TWI485423B - Optical function layer with particles, optical components for display and anti-glare functional layer - Google Patents

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TWI485423B TW099112104A TW99112104A TWI485423B TW I485423 B TWI485423 B TW I485423B TW 099112104 A TW099112104 A TW 099112104A TW 99112104 A TW99112104 A TW 99112104A TW I485423 B TWI485423 B TW I485423B
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Description

光學機能層用微粒、顯示器用光學構件及防眩機能層
本發明主要係關於一種微粒，其用於文字處理機、電腦、電視機等用於影像顯示之各種顯示器中設置的光學構件。
於陰極射線管顯示裝置(CRT)、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)等之影像顯示裝置中，通常於最表面設置有用以抗反射之光學膜。此種抗反射用光學膜，係藉由光之散射或干擾來抑制像之映入或降低反射率者。
作為抗反射用光學膜之一種，已知有在透明性基材之表面形成有具有凹凸形狀之防眩層的防眩膜。此種防眩膜可藉由表面之凹凸形狀使外部光散射，從而防止因外部光之反射或像之映入而引起之視認性下降。
作為此種防眩膜，先前已知有由粒子形成凹凸而成者(例如，專利文獻1)。
然而，近年來，對於液晶顯示裝置等之影像顯示裝置，越來越被要求具有極高位準之畫質，特別是除防眩性以外，更特別要求黑色再現性優異。
作為提高防眩性與黑色再現性之方法，已知有例如具備如下光擴散層之光學膜，該光擴散層包含平均粒徑不同且將粒徑控制在規定範圍內之至少兩種透光性樹脂粒子(例如，專利文獻2)。
然而，此種先前之方法，並不能滿足近年來之以極高位準兼顧防眩性及黑色再現性的要求。
又，雖然藉由將折射率與基材不同之微粒捏合於熱塑性樹脂或分散於熱硬化樹脂而形成為擴散片之光學構件用於透射型螢幕等，但存在如下缺點：因上述微粒而產生外部光之背向散射(backscatter)，故而對比度較低。
為防止上述因微粒而引起之對比度下降，已提出有如下微粒，例如，如專利文獻3所示之於微粒表面具有利用干擾之抗反射層之微粒、或者如專利文獻4所示之使折射率發生階段性或連續性變化之微粒。然而，此種具有抗反射層之微粒容易因干擾而產生著色，又，使折射率發生變化之微粒則難以增大擴散。
專利文獻1：日本專利特開平6－18706號公報
專利文獻2：日本專利特開2007－041547號公報
專利文獻3：日本專利特開2005－17920號公報
專利文獻4：日本專利特開平2－120702號公報
本發明鑒於上述現狀，目的在於提供一種光學機能層用微粒、使用該光學機能層用微粒而形成之顯示器用光學構件、防眩膜及擴散膜，該等可獲得能夠以極高位準兼顧防眩性、擴散性與黑色再現性，並且可使色彩再現性優異，從而可適合應用於高精細化顯示器的光學機能層。
本發明係一種光學機能層用微粒，其具有芯核(core)以及包覆該芯核之外殼，添加至透明基材用以形成光學機能層，其特徵在於：平均粒徑R為入射至上述光學機能層之光之波長以上，且上述平均粒徑R與上述芯核之平均直徑r之比(r/R)為0.50以上，並且上述外殼具有與上述透明基材不同之折射率，且具有光吸收性能。
又，本發明之光學機能層用微粒較佳為，當將透明基材之折射率n1與外殼之折射率n2之比(n2/n1)設為Δn時，Δn與(r/R)滿足下述式(1)～(4)。
Δn＜0.94時，(r/R)＞0.53　(1)
0.94≦Δn＜1.0時，(r/R)＞7.2×Δn－6.1　(2)
1.0＜Δn≦1.067時，(r/R)＞7.8－6.8×Δn　(3)
1.067＜Δn時，(r/R)＞0.53　(4)
此外，較佳為上述Δn與(r/R)滿足下述式(5)、(6)。
Δn＜1.0時，(r/R)＞1.5×Δn－0.5　(5)
1.0＜Δn時，(r/R)＞3.2－2.2×Δn　(6)
此外，較佳為上述Δn與(r/R)滿足下述式(7)。
1.0＜Δn時，α＞1.9－0.9×Δn　(7)
又，本發明之光學機能層用微粒較佳為芯核及外殼由有機材料所構成，且上述外殼係使構成上述芯核之有機材料中含有對選自以紫外光區域、可見光區域及紅外光區域所組成之群中之至少一種區域具有光吸收性能之添加劑而成者。
