TWI410679B - 防眩層用硬化性樹脂組成物及防眩薄膜 - Google Patents
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Description
本發明係關於設置於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、陰極管顯示裝置(Cathode Ray Tube,CRT)、或電漿顯示器(Plasma Display Panel,PDP)等顯示器(影像顯示裝置)之前面,用來防止外光反射、易於觀看影像等而使用之防眩薄膜。
於如上所述之顯示器等中,為了防止自外部照射之光在顯示器表面上之反射,而於顯示器表面上設置以透明薄膜為基材、具有微細凹凸表面之防眩薄膜。
上述防眩薄膜中,存在如下類型:藉由將含有大粒徑或凝聚性粒子之樹脂組成物塗層於透明基材之表面,從而形成表面具有凹凸形狀之防眩層之類型;不含有上述粒子,藉由旋節(spinodal)分解,形成相分離構造,使硬化性樹脂硬化,藉此形成表面具有凹凸形狀之防眩層之類型;或者,層合於層表面上具有凹凸之薄膜而轉印凹凸形狀,藉此形成表面上具有凹凸形狀之防眩層之類型等(專利文獻1)。
(專利文獻1)日本專利特開2006-103070號公報
另一方面,對於如上所述之顯示器等中之影像顯示裝置之影像顯示面,業者要求賦予耐擦傷性,以免操作時擦傷。相對於此,通常利用基材薄膜上形成有硬塗(HC)層之硬塗薄膜,或進一步利用賦予低反射性或防眩性等光學功
能之光學積層體,藉此提高影像顯示裝置之影像顯示面之耐擦傷性。
製造上述防眩薄膜或光學積層體時,因使用接著劑(包括黏著劑),難以將防眩薄膜或光學積層體之基材側之面直接貼合於偏光板上,故必須利用鹼對該基材表面進行化學表面處理(皂化處理)。
關於習知之防眩薄膜或光學積層體,若使該薄膜或該積層體浸漬於鹼性溶液中,則存在如下問題:存在於防眩層之透明基材側之相反側之界面及該界面周圍之無機微粒子會溶出或脫落至該鹼性溶液中。因此,對於習知之防眩薄膜或光學積層體,於設置於透明基材上之防眩層之表面上,以保護防眩層不受鹼性溶液損害為目的而設置保護薄膜後,進行皂化處理。
另外,通常為了提高上述防眩薄膜之硬度(耐擦傷性),而使防眩層中含有無機微粒子。若增加該無機微粒子之含量,則存在如下問題:雖然防眩薄膜之硬度提高,但同時導致存在於防眩層之透明基材側之相反側之界面及該界面周圍之無機微粒子量增加,於皂化處理時,溶出或脫落至鹼性溶液中之該無機微粒子量亦增加。
然而,為了進一步降低製造成本,業者要求即便不設置上述保護膜,亦可耐皂化處理之防眩薄膜或光學積層體。
本發明係為了解決上述問題點開發而成者,其目的在於
提供用以形成具有高耐擦傷性及防眩性、而且耐皂化性亦優異之防眩薄膜的防眩層之樹脂組成物、及防眩薄膜。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,其含有亦具有系統內之硬化反應性之硬化性黏合劑系統,該硬化性黏合劑系統包含:(1)透光性微粒子A,其平均粒徑為1 μm以上且10 μm以下,(2)反應性無機微粒子B,其平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下,至少表面之一部分被有機成分被覆,且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b,以及(3)黏合劑成分C,其含有與上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b具有交聯反應性之反應性官能基c;上述硬化反應性硬化性黏合劑之特徵在於:上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係,(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<| HZ
(hWB
+WC
+WA
)-HZ
(WB
+WC
+WA
)| (Ⅱ)| HZ
(hWB
)-HZ
(WB
)|<2 (Ⅲ)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<2
(其中,HZ
(WB
)、HZ
(hWB
)、HZ
(WB
+WC
)、HZ
(hWB
+WC
)、HZ
(WB
+WC
+WA
)、HZ
(hWB
+WC
+WA
)表示各組成物中之霧值,括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
上述透光性微粒子A,於將本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物製成硬化膜時,係形成表面之凹凸,賦予硬化膜防眩性。
上述反應性無機微粒子B,因其硬度高,故難以被自外部施加於粒子之壓力(外壓)擠壞,耐壓性優異。另外,因該無機微粒子B含有與黏合劑成分C之反應性官能基c具有交聯反應性之反應性官能基b,故可與黏合劑成分C進行交聯形成。因此,使本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而成之硬化膜,因含有硬度較高之上述無機微粒子B,故成為高硬度,進而,因上述無機微粒子B與黏合劑成分C形成數個交聯點,故膜強度提高,顯示優異之耐擦傷性。
藉由滿足上述式I~Ⅲ之關係,使本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而成之硬化膜具有適當之防眩性。
根據本發明,上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值較佳為5~20%。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就抑制該反應性無機微粒子B之含量、並且可獲得使該防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而獲得之膜的充分之耐擦傷性方面而言,較佳為相對於上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述反應性無機微粒子B之含量為5~20重量份。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,較佳為相對於上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之
構成成分之合計量100重量份,上述透光性微粒子A之含量為1重量份以上且5重量份以下。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就提高硬化膜之硬度方面而言,較佳為於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有1.00×10-3
g/m2
以上之被覆上述反應性無機微粒子B之上述有機成分。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就該反應性官能基b與該反應性官能基c易於形成交聯鍵、其結果可獲得具有高耐擦傷性之防眩薄膜之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b及上述黏合劑成分C之反應性官能基c為聚合性不飽和基。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就即便有機成分含量少,亦可提高膜強度之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B藉由如下方式獲得:於自飽和或不飽和羧酸、對應於該羧酸之酸酐、醯氯、酯及醯胺、胺基酸、亞胺、腈、異腈、環氧化合物、胺、β-二羰基化合物、矽烷、及含有官能基之金屬化合物所組成群組中選擇之1種以上的分子量為500以下之表面修飾化合物之存在下,使無機微粒子分散於作為分散介質之水及/或有機溶劑中。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就可有效率地表面修飾有機成分之方面而言,較佳為上述表面修飾化合物為含有至少1種氫鍵形成基之化合物。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,較佳為上述
表面修飾化合物之至少1種含有成為上述反應性官能基b之至少1種聚合性不飽和基。於此情況下,因導入到反應性無機微粒子B之該反應性官能基b與上述黏合劑成分C之反應性官能基c易於形成交聯鍵,故可提高硬化膜之硬度“
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就使粒徑分布狹窄且提高單分散性之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B藉由如下方式獲得:使將粒徑為30 nm以上且100 nm以下之無機微粒子分散至疏水性乙烯基單體中之單體組成物,通過經親水化之多孔質膜而吐出至水中,製成分散有無機微粒子之單體液滴之水分散體後,進行聚合。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,就提高對有機成分之分散性及膜強度之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B藉由使如下化合物與金屬氧化物微粒子鍵結而獲得,該化合物含有:導入到被覆前之無機微粒子表面之反應性官能基b、下述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基,[化學式(1)]-Q1
-C(=Q2
)-NH-
(化學式(1)中,Q1
表示NH、O(氧原子)、或S(硫原子),Q2
表示O或S)。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,上述黏合劑成分C較佳為含有3個以上之上述反應性官能基c之化合
物。
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,上述透光性微粒子A及上述反應性無機系微粒子B較佳為包含二氧化矽。
本發明之防眩薄膜,其係於透明基材薄膜之觀察者側,具有最表面具有凹凸形狀之防眩層者,其特徵在於:上述防眩層具有:僅由凹凸層構成之單一層、或者由包含凹凸層及配置於該凹凸層之觀察者側之表面形狀調整層的2層以上構成之積層構造,該凹凸層由上述任一種之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物構成,該凹凸層之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係,於該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍之表皮層區域,具有相較於較該表皮層區域更靠透明基材薄膜側之區域,上述反應性無機微粒子B之平均粒子數較少於的表皮層,該表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數係該凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數的80%以下,(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<| HZ
(hWB
+WC
+WA
)-HZ
(WB
+WC
+WA
)| (Ⅱ)| HZ
(hWB
)-HZ
(WB
)|<2 (Ⅲ)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<2
(其中,HZ
(WB
)、HZ
(hWB
)、HZ
(WB
+WC
)、HZ
(hWB
+WC
)、HZ
(WB
十WC
十WA
)、HZ
(hWB
十WC
十WA
)表示各組成物中之霧值;括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
上述透光性微粒子A形成表面之凹凸,賦予防眩層防眩‘性。
上述反應性無機微粒子B,因其硬度高,故難以被自外部施加於粒子之壓力(外壓)擠壞,耐壓性優異。另外,因該無機微粒子B含有與黏合劑成分C之反應性官能基c具有交聯反應性的反應性官能基b,故可與黏合劑成分C進行交聯形成。因此,本發明之防眩層,含有硬度高之上述無機微粒子B,故成為高硬度,進而,因上述無機微粒子B與黏合劑成分C形成數個交聯點,故膜強度提高,表示優異之耐擦傷性。
藉由滿足上述式I~Ⅲ之關係,使本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而成之硬化膜具有適當之防眩性。
於本發明之凹凸層中,上述表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述無機微粒子B之平均粒子數,相較於上述凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述無機微粒子B之平均粒子數,少至80%以下。由於上述表皮層之該平均粒子數較少,因此自上述凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面突出一部分的上述無機微粒子B之數量亦減少。因此,上述凹凸層於對該凹凸層進行皂化處理時,自該凹凸層之界面溶出或脫落至鹼性溶液中之上述微粒
子B之數量減少。藉此,本發明之防眩薄膜可獲得優異之耐皂化性。
雖然上述凹凸層具有上述表皮層之理由尚不明朗,但推測其原因在於:如上所述將反應性無機微粒子B之粒徑設定為30 nm以上且100 nm以下,藉此可減少該無機微粒子B之擴散係數,相較於上述凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面,於透明基材薄膜側更易於殘留上述無機微粒子B。
於本發明之防眩薄膜之較佳實施形態中,亦可將上述表皮層之厚度設定為透明基材薄膜之相反側之界面至上述反應性無機微粒子B之平均粒徑之5倍的厚度。
於本發明之防眩薄膜之較佳實施形態中,亦可設為如下狀態:於較上述表皮層更靠透明基材薄膜側之區域,上述反應性無機微粒子B之平均粒子間距離為30 nm以上,且該區域之至少鄰接於透明基材薄膜之區域中均勻分散有上述反應性無機微粒子B。
於本發明之防眩薄膜中,上述透光性微粒子A及上述反應性無機微粒子B較佳為含有二氧化矽。藉此,可抑制上述凹凸層中之內部散射性(內部霧值),故可製作較少影響對比度下降之防眩薄膜。
於本發明之防眩薄膜中,就提高硬化膜之硬度方面而言,較佳為於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有1.00×10-3
g/m2
以上之被覆上述反應性無機微粒子B之上述有機成分。
於本發明之防眩薄膜中,就即便有機成分含量較少,亦可提高膜強度之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B較佳為藉由如下方式獲得:於自飽和或不飽和羧酸、對應於該羧酸之酸酐、醯氯、酯及醯胺、胺基酸、亞胺、腈、異請、環氧化合物、胺、β-二羰基化合物、矽烷、及含有官能基之金屬化合物所組成群組中選擇之1種以上的分子量為500以下之表面修飾化合物之存在下,使無機微粒子分散於作為分散介質之水及/或有機溶劑中。
於本發明之防眩薄膜中,就可有效率地表面修飾有機成分之方面而言,較佳為上述表面修飾化合物為含有至少1種氫鍵形成基之化合物。
於本發明之防眩薄膜中,較佳為上述表面修飾化合物之至少1種含有成為上述反應性官能基b之至少1種聚合性不飽和基。於此情況下,導入到反應性無機微粒子B中之該反應性官能基b與上述黏合劑成分C之反應性官能基c易於形成交聯鍵,故可提高硬化膜之硬度。
於本發明之防眩薄膜中,就使粒徑分布狹窄且提高單分散性之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B藉由如下方式獲得:使將粒徑為30 nm以上且100 nm以下之無機微粒子分散至疏水性乙烯基單體中之單體組成物,通過經親水化之多孔質膜而吐出至水中,製成分散有無機微粒子之單體液滴之水分散體後,進行聚合。
於本發明之防眩薄膜中,就提高對有機成分之分散性及膜強度之方面而言,較佳為上述反應性無機微粒子B藉由
使如下化合物與無機微粒子進行鍵結而獲得,該化合物含有導入到被覆前之無機微粒子表面之反應性官能基b、下述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基,[化學式(1)]-Q1
-C(=Q2
)-NH-
(化學式(1)中,Q1
表示NH、O(氧原子)、或S(硫原子),Q2
表示O或S)。
於本發明之防眩薄膜中,就抑制該反應性無機微粒子B之含量、並且可獲得充分之耐擦傷性之方面而言,較佳為相對於凹凸層之該反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述反應性無機微粒子B之含量為1重量份以上且30重量份以下。
於本發明之防眩薄膜中,較佳為上述黏合劑成分C為含有3個以上之上述反應性官能基c之化合物。
於本發明之防眩薄膜中,較佳為上述透明基材薄膜以醯化纖維素、環烯烴聚合物、丙烯酸酯系聚合物或聚酯為主體。
根據本發明之防眩薄膜之較佳實施形態,亦可將使用500 g負重進行於JIS K5600-5-4(1999)中所規定之鉛筆硬度試驗時之上述防眩層之硬度設定為3 H以上。
就於維持外部散射性(外部霧值)之狀態下抑制暗處對比度下降之方面而言,較佳為相對於凹凸層之反應性無機微粒子B與硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重
量份,上述透光性微粒子A之含量為1重量份以上且5重量份以下,且於本發明之防眩層中,該凹凸層之凸部之膜厚係上述透光性微粒子A之平均粒徑十1.5 μm以下,該凹凸層之凹部之膜厚小於上述透光性微粒子A之平均粒徑。
