TWI618950B - Anti-glare film, polarizing plate and image display device - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可維持硬塗性及防眩性,同時可以極高之水準抑制閃爍(scintillation)之產生及白暈(white blurring)之產生,可獲得高對比度之優異顯示影像的防眩膜。
本發明之防眩膜於透光性基材之至少一面上具有於表面具有凹凸形狀之防眩層,其特徵在於:上述防眩層含有2種以上之微粒子凝聚而成的凝聚體,藉由上述凝聚體於上述防眩層之表面形成凸部,並形成上述防眩層表面之凹凸形狀。
Description
本發明係關於一種防眩膜、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)、電子紙、平板電腦(Tablet PC)、觸控面板等影像顯示裝置中,通常於最表面設置有用於抗反射之光學積層體。
此種抗反射用光學積層體係藉由光之散射或干涉而抑制影像之映入或降低反射率。
作為抗反射用光學積層體之一,已知於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。該防眩膜可藉由表面之凹凸形狀使外光散射而防止由外光之反射或影像之映入引起之視認性下降。
又,該光學積層體由於通常設置於影像顯示裝置之最表面,故亦要求賦予硬塗性以使其於操作時不受損害。
作為先前之防眩膜,例如已知,於透光性基材之表面塗敷含有二氧化矽(Silica)等填料之樹脂而形成防眩層者(例如,參照專利文獻1、2)。
該等防眩膜有如下類型:藉由凝聚性二氧化矽等粒子之凝聚而於防眩層之表面形成凹凸形狀之類型、將有機填料添加於樹脂中而於層表面形成凹凸形狀之類型、或於層表面層壓具有凹凸之膜而轉印凹凸形狀之類型等。
然而,此種先前之防眩膜之任一類型均藉由防眩層之表面形狀之作用而獲得光擴散、防眩作用,為了提高防眩性而需要使凹凸形狀陡峭或增多,但若凹凸陡峭或增多,則存在塗膜之霧值(haze value)提高且產生白暈而導致顯示影像之對比度下降之問題。
又,先前類型之防眩膜亦存在於膜表面產生通常稱為閃爍之閃光而導致顯示畫面之視認性下降的問題。閃爍係於點亮影像顯示裝置時,來自背面之透射光到達畫面時在畫面表面出現細小之亮斑,觀察者若改變觀察角度則可見該亮斑之位置變化的現象,尤其是於全部顯示白色或全部顯示綠色時較為明顯。
此處,已知例如分別積層形成硬塗層及防眩層而成之防眩膜(例如,參照專利文獻3)。此種層構成之抗反射膜係利用與硬塗層相同之樹脂而使防眩層表面之細小凹凸形狀平滑化,藉此轉變成具有平滑之起伏、微小凹凸較少且凸部高度低於以往之凹凸,並且可維持硬塗性及防眩性,同時可謀求抑制閃爍及白暈之產生。然而,膜厚變厚且成為10μm以上等,因此無法充分滿足近年來之防眩膜之薄膜化之要求。
又,於單獨使用有機微粒子或無機微粒子於層表面形成凹凸形狀之情形時,若謀求防眩膜之薄膜化,則有時微粒子會於高度方向上凝聚,因此表面凹凸增高,產生閃爍或白暈。若為了消除該缺點而使有機微粒子或無機微粒子之平均粒徑減小,從而使表面凹凸之高度下降,則相反地,表面凹凸之高度變得過低,防眩性容易消失,因此無法獲得穩定且良好之產品。
因此,期待具備如下防眩層之防眩膜,該防眩層具有平滑之凹凸表面,且為可維持硬塗性及防眩性,同時可充分地抑制閃爍及於明室中之白暈,並且於暗室中之對比度優異之單層構成。
專利文獻1:日本特開平6-18706號公報
專利文獻2:日本特開平10-20103號公報
專利文獻3:WO2006/088202號公報
鑒於上述現狀,本發明之目的在於:提供一種即便硬塗層為單層且為未達10μm之薄層,亦可維持硬塗性及防眩性,同時可防止閃爍之產生,且無論於明室或暗室中均可獲得「使影像顯示裝置顯示黑色之狀態下的優異亮黑感(畫面顯示中之如濡濕般之有光澤之黑色的再現性)」的防眩膜、偏光板及影像顯示裝置。再者,明室中之亮黑感係根據目視之「白暈」而進行評價,暗室中之亮黑感係根據「暗室對比度」而進行評價,因此,於本發明中使用「白暈」或「暗室對比度」之表述。
本發明係一種防眩膜,其於透光性基材之至少一面上具有於表面具有凹凸形狀之防眩層,其特徵在於:上述防眩層含有2種以上之球狀微粒子凝聚而成的凝聚體,且藉由上述凝聚體於上述防眩層之表面形成凸部,並形成上述防眩層表面之凹凸形狀。
於本發明之防眩膜中,上述2種以上之球狀微粒子較佳為至少包含1種以上之有機微粒子及1種以上之無機微粒子。
又,較佳為,上述有機微粒子之平均粒徑為0.3~10.0μm,無機微粒子之平均粒徑為500nm~5.0μm。
又,上述防眩層較佳為進一步含有黏合劑粒子,且上述黏合劑粒子較佳為偏向存在於上述有機微粒子及無機微粒子之周圍。
又,上述黏合劑粒子較佳為燻矽(fumed silica),且上述燻矽較佳為經過表面處理。
又,較佳為,上述燻矽經過作為表面處理之疏水化處理,且上述疏水化處理為甲基處理、辛基矽烷處理或二甲基聚矽氧油處理。
又,上述有機微粒子較佳為由選自由丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂及聚氟乙烯樹脂所組成之群中之至少一種材料所構成的微粒子,上述無機微粒子較佳為選自由鋁矽酸鹽、滑石、雲母及二氧化矽所組成之群中之至少1種微粒子。
本發明又係一種偏光板,其係具備偏光元件而成者,其特徵在於:上述偏光板於偏光元件表面具備上述防眩膜。
本發明亦係一種影像顯示裝置,其特徵在於:於最表面具備上述防眩膜或上述偏光板。
以下,詳細地說明本發明。
本發明者等人針對於透光性基材上具有表面具有凹凸形狀之防眩層之防眩膜進行了努力研究,結果發現:使防眩層中含有2種以上之微粒子的凝聚體,並藉由該凝聚體部分於防眩層表面形成凸部,結果形成防眩層表面之凹凸形狀,藉由製成上述者,與藉由單一種類及粒徑之微粒子(例如,二氧化矽微粒子或丙烯酸苯乙烯粒子)而形成凹凸形狀之先前的防眩層相比,可形成更為平滑之凹凸形狀,其結果為獲得如下之防眩膜:即便防眩層為單層且為未達10μm之薄層,亦維持硬塗性及防眩性,同時充分抑制閃爍之產生及白暈之產生,且暗室對比度優異,以致完成本發明。
再者,於上述凝聚體與膜厚相比非常小之情形時或沈至防眩層下部之情形時等,凝聚體不僅存在於形成凹凸形狀之凸部的凸部之下部位置,有時亦存在於凹部之下部位置。然而,於本發明之防眩膜中,藉由光學顯微鏡之反射觀察或透射觀察(100倍~300倍),可觀察到大部分凝聚體形成凸部。
本發明之防眩膜於透光性基材之至少一面上具有於表面具有凹凸形狀之防眩層。
上述透光性基材較佳為具備平滑性、耐熱性,且機械強度及不擾亂光之定向等光學特性優異者。作為形成透光性基材之材料之具體例子,例如可列舉: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、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、或聚胺甲酸乙酯等熱塑性樹脂。就機械強度優異方面而言,較佳為可列舉聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯),就光學特性優異方面而言,較佳為可列舉三乙酸纖維素。
關於上述透光性基材,較佳為將上述熱塑性樹脂製成富有柔軟性之膜狀體而使用,但根據要求硬化性之使用態樣,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。
另外,作為上述透光性基材,可列舉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之基材,例如可列舉:日本ZEON(股)製造之ZEONEX或ZEONOR(降莰烯系樹脂)、SUMITOMO BAKELITE(股)製造之SUMILITE FS-1700、JSR(股)製造之ARTONE(改質降莰烯系樹脂)、三井化學(股)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(股)製造之OPTOREZ OZ-1000 Series(脂環式丙烯酸樹脂)等。
