TWI513587B - An optical laminate, a polarizing plate, and an image display device - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光學積層體、偏光板及影像顯示裝置。
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)、場發射顯示器(FED)、觸控面板、電子紙、平板電腦等影像顯示裝置中,設置有由具有抗反射性能、抗靜電性能、硬塗性或防污性等種種性能之功能層所構成之光學積層體。於影像顯示裝置中,為了避免在操作時產生傷痕,而要求賦予耐擦傷性。
對於上述要求,通常係藉由利用在透光性基材上設置有硬塗(HC)層之光學積層體或者進一步賦予抗反射功能或防眩性等光學功能之光學積層體,來提昇影像顯示裝置之影像顯示面的耐擦傷性。
此種具備硬塗層之光學積層體,例如於專利文獻1揭示有一種光學積層體,其係在透光性基材之三乙醯纖維素基材上具有含有一定樹脂成分與特定量之矽酸膠(Colloidal Silica)之硬塗層。
又,此種具備硬塗層之光學積層體,例如以賦予防污性等功能為目的,而於硬塗層添加防污劑等,或於硬塗層之上面積層低折射率層等其他光學功能層。
然而,先前之光學積層體,即使於硬塗層添加防污劑等,亦難以充分地發揮防污性等功能。為了充分地發揮上述功能,例如亦考慮提高防污劑等之添加量之方法,但於此情形時,存在所添加之防污劑滲出等問題或硬塗層之透明性降低之問題。
進而,於先前之光學積層體之硬塗層上設置其他光學功能層之情形時,亦存在難以充分地提昇硬塗層與光學功能層之間的密合性之問題。
專利文獻1:日本特開2010-085985號公報
本發明之目的在於,鑒於上述現狀而提供如下光學積層體、使用該光學積層體而成之偏光板及影像顯示裝置,該光學積層體之硬塗層具有高硬度,並且添加少量防污劑等即可充分發揮其功能,進而,於硬塗層之上面積層有低折射率層等光學功能層時,可使該光學功能層與硬塗層之間的密合性優異,且防干擾條紋性亦優異。
本發明係一種光學積層體,其於透光性基材上形成有硬塗層,上述硬塗層含有反應性異型二氧化矽微粒子及黏合劑樹脂,上述反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於上述硬塗層之上述透光性基材側,將上述硬塗層之厚度方向之剖面自上述透光性基材側界面起分別分為區域(1)、區域(2)及區域(3)之3等份時,上述區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為30~90%,上述區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為25~80%,上述區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為10~35%,並且區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率≧區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率>區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率。
又,較佳為上述反應性異型二氧化矽微粒子係3~20個平均1次粒徑為1~100nm之球狀二氧化矽微粒子藉由無機化學鍵結而結合,於表面具有反應性官能基。
又,較佳為上述硬塗層中之反應性異型二氧化矽微粒子之含量相對於上述反應性異型二氧化矽微粒子與黏合劑樹脂之合計100質量份為15~50質量份。
又,較佳為上述硬塗層進而含有防污劑。
又,較佳為上述硬塗層上進而具有低折射率層。
又,較佳為上述透光性基材由三乙醯纖維素構成。
本發明亦為一種偏光板,其具備偏光元件而成,上述偏光板於偏光元件表面具備上述光學積層體。
本發明亦為一種影像顯示裝置,於最表面具備上述光學積層體或上述偏光板。
以下詳細說明本發明。
本發明人等針對於透光性基材上具有硬塗層之光學積層體潛心進行研究,結果發現:藉由含有黏合劑樹脂及反應性異型二氧化矽微粒子作為硬塗層,並且使硬塗層所含之反應性異型二氧化矽微粒子以一定之分佈,具體而言係以使反應性異型二氧化矽微粒子以特定之比例分布偏向於透光性基材側之方式含有於硬塗層,可具有高硬度且不添加大量之防污劑等即可充分地發揮其功能,進而,於硬塗層上積層有低折射率層等光學功能層時,可使該光學功能層與硬塗層之間的密合性優異。
圖1係概略地表示本發明之光學積層體之一例的剖面圖。
如圖1所示,本發明之光學積層體10為於透光性基材11上具有硬塗層12之結構。
該硬塗層12雖未圖示,但係含有反應性異型二氧化矽微粒子及黏合劑樹脂,該反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於硬塗層12之透光性基材側11。
例如,於使用如同三乙醯纖維素基材(TAC基材)般柔軟之基材作為上述透光性基材之情形時,光學積層體受基材之影響而硬度(鉛筆硬度)下降。此情形在較薄之基材(例如,厚度40μm)中較為顯著。然而,藉由上述反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於透光性基材側,硬塗層之透光性基材側會存在較硬之區域,從而光學積層體之硬度(鉛筆硬度)變得優異。本發明之光學積層體特別是於使用較薄之(厚度25~65μm)TAC基材之情形時有效。
此處,上述「反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於硬塗層之透光性基材側」係指,如圖1所示,將上述硬塗層之厚度方向之剖面自上述透光性基材側界面起於上述剖面之厚度方向分為3等份,且自上述透光性基材側界面起分別設為區域(1)、區域(2)及區域(3)時,於上述區域(1)、(2)、(3)中觀察到反應性異型二氧化矽微粒子的面積率滿足區域(1)≧區域(2)>區域(3)之關係。
又,於上述硬塗層之厚度方向之剖面中反應性異型二氧化矽微粒子之量,可藉由測定上述剖面中的反應性異型二氧化矽微粒子之面積率來判斷。
此處,上述面積率可藉由影像分析軟體WinRoof(三谷商事股份有限公司Visual System部)對TEM所得之剖面照片進行影像之2值化(將反應性異型二氧化矽微粒子之存在量面積化),再進行測定而獲得。
於本發明之光學積層體中,上述區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率為30~90%。若未達30%,則無法充分地提高硬塗層之硬度,又,於上述透光性基材為TAC基材之情形時,容易產生干擾條紋。另一方面,若超過90%,將成為本發明之光學積層體之霧度上升(粒子之凝聚、粒子間之空隙的產生)、與透光性基材之間的密合性惡化、彎折時產生裂痕等之原因。又,於透光性基材為下述TAC基材之情形時,亦有自折射率之面產生干擾條紋之虞。
上述區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率之較佳下限為40%,較佳上限為80%。
又,上述區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率為25~80%。若未達25%,則無法充分地提高硬塗層之硬度,若超過80%,將成為本發明之光學積層體之霧度上升(粒子之凝聚、粒子間之空隙的產生)、彎折時產生裂痕等之原因。