根據本發明之防眩薄膜之較佳實施形態,亦可使藉由上述耐鋼絲絨試驗所判定之防眩層之耐鋼絲絨性達到500 g以下,以免擦傷。
根據本發明之防眩薄膜之較佳實施形態,亦可將上述凹凸層之膜厚設定為0.5 μm以上且13 μm以下。
本發明之防眩薄膜,因使用含有反應性官能基之無機微粒子,故該反應性無機微粒子與黏合劑成分形成交聯鍵,而提高膜強度。因此,藉由包含不含有反應性官能基之無機微粒子的防眩薄膜,即便縮小防眩層之厚度,亦可維持膜強度。藉由薄膜化及利用其所進行之透光性微粒子含量之減少,可於維持外部散射性(外部霧值)之狀態下抑制暗處對比度下降“進而,藉由薄膜化及利用其所進行之透光性微粒子含量之減少,可維持表現防眩性所需之最低限度之外部霧值,同時可降低內部霧值“此種上述內部霧值小之本發明之防眩薄膜,其抑制使用該防眩薄膜之顯示器面板之正面對比度下降之效果較大。特別是,藉由降低內部霧值而提高正面對比度之效果,在用於窄視角之顯示器面板中之情況下,大於用於廣視角之顯示器面板中之情況。
另外,於凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍之表皮層區域,具有反應性無機微粒子B之粒子數較少之表皮層。因此,使用包含上述凹凸層之防眩層之防眩薄膜,於皂化處理時可減少自該凹凸層溶出或脫落至鹼性溶液中之上述無機微粒子B之數量,可提高耐皂化性。另外,上述防眩薄膜,亦具有相較於上述凹凸層之上述表皮層、於透明基材薄膜側均勻存在上述反應性無機微粒子B之區域,可抑制上述反應性無機微粒子B之含量,並且可提高耐擦傷性。藉此,無需對該防眩薄膜進行皂化處理時之保護膜,可削減步驟數及材料費。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,其係包含:(1)平均粒徑為1 μm以上且10 μm以下之透光性微粒子A,(2)平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下,至少表面之一部分被有機成分被覆,且,表面上含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b的反應性無機微粒子B,以及(3)包含含有具有與上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b之交聯反應性之反應性官能基c的黏合劑成分C,且亦具有系統內之硬化反應性的硬化性黏合劑系統,其特徵在於:上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值,滿足下述式I~Ⅲ之關係。
(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<| HZ
(hWB
+WC
+WA
)-
HZ
(WB
+WC
+WA
)| (II)| HZ
(hWB
)-HZ
(WB
)|<2 (Ⅲ)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<2
(其中,HZ
(WB
)、HZ
(hWB
)、HZ
(WB
+WC
)、HZ
(hWB
+WC
)、HZ
(WB
十WC
十WA
)、HZ
(hWB
十WC
十WA
),表示各組成物中之霧值;括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數。)
於本發明中,所謂平均粒徑係指:於透光性微粒子A中,若所含之各個粒子為單分散型粒子(形狀單一之粒子),則表示其平均,若為具有寬廣(broad)粒度分布之不定形型粒子,則表示根據粒度分布測定存在最多之粒子之粒徑。上述透光性微粒子A之粒徑,主要可藉由庫爾特計數法(Coulter Counter)而計測。另外,除了該方法以外,亦可藉由雷射繞射法、利用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)照片拍攝所進行之測定而計測。
於透光性微粒子A以外之粒子、即反應性無機微粒子B中,只要未另行揭示,則表示藉由動態光散射方法測定溶液中之該粒子,以累積分布表示粒徑分布時之50%粒徑(d50中值粒徑(median size))。該平均粒徑可使用日機裝股份有限公司製造之Microtrac粒度分析計或Nanotrac粒度分析計而測定。
另外,透光性微粒子A及反應性無機微粒子B可為凝聚粒子,於凝聚粒子之情況下,二次粒徑亦於該揭示範圍內
即可。
根據本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,藉由硬化性黏合劑系統中所含之反應性無機微粒子B之反應性官能基b與黏合劑成分C之反應性官能基c形成交聯鍵,可獲得具有高耐擦傷性之防眩薄膜。因此,可減少無機微粒子之含量,故反應性無機微粒子B可利用於透過鮮明性高之防眩薄膜。
另外,若上述反應性無機微粒子B未與平均粒徑為1 μm以上之透光性微粒子A混合,則不表現防眩性。即,藉由混合上述透光性微粒子A與上述反應性無機微粒子B,除了利用該透光性微粒子A表現防眩性以外,該反應性無機微粒子B亦表現防眩性,故可進一步賦予反應性無機微粒子B作為防眩性調整劑之功能。因此,藉由添加反應性無機微粒子B,可抑制透光性微粒子A之含量,並且可形成兼具高耐擦傷性與防眩性之防眩薄膜。
根據本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,若使硬化性黏合劑系統中分散有透光性微粒子A之組成物中進一步含有反應性無機微粒子B,則可提高硬化性樹脂組成物之霧值。另外,硬化性黏合劑系統中分散有反應性無機微粒子B之組成物之霧值,並不依存於該反應性無機微粒子B之重量,表示大致固定值。根據該情況可認為,反應性無機微粒子B,於不包含透光性微粒子A之系中,因其具有分散性,故維持對比度不降低之透明性,並且有助於提高硬度,另一方面,於包含透光性微粒子A之系中,反應性
無機微粒子B係除了提高耐擦傷性之功能以外、兼具防眩性之調整功能之原材料。
另外,藉由使本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中包含平均粒徑為1 μm以上且10 μm以下之透光性微粒子A及平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下之反應性無機微粒子B,可作為新穎功能使該反應性無機微粒子B表現出反應性無機微粒子B單體無法獲得之防眩性。作為其理由,考慮下述方面。
即,推測其原因在於:分散至硬化性黏合劑系統中之透光性微粒子A與反應性無機微粒子B發揮作用,於透光性微粒子A之周圍附著反應性無機微粒子B而形成凝聚物。
如此,一般認為,於本發明中,藉由選擇具有特定平均粒徑之反應性無機微粒子B,可實現高耐擦傷性,且,藉由與上述透光性微粒子A之相乘效果,可進一步表現防眩性,故可抑制上述透光性微粒子A之含量,並且使用該防眩層用硬化性樹脂組成物,可形成兼具高耐擦傷性與防眩性之防眩薄膜。
本發明之防眩薄膜,其係於透明基材薄膜之觀察者側,具有最表面具有凹凸形狀之防眩層者,其特徵在於:上述防眩層具有:僅由凹凸層構成之單一層、或者由包含凹凸層及配置於該凹凸層之觀察者側之表面形狀調整層的2層以上構成之積層構造,該凹凸層由如上述申請專利範圍第1至13項中任一項之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物構成,該凹凸層之
霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係,於該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍之表皮層區域,具有相較於較該表皮層區域更靠透明基材薄膜側之區域,上述反應性無機微粒子B之平均粒子數較少的表皮層,該表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數係該凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數的80%以下,(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<| HZ
(hWB
+WC
+WA
)-HZ
(WB
+WC
+WA
)| (Ⅱ)| HZ
(hWB
)-HZ
(WB
)|<2 (Ⅲ)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<2
(其中,HZ
(WB
)、HZ
(hWB
)、HZ
(WB
+WC
)、HZ
(hWB
+WC
)、HZ
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十WC
十WA
)、HZ
(hWB
十WC
十WA
),表示各組成物中之霧值;括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
上述透光性微粒子A形成表面之凹凸,賦予防眩層防眩性。
於本發明中,將該透光性微粒子A之平均粒徑設為1 μm以上且10 μm以下。於該平均粒徑未滿1 μm之情況下,難以對防眩層之表面賦予可發揮充分之防眩性之大小之凹凸形狀,即便假設可賦予凹凸形狀,亦必須大量增加上述透光性微粒子A之添加量,故防眩層之對比度等膜物
性不良。另外,於平均粒徑超過10 μm時,有防眩層之表面形狀變粗而使表面質量惡化、或者由於表面霧值(外部霧值)之上升而導致白色增加之虞。
上述反應性無機微粒子B,因其硬度高,故難以被自外部施加於粒子之壓力(外壓)擠壞,耐壓性優異。另外,因該無機微粒子B含有與黏合劑成分C之反應性官能基c具有交聯反應性的反應性官能基b,故可與黏合劑成分C進行交聯形成。因此,本發明之防眩層含有硬度高之上述無機微粒子B,故成為高硬度,進而,上述無機微粒子B與黏合劑成分C形成數個交聯點,故膜強度提高,顯示優異之耐擦傷性。
本發明之反應性無機微粒子B之平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下。藉由將該平均粒徑設為30 nm以上,不僅可賦予防眩層耐擦傷性,而且可減少該無機微粒子B之擴散係數,獲得如上所述之表皮層,可提高防眩層之耐皂化性。另外,藉由將該平均粒徑設為100 nm以下,可相對於含量提高矩陣內之交聯點,可獲得膜強度高之凹凸層。
至於成為本發明之透光性微粒子A及反應性無機微粒子B之核心的無機微粒子,相較於如中空粒子之粒子內部具有空孔或多孔質組織之粒子,較佳為使用粒子內部不具有空孔或多孔質組織之實心粒子。於中空粒子中,因該粒子內部具有空孔或多孔質組織,故硬度低於實心粒子,易於被外壓擠壞。另外,中空粒子之表觀比重(包含中空部
進行平均化之每單位體積之質量)小於實心粒子,存在於凹凸層之透明基材側之相反側之界面的中空粒子易於增加。因此,成為透光性微粒子A及反應性無機微粒子B之核心的無機微粒子,較佳為使用硬度高且比重大於中空粒子之實心粒子。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物於防眩層僅由凹凸層構成之情況下,可用作凹凸層用硬化性樹脂組成物。另外,於防眩層包含凹凸層及表面形狀調整層之情況下,上述防眩層用硬化性樹脂組成物用以形成凹凸層,表面形狀調整層係另外使下述表面形狀調整層用硬化性樹脂組成物硬化而形成。
於防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而成之凹凸層中,該凹凸層之層厚度方向剖面之單位面積之平均粒子數係使用SEM照片或TEM照片,存在於該凹凸層剖面(1 μm寬度之區域)之反應性無機微粒子B之數量除以該凹凸層剖面(1 μm寬度之區域)之面積而求得者。同樣地,於防眩層用硬化性樹脂組成物硬化而成之凹凸層之表皮層中,該表皮層之層厚度方向剖面之單位面積之平均粒子數係使用SEM照片,存在於該表皮層剖面(1 μm寬度之區域)之反應性無機微粒子B之數量除以該表皮層剖面(1 μm寬度之區域)之面積而求得者。
圖1係透明基材薄膜3上設置有防眩層2之防眩薄膜1中,示意性表示防眩層2之層厚度方向之剖面及該剖面上之寬度為1 μm之區域P10之一例的立體圖。防眩層2中,
存在透明基材薄膜3之相反側之界面30、及透明基材薄膜3側之界面40。圖2係示意性表示自垂直於剖面之方向觀察圖1之剖面及該剖面上之寬度為1 μm之區域P10之一例的圖,圖3係示意性表示區域P10內之粒子分布之一例的圖。圖3中,於區域P10之透明基材薄膜3之相反側之界面30至平均粒徑5倍之厚度之區域(表皮層50)中,每單位面積之上述無機微粒子B20之平均粒子數少於該表皮層50及透明基材薄膜3側之區域,且,其係區域P10之每單位面積之上述無機微粒子B20之平均粒子數之80%以下。另外,相較於區域P10之表皮層50,於透明基材薄膜3側,具有上述無機微粒子B取30 nm以上之平均粒子間距離而均勻分布之區域60。再者,於圖1以下之圖中,為了便於說明,相較於平面方向(圖之左右方向)之縮尺,大幅度擴大誇張圖示厚度方向(圖之上下方向)。
於本發明之凹凸層中,上述表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述無機微粒子B之平均粒子數,相較於上述凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述無機微粒子B之平均粒子數係較少,為80%以下。由於上述表皮層之該平均粒子數少,故自上述凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面突出一部分的上述無機微粒子B之數量亦減少。因此,上述凹凸層於對該凹凸層進行皂化處理時,自該凹凸層之界面溶出或脫落至鹼性溶液中之上述微粒子B之數量減少。藉此,本發明之防眩薄膜可獲得優異之耐皂化性。
雖然上述凹凸層具有該表皮層之理由尚不明朗,但推測其原因在於:藉由如上所述般將反應性無機微粒子B之粒徑設為30 nm以上且100 nm以下,可降低該無機微粒子B之擴散係數,在較上述凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面更靠透明基材薄膜側,更易於殘留上述無機微粒子B。
於本發明之防眩薄膜之較佳實施形態中,亦可將上述表皮層之厚度設定為透明基材薄膜之相反側之界面至上述反應性無機微粒子B之平均粒徑之5倍的厚度。
於本發明之防眩薄膜之較佳實施形態中,在較上述表皮層更靠透明基材薄膜側之區域,上述反應性無機微粒子B之平均粒子間距離為30 nm以上,且,亦可於該區域之至少鄰接於透明基材薄膜之區域,形成為上述反應性無機微粒子B均勻分散之狀態。
於本發明之凹凸層中,較上述表皮層更靠透明基材薄膜側之上述反應性無機微粒子B之平均粒子間距離為30 nm以上,且,均勻分散有上述無機微粒子B之區域係自該凹凸層之透明基材薄膜側之界面至該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面的2/3區域,於此情況下,可抑制上述反應性無機微粒子B之量,並且可賦予該防眩層充分之耐擦傷性,故較佳。
通常,於對防眩薄膜進行皂化處理時,防眩層表面之厚度為數nm左右之硬化性樹脂組成物溶解於鹼性溶液中。此時,若上述反應性無機微粒子B之一部分自上述防眩層
之透明基材薄膜側之相反側之界面突出,則由於所突出之該無機微粒子B之周圍之上述硬化性樹脂組成物溶解於鹼性溶液中,故會於該無機微粒子B與周圍之硬化性樹脂組成物之間產生些許空隙,該無機微粒子B易於自防眩層表面溶出或脫落。
相對於此,凹凸層具有如上所述之表皮層,由此可減少存在於該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍的反應性無機微粒子B之數量,即,可減少自防眩層表面溶出或脫落之上述無機微粒子B之數量。另外,相較於凹凸層之表皮層,於透明基材薄膜側具有均勻分散有如上所述之上述無機微粒子B之區域,由此可抑制防眩層中所含有之上述反應性無機微粒子B之量,並且可賦予該防眩層充分之耐擦傷性。因此,本發明之防眩薄膜顯示優異之耐皂化性,無需皂化處理時之保護膜,可削減步驟數及材料費。
根據本發明之防眩薄膜之較佳實施形態,亦可將使用500 g負重進行JIS K5600-5-4(1999)中所規定之鉛筆硬度試驗時之上述防眩層之硬度設定為3 H以上。
根據本發明之防眩薄膜之較佳實施形態,亦可使藉由耐鋼絲絨試驗所判定之上述防眩層之耐鋼絲絨性達到500 g以下,以免擦傷。
以下,就形成本發明之防眩層的防眩層用硬化性樹脂組成物、及使用該組成物之防眩薄膜,依序加以說明。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,其含有亦具有系統內之硬化反應性之硬化性黏合劑系統,該硬化性黏合劑系統包含:(1)平均粒徑為1 μm以上且10 μm以下之透光性微粒子A,(2)反應性無機微粒子B,其平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下,至少表面之一部分被有機成分被覆,且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b,以及(3)黏合劑成分C,其含有與上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b具有交聯反應性之反應性官能基c;上述硬化反應性硬化性黏合劑之特徵在於:上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係,(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
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+WC
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)| (Ⅱ)| HZ
