TWI479179B - 光學薄膜,光學薄膜之製造方法,偏光板,顯示面板及顯示器 - Google Patents

光學薄膜,光學薄膜之製造方法,偏光板,顯示面板及顯示器 Download PDF

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Description

光學薄膜,光學薄膜之製造方法,偏光板,顯示面板及顯示器
本發明係關於光學薄膜、其製造方法、具備該光學薄膜之偏光板、顯示面板及顯示器。
若電視機和個人電腦之顯示器的顯示面積存靜電,則附著塵埃,辨識性下降。為了防止此情況,係採用使顯示器所使用的透明表面薄膜具有某程度的導電性,以使靜電逸散的方法。
為了具有導電性,有在表面薄膜塗佈之硬塗層內,添加金屬氧化物之微粒子的方法(作成電子電導通道),添加界面活性劑系之抗靜電劑的方法(作成離子電導通道)、以及在表面薄膜本身,以金屬和導電聚合物設置網孔狀之導電通道之方法等手法。
但是於該等方法中,分別具有問題。即,在表面薄膜本身設置網孔狀電導通道的方法,連帶使映像的辨識性惡化。又,添加金屬氧化物微粒子的方法中,根據粒子種類和含量使導電性大為不同,加上粒子本身造成辨識性惡化的問題。
作為解決此問題的方法,亦有經由濺鍍作成透明導電膜的手法,但必須逐一抽真空,其現狀為耗費製造成本。
又,添加界面活性劑系之抗靜電劑的方法係介隔著離子使靜電逸散,但為了生成離子,必須有水(空氣中的水分)。但是,在乾燥環境下,即水分少的狀況,因不會生成離子,故具有導電顯著下降的問題。
於是,本案申請人進行使用「離子液體」作為無上述問題之抗靜電劑的申請(參照專利文獻1)。離子液體係由陽離子和陰離子所構成,於常溫下為液體,具有經常發生離子的特徵。因此,藉由將此材料組裝至硬塗層,可經常發生離子,並且變成可介隔著離子除去靜電。
又,為了使顯示器之顯示面等在操作時不會損傷,故要求透明表面薄膜為高硬度(硬塗性)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-274266號公報
上述專利文獻1所揭示之組成物經由塗佈至基材,可用於賦予抗靜電性及硬塗性。
但是,已知若將離子液體180混入形成硬塗層的硬塗液並塗佈,雖顯示抗靜電性能,但硬塗層170內的離子液體180會集結存在於硬塗層170的表層(圖8的左圖)。
因此,若將如此處理製作的硬塗層170以附著溶劑的碎布等擦拭,以溶劑將膜(硬塗層170)濕潤後拭去,則如圖8所示般,在層170表面浮起、凝集的離子液體180被除去,新得知有無法取得充分之抗靜電性能(圖8的右圖)的問題。
作為對於上述問題的對策,可考慮在混入離子液體180的硬塗層170上進一步將具有覆蓋層角色的硬塗層190逐次進行塗佈予以積層(圖9的下圖)。
但是,於此方法中,經由塗佈此覆蓋層190時所使用的溶劑,在下層硬塗層170表層集結的離子液體180會不均勻擴散、溶出於硬塗層170上層設置的覆蓋層190,其結果,如圖9所示般,在覆蓋層190表面產生抗靜電劑的濃度不均勻化,並且於抗靜電性能方面產生不均的問題。
本發明係為了解決上述問題而完成者,係以提供硬塗層具有硬度(硬塗性),且抗靜電劑難以被覆蓋層的溶劑或附著溶劑的碎布等而由硬塗層除去之性質(以下,稱為耐溶劑擦拭性),且可長期持續抗靜電性能的光學薄膜,其製造方法,具備該光學薄膜之偏光板、顯示面板及顯示器為其目的。
本發明以下述內容為要旨。
1. 一種光學薄膜,係在光穿透性基材的一面側設置膜厚1~40μm之硬塗層者,其特徵為,上述硬塗層中含有由陽離子和陰離子所構成的離子液體,於上述硬塗層的膜厚方向,在該硬塗層之上述光穿透性基材相反側界面起算50~700nm之區域中,存在有由該界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體存在量的峰值。
2. 如上述1中記載之光學薄膜,其中,上述峰值之半值寬度為25~500nm。
3. 如上述1或2中記載之光學薄膜,其中,相對於上述由界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體的存在量,由該界面起至50nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的比例為50%以下。
4. 如上述1至3中任一項記載之光學薄膜,其中,上述陽離子係由四級銨系陽離子、四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子、吡啶鎓系陽離子及吡咯啶鎓系陽離子所組成群中選出之1種以上之陽離子。
5. 如上述1至4中任一項記載之光學薄膜,其中,上述硬塗層之表面電阻值為1.0×1013 Ω/□以下。
6. 如上述1至5中任一項記載之光學薄膜,其中,在上述硬塗層之上述光穿透性基材相反側的面,設置低折射率層。
7. 一種光學薄膜之製造方法,其特徵為包含:(i)準備光穿透性基材之步驟;(ii)準備含有由陽離子和陰離子所構成的離子液體、第一硬化性樹脂及第一溶劑之第一硬塗層用硬化性樹脂組成物,及含有第二硬化性樹脂及第二溶劑之第二硬塗層用硬化性樹脂組成物的步驟;(iii)在上述光穿透性基材的一面側,由該光穿透性基材側至少使上述第一硬塗層用硬化性樹脂組成物及第二硬塗層用硬化性樹脂組成物鄰接並同時塗佈而作成塗膜的步驟;(iv)使上述(iii)步驟所得之塗膜乾燥、硬化之步驟。
8. 如上述7中記載之光學薄膜之製造方法,其中,上述陽離子係由四級銨系陽離子、四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子、吡啶鎓系陽離子及吡咯啶鎓系陽離子所組成群中選出之1種以上之陽離子。
9. 一種偏光板,其特徵為在上述1至6中任一項記載之光學薄膜的上述光穿透性基材側之面,設置偏光元件。
10. 一種顯示面板,其特徵為具備上述1至6中任一項記載之光學薄膜。
11. 一種顯示面板,其特徵為具備上述10中記載之偏光板。
12. 一種顯示器,其特徵為具備上述1至6中任一項記載之光學薄膜。
13.一種顯示器,其特徵為具備上述11中記載之顯示面板。
14.一種顯示器,其特徵為具備上述12中記載之顯示面板。
本發明可提供具有硬度和離子液體之耐溶劑擦拭性,可長期持續抗靜電性能的光學薄膜、其製造方法、具備該光學薄膜之偏光板、顯示面板及顯示器。
以下,首先說明關於本發明之光學薄膜,其次說明關於本發明之光學薄膜之製造方法、偏光板、顯示面板及顯示器。
於本發明中,(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。
於本發明中,所謂「硬塗層」,意指以JIS K5600-5-4(1999)規定之鉛筆硬度試驗(4. 9N荷重),顯示「H」以上之硬度者。
於本發明中,所謂微電粒子(包含高折射率微粒子)的平均粒徑,於組成物中之微粒子的情況,係意指以動態光散亂方法測定溶液中之粒子時的平均粒徑,可使用日機裝(股)製之Microtrac粒度分析計測定。硬塗層中之微粒子的情況,係意指以TEM照片觀察硬塗層剖面之粒子20個的平均值。
於本發明中,所謂分子量,於不具有分子量分佈之情況,意指化合物本身的分子量,於具有分子量分佈之情況,意指於THF溶劑中使用凝膠滲透層析(HLC-8220GPC)及數據解析軟體(東梭(股)製)測定(GPC)所測定之聚苯乙烯換算值的重量平均分子量Mw,關於Ni個之分子量Mi的分子(i=1、2、3、...)所構成的其他分散系,聚合平均分子量Mw係以下述式(1)求出。
[數1]
(光學薄膜)
本發明之光學薄膜係在光穿透性基材的一面側設置膜厚1~40μm之硬塗層的光學薄膜,其特徵為上述硬塗層中含有陽離子和陰離子所構成的離子液體,且於上述硬塗層的膜厚方向,在該硬塗層之上述光穿透性基材相反側之界面起算50~700nm之區域中,係存在有由該界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的峰值。
如此表現抗靜電性的離子液體由硬塗層表面起算至50nm為止深度的區域中不會偏頗存在,經由在硬塗層表面起算特定深度(50~700nm)之區域中大量存在,使得硬塗層具有耐溶劑擦拭性,結果可長期持續充分的抗靜電性能。
另外,所謂峰值,係指相比於其前後存在量多的點(極大點)。
又,於本發明中,若在上述特定深度存在離子液體存在量的峰值即可,在硬塗層表面起至深度50nm為止的區域,可存在比該峰值存在量更少的離子液體,即使未存在離子液體亦可。
本發明之光學薄膜之較佳實施態樣中,上述峰值的半值寬度亦可為25~500nm。
