TWI534460B - An optical film, a polarizing plate, a liquid crystal panel, and an image display device - Google Patents
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Description
本發明係關於光學薄膜、偏光板、液晶面板及圖像顯示裝置。
液晶顯示器(LCD)、陰極射線管顯示裝置(CRT)、電漿顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)等之影像顯示裝置中之影像顯示面通常設有抑制外光之影像映入用之抗反射薄膜或防眩薄膜。
抗反射薄膜主要具備有透光性基材、設置於透光性基材上之硬塗層、與設置於硬塗層上之低折射率層。抗反射薄膜係藉由使在低折射率層表面反射之光與在低折射率層與硬塗層之界面處反射之光相互抵消,而使反射光本身減低者。
然而,該種抗反射薄膜中,因透光性基材與硬塗層之折射率差,使在透光性基材與硬塗層之界面處反射之光,與在低折射率層及硬塗層之界面處反射之光產生干涉,而有發生稱為干涉條紋之虹色狀之斑駁花紋之問題。
對於該問題,已開發出在透光性基材上形成
硬塗層時,使硬塗層用組成物之成分浸透到透光性基材之上部,在透光性基材之與硬塗層之界面附近,形成透光性基材之成分與硬塗層之成分混合存在之混合存在區域,利用混合存在區域而緩和透光性基材與硬塗層之折射率差,可防止干涉條紋發生之技術(參照例如,日本特開2003-131007號公報)。
然而,抗反射薄膜中,由於硬塗層之表面變得平坦,故為防止干涉條紋之發生有必要形成足夠厚度的混合存在區域。且,形成足夠厚度的混合存在區域時,由於混合存在區域較柔軟,故若混合存在區域上之塗層不夠厚,則有無法獲得抗反射薄膜之期望硬度之虞。因此,有必要將硬塗層用組成物厚厚地塗佈於透光性基材上,而有製造成本變高之問題。
另一方面,防眩薄膜具備有透光性基材與設置於透光性基材上之表面具有凹凸之防眩性硬塗層(參照例如日本特開2011-81118號公報)。依據防眩薄膜,可利用防眩性硬塗層表面之凹凸使外光擴散反射。
防眩薄膜由於可利用防眩性硬塗層之表面凹凸使干涉條紋不可見化,故可使混合存在區域之厚度或防眩性硬塗層之厚度作成比抗反射薄膜之混合存在區域或硬塗層更薄。
現今,如抗反射薄膜之具有表面光澤感之光學薄膜之需求增高。然而,抗反射薄膜具有如上述之製造成本高的問題。另外,防眩性薄膜由於在表面形成獲得防
眩性程度之凹凸,故有白濁感,因此無法獲得表面光澤感,現狀為無法成為抗反射薄膜之代替品。
本發明係為解決上述課題而完成者。亦即,本發明之目的係提供一種可使干涉條紋不可見化,降低白濁感,且可降低製造成本之光學薄膜、偏光板、液晶面板、及圖像顯示裝置。
依據本發明之一樣態,提供一種光學薄膜,其為具備透光性基材、設置於前述透光性基材上之功能層之光學薄膜,其特徵為前述功能層具有成為前述光學薄膜表面之凹凸面,且將於沿著前述光學薄膜之薄膜面之法線方向之剖面中前述凹凸面對於前述薄膜面之傾斜角度設為表面角度時,前述凹凸面中,前述表面角度成為0.05°以上之區域之比例為50%以上。
依據本發明之另一樣態,提供一種偏光板,其特徵為具備上述之光學薄膜,及在前述光學薄膜之前述透光性基材之與形成有前述功能層之面相反側之面上形成之偏光元件。
依據本發明之另一樣態,提供一種液晶顯示面板,其具備上述之光學薄膜或上述之偏光板。
依據本發明之另一樣態,提供一種圖像顯示裝置,其具備上述之光學薄膜或上述之偏光板。
依據本發之一樣態之光學薄膜,及其他樣態之偏光板、液晶面板及圖像顯示裝置,功能層之凹凸面中,表面角度0.05°以上之區域之比例成為50%以上,且粗糙度曲線之均方根(root mean square)斜率R△q為0.003以下,故可使干涉條紋不可見化,降低白濁感,且可降低製造成本。
10,50‧‧‧光學薄膜
11,51‧‧‧透光性基材
11A,51A‧‧‧混合存在區域
12,52‧‧‧功能層
12A,52A‧‧‧凹凸面
53‧‧‧硬塗層
54‧‧‧低折射率層
20‧‧‧偏光板
21‧‧‧偏光元件
30‧‧‧液晶面板
40‧‧‧圖像顯示裝置
圖1為第1實施形態之光學薄膜之概略構成圖。
圖2為說明凹凸面之表面角度為0.05°時,紅色光亮線是以何種程度之間距發生之圖。
圖3為第1實施形態之偏光板之概略構成圖。
圖4為第1實施形態之液晶面板之概略構成圖。
圖5為第1實施形態之圖像顯示裝置之一例的液晶顯示器之概略構成圖。
圖6為第2實施形態之光學薄膜之概略構成圖。
以下,針對本發明第1實施形態之光學薄膜,邊參照圖式加以說明。圖1為本實施形態之光學薄膜之概略構成圖,圖2為說明凹凸面之表面角度為0.05°時,紅色光亮線是以任何程度之間距發生之圖。
如圖1所示,光學薄膜10至少具備透光性基材11及設置於透光性基材11上之功能層12。透光性基材11中之功能層12之界面附近較好如圖1所示般形成混合存在有透光性基材1與功能層12之後述黏合劑樹脂成分之混合存在區11A。又,本說明書中,「薄片」、「薄膜」、「板」等用語僅為稱呼上之差別,相互間並無區別。因此,例如,「薄片」亦包含亦可稱為薄膜或板之構件之概念。舉一具體例,「光學薄膜」亦包含稱為「光學薄片」或「光學板」等構件之概念。
透光性基材11只要具有透光性即無特別限制,列舉為例如纖維素醯化物基材、環烯烴聚合物基材、聚碳酸酯基材、丙烯酸酯系聚合物基材、聚酯基材、或玻璃基材。
至於纖維素醯化物基材列舉為例如纖維素三乙酸酯基材、纖維素二乙酸酯基材。環烯烴聚合物基材列舉為例如由降冰片烯系單體及單環環烯烴單體等之聚合物
所成之基材。
至於聚碳酸酯基材列舉為例如以雙酚類(雙酚A等)為基礎之芳香族聚碳酸酯基材、二乙二醇雙烯丙基碳酸酯等之脂肪族聚碳酸酯基材等。
丙烯酸酯系聚合物基材列舉為例如聚(甲基)丙烯酸甲酯基材、聚(甲基)丙烯酸乙酯基材、(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物基材等。
聚酯基材列舉為例如以聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯之至少一種作為構成成分之基材等。
玻璃基材列舉為例如鈉鈣氧化矽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃等玻璃基材。
該等中,纖維素醯化物基材基於透光性優異故而較佳,另纖維素醯化物基材中以三乙醯基纖維素基材(TAC基材)較佳。三乙醯基纖維素基材為在可見光區域380~780nm中,平均透光率可為50%以上之透光性基材。三乙醯基纖維素基材之平均透光率為70%以上,更好為85%以上。
又,三乙醯基纖維素基材,除了純粹的三乙醯基纖維素以外,亦可為併用如纖維素乙酸酯丙酸酯、纖維素乙酸酯丁酸酯之纖維素與作為形成酯之脂肪酸的乙酸以外之成分之物。且,該等三乙醯基纖維素中亦可視需要添加二乙醯基纖維素等其他纖維素低級脂肪酸酯、或可塑劑、紫外線吸收劑、易滑劑等各種添加劑。
透光性基材11之厚度並無特別限制,但通常為20~1000μm左右,考慮耐久性或作業性等時,更好為25~80μm。
混合存在區域11A之厚度較好為0.01μm以上、1μm以下。本實施形態中,藉由功能層12之後述凹凸面12A可充分使干涉條紋不可見化,故即使混合存在區域11A之厚度如此薄之情況,仍可使干涉條紋不可見化。又,以往之抗反射薄膜所形成之混合存在區域之厚度為3μm以上,故混合存在區域11A之厚度相較於以往之以抗反射薄膜所形成之混合存在區域可說是相當薄。且,藉由形成混合存在區域11A,可更提高透光性基材11與功能層12之密著性。又,如上述,由於利用功能層12之凹凸面12A可使干涉條紋充分不可見化,故在光學薄膜10上亦可不形成此混合存在區域11A。於不形成此混合存在區域之情況,亦可使干涉條紋不可見化,故即使例如環烯烴基材或聚酯基材等之難以形成混合存在區域之基材仍亦作為透光性基材使用。