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(其中,HZ
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)、HZ
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)、HZ
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)、HZ
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)、HZ
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十WC
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)、HZ
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十WC
十WA
)表示各組成物中之霧值;括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,藉由硬化性黏合劑系統中所含有之反應性無機微粒子B之反應性官能基b與黏合劑成分C之反應性官能基c形成交聯鍵,從而可提
高該組成物硬化而成之凹凸層之膜強度。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值較佳為5~20%,更佳為9~15%。若未滿5%,則難以對使用上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之防眩薄膜等賦予充分之防眩性,若為20%以上,則有防眩性過剩、導致正面對比度下降之虞。
以下,就本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物之各構成依序詳細說明。
再者,於本說明書中,(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸系表示丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系。另外,本案說明書中之光,不僅包括可見及如紫外線之非可見區域之波長之電磁波,亦包括如電子束之粒子束、及電磁波與粒子束總稱之放射線或電離放射線。
本說明書中之反應性官能基b及反應性官能基c中,包含光硬化性官能基及熱硬化性官能基。所謂光硬化性官能基,表示藉由光照射而進行聚合反應或交聯反應等而可使塗膜硬化之官能基,例如可舉出如自由基光聚合、陽離子光聚合、陰離子光聚合之聚合反應,或者藉由經由光二聚合(dimerization)所進行之加成聚合或縮聚等反應形式進行反應者。另外,本說明書之熱硬化性官能基,表示可藉由加熱而於相同之官能基之間、或者與其他官能基之間,進行聚合反應或交聯反應等而使塗膜硬化之官能基,例如可例示羥基、羧基、胺基、環氧基、異氰酸酯基等。
作為本發明中所使用之反應性官能基b及反應性官能基c,特別是就提高硬化膜之硬度之觀點而言,可較佳地使用聚合性不飽和基,較佳為光硬化性不飽和基,特佳為電離放射線硬化性不飽和基。作為其具體例,可舉出(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性雙鍵及環氧基等。
透光性微粒子A係為了形成表面之凹凸、並賦予防眩層防眩性而含有之微粒子。透光性微粒子A,視目的不僅可使用1種,亦可將成分不同者、形狀不同者、粒度分布不同者等2種以上混合使用。較佳為使用1~3種,特佳為使用2~3種。其中,為了形成凹凸以外之目的,進而亦可使用多種粒子。
本發明中所使用之1種或2種以上之透光性微粒子A亦可為球狀,例如圓球狀、旋轉橢圓體狀等者,更佳為圓球狀。至於1種或2種以上之透光性微粒子A之各平均粒徑(μm),可設為1 μm以上且10 μm以下,較佳為1 μm以上且7 μm以下,更佳為2 μm以上且5 μm以下。於平均粒徑未滿1 μm之情況下,難以對防眩層之表面賦予可發揮充分之防眩性之大小之凹凸形狀,即便可賦予凹凸形狀,亦必須大量增加上述透光性微粒子A之添加量,故防眩層之膜物性不良。另外,於平均粒徑超過10 μm時,有防眩層之表面形狀變粗而使表面質量惡化、或者由於表面霧值之上升而導致白色增加之虞。另外,上述透光性微粒子A亦可為凝聚粒子,於凝聚粒子之情況下,二次粒徑
於上述範圍內即可。
上述透光性微粒子A,較佳為該微粒子A整體之80%以上(較佳為90%以上)處於各平均粒徑±300 nm之範圍內。藉此,可製成防眩層之凹凸形狀之均勻性良好者。
上述透光性微粒子A,就提高防眩層之膜強度之方面而言,較佳為使用無機系微粒子,特佳為使用二氧化矽微粒子。
另外,本發明之透光性微粒子A及下述反應性無機微粒子B均由二氧化矽構成,於此情況下,於凹凸層內,粒徑大於上述無機微粒子B之透光性微粒子A之表面上易於凝聚上述無機微粒子B,可提高上述凹凸層之內部散射性(內部霧值),故較佳。
作為無機系微粒子,可舉出不定形二氧化矽、無機二氧化矽珠粒等。作為上述不定形二氧化矽,較佳為使用分散性良好之粒徑為1~10 μm之二氧化矽珠粒。為了於不產生以下詳述之防眩層形成用塗層液之黏度上升之狀態下,製成上述不定形二氧化矽之分散性良好者,較佳為使用對粒子表面實施有機物處理而實現疏水化之不定形二氧化矽。於上述有機物處理,存在使化合物化學性鍵結於珠粒表面上之方法,或並不使之與珠粒表面化學性鍵結,而使之浸透至形成珠粒之組成物中所存在之空隙(氣孔)等中之物理方法,可使用任一種。通常,就處理效率之觀點而言,較佳為使用利用羥基或矽醇基等二氧化矽表面之活性基的化學處理法。作為處理時使用之化合物,可使用
與上述活性基之反應性高之矽烷系、矽氧烷系、矽氮烷(silazane)系材料等。例如,可舉出甲基三氯矽烷等直鏈烷基單取代矽氧材料、支鏈烷基單取代矽氧材料,或者二正丁基二氯矽烷、乙基二甲基氯矽烷等直鏈烷基多取代矽氧化合物或支鏈烷基多取代矽氧化合物。同樣地,亦可有效率地使用直鏈烷基或支鏈烷基之單取代、多取代矽氧烷材料、矽氮烷材料。
視所需功能,亦可使用於烷基鏈之末端或中間部位含有雜原子、不飽和基、環狀基、芳香族官能基等者。
因該等化合物之所含之烷基顯示疏水性,故可容易地將被處理材料表面自親水性轉換為疏水性,未處理時欠缺親和性之高分子材料亦可獲得高親和性。
上述透光性微粒子A,就提高防眩層之膜強度之方面而言,較佳為使用無機系微粒子,特佳為使用二氧化矽微粒子。
另外,成為本發明之透光性微粒子A及下述反應性無機微粒子B之核心的無機微粒子均由二氧化矽構成,於此情況下,於凹凸層內,透光性微粒子A與反應性無機微粒子B之親和性提高,大粒徑之透光性微粒子A之表面上凝聚反應性無機微粒子B,藉由該凝聚體可提高凹凸層之內部散射性,故較佳“
相對於凹凸層之下述反應性無機微粒子B與下述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述透光性微粒子A之含量較佳為1重量份以上且5重量份以下。
更佳為2重量份以上且4重量份以下。若未滿1重量份,則有時無法賦予充分之防眩性,若超過5重量份,則有時無法抑制內部霧值增加所造成之正面對比度之下降,故並非較佳。
成為防眩性之霧值存在外部霧值及內部霧值,外部霧值與膜表面之凹凸大小或量相關,內部霧值與如上述透光性微粒子A之防眩性微粒子之折射率與黏合劑之折射率差量相關。
於本發明中,混合使用2種以上之透光性微粒子A之情況下,在將第一微粒子之平均粒徑設為R1
(μm),將第二微粒子之平均粒徑設為R2
(μm)之情況下,較佳為滿足下述式(I)者:0.25R1
(較佳為0.50R1
)≦R2
≦1.0R1
(較佳為0.75R1
)(I)。
R2
為0.25R1
以上,藉此易於分散塗佈液,粒子不會凝聚。另外,塗佈後之乾燥步驟中,可於不受浮動(floating)時之風之影響之狀態下形成均勻之凹凸形狀。該關係對於相對於第二微粒子之第三微粒子亦成立。若將第三微粒子設為R3
,則較佳為滿足0.25R2
≦R3
≦1.0R2
者。
於混合使用含有相互不同之成分之2種以上之微粒子之情況下,該2種以上之微粒子,較佳為如上所述平均粒徑不同,亦可較佳地使用平均粒徑相同者。
通常,藉由使防眩層中含有無機微粒子,可提高耐擦傷性。另外,藉由使具有交聯反應性之無機微粒子與硬化性
黏合劑進行交聯反應而形成交聯構造,可進一步提高耐擦傷性。所謂反應性無機微粒子B,係指成為核心之無機微粒子之至少表面之一部分被有機成分被覆,且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b的無機微粒子。反應性無機微粒子B中,亦包括每一個粒子中含有成為核心之無機微粒子數量為2個以上者。另外,藉由縮小反應性無機微粒子B之粒徑,可相對於含量而提高矩陣內之交聯點。
本發明之凹凸層含有上述反應性無機微粒子B,其目的在於顯著提高硬度以便具有充分之耐擦傷性。該反應性無機微粒子B,亦可係進一步賦予凹凸層功能者,可視目的而適當選擇使用
本發明之反應性無機微粒子B之平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下,較佳為30 nm以上且70 nm以下,更佳為40 nm以上且60 nm以下。藉由將反應性無機微粒子B之平均粒徑設為30 nm以上,不僅可賦予凹凸層耐擦傷性,而且可降低該無機微粒子B之擴散係數,可減少上述凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍的該無機微粒子B之粒子數。另外,藉由將反應性無機微粒子B之平均粒徑設為100 nm以下,可相對於含量提高矩陣內之交聯點,可獲得膜強度高之凹凸層。
另外,上述無機微粒子B,就於不損害透明性之狀態下維持僅使用樹脂時之回復率、並顯著提高硬度之方面而言,較佳為粒徑分布窄且為單分散。
作為無機微粒子,例如可舉出:二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鍺、氧化銦、氧化錫、氧化銦錫(ITO)、氧化銻、氧化鈰等金屬氧化物微粒子,氟化鎂、氟化鈉等金屬氟化物微粒子等。亦可使用金屬微粒子、金屬硫化物微粒子、金屬氮化物微粒子等。
就硬度高之方面而言,較佳為二氧化矽、氧化鋁。另外,對於鄰接於防眩層之層,為了設為相對較高之折射率層可適當選擇使用膜形成時折射率變高之氧化鋯、二氧化鈦、氧化銻等微粒子。同樣地,為了設為相對較低之折射率層,可適當選擇使用膜形成時折射率下降之氟化鎂、氟化鈉等氟化物微粒子等微粒子。進而,欲賦予抗靜電性、導電性之情況下,可適當選擇使用氧化銦錫(ITO)、氧化錫等。該等可單獨使用1種或者將2種以上組合使用。
於無機微粒子之表面,通常含有無法以該形態存在於無機微粒子內之基。該等表面之基,通常係相對易於反應之官能基。例如於金屬氧化物之情況下,例如含有羥基及氧基,例如於金屬硫化物之情況下,含有硫醇基及硫基,或例如於氮化物之情況下,含有胺基、醯胺基及醯亞胺基。
本發明中所使用之反應性無機微粒子B,至少表面之一部分被有機成分被覆,且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b。此處,所謂有機成分係指含有碳之成分。另外,作為至少表面之一部分被有機成分被覆之態樣,例如包括:無機微粒子表面上所存在之羥基與反應矽烷偶合劑等含有有機成分之化合物,而於表面之一部分鍵結有有
機成分之態樣;無機微粒子表面上所存在之羥基上,藉由氫鍵等之相互作用而附著有有機成分之態樣;或者,聚合物粒子中含有1個或2個以上之無機微粒子之態樣等“
上述所被覆之有機成分,就抑制無機微粒子間之凝聚、且向無機微粒子表面導入大量反應性官能基而提高膜硬度之方面而言,較佳為被覆粒子之大致整個表面。就上述觀點而言,較佳為,被覆反應性無機微粒子B之上述有機成分於反應性無機微粒子B中,於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有1.00×10-3
g/m2
以上。於有機成分附著或鍵結於無機微粒子表面上之態樣中,更佳為,被覆反應性無機微粒子B之上述有機成分於反應性無機微粒子B中,於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有2.00×10-3
g/m2
以上,特佳為含有3.50×10-3
g/m2
以上。於聚合物粒子中含有無機微粒子之態樣中,更佳為於反應性無機微粒子B中,被覆反應性無機微粒子B之上述有機成分於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有3.50×10-3
g/m2
以上,特佳為含有5.50×10-3
g/m2
以上。
該被覆之有機成分之比例,通常設為於空氣中完全燃燒乾燥粉體時之重量減少%之恆量值,例如藉由於空氣中自室溫至通常800℃之熱重量分析而求得。
再者,每單位面積之有機成分量藉由以下方法而求得。首先,根據示差熱重量分析(Differential Thermogravimetry:DTG),測定有機成分重量/無機成分重量。其次,根據重量及所使用之無機微粒子比重,計算
無機成分之整體體積。另外,假設被覆前之無機微粒子為圓球狀,根據被覆前之無機微粒子之平均粒徑,計算被覆前之每一個無機微粒子之體積。根據無機成分整體體積及被覆前之每一個無機微粒子之體積,算出被覆前之無機微粒子個數。其次,藉由每一個反應性無機微粒子B1之有機成分重量除以被覆前之每一個無機微粒子之表面積,可算出被覆前之無機微粒子之每單位面積之有機成分量。
另外,作為反應性無機微粒子B之反應性官能基b,特別是就提高硬化膜之硬度之觀點而言,可較佳地使用聚合性不飽和基,較佳為光硬化性不飽和基,特佳為電離放射線硬化性不飽和基。作為其具體例,可舉出(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性雙鍵及環氧基等。
作為製備至少表面之一部分被有機成分被覆、且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b的反應性無機微粒子B之方法,可根據成為核心之無機微粒子種類及所導入之反應性官能基,而適當選擇使用先前眾所周知之方法。
其中,於本發明中,反應性無機微粒子B中,於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有1.00×10-3
g/m2
以上的所被覆之有機成分,就抑制無機微粒子間之凝聚、提高膜硬度之方面而言,較佳為適當選擇使用以下(i)(ii)(iii)之無機微粒子之任一種。
(i)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由如下方式獲得者:於自飽和或不飽和羧酸、對應於該羧酸
之酸酐、醯氯、酯及醯胺、胺基酸、亞胺、腈、異腈、環氧化合物、胺、β-二羰基化合物、矽烷、及含有官能基之金屬化合物所組成群組中選擇之1種以上之分子量為500以下之表面修飾化合物之存在下,使無機微粒子分散於作為分散介質之水及/或有機溶劑中。
(ii)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由如下方式獲得者:使將粒徑為30 nm以上且100 nm以下之無機微粒子分散至疏水性乙烯基單體中之單體,通過經親水化之多孔質膜而吐出至水中,製成分散有無機微粒子之單體液滴之水分散體後,進行聚合。
(iii)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由使如下化合物與金屬氧化物微粒子鍵結而獲得者,該化合物含有導入到該無機微粒子之反應性官能基b、下述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基。
[化學式(1)]-Q1
-C(=Q2
)-NH-
(化學式(1)中,Q1
表示NH、O(氧原子)、或S(硫原子),Q2
表示O或S)
以下,依序說明上述本發明中較佳地使用之反應性無機微粒子B。
(i)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由如下方式獲得:於自飽和或不飽和羧酸、對應於該羧酸之酸酐、醯氯、酯及醯胺、胺基酸、亞胺、腈、異腈、環氧
化合物、胺、β-二羰基化合物、矽烷、及含有官能基之金屬化合物所組成群組中選擇之1種以上之分子量為500以下之表面修飾化合物之存在下,使無機微粒子分散於作為分散介質之水及/或有機溶劑中。
若使用上述(i)之反應性無機微粒子B,則存在即便有機成分含量較少,亦可提高膜強度之優點。
上述(i)之反應性無機微粒子B中所使用之上述表面修飾化合物,含有羧基、酸酐基、醯氯基、醯胺基、酯基、亞胺基、腈基、異腈基、羥基、硫醇基、環氧基、第一級、第二級及第三級胺基、Si-OH基、矽烷之水解性殘基、或如β-二羰基化合物之C-H酸基等於分散條件下可與存在於上述無機微粒子表面之基進行化學鍵結之官能基。此處,化學鍵較佳為包括共價鍵、離子鍵或配位鍵,亦包括氫鍵。認為配位鍵為錯合物形成。例如,於上述表面修飾化合物之官能基與無機微粒子表面之基之間,產生根據於布氏酸或路易斯酸之酸鹼反應、錯合物形成或酯化。上述(i)之反應性無機微粒子B中所使用之上述表面修飾化合物可使用1種或將2種以上混合使用。
上述表面修飾化合物,通常含有可參與與無機微粒子表面之基的化學鍵結之至少一個官能基(以下,稱作第一官能基),除此以外亦含有經由該官能基鍵結於上述表面修飾化合物後,賦予無機微粒子新穎特性之分子殘基。分子殘基或其一部分為疏水性或親水性,例如使無機微粒子穩定化、融和化或活性化。
例如,作為疏水性分子殘基,可舉出造成惰性化或排斥作用之烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或含氟烷基等。作為親水性基,可舉出羥基、烷氧基或聚酯基等。