又，本發明之光學機能層用微粒較佳為，當將擴散亮度分布之正透射時之亮度設為p，外殼中未添加具有光吸收性能之添加劑的粒子中的、上述添加劑之吸收最大波長下之擴散亮度分布之正透射時之亮度設為P時，(p/P)為0.6以上。
又，上述添加劑較佳為可見波長區域內之吸收率大致相等。
又，本發明係一種顯示器用光學構件，其特徵在於：其係具備使用透明基材以及上述本發明之光學機能層用微粒而形成之光學機能層；上述光學機能層中之光學機能層用微粒之比例(質量%)為根據由下述式(8)表示之式所算出之數值以上，且為根據由下述式(9)表示之式所算出之數值以下，
0.34×R3 /T　(8)
121×R/T　(9)
此處，於上述式(8)及(9)中，T表示上述光學機能層之平均厚度(μm)，R表示上述光學機能層用微粒之平均粒徑(μm)，R＜T。
又，本發明係一種防眩膜，其特徵在於：具有由上述本發明之光學機能層用微粒所形成之凹凸面。
又，本發明係一種擴散膜，其特徵在於：具有使用透明基材以及上述本發明之光學構件用微粒而形成之顯示器用光學機能層；且上述透明基材係由熱塑性樹脂及/或熱硬化性樹脂所構成。
以下，詳細說明本發明。
本發明人等對將微粒添加至基材(黏合劑成分)之光學機能層進行潛心研究，結果發現，透過光學機能層之光於透射微粒時會產生雜散光、背向散射，該雜散光、背向散射會妨礙顯示器之黑色再現性提高。
基於上述見解進一步進行研究，結果發現，如圖2及圖3所示，於透明基材(未圖示)中有添加之狀態下入射至微粒20(30)內之光(以下亦稱為入射光21(31))在作為透射光23(33)射出至透明基材時，於微粒20(30)與透明基材之界面上會產生朝向微粒20(30)之內部方向之反射光(以下亦稱為內部反射光22(32))，該內部反射光22(32)偏在於微粒20(30)內之規定區域。再者，圖2係表示透明基材之折射率n1與微粒外殼之折射率n2之比(n2/n1)小於1時光之行進狀態的模式圖，圖3係表示透明基材之折射率n1與微粒外殼之折射率n2之比(n2/n1)大於1時光之行進狀態的模式圖。又，於圖2、3中，微粒20、30係芯核與外殼之折射率相等者，故對在微粒20、30之表面進行反射之光予以省略。
並且，本發明者等人進一步潛心研究，結果發現，藉由使微粒內之內部反射光所偏在並透過之區域具有光吸收性能，可適當地防止雜散光之產生，從而完成本發明。
即，於本發明中，透射微粒之光(必需之光)由於僅因具有光吸收性能之區域之厚度而產生吸收，故透射率下降較少，與此相對，成為雜散光之內部反射光則由於在具有光吸收性能之區域中通過之距離與所透射之光相比極度變長，故在該區域會受到更強吸收，從而可抑制雜散光之產生。
本發明之光學機能層用微粒係添加至透明基材用以形成光學機能層者。
作為上述光學機能層並無特別限定，可列舉設置於高精細影像用顯示器之表面的先前公知之表面膜或螢幕等，例如可列舉防眩層、硬塗層、抗反射層、防靜電層、擴散層等。其中，適用作為防眩層、擴散層。
再者，本發明之光學機能層用微粒藉由在可見區域以外具有後述外殼之光吸收特性，除顯示器用途以外，亦可例如用以防止遙控器之開關或指標之位置檢測時所使用之紅外光之雜散光產生以而提高檢測精度，或者用以用於紫外線照射裝置之擴散板而防止有害的紫外光之反射。此外，可藉由使用具有對於光之波長之視窗者作為下述外殼中所含之添加劑，來限定背向散射之光之波長，亦可藉由使用波長轉換材料作為上述添加劑，來改變背向散射之光之波長。
圖1係模式性表示本發明之光學機能層用微粒之一例的剖面圖。如圖1所示，本發明之光學機能層用微粒10具有芯核17以及包覆該芯核11之外殼12。
本發明之光學機能層用微粒中，上述芯核係由透明材料所構成者，較適合為使用由有機材料所構成者。作為構成此種芯核之材料並無特別限定，例如可列舉：苯乙烯樹脂(折射率：1.60)、三聚氰胺樹脂(折射率：1.57)、丙烯酸樹脂(折射率：1.49)、丙烯酸-苯乙烯共聚物樹脂(折射率：1.49～1.60)、聚碳酸酯樹脂(折射率：1.59)、聚乙烯(折射率：1.53)、聚氯乙烯(折射率：1.54)等。其中，使用苯乙烯樹脂、丙烯酸-苯乙烯樹脂較適用，特別是使用丙烯酸-苯乙烯共聚合樹脂更佳，因為其可藉由改變丙烯酸與苯乙烯之比率而容易地改變折射率。
又，上述外殼具有與上述透明基材不同之折射率，並且具有光吸收性能。若上述外殼之折射率與透明基材之折射率相同，則使用本發明之光學機能層用微粒而成之防眩膜、擴散膜等之顯示器用光學構件中將無法獲得充分的光學特性(抗眩光性、擴散性)。
作為此種外殼，例如可列舉使上述構成芯核之有機材料中含有發揮光吸收性能之添加劑而成者。
