TWI265307B - Antiglare optical film, polarizing plate and display unit using the same - Google Patents
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Description
1265307 玖、發明說阴 (發明說明應敘明:發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) (一) 發明所屬之技術領域 本發明關係一種具有防眩特性之光學薄膜,一種具有防 眩性質之抗反射薄膜,一種具有防眩性質之偏光板和一種 含有此等薄膜之顯示單元。 (二) 先前技術 在諸如陰極射線管(CRT)、電漿顯示面板(PDP)、電發光 顯示器(ELD)和液晶顯示器(LCD)等之顯示單元中,曾經應 用設置防眩(減眩)薄膜或防眩之抗反射薄膜,作爲顯示器 之最外層,因而防止因外在光線反射而造成對比或反射之 降低。 然而,在如此之顯示器上,對於爲黑色之圖像,在斜看 之時,有白化之黑色或灰色。此現象以「黑色之不良減退」 、「黑色不良提升」、「喪失黑色」、「白化黑色」或「不良白 性」表示。如此在黑色所呈現之黑圖像之反面狀況’「黑色 之良好減退」、「黑色之提升良好」、「無淡褪的黑色」、「緊 密的黑色」、「淸晰的黑色」或「良好的白化」予以表示。 以上各種現象是因爲由於用作促進防眩性質之薄膜表面不 均勻(峯突/凹谷)結構加強光散射,且散射之类進入原爲黑 色部份之事實而形成。此因降低對比’損及高級圖像與顯 示,使顯示品質劣化而爲非所適宜。對此問題之反制’已 有建議減少薄膜表面上之粗粒和粗化。以此方法雖然在黑 色圖像中看到黑色,卻引每防眩性質劣也之另一問題。亦 . ..............______________-一 1265307 即,難以造成看到黑色而防眩性質不被劣化之黑色圖像。 於影像顯示單元內,另一方面,需要減小像素之大小以 改善顯示品質(高淸晰度)。然而,如果從防眩抗反射薄膜 觀看高淸晰度顯示器,由於嚴重的眩光性,顯示器品質深 被劣化。雖然已知此項問題可以藉由改變膠合劑與塡充劑 之折射率以產生內部朦霧性而有效解決,但是此項方法伴 生若干困難,其如劣化黑色的牢固性,降低前面之對比, 並降低前面之亮度。另一方面,在品質上已知防眩性可藉 提高防眩性質而減輕。然而,如果防眩性質過度加強,圖 ' , -….- - 像變成不淸楚並殃及整個顯示表面,因而當顯示表面曝於 “" ... ——'· - j--...... 光線時,可看性大爲劣化(此現象被稱爲「白迹(white blur)」 。此即被視爲既非防眩膜亦非防眩抗反射膜以致於防眩性 質可供強化高淸晰度之顯示,使在造成黑色圖像以觀看黑 色之時,不致造成白迹或降低前面對比或前面亮度。 另外,爲求設置防眩光學薄膜,已硏究一種方法,涉及 在具有不均勻表面之支持物上施加抗反射膜;或另一方法 ,涉及以供形成不均勻表面用之粗糙粒子加至用以形成抗 反射層塗覆溶液內等等。然而,前一方法之缺點是在抗g 射層塗覆溶液從尖峯流至凹谷時,發生平面內膜之厚度不 均性,造成抗反射性質明顯比在平滑表面上之塗層低劣, 後一方法之缺點是具有約1微米或較大粒徑而爲足具防眩 性質之粗糙粒子,必須被埋設於厚度自〇 . 1至〇 . 3微米之 薄膜內,造成粗糙粒子之剝落。作爲克復此等問題之一種 方法,J P - A - 1 2 - 3 2 9 9 0 5揭示一種方法,涉及抗反射膜形成 1265307 後防眩性質之條件。在若干細部內,其間提出一種方法, 包括在一刻花輥下施壓於一具有抗反射層之抗反射膜,使 查_反—射層上形成不均勻性而無損於某、,抗.反射性質。然而 ,如此之抗反射膜有其缺點,在延長之使用期中逐漸出現 降低之防眩性質。因前述各項原因,未有同時滿足所期望 之抗反射性質和薄膜強度於延長期間之實用塗覆抗反射膜 曾經出現。 (三)發明內容 本發明之一項目的爲提供一種防眩光學薄膜,使所欲觀 看之黑色爲黑色而呈現高度之前面對比。本發明之另一目 的爲提供一種防眩光學薄膜,可以裝設於高淸晰度顯示器 上而維持此類性質。本發明之再一目的是提供一種防眩光 學薄膜,能夠稍減出現白迹。本發明之再另一目的爲提供 一種防眩光學薄膜,甚至在長期使用之後,防眩性質仍不 改變或少有改變,尤其在高之溫度和濕度之嚴酷環境,無 損於原始性質。本發明之再一目的是提供一種含有如此防 眩光學薄膜之偏光板和顯示單元。 本發明之各個目的完成如後z (1) 在透明薄膜基板至少一面上設置含有微細不均表面結 構之防眩光學薄膜,其特徵在於傾斜角不小於1 0 °者之比 例不大於2 %,且在微細不均勻表面中各峯突之平均間距爲 自1微米至50微米。 (2) 如(1)所述之防眩光學薄膜,其中各峯突間之平均間距 爲自1微米至20微米。 1265307 (3 )如(1 )和(2 )所述之防眩光學薄膜,其中對於在自1至2 平方微米(μ m 2)之薄膜表面上所量測之規則反射面內各傾 斜角之平均,爲自不小於1 °至小於5。。 (4)如(1)至(3)所述之防眩光學薄膜,含有在其最上方表面 之抗反射層。 (5 )如(1 )至(3 )所述之防眩光學薄膜,其中係接受壓花粗化 薄膜表面,使本身有防眩性。 (6 )如(5 )所述之防眩光學薄膜,其中由式(I)所定義之粗糙 度算術平均値R百分比不小於3 0 % : (I) R=Ra/Rb 其中Ra代表貯存於65°C和95%RH(相對濕度)大氣中1,〇〇〇 小時後1,抗反射層表面之算術平均粗糙度;而Rb代表貯存 於65T:和95%RH(相對濕度)大氣^抗反射層表面之算術平 均粗糙度。 (7)如(4)至(6)所述防眩光學薄膜,其中抗反射層製自具有 比支持基板折射率較低之低折射層’ 一高折射層設於該支 持基板與該抗反射層之間,該高折射層之折射率高於支持 基板,且高折射層之厚度實質上爲一致。 (8 )如(7 )所述之防眩光學薄膜,其中一中折射層被插設於 支持基板與高折射層之間,中折射層之折射率高於支持基 板者,中折射層之折射率低於高折射層,且中折射層之厚 度實質上爲一致。 (9)如(4)至(8)之防眩光學薄膜,其中在5°角入射而波長 自4 5 0至6 5 0奈米之光線之鏡面反射平均値不大於〇 . 5 %。 1265307 (1 0 )如(4 )至(8 )之防眩光學薄膜,其中在5 °角入射而波長 自4 5 0至6 5 0奈米之光線之鏡面反射平均値不大於〇 . 3 %。 (11)如(4)至(10)所述防眩光學薄膜,其中各層是塗覆含有 成膜溶質和至少一種溶劑而成之塗覆組成物,以乾燥除去 溶劑,然後以熱度及/或離子輻射固化塗覆組成物而形成。 (1 2 )如(8 )至(1 1 )所述防眩光學薄膜,其中之中折射層、高 折射層和低折射層分別依所設定波長λ( = 5 0 0奈米)滿足如 下(I)、(II)、和(III)等關係: λ/4χ0.80<η1ά1<λ/4χ1 .00 (I) λ/2χ0.75<η2ά2<λ/2χ0.95 (II) λ/4χ0.95<η3ά3<λ/4χ 1 .05 (III) 其中η 1代表中折射層之折射率;d 1代表中折射層厚度(奈 米);n2代表高折射層之折射率;d2代表高折射層之厚度 (奈米);n3代表低折射層之折射率;且d3代表低折射層之 厚度(奈米)。 (13) 如(7)至(12)所述之防眩光學薄膜,其中低折射層製自 以熱固化或離子輻輻射固化含氟樹脂。 (14) 如(7)至(13)所述防眩光學薄膜,其中高折射層形成於 塗覆一種塗覆組成物,含有一種超微材料,包含至少一種 金屬氧化物,選自包括鈦、鍩、銦、鋅、錫和銻等之氧化 物;一種陰離子性分散劑;一種具有三官能或更高可聚合 基之可固化樹脂與聚合起始劑。採乾燥除去溶劑,然後以 熱及/或以離子輻輻射固化塗覆組成物。 (1 5 )如(7 )至(1 4 )所述之防眩光學薄膜,其中低折射層對於 1265307 純水具有不小於1 0 0 °之接觸角。 (16)如(1)至(15)所述之防眩光學薄膜’至少具有一硬塗層 夾插於低折射層和透明薄膜基板之間。 (1 7 )如(1 )至(1 6 )所述之防眩光學薄膜’至少具有一向前散 射層夾插於防眩層與透明支持物之間。 (1 8 ) —種製備含有設於透明薄膜基板至少一面之微細不 均勻表面結構之防眩光學薄膜之方法’其特徵在於膜面接 受壓花,使不小於10 °之傾斜角之比例不大於2 % ’且在微 細不均之表面中各峯突之平均間距爲自1微米至50微米。 广. ... (19) 如(18)所述防眩光學薄膜之製備方法’其中各峯突之 平均間距爲自1微米至20微米。 (20) 如(1 8)和(19)所述防眩光學薄膜製備方法’其中在自 1至2平方微米之薄膜表面中所量規律反射面之平均反射 角爲自不小於1 °至小於5 °。 (21) 如(18)至(20)所述防眩光學薄膜製備方法,其中於最 上方表面層上設一抗反射層,且抗反射層之表面接受壓花。 (2 2 )如(2 1 )所述防眩光學薄膜之製備方法,其中由式(I) 所定義之算術平均粗糙度百分比R不小於3 0 % : (I) R = Ra/Rb 其中Ra代表抗反射層表面貯於65°C和95%RH (相對濕度) 大氣中1,0 0 0小時後之算術平均粗糙度;而Rb代表抗反射 層表面在貯於65 °C和95%RH(相對濕度)大氣前之算術平均 粗糙度。 (23)如(22)所述防眩光學薄膜之製備方法,其中已經接受 1265307 壓花之抗反射層再接受在含水量少於1 〇質量(重量)%之溶 液中,或在該溶液之蒸汽中,於自60 °C至200 °C之溫度, 處理 10,000 至 100,000 秒。 (24) 一種製備含有防眩層且在透明薄膜基板至少一面上 設置有微細不均之表面結構而成之防眩光學薄膜之方法’ 其特徵在於防眩層接受壓花,使不小於1 0。之傾斜角之比 例不於2 %,且在微細不均表面中各峯突之平均間距爲自1 微米至5 0微米。 (25) —種含有兩片表面保護膜分別層積於偏光器兩面之 偏光板,其特徵在於各表面保護膜至少有一採用如(1 )至 (1 7 )所述之防眩光學薄膜。 (2 6) —種偏光板,含有作爲至少一片表面保護膜之防眩光 學薄膜,其係在形成如(1)至(17)所述之防眩光學薄膜之前 ’用鹼溶液塗覆透明之支持物,使設有防眩層之反面,接 受皂化;或在其形成之後,用鹼溶液塗覆該防眩光學薄膜。 (2 7)如(2 5)和(2 6)所述之偏光板,其中在各該表面保護膜 之中,除防眩光學薄膜外之薄膜,是一種具有光學補償層 之光學補償膜,其在與偏光器相反之該表面保護膜之一面 上,含有一種光學非等方向層,該非等方向層是一種具有 負的雙折射之層。製自具有碟形(D is cotic)結構單元之化合 物,具有碟形結構單元之碟形物之表面傾斜於該表面保護 膜之表面,且由具有碟形結構單元之碟狀物之表面與該表面保 護膜之表面所成之角度,隨著光學非等方向層之深度而改變。 (2 8 ) —種顯示單元,至少具有一片如(丨)至(1 7 )所述之防眩 -12- 1265307 光學薄膜;或如(2 5 )至(2 7 )所述之偏極板。 (29)如(28)所述之顯示單元,其係一種TN、STN、VA、IPS 或OCB模式之透射型、反射型或半透射型液晶顯示單元。 (3 0) —種至少具有一片如(2 5)至(2 7)所述偏光板之透射型 或半透射型液晶顯示單元,其特徵在於有一具有偏光選擇 層之偏光分離膜,夾插設於在觀看側反面之偏光板與背光 板之間。 (3 1) —種表面保護板,用於有機電發光(EL)顯示器,其爲 具有一 λ/4板,設於透明之保護膜,其爲設於如(2 5)和(27) 所述偏光板之一面而與防眩光學薄膜相反。 本發明之防眩光學薄膜基本構造將參考附圖舉例說明。 第1圖所示模式是發明防眩光學薄膜之一實施例,由一透 明支持物1、一硬塗層2和一低折射層依次構成。4爲各顆 粒。硬塗層2可由二或多層組成。 發明之防眩光學薄膜,在透明薄膜基板至少一面上具有 不均之表面結構,由於光散射現象而散射一反射影像而展 現防眩性質。 在本發明中,是以如後之方法決定傾斜角度及其比率。 亦即,面積0 · 5至2 μ m 2 (微米平方)之三角形之三個頂點在 透明薄膜基板之面上被推測決定。然後從這些頂點向上延 伸之三垂直線,分別相交所測之薄膜表面。然後在具有作 爲頂點之二個點之二角形之法線,與向上垂直延伸自支持 物之垂直線,兩線所成之夾龟被視爲傾斜角度。在基板上量 出0.25mm2(毫米平方)或較大之面積,分成各三角形而進 1265307 行量測。然後表示i 〇。傾斜角之各點之比率,或對在所量 所有各點上面之比率予以決定。 現在,更爲詳細說明傾斜角之量側方法。如第2圖所示 ’各垂直線向上垂直延伸自支持物上之三點A、Β、C。這 些垂直線與表面相交之各點分別視爲A ’、B ’和C ·。