上述區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率的較佳下限為30%,較佳上限為70%。
又,上述區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率為10~35%。若未達10%,則無法充分地提高硬塗層之硬度,若超過35%,則在硬塗層之上面設置有低折射率層之情形時,由於有利於該低折射率層與硬塗層之間的密合性之樹脂成分少,故該等之層間的密合性變得不充分。又,於硬塗層添加有下述防污劑之情形時,難以表現出防污性。推測其原因在於,若樹脂成份較少,反應性二氧化矽微粒子較多時,則防污劑難以出現於表面。又,於透光性基材為TAC基材之情形時,於本發明之光學積層體製造時的皂化步驟,反應性異型二氧化矽微粒子容易脫落。進而,上述硬塗層變脆,例如,若進行鉛筆硬度測試,則硬塗層表面殘留測試痕跡,若彎折,則會產生裂痕。
上述區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率的較佳下限為15%,較佳上限為30%。
於本發明之光學積層體,上述區域(1)、(2)及(3)中反應性異型二氧化矽微粒子之面積率較佳為成為階差(Gradation)。
藉由分別滿足上述區域(1)、(2)及(3)之面積率,本發明之光學積層體之硬塗層之硬度高,又,於硬塗層內添加防污劑等之情形時,少量添加即可充分地發揮其功能,並且於硬塗層上設置有低折射率層等之情形時,該低折射率層與硬塗層之間的密合性優異。
又,因反應性異型二氧化矽微粒子之折射率低於構成硬塗層之黏合劑樹脂,故可使硬塗層內之折射率成為區域(1)≦區域(2)<區域(3)之順序。若硬塗層中之折射率如此地變化,則上述硬塗層由於區域(1)與透光性基材(例如,TAC基材)之間的折射率差小於區域(3)與透光性基材(例如,TAC基材)之間的折射率差,故如下所述,就防止干擾條紋發生之觀點而言亦為良好。
再者,具體而言,於本發明之光學積層體,由於硬塗層之折射率為1.50~1.53左右,反應性異型二氧化矽微粒子之折射率為1.42~1.46左右,TAC基材之折射率為1.48~1.49左右,故區域(1)接近於TAC基材之折射率,干擾條紋消失。
又,藉由使硬塗層內之折射率依據區域(1)、區域(2)、區域(3)之順序成為階差,可較佳地防止干擾條紋。
上述反應性異型二氧化矽微粒子,較佳為3~20個平均1次粒徑為1~100nm之球狀二氧化矽微粒子藉由無機化學鍵結而鍵結,於表面具有反應性官能基。此種反應性異型二氧化矽微粒子由於在表面具有反應性官能基,故能夠與下述構成硬塗層之黏合劑樹脂反應,成為在硬塗層之高硬度化具有優異作用者。又,由於在表面具有反應性官能基,故上述包含反應性異型二氧化矽微粒子之硬塗層的耐溶劑性亦優異,特別是對硬塗層實施有皂化處理(鹼性處理)之情形時,反應性異型二氧化矽微粒子不易脫落,故較佳。再者,反應性異型二氧化矽微粒子自硬塗層脫落之情形時,則存在導致霧度上升、穿透率下降、硬度下降之情況,亦存在發生防污性能惡化之情況。
又,上述反應性異型二氧化矽微粒子由於係所謂的異型二氧化矽微粒子,故於硬塗層中,反應性異型二氧化矽微粒子彼此以及黏合劑樹脂與反應性二氧化矽微粒子相互纏繞,下沉至硬塗層之透光性基材側(區域(1)),反應性二氧化矽微粒子之高填充化成為可能。又,就異型二氧化矽微粒子可高填充化之觀點而言,耐溶劑性亦優異,特別是對硬塗層實施有皂化處理(鹼性處理)之情形時,反應性異型二氧化矽微粒子不易脫落,故較佳。
進而,上述反應性異型二氧化矽微粒子係3~20個平均1次粒徑為1~100nm之球狀二氧化矽微粒子藉由無機化學鍵結而鍵結,藉此,亦具有堅硬、特別是鉛筆硬度變得良好之特徵。
此外,上述透光性基材為TAC基材之情形,上述反應性異型二氧化矽微粒子由於二氧化矽(SiO2
)之折射率低,為1.42~1.46左右,故可使折射率為1.50~1.53左右之含黏合劑樹脂的硬塗層之折射率接近TAC基材(1.48~1.49)之折射率,從而可縮小硬塗層及TAC基材之折射率差,可防止所謂的干擾條紋之產生。
再者,於構成上述反應性異型二氧化矽微粒子之球狀二氧化矽微粒子中,所謂「球狀」係指除了真球狀以外,亦包含旋轉橢圓或多面體等近似於球體之大致球狀的概念。
上述球狀二氧化矽微粒子之平均1次粒徑較佳為1~100nm。若未達1nm,則由於存在無法有助於硬塗層之硬度提昇之情況,製造上亦較為困難,又,容易凝聚且黏度亦較高,故變得難以操作。若超過100nm,則硬塗層之透明性下降,有導致穿透率劣化、霧度上升之虞。上述球狀二氧化矽微粒子之平均1次粒徑的更佳下限為5nm,更佳上限為60nm。
又,上述反應性異型二氧化矽微粒子之平均粒徑(即上述球狀二氧化矽微粒子之平均2次粒徑)較佳為在5~300nm之範圍內,更佳為在10~200nm之範圍內。該反應性異型二氧化矽微粒子之平均粒徑若在上述範圍內,則易賦予硬塗層硬度且易維持硬塗層之透明性。
又,於本說明書中,二氧化矽微粒子之平均1次粒徑係指採用動態光散射法測定溶液中之該粒子,將粒徑分佈以累積分佈來表示時之50%粒徑(d50中徑(median diameter))。該平均1次粒徑可使用日機裝股份有限公司製造的Microtrac粒度分析計來測定。又,上述二氧化矽微粒子之平均2次粒徑可藉由與平均1次粒徑同樣之方法求得。
上述反應性異型二氧化矽微粒子較佳為3~20個、更佳為3~10個上述球狀二氧化矽微粒子由無機化學鍵結結合而成。若上述球狀二氧化矽微粒子數未達3個,則存在提高硬塗層之硬度的效果不充分之情況。另一方面,若上述球狀二氧化矽微粒子數超過20個,則硬塗層之透明性下降,有導致穿透率劣化、霧度上升之虞。
此種反應性異型二氧化矽微粒子,就硬塗層之耐擦傷性及提高硬度效果較高之觀點而言,縱橫比,即長軸與短軸之比較佳為3~20。
上述無機化學鍵結,例如可舉出離子鍵結、金屬鍵結、配位鍵結及共價鍵結。其中較佳為即使將上述反應性異型二氧化矽微粒子添加到極性溶劑,已鍵結之微粒子亦不會分散之鍵結,具體而言係金屬鍵結、配位鍵結及共價鍵結,更佳為共價鍵結。再者極性溶劑,例如可舉出水以及甲醇、乙醇、異丙醇等低級醇等。
又,上述反應性異型二氧化矽微粒子之粒子狀態,可舉出3~20個上述球狀二氧化矽微粒子藉由無機化學鍵結而結合並凝聚之狀態之粒子(凝聚粒子)、以及3~20個上述球狀二氧化矽微粒子由無機化學鍵結而結合,鍵結成鏈狀之鏈狀粒子。特別是就提高硬塗層之硬度的觀點而言,該反應性異型二氧化矽微粒子之粒子狀態,較佳為鏈狀粒子。
再者,上述反應性異型二氧化矽微粒子為鏈狀粒子之情形時,上述球狀二氧化矽微粒子的平均鍵結數可由如下方式求得:使用TEM照片觀察硬塗層之剖面,選擇100個觀察到已硬化的反應性異型二氧化矽微粒子,計算各反應性異型二氧化矽微粒子中含球狀二氧化矽微粒子,取其平均值。
此種反應性異型二氧化矽微粒子之製造方法,只要能夠獲得上述球狀二氧化矽微粒子由無機鍵結而結合者即可,無特別限制,可適當地選用先前公知之方法。例如,藉由調節單分散之二氧化矽微粒子分散液之濃度或pH,於100℃以上之高溫進行水熱處理來獲得。此時,亦可視需要添加黏合劑成分來促進二氧化矽微粒子之鍵結。
又,亦可藉由使所使用之二氧化矽微粒子分散液通過離子交換樹脂來除去離子。藉由此種離子交換處理可促進二氧化矽微粒子之鍵結。於水熱處理後,亦可再次進行離子交換處理。
上述反應性異型二氧化矽微粒子於表面具有反應性官能基。
