TWI468739B - 光學片材 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種黑色感及圖像清晰性優異且適合於動態圖像與靜態圖像之混用之光學片材。
用於顯示裝置之表面之光學片材係於透明基材之觀察者側之面上積層有具有防眩性、抗靜電性、防污性等之功能之層作為功能層。通常,為了表現上述功能而採用如下方法,例如為了賦予防眩性而對表面層賦予凹凸形狀,或使形成表面層之樹脂中含有擴散粒子。
又,採用如下方法,例如為了賦予抗靜電性而添加導電性微粒子或導電性樹脂,為了賦予防污性而添加含氟聚合物或防污劑。該等擴散粒子、導電性微粒子、添加劑等並不完全與形成表面層之樹脂相溶,因此使用有該等之光學片材具有使可見光擴散之作用。又,表面層之凹凸亦同樣具有使可見光擴散之作用。
進而,為了防止光學片材間之干涉斑或光學片材與顯示元件之間之干涉斑,亦於表面層、透明基材之背面、以及各層間設置可見光波長以上之凹凸,但該凹凸亦同樣具有使可見光擴散之作用。
本發明中,將如上所述之使可見光產生擴散者定義為擴散要素,若包含此種擴散要素,則光學片材會由於外部光線之反射而致使對比度下降。亦即,要求光學片材於維持如上所述之光學片材之功能之同時,防止對比度之下降。
作為簡便地評價對比度之方法,一般採用霧度值或內部霧度與總霧度之比。亦即,考慮於光學片材之製造過程中,以降低霧度值之方式而指定材料,或對製造條件等進行控制,藉此可製造對比度之下降較少之光學片材(參照專利文獻1~3)。
然而,於多數情形下,即便霧度值相同,但對比度不同,例如已知即便以霧度值及內部霧度與總霧度之比作為指標而進行製造,亦未必可穩定地生產良好之光學片材。
又,近年來,由於以One Segment為首之各種傳輸系統之普及,於同一顯示器中欣賞靜態圖像及動態圖像之兩者之機會增加。因此,顯示器終端所要求之圖像品質亦發生變化,業者期望開發一種相對於靜態圖像與動態圖像之混用優異之光學片材。
作為一例,如專利文獻4及5所示,靜態圖像與動態圖像之要求性能不同,觀察者之觀看狀態亦不同。本發明者等對動態圖像與靜態圖像之對於光學片材所要求之性能進行了努力研究,結果發現對於動態圖像而言,作為可供欣賞之畫質,要求對比度高且藉由增加圖像之輝度或亮度而具有躍動感之圖像。
再者,將此種兼具有動態圖像所要求之躍動感與對比度之性能(例如於顯示黑色之情形時看上去為具有光澤之黑色,或於顯示膚色之情形時,看上去具有光澤且栩栩如生等)稱為「黑色感」。
又,對於靜態圖像要求對比度與耐映入性優異之圖像,將此種兼具有靜態圖像所要求之對比度與耐映入性之性能稱為「圖像清晰性」。亦即,需要一種黑色感與圖像清晰性優異之光學片材。
專利文獻1:日本專利特開2002-267818
專利文獻2:日本專利特開2007-334294
專利文獻3:日本專利特開2007-17626
專利文獻4:日本專利特開2006-81089
專利文獻5:日本專利特開2006-189658
本發明之目的在於在如上所述之狀況下,提供一種黑色感與圖像清晰性優異且適合於動態圖像與靜態圖像之混用之光學片材。
先前,一般認為對比度及防眩性依存於表面凹凸之Ra、Rz、Sm、θa等之表面形狀,或一般認為對比度及防眩性依存於取決於內部擴散劑與黏合樹脂之折射率差或內部擴散粒子之形狀等的外部光線之反射狀態。亦即,並未考慮表面凹凸與內部擴散要素之相互影響。
本發明者等發現,如圖10之1至4所示,根據內部擴散粒子與黏合樹脂之折射率差,入射至擴散粒子之影像光與外部光線之透過擴散粒子之光及反射之光之擴散特性大不相同,擴散粒子與黏合劑之折射率差越大,則由擴散粒子產生之反射光量增加,且擴散角度變大,因此由影像光產生之雜散光增加,且外部光線之反射光量增加,使對比度下降;進而本發明者等發現,如圖9-1之1-1至1-5所示,對於影像光而言,根據擴散粒子與表面凹凸之位置關係,透過擴散粒子之影像光之透射及反射特性、以及使解析度或對比度劣化之雜散光之產生狀況亦大不相同,進而,如圖9-2之2-1至2-4所示,對於外部光線而言,根據擴散粒子與表面凹凸之位置關係,進入至擴散層內部之外部光線之由擴散粒子產生之反射光的反射特性、以及使對比度劣化之雜散光的產生狀況亦大不相同,本申請案亦考慮了光學片材之表面凹凸之形狀、擴散粒子之特性以及表面凹凸與內部擴散粒子之相對關係,藉此,可獲得不僅對比度及防眩性優異,而且黑色感與圖像清晰性亦優異之光學片材。
又,如圖9-2之擴散粒子2-2所示,當存在受到擴散粒子反射之外部光線之擴散變大之表面凹凸與擴散粒子的位置關係時,如圖9-1之1-2所示,對於影像光而言,上述位置關係亦成為使擴散變大且易產生雜散光之條件,易導致由影像光所引起之對比度下降。亦即,可與外部光線之反射特性近似地考慮由影像光之雜散光所引起之對比度下降之大小關係。再者,受到雜散光影響之黑色感亦相同。
本發明者等發現,為了獲得黑色感優異之動態圖像,藉由使光學片材之擴散透射變小且使鏡面透射強度升高,而成為影像光之指向性高之狀態,且外部光線及影像光之雜散光成分越少越好。與此相對,透射散射越大,則會產生雜散光,影像光之指向性變低,影像看上去顯得發白,因此無法將膚色等顯示得栩栩如生。
另一方面,為了獲得圖像清晰性優異之靜態圖像,必需兼顧對比度與耐映入性。
然而,若為了改善耐映入性而增強所謂之防眩性,則反射擴散變大,導致對比度下降,圖像清晰性惡化。
因此,本發明者等對圖像清晰性進行了努力研究,結果發現觀察者擔憂映入之原因在於當欣賞圖像時,觀察者之焦點經常對準所映入之外部影像,視點無法固定於原本之圖像上。
繼而,本發明者等進行更進一步之研究,結果發現,藉由使所映入之外部影像之輪廓不鮮明,可不用擔心映入,且亦可抑制對比度之下降,從而可提高圖像清晰性。
亦即,本發明者等發現為了兼顧靜態圖像所要求之圖像清晰性與動態圖像之黑色感,重要的是抑制擴散鏡面透射之鏡面透射強度成分之降低,且使映入之外部影像之輪廓不鮮明,以及適當具有較小之反射擴散並使雜散光成分減少。
其意味著將鏡面反射強度成分轉換為鏡面反射附近之擴散,且意味著藉由考慮以下之(a)~(c)而獲得兼顧靜態圖像清晰性與動態圖像之黑色感之光學片材。亦即,滿足如下之三要素:(a)透射擴散小(鏡面透射強度較高)、(b)鏡面反射強度成分小、(c)轉換為鏡面反射附近之擴散。
於多數情形下,一般於光學片材中添加導電粒子以使該光學片材具有抗靜電功能,或添加微細粒子以防止眩光或形成表面凹凸,除由表面凹凸所引起之擴散(以下稱為外部擴散)以外,還具有內部擴散。