為了使反應性無機微粒子B與上述黏合劑成分C可進行反應而導入到表面之反應性官能基b,可根據上述黏合劑成分C加以適當選擇。作為該反應性官能基b,可較佳地使用聚合性不飽和基,較佳為光硬化性不飽和基,特佳為電離放射線硬化性不飽和基。作為其具體例,可舉出(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性雙鍵及環氧基等。
於上述表面修飾化合物之上述分子殘基中含有可與上述黏合劑成分C反應之反應性官能基b之情況下,藉由使上述表面修飾化合物中所含之第一官能基於無機微粒子表面上反應,可將可與上述黏合劑成分C反應之反應性官能基b導入到上述(i)之反應性無機微粒子B之表面。例如,除了第一官能基以外,作為較佳者,可舉出進一步含有聚合性不飽和基之表面修飾化合物。
另一方面,使上述表面修飾化合物之上述分子殘基中含有第二反應性官能基,借助該第二反應性官能基,亦可將可與上述黏合劑成分C反應之反應性官能基b導入到上述(i)之反應性無機微粒子B之表面。例如較佳為,導入如羥基及氧基之可形成氫鍵之基(氫鍵形成基)作為較佳第二反應性官能基,導入到無機微粒子表面之氫鍵形成基進而與其他表面修飾化合物之氫鍵形成基進行反應,藉此導入可與上述黏合劑成分C反應之反應性官能基b。即,作
為較佳例,可舉出併用含有氫鍵形成基之化合物、與含有聚合性不飽和基等可與上述黏合劑成分C反應之反應性官能基b及氫鍵形成基之化合物來作為表面修飾化合物。作為氫鍵形成基之具體例,可舉出羥基、羧基、環氧基、環氧丙基、醯胺基之官能基,或者表示醯胺鍵者。此處,所謂醯胺鍵,表示鍵結單位中含有-NHC(O)或>NC(O)-者。作為本發明之表面修飾化合物中所使用之氫鍵形成基,其中較佳為羧基、羥基、醯胺基。
上述(i)之反應性無機微粒子B中所使用之上述表面修飾化合物之分子量較佳為500以下,更佳為400以下,特佳為200以下。推測藉由設為該低分子量,會快速佔據無機微粒子表面,而阻礙無機微粒子間之凝聚。
上述(i)之反應性無機微粒子B中所使用之上述表面修飾化合物,於用以表面修飾之反應條件下,較佳為液體,較佳為可溶解於分散介質中或者至少可進行乳化。其中,較佳為於分散介質中溶解、於分散介質中離散之分子或分子離子均勻分布而存在。
作為飽和或不飽和羧酸,係具有1~24個碳原子,例如可舉出:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、檸檬酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、草酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、伊康酸及硬脂酸,以及所對應之酸酐、氯化物、酯及醯胺,例如己內醯胺等。上述羧酸中,亦包含碳鏈被O-基、S-基或NH-基阻斷者。作為特佳者,可舉出羧酸單醚或羧酸聚醚等羧酸醚,以及所
對應之酸水合物、酯及醯胺(例如,甲氧基乙酸、3,6-二氧雜庚酸及3,6,9-三氧雜癸酸)等。另外,若使用不飽和羧酸,則可導入聚合性不飽和基。
作為胺之較佳例,係具有通式Q3-n
NHn
(n=0、1或2)者,殘基Q獨立表示具有1~12、更佳為1~6、特佳為1~4個碳原子之烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基及丁基),以及具有6~24個碳原子之芳基、烷芳基或芳烷基(例如,苯基、萘基、甲苯基及苄基)。另外,作為胺之較佳例,可舉出聚伸烷基胺,作為具體例,可舉出:甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、苯胺、N-甲基苯胺、二苯基胺、三苯基胺、甲苯胺、乙二胺、二乙三胺。
作為β-二羰基化合物,較佳為具有4~12、特別是5~8個碳原子者,例如可舉出:二酮(乙醯丙酮等)、2,3-己二酮、3,5-丁二酮、乙醯乙酸、乙醯乙酸-C1
-C4
-烷基酯(乙醯乙酸乙酯等)、二乙醯及丙酮基丙酮。
作為胺基酸之例,可舉出:β-丙胺酸、甘胺酸、纈胺酸、胺基己酸、白胺酸及異白胺酸。
較佳之矽烷為含有至少一個水解性基或羥基、及至少一個非水解性殘基之水解性有機矽烷。此處,作為水解性基,例如可舉出鹵素、烷氧基及醯氧基。作為非水解性殘基,可使用含有反應性官能基b及/或不含有反應性官能基b之非水解性殘基。另外,亦可使用至少一部分含有被氟取代之有機殘基之矽烷。
作為所使用之矽烷,並無特別限定,例如可舉出:
CH2
=CHSi(OOCCH3
)3
、CH2
=CHSiCl3
、CH2
=CH-Si(OC2
H5
)3
、CH2
=CH-Si(OC2
H4
OCH3
)3
、CH2
=CH-CH2
-Si(OC2
H5
)3
CH2
=CH-CH2
-Si(OOCCH3
)3
、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(GPTS)、γ-環氧丙氧基丙基二甲基氯矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷(APTS)、3-胺基丙基三乙氧基矽烷(APTES)、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-[N’-(2’-胺基乙基)-2-胺基乙基]-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、羥甲基三甲氧基矽烷、2-[甲氧基(聚乙烯氧基)丙基]三甲氧基矽烷、雙-(羥乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-羥乙基-N-甲基胺基丙基三乙氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷及3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。
作為含有官能基之金屬化合物,可舉出源自元素週期表之第一群III~V及/或第二群II~IV之金屬M之金屬化合物。作為該金屬化合物,例如可舉出鋯及鈦之烷醇、M(OR)4
(M=Ti、Zr),(式中,OR基之一部分被β-二羰基化合物或單羧酸等錯合劑取代)。使用含有聚合性不飽和基之化合物(甲基丙烯酸等)作為錯合劑之情況下,可導入聚合性不飽和基。
作為分散介質,可較佳地使用水及/或有機溶劑。特佳之分散介質為經蒸餾之(純粹的)水。作為有機溶劑,較佳為極性及非極性及非質子性溶劑。作為彼等之例,可舉出:碳數為1~6之脂肪族醇(特別是甲醇、乙醇、正及異丙醇及丁醇)等醇,丙酮及丁酮等酮類,乙酸乙酯等酯類;
二乙醚、四氫呋喃及四氫吡喃等醚類;二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺等醯胺類;環丁碸及二甲基亞碸等亞碸類及碸類;及戊烷、己烷及環己烷等脂肪族(任意進行鹵素化)烴類。該等分散介質可作為混合物使用。
分散介質較佳為具有藉由蒸餾(任意減壓下)可易於去除之沸點,較佳為沸點為200℃以下、特別是150℃以下之溶劑。
於製備(i)之反應性無機微粒子B時,分散介質之濃度通常為40~90重量%,較佳為50~80重量%,特佳為55~75重量%。分散液之殘留物由未處理之無機微粒子及上述表面修飾化合物構成。此處,無機微粒子/表面修飾化合物之重量比,較佳為設定為100:1~4:1,更佳為設定為50:1~8:1,特佳為設定為25:1~10:1。
(i)之反應性無機微粒子B之製備,較佳為於室溫(約20℃)~分散介質沸點下進行。特佳係分散溫度為50~100℃。分散時間特別是依存於所使用之材料種類,通常為數分鐘至數小時,例如1~24小時。
(ii)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由如下方式獲得者:使將粒徑為30 nm以上且100 nm以下之無機微粒子分散至疏水性乙烯基單體中之單體,通過經親水化之多孔質膜而吐出至水中,製成分散有無機微粒子之單體液滴之水分散體後,進行聚合。
若使用上述(ii)之反應性無機微粒子B,則就粒度分布之方面而言,存在如下優點:單分散性進一步提高,可抑
制含有粗大粒子之情況下之不規則性能之表現。
本發明中所使用之反應性無機微粒子B係至少表面之一部分被有機成分被覆且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b的無機微粒子,故於製造(ii)類型之反應性無機微粒子B時聚合所使用之疏水性乙烯基單體中,至少包含含有所期望之反應性官能基者、或者含有以後可導入所期望之反應性官能基的其他反應性官能基者。例如,可舉出使用疏水性乙烯基單體中預先含有羧基者,使之聚合後,使甲基丙烯酸環氧丙酯與羧基中反應,而導入聚合性不飽和基。
若列舉疏水性乙烯基單體之具體例,則可舉出:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲酯)丙烯酸第三丁酯、(甲酯)丙烯酸正己酯、(甲酯)丙烯酸異丁酯、(甲酯)丙烯酸環己酯、(甲酯)丙烯酸2-乙基己酯、(甲酯)丙烯酸月桂酯、(甲酯)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(聚)乙二醇之單或二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇之單或二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇之單或二-(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之單-、二-或三-(甲基)丙烯酸酯等不飽和羧酸酯類;鄰苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯醯胺、(異)氰尿酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯等烯丙基化合物;(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等(聚)氧伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外,可舉出丁二烯、異戊二烯、氯
丁二烯等共軛二烯化合物。進而,可舉出:丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、反丁烯二酸、甲基丙烯酸環氧丙酯、乙烯基吡啶、丙烯酸二乙基胺基乙酯、N-甲基甲基丙烯醯胺、丙烯腈等含有反應性官能基之單體。該等之中,丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸等高水溶性之單體,可於不會使作為單體整體之水溶解度提高而無法製成水中油滴型單體乳液之範圍內使用。
(ii)中所使用之無機微粒子,必須使其粒徑小且良好地分散至疏水性乙烯基單體中。此處使用之無機微粒子之粒徑為30 nm以上且100 nm以下,更佳為30 nm以上且70 nm以下,進而更佳為40 nm以上且60 nm以下。另外,於無機微粒子為疏水性乙烯基單體且親和性不良時,較佳為預先對無機微粒子表面進行表面處理。該表面處理時,可應用使顏料分散劑吸附至無機物表面上之分散劑處理,利用矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等之偶合劑處理,或利用膠囊聚合等之聚合物塗層處理等已知方法。
於(ii)中,為了於水中乳化分散有無機微粒子之疏水性乙烯基單體,而通過經親水化之多孔質膜,吐出至水中。該多孔質細孔必須係平均細孔徑為0.01~5 μm且均勻之孔徑,進而貫通膜之表裏者。作為膜之材質,較佳為玻璃,作為具體例,較佳為將以火山灰白砂為主原料煅燒而成SiO2
-Al2
O3
-B2
O3
-CaO系玻璃,利用熱處理使之微相分離,用酸溶解去除富含硼酸之相所得之多孔質玻璃(SPG:Shirasu Porous Glass)。
於(ii)中,於通過多孔質膜而擠出含有無機微粒子之疏水性乙烯基單體的水相中,必須存在界面活性劑或水溶性高分子來作為單體液滴之穩定劑。若無穩定劑,則通過膜所吐出之單體液滴會相互融合形成寬度廣之粒徑分布。作為較佳穩定劑,於單體液滴為1 μm左右以上之情況下,較佳為聚乙烯醇、羥丙基纖維素、聚乙烯基吡咯啶酮等水溶性高分子系之穩定劑,亦可於其中添加少量之陰離子系界面活性劑或非離子系乳化劑。例如,以十二烷基硫酸鈉做為乳化劑並以1-十六醛為共乳化劑之組合牢固吸附於液滴表面,穩定化效果大,故作為(ii)中之穩定劑特佳。
於(ii)中,為了使含有羥乳化之無機微粒子的單體液滴之水分散體聚合,主要使用油溶性自由基起始劑。若例示可用作油溶性自由基起始劑之起始劑,則可舉出:偶氮雙異丁腈等偶氮系起始劑;過氧化苯甲醯、過氧化(2,4-二氯苯甲醯)等芳香族過氧化物;過氧化異丁基、二異丙基過氧基二碳酸酯、二(2-乙基己基過氧基)二碳酸酯等脂肪族系過氧化物。該等可於乳化前預先溶解於單體相中而使用。另外,亦可添加對苯二酚、氯化鐵等水溶性自由基聚合抑制劑。
(iii)表面含有反應性官能基b之無機微粒子,其係藉由使如下化合物與作為成為核心之無機微粒子的金屬氧化物微粒子進行鍵結而獲得者,該化合物含有導入到該無機微粒子之反應性官能基b、下述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基。
[化學式(1)]-Q1
-C(=Q2
)-NH-
(化學式(1)中,Q1
表示NH、O(氧原子)、或S(硫原子),Q2
表示O或S)
於使用上述(iii)之反應性無機微粒子B之情況下,就提高有機成分量之方面而言,存在分散性及膜強度進一步提高之優點。
首先,就含有導入到無機微粒子之反應性官能基b、上述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基的化合物(以下,有時稱作反應性官能基修飾水解性矽烷)加以說明。
於上述反應性官能基修飾水解性矽烷中,作為導入到無機微粒子之反應性官能基,若以可與上述黏合劑成分C反應之方式適當選擇,則無特別限定。適於導入如上所述之聚合性不飽和基。
於上述反應性官能基修飾水解性矽烷中,上述化學式(1)所示之基[-Q1
-C(=Q2
)-NH-],具體而言存在[-O-C(=O)-NH-]、[-O-C(=S)-NH-]、[-S-C(=O)-NH-]、[-NH-C(=O)-NH-]、[-NH-C(=S)-NH-]及[-S-C(=S)-NH-]之6種。該等基可單獨使用1種,或者將2種以上組合使用。其中,就熱穩定性之觀點而言,較佳為併用[-O-C(=O)-NH-]基、[-O-C(=S)-NH-]基及[-S-C(=O)-NH-]基之至少1種。認為上述化學式(1)所示之基[-Q1
-C(=Q2
)-NH-],於分子間藉由氫鍵產生適度之凝聚力
而製成硬化物之情況下,可賦予優異之機械強度、與基材之密接性及耐熱性等特性。
另外,作為藉由水解而生成矽醇基之基,可舉出矽原子上具有烷氧基、芳氧基、乙醯氧基、胺基、鹵素原子等之基,較佳為烷氧基矽烷基或芳氧基矽烷基。矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基,可藉由縮合反應或水解後產生之縮合反應而與金屬氧化物微粒子鍵結。
作為上述反應性官能基修飾水解性矽烷之較佳具體例,例如可舉出下述化學式(2)所示之化合物。
化學式(2)中,Ra
、Rb
可相同亦可不同,表示氫原子或C1
~C8
之烷基或芳基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、苯基、矽烷基等。此處,m為1、2或3。
作為以[(Ra
O)m
Rb 3-m
Si-
]所表示之基,例如可舉出三甲氧基矽烷基、三乙氧基矽烷基、三苯氧基矽烷基、甲基二甲氧基矽烷基、二甲基甲氧基矽烷基等。上述基中,較佳為三甲氧基矽烷基或三乙氧基矽烷基等。
Rc
係具有C1
~C12
之脂肪族或芳香族構造之2價有機基,可具有鏈狀、支鏈狀或環狀之構造。作為該有機基,例如
可舉出:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、六亞甲基、伸環己基、伸苯基、亞二甲苯基、十二亞甲基等。該等之中,較佳例為亞甲基、伸丙基、伸環己基、伸苯基等。
另外,Rd
為2價有機基,通常自分子量為14~1萬、較佳為分子量為76~500之2價有機基中選擇。例如,可舉出:六亞甲基、八亞甲基、十二亞甲基等鏈狀聚伸烷基;伸環己基、伸降基等脂環式或多環式之2價有機基;伸苯基、伸萘基、伸聯苯基、聚伸苯基等2價芳香族基;及該等之烷基取代體、芳基取代體。另外,該等2價有機基亦可包含含有碳及氫原子以外之元素之原子團,亦可包含聚醚鍵、聚酯鍵、聚醯胺鍵、聚碳酸酯鍵、進而上述化學式(1)所示之基。
Rc
為(n十1)價有機基,較佳為自鏈狀、支鏈狀或環狀之飽和烴基及不飽和烴基中選擇。
Y’表示含有反應性官能基之1價有機基。亦可為如上所述之反應性官能基本身。例如,自聚合性不飽和基中選擇反應性官能基b之情況下,可舉出:(甲基)丙烯醯(氧)基、乙烯(氧)基、丙烯(氧)基、丁二烯(氧)基、苯乙烯(氧)基、乙炔(氧)基、桂皮醯(氧)基、順丁烯二酸酯基、(甲基)丙烯醯胺等。另外,n較佳為1~20之正整數,更佳為1~10,特佳為1~5。
本發明中所使用之反應性官能基修飾水解性矽烷之合成,例如可使用揭示於日本專利特開平9-100111號公報之方法。即,例如於導入聚合性不飽和基之情況下,(a)
可藉由巰基烷氧基矽烷、聚異氰酸酯化合物、及可與異氰酸酯基反應之含活性氫基聚合性不飽和化合物的加成反應而進行。另外,(b)可藉由分子中含有烷氧基矽烷基及異氰酸酯基之化合物與含活性氫基聚合性不飽和化合物之直接反應而進行。進而,(c)亦可藉由分子中含有聚合性不飽和基及異氰酸酯基之化合物、與巰基烷氧基矽烷或胺基矽烷之加成反應而直接合成。
