,通过实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明不受这些示例的任何限定。需要说明的是,各测定和评价时的气氛设为温度23℃±5℃、湿度40%~65%。另外,在测定和评价前,将样品在上述气氛中暴露30分钟以上。结果示于表1。
1.测定、评价
1-1.荧光发光
制作出将实施例和比较例的光学膜切断成长50mm×宽50mm的尺寸的样品。将该样品设置于株式会社Hitachi High-Tech Science制造的荧光分光光度计(型号“F-7000”)的固体试样架,将激发波长设为365nm,在下述条件下测定荧光光谱。测定波长间隔为1nm。光源为氙灯。
对于实施例的光学膜,测定使激发光的光入射面为塑料膜侧的情况和为紫外线吸收层侧的情况,计算出式(1)的SL1/BL1。比较例的光学膜无论使激发光的入射面为哪一侧,理论上均为相同的荧光光谱,但慎重起见测定两侧的面的荧光光谱,算出比例。
<测定条件>
测定模式:波长扫描
扫描模式:荧光光谱
数据模式:荧光
荧光起始波长:380.0nm
荧光终止波长:780.0nm
扫描速度:240nm/min
初期(稳定)等待时间:0.0s
激发侧狭缝:5.0nm
荧光侧狭缝:5.0nm
光电倍增管电压:400V
响应:自动
频谱校正:开
快门控制:开
<装置函数>
激发侧(200nm~500nm)狭缝:5.0/20.0nm光电倍增管电压:400V
荧光侧(200nm~500nm)狭缝:5.0/20.0nm光电倍增管电压:250V
荧光侧(500nm~900nm)狭缝:---/5.0nm光电倍增管电压:400V
激发侧(500nm~900nm)狭缝:5.0/20.0nm光电倍增管电压:350V
<峰检测>
检测方法:矩形
灵敏度:1
阈值:0.1
1-2.面内相位差(Re)和厚度方向的相位差(Rth)
关于后述“2”中制作或准备的拉伸聚酯膜A~C,使用大塚电子公司制造的商品名“RETS-100(测定点:直径5mm)”测定面内相位差和厚度方向的相位差。测定的步骤按照说明书正文的(A1)~(A4)来实施。
1-3.表面取向度比
关于后述的“2”中制作或准备的拉伸聚酯膜A~C,使用Thermo FisherScientific公司制造的FT-IR测定器(商品名:NICOLET6700、测定点:直径2mm),根据说明书正文的记载测定表面取向度比。
1-4.紫外线透射率
关于实施例和比较例的光学膜,使用分光光度计(岛津制作所制造、商品名:UV-2450)测定波长380nm的光谱透射率。具有紫外线吸收层的光学膜将以塑料膜为基准的紫外线吸收层侧作为光入射面。
1-5.大屏幕的图像显示装置的评价(青白色)
将实施例和比较例中制作的图像显示装置设置于室内的墙壁。关闭室内照明,用遮光窗帘遮蔽太阳光而形成暗室(3Lx以下)。准备中心波长365nm的黑光(荣进化学公司制造、商品名:UV-LED LIGHT PB-365、照射距离40cm处的紫外线照度为6000μW/cm2以上),从图像显示装置的右侧倾斜45度方向、从60cm的距离照射黑光。之后,在图像显示装置的电源关闭的状态下,通过目视评价图像显示装置的端部周边(主要是从左侧端部起约20mm的区域)是否有青白色的感觉。另外,评价者站在或坐在图像显示装置的正面,从直线距离1m处进行评价。评价者通过站立或坐下来观察整个显示区域。
端部周边没有青白色的感觉时记为2分,端部周边有青白色的感觉时记为0分,两者均不符时记为1分,由20名被测者进行评价,计算出平均分,按照下述基准进行评价。
A:平均分超过1.6
B:平均分超过1.3且为1.6以下
C:平均分超过1.0且为1.3以下
D:平均分超过0.5且为1.0以下
E:平均分为0.5以下
1-6.曲面的图像显示装置的评价(青白色)
准备直径50mm的表面为黑色的圆筒。将实施例和比较例的光学膜缠绕到该圆筒上,制作出虚拟的曲面形状的图像显示装置(下文中称为“样品”)。此时,具有紫外线吸收层的光学膜配置成以塑料膜为基准的紫外线吸收层侧朝向与圆筒相反一侧。