此處,於對基於內部擴散因子之擴散與基於表面形狀之擴散進行比較之情形時,構成光學片材之樹脂與內部擴散因子之折射率比大幅度地小於外部表面之空氣與樹脂之折射率比,因此對於表面具有凹凸形狀之光學片材而言,透射擴散強度受制於表面形狀。
又,當將自θ之傾斜面出射之出射角度設為Ψ,將塗膜之折射率設為n時,根據斯奈爾定律(Snell's law)為n*sinθ=sinΨ,出射角度Ψ為A‧sin(n*sinθ)-θ。另一方面,根據反射定律,反射表示θ之傾斜面之二倍之變化,因此反射角度Ψ為2*θ。
將於一般之塗膜之折射率為1.5之情形時,於光學片材之表面形狀範圍內(10度以內),相對於表面傾斜角度之反射及透射之擴散角度。如圖1所示,可知相對於表面傾斜角度之反射及透射之擴散角度成比例,由反射產生之擴散角度總是較由透射產生之擴散角度大30%左右。亦即,透射擴散小相當於反射擴散小。
藉此,上述(a)透射擴散小可換言為(a')反射擴散小,因此關於兼顧上述靜態圖像之耐映入性與動態圖像之黑色感之光學片材,較好的是將鏡面反射轉換為鏡面反射附近之擴散。
另一方面,擴散小對於黑色感而言較佳,因此重要的是勿過度地朝鏡面反射附近轉換,較好的是將反射擴散強度控制於特定之範圍。
且說,先前用於光學片材之霧度值如JIS(Japanese Industrial Standards,日本工業標準)K7136所示,係相對於全光線,自鏡面透射算起擴散2.5度以上之光之比例,因此根據霧度值,無法想到如上所述之使用鏡面反射附近之擴散、特別是未達2.5度之擴散之想法。
此處,考察等向擴散時之鏡面反射附近之擴散強度。
如圖2所示,關於擴散強度,將具有b之擴散反射強度分布之層積層於具有a之擴散反射強度分布之透明基板之後,擴散角越接近0度,則擴散反射強度之減小比例大,因此越接近0度,則擴散強度之下降大,成為具有c之擴散反射強度分布之光學片材。
亦即,於反射總光量為固定之情形時,光學片材之0度附近之反射強度分布之變化越大,則每次測定之反射強度之總和(V)表示越小之值,片材之0度附近之反射強度分布之變化越小,則V變大。又,光學片材之反射強度分布自初期起越擴大,則V表示越小之值,光學片材之反射強度分布自初期起越窄,則V變大。
更詳細而言,於表示反射擴散角度與強度之關係之圖4中,當將反射擴散特性成為aa、bb、cc之光學片材各自之反射總光量分別設為以y軸為中心之旋轉體之體積Vaa、Vbb、Vcc時,若積分反射率相等,則Vaa=Vbb=Vcc。
此處,考慮具有aa之擴散特性之光學片材之鏡面反射強度下降Oh,而成為bb及cc之擴散特性之情形。於bb之情形時,由以bb指示之斜線所表示之部分之旋轉體的體積Vbaa減少,且擴散大於擴散角b之部分成為強度比aa強之bb之特性。此時,由於Vaa=Vbb,故而將Vbaa分配為環狀之旋轉體之體積Vhbb。
同樣地,於cc之情形時,由以cc指示之斜線所表示之部分之旋轉體的體積Vcaa減少,且擴散大於擴散角c之部分成為強度比aa強之cc之特性。此時,由於Vaa=Vcc,故而將Vcaa分配為環狀之旋轉體之體積Vhcc。
又,一般認為光量與擴散角之平方及該擴散角處之強度之積成比例,因此與鏡面反射強度之減少相伴之反射擴散特性之變化越是轉換為擴散大之部分,則該角度處之強度變得更低。
亦即,反射強度之總和V當然與對於鏡面反射附近之影響大之防眩性等、及對於擴散角大之部分之影響大之白濁感等相關,而且與即便為兩者中間之角度亦無法忽視之雜散光等相關,從而與全部反射擴散角度相關。
藉此,R/V表示使鏡面反射變化為鏡面反射附近之擴散之程度,同時亦考慮雜散光等之影響,而更高精度地對黑色感與清晰性進行評價。換言之,關於表面形狀(外部擴散要素),R/V近似於引起鏡面反射之平坦部與引起反射擴散之凹凸部之比率,因此其與凹凸之傾斜之角度及凹凸之存在概率相關連;關於內部擴散,上述R/V與擴散粒子及黏合劑之折射率差、以及與擴散粒子之碰撞概率及擴散粒子之形狀相關連;關於表面形狀與內部擴散之相互作用,上述R/V與進一步彼此削弱及彼此增強上述相互作用之程度相關連,因此,上述R/V決定黑色感與清晰性之好壞。
本發明為根據上述見解而完成者,其包含以下態樣。
(1)一種光學片材,其特徵在於:其係於透明基材之至少一方之面上包含功能層,於該功能層之最表面及/或內部包含擴散要素之用於顯示元件表面者,且具有下述式(I)之關係:
0.16<R/V<0.71 (I)
R(擴散鏡面反射強度):擴散鏡面反射方向之強度
V:相對於對光學片材照射可見光線時之擴散鏡面反射方向,於-θ度~+θ度為止逐度地進行測定而得之擴散反射強度的總和。
(2)如上述(1)之光學片材,其中進而具有下述式(II)之關係:
0.20<R/V<0.62 (II)。
(3)如上述(1)之光學片材,其中進而具有下述式(III)之關係:
0.31<R/V<0.62 (III)。
(4)如上述(1)至(3)中任一項之光學片材,其中顯示元件為液晶顯示元件。
(5)如上述(1)至(4)中任一項之光學片材,其中功能層係使透光性無機粒子及/或透光性有機粒子分散於透明樹脂中而形成。
(6)如上述(1)至(5)中任一項之光學片材,其中功能層包含透明樹脂,該透明樹脂由可實現相分離之複數種樹脂所構成。
(7)如上述(5)或(6)之光學片材,其中透明樹脂與透光性無機粒子及/或透光性有機粒子之折射率不同。
(8)如上述(5)至(7)中任一項之光學片材,其中藉由透光性無機粒子及/或透光性有機粒子而於功能層之表面設置凹凸。
(9)如上述(5)至(8)中任一項之光學片材,其中透明樹脂與透光性無機粒子及/或透光性有機粒子之折射率差為0.01~0.25。
(10)如上述(5)至(9)中任一項之光學片材,其中透光性無機粒子及/或透光性有機粒子之平均粒徑為0.5~20μm。
(11)如上述(5)至(10)中任一項之光學片材,其中當將透光性無機粒子及/或透光性有機粒子之重量平均之平均直徑設為MV,將累積25%直徑設為d25,將累積75%直徑設為d75時,(d75-d25)/MV為0.25以下。
(12)如上述(5)至(11)中任一項之光學片材,其中於透明樹脂中含有1~30質量%之透光性無機粒子及/或透光性有機粒子。
(13)如上述(1)至(12)中任一項之光學片材,其中對設置於模具表面之凹凸進行反轉轉印,於功能層之表面設置凹凸。
(14)如上述(5)至(11)中任一項之光學片材,其中透明樹脂為電離放射線硬化性樹脂,功能層係將含有該電離放射線硬化性樹脂之電離放射線硬化性樹脂組合物塗佈於透明基材上,經交聯硬化而形成。