上述反應性官能基無特別限制,以能夠與下述構成硬塗層之黏合劑樹脂交聯之方式適當地選擇。
具體而言,上述反應性官能基,適宜使用聚合性不飽和基,較佳為光硬化性不飽和基,特佳為游離輻射硬化性不飽和基。其具體例,可舉出:(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性不飽和鍵及環氧基等。其中較佳為乙烯性不飽和鍵。
上述反應性官能基較佳為至少反應性異型二氧化矽微粒子之表面的一部分由有機成分覆蓋,於表面具有藉由該有機成分導入之反應性官能基。
此處所謂有機成分係指含有碳之成分。又,至少表面之一部分覆蓋有有機成分之態樣,除了例如含矽烷偶合劑等有機成分之化合物與存在於二氧化矽微粒子之表面的羥基反應,有機成分鍵結於表面之一部分之態樣,或者,含有具有異氰酸酯基之有機成分的化合物與存在於二氧化矽微粒子之表面的羥基反應,有機成分鍵結於表面之一部分之態樣以外,還包含例如藉由氫鍵等相互作用使有機成分附著於存在於二氧化矽微粒子之表面的羥基之樣態,或於聚合物粒子中含有二氧化矽微粒子之態樣等。
至少表面之一部分由有機成分覆蓋,於表面具有藉由該有機成分導入之反應性官能基的反應性異型二氧化矽微粒子之製備方法,並無特別限制,可使用先前公知之方法。
上述反應性異型二氧化矽微粒子相對於上述硬塗層中該反應性異型二氧化矽微粒子與下述黏合劑樹脂之合計100質量份較佳為含有15~45質量份。若未達15質量份,則存在無法使硬塗層充分地高硬度化之情況。若超過45質量份,則存在無法維持如同下述反應性異型二氧化矽微粒子之分佈之情況,於硬塗層之上面設置低折射率層等光學功能層時,存在硬塗層與光學功能層之間的密合性變得不充分之情況。
構成上述硬塗層之黏合劑樹脂,適合使用透明性者,具體而言,可舉出:藉由紫外線或者電子束而硬化之樹脂,即游離輻射硬化型樹脂、游離輻射硬化型樹脂與溶劑乾燥型樹脂(僅於塗佈時為了調整固體成分而使添加之溶劑乾燥,成為被膜之樹脂)之混合物,或者熱硬化型樹脂等;較佳可舉出游離輻射硬化型樹脂等。再者,本發明書中,「樹脂」係指亦包含單體、低聚物等樹脂成分之概念。
上述游離輻射硬化型樹脂,例如可舉出:新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或該等之環氧乙烷改質物、環氧丙烷改質物、己內酯改質物等具有多官能者。又,於本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」係指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
除上述化合物之外,具有不飽和雙鍵之相對低分子量的聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺酯樹脂(urethane resin)、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇聚烯樹脂亦可作為上述游離輻射硬化型樹脂使用。
上述游離輻射硬化型樹脂亦可與溶劑乾燥型樹脂併用。藉由與溶劑乾燥型樹脂併用,能有效防止塗佈面之被膜缺陷,藉此可獲得更優異之防眩性。能與上述游離輻射硬化型樹脂併用之溶劑乾燥型樹脂,並並無特別限制,通常可使用熱塑性樹脂。
上述熱塑性樹脂並無特別限制,例如可舉出:苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含鹵素樹脂、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。上述熱塑性樹脂較佳為非結晶性,且可溶於有機溶劑(特別是能溶解複數種聚合物及硬化性化合物之共通溶劑)。特別是就製膜性、透明性或耐候性之觀點而言,較佳為苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸酯系樹脂、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。
可作為上述黏合劑樹脂使用之熱硬化型樹脂,可舉出:酚樹脂、尿素樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂(diallylphthalate resin)、三聚氰胺樹脂、胍胺樹脂(guanamin resin)、不飽和聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、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。
上述硬塗層形成用組成物於使用黏合劑樹脂的游離輻射硬化型樹脂作為紫外線硬化型樹脂之情形時,較佳為使用光聚合起始劑。
上述光聚合起始劑,例如可舉出:苯乙酮類(例如,商品名IRGACURE184,BASF公司製造之1-羥基-環己基-苯基-酮;商品名IRGACURE907,BASF公司製造之2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙烷-1-酮、二苯基酮類、9-氧硫類(thioxanthone)、安息香、安息香甲醚、芳香族重氮鹽、芳香族鋶鹽、芳香族錪鹽、金屬芳香類化合物(metallocene compound)、安息香磺酸酯(benzoin sulfonate)等。該等既可單獨使用,亦可併用兩種以上。
此外,亦可併用商品名IRGACURE127(BASF公司製造之2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)苄基]-苯基}-2-甲基-丙-1-酮)或者2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1或2-二甲胺基-2-(4甲基-苄基)-1-(4-啉基-4-基-苯基)-丁-1-酮。
進而,亦可使用上述以外之市售品,具體而言,可舉出:BASF公司製造之IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE819、IRGACURE500、IRGACURE754、IRGACURE250、IRGACURE1800、IRGACURE1870、IRGACUREOXE01、DAROCUR TPO、DAROCUR1173;日本DKSH公司製造之SpeedcureMBB、SpeedcurePBZ、SpeedcureITX、SpeedcureCTX、SpeedcureEDB、Esacure ONE、Esacure KIP150、Esacure KTO46;日本化藥公司製造之KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE DMBI等。
又,上述硬塗層較佳為進而含有防污劑。
如上所述,由於上述硬塗層中之反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於透光性基材側,故該硬塗層含有防污劑之情形時,該防污劑之分佈偏向於硬塗層之與透光性基材相反之側。其結果無須增加防污劑之添加量,即可賦予硬塗層充分之防污性能。
上述防污劑,並無特別限制,例如可舉出含聚矽氧系及含氟系、含聚矽氧系/含氟系防污劑,可分別單獨使用,亦可混合使用。此外,亦可為丙烯酸系防污劑。
上述防污劑之具體例,例如可舉出含氟系防污劑(商品名OPTOOL DAC、DAIKIN工業公司製造)等。