在室内的荧光灯照明下(600Lx~1500Lx),从各种角度、各种部位,对上述样品进行目视观察,目视评价是否有青白色的感觉。样品与评价者的距离为1m。评价者通过站立或坐下来观察整个显示区域。
不存在样品有青白色的感觉的角度和部位时记为2分,存在样品有青白色的感觉的角度和部位时记为0分,两者均不符时记为1分,由20名被测者进行评价,计算出平均分,按照下述基准进行评价。
A:平均分超过1.6
B:平均分超过1.3且为1.6以下
C:平均分超过1.0且为1.3以下
D:平均分超过0.5且为1.0以下
E:平均分为0.5以下
1-7.图像显示装置的评价(虹斑)
在暗室环境(3Lx以下)下点亮实施例和比较例中制作的图像显示装置,从各种角度目视观察,评价虹斑的有无。
无法确认到虹斑时记为2分,清晰地确认到虹斑时记为0分,两者均不符时记为1分,由20名被测者进行评价,计算出平均分,按照下述基准进行评价。评价者通过站立或坐下来观察整个显示区域。
A:平均分为1.5以上
B:平均分超过1.0且小于1.5
C:平均分超过0.5且为1.0以下
D:平均分为0.5以下
2.拉伸聚酯膜的制作和准备
[拉伸聚酯膜A]
利用混炼机将1kg的PET(熔点258℃、吸收中心波长:320nm)和0.1kg的紫外线吸收剂A(苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂、SUN CHEMICAL公司:CYASORB UV-3638、极大吸收波长:350nm)在280℃熔融混合,制作出含有紫外线吸收剂A的粒料。将该粒料和熔点258℃的PET投入单螺杆挤出机中,在280℃熔融混炼,从T模中挤出,浇注到表面温度控制为25℃的流延鼓上,得到流延膜。流延膜中的紫外线吸收剂A的量相对于100质量份PET为1质量份。
将所得到的流延膜用设定成95℃的辊组加热后,在拉伸区间长度400mm之间,一边利用辐射加热器从膜两面快速加热,一边使拉伸时的膜温度为103℃并在膜长度方向进行3.3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℃的聚酯树脂以及平均粒径为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中,用95℃的热风预热后,以第1阶段105℃、第2阶段140℃的温度在膜宽度方向进行4.5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(计测地点处的膜宽-拉伸前膜宽)为横向拉伸区间终止时的拉伸量的80%的方式以2阶段进行拉伸。对于经横向拉伸的膜,直接在拉幅机内阶段性地利用热处理温度225℃的热风从180℃进行热处理,接着,在相同温度条件下在宽度方向上实施1%的松弛处理,进而骤冷至100℃后,在宽度方向上实施1%的松弛处理,之后进行卷取,得到厚度28μm的拉伸聚酯膜A。
[拉伸聚酯膜B]
变更流延膜的厚度,变更成双向拉伸后的厚度为36μm,除此以外与拉伸聚酯膜A同样地得到拉伸聚酯膜B。
[拉伸聚酯膜C]
作为拉伸聚酯膜C,准备了市售的单向拉伸聚酯膜。该单向拉伸聚酯膜由下述层积结构构成:其在含有紫外线吸收剂的聚酯树脂层的两侧的面具有不含紫外线吸收剂的聚酯树脂层。
[拉伸聚酯膜D]
变更流延膜的厚度,变更成双向拉伸后的厚度为48μm,将横向拉伸区间中点处的膜的拉伸量(计测地点处的膜宽-拉伸前膜宽)变更为横向拉伸区间终止时的拉伸量的70%,除此以外与拉伸聚酯膜A同样地得到拉伸聚酯膜D。
3.光学膜的制作和准备、偏振片的制作以及图像显示装置的制作
[实施例1]
在上述“2”中制作的拉伸聚酯膜A的一个面涂布下述配方的紫外线吸收层形成用涂布液并进行干燥、紫外线照射,形成厚度5μm的紫外线吸收层,得到实施例1的光学膜(光学膜X)。需要说明的是,光学膜切断成对角1444mm(纵:约729mm、横:约1247mm)的尺寸,以匹配后述图像显示装置的尺寸。
<紫外线吸收层形成用涂布液>
·6官能丙烯酸酯单体 50质量份