作為上述添加劑並無限定，但特別適合使用例如對選自以紫外光區域、可見光區域及紅外光區域所組成之群中之至少一種區域具有光吸收性能者。由於上述添加劑具有此種光吸收性能，故可將本發明之光學機能層用微粒適當用作上述之光學機能層用途。其中，作為用以提高對比度之上述添加劑，較佳為可見波長區域內之吸收率大致相等者。其原因在於，若為可見光區域內之各波長下之吸收率大致相等之添加劑，則使用本發明之光學機能層用微粒而成之顯示器用光學構件等中，影像光不會著色，且反射光亦不會被著色。再者，上述「吸收率大致相等」，係指藉由變為眼睛觀察時之中性黑或中性灰，可見光區域內之各波長之吸收率的比為±10%以下。
作為此種添加劑並無特別限定，既可作為微粒添加，亦可溶解於外殼材料中。又，上述添加劑既可具有透射性，反之亦可不具有透射性。具體而言，作為上述添加劑，只要對應於本發明之光學機能層用微粒之製造方法，單獨或複合使用公知之染料或顏料即可。
作為上述添加劑之添加量，係考慮構成上述外殼及芯核之材料、以及構成透明基材之材料等，而適當調整至適當地吸收上述內部反射光、使入射至本發明之光學膜機能層用微粒的光充分透射之程度。
此處，若為了擴大由含有微粒之透明基材所構成之光學機能層的擴散性能，而增大上述透明基材與微粒之折射率差，則會產生微粒表面反射增大之弊害。因此，於本發明之光學機能層用微粒中，上述外殼較佳為具有芯核與透明基材之中間之折射率。藉由上述外殼之折射率滿足上述條件，可適當地抑制上述表面反射。
又，本發明之光學機能層用微粒中，平均粒徑R為入射至上述光學機能層之光(入射光)之波長以上。若上述平均粒徑R小於入射光之波長，則無法特定照射至本發明之光學機能層用微粒的光之光路，從而無法調整透射光量與雜散光吸收量。
又，作為上述平均粒徑R，具體而言，較佳為0.4～20 μm。若小於0.4 μm，則上述平均粒徑R容易變為小於上述入射光之波長，從而可應用於使用本發明之光學機能層用微粒而形成之光學機能層的光之選擇範圍受到限制。又，有時無法獲得充分的防眩性及黑色再現性優異之光學機能層。若大於20 μm，則有時容易產生眩光，從而導致應用使用本發明之光學機能層用微粒而形成之光學膜的顯示器之品質下降。
為提高對比度，上述粒徑R之更佳下限為0.8 μm，更佳上限為10 μm。
又，本發明之光學機能層用微粒中，上述平均粒徑R與上述芯核之平均直徑r的比(r/R)為0.50以上。若小於0.50，則本發明之光學機能層用微粒之雜散光之吸收會變得過剩，反而使透射光之強度下降，從而於製作好光學機能層時透射率較差。
本發明中，上述(r/R)較佳為0.70以上，更佳為0.85以上。其原因在於，與因外殼而引起之透射光之強度下降相比，雜散光之吸收效率更高。
再者，上述平均粒徑R及芯核之平均直徑r可藉由利用公知之顕微鏡觀察而進行之本發明之光學機能層用微粒之剖面觀察來測定。
又，本發明之光學機能層用微粒中較佳為，當將上述透明基材之折射率n1與光學機能層用微粒之外殼之折射率n2的比(n2/n1)設為Δn(以下亦稱為比折射率)時，Δn與(r/R)滿足上述式(1)～(4)。藉由上述(r/R)滿足式(1)～(4)，本發明之光學機能層用微粒會成為適當入射之光之透射性能與內部反射光之吸收性能優異者。
本發明之光學機能層用微粒中更佳為，上述Δn與(r/R)滿足上述式(5)、(6)。藉由滿足上述式(5)、(6)，本發明之光學機能層用微粒會成為所入射之光之透射性能與內部反射光之吸收性能更優異者。
此外，本發明之光學機能層用微粒較佳為，上述Δn與(r/R)滿足上述式(7)。藉由滿足上述式(7)，本發明之光學機能層用微粒之光之透射性能與內部反射光之吸收性能之均衡性最適。
圖4、5及6係按吸收內部反射光之比例表示本發明之光學機能層用微粒之芯核直徑(%)[(r/R)×100]與比折射率之關係的圖表。如該等圖表所示，於微粒內部之反射取決於比折射率。由式(1)～(4)表示之圖表(圖4)表示為藉由微粒界面將反射率0.1%之內部反射光導向外殼所需之芯核直徑，由式(5)、(6)表示之圖表(圖5)表示同樣情況下反射率為1%之情形，由式(7)表示之圖表(圖6)表示反射率為10%之情形。
即，對於透射光下降之吸收效果為，式(1)～(4)＜式(5)、(6)＜式(7)。
本發明之光學機能層用微粒較佳為，當將擴散亮度分布之正透射時之亮度設為p，將上述外殼中未添加具有光吸收性能之添加劑之粒子中的、上述添加劑之吸收最大波長下之擴散亮度分布的正透射時之亮度設為P時，(p/P)為0.6以上。
此處，上述(p/P)係表示本發明之光學機能層用微粒之外殼所具有之吸光比例的參數，若小於0.6，則透射本發明之光學機能層用微粒的光之透射率會變低，而不適合用作光學機能層。上述(p/P)之較佳下限為0.7，更佳下限為0.8。
再者，上述(p/P)之值較佳為測定光學機能層用微粒，但當微粒較小而難以測定時，例如，可利用以下方法算出之(p'/P')進行測定。