功能層為在光學薄膜中,實現發揮某種功能之層,具體而言,列舉為例如發揮硬塗層性、抗反射性、抗靜電性或防污性等功能之層。功能層不僅為單層,亦可為兩層以
上層合而成者。本實施形態之功能層12為作為硬塗層發揮功能者。此處,所謂「硬塗層」為用以提高光學薄膜之耐刮傷性之層,具體而言為以JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(4.9N荷重)具有「H」以上之硬度者。本實施形態之功能層12為單層,且為作為硬塗層發揮功能者,但例如功能層亦可由硬塗層與設置在硬塗層與透光性基材之間之其他功能層構成。該情況下,光學薄膜之表面(功能層之凹凸面)成為硬塗層之表面。且,功能層亦可由表面具有凹凸之第1硬塗層,與設置於第1硬塗層上且用以調整第1硬塗層之表面凹凸之第2硬塗層所構成,另亦可為以第2實施形態所示之由表面具有凹凸之硬塗層,與設置於硬塗層上且具有折射率比硬塗層低之低折射率的低折射率層所構成。該情況下,光學薄膜之表面(功能層之凹凸面)成為第2硬塗層或低折射率層之表面。
功能層12具有成為光學薄膜10之表面的凹凸面12A。具體而言,以沿著光學薄膜10之薄膜面之法線方向N之剖面中之凹凸面對於薄膜面之傾斜角度設為表面角度時,凹凸面12A中,表面角度成為0.05°以上之區域的比例存在50%以上。此處,所謂「薄膜面」意指整體或全面觀看成為對象的光學薄膜時與其平面方向一致之面者。另外,「表面角度」為絕對值。
表面角度成為0.05°以上之區域的比例下限較好為55%以上,更好為60%以上。且,表面角度成為0.05°以上之區域比例上限較好為95%以下,更好為90%
以下。
以表面角度為0.05°以上之區域的比例規定凹凸面之理由為,若為表面角度0.05°以上之區域,則基於以下理由,以人眼無法觀察到干涉條紋,亦即,可使干涉條紋不可見化。但,本發明並不受限於以下之理論。
如圖2所示,例如,假設在透光性基材100上形成之硬塗層101表面之表面角度為0.05°之區域101A中,在區域101A之表面反射之紅色光102、103,與在區域101A與透光性基材101之界面反射之紅色光104、105加強會合而產生干涉,產生紅色光之亮線R1、R2(以下稱紅色光之亮線為「紅色亮線」)時,相鄰之紅色亮線R1、R2之間隔設為距離A。以下,如圖2所示,由以距離A為底邊,以距離B為高度之三角形求得距離A。
首先,該三角型中,下述式(1)成立。
B/A=tan0.05°=0.00087...(1)
式(1)中之距離B並非光學距離,而為實際距離。
又,將紅色光104與紅色光105之光程差設為b,硬塗層101之折射率設為n時,距離B可以下述式(2)表示。
B=b/2n...(2)
此處,紅色亮線R1與紅色亮線R2相鄰,且
紅色光104與紅色光102,紅色光105與紅色光103加強會合而產生干涉,故紅色光之一波長設為780nm時,光程差b設為紅色光之一波長分,亦即成為780nm。且,硬塗層之折射率通常為1.5左右,故折射率n設為1.5時,距離B由式(2)算出為260nm。
接著,將260nm帶入式(1)中之B,算出距離A時,距離A為299μm。
因此,表面角度為0.05°之區域中,產生紅色亮線時,成為以299μm之間距發生紅色亮線。又,藍色光或綠色光之波長比紅色光短,故認為是在表面角度為0.05°之區域中,藍色光或綠色光之亮線係以比299μm短之間距發生者。
另一方面,明暗以矩形狀變化時,視力1的人眼的分解能為1分,故明視距離射為25cm時,人類可檢測到約70μm間距之明暗條紋。然而,明暗並非為矩形,而係具有梯度之變化時,已知人眼可檢測到之感度降低數倍至數十倍。由於干涉條紋為具有梯度變化者,故認為即使干涉條紋(亮線)之間距為300μm,干涉條紋亦無法由人眼辨識。因此,由於人眼無法辨識間距最長的紅色光之亮線,故也無法辨識藍色光或綠色光之干涉條紋。其結果,0.05°以上之表面角度可謂為人眼無法辨識干涉條紋之角度。
表面角度係藉由測定功能層之凹凸面表面形狀而得。測定表面形狀之裝置列舉為接觸式表面粗糙度計
或非接觸式表面粗糙度計(例如,干涉顯微鏡、共焦點顯微鏡、原子力顯微鏡)等。該等中,就測定之簡便性而言以干涉顯微鏡較佳。至於該種干涉顯微鏡列舉為Zygo公司製之「New View」系列等。
使用干涉顯微鏡,算出表面角度成為0.05°以上之區域的比例,例如求得遍及凹凸面整面之各點之斜率△i,以下述式(3)將斜率△i換算成表面角度θi,由此,算出表面角度θi之絕對值成為0.05°以上之區域的比例。又,斜率△i由於為與以下述式(5)算出之局部斜率dZi/dXi相同者,故可由下述式(5)求得。
θi=tan-1△i...(3)
凹凸面表面形狀之測定中,由於必須形成人眼之分解能以下之範圍的凹凸,故較好自以基於300μm之截斷值之高通濾波器(High-pass filter)去除起伏成分之凹凸形狀算出表面角度。
求得表面角度時,已知受取樣間隔之影響相當大。本發明中,取樣間隔較好為1μm以上、4μm以下。其原因為取樣間隔太小時,會挑檢出雜訊上之凹凸的高頻成分,而有過大地估算表面角度之虞,取樣間隔太大時,會有無法正確地估算表面角度之虞。測定面積較廣較佳,宜至少在500μm×500μm以上,更好為2mm×2mm以上之區域測定。
又,功能層12之凹凸面12A中,粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下。粗糙度曲線之均方根斜率R△q係定義為JIS-B0601:2001中,局部斜率dZi/dXi之均方根,且以下述式(4)表示。
式中,n為全部測定點,dZi/dXi為第i號之局部斜率。測定面之各點中之局部斜率係由例如下述式(5)求得。
式中,以測定面之一方向設為X方向時,Xi為第i號之X方向之位置,Zi為第i號之高度,△X為取樣間隔。
R△q之下限較好為0.0005以上,更好為0.001以上。又,R△q之上限較好為0.0025以下,更好為0.002以下。
以R△q規定凹凸面12A之理由為藉由使用R△q可評價光學薄膜10之白濁感。亦即,R△q為微小區域中之斜率平均值,故構成表面之成分中包含陡峭斜率時,由於表面散射變大,故白濁感增加,而喪失表面光澤感。又,作為與R△q類似之表示凹凸面之表面形狀的參數
有平均傾斜角θa,但由於R△q係對微小區域之斜率予以平方,故強調了更大角度成分。因此,可說是R△q比θa對於白濁感之感度更高。
均方根斜率R△q,與表面角度同樣,係藉由測定凹凸面12A之表面形狀而得。測定表面形狀之裝置列舉為接觸式表面粗糙度計或非接觸式之表面粗糙度計(例如,干涉顯微鏡、共焦點顯微鏡、原子力顯微鏡)等。該等中,就測定之簡便性而言以干涉顯微鏡較佳。至於此干涉顯微鏡列舉為Zygo公司製之「New View」系列等。
功能層12之凹凸面12A中,構成凹凸面12A之凹凸的平均間隔Sm較好為0.20mm以上、0.60mm以下,更好為0.22mm以上、0.50mm以下。功能層12之凹凸面12A中,構成凹凸面12A之凹凸的平均傾斜角θa較好為0.01°以上、0.1°以下,更好為0.04°以上、0.08°以下。
功能層12之凹凸面12A中,構成凹凸面12A之凹凸的算術平均粗糙度Ra較好為0.02μm以上、0.10μm以下,更好為0.04μm以上、0.08μm以下。功能層12之凹凸面12A中,構成凹凸面12A之凹凸的最大高度粗糙度Ry較好為0.20μm以上、0.60μm以下,更好為0.25μm以上、0.40μm以下。功能層12之凹凸面12A中,構成凹凸面12A之凹凸之10點的平均粗糙度Rz較好為0.15μm以上、0.50μm以下,更好為0.18μm以上、0.30μm以下。