上述防污劑之含量,較佳為相對於上述黏合劑樹脂100質量份為0.01~1.0質量份。若未達0.01質量份,則存在無法賦予硬塗層充分的防污性之情況,若超過1.0質量份,則有硬塗層之硬度下降之虞。
又,上述防污劑較佳為重量平均分子量在5000以下,為了改善防污性能之耐久性,較佳為具有1以上、更佳為具有2以上之反應性官能基的化合物。再者,上述重量平均分子量可藉由利用凝膠滲透層析儀(GPC)所測得之聚苯乙烯換算來求得。
進而,上述具有反應性之防污劑,其防污性之性能持續性(耐久性)變得良好,其中特別是上述含氟系防污劑,指紋不易附著(不顯著),擦拭性亦良好。進而,由於可降低上述硬塗層形成用組成物塗佈時的表面張力,故調平性佳,形成之硬塗層之外觀良好。
又,具有反應性之防污劑,可由市售品取得,上述以外的市售品,例如含聚矽氧系,例如可舉出SUA1900L10(新中村化學公司製造)、SUA1900L6(新中村化學公司製造)、Ebecryl1360(DAICEL-CYTEC公司製造)、UT3971(日本合成公司製造)、BYKUV3500(BYK公司製造)、BYKUV3510(BYK公司製造)、BYKUV3570(BYK公司製造);含氟系,例如可舉出RS71(DIC公司製造)、RS74(DIC公司製造)、DEFENSATF3001(DIC公司製造)、DEFENSATF3000(DIC公司製造)、DEFENSATF3028(DIC公司製造)、LIGHTPRO COAT AFC3000(共榮社化學公司製造)等。
上述硬塗層除了上述成分之外,視需要亦可包含其他成分。上述其他成分,可舉出:上述黏合劑樹脂以外之樹脂、熱聚合起始劑、紫外線吸收劑、光聚合起始劑、光穩定劑、調平劑、交聯劑、硬化劑、聚合促進劑、黏度調整劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、折射率調整劑、分散劑、防結塊劑、著色劑等。該等可使用公知者。
上述硬塗層可藉由將於溶劑中分散有上述反應性異型二氧化矽微粒子、黏合劑樹脂,以及視需要分散有防污劑、或其他之任意成分的硬塗層用組成物塗佈於上述透光性基材上而將所形成之塗膜乾燥,藉由以照射游離輻射或加熱等使其硬化而成。
又,上述溶劑,可根據使用黏合劑樹脂之種類及溶解性來選擇使用,例如可舉出酮類(丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等)、醚類(二烷、四氫呋喃等)、脂肪族烴類(己烷等)、脂環式烴類(環己烷等)、芳香族烴類(甲苯、二甲苯等)、鹵化碳類(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯類(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇類(乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇等)、賽路蘇(cellosolve)類(甲基賽路蘇、乙基賽路蘇等)、賽路蘇乙酸酯(cellosolve acetate)類、亞碸類(二甲基亞碸等)、醯胺類(二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等)等,亦可為該等之混合溶劑。
上述溶劑,其中,較佳為含有對三乙醯纖維素基材具有滲透性之滲透性溶劑。於本發明中,所謂滲透性溶劑之「滲透性」,係指包含對三乙醯纖維素基材之滲透性、膨潤性、濕潤性等所有概念。若下述之透光性基材為三乙醯纖維素基材,則藉由此種滲透性溶劑使三乙醯纖維素基材膨潤、濕潤,硬塗層形成用組成物之一部分會滲透至三乙醯纖維素基材之動作,使得三乙醯纖維素基材與硬塗層之間的界面實質上不存在,能進一步地防止干擾條紋之產生以及提升三乙醯纖維素基材與硬塗層之間的密合性。
上述滲透性溶劑之具體例,可舉出酮類:丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異丁基酮、二丙酮醇;酯類:甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯;含氮化合物:硝基甲烷、乙腈、N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺;二醇類:甲甘醇(methyl glycol)、甲甘醇乙酸酯;醚類:四氫呋喃、1,4-二烷、二氧戊環(dioxolane)、二異丙醚;鹵化烴:二氯甲烷、三氯甲烷、四氯乙烷;二醇醚類:甲基賽路蘇、乙基賽路蘇、丁基賽路蘇、賽路蘇乙酸酯;此外,二甲基亞碸、碳酸丙烯酯(propylene carbonate);或者可舉出該等之混合物;較佳為舉出酯類、酮類:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮等。此外,甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇等醇類,或甲苯、二甲苯等芳香族烴類亦可與上述滲透性溶劑混合使用。
於本發明之光學積層體中,上述硬塗層含反應性異型二氧化矽微粒子如上所述分佈偏向於該硬塗層之透光性基材側。此種硬塗層之形成方法,例如可舉出適當地調整上述塗膜之乾燥條件的方法。
具體而言,例如可舉出如下之方法:使用下述滲透性溶劑作為用於上述硬塗層用組成物之溶劑,於透光性基材上形成塗膜後,以含黏合劑樹脂稍微滲透至透光性基材中之條件下使該塗膜乾燥。再者,此時,若上述黏合劑樹脂滲透至透光性基材中之量過多,則存在導致形成之硬塗層的硬度下降之情況。
又,使用滲透性溶劑以外之溶劑(非滲透性溶劑)作為用於上述硬塗層用組成物之溶劑之情形時,例如可舉出如下方法:藉由提高上述塗膜之乾燥溫度、降低上述硬塗層用組成物中之固體成分、使黏合劑樹脂之分子量變小(重量平均分子量在450以下左右)等方法,使上述黏合劑樹脂滲透至透光性基材中,而形成上述硬塗層。
進而,上述硬塗層用組成物使用非滲透性溶劑之情形時,亦可舉出緩慢地使上述塗膜乾燥,使該塗膜中的反應性異型二氧化矽微粒子因自身重量而下沉之方法。此情形時,較佳為選擇使用黏度低者作為黏合劑樹脂。此係由於在區域(1)中,反應性異型二氧化矽微粒子彼此相互纏繞,每單位體積之二氧化矽密度相較於球狀二氧化矽變高故而下沉。而且,相對於區域(1)中每單位面積之下沉之黏合劑樹脂的阻力減少。進而,藉由使黏合劑樹脂滲透至TAC基材,提高區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子之比例,可更有效地設置反應性異型二氧化矽微粒子之面積率的階差。
此外,若在上述塗膜之乾燥中引起對流,則會出現反應性異型微粒子之濃淡差,因此上述塗膜之乾燥有必要在不引起對流之情況下進行(即,將反應性異型二氧化矽微粒子之存在位置固定於乾燥初期)。
於上述乾燥過程中,若從透光性基材開始加溫,則於透光性基材與硬塗層之界面會產生對流,故不佳。另一方面,若從硬塗層側開始乾燥,則可在乾燥初期即形成被膜而可抑制對流,且易表現出上述反應性異型二氧化矽微粒子之面積率的階差。