經由使半值寬度在上述範圍內,則可在硬塗層表面(光穿透性基材相反側的界面)起算特定深度(50~700nm)之區域中使上述離子液體偏頗存在,兼具高抗靜電性能和耐溶劑擦拭性。
本發明之光學薄膜之較佳實施態樣中,相對於上述界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體的存在量,該界面起至50nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的比例亦可為50%以下。又,更佳之實施態樣中,相對於上述界面起至600nm為止之區域中存在之上述離子液體的存在量,該界面起至50nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的比例亦可為50%以下。更且,較佳之實施態樣中,該界面起至50nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的比例可為30%以下。
藉此,可有效率提高硬塗層的抗靜電性能。
另外,上述特定區域存在之離子液體存在量的比例,可使用X射線光電子分光(XPS)(KRATOS公司製之商品名ESCA-3400)如下述般測定。
另外,XPS係對固體試料表面照射X射線,測定經由光電效果發生之光電子運動能量的分析手法,經由計測光電子峰值的觀測強度,則可測定構成試料表面之元素種類、濃度。本發明中使用Mg陽極作為X射線源。
具體而言,將試料(硬塗層)經由離子濺鍍(照射Ar+ ,濺鍍用離子槍係使用「高速離子槍(kaufman型離子槍)」)予以蝕刻,使特定深度的部分露出,並且於此特定深度之露出部分進行XPS測定,其次,由此特定深度之露出部分中所觀察的各元素特有的峰值(Binding Energy(B.E.)單位[eV])選出C(265~305)、N(380~420)、O(510~550)、S(145~185)、F(665~705)的峰值,並由各個峰值面積算出該5個元素的存在量,將所算出之該5個元素之合計存在量定為100%。由硬塗層之界面起至測定對象區域(700nm)為止進行上述XPS測定。其次,於該5元素中,僅著眼於測定對象之離子液體所含的特定元素,並由該界面起至測定對象區域(700nm)為止之該特定元素含量之合計量S1、與該界面起至50nm為止之該特定元素合計量S2,求出S2相對於S1之比例,則可得知該界面起至50nm為止區域存在之離子液體存在量相對於該界面起算指定區域(700nm)存在之上述離子液體存在量的比例。
此外,亦有對薄膜剖面之任意部位施加EDX(元素分析)的手法。
於硬塗層中,離子液體存在量之峰值係存在於硬塗層表面起算50~700nm之區域,但由耐溶劑擦拭性和抗靜電性能觀點而言,由硬塗層表面起算80~700nm為佳,且以100~600nm為更佳。
圖1係示出本發明之光學薄膜之第一態樣之剖面一例的示意圖。
圖1之光學薄膜1中,在光穿透性基材10的一面側,設置膜厚1~20μm之硬塗層20。於硬塗層20中含有離子液體30,在硬塗層20的膜厚方向(以下稱為「深度方向」),於硬塗層20之光穿透性基材10相反側之界面40(以下亦單稱為「硬塗層之表面」)起算50~700nm之區域,係存在有界面40起至700nm為止之區域中存在之離子液體30存在量的峰值。即,界面40起算50~700nm之區域中存在的離子液體30,比界面40起至50nm為止之區域存在的離子液體30更多。
於本發明之光學薄膜之第一態樣中,表現抗靜電性之離子液體30不會於界面40起至50nm為止的區域偏頗存在,經由在硬塗層20之界面40起算特定深度之區域中大量存在,使得硬塗層20具有耐溶劑擦拭性,可長期持續充分的抗靜電性能。
另外,於圖1以下之示意圖中,為了方便說明,將縱橫的尺寸比及各層間的尺寸比,適當改變實際尺寸予以誇張圖示。
以下,說明關於本發明之光學薄膜之必須構成要素的光穿透性基材及硬塗層及視需要設置的低折射率層。
(光穿透性基材)
本發明之光學薄膜所使用的光穿透性基材,可作為各種機能層的積層對象和支持體。
因此,光穿透性基材若對於可見光具有透明性,且可積層各種機能層,則其種類並無特別限定。
具體而言,作為光穿透性基材可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET:折射率1.575)、聚萘甲酸乙二酯(PEN)等之聚酯類;環狀聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等之聚烯烴類;聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等之乙烯系樹脂;聚碳酸酯;聚甲基丙烯酸酯等之丙烯酸樹脂;二乙醯纖維素、三乙醯纖維素(TAC:折射率1.475)、醋酸纖維素等之纖維素系樹脂;尼龍-6、尼龍-6‧6等之聚醯胺系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、聚醚碸、或聚醚同等之樹脂所構成的薄膜。
此外,作為光穿透性基材,亦可使用具有脂環構造之非晶質烯烴聚合物(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)薄膜。其係降烯系聚合體、單環之環狀烯烴系聚合體、環狀共軛二烯系聚合體、乙烯基脂環式烴系聚合體樹脂等所用之基材,可列舉例如日本Zeon(股)製之「Zeonex」和「Zeonoa」(降烯系樹脂)、住友Becklite(股)製「Sumilite FS-1700」、JSR(股)製「Aton」(改質降烯系樹脂、三井化學(股)製「Apel」(環狀烯烴共聚合體)、Ticona公司製之「Topas」(環狀烯烴共聚合體)、日立化成工業(股)製「Optoletus OZ-1000系列」(脂環式丙烯酸樹脂)等。又,旭化成Chemicals(股)製之FV系列(低雙折射率、低光彈性率薄膜)作為TAC之替代基材亦佳。
光穿透性基材可將上述材料所構成者單獨使用,或者將同種或異種者積層使用。
光穿透性基材在其上形成硬塗層時,為了提高接黏性,除了電暈放電處理、氧化處理等之物理性處理以外,亦可預先進行所謂錨固劑或塗底劑塗料的塗佈。
作為光穿透性基材的透明性,於光穿透性基材為單層之情況,可見光區域的光線穿透率為80%以上為佳。又,所謂具有透明性,以無色透明為佳,但並非一定限定於無色透明,若為不妨礙本發明目的之程度,亦可為經著色的著色透明。可見光區域的光線穿透率儘可能提高為佳,但由於最終製品必須為50%以上的光線穿透率,故即使考慮最低積層2片之情況,若作為分別之光穿透性基材之光線穿透率為80%,則可適合此目的。當然,若光線穿透率愈高則可積層愈高片數之光穿透性基材,故光穿透性基材單層的光線穿透率更佳為85%以上,特佳為90%以上。又,於提高光線穿透率上,將厚度減薄亦為有效的手段。
光穿透性基材的厚度,若滿足透明性則無特別限制,但由加工性方面而言,以12~300μm左右之範圍為佳。若厚度為12μm以上,則在製造步驟中有易於操作之優點。另一方面,若厚度為300μm以下,則可充分取得作為薄膜的可撓性,在各步驟可連續捲取,將光穿透性基材彼此積層數片時的加工性良好。
另外,視需要,作為上述光穿透性基材,亦可使用添加公知的添加物(例如抗靜電劑、紫外線吸附劑、紅外線吸收劑、可塑劑、滑劑、著色劑、抗氧化劑、難燃劑等)而附加機能者。
(硬塗層)
本發明之光學薄膜的硬塗層係包含由陽離子和陰離子所構成的離子液體,在1~40μm厚度之硬塗層的膜厚方向,於該硬塗層之上述光穿透性基材反側之界面起算50~700nm的區域,存在由該界面起至700nm為止之區域存在之上述離子液體之存在量的峰值。
於本發明中,硬塗層通常由至少含有硬化性樹脂及離子液體之硬塗層用硬化性樹脂組成物(以下,亦單稱為「HC層用組成物」)的硬化物所構成。本發明之光學薄膜的硬塗層係因為由含有硬化性樹脂和離子液體之HC層用組成物的硬化物所構成,故具有高抗靜電性能及硬度。更且,於硬塗層的深度方向具有上述特定之離子液體分佈,故具有耐溶劑擦拭性,且可長期持續充分的抗靜電性能。
以下,依序說明HC層用組成物之必須成分的硬化性樹脂、離子液體、和視需要亦可含有之溶劑等其他成分。
(硬化性樹脂)
於本發明中,作為上述硬化性樹脂,可使用能經由熱及/或電離放射線硬化之具有1個或2個以上官能基的單體、低聚物及預聚物。
作為官能基之例,可列舉羥基、酸酐基、羧基、胺基、亞胺基、環氧基、環氧丙基、或異氰酸酯基等所例示的縮合性基及反應性基。又,可例示乙烯基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、烯丙基等之碳數2~6的烯基;乙炔基、丙炔基、丁炔基等之碳數2~6之炔基;伸乙烯基等之碳數2~6之伸烯基、或(甲基)丙烯醯基(意指甲基丙烯醯基或丙烯醯基)等之聚合性基。該等官能基中,以聚合性基為特佳。