上述「Sm」、「Ra」、「Ry」及「Rz」之定義係依據JIS B0601-1994之定義。「θa」之定義係依據表
面粗糙度測定器:SE-3400/小坂研究所(股)製之操作說明書(1995.07.20修訂)之定義。具體而言,θa係以下述式(6)表示。
θa=tan-1△a...(6)
式中,△a為以縱橫比率表示斜率者,為各凹凸之極小部分與極大部分之差(相當於各凸部之高度)之總和除以基準長度之值。
Sm、θa、Ra、Ry、Rz可使用例如表面粗糙度測定器(型號:SE-3400/小坂研究所(股)製),以下述測定條件進行測定。
1)表面粗糙度檢測部之觸針(小坂研究所(股)製之商品名SE2555N(2μ標準)).尖端曲率半徑2μm,頂角90度,材質鑽石
2)表面粗糙度測定器之測定條件
.基準長度(粗糙度曲線之截斷值λc):2.5mm
.評價長度(基準長度(截斷值λc)×5):12.5mm
.觸針之移行速度:0.5mm/s
.預備長度(截斷值λc)×2
.縱向倍率:2000倍
.橫向倍率:10倍
如本實施形態之功能層12為硬塗層時,硬塗層之厚度較好為2.0μm以上、7.0μm以下。若硬塗層之厚
度在該範圍內,則可獲得期望之硬度。且,可實現硬塗層之薄膜化,另一方面可抑制硬塗層之破裂或捲曲發生。硬塗層之厚度可利用剖面顯微鏡觀察而測定。硬塗層之厚度下限更好為3μm以上,上限更好為5μm以下。
本發明中,功能層之凹凸面中,若表面角度0.05°以上之區域的比例為50%以上(要件1),且粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下(要件2),則光學薄膜中,可使干涉條紋不可見化,可降低白濁感,且可降低製造成本。因此,若適當選擇使功能層之凹凸面滿足上述要件1、2之材料,則構成功能層之材料並無特別限制。又,以下將滿足上述要件1、2之凹凸面為「特殊凹凸面」。
具有特殊凹凸面12A之功能層12可利用例如下述方法形成:(1)將包含微粒子及聚合後成為黏合劑樹脂之光聚合性化合物之功能層用樹脂組成物塗佈於透光性基材之方法,(2)將功能層用組成物塗佈於透光性基材上,隨後將表面具有凹凸面之相反形狀之溝槽之模具模壓於功能層用組成物上之方法,或(3)將分散有表面具有對應於上述特殊凹凸面之凹凸形狀的圓盤狀粒子之功能層用樹脂組成物塗佈於透明基材上,將圓盤狀粒子排列於功能層表面上之方法。該等中,就容易製造而言較好為(1)之方法。
上述(1)之方法中,使光聚合性化合物聚合(交聯),成為黏合劑樹脂時,於不存在微粒子之部分因光聚合性化合物引起硬化收縮故整體收縮。相對於此,於存在
微粒子之部分中,由於微粒子並未引起硬化收縮,故僅存在於微粒子上下之光聚合性化合物引起硬化收縮。據此,微粒子存在之部分的功能層之膜厚比不存在微粒子之部分更厚,因而使功能層之表面成為凹凸形狀。因此,藉由適當選擇微粒子之種類或粒徑及光聚合性化合物之種類,且調整塗膜形成條件,可形成具有特殊凹凸面12A之功能層12。
以下,針對作為硬塗層之功能層12含微粒子及黏合劑樹脂之例加以說明。例如,含該微粒子及黏合劑樹脂之功能層12可藉上述(1)之方法形成。
微粒子可為無機微粒子或有機微粒子之任一種,但該等中,較好為例如二氧化矽(SiO2)微粒子、氧化鋁微粒子、氧化鈦微粒子、氧化錫微粒子、摻雜銻之氧化錫(簡稱:ATO)微粒子、氧化鋅微粒子等之無機氧化物微粒子。無機氧化物微粒子在功能層中可形成凝聚體,可依據該凝聚體之凝聚程度形成特殊凹凸面12A。
有機微粒子可列舉例如塑膠粒。塑膠粒之具體例為苯乙烯粒、三聚氰胺樹脂粒、丙烯酸粒、丙烯酸-苯乙烯粒、聚矽氧粒、苯并胍胺(benzoguanamine)粒、苯并胍胺.甲醛縮合粒、聚碳酸酯粒、聚乙烯粒等。
有機微粒子在上述硬化收縮中,較好適度調整對微粒子所具有之硬化收縮之抵抗力。調整對於該收縮
之抵抗力較好事先改變三次元交聯程度而作成,作成複數種含有硬度不同之有機微粒子之光學薄膜,且藉由評價光學薄膜之凹凸面,而選定適於成為特殊凹凸面之交聯程度。
使用無機氧化物粒子作為微粒子時,無機氧化物粒子較好施以表面處理。藉由對無機氧化物微粒子施以表面處理,可較好地控制微粒子在功能層12中之分佈,且可實現微粒子本身之耐藥品性及耐鹼化性之提高。
至於表面處理較好為使微粒子表面成為疏水性之疏水化處理。此疏水化處理可藉由使微粒子表面與矽烷類或矽氮烷類等表面處理劑進行化學反應而得。具體之表面處理劑列舉為例如二甲基二氯矽烷或聚矽氧油、六甲基二矽氮烷、辛基矽烷、十六烷基矽烷、胺基矽烷、甲基丙烯醯基矽烷、八甲基環四矽氧烷、聚二甲基矽氧烷等。微粒子為無機氧化物微粒子時,無機氧化物微粒子之表面雖存在羥基,但藉由施以如上述之疏水化處理,使存在於無機氧化物微粒子表面之羥基變少,可使無機氧化物微粒子之藉BET法測定之比表面積變小,同時可抑制無機氧化物微粒子過度凝聚,可形成具有特殊凹凸面之功能層。
使用無機氧化物粒子作為微粒子時,無機氧化物微粒子較好為非晶質。其原因為在無機氧化物粒子為結晶性時,由於其結晶構造中所含之晶格缺陷,使無機氧化物微粒子之路易斯酸鹼變強,而有無法控制無機氧化物微粒子之過度凝聚之虞。
使用無機氧化物粒子作為微粒子時,無機氧化物微粒子在功能層12中較好形成凝聚體。該無機氧化物微粒子之凝聚體在功能層12中較好具有無機氧化物微粒子以三次元連結之構造。無機氧化物微粒子以三次元連結之構造列舉為例如籠狀或捲曲狀(coiled)。具有無機氧化物微粒子以三次元連結之構造之凝聚體在硬化後成為黏合劑樹脂之光聚合性化合物之硬化收縮時,容易且保持均一性地崩潰。藉此,可使凹凸面成為非常平滑之面,因此結果不成為具有陡峭斜面之凹凸面,可形成具有特殊凹凸面之功能層。又,使用如上述之有機微粒子時,只要適度調整交聯度,亦可形成具有特殊凹凸面之功能層。
微粒子對於功能層12之含量並無特別限制,但較好為0.1質量%以上、5.0質量%以下。由於微粒子含量為0.1質量%以上,故可更確實地形成特殊凹凸面,又由於微粒子含量為5.0質量%以下,故不會過度生成凝聚體,可抑制內部擴散及/或功能層之表面生成大的凹凸,藉此可抑制白濁感。微粒子含量之下限更好為0.5質量%以上,微粒子含量之上限更好為3.0質量%以下。
微粒子於單粒子狀態之形狀較好為球狀。藉由使微粒子之單粒子為此球狀,將光學薄膜配置於圖像顯示裝置之圖像顯示面時,可獲得對比性優異之圖像。此處所謂「球狀」意指包含例如真球狀、橢圓球狀等,但不含所謂的無定形者。
使用無機氧化物微粒子作為微粒子時,無機
氧化物微粒子之平均一次粒徑較好為1nm以上、100nm以下。由於微粒子之平均一次粒徑為1nm以上,故可更容易形成具有特殊凹凸面之功能層,且由於平均粒徑為100nm以下,故可抑制因微粒子造成之光擴散,可獲得優異之暗室對比性。微粒子之平均一次粒徑之下限更好為5nm以上,微粒子之平均一次粒徑之上限更好為50nm以下。又,微粒子之平均一次粒徑為由剖面電子顯微鏡(較好以TEM、STEM等透過型,倍率為5萬倍以上者)之圖像,使用圖像處理軟體測定之值。
使用有機微粒子作為微粒子時,藉由改變折射率不同之樹脂之共聚合比率而減小有機微粒子與黏合劑樹脂之折射率差,例如,可容易地成為未達0.01,故可抑制因微粒子造成之光的擴散。因此,平均一次粒徑只要未達8.0μm,較好5.0μm以下即可。
使用無機氧化物微粒子作為微粒子時,無機氧化物微粒子之凝聚體之平均粒徑較好為100nm以上、2.0μm以下。若為100nm以上,則可容易地形成特殊凹凸面,且若為2.0μm以下,則可抑制因微粒子之凝聚體造成之光的擴散,可獲得暗室對比性優異之光學薄膜之圖像顯示裝置。微粒子之凝聚體之平均粒徑下限較好為200nm以上,上限較好為1.5μm以下。
無機氧化物微粒子之凝聚體之平均粒徑係由利用剖面電子顯微鏡觀察(1萬~2萬倍左右)選擇含較多無機氧化物微粒子之凝聚體的5μm見方之區域,測定該區