<以後染色設置光學機能層用微粒之外殼之情形>
(1)製作使用未染色之上述微粒藉由壓製處理而形成之厚度1 mm之板。
(2)測定所製作之板於可見光區域內的透射率(P')。
(3)於與形成本發明之光學機能層用微粒之外殼時相同之條件下，對上述板進行染色，製作具有與外殼厚度相同厚度之染色層的處理板。
(4)測定所製作之處理板於可見光區域的透射率(p')。
(5)計算(p'/P')。
<以染料或顏料包覆光學機能層用微粒之外殼周圍之情形>
(1)製作藉由壓製處理而形成上述微粒之芯核材料的厚度1 mm之板。
(2)測定所製作之板於可見光區域內之透射率(P')。
(3)測定外殼之厚度A。
(4)製作藉由壓製處理而形成上述微粒之芯核材料的厚度為1－2×A(mm)之芯核板。
(5)將形成本發明之光學機能層用微粒之外殼的材料變為塗料而以使總厚度為1 mm之方式塗佈於上述芯核板上以製作處理板。
(6)測定所製作之處理板於可見光區域的透射率(p')。
(7)計算(p'/P')。
本發明之光學機能層用微粒因由上述構成之芯核及外殼所構成，故在分散於後述透明基材中之狀態下光透射時，於微粒內部幾乎不會產生內部反射光，從而可有效抑制雜散光之產生。因此，可獲得能夠以極高位準兼顧防眩性與黑色再現性，從而可適合應用於高精細化顯示器之光學機能層。
此種由芯核與外殼所構成之構造的本發明之光學機能層用微粒，例如，可藉由如下方法來製造：藉由將預先形成之微粒浸漬於對微粒材料具有浸透性之染料浴中，使染料含浸於微粒表面附近；使用溶解或分散有染料或顏料之反應性液體使其於芯核物質之界面上發生聚合；將芯核物質添加至溶解或分散有染料或顏料之聚合物溶液，於分散介質中形成為微小滴，使溶劑飛濺並固化；將芯核物質投入至溶解有溶解或分散有染料或顏料之外殼物質的液體中，呈噴霧狀噴出至熱風中。
添加本發明之光學機能層用微粒之透明基材，係作為該光學機能層用微粒之黏合劑成分而發揮作用者。
作為此種透明基材，只要具有透明性即無特別限定，例如只要為藉由紫外線或電子束而硬化之樹脂，即電離放射線硬化型樹脂、溶劑乾燥型樹脂、熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂等具有微粒可分散之功能者即可。
例如，於使用本發明之光學機能層用微粒製造防眩膜或硬塗膜等之表面膜時，電離放射線硬化型樹脂於使用本發明之光學機能層用微粒製造透射型螢幕等時，熱塑性樹脂於使用本發明之光學機能層用微粒製造擴散膜等時，熱塑性樹脂及/或熱硬化性樹脂能夠分別以適合於紫外線硬化、擠出成型、絲網印刷等之各個製程的形式來使用。但是，於製造上述表面膜、透射型螢幕及擴散膜等時，作為可使用之透明基材，並不限定於上述者。再者，於本說明書中，「樹脂」係亦包含單體、寡聚物、聚合物等之樹脂成分在內的概念。
作為上述電離放射線硬化型樹脂，例如可列舉具有(甲基)丙烯酸酯系之官能基的化合物等之具有1個或2個以上之不飽和鍵的化合物。
作為具有1個不飽和鍵之化合物，例如可列舉乙基(甲基)丙烯酸酯、乙基己基(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。作為具有2個以上之不飽和鍵的化合物，例如可列舉聚羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、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、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等之多官能化合物與(甲基)丙烯酸酯等之反應生成物(例如，多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯)等。再者，本說明書中所謂「(甲基)丙烯酸酯」，係指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
除上述化合物以外，具有不飽和雙鍵之分子量較低之聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛(spiroacetal)樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇多烯(polythiol polyene)樹脂等亦可用作上述電離放射線硬化型樹脂。
當將本發明之光學機能層用微粒用於表面膜時，較佳為上述透明基材由紫外線硬化樹脂所構成。
當將上述電離放射線硬化型樹脂用作上述紫外線硬化樹脂時，較佳為於形成上述光學機能層時之組成物中含有光聚合起始劑。