硬化性樹脂1分子中之官能基數,由經由硬化性樹脂間的交聯提高硬塗層硬度的觀點而言,以2個以上為佳。
作為具有上述聚合性基的硬化性樹脂,可列舉具有自由基聚合性基的化合物。
作為具有自由基聚合性基的化合物,可舉例例如較低分子量(例如,分子量80~2000)的(甲基)丙烯酸酯單體、聚酯單體、聚醚單體、環氧單體、胺基甲酸酯單體、醇酸單體、螺乙縮醛單體、聚丁二烯單體、聚硫醇聚烯單體、多元醇等之多官能化合物的(甲基)丙烯酸酯等。
作為(甲基)丙烯酸酯單體的具體例,可列舉(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
此外,亦可使用苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮等之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、芳基族乙烯醚、脂肪族乙烯醚等之單體等。
又,亦可使用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-二環己烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等之多官能單體,和雙酚型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧化合物等之環氧系低聚物、脂肪酸系乙烯醚、芳香族系乙烯醚等之乙烯醚系低聚物等之含有環狀醚鍵的低聚物。
作為熱硬化性樹脂,可使用具有熱硬化性基的單體或低聚物。熱硬化性基可列舉例如烷氧基、羥基、羧基、胺基、環氧基、異氰酸酯基、吖丙啶基、唑啉基、醛基、羰基、肼基、乙烯基、氰基、羥甲基或活性亞甲基等。
另外,熱硬化性基亦可為如嵌段異氰酸酯基般,於具有應性的官能基結合封端劑,若加熱則進行封端劑的分解反應並且顯示聚合性及交聯性的官能基。
又,作為熱硬化性樹脂,亦可使用通常用於作為偶合劑的有機矽化合物(矽的醇鹽或矽烷偶合劑)、有機鈦化合物(鈦酸酯偶合劑)或有機鋁化合物等之有機金屬化合物。
此處,作為有機矽化合物,可列舉例如甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基乙氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷。該等有機矽化合物中具有反應性基的有機矽化合物,因為易與其他單體和低聚物硬化反應且強固結合,故可提高所得之硬塗層的硬度。
作為有機鈦化合物,可列舉例如四甲氧基鈦、四乙氧基鈦等。
更且,視需要,亦可較佳地使用於主鏈或側鏈具有(甲基)丙烯酸酯基之重量平均分子量為2萬以上的反應性聚合物等。該等反應性聚合物例如可以東亞合成(股)製之「Macromonomer」等之市售品型式購入。又,例如,預先準備(甲基)丙烯酸甲酯與環氧丙基甲基丙烯酸酯的共聚合體,其後使共聚合體的環氧丙基與(甲基)丙烯酸的羧基縮合,亦可取得具有(甲基)丙烯酸酯基的反應性聚合物。
將該等重量平均分子量為2萬以上的大成分,相對於硬化性樹脂之總質量,含有10~80質量%,則可提高對於複雜形狀的成膜性和減低硬化時體積收縮所造成的光學薄膜捲曲和彎曲。
使用後述之滲透性溶劑之情況,由硬化性樹脂易於TAC基材中滲透的觀點而言,硬化性樹脂的分子量為1000以下為佳。
作為此種硬化性樹脂,可列舉例如季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
硬化性樹脂可將上述物質以單獨1種或組合使用2種以上。
HC層用組成物中之硬化性樹脂的含量視需要適當調節即可,由可賦予作為硬塗層之充分硬度並且可含有充分份量的離子液體,而使抗靜電性能和硬度可兩相成立的觀點而言,相對於溶劑除外之HC層用組成物的總質量,以50~99質量%之範圍為佳,且以70~97質量%之範圍為更佳。
(具有抗靜電性之離子液體)
於本發明中,所謂離子液體,意指由陽離子和陰離子所構成,於常溫(23~25℃)中為液體狀態者,本發明所使用之離子液體具有抗靜電性即可,此外,根據所要求之性能,適當選擇使用離子傳導性高者、熱安定性高者、黏性適度者、蒸氣壓低者、無引火性及可燃性者、液體溫度範圍廣者等即可。
另外,使用後述之同時塗佈法之情況,若僅硬化成為硬塗層下層側的第一HC層用組成物中含有離子液體,則可作成於HC層用組成物中含有離子液體者,即使第二HC層用組成物中不含有離子液體亦可。
本發明之光學薄膜中,上述陽離子係由四級銨系陽離子、四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子、吡啶鎓系陽離子及吡咯啶鎓系陽離子所組成群中選出之1種以上之陽離子,由溶解性及抗靜電性之觀點而言為佳。更且,若上述陽離子為四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子及吡啶鎓系陽離子,就溶解性及抗靜電性之觀點而言為更佳。其中,四級鏻系陽離子因為熱安定性及耐光性、透明性良好,故為佳,作為上述陽離子,可列舉例如下列所示之四級銨系陽離子(下述式(I))、四級鏻系陽離子(下述式(II))、咪唑鎓系陽離子(下述式(III))、吡啶鎓系陽離子(下述式(IV))、吡咯啶鎓系陽離子(下述式(V))等。
[化1]
(上述式中,R1 ~R11 可為相同且亦可為相異,分別表示飽和脂肪族基,或者,R3 及R4 亦可與結合的氮原子共同形成脂肪族雜環。其中,R1 ~R4 及R5 ~R8 分別之碳數和為6以上,R9 與R10 碳數和為3以上,R11 之碳數為2以上。R12 及R13 分別獨立為碳數1~12之飽和脂肪族基。)
R1 ~R13 所示之飽和脂肪族基可為直鏈狀,亦可為分岐狀。作為其例,可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、己基、辛基、癸基等。更且,亦可列舉於該例示之基中經由-S-、-O-所示之鍵結而含有S、O等雜原子之基等(其中,R11 為該等中碳數為2以上者)。作為飽和脂肪族基,較佳為碳數1~8之烷基,更佳為碳數1~4之烷基。
作為R3 及R4 與結合的氮原子共同形成脂肪族雜環之例,可列舉吡咯啶環、哌啶環、二氮呯(diazepine)環、哌環、啉環等,且以5~6員環之脂肪族雜環為佳。
式(I)所示之四級銨系陽離子,以R1 及R2 為甲基或乙基、R3 為碳數1~4之烷基、R4 為碳數1~8之烷基的陽離子為佳。其次,式(I)所示之四級銨系陽離子,以R1 ~R3 為甲基、R4 為丙基的陽離子(TMPA);R1 及R2 為甲基,R3 為異丙基、R4 為己基的陽離子;R1 為甲基、R2 及R3 為乙基、R4 為2-甲氧乙基的陽離子為特佳。
又,式(I)所示之四級銨系陽離子,於R3 及R4 與結合的氮原子共同形成脂肪族雜環之情形,以R1 為甲基、R2 為乙基、R3 及R4 與結合的氮原子共同形成吡咯啶環的陽離子、和R1 為甲基、R2 為丁基、R3 及R4 與結合的氮原子共同形成吡咯啶環的陽離子(BMP)為佳。
式(II)所示之四級鏻系陽離子、以R5 及R6分別獨立為甲基或乙基、R7 為碳數1~4之烷基、R8 為碳數1~8之烷基的陽離子為佳。
式(III)所示之咪唑鎓系陽離子,以R9 及R10 分別獨立為碳數1~4之烷基的陽離子為佳。其中,以R9 為甲基、R10 為乙基的陽離子(EMI)、和R9 為甲基、R10 為丁基的陽離子(BMI)為特佳。
式(IV)所示之吡啶鎓系陽離子,以R11 為碳數2~8之烷基的陽離子為佳,且以R11 為丁基的陽離子(BP)為特佳。
式(V)所示之吡咯啶鎓系陽離子,以R12 及R13 為碳數1~8之烷基的陽離子為佳,且以R12 為丁基的陽離子為特佳。
作為四級銨系陽離子,可列舉四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨等之對稱銨類,且以乙基三甲基銨、乙烯基三甲基銨、三乙基甲基銨、三乙基丙基銨、二乙基二甲基銨、三丁基乙基銨、三乙基異丙基銨、N,N-二甲基吡咯啶鎓、N-甲基-N-乙基吡咯啶鎓、N-甲基-N-丙基吡咯啶鎓、N-甲基-N-丁基吡咯啶鎓、N-甲基-N-乙基哌啶鎓、N-甲基-N-丙基-哌啶鎓、N-甲基-N-丁基哌啶鎓、三乙基甲氧基甲基銨、二甲基乙基甲氧基乙基銨、二甲基乙基甲氧基甲基銨、二乙基甲基甲氧基乙基銨、二乙基甲基甲氧基甲基銨等之最短取代基的碳數為最長取代基的碳數之50%以上且未滿100%者為佳(以下亦稱為擬對稱)。又,此外,作為四級銨系陽離子,亦可列舉三甲基丙基銨、三甲基異丙基銨、丁基三甲基銨、烯丙基三甲基銨、己基三甲基銨、辛基三甲基銨、十二烷基三甲基銨、三乙基甲氧基乙氧基甲基銨、二甲基二丙基銨等之非對稱銨等。