域中之無機氧化物微粒子之凝聚體粒徑,且取最大10個無機氧化物微粒子之凝聚體粒徑加以平均者。又,上述「無機氧化物微粒子之凝聚體粒徑」係以任意平行之兩條直線夾住無機氧化物微粒子之凝聚體之剖面時,以使該兩條直線間之距離成為最大之時之兩條直線組合之直線間距離而測定。又,無機氧化物微粒子之凝聚體粒徑亦可使用圖像解析軟體算出。
使用二氧化矽粒子作為微粒子時,二氧化矽粒子中,就可容易地形成具有特殊凹凸面之功能層之觀點而言,以發煙二氧化矽微粒子較佳。發煙二氧化矽微粒子為以乾式法製作之具有200nm以下之粒徑之非晶質二氧化矽,可藉由使含矽之揮發性化合物以氣相進行反應而得。具體而言,列舉為例如使四氯化矽(SiCl4)等之矽化合物在氧與氫之火焰中水解而生成者等。發煙二氧化矽微粒子之市售品列舉為日本AEROSIL股份有限公司製之AEROSIL R805等。
發煙二氧化矽微粒子有顯示親水性者與顯示疏水性者,但該等中,就減少水分吸收量,容易分散於功能層用組成物中之觀點而言,以顯示疏水性者較佳。疏水性之發煙二氧化矽可藉由使發煙二氧化矽微粒子表面存在之矽烷醇基與如上述之表面處理劑進行化學反應而得。就可容易地獲得如上述之凝聚體之觀點而言,發煙二氧化矽最好經辛基矽烷處理。
發煙二氧化矽微粒子雖係形成凝聚體,但發
煙二氧化矽微粒子之凝聚體在功能層用組成物中並非稠密之凝聚體,而是形成籠狀或捲曲狀之極稀疏之凝聚體。因此,發煙二氧化矽微粒子之凝聚體在硬化後成為黏合劑樹脂之光聚合性化合物硬化收縮時,容易且保持均一性的崩潰。藉此,可形成具有特殊凹凸面之功能層。
黏合劑樹脂為藉由光照射使光聚合性化合物聚合(交聯)而得者。光聚合性化合物為具有至少一個光聚合性官能基者。本說明書中所謂「光聚合性官能基」為可藉光照射而聚合反應之官能基。光聚合性官能基列舉為例如(甲基)丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等乙烯性雙鍵。又,所謂「(甲基)丙烯醯基」意指包含「丙烯醯基」及「甲基丙烯醯基」二者。又,使光聚合性化合物聚合時照射之光列舉為可見光、以及紫外線、X射線、電子束、α射線、β射線、及γ射線之電離輻射線。
至於光聚合性化合物列舉為光聚合性單體、光聚合性寡聚物或光聚合性聚合物,可適當調整該等而使用。光聚合性化合物較好為光聚合性單體與光聚合性寡聚物或光聚合性聚合物之組合。
光聚合性單體為重量平均分子量未達1000者。至於光聚合性單體較好為具有兩個(亦即二官能)以上之光聚合
性官能基之多官能單體。
二官能以上之單體列舉為例如三羥甲基丙烷三(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、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(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、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、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸三(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸二(甲基)丙烯酸酯、聚酯三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、雙酚二(甲基)丙烯酸酯、二丙三醇四(甲基)丙烯酸酯、金剛烷基二(甲基)丙烯酸酯、異冰片基二(甲基)丙烯酸酯、二環戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、或使該等經PO、EO等改質者。
該等中就獲得硬度高的功能層之觀點而言,較好為季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)等。
光聚合性寡聚物係重量平均分子量為1000以上未達10000者。光聚合性寡聚物較好為二官能以上之多官能寡
聚物。至於多官能寡聚物列舉為聚酯(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸酯(甲基)丙烯酸酯、環氧基(甲基)丙烯酸酯等。
光聚合性聚合物係重量平均分子量為10000以上者,至於重量平均分子量較好為10000以上80000以下,更好為10000以上40000以下。量平均分子量超過80000時,由於黏度高使塗佈適性降低,會有所得光學層合體之外觀變差之虞。上述多官能性聚合物列舉為胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、異氰尿酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、環氧基(甲基)丙烯酸酯等。
功能層12中,除此之外,亦可視需要添加溶劑乾燥型樹脂(熱可塑性樹脂,僅使用於調整塗佈時之固體成分而添加之溶劑乾燥,即可成為被膜之樹脂)、熱硬化性樹脂。
添加溶劑乾燥型樹脂之情況,於形成功能層12時,可有效防止塗液之塗布面之被膜缺陷。溶劑乾燥型樹脂並無特別限制,可使用一般之熱可塑性樹脂。至於熱可塑性樹脂可列舉為例如苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸
酯系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、乙烯醚系樹脂、含鹵素之樹脂、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。
熱可塑性樹脂較好為非結晶性,且可溶於有機溶劑(尤其是可溶解複數種聚合物或硬化性化合物之共通溶劑)。尤其,就透明性或耐候性之觀點而言,以苯乙烯系樹脂、(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)等較佳。
添加於功能層12之熱硬化性樹脂並無特別限制,可列舉為例如酚樹脂、脲樹脂、苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、胍胺樹脂、不飽合聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、胺基醇酸樹脂、三聚氰胺-脲共縮合樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。
更詳細說明如上述之光學薄膜10之製造方法。又,以下說明係藉由上述(1)之方法形成功能層12者。
首先,於透光性基材11之表面塗佈功能層用組成物。塗佈功能層用組成物之方法列舉為旋轉塗佈法、浸漬法、噴霧法、滑動塗佈法、棒塗佈法、輥塗佈法、凹版塗佈法、模嘴塗佈法等習知塗佈方法。
功能層用組成物為至少包含微粒子、光聚合性化合物者。另外,亦可視需要於功能層用組成物中添加上述熱可塑性樹脂、上述熱硬化性樹脂、溶劑、聚合起始劑。而且,功能層用組成物中,基於提高功能層之硬度、抑制硬化收縮、控制折射率等之目的,可添加過去習知之分散劑、界面活性劑、抗靜電劑、矽烷偶合劑、增黏劑、抗著色劑、著色劑(顏料、染料)、消泡劑、平流劑、難燃劑、紫外線吸收劑、接著賦予劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、表面改質劑、易滑劑等。