於製造(iii)之反應性無機微粒子B時,可選擇將反應性官能基修飾水解性矽烷另行進行水解操作後,將其與無機微粒子混合,進行加熱、攪拌操作之方法;於無機微粒子之存在下,進行反應性官能基修飾水解性矽烷之水解的方法;或者,於其他成分,例如於多價不飽和有機化合物、單價不飽和有機化合物、放射線聚合起始劑等之存在下,進行無機微粒子之表面處理之方法;較佳為於無機微粒子之存在下,進行反應性官能基修飾水解性矽烷之水解的方法。於製造(iii)之反應性無機微粒子B時,其溫度通常為20℃以上且150℃以下。另外,處理時間為5分鐘~24小時之範圍。
為了促進水解反應,作為觸媒,亦可添加酸、鹽或鹼。作為酸,可舉出有機酸及不飽和有機酸;作為鹼之較佳者,可舉出三級胺及四級氫氧化銨。相對於反應性官能基修飾水解性矽烷,該等酸、鹼觸媒之添加量為0.001~1.0重量%,較佳為0.01~0.1重量%。
作為反應性無機微粒子B,亦可使用不包含分散介質之
粉末狀微粒子,就可省略分散步驟、生產性高之方面而言,較佳為使用將微粒子製成溶劑分散溶膠者。
相對於凹凸層之該反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,反應性無機微粒子B之含量較佳為5重量份以上且20重量份以下,更佳為7重量份以上且15重量份以下。於未滿5重量份之情況下,有凹凸層表面之硬度不充分之虞,於超過20重量份之情況下,有填充率過高,反而導致膜強度下降之虞。
相對於上述透光性微粒子A之總量100重量份,上述反應性無機微粒子B之含量較佳為70~1000重量份,更佳為80~750重量份,特佳為150~500重量份。於反應性無機微粒子B之含量未滿70重量份之情況下,有時無法於防眩層之凹凸層上形成所期望之凹凸形狀,有防眩性下降、無法提高膜強度之虞。另一方面,於超過1000重量份之情況下,除了上述反應性無機微粒子B之成本增加以外,而且該無機微粒子B易於凝聚,故有對比度下降之虞。
於本說明書中,所謂硬化性黏合劑系統之構成成分,除黏合劑成分C以外,視需要表示黏合劑成分C以外之硬化性黏合劑成分、聚合物成分、聚合起始劑等硬化後成為下述凹凸層之矩陣成分者。
<1-3-1.黏合劑成分C>
於本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物中,黏合劑成分
C含有與上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b具有交聯反應性的反應性官能基c,該反應性官能基b與該反應性官能基c進行交聯鍵結,從而形成網狀構造。另外,該黏合劑成分C,為了獲得充分之交聯性,較佳為含有3個以上之該反應性官能基c。作為該反應性官能基c,可較佳地使用聚合性不飽和基,較佳為光硬化性不飽和基,特佳為電離放射線硬化性不飽和基。作為其具體例,可舉出(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性雙鍵及環氧基等。
作為黏合劑成分C,較佳為硬化性有機樹脂,較佳為具有製成塗膜時可使光透過之透光性者。作為其具體例,可舉出利用以紫外線或電子束為代表之電離放射線進行硬化之樹脂即電離放射線硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂與溶劑乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂等僅藉由於塗層時使用以調整固形分之溶劑乾燥,即成為被覆膜之樹脂)之混合物、或熱硬化性樹脂之三種,較佳為舉出電離放射線硬化性樹脂。
作為電離放射線硬化性樹脂之具體例,可舉出(甲基)丙烯酸酯基等含有自由基聚合性官能基之化合物,例如(甲基)丙烯酸酯系之寡聚物、預聚物、或單體(monomer)。更具體而言,作為(甲基)丙烯酸酯系寡聚物或預聚物,可舉出:分子量較低之聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇多烯樹脂、多元醇等由多官能化合物
之(甲基)丙烯酸酯構成之寡聚物或預聚物。另外,作為(甲基)丙烯酸酯系單體,可舉出:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、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、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(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)丙烯酸酯等。
作為(甲基)丙烯酸酯系化合物以外之例,可舉出:苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮等單官能或多官能單體,或雙酚型環氧化合物、酚醛清漆型環氧化合物、芳香族乙烯醚、脂肪族乙烯醚等寡聚物或預聚物等含有陽離子聚合性官能基之化合物。
於使用電離放射線硬化性樹脂作為紫外線硬化性樹脂之情況下,作為光聚合起始劑或光聚合促進劑,可添加增感劑。
作為光聚合起始劑之具體例,於含有自由基聚合性官能基之樹脂系之情況下,可舉出:苯乙酮類、二苯甲酮類、米其勒苯甲醯苯甲酸酯、α-amiloxime ester、一硫化四甲基秋蘭姆、安息香類、安息香甲醚、9-氧硫 類、苯丙酮類、苯偶醯類、醯基氧化膦類、1-羥基-環己基-苯基-酮等,該等可單獨使用或混合使用。1-羥基-環己基-苯基-酮,例如可作為商品名Irgacure 184(Ciba Specialty Chemicals公司製造)購買。另外,作為α-胺基烷基苯酮類,例如可作為商品名Irgacure 907、369購買。
於含有陽離子聚合性官能基之樹脂系之情況下,作為光聚合起始劑,將芳香族重氮鎓鹽、芳香族鋶鹽、芳香族碘鎓鹽、二茂金屬化合物、安息香磺酸酯等單獨使用,或作為混合物使用。
另外,較佳為將光敏劑混合使用,作為其具體例,可舉出正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等。
相對於電離放射線硬化性組成物100重量份,光聚合起始劑之添加量為0.1~10重量份。
作為電離放射線硬化性樹脂中混合使用之溶劑乾燥型樹脂,主要可舉出熱可塑性樹脂。熱可塑性樹脂可利用普遍例示者。藉由添加溶劑乾燥型樹脂,可有效防止塗佈面之塗膜缺陷。作為熱可塑性樹脂之較佳具體例,例如較佳為苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、有機酸乙烯酯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含鹵素樹脂、烯烴系樹脂(包括脂環式烯烴系樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、熱可塑性聚胺基甲酸酯樹脂、聚碸系樹脂(例如,聚醚碸、聚碸)、聚苯醚系樹脂(例如,2,6-二甲苯酚之聚合物)、纖維素衍生物(例如,纖維素酯類、纖維素胺基甲酸酯類、纖維素醚類)、聚矽氧樹脂(例如,聚二甲基矽氧烷、聚甲基苯基矽氧烷)、橡膠或彈性體(例如,聚丁二烯、聚異戊二烯等二烯系橡膠,苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸橡膠、胺基甲酸酯橡膠、聚矽氧橡膠)等。
作為熱硬化性樹脂之具體例,可舉出:酚樹脂、尿素樹
脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、三聚氰二胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、胺基醇酸樹脂、三聚氰胺-尿素共縮聚樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。於使用熱硬化性樹脂之情況下,視需要可進一步添加使用交聯劑、聚合起始劑等硬化劑,聚合促進劑、溶劑、黏度調整劑等。
<1-3-2.其他成分>
根據本發明之較佳態樣,較佳為於下述塗層液中添加氟系或矽氧系等之勻化劑。添加勻化劑之塗層液,於塗佈或乾燥時,可對塗膜表面賦予塗層穩定性、平滑性、抗污染性及耐擦傷性。
作為溶劑,例如可舉出:異丙醇、甲醇、乙醇、丁醇、異丁醇等醇類;甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、環己酮等酮類;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類;氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷等鹵化烴;甲苯、二甲苯等芳香族烴或該等之混合物。
本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物,可依據通常之製備法,藉由混合上述成分進行分散處理而製備。混合分散時,可使用塗料振盪器或珠磨機等。於以透光性微粒子A及反應性無機微粒子B分散至溶劑中之狀態獲得之情況下,於此分散狀態下,適當添加及混合上述硬化性黏合劑系統、含有溶劑之其他成分,進行分散處理,藉此加以製
備。
本發明之防眩薄膜,其係於透明基材薄膜之觀察者側具有最表面具有凹凸形狀之防眩層者,其特微在於:上述防眩層具有:僅由凹凸層構成之單一層、或者由包含凹凸層及配置於該凹凸層之觀察者側之表面形狀調整層的2層以上構成之積層構造,該凹凸層由上述任一種之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物構成,該凹凸層之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係,於該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其周圍之表皮層區域,具有相較於該表皮層區域、上述反應性無機微粒子B之平均粒子數少於透明基材薄膜側之區域的表皮層,該表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數係該凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數的80%以下。
(I)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<| HZ
(hWB
+WC
+WA
)-HZ
(WB
+WC
+WA
)| (Ⅱ)| HZ
(hwB
)-HZ
(WB
)|<2 (Ⅲ)| HZ
(hWB
+WC
)-HZ
(WB
+WC
)|<2
(其中,HZ
(WB
)、HZ
(hWB
)、HZ
(WB
+WC
)、HZ
(hWB
+WC
)、HZ
(WB
十WC
十WA
)、HZ
(hWB
十WC
十WA
)表示各組成物中之霧值。括弧
內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)
本發明之防眩薄膜,於透明基材薄膜上具有由上述本發明之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物構成之防眩層,由此可提高防眩薄膜整體之耐擦傷性。
相對於凹凸層之上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述透光性微粒子A之含量為1重量份以上且5重量份以下,且,該凹凸層之凸部之膜厚係上述透光性微粒子A之平均粒徑十1.5 μm以下,更佳為十1.0 μm以下,該凹凸層之凹部之膜厚較佳為小於上述透光性微粒子A之平均粒徑。
膜厚滿足如上所述之條件,由此可確保有效提高明處對比度之最低限度膜厚。另外,藉由防眩層之薄膜化、及利用該防眩層之薄膜化所進行之透光性微粒子含量之減少,本發明之防眩薄膜可於維持外部散射性(外部霧值)之狀態下抑制暗處對比度下降。
藉由薄膜化及利用其所進行之透光性微粒子含量之減少,而降低內部霧值。藉由降低內部霧值,可抑制使用本發明之防眩薄膜的顯示器面板之正面對比度下降。
外部霧值與內部霧值之和相同、而外部霧值及內部霧值分別不同之2種防眩薄膜,即便外部霧值與內部霧值之和相同,內部霧值小之防眩薄膜相較於內部霧值大之防眩薄膜,抑制正面對比度下降之效果大。另外,雖然理由尚不明朗,但藉由降低內部霧值而提高正面對比度之效果,在
用於窄視角之顯示器面板時大於用於廣視角之顯示器面板時。
視角可藉由使用ELDIM公司製造之EZ Contrast,對透明基材薄膜側之表面上貼合有附帶黏著劑之本發明之防眩薄膜的液晶面板加以測定。
以下,就視角之測定,使用圖加以說明。
如圖4所示,設定貼合有防眩薄膜之顯示器面板位於X-Y平面內,將顯示器面板之法線設為Z軸。繼而,如圖5所示,於X-Y平面內,自X軸以順時針方向設定方位角,確定方位角45∘之方向。繼而,如圖6所示,於上述方位角45∘上,自Z軸上於X-Y平面上使視點傾斜,直至對比度下降至150。此時,相對於顯示器面板,Z軸與視點所成之角度為極角。
上述極角越大,即,自顯示器面板正面至顯示器面板平面,確保對比度越大,則視角越廣。相對於此,若極角小,則自正面使視點傾斜時,對比度立即降低至固定值(150),故視角窄。
以下,就本發明之防眩薄膜之層構成,加以說明。
圖7係本發明之防眩薄膜之基本層構成之一例的剖面圖。於透明基材薄膜3之任意一面上設置有防眩層2,防眩層2必須配置於觀察者70側之表面。
再者,於本發明中,所謂觀察者70側係表示將本發明之防眩薄膜配置於影像顯示裝置時,面向觀察者70之面。另外,於本發明中,所謂顯示裝置側係表示將本發明
之防眩薄膜配置於影像顯示裝置時,面向影像顯示裝置本體之面。另外,透明基材薄膜3並未僅限定於1層,亦可存在2層以上。
防眩層2包含至少凹凸層4。於本發明中,所謂凹凸層4係指對防眩層2之最表面賦予凹凸形狀之層。
本發明之防眩薄膜,就可對影像顯示裝置賦予所需之各種功能之方面而言,如圖8所示,上述防眩層2由2層以上構成,該防眩層2亦可設為於凹凸層4之觀察者70側具有表面形狀調整層5之積層構造。於凹凸層4上形成表面形狀調整層5,藉此,上述凹凸層4,例如為了發揮適當之防眩性能,於具有經微細化之凹凸形狀之情況下,或具有過大之凹凸差之情況下,亦可使防眩層2之觀察者70側之表面成為平滑且緩和之所需之凹凸形狀,且可賦予防眩薄膜各種功能。
表面形狀調整層5亦可進一步含有抗靜電劑、折射率調整劑、抗污染劑、撥水劑、撥油劑、指紋附著防止劑、高硬化劑及硬度調整劑。
另外,表面形狀調整層5兼具低折射率層,由此亦可賦予防眩層抗反射性能,如圖9所示,上述防眩層2由2層以上構成,亦可於表面形狀調整層5之外另行於觀察者70側進一步具有低折射率層6。該低折射率層6具有吻合成為該層之基礎層的凹凸層4或表面形狀調整層5之表面的凹凸形狀之形狀,表面之凹凸形狀成為與基礎層之表面相同之凹凸形狀。另外,除了低折射率層6以外,亦可於
觀察者70側存在任意層。再者,低折射率層6具有低於積層有該低折射率層6之影像顯示裝置側之層的折射率。
以下,就構成本發明之防眩薄膜之各層,依序加以說明。
對於透明基材薄膜之材質並無特別限定,可使用防眩薄膜所使用之通常材料,例如較佳為以醯化纖維素、環烯烴聚合物、丙烯酸酯系聚合物或聚酯為主體者。此處,所謂「作為主體」係表示於基材構成成分中含有比例最高者。
作為醯化纖維素之具體例,可舉出纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯等。作為環烯烴聚合物,例如可舉出降烯系聚合物、單環之環狀烯烴系聚合物、環狀共軛二烯系聚合物、乙烯基脂環式烴系聚合物樹脂等,更具體而言,可舉出:日本ZEON股份有限公司製造之ZEONEX或ZEONOR(降烯系樹脂)、SUMITOMOBAKELITE股份有限公司製造之SUMILITE FS-1700、JSR股份有限公司製造之ARTONE(改質降烯系樹脂)、三井化學股份有限公司製造之APEL(環狀烯烴共聚物)、Ticona公司製造之Topas(環狀烯烴共聚物)、日立化成股份有限公司製造之OPTOREZ OZ-1000系列(脂環式丙烯酸樹脂)等。作為丙烯酸酯系聚合物之具體例,可舉出: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。作為聚酯之具體例,可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
於本發明中,以富於薄膜之柔軟性之薄膜狀態使用透明
基材薄膜之情況下,其厚度為20 μm以上且300 μm以下,較佳為30 μm以上且200 μm以下。於透明基材薄·膜上形成防眩層時,為了提高黏接性,除了電暈放電處理、氧化處理等物理處理以外,亦可預先塗佈稱作固著劑或底塗劑之塗料。
防眩層係本發明之防眩薄膜必需之層,使上述防眩層用硬化性樹脂組成物或該防眩層用硬化性樹脂組成物、及上述表面形狀調整層用硬化性樹脂組成物進行硬化而獲得。該防眩層設置於透明基材薄膜之觀察者側之表面。此處,所謂觀察者側,係表示將本發明之防眩薄膜設置於顯示器(影像顯示裝置),面向觀察者之面。防眩層由1層或2層以上構成,至少具有凹凸層,其最表面具有凹凸形狀。
於本發明中,上述透明基材等之表面上亦可積層預先製備之凹凸層。於此情況下,亦可為另行製備之凹凸層。
本發明之凹凸層,包含於硬化性黏合劑系統硬化後形成凹凸層之矩陣的成分,視需要進一步包含抗靜電劑、勻化劑等添加劑,用以折射率調整、防止交聯收縮、賦予高擠壓強度之無機填充料等而形成;該硬化性黏合劑將用以賦予防眩性之透光性微粒子A、用以賦予耐擦傷性之反應性無機微粒子B、及用以賦予對基材或鄰接層之密接性之黏合劑成分C作為必需成分。
<2-2-2.凹凸層之形成>
作為本發明之防眩薄膜之實施形態之一例,可舉出藉由
以下方法形成之防眩薄膜:使用光硬化性黏合劑系統作為硬化性黏合劑系統,以該光硬化性黏合劑系統中添加有透光性微粒子A及反應性無機微粒子B之防眩層用硬化性樹脂組成物作為塗層液,進行塗層,於上述透明基材薄膜之觀察者側之表面形成凹凸層。
此時,上述透光性微粒子A較佳為包含第一微粒子及第二微粒子,或者較佳為包含第一微粒子、第二微粒子及第三微粒子。
