CN104246540A - 光学膜、偏振片、液晶面板和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够谋求制造成本的降低的光学膜、偏振片、液晶面板和图像显示装置。根据本发明的一个方式,提供光学膜(10),该光学膜(10)具备透光性基材(11)和设置在透光性基材(11)上的功能层(12),其中,功能层(12)具有形成光学膜(10)的表面的凹凸面(12A);在将沿着从光学膜(10)的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层(12)的凹凸面(12A)的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下。
Description
【技术领域】
本发明涉及光学膜、偏振片、液晶面板和图像显示装置。
【背景技术】
在液晶显示屏(LCD)、阴极线管显示装置(CRT)、等离子体显示屏(PDP)、电致发光显示屏(ELD)、场发射显示屏(FED)等图像显示装置的图像显示面上,通常设有用于抑制外光的映入的在最外表面设有抗反射层的防反射膜或在最外表面设有凹凸的防眩膜。
防反射膜主要具备透光性基材、设置在透光性基材上的硬涂层、以及设置在硬涂层上的作为抗反射层的低折射率层。防反射膜通过将在低折射率层的表面反射的光与在低折射率层和硬涂层的界面处反射的光抵消从而使反射光本身降低。
但是,在这样的防反射膜中,具有下述问题:由于透光性基材与硬涂层的折射率的差异,在透光性基材和硬涂层的界面处反射的光与在低折射率层和硬涂层的界面处反射的光发生干涉,产生被称为干涉条纹的虹色状的不均匀图案。
针对这样的问题,人们开发出了下述技术:在透光性基材上形成硬涂层时,使硬涂层用组合物的成分渗透至透光性基材的上部,在透光性基材的与硬涂层的界面处附近形成混在有透光性基材的成分与硬涂层的成分的混在区域,通过混在区域缓和透光性基材与硬涂层的折射率的差异,从而可防止干涉条纹的发生(例如,参照日本特开2003-131007号公报)。
但是,在防反射膜中,由于硬涂层的表面平坦,因而为了防止干涉条纹的发生,需要形成充分厚度的混在区域。此外,在形成了充分厚度的混在区域的情况下,由于混在区域比较柔软,因此若不增厚混在区域上的硬涂层,则防反射膜中可能得不到所期望的硬度。因此,需要在透光性基材上较厚地涂布硬涂层用组合物,具有制造成本增高这样的问题。
另一方面,防眩膜具备透光性基材以及设置在透光性基材上的表面具有凹凸的防眩性硬涂层(例如,参照日本特开2011-81118号公报)。利用防眩膜,可通过防眩性硬涂层表面的凹凸使外光发生漫反射。
在防眩膜中,利用防眩性硬涂层的表面的凹凸,可使干涉条纹不可视化,因而可使混在区域的厚度或防眩性硬涂层的厚度比防反射膜的混在区域或硬涂层更薄。
目前,防反射膜这样的具有表面光泽感的光学膜的需求增高。但如上所述,防反射膜具有制造成本高这样的问题。此外,防眩膜由于在表面形成了可获得防眩性的程度的凹凸,因此有白浊感,从而得不到表面光泽感,目前还并非为防反射膜的代替品。
【发明内容】
【发明所要解决的课题】
本发明是为了解决上述课题而提出的。即,本发明的目的在于提供能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本的光学膜、偏振片、液晶面板、和图像显示装置。
【解决课题的手段】
根据本发明的一个方式,提供一种光学膜,其为具备透光性基材和设置在上述透光性基材上的功能层的光学膜,其中,上述功能层具有形成光学膜表面的凹凸面;在将沿着从上述光学膜的法线方向倾斜10°的方向前进的平行光照射至上述功能层的上述凹凸面的状态下,在包含上述法线方向和上述平行光的行进方向这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下。
根据本发明的其它方式,提供一种光学膜,其为具备透光性基材和设置在上述透光性基材上的功能层的光学膜,其中,上述功能层具有形成光学膜表面的凹凸面;使用0.5mm宽的光梳测定的上述凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的上述凹凸面的反射鲜明度为80%以上。
根据本发明的其它方式,提供一种偏振片,其特征在于,其具备上述的光学膜以及偏振元件,该偏振元件在上述光学膜的上述透光性基材的与形成有上述功能层的面相反一侧的面上形成。
根据本发明的其它方式,提供一种液晶显示面板,其具备上述的光学膜或上述的偏振片。
根据本发明的其它方式,提供一种图像显示装置,其具备上述的光学膜或上述的偏振片。
【发明的效果】
根据本发明的一个方式的光学膜以及其它方式的偏振片、液晶面板和图像显示装置,由于在将沿着从光学膜的法线方向倾斜10°的方向前进的平行光照射至上述功能层的上述凹凸面的状态下,在包含上述法线方向和上述平行光的行进方向这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下,因而能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本。
根据本发明的其它方式的光学膜以及其它方式的偏振片、液晶面板、和图像显示装置,由于使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上,因而能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本。
【附图说明】
图1为第1实施方式的光学膜的示意性构成图。
图2为示出利用变角光度计对第1实施方式的光学膜中的反射光强度角度分布进行测定的模式的示意图。