作為四級鏻系陽離子和陰離子所構成的離子液體,以四級鏻鹽為佳,具體而言,可列舉三乙基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧四氟硼酸酯、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧六氟磷酸酯、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧三氟甲烷磺酸酯、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧雙(氟基磺醯)醯亞胺、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧硫基氰酸酯、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧雙氰胺、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧二烷基磷酸、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧四氟硼酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧四氟硼酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧六氟磷酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧三氟甲烷磺酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(氟基磺醯)醯亞胺、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧硫基氰酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙氰胺、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧二烷基磷酸、二乙基甲基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、二乙基甲基(甲氧基甲基)鏻‧四氟硼酸酯、二乙基甲基(甲氧基甲基)鏻‧雙氰胺、二乙基甲基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、二乙基甲基(2-甲氧基乙基)鏻‧四氟硼酸酯、二乙基甲基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙氰胺、三正丙基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正丙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正丁基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正丁基(甲氧基甲基)鏻‧四氟硼酸酯、三正丁基(甲氧基甲基)鏻‧雙氰胺、三正丁基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正丁基(2-甲氧基乙基)鏻‧四氟硼酸酯、三正丁基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙氰胺、三正戊基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正戊基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正己基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正己基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺等,其中以三乙基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧四氟硼酸酯、三乙基(甲氧基甲基)鏻‧雙氰胺、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧四氟硼酸酯、三乙基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙氰胺、三正丁基(甲氧基甲基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺、三正丁基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲基磺醯)醯亞胺等由低黏性、耐鹼性及耐熱性的觀點而言為佳。
作為咪唑鎓系陽離子和陰離子所構成的離子液體具體例,可列舉1,3-二甲基咪唑鎓‧氯化物、1,3-二甲基咪唑鎓‧二甲基磷酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧溴化物、1-乙基-甲基咪唑鎓‧碘化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧三氟甲烷磺酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧對-甲苯磺酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧乙基硫酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧2-甲基(2-甲氧基乙氧基)乙基硫酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧雙氰胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧四氟硼酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧六氟硼酸酯、1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧雙(三氟甲烷磺醯)醯亞胺、1-甲基-3-丙基咪唑鎓‧碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧三氟甲烷磺酸酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧四氟硼酸酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧六氟磷酸酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧雙(三氟甲烷磺醯)醯亞胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓‧四氯氟酸酯、1-己基-3-甲基咪唑鎓‧氯化物、1-己基-3-甲基咪唑鎓‧六氟磷酸酯、1-己基-3-甲基咪唑鎓‧四氟硼酸酯、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓‧氯化物、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓‧四氟硼酸酯、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓‧六氟磷酸酯。其中,由於顯示高離子傳導性,故以1-乙基-3-甲基咪唑鎓‧三氟甲烷磺酸酯為佳。
作為吡啶鎓系陽離子和陰離子所構成之離子液體具體例,可列舉1-乙基吡啶鎓‧氯化物、1-乙基吡啶鎓‧溴化物、1-丁基吡啶鎓‧氯化物、1-丁基吡啶鎓‧溴化物、1-丁基吡啶鎓‧六氟磷酸酯、1-丁基-4-甲基吡啶鎓‧溴化物、1-丁基-4-甲基吡啶鎓‧六氟磷酸酯、1-乙基-3-甲基吡啶鎓‧乙基硫酸酯、1-乙基-3-(羥甲基)吡啶鎓‧乙基硫酸酯等。其中,由於顯示高離子傳導性,故以1-乙基-3-(羥甲基)吡啶鎓‧乙基硫酸酯為佳。