又,作為三乙醯纖維素之代替基材,Asahi Kasei Corporation股份有限公司製造之FV Series(低雙折射率、低光彈性模數膜)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。於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。關於上述透光性基材,於其上形成上述硬塗層等時,為了提高接著性,除電暈放電處理、氧化處理等物理性處理之外,亦可預先塗布錨固劑(anchoring agent)或稱為底漆(primer)之塗料。於以「較多主要用作LCD適用之透光性基材的三乙醯纖維素」作為材料之情形時,上述透光性基材之厚度較佳為可使顯示器薄膜化之20~65μm。
上述防眩層係形成於上述透光性基材之至少一面上、且於表面具有凹凸形狀者。
於本發明之防眩膜中,上述防眩層含有2種以上之種類或粒徑之微粒子凝聚而形成的凝聚體,且表面之凹凸形狀係藉由上述凝聚體於表面形成凸部而形成。
此種由凝聚體引起之凹凸形狀與藉由單一種類及粒徑之微粒子(例如,僅為二氧化矽微粒子或僅為丙烯酸苯乙烯粒子,且粒徑亦相同之情形)或其凝聚體而形成之凹凸形狀相比,凸部之傾斜變緩和而變成平滑之形狀。推測其原因在於:藉由上述凝聚體成為一種微粒子間有另一種微粒子進入之狀態,主要由上述一種微粒子所形成之「形成於防眩層表面的凹凸形狀(凸部)」之傾斜角,藉由進入該微粒子間之另一種微粒子之影響,與由上述一種微粒子單體所形成之凹凸形狀(凸部)之傾斜角相比變得緩和。
再者,於上述防眩層進一步含有下述黏合劑粒子之情形時,上述凝聚體亦可包含由單一微粒子所構成者。推測其原因在於:該黏合劑粒子局部存在於上述微粒子之附近,藉此,即便上述凝聚體為由單一微粒子所構成者,該單一微粒子亦於高度方向上凝聚而相連。而且,亦推測:局部存在於上述微粒子附近之上述黏合劑粒子亦顯示減弱上述微粒子之凹凸形狀(凸部)之傾斜之陡峭性的效果。尤其是,上述黏合劑粒子以圍繞上述凝聚體之周圍之方式而偏向分佈,藉此可有效減弱上述凸部之傾斜之陡峭性。
於本發明之防眩膜中,上述2種以上之微粒子係材質不同之2種以上之粒子,或於材質相同之情形時粒徑不同之2種以上之微粒子。其中,尤佳為主要於防眩層之表面形成凹凸形狀(凸部)之粒徑相對較整齊之微粒子,及粒徑之不均相對較大之(具有較寬之粒度分佈)微粒子。於該情形時,上述微粒子之材質可相同,亦可不同。藉由成為具有此種粒徑關係之2種以上之微粒子,可容易構成「於粒徑整齊之一種微粒子間有粒徑不均較大之另一種微粒子進入的結構」之凝聚體,而於防眩層表面較佳地形成上述平滑凹凸形狀。
此處,上述「粒徑相對較整齊之微粒子」係指於將重量平均之微粒子之平均粒徑記作MV、將累積25%粒徑記作d25、將累積75%粒徑記作d75時,(d75-d25)/MV為0.25以下之情形,上述「具有較寬之粒度分佈之微粒子」係指上述(d75-d25)/MV超過0.25之情形。再者,累積25%徑係指自粒度分佈中粒徑較小之粒子開始計數而成為25質量%時之粒徑,累積75%徑係指相同地進行計數而成為75質量%時之粒徑。
再者,上述粒度分佈可藉由以光學顯微鏡透射觀察所得之照片之影像處理而求得。
又,於上述防眩層中,構成凝聚體之2種以上之微粒子,其形狀為球狀。藉由具有此種球狀微粒子,於將本發明之防眩膜用於影像顯示裝置之情形,可獲得高對比度且具有亮黑感之顯示影像。
再者,上述「球狀」例如可列舉圓球狀、橢球狀等,係指排除所謂不定形之意思。其原因在於:若上述微粒子之形狀為不定形,則與下述構成防眩層之黏合劑樹脂之界面上容易發生全反射,黑亮度上升而亮黑感下降。
又,上述「構成凝聚體」係指上述2種以上之微粒子之一種微粒子與另一種微粒子之距離、及同種微粒子之距離為下述2種以上之微粒子中任一方之平均粒徑的範圍內。
於本發明之防眩膜中,上述2種以上之微粒子較佳為至少包含1種以上之有機微粒子及1種以上之無機微粒子。
較佳為,上述有機微粒子係選擇粒徑相對較整齊者,另一方面,無機微粒子係選擇粒徑之不均相對較大者。藉由選擇此種有機微粒子及無機微粒子,有時無機微粒子與有機微粒子相比比重較大,而可容易構成無機微粒子進入有機微粒子間之下方部而成的凝聚體,形成具有上述平滑凹凸形狀之防眩層。進一步,若上述有機粒子為粒徑相對較整齊者,上述無機粒子為粒徑之不均相對較大之微粒子,則於形成防眩層時,藉由下述黏合劑樹脂(放射線硬化樹脂)之聚合收縮而形成表面凹凸時,如下所述,由於主要形成表面凹凸之上述有機粒子與無機微粒子相比較為柔軟,故容易追隨上述聚合收縮,就該觀點而言亦不產生陡峭之表面凹凸(凸部)。
藉由形成此種平滑凹凸形狀,本發明之防眩膜可使防眩性與防白暈性並存,同時可抑制其中之閃爍。
為了更佳地處理閃爍,較佳為使上述防眩層中稍微帶有內部散射效果。作為使上述防眩層中稍微帶有內部散射效果之方法,例如,使有機微粒子之折射率與黏合劑樹脂之折射率帶有少許之差較為有效。所謂使上述有機微粒子之折射率與黏合劑樹脂之折射率帶有少許之差,較佳為具體之折射率差設為0.01~0.10。
又,上述有機微粒子及黏合劑樹脂之折射率為製成防眩層後之折射率。作為具體之折射率測定方法,例如可列舉如下者:製造防眩膜後,將該防眩層於厚度方向上切割並形成剖面,切削露出於該剖面上之有機微粒子或黏合劑之剖面片並取出,再以阿貝折射計直接測定折射率。又,例如亦可列舉:Becke法等使用Cargille試劑之方法,或對防眩膜直接藉由雷射干涉進行測定、進行分光反射光譜或分光橢圓偏光術測定等,而定量地測定上述折射率之方法。
上述有機微粒子係主要構成防眩層之表面凹凸形狀之微粒子,係容易控制折射率或粒徑之微粒子。上述凝聚體藉由含有此種有機微粒子,變得容易控制形成防眩層之凹凸形狀之大小或防眩層之折射率,從而可控制防眩性及抑制閃爍及白暈之產生。
作為上述有機微粒子,較佳為由選自由丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂及聚氟乙烯樹脂所組成之群中之至少一種材料所構成的微粒子。其中,較佳地使用苯乙烯-丙烯酸共聚物微粒子,其原因在於容易控制折射率。
上述有機微粒子之含量較佳為上述防眩層中之0.5~15.0質量%。若未達0.5質量%,則有時防眩性能不充分,若超過15.0質量%,則有時凝聚體增多或凝聚體變得過大而產生白暈及/或閃爍之問題。更佳下限為2.0質量%,更佳上限為10.0質量%。
又,上述有機微粒子之大小,係配合防眩層之厚度等而適當決定,例如,平均粒徑較佳為0.3~5.0μm。若未達0.3μm,則有時無法於防眩層表面形成充分之凹凸形狀,本發明之防眩膜之防眩性能變得不充分,若超過5.0μm,則有時防眩層表面之凹凸形狀增大而產生閃爍之問題。更佳下限為1.0μm,更佳上限為4.0μm。進一步較佳為,由於可使防眩層膜厚較薄故上限為3.0μm。
又,較佳為,上述有機微粒子之平均粒徑相對於防眩層之厚度為20~80%。
再者,上述有機微粒子之平均粒徑係如下之值:於防眩層之光學顯微鏡之透射觀察中設為200~1000倍之倍率,測定10個有機微粒子之最大粒徑,並作為其平均值而算出。再者,由於上述有機微粒子可看作球狀,故若使用影像處理軟體則可簡便地測定上述有機微粒子之粒徑。
又,上述防眩層之厚度較佳為2~6μm。若未達2μm,則有時防眩層表面變得容易受損害,若超過6μm,則有時防眩層變得容易破裂。上述防眩層之厚度之更佳範圍為2~4μm。再者,上述防眩層之厚度係於防眩層之剖面STEM之1000倍~3000倍之觀察中,測定3處於其觀察畫面或觀察照片中「於層中與透光性基材垂直之方向上無法觀察到有機微粒子之部分」而得的平均值。再者,若為於上述防眩層之剖面STEM觀察時觀察到具有最大粒徑之有機微粒子的部分,則該處為於防眩層之表面形成凸部之部分,由於防眩層之厚度有可能變成極大值,故選擇無法觀察到有機微粒子之部分。