(15)如上述(14)之光學片材,其中透明基材包含纖維素系樹脂,電離放射線硬化性樹脂組合物含有含浸於透明基材中之溶劑及/或含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂、以及未含浸於透明基材中之溶劑及/或未含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂,且以具有上述式(I)、式(II)或者式(III)之任一關係之方式而加以控制。
(16)如上述(1)至(15)中任一項之光學片材,其中透明基材為三乙醯纖維素或環狀烯烴。
(17)如上述(1)至(15)中任一項之光學片材,其中透明基材為聚對苯二甲酸乙二酯。
(18)如上述(1)至(17)中任一項之光學片材,其中功能層包含硬塗層,且耐鋼絲絨摩擦性為200g/cm2
以上。
(19)如上述(1)至(18)中任一項之光學片材,其中於最表層形成有抗反射功能層。
(20)一種偏光板,其使用有如上述(1)至(19)中任一項之光學片材。
(21)一種圖像顯示裝置,其使用有如上述(20)之偏光板。
(22)一種用於顯示元件表面之光學片材之製造方法,其特徵在於:該光學片材係於透明基材之至少一方之面上包含功能層,於該功能層之最表面及/或內部包含擴散要素者,且以具有上述式(I)~式(III)之關係之方式而控制製造條件。
根據本發明,可提供一種黑色感優異且圖像清晰性優異之光學片材,根據黑色感及圖像清晰性與總霧度(圖5)、內部霧度(圖6)、內部霧度/總霧度(圖7)之關係之圖表可知,先前無法以霧度值評價黑色感及圖像清晰性,而表示黑色感及圖像清晰性與R/V之關係之圖8表明,可簡便地評價上述黑色感及圖像清晰性。
本發明之光學片材之特徵在於:其係於透明基材之至少一方之面上包含功能層,於該功能層之最表面及/或內部包含擴散要素者,且以具有0.16<R/V<0.71之關係之方式進行控制。
以下,使用圖3對R及V之測定方法進行說明。
如圖3所示,自4之方向對光學片材1照射可見光線之後,該可見光線朝5之方向擴散鏡面反射,並且一部分之光擴散。該5之方向為擴散鏡面反射方向,將擴散鏡面反射方向之光之強度定義為擴散鏡面反射強度R。
再者,如下所述,為了抑制背面反射且配合實際使用時之條件,黑色之丙烯酸板等之可見光吸收材料8經由接著劑而貼附於透明基材2之背面。
其次,相對於擴散鏡面反射方向,逐度地對圖3所示之-θ度~+θ度為止之擴散反射強度進行測定而得之總和為V。關於決定測定範圍之θ,當其角度範圍大時,測定精度變高,但通常於45度左右可獲得充分之測定精度。再者,可藉由改變入射光之角度而改變θ之最大測定範圍。
而且,於光學片材之製造過程中,以R/V為指標而選定材料,或進行製造條件之控制等,從而獲得滿足上述式(I)之光學片材。
再者,具體而言,擴散反射強度之測定係以下述方式進行。
將光學片材之背面(不具有表面層之面、與觀察者側之相反側之面)經由透明黏著劑而貼附於無凹凸或翹曲之平坦的黑丙烯酸板上,製作評價用樣品。
再者,如上所述,此處所使用之黑色之丙烯酸板係用以防止背面反射者,且只要可使光學片材之背面不具有空氣層且可吸收可見光,則無特別限制。
例如於製造線上進行測定之情形時等,亦可藉由將黑色塗料塗佈於光學片材之檢查用部分之背面等之方法,而於線上進行測定。
其次,將評價用樣品設置於測定裝置,自與面之法線相距45度之角度,使光束對於評價用樣品之光學片材側之面入射。利用光束入射至評價用樣品之光學片材面之後進行擴散反射而成之光,於相對於擴散鏡面反射方向而為-θ度~+θ度為止之範圍,逐度地掃描受光器,藉此測定擴散反射強度。
再者,將入射光之鏡面反射方向即45度定義為擴散鏡面反射方向。又,測定擴散反射強度之裝置並無特別限制,本發明中,使用日本電色工業(股)製造之「GC5000L」。
本發明之特徵在於:以下述式(I)為指標而進行控制。
0.16<R/V<0.71 (I)
使R/V超過0.16,藉此可獲得黑色感優異且圖像清晰性良好之光學片材。就使黑色感更加良好之觀點而言,R/V較好的是超過0.20,更好的是超過0.31。
又,就使圖像清晰性更加良好之觀點而言,R/V更好的是未達0.62。
其次,本發明之光學片材滿足上述式(I)。滿足上述式(I)之光學片材成為黑色感優異且圖像清晰性優異者。
為了達成本發明中之0.16<R/V<0.71,重要的是藉由內部擴散要素及外部擴散要素而調整反射亮度分布及強度。
作為藉由內部擴散要素而調整反射亮度分布及強度之方法,存在使透光性無機粒子及/或透光性有機粒子(以下,有時僅記作「透光性粒子」)分散於構成功能層之樹脂中之方法。
進而,對構成功能層之透明樹脂、分散於透明樹脂中之透光性粒子之形狀、分散狀態、粒子徑、添加量、折射率等進行控制,藉此可調整反射亮度分布及強度。又,可添加於透明樹脂之除透光性粒子以外之添加劑之濃度等亦會對基於上述內部擴散要素之擴散反射強度產生影響。
另一方面,作為藉由外部擴散要素而調整擴散反射強度之方法,例如存在:
(1)使用於表面具有微細之凹凸之模具,將凹凸形狀轉印至光學片材之表面之方法;
(2)藉由電離放射線硬化性樹脂等之構成功能層之樹脂之硬化收縮而於表面形成凹凸之方法;
(3)使透光性微粒子自上述表面層突出固化而於表面形成凹凸之方法(突出之微粒子可由構成上述表面層之樹脂所覆蓋,微粒子亦可露出);以及
(4)藉由來自外部之壓力而賦予表面凹凸之方法等。
作為上述(1)之方法,例如將電離放射線硬化性樹脂配置於透明基材上,使具有微細之凹凸之模具密著於該電離放射線硬化性樹脂之塗敷層,利用電離放射線而使該電離放射線硬化性樹脂硬化,藉此可於光學片材之表面設置凹凸形狀。
上述(2)之方法可獲得具有光滑之表面之微細之凹凸,因此可有效地防止眩光且賦予耐映入性,又,上述(3)之方法可根據透光性粒子與透明樹脂之選定、塗膜之厚度、溶劑之選定、乾燥條件、對於透明基材之滲透性等而進行性能調整,因此製程短且作業簡單,故而於可低成本地製造之方面有效。
再者,設置於凹凸表面或凹凸層與透明基材之間之功能層(抗反射層、防污層、硬塗層、抗靜電層等)亦會對基於上述外部擴散要素之擴散反射強度產生影響。具體而言,於凹凸表面設置其他功能層而形成雙層構成,藉此可使表面凹凸變得平緩,從而抑制表面擴散。再者,使上述其他功能層之塗膜之厚度變厚,藉此可使表面凹凸變得平緩,或亦可根據塗佈液組成、塗佈及乾燥條件等而控制表面擴散。
上述用以獲得外部擴散要素之方法之(3)係於如下方面較佳之方法,即,可根據所使用之透光性微粒子之種類而同時賦予外部擴散與內部擴散,且可將製造製程簡略化。