图3为第1实施方式的偏振片的示意性构成图。
图4为第1实施方式的液晶面板的示意性构成图。
图5为液晶显示屏的示意性构成图,该液晶显示屏为第1实施方式的图像显示装置的一例。
图6为第2实施方式的光学膜的示意性构成图。
图7为示出利用变角光度计对第2实施方式的光学膜中的反射光强度角度分布进行测定的模式的示意图。
图8为第3实施方式的光学膜的示意性构成图。
图9为示出利用反射鲜明度测定装置对第3实施方式的光学膜的反射鲜明度进行测定的模式的示意图。
图10为第3实施方式的偏振片的示意性构成图。
图11为第3实施方式的液晶面板的示意性构成图。
图12为第3实施方式的图像显示装置的一例的液晶显示屏的示意性构成图。
图13为第4实施方式的光学膜的示意性构成图。
图14为表示实施例A1、A2、A5和比较例A1、A3、A4的光学膜中的反射光强度角度分布的曲线图。
图15为表示实施例B1~B5和比较例B1~B3的光学片对各光梳的反射鲜明度的曲线图。
【具体实施方式】
(第1实施方式)
下面参照附图对本发明第1实施方式的光学膜进行说明。图1为本实施方式的光学膜的示意性构成图,图2为示出利用变角光度计对本实施方式的光学膜中的反射光强度角度分布进行测定的模式的示意图。
《光学膜》
如图1所示,光学膜10至少具备透光性基材11以及设置在透光性基材11上的功能层12。在透光性基材11中的功能层12的界面附近优选如图1所示形成有混在区域11A,该混在区域11A混在有透光性基材11以及含有重均分子量为1000以下的光聚合性单体作为单体单元的树脂。需要说明的是,本说明书中,“片”、“膜”、“板”等术语仅称呼不同,基于此,彼此并无区别。因而,例如“片”为也包括可被称为膜或板之类的部件在内的概念。作为一具体例,在“光学膜”中也包括被称为“光学片”或“光学板”等的部件。另外,“重均分子量”为溶解于THF等溶剂中,通过现有公知的凝胶渗透色谱法(GPC)法经聚苯乙烯换算而得到的值。
<透光性基材>
作为透光性基材11,只要具有透光性就没有特别限定,例如可举出纤维素乙酸酯(繊維素アシレート)基材、环烯烃聚合物基材、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。
作为纤维素乙酸酯基材,例如可举出三乙酸纤维素基材、二乙酸纤维素基材。作为环烯烃聚合物基材,例如可举出由降冰片烯系单体和单环环烯烃单体等的聚合物形成的基材。
作为聚碳酸酯基材,例如可举出以双酚类(双酚A等)为基础的芳香族聚碳酸酯基材、二甘醇双烯丙基碳酸酯等脂肪族聚碳酸酯基材等。
作为丙烯酸酯系聚合物基材,例如可以举出聚(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。
作为聚酯基材,例如可以举出将聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种作为构成成分的基材等。
作为玻璃基材,例如可以举出钠钙硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等玻璃基材。
它们之中,纤维素乙酸酯基材由于延迟优异、且与起偏振镜的粘接容易而优选,进一步地,在纤维素乙酸酯基材中,优选三乙酸纤维素基材(TAC基材)。三乙酸纤维素基材为在可见光域380nm~780nm中能够使平均透光率为50%以上的透光性基材。三乙酸纤维素基材的平均透光率优选为70%以上、更优选为85%以上。
另外,作为三乙酸纤维素基材,除了纯粹的三乙酸纤维素以外,还可以为如乙酸-丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素那样的还合用了乙酸以外的成分作为与纤维素形成酯的脂肪酸成分而得到的物质。并且,在这些三乙酸纤维素中,可以根据需要添加二乙酸纤维素等其它纤维素低级脂肪酸酯或增塑剂、紫外线吸收剂、易滑剂等各种添加剂。
从延迟和耐热性优异的方面出发,优选环烯烃聚合物基材;另外,从机械特性和耐热性的方面出发,优选聚酯基材。
透光性基材11的厚度没有特别限定,可以为5μm以上1000μm以下;从处理性等方面出发,透光性基材11的厚度的下限优选为15μm以上、更优选为25μm以上。从薄膜化的方面出发,透光性基材11的厚度的上限优选为80μm以下。
<混在区域>
如上所述,混在区域11A为混在有透光性基材1以及含有重均分子量为1000以下的光聚合性单体作为单体单元的树脂的区域。该光聚合性单体与功能层12的粘合剂树脂中作为单体单元含有的重均分子量为1000以下的光聚合性单体相同。
混在区域11A的厚度优选为0.01μm以上1μm以下。在本实施方式中,由于能够通过功能层12的后述凹凸面12A充分地抑制干涉条纹的发生,因而即使在混在区域11A的厚度如此较薄的情况下,也能够抑制干涉条纹的发生。另外,由于现有防反射膜中所形成的混在区域的厚度为3μm以上,因而可以说混在区域11A的厚度与现有防反射膜中形成的混在区域相比足够薄。并且,通过形成混在区域11A,能够进一步提高透光性基材11与功能层12的密合性。另外,如上所述,由于能够通过功能层12的凹凸面12A充分能够抑制干涉条纹的发生,因而在光学膜10中也可以不形成这样的混在区域11A。即使像这样不形成混在区域的情况下,也能够抑制干涉条纹的发生,因而即使为例如丙烯酸类基材、环烯烃聚合物基材、聚酯基材等难以形成混在区域的基材,也可作为透光性基材来使用。
<功能层>