三角形 A ' B ’之法線D ’與自支持物垂直向上延伸之垂直線〇 ’之間 的夾角Θ被視爲傾斜角、在支持物上之量測面積較佳爲 G · 2 5 mm2或較大Γ在支持物上劃分此面積成各個三角形, 進行量測。計算如此所測得各傾斜角度之平均値而獲得表 面之平均傾斜角。雖然有若干系統可用於此項量測,其一 實例將予說明。在此情形中,使用Micromap(USA)所製之 型號SXM 5 2 0-AS150。若所用物鏡放大率爲(xlO),以之爲 例’傾斜角量測於0.85微米之單元而量測面積爲0.48mm2 。若加大物鏡之放大率,則量測單元和量測面積被減小。 量測之數據可用如MAT-LAB之軟體分析,因而能夠計算傾 斜角之分佈。所以1 0 °或以上之傾斜角之比率可易予決定。 在本發明中,10。或其以上之傾斜角之比率爲在2%或較 少’更佳者爲1 %或較少。所以,防眩性質和使黑色圖像看 出黑色之效果兩者能夠被顯現。 在發明之防眩光學薄膜中,較佳者之平均傾斜角爲1。或 較大而小於5 °。傾斜角可有一種在某種角度之峯突,而且 可表示二或多種峯突。例如,傾斜角可能有丨。之峯.突,表示 於1 0 °或其以上之比率爲2 %或較少而且具有4。之平均傾斜 角。或改變之,可有1.5。和5。之峯突,表示10。或其上之 -14- 1265307 比率爲2 %或較少而具有6 °之平均傾斜角。 關於表面之峯突和凹谷,不均表面之範圍與高度可以使 用表面粗糙度計量測。從薄膜表面剖面曲線之平均線劃出 隔開土 0 . 0 1 2 5微米之兩個平行峯突列計標高。當曲線相交 於較低之峯突到計標高一或多次時,定義出一峯突。然後 以峯突之計數除所測距離而算出各峯突間之平均間隔。在 本發明中,各峯突間之平均間隔(S m)之範圍爲自1微米至 50微米,更佳者自1微米至20微米而最佳自1微米至15 微米。更特別而言,可用SE-3C型之表面粗糙度計(Kosaka Kenkyusho 製造),在 20,000 或 10,000 垂直放大率,0.25 之截斷値,量測長度2 . 5而記錄計水平放大率爲5 0。S m 可以減小,例如以加上大量顆粒,具有如與膜厚級次相同 之平均粒徑。然而,此已知方法造成白度之劣化。 爲了在高淸晰度監視器中僅藉適當設計微細不均之表面 結構而提供不表現眩光之防眩薄膜,其爲無可避免而接受 喪失黑色。雖然防眩性質與牢固黑色兩者可以利用內部散 射或內部朦糊建立至某一程度如上述,在此情況中無可避 免將降低對比。在本發明中,已發現眩光可防止於高淸晰 度監視器,而使黑色圖像看出黑色之效果之惡化可被防止 而無損於對比,有賴於控制1 0°或其以上之傾斜角之比率 爲2 %或較少;並控制S m自1微米至5 0微米,或自1微 米至20微米。 表面傾斜角分佈和S m可以隨意控制於藉由適當選擇在 防眩層內顆粒之直徑與數量,在防眩層內顆粒對膠合劑之 -15- 1265307 比率,和乾膜之厚度。表面形狀可以藉適當選擇塗覆溶液 之物理性質予以控制。爲求更精確設計表面,最合適者爲 利用上述之壓花方法,壓花方法詳見於JPA 2 0 0 0 - 3 2 9 9 0 5 一——一________ 。亦即,所需表面形狀可以獲自設定壓花輥於所求表面之 傾斜角分佈和S m。然而,本發明之表面形狀可以獲自不受 限制之任意方法。 在本發明中,硬塗層之折射率非以單一數値提示。亦即 其較佳者爲,硬塗層是一種折射率並不一致之層,有粒子 分散於構成硬塗層之材料之中。較佳者,構成硬塗層材料 之折射率爲在自1.57至2.00範圍內。據JPA 8-110401所 稱爲例,若具有高折射率之材料選自1 0 0奈米或較小粒徑 之顆粒,且選自具有乙烯不飽和基各單體之一者,和鈦、 鋁、銦、鋅、錫、銻和鉻等之氧化物,顆粒之粒徑爲足以 小於光之波長,不發生散射。因此,如此之材料從光學觀 點恰如一種均勻物質。硬塗層也可用作防眩層。或予變更 ,防眩層可另形成於硬塗層上。 較佳者,在硬塗層內所用化合物爲有飽和烴或聚醚作爲 主鏈之聚合物,更佳者爲具有飽和烴作爲主鏈之聚合物。 較佳者之膠合劑聚合物是已經被交聯。較佳者,具有飽和 烴作爲主鏈之聚合物是獲自於乙烯不飽和基單體之聚合作 用,爲了獲得可交聯之膠合劑聚合物,最好使用二或多個 乙烯不飽和基之單體。爲達到高折射率,最好在單體結構 內至少含有選自芳香環、氟除外之鹵素原子、硫、磷和氮 等原子等之一種。 -16- 1265307 具有二或多個乙烯不飽和基之單體,包括例如多羥醇與 (甲基)丙烯酸之酯類(例如,丙烯酸乙二醇二(甲基)酯、二 丙烯酸1,4 -二環己烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三 (甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷 酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基乙烷酯、五(甲基)丙烯酸二 季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸 1,2,3 -環己烷酯、聚胺基甲酸酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯 酸酯);乙烯基苯及其衍生物(例如,1,4 ·二乙烯基苯、2 -丙烯醯乙基-4-乙烯基苯甲酸酯、1,4 -二乙烯基環己酮);乙 烯基楓(例如,二乙烯基礪);丙烯醯胺(例如,亞甲基雙丙 烯醯胺)和甲基丙烯醯胺。 高折射率單體之例包括雙(4-甲基丙烯醯基硫苯基)化硫 .、乙烯基萘、乙烯基苯基化硫和4 -甲基丙烯氧苯基-41-甲 氧苯基硫醚。 較佳者,具有聚醚作爲主鏈之聚合物是以多官能基環氧 化物作開環聚合作用而合成。 施用之後,必須利用離子化射線或加熱,聚合具有乙烯 不飽和基之單體而予固化。 如此具有乙烯不飽和基之單體可以在有光自由基起始劑 或熱自由基起始劑之中以離子化射線照射或加熱予以聚合。 因此,抗反射膜可以形成於製備含有具有乙烯不飽和基 之單體;和光自由基起始劑或熱自由基起始劑等之塗覆溶 液,最好倂同粗糙顆粒和無機塡料,施用塗覆溶液於透明 支持物上,然後以離子化射線或加熱予以聚合。 -17- 1265307 光自由基起始劑之例,包括乙醯苯、二苯甲酮、Michler 苯甲酸苯醯酯、偕胺肟酯、四甲基秋蘭姆單化硫和噻噸酮。 使用光分裂型之光自由基起始劑爲特佳。光分裂型光自由 基起始劑如於SaichinUVKokaGijutsxi所述(第159頁, Kazuhiro Kobo, Gijutsu Joho Kyokai K.K. 1991 出版)。 市售之光分裂型光自由基起始劑如由Ciba Geigy Japnn製 成之 Irgacures(651,184,9 0 7 )〇 每100質量份之多官能基單體,最好使用自0.1至15質量 份之光聚合起始劑,更佳自1至1 〇質—量份。 除了光聚合起始劑外,可用光敏感劑。光敏感劑之特例包 括Ν - 丁胺、三乙基胺、三-正丁基膦、M i c h 1 e r酮和噻噸酮。 作爲具有二或多個乙烯不飽和基單體之一種代替物或其 另類者,交聯結構可以用可交聯之基引入至膠合劑聚合物。 可交聯之基包括例如異氰酸基、環氧基、氮丙啶基、噁唑 烷基、醛基、羰基、聯氨基、羧基、羥甲基和活性亞甲基 。再者,可用作單體而引入交聯結構者,如乙烯基磺酸、 各種酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、蜜胺、醚化羥甲基、酯 類和胺基甲酸酯和如四甲氧基矽烷之金屬醇鹽。其亦可以 使用在分解反應結果中表現可交聯性之官能基,例如阻斷 之異氰酸基。在本發明中,可交聯之基並不限於上述之化 合物,而是可以使用在官能基分解結果而呈現反應性之化 合物。 在施用之後,如此具有可交聯基之化合物須予以交聯, 例如加熱。 -18- 1265307 爲了提高構成硬塗層之材料之折射率’最好在硬化層內 含有粒徑爲1 〇 〇奈米或較小之微細顆粒’較佳爲5 0奈米或 較小,製自至少一種選自包括鈦、鋁、銦、鋅、錫、銻和 鉻等之氧化物之微細顆粒包括例如Ti〇2、Al2〇3、In2〇3、 ZnO、Zn02、Sb2〇3、ITO 和 Zr02〇 無機微細顆粒用量較佳爲1 〇至9 0質量%,更佳爲2 0至 80質量%而特佳爲30至60質量%,基於硬塗層之總質量。 爲了加強防眩性質,防止因硬塗層之干擾而致反射性質 減退,並防止不規則之顏色,在硬塗層內使用無機化合物 或有機聚合物之粗糙顆粒。例如,較好使用矽石顆粒、TiO 2 顆粒、A 12 〇 3顆粒、可交聯之丙烯酸基顆粒、苯乙烯顆粒 、可交聯之苯乙烯顆粒、蜜胺樹脂顆粒、苯並胍胺樹脂顆 粒或可交聯之矽氧烷顆粒。考慮在防眩硬塗層塗覆溶液中 各顆粒在生產時之優良分散穩定性(與膠合劑有高親和力) 和優良之沉降穩定性(低比重),更好者是使用有機聚合物 之顆粒。在本發明中粗糙顆粒之平均粒徑爲自〇 · 3微米至 10.0微米範圍內,更佳自0·5微米至7.0微米而再更佳爲 自1微米至6微米。關於粗縫顆粒之形狀,可用球形或不 規則者。爲謀有穩定之防眩性質,最好使用球形顆粒。其 亦可以使用二或多種型式而互不相同之顆粒。 較佳者使用具有超過硬塗層1 /3膜厚之粒徑之粗縫顆粒 。粒徑分佈可用Coulter計數器法或離法測定。分佈是依 顆粒數量分佈而測定。硬塗層之乾膜厚度較佳爲自2微米 至10微米,更佳自3至6微米之範圍內。 -19- 1265307 作爲達到防眩性質之方法,J P 2 0 0 0 - 3 2 9 9 0 5揭示一種方 法’其中形成抗反射層,然後加入防眩性質而成防眩抗反 射膜。更特定言,施加抗反射層,然後在此方法中用壓花 輥加壓於抗反射膜。此方法也可應用於本發明之防眩光學 薄膜。在此步驟中,較佳爲施加自1公斤力/厘米至1000 公斤力/厘米之壓力,並控制溫度自2 5 °C至3 0 〇t。輥輪可 製自各種材料,例如,如鐵和鋁等金屬,和塑膠。 爲了強化抗反射功能,可以使用低折射層於防眩層上以 產生防眩抗反射膜。低折射層之折射率爲自1 · 3 8至1 . 4 9 ’較佳自1.38至1.44之範圍內。 在抗反射膜內,最好使低折射層滿足如下之關係(1)。 ιηλ/4χ〇.7<η1 dl<mX/4xl .3 (I) 在上式中,!!!爲正單數(通常爲1); nl爲低折射層之折 射率;而d 1爲低折射層之膜厚度(奈米)。 較佳者之低折射層含有可因離子化射線而交聯之含氟化 合物和無機微細塡料,使有自0.03至0.15之動態磨擦係數 和自9 0。至1 2 0。之對水接觸角。在低折射層中所用可交聯 之含氟聚合物包括含有全氟烷基之矽烷化合物(例如十七 氟·1,1,2,2 -四癸基)三乙氧基矽烷)和具有含氟單體與用於 給予可交聯基之另一種單體作爲建構單體而成之含氟共聚 物。 含氟單體之特例包括氟烯烴(例如氟乙烯、偏二氟乙_、 四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-11惡茂),局部或完全氟化之(甲基)丙烯酸酯衍生(例如0saka -20- 1265307
Org. Chemical Industry 所產之 Viscoat 6FM,Daikin ·