作為將塗層液塗佈於透明基材薄膜之方法,可舉出輥塗法、Mayer bar塗佈法、凹版印刷塗裝法等塗佈方法。塗佈塗層液後,進行乾燥及紫外線硬化。塗佈防眩層用硬化性樹脂組成物後,以數秒左右快速乾燥,藉此於凹凸層之透明基材薄膜側之相反側之空氣界面及其周圍(表皮層),厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數減少。或者,藉由調製固形分濃度而提高溶液黏度,亦可獲得相同之效果(表皮層)。作為紫外線源之具體例,可舉出:超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、黑光螢光燈、金屬鹵素燈之光源。作為紫外線之波長,可使用190~380 nm之波段。作為電子束源之具體例,可舉出:Cockcroft-Walton型、Van de Graaff型、共振變壓器型、絕緣心型變壓器型、或直線型、高頻高壓加速器型、高頻型等各種電子束加速器。
使光硬化性黏合劑系統之構成成分硬化,由此使該光硬化性黏合劑系統之構成成分中所含之上述反應性無機微
粒子B之反應性官能基b與上述黏合劑成分C之反應性官能基c進行交聯鍵結,形成網狀構造。另外,光硬化性黏合劑系統之構成成分中之透光性微粒子A被固定,而於凹凸層之最表面形成所期望之凹凸形狀。
於賦予凹凸層用組成物而形成凹凸層之情況下,就凹凸層與表面形狀調整層之密接性、及耐擦傷性良好之方面而言,較佳為使凹凸層用組成物,以膠體率為30%以上且80%以下、較佳下限為35%以上、更佳為40%以上、較佳上限為70%以下、更佳為60%以下進行硬化。
再者,至於膠體率,例如於該組成物為紫外線硬化性樹脂之情況下,可藉由以下方法求得。首先,作為樣品,製作凹凸層用組成物之成分中包含單體、寡聚物、聚合物、其他添加劑等含有透光性微粒子A及反應性無機微粒子B之粒子以外之成分的油墨,於厚度為50 μm之PET基材上塗層為5 μm之膜厚,於10~100 mJ之範圍內以10 mJ間隔改變UV照射條件進行照射,而製作各種樣品。其次,將該樣品切割為10 cm見方,取三點n數,測定重量,將該重量設為M1。其次,於認為溶解單體之溶劑(丙酮、甲基乙基酮、乙酸甲酯、甲苯及其混合溶劑等。丙烯酸酯系組成物之情況下,代表性的是丙酮、甲基乙基酮)中浸漬12小時以上,自溶劑中取出各樣品,於烘箱內充分乾燥(60℃×2分鐘),測定經乾燥之樣品重量,將該重量設為M2。其次,取得浸漬於溶劑前之重量M1與羥乾燥之樣品重量M2之差,將該值設為△M。最後,使用下述式算出每
個照射量之膠體率(%)。
「膠體率(%)」=100-△M/M1
於本發明之防眩薄膜中,就硬度、耐擦傷性等物性方面良好、生產性亦好之方面而言,凹凸層之膜厚較佳為0.5 μm以上且13 μm以下,更佳為0.5 μm以上且7 μm以下。藉由將膜厚設定為0.5 μm以上,可賦予充分之耐擦傷性,藉由設定為13 μm以下,可抑制龜裂產生。
本發明之防眩薄膜,如上所述基本上由透明基材及防眩層構成。然而,考慮到作為防眩薄膜之功能或用途,除了本發明之凹凸層以外,亦可進一步包含如下所述之一或二以上之層。另外,亦可進一步包含中折射率層或高折射率層。
<2-3-1.表面形狀調整層>
於本發明中,為了調整凹凸層表面之凹凸形狀,亦可於凹凸層上形成表面形狀調整層。表面形狀調整層,將凹凸層之表面粗度中以凹凸尺度(凹凸之峰高度與峰間隔)之1/10以下之尺度沿凹凸形狀而存在的微細凹凸加以填埋,實施平滑化而使凹凸表面平滑,或者,調整凹凸之峰間隔或峰高度、峰頻率(個數)。另外,亦可對表面形狀調整層,進一步賦予抗靜電、折射率調整、高硬度化、抗污染性等功能。
表面調整層之膜厚(硬化時)較佳為0.6 μm以上且15 μm以下,更佳為3 μm以上且8 μm以下。再者,上述
表面調整層之厚度,係與藉由下述雷射顯微鏡觀察、SEM或TEM觀察所進行之防眩層之層厚的測定方法同樣測定之值。
<2-3-1-1.表面形狀調整層用硬化性樹脂組成物>
表面形狀調整層,可使除了含有黏合劑成分以外、視需要亦適當含有有機系微粒子或二氧化矽等無機系微粒子之表面形狀調整層用硬化性樹脂組成物進行硬化而形成。
作為黏合劑成分(包含單體、寡聚物等樹脂成分),較佳為透明性者,作為其具體例,可舉出藉由紫外線或電子束進行硬化之樹脂即電離放射線硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂與溶劑乾燥型樹脂之混合物、或熱硬化性樹脂之三種,較佳為電離放射線硬化性樹脂。
作為電離放射線硬化性樹脂之具體例,可舉出凹凸層中敍述之樹脂。另外,亦可分別使用視需要可於電離放射線硬化性樹脂中混合使用之光聚合起始劑、光聚合促進劑、光敏劑、溶劑乾燥型樹脂等凹凸層中敍述者。
上述表面調整層,亦可為含有調整流動性之有機微粒子或二氧化矽微粒子者。微粒子中,較佳為膠體二氧化矽。先前,若藉由形成表面調整層而填充微細凹凸,實施平滑化,則導致實施過剩之平滑化,因此防眩性顯著下降。然而,若藉由含有上述膠體二氧化矽之組成物形成被覆膜,則可同時滿足防眩性及黑色再現性。雖然可獲得該效果之作用並不明確,但推測為:含有膠體二氧化矽之組成物,藉由控制其流動性而對表面之凹凸形狀之吻合性良好,因
此實施平滑化時,可對先前之表面調整層未完全填充之基礎層凹凸層中之微細凹凸形狀賦予適度之平滑性,並且不會完全填埋而殘留。
於本發明中,所謂「膠體二氧化矽」,表示使膠體狀態之二氧化矽微粒子分散至水或有機溶劑中之膠體溶液。較佳為上述膠體二氧化矽之粒徑(直徑)為1~50 nm左右之微粒子。再者,本發明中之膠體二氧化矽之粒徑係藉由BET法求得之平均粒徑(藉由BET法測定表面積,設定粒子為圓球而進行換算,算出平均粒徑)。
<2-3-1-2.表面形狀調整層之形成法>
作為塗佈表面形狀調整層用組成物之方法,可舉出輥塗法、Mayer bar塗佈法、凹版印刷塗裝法等塗佈方法。塗佈表面形狀調整層用組成物後,進行乾燥及紫外線硬化。作為紫外線源之具體例,可舉出:超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、黑光螢光燈、金屬鹵素燈之光源。作為紫外線之波長,可使用190~380 nm之波段。作為電子束源之具體例,可舉出:對稱型、範氏加速器型、共振變壓器型、絕緣心型變壓器型,或直線型、高頻高壓加速器型、高頻型等各種電子束加速器。
<2-3-2.低折射率層>
低折射率層係來自外部之光(例如,螢光燈、自然光等)在防眩薄膜之表面上反射時,發揮藉由多層膜中之光干擾效果而降低其反射率之作用的層。根據本發明之較佳態樣,於由單層構成之防眩層(即,凹凸層之觀察者側)或者
由兩層以上構成之防眩層(即,表面形狀調整層之觀察者側)表面上,形成低折射率層。低折射率層係該低折射率層之折射率低於該低折射率層之鄰接於透明基材薄膜側之層的折射率者。
根據本發明之較佳態樣,較佳為由鄰接於低折射率層之凹凸層或表面形狀調整層之折射率為1.5以上,低折射率層之折射率為1.45以下、較佳為1.42以下構成者。
作為低折射率層,較佳為由(1)含有二氧化矽或氟化鎂之樹脂、(2)作為低折射率樹脂之氟系樹脂、(3)含有二氧化矽或氟化鎂之氟系樹脂及(4)二氧化矽或氟化鎂之薄膜等之任一者構成。關於氟樹脂以外之樹脂,可使用與構成凹凸層之樹脂相同之樹脂。
作為上述氟系樹脂,可使用至少分子中含有氟原子之聚合性化合物或其聚合物。作為聚合性化合物,並無特別限定,例如較佳為含有以電離放射線硬化之官能基、熱硬化之極性基等硬化反應性之基者。另外,亦可為同時兼具該等反應性基之化合物。相對於該聚合性化合物,所謂聚合物係指完全不含有如上所述之反應性基等者。
作為含有電離放射線硬化性基之聚合性化合物,可廣泛使用具有乙烯性不飽和鍵結之含氮單體。更具體而言,可例示氟烯烴類(例如,氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟丁二烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-間二氧雜環戊烯等)。作為含有(甲基)丙烯醯氧基者,亦存在如2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基
(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基(甲基)丙烯酸酯、α-三氟甲基丙烯酸甲酯、α-三氟甲基丙烯酸乙酯般之分子中具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;分子中,含有至少具有3個氟原子之碳數為1~14之氟烷基、氟環烷基或氟伸烷基,及至少2個(甲基)丙烯醯氧基的含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等。
作為熱硬化性極性基,較佳為例如羥基、羧基、胺基、環氧基等氫鍵形成基。該等不僅與塗膜之密接性優異,而且與二氧化矽等無機超微粒子之親和性亦優異。作為含有熱硬化性極性基之聚合性化合物,例如可舉出4-氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物;氟乙烯-烴系乙烯醚共聚物;環氧、聚胺基甲酸酯、纖維素、酚、聚醯亞胺等各樹脂之氟改質品等。
作為兼具電離放射線硬化性基及熱硬化性極性基之聚合性化合物,可例示丙烯酸或甲基丙烯酸之部分或完全氟化烷基、烯基、芳酯類、完全或部分氟化乙烯醚類、完全或部分氟化乙烯酯類、完全或部分氟化乙烯基酮類等。
另外,亦可將具有氟原子之聚合性化合物或聚合物一併與防眩層用硬化性樹脂組成物中敍述之各樹脂成分混合使用。進而,可適當使用用以使反應性基等硬化之硬化劑,為了提高塗層性或者賦予防污染性,可適當使用各種添加劑、溶劑。
<2-3-3.抗污染層>
根據本發明之較佳態樣,較佳為如下者:以防止低折射率層之最表面受到污染為目的,亦可設置抗污染層,較佳為於形成有低折射率層之基材薄膜之一面之相反面側設置有抗污染層。抗污染層可進一步改善防眩薄膜之抗污染性及耐擦傷性。
作為抗污染劑之具體例,可舉出分子中具有氟原子之對光硬化性樹脂組成物之相溶性低,難以添加至低折射率層中之氟系化合物及/或矽系化合物,分子中具有氟原子之對光硬化性樹脂組成物及微粒子具有相溶性之氟系化合物及/或矽系化合物。
上述各層亦可進一步具有其他功能,例如亦可由含有抗靜電劑、折射率調整劑、抗污染劑、硬度調整劑等功能附加成分之組成物而形成。功能附加成分,較佳為包含於上述各層中、特別是表面形狀調整層中。
<2-4-1.抗靜電劑(導電劑)>
上述各層、特別是表面形狀調整層中含有抗靜電劑,由此可有效防止塵埃附著於光學積層體之表面。作為抗靜電劑之具體例,可舉出四級銨鹽、吡啶鎓鹽、1~3級胺基等含有陽離子性基之各種陽離子性化合物,磺酸鹼、硫酸酯鹼、磷酸酯鹼、膦酸鹼等含有陰離子性基之陰離子性化合物,胺基酸系、胺基硫酸酯系等兩性化合物,胺基醇系、甘油系、聚乙二醇系等非離子性化合物,如錫及鈦之烷醇
之有機金屬化合物,以及如彼等之乙醯丙酮鹽之金屬螯合物化合物等,進而可舉出將上述列記之化合物進行高分子量化之化合物。另外,如含有三級胺基、四級銨基或金屬螯合部,且可藉由電離放射線進行聚合之單體或者寡聚物,或含有官能基之偶合劑的有機金屬化合物等聚合性化合物,亦可用作抗靜電劑。
另外,作為上述抗靜電劑之其他例,可舉出導電性微粒子。作為該導電性微粒子之具體例,可舉出包含金屬氧化物者。作為上述金屬氧化物,可舉出ZnO(折射率為1.90,以下括弧內之數值表示折射率)、CeO2
(1.95)Sb2
O2
(1.71)、SnO2
(1.997)、簡稱ITO之大量氧化銦錫(1.95)、In2
O3
(2.00)、Al2
O3
(1.63)、摻雜銻之氧化錫(簡稱:ATO,2.0)、摻雜鋁之氧化鋅(簡稱:AZO,2.0)等。上述導電性微粒子之平均粒徑較佳為0.1 nm~0.1 μm。藉由於上述範圍內,可獲得將上述導電性微粒子分散至黏合劑時,可形成幾乎無霧值且全光線透過率良好之高透明膜之組成物。
<2-4-2.折射率調整劑>
藉由於防眩層中添加折射率調整劑,可調整防眩層表面之抗反射特性。該折射率調整劑,可舉出低折射率劑、中折射率劑、高折射率劑等。
<2-4-2-1.低折射率劑>
低折射率劑係其折射率低於防眩層者。根據本發明之較佳態樣,較佳為如下構成者:防眩層之折射率為1.5以
上,抵折射率劑之折射率未滿1.5,較佳為1.45以下。
具體而言,可較佳地使用低折射率層之說明中列舉之低折射率劑。含有低折射率劑之表面形狀調整層之膜厚,因該層成為最外層,需要耐擦傷性或硬度,故較佳為厚於1 μm。
<2-4-2-2.高折射率劑/中折射率劑>
為了進一步提高抗反射性,亦可使表面形狀調整層中含有高折射率劑、中折射率劑。高折射率劑、中折射率劑之折射率亦可於1.46~2.00之範圍內設定,中折射率劑表示其折射率於1.46~1.80範圍內者,高折射率劑表示其折射率於1.65~2.00範圍內者。
作為上述高折射率劑/中折射率劑,可舉出微粒子,作為其具體例,可舉出氧化鋅(1.90)、二氧化鈦(2.3~2.7)、二氧化鈰(1.95)、摻雜錫之氧化銦(1.95)、摻雜銻之氧化錫(1.80)、氧化釔(1.87)、氧化鋯(2.0)。
<2-4-3.勻化劑>
防眩層中可添加勻化劑。作為勻化劑之較佳者,可舉出氟系或矽氧系等之勻化劑。勻化劑,對於防眩層用樹脂組成物,可提高對於塗佈或乾燥時之塗膜表面之塗層性,而賦予平滑性、抗污染性及耐擦傷性。
<2-4-4.硬度調整劑(高硬化劑)>
防眩層中,為了賦予耐擦傷性,可添加硬度調整劑(高硬化劑)。作為硬度調整劑之具體例,例如可舉出將聚酯(甲基)丙烯酸酯、銨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲
基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯預聚物,或者,三羥甲基丙烷三(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)丙烯酸酯等3官能以上之多官能(甲基)丙烯酸酯單體單獨使用,或自該等中選擇2種以上組合調配而成之電離放射線硬化性樹脂。
本發明並未限定於上述形態。上述形態為例示,具有與本發明之申請專利範圍中所揭示之技術思想相同之實質上相同之構成、且發揮相同之作用效果者之任一種,均包含於本發明之技術範圍內。
以下,就本發明,表示實施例而加以具體說明。本發明並未限制於該等揭示內容。再者,實施例中,只要未特別特定,則份表示重量份。另外,平均膜厚係於所得防眩薄膜剖面之TEM照片中測定5處,取其平均值。
(1)表面吸附離子去除
將粒徑為90 nm之水分散膠體二氧化矽(商品名:SNOWTEX ZL,日產化學工業股份有限公司製造,PH值為9~10),使用400 g之陽離子交換樹脂(商品名:DIAIONSK1B,三菱化學股份有限公司製造)進行3小時離子交換,繼而,使用200 g之陰離子交換樹脂(商品名:DIAIONSA20A,三菱化學股份有限公司製造)進行3小時離子交換後,進行清洗,獲得固形分濃度為20重量%之二氧化矽微粒子之水分散體。
此時,二氧化矽微粒子之水分散體之Na2
O含量,於每個二氧化矽微粒子中分別為7 ppm。
(2)表面處理(單官能單體之導入)
於進行上述(1)之處理之二氧化矽微粒子之水分散液10 g中,添加150 mL之異丙醇、4.0 g之3,6,9-三氧雜癸酸及4.0 g之甲基丙烯酸,攪拌30分鐘加以混合。
將所得之混合液,一面在60℃下加熱5小時一面攪拌,藉此獲得二氧化矽微粒子表面上導入有甲基丙烯醯基之二氧化矽微粒子分散液。將所得之二氧化矽微粒子分散液,使用旋轉蒸發器餾去蒸餾水及異丙醇,添加甲基乙基酮以免乾固,並使最終殘留之水或異丙醇為0.1重量%,獲得固形分為50重量%之二氧化矽分散甲基乙基酮溶液。
如此獲得之反應性無機微粒子B(1-1),藉由日機裝股份有限公司製造之Nanotrac粒度分析計測定之結果,具有d50
=92 nm之平均粒徑。另外,被覆二氧化矽微粒子表面之有機成分量,藉由熱重量分析法測定之結果為4.05×10-3
g/m2
。
(1)表面吸附離子去除
與製造例1-1同樣獲得去除表面吸附離子之二氧化矽微粒子之水分散液。
(2)表面處理(多官能單體之導入)
於製造例1-1中,除了將甲基丙烯酸變更為二季戊四醇五丙烯酸酯(商品名:SR399,SARTOMER股份有限公司製
造)以外,以與製造例1-1相同之方法,進行表面處理。
如此獲得之反應性無機微粒子B(1-2),藉由上述粒度分析計進行測定之結果為具有d50
=93 nm之平均粒徑。另外,被覆二氧化矽微粒子表面之有機成分量,藉由熱重量分析法測定之結果為3.84×10-3
g/m2
。
混合40 g之肥粒體磁性體之油性分散體(TAIHO工業股份有限公司製造之Ferrieolloid,粒徑為40 nm)、94 g之苯乙烯、1 g之乙烯基苯、5 g之甲基丙烯酸環氧丙酯及3 g之偶氮雙異丁腈,一面冷卻一面分散10分鐘,獲得分散有無機微粒子之疏水性乙烯基單體。作為多孔質膜,將利用熱處理使SiO2
-Al2
O3
-B2
O3
-CaO系玻璃進行微相分離、並以酸溶解去除富含硼酸之相而多孔化之管(伊勢化學股份有限公司製造之SPG,細孔徑為0.3 μm)於70℃下於2當量硫酸中浸漬2小時,用水充分清洗,進行親水化處理。繼而,於將10 g之十二烷基硫酸鈉及25.3 g之1-十六醛添加至2 L水之溶液,進行10分鐘超聲波照射,浸漬於破壞凝膠構造之水溶液中,一面照射超聲波,一面進行減壓脫氣,去除多孔質玻璃內部之氣泡。其次,以200 mL/分鐘之流速,使上述水溶液流入該多孔質玻璃管之內側,並以1.3 kg/cm2
之壓力,使分散有無機微粒子之疏水性乙烯基單體流入外側。自多孔質玻璃之內側流出之水相中,存在疏水性乙烯基單體相被乳化之微小液滴而白濁。將所得之分散有無機微粒子之疏水性乙烯基單體液
滴之水分散體中之1 L於70℃下攪拌8小時,進行聚合反應,獲得含有磁性體之聚合物粒子(反應性無機微粒子B(2))。如此獲得之反應性無機微粒子B(2),藉由上述粒度分析計進行測定之結果為,具有d50
=63 nm之平均粒徑。另外,被覆表面之有機成分量,藉由熱重量分析法進行測定之結果為5.35×10-3