功能层在光学膜中为意图发挥出某种功能的层,具体地说,例如可举出发挥出硬涂性、防反射性、抗静电性或防污性等功能的层。功能层不仅可以为单层,也可以为2层以上层叠而成的层。本实施方式的功能层12为发挥出作为硬涂层的功能的层。此处,“硬涂层”为用于提高光学膜的耐擦伤性的层,具体地说,其在JIS K5600-5-4(1999)所规定的铅笔硬度试验(4.9N负荷)中具有“H”以上的硬度。本实施方式的功能层12为单层,并且作为硬涂层发挥出功能,但功能层例如也可以由硬涂层以及设置在硬涂层与透光性基材之间的其它功能层来构成。这种情况下,光学膜的表面(功能层的凹凸面)成为硬涂层的表面。此外,功能层可以由第1硬涂层和第2硬涂层构成,该第1硬涂层在表面具有凹凸,该第2硬涂层设置在第1硬涂层上且用于调整第1硬涂层的表面的凹凸,并且也可如第2实施方式所示由硬涂层和低折射率层构成,该硬涂层在表面具有凹凸,该低折射率层设置在硬涂层上且具有比硬涂层的折射率更低的低折射率。这种情况下,光学膜的表面(功能层的凹凸面)成为第2硬涂层或低折射率层的表面。
功能层12具有形成光学膜10的表面的凹凸面12A。在光学膜10中,在如图2所示将沿着由光学膜10的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层12的凹凸面12A的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下(下文中,将“被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度”称为“1/100角度宽”,将“被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度”称为“1/2角度宽”)。“光学膜的法线方向”是指,在整体且全局地对作为对象的光学膜进行观察的情况下与其平面方向一致的面的法线方向。此外,“包含法线方向和平行光的行进方向这两个方向的平面”并非限定于严格的含义,可解释为包含误差。“1/100角度宽”是指从被测定为最高反射光强度的1/100的反射光强度的一方角度到被测定为最高反射光强度的1/100的反射光强度的另一方角度为止的角度宽,同样地,“1/2角度宽”是指从被测定为最高反射光强度的1/2的反射光强度的一方角度到被测定为最高反射光强度的1/2的反射光强度的另一方角度为止的角度宽。需要说明的是,1/100的反射光强度或者1/2的反射光强度包括内插(线性插补)值的情况。
由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的下限优选为0.8°以上、更优选为0.9°以上。此外,由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的上限优选为1.3°以下、更优选为1.2°以下。
反射光强度角度分布可利用公知的变角光度计(goniophotometer)进行测定。如图2所示,变角光度计15具备照射平行光的光源16及检测器17,来自光源16的平行光由从光学膜10的法线方向N倾斜10°的方向朝着功能层12的凹凸面12A照射,对于来自凹凸面12A的反射光,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内,一边连续地改变检测器17的测定角度,一边利用检测器17测定每隔0.1°的反射光强度,由此可得到反射光强度角度分布。作为这样的变角光度计,可以举出村上色彩技术研究所社制造的变角光度计GP-200等。
本发明中,以由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值进行规定是基于下述理由。在将平行光从由光学膜的膜面的法线方向倾斜10°的方向朝着功能层的凹凸面照射,对反射光强度角度分布进行测定的情况下,不仅在本发明的光学膜中,而且在现有的防反射膜和现有的防眩膜中,均有下述倾向:正反射方向(0°)附近的反射光强度最高、从正反射方向到一定程度的角度为止反射光强度急剧降低、在大于其的角度反射光强度缓缓降低。本发明人进行了深入研究,结果通过实验发现,在反射光强度角度分布显示出上述那样的倾向的情况下,1/100角度宽的大小对干涉条纹和白浊感特别带来影响。具体地说,1/100角度宽越大,可以说反射光的漫射性越强。若反射光的漫射性强,则由干涉产生的虹色被混色,到达观察者,因而不会作为干涉条纹被识别出;出于该理由,能够抑制干涉条纹的发生,另一方面,到达人眼的反射光的量增加,因而可能被人眼识别为白浊感。关于这一点,本发明人进一步进行了深入研究,结果发现,在光学膜的表面,若1/100角度宽为适度尺寸的幅度,则能够抑制干涉条纹的发生,并且从人眼的检知能力出发,也与正反射同等地不会识别出白浊感的产生。但是,在为了求出1/100角度宽而对反射光强度角度分布进行测定的情况下,即使作为测定对象的光学膜的设置角度稍有(例如0.1°)偏离,光学膜的反射光也难以入射到检测器中,测定值(反射光强度)会大幅变化。因而,以往仅利用变角光度计测定反射光强度角度分布,无法进行稳定的测定。出于这样的原因,本发明人尝试了增大检测器的受光光圈。若为该测定方法,则检测器中的反射光的入射面积增大,因而即使光学膜的设置角度稍有偏离,测定值也不会大幅变化,能够稳定地进行测定。但是,在检测器的受光光圈增大的情况下,对应于受光光圈的尺寸,所测定的角度宽也变宽。于是,本发明人找到了如下方法:在检测器的受光光圈增大的状态下进行测定,且在所得到的反射光强度的角度分布中由1/100角度宽减去1/2角度宽。若为这样的测定方法,则受光光圈变大,因而能够进行稳定的测定。并且,即使由于受光光圈增大而使所测定的角度宽变宽,通过由1/100角度宽减去1/2角度宽,也能够抵消由于受光光圈增大而变宽的角度宽的增加量。并且,由于在本发明的光学膜、现有的防反射膜和现有的防眩膜中,1/2角度宽没有太大差异,因而由1/100角度宽减去1/2角度宽的值实质上是对1/100角度宽进行评价。出于这样的理由,在本发明中,以由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值来规定。