(产品名:DPHA、Sartomer公司制造)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物 50质量份
(产品名:UV1700B、日本合成化学公司制造)
·Omnirad184 6质量份
(IGM Resins公司制造)
·反应性硅酮系流平剂 0.1质量份
(产品名:UV3500、毕克化学公司制造)
·有机微粒:3质量份
(平均粒径:2.0μm、球状聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、积水化成品公司制造)
·气相法二氧化硅 1质量份
(辛基硅烷处理;平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL公司制造)
·紫外线吸收剂B 6质量份
(苯并三唑系、产品名:JF-79、城北化学工业公司制造)
(极大吸收波长:355nm)
(说明书正文的示出-Y和+Y的波长:300nm、377nm)
·甲基异丁基酮 160质量份
·异丙醇 40质量份
接着,对膜厚200μm的PVA膜进行单向拉伸(温度110℃、拉伸倍率5倍),得到膜厚40μm的膜。将该膜在包含碘0.15g和碘化钾10g的水溶液中浸渍60秒,接着,浸渍到包含碘化钾12g和硼酸7.5g的68℃的水溶液中。对其进行水洗、干燥,得到PVA偏振元件。
接着,藉由粘接剂(固体成分浓度2.5质量%的PVA水溶液)将透明板A(实施例1的光学膜)的拉伸聚酯膜A侧的面与PVA偏振元件粘接。进而,藉由该粘接剂将透明板B(厚度50μm的TAC膜)与PVA偏振元件的另一侧粘接,得到实施例1的偏振片。实施例1的偏振片依次具有透明板B(厚度50μm的TAC膜)、粘接剂层、PVA偏振元件、粘接剂层和透明板A(实施例1的光学膜。该光学膜中,以拉伸聚酯膜A为基准,紫外线吸收层侧的面朝向与偏振元件相反一侧)。在实施例1的偏振片内,PVA偏振元件的吸收轴与拉伸聚酯膜A的慢轴平行配置。
接着,准备市售的图像显示装置(LG电子制造55UK6300PJF:55英寸)显示元件:液晶、有效显示区域的最大径:1444mm、分辨率:4K(3840×2160)。该图像显示装置依次具有光源侧偏振片、液晶显示元件、出射侧偏振片(目视确认侧偏振片)、光学膜和表面板。卸下该图像显示装置的出射侧偏振片(目视确认侧偏振片)、光学膜和表面板,配置实施例1的偏振片,得到实施例1的图像显示装置。需要说明的是,在图像显示装置内,实施例1的偏振片配置成透明板A(实施例1的光学膜)侧的面成为光出射面侧。
实施例1的图像显示装置依次具有光源侧偏振片、液晶显示元件以及实施例1的偏振片。
需要说明的是,本发明中,图像显示装置按照长边为横向的朝向、且与地板面平行(±5°)地固定配置在平坦的场所,进行上述1-5和1-7的评价。
[实施例2]
将拉伸聚酯膜A变更为拉伸聚酯膜B,除此以外与实施例1同样地得到实施例2的光学膜、偏振片和图像显示装置。
[实施例3]
与实施例1同样地在拉伸聚酯膜D上形成紫外线吸收层。
接着,在紫外线吸收层上涂布下述配方的硬涂层形成用涂布液,之后以70℃×1分钟进行干燥,使溶剂挥发。接着,进行紫外线照射(100mJ/cm2),形成硬涂层(干燥厚度10μm)。
接着,在硬涂层上涂布下述配方的低折射率层形成用涂布液,之后以60℃×1分钟进行干燥,使溶剂挥发。接着,进行紫外线照射(200mJ/cm2),形成低折射率层(干燥厚度100nm),得到实施例3的光学膜、偏振片和图像显示装置。
<硬涂层形成用涂布液>
·紫外线固化型丙烯酸酯含有组合物:22质量份
(日本化药株式会社制造、商品名“KAYARAD PET-30”、固体成分100%)
·紫外线固化型丙烯酸酯含有组合物:17质量份
(第一工业制药株式会社公司制造、商品名“New Frontier R-1403MB”、固体成分80%)
·氟系流平剂:1质量份
(DIC株式会社制造、商品名“MEGAFACE F-568”)
·光聚合引发剂:1质量份
(IGM Resins B.V.公司制造、商品名“Omnirad 184”)