Industries所產M-2020)和完全或局部氟化之乙烯基醚。 _ 用於給予可交聯基之單體,包括例如(甲基)丙烯酸酯單 ‘ 體之原本具有可交聯官能基於分子中者,其如甲基丙烯酸 縮水甘油基酯,和具有例如羧基、羥基、胺基或磺酸基之 (甲基)丙烯酸酯單體(例如,(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸 羥甲基酯、(甲基)丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸烯丙基酯)。已 知後者之單體在完成共聚合之後可使引入交聯結構,如 JPA 10-25388 和 JPA 10-147739 所稱。 ^ 亦可以不僅使用上述具有氟單體作爲構建單元之聚合物 ;而且可與無氟單體形成共聚物。可合倂使用之單體無特 別限制。例如,可以用烯烴(例如,乙烯、丙烯、間戊二烯 _ 、氣化乙燒、偏一*氛乙燒)’丙燒酸醋(例如,丙嫌酸甲醋 、丙烯酸乙酯、丙烯酸2·乙基己基酯),甲基丙烯酸酯(例 如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯 、二甲基丙烯酸乙二醇酯),苯乙烯衍生物(例如,苯乙烯 · 、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α -甲基苯乙烯),乙烯基醚 (例如,甲基乙烯基醚),乙烯基酯(例如,乙酸乙烯酯、丙 酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯),丙烯醯胺(例如,Ν -第三丁基 丙烯醯胺、Ν -環己基丙烯醯胺),甲基丙烯醯胺和丙烯腈衍 生物。 作爲用於低折射層之無機顆粒,較佳用非晶質者。其較 佳例包括製自金屬氧化物、氮化物、硫化物和鹵化物,而 金屬氧化物特別適合,金屬原子之例包括Na、K、Mg、Ca -21- 1265307 、Ba、Al、Zn、Fe、Cu、Ti、Sn、In、W、Y、Sb、Mn、 · Ga、V、Nb、Ta、Ag、Si、B、Bi、Mo、Ce、Cd、Be、P b 和Ni。所有之中以Mg、Ca、B和Si爲更佳。其亦可以使* 用含有兩種金屬之無機化合物。特佳者爲使用二氧化砂, 亦即矽石,作爲無機化合物。 無機顆粒之平均粒徑較佳在自0.001至0.02微米範圍內 ’更佳爲0 · 0 0 5至〇 · 〇 5微米。亦爲較佳者,微細顆粒之粒 徑儘可能一致(均勻分散)。 無機微細顆粒之含量,較佳自5質量%至9 0質量%,更® 佳自1 〇質量%至7 0質量。/〇,又更佳者自2 0質量%至5 0質 量°/。之範圍內,基於低折射層之全部質量。 亦爲較佳者,使用無機微小顆粒於表面處理之後。表面 處理之例包括物理表面處理,其如電漿放電和電暈放電; 和使用耦合劑之化學表面處理。較佳者爲使用耦合劑。作 爲耦合劑者,較佳爲利用一種有機烷氧基金屬化合物(例如 鈦耦合劑、矽烷耦合劑)。如果無機微細顆粒爲矽石,則用 φ 矽烷耦合劑特別有效。 防眩薄膜、薄抗反射膜,亦即防眩光學薄膜等之各層可 以形成於諸如浸塗法、空氣刀塗法、幕塗法、輥輪塗法、 線棒塗法、印板塗法或擠押塗法(U S P 2,6 8 1,2 9 4 )等塗覆方 法。二或多層可以同時塗覆。用於同時塗覆之方法載於USP 2,761,791 ; 2,941,898、3,508,947 和 3,526,528;和 Yuji Harasaki,Cotingu Kogaku,第 253 頁 ’ Asakura Shoten(1973)。 如若含有顆粒之層無任何內散射’則防眩膜與防眩抗反 -22- 1265307 射膜之朦濁度較佳在自〇 °/。至1 8 %,更佳自0 %至1 5 %範圍 內。 若在含顆粒之層中具有內散射,其較佳範圍自1 5 %至 8 0%,更佳自 2 0 °/。至 65%。 作爲透明薄膜基板者,其較佳者使用具有8 0 %或較高透 光度之塑膠膜。構成塑膠膜之聚合物,包括例如纖維素酯 (例如三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、乙酸酯丁酸酯纖 維素、丙醯基纖維素、丁醯基纖維素、乙醯基丙醯基纖維 素、硝基纖維素)。聚醯胺、聚碳酸酯、聚酯(例如聚乙二 醇對酞酸酯、聚乙二醇萘二酸酯、聚-1,4 -環己烷二亞甲基 對酞酸酯、聚乙烯-1,2 -二苯氧乙烷-4,4’-二羧酸酯、聚丁二 醇對酞酸酯)、聚苯乙烯(例如間規聚苯乙烯),聚烯烴(例 如聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯)和萡烯聚合物膜(例如JSR 戶斤製 Arton,Nippon Zenon 戶斤製 Zeonor,Zeonex),聚丙燒 酸樹脂膜如聚甲基丙烯酸甲酯、聚胺基甲酸酯樹脂膜、聚 醚楓薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚碾薄膜、聚醚薄 膜、聚甲基戊烯薄膜和聚醚酮薄膜。在所有之中,纖維素. 酯、聚乙二醇對酞酸酯和聚乙二醇萘二酸酯爲較佳,纖維 素酯爲更佳,而纖維素之低脂肪酸酯又更佳。「低脂肪酸」 一詞指具有6或較少碳原子之脂肪酸。較佳者之碳原子數 爲2(纖維素乙酸酯)、3-(纖維素丙酸酯)或4-(纖維素丁酸 酯)。作爲纖維素酯者,纖維素乙酸酯如二乙醯基纖維素和 三乙醯基纖維素爲較佳。也可以用混合的脂肪酸酯,其如 纖維素乙酸酯丙酸酯或纖維素乙酸酯丁酸酯。 -23- 1265307 尤其’如若本發明之抗反射膜被用於偏光板之表面保護 膜’而偏光板用於液晶顯示器單元、有機電發光顯示器單 元等’則採用三乙醯基纖維素爲較佳。或改變之,若用本 發明之抗反射膜層積於玻璃基板或如平面陰極管(CRT)、電 漿顯示面板(PDP)等,則聚乙二醇對酞酸酯或聚乙二醇萘二 酸酯爲合宜。 透明支持物之透光度較佳爲不小於8 0 %,更佳者不小於 8 6 %。透明支持物之朦濁度較佳不大於2 · 〇 %,更佳不大於 1 . 0 %。透明支持物之折射率較佳自1 . 4至1 . 7。 一般而言,纖維素乙酸酯之取代程度,在1 / 3部位中之 2 -、3 -和6 -羥基並未均勻分佈,而經觀察有一傾向,在6 -位之羥基之取代程度變爲較低。在本發明中於6位之羥基 取代程度爲高於在2 -和3 -位羥基者。 較佳者,在6 -位之羥基有自3 0 °/。至4 0 %之比率被醯基所 取代,更佳者爲3 1 %或更多,而特佳者爲3 2 %或更多。亦 爲較佳者,在纖維素乙酸酯之6 -位,醯基取代程度在0 · 8 8 或在其上。 作爲纖維素乙酸酯者,可以用獲自在J P A 1 1 - 5 8 5 1中合 成例1(0043段至0044段),合成例2(0048至0049段)和 合成例3 ( 0 0 5 1至0 0 5 2段)所得之纖維素乙酸酯。 其次,詳述使用纖維素乙酸酯之情形。 一般情形,纖維素乙酸酯膜是產自溶劑鑄造法。在溶劑 鑄造法中,薄膜產自於用纖維素乙酸酯在有機溶劑內之溶 液(稠狀物)。作爲有機溶劑者,一般使用鹵化烴如二氯甲 •24- 1265307 烷。可用之有機溶劑載於日本發明與創新硏究所印行之 Kokai Giho(技術公開集合)(Kogi η 〇·2001·1745,2001 年 3 月1 5日出版,下文簡稱公開集合2 0 0 1 - 1 7 4 5 )。雖然鹵化烴 如二氯甲烷者可以使用而無任何技術問題,然而最好基於 全球環境和工作環境之觀點使用實質上無鹵化烴之有機溶 劑。「實質上無有」之表示是指含有少於5質量% (較佳爲2 質量%)之鹵化烴於有機溶劑內。 本發明之纖維素乙酸酯薄膜可含有例如在公開集合 2 0 0 1 - 1 74 5中第15至22頁所述之各種添加劑(例如:助塑 劑、抗紫外光劑、抗氧化劑、微細顆粒、光學性質控制劑) 。作爲光學性質控制劑者,較佳使用至少有兩個芳香環之 芳香族化合物作爲阻滯作用升高劑,因而控制聚合物膜之 阻滯作用。阻滯作用升高劑之特定例子載於例如公開集合 2001-1745 中之 JPA 2000-111914 , JPA 2000-27546 和 PCT/JP 00/02 6 1 9。 較佳者,在本發明中用作透明薄膜基板之纖維素乙酸酯 薄膜爲預先經表面處理。作爲表面處理者,可用電暈放露 、輝光放電、火焰處理、酸處理、鹼處理或紫外光照射。 爲提高與後述之配向膜之黏著性,特別適合用酸或鹼處理 ,亦即皂化透明支持物。如此之表面處理,可用公開集合 2 0 0 1 - 1 7 4 5,第2 9至3 0頁所述方法。其亦爲可在形成防眩 光學薄膜之後,以鹼性溶液施於光學薄膜。其亦適合使用 一種防眩光學薄膜作爲表面保護膜,在形成防眩層一面之 反面上爲已被皂化者。 -25- 1265307 纖維素乙酸酯薄膜可預作底塗。用於底塗者可爲「公開 集合2001-1745」第30至31頁所載之方法。 在本發明中,所求防眩性質可得自如前述在壓花輥上施 壓以有效壓花。由壓花所發展之不均勻性易隨時間延長而 逐漸減小。經就此現象進一步硏究,所得結果,有如下之 發現。一種具有比較高的水吸收性之塑膠材料,其如纖維 素酯(例如,三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素、丙醯基纖 維素、丁醯基纖維素、乙醯基丙醯基纖維素、硝基纖維素) ,其爲可作本發明防眩光學薄膜用之透明塑膠支持物所需 之材料,接受由於在大氣之中水含重和熱之相乘效應而使 不均性之減退明顯加快之作用。然而,在接受涉及抗反射 層粗化之壓花,繼以熱水或熱水蒸汽處理,抗反射膜表現 不均勻性表面之暫時性減小,但是在延長使用或在高溫度 和濕度之嚴酷运境中之後,表現不均句性之改變有重大之 減輕。對於用於獲得具有所需不均勻表面之抗反射膜所合 適之方法,亦即以所求防眩性質爲最終產物者,此種方法 是一種合適之方法,包括設計不均勻表面,在用熱水或水 蒸汽處理之前,稍大於預期由於處理而減小之不均勻性, 使在熱水或水蒸汽處理後之不均勻表面仍爲適宜。 本發明具有防眩性質之抗反射膜之基本構造將配合附圖 予以說明。 [防眩性質之具備] 第3圖舉例說明設置具有防眩性質之塗覆型抗反射薄膜 方法。第3圖內’抗反射膜(21)被壓合於抗反射層(23)上 -26- 1265307 ,其一面經過_芯自曰 "( 2 4 )和承接輥(2 5 ),使在其至少一面 備有不均勻表商而
_顯現防眩性質,無礙於其抗反射性質。 在薄膜厚度中之一%抓^ 玫丨生爲維持抗反射性質所必需,隨光干 涉各層之數量和^計 而定 。例如,具有一低折射層、一高 λ/4 η之厚度之三層設計,各層 中一致性之上限爲各層之± 3 % 折射層和1 — Φ ί斤射層層積成 依序起自空氣界面層,厚度 右厚度致性之上限超過以上定義之範圍,則所成抗反 射膜明顯顯現& A + p = Μ fzL·
Λ方化之抗反射性質。防眩性質之程度可由壓 化步驟中之方法條件予以控制,其如薄膜表面溫度、壓力 和作速率’與具有抗反射膜之透明支持物之動態物理性 質。然而’在較溫和條件下之壓花,在薄膜平坦性、方法 穩定性、成本等之觀點,應爲合宜。 [用熱水處理] 用熱水處理經如此壓花之防眩抗反射膜,目的在防止Μ 花表面上之不均性因延長使用而減退,依壓花表面性質& 維持和經濟兩者之立場,最好在壓花後之連續程序發& $ 力。用熱水處理可以最簡易而完成,並以使已壓花之抗 射膜通過熱水浴而有效,其溫度保持於預定範圍之。彳目 同之效果也可以藉使經壓花之抗反射膜通過含水或g g 之溶液而作用。含水溶液之例包括一種水和可與混# & g 劑成任意比例之混合物,其如較低分子量之單價 乙醇等),較低分子量之二價醇(乙二醇等)和較低分子胃2 三價醇(丙三醇)。溶液之水含量較佳不低於1 〇質4 %,胃 佳爲不低於2 0質量%,再更佳爲不低於5 0質量%。然而, -27- 1265307 考慮經濟、環境污染、毒性等,純水爲最合適。熱水處理 之iW度較丨土自不低於6 0 C至不局於2 0 〇 ,較佳自不低於 7 〇 °C至不高於1 9 0 °C ,最佳自不低於8 〇。(:至不高於} 8 〇 。熱水處理之溫度較佳不高於壓花之溫度。若熱水處理之 溫度超過壓化之溫度’在已壓花之表面上之不均句性可易 被減少’造成難以控制操作之時間。熱水處理之時間密切 關係熱水處理溫度而較佳自不小於1秒至不大於1 Q 〇,〇 〇 〇 秒。然而考量生產力等,更佳者爲自不小於2秒至不大於 1 0 0,0 0 0秒,最佳者自不小於4秒至不大於1,〇 〇 〇秒。 本發明之防眩抗反射膜最好展現一種如式(I)所界定不 小於30%之算術平均粗糙度之持有百分比: R = Ra/Rb 式(1) 其中R A代表抗反射層表面在貯存於6 5 °c和9 5 % R Η (相對濕 度)之環境1,〇〇〇小時後之算術平均粗糙度;而RB代表抗 反射層在65 °C和95 %RH(相對濕度)之環境貯存前之算術平 均粗糙度。 本發明防眩抗反射薄膜之保持百分比R較佳爲不小於 4 0 %,更佳不小於5 0 %,再更佳爲不小於8 0 %,尤其不小 於 9 0%。 [表面粗糙度] 防眩抗反射薄膜之表面粗糙度可藉分析在掃描顯微鏡下 觀察具有防眩性質之樣品之不均勻表面所得之數據予以評 估。算術平均粗糙度(Ra)是依JIS-B-0 6 0 1評定。在本發明 中,抗反射薄膜表面之算術平均粗糙度(Ra)落在自05至 2微米之範圍內。Ra較佳爲自〇·〇7至1.5微米’更佳自0.09 -28- 1265307 至1.2微米,最佳自(^丨至1微米。若^落在〇·〇5微米 · 以下’不能得到充份之防眩功效。若Ra超過2微米,所 - 成抗反射膜在外來光線照射下解析度遭受退減而且影像有A 白色之閃燦。 另外’在本發明中,在整個不均表面之密集度中,具有 自1至10微米週期之不均勻密集度比例者,較佳不少於 1 5 % ’更佳不少於2 〇 %,再更佳不少於2 5 %,最佳不少於 3 〇 % °若此比例增加,則所成防眩性質產生更細且更高之 組織。具有自1至〗〇微米週期之不均密集度比例是用能譜鲁 密度分析法測定。能譜密度(p S 〇 )是以下式(2 )定義。 PSD-l/A|7r/2<fdx>[dy.exp{i(px + qy)}z(x,y)|2 式(2) 其中A代表掃描區域;p各q各代表水平方向內之頻率; 而z(x,y)代表影像數據。然後決定具有自1至1〇微米週期 -之不均勻密集度和全部不均勻表面密集度之根方平均値 ^ (RMS)。不均勻密集度之根方平均値(RmS)由下式(3)定義。 