作為上述光聚合起始劑，具體例可列舉苯乙酮類、二苯基酮類、米其勒苯甲醯基苯甲酸酯、α-醯胺肟酯(α－amidoxime ester)、硫雜蒽酮(Thioxanthone)類、苯丙酮類、苯類、安息香類、醯基膦氧化物類。又，較佳為混合使用光增感劑，作為其具體例，例如可列舉正丁基胺、三乙基胺、聚正丁基膦等。
作為上述光聚合起始劑，當上述電離放射線硬化型樹脂為具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系時，較佳為單獨或混合使用苯乙酮類、二苯甲酮類、硫雜蒽酮類、安息香、安息香甲基醚等。又，當上述電離放射線硬化型樹脂為具有陽離子聚合性官能基之樹脂系時，作為上述光聚合起始劑，較佳為將芳香族重氮塩、芳香族鋶塩、芳香族錪塩、金屬芳香類化合物、安息香磺酸酯等作為單獨或混合物而使用。
相對於電離放射線硬化型樹脂100質量份，上述光聚合起始劑之添加量較佳為0.1～10質量份。
上述電離放射線硬化型樹脂可與溶劑乾燥型樹脂同時使用。
作為上述溶劑乾燥型樹脂，主要可列舉熱塑性樹脂。作為上述熱塑性樹脂，可利用通常例示者。藉由添加上述溶劑乾燥型樹脂，可有效防止塗佈面之塗膜缺陷。
作為較佳熱塑性樹脂之具體例，例如可列舉苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、乙酸乙烯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含有鹵素之樹脂、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、纖維素衍生物、聚矽氧系樹脂及橡膠或彈性體等。
作為上述熱塑性樹脂，通常較佳為使用非結晶性、且可溶解於有機溶劑(特別是可溶解複數種聚合物或硬化性化合物之共通溶劑)之樹脂。特佳為成形性或製膜性、透明性、耐候性較高之樹脂，例如苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、纖維素衍生物(纖維素酯類等)等。
根據本發明之較佳態樣，當積層上述光學機能層而成之光透射性基材之材料為三乙醯纖維素「TAC」等之纖維素系樹脂時，作為熱塑性樹脂之較佳具體例，可列舉纖維素系樹脂，例如硝基纖維素、乙醯纖維素、醋酸丙酸纖維素、乙基羥乙基纖維素等。藉由使用上述纖維素系樹脂，可提高與上述光透射性基材之密著性及透明性。
作為上述熱硬化性樹脂，例如可列舉酚樹脂、尿素樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、黑色素樹脂、胍胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂、胺基醇酸樹脂、三聚氰胺-尿素共縮合樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。當使用上述熱硬化性樹脂時，亦可根據需要而同時使用交聯劑、聚合起始劑等之硬化劑、聚合促進劑、溶劑、黏度調整劑等。
藉由使用上述透明基材以及本發明之光學機能層用微粒，可形成具備有光學機能層之顯示器用光學構件。
此種顯示器用光學構件亦係本發明之一。
即，本發明之顯示器用光學構件，其特徵在於：其係具備使用透明基材以及本發明之光學機能層用微粒而形成之光學機能層；上述光學機能層中之光學機能層用微粒之比例(質量%)為根據由下述式(8)表示之式所算出之數值以上，且為根據由下述式(9)表示之式所算出之數值以下，
0.34×R3 /T　(8)
121×R/T　(9)
此處，上述式(8)及(9)中，T表示上述光學機能層之平均厚度(μm)，R表示上述光學機能層用微粒之平均粒徑(μm)，R<T。
本發明之顯示器用光學構件具備使用上述透明基材及本發明之光學機能層用微粒而形成之光學機能層。
作為上述光學機能層中之透明基材，可列舉本發明之光學機能層用微粒中所說明者。
將上述光學機能層之平均厚度設為T(μm)，將上述光學機能層用微粒之平均粒徑設為R(μm)時，R<T，並且上述光學機能層中之上述光學機能層用微粒之比例(%)為根據由上述式(8)表示之式所算出之數值以上，且為根據由上述式(9)表示之式所算出之數值以下。
此處，上述式(8)，係指上述光學機能層中之光學機能層用微粒間隔，於視力2明視距離為25 cm時之肉眼之解析度35 μm之界限以下。因此，當上述光學機能層用微粒之比例小於根據上述式(8)所算出之數值時，上述光學機能層中所含之光學機能層用微粒可用肉眼觀察，且微粒分離而看起來呈異物狀。
另一方面，上述式(9)係指上述光學機能層中之光學機能層用微粒處於最密填充。因此，當上述光學機能層用微粒之比例大於根據上述式(9)所算出之數值時，存在自上述光學機能層突出之光學機能層用微粒，故濃度會產生不均而被識別為黑色異物。