上述透光性基材較佳為具備平滑性、耐熱性而且機械強度優異者。形成透光性基材之材料的具體例,例如可舉出:聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、丙烯酸樹脂、三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯縮醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚胺酯(polyurethane)等熱塑性樹脂。較佳可舉出聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、三乙酸纖維素(TAC)等。
本發明之光學積層體中,作為上述透光性基材之材料,其中特佳為TAC。其原因在於,容易表現出本發明之上述效果,又,容易設置上述反應性異型二氧化矽微粒子之面積率的階差。
上述透光性基材較佳為將上述熱塑性樹脂作為富有柔軟性之膜狀體來使用,但視要求硬化性之使用態樣而定,亦可使用該等熱塑性樹脂之板,或,亦可使用玻璃板之板狀體者。
此外,上述透光性基材,可舉出具有脂環結構之非晶質烯烴聚合物(Cyclo-olefin-polymer:COP)膜。其係使用降莰烯(norbornene)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、乙烯脂環式烴系聚合物等基材,例如可舉出日本Zeon公司製造之ZEONEX或ZEONOR(降莰烯系樹脂)、住友BAKELITE公司製造之SUMILITE FS-1700、JSR公司製造之ARTON(改質降莰烯系樹脂)、三井化學公司製造之APEL(環狀烯烴共聚物)、Ticona公司製造之Topas(環狀烯烴共聚物)、日立化成公司製造之OPTOREZ OZ-1000系列(脂環式丙烯酸樹脂)等。
又,作為三乙醯纖維素基材之代替基材,旭化成CHEMICALS公司製造之FV系列(低雙折射率、低光彈性率膜)亦較佳。
上述透光性基材之厚度,較佳為20~300μm,更佳為下限為30μm、上限為200μm。透光性基材為板狀體之情形時,亦可為超過該等厚度之厚度。
上述透光性基材,在其上形成硬塗層等時,為提升接著性,除了電暈放電處理、氧化處理等物理或化學處理外,亦可事先塗佈錨固劑(anchoring agent)或被稱為底漆(primer)之塗料。近年來,期望顯示器能薄化、輕量化,故於TAC基材之情形時,較佳為25~70μm左右之厚度。本發明之光學積層體最適合於輕量化。若TAC基材變薄,則由於該以TAC基材為原因之硬度問題變得顯著,但本發明之光學積層體由於在硬塗層具有上述區域(1),因此能夠較佳地解決此種硬度問題。
本發明之光學積層體,較佳為於上述硬塗層之上進而具有低折射率層。
如上所述,本發明之光學積層體中硬塗層由於含有反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於該硬塗層之透光性基材側,故上述低折射率層與硬塗層之密合性優異。
又,上述區域(3)相較於區域(1),反應性異型二氧化矽微粒子之比例低(折射率高),因此成為更低反射之光學積層體。
上述低折射率層,可舉出:使二氧化矽或氟化鎂等低折射率物質含於樹脂中之層、氟系樹脂等低折射率樹脂之層、使低折射率物質含於低折射率樹脂中之層或者使含有空隙之微粒子作為低折射率物質含於樹脂中之層。就與該低折射率層之硬塗層的密合性優異之觀點而言,上述低折射率層所含之樹脂較佳為紫外線硬化型樹脂。
上述紫外線硬化型樹脂,例如可舉出新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。其中可較佳地使用新戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二新戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、新戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。又,亦可較佳地使用多官能胺酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)。
使用上述紫外線硬化型樹脂之情形時,較佳為併用光聚合起始劑。上述光聚合起始劑,例如可舉出苯乙酮類(例如:商品名IRGACURE184,BASF公司製造之1-羥基-環己基-苯基-酮;商品名IRGACURE907,BASF公司製造之2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙烷-1-酮、二苯基酮類、9-氧硫類、安息香、安息香甲醚、芳香族重氮鹽、芳香族鋶鹽、芳香族錪鹽、金屬芳香類化合物、安息香磺酸酯等。該等可單獨使用,亦可併用兩種以上。
又,亦可併用商品名IRGACURE127(BASF公司製造之2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)苄基]-苯基}-2-甲基-丙-1-酮)或者2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1或2-二甲胺基-2-(4甲基-苄基)-1-(4-啉基-4-基-苯基)-丁-1-酮。
進而,亦可使用上述以外之市售品,具體而言,可舉出:BASF公司製造之IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE819、IRGACURE500、IRGACURE754、IRGACURE250、IRGACURE1800、IRGACURE1870、IRGACUREOXE01、DAROCUR TPO、DAROCUR1173;日本DKSH公司製造之SpeedcureMBB、SpeedcurePBZ、SpeedcureITX、SpeedcureCTX、SpeedcureEDB、Esacure ONE、Esacure KIP150、Esacure KTO46;日本化藥公司製造之KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE DMBI等。
其中可較佳地使用商品名IRGACURE127(BASF公司製造之2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)苄基]-苯基}-2-甲基-丙-1-酮)。
再者,上述所謂含空隙之微粒子,係指內部包含氣體之微粒子或包含氣體之多孔質結構的微粒子,即相對於微粒子固體部分之原本的折射率,因該氣體造成之空隙而使微粒子整體在外觀上的折射率下降之微粒子。此種含空隙之微粒子,例如可舉出日本特開2001-233611號公報所揭示之二氧化矽微粒子等。又,含空隙之微粒子,除如二氧化矽之無機物以外,亦可舉出日本特開2002-805031號公報等所揭示之中空聚合物微粒子。
又,含空隙之微粒子之平均粒徑例如為5~300nm左右。
又,上述含空隙之微粒子之表面較佳為具有能夠紫外線硬化之官能基。
於本發明之光學積層體中,上述低折射率層較佳為折射率未達1.450。若為1.450以上,則本發明之光學積層體之抗反射性能變得不充分,存在無法滿足近年之影像顯示裝置之高水準的顯示品質之情況。更佳之下限為1.250,更佳之上限為1.425。
上述低折射率層之膜厚(nm)dA較佳為滿足下述式(I):
dA=mλ/(4nA) (I)
(上述式中,nA表示低折射率層之折射率,m表示正奇數,較佳表示為1,λ為波長,較佳為480~580nm之範圍的值)。
又,於本發明中,就低反射率化觀點而言,低折射率層較佳為滿足下述數式(II):
120<nAdA<145 (II)