·甲基异丁基酮:15质量份
·甲基乙基酮:44质量份
<低折射率层形成用涂布液>
·光聚合引发剂 0.02质量份
(IGM Resins公司制造、商品名“Omnirad 127”)
·紫外线固化性树脂 0.6质量份
(聚乙二醇(n≒4)二丙烯酸酯、东亚合成公司制造、商品名“M-240”)
·中空二氧化硅 6.2质量份(有效成分:1.2质量份)
(利用具有甲基丙烯酰基的硅烷偶联剂进行了表面处理的平均粒径为75nm的中空二氧化硅。有效成分20质量%的分散液)
·实心二氧化硅 1.8质量份(有效成分:0.7质量份)
(利用具有甲基丙烯酰基的硅烷偶联剂进行了表面处理的平均粒径为12.5nm的实心二氧化硅。有效成分40质量%的分散液)
·硅酮系流平剂 0.08质量份
(信越化学公司制造、商品名“KP-420”)
·稀释溶剂 91.3质量份
(甲基异丁基酮与1-甲氧基-2-丙基乙酸酯的68:32混合溶剂)
[实施例4]
将紫外线吸收层形成用涂布液的“紫外线吸收剂B(苯并三唑系、产品名:JF-79、城北化学工业公司制造)6质量份”变更为下述的紫外线吸收剂,除此以外与实施例1同样地得到实施例4的光学膜、偏振片和图像显示装置。
<实施例4的紫外线吸收剂>
·三嗪系紫外线吸收剂 10质量份
(产品名:Tinuvin479、BASF公司制造)
(极大吸收波长:322nm)
(说明书正文的示出-Y和+Y的波长:303nm、340nm)
[比较例1]
作为比较例1的光学膜,准备了拉伸聚酯膜A(比较例1的光学膜与实施例1的光学膜相比在不具有紫外线吸收层这点是不同的)。
另外,在实施例1的偏振片的制作中,将实施例1的光学膜变更为拉伸聚酯膜A(比较例1的光学膜),除此以外与实施例1同样地得到比较例1的偏振片。比较例1的偏振片依次具有透明板B(厚度50μm的TAC膜)、粘接剂层、PVA偏振元件、粘接剂层和透明板A(作为比较例1的光学膜的拉伸聚酯膜A)。
另外,在实施例1的图像显示装置的制作中,将实施例1的偏振片变更为比较例1的偏振片,除此以外与实施例1同样地得到比较例1的图像显示装置。需要说明的是,在图像显示装置内,比较例1的偏振片配置成透明板A(作为比较例1的光学膜的拉伸聚酯膜A)侧的面成为光出射面侧。
比较例1的图像显示装置依次具有光源侧偏振片、液晶显示元件、比较例1的偏振片。
[比较例2]
作为比较例2的光学膜,准备了拉伸聚酯膜B(比较例2的光学膜与实施例2的光学膜相比在不具有紫外线吸收层这点是不同的)。
另外,在实施例1的偏振片的制作中,将实施例1的光学膜变更为拉伸聚酯膜B(比较例2的光学膜),除此以外与实施例1同样地得到比较例2的偏振片。比较例2的偏振片依次具有透明板B(厚度50μm的TAC膜)、粘接剂层、PVA偏振元件、粘接剂层和透明板A(作为比较例2的光学膜的拉伸聚酯膜B)。
另外,在实施例1的图像显示装置的制作中,将实施例1的偏振片变更为比较例2的偏振片,除此以外与实施例1同样地得到比较例2的图像显示装置。需要说明的是,在图像显示装置内,比较例2的偏振片配置成透明板A(作为比较例2的光学膜的拉伸聚酯膜B)侧的面成为光出射面侧。
比较例2的图像显示装置依次具有光源侧偏振片、液晶显示元件以及比较例2的偏振片。
[比较例3]
作为比较例3的光学膜,准备了拉伸聚酯膜C。
另外,在实施例1的偏振片的制作中,将实施例1的光学膜变更为拉伸聚酯膜C(比较例3的光学膜),除此以外与实施例1同样地得到比较例3的偏振片。比较例3的偏振片依次具有透明板B(厚度50μm的TAC膜)、粘接剂层、PVA偏振元件、粘接剂层和透明板A(作为比较例3的光学膜的拉伸聚酯膜C)。
另外,在实施例1的图像显示装置的制作中,将实施例1的偏振片变更为比较例3的偏振片,除此以外与实施例1同样地得到比较例3的图像显示装置。需要说明的是,在图像显示装置内,比较例3的偏振片配置成透明板A(作为比较例3的光学膜的拉伸聚酯膜C)侧的面成为光出射面侧。
比较例3的图像显示装置依次具有光源侧偏振片、液晶显示元件以及比较例3的偏振片。
[比较例4]