作為吡咯啶鎓系陽離子和陰離子所構成之離子液體具體例,可列舉1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓‧雙(三氟甲烷磺醯)醯亞胺等。
作為離子液體的陰離子,可列舉鹵素、三氟磺酸酯、四氟硼酸酯及六氟磷酸酯等。
離子液體的含量,由對硬塗層賦予充分之抗靜電性的觀點而言,相對於溶劑除外之HC層用組成物總質量以1質量%以上為佳,且以3質量%以上為佳。又,離子液體的含量,由提高上述硬化性樹脂之含量、硬塗層取得充分硬度的觀點而言,相對於溶劑除外之HC層用組成物總質量以50質量%以下為佳,且以30質量以下為更佳。
硬塗層的膜厚為1~40μm,較佳為1~20μm。
硬塗層的表面電阻值為1.0×1013 Ω/□以下為佳,且以1.0×1011 Ω/□以下為更佳。
(其他成分)
於本發明中,在HC層用組成物中,除了必須成分之上述硬化性樹脂及離子液體以外,視需要,亦可含有溶劑、光起始劑、光增感劑、光聚合促進劑及微粒子等其他成分。
(溶劑)
作為溶劑,若為至少可將硬化性樹脂和離子液體等溶劑以外之成分均勻溶解或分散的溶劑,則無特別限定,可使用習知公知的溶劑。
作為溶劑,可列舉例如甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、環己酮等之酮類;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等之酯類;二烷、四氫呋喃、二異丙醚等之醚類;乙二醇、丙二醇等之二元醇類;己烷等之脂肪族烴類;乙基賽珞蘇、乙基卡必醇等之二元醇醚類;鹵化烴類;甲苯、二甲苯等之芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等之醯胺類;二甲基亞碸等之亞碸類等。其中,由沸點和上述硬化性樹脂之溶解性和分散性的觀點而言,以酮類和酯類為適於使用。
光穿透性基材為TAC基材之情況,為了於TAC基材與硬塗層界面抑制因折射率差所發生的干涉條紋,使用對於TAC基材具有滲透性的溶劑(以下,稱為「滲透性溶劑」)為佳。如此抑制干涉條紋的發生,推測係因滲透溶劑將TAC基材溶解或膨潤,上述硬化性樹脂變成易滲透TAC基材,使得TAC基材與硬塗層的界面變成不明確,使TAC基材與硬塗層界面中的折射率差減低。
作為滲透性溶劑,例如以甲基乙基酮等之酮類為佳。
溶劑可將上述物質使用單獨1種,且亦可組合使用2種以上。
HC層用組成物中之溶劑含量,若以溶劑以外之各成分可均勻溶解或分散般適當調節即可。
溶劑之含量,例如由HC層用組成物之分散安定性及長期保存性的觀點而言,相對於HC層用組成物之總質量,以20~99.5質量%為佳,且以30~70質量%為佳。
(光起始劑)
使用可經由電離放射線予以硬化的樹脂作為上述硬化性樹脂之情況,為使聚合開始故期望使用光起始劑。
上述光起始劑並無特別限定,可列舉例如乙醯苯類、二苯酮類、縮酮類、蒽醌類、二硫化合物類、秋蘭姆(thiuram)化合物類、氟胺化合物類等。更具體而言,可例示1-羥基-環己基-苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉丙烷-1-酮、苄基二甲基酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、二苯酮等。
其中,1-羥基-環己基-苯基酮及2-甲基-1-[4-甲硫基]苯基]-2-啉丙烷-1-酮,因即使少量亦可經由照射電離放射線而開始或促進聚合反應,故於本發明中較佳使用。
光起始劑可將上述任一種單獨使用,或組合使用數種。
作為光起始劑的市售品,例如1-羥基-環己基-苯基酮可以Irgacure 184的商品名由Ciba Japan(股)取得。
該等光起始劑的含量,通常,相對於HC層用組成物中具有聚合性基的硬化性樹脂100質量份為0.1~20質量份左右。
(光增感劑及光聚合促進劑)
又,於HC層用組成物中,視需要亦可含有光增感劑、光聚合促進劑。
作為上述光增感劑及光聚合促進劑,例如為苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、α-甲基苯偶姻、α-苯基苯偶姻等之苯偶姻系化合物;蒽醌、甲基蒽醌等之蒽醌系化合物;苄基;二乙醯;乙醯苯、二苯酮等之苯基酮化合物;二苯基二硫、四甲基秋蘭姆硫等之硫化合物;α-氯甲基萘;蒽及六氯丁二烯、五氯丁二烯等之鹵化烴類、噻吨酮(thioxanthone)、正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等。
其中,相對於乙醯苯系光聚合起始劑,使用二苯酮或噻吨酮光增感劑為佳。
使用光增感劑和光聚合促進劑之情況,其含量若適當調節即可,例如,相對於光起始劑的質量,若為10~300質量%即可,
(微粒子)
本發明之光學薄膜,為提高硬塗層的硬度,亦可使用習知公知之硬塗層中所用之二氧化矽微粒子等微粒子。更且,在二氧化矽微粒子表面具有可與上述硬化性樹脂之官能基聚合或交聯之聚合性基等官能基的反應性二氧化矽微粒子,就提高硬塗層之硬度觀點而言為佳。
作為此種反應性二氧化矽微粒子,可使用習知公知物質,例如可使用日本專利特開2008-165040號公報中記載的反應性二氧化矽微粒子。
上述微粒子的平均粒徑,由分散性的觀點而言,以1nm以上為佳。又,微粒子的平均粒徑,由確保硬塗層透明性的觀點而言,以100nm以下為佳。由該等觀點而言,微粒子的平均粒徑為10~50nm為更佳。
上述微粒子的形狀並無特別限定,可列舉球狀及針狀等。
使用上述微粒子之情況,其含量若適當調節即可,例如,相對於溶劑除外之HC層用組成物之總質量,若10~60質量%即可。
(分散劑)
於HC層用組成物中含有微粒子之情況,為提高微粒子的分散性亦可使用用公知的分散劑。作為分散劑,例如,由於與微粒子的親和性佳,故以具有羧基、磷酸基及羥基等之陰離子性極性基的分散劑為佳。
作為具有陰離子性極性基的分散劑,可列舉例如,BYK Chem.Japan(股)製之商品名Disperbyk-110、Disperbyk-111、Disperbyk-116、Disperbyk-140、Disperbyk-161、Disperbyk-162、Disperbyk-163、Disperbyk-164、Disperbyk-170、Disperbyk-171、Disperbyk-174、Disperbyk-180及Disperbyk-182等。其中,以Disperbyk-163為分散性良好且為特佳。
使用分散劑之情況,其含量若適當調節即可,例如,相對於微粒子的質量,若為1~300質量%即可。
作為HC層用組成物之其他成分,除了上述成分以外,視需要,亦可使用由防污染劑、撥水劑、撥油劑、防止指紋附著劑、勻塗劑、流動性調整劑、硬度調整劑、防眩劑、折射率調整劑及高硬度化劑所組成群中選出1種或2種以上之成分。
(光學薄膜之其他實施態樣)
圖2示意性示出本發明之光學薄膜之第二態樣之一例的剖面圖。
圖2之光學薄膜1,係在三乙醯纖維素基材11的一面側,由三乙醯纖維素基材11側開始設置膜厚1~40μm之折射率傾斜硬塗層21及低折射率層50。
折射率傾斜硬塗層21中,高折射率微粒子60係以愈接近界面40側愈多、愈接近三乙醯纖維素基材11側愈少之方式存在。
另外,於圖2及後述圖3之折射率傾斜硬塗層中,與圖1相同,離子液體於硬塗層表面起算特定深度區域中大量存在,但為使圖示簡略化而省略離子液體。
折射率傾斜硬塗層的折射率,意指折射率傾斜硬塗層之基材相反側之界面的折射率。
於折射率傾斜硬塗層中折射率為傾斜之情況,係可根據下列方法加以確定。將折射率傾斜硬塗層經由氬濺鍍予以蝕刻使折射率傾斜硬塗層之特定深度部分露出,並使用X射線光電子分光裝置(XPS)測定此露出部分之高折射率微粒子的含量。根據此方法測定折射率傾斜硬塗層之深度方向之高折射率微粒子的存在量分佈。於折射率傾斜硬塗層之各深度地點中的折射率,與高折射率微粒子的存在量相關,故經由確認折射率傾斜硬塗層之深度方向之高折射率微粒子的存在量分佈,則亦可確認折射率為傾斜。
又,使用熱硬化性樹脂將光學薄膜包埋,並由此包埋的光學薄膜使用LEICA公司製超薄切片機,製作80nm厚度的超薄切片,並且根據穿透型電子顯微鏡(TEM)觀察則亦可測定。
所謂高折射率微粒子,係意指折射率為1.50~2.80的微粒子。
另外,基材相反側之硬塗層表面的折射率,可使用分光光度計((股)島津製作所製之UV-3100PC),測定波長380~780nm的絕對反射率,並由所得之反射率曲線,使用模擬法求出。