又，上述「光學機能層用微粒之比例」，係指相對於上述光學機能層中之透明基材與微粒之重量的微粒之重量%。
作為形成此種光學機能層之方法，可舉出根據上述透明基材、光學機能層用微粒，及因應其他需要，使用將均化劑、防靜電劑、防污染劑等各種添加劑與溶劑加以混合而得之塗敷液的方法。即，可藉由將上述塗敷液塗佈於規定之基材膜上形成塗膜，並使該塗膜硬化而形成上述光學機能層。
作為上述溶劑並無特別限定，例如可列舉：異丙醇、甲醇、乙醇等之醇類；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等之酯類；鹵化碳氫化合物；甲苯、二甲苯等之芳香族烴；丙二醇單甲基醚(PGME)；或該等之混合物；較佳的可列舉酮類、酯類。
作為上述基材膜並無特別限定，例如，可自透明性較通常之塑膠優異之材料中選擇。例如，由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚醯胺(尼龍6、尼龍66)、三乙醯纖維素、聚苯乙烯、聚芳酯(polyarylate)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚醚碸、聚丙烯酸甲酯等所構成之延伸或未延伸膜。又，亦可將該等之膜設為單層或兩層以上之多層膜而使用。
作為上述基材膜之厚度，較佳為10～200 μm左右。若小於10 μm，則有時會強度不夠，而無法足以支撐上述光學層，若大於200 μm，則不僅造成資源浪費，而且有時在加工時難以操作。
作為塗佈上述塗敷液形成塗膜之方法並無特別限定，例如可列舉利用通常之反輥式塗佈、輥塗、線棒塗佈(mayer bar coat)、凹版印刷塗佈等之方法，塗敷3～15 g/m2 (以固體成分換算，以下同樣記載)之方法。
此外，作為使塗膜硬化之方法，可列舉照射電子束或紫外線、可見光線等之電磁波的方法。利用上述紫外線之硬化，可使用自超高壓水銀燈、高壓水銀燈、碳弧燈、氙弧燈、金屬鹵化物燈等所發出之電磁波。
藉由該等電離放射線之硬化反應較佳為儘量在氧較少之環境中進行。在低氧環境下，可不發生因氧而阻礙硬化、因所需之聚合反應以外之副反應而引起著色或分解的現象而完成硬化反應。因此，上述光學機能層可保持所添加之光學機能層用微粒之保持能力優異之磨損性。反之，當氧濃度較高時，硬化反應則無法完成，光學機能層有時會因磨損性差而導致微粒脫落。並且，較佳之氧濃度為1000 ppm以下。
將如上所述形成之光學機能層設為具有由本發明之光學機能層用微粒所形成之表面凹凸者(以下亦稱為防眩層)，藉此上述顯示器用光學構件可用作防眩膜。
此種防眩膜亦係本發明之一。
本發明之防眩膜由於在上述防眩層之表面形成有由上述本發明之光學機能層用微粒所形成之凹凸，因此幾乎不會產生因透射該微粒內之光內部反射而產生之雜散光，從而會成為防眩性及黑色再現性極其優異者。
即，本發明之防眩膜可具備優異的透射影像清晰度及防映入性。
本發明之防眩膜中，為使上述基材膜與防眩層之間的接著牢固且穩定，較佳為對基材膜之塗敷面利用電暈放電或臭氧氣體進行表面處理，或者設置由與基材膜及防眩層雙方之面有親和性且接著性較強之材料所構成之底塗層。底塗層可塗敷由聚酯-多元醇或聚醚-多元醇與聚異氰酸酯所構成之反應型清漆而形成。
本發明之光學機能層用微粒因由上述構成所形成，故可於添加至透明基材中之狀態下，適當地吸收透射其內部之光的內部反射光。因此，使用本發明之光學機能層用微粒而形成之光學機能層，能夠以極高位準兼顧防眩性與黑色再現性，從而可適合應用於高精細化顯示器。
藉由下述實施例說明本發明之內容，但本發明之內容並不限定於該等實施態樣來解釋。又，只要未特別聲明，則「份」及「%」係以質量為基準。
(實施例1)
首先，使用苯乙烯90份、丙烯酸甲酯10份進行乳化共聚合，藉此獲得苯乙烯-丙稀共聚物之單分散粒子。該單分散粒子之平均粒徑R為3.5 μm，折射率為1.58。
其次，於以1000 g之水將SAWADA PLATEC公司製造之樹脂用染料SDN黑20 g加以稀釋而成之染色液中，於60℃下添加所獲得之單分散粒子5 g，攪拌後進行1分鐘之染色形成外殼，並經水洗、乾燥而獲得光學機能層用微粒。
所獲得之光學機能層用微粒藉由剖面之顕微鏡觀察，平均粒徑R、芯核之平均直徑r之比(r/R)=0.91(外殼厚度0.16 μm)，外殼之折射率為1.58。
又，對藉由對所獲得之單分散粒子進行壓製而獲得之1 mm之板利用上述染色液於相同條件下進行處理所得之板、與未處理之板之於可見區域內之透射率的比為0.85。再者，上述板之著色層之厚度與上述外殼之厚度相同，故將上述光學機能層用微粒之吸收係數設為0.15。