較佳為上述有機微粒子之表面經過親水處理,其原因在於與無機微粒子之親和性提高,可更佳地形成凝聚體。
上述親水處理並無特別限定,可列舉公知之方法,例如可列舉:使具有羧酸基或羥基等官能基之單體於上述有機微粒子之表面進行共聚合之方法等。
於上述凝聚體中,上述無機微粒子係以進入鄰接之上述有機微粒子之間、或有機微粒子之上方部、下方部之方式而存在於防眩層中。尤其是,藉由上述無機微粒子進入鄰接之上述有機粒子之間,可適度保持鄰接之有機微粒子之間隔,而可使上述防眩層表面之凹凸形狀之凸部的傾斜緩和,因此,可發揮使全部凹凸形狀平滑之作用。
作為此種無機微粒子,例如,較佳為選自由鋁矽酸鹽、滑石、雲母及二氧化矽所組成之群中之至少一種微粒子。其中,若其形狀為球狀,則由於變化率大致固定而可抑制粒子與黏合劑樹脂之界面上之反射,雜散光之產生減少而提高暗室中之對比度、明室中之對比度,因此更佳。可較佳地使用鋁矽酸鹽,其原因在於容易獲得球狀粒子。
上述無機微粒子含量較佳為防眩層中之0.1~10.0質量%。若未達0.1質量%,則有時難以構成無機微粒子進入有機微粒子之間之下方部的凝聚體,而無法構成具有上述平滑凹凸形狀之防眩層。若超過10.0質量%,則有時產生白暈之問題。
更佳下限為0.5質量%,更佳上限為7.0質量%。
上述無機微粒子較佳為平均粒徑為500nm~5.0μm。若未達500nm,則有時於防眩層中無法充分形成與上述有機微粒子之凝聚體,若超過5.0μm,則有時產生白暈之問題。又,由於在凝聚體中容易存在於有機微粒子之下方,故較佳為與有機微粒子之比重相比大2倍以上。
再者,上述無機微粒子之平均粒徑係如下之值:於防眩層之光學顯微鏡之透射觀察設為200~1000倍之倍率,測定10個無機微粒子之最大徑,並作為其平均值而算出之值。
於本發明之防眩膜中,上述防眩層較佳為進一步含有黏合劑粒子,且該黏合劑粒子較佳為偏向存在於上述有機微粒子及無機微粒子之周圍。
上述黏合劑粒子係發揮促進形成上述有機微粒子與無機微粒子之凝聚體之作用的成分,為與下述黏合劑樹脂不同之成分。上述黏合劑粒子偏向存在於上述有機微粒子及無機微粒子之周圍,藉此可較佳地形成上述凝聚體。
此處,上述「黏合劑粒子偏向存在於上述有機微粒子及無機微粒子之周圍」係指如下狀態:於防眩層中,黏合劑粒子單獨存在之狀態較少,多數情況下偏向有機微粒子及無機微粒子之周圍而聚集,此種狀態可藉由防眩層之剖面顯微鏡觀察而容易地判斷。
上述黏合劑粒子較佳為對有機微粒子及無機微粒子二者親和性較高、且其自身容易凝聚之材料,例如,可較佳地使用燻矽。此處,燻矽係指以乾式法製成之具有200nm以下粒徑之非晶質之二氧化矽,藉由使含矽之揮發性化合物以氣相進行反應而獲得。具體而言,例如可列舉使矽化合物,例如使SiCl4於氫氧焰中進行水解而生成者等。作為上述燻矽商品,例如可列舉日本AEROSIL公司製造之AEROSIL等。
上述燻矽之表面存在矽烷醇基,於本發明中較佳為上述燻矽經過表面處理,且該表面處理較佳為疏水化處理。
藉由對上述燻矽進行表面處理,可使燻矽較佳地偏向存在於有機微粒子及無機微粒子之表面,並可藉由燻矽本身之凝聚力而形成上述有機微粒子與無機微粒子的凝聚體。又,亦可謀求提高燻矽本身之耐化學品性及耐皂化性。於不進行表面處理(疏水化處理)之情形時,有時燻矽過度存在於有機微粒子及無機微粒子之表面而增加凝聚力,因此無法形成較佳之凹凸形狀,並成為白暈之原因。
作為上述疏水化處理,例如較佳為甲基處理、辛基矽烷處理、或二甲基聚矽氧油處理等。
上述燻矽之含量並無特別限定,但較佳為上述防眩層中之0.1~5.0質量%。若未達0.1質量%,則有時無法充分形成上述凝聚體,若超過5.0質量%,則有時產生白暈之問題。更佳下限為0.5質量%,更佳上限為3.0質量%。藉由為該範圍內,可使燻矽較佳地偏向存在於有機微粒子及無機微粒子之表面,可較佳地形成藉由燻矽本身之凝聚力而形成之上述有機微粒子及無機微粒子的凝聚體。
再者,上述燻矽之形狀並無特別限定,任意形狀均可,但較佳為平均一次粒徑為1~100nm。若未達1nm,則有時無法充分形成上述凝聚體,若超過100nm,則有時由於凝聚而暗室對比度劣化。更佳下限為5nm,更佳上限為50nm。再者,上述平均一次粒徑係指根據掃描型及透射型電子顯微鏡之影像並使用影像處理軟體而測定之值。
此處,於將上述防眩層以STEM等進行顯微鏡觀察之情形時,平均一次粒徑為上述範圍之燻矽凝聚並連結成念珠狀而巨大化。於此種巨大化之情形時,若其平均粒徑成為20~600nm,則可保持防眩層之高透射率性,因此較佳。若超過600nm,則有時透明性或暗室對比度下降。更佳為20~400nm。再者,巨大化之上述燻矽之平均粒徑係將防眩層利用STEM進行剖面觀察,並作為10粒巨大粒子之最大粒徑之平均值而求得。
又,BET法求得之上述燻矽之比表面積較佳為100~200m2/g,更佳為120~180m2/g。若為該比表面積,則可使全部上述凝聚後之凝聚體之平均粒徑成為較佳範圍。
又,上述燻矽較佳為pH值為4.6~6.0。若未處理(親水性),則上述燻矽之pH值通常為4.0~4.5。因此,為了使其成為較佳之pH值,上述燻矽較佳為進行如上所述之疏水性處理。
於本發明之防眩膜中,上述防眩層較佳為上述凝聚體分散於黏合劑樹脂中而成者。
作為上述黏合劑樹脂,較佳為透明性者,例如較佳為,作為藉由紫外線或電子束而硬化之樹脂之電離輻射硬化型樹脂,係藉由紫外線或電子束之照射而硬化者。
再者,於本說明書中,只要未特別提及,「樹脂」係亦包括單體、寡聚物等之概念。
作為上述電離輻射硬化型樹脂,例如可列舉具有丙烯酸酯系等之官能基之化合物等具有1或2個以上不飽和鍵的化合物。具有1個不飽和鍵之化合物,例如可列舉:(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮等。具有2個以上不飽和鍵之化合物,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)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能化合物,或上述多官能化合物與(甲基)丙烯酸酯等之反應生成物(例如多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯酯)等。再者,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。又,本發明中,作為上述電離輻射硬化型樹脂,亦可使用將上述化合物以PO、EO等進行改質者。
除上述化合物以外,亦可將具有不飽和雙鍵之分子量相對較低之聚酯樹脂、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、多硫醇多烯(polythiol polyene)樹脂等用作上述電離輻射硬化型樹脂。
上述電離輻射硬化型樹脂亦可與溶劑乾燥型樹脂(熱塑性樹脂等,僅使「塗布時為了調整固體成分而添加之溶劑」乾燥而形成被膜之樹脂)併用而使用。藉由併用溶劑乾燥型樹脂,於形成防眩層時,塗液之黏度之調整較為容易且可有效地防止塗液之塗布面之被膜缺陷。
作為可與上述電離輻射硬化型樹脂併用而使用之溶劑乾燥型樹脂並無特別限定,通常可使用熱塑性樹脂。上述熱塑性樹脂並無特別限定,例如可列舉: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、聚碳酸脂系樹脂、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晶質,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用溶劑)。就製膜性、透明性或耐候性之觀點而言,尤佳為苯乙烯系樹脂、(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。
又,上述防眩層亦可含有熱硬化性樹脂。