本發明之光學薄膜之第二態樣中,經由使高折射率微粒子60採用上述分佈,使得折射率傾斜硬塗層21上設置之低折射率層50與折射率傾斜硬塗層21界面40附近的折射率差變大,具有高防止反射性能。更且,相比於三乙醯纖維素基材上具有高折射率微粒子60於層內均勻分佈之硬塗層的情況,因折射率較高的高折射率微粒子60與折射率較低的三乙醯纖維素基材11接觸區域變少,故硬塗層21之三乙醯纖維素基材11側之區域與三乙醯纖維素基材11之界面70附近的折射率差變小,可抑制於界面70發生干涉條紋。
又,第二態樣之光學薄膜亦與第一態樣之光學薄膜具有同樣之離子液體分佈,故具有高抗靜電性能和耐溶劑擦拭性。
圖3示意性示出本發明之光學薄膜之第三態樣之一例的剖面圖。
圖3之光學薄膜1係在聚對苯二甲酸乙二酯基材12的一面側設置膜厚1~40μm之折射率傾斜硬塗層22。
折射率傾斜硬塗層22中,高折射率微粒子60係以愈接近界面70側愈多,愈接近界面40側愈少之方式存在。
本發明之光學薄膜之第三態樣中,經由使高折射率微粒子60採用上述分佈,使得硬塗層22之聚對苯二甲酸乙二酯基材12側的區域與聚對苯二甲酸乙二酯基材12之界面70附近的折射率差變小,可抑制於界面70發生干涉條紋。其理由推測如下。即,若高折射率微子60於硬塗層中均勻分佈,則相對於較高折射率的聚對苯二甲酸乙二酯基材12,較低折射率之樹脂的存在比例增加,相對地,若高折射率微粒子60以愈接近聚對苯二甲酸乙二酯基材12側存在愈多分佈,則較高折射率之高折射率微粒子60的存在比例增加。聚對苯二甲酸乙二酯基材12與高折射率微粒子60之折射率差,比聚對苯二甲酸乙二酯基材12與樹脂的折射率差更小,故硬塗層22之聚對苯二甲酸乙二酯基材12側之區域與聚對苯二甲酸乙二酯基材12之界面70附近的折射率差變小,推測可抑制界面70中發生干涉條紋。
又,第三態樣之光學薄膜亦與第一態樣之光學薄膜具有同樣之離子液體分佈,故具有高抗靜電性能和耐溶劑擦拭性。
作為上述高折射率微粒子,亦可使用習知公知之防止反射薄膜等所用者,可列舉例如金屬氧化物微粒子。作為此種金屬氧化物微粒子,可列舉例如氧化鈦(TiO2 ,折射率:2.71)、氧化鋯(ZrO2 ,折射率:2.10)、氧化鈰(CeO2 ,折射率:2.20)、氧化錫(SnO2 ,折射率:2.00)、銻錫氧化物(ATO,折射率:1.75~1.85)、銦錫氧化物(ITO,折射率:1.95~2.00)、磷錫化合物(PTO,折射率:1.75~1.85)、氧化銻(Sb2 O5 ,折射率:2.04)、鋁鋅氧化物(AZO)、鎵鋅氧化物等。
作為高折射率微粒子,於使用PTO:磷錫化合物(例如商品名EP SP-2:三菱材料(股)製)等之金屬氧化物導電性微粒子之情況,因透明性優異,故為佳。
又,作為高折射率微粒子,於使用ATO:銻錫氧化物(例如商品名SN-100P:石原產業(股)製)和ITO:銦錫氧化物(例如商品名SUFP:住友金屬礦山(股)製)等之金屬氧化物導電性微粒子之情況,因可賦予防止塵埃附著性,故為佳。
高折射率微粒子的平均粒徑與第一態樣之微粒子同樣地,由分散性及折射率傾斜硬塗層之透明性觀點而言,以1~100nm為佳,且以10~50nm為更佳。高折射率微粒子的形狀並無特別限定,可列舉球狀及針狀等。
上述高折射率微粒子可適當選擇材質、形狀、平均粒徑且可使用單獨1種,並且亦可組合使用2種以上。
本發明之光學薄膜之第二態樣及第三態樣中,抑制高折射率微粒子於折射率傾斜硬塗層內的分佈,減低折射率傾斜硬塗層與光穿透性基材界面中的折射率差,取得抑制此界面中發生干涉條紋。
另外,亦可考慮光穿透性基材的折射率、硬化性樹脂的折射率等,於高折射率微粒子以外,使用二氧化矽微粒子和金屬氟化物等之折射率低的微粒子,將該折射率低的微粒子分佈如圖2或圖3之高折射率微粒子般控制,減低硬塗層與光穿透性基材界面中的折射率差,並且抑制此界面中發生干涉條紋的態樣。
於本發明中,由抑制硬塗層(除了第一態樣之硬塗層以外,亦包含第二及第三態樣之折射率傾斜硬塗層)與光穿透性基材界面中發生干涉條紋的觀點而言,硬塗層與光穿透性基材之折射率差以絕對值為0.03以內為佳。
另外,硬塗層的折射率,係指使用分光光度計((股)島津製作所製之UV-3100PC),測定波長380~780nm之絕對反射率,由所得之反射率曲線,使用模擬法所求出之折射率值。
(低折射率層)
本發明之光學薄膜之第二態樣中,如圖2所示般,在折射率傾斜硬塗層21的界面40上設置低折射率層50。
折射率傾斜硬塗層21係愈接近界面40側則存在愈多高折射率微粒子60,可加大折射率傾斜硬塗層21與低折射率層50的折射率差。因此,第二態樣之光學薄膜具有高防止反射性能。
低折射率層可作成習知公知的低折射率層。例如可作成日本專利特開2008-165040號公報中記載之二氧化矽微粒子和氟化鎂、氟系樹脂的低折射率層。
(光學薄膜之製造方法)
本發明之光學薄膜之製造方法若為可在硬塗層表面至特定之深度方向上以具有上述離子液體分佈之方式形成硬塗層的方法即可,且無特別限定。
於本發明中,由可輕易形成具有上述離子液體分佈之硬塗層的觀點而言,以下列方法為佳。即,本發明之光學薄膜的製造方法,其特徵為包含(i)準備光穿透性基材之步驟;(ii)準備陽離子和陰離子所構成的離子液體、含有第一硬化性樹脂及第一溶劑之第一硬塗層用硬化性樹脂組成物及含有第二硬化性樹脂及第二溶劑之第二硬塗層用硬化性樹脂組成物的步驟;(iii)在上述光穿透性基材的一面側,由該光穿透性基材側至少使上述第一硬塗層用硬化性樹脂組成物及第二硬塗層用硬化性樹脂組成物鄰接並同時塗佈而作成塗膜的步驟;(iv)使上述(iii)步驟所得之塗膜乾燥、硬化的步驟。
於上述本發明之光學薄膜之製造方法中,以含有離子液體之第一硬塗層用硬化性樹脂組成物(以下稱為「第一HC層用組成物」)比第二硬塗層用硬化性樹脂組成物(以下稱為「第二HC層用組成物」)更位於光穿透性基材側之方式,由光穿透性基材側使第一HC層用組成物及第二HC層用組成物鄰接並在光穿透性基材的一面側同時塗佈,使離子液體難在硬塗層表層滲出,且可輕易形成具有上述離子液體分佈的硬塗層。因此,所得之光學薄膜兼具硬度和耐溶劑擦拭性。
圖4示出使用擠壓型之模具塗敷器同時塗佈方法之一例的示意圖。
在光穿透性基材10上,由模具塗敷器頭80的狹縫91及92,分別將第一HC層用組成物100及第二HC層用組成物110以第一HC層用組成物100比第二HC層用組成物110更位於光穿透性基材10側之方式鄰接且同時塗佈,作成第一HC層用組成物的塗膜101及第二HC層用組成物的塗膜111。另外,於圖4中,第一HC層用組成物100與第二HC層用組成物110本來呈一體形成一個硬塗層,但為便利說明將該二種組成物和其塗膜分開顏色予以記載。
以下,說明使用同時塗佈方法之本發明之光學薄膜之製造方法的各步驟。
(i)準備光穿透性基材之步驟中,準備上述光學薄膜所說明的光穿透性基材。
於準備(ii)之2種HC層用組成物之步驟中,準備分別之組成物。
位於光穿透性基材側的第一HC層用組成物,係含有離子液體、第一硬化性樹脂及第一溶劑。位於第一HC層用組成物上的第二HC層用組成物,係含有第二硬化性樹脂及第二溶劑。各成分若使用上述光學薄膜所說明者即可。
於本發明之光學薄膜之製造方法中,第二HC層用組成物的黏度比第一HC層用組成物的黏度更大,易於形成具有上述離子液體分佈的硬塗層。
第一及第二HC層用組成物之黏度的調整方法並無特別限定,通常係根據溶劑之含量調節黏度。此外,亦可根據硬化性樹脂的種類和分子量等調節黏度。
第一HC層用組成物及第二HC層用組成物的黏度,係例如使用Anton Paar公司製之MCR301,以測定工具為PP50,測定溫度為25℃、剪切速度為10000[l/s]之條件,於台上適量滴下測定對象的組成物則可測定。
於第一HC層用組成物和第二HC層用組成物中,硬化性樹脂的種類、分子量、官能基數可為相同或相異。
於第一HC層用組成物和第二HC層用組成物中,溶劑種類可為相同或相異。
於第一HC層用組成物與第二HC層用組成物中含有光起始劑等其他成分之情況,其他成分亦可與該2種組成物之種類相同或相異。
於第一HC層用組成物與第二HC層用組成物中若離子液體以外的組成為相同,則易於取得層內無界面的硬塗層。
於本發明之光學薄膜之製造方法中,第一HC層用組成物所含的離子液體中,陽離子係由四級銨系陽離子、四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子、吡啶鎓系陽離子及吡咯啶鎓系陽離子所組成群中選出之1種以上的陽離子,由溶解性及抗靜電性觀點而言為佳。
其中,由於熱安定性及耐光性、透明性良好,故以四級鏻系陽離子為佳。