另一方面,於使用除上述(3)以外之方法之情形時,可分別獨立地設計藉由外部擴散要素而調整擴散反射強度之方法、與藉由內部擴散要素而調整擴散反射強度之方法,因此於容易對除對比度以外之解析度、眩光、耐映入性等之光學性能進行調整之方面較佳。
而且,可不考慮所使用之樹脂之光學性能而藉由外部擴散要素來調整擴散反射強度,因此容易對發揮表面樹脂之硬塗性、防污性、抗靜電性等之物理性能之樹脂進行選定。
以下,詳細記載分散於透明樹脂中之透光性粒子。
透光性粒子可為有機粒子,亦可為無機粒子,亦可混合使用有機粒子與無機粒子。
本發明之光學片材中,所使用之透光性粒子之平均粒徑較好的是0.5~20μm之範圍,更好的是1~10μm。若為該範圍內,則可調整因內部擴散及/或外部擴散之擴散反射強度分布。
尤其若透光性粒子之平均粒徑為0.5μm以上,則粒子不會過度地凝聚,容易調整凹凸形成,若該透光性粒子之平均粒徑為20μm以下,則不易出現眩光或粗糙之圖像,因此可確保設計擴散反射強度分布方面之自由度。
又,透光性粒子之粒徑之不均越少,則散射特性之不均越少,從而容易設計擴散反射強度分布。更具體而言,當將藉由重量平均而獲得之平均直徑設為MV,將累積25%直徑設為d25,將累積75%直徑設為d75時,(d75-d25)/MV較好的是0.25以下,更好的是0.20以下。
再者,所謂累積25%直徑,係指自粒徑分布中之粒徑較小之粒子開始進行計數而達到25質量%時之粒子徑,所謂累積75%直徑,係指同樣進行計數而達到75質量%時之粒子徑。
作為粒徑之不均之調整方法,例如可藉由調整合成反應之條件而進行調整,又,於合成反應之後進行粒子分級亦係有效之方法。於分級中,可藉由提高其次數或增強其程度而獲得所需之分布之粒子。
較好的是採用風力分級法、離心分級法、沈澱分級法、過濾分級法、靜電分級法等之方法進行分級。
進而,構成功能層之透明樹脂與透光性粒子之折射率差較好的是0.01~0.25。若折射率差為0.01以上,則可抑制眩光,若為0.25以下,則容易設計擴散反射強度分布。根據以上之觀點,該折射率差較好的是0.01~0.2,更好的是0.02~0.15。
再者,於改變折射率不同之兩種溶劑之混合比而改變折射率之溶劑中,將透光性粒子等量分散而測定濁度,利用阿貝折射計(Abbe refractometer)而測定濁度變得極小時之溶劑之折射率,藉此測定透光性粒子之折射率,除此以外,藉由使用Cargille試劑等之方法而測定上述透光性粒子之折射率。
又,併用比重差為0.1以上之兩種以上之透光性粒子,或併用粒子徑之差為0.5μm以上之具有不同粒徑之兩種以上的透光性粒子,或併用折射率差為0.01以上之兩種以上之透光性粒子,或併用球狀之透光性粒子與不定形之透光性粒子,藉此,亦可進行擴散反射強度之調整。
再者,比重係利用液相置換法、氣相置換法(比重瓶法)等進行測定,粒子徑係利用粒度分析儀法(Coulter counter method)或光繞射散射法等進行測定,或者藉由利用SEM(Scanning Electron Microscope,掃描式電子顯微鏡)或TEM(Transmission Electron Microscopy,穿透式電子顯微鏡)等之顯微鏡觀察光學積層體之剖面而進行測定,折射率係利用阿貝折射計進行直接測定,或者採用使用Cargille試劑之方法、分光反射光譜或分光式橢圓偏光法進行測定等,從而可定量地進行評價。
作為透光性有機粒子,可使用聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、三聚氰胺樹脂粒子、聚碳酸酯粒子、聚苯乙烯粒子、交聯聚苯乙烯粒子、聚氯乙烯粒子、苯并胍胺-三聚氰胺甲醛粒子、聚矽氧粒子、氟系樹脂粒子、以及聚酯系樹脂等。
又,作為透光性無機粒子,可列舉二氧化矽粒子、氧化鋁粒子、氧化鋯粒子、二氧化鈦粒子以及中空或具有細孔之無機粒子等。
又,即便為折射率、粒徑分布相同之透光性微粒子,擴散反射強度分布亦會因透光性粒子之凝聚之程度而有所不同,因此,組合使用凝聚狀態不同之兩種以上之透光性粒子,或使用矽烷偶合處理條件不同之兩種以上之無機粒子,藉此,可改變凝聚狀態而調整擴散反射強度分布。
再者,為了防止透光性粒子之凝聚,可較佳地列舉添加具有可見光線之波長以下之粒子徑例如50nm以下程度之粒子徑的二氧化矽等之方法。
又,為了獲得內部擴散之效果,具有可見光線之波長以上之粒子徑之二氧化矽等的不定形透光性粒子較為有效。其原因在於,與球狀粒子相比較,不定形粒子具有擴大反射擴散角度之分布之作用。
然而,由於不定形透光性粒子亦會擴大內部反射分布,故而有時會對塗膜之擴散性產生影響,導致難以調整擴散反射強度,因此,較好的是於欲獲得較廣之反射擴散之情形時等,視需要而添加該不定形透光性粒子。
更具體而言,較好的是於相對於球狀粒子與不定形透光性粒子之合計量而未達4質量%之範圍內添加不定形透光性粒子。
透光性粒子較好的是以於透明樹脂(固形物成分)中含有1~30質量%之方式而經調配,更好的是2~25質量%之範圍。若透光性粒子為1質量%以上,則可獲得耐映入性,另一方面,若為30質量%以下,則對比度之下降少,可獲得良好之可見度。
作為構成功能層之透明樹脂,可使用電離放射線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂。為了形成功能層,將含有電離放射線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂之樹脂組合物塗佈於透明基材,使該樹脂組合物中所含之單體、寡聚物以及預聚物交聯及/或聚合,藉此可形成該功能層。
單體、寡聚物以及預聚物之官能基較好的是具有電離放射線聚合性者,其中,較好的是光聚合性官能基。
作為光聚合性官能基,可列舉(甲基)丙烯醯基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等之不飽和之聚合性官能基等。
又,作為預聚物及寡聚物,可列舉(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯等之丙烯酸酯;矽氧烷等之矽樹脂;不飽和聚酯;環氧樹脂等。
作為單體,可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等之苯乙烯系單體;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等之丙烯酸系單體;三羥甲基丙烷三巰基乙酸酯、三羥甲基丙烷三巰基丙酸酯、季戊四醇四巰基乙酸酯等之分子中含有2個以上之硫醇基之多元醇化合物等。