RMS - ^PSDdpdq 式(3) 具有自1至10微米週期之不均勻密集度之比例相當於由鲁 具有自1至10微米週期之不均勻密集度之根方平均値 (RMSioo)對全部不勻勻表面密集度(RMS*部)之比率, (R M S ^ / R M S 全部)。 在抗反射膜表面上相鄰各峯突間之平均間距較佳自1 0 至60微米,更佳自15至4〇微米,最佳自15至20微米。 由峯突之頂至凹谷之底之平均深度較佳自〇·〇5至2微米, 更佳自0 . 1至1微米。整個防眩抗反射膜之朦濁度較佳不 大於1 5 %。整個防眩抗反射膜之反射率最好不大於2 · 5 %。 -29- 1265307 [抗反射膜之形成] 第4圖爲舉例說明待壓花之抗反射膜基本層結 剖面圖。抗反射膜包含透明支持物(2 1 1 )、硬塗層 折射層(213)、高折射層(2 14)和低折射層(215), 。如JP-A-59-50501所載,光學厚度,亦即在如 層抗反射膜中,中折射層、高折射層和低折射層 與厚度之乘積,較佳約爲全波長λ之四分之一, 倍。 然而,爲求明瞭本發明涉及低折射率之反射率 射光色調降低,必須使中折射層、高折射層和低 別針對所設計波長λ( = 5 0 0奈米)滿足如下各關係 和(III): λ/4χ 0 . 8 0<η 1 d 1 <λ/4χ 1 . 0 0 (I) λ/2χ0.75<η2ά2<λ/2χ0.95 (II) λ/4χ0.95<η3ά3<λ/4χ1 .05 (III) 其中η 1代表中折射層之折射率;d 1代表中折射 (奈米);n2代表高折射層之折射率;d2代表高折 度(奈米);η 3代表低折射層之折射率;且d 3代表 之厚度(奈米)。另外,對於由三乙醯基纖維素(折象 製成之透明支持物,必須使η 1爲自1 . 6 0至1 · 6 5 1.85至1.95而η3爲自1.45至1.45。其對由聚乙 酸酯(折射率:1 .66)製成之透明支持物,也須使Hi 至 1.75,n2 爲自 1.85 至 2.05,且 n3 爲自 1.35: 己知若上述中折射層或高折射層之材料未能選用 構之示意 (212)、中 依序層積 此一種三 之折射率 或其整數 性質與反 折射層分 (I卜(II) 層之厚度 射層之厚 低折射層 i 率·· 1 . 4 9 ) ’ η 2爲自 二醇對酞 爲自1 · 6 5 至 1 .45 〇 如此之折 -30- 1265307 射率時’結合具有高於預定之折射率之層和具有低於預定 之折射率之層所成之相當薄膜,原則上可以用於形成在光 學上實質相當於具有預定折射率之中折射層或高折射層。 此原則可被用以明瞭本發明之反射率性質。「實質爲三層_ 一詞在此意指一種含有與此相當之薄膜而成之四或五層抗 反射層。 本發明之抗反射性質得自於使上述之層構造能夠滿足低 的反射率和反射光色調的減低兩者。因此,若應用於液晶 顯示單元之最上表面爲例,本發明之防眩光學薄膜能夠提 供一種具有空前高可視性之顯示單元。因爲在5。入射角和 -5°之發射角’自450奈米至650奈米波長範圍取其平均 數’鏡面反射率不大於〇 · 5 %,較佳不大於0 · 3 %。外在光 線於顯示單元表面之反射所導致之可見度劣化,可以被防 止至令人滿意之水平。另外,若以本發明防眩光學薄膜應 用於液晶顯示單元,當具有高度發光之外光如室內螢光燈 者所展現之色調將略被反射於其上而爲中性和無礙。 中折射層和高折射層是塗上一種塗覆組成物而形成,包 含一種無機粒狀材料,具有高折射率;一種熱或離子化射 線固化之單體’一種起始劑和一種溶劑。以乾燥除去溶劑 ’然後以熱及/或離子化射線固化所塗材料。作爲無機粒狀材 料’最好使用一種至少含有一種金屬氧化物,選自包括Ti、 Zr、In、Zn、Sn和Sb等之氧化物之一組。如此所形成之 中折射層和高折射層展現優異之耐刮損性和黏著性,優於 以塗覆具有高折射率之聚合物溶液而乾燥所塗材料者。爲 3 1- 1265307 了得到分散穩定性、固& 疋丨生固化後之薄膜強度等,最好如 JP-A-H- 1 5 3 7 0 3 和 us 專利 ,δ β 1所述,配 之(甲基m烯酸酯單體和含陰離 夕目目匕 厂鸯Z (甲基)丙燃酿炉 散劑,於塗覆組成物內。 & 七 尤其,咼折射層最好以塗覆含有钿 成物,粒狀材料至少含胃 〜 1之塗覆組 /曰有一種金屬氧化物,選自包括Ti、
Zr、In、Zn、Sn和Sb等之氧化物 -種溶劑。以乾燥除去溶劑,妖後用埶…種起始劑和 化所塗材料。 4用熱歸離子化射線固 見光因折射率與膠合劑不同而生散射致爲不利。高折射層 和中折射層之朦濁度最好不大於3%,更佳不大於1%。 無機粒狀材料之平均粒徑以 好自1至1 0 0奈米。若無機粒 奈米,所成無機粒狀材料具有 分散成用中無足夠之安定性而 料之平均粒徑不小於1 〇 〇奈米
Coulter計數器法量測得最 狀材料之平均粒徑不大於! 太大的比表面積,且因而在 不利。反之,若無機粒狀材 ’則所成無機粒狀材料使可 低折射層較佳製自一種含氧化合物,爲用熱或以離子化 射線以照射而固化。該可固化材料之動態磨擦係數較佳自 0.03至Ο」5。可固化材料對於純水之接觸角較佳不小於ι〇〇 度,更佳自1 00至1 20度。若可固化材料之動態磨擦係數 高於〇 · 1 5,則所成固化材料在其表面承受擦拭時被刮損而 不利。若可固化材料對於純水之接觸角落在低於1 〇〇度, 則所成可固化材料受手印、油污等黏附而對防污性立場有所 •32- Ϊ265307 不利。 該可固化含氟聚合化合物包括含全氟烷基之矽烷化合物 (例如(十七氟-1,1,2,2-四癸基)三乙氧基矽烷)。可固化含氟 聚合化合物之其他實例包括一種含氟共聚物,含有成爲結 構單元之含氟單體和提供可交聯基之單體。 含氟單體單元之特例包括氟烯烴(例如氟乙烯、偏二氟乙 烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2 -二甲基-1,3-二噁唑),局部或全部氟化之(甲基)丙烯酸烷酯衍生物(例 如 Piscoat 6FM(0SAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY 乙丁0.所產),M-2020(DAKIIN INDUSTRIES LTD.生產),完 全或局部氟化之乙烯基醚等。在此等含氟單體單元中,較 佳者爲六氟丙烯,因其具有低折射率且可被輕易處理。 用於提供可交聯基之單體,包括例如在分子內具有可交 聯官能基之(甲基)丙烯酸酯單體,如縮水甘油基甲基丙烯 酸酯。用於提供可交聯基之其他單體實例,包括具有羧基 、羥基、胺基、磺酸基、等之(甲基)丙烯酸酯單體(例如 (甲基)丙烯酸、羥甲基(甲基)丙烯酸酯、羥烷基(甲基)丙烯. 酸酯、烯丙基丙烯酸酯)。在JP-A-10-25388和JP-A-10-147739 中所揭示,後者各單體能夠具有被交聯之結構而在共聚合 之後配置於其中。所以,後者各單體特別有用。 若以氟化合物配置於低折射層中,其更佳者爲使用一種 具有可交聯官能基之含氟聚合物,其在塗覆後進行交聯。 聚合物之交聯最好用熱或離子化射線。可熱交聯之含氟聚 合物實例包括Opstar JN7 2 2 8 (JSR公司所產熱可交聯之含 -33- 1265307 氟聚合物之商名,具有1·42之折射率和36質量%之含氟量)。· (* 作爲離子化射線可交聯之含氟聚合物,最好使用一種在 -其側鏈中具有乙烯型不飽和基之聚合物。此種具有乙烯型# 不飽和基之聚合物,其交聯作用可用離子化射線照射而完 成。更爲合適者爲在程序當中加入光自由基聚合起始劑。 光自由基聚合起始劑之實例包括乙醯苯、二苯甲酮、 Michler苯甲酸苯醯酯、戊肟酯、四甲基秋蘭姆化單硫、噻 噸酮等。 尤其,光可分裂之光自由基聚合起始劑爲較佳。關於光_ 可分裂之光自由基聚合起始劑之詳情,可參考Kazuhira Takabo之’’Saishin UV Kouka Gijutsu(現代紫夕〜光固化技 術)’’,GijutsuJohoKyokai,第 159 頁,1991。 市售光可分裂之光自由基聚合起始劑包括例如 IRGACURE 651、184 和 907(Ciba Geigy Japan Ltd.所產)。 光聚合起始劑最好用量爲自0 · 1至1 5重量份,更佳自1 至10重量份,基於含氟聚合物100重量份。 _ 除光聚合起始劑,可用光敏感劑,光敏感劑之特例包括 正丁胺、三乙基胺、三正丁基膦、和Michler酮和噻噸酮。 離子化射線可交聯之含氟聚合物之其他實例包括一種在 側鏈中具有酸觸媒可交聯之官能基之聚合物,和一種離子 化射線產酸劑的結合;和一種以具有鹼觸媒反應性官能基 於其側鏈中之聚合物,與一種離子化射線產鹼劑的結合。 前者較佳。作爲酸觸媒可交聯之官能基,最好用環氧基。 作爲離子化射線產酸劑者最好用一種光產酸劑。光產酸劑 -34- 1265307 之實例包括三芳基銃鹽、和二芳基碘鏺鹽。 光產酸劑之用量,基於1 0 0重量份之含·聚合物,較佳 用自0.1至15重量份,更佳自1至10重量份。 作爲離子化射線者可用紫外光(UV)、光線、電子射線、 輻射等,較佳者爲光線。在光線中紫外光較佳。紫外光源 之較佳者包括金屬鹵化物燈。高電壓汞蒸汽燈等,較佳爲 金屬鹵化物燈。U V之發光和劑量較佳爲儘可能大,只要無 基本上之負面效果,且較佳分別爲自50至1,000毫瓦/厘 米2和自200至1000毫焦/厘米2,更佳自150至600毫焦 /厘米2和自2 5 0至900毫焦/厘米2。 更佳者,以無機粒狀化合物分散於含氟聚合物內以提高 膜之強度。 關於含氟聚合物之物理性質,含氟聚合物展現自〇 . 〇 3至 〇 . 1 5之動態磨擦係數,和對於水爲自9 0至1 2 0 °之接觸角。 此中可用者不僅上述具有含氟單體作爲結構單元之聚合 物,而且也包括無氟原子之單體所成之共聚物。可用於與 前述聚合物結合之單體單元無特別限制。在此可用單體單 元之實例包括烯烴(乙烯丙烯、間戊二烯、氯乙烯、偏二氯 乙烯等),丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁 酯、丙烯酸2 -乙基己基酯等),甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸 乙烯甘油等),苯乙烯衍生物(苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯 基甲苯、α -甲基苯乙烯等),乙烯基醚(甲基乙烯基醚等), 乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等) -35- 1265307 丙烯醯胺(N-第三丁基丙烯醯胺、N-環己基丙烯醯胺等) 甲基丙烯醯胺和丙烯腈衍生物。此等單體單元揭示於 JP-A-10-25388 和 JP-A-10-147739。 作爲一種降低動態磨擦係數以提供耐刮損性之手段’可 以引用一種用於改善滑溜性之共聚物單元。一種引入聚一 甲基矽氧烷節段進入支鏈之方法,揭示於JP-A- 1 1 - 2 2 8 6 3 1 。此方法爲特別適合。 含氟樹脂用於形成低折射層者最好含有一種粒狀之S i 氧化物,在用以賦與本身之耐刮損性之前,配入其中。從 抗反射性質之立場,含氟樹脂之折射率最好盡可能低。然 而,如果降低含氟樹脂之折射率,含氟樹脂之耐刮損性變 差。因此’使含氟樹脂之折射率和粒狀S i氧化物加入量最 適化,耐刮損性和低折射率最好達於平衡。 作爲粒狀S i氧化物者,以矽石溶膠分散於市售之有機溶 劑’可以配入於塗覆組成物。或爲,以市售之矽石粉末分 散於有機溶劑內。 眩光學薄膜之 。具有不小於 鎂和氟化鈣等 合物之有機材 顯示單元之最 合性不足而欠 折射層最好含 劑。 爲求降低防 射率充份降低 包括諸如氟化 含量之含氟化 在薄膜被置於 與基板間之黏 損性立場,低 於其中之耦合 折射率,必須使 1 .4 〇之折射率之 無機材料;和諸 料。然而,此等 外面時,由於其 缺耐刮損性。因 有一種無機粒狀 低折射層之抵 材料,其實例 如具有大的氟 含氟化合物, 頑強性不足和 此,基於耐刮 材料*η 和〜種配 -36- 1265307 作爲被配入於低诉& & 、1-折射層之無機粒狀材料,較佳使用具有 低折射率者。趣樾# # …、心狀材料之折射率較佳爲自」.3 〇至1 · 4 9 。無機粒狀材料之 一 —之貫例包括矽石和氟化鎂,尤其爲矽石。 該無機粒狀材Μ々 之平均粒徑較佳爲自〇〇〇1至0.2微米 ,更佳自0.〇〇1荃 • 5微米。粒子之粒徑最好盡可能一致 (單分散性)。 該無機粒狀材勉^ 5 之加入量較佳自5至90皙量份,更佳自 1 〇至7 0質釐份, 一 ^ ^ ^ ^自1 〇至5 〇質量份,基於低折射層 之總重量 在本發明中,一 〃、仏者’該無機粒狀材料在使用前接受 表面處理。作培主 s , 〃'、 處理之方法,可用物理表面處理法, s ,n ia ^ 里和電暈放電處理=或化學表面處理法, 〃如用耦合劑處理。 