本发明中,将由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值规定为0.7°以上1.4°以下是由于,若由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值为该范围内,则出于上述理由,能够抑制干涉条纹的发生,并且从人眼的检知能力考虑,白浊感的产生也不会被识别出。
功能层12的凹凸面12A上,当将沿着光学膜10的膜面的法线方向N的截面上的凹凸面12A相对于膜面的倾斜角度设为表面角度时,优选表面角度为0.05°以上的区域的比例为50%以上。通过使表面角度为0.05°以上的区域的比例为50%以上,能够进一步抑制干涉条纹的发生。表面角度为0.05°以上的区域的比例的下限优选为55%以上、更优选为60%以上。并且,表面角度为0.05°以上的区域的比例的上限优选为95%以下、更优选为90%以下。
表面角度通过测定功能层12的凹凸面12A的表面形状来得到。作为对表面形状进行测定的装置,可以举出接触式表面粗糙度计、非接触式表面粗糙度计(例如干涉显微镜、共聚焦显微镜、原子力显微镜等)。它们之中,从测定的简便性出发,优选干涉显微镜。作为这样的干涉显微镜,可以举出Zygo社制造的“New View”系列等。
在使用干涉显微镜计算出表面角度为0.05°以上的区域的比例时,例如求出遍及凹凸面整个面的各点的斜率Δi,将斜率Δi通过下式(1)换算成表面角度θi,由此计算出表面角度θi的绝对值为0.05°以上的区域的比例。另外,由于斜率Δi与由下式(3)计算出的局部斜率dZi/dXi相同,因此可由下式(3)求得。
θi=tan-1Δi…(1)
在功能层12的凹凸面12A上,优选粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.003以下。通过使粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.003以下,能够进一步降低白浊感,能够得到具有表面光泽感的光学膜。RΔq的下限优选为0.0005以上、更优选为0.001以上。并且,RΔq的上限优选为0.0025以下、更优选为0.002以下。
粗糙度曲线的均方根斜率RΔq在JIS-B0601:2001中被定义为局部斜率dZi/dXi的均方根,由下式(2)表示。
【数1】
式中,n为全部测定点,dZi/dXi为第i个局部斜率。测定面的各点的局部斜率例如由下式(3)求得。
【数2】
式中,将测定面的一个方向设为X方向时,Xi为第i个X方向的位置,Zi为第i个高度,ΔX为采样间隔。
均方根斜率RΔq与表面角度同样地通过对凹凸面12A的表面形状进行测定来得到。作为对表面形状进行测定的装置,可以举出接触式表面粗糙度计、非接触式表面粗糙度计(例如干涉显微镜、共聚焦显微镜、原子力显微镜等)。它们之中,从测定的简便性出发,优选干涉显微镜。作为这样的干涉显微镜,可以举出Zygo社制造的“NewView”系列等。
在功能层12的凹凸面12A上,构成凹凸面12A的凹凸的平均间隔Sm优选为0.20mm以上0.60mm以下、更优选为0.22mm以上0.50mm以下。在功能层12的凹凸面12A上,构成凹凸面12A的凹凸的平均倾斜角θa优选为0.01°以上0.1°以下、更优选为0.04°以上0.08°以下。
在功能层12的凹凸面12A上,构成凹凸面12A的凹凸的算术平均粗糙度Ra优选为0.02μm以上0.10μm以下,更优选为0.04μm以上0.08μm以下。在功能层12的凹凸面12A上,构成凹凸面12A的凹凸的轮廓最大高度(最大高さ粗さ)Ry优选为0.20μm以上0.60μm以下、更优选为0.25μm以上0.40μm以下。在功能层12的凹凸面12A上,构成凹凸面12A的凹凸的10点平均粗糙度Rz优选为0.15μm以上0.50μm以下、更优选为0.18μm以上0.30μm以下。
上述“Sm”、“Ra”、“Ry”和“Rz”的定义基于JIS B0601-1994。“θa”的定义基于表面粗糙度测定仪:SE-3400/(株)小坂研究所制操作说明书(1995.07.20修订)。具体地说,θa由下式(4)表示。
θa=tan-1Δa…(4)
式中,Δa为以纵横比率表示斜率的值,是将各凹凸的极小部与极大部的差(相当于各凸部的高度)的总和除以基准长度得到的值。
Sm、θa、Ra、Ry、Rz例如可使用表面粗糙度测定仪(型号:SE-3400/(株)小坂研究所制造)按下述测定条件进行测定。
1)表面粗糙度检出部的触针((株)小坂研究所制造的商品名SE2555N(2μ标准))
·前端曲率半径2μm、顶角90度、材质金刚石
2)表面粗糙度测定仪的测定条件
·基准长度(粗糙度曲线的取样长度值λc):2.5mm
·评定长度(基准长度(取样长度值λc)×5):12.5mm
·触针的进给速度:0.5mm/s
·预备长度:(取样长度值λc)×2
·纵倍率:2000倍
·横倍率:10倍
在如本实施方式那样功能层12为硬涂层的情况下,硬涂层的厚度优选为2.0μm以上7.0μm以下。硬涂层的厚度为该范围内时,能够得到所期望的硬度。并且能够谋求硬涂层的薄膜化,另外能够抑制硬涂层的破裂或卷曲的发生。硬涂层的厚度可通过断面显微镜观察来测定。硬涂层的厚度的下限更优选为3μm以上,上限更优选为5μm以下。