又,上述低折射率層之霧度值較佳為1%以下。若超過1%,則本發明之光學積層體的透光性下降,成為影像顯示裝置之顯示品質降低之原因。更佳為0.5%以下。再者,於本說明書中,所謂霧度值係指根據JIS K7136求得之值。
此種低折射率層之形成方法,可藉由使用構成上述低折射率層之材料及進而包含其他成分之低折射率層用組成物,使塗佈形成於上述硬塗層之表面的塗膜乾燥,以照射游離輻射及/或加熱使塗膜硬化來形成。
塗佈上述低折射率層用組成物之方法,無特別限制,例如可舉出旋轉塗佈法、浸漬法、噴霧法、壓模塗佈(die coat)法、棒塗法、輥塗法、彎月面塗佈(meniscus coat)法、膠版印刷法(flexography)、網版印刷法、液滴塗佈法等各種方法。
上述低折射率層用組成物視需要亦可包含其他成分,例如可舉出調平劑、聚合促進劑、黏度調整劑、防污劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、抗結塊劑、著色劑、抗靜電劑、上述以外之樹脂等。
又,本發明之光學積層體亦可視需要而具備如下任意之層而成者:與上述硬塗層不同之其他硬塗層、高折射率層、中折射率層、抗靜電層、防眩層、防污層等。
本發明之光學積層體,其硬度於根據JIS K5600-5-4(1999)之鉛筆硬度測試(荷重4.9 N)中,較佳為2H以上,更佳為3H以上。
又,本發明之光學積層體,於使用#0000號之鋼絲絨,以500g/cm2
之荷重往返摩擦10次後觀察上述表面之情形時,較佳為上述表面之塗膜未見有剝落,更佳為以700g/cm2
同樣往返摩擦10次後,表面之塗膜未見有剝落,最佳為以1000g/cm2
以上同樣往返摩擦10次後,表面之塗膜未見有剝落。
又,本發明之光學積層體之總透光率較佳在80%以上。若未達80%,則於安裝在影像顯示裝置表面之情形時,有損及色再現性或可見性之虞。上述總透光率更佳為90%以上。
本發明之光學積層體較佳為霧度值未達1%。若超過1%,則存在本發明之光學積層體的透光性下降,成為影像顯示裝置之顯示品質降低之原因的情況。更佳為0.5%以下。
又,上述霧度可使用霧度計(村上色彩技術研究所製造,產品型號;HM-150),採用根據JIS K-7136之方法來測定。
本發明之光學積層體例如可舉出具有如下步驟之方法:於透光性基材上塗佈上述硬塗層用組成物,形成硬塗層之步驟;以及視需要進而於形成之硬塗層上塗佈上述低折射率層用組成物,形成低折射率層之步驟。
形成上述硬塗層及低折射率層之方法如上所述。
又,使上述反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於上述硬塗層之乾燥條件,具體而言,例如較佳為乾燥溫度:40~90℃、乾燥時間:30~90秒。此時,硬塗層形成用組成物之固體成分較佳為30~50%。
本發明之光學積層體,可藉由在偏光元件之表面,將本發明之光學積層體設置於該光學積層體中存在硬塗層之面的相反之面,從而製成偏光板。此種偏光板亦為本發明之一。
上述偏光元件,並無特別之限制,例如可舉出以碘等進行染色、並拉伸之聚乙烯醇膜、聚乙烯甲醛膜、聚乙烯縮醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等。
於上述偏光元件與本發明之光學積層體之積層處理中,較佳為對透光性基材(較佳為三乙醯纖維素基材)進行皂化處理。藉由皂化處理,接著性變得良好,且能獲得抗靜電效果。
本發明亦為於最表面具備上述光學積層體或上述偏光板而成之影像顯示裝置。
上述影像顯示裝置亦可為LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、電子紙、觸控面板、平板電腦等影像顯示裝置。
上述LCD係具備透過性(permeability)顯示體及自背面照射該透過性顯示體之光源裝置而成者。於本發明之影像顯示裝置為LCD之情形時,係於該透過性顯示體之表面形成本發明之光學積層體或本發明之偏光板而成者。
本發明為具有上述光學積層體之液晶顯示裝置之情形時,光源裝置之光源係自光學積層體之下側照射。再者,STN型之液晶顯示裝置,亦可於液晶顯示元件與偏光板之間插入相位差板。該液晶顯示裝置之各層間亦可視需要設置接著劑層。
上述PDP係具備表面玻璃基板(於表面形成電極)以及與該表面玻璃基板相向且於其間封入放電氣體而配置的背面玻璃基板(於表面形成電極及微小之溝槽,於溝槽內形成紅、綠、藍之螢光體層)而成者。於本發明之影像顯示裝置為PDP之情形時,亦為於上述表面玻璃基板之表面或者其前面板(玻璃基板或者膜基板)具備上述光學積層體者。
上述影像顯示裝置亦可為將施加電壓則發光之硫化鋅、二胺類物質:發光體蒸鍍於玻璃基板,控制施加於基板之電壓而進行顯示之ELD裝置;或者為將電氣訊號轉換為光而產生人眼可見之像的CRT等影像顯示裝置。於此情形時,係於如上所述之各顯示裝置之最表面或者其前面板之表面具備上述抗反射膜者。
本發明之影像顯示裝置於任一情形時,均可使用於電視、電腦、文字處理器等之顯示器顯示。特別是可較佳地使用於CRT、液晶面板、PDP、ELD、FED、電子紙、觸控面板、平板電腦等高精細影像用顯示器之表面。
本發明之抗反射膜係硬塗層含有反應性異型二氧化矽微粒子,該反應性異型二氧化矽微粒子之分佈以一定之比例偏向於硬塗層之透光性基材側。因此,可使硬塗層為高硬度,並且將防污劑等添加於硬塗層之情形時,少量添加即可充分地發揮其功能,進而,於硬塗層之上面積層有低折射率層等光學功能層時,可使該光學功能層與硬塗層之密合性優異。
進而,於透光性基材為三乙醯纖維素基材之情形時,以可較佳地防止於硬塗層與三乙醯纖維素基材之界面產生干擾條紋。因此,本發明之抗反射膜可較佳地應用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)、場發射顯示器(FED)。
依據下述實施例說明本發明之內容,但本發明之內容的解釋並不受該等實施態樣限制。若無特別說明,則「份」或「%」為質量基準。進而,若無特別說明,則各成分量為固體成分量。
調配下述成分而製備硬塗層用組成物1~18。
(硬塗層用組成物1)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物2)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 100重量份(固體換算40重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 60重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 60重量份
(硬塗層用組成物3)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 62重量份(固體換算25重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 75重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 83重量份
(硬塗層用組成物4)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 125重量份(固體換算50重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 50重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 45重量份