将紫外线吸收层形成用涂布液的“紫外线吸收剂B(苯并三唑系、产品名:JF-79、城北化学工业公司制造)6质量份”变更为下述的紫外线吸收剂,除此以外与实施例1同样地得到比较例4的光学膜、偏振片和图像显示装置。
<比较例4的紫外线吸收剂>
·苯并噁嗪酮系紫外线吸收剂6质量份
(产品名:CYASORB UV-3638、SUN CHEMICAL公司制造)
(极大吸收波长:350nm)
(说明书正文的示出-Y和+Y的波长:320nm、360nm)
[比较例5]
将紫外线吸收层形成用涂布液的“紫外线吸收剂B(苯并三唑系、产品名:JF-79、城北化学工业公司制造)6质量份”变更为下述的紫外线吸收剂,除此以外与实施例1同样地得到比较例5的光学膜、偏振片和图像显示装置。
<比较例5的紫外线吸收剂>
·蒽系紫外线吸收剂 6质量份
(产品名:UVS-1331、川崎化成公司制造)
(极大吸收波长:386nm)
(说明书正文的示出-Y和+Y的波长:381nm、390nm)
[表1]
表1
Figure BDA0003140699720000461
由表1的结果可以确认,组装有实施例的光学膜的图像显示装置能够抑制屏幕有青白色的感觉。
此处,实施例1的光学膜是指在厚度28μm的拉伸聚酯膜A上层积有厚度5μm的紫外线吸收层的光学膜,总厚度为33μm。实施例3的光学膜在厚度48μm的拉伸聚酯膜D上层积有厚度5μm的紫外线吸收层、厚度10μm的硬涂层、厚度100nm的低折射率层,总厚度为63.1μm。对于实施例1和实施例3的光学膜,实施了说明书正文中记载的折叠试验。
在折叠试验中,将下述4种条件分别组合,实施了8种试验。其结果,在将间隔
Figure BDA0003140699720000471
固定为7mm的4种试验中,实施例1和3的光学膜均未产生裂纹和断裂,也没有折叠导致的折印。
另一方面,在间隔
Figure BDA0003140699720000472
为3mm且折叠次数为30万次的试验中,实施例1的光学膜无论光学膜的朝向为何种方向均未产生裂纹和断裂,也没有折叠导致的折印;与此相对,在实施例3的光学膜中,虽然没有裂纹及断裂,但无论光学膜的朝向为何种方向,端部浮起的角度均为约20度,略有折叠导致的折印。
(条件0:折叠方向)在沿着拉伸聚酯膜的慢轴的方向上进行折叠。条件0为固定条件。
(条件1:光学膜的朝向)以紫外线吸收层为内侧进行折叠的情况、或以紫外线吸收层为外侧进行折叠的情况
(条件2:间隔
Figure BDA0003140699720000473
)7mm或3mm
(条件3:折叠次数)10万次或30万次
另外,在拉伸聚酯A的制造方法中,使拉伸倍率为在膜长度方向上进行2.1倍拉伸、在膜宽度方向上进行4.8倍拉伸,使膜厚与实施例3同样地为48μm,除此以外与拉伸聚酯A的制造方法同样地得到拉伸聚酯E。拉伸聚酯膜的面内相位差(Re)为2100nm。
与实施例3同样地,在拉伸聚酯膜E上层积厚度5μm的紫外线吸收层、厚度10μm的硬涂层、厚度100nm的低折射率层,制作出光学膜。
对于该光学膜,实施了与上述同样的折叠试验(条件0~3的8种组合的试验)。间隔
Figure BDA0003140699720000474
为7mm的情况下,即便10万次、30万次也没有裂纹、断裂,但10万次后产生了折叠导致的折印(端部浮起的角度为40度)。间隔/>
Figure BDA0003140699720000475
为3mm的情况下,在10万次已经产生了裂纹。
符号说明
10:光学膜
11:包含紫外线吸收剂A的塑料膜
12:包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层
20:显示元件
30:偏振片
31:偏振元件
32:透明保护板A
33:透明保护板B
50:壳体
100:图像显示装置

Claims (17)

1.一种光学膜,所述光学膜在包含紫外线吸收剂A的塑料膜上具有包含紫外线吸收剂B的紫外线吸收层,所述光学膜满足下述条件1,
<条件1>
将与所述光学膜的平面垂直的方向定义为0度,