溶劑可例示為例如醇類(例如,甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、苄基醇、PGME、乙二醇)、酮類(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、環己酮、甲基異丁基酮、二丙酮醇、環丁酮、二乙基酮等)、醚類(1,4-二噁烷、二氧雜環戊烷、二異丙基醚二噁烷、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)、鹵化烴類(二氯甲烷、二氯乙烷等)、醚類(甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等)、溶纖素類(甲基溶纖素、乙基溶纖素、丁基溶纖素等)、溶纖素乙酸酯類、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,亦可為該等之混合物。
如圖1所示,在透光性基材11之與功能層12
之界面附近形成混合存在區域11A時,係使用包含對透光性基材11之浸透性高,使透光性基材11溶解或膨潤之浸透性溶劑作為溶劑者。藉由使用浸透性溶劑,由於不僅對於透光性基材11為浸透性溶劑,且亦可浸透光聚合性化合物,故可在透光性基材11之與功能層12之界面附近形成混合存在透光性基材11與黏合劑樹脂之成分的混合存在區域11A。
浸透性溶劑列舉為例如酮類(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、環己酮、甲基異丁基酮、二丙酮醇、環庚酮、二乙基酮等)、酯類(甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等)、醚類(1,4-二噁烷、二氧雜環戊烷、二異丙基醚二噁烷、四氫呋喃等)、溶纖素類(甲基溶纖素、乙基溶纖素、丁基溶纖素等)、溶纖素乙酸酯類、亞碸類(二甲基亞碸等)、酚類(酚、鄰氯酚)等。另外,亦可為該等之混合物。使用三乙醯纖維素基材作為透光性基材時,該等中,浸透性溶劑較好為由例如甲基異丁基酮、甲基乙基酮、環己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯所組成群組選出之至少一種,且使用聚酯基材作為透光性基材時,浸透性溶劑較好為鄰氯酚。
聚合起始劑為藉由光照射而分解,產生自由基而開始或進行光聚合性化合物之聚合(交聯)的成分。
聚合起始劑只要是可藉由光照射釋出開始自
由基聚合之物質即無特別限制。聚合起始劑並無特別限制,可使用習知者,具體例列舉為例如苯乙酮類、二苯甲酮類、米氏苯甲醯基苯甲酸酯(Michler-Benzoyl benzoate)、α-戊基肟酯、噻噸酮類、丙酚類、聯苯醯類、苯偶因類、醯基氧化膦類。且,較好混合使用光增感劑,其具體例列舉為例如正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
上述聚合起始劑在上述黏合劑樹脂具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系時,較好單獨或混合使用苯乙酮類、二苯甲酮類、噻噸酮類、苯偶因、苯偶因甲基醚等。
功能層用組成物中之聚合起始劑之含量相對於光聚合性化合物100質量份較好為0.5質量份以上10.0質量份以下。藉由使聚合起始劑之含量在該範圍內,可充分保有硬塗層之性能,且可抑制硬化阻礙。
功能層用組成物中之原料的含有比例(固體成分)並無特別限制,但通常較好為5質量%以上70質量%以下,更好為25質量%以上60質量%以下。
作為平流劑例如聚矽氧油、氟系界面活性劑等由於可避免功能層成為貝納漩渦(Benard Cells)構造故較佳。塗佈含溶劑之樹脂組成物並乾燥時,會在塗膜內之塗膜表面與內面產生表面張力差等,藉此在塗膜內引起多數對流。因該對流產生之構造稱為貝納漩渦,而成為於形成之功能層
中產生柚皮或塗佈缺陷之問題的原因。
貝納漩渦構造會有使功能層表面凹凸過於變大之虞。使用如前述之平流劑時,由於可防止該對流,故不僅可獲得沒有缺陷或不均之功能層,也可使功能層表面之凹凸形狀的調整變得容易。
功能層用組成物之調製方法只要可均勻混合各成分即無特別限制,可使用例如塗料搖晃機、珠粒研磨機、捏合機、混練機等習知之裝置進行。
將功能層用組成物塗佈於透光性基材11之表面後,為使塗膜狀之功能層用組成物乾燥而送到經加熱區中,以各種習知方法使功能層用組成物乾燥使溶劑蒸發。此處,可藉由選定溶劑相對蒸發速度、固體成分濃度、塗佈液溫度、乾燥溫度、乾燥風之風速、乾燥時間、乾燥區之溶劑環境濃度等,而調整微粒子之凝聚體之分佈狀態。
尤其,依據選擇乾燥條件而調整微粒子之凝聚體分佈狀態之方法較簡便而較佳。具體之乾燥溫度較好為30~120℃,乾燥風速較好為0.2~50m/s,藉由在該範圍內進行一次或複數次之經適當調整之乾燥處理,可將微粒子之凝聚體之分佈狀態調整成期望之狀態。
又,使功能層用組成物乾燥時,浸透於透光性基材之浸透性溶劑蒸發,而光聚合性化合物殘留在透光性基材中。
隨後,對塗膜狀之功能層用組成物照射紫外線等之光,使光聚合性化合物聚合(交聯)而使功能層用組
成物硬化,形成功能層12,同時形成混合存在之區域11A。
使用紫外線作為使功能層用組成物硬化時之光時,可利用由超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、氙弧燈、金屬鹵素燈等發出之紫外線等。且,紫外線之波長可使用190~380nm之波長區域。電子束源之具體例列舉為科克羅夫-瓦爾頓(Cockcroft-Walton)型、凡得克雷夫(van de Graaff)型、共振電壓器型、絕緣芯變壓器型、或直線型、Dynamitron型、高頻型等之各種電子束加速器。
光學薄膜10之全光線透過率較好為85%以上。全光線透過率為85%以上時,將光學薄膜10裝置於圖像顯示裝置上時,可更提高色再現性與辨識性。全光線透過率較好為90%以上。全光線透過率可使用濁度計(村上色彩技術研究所製,製品編號;HM-150),依據JIS K-7361之方法測定。
光學薄膜10之濁度較好未達1%。濁度未達1%時,可獲得期望之光學特性,且更提高將光學薄膜10設置於圖像顯示表面上時之辨識性。濁度更好為0.5%以下,又更好為0.3%以下。濁度可使用濁度計(村上色彩技術研究所製,製品編號;HM-150),依據JIS K-7136之方法測定。
光學薄膜10之透過圖像鮮明度於0.125mm梳較好為75%以上95%以下,且於2.0mm梳較好為95%以
上。於0.125mm梳之透過圖像鮮明度為75%以上時,可更提高顯示圖像時之圖像鮮明性,可獲得更優異之畫質。且,為95%以下時,可更佳地防止干涉條紋。於0.125mm梳之透過圖像鮮明度更好為80%以上90%以下。又,於2.0mm梳之透過圖像鮮明度為95%以上時,可更提高圖像之鮮明性,且,可抑制因外光之擴散反射造成之白濁感。透過圖像鮮明度可使用影像鮮明性(image clarity)測定器(SUGA試驗機製,製品標號;ICM-1T),依據JIS K-7105之像鮮明度之透過法之方法測定。
光學薄膜10之對比性比,較好為80%以上,更好為90%以上。若為80%以上,則將光學薄膜10安裝於圖像顯示裝置表面時,可更提高暗室對比性之優異辨識性。
本說明書中,上述對比性比為依據以下方法測定之值。首先,使用將擴散板設置於冷陰極管光源上者作為背光板單元,且使用兩片偏光板(SAMSUNG公司製造,AMN-3244TP),以將該等偏光板設置於平行偏光鏡(Parallel nicols)上時通過之光的亮度Lmax除以設置於正交偏光鏡時通過之光的亮度Lmin之值(Lmax/Lmin)作為對比性,以光學薄膜(透光性基材+功能層等)之對比性(L1)除以透光性基材對比性(L2)之值(L1/L2)×100(%)作為對比性比。又,亮度之測定係在暗室下進行。上述亮度之測定係使用色彩亮度計(TOPCON公司製BM-5A),於色彩亮度計之測定角設定為1°,以樣品上之視野φ5mm進行測定。且,設
置為背光板之光量在未設置樣品之狀態下,將兩片偏光板設置於平行偏光鏡上時之亮度成為3600cd/m2。