g/m2
。
乾燥空氣中,向包含7.8份之巰基丙基三甲氧基矽烷及0.2份之二月桂酸二丁基錫的溶液,一面攪拌一面於50℃下以1小時滴加20.6份之異佛爾酮二異氰酸酯後,於60℃下攪拌3小、時。此處,於30℃下以1小時滴加71.4份之季戊四醇三丙烯酸酯,於60℃下加熱攪拌3小時,藉此獲得化合物(1)。
於氮氣流下,將88.5份(固形分為26.6份)之甲醇矽溶膠(商品名,日產化學工業股份有限公司製造,甲醇溶劑膠體二氧化矽分散液(數平均粒徑為0.050 μm,二氧化矽濃度為30%))、8.5份之上述合成之化合物(1)、0.01份之對甲氧基苯酚之混合液,於60℃下攪拌4小時。繼而,於該混合溶液中,添加3份之甲基三甲氧基矽烷作為化合物(2),於60℃下攪拌1小時後,添加9份之原甲酸甲酯,進而於相同溫度下加熱攪拌1小時,藉此獲得交聯性無機微粒子。如此獲得之反應性無機微粒子B(3),藉由上述粒度分析計所測定之結果為,具有d50
=63 nm之平均粒徑。另外,被覆表面之有機成分量藉由熱重量分析法測定之結
果為7.08×10-3
g/m2
。
作為透明基材薄膜,於厚度為80 μm之三乙醯纖維素薄膜之一側,藉由Mayer bar塗佈法塗佈3.5 g/m2
之下述組成之「防眩層塗層液」(設定透光性微粒子A之含有率為3%),使溶劑蒸發乾燥後,保持氧濃度為0.1%以下,利用80 W/cm之紫外線照射裝置以10 m/min之速度照射2次,藉此獲得平均膜厚為2.1 μm之防眩薄膜。
此處,所謂透光性微粒子A之含有率,係表示透光性微粒子A之含量相對於反應性無機微粒子B與硬化性黏合劑系統之合計量之比例(百分比)。
「防眩層塗層液」
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(商品名:PET-30,日本化藥股份有限公司製造):42.5重量份·光聚合起始劑(商品名:Irgacure 184,Ciba specialty Chemicals公司製造):2重量份·聚矽氧(勻化劑):1重量份·二氧化矽(透光性微粒子A)(平均粒徑為3.5 μm):1.5 重量份·甲苯:34重量份
於製造上述防眩薄膜時,以透光性微粒子A之含有率為0%、5%、7%、10%、15%之方式分別調整「防眩層塗層液」,與上述同樣,針對各樣品獲得防眩薄膜。
作為透明基材薄膜,於厚度為80 μm之三乙醯纖維素薄膜之一側,藉由Mayer bar塗佈法塗佈3.5 g/m2
之包含上述製造例1-1中製造之反應性無機微粒子B(1-1)的下述組成之「防眩層塗層液」(設定反應性無機微粒子B(1-1)之含有率為5%,設定透光性微粒子A之含有率為3%),使溶劑蒸發乾燥後,保持氧濃度為0.1%以下,利用80W/cm之紫外線照射裝置以10 m/min之速度照射2次,藉此獲得平均膜厚為2.1 μm之防眩薄膜。
此處,所謂反應性無機微粒子B之含有率,係表示反應性無機微粒子B之含量相對於反應性無機微粒子B與硬化性黏合劑系統之合計量之比例(百分比)。
「防眩層塗層液」
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(商品名:PET-30,日本化藥股份有限公司製造):42.5重量份·光聚合起始劑(商品名:Irgacure 184,Ciba Specialty Chemicals公司製造):2重量份·聚矽氧(勻化劑):1重量份·反應性無機微粒子B(1-1)(平均粒徑為92 nm):2.5重量份·二氧化矽(透光性微粒子A)(平均粒徑為3.5 μm):1.5重量份·甲苯:34重量份
於製造上述防眩薄膜時,以透光性微粒子A之含有率為0%、5%、7%、10%、15%之方式分別調整「防眩層塗層液」,
與上述同樣,針對各樣品獲得防眩薄膜。
參考實驗2中,以達到10%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率,除此以外以與上述參考實驗2相同之方式獲得防眩薄膜。
於參考實驗2中,以達到15%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率,除此以外以與上述參考實驗2相同之方式獲得防眩薄膜。
於參考實驗2中,以達到20%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率,除此以外以與上述參考實驗2相同之方式獲得防眩薄膜。
於參考實驗2中,以達到25%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率,除此以外以與上述參考實驗2相同之方式獲得防眩薄膜。
於參考實驗2中,以達到30%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率,除此以外以與上述參考實驗2相同之方式獲得防眩薄膜。
對於上述各參考實驗,依據JIS K 7105:1981「塑膠之光學特性試驗方法」,測定每個樣品之防眩性薄膜之最表
面之霧值。將其結果示於表1。
作為透明基材薄膜,於厚度為80 μm之三乙醯纖維素薄膜之一側,藉由Mayer bar塗佈法塗佈3.5 g/m2
之包含上述製造例1-1中製造之反應性無機微粒子B(1-1)的下述組成之「防眩層塗層液」(設定反應性無機微粒子B(1-1)之含有率為5%,設定透光性微粒子A之含有率為7%),使溶劑蒸發乾燥後,保持氧濃度為0.1%以下,利用80W/cm之紫外線照射裝置以10 m/min之速度照射2次,藉此獲得平均膜厚為2.1 μm之防眩薄膜。
「防眩層塗層液」
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(商品名:PET-30,日本化藥股份有限公司製造):42.5重量份·光聚合起始劑(商品名:Irgacure 184,Ciba specialty Chemicals公司製造):2重量份·聚矽氧(勻化劑):1重量份·反應性無機微粒子B(1-1)(平均粒徑為92 nm):2.5重量份·二氧化矽(透光性微粒子A)(平均粒徑為3.5 μm):3.5重量份·甲苯:34重量份
於製造實施例1之防眩薄膜時,除了以達到10%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含
有率以外,以與上述實施例1相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例1之防眩薄膜時,除了以達到15%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率以外,以與上述實施例1相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例1之防眩薄膜時,除了以達到30%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率以外,以與上述實施例1相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例1之防眩薄膜時,除了以達到50%之方式調製製造例1-1中獲得之反應性無機微粒子B(1-1)之含有率以外,以與上述實施例1相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)及二五季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)作為黏合劑成分C以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)及胺基甲酸酯(UA)作為黏合劑成分C以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例1-2中獲得之反應性無機微粒子B(1-2),設定防眩層之平均膜厚為3.5 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例2中獲得之反應性無機微粒子B(2),設定防眩層之平均膜厚為3.5 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定防眩層之平均膜厚為3.5 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用80 μm厚度之環烯烴聚合物(COP)薄膜作為透明基材薄膜以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用80 μm厚度之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為透明基材薄膜以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用80 μm厚度
之丙烯酸系樹脂薄膜作為透明基材薄膜以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及苯乙烯為主成分且平均粒徑為7.5 μm之透光性微粒子A,以達到10%之方式調製該透光性微粒子A之含有率,設定防眩層之平均膜厚為12 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為主成分且平均粒徑為5.2 μm之透光性微粒子A,使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)及胺基甲酸酯(UA)作為黏合劑成分C,以達到10%之方式調製該透光性微粒子A之含有率,設定防眩層之平均膜厚為20 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及乙二醇二甲基丙烯酸酯(EtGDMA)為主成分且平均粒徑為10 μm之透光性微粒子A,使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)及胺基甲酸酯(UA)作為黏合劑成分C,以達到12%之方式調製該透光性微粒子A之含有率,設定防眩層之平均膜厚為20 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例1-2中獲得之反應性無機微粒子B(1-2)作為反應性無機微粒子B,設定平均粒徑為d50
=60 nm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了設定反應性無機微粒子B(1-1)之含有率為1%以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了設定被覆反應性無機微粒子B(1-1)之表面之有機成分量為0.80×10-3
g/m2
以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為主成分且平均粒徑為5.2 μm之透光性微粒子A,設定防眩層之平均膜厚為35 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了設定防眩層之平均膜厚為0.4 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定該反應性無機微粒子
B(3)之平均粒徑為42 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定該反應性無機微粒子B(3)之平均粒徑為63 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定該反應性無機微粒子B(3)之平均粒徑為44 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定該反應性無機微粒子B(3)之平均粒徑為92 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用製造例3中獲得之平均粒徑為63 μm之反應性無機微粒子B(3),以達到10%之方式調製反應性無機微粒子B之含有率,使用平均粒徑為2 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,設定透光性微粒子A之含有率為4%,設定凹部膜厚為0.8 μm,設定凸部膜厚為4 μm,除此以外以與上述實施例3相同
之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用製造例3中獲得之平均粒徑為63 μm之反應性無機微粒子B(3),以達到10%之方式調製反應性無機微粒子B之含有率,使用平均粒徑為3.5 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,設定透光性微粒子A之含有率為4%,設定凹部膜厚為1.2 μm,設定凸部膜厚為4.5 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用製造例3中獲得之平均粒徑為63 μm之反應性無機微粒子B(3),以達到10%之方式調製反應性無機微粒子B之含有率,使用平均粒徑為2 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,設定透光性微粒子A之含有率為6.5%,設定凹部膜厚為0.6 μm,設定凸部膜厚為4.5 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,使用製造例3中獲得之平均粒徑為63 μm之反應性無機微粒子B(3),以達到10%之方式調製反應性無機微粒子B之含有率,使用平均粒徑為3.5 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,設定透光性微粒子A之含有率為6.5%,設定凹部膜厚為1.3 μm,設定凸部膜厚為5.5 μm,除此以外以與上述實施例
3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例2之防眩薄膜時,使用製造例3中獲得之平均粒徑為63 μm之反應性無機微粒子B(3),使用平均粒徑為2.3 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,設定透光性微粒子A之含有率為3.5%,設定凸部膜厚為2.5 μm,除此以外以與上述實施例2相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定透光性微粒子A之含有率為4.0%以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定透光性微粒子A之含有率為4.5%以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定凸部膜厚為2.3 μm以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜“
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定凸部膜厚為2.8 μm以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定外部霧值為9.0%以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例31之防眩薄膜時,除了設定外部霧值為9.0%以外,以與上述實施例31相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例32之防眩薄膜時,除了設定外部霧值為9.0%以外,以與上述實施例32相同之方式獲得防眩薄膜。
將實施例30之防眩薄膜,使用黏著劑貼合於具有以下所示之正面對比度及如圖10所示之對比度視角的液晶面板,從而獲得顯示器。
液晶示意:TN(扭轉向列)正面對比度:1100比1對比度視角:圖10
於實施例38中,除了使用外部霧值為9.5%之防眩薄膜以外,以與實施例38相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例38中,除了使用外部霧值為7.5%之防眩薄膜以外,以與實施例38相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例38中,除了使用外部霧值為5.5%之防眩薄膜以外,以與實施例38相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例38中,除了將液晶面板設為具有以下所示之正面對比度及如圖11所示之對比度視角的液晶面板以外,以與實施例38相同之方式獲得顯示器。
液晶示意:TN(扭轉向列)正面對比度:750比1對比度視角:圖11
於實施例42中,除了使用外部霧值為7.5%之防眩薄膜以外,以相同之方式獲得顯示器。
於實施例38中,除了將液晶面板設為具有以下所示之正面對比度及如圖12所示之對比度視角的液晶面板以外,以與實施例38相同之方式獲得顯示器。
液晶示意:IPS(In Plane Switching)正面對比度:350比1對比度視角:圖12
於實施例44中,除了使用外部霧值為7.5%之防眩薄膜以外,以相同之方式獲得顯示器。
於實施例38中,除了將液晶面板設為具有以下所示之正面對比度及如圖13所示之對比度視角的液晶面板以外,以與實施例38相同之方式獲得顯示器。
液晶示意:IPS(In Plane Switching)正面對比度:600比1對比度視角:圖13