使用荧光分光光度计,对所述光学膜的塑料膜侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为BL1,
使用荧光分光光度计,对所述光学膜的紫外线吸收层侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~490nm的荧光强度之和定义为SL1,
在上述前提下,BL1和SL1满足下述式(1),
SL1/BL1≤0.30 (1)。
2.如权利要求1所述的光学膜,其进一步满足下述条件2,
<条件2>
使用荧光分光光度计,对所述光学膜的塑料膜侧的面从+45度的方向照射波长365nm的激发光,从-45度的方向测定发射的荧光,将380nm~700nm的荧光强度之和定义为BL,在所述前提下,所述BL和所述BL1满足下述式(2),
0.50≤BL1/BL (2)。
3.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述塑料膜为聚酯膜。
4.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述塑料膜为拉伸塑料膜。
5.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述塑料膜的厚度T为15μm~60μm。
6.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述塑料膜的面内相位差为500nm以下。
7.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,将所述塑料膜的面内相位差定义为Re、将所述塑料膜的厚度方向的相位差定义为Rth时,Re/Rth为0.10以下。
8.如权利要求1或2所述的光学膜,其中,所述塑料膜为聚酯膜,表面取向度比超过1.0且为3.0以下。
9.如权利要求1或2所述的光学膜,其在所述紫外线吸收层上具有低折射率层。
10.如权利要求1所述的光学膜,其中,所述光学膜在进行下述折叠试验10万次后未产生裂纹或断裂,
折叠试验:
从光学膜切割出短边30mm×长边100mm的长条状的样品,将该样品的短边侧的两端按照固定距离前端10mm的区域的方式固定于耐久试验机,进行10万次折叠180度的连续折叠试验,折叠速度为1分钟120次,
在光学膜的塑料膜具有慢轴和快轴的情况下,准备使短边为慢轴的样品和使短边为快轴的样品这两种,对两种样品进行试验。
11.一种偏振片,所述偏振片具有:偏振元件;配置于所述偏振元件的一侧的透明保护板A;和配置于所述偏振元件的另一侧的透明保护板B,
所述透明保护板A和所述透明保护板B中的至少一者为权利要求1~10中任一项所述的光学膜,以所述塑料膜为基准,按照所述紫外线吸收层侧的面朝向与所述偏振元件相反一侧的方式配置所述光学膜。
12.如权利要求11所述的偏振片,其中,所述偏振片的最大径为1300mm以上。
13.一种图像显示装置用的表面板,其为在树脂板或玻璃板上贴合有光学膜的图像显示装置用的表面板,其中,所述光学膜为权利要求1~10中任一项所述的光学膜,以所述塑料膜为基准,按照所述紫外线吸收层侧的面朝向与所述树脂板或所述玻璃板相反一侧的方式配置所述光学膜。
14.一种图像显示装置,所述图像显示装置具有显示元件和配置于所述显示元件的光出射面侧的光学膜,
作为所述光学膜,具有权利要求1~10中任一项所述的光学膜亦即光学膜X,以所述塑料膜为基准,按照所述紫外线吸收层侧的面成为光出射面侧的方式配置所述光学膜X。
15.如权利要求14所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置的有效显示区域的最大径为1300mm以上。
16.如权利要求14所述的图像显示装置,其为曲面形状或可折叠。
17.如权利要求14~16中任一项所述的图像显示装置,其在所述显示元件与所述光学膜X之间具有偏振元件。
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