又,亦可將聚合物添加於上述樹脂組合物而用作黏合劑。作為聚合物,例如可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,Polymethyl Methacrylate)等。藉由添加聚合物,可調整塗液之黏度,因此存在如下優點,即,容易進行塗敷,並且容易調整由於粒子凝聚而形成之凹凸。
又,根據需要,可於上述樹脂組合物中添加光自由基聚合起始劑。作為光自由基聚合起始劑,可使用苯乙酮類、安息香類、二苯甲酮類、氧化膦類、縮酮類、蒽醌類、硫雜蒽酮類、偶氮化合物等。
作為苯乙酮類,可列舉2,2-二甲氧基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、1-羥基二甲基苯基酮、1-羥基二甲基對異丙基苯基酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-4-甲硫基-2-嗎啉基苯丙酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮、4-苯氧基二氯苯乙酮、4-第三丁基二氯苯乙酮等;作為安息香類,可列舉安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香雙甲醚、安息香苯磺酸酯、安息香甲苯磺酸酯、安息香甲醚、安息香乙醚等。又,作為二苯甲酮類,可使用二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、2,4-二氯二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮以及對氯二苯甲酮、4,4'-二甲胺基二苯甲酮(米其勒酮)、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧化羰基)二苯甲酮等。
又,亦可混合使用光敏劑,作為其具體例,可列舉正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
又,即便使用可實現相分離之複數種樹脂作為透明樹脂,亦可調整基於內部擴散要素之擴散反射強度。亦即,於上述預聚物、寡聚物、單體以及聚合物中混合使用相溶性成分與非相溶性成分,藉此亦可調整基於上述內部擴散要素之擴散反射強度。
例如於一方之樹脂為苯乙烯系樹脂(聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等)之情形時,他方之樹脂可較佳列舉纖維素衍生物(乙酸丙酸纖維素等之纖維素酯等)、(甲基)丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、環烯系樹脂(將降冰片烯作為單體之聚合物等)、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂等。
又,於一方之樹脂為纖維素衍生物(乙酸丙酸纖維素等之纖維素酯等)之情形時,他方之樹脂可較佳列舉苯乙烯系樹脂(聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等)、(甲基)丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、環烯系樹脂(將降冰片烯作為單體之聚合物等)、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂等。
組合之樹脂之比率(質量比)可選自1/99~99/1之範圍,較好的是5/95~95/5之範圍,更好的是10/90~90/10之範圍,進而較好的是20/80~80/20之範圍,尤其好的是30/70~70/30之範圍。
進而,使用聚合收縮較大者作為上述預聚物、寡聚物以及單體,藉此,亦可調整基於上述外部擴散要素之擴散透射強度。聚合收縮越大,則表面之凹凸變大,擴散透射強度分布變廣。
又,相反地,於上述電離放射線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂中添加相溶性聚合物,或添加光之波長以下之微粒子例如100nm以下之微粒子作為填充材料,藉此,亦可使聚合收縮減小而調整基於上述外部擴散要素之擴散透射強度。
又,通常,為了調節黏度或可使各成分溶解或分散,於上述放射線硬化性樹脂組合物中使用溶劑。關於該溶劑,由於根據所使用之溶劑之種類,藉由塗佈、乾燥之步驟而形成之塗膜之表面狀態有所不同,故而較好的是考慮可調整基於外部擴散之透射強度分布而適當地選擇。具體而言,考慮飽和蒸氣壓、對於透明基材之滲透性等而選定上述溶劑。
本發明之製造方法中,較好的是用以形成功能層之樹脂組合物含有作為透明樹脂之電離放射線硬化性樹脂、透光性粒子以及溶劑。
此處,較好的是該樹脂組合物含有含浸於透明基材中之溶劑(以下有時稱為「滲透性溶劑」)及/或含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂、與未含浸於透明基材中之溶劑及/或未含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂。
藉由調整對於透明基材之含浸量,可控制功能層之厚度,結果可調整擴散反射強度。
更詳細而言,可根據對於透明基材之含浸量與透光性粒子之大小而控制擴散反射強度。具體而言,當溶劑及/或電離放射線硬化性樹脂(以下有時記作「溶劑等」)之對於基材之含浸量少,且透光性粒子小時,以大部分之粒子埋入於溶劑等中之方式而形成功能層,但由於透光性粒子易凝聚,故而表面之凹凸比較大。
另一方面,於組合使用對於透明基材之含浸量大之溶劑等與小粒徑之透光性粒子之情形時,透光性粒子之凝聚變少,因此表面之凹凸比較小。
又,於組合使用對於透明基材之含浸量大之溶劑及/或電離放射線硬化性樹脂與大粒徑之透光性粒子之情形時,功能層之厚度變薄,因此透光性粒子成為自功能層突出之形狀,從而獲得由透光性粒子所形成之表面凹凸。
相對於此,於組合使用對於透明基材之含浸量小之溶劑等與大粒徑之透光性粒子之情形時,功能層之厚度變厚,因此透光性粒子朝表面突出之程度受到抑制,表面之凹凸比較小。
如此,調整溶劑及/或電離放射線硬化性樹脂之對於透明基材之含浸量,將其與透光性粒子之粒徑加以組合而進行控制,藉此可形成各種大小之表面凹凸形狀。
尤其於透明基材包含纖維素系樹脂之情形時,本方法有效。
進而,作為上述溶劑,可單獨含有1種,或可含有常溫、常壓下之沸點及/或相對蒸發速度不同之2種以上之溶劑。藉由使用2種以上之溶劑,可對溶劑之乾燥速度進行多種控制。