形成如圖2所示之在硬塗層21的界面40側分佈許多高折射率微粒子60之第二態樣之光學薄膜之情況,若使第一HC層用組成物中不含有高折射率微粒子60,僅於第二HC層用組成物中含有高折射率微粒子60且進行同時塗佈即可。此時,第二HC層用組成物中之高折射率微粒子的含量,相對於溶劑除外之第二HC層用組成物的總質量,以50~90質量%為佳,且更佳為65~90質量%。
另一方面,形成如圖3所示之在硬塗層22的界面70側分佈許多高折射率微粒子60之第三態樣之光學薄膜之情況,若使第二HC層用組成物中不含有高折射率微粒子60,僅於第一HC層用組成物中含有高折射率微粒子60且進行同時塗佈即可。此時,第一HC層用組成物中之高折射率微粒子的含量,相對於溶劑除外之第一HC層用組成物的總質量,以50~90質量%為佳,且更佳為65~90質量%。
將(iii)之2種HC層用組成物同時塗佈、作成塗膜之步驟中,若使第一HC層用組成物比第二HC層用組成物更位於光穿透性基材側之方式,由光穿透性基材側使第一HC層用組成物及第二HC層用組成物鄰接且可同時塗佈的方法,則同時塗佈方法並無特別限定。作為此種同時塗佈方法,可列舉例如具有2個以上狹縫(吐出口)之模具塗敷及滑片塗敷等。同時塗佈中所用之裝置,可將2個以上狹縫設置於單一頭,且亦可將2個以上狹縫設置於2個以上之頭。
同時塗佈中之2種HC層用組成物的塗佈量,根據所欲之硬塗層膜厚、離子液體的分佈等適當調節即可。例如,第一HC層用組成物以濕膜厚0.05~100μm(換算乾燥膜厚0.05~20μm)左右塗佈即可。又,第二HC層用組成物例如以濕膜厚0.05~100μm(換算乾燥膜厚0.05~20μm)左右塗佈即可。此處,所謂濕膜厚係由剛塗佈後組成物中之溶解揮發前狀態的塗膜厚度(於光穿透性基材上塗佈之組成物的體積/塗佈面積)而求出。
(偏光板)
本發明之偏光板,其特徵係在上述光學薄膜之上述光穿透性基材側之面,設置偏光片。
圖5係示出本發明之偏光板之層構成之一例的示意圖。圖5所示之偏光板2係具有在光穿透性基材10的一面側設置含有離子液體30之硬塗層20的光學薄膜1、以及將保護薄膜130及偏光層140積層的偏光片150,在光學薄膜1之光穿透性基材10側面設置偏光片150。
另外,所謂在光學薄膜之光穿透性基材側面配置偏光片,並不僅為分別形成光學薄膜和偏光片之情況,且亦包含構成光學薄膜之構件兼具構成偏光片之構件的情況。
另外,關於光學薄膜,因為若使用上述的光學薄膜即可,故於此處省略說明。以下,說明關於本發明之偏光板中的其他構成。
(偏光片)
作為本發明偏光板所用的偏光片,若具有指定之偏光特性者則無特別限定,可使用一般液晶顯示裝置所用的偏光片。
偏光片若為可長期保持指定之偏光特性的形態者則無特別限定,例如可僅由偏光層所構成,且亦可為將保護薄膜與偏光層貼合者。將保護薄膜與偏光層貼合之情況,可僅在偏光層的單面形成保護薄膜,且亦可在偏光層兩面形成保護薄膜。
作為偏光層,通常係使用於聚乙烯醇所構成的薄膜中含浸碘,並將其單軸延伸形成聚乙烯醇與碘的錯合物者。
又,作為保護薄膜,若可保護上述偏光層,且具有所欲之光穿透性者則無特別限定。
作為保護薄膜之光穿透性,於可見光區域中的穿透率為80%以上為佳,且以90%以上為更佳。
另外,上述保護薄膜的穿透率,可根據JIS K7361-1(塑料-透明材料之全光穿透率的試驗方法)測定。
作為構成保護薄膜之樹脂,可列舉例如纖維素衍生物、環烯烴系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚醯亞胺、多芳基化合物、聚對苯二甲酸乙二酯等。其中,亦以使用纖維素衍生物或環烯烴系樹脂為佳。
(顯示面板)
本發明之第一顯示面板,其特徵為包含上述光學薄膜。
本發明之第二顯示面板,其特徵為具備上述偏光板。
一般而言,顯示面板係顯示器的視聽者側的構件。若以液晶顯示器舉例說明,所謂顯示面板,係指封閉液晶材之2片玻璃板(例如,彩色濾光片基板和陣列基板)與偏光板以及本發明之光學薄膜等所構成的構件。
因此,本發明之顯示面板係在顯示器的視聽者側構件具備上述光學薄膜或上述偏光板者。
(顯示器)
本發明之第一顯示器,其特徵為具備上述光學薄膜。
本發明之第二顯示器,其特徵為具備上述顯示面板。
作為顯示器,可列舉LCD、PDP、ELD(有機EL、無機EL)、CRT等。
顯示器係由顯示器之視聽者側構件之顯示面板、和含有驅動部的背面側構件所構成。所謂背面側構件,若以液晶顯示器舉例說明,則係由所謂背光的光源、控制LCD的驅動電路、控制光源的電路及機殼等所構成的構件。作為此時之液晶顯示器之層構成的一例,係含有導光板和擴散薄膜等的背光部,於其視聽者側依序積層偏光板、陣列基板、液晶層、彩色濾光片基板、偏光板、光學薄膜而成者。
上述顯示器之另一例的PDP,具備表面玻璃基板和將該表面玻璃基板對向並於其間封入放電氣體所配置的背面玻璃基板所構成者。上述顯示器為PDP之情況,亦可在表面玻璃基板的表面或其前面板(玻璃基板或薄膜)具備上述光學薄膜。
上述顯示器可為將若加以電壓則發光之硫化鋅、二胺類物質等之發光體在玻璃基板上蒸鍍,控制基板上所加之電壓並且進行顯示的ELD裝置,或者將電信號轉換成光,發生人眼可見之影像的CRT等顯示器。此時,亦可在ELD裝置或CRT的最表面或其前面板的表面具備上述光學薄膜。
[實施例]
以下列舉實施例,進一步具體說明本發明。並非根據該等記載限制本發明。
各化合物之簡寫分別表示下列物質。
DPHA:二季戊四醇六丙烯酸酯
MIBK:甲基異丁基酮
TAC:三乙醯纖維素
分別調製具有下列所示組成之第一HC層用組成物1及第二HC層用組成物1~2。
(第一HC層用組成物1)
離子液體(三丁基(2-甲氧基乙基)鏻雙(三氟甲烷磺醯)醯亞胺,東京化成工業(股)製):5質量份
第一硬化性樹脂(DPHA,日本化藥(股)製):50質量份
第一硬化性樹脂(荒川化學工業(股)製之商品名Beam Set DK1(重量平均分子量20000,固形份75%,MIBK溶劑):換算固形份50質量份
勻塗劑(DIC(股)製之商品名MCF-350):換算固形份3質量份
光起始劑(Ciba Japan(股)製之商品名Irugacure 184):4質量份
溶劑(MIBK):100質量份
(第二HC層用組成物1)
第二硬化性樹脂(DPHA,日本化藥(股)製):50質量份
第二硬化性樹脂(荒川化學工業(股)製之商品名Beam Set DK1(重量平均分子量20000,固形份75%,MIBK溶劑):換算固形份50質量份
勻塗劑(DIC(股)製之商品名MCF-350):換算固形份3質量份
光起始劑(Ciba Japan(股)製之商品名Irugacure 184):4質量份
溶劑(MIBK):100質量份
(第二HC層用組成物2)
第二硬化性樹脂(荒川化學工業(股)製之商品名Beam Set DK1(重量平均分子量20000,固形份75%,MIBK溶劑):換算固形份100質量份
勻塗劑(DIC(股)製之商品名MCF-350):換算固形份3質量份
光起始劑(Ciba‧Japan(股)製之商品名Irugacure 184):4質量份
(實施例1)
於厚度40μm之TAC基材上,以第一HC層用組成物1比第二HC層用組成物1更位於TAC基材側之方式,將第一HC層用組成物1以濕膜厚15μm(換算乾燥膜厚約8μm)、第二HC層用組成物1以濕膜厚1μm(換算乾燥膜厚約0.5μm)同時塗佈,並以烤爐乾燥除去溶劑後,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan(股)製,光源H燈泡),以照射線量約95mJ/cm2 進行紫外線照射,使塗膜硬化,形成乾燥膜厚約8μm的硬塗層,製作TAC基材/硬塗層所構成的光學薄膜。
(實施例2)
於實施例1中,除了將第二HC層用組成物1以濕膜厚0.5μm(換算乾燥膜厚約0.3μm)同時塗佈以外,同實施例1形成乾燥膜厚約8μm的硬塗層,製作光學薄膜。
(實施例3)
如下所示般,以逐次塗佈法形成硬塗層。
於厚度40μm之TAC基材上,將第一HC層用組成物1以濕膜厚15μm(換算乾燥膜厚約8μm)塗佈,並以烤爐乾燥除去溶劑後,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan(股)製,光源H燈泡),以照射線量約36mJ/cm2 進行紫外線照射,使塗膜硬化,形成下層側的硬塗層。
其次,對該下層側的硬塗層,將第二HC層用組成物2以濕膜厚2μm(換算乾燥膜厚約1μm)塗佈,並以烤爐乾燥除去溶劑後,使用紫外線照射裝置,以照射線量約95mJ/cm2 進行紫外線照射,使塗膜硬化,形成上下層之合計乾燥膜厚為約9μm的硬塗層,製作TAC基材/硬塗層所構成的光學薄膜。