作為上述熱硬化性樹脂並無特別限定,例如可列舉:酚樹脂、脲樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、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-脲共縮合樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。
含有上述凝聚體及黏合劑樹脂之防眩層例如可藉由如下方式而形成:將含有上述2種以上之微粒子及黏合劑粒子、以及上述電離輻射硬化型樹脂等黏合劑樹脂、光聚合起始劑及下述溶劑等之防眩層用組成物塗布於透光性基材上,並使其乾燥而形成塗膜,再使該塗膜藉由電離輻射照射等而硬化。
於上述防眩層用組成物中,上述2種以上之微粒子較佳為不於該組成物中形成凝聚體,而於使上述塗膜乾燥時形成上述凝聚體者。其原因在於:若於上述防眩層用組成物中上述2種以上之微粒子形成凝聚體,則無法形成上述具有平滑凹凸形狀之防眩層。
此處,於上述2種以上之微粒子之一方為鋁矽酸鹽之情形時,該鋁矽酸鹽之比重相對較重而容易於上述防眩層用組成物中發生沈降。然而,作為上述黏合劑粒子之燻矽由於可使上述防眩層用組成物增黏,故可藉由含有上述燻矽作為黏合劑粒子而抑制鋁矽酸鹽於防眩層用組成物中之沈降。即,推測為,上述燻矽具有上述凝聚體之形成促進功能,並且亦具有防止鋁矽酸鹽之沈降之功能(即,提升防眩層用組成物之適用期之功能)。
又,作為於上述塗膜中形成上述2種以上微粒子之凝聚體的方法,例如可列舉:使其含有特定量之極性較高且相對蒸發速度較快之溶劑作為添加於上述防眩層用組成物中之溶劑的方法。藉由含有此種極性較高、相對蒸發速度較快之溶劑,可防止2種微粒子於上述防眩層用組成物中發生凝聚,且可獲得長時間之塗液組成物之穩定保存性,另一方面,使上述塗膜乾燥時由於與其他溶劑相比其先揮發,故塗膜中之組成發生改質,其結果為,於該塗膜中可形成上述2種以上之微粒子的凝聚體。再者,上述相對蒸發速度係以乙酸丁酯作基準而將各溶劑(此處記為溶劑A)之蒸發速度以比表示者,且以下式求得:相對蒸發速度=(乙酸正丁酯蒸發所需之時間)/(溶劑A蒸發所需之時間)。
作為上述極性較高且相對蒸發速度較快之溶劑,例如可列舉:乙醇(相對蒸發速度:1.54)、異丙醇(相對蒸發速度:1.5)等,其中較佳地使用異丙醇。
又,上述溶劑中之異丙醇之含量較佳為全部溶劑中之20質量%以上。若未達20質量%,則有時於防眩層用組成物中產生上述凝聚體。上述異丙醇之含量較佳為40質量%以下。
作為上述防眩層用組成物中所含之其他溶劑,例如可例示: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)、醇類(丁醇、環己醇等)、賽路蘇類(甲基賽路蘇、乙基賽路蘇等)、賽路蘇乙酸酯類、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。
作為上述光聚合起始劑並無特別限定,可使用公知者,例如可列舉:苯乙酮類、二苯甲酮類、米其勒苯甲醯基苯甲酸酯、α-戊基肟酯(α-amyloxime ester)、9-氧硫(thioxanthon)類、苯丙酮類、二苯乙二酮類、安息香類、醯基氧化膦類。另外,較佳為混合使用光敏劑,其具體例例如可列舉:正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
於上述電離輻射硬化型樹脂為具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系之情形時,作為上述光聚合起始劑,較佳為單獨或混合使用苯乙酮類、二苯甲酮類、9-氧硫類、安息香、安息香甲醚等。又,於上述電離輻射硬化型樹脂為具有陽離子聚合性官能基之樹脂系之情形時,作為上述光聚合起始劑,較佳為單獨或製成混合物而使用芳香族重氮鹽、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。
上述防眩層用組成物中之上述光聚合起始劑之含量較佳為相對於上述電離輻射甲型樹脂100質量份為0.5~10.0質量份。若未達0.5質量份,則有時形成之防眩層之硬塗性能變得不充分,若超過10.0質量份,則由於相反地亦可能阻礙硬化,故欠佳。
上述防眩層用組成物中之原料之含有比例(固形物成分)並無特別限定,但通常較佳為設為5~70質量%,尤佳為設為25~60質量%。
為了提高防眩層之硬度、抑制硬化收縮、控制折射率等,上述防眩層用組成物中亦可添加先前公知之分散劑、界面活性劑、抗靜電劑、矽烷偶合劑、增黏劑、著色防止劑、著色劑(顏料、染料)、消泡劑、調平劑、阻燃劑、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、潤滑劑等。
又,上述防眩層用組成物亦可混合使用光敏劑,作為其具體例子,例如可列舉:正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
作為上述防眩層用組成物之製備方法,只要各成分可均勻地混合則並無特別限定,例如可使用塗料振盪器(paint shaker)、珠磨機(beads mill)、捏合機、混合機等公知之裝置而進行。
作為將上述防眩層用組成物塗布於透光性基材上之方法並無特別限定,例如可列舉:旋塗法、浸漬法、噴霧法、模塗法、棒塗法、輥塗機法、彎月面塗布機(meniscus coater)法、柔版印刷(flexo printing)法、網版印刷法、液滴塗布機(bead coater)法等公知之方法。
又,作為使上述塗膜硬化時之電離輻射之照射方法,例如可列舉使用如下光源之方法:超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、黑光螢光燈、金屬鹵化物燈等。
又,紫外線之波長可使用190~380nm之波長區域。作為電子束源之具體例子,可列舉:Cockcroft-Walton型、Van de Graaff型、共振變壓器型、絕緣芯變壓器型、或直線型、高頻高壓(dynamitron)型、高頻型等各種電子束加速器。
本發明之防眩膜由於以上述方式藉由2種以上之微粒子的凝聚體而於防眩層之表面形成凹凸形狀,故可將該凹凸形狀製成平滑者。作為上述防眩層之表面之凹凸形狀,具體而言,於將上述防眩層表面之凹凸之平均間隔設為Sm、將凹凸部之平均傾斜角設為θa、將凹凸之算數平均粗度設為Ra、將十處凹凸之平均粗度設為Rz之情形時,就可防止外光之反射之觀點而言,較佳為滿足下述式。若θa、Ra、Rz未達下限,則無法抑制映入。又,若θa、Ra、Rz超過上限,則存在產生閃爍等不良情況之虞。若Sm未達下限,則存在產生白暈之虞。若Sm超過上限,則存在產生無法抑制映入等不良情況之虞。
50μm<Sm<600μm
0.1°<θa<1.5°
0.02μm<Ra<0.25μm
0.30μm<Rz<2.00μm
再者,本發明人等發現:亮黑感主要受防眩層之凹凸形狀之凸部與凹部之高低差較大者的影響,但明室中之亮黑感不僅受凹凸部之高低差較大者之影響,亦受凹凸部之高低差較小者之影響。因此,於本發明中,將上述防眩層之表面之凹凸形狀以4個參數進行控制。
此處,如上所述,「Sm」係凹凸之平均間隔,「θa」係凹凸部之平均傾斜角。存在於防眩層中之凹凸形狀中,雖存在凸部之高度較為平坦或較大之部分,但「Sm」及「θa」係其平均數值。此種平均值即便於凸部之高度不同者複數存在之情形時亦被平均化。然而,該凸部分會影響亮黑感。
因此,為了表示凹凸部之高低差較大者之限度範圍,本發明之防眩膜中使用上述「Rz」之參數。根據其定義,該「Rz」為5處凹凸部之高低差最大者之平均值。因此,可藉由使用「Rz」而表示凹凸部之高低差較大者之限度範圍。
另一方面,「Rz」由於無法反映凹凸部之高低差較小之部分,故無法表示凹凸部之高低差較小者(較小之凹凸)。該較小之凹凸亦影響明室之亮黑感。因此,於本發明中,為了表示凹凸部之高低差較小者之最適範圍,使用參數「Ra」。
又,上述防眩層之凹凸形狀更佳為滿足下述式。若滿足下述式,則就可防止映入、進一步於使影像顯示裝置成為黑色顯示之狀態下可獲得優異亮黑感(畫面顯示中之如濡濕般之有光澤之黑色的再現性)方面而言,更佳。若θa、Ra、Rz及Sm超過上限或未達下限,則無法獲得亮黑感。