若乾燥速度快,則會於粒子充分凝聚之前揮發,溶劑減少,黏度變高,因此不會進一步凝聚。因此,控制乾燥速度即係控制透光性粒子之粒徑,如上所述,由於與溶劑及/或電離放射線硬化性樹脂之對於基材之滲透度之關係,控制乾燥速度係與控制擴散反射強度相關。
再者,所謂相對蒸發速度,如ASTM(American Society for Testing and Materials,美國材料試驗協會)-D3539所示,係以下述式所求出之速度,且數字越大,則表示蒸發越快。相對蒸發速度=乙酸正丁酯蒸發所需之時間/某溶劑蒸發所需之時間。
作為具體之溶劑,可根據上述觀點而適當選擇,具體而言,可較佳列舉甲苯、二甲苯等之芳香族系溶劑;以及甲基乙基酮(MEK,Methyl Ethyl Ketone)、甲基異丁基酮(MIBK,Methyl Isobutyl Ketone)、環己酮等之酮類。
其等可單獨使用1種,或者可組合使用2種以上。較好的是混合使用芳香族系溶劑之至少1種與酮類之至少1種。
此外,為了控制乾燥速度,亦可混合甲基溶纖劑、乙基溶纖劑等之溶纖劑類或乙酸溶纖劑類;乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇等之醇類。
本發明之光學片材中,可根據需要而於透明樹脂中調配除透光性粒子以外之添加劑。例如為了提高硬度等之物理特性、反射率、散射性等之光學特性等,可添加各種無機粒子。
作為無機粒子,可列舉鋯、鈦、鋁、銦、鋅、錫、銻等之金屬;或ZrO2
、TiO2
、Al2
O3
、In2
O3
、ZnO、SnO2
、Sb2
O3
、ITO、ATO、SiO2
等之金屬氧化物。此外,可含有碳、MgF、矽、BaSO4
、CaCO3
、滑石、高嶺土等。
為了減少對於擴散反射強度分布之影響,較好的是使該無機粒子之粒徑於塗敷功能層時之樹脂組合物中儘量微細化,平均粒徑較好的是100nm以下之範圍。
藉由使無機粒子微細化為100nm以下,可形成不會損害透明性之光學片材。再者,無機粒子之粒子徑可藉由光散射法或電子顯微鏡照片而測定。
又,本發明中,為了獲得凝聚防止效果及沈澱防止效果,此外,為了提高平整性等之特性,可使用各種界面活性劑。作為界面活性劑,可列舉聚矽氧油、氟系界面活性劑,較好的是含有全氟烷基之氟系界面活性劑等。
於塗敷含有溶劑之樹脂組合物並使之乾燥之情形時,於塗膜內之膜表面與內面產生表面張力差等,藉此於膜內引起較多之對流。該對流成為褶皺表面或塗敷缺陷。
又,上述對流會對黑色感與圖像清晰性產生不良影響。若使用如上所述之界面活性劑,則可防止該對流,因此不僅可獲得無缺陷或不均之凹凸膜,而且亦容易調整擴散反射強度特性。
進而,本發明中,可添加防污劑、抗靜電劑、著色劑(顏料、染料)、阻燃劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、增黏劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、表面改質劑等。
作為本發明之光學片材中所使用之透明基材,只要為透明樹脂膜、透明樹脂板、透明樹脂片材或透明玻璃等之通常用於光學片材中者,則並無特別限定。
作為透明樹脂膜,可使用三乙醯纖維素膜(TAC(Triacetyl Cellulose Film)膜)、二乙醯纖維素膜、乙醯基丁基纖維素膜、乙醯基丙基纖維素膜、環狀聚烯烴膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚醚碸膜、聚丙烯酸系樹脂膜、聚胺基甲酸酯系樹脂膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚碸膜、聚醚膜、聚甲基戊烯膜、聚醚酮膜、(甲基)丙烯腈膜、聚降冰片烯系樹脂膜等。
尤其於與偏光板一併使用本發明之光學片材之情形時,考慮到不使偏光混亂,較好的是TAC膜、環狀聚烯烴膜,於重視機械強度與平滑性之情形時,較好的是聚對苯二甲酸乙二酯膜等之聚酯膜。
又,上述透明基材可為多層亦可為單層,且作為與塗膜接著性之目的亦可於表面設置底塗層。
又,於透明基材與塗膜層存在實質性之折射率差之情形時,為了防止於界面上產生干涉條紋,例如亦可於透明基板與塗膜層之間設置具有中間折射率之干涉條紋防止層,或設置表面粗糙度(十點平均粗糙度Rz)為0.3~1.5μm左右之凹凸。再者,Rz係依據JIS B0601 1994而測定之值。
本發明之光學片材可具有硬塗性、耐映入性、抗反射性、抗靜電性、防污性等之功能。
硬塗性通常以如下之最大荷重進行評價,該最大荷重係一面利用鉛筆硬度(依據JIS K5400而測定)或鋼絲絨#0000施加荷重,一面進行10個來回之擦拭試驗,於背面貼附有黑膠帶之狀態下未確認出傷痕者(耐鋼絲絨摩擦性)。
本發明之光學片材中,鉛筆硬度較好的是H以上,更好的是2H以上。又,耐鋼絲絨摩擦性較好的是200g/cm2
以上,更好的是500g/cm2
以上,特別好的是700g/cm2
以上。
關於抗反射性,為了降低片材之反射率,於最表面設置低折射率層。低折射率層之折射率較好的是1.5以下,更好的是1.45以下。
低折射率層係藉由含有二氧化矽或氟化鎂之材料、低折射率樹脂即氟樹脂等而形成。
低折射率層之厚度d較好的是滿足d=mλ/4n。其中,m表示正奇數,n表示低折射率層之折射率,λ表示波長。m較好的是1,λ較好的是480~580nm。又,就低反射率化之方面而言,較好的是具有120<n‧d<145之關係。
又,就於光學片材表面上防止靜電之方面而言,較好的是賦予抗靜電性能。
為了賦予抗靜電性能,例如可列舉如下先前公知之方法,即,塗敷含有導電性微粒子、導電性聚合物、四級銨鹽、噻吩等與反應性硬化樹脂之導電性塗敷液之方法;或者蒸鍍或濺鍍形成透明膜之金屬或金屬氧化物等而形成導電性薄膜之方法等。
又,亦可將抗靜電層用作硬塗、耐映入性、抗反射等之功能層之一部分。
作為表示抗靜電性之指標,存在表面電阻值,於本發明中,表面電阻值較好的是1012
Ω/□以下,更好的是1011
Ω/□以下,尤其好的是1010
Ω/□以下。又,於施加電壓為10kV時,該光學膜可儲存之最大電壓即所謂之飽和帶電壓較好的是2kV以下。
又,可於本發明之光學片材之最表面設置防污層。防污層降低表面能量,難以附著親水性或親油性之污垢。
防污層可藉由添加防污劑而形成,作為防污劑,可列舉氟系化合物、矽系化合物、或者該等之混合物,且尤其好的是含有氟烷基之化合物。