於實施例46中,除了使用外部霧值為7.5%之防眩薄膜以外,以相同之方式獲得顯示器。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了不包含透光性微粒子A,設定防眩層之平均膜厚為6.2 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了不包含反應性無機微粒子B以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用如下二氧化矽微粒子代替反應性無機微粒子B以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜,上述二氧化矽微粒子,係於製造例1-1中進行粒徑為90 nm之水分散膠體二氧化矽(商品名:SNOWTEX ZL,日產化學工業股份有限公司製造,pH
值為9~10)之表面吸附離子去除後,不進行表面處理者。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了設定反應性無機微粒子B(1-1)之平均粒徑為10 nm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,除了使用製造例3中獲得之反應性無機微粒子B(3),設定該反應性無機微粒子B(3)之平均粒徑為20 μm以外,以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,設定反應性無機微粒子B之含有率為0%,使用平均粒徑為2 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,以達到7.5%之方式調製透光性微粒子A之含有率,設定凹部膜厚為2.2 μm,設定凸部膜厚為5.8 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例3之防眩薄膜時,設定反應性無機微粒子B之含有率為0%,使用平均粒徑為2 μm之二氧化矽微粒子作為透光性微粒子A,以達到10%之方式製備透光性微粒子A之含有率,設定凹部膜厚為2.0 μm,設定凸部膜厚為5.5 μm,除此以外以與上述實施例3相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造實施例30之防眩薄膜時,除了設定透光性微粒子A之含有率為10.0%,設定反應性無機微粒子B之含有率為0%,設定凸部膜厚為4.2 μm以外,以與上述實施例30相同之方式獲得防眩薄膜。
於製造比較例8之防眩薄膜時,除了設定外部霧值為9.0%以外,以與上述比較例8相同之方式獲得防眩薄膜。
於實施例38中,除了將防眩薄膜製成透光性微粒子A之導入率為10%、反應性無機微粒子之導入率為0%、凸部膜厚為4.2 μm、內部霧值為1.2%、外部霧值為4.5%的防眩薄膜以外,以與實施例38相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於比較例10中,除了將防眩薄膜製成外部霧值為12.5%之防眩薄膜以外,以與比較例10相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於比較例10中,除了將防眩薄膜製成外部霧值為23.5%之防眩薄膜以外,以與比較例10相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例42中,除了將防眩薄膜製成內部霧值為
1.2%、外部霧值為12.5%、凸部膜厚為4.2 μm之防眩薄膜以外,以與實施例42相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例44中,除了將防眩薄膜製成內部霧值為1.2%、外部霧值為12.5%、凸部膜厚為4.2 μm之防眩薄膜以外,以與實施例44相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
於實施例46中,除了將防眩薄膜製成內部霧值為1.2%、外部霧值為12.5%、凸部膜厚為4.2 μm之防眩薄膜以外,以與實施例46相同之方式獲得將防眩薄膜貼合於液晶面板之顯示器。
針對上述實施例1至21及比較例1至4,評價以下(1)~(4)。將其結果示於表2。再者,表2至4之項目中,A/(B十C)及B/(B十C)之C表示硬化性黏合劑系統。
(1)鉛筆硬度試驗
使用不同硬度之鉛筆,於500 g之負重下,利用依據JIS K5600之試驗法進行。目視確認傷痕。5根所畫出線中,將無傷痕之根數為4根或5根時設為合格,表2之評價結果表示(無傷痕之根數)/(5根線)。
(2)鋼絲絨試驗
將試驗對象之防眩薄膜之表面,使用鋼絲絨之#0000
號,以500 g之負重擦拭20次,測定有無擦傷者。
評價○:無擦傷評價×:有擦傷
(3)霧值
依據JIS K7105:1981「塑膠之光學特性試驗方法」,測定防眩薄膜之最表面之霧值。
(4)龜裂性
將切割為10×2 cm大小之防眩薄膜,以防眩層面為上而捲繞於有曲率之圓柱上,測定開始產生裂縫之曲率直徑,藉此評價。
(評價標準)
評價○:10 mm以內。
評價△:10~20 mm。
評價×:20 mm以上。
對於上述實施例22至25及比較例5,評價以下(5)及(6)。將其結果示於表3。
(5)分散性評價
使用SEM照片,凹凸層之厚度方向剖面之1 μm寬度區域中之反應性無機微粒子B之數量除以該凹凸層之1 μm寬度區域之面積,而算出平均粒子數。同樣地,使用SEM照片,表皮層之厚度方向剖面之1 μm寬度區域中之反應性無機微粒子B之數量除以該表皮層之1 μm寬度區域之面積,而算出平均粒子數。上述表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之平均粒子數除以上述凹凸層之厚度方向
剖面上之每單位面積之平均粒子數所得之值再乘以100,而算出表皮層平均粒子數比例(%)。
(6)耐皂化性試驗
將所得之防眩薄膜之A4版2張大小者,於60℃下於200 cc之2當量氫氧化鈉水溶液中浸漬2分鐘,然後用純水清洗,進行皂化處理。其次,取出皂化處理後之氫氧化鈉水溶液,於100℃下進行加熱濃縮後,添加純水,進而添加硝酸,而製成酸性。藉由感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,I CP)發光分光分析法,測定該氫氧化鈉水溶液中之矽(Si)含量。
(評價標準)
評價◎:氫氧化鈉水溶液中之Si含量少於2.0 μg/g。
評價○:氫氧化鈉水溶液中之Si含量為2.0 μg/g~8.0 μg/g。
評價×:氫氧化鈉水溶液中之Si含量超過8.0 μg/g。
對於上述實施例26至29、以及比較例6及比較例7,評價上述(3)及以下(7)。將其結果示於表4。
(7)正面對比度(C/R)下降率測定
測定具有以下所示之液晶示意、正面對比度及圖10所示之對比度視角的液晶面板上未貼合防眩薄膜之狀態(眩光),及使用黏著劑將防眩薄膜貼合於該面板之狀態(顯示器)之兩者在白顯示、黑顯示時之亮度,算出對比度,並算出相對於顯示器之眩光之正面對比度下降率。再者,測定亮度時,使用Topcon techno house股份有限公司製造
之BM-5A亮度計。
液晶示意:TN(扭轉向列)正面對比度:750比1對比度視角:圖10
對於上述實施例30至37、以及比較例8及比較例9,評價上述(1)、(3)及(7)。將其結果示於表5。
對於上述實施例38至47、以及比較例10至15中所使用之防眩薄膜,評價上述(3),對於上述實施例38至47、以及比較例10至15中所使用之各液晶面板及所得顯示器,評價以下(7’)、(8)及(9)。將其結果示於表6。
(7’)正面對比度(C/R)下降率測定
測定液晶面板上未貼合防眩薄膜之狀態(眩光)、及貼合有防眩薄膜之狀態(顯示器)之兩者在白顯示、黑顯示時之亮度,算出對比度,並算出相對於顯示器之眩光之正面對比度下降率。再者,測定亮度時,使用Topcon techno house股份有限公司製造之BM-5A亮度計。
(8)表面狀態(閃耀)測定
於畫面為綠色之狀態下目視評價。
評價○:貼合前後不產生變化。
評價△:貼合面之一部分閃耀。
評價×:整個面閃耀。
(9)對比度(C/R)視角測定
使用ELD IM公司製造之EZ Contrast,自對比度最大之顯示器正面(顯示器之法線上),於方位角45。之方向上改變極角,測定對比度降低至150時之極角。
1‧‧‧防眩薄膜
2‧‧‧防眩層
3‧‧‧透明基材薄膜
4‧‧‧凹凸層
5‧‧‧表面形狀調整層
6‧‧‧低折射率層
10‧‧‧區域P
20‧‧‧反應性無機微粒子B
30‧‧‧防眩層之透明基材薄膜之相反側之界面
40‧‧‧透明基材薄膜側之界面
50‧‧‧表皮層
60‧‧‧反應性無機微粒子B以30 nm以上之平均粒子間距離而均勻分布之區域
70‧‧‧觀察者
101‧‧‧X軸
102‧‧‧Y軸
103‧‧‧Z軸
104‧‧‧方位角45∘
105‧‧‧極角
110‧‧‧貼合有防眩薄膜之顯示器面板
圖1係示意性表示本發明之防眩薄膜之層厚度方向之剖面及該剖面上之寬度為1 μm之區域的一例之立體圖。
圖2係示意性表示本發明之防眩薄膜之層厚度方向之剖面及該剖面上之寬度為1 μm之區域的一例之圖。
圖3係示意性表示本發明之防眩薄膜之層厚度方向之剖面寬度為1 μm的區域中之反應性無機微粒子B之分布情況的一例之圖。
圖4係示意性表示貼合有防眩薄膜之顯示器面板之立體圖。
圖5係示意性表示貼合有防眩薄膜之顯示器面板之正面圖。
圖6係示意性表示視角中之極角之概念圖。
圖7係示意性表示本發明之防眩薄膜之一例之剖面圖。
圖8係示意性表示本發明之防眩薄膜之其他一例之剖面圖。
圖9係示意性表示本發明之防眩薄膜之其他一例之剖面圖。
圖10係表示評價(7)及實施例38中所使用之液晶面板之對比度視角之圖。
圖11係表示實施例43中所使用之液晶面板之對比度視角之圖。
圖12係表示實施例45中所使用之液晶面板之對比度視角之圖。
圖13係表示實施例47中所使用之液晶面板之對比度視角之圖。
10‧‧‧區域P
20‧‧‧反應性無機微粒子B
30‧‧‧防眩層之透明基材薄膜之相反側之界面
40‧‧‧透明基材薄膜側之界面
50‧‧‧表皮層
60‧‧‧反應性無機微粒子B以30 nm以上之平均粒子間距離而均勻分布之區域
Claims (21)
- 一種防眩層用硬化性樹脂組成物,其含有亦具有系統內之硬化反應性之硬化性黏合劑系統,該硬化性黏合劑系統包含:(1)透光性微粒子A,其平均粒徑為1 μm以上且10 μm以下;(2)反應性無機微粒子B,其平均粒徑為30 nm以上且100 nm以下,至少表面之一部分被有機成分被覆,且表面含有藉由該有機成分導入之反應性官能基b;以及(3)黏合劑成分C,其含有與上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b具有交聯反應性之反應性官能基c;上述硬化反應性硬化性黏合劑之特徵在於,上述防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係:(I)| HZ (hWB +WC )-HZ (WB +WC )|<| HZ (hWB +WC +WA )-HZ (WB +WC +WA )| (Ⅱ)| HZ (hWB )-HZ (WB )|<2 (Ⅲ)| HZ (hWB +WC )-HZ (WB +WC )|<2(其中,HZ (WB )、HZ (hWB )、HZ (WB +WC )、HZ (hWB +WC )、HZ (WB 十WC 十WA )、HZ (hWB 十WC 十WA )表示各組成物中之霧值;括弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述硬化物之霧值為5~20%。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,相對於上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,該反應性無機微粒子B之含量為5~20重量份。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,相對於上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述透光性微粒子A之含量為1重量份以上且5重量份以下。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,於被覆前之無機微粒子之每單位面積中含有1.00×10-3 g/m2 以上之被覆上述反應性無機微粒子B之上述有機成分。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述反應性無機微粒子B之反應性官能基b及上述黏合劑成分C之反應性官能基c係聚合性不飽和基。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述反應性無機微粒子B係藉由如下方式獲得:於自飽和或不飽和羧酸、對應於該羧酸之酸酐、醯氯、酯及醯胺、胺基酸、亞胺、腈、異腈、環氧化合物、胺、β-二羰基化合物、矽烷、及含有官能基之金屬化合物所組成群組中選擇之1種以上之分子量為500以下的表面修飾化合物之存在下,使無機微粒子分散於作為分散介質之水及/或有機溶劑中。
- 如申請專利範圍第7項之防眩層用硬化性樹脂組成 物,其中,上述表面修飾化合物係含有至少1種氫鍵形成基之化合物。
- 如申請專利範圍第7項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述表面修飾化合物之至少1種係含有成為上述反應性官能基b之至少1種聚合性不飽和基。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述反應性無機微粒子B係藉由如下方式獲得:使將粒徑為30 nm以上且100 nm以下之無機微粒子分散至疏水性乙烯基單體中之單體組成物,通過經親水化之多孔質膜而吐出至水中,製成分散有無機微粒子之單體液滴之水分散體後,進行聚合。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述反應性無機微粒子B係藉由使化合物與金屬氧化物微粒子鍵結而獲得,該化合物含有:導入到被覆前之無機微粒子表面之反應性官能基b、下述化學式(1)所示之基、及矽醇基或藉由水解而生成矽醇基之基;[化學式(1)]-Q1 -C(=Q2 )-NH-(化學式(1)中,Q1 表示NH、O(氧原子)或S(硫原子),Q2 表示O或S)。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物,其中,上述黏合劑成分C係含有3個以上之上述反應性官能基c之化合物。
- 如申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成 物,其中,上述透光性微粒子A及上述反應性無機微粒子B係包含二氧化矽。
- 一種防眩薄膜,其係於透明基材薄膜之觀察者側具備最表面具有凹凸形狀之防眩層者,其特微在於:上述防眩層具有僅由凹凸層構成之單一層,或者由包含凹凸層及配置於該凹凸層之觀察者側之表面形狀調整層的2層以上構成之積層構造;該凹凸層由上述申請專利範圍第1項之防眩層用硬化性樹脂組成物之硬化物構成,該凹凸層之霧值滿足下述式I~Ⅲ之關係;於該凹凸層之透明基材薄膜之相反側之界面及其附近之表皮層區域,具有相較於較該表皮層區域更靠透明基材薄膜側之區域,上述反應性無機微粒子B之平均粒子數較少的表皮層;該表皮層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數,係該凹凸層之厚度方向剖面上之每單位面積之上述反應性無機微粒子B之平均粒子數的80%以下;(I)| HZ (hWB +WC )-HZ (WB +WC )|<| HZ (hWB +WC +WA )-HZ (WB +WC +WA )| (Ⅱ)| HZ (hWB )-HZ (WB )|<2 (Ⅲ)| HZ (hWB +WC )-HZ (WB +WC )|<2(其中,HZ (WB )、HZ (hWB )、HZ (WB +WC )、HZ (hWB +WC )、HZ (WB 十WC 十WA )、HZ (hWB 十WC +WA )係表示各組成物中之霧值;括 弧內之W表示反應性無機微粒子B、黏合劑成分C、透光性微粒子A之各組成物中之重量,h為1以上之常數)。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,上述表皮層之厚度係透明基材薄膜之相反側之界面至上述反應性無機微粒子B之平均粒徑之5倍的厚度。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,較上述表皮層更靠透明基材薄膜側之區域中,上述反應性無機微粒子B之平均粒子間距離為30 nm以上,且該區域之至少鄰接於透明基材薄膜之區域中,均勻分散有上述反應性無機微粒子B。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,上述透明基材薄膜係以醯化纖維素、環烯烴聚合物、丙烯酸酯系聚合物或聚酯為主體。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,使用500 g負重進行JIS K5600-5-4(1999)中所規定之鉛筆硬度試驗時,上述防眩層之硬度為3 H以上。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,相對於凹凸層之上述反應性無機微粒子B與上述硬化性黏合劑系統之構成成分之合計量100重量份,上述透光性微粒子A之含量為1重量份以上且5重量份以下,且,上述凹凸層之凸部膜厚為上述透光性微粒子A之平均粒徑+1.5 μm以下,該凹凸層之凹部膜厚小於上述透光性微粒子A之平均粒徑。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,藉由耐 鋼絲絨試驗所判定之上述防眩層之耐鋼絲絨性,500 g以下為無擦傷。
- 如申請專利範圍第14項之防眩薄膜,其中,上述凹凸層之膜厚為0.5~13 μm。
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