在此寺處理方法中,較好爲用耦合劑 之處理方法。作段 ^ r,([ ,π 爲親θ劑者,較佳用—種有機院氧金屬化 口物(例如鈦耦合_ 合物。以… 砂院親合劑),包括如通式(Μ)之化 4義無機粒狀材料、^ ^ ^ ^ ^ ^ 特別有效。由、、s 1 仓矽k耦口剤處理爲 1由通式(1-1)之化合物爲較佳。 (Rl)m_Si(0R2) 其中R1代衷〜 Π 式(i-i) 代表經過取代過取代或未經取代之院基或芳香基;R2 整數;且:=取代之院基或醒基、代表自。至3之 4。 至4之整數,其條件是㈤與!!之和爲 由式(1 - 1 )所彳十李 代表化合物說明如後。 在通式(1-1)中,R1你圭口 代表已取代或未取代之烷基或芳香基 1265307 。烷基例如包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、三級-丁基、二級丁基、己基、癸基、十六院基等。院基較佳爲 Ci-Cso,更佳爲C^-Cm,尤其Ci-Cs烷基。芳香基包括苯 基、萘基等,尤以苯基爲此等芳香基中之較佳者。 取代基無特別限制。在此可用之取代基例如包含鹵素 (氟、氯、溴等),羥基、硫醇基、異丙基、丙基、三級丁 基等),芳香基(苯基、萘基等),芳香雜環基(呋喃基、吡 唑基、吡啶基等),烷氧基(甲氧基、乙氧基、異丙氧基、 己氧基等),芳氧基(苯氧基等),院硫基(甲硫基、乙硫基 等),芳硫基(苯硫基等),烯基(乙烯基、1-丙烯基等),烷 氧甲矽烷基(三甲氧甲矽烷基、三乙氧甲矽烷基等),醯氧 基(乙醯氧基、丙醯氧基、甲基丙烯氧基等),烷氧羰基(甲 氧羰基、乙氧羰基等),芳氧羰基(苯氧羰基等),氨基甲醯 基(氨基甲醯基、N -甲基氨基甲醯基、N,N-二甲基氨基甲醯 基、N -甲基-N-辛基氨基甲醯基等),醯胺基(乙醯胺基、苯 醯胺基、丙醯胺基、甲基丙烯胺基等)等。 在此等取代基中較合適者爲羥基、硫醇基、羧基、環氧 基、烷基、烷氧甲矽烷基、醯氧基、和醯胺基。在此等取 代基中特別合適者爲環氧基,可聚合之醯氧基(丙烯醯氧基 、甲基丙烯醯氧基),和可聚合之醯胺基(丙烯胺基、甲基 丙烯胺基)。此等取代基可被進一步取代。 R2代表已取代或未取代之烷基或醯基。烷基、醯基和其 上各取代基之說明與R 1者相同。R2較佳爲未取代之烷基 或未取代之醯基,尤其是未取代之烷基。 -38- 1265307 註腳m代表自0至3之整數。註腳η代表自1至4之整 數。m和η之和爲4。若有多個R1或R2,R1或R2之多個 可爲相同或不同。註腳m較佳爲0 . 1或2,尤其爲1。 式(1 - 1 )所代表之化合物之特例列出如下,但本發明不受 其限制。
•39- 1265307 (1) (C2HB〇)4-Si (2) (C3H7〇)4-Si (3) (i-C3H7〇)4-Si (4) (CHsCO^-Si
(5) (ch3c〇2)2 - Si-(oc2hb)2 (6) CH3—Si—(OC2Hb)3 (7) C2I* - Si - (OC2He)3 (8) t-C4H9 - Si - (OCH3)3 (9) o- CHrSi-(OCH3)2 (10) (11) XT 0V7 〇 •CH2-Si-(OCH3)3
-CH20CH2CHrSi-(0CH3)2 (12) -CH2CH2CHrSi-(0CH3). •CH2CH2CH厂 Si-(OC2H5)3 -40- (13) (14)1265307 ?H^/CH2OCH2CHrSi-(OCH3)3
(15) ca^^ch2och2ch2ch2-sh〇c2h5)3 1 6) C3F7CH2CH2-Si-(OC2H5)3
(1 7) C6F13CH2CH2—Si—(OC2H5)3 (18) =\ C02CH2CH2CH2-SH〇CH3): (19) XH, C〇2CH2CH2CHrSH〇CH3)2 (20) =\ co2ch2ch厂SH〇CH3)2
(2 1) =\ C〇2CH2CH2CH2CHrSi-(OC2H5)2 =\ CH2CHrSi-(OCH3)i -4 1- (22) 1265307 (23) CHrSi,_3)3 (24)
(25) HO - C-CH2CHrSi-(0CH3)3 0 (26) NH2CH2CH2CH2 - Si - (0 CH3)3 (27) HS - CH2CH2CH2-Si ~ (OCH3)3 (2 8) CH2〇CH2CHrSi-(0CH3)3
(29) (3 0) (CH3〇)3 ~~ Si ~ CH2CH2CH2CH2—Si ~ (00Ηδ)3 -42- 1265307 (3 1) (CH3〇)3-Si-CH2 CH2CH2CH2CH2CH2-Si-(〇CH3)3 (32) (CH3〇)2 - Si - CH2CH2CH2CH2 - Si - (OCH3)3
I · I CHa CH3 (33) CONHCH2CH2CHrSi-(OCH3)2 (34) CONHCH2CH2CHrSi-(OCH3)2 (3 5) CO-N—CH2CH2CHrSi-(0CH3)2 CH〇 (3 6) =\ C〇-NHCH2CH2CH2CHrSi-(0CH3)2 (3 7) C〇-NHCH2CH2CHrSi-(0CH3)2 ch3 (3 8) ,CH20CH2CH2 )2—Si-(0CH3)2 -43- 1265307 (3 9) (40) (41) -CH2OCH2CHrSH〇CH3)2 CH, HO-C-CH2CH2CHrSi-(OCH3)2
II I 0 CH0 CH20CH2CH2 )2—Si-(OCHg), (42) C〇2CH2CH2CH2 )2—Si-(OCH3)2 (43) CH2=CH - Si - (〇CH3)3 (44) CH2=CH - Si—(OCH3)3 ch3 (45) ^C02CH2CH2CHrSi-(OCH3), CH: -44- 1265307 (4 6)
f V-Si-(0CH3)3 (47) ==\ C02CH2CH2CH,-Si-(0CH3)
(48) HS—CH2CH2CH2 - Si - (0 CHU)2 在這些特例中之特別適合者爲化合物(1 )、( 1 2 )、( l 8 )和 (19)。 式(1 -1)之化合物可以用於待配入於低折射層內之無機 粒狀材料之表面處理’使在製備低折射層塗覆溶液之前, 預先有效作表面處理。然而,在本發明中,其係特別適合 在低折射層塗覆溶液之製備當中,將通式(i i)之化合物加 至塗覆溶液內。式(1-1)化合物之加入量爲自0·5至1,000 質里/〇,較佳自5至9 0 〇質量%,更佳自5 〇至7⑽質量% 過量之矽烷耦合劑最 ’基於無機粒狀材料。在此程序中 好在塗覆和乾燥步驟蒸發。
乾燥之程序中之分佈不均 之低折射層內,無機粒狀材 糸隹之網狀結構。第5圖表示從層之上方 ° ~維網狀結構指示一種具有孔洞7 示’於無機材料之原始粒子8在使塗層 佈不均所發生。「空洞7」一詞在此所用 •45- 1265307 是指無機 材料之密 可以是不 構在光學 在一較 微米2之 結構之空 90%,更 分析光學 構爲不連 連續網絡 所認知 微細粗糙 機轉爲未 結構之機 種結構。 防眩光 靜電層、 硬塗層 塗層亦提 成於以適 聚物之組 甲酸酯丙 合起始劑 粒狀材料8存在於低折射層,即使有,無機粒狀 度比基板部位小5 0倍以上。在二維結構中之網絡-連續。如此之網狀結構之實例見於第6圖。此結 二微繞、掃描電子顯微鏡(S E Μ)等之下可被確認。 佳具體例中,二維網狀結構具有自0.3至U00 平均空洞面積’更佳自i至HOO微米2。二維網狀 洞面積%(在整個面積內空洞之比例)爲自4〇至 ί圭自50至8〇%。平均空洞面積和空洞面積%可用 顯微照片或S Ε Μ照片而決定。在此狀況中網狀結鲁 糸貝如第6圖所示,槪略之平均空洞面積可以在不 之延伸上假設想像中之網絡而予決定。 者爲所形成之無機粒狀材料之二維網狀結構成爲 劑之角色以提供耐刮損性之明顯改善。然而,其 ^ 知。另外,形成本發明無機粒狀材料之二維網狀 轉爲未知。其所需要者僅在於結果形成如此之一 學薄膜可另含有一硬塗層、一向前散射層、一抗 一底塗層和一保護層設置於其中。 較佳爲設置以提供透明薄膜基板之耐刮損性。硬 高透明薄膜基板對上層之黏著性。硬塗層較佳形 當加入一種無機塡料,其如矽石和礬土至具有寡 成中,寡聚物則如多官能基之丙烯基單體、胺基 烯酸酯和環氧丙烯酸酯以及各種溶於溶劑內之聚 ,將如此所得之塗覆組成物施加於透明薄膜基板, -46- 1265307 車乙燥所塗材料以除去溶劑,然後以熱及/或離子化射線固化 所塗材料。 7 在本發明防眩光學薄膜內,向前散射層較佳爲設置而提 供改善視角效果於當垂直或水平傾斜被加於液晶顯示單元 上之防眩光擧薄膜之情形。以分散具有不同折射率之各種 粒子於·上述硬塗層內,則硬塗層也被當作向前散射層。 在防眩光學薄膜內之各層可以形成於浸塗法、氣刀塗法 、幕塗法、輥輪塗法、線棒塗法、印塗法、微印塗法或擠 壓塗法(美國專利2,681,3 9 4 )。微印塗法和印塗法因能減低 k塗量至最小而消除乾燥不均勻性而較合宜。印塗法在厚 度橫向一致性之立場而言爲特別合宜。二或多層可以同時 施加。對於同時塗覆之方法細節,可參考美國專利 2,761,791、2,941,898、3,508,947 和 3,526,528 等;和 yw Harasaki 之” KotinguKougaku(塗覆工程厂,第 253 頁, Asakura Shoten, 1973 ° 如果防眩光學薄膜被用作偏光板各表面保護膜之一,則 必須使透明薄膜基板接受用鹼皂化於其與抗反射層相反之 一面。用於鹼皂化之特別手法可選自於如下兩種方法。方 法(1 )因能夠在用於一般用途之三乙醯基纖維素膜之同一 步驟而生效而爲較佳。然而方法(1 )可能不利於驗巷化’延 伸至透明薄膜基板之抗反射膜一面’造成透日月薄膜基板表 面之驗水解,以致劣化並在於其表面被遺留之皂化溶液沾 污。因此,方法(2)雖涉及特定步驟而仍合宜。 方法(1 ):包括浸漬具有抗反射層形成於其上之透明薄膜基 -47- 1265307 板於鹼溶液內’至少一次,皂化其背後表面。 方法(2 ):包括在形成抗反射膜於透明薄膜基板上之前或之 後,施用鹼溶液至抗反射膜反面防眩光學薄膜之一面,妖 J\ \s 後使所塗材料接受加熱,用水淸洗及/或使中和,僅膜之背 面被皂化。 若用於顯示單元’本發明防眩光學薄膜最好位於顯示器 之最外面,例如,設置一壓感黏著層。若三乙醯基纖維素 被用作透明薄膜基板’則用三乙醯基纖維素爲保護膜以保 護偏光板之偏光層。因此,最好依成本觀點使用本發明防 眩光學薄膜作爲如此之保護膜。 較佳者’本發明之防眩光學薄膜被用於偏光板表面保護 膜之可見一面。除防眩光學薄膜以外之薄膜爲光學補償薄 膜,含有光學非等方向層於與偏光板相反之表面保護膜之 一面。此種光學非等方向層爲由具有碟形結構單元且有負 的雙拆射之化合物所製成之一層。其較佳者,在碟形結構 單元之碟面向表面保護膜之面傾斜,且在碟形結構單元之 碟面與表面保護膜面之間的夾角隨光學非等方向層之深度 方向改變。 較佳者,光學非等方向層由碟形液晶化合物製成。碟形 液晶化合物之例包括由C. Destrade等人在Mol. Cryst.第 71卷,第111頁(1981)所硏究報導之苯衍生物;C.Destrade 等人在Mol. Cryst·第122卷,第141頁(1985),和在 Physics Letter,A·第78卷,第82頁(1990)所硏究報導之 三;基苯衍生物;B. Kohne等人在Angew. Chem·,第96 -48- 1265307 卷’第7 〇頁(1 9 8 4 )所硏究報導之環E Lehn 等人在 j· Chem commun.5 第 和 Zhang 等人在 j Am chem. Soc. (1994)所硏究而報導之 般而Η,碟形液晶化合物具有一 合物於其分子中被當作母核,被線形 院氧基或經取代之苯醯氧基等以徑向 性質。然而,本發明並不限於此例, 軸性質而能給予限定之配向。 在本發明中,不必使由液晶化合物 層中之「液晶化合物」,在構成本發明 等方向層內具有液晶性質。亦即,低 合物可以具有例如一種因熱或光而反 行聚合或交聯作用,產生不具液晶性 成一種光學上的非等方向層。