100μm<Sm<400μm
0.10°<θa<0.80°
0.02μm<Ra<0.15μm
0.30μm<Rz<1.20μm
上述防眩層之凹凸形狀進一步較佳為滿足下述式。若滿足下述式,則映入防止、及於使影像顯示裝置成為黑色顯示之狀態下之亮黑感更加優異。
120μm<Sm<300μm
0.10°<θa<0.42°
0.02μm<Ra<0.12μm
0.30μm<Rz<0.80μm
再者,於本說明書中,上述Sm、Ra及Rz係以依據JIS B 0601-1994之方法而獲得之值,θa係藉由表面粗度測定器:SE-3400使用說明書(1995.07.20修訂)(小坂研究所股份有限公司)中記載之定義而獲得之值,如圖1所示般,可以存在於基準長度L中之凸部高度和(h1+h2+h3+…+hn)除以L之值的反正切{θa=tan-1((h1+h2+h3+…+hn)/L)}而求得。
此種Sm、θa、Ra、Rz例如,可藉由表面粗度測定器:SE-3400/小坂研究所股份有限公司製造等而測定並求得。
本發明之防眩膜較佳為總透光率為85%以上。若未達85%,則於將本發明之防眩膜安裝於影像顯示裝置表面之情形時,存在損害色再現性或視認性之虞。上述總透光率更佳為90%以上,進一步較佳為91%以上。
上述總透光率可依據JIS K7361並以村上色彩技術研究所(股)之HM-150等進行測定。
又,本發明之防眩膜較佳為霧值未達20%。上述霧度可由因防眩層中所含之微粒子之內部擴散引起的霧度及因最表面之凹凸形狀引起的表面霧度所構成,內部擴散引起之霧值較佳為0.1%以上、未達20%之範圍,更佳為0.1%以上、未達10%之範圍,進一步較佳為0.1%以上、未達5%之範圍。表面霧值較佳為0.1%以上、未達20%之範圍,更佳為0.1%以上、未達10%之範圍,進一步較佳為0.1%以上、未達5%之範圍。為了獲得較佳之亮黑感,內部擴散引起之霧度及表面霧值較佳均為儘可能較小,因此最佳之表面霧值之範圍為0.1%以上、未達2%,內部擴散引起之霧值之範圍為2%以上、未達5%之範圍。
再者,內部擴散引起之霧值可作為如下值而測定:將「與構成防眩層之黏合劑樹脂之折射率差未達0.02的透明樹脂」塗布於防眩膜上,並使表面凹凸形狀平坦時之霧值。
上述霧值可依據JIS K7136並以村上色彩技術研究所(股)之HM-150等進行測定。
又,本發明之防眩膜較佳為於上述防眩層上具有低折射率層,其原因在於可進一步較佳地防止白暈之產生。
上述低折射率層係「於來自外部之光(例如螢光燈、自然光等)於光學積層體之表面進行反射時發揮降低其反射率之作用」的層。作為低折射率層,較佳為由1)含有二氧化矽或氟化鎂之樹脂、2)作為低折射率樹脂之氟系樹脂、3)二氧化矽或含有氟化鎂之氟系樹脂、4)二氧化矽或氟化鎂之薄膜等任一者所構成。關於氟樹脂以外之樹脂,可使用與構成上述防眩層之黏合劑樹脂相同之樹脂。又,上述二氧化矽較佳為中空二氧化矽微粒子,此種中空二氧化矽微粒子例如,可藉由日本特開2005-099778號公報之實施例中記載之製造方法而製作。
該等低折射率層較佳為其折射率為1.45以下,尤佳為1.42以下。
又,低折射率層之厚度並無限定,但通常從30nm~1μm左右之範圍內適當設定即可。
又,雖然上述低折射率層以單層即可獲得效果,但為了調整更低之最低反射率、或更高之最低反射率,亦可設置2層以上低折射率層。於設置上述2層以上之低折射率層之情形時,較佳為對各低折射率層之折射率及厚度設置差異。
作為上述氟系樹脂,可使用至少分子中含有氟原子之聚合性化合物或其聚合物。作為聚合性化合物並無特別限定,例如較佳為,具有於電離輻射下發生硬化之官能基、發生熱硬化之極性基等硬化反應性基者。又,亦可為同時兼具該等反應性基之化合物。相對於該聚合性化合物,聚合物係指完全不具有如上所述之反應性基等者。
作為具有上述於電離輻射下發生硬化之官能基之聚合性化合物,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:氟烯烴類(例如氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟丁二烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二唑等)。作為具有(甲基)丙烯醯氧基者,亦有:2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3,3-五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟癸基)乙基(甲基)丙烯酸酯、α-三氟甲基丙烯酸甲酯、α-三氟甲基丙烯酸乙酯等於分子中具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物;於分子中具有「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」及「至少2個(甲基)丙烯醯氧基」之含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等。
作為上述發生熱硬化之極性基,較佳為例如羥基、羧基、胺基、環氧基等氫鍵形成基。該等不僅與塗膜之密接性優異,與二氧化矽等無機超微粒子之親和性亦優異。作為具有熱硬化性極性基之聚合性化合物,例如可列舉:4-氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物;氟乙烯-烴系乙烯醚共聚物;環氧、聚胺甲酸乙酯、纖維素、酚、聚醯亞胺等各樹脂之氟改質品等。
作為兼具上述於電離輻射下發生硬化之官能基及發生熱硬化之極性基之聚合性化合物,可例示:丙烯酸或甲基丙烯酸之部分及完全氟化烷基、烯基、芳基酯類,完全或部分氟化乙烯醚類,完全或部分氟化乙烯酯類,完全或部分氟化乙烯酮類等。
又,作為氟系樹脂,例如可列舉如下者。
含有至少1種「上述具有電離輻射硬化性基之聚合性化合物之含氟(甲基)丙烯酸酯化合物」的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1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、2-(甲基)丙烯酸乙基己酯之於分子中不含氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物」的共聚物;氟乙烯、偏二氟乙烯、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、六氟丙烯等含氟單體之均聚物或共聚物等。亦可於該等共聚物中使用「摻有聚矽氧成分之含聚矽氧偏二氟乙烯共聚物」。作為該情形時之聚矽氧成分,可例示:(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(聚)二甲基矽氧烷、含偶氮基(聚)二甲基矽氧烷、二甲基聚矽氧、苯基甲基聚矽氧、烷基-芳烷基改質聚矽氧、氟聚矽氧、聚醚改質聚矽氧、脂肪酸酯改質聚矽氧、甲基氫聚矽氧、含矽烷醇基聚矽氧、含烷氧基聚矽氧、含酚基聚矽氧、甲基丙烯酸改質聚矽氧、丙烯酸改質聚矽氧、胺基改質聚矽氧、羧酸改質聚矽氧、甲醇改質聚矽氧、環氧改質聚矽氧、巰基改質聚矽氧、氟改質聚矽氧、聚醚改質聚矽氧等。其中,較佳為具有二甲基矽氧烷結構者。
進一步,亦可將由如下之化合物所構成之非聚合物或聚合物用作氟系樹脂。即,可使用使「於分子中具有至少1個異氰酸基之含氟化合物」與「於分子中具有至少1個『胺基、羥基、羧基等與異氰酸基發生反應之官能基』之化合物」發生反應所得的化合物;使「含氟聚醚多元醇、含氟烷基多元醇、含氟聚酯多元醇、含氟ε-己內酯改質多元醇等含氟多元醇」與「具有異氰酸基之化合物」發生反應所得之化合物等。
又,上述防眩層中亦可與上述具有氟原子之聚合性化合物或聚合物同時混合使用如記載之各黏合劑樹脂。進一步,可適當使用用於使反應性基等硬化之硬化劑、用於提高塗敷性或賦予防污性之各種添加劑、溶劑。