(硬塗層用組成物5)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039-1 SIV(1次平均粒徑45nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 113重量份
(固體換算45重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 55重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 52重量份
(硬塗層用組成物6)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039-2 SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數8,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184) 4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物7)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
新戊四醇三丙烯酸酯(日本化藥公司製造,PET30) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物8)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 40重量份
聚合物丙烯酸酯(荒川化學工業公司製造,BEAMSET BS371,固體成分65%、乙酸丁酯溶劑) 40重量份(固體換算30重量份)
防污劑(DIC公司製造,RS71,含反應基氟低聚物)固體換算1重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物9)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184) 4重量份
氟系防污劑(DIC公司製造,RS71)固體換算0.5重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物10)
球狀反應性二氧化矽微粒子(日產化學工業公司製造,產品名MIBKSD(1次平均粒徑12nm,平均連結個數0,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物11)
非反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物12)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 25重量份(固體換算10重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 90重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 105重量份
(硬塗層用組成物13)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 15重量份
(硬塗層用組成物14)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 75重量份
(硬塗層用組成物15)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 175重量份(固體換算70重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 30重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 15重量份
(硬塗層用組成物16)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 175重量份(固體換算70重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 30重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 200重量份
(硬塗層用組成物17)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 75重量份(固體換算30重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 70重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
MIBK 100重量份
(硬塗層用組成物18)
反應性異型二氧化矽微粒子(日揮觸媒化成公司製造,產品名DP1039SIV(1次平均粒徑20nm,平均連結個數4,固體成分40%,MIBK溶劑)) 175重量份(固體換算70重量份)
二新戊四醇六丙烯酸酯(日本化藥公司製造,DPHA) 30重量份
光聚合起始劑(BASF公司製造,IRGACURE184)4重量份
氟系防污劑(DIC公司製造,RS71)固體換算0.5重量份
MIBK 15重量份
(實施例1~9、比較例1~4、6~9)
準備透光性基材(厚度40μm、三乙醯纖維素樹脂膜(FUJIFILM公司製造,TD40UL)),於該透光性基材之單面塗佈如表1所示之各硬塗層形成用組成物形成塗膜。其後,使該塗膜於溫度70℃之熱烘箱中乾燥60秒,使塗膜中的溶劑蒸發,以累計光量成為200mJ之方式照射紫外線使塗膜硬化,形成13g/m2
(乾燥時,厚度10μm)之硬塗層,製造實施例1~9、比較例1~4、6~9之光學積層體。
(比較例5)
使塗膜於溫度70℃之熱烘箱中乾燥60秒時,係以塗佈有硬塗層形成用組成物之側朝向下方之方式使其乾燥,除此之外,以與實施例1相同之方式製造比較例5之光學積層體。
以如下方法對實施例及比較例所得之光學積層體進行評價。將結果示於表1。
(鉛筆硬度)
鉛筆刮擦測試之硬度係將製作之實施例及比較例之光學積層體於溫度25℃、相對濕度60%之條件下調濕2小時後,使用JIS-S-6006規定之測試用鉛筆,進行JIS K5600-5-4(1999)所規定之鉛筆硬度測試(500g荷重),測定出不產生傷痕之最高硬度。
(耐鋼絲絨(SW)性)
對實施例及比較例之光學積層體之硬塗層的表面,使用#0000號之鋼絲絨往返摩擦10次,測定出塗膜不產生剝落之最高摩擦荷重(g/cm2
)。
(霧度)
使用霧度計(村上色彩技術研究所製作,產品型號:HM-150),根據JIS K-7136測定霧度值(%)。
(密合性)
根據JIS K 5600,於實施例及比較例之光學積層體的硬塗層以1mm見方劃出合計100格的棋盤格,使用NICHIBAN公司製造之工業用24mm CELLOTAPE(註冊商標)進行5次連續剝離測試,計算出殘留之方格的數量。
再者,於表1表示(未剝離之方格數)/(合計之方格數100)。
(干擾條紋)
於實施例及比較例之光學積層體之與硬塗層相反之側的面貼合黑色之膠帶後,於三波長管螢光燈下以目視進行無有干擾條紋之評價。未見到干擾條紋之情形時評價為○,隱約能見到之情形評價為△,能見到之情形評價為×。