繼而，於由新戊四醇三丙烯酸45份、Irgacure 184(商品名)2份、甲苯35份、環己烷15份之組成所構成之透明基材的前驅物(硬化後折射率1.50)中，添加上述光學機能層用微粒6份而製備防眩層形成塗佈液。
將所獲得之防眩層形成塗佈液利用棒塗法塗佈於厚度80 μm之三乙醯纖維素膜之一面，於50℃及1分鐘之條件下乾燥後，使氧濃度保持在0.1%以下，使用UV照射裝置[FUSION UV SYSTEM JAPAN公司製造；H vavle(商品名)]以累計光量100 mj加以硬化，形成膜厚約5 μm之防眩層，製作防眩膜。
(實施例2)
除了將染色液之染料設為10 g，將染色條件設為65℃、2分鐘以外，以與實施例1同樣之方式製作光學機能層用微粒。該光學機能層用微粒之r/R為0.75(外殼厚度0.44 μm)，外殼之折射率為1.58。又，吸收係數為0.28。
使用所獲得之光學機能層用微粒以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(實施例3)
除了將染色液之染料設為5 g，將單分染色條件設為68℃、3分鐘以外，以與實施例1同樣之方式製作光學機能層用微粒。該光學機能層用微粒之r/R為0.61(外殼厚度0.68 μm)，外殼之折射率為1.58。又，吸收係數為0.39。
使用所獲得之光學機能層用微粒以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(比較例1)
除了未染色以外，使用以與實施例1同樣之方式獲得之單分散粒子，利用與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(比較例2)
藉由將苯乙烯10份、丙烯酸甲酯90份加以乳化共聚合而獲得苯乙烯-丙烯酸共聚物之單分散粒子。該單分散粒子之平均粒徑為3.5 μm，折射率為1.50。
除了使用該單分散粒子以外，以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(比較例3)
調配苯乙烯90份、丙烯酸甲酯10份，與實施例1相比改變條件而進行乳化共聚合，藉此獲得苯乙烯-丙烯酸共聚物之單分散粒子。
比較例3之單分散粒子之平均粒徑為0.38 μm，折射率為1.58。
除了使用該單分散粒子以外，以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(比較例4)
除了使用比較例2之單分散粒子，將染色液之染料設為10 g，將染色條件設為65℃、2分鐘以外，以與實施例1同樣之方式製作光學機能層用微粒。該光學機能層用微粒之r/R為0.75(外殼厚度0.44 μm)，外殼之折射率為1.50。又，吸收係數為0.28。
除了使用該光學機能層用微粒以外，以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(比較例5)
除了使用實施例1之單分散粒子，將染色液之染料設為10 g，將染色條件設為62℃、5分鐘以外，以與實施例1同樣之方式製作光學機能層用微粒。該光學機能層用微粒之r/R為0.43(外殼厚度1.00 μm)，外殼之折射率為1.58。又，吸收係數為0.37。
除了使用該光學機能層用微粒以外，以與實施例1同樣之方式獲得防眩膜。
(評價)
就實施例及比較例中所獲得之防眩膜進行以下評價。將結果示於表1。
<黑色位準、白色位準、對比度、眩光、防眩性>
剝離SONY公司製造之液晶電視機KDL－40×2500的最表面之偏光板，並附上未經表面塗佈之偏光板。繼而，於其上以使光學機能層為觀察者側之方式利用透明黏著膜附上實施例及比較例之防眩膜。
於1000 Lx之室內，顯示MEDIA FACTORY公司之DVD「歌劇魅影(The Phantom of the Opera)」，由15名被試驗者進行鑒賞，將回答為黑色位準、白色位準、對比度、眩光及防眩性均良好者為10名以上時評價為「○」，5～9名時評價為「△」，4名以下時評價為「×」。
<擴散性>
利用與黑色位準等之評價同樣之方法評價僅左右移動時之畫質變化之有無，評價畫質有無變化，將回答為變化不會造成困擾者為10名以上時記作「○」，5～9名時記作「△」，4名以下時記作「×」。
如表1所示，實施例之防眩膜在所有評價中均顯示較佳結果。
與此相對，不具有外殼之比較例1之防眩膜中，黑色位準及對比度較差。
又，使用有不具有外殼、且透明基材之折射率與微粒外殼之折射率相同之光學機能層用微粒的比較例2之防眩膜中，眩光及擴散性較差。
又，使用有不具有外殼、且平均粒徑小於入射至防眩層之光之波長(400～800 nm)之光學機能層用微粒的比較例3之防眩膜中，黑色位準、對比度及防眩性之各評價較差。
又，使用有雖具有外殼、但透明基材之折射率與微粒外殼之折射率相同之光學機能層用微粒的比較例4之防眩膜中，眩光及擴散性之評價較差。