形成上述低折射率層時,較佳為將「上述添加低折射率劑及樹脂等而成之低折射率層用組成物」的黏度設為「可獲得較佳塗布性之0.5~5mPa‧s(25℃),較佳為0.7~3mPa‧s(25℃)之範圍」者。可實現可視光線優異之抗反射層,且可形成均勻且無塗布不均之薄膜,且可形成密接性尤其優異之低折射率層。
樹脂之硬化方法可與上述防眩層處說明之內容相同。於為了硬化處理而利用加熱方法之情形時,較佳為藉由加熱而將「例如產生自由基而使聚合性化合物之聚合開始之熱聚合起始劑」添加於氟系樹脂組成物中。
低折射率層之層厚(nm)dA較佳為滿足下述式(1)者,
dA=mλ/(4nA) (1)
(上述式中,nA表示低折射率層之折射率,m表示正奇數,較佳為表示1,λ為波長,較佳為480~580nm之範圍之值)。
又,於本發明中,低折射率層滿足下述式(2),就低反射率化方面而言較佳,
120<nAdA<145 (2)。
本發明之防眩膜又可於不損害本發明之效果之範圍內,視需要適當形成1層或2層以上之其他層(抗靜電層、防污層、接著劑層、其他硬塗層等)。其中,較佳為具有抗靜電層及防污層中之至少一層。該等層亦可採用與公知之抗反射用積層體相同者。
本發明之防眩膜較佳為於暗室中之對比度比為80%以上,更佳為90%以上。若未達80%,則存在於將本發明之防眩膜安裝於顯示器表面之情形時損害視認性之虞。再者,本說明書中之上述對比度比係藉由以下方法所測定之值。
即,使用「於冷陰極管光源設置有擴散板者」作為背光單元,且使用2片偏光板(三星公司製造之AMN-3244TP),以「將該偏光板設置於平行尼寇稜鏡時透過之光之正面的亮度(Lmax)除以設置於正交尼寇稜鏡時透過之光之正面的亮度(Lmin)之值(Lmax/Lmin)」作為對比度,而將「防眩膜(透光性基材+防眩層等)之對比度(L1)除以透光性基材之對比度(L2)之值(L1/L2)×100(%)」作為對比度比。
再者,上述亮度之測定中,使用色彩亮度計(TOPCON公司製造之BM-5A),將色彩亮度計之測定角設定為1°,並以樣本上之視野Φ5mm進行測定。又,背光之光量係於未設置樣本之狀態下,以「將2片偏光板設置於平行尼寇稜鏡時之正面之亮度成為3600cd/m2的方式」進行設置。
再者,關於在明室中之對比度,較佳為與上述暗室中之對比度比相同。
本發明之防眩膜可藉由於透光性基材上,使用例如含有2種以上之微粒子、黏合劑粒子、電離輻射硬化型樹脂、溶劑及光聚合起始劑之防眩層用組成物來形成防眩層而製造。
關於上述防眩層用組成物及防眩層之形成方法,可列舉與作為於上述防眩膜中形成防眩層之方法而進行說明者相同之材料、方法。
本發明之防眩膜可藉由於偏光元件之表面將本發明之防眩膜設置於「與該防眩膜中之防眩層所在之面相反之面」而形成偏光板。此種偏光板亦為本發明之一。
上述偏光元件並無特別限定,例如可使用藉由碘等染色並經延伸之聚乙烯醇膜、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。較佳為,於上述偏光元件與本發明之光學積層體之層壓處理中,對透光性基材(三乙醯纖維素膜)進行皂化處理。藉由皂化處理可使接著性變得良好且亦獲得抗靜電效果。
本發明亦為於最表面具備上述防眩膜或上述偏光板而成之影像顯示裝置。
上述影像顯示裝置可為LCD、PDP、FED、ELD(有機EL、無機EL)、CRT、平板電腦、觸控面板、電子紙等影像顯示裝置。
作為上述代表性例子之LCD,其係具備透射性顯示體、及自背面照射上述透射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,係於該透射性顯示體之表面形成本發明之防眩膜或本發明之偏光板而成者。
於本發明為上述具有防眩膜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型液晶顯示裝置中,可於液晶顯示元件與偏光板之間插入相位差板。亦可視需要而於該液晶顯示裝置之各層間設置接著劑層。
作為上述影像顯示裝置之PDP,係具備表面玻璃基板(於表面形成電極)、及與該表面玻璃基板對向並於其間封入放電氣體而配置之背面玻璃基板(於表面形成電極及微小之溝槽,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,係於上述表面玻璃基板之表面或其前面板(玻璃基板或膜基板)具備上述防眩膜者。
上述影像顯示裝置亦可為「將施加電壓後會發光之硫化鋅、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「將電氣信號轉變為光,而產生人眼可見之影像的CRT等影像顯示裝置」。此時,係於如上所述之各顯示裝置之最表面或其前面板之表面具備上述防眩膜者。
本發明之影像顯示裝置於任何情形時均可用於電視、電腦、電子紙、觸控面板、平板電腦等顯示器之顯示。尤其是,可較佳地用於CRT、液晶面板、PDP、ELD、FED、觸控面板等高畫質影像用顯示器之表面。
由於本發明之防眩膜係由上述構成所構成之單層且為薄層,故較為低價且抗裂性優異,可維持硬塗性及防眩性,並且充分抑制閃爍及白暈之產生,結果,可製成即便於暗室中亦可獲得高對比度之顯示影像的防眩膜。
因此,本發明之防眩膜可較佳地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。
藉由下述實施例對本發明之內容進行說明,但本發明之內容並不限定於該等實施態樣而解釋。只要並無特別聲明,「份」及「%」係質量基準。
(實施例1)
準備透光性基材(厚度80μm之三乙醯纖維素樹脂膜,Fuji Film公司製造,TD80UL),並於該透光性基材之單面塗布下文所示之組成之防眩層用組成物,從而形成塗膜。繼而,將形成之塗膜於溫度50℃之熱烘箱中乾燥60秒鐘,蒸發塗膜中之溶劑,並以累計光量成為50mJ/cm2之方式照射紫外線而使塗膜硬化,藉此形成4μm厚度(硬化時)之防眩層,從而製作實施例1之防眩膜。
(防眩層用組成物)
有機微粒子(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造)1質量份
球狀無機微粒子(鋁矽酸鹽粒子,平均粒徑2.0μm,折射率1.50,水澤化學工業公司製造)3質量份
燻矽(AEROSIL R805,平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製造)1質量份
新戊四醇三丙烯酸酯(PETA,Daicel Cytec公司製造)60質量份
胺甲酸乙酯丙烯酸酯(UV1700B,日本合成化學公司製造)40質量份
Irgacure 184(BASF JAPAN公司製造)6質量份
Irgacure 907(BASF JAPAN公司製造)1質量份
聚醚改質聚矽氧(TSF4460,Momentive Performance Materials公司製造)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
再者,燻矽係以具有甲基之矽烷偶合劑進行過表面處理者。
(實施例2)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例2之防眩膜。
(實施例3)
除將有機微粒子之摻合量設為12質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例3之防眩膜。
(實施例4)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、將無機微粒子之摻合量設為0.3質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例4之防眩膜。
(實施例5)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、將無機微粒子之摻合量設為8質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例5之防眩膜。