依據本實施形態,功能層12之凹凸面12A中,表面角度0.05°以上之區域的比例成為50%以上,且粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下,故可使干涉條紋不可見化,可降低白濁感,且可降低製造成本。亦即,功能層12之凹凸面12A中,由於可使干涉條紋不可見化之表面角度0.05°以上之區域(可使干涉條紋不可見化之區域)的比例成為50%以上,故可使干涉條紋不可見化。且,由於藉由功能層12之凹凸面12A可使干涉條紋不可見化,故可使混合存在之區域變薄。藉此,可使功能層之厚度變薄,可實現製造成本之降低。另外,功能層12之凹凸面12A中,粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下,故可降低白濁感,且可獲得具有表面光澤性之光學薄膜。
過去之抗反射薄膜被視為正反射、正透過以外之光使畫質劣化者,在抗反射薄膜中存在擴散光本身被否定。例如,作為有必要添加用以提高硬塗層性之微粒子時,亦可僅以防止因前述微粒子凝聚成為大粒徑而產生擴散光為主要目標而選定材料及製造條件。亦即,抗反射膜中,必要條件為防止產生擴散光,且成為用以獲得無混濁之鮮明圖像之平坦面,終究未考慮到使表面成為凹凸面而產生擴散光。然而,本發明者發現來自本發明中之特殊凹凸面之反射光、透過光縱使為擴散光,但基於人眼之檢測
能力係歸納在與正反射、正透過同樣被辨識之範圍,故為使干涉條紋不可見化而膽敢於表面設置特殊凹凸面者。另一方面,關於以往之防眩薄膜,由於防止外部映像映入係防眩薄膜作用本身者,故存在於防眩薄膜表面之凹凸之必要條件為使影像映入觀察者中之外部映像確實地擴散。因此,防眩薄膜之表面存在之凹凸與本發明之功能層之特殊面上存在之凹凸相比時為極大者成為必要。然而,功能層12之凹凸面12A中,藉由使表面角度0.05°以上之區域的比例成為50%以上,且粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下所發揮之上述效果,依照以往之抗反射薄膜或防眩薄膜之技術水準,可謂為超過可預測範圍之顯著效果。
光學薄膜10例如可組裝於偏光板中使用。圖3為組裝本實施形態之光學薄膜的偏光板概略構成圖。如圖3所示之偏光板20具備有光學薄膜10、偏光元件21及保護膜22。偏光元件21係形成在透光性基材11之與形成有功能層12之面相反側之面上。保護膜22係設置在偏光元件21之設置有光學薄膜10之面相反側之面上。保護膜22亦可為相位差薄膜。
至於偏光元件21列舉為例如以碘等染色、經延伸之聚乙烯醇薄膜、聚乙烯甲縮醛薄膜、聚乙烯乙縮醛薄膜、乙烯-乙酸乙醯酯共聚物系皂化薄膜等。層合光學
薄膜10與偏光元件21時,較好預先對透光性基材11施以鹼化處理。藉由施以鹼化處理亦可獲得接著性良好之抗靜電效果。
光學薄膜10及偏光板20可組裝於液晶面板中使用。圖4為組裝本實施形態之光學薄膜的液晶面板之概略構成圖。
圖4所示之液晶面板具有自光源側(背光板單元側)朝向觀察者側依序層合三乙醯基纖維素薄膜(TAC薄膜)等之保護薄膜31、偏光元件32、相位差薄膜33、接著劑層34、液晶單元(liquid crystal cell)35、接著劑層36、相位差薄膜37、偏光元件21、光學薄膜10之構造。液晶單元35為在兩片玻璃基材間配置液晶層、配向膜、電極層、彩色濾光片等者。
至於相位差薄膜33、37列舉為三乙醯基纖維素膜或環烯烴聚合物膜。相位差薄膜37亦可與保護膜22為同一者。構成接著劑層34、36之接著劑列舉為感壓接著劑(PSA)。
光學薄膜10、偏光板20、液晶面板30可組裝於圖像顯示裝置中使用。圖像顯示裝置列舉為例如液晶顯示器(LCD)、陰極射線管顯示裝置(CRT)、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、平板PC、電子紙等。圖5為組裝本實施形態之光學薄膜的圖像顯示裝置之一例的液晶顯示器概略構成圖。
圖5所示之圖像顯示裝置40為液晶顯示器。圖像顯示裝置30係由背光單元41與比背光單元41更靠近觀察者側配置之具備光學薄膜10之液晶面板30所構成。至於背光單元41可使用習知之背光單元。
以下,針對本發明第2實施形態之光學薄膜,邊參照圖式加以說明。圖6為本實施形態之光學薄膜之概略構成圖。
如圖6所示,光學薄膜50至少具備透光性基材51、與設置於透光性基材51上之功能層52。透光性基材51由於與第1實施形態中說明之透光性基材11相同,故在本實施形態中省略說明。又,透光性基材51中之功能層52之界面附近(與後述之硬塗層53之界面附近)較好形成如圖5所示之混合存在有透光性基材52與硬塗層53之黏合劑樹脂成分的混合存在區域51A。
本實施形態中,功能層52係由硬塗層53與設置於硬
塗層53上之低折射率層54構成。功能層52具有成為光學薄膜50表面之凹凸面52A,該功能層52之凹凸面52A成為低折射率層54之表面。
與功能層12之凹凸面12A同樣,關於功能層52之凹凸面52A(折射率層54之表面),於沿著光學薄膜50之薄膜面之法線方向N之剖面中凹凸面對於薄膜面之傾斜角度設為表面角度時,表面角度成為0.05°以上之區域為50%以上。
功能層52之凹凸面52A中之表面角度成為0.05°以上之區域的比例下限較好為55%以上,更好為60%以上。且,表面角度成為0.05°以上之區域的比例上限較好為95%以下,更好為90%以下。
與功能層12之凹凸面12A同樣,關於功能層52之凹凸面52A,粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下。R△q之下限較好為0.0005以上,更好為0.001以上。且,R△q之上限較好為0.0025%以下,更好為0.002%以下。
硬塗層53與第1實施形態中說明之功能層12相同,故在本實施形態中省略說明。但,硬塗層53之表面與功能層12不同,表面角度成為0.05°以上之區域可不為50%以上,且粗糙度曲線之均方根斜率R△q亦可不為0.003以下。
低折射率層54係於來自外部之光(例如螢光燈、自然光等)自光學薄膜50之表面反射時,用以降低其反射率者。低折射率層54具有比硬塗層53低之折射率。具體而言,例如低折射率層較好具有1.45以下之折射率,更好具有1.42以下之折射率。
低折射率層54之厚度並無限制,但通常只要自30nm~1μm左右之範圍內適當設定即可。低折射率層54之厚度dA(nm)較好滿足下述式(7)。
dA=mλ/(4nA)...(7)
上述式中,nA表示低折射率層之折射率,m表示正的奇數,較好為1,λ為波長,較好為480nm以上580nm以下之範圍的值。
低折射率層54就低反射率化之觀點而言,較好滿足下述式(8)。
120<nAdA<145...(8)
低折射率層為單層即可獲得效果,但以調整更低之最低反射率或更高之最低反射率為目的,亦可適當設置2層以上之低折射率層。設置2層以上之低折射率層時,較好對各低折射率層之折射率及厚度設定差異。
至於低折射率層54,可較好由下述之任一者構成:1)含有二氧化矽、氟化鎂等低折射率粒子之樹脂、2)低折射率樹脂的氟系樹脂、3)含有二氧化矽或氟化鎂之氟系樹脂、4)二氧化矽、氟化鎂等低折射率物質之薄膜等。關於氟系樹脂以外之樹脂,可使用與構成上述功能層之黏合劑樹脂相同之樹脂。
又,二氧化矽較好為中空二氧化矽微粒子,該中空二氧化矽微粒子可以例如特開2005-099778號公報之實施例所記載之製造方法製作。
氟系樹脂可使用至少分子中含氟原子之聚合性化合物或其聚合物。至於聚合性化合物並無特別限制,但較好為例如具有光聚合性官能基、熱硬化之極性基等之硬化反應性之基者。且,亦可為同時一併具有該等反應性之基的化合物。對於該聚合性化合物,所謂聚合物為全然不具有如上述之反應性基等者。