本发明中,在将沿着从光学膜的法线方向倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层的凹凸面的状态下,在包含上述法线方向和上述平行光的行进方向这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值若为0.7°以上1.4°以下,则在光学膜中,能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、并且能够降低制造成本。因而,只要按照满足该要件来适宜选择材料,对功能层的构成材料就没有特别限定。另外,在下文中,将由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值为0.7°以上1.4°以下的反射光强度角度分布称为“特异的反射光强度角度分布”。
特异的反射光强度角度分布可通过对功能层的凹凸面所存在的凹凸的尺寸进行调整来得到。具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的功能层12例如可通过下式方法形成:(1)将包含微粒和聚合后成为粘合剂树脂的光聚合性化合物的功能层用树脂组合物涂布至透光性基材的方法;(2)将功能层用组合物涂布至透光性基材,其后将表面具有凹凸面的相反形状的槽的模具模压至功能层用组合物的方法;或者(3)将分散有下述圆盘状粒子的功能层用树脂组合物涂布至透明基材,使圆盘状粒子排列在功能层的表面的方法,该圆盘状粒子在表面具有凹凸形状,该凹凸形状与可得到上述特异的反射光强度角度分布的凹凸面对应;等等。它们之中,从制造容易的方面出发,优选方法(1)。
在上述方法(1)中,在光聚合性化合物聚合(交联)成为粘合剂树脂时,在不存在微粒的部分,光聚合性化合物发生固化收缩,因而整体地收缩。与此相对,在存在微粒的部分,微粒不发生固化收缩,因此仅微粒的上下所存在的光聚合性化合物发生固化收缩。由此,与不存在微粒的部分相比,存在微粒的部分的功能层的膜厚增厚,功能层的表面呈凹凸形状。因而,通过适当选择微粒的种类或粒径以及光聚合性化合物的种类、对涂膜形成条件进行调整,能够形成功能层12,该功能层12具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面12A。
下面对作为硬涂层的功能层12包含微粒和粘合剂树脂的示例进行说明。这样的包含微粒和粘合剂树脂的功能层12例如可通过上述方法(1)形成。
(微粒)
微粒可以为无机微粒或有机微粒的任一种,它们之中,例如优选二氧化硅(SiO2)微粒、氧化铝微粒、二氧化钛微粒、氧化锡微粒、锑掺杂氧化锡(简称:ATO)微粒、氧化锌微粒等无机氧化物微粒。无机氧化物微粒能够在功能层中形成凝聚体,能够通过该凝聚体的凝聚程度来形成可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面12A。
作为有机微粒,例如可举出塑料珠。作为塑料珠,作为具体例可以举出聚苯乙烯珠、三聚氰胺树脂珠、丙烯酸珠、丙烯酸-苯乙烯珠、有机硅珠、苯胍胺珠、苯胍胺·甲醛缩合珠、聚碳酸酯珠、聚乙烯珠等。
有机微粒优选在上述固化收缩中微粒所具有的抵抗固化收缩的抵抗力被适度调整了。为了调整该抵抗收缩的抵抗力,优选事先制作多个改变三维交联的程度而制成的含有硬度不同的有机微粒的光学膜,对光学膜的凹凸面的反射光强度角度分布进行评价,从而选择适于形成可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的交联程度。
作为微粒使用无机氧化物粒子的情况下,优选无机氧化物粒子被施以了表面处理。通过对无机氧化物微粒实施表面处理,可以适当地控制微粒在功能层12中的分布,并且还可谋求微粒本身的耐化学药品性和耐皂化性的提高。
作为表面处理,优选将微粒的表面制成疏水性的疏水化处理。这样的疏水化处理可通过使微粒的表面与硅烷类或硅氮烷类等表面处理剂发生化学反应来得到。作为具体的表面处理剂,例如可以举出二甲基二氯硅烷、硅油、六甲基二硅氮烷、辛基硅烷、十六烷基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基硅烷、八甲基环四硅氧烷、聚二甲基硅氧烷等。在微粒为无机氧化物微粒的情况下,在无机氧化物微粒的表面存在有羟基,但通过实施上述那样的疏水化处理,无机氧化物微粒的表面存在的羟基减少、无机氧化物微粒通过BET法测得的比表面积减小,同时能够抑制无机氧化物微粒的过度凝聚,能够形成功能层,该功能层具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面。
在使用无机氧化物粒子作为微粒的情况下,优选无机氧化物微粒为非晶态。这是由于,在无机氧化物粒子为结晶性的情况下,由于该晶体结构中所含有的晶格缺陷,使得无机氧化物微粒的路易斯酸盐增强,可能无法控制无机氧化物微粒的过度凝聚。
在使用无机氧化物粒子作为微粒的情况下,优选无机氧化物微粒在功能层12中形成凝聚体。该无机氧化物微粒的凝聚体在功能层12中优选无机氧化物微粒非块状而具有三维连接的结构。作为无机氧化物微粒非块状的三维连接的结构,例如可以举出笼状、线团状。即,作为固化后粘合剂树脂的光聚合性化合物在固化收缩时,无机氧化物微粒非块状而具有三维连接的结构的凝聚体可容易地且具有均匀性地发生坍塌(潰れる)。由此可使凹凸面为非常平滑的面,因而,作为结果,不会成为具有陡峭斜面的凹凸面,能够形成具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的功能层。需要说明的是,即使在如上所述使用有机树脂的情况下,只要适度地调整交联度,即能够形成具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的功能层。