(實施例6)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、將燻矽之摻合量設為0.3質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例6之防眩膜。
(實施例7)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、將燻矽之摻合量設為4質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例7之防眩膜。
(實施例8)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、使用燻矽(平均粒徑12nm,日本AEROSIL公司製造,以具有辛基矽烷之矽烷偶合劑進行過表面處理)1質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例8之防眩膜。
(實施例9)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、且不摻合燻矽以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造實施例9之防眩膜。
(比較例1)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、且不摻合無機微粒子以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造比較例1之防眩膜。
(比較例2)
除不摻合有機微粒子以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造比較例2之防眩膜。
(比較例3)
除將有機微粒子之摻合量設為10質量份、且不摻合無機微粒子及燻矽以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造比較例3之防眩膜。
(比較例4)
除不摻合有機微粒子、且摻合二氧化矽(平均粒徑2.0μm,Tosoh Silica公司製造)3質量份作為無機微粒子以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造比較例4之防眩膜。
(比較例5)
除以平均粒徑16nm之未經過表面處理、即親水性之AEROSIL130(日本AEROSIL公司製造,pH值4.0~4.5,比表面積130m2/g)代替燻矽以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物。然而,該防眩層用組成物由於自初期發生凝膠化、沈澱,故無法形成防眩層。
(參考例1)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、使用不定形之鋁矽酸鹽(水澤化學工業公司製造,平均粒徑2.0μm)3質量份作為無機微粒子以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造參考例1之防眩膜。
(參考例2)
除將有機微粒子之摻合量設為18質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造參考例2之防眩膜。
(參考例3)
除將有機微粒子之摻合量設為5質量份、將無機微粒子之摻合量設為12質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物以外,以與實施例1相同之方式製造參考例3之防眩膜。
(參考例4)
除使用丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子(平均粒徑1.0μm,折射率1.515,積水化成品工業公司製造)作為有機微粒子並將其摻合量設為10質量份,使用球狀鋁矽酸鹽粒子(平均粒徑0.5μm,折射率1.50,水澤化學工業公司製造)作為無機微粒子並將其摻合量設為7質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物且使其硬化時之厚度為1.5μm以外,以與實施例1相同之方式製造參考例4之防眩膜。
(參考例5)
除使用丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子(平均粒徑10.0μm,折射率1.515,積水化成品工業公司製造)作為有機微粒子並使其摻合量為5質量份,使用不定形之鋁矽酸鹽粒子(平均粒徑5μm,折射率1.50,水澤化學工業公司製造)作為無機微粒子並使其摻合量為3質量份,將燻矽之摻合量設為2質量份以外,以與實施例1相同之方式製備防眩層用組成物,並除使用該防眩層用組成物且使其硬化時之厚度為15.0μm以外,以與實施例1相同之方式製造參考例5之防眩膜。
針對下述項目,對所得之實施例1~9、比較例1~5及參考例1~5之防眩膜進行評價。將評價結果示於表1中。
(塗液穩定性)
製作防眩膜後,將塗液槽中無沈澱物者記作○,將防眩層中未見異物但槽中存在沈澱物者記作△,將防眩層中可見異物且槽中存在沈澱物者記作×。
(防眩性)
針對所獲得之防眩膜之防眩性,對按黑丙烯酸板、透明黏著、評價膜(黏著側係非塗敷面)之順序貼附而成者,於明室環境下利用目視並根據下述基準進行評價。
○:無周圍之映入,良好
×:周圍之映入明顯可見
(明室之亮黑感之評價:是否看起來無白暈並為亮黑)
針對所獲得之防眩膜之白暈,對按黑丙烯酸板、透明黏著、評價膜(黏著側係非塗敷面)之順序貼附而成者,於明室環境下利用目視並依據下述基準進行評價。
◎:表面無白暈,於明室中亮黑感非常好
○:表面無白暈,於明室中亮黑感良好
×:表面全面可見白暈
(閃爍評價)
針對所獲得之防眩膜之防眩性,於暗室中,對按光盒、140ppi之黑矩陣玻璃、評價膜之順序自下重疊之狀態,利用目視並依據下述基準進行評價。
◎:閃爍幾乎無法確認
○:閃爍經充分改善
×:無抗閃爍效果
(暗室中之亮黑感之評價:暗室對比度比)
於暗室中,使用於冷陰極管光源設置擴散板而成者作為背光單元,並使用2片偏光板(三星公司製造之AMN-3244TP),藉由「將該偏光板設置於平行尼寇稜鏡時透過之光之正面的亮度(Lmax)」除以「設置於正交尼寇稜鏡時透過之光之正面的亮度(Lmin)」,求出防眩膜(透光性基材+防眩層)之對比度(L1)、及透光性基材之對比度(L2),並藉由算出(L1/L2)×100(%)而算出對比度比。
再者,亮度之測定係使用色彩亮度計(TOPCON公司製造之BM-5A)。色彩亮度計之測定角係設定為1°,並以樣本上之視野Φ5mm進行測定。背光之光量係以於未設置樣本之狀態下使2片偏光板設置於平行尼寇稜鏡時之亮度成為3600cd/m2之方式進行設置。
再者,關於上述對比度比,將超過90者評價為「對比度較高,且於暗室中亮黑感非常好」,將超過80、90以下者評價為「對比度較高,且於暗室中亮黑感良好」,將80以下者評價為「對比度較低,且於暗室中無亮黑感」。
(鉛筆硬度)
將所獲得之防眩膜於溫度25℃、相對濕度60%之條件下調濕2小時後,使用IIS-S-6006規定之試驗用鉛筆,進行JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(500g荷重),測定不受傷害之最高硬度。
(破裂性)
依據JIS-K5600-5-1中記載之心軸試驗(將樣本纏繞於金屬製圓柱之試驗),於Φ8mm之心軸棒上,使防眩層向外側地於所獲得之防眩膜之長度方向上進行纏繞,並評價有無裂痕(裂紋)之產生。
再者,將未產生裂痕者記為「○」,將產生裂痕者記為「×」。
(凹凸之平均間隔(Sm)、凹凸之算數平均粗度(Ra)、凹凸部之平均傾斜角(θa)、十處平均粗度(Rz))