如表1所示,實施例之光學積層體之鉛筆硬度為4H以上,耐SW性、霧度及密合性之各評價亦為良好之結果。
另一方面,比較例之光學積層體之鉛筆硬度皆在3H以下,不存在耐SW性、霧度及密合性之各評價均為優異者。
(參考例1)
準備透光性基材(厚度40μm,三乙醯纖維素樹脂膜(FUJIFILM公司製造,TD40UL)),於該透光性基材之單面塗佈硬塗層用組成物1形成塗膜。其後,使該塗膜於溫度70℃之熱烘箱中乾燥60秒,使塗膜中的溶劑蒸發,以累計光量成為70mJ之方式照射紫外線使塗膜硬化(半硬化),藉此形成13g/m2
(乾燥時,厚度10μm)之硬塗層。
進一步於硬塗層之上塗佈如下所示之低折射率層用組成物1形成塗膜。其後,使該塗膜於溫度70℃之熱烘箱中乾燥60秒,使塗膜中的溶劑蒸發,以累計光量成為200mJ之方式照射紫外線使塗膜硬化,藉此製作具備厚度為100nm之低折射率層的光學積層體。
低折射率層用組成物1
中空狀處理二氧化矽微粒子(該二氧化矽微粒子之固體成分:20質量%溶液;甲基異丁基酮,平均粒徑:50nm) 73質量份
含氟原子聚合物(JSR公司製造;Opster TU2224,固體成分20%溶劑甲基異丁基酮) 以固體成分換算為2質量份
含氟原子單體(共榮社化學公司製造,LINC3A,固體成分100%) 5質量份
新戊四醇三丙烯酸酯(PETA) 3質量份
聚合起始劑(IRGACURE127,BASF公司製造) 0.35質量份
含聚矽氧、氟原子之防污劑(TU2225,JSR公司製造)以固體成分換算為0.5質量份
甲基異丁基酮(MIBK) 320質量份
丙二醇單甲醚(PGME) 161質量份
其結果,具備所得之低折射率層之光學積層體雖然面積率、鉛筆硬度、霧度、密合性及干擾條紋之各評價與實施例1相同,但由於具有低折射率層,故耐SW性為400g/cm2
,測定反射率之結果,Y值為0.98%。再者,上述所謂Y值,係使用島津製作所之光學測定裝置(UV-3100PC,分光儀),測定波長區域400~700nm之範圍的5度正反射率,依據JIS Z8701進行發光因子(luminosity factor)校正後之值。
本發明之光學積層體因具有由上述構成所構成之硬塗層,故硬度優異,防污劑等少量添加即可充分地發揮其功能,進而,於硬塗層上設置低折射率層等光學功能層之情形時,硬塗層與光學功能層之密合性優異。
因此,本發明之光學積層體可適宜地使用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)、場發射顯示器(FED)等。
10‧‧‧光學積層體
11‧‧‧透光性基材
12‧‧‧硬塗層
圖1為示意地表示本發明之光學積層體之一例的剖面圖。
10...光學積層體
11...透光性基材
12...硬塗層
Claims (10)
- 一種光學積層體,其於透光性基材上形成有硬塗層,該硬塗層含有反應性異型二氧化矽微粒子及黏合劑樹脂,該反應性異型二氧化矽微粒子之分佈偏向於該硬塗層之該透光性基材側,將該硬塗層之厚度方向之剖面自該透光性基材側界面起分別分為區域(1)、區域(2)及區域(3)之3等份時,該區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為30~90%,該區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為25~80%,該區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為10~35%,並且區域(1)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率區域(2)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率>區域(3)中反應性異型二氧化矽微粒子的面積率。
- 如申請專利範圍第1項之光學積層體,其中,反應性異型二氧化矽微粒子係3~20個平均1次粒徑為1~100nm之球狀二氧化矽微粒子由無機化學鍵結而結合,於表面具有反應性官能基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之光學積層體,其中,硬塗層中之反應性異型二氧化矽微粒子之含量相對於該反應性異型二氧化矽微粒子與黏合劑樹脂之合計100質 量份為15~50質量份。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之光學積層體,其中,硬塗層進而含有防污劑。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之光學積層體,其中,硬塗層上進而具有低折射率層。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之光學積層體,其中,透光性基材係由三乙醯纖維素構成。
- 一種偏光板,其具備偏光元件而成,該偏光板於偏光元件表面具備申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4項、第5項或第6項之光學積層體。
- 一種影像顯示裝置,於最表面具備申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4項、第5項或第6項之光學積層體或者申請專利範圍第7項之偏光板。
- 一種光學積層體之製造方法,該光學積層體於透光性基材上形成有硬塗層,其特徵在於:具有下述步驟:於該透光性基材上塗佈使反應性異型二氧化矽微粒子、黏合劑樹脂以及其他任意之成分分散於溶劑中之硬塗層用組成物,將形成之塗膜乾燥,藉由照射游離輻射使該塗膜硬化而形成硬塗層,於使該塗膜乾燥時,將該硬塗層之厚度方向之剖面自該透光性基材側界面起分別分為區域(1)、區域(2)及區域(3)之3等份時,以成為該區域(1)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為30~90%, 該區域(2)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為25~80%,該區域(3)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為10~35%之方式調整該塗膜之乾燥條件。
- 一種使光學積層體之硬塗層所含有之反應性異型二氧化矽微粒子偏向之方法,其使透光性基材上形成有硬塗層的光學積層體之該硬塗層所含有之反應性異型二氧化矽微粒子偏向,該方法之特徵在於:在使下述步驟中之塗膜乾燥時,將該硬塗層之厚度方向之剖面自該透光性基材側界面起分別分為區域(1)、區域(2)及區域(3)之3等份時,設為該區域(1)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為30~90%,該區域(2)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為25~80%,該區域(3)中之反應性異型二氧化矽微粒子的面積率為10~35%,該步驟係在該透光性基材上塗佈使該反應性異型二氧化矽微粒子、黏合劑樹脂以及其他任意之成分分散於溶劑中之硬塗層用組成物,將形成之塗膜乾燥,藉由照射游離輻射使該塗膜硬化而形成硬塗層之步驟。
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