微粒相对于功能层12的含量没有特别限定,优选为0.1质量%以上5.0质量%以下。由于微粒的含量为0.1质量%以上,因而能够更为确实地形成可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面;并且由于微粒的含量为0.5质量%以下,因而凝聚体也不会过度产生,能够抑制内部漫射和/或抑制在功能层的表面产生大的凹凸,从而能够抑制白浊感。微粒含量的下限更优选为0.5质量%以上,微粒含量的上限更优选为3.0质量%以下。
微粒在单粒子状态下的形状优选为球状。通过使微粒的单粒子为这样的球状,在将光学膜配置在图像显示装置的图像显示面时,能够得到对比度优异的图像。此处所说的“球状”是指例如包括正球状、椭圆球状等,但不包括所谓无定形的形状的含义。
在使用无机氧化物微粒作为微粒的情况下,无机氧化物微粒的平均一次粒径优选为1nm以上100nm以下。由于微粒的平均一次粒径为1nm以上,因而能够更容易地形成具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的功能层;并且由于平均一次粒径为100nm以下,因而能够抑制由微粒引起的光的漫射,能够得到优异的暗室对比度。微粒的平均一次粒径的下限更优选为5nm以上、微粒的平均一次粒径的上限更优选为50nm以下。需要说明的是,微粒的平均一次粒径为使用图像处理软件由断面电子显微镜(优选TEM、STEM等透射型且倍率为5万倍以上的显微镜)的图像测定得到的值。
在使用有机微粒作为微粒的情况下,有机微粒通过改变折射率不同的树脂的共聚比例来减小与粘合剂树脂的折射率差,例如可容易地使之小于0.01,因而能够抑制由微粒引起的光的漫射。因此,平均一次粒径只要低于8.0μm、优选为5.0μm以下即可。
在使用无机氧化物微粒作为微粒的情况下,无机氧化物微粒的凝聚体的平均粒径优选为100nm以上2.0μm以下。若为100nm以上,则能够容易地形成可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面;并且若为2.0μm以下,则能够抑制由微粒的凝聚体引起的光的漫射,能够得到暗室对比度优异的光学膜的图像像显示装置。微粒的凝聚体的平均粒径的下限优选为200nm以上、上限优选为1.5μm以下。
无机氧化物微粒的凝聚体的平均粒径为如下得到的粒径:从利用断面电子显微镜进行的观察(1万~2万倍左右)中选择大量包含无机氧化物微粒的凝聚体的5μm见方的区域,测定该区域中的无机氧化物微粒的凝聚体的粒径,对最大的前10个无机氧化物微粒的凝聚体的粒径进行平均,所得到的粒径为无机氧化物微粒的凝聚体的平均粒径。另外,上述“无机氧化物微粒的凝聚体的粒径”是如下进行测定的:在将无机氧化物微粒的凝聚体的截面夹在任意平行的2条直线之间时,将这2条直线间距离为最大时的2条直线的组合中的直线间距离作为该凝聚体的粒径。此外,无机氧化物微粒的凝聚体的粒径可使用图像解析软件计算出。
在使用二氧化硅粒子作为微粒的情况下,在二氧化硅粒子中,从能够容易地形成具有可得到特异的反射光强度角度分布的凹凸面的功能层的方面考虑,优选气相法二氧化硅微粒。气相法二氧化硅是指通过干式法制作的具有200nm以下粒径的非晶态二氧化硅,可以通过使含有硅的挥发性化合物在气相中发生反应来得到。具体地说,例如可以举出使四氯化硅(SiCl4)等硅化合物在氧与氢的火焰中水解而生成的物质等。作为气相法二氧化硅微粒的市售品,可以举出NIPPON AEROSIL株式会社制造的AEROSIL R805等。
气相法二氧化硅微粒有显示出亲水性的二氧化硅微粒与显示出疏水性的二氧化硅微粒,它们之中,从水分吸收量少、容易分散在功能层用组合物中的方面考虑,优选显示出疏水性的二氧化硅微粒。疏水性的气相法二氧化硅可通过使气相法二氧化硅微粒的表面存在的硅烷醇基与上述那样的表面处理剂发生化学反应而得到。从容易得到上述那样的凝聚体的方面考虑,最优选气相法二氧化硅经辛基硅烷处理。
气相法二氧化硅微粒可形成凝聚体,但气相法二氧化硅微粒的凝聚体在功能层用组合物中并非为稠密的凝聚体,而形成笼状或线团状这样的十分稀疏的凝聚体。因此,气相法二氧化硅微粒的凝聚体在作为固化后粘合剂树脂的光聚合性化合物的固化收缩时可容易地且均匀地发生坍塌。从而能够形成功能层,该功能层具有可得到特异的反射光强度的角度分布的凹凸面。
(粘合剂树脂)
粘合剂树脂是通过光照射使光聚合性化合物聚合(交联)而得到的。光聚合性化合物具有至少1个光聚合性官能团。在本说明书中,“光聚合性官能团”为可通过光照射进行聚合反应的官能团。作为光聚合性官能团,例如可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式双键。需要说明的是,“(甲基)丙烯酰基”是指包含“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”这两者的含义。另外,作为对光聚合性化合物进行聚合时所照射的光,可以举出可见光线以及紫外线、X射线、电子射线、α射线、β射线和γ射线之类的电离射线。
作为光聚合性化合物,可以举出光聚合性单体、光聚合性低聚物或光聚合性聚合物,可将它们适当调整来使用。作为光聚合性化合物,优选光聚合性单体与光聚合性低聚物或光聚合性聚合物的组合。需要说明的是,在形成混在区域11A的情况下,至少含有光聚合性单体作为光聚合性化合物。
光聚合性单体