光聚合性化合物可廣泛使用具有乙烯性不飽和鍵之含氟單體。更具體而言可例示為氟烯烴類(例如氟乙烯、偏氟化乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟丁二烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊烯等)。至於具有(甲基)丙烯醯氧基者亦有如(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯、α-三氟甲基丙烯酸甲酯、α-三氟甲基丙烯酸乙酯之分子中具有氟
原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;分子中含有具有至少3個氟原子之碳數1~14之氟烷基、氟環烷基或氟伸烷基,與具有至少2個(甲基)丙烯醯氧基之含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
至於上述熱硬化之極性基較好為例如羥基、羧基、胺基、環氧基等之氫鍵形成基。該等不僅與塗膜之密著性優異,與二氧化矽等無機超微粒子之親和性亦優異。具有熱硬化性極性基之聚合性化合物列舉為例如4-氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物;氟乙烯-烴系乙烯基醚共聚物;環氧基、聚胺基甲酸酯、纖維素、酚、聚醯亞胺等各樹脂之氟改質品等。
一併具有上述光聚合性官能基與熱硬化之極性基的聚合性化合物可例示為丙烯酸或甲基丙烯酸之部分及完全氟化烷酯、烯酯、芳酯類,完全或部分氟化乙烯基醚類、完全或部分氟化乙烯酯類、完全或部分氟化乙烯酮類等。
氟系樹脂可列舉為例如下者。至少含有1種具有上述電離輻射線硬化性基之聚合性化合物的含氟(甲基)丙烯酸酯化合物之單體或單體混合物之聚合物;上述含氟(甲基)丙烯酸酯化合物之至少一種,與如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之分子中不含氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之共聚物;如氟乙烯、偏氟化乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯、3,3,3-三氟丙烯、1,1,2-三
氯-3,3,3-三氟丙烯、六氟丙烯之含氟單體之均聚物或共聚物等。亦可使用於該等共聚物中含有聚矽氧成分之含有聚矽氧之偏氟化乙烯共聚物。該情況之聚矽氧成分例示為(聚)二甲基矽氧烷、(聚)二乙基矽氧烷、(聚)二苯基矽氧烷、(聚)甲基苯基矽氧烷、烷基改質之(聚)二甲基矽氧烷、含有偶氮基之(聚)二甲基矽氧烷、二甲基聚矽氧、苯基甲基聚矽氧、烷基.芳烷基改質之聚矽氧、氟聚矽氧、聚醚改質之聚矽氧、脂肪酸酯改質之聚矽氧、甲基氫聚矽氧、含矽烷醇基之聚矽氧、含有烷氧基之聚矽氧、含有酚基之聚矽氧、甲基丙烯酸改質之聚矽氧、丙烯酸改質之聚矽氧、胺基改質之聚矽氧、羧酸改質之聚矽氧、卡必醇改質之聚矽氧、環氧改質之聚矽氧、巰基改質之聚矽氧、氟改質之聚矽氧、聚醚改質之聚矽氧等。該等中,以具有二甲基矽氧烷構造者較佳。
進而,由如以下之化合物所成之非聚合物或聚合物亦可使用作為氟系樹脂。亦即,可使用使分子中具有至少一個異氰酸酯基之含氟化合物、與分子中具有至少一個如胺基、羥基、羧基之與異氰酸酯基反應之官能基之化合物反應所得之化合物;使如含氟聚醚多元醇、含氟烷基多元醇、含氟聚醚多元醇、含氟ε-己內酯改質多元醇之含氟多元醇,與具有異氰酸酯基之化合物反應而得之化合物等。
又,亦可與上述之具有氟原子之聚合性化合物或聚合物同時混合上述功能層12所記載之各黏合劑樹
脂而使用。另外,可適當使用用以使反應性基等硬化之硬化劑、用以提高塗佈性、賦予防污性之各種添加劑、溶劑。
低折射率層54之形成中,添加上述材料而成之低折射率層用組成物之黏度較好為可獲得較佳塗佈性之0.5~5mPa.s(25℃),較好0.7~3mPa.s(25℃)之範圍者。可實現可見光之優異抗反射層,且可形成均一無塗佈不均之薄膜,且可形成密著性特別優異之低折射率層。
低折射率層用組成物之硬化手段可與上述功能層12中說明者相同。用於硬化處理中使用加熱手段時,較好將藉加熱產生例如自由基而起始聚合性化合物之聚合的熱聚合性起始劑添加於氟系樹脂組成物中。
依據本實施形態,功能層52之凹凸面52A(低折射率層54之表面)中,由於表面角度0.05°以上之區域的比例成為50%以上,且粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下,故如第1實施形態之說明,可使干涉條紋不可見化,降低白濁感,且降低製造成本。
為詳細說明本發明,雖列舉以下實施例加以說明,但本發明並不限定於該等記載。
首先,以成為下述所示組成之方式調配各成分,獲得
硬塗層用組成物。
.發煙二氧化矽(辛基矽烷處理,平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製):1質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(製品名:TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
又,上述之發煙二氧化矽係經辛基矽烷處理(利用辛基矽烷,以辛基矽烷基取代發煙二氧化矽表面之矽烷醇基的疏水化處理)者。
.發煙二氧化矽(辛基矽烷處理,平均粒徑12nm,日
本AEROSIL公司製造):1.5質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
.發煙二氧化矽(辛基矽烷處理,平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製):0.5質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製造):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(製品名:TSF4460,Momentive,Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
.有機微粒子(親水化處理之丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子,平均粒徑2.0μm,折射率1.515,積水化成品工業公司製):3質量份
.發煙二氧化矽(甲基矽烷處理,平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製):1質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
.有機微粒子(親水化處理之丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子,平均粒徑2.0μm,折射率1.55,積水化成品工業公司製):3質量份
.發煙二氧化矽(甲基矽烷處理,平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製):1質量份
.季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(製品名:PETA,Daicel Cytec公司製):60質量份
.胺基甲酸酯丙烯酸酯(製品名:UV1700B,日本合
成化學公司製,重量平均分子量2000,官能基數10):40質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:105質量份
.異丙醇:30質量份
.環己酮:15質量份
.有機微粒子(親水化處理之丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子,平均粒徑3.5μm,折射率1.55,積水化成品工業公司製):8質量份