碟形液晶化合物之較佳例載於jPA 在構成本發明橢圓偏光板之光學非 者,碟形液晶化合物之碟面傾斜至透 碟與透明支持物之面間之夾角隨光學 向改變。 碟形液晶化合物之碟面角度(傾斜声 向層深度方向中之距離之增加,從光 而增加或減少。較佳爲使傾斜角隨距 斜角改變之實例包括連續加大、連續 3烷衍生物;和J · Μ · 1 9 7 4頁(1 9 8 5 )所硏究 第116卷,第2655頁 苯乙炔巨環。 種結構,在其中此化 取代基如線形烷基、 圍繞,因而表現液晶 只要分子本身具有單 製成之光學非等方向 橢圓偏光板之光學非 分子量之碟形液晶化 應之基’因熱或光而 質之聚合物,因而形 8-50206 ° 等方向層中,其較佳, 明支持物面,且在其 非等方向層之深度方 _)通常隨光學非等方 學非#方向之底部起 離之增加而加大。傾 減小、間歇加大、間 -49- 1265307 歇減小、涉及連續加大和連續減小的改變,和涉 加大的間歇改變。間歇改變在深度方向中含有傾 無改變之區域。較佳者,傾斜角之增減雖然包含 ’但係一個整體。其更佳者,傾斜角以整體而連 爲更佳。 光學非等方向層一般可以獲自於施用以碟形液 和其他化合物於溶劑中所成之溶液至配向膜上, 後加熱至形成碟形向列相之溫度,然後於維持配 (亦即碟形向列相)之中予以冷卻。或爲,防眩光, 以獲自於以碟形液晶化合物與其他化合物(與其名 ’可聚合之單體、光聚合起始劑)於溶劑中所成之 加於配向膜上,乾燥,然後加熱至形成碟形向列 ’然後使聚合(例如紫外光照射)。用於本發明中, 晶化合物成碟形向列相之轉移溫度較佳在自7 〇 3 範圍內,更佳自70至170 °C 。 在透明支持物側之光學非等方向層之傾斜角一 控制於選擇適當之碟形液晶化合物或配向膜材料 適當抹拭方法。在反側(大氣側)之傾斜角一般可 選擇適當之碟形液晶化合物或各種化合物(例如, 表面活化劑、可聚合單體、聚合物),與碟形液晶 。再者’在傾斜角中之變化程度可以選擇而控制 作爲助塑劑、表面活化劑、可聚合單體者可用 5物’只要能與碟形液晶化合物相容而不抑制碟 及減小與 斜角表現 不變區域 續改變者 晶化合物 乾燥,然 向狀態 學薄膜可 Γ倂,例如 溶液,施 相之溫度 使碟形液 S 3 0 0 T:之 般可以被 ;或選擇 受控制於 助塑劑、 合倂使用 〇 任意之化 形液晶化 -50- 1265307 合物之配向。在全部之中,較佳使用可聚合單體(例如,有 乙烯基、乙烯氧基、丙烯醯基和甲基丙烯醯基之化合物) 於自1至5 0質量%之用量,基於碟形液晶。 作爲可與碟形液晶化合物合倂使用之聚合物,可用任意 之聚合物,只要可與碟形液晶化合物相容而不抑制液晶化 合物之配向。聚合物之例包括纖維素酯。纖維素酯之較佳 例包括纖維素乙酸酯、纖維素丙酸酯、羥丙基纖維素和纖 維素乙酸酯丁酸酯。如此之聚合物通常用量自〇 . 1至5 0質 量%(較佳自〇· 1至8質量%,更佳自0· 1至5質量%),基 於碟形液晶。 用於本發明由液晶化合物製成之光學非等方向層,是設 置於位在作爲透明支持物用之纖維素乙酸酯膜上之配向膜 之上。配向膜是由可交聯聚合物製成經抹拭之薄膜。 用於本發明之配向膜,其較佳例包括J P A 9 - 1 9 2 5 0 9所述 之配向膜。 本發明之防眩光學薄膜是用於顯示單元,其如液晶顯示 器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、電發光顯示器(ELD)和陰 極管(CRT)。若抗反射膜具有透明支持物,其較佳者,在防 眩光學薄膜側之透明支持物黏著於顯示單元之影像顯示面。 在LCD中有多種液晶胞。在STN式(超扭轉向列)式之液 晶胞內,柱形液晶分子實質上被水平配向,並在無電壓施 加時以1 80°至2 7 0°扭轉。在TN(超轉向列)式之液晶胞內, 柱形液晶分子實質上被水平配向而在無電壓施加時扭轉 -5 1- 1265307 60° 至 120°° 此等S TN式和TN式液晶胞已常被廣用於單色和彩色之 液晶顯示單元,並有大量文獻報告。 在一種V A (垂直對準)式之液晶胞內,柱形液晶分子實質 上被垂直配向於未施加電壓時。VA式液晶胞包括:(1 )狹 義的VA式液晶胞,其中柱形液晶分子實質上被垂直配向 於未施加電壓時,而此等分子在加上電壓時實質上爲水平 配向(載於JPA-2-176625);以及(2)多域垂直對準(MVA)式 之液晶胞,具有擴大之視界(載於S ID 97,技術報告彙編 (會誌)2 8 ( 1 9 9 7 ) 8 4 5 ;( 3 ) η軸對稱微胞(η - A S Μ )式液晶胞, 其中柱形液晶分子實質上被垂直配向於未施加電壓之時, 而在施加電壓時此等分子成爲扭轉之多域型配向(載於 Nihon Ekisho Toro n kai 會誌,58-59(1998));和(4)SURVAIVAL 式液晶胞(LCDInternational98 公佈)。 OCB(光學補償彎屈)式液晶胞,是在液晶顯示單元中所 用之液晶胞內,柱形液晶分子實質上在胞之上、下兩部份 以相反方向(對稱)配向,由美國專利4,5 8 3,8 2 5和5,4 1 0,4 2 2 揭示。因爲柱形液晶分子被對稱配向於胞之上、下部,此 等彎屈配向式之液晶胞具有光學自償之功能。因此,這種 液晶模式被稱爲光學補償彎屈(OCB)液晶模式。這種OCB 式液晶顯示單元有利於具有的回應速率。 在ECB (電控雙折射)或液晶胞內,柱形液晶分子在未加 ®壓時實質上爲水平配向。這些液晶胞最常被用於彩色 -52- 1265307 TFT(薄膜電晶體)液晶顯示單元並有大量文獻報導。例如, To ray Research Center 印行之 EL、PDP、LCD 顯示器(2001) 文中所載之此等液晶胞。 (四)實施方式 現在,本發明將參考如下之實施例作更詳細說明。然而 ,本發明不受其限制。 若本發明之防眩光學薄膜被用於透射型或半透射型液晶 顯示單元,一種照度提昇膜(具有偏光選擇層之偏光分離膜 ,例如Sumitomo 3M Co., Ltd.所產之D-BEF)可被夾於設 在與觀看側相反面之偏光板與背光之間,得到具有較高可 觀看性之顯示單元。另外,如若結合一 λ/4板,本發明之 防眩光學薄膜可被用作表面保護片,用於有機EL顯示器 以減少來自其表面和其內部之反射。 實施例 實施例1 (用於硬塗層之塗覆溶液之製備) 以250克五丙烯酸二季戊四醇酯與六丙烯酸二季戊四醇 酯(NipponKayaku所製DPHA®)之混合物溶於439克甲基 乙基酮與環己酮( 5 0 / 5 0質量%)之溶劑混合物內。於所得溶 液中加入以7.5克光聚合起始劑(CibaGeigy製之Irgacure® 907)和 5.0 克光敏感(Nippon Kayaku 製 Kayacure®DETX)在 4 9克甲基乙基酮中之溶液。所成溶液經聚丙烯濾片(3微米 孔度)過濾,然後以紫外光固化。如此所得塗膜具有1 . 5 3 之折射率和4微米之膜厚。 -53- 1265307 (用於防眩硬塗層之塗覆溶液A之製備) 以4165質量份由五丙烯酸二季戊四醇酯與六丙烯酸二 季戊四醇酯(NipponKayaku製之DPHA®)所成混合物,於 9941質量份含有氧化鉻分散物(JSR製之Z-7401®)用於硬 塗之塗覆溶液,1029質量份甲基乙基酮,3099質量份環己 酮和452質量份光聚合起始劑(CibaGeigy製之Irgacure® 9 0 7 ) —倂混合。 於所成溶液中另加入1 3 1 4質量份可交聯之聚苯乙烯顆 粒分散液,顆粒平均粒徑爲2微米(顆粒爲S 〇 k e η K a g a k u 製之SX-200H®;顆粒/甲基乙基酮/環己酮= 20/40/40(質量 % )),澈底攪拌而混合於一空氣分散器內’經濾器過濾而得 用於防眩高折射層之塗覆溶液。施用此溶液並以紫外光固 化而得塗膜,折射率爲1 . 6 1,膜厚1 · 4微米。 對於傾斜角分佈和表面粗糖度之變化,可交聯之聚苯乙 烯顆粒之粒徑自2至5微米而改變。 (用於防眩硬塗層之塗覆溶液Β β ) 於1 0 0 0質量份用於硬塗層之塗覆溶液A (蒸除溶劑並甩 紫外光固化後,折射率爲1 · 5 1 )’加入1 5 〇質量份顆粒使有 向前散射之性質·,顆粒於製自聚苯乙嫌’平均粒徑爲1 · 3 微米(SX-130H,SokenKagaku 製,折射率:1.61)。在空 氣分散器內攪拌所成混合物1 0分鐘,經孔徑3微米之聚丙 烯濾片(P P E - 0 3 )過濾而得塗覆溶液B ’用於使具向則故射 性質之硬塗層。 (用於低折射層之塗覆溶液之製備) -5 4- 1265307 以2 0 0質量份可熱交聯之氟化聚合物,折射率1 .43(JN- - 7228®,JSR製,固含量:6質量°/〇,溶劑:甲基乙基酮), _ 17 質量份矽石溶膠(MEK-ST®,Nissan Chemial Industries 製,平均粒徑:1 〇至2 0奈米,固含量:3 0質量%,溶劑 :甲基乙基酮),其餘爲1 3 5質量份之甲基乙基酮/環己酮 (在塗覆溶液中全部溶劑之甲基乙基酮/環己酮之質量組成 比=9 0/1 0),一倂混合攪拌,然後經孔徑爲1微米之聚丙烯 濾片過濾,得用於低折射層之塗覆溶液。 (樣品1之製備) ® 以上述用於硬塗層之塗覆溶液用棒塗器施於三乙醯基纖 維素支持物(Fuji Photo film製之TD-8 0UF),於120 °C乾燥 。然後將塗覆層固化,用紫外光照射(發光強度:4 0 0毫瓦 /厘米2,照射劑量:3 0 0毫焦/厘米2),使用氣冷金屬鹵化 物燈(Eye Graphics製),160瓦/厘米,形成厚度4微米之 硬塗層。 隨後,用棒塗器施用上述用於防眩硬塗層之塗覆溶液,φ 乾燥,以如上述硬塗層相同條件之紫外光固化,形成防眩. 硬塗層。改變施用劑量,製成防眩硬塗層厚度自〇 . 5微米 至7微米之樣品。如表1所列,以適當結合於防眩硬塗層 中可交聯之聚苯乙烯顆粒和薄膜厚度,製成表面傾斜角分 佈和表面粗糙度互不相同之所需樣品。 然後進一步以上述用於低折射層之塗覆溶液A用棒塗器 加於其上,乾燥於8 0 °C,加熱至1 2 0 °C經1 〇分鐘而交聯, 產生厚度〇 . 〇 9 6微米之低折射層。 -55- 1265307 此樣品相當於第1圖所不狀況,在支持物1和防眩高折 _ 射層2之間,用上述硬塗層用之塗覆溶液形成另一硬塗層。_ [製備樣品2之方法] ’ 一種在防眩硬塗層內不具可交聯之聚苯乙烯顆粒之樣品 ’以如樣品1之製法製成。一在表面上不具不均勻性之低 折射層形成於使用製備樣品1之方法。使用一面壓花之砑 光機(Yuri Roll製),並裝有鋼製壓花輥和表面覆有聚醯胺 材料之支承輥。壓花進行於具有所需表面形狀之壓花輥, 加壓壓力6 0 0公斤/厘米,預熱輥溫度! 2〇 ,壓花輥溫度鲁 1 2 0 °C ,處理速度爲2米/分。於是獲得如表2所列具有各 種細度之防眩抗反射膜樣品。 由各實施例所產之防眩抗反射膜,各被浸入2.0N之 _
NaOH水溶液於55°C經2分鐘,因而皂化在膜背上之三乙 醯基纖維素表面。利用如此已處理之膜,倂同厚度8 0微米 已於相同條件皂化之三乙醯基纖維素膜(TAC-TD80U,Fuji Photofilm製),由聚苯乙烯醇吸收碘並拉伸而製片之偏光 φ 片之兩面予以貼合保護而成偏光板。然後將一裝有透射TN . 液晶顯示單元之筆記型個人電腦之液晶顯示單元可觀看側 之偏光板(在背光與液晶胞之間設有具有Sumitomo 3M已 驗證之偏光選擇層D - B E F之偏光分離膜),用以上製成之 偏光板替換,使防眩抗反射膜作爲最外之面,繼予評估。 (防眩抗反射膜之評估) 如此所產生之防眩抗反射膜依下列項目評估。 因爲是一種防眩抗反射膜,理想者所產生光學薄膜具有 -56- 1265307 低反射性,充份的防眩性質,無閃耀而少白色斑迹,使黑 色圖像看來即爲黑色。 (1)防眩性質之評定 如是所製防眩抗反射膜結合於如上所述之顯示器上,一 無蓋無罩之螢光燈( 8 0 0 0燃光/厘米2)被反射。然後依如下 標準評定所反射影像中之朦糊程度。 ” X ”指N G (不通過)之水平 燈之外廓不能或稍能分辨 ”〇” 燈之外廓有些模糊但可分辨 ” △ 燈有些朦糊 ’’ X ” (2)高淸晰度監視器之可用性評估(眩光性) 爲 了 評 估 防 眩 抗 反 射 膜 於 高 淸 晰度監視 器之可用 性,以 - 上 所 產 製 之 防 眩 抗 反 射 膜 結 合 於 UXGA 1 5 吋 TFT- TN液晶 _ 顯 示 單 元 (所設備光分離膜具有 • S u m i ΐ 〇 m 〇 3Μ所製 備偏光 選 擇 層 D -B ET 於 背 光 ;和 液 晶 胞 之 間),如 上所述, 然後依 如 下 標 準 以 裸 眼 之 感 覺 評 定 〇 • 丨,X 丨,指NG(不 :通 .過 :)水平 迦 JXW 眩 光 性 ,,◎,, 稍 許 但 Μ 干 擾 之 眩 光 ”〇,, 有 干 擾 之 眩 光 丨,χΜ (3 ) 5 °鏡面平均反射性 使 用 以 上 產 製 之 防 眩 抗 反 射 膜 ,用光譜 儀(Nippo n Bunko 製造)於4 5 0至6 5 0奈米波長範圍內量測5°入射角之光譜反 射比。結果以4 5 0至6 5 0奈米之平均反射比表示。 -57- 1265307 (4) 使黑色圖像看如黑色之程度 使黑色圖像看來如同黑色之程度,在所得薄膜上之效果 ,用 Murakami Color Research Laboratory 所製變角光度計 量測。