針對於表面具有凹凸形狀之防眩膜,依據JIS B 0601-1994測定凹凸之平均間隔(Sm)、凹凸之算數平均粗度(Ra)及十處平均粗度(Rz),並以如圖1所示之方法測定凹凸部之平均傾斜角(θa)。再者,上述Sm、Ra、θa及Rz之測定係使用表面粗度測定器:SE-3400/小坂研究所股份有限公司製造,於以下條件下進行測定。
(1)表面粗度檢測部之觸針:
型號/SE2555N(2μ觸針),小坂研究所股份有限公司製造
(前端曲率半徑2μm/頂角:90度/材質:金剛石)
(2)表面粗度測定器之測定條件:
基準長度(粗度曲線之截斷值λc:2.5mm
評價長度(基準長度(截斷值λc)×5):12.5mm
觸針之傳送速度:0.5mm/s
再者,通常截斷值較多使用0.8mm,但於本發明中,將截斷值設定為2.5mm進行測定。其原因在於:本發明中之於表面具有凹凸形狀之防眩膜的較佳凹凸形狀,如上文所記載般,係「可防止外光引起之反射,進一步可獲得於使影像顯示裝置成為黑色顯示之狀態下之優異亮黑感(畫面顯示中之如濡濕般之有光澤之黑色的再現性)」的凹凸形狀。即,其原因在於:較佳為具有較大且平滑之凹凸形狀,而為了測定此凹凸形狀,較佳為將截斷值設定為2.5mm而測定。
(微粒子凝聚狀態)
將防眩膜之剖面藉由STEM以2000倍~30000倍進行觀察,並將有機微粒子與無機微粒子形成凝聚體者評價為○,此外評價為×。
根據表1,實施例之防眩膜均具有較高之暗室中之對比度比,同時,防眩性、防白暈性、抗閃爍性、硬塗性(鉛筆硬度及破裂性)均優異。再者,圖2-1、2-2係實施例8之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,圖2-1係倍率為3000倍,圖2-2係倍率為2萬倍。再者,圖2-1中,觀察到2個有機微粒子及無機微粒子之凝聚體。又,圖3係實施例9之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,(a)係倍率為3000倍,(b)係倍率為1萬倍。再者,圖3(b)中,觀察到2個有機微粒子及無機微粒子之凝聚體。如圖2-1、2-2、3中所示般,實施例8及9之防眩膜中於防眩層中有機微粒子與無機微粒子形成凝聚體,尤其是實施例8中可確認燻矽偏向存在於有機微粒子及無機微粒子之周圍。又,根據實施例9之結果,於使用燻矽之情形時,與未使用其之情形相比,塗液穩定性優異。
再者,防白暈性之評價為「◎」之實施例的防眩膜之表面霧值為0.1%以上、未達2%之範圍內,內部擴散引起之霧值為2%以上、未達5%之範圍內。
另一方面,比較例1、2之防眩膜均係防眩性較差者。再者,圖4係比較例1之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,圖5係比較例2之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,兩圖中(a)均係倍率為3000倍,(b)均係倍率為2萬倍。如圖4、5所示般,比較例1、2之防眩膜中,未於防眩層中形成凝聚體。燻矽亦分散於整個防眩層中,而非偏向存在於粒子周圍。又,防眩層中不含無機微粒子之比較例3之防眩膜的白暈評價較差,防眩層中不含有機微粒子之比較例4之防眩膜係白暈及閃爍較差者。
又,由於參考例1之防眩膜中無機微粒子為不定形之鋁矽酸鹽,故暗室對比度較差,由於參考例2之防眩膜中有機微粒子之摻合量過多,故白暈及閃爍之各評價較差,由於參考例3之防眩膜中無機微粒子之摻合量過多,故白暈及閃爍之各評價較差,由於參考例4之防眩膜中防眩層之厚度較薄,故其鉛筆硬度試驗較差,由於參考例5之防眩膜中防眩層之厚度較厚,故其破裂性較差。
於實施例中所獲得之防眩膜之防眩層的表面,將下述組成之低折射率層用組成物以乾燥後(40℃×1min)之膜厚成為0.1μm之方式進行塗布,並使用紫外線照射裝置(Fusion UV Systems‧Japan公司製造,光源H Valve),以照射線量100mJ/cm2進行紫外線照射而使其硬化,從而製造低折射率層。具備所獲得之低折射率層之防眩膜係白暈之防止效果更加優異者。
(低折射率層用組成物)
中空二氧化矽微粒子(該二氧化矽微粒子之固形物成分:20質量%,溶液:甲基異丁基酮,平均粒徑:50nm)40質量份
新戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(Daicel‧Cytec公司製造)10質量份
聚合起始劑(Irgacure 127:BASF JAPAN公司製造)0.35質量份
改質聚矽氧油(X22164E:信越化學公司製造)0.5質量份
MIBK 320質量份
PGMEA 161質量份
[產業上之可利用性]
本發明之防眩膜可較佳地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)、場發射顯示器顯示器(FED)、觸控面板、電子紙、平板電腦等中。
圖1係θa之測定方法之說明圖。
圖2-1係實施例8之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,倍率為3000倍。
圖2-2係實施例8之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,倍率為2萬倍。
圖3係實施例9之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,(a)係倍率為3000倍,(b)係倍率為1萬倍。
圖4係比較例1之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,(a)係倍率為3000倍,(b)係倍率為2萬倍。
圖5係比較例2之防眩膜之防眩層的剖面STEM照片,(a)係倍率為3000倍,(b)係倍率為2萬倍。
Claims (13)
- 一種防眩膜,其於透光性基材之至少一面上具有於表面具有凹凸形狀之防眩層,其特徵在於:該防眩層含有2種以上之球狀微粒子凝聚而成的凝聚體,藉由該凝聚體於該防眩層之表面形成凸部,並形成該防眩層表面之凹凸形狀,該2種以上之球狀微粒子至少包含1種以上之有機微粒子及1種以上之無機微粒子,其中,有機微粒子及無機微粒子未自防眩層表面突出。
- 如申請專利範圍第1項之防眩膜,其中,該凝聚體為無機微粒子進入鄰接之有機粒子之間。
- 如申請專利範圍第2項之防眩膜,其中,有機微粒子之平均粒徑為0.3~10.0μm,無機微粒子之平均粒徑為500nm~5.0μm。
- 如申請專利範圍第1、2或3項之防眩膜,其中,防眩層進一步含有黏合劑粒子。
- 如申請專利範圍第2或3項之防眩膜,其中,黏合劑粒子偏向存在於有機微粒子及無機微粒子之周圍。
- 如申請專利範圍第4項之防眩膜,其中,黏合劑粒子為燻矽(fumed silica)。
- 如申請專利範圍第6項之防眩膜,其中,燻矽經過表面處理。
- 如申請專利範圍第7項之防眩膜,其中,燻矽經過作為表面處理之疏水化處理,該疏水化處理為甲基處理、辛基矽烷處理或二甲基聚矽氧油處理。
- 如申請專利範圍第2或3項之防眩膜,其中,有機微粒子係由選自由丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂及聚氟乙烯樹脂所組成之群中之至少1種材料所構成的微粒子。
- 如申請專利範圍第2或3項之防眩膜,其中,無機微粒子係選自由鋁矽酸鹽、滑石、雲母及二氧化矽所組成之群中之至少一種微粒子。
- 一種偏光板,係具備偏光元件而成,其特徵在於:該偏光板於偏光元件表面具備申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9或10項之防眩膜。
- 一種影像顯示裝置,於最表面具備申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9或10項之防眩膜。
- 一種影像顯示裝置,於最表面具備申請專利範圍第11項之偏光板。
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