光聚合性单体的重均分子量为1000以下。通过使光聚合性单体的重均分子量为1000以下,可以与渗透到透光性基材11中的溶剂同时使光聚合性单体渗透到透光性基材11中。由此,在透光性基材11中的功能层12的界面附近能够形成混在区域11A,该混在区域11A用于缓和透光性基材11与功能层12的折射率,混在有透光性基材11与含有该光聚合性单体作为单体单元的树脂。需要说明的是,这样的光聚合性单体不仅可使用一种,也可使用两种以上。
作为光聚合性单体,优选具有2个(即2官能)以上的光聚合性官能团的多官能单体。
作为2官能以上的单体,例如可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、一缩二丙二醇二(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、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(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、异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚酯三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、双酚二(甲基)丙烯酸酯、双甘油四(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基二(甲基)丙烯酸酯、异冰片基二(甲基)丙烯酸酯、二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、它们经PO、EO等改性得到的改性物。
它们之中,从得到硬度高的功能层的方面考虑,优选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。
光聚合性低聚物
光聚合性低聚物的重均分子量大于1000且为10000以下。
作为光聚合性低聚物,优选光聚合性官能团为3个(3官能)以上的多官能低聚物。作为光聚合性低聚物,优选2官能以上的多官能低聚物。作为多官能低聚物,可以举出聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(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、异氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
光聚合性聚合物
光聚合性聚合物的重均分子量大于10000,作为重均分子量优选为10000以上80000以下、更优选为10000以上40000以下。重均分子量大于80000的情况下,由于粘度高,因而涂布适性会降低,所得到的光学层叠体的外观可能会恶化。作为上述多官能聚合物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯-氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
(其它成分)
在功能层12中,此外还可根据需要添加溶剂干燥型树脂(热塑性树脂等仅使涂布时为调整固体成分而添加的溶剂干燥即可形成覆膜的树脂)、热固化性树脂。
在添加溶剂干燥型树脂的情况下,在形成功能层12时,能够有效地防止涂液的涂布面的覆膜缺陷。作为溶剂干燥型树脂没有特别限定,通常可使用热塑性树脂。作为热塑性树脂,例如可举出苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、乙烯基醚系树脂、含卤素的树脂、脂环式烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、纤维素衍生物、硅酮系树脂和橡胶或弹性体等。
热塑性树脂优选为非晶性且可溶于有机溶剂(特别是能够溶解2种以上的聚合物或固化性化合物的通用溶剂)中。从透明性、耐候性之类的方面考虑,特别优选苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、脂环式烯烃系树脂、聚酯系树脂、纤维素衍生物(纤维素酯类等)等。
作为在功能层12中添加的热固化性树脂没有特别限定,例如可举出酚树脂、脲树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-脲醛共缩合树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。
《光学膜的制造方法》
对上述那样的光学膜10的制造方法进行更详细的说明。另外,在以下的说明中,是通过上述(1)的方法来形成功能层12的。
首先在透光性基材11的表面涂布功能层用组合物。作为涂布功能层用组合物的方法,可以举出旋涂、浸渍法、喷雾法、坡流涂布法、棒涂法、辊涂法、凹板印刷法、模涂法等公知的涂布方法。
<功能层用组合物>
功能层用组合物至少包含微粒、光聚合性化合物。此外还可根据需要在功能层用组合物中添加上述热塑性树脂、上述热固化性树脂、溶剂、聚合引发剂。进而,在功能层用组合物中,可以根据提高功能层的硬度、抑制固化收缩、控制折射率等目的,添加现有公知的分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增稠剂、防着色剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、粘接赋予剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂、易滑剂等。
(溶剂)