樣品被5 °方向之光照射,散射光從正規反射5 °偏離 4 〇 °方向(亦即4 5 ° )。結果以對數表示。降低1或2之數値 分別指出散射光之侵越爲1 〇倍或1 〇 〇倍,因此使黑色圖像 看來稍非黑色。絕對値不具意義。亦即,某些經測定之樣 品之數値及差異之形成於散射光者,以對數計算。以與感 覺評定之數據比較之結果,發現各樣品表現之數値爲6 . 0 或較高者具有使黑色圖像看來一如黑色之效果優異。5.3 或較低之樣品因爲產生白化影像而不可用。自5 . 3至6.0 之樣品表現略有白化之影像。相差〇 . 2或較大之樣品可以 互相分辨。 (5) 白迹 在如(4)之標準量測條件下呈現一黑色圖像。然後以一 2 米距離之白熾燈( 5 0 0瓦)反射於顯示器之上方1/3,並評估 在整個顯示器中之白迹。 若白迹擴及顯示器之1 /2或更大,則明視度嚴重劣化。 π X ’’表示N G (不通過)之水準。 白迹所擴及少於1/2 : ” 白迹所擴及超過1/2或更大"X” (6 )平均傾斜角和1 0 °或以上之傾斜角之比率 使用 Model SXM520-AS150 之儀器(mama Microchip, USA),用(xlO)倍數2放大鏡量測傾斜角於0· 85微米之單 1265307 位,且量測面積爲〇. 4 8毫米2。 量測之數據用軟體MAT-LAB分析,計算傾斜角之分佈, 從而產生所求數據。 表1表示在製備例1所產生各樣品在各實施例中之結果。 [表1] 樣品 編號 傾斜角 210。者 之比率 平均 傾斜角 (°) 各峯突中之 平均間距 (微米) 5°鏡面 平均 反射比 白迹 使黑色圖像 看來如同 黑色之程度 防眩性質; 眩光性/ 附記 1 20% 7 60 0.8% X 4.9 〇 X 比較 2 10% 5 60 0.9% X 5.1 〇 X 1 比較 3 3% 4 45 1.1% 〇 5.4 Δ X 比較 4 3% 3 45 1.1% 〇 5.5 Δ X 比較 5 2% 1 90 1.2% 〇 6.3 X X 比較 6 2% 4.5 40 1.0% 〇 6.2 〇 〇 發明 7 2% 4.5 20 1.0% 〇 6.2 〇 ◎ 發明 8 2% 4.5 10 1.0% 〇 6.2 〇 ◎ 發明 根據本發明之樣品6、7和8能夠使黑色之顯示效果之黑 φ 色圖像看到黑色如6.0或以上,而維持優良(〇)之防眩性 質。反之,既在之方法之比較樣品(第1、2、3、4和5 )卻 不能達到6.0或以上而維持優良之防眩性質。 再者,可以瞭解根據本發明之樣品7和8,能夠改善眩 光性,爲可用於高淸晰度監視器而爲防眩抗反射膜。 實施例2 表2在製備例2所產生之各樣品之結果。本發明各個樣 品能夠達到使黑色顯示無任何白性而在防眩性質中不致有 -59- 1265307 任何麻煩。而且防眩性亦能改善。所以,已發現此等樣品 爲防眩抗反射膜而可用於高淸晰度監視器。其亦可被瞭解 此等樣品能夠維持屬於有利之白迹效果。 [表2] 樣品 編號 傾斜角 -10。者 之比率 平均 傾斜角 (°) 各峯突中之 平均間距 (微米) 5°鏡面 平均 反射比 白迹 使黑色圖像 看來如同 黑色之程度 防眩性質 眩光性 附記 1 2% 3 25 1.1% 〇 6.2 Δ 〇 發明 2 1% 3 15 1.0% 〇 6.4 Δ ◎ 發明 3 0.5% 3 10 1.0% 〇 6.7 Δ ◎ 翻· 4 0.5% 3 5 1.1% 〇 6.7 Δ ◎ 發明 5 2% 6 10 1.0% 〇 6.1 〇 ◎ 發明 6 1% 4.5 10 1.1% 〇 6.4 〇 ◎ 發明„ 實施例3 作爲具有以實施例1和2之防眩光學薄膜結合於其上之 透射TN液晶胞之液晶可見側中偏極板液晶胞側之保護膜 ;和在背光板側之偏光板在液晶胞側之保護膜,是使用廣φ 視界薄膜(Fuji Photo film製之廣視界薄膜SA-12B),具有 光學補償層,其中碟形結構單元之碟面向表面保護膜面傾 斜,且碟形結構單元之碟面與表面保護膜面之間的夾角是 隨著光學非等方向層之深度方面改變。因此液晶顯示單元在 光室內表現優異之對比,在水平和垂直方向兩者之中具有極 爲寬廣之視角,具有極高之明視性,並能獲得優異之顯示品 質。 -60- 1265307 實施例4 作爲取代用於實施例1和2防眩硬塗層之塗覆溶液A ’使 用一種用於防眩硬塗之塗覆溶液,設置一具有向前散射功能 之層。然後用具有此向前散射之防眩光學薄膜作爲最外面之 偏光板,且在液晶胞側構設寬視界薄膜(Fuji Photofilm製之 寬視界膜S A - 1 2 B )而提供透射T N液晶顯示單元。 在實施例4比較,由於視角向下移而反轉分級’在其中之 限定角度有自4 0。至6 0。之改善。所以,明視性和顯示品質 極爲優異。 - 實施例5 若以產自實施例1和2之防眩光學薄膜’用壓感黏著劑 結合至有機電發光(EL)顯示單元表面之玻璃板,在玻璃表 面之反射和反射比可以被規律化,因而可得到高明視性之 顯示單元。 實施例6 一 λ/4片被結合至設有產自實施例1和2之防眩光學薄 膜於一面之偏光板,在其具有防眩層側之反面。然後將偏 光板結合至有機E L顯示單元表面上之玻璃板。所以,表 面反射和從表面玻璃內中之反射可被切除而獲得高度明視 之圖像。 實施例1Α-10Α (硬塗層塗覆溶液Α之製備) 以306質量份由五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季 戊四醇酯(NIPPON KAYAK U CO.,LTD.所產DPHA)所成混 -6 1 - 1265307 合物,溶於由1 6質量份甲基乙基酮和2 2 0質量份環己酮所 成之混合物內。然後於如此所得溶液加入7 · 5質量份之光 聚合起始劑(IRG ACURE 9 0 7,產自 Ciba-Geigy Japan L i m i t e d )。然後攪拌混合物至溶解。再於混合物中加入4 5 Ο 質量份MEK-ST(平均粒徑自10至20奈米之Si02溶膠之甲 基乙基酮分散液,固含量濃度爲30質量份,產自NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.)。攪拌混合物,然後經孔 徑爲3微米之聚丙烯據片(PPE-03)過濾,製成硬塗層塗覆 溶液A。 (二氧化鈦分散液之製備) 以30質量份之二氧化鈦超細粉末(TTO-55B,ISHIHARA TECHNO CORP·產),1質量份丙烯酸二甲基胺基乙基酯 (DMAEA,KOHJIN Co·,Ltd.產),6質量份含磷酸基陰離子 型分散齊!1(KAYARAD PM-21,NIPPON KAYAKU CO.,LTD. 產)和6 3質量份環己酮,在砂磨內分散至混合物平均粒徑 達到以C 〇 u 11 e r計數法所量測爲4 2奈米,製成二氧化駄分 散液。 (中折射層塗覆溶液A之製備) 以〇. 1 1質量份光聚合起始劑(1化〇人(:1^£ 9 0 7,0:“3-Geigy Japan Ltd·產)和 0.04 質量份光敏感劑(KAYACURE DETX, NIPPON KAYAKU CO·,LTD.製),溶於由 75 質量份環
己酮與1 9質量份甲基乙基酮之混合物內。於如此所得溶液 中加入3 . 1質量份二氧化鈦分散物和2 . 1質量份由五丙烯 酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(DPH A,NIPPON -62- 1265307 K A YAKU CO.,LTD.產)所成混合物。攪拌此混合物於室溫 3 0分鐘,然後用孔徑爲3微米之聚丙烯濾片(P P E - 0 3 )過濾 製成中折射層塗覆溶液。 (中折射層塗覆溶液B之製備) 以1.2質量份之光聚合起始劑(111〇人(:1;1^ 907,0:^3-Geigy Japan Ltd.產)和0.4質量份光敏感劑(KAYACURE DETX,NIPPON KAYAK U CO·,LTD.產)溶入由 750 質量份環 己酮與1 9 0質量份甲基乙基酮所成之混合物內。於如是所 得之溶液中加入1 0 5質量份之二氧化鈦分散物和2 1質量份 由五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯(D Ρ Η A, NIPPON KAYAK U CO· 5 LTD.產)之混合物。攪拌此混合物於 室溫3 0分鐘,然後用孔徑爲3微米之聚丙烯濾片(Ρ Ρ E - 0 3 ) 過濾製成中折射層塗覆溶液B。 (高折射層塗覆溶液之製備) 以0.13質量份光聚合起始劑(IRGACURE 907,Ciba-Geigy Japan Limited產)和0.04質量份光敏感劑 (KAYACURE DETX,NIPPON KAYAKU CO·,LTD.產)溶於由 5 4質量份環己酮和1 8質量份甲基乙基酮所成之混合物內 。然後於如是所得溶液內加入2 6.4質量份二氧化鈦分散物 和1 . 6質量份由五丙烯酸二季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊 四醇酯(DP H A, NIPPON KAYAKU CO·,LTD.產)之混合物內 。攪拌此混合物於室溫3 0分鐘,然後並用孔徑爲3微米之 聚丙烯濾片(Ρ Ρ E - 0 3 )過濾製成高折射層塗覆溶液。 (低折射層塗覆溶液之製備) -63- 1265307 以一種具有1 ·42折射率之熱可交聯含氟聚合物(〗Ν- 7 2 2 8, J S R公司產)之6質量%甲基乙基酮溶液接受溶劑取代而得 具有1 0質量%固含量之聚合物溶液,其係以含8 5質量%之 甲基異丁基酮和1 5質量% 2 - 丁醇之混合溶劑配入。於7 0 質量%如此所得之聚合物溶液加入1 0質量%之Μ E X - S T (S i Ο 2溶膠之甲基乙基酮分散液,溶膠平均粒徑爲自1 〇至 20奈米,固含量濃度爲30質量%,產自NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.),42質量份甲基乙基酮和28質量份環 己酮。攪拌此混合物,經孔徑爲3微米之聚丙烯濾片 (P P E - 0 3 )過濾製成低折射層塗覆溶液。 (抗反射膜之製備) 以前述硬塗層塗覆溶液A用印塗器施於厚度8 0微米之 三乙醯基纖維素膜(TAC-TD80U,Fjui Photo Film Co·,Ltd· 產)上,然後乾燥於1 0 0 °C之溫度2分鐘。隨後,用紫外光 照射所塗材料,使塗層固化形成硬塗層(折射率:1 · 5 1 ;厚 度:6微米)。 隨後,以印塗器將前述中折射層塗覆溶液A施於硬塗層 上,乾燥於1 0 0 °C之溫度,然後用紫外光照射使塗層固化 形成中折射層(折射率:1 · 6 3,厚度:6 7奈米)。 用印塗器將前述高折射層塗覆溶液施於中折射層上,乾 燥於1 0 0 °C之溫度,然後用紫外光照射,使塗層固化形成 高折射層(折射率:1 .90 ;厚度:1 〇7奈米)。 另外,用印塗器將前述低折射率塗覆溶液施於高折射層 上。然後於1 2 0 °C之溫度固化塗層,形成低折射層(折射率: -64- 1265307 I.43;厚度:86奈米)。於是’製成抗反射膜。 (防眩性質之設置) 如是所得抗反射膜接受用單面壓花之;5牙光機(YURI ROLL CO·,LTD.產製)之壓花,機上具有鋼質壓化輥,有所 需之表面形狀;和一塗有聚醯胺材料於其表面而裝於宜上 之支承f昆。施用於1,〇 〇 〇公斤/厘米之壓力,預熱輥溫度爲 1 0 0 °C ,壓花輥溫度1 6 0 °c ,操作速率2米/分,使傾斜角 不小於1 0 °之比例者爲1 % ’平均傾斜角爲4 · 5。而各峯突間 之平均間距爲1 〇微米 (抗反射膜之評估) 然後評定所得薄膜如下之性質。 (1 )鏡面反射比 用一 V- 5 5 6型之光譜儀(JASCO公司製),具有ARV-474 型連接器於其上,在5 °入射角和-5 °出射角於自3 8 〇至7 8 0 奈米波長內量測薄膜之鏡面反射比。然後於自4 5 0至6 5 0 奈米之波長範圍內平均各次之量測而得平均反應比,藉以 評定薄膜之抗反射性質。 (2)鉛筆硬度之評估 爲求得到耐刮性指數,依Π S K 5 4 0 〇評定薄膜之鉛筆硬 度。抗反射膜被調節於2 5 0 °C之溫度和6 0 %RH濕度2小時 ,然後用2 Η至5 Η試驗鉛筆評定硬度。鉛筆以Π S S 6 0 0 6 界定,荷重500克,並依如下之標準。用最高允許硬度。 若樣品(η = 5)所發現刮損數量被評定爲自 0至2者:通過(ΟΚ) 1265307 若樣品(n = 5)所發現刮損數量被評定爲3 或更多者:不通過(NG) , (3 )接觸角之量測 β 爲求得到表面耐污指數,光學材料被調節於2 5 t之溫度 和60%RH之濕度2小時,然後量測對於純水之接觸角。於 是得到指印黏著性指數。 結果如下= 鏡面反射比:〇 . 2 7 % 鉛筆硬度評定:3 Η 量得接觸角:1 〇 3 ° (熱水處理) 將所得薄膜依表3所示條件浸入熱水進行熱水處理。然 _ 後將接受如此熱水處理之薄膜曝於6 5 t和9 5 %RH之高溫 度與濕度環境,使接受加速試驗,求取在延長使用期中壓 花表面上不均勻性之均勻化。然後在不同條件中和與未經 處理之產品比較。結果見於表3。 赢 -66- 1265307 表3 熱水處理條件 粗糙度算術平均之維持百分比R 實施例 溫度(°C ) 時間(秒) 1 0 0小時後 5 00小時後 1000小時後 1 A 60 60 5 5 5 1 5 0 2 A 60 1000 66 5 8 5 3 3 A 70 60 65 54 5 1 4 A 70 1000 75 64 5 7 5 A 80 6 0 92 90 8 5 6 A 80 120 94 9 1 89 7 A 90 60 96 95 92 8 A 90 120 98 97 96 9 A 1 00 1 90 82 73 1 0 A 1 00 60 98 97 95 實施例1 A至1 0 A之抗反射膜初始不但展現十分合宜之 反射性質,而且耐刮損性優異,純水有高接觸角,因而斥 水性或斥油性優異,使有優良耐污性,而高的鉛筆硬度使· 其難被刮損。根據本發明而已接受熱水處理之實施例1 A 至10A之抗反射膜,甚至曝於65°C和95%RH之高溫度和 濕度環境下1 〇 〇 〇小時後,其表面算術平均粗糙度之保持百 分比展現不小於3 0 %,因此有優異耐用性。