.季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(製品名:PETIA,Daicel Cytec公司製):80質量份
.異氰尿酸EO改質之三丙烯酸酯(製品名:M-315,東亞合成化學公司製):20質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 184,日本BASF公司製):5質量份
.聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive.Performance Materials公司製):0.025質量份
.甲苯:120質量份
.環己酮:30質量份
以成為下述所示組成之方式調配各成分,獲得低折射率層用組成物。
.中空二氧化矽微粒子(中空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):40質量份
.季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(製品名:PETIA,Daicel Cytec公司製):10質量份
.聚合起始劑(IRGACURE 127;日本BASF公司製):0.35質量份
.改質聚矽氧油(X22164E;信越化學工業公司製):0.5質量份
.甲基異丁基酮(MIBK):320質量份
.丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA):161質量份
準備作為透光性基材之厚度60μm之三乙醯基纖維素樹脂薄膜(富士薄膜公司製,TD60UL),於三乙醯基纖維素樹脂薄膜之一面上塗佈硬塗層用組成物1,形成塗膜。接著,對形成之塗膜以0.2m/s之流速使70℃之乾燥空氣流通15秒後,再以10m/s之流速使70℃之乾燥空氣流通
30秒予以乾燥,藉此使塗膜中之溶劑蒸發,在氮氣環境(氧濃度200ppm以下)下以使累積光量成為100mJ/cm2之方式照射紫外線,使塗膜硬化,藉此形成4μm厚(硬化時)之硬塗層,製作實施例1之光學薄膜。
實施例2中,除使用硬塗層用組成物2代替硬塗層用組成物1以外,餘與實施例1同樣,製作光學薄膜。
實施例3中,除使紫外線之累積光量成為50mJ/cm2以外,餘與實施例1同樣在三乙醯基纖維素樹脂膜上形成硬塗層。接著,以使乾燥後(40℃×1分鐘)之膜厚成為0.1μm之方式將低折射率層用組成物塗佈於硬塗層表面上,在氮氣環境(氧濃度200ppm以下)下,以累積光量100mJ/cm2進行紫外線照射並硬化而形成低折射率層,製作實施例3之光學薄膜。
實施例4中,除使用硬塗層用組成物2代替硬塗層用組成物1以外,餘與實施例3同樣,製作光學薄膜。
實施例5中,除使用硬塗層用組成物3代替硬塗層用
組成物1以外,餘與實施例1同樣,製作光學薄膜。
比較例1中,除使用硬塗層用組成物4代替硬塗層用組成物1以外,餘與實施例1同樣,製作光學薄膜。
比較例2中,除使用硬塗層用組成物5代替硬塗層用組成物1以外,餘與實施例3同樣,製作光學薄膜。
比較例3中,除使用硬塗層用組成物6代替硬塗層用組成物1以外,餘與實施例1同樣,製作光學薄膜。
比較例4中,除使用硬塗層用組成物7代替硬塗層用組成物1,且使硬化時之硬塗層之膜厚成為5μm以外,餘與實施例1同樣,製作光學薄膜。
以實施例及比較例中所得之各光學薄膜之與形成有硬塗層之面相反側之面上介隔透明黏著劑貼附於玻璃板作成樣品,使用白色干涉顯微鏡(New View 6300,Zygo公司製),藉以下條件進行光學薄膜之表面形狀之測定.解析
。又,解析軟體係使用MetroPro ver8.3.2之Microscope Application。
[測定條件]
對物透鏡:2.5倍
放大(Zoom):2倍
數據點數:992×992點
解像度(每一點之間隔):2.2μm
[解析條件]經移除:無
濾波器:高通濾波器(HighPass)
濾波器類型:高斯樣條(GaussSpline)
低波長:300μm
藉以上條件,以截斷值300μm之高通濾波器去除起伏成分獲得凹凸形狀。
移除之亮點(Remove spikes):開
亮點高度(xRMS):2.5
藉以上條件,可去除亮點狀之雜訊。
接著,以上述解析軟體(MetroPro ver 8.3.2-Microscope Application)顯示斜率X圖譜畫面(x方向斜率之顯示),並顯示rms。該rms相當於均方根斜率R△q。
又,求得遍及全面之各點斜率△i,由上述式(3)將斜率△i換算成表面角度θi。由此,算出表面角度θi之絕對值成為0.05°以上之區域的比例。
於實施例及比較例所得之各光學薄膜之三乙醯基纖維素樹脂膜之與形成有硬塗層之面相反側之面上介隔透明黏著劑貼合用以防止背面反射之黑色丙烯酸系板,自硬塗層或低折射率層側對各光學薄膜照射光,以目視進行觀察。作為光源係使用ANATECH公司製之干涉條紋檢查燈(鈉燈)。利用以下基準評價干涉條紋之發生。
◎:未確認到干涉條紋。
○:稍為確認到干涉條紋,但為沒有問題之程度。
×:確認到清楚的干涉條紋。
於實施例及比較例所得之各光學薄膜之三乙醯基纖維素樹脂膜之與形成有硬塗層之面相反側之面上介隔透明黏著劑貼合黑色丙烯酸系板,在暗室中於桌上檯燈(3波長螢光燈管)之下觀察白濁感,且利用以下基準進行評價。
○:未觀察到白色
×:觀察到白色
以下,將結果示於表1。
如表1所示,關於比較例1~4,由於並未滿足光學薄膜之表面中表面角度成為0.05°以上之區域的比例為50%以上,且光學薄膜表面中之粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下之二要件,故確認到干涉條紋,且觀察到白濁感。相對於此,關於實施例1~5,由於滿足了光學薄膜之表面中表面角度成為0.05°以上之區域的比例為50%以上,且光學薄膜之表面中之粗糙度曲線之均方根斜率R△q為0.003以下之二要件,故未確認到干涉條紋,或雖稍確認到干涉條紋,但為沒有問題之程度,且未觀察到白濁感。
10‧‧‧光學薄膜
11‧‧‧透光性基材
11A‧‧‧混合存在區域
12‧‧‧功能層
12A‧‧‧凹凸面
Claims (10)
- 一種光學薄膜,其係具備透光性基材、和設置於前述透光性基材上之功能層之光學薄膜,其特徵為前述功能層具有成為前述光學薄膜表面之凹凸面,且將於沿著前述光學薄膜之薄膜面之法線方向之剖面中前述凹凸面對於前述薄膜面之傾斜角度設為表面角度時,前述凹凸面中,前述表面角度成為0.05°以上之區域之比例為50%以上,且前述凹凸面中之粗糙度曲線之均方根(root mean square)斜率R△q為0.003以下。
- 如請求項1之光學薄膜,其中前述功能層具備硬質塗層,前述硬質塗層之表面成為前述凹凸面。
- 如請求項1之光學薄膜,其中前述功能層具備硬質塗層、設置於前述硬質塗層上且具有比前述硬質塗層更低折射率之低折射率層,且前述低折射率層之表面成為前述凹凸面。
- 如請求項2或3之光學薄膜,其中前述硬質塗層包含微粒子與黏合劑樹脂。
- 如請求項4之光學薄膜,其中前述微粒子為無機氧化物微粒子。
- 如請求項5之光學薄膜,其中前述無機氧化物微粒子為表面經疏水化處理之無機氧化物微粒子。
- 如請求項5之光學薄膜,其中前述無機氧化物微粒子於前述硬質塗層內形成凝聚體,前述凝聚體之平均粒 徑為100nm以上、2.0μm以下。
- 一種偏光板,其特徵為具備如請求項1之光學薄膜,及在前述光學薄膜之前述透光性基材之與形成有前述功能層之面相反側之面上形成之偏光元件。
- 一種液晶顯示面板,其具備如請求項1之光學薄膜或如請求項8之偏光板。
- 一種圖像顯示裝置,其具備如請求項1之光學薄膜或如請求項8之偏光板。
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