(比較例1)
於實施例3中,除了使用第二HC層用組成物1代替第二HC層用組成物2,並對下層側的硬塗層上,將第二HC層用組成物1以濕膜厚1μm(換算乾燥膜厚約0.5μm)塗佈,形成上下層之合計膜厚為約8μm的硬塗層以外,同實施例3製作光學薄膜。
(比較例2)
於比較例1中,除了對下層的硬塗層上,將第二HC層用組成物1以濕膜厚0.5μm(換算乾燥膜厚約0.3μm)塗佈,形成上下層之合計膜厚為約8μm的硬塗層以外,同比較例1製作光學薄膜。
(比較例3)
於厚度40μm之TAC基材上,將第一HC層用組成物1以濕膜厚15μm(換算乾燥膜厚約8μm)塗佈,並以烤爐乾燥除去溶劑後,使用紫外線照射裝置(Fusion UV System Japan(股)製,光源H燈泡),以照射線量約95mJ/cm2 進行紫外線照射,使塗膜硬化,形成乾燥膜厚約8μm的硬塗層,製作TAC基材/硬塗層所構成的光學薄膜。
將上述實施例及比較例之各組成物的濕膜厚及塗佈方法歸納示於表1。
針對上述實施例及比較例所製作之分別的光學薄膜,如下所示般測定、評估離子液體的分佈、表面電阻值、硬度、霧值、全光線穿透率及密合性。
(測定離子液體的分佈)
使用XPS裝置(ESCA-3400,KRATOS公司製),經由測定硬塗層表面(界面40)開始之膜厚(深度)方向之離子液體(三丁基(2-甲氧基乙基)鏻‧雙(三氟甲烷磺醯)醯亞胺)所含的硫原子濃度,求出離子液體的分佈。
首先,以覆蓋樣品台般安裝光學薄膜,並介隔著黏著片對樣品台貼附光學薄膜,作成分析樣品。
XPS測定係一邊由光學薄膜的硬塗層表面以離子濺鍍器(照射Ar+ ,濺鍍器用離子槍使用「高速離子槍(kaufman型離子槍)」)予以濺鍍,一邊由硬塗層表面露出特定深度之部分,並使此露出深度慢慢加深進行。
上述實施例及比較例所製作之分別的光學薄膜的測定結果示於表2。又,將實施例之光學薄膜的測定結果予以繪圖者示於圖6,比較例之光學薄膜的測定結果予以繪圖者示於圖7。
(耐溶劑擦拭性的評估)
關於上述實施例及比較例所製作之分別的光學薄膜,如下評估耐溶劑擦拭性。
首先,使用三菱化學(股)製,商品名High Restor(測定極限1.00×1013 Ω)測定以溶劑擦拭前之初期狀態中之硬塗層表面的表面電阻值。
其次,使用分別沾上同量水、乙醇及MIBK的碎布(旭化成(股)製之商品名Bencoat Lint-free),將硬塗層表面之同一處擦拭10次,其後,以乾燥的碎布擦拭10次。其後,同上述測定表面電阻值。測定結果示於表3。
(鉛筆硬度之測定)
對於上述實施例及比較例所製作之分別之光學薄膜的硬塗層表面,進行JIS K5600-5-4(1999)所規定之鉛筆硬度試驗(4.9N荷重),測定不會造成損傷的最高硬度。測定結果示於表3。
(測定霧值及全光線穿透率)
關於上述實施例及比較例所製作之分別的光學薄膜,使用濁度計NDH2000(日本電色工業(股)製)測定霧值及全光線穿透率。測定結果示於表3。
(密合性之評估)
關於上述實施例及比較例所製作之分別的光學薄膜,根據JIS K5600-5-6,使用Nichiban(股)製之工業用24mm賽珞膠帶(註冊商標),以橫切法進行附著性試驗,評估密合性。測定結果示於表3。
(結果之歸納)
由表2及圖6,實施例1中,由硬塗層表面(界面40)至深度為300nm中具有硫原子的濃度峰值,相對地,比較例1中,於深度33.3mm中具有硫原子的濃度峰值。另外,實施例1之峰值的半值寬度為83nm。
同樣地,實施例2中,於深度133.3nm中具有硫原子的濃度峰值,相對地,比較例2中,於深度0nm中具有硫原子的濃度峰值。另外,實施例2之峰值的半值寬度為90nm。
同樣地,實施例3中,於深度666.7nm中具有硫原子的濃度峰值,比較例3中,於深度0nm中具有硫原子的濃度峰值。另外,實施例3之峰值的半值寬度為60nm。
由此可知,本發明之光學薄膜,在硬塗層界面40起算比50nm更深的位置存在離子液體的存在量峰值。
由表3,實施例所得之光學薄膜,即使於溶劑擦拭後亦具有與初期狀態同樣的表面電阻值。特別,對於乙醇和MIBK之有機溶劑的擦拭性優異。
但是,比較例1所得之光學薄膜,以水擦拭後之表面電阻值上升2位數。更且,對於有機溶劑無耐擦拭性。
比較例2及3所得之光學薄膜,對於水、乙醇及MIBK全部無耐溶劑擦拭性。
[產業上之可利用性]
本發明之光學薄膜可直接使用於要求抗靜電性的製品。若根據本發明之光學薄膜之一態樣,可提供同時實現抗靜電性及硬塗性的光學薄膜。於更佳之態樣中,可提供抗靜電性、硬塗性、低反射性、及無干涉條紋的光學薄膜。因此,可利用於防止塵埃附著性建材(裝飾薄片等)和光學碟片表面的覆蓋等。
1...光學薄膜
2...偏光板
10...光穿透性基材
11...三乙醯纖維素基材
12...聚對苯二甲酸乙二酯基材
20...硬塗層
21、22...折射率傾斜硬塗層
30...離子液體
40...界面
50...低折射率層
60...高折射率微粒子
70...界面
80...模具頭
91、92...狹縫
100...第一硬塗層用硬化性樹脂組成物
101...第一硬塗層用硬化性樹脂組成物之塗膜
110...第二硬塗層用硬化性樹脂組成物
111...第二硬塗層用硬化性樹脂組成物之塗膜
120...光穿透性基材的搬送方向
130...保護薄膜
140...偏光層
150...偏光片
160...基材
170...習知之硬塗層
180...離子液體
190...覆蓋層
圖1示出本發明之光學薄膜之第一態樣之剖面之一例的示意圖。
圖2示出本發明之光學薄膜之第二態樣之剖面之一例的示意圖。
圖3示出本發明之光學薄膜之第三態樣之剖面之一例的示意圖。
圖4示出使用擠壓型模具塗敷器之同時塗佈方法之一例的示意圖。
圖5示意性示出本發明之偏光板一例的剖面圖。
圖6示出實施例1~3之硬塗層中之深度方向之硫原子的分佈圖。
圖7示出比較例1~3之硬塗層中之深度方向之硫原子的分佈圖。
圖8係具有離子液體之習知硬塗層表面以溶劑擦拭時的概念圖。
圖9係在具有離子液體之習知硬塗層表面設置覆蓋層之情況的概念圖。
1...光學薄膜
10...光穿透性基材
20...硬塗層
30...離子液體
40...界面

Claims (12)

  1. 一種光學薄膜,係在光穿透性基材的一面側設置膜厚1~40μm之硬塗層者,其特徵為,在上述硬塗層中含有由陽離子和陰離子所構成的離子液體;於上述硬塗層的膜厚方向,在該硬塗層之上述光穿透性基材相反側之界面起算50~700nm之區域中,係存在有由該界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體存在量的峰值。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜,其中,上述峰值之半值寬度為25~500nm。
  3. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜,其中,相對於上述由界面起至700nm為止之區域中存在之上述離子液體的存在量,由該界面起至50nm為止之區域中存在之上述離子液體之存在量的比例為50%以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜,其中,上述陽離子係由四級銨系陽離子、四級鏻系陽離子、咪唑鎓系陽離子、吡啶鎓系陽離子及吡咯啶鎓系陽離子所組成群中選出之1種以上之陽離子。
  5. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜,其中,上述硬塗層之表面電阻值為1.0×1013 Ω/□以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜,其中,在上述硬塗 層之上述光穿透性基材相反側之面,設置低折射率層。
  7. 一種偏光板,其特徵為在申請專利範圍第1至6項中任一項之光學薄膜的上述光穿透性基材側之面,設置偏光元件。
  8. 一種顯示面板,其特徵為具備申請專利範圍第1至6項中任一項之光學薄膜。
  9. 一種顯示面板,其特徵為具備申請專利範圍第7項之偏光板。
  10. 一種顯示器,其特徵為具備申請專利範圍第1至6項中任一項之光學薄膜。
  11. 一種顯示器,其特徵為具備申請專利範圍第9項之顯示面板。
  12. 一種顯示器,其特徵為具備申請專利範圍第8項之顯示面板。
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