實施例1 1 A 曾經熱水處理之實施例7 A抗反射膜被浸入於有5 5 °C溫 度之2.0 N N a Ο Η水溶液2分鐘使在其背側之三乙醯基纖維 素皂化。一厚度80微米之三乙醯基纖維素膜在與上述相同 -67- 1265307 情形中接受皂化。一偏光片製自於使聚乙烯醇吸收碘,然 後將薄膜拉伸並與兩薄膜層積於其各側而予保護,製成偏 光板。然後如此所製之偏光板被用於以其抗反射膜®於最 外表面,取代在含有透射型TN液晶顯示單元(具有D-BEF ,爲具有產自Sumitomo 3M Co· Ltd.之偏光選擇層之偏光 分離膜,夾插於背光板和液晶胞之間)之筆記型個人電腦內 之觀看側偏光板。結果,獲得背量反射極小之顯示單元而 有非常高的顯示品質。
實施例1 2 A 依隨實施例1 1 A之皂化程序,但抗反射膜被用# 3棒塗以 一種1 ·〇Ν之KOH水溶液於其有側,處理於60°C溫度經10 秒鐘,用水洗,然後乾燥。然後將如此製成之偏光板裝於 液晶顯示單元上。結果,獲得具有如實施例1 1 A高顯示品 質的顯示單元。
實施例1 3 A 在具有實施例1 2 A之抗反射膜裝設於其上透射型TN液 晶胞中,若在液晶胞側上之保護膜,和在觀看側上偏光板 側背光上的保護膜,各用一視角擴張膜(S A - 1 2 B型廣視膜 ’ Fuji Photo Film Co. Ltd.),含有一光學補償層,經安排 使碟形結構單元以其碟面傾斜於透明支持物表面,且由碟 形結構單元之碟形表面與透明支持物表面所形成之夾角隨 光學非等方向層之深度方向改變。結果,獲得在白光下有優 異對比之顯示單元,有極寬的水平和垂直視角,極爲優異之 明視性和高顯示品質。 -68- 1265307
實施例1 4 A 在某一側設有抗反射膜而製於實施例1 2 A之偏光板被層 積一 λ/4板至其在與抗反射膜相反之一面,然後將所得層 積物至在有機E L顯示單元中之表面玻璃板上。結果’獲 得具有極佳明視度,在其表面和表面玻璃之內部均無反射 之顯示單元。
實施例1 5 A (防眩硬塗層塗覆溶液A之製備) 對245克市售之含矽石UV(紫外光)固化之硬塗溶液(獲 自修改J S R公司所產D e s ο 1 i t e Z 7 5 2 6之溶劑組成;溶劑組 成爲:57/43之甲基異丁基酮與甲基乙基酮之混合物;固 含量濃度··大約7 2 % ;固含量內之S i Ο 2含量大約3 8 % ;含 有可聚合單體和聚合起始劑),加入19.6克Y-丙烯氧丙基 三甲氧基石夕院(KBM-5103,Shin-Etsu Chemical Co” Ltd. 產)。然後用3 3 . 6克甲基異丁基酮稀釋此混合物。施用此 溶液並用紫外光固化塗物而得塗層,展現1 · 5 1之折射率。 然後加入4 4克由分散具有平均粒徑爲3 · 5微米之粒狀可 交聯聚苯乙烯之25%甲基異丁基酮分散液(商名:SX- 3 5 0 H ,產自 Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.)而得之分 散液於l〇,〇〇〇rpm(每分轉數)於Polytron分散器中30分鐘 。隨後,於此混合物中加入5 7 · 8克之分散液,獲自分散一 種具有5微米平均粒徑之粒狀可交聯聚苯乙烯之2 5 %甲基 異丁基酮分散液(商名:SX-500H,產自Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.)於 10, OOOrpm 於 Polytron 分散液器 -69- 1265307 內3 0分鐘。 經過孔徑爲3 0微米之聚丙烯濾片過濾前述混合物而製 成防眩硬塗層塗覆溶液A。 (低折射層塗覆溶液A之製備) 於177克具有1.42之折射率之可熱交聯之含氟聚合物 (JN- 7 22 8,JSR公司所產,固含量濃度:6%)中加入15.2 克矽石溶膠(MEK-ST;平均粒徑:10至20奈米,固含量 濃度·· 30%,NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.所產) ,9 5克甲基乙基酮和9.0克環己酮。攪拌此混合物,然後 用孔徑1微米之聚丙烯濾片過濾製成低折射層塗覆溶液A。 (樣品1 5 A ) (1 )防眩硬塗層之塗覆 施加上述防眩硬塗層塗覆溶液A至一卷厚度80微米之 三乙醯基纖維素(TAC-TD80U,產自 FujiPhotoFilmCo·, L t d .)上,於其被展開之時,使用微印輥,直徑5 0毫米而 有每吋1 80線之印紋,深度40微米,在轉速爲30rpm之 印輥上醫生刮刀之輸送速率爲5米/秒;然後在1 2 0 °C溫度 乾燥4分鐘。再用輸出爲160瓦/厘米之氣冷金屬鹵化燈 (EYE-GRAPHICS Co. Ltd.生產)之紫外光照射塗層於400 毫瓦/厘米2之照度和300毫焦耳/厘米2之劑量於氮氣氛中 。使固化至在傾斜角不小於1 0 °之比例爲2 %之厚度,而平 均傾斜角爲4.5。,且各峯突間之平均間距爲1 〇微米,因此 形成防眩硬塗層。然後收捲薄膜。 (2)低折射層之塗覆 -70- Ϊ265307 以上述之低折射層塗覆溶液施加於一卷防眩硬塗層於其 上之三乙醯基纖維素膜於其被展開之時,用直徑5 0毫米而 有每吋1 80線且深度爲40微米之微印輥,在轉速爲3〇rpm 之印輥上醫生刮刀之輸送速率爲1 〇米/秒,然後在8 (TC溫 度乾燥2分鐘。塗層再用具有24 0瓦/厘米輸出之氣冷金屬 鹵素物燈(產自EYEGRAPHICS Co. Ltd.)之紫外光照射於 4 00毫瓦/厘米2之照度、3 0 0毫焦耳/厘米2之劑量和140°C 溫度於氮氣氛中1 0分鐘,使其因熱交聯而形成厚度達 〇 · 〇 9 6微米之低折射層。收捲薄膜。 樣品表面用金作真空金屬化,然後在S E Μ下照像。二維 網絡結構之呈現被確認於照片上。 樣品1 5 Α在白迹、黑而爲黑之明視程度、防眩性質與閃 爍方面與樣品8相似而耐刮損性優異,其如鋼絨之耐擦拭 性和用濕棉花棒之耐擦拭性。 本申請案是基於日本專利申請案JP 2002-23870,申請於 2002年元月31日;和日本專利申請案jp 2002-4566,申 請於2 0 0 2年元月1 1日,其全部內容在此納爲參考,一如 其詳細之所表示。 (五)圖式簡單說明 第1圖是一剖面模型圖,表示根據本發明防眩光學薄膜 各層之構造。 第2圖是一模型圖,表示在本發明中傾斜角之量測。 第3圖舉例表示設置具有防眩性質之塗覆型抗反射膜之 方法實施例。 -71- 1265307 第4圖是一示意剖面圖,舉例表示待壓花之抗反射膜之 基本層結構。 第5圖舉例說明從層上觀看之二維網狀結構。 第6圖舉例說明從層上觀看之二維網狀結構。 主要部分之代表符號說明 1 透 明 支 持 物 2 硬 塗 層 3 低 折 射 層 4 顆 粒 7 空 孔 8 钲 j\ \\ 機 材 料 2 1 抗 反 射 膜 22 透 明 支 持 物 2 3 抗 反 射 層 24 壓 花 輥 2 5 支 承 輥 2 11 透 明 支 持 物 2 12 硬 塗 層 2 13 中 折 射 層 2 14 高 折 射 層 2 15 低 折 射 層
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Claims (1)
1265307 第92 1 0046 1號「防眩性光學薄膜、偏光板及使用其之顯示單元 」專利案 1 . i…1 ( 2006年5月9日修正) 拾、申請專利範圍 1 . 一種防眩光學薄膜,包含:一透明薄膜基板,具有微細 不均勻表面結構設於透明薄膜基板至少一側上,其中不 小於1 〇 °之傾斜角之比例不大於2 %,且在不均勻表面中 之各峯突之平均間距爲自1微米至5 0微米。 2 .如申請專利範圍第1項之防眩光學薄膜,其中各峯突之 平均間距爲自1微米至2 0微米。 3 .如申請專利範圍第1項之防眩光學薄膜,其中在自1 至2微米2薄膜表面所量測對於規律反射面之平均傾斜 角爲不小於1 °至小於5 °。 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之防眩光學薄膜, 在其最上方表面上含有一抗反射層。 5 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之防眩光學薄膜, 其中微細不均勻表面結構是以壓花粗化薄膜表面而形成 ,使防眩光學薄膜防眩。 6 .如申請專利範圍第5項之防眩光學薄膜,另含一抗反射 層,其中由如下式(I)所定義之算術平均粗糙度之保持百 分比R不小於3 0 % : R = Ra/Rb 式⑴ 其中R A代表防眩光學薄膜在6 5 t和9 5 % R Η (相對濕度) 之環境中貯存1 , 〇 〇 〇小時後之表面算術平均粗糙度;而 1265307 r
RB代表防眩光學薄膜貯存於65 °c和95 %RH(相對濕度) 環境前之表面算術平均粗糙度。 7 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之防眩光學薄膜, 至少含有一向前散射層,夾插於防眩層與基板之間。 8 . —種製備防眩光學薄膜之方法,包含在透明薄膜基板之 至少一面上設置一微細不均勻表面結構,方法中包括:
薄膜表面之壓花,使不均勻表面中不小於1 〇 °之傾斜角 之比例不大於2 %,且各峯突之平均間距爲自1微米至5 0 微米。 9 .如申請專利範圍第8項之方法,其中各峯突之平均間距 爲自1微米至20微米。 1 〇 .如申請專利範圍第8項之方法,其中在自1至2微米2之 薄膜表面上所量得對於規律反射面之平均傾斜角爲自不 小於1 °至小於5 °。
1 1 .如申請專利範圍第8至1 0項中任一項之方法,其中防 眩光學薄膜包含一抗反射層於最上方之表面層上,且抗 反射層之表面接受壓花。 12.如申請專利範圍第1 1項之方法,其中由如下式(I)所定 義之算術平均粗糙度之保持百分比R不小於3 0 % : R = Ra/Rb 式⑴ 其中R A代表抗反射層表面在6 5 °c和9 5 % R Η (相對濕度) 之環境內貯存1,〇 〇 〇小時後之算術平均粗糙度;而rb 代表抗反射層表面在貯存於6 5 °C和9 5 % R Η (相對濕度) 前之算術平均粗糙度。 -2- 1265307 ft t J) 7 ,;;vl3: 1 3 .如申請專利範圍1 1 ~2’ϋ方法,另含:使防眩光學薄 膜壓花後在含水量不小於1 0重量%之溶液中或在溶液 之蒸汽中接受60 °c至200 °c之溫度10,000至100, 〇〇〇 秒。 1 4 . 一種製備含有透明薄膜基板和被設置於基板至少一面 上之防眩層之防眩光學薄膜之方法,防眩層具有微細不 均勻之表面結構,方法包括:調整防眩層使不小於1 〇 ° 之傾斜角之比例不大於2 %,且在微細不均勻表面中各峯 突之平均間距爲自1微米至5 0微米。 1 5 . —種偏光板,包含一偏光片和分別層積於偏光片兩表 面上之兩表面保護膜,其中各表面保護膜至少有一爲根 據申請專利範圍第1至7項中任一項之防眩光學薄膜。 1 6 . —種顯示單元,含有如申請專利範圍第1至7項中任 一項之防眩光學薄膜,或如申請專利範圍第1 5項之偏光板
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