此外，使用有雖具有外殼、但r/R小於0.5之光學機能層用微粒的比較例5之防眩膜中，白色位準及對比度較差。
[產業上之可利用性]
本發明之光學機能層用微粒可適合用作陰極射線管顯示裝置(CRT)、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)等顯示器、特別是高精細化顯示器之防眩機能層。
10．．．光學機能層用微粒
11．．．芯核
12．．．外殼
20、30．．．微粒
21、31．．．入射光
22、32．．．內部反射光
23、33．．．透射光
r．．．芯核之平均直徑
R．．．平均粒徑
圖1係模式性表示本發明之光學機能層用微粒之一例的剖面圖。
圖2係表示透明基材之折射率n1與微粒之折射率n2之比(n2/n1)小於1時光之行進狀態的模式圖。
圖3係表示透明基材之折射率n1與微粒之折射率n2之比(n2/n1)大於1時光之行進狀態的模式圖。
圖4係表示於吸收內部反射比例為0.1%為止之內部反射光時本發明之光學機能層用微粒之(r/R)與Δn之關係的圖表。
圖5係表示於吸收內部反射比例為1%為止之內部反射光時本發明之光學機能層用微粒之(r/R)與Δn之關係的圖表。
圖6係表示於吸收內部反射比例為10%為止之內部反射光時本發明之光學機能層用微粒之(r/R)與Δn之關係的圖表。
10．．．光學機能層用微粒
11．．．芯核
12．．．外殼

Claims (11)

  1. 一種光學機能層用微粒，其具有芯核(core)以及包覆該芯核之外殼，添加至透明基材用以形成光學機能層，其特徵在於：平均粒徑R為入射至該光學機能層之光之波長以上，且該平均粒徑R與該芯核之平均直徑r之比(r/R)為0.50以上，此外，該外殼具有與該透明基材不同之折射率，並且具有光吸收性能。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學機能層用微粒，其中，當將透明基材之折射率n1與外殼之折射率n2的比(n2/n1)設為△n時，△n與(r/R)滿足下述式(1)~(4)：△n<0.94時，(r/R)>0.53 (1) 0.94≦△n<1.0時，(r/R)>7.2×△n-6.1 (2) 1.0<△n≦1.067時，(r/R)>7.8-6.8×△n (3) 1.067<△n時，(r/R)>0.53 (4)。
  3. 如申請專利範圍第2項之光學機能層用微粒，其中，△n與(r/R)進而滿足下述式(5)、(6)：△n<1.0時，(r/R)>1.5×△n-0.5 (5) 1.0<△n時，(r/R)>3.2-2.2×△n (6)。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之光學機能層用微粒，其中，△n與(r/R)進而滿足下述式(7)：1.0<△n時，(r/R)>1.9-0.9×△n (7)。
  5. 如申請專利範圍第1、2或3項中任一項之光學機能 層用微粒，其中，芯核及外殼由有機材料所構成，且該外殼係使有機材料中含有對選自以紫外光區域、可見光區域及紅外光區域所組成之群中之至少一種區域具有光吸收性能之添加劑而成者。
  6. 如申請專利範圍第5項之光學機能層用微粒，其中，當將擴散亮度分布之正透射時之亮度設為p，且將外殼中未添加具有光吸收性能之添加劑之粒子中的該添加劑之吸收最大波長下之擴散亮度分布之正透射時的亮度設為P時，(p/P)為0.6以上。
  7. 如申請專利範圍第5項之光學機能層用微粒，其中，添加劑係可見波長區域內之各波長下之吸收率大致相等者。
  8. 如申請專利範圍第1、2或3項中任一項之光學機能層用微粒，其中，透明基材係由紫外線硬化樹脂所構成。
  9. 一種顯示器用光學構件，其特徵在於：係具備使用透明基材、以及申請專利範圍第1至8項中任一項之光學機能層用微粒而形成之光學機能層；該光學機能層中之光學機能層用微粒之比例(質量%)為根據由下述式(8)表示之式所算出之數值以上，且為根據由下述式(9)表示之式所算出之數值以下，0.34×R3 /T (8) 121×R/T (9)，此處，該式(8)及(9)中，T表示該光學機能層之平均厚度(μm)，R表示該光學機能層用微粒之平均粒徑(μm)，R <T。
  10. 一種防眩膜，其特徵在於：具有由申請專利範圍第1至8項中任一項之光學機能層用微粒所形成之凹凸面。
  11. 一種擴散膜，其特徵在於：具有使用透明基材以及申請專利範圍第1至7項中任一項之光學機能層用微粒而形成之顯示器用光學機能層，且該透明基材係由熱塑性樹脂及/或熱硬化性樹脂所構成。
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