以下,對本發明之光學片材之製造方法加以詳細記載。本發明中,如上所述,重要的是以式0.16<R/V<0.71為指標,以滿足該指標之方式而控制製造條件。
本發明之光學片材係將構成功能層之樹脂組合物塗佈於透明基材而製造。作為塗佈之方法,可使用各種方法,例如可使用浸塗法、氣刀塗佈法、簾塗法、輥塗法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、模塗法、刮塗法、微凹版塗佈法、噴塗法、旋塗法等之公知之方法。
本發明中,反射擴散亮度特性根據塗佈量而發生變化,因此較好的是易於穩定地獲得1~20μm之範圍之功能層之厚度的輥塗法、凹版塗佈法、模塗法。
利用上述方法之任一者進行塗佈之後,搬送至為了對溶劑進行乾燥而經加熱之區域,以各種公知之方法對溶劑進行乾燥。
此處,選定溶劑相對蒸發速度、固形物成分濃度、塗佈液溫度、乾燥溫度、乾燥風之風速、乾燥時間、乾燥區域之溶劑環境濃度等,藉此,可調整基於表面凹凸形狀之分布之外部擴散、以及基於上述透光性粒子或上述添加劑之內部擴散。
尤其,藉由選定乾燥條件而調整反射擴散亮度特性之方法較簡便且較佳。具體之乾燥溫度較好的是30~120℃,乾燥風速較好的是0.2~50m/s,於該範圍內進行適當調整,藉此可調整反射擴散亮度特性。
更具體而言,藉由提高乾燥溫度而提高樹脂及溶劑之對於基材之滲透性。亦即,可藉由控制乾燥溫度而控制樹脂及溶劑之對於基材之滲透性,如上所述,由於與透光性粒子之粒徑之關係,控制乾燥溫度係與控制擴散透射強度相關。
例如當用以形成功能層之樹脂組合物包含透明樹脂、折射率高於透明樹脂之透光性粒子以及溶劑,透明樹脂之具有滲透性之成分之折射率低於透光性粒子之折射率,且平整性及透光性粒子之沈澱或凝聚為相同程度時,若直至硬化為止之乾燥時間變長,則透明樹脂中之低折射成分滲透於透明基材,透明樹脂之折射率上升,與透光性粒子之折射率差減小。
另一方面,由於透光性粒子相對於透明樹脂之比例增加,故而透光性粒子易突出至表面,從而易顯現出表面凹凸。因此,由於乾燥時間變長,故而內部擴散變小,同時外部擴散變大。
再者,藉由利用該滲透性,亦可防止產生顯著之干涉條紋,該干涉條紋係由於固著效果所引起之透明基材與功能層之密著,或透明基材與功能層之折射率差為0.03以上而變得顯著者。
其原因在於:透明樹脂中之低折射成分滲透至透明基材中而產生之滲透層表現作為使折射率於透明基材與功能層之間連續地變化之折射率調整層的功能,而具有消除界面之作用。
又,藉由加快乾燥速度而使透光性粒子之凝聚時間變短,因此凝聚停止,從而表現出與實質上起作用之透光性粒子之粒徑變小相同之作用。
亦即,可藉由控制乾燥速度而控制實質上起作用之透光性粒子之粒徑,同樣如上所述,由於與溶劑及/或電離放射線硬化性樹脂之對於基材之滲透度之關係,控制乾燥速度係與控制擴散透射強度相關。
其次,根據實施例更詳細地對本發明進行說明,但本發明並不由該例進行任何限定。
(評價方法)
1.擴散鏡面反射強度及擴散反射強度之測定
對於各製造例中所製作之光學片材,藉由說明書本文中所揭示之方法而進行測定。
2.黑色感及圖像清晰性之評價
將索尼公司製造之液晶電視「KDL-40X2500」之最表面之偏光板剝離,貼附未經表面塗佈之偏光板。
繼而,以表面塗佈面側成為最表面之方式,藉由光學膜用透明黏著膜(全光線透射率為91%以上、霧度為0.3%以下、膜厚為20~50μm之製品,例如MHM系列:日榮加工(股)製造等)而將各製造例中所製成之樣品貼附於上述偏光板。
將該液晶電視設置於照度為約1.000Lx之環境下之室內,播放Media Factory公司之DVD(Digital Versatile Disc,數位多功能光碟)「歌劇魅影(The Phantom of the Opera)」,應試者15人於遠離液晶電視1.5~2.0m左右之位置欣賞該影片,關於下述項目而實施3個階段評價之感受評價。評價基準如下所述,將最多之評價結果作為最終結果。
(1)黑色感:當顯示動態圖像時,判定其對比度是否高,且圖像中是否有輝度或亮度,是否感覺到躍動感。
○:回答良好者為10人以上
△:回答良好者5~9人
×:回答良好者為4人以下
(2)圖像清晰性:當顯示靜態圖像時,判定其對比度是否高,且耐映入性(未注意到觀測者及觀測者之背景之映入之狀態)是否優異,靜態圖像看上去是否奪目。
○:回答良好者為10人以上
△:回答良好者為5~9人
×:回答良好者為4人以下
準備三乙醯纖維素(富士軟片(股)製造,厚度為80μm)作為透明基材。
使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA,pentaerythritol triacrylate)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,dipentaerythritol hexaacrylate)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之混合物(質量比:PETA/DPHA/PMMA=86/5/9)作為透明樹脂(折射率為1.51),於該透明樹脂中,相對於透明樹脂100質量份而分別含有18.5及3.5質量份之聚苯乙烯粒子(折射率為1.60,平均粒徑為3.5μm,(d75-d25)/MV為0.05)及苯乙烯-丙烯酸共聚粒子(折射率為1.56,平均粒徑為3.5μm,(d75-d25)/MV為0.04)作為透光性粒子。
於上述透明樹脂中,相對於透明樹脂100質量份而調配190質量份之甲苯(沸點為110℃,相對蒸發速度為2.0)與環己酮(沸點為156℃,相對蒸發速度為0.32)之混合溶劑(質量比為7:3)作為溶劑,藉此獲得樹脂組合物,將該樹脂組成物塗敷於上述透明基材,以0.2m/s之流速使70℃之乾燥空氣流通,並乾燥1分鐘。
其後,照射紫外線(於氮氣環境下為200mJ/cm2
)而使透明樹脂硬化,製作光學片材。將塗膜厚度設為3.5μm。將利用上述方法對該光學片材進行評價所得之結果示於表2。
於製造例1中,使透明基材之種類、透明樹脂之種類、透光性粒子之種類及含量、溶劑之種類及含量、乾燥條件、以及塗膜厚度以表1所記載之方式變化而製作光學片材。將與製造例1同樣地對各個光學片材進行評價所得之結果示於表2。
準備三乙醯纖維素(富士軟片(股)製造,厚度為80μm)作為透明基材。
使用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA,折射率為1.51)作為透明樹脂,於該透明樹脂中,相對於透明樹脂100質量份而分別含有10.0質量份及16.5質量份之苯乙烯-丙烯酸共聚粒子(折射率為1.51,平均粒徑為9.0μm,(d75-d25)/MV為0.04)以及聚苯乙烯粒子(折射率為1.60,平均粒徑為3.5μm,(d75-d25)/MV為0.05)作為透光性粒子。
於上述透明樹脂中,相對於透明樹脂100質量份而調配190質量份之甲苯(沸點為110℃,相對蒸發速度為2.0)與環己酮(沸點為156℃,相對蒸發速度為0.32)之混合溶劑(質量比為7:3)作為溶劑,藉此獲得樹脂組合物,將該樹脂組合物塗敷於上述透明基材,以1m/s之流速使85℃之乾燥空氣流通,並乾燥1分鐘。
對其照射紫外線(於空氣環境下為100mJ/cm2
)而使透明樹脂硬化。
於該塗膜層上塗敷如下樹脂組合物,該樹脂組合物係調配作為透明樹脂之PETA(季戊四醇三丙烯酸酯,折射率為1.51)、及作為溶劑之相對於透明樹脂100質量份而為190質量份之甲苯(沸點110℃,相對蒸發速度為2.0)與環己酮(沸點156℃,相對蒸發速度為0.32)之混合溶劑(質量比為7:3)而獲得者,以5m/s之流速使70℃之乾燥空氣流通,並乾燥1分鐘(形成硬塗層)。
對其照射紫外線(於氮氣環境下為200mJ/cm2
)而使透明樹脂硬化,製作光學片材。將塗膜厚度整體設為12.0μm。將與製造例1同樣地對該光學片材進行評價所得之結果示於表2。
製造例8中,將作為透光性粒子之聚苯乙烯粒子之含量相對於透明樹脂100質量份而設為6.5質量份,將塗膜厚度整體設為13.0μm,除此以外,與製造例8同樣地製作光學片材。將與製造例1同樣地進行評價所得之結果示於表2。
A:聚苯乙烯粒子(折射率為1.60,平均粒徑為3.5μm,(d75-d25)/MV為0.05)
B:苯乙烯-丙烯酸共聚粒子(折射率為1.56,平均粒徑為3.5μm、(d75-d25)/MV為0.04)
C:苯乙烯-丙烯酸共聚粒子(折射率為1.51,平均粒徑為9.0μm,(d75-d25)/MV為0.04)
D:不定形二氧化矽(折射率為1.45,平均粒徑為1.5μm,(d75-d25)/MV為0.6)
E:不定形二氧化矽(折射率為1.45,平均粒徑為2.5μm,(d75-d25)/MV為0.8)
P:季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之混合物(質量比:PETA/DPHA/PMMA=86/5/9)(折射率為1.51)
Q:季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(折射率為1.51)
X:甲苯(沸點為110℃,相對蒸發速度為2.0)與甲基異丁基酮(沸點116℃,相對蒸發速度為1.6)之混合物(質量比為8:2)
Y:甲苯(沸點為110℃、相對蒸發速度為2.0)與環己酮(沸點為156℃,相對蒸發速度為0.32)之混合物(質量比為7:3)
製造例1~19中,根據擴散反射強度之測定結果而計算R/V。可知滿足式(I)之光學片材之黑色感、圖像清晰性良好,且該兩者保持平衡。
再者,於本發明中,製造例1~4、8~12、15、16以及18相當於滿足0.16<R/V<0.71之實施例,製造例5~7、13、14、17以及19相當於不滿足上述式之比較例。
根據本發明之光學片材,可穩定地提供一種光學片材,其可簡便地評價先前無法以霧度值評價之黑色感及圖像清晰性,並且黑色感優異且圖像清晰性優異。
1...光學片材
2...基材
4...光束之入射方向
5...擴散鏡面反射方向
6...功能層(防眩層)
7...透光性粒子
8...可見光吸收材料(黑色之丙烯酸板)
圖1係表示相對於表面傾斜角度之反射及透射之擴散角度之圖;
圖2係表示擴散強度分布之圖;
圖3係表示本發明中之擴散反射強度之測定方法之概念圖;
圖4係表示擴散強度分布之詳細說明之概念圖;
圖5係表示總霧度與黑色感及清晰性之圖;
圖6係表示內部霧度與黑色感及清晰性之圖;
圖7係表示內部霧度與總霧度之比與黑色感及清晰性之圖;
圖8係表示R/V與黑色感及清晰性之圖;
圖9-1、圖9-2係對影像光及外部光線中的取決於擴散粒子與表面凹凸之位置關係之反射光之特性進行說明的圖;及
圖10-1~10-4係對由內部擴散粒子與黏合樹脂之折射率差所引起之光之擴散特性之不同進行說明的圖。
Claims (12)
- 一種用於顯示元件表面之光學片材,其特徵在於:其係於透明基材之至少一方之面上包含功能層,於該功能層之最表面及/或內部包含擴散要素者,且具有下述式(I)之關係:0.16<R/V<0.71 (I)R(擴散鏡面反射強度):擴散鏡面反射方向之強度V:相對於對光學片材照射可見光線時之擴散鏡面反射方向,於-θ度~+θ度為止逐度地進行測定而得之擴散反射強度的總和。
- 如請求項1之光學片材,其中進而具有下述式(II)之關係:0.20<R/V<0.62 (II)。
- 如請求項1之光學片材,其中進而具有下述式(III)之關係:0.31<R/V<0.62 (III)。
- 如請求項1至3中任一項之光學片材,其中顯示元件為液晶顯示元件。
- 如請求項4之光學片材,其中上述功能層係使透光性無機粒子及/或透光性有機粒子分散於透明樹脂中而形成,藉由該透光性無機粒子及/或透光性有機粒子而於功能層之表面設置凹凸。
- 如請求項4之光學片材,其中上述透明基材包含纖維素系樹脂,上述功能層包含透明樹脂,該透明樹脂為電離 放射線硬化性樹脂,功能層係將含有該電離放射線硬化性樹脂之電離放射線硬化性樹脂組合物塗佈於透明基材上,並經交聯硬化而形成,電離放射線硬化性樹脂組合物含有含浸於透明基材中之溶劑及/或含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂、以及未含浸於透明基材中之溶劑及/或未含浸於透明基材中之電離放射線硬化性樹脂,藉由調整對於透明基材之含浸量,而以具有上述式(I)、式(II)或式(III)之任一關係之方式加以控制。
- 如請求項4之光學片材,其中上述透明基材為三乙醯纖維素或環狀聚烯烴。
- 如請求項4之光學片材,其中上述透明基材為聚對苯二甲酸乙二酯。
- 如請求項4之光學片材,其中上述功能層包含硬塗層,且耐鋼絲絨摩擦性為200g/cm2 以上。
- 如請求項4之光學片材,其中於最表層形成有抗反射功能層。
- 一種偏光板,其使用有如請求項1至3中任一項之光學片材。
- 一種圖像顯示裝置,其使用有如請求項11之偏光板。
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