作为溶剂,可示例出例如醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、苯甲醇、PGME、乙二醇)、酮类(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、环己酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇、环庚酮、二乙基酮等)、醚类(1,4-二氧六环、二氧戊环、四氢呋喃等)、脂肪族烃系(己烷等)、脂环式烃系(环己烷等)、芳香族烃系(甲苯、二甲苯等)、卤化碳类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(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)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,也可以为它们的混合物。
如图1所示,在透光性基材11中的与功能层12的界面附近形成混在区域11A的情况下,作为溶剂使用包含对透光性基材11的渗透性高、使透光性基材11发生溶解或溶胀的渗透性溶剂的溶剂,同时作为光聚合性化合物使用至少含有重均分子量为1000以下的光聚合性单体的物质。通过使用渗透性溶剂和光聚合性单体,不仅渗透性溶剂渗透到透光性基材11中,而且光聚合性单体也渗透到透光性基材11中,因而在透光性基材11的与功能层12的界面附近能够形成混在区域11A,该混在区域11A混在有透光性基材11以及含有光聚合性单体作为单体单元的树脂。
作为渗透性溶剂,例如可举出酮类(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、环己酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇、环庚酮、二乙基酮)、酯类(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)、醚类(1,4-二氧六环、二氧戊环、二异丙醚二氧六环、四氢呋喃等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、苯酚类(苯酚、邻氯苯酚)等。并且也可以为它们的混合物。在使用三乙酸纤维素基材作为透光性基材的情况下,其中,作为渗透性溶剂,优选为例如选自由甲基异丁基酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯组成的组中的至少一种;另外,在使用聚酯基材作为透光性基材的情况下,优选邻氯苯酚。
(聚合引发剂)
聚合引发剂为通过光照射发生分解、产生自由基,引发光聚合性化合物的聚合(交联)或使该聚合(交联)进行的成分。
聚合引发剂只要为通过光照射能够引发自由基聚合的物质就没有特别限定。作为聚合引发剂没有特别限定,可以使用公知的物质,具体例可以举出例如苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰苯甲酸酯(Michler’s benzoyl benzoate)、α-阿米罗基酯(α-amyloxim ester)、噻吨酮类、苯丙酮类、联苯酰类、苯偶姻类、酰基氧化膦类。此外优选混合光敏剂进行使用,作为其具体例,可以举出例如正丁胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
作为上述聚合引发剂,在上述粘合剂树脂为具有自由基聚合性不饱和基团的树脂系的情况下,优选单独或混合使用苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类、苯偶姻、苯偶姻甲醚等。
功能层用组合物中的聚合引发剂的含量相对于光聚合性化合物100质量份优选为0.5质量份以上10.0质量份以下。通过使聚合引发剂的含量处于该范围内,能够充分确保硬涂性能,并且能够抑制固化障碍。
作为功能层用组合物中的原料的含有比例(固体成分)没有特别限定,通常优选为5质量%以上70质量%以下、更优选为25质量%以上60质量%以下。
(流平剂)
作为流平剂,为了避免功能层形成贝纳德漩涡结构,例如优选硅油、氟系表面活性剂等。在涂布含有溶剂的树脂组合物、进行干燥的情况下,涂膜内的涂膜表面与内面产生表面张力差等,由此在涂膜内引起大量的对流。由该对流产生的结构被称为贝纳德漩涡结构,成为所形成的功能层产生桔皮皱纹(ゆず肌)或涂布缺陷之类的问题的原因。
贝纳德漩涡结构中,功能层的表面的凹凸可能会过大。而在使用上述那样的流平剂时,由于能够防止该对流,因此可得到没有缺陷或不均的功能层,而且也容易调整功能层表面的凹凸形状。
作为功能层用组合物的制备方法,只要能够将各成分均匀混合就没有特别限定,例如可使用涂料摇摆器、珠磨机、捏合机、混合器等公知的装置来进行。
在透光性基材11的表面涂布功能层用组合物之后,为了使涂膜状的功能层用组合物干燥,将其传输至经加热的区域,利用各种公知的方法使功能层用组合物干燥、使溶剂蒸发。此处,可通过对溶剂相对蒸发速度、固体成分浓度、涂布液温度、干燥温度、干燥风的风速、干燥时间、干燥区域的溶剂气氛浓度等进行选择来调整微粒凝聚体的分布状态。
通过选择干燥条件来调整微粒凝聚体的分布状态特别简便,为优选的。作为具体的干燥温度优选30℃~120℃、干燥风速优选0.2m/s~50m/s,通过进行1次或2次以上在该范围内适宜调整的干燥处理,能够将微粒凝聚体的分布状态调整成所期望的状态。
此外,在使功能层用组合物干燥时,渗透到透光性基材中的渗透性溶剂蒸发,而光聚合性化合物残存在透光性基材中。
其后对涂膜状的功能层用组合物照射紫外线等光,使光聚合性化合物聚合(交联),从而使功能层用组合物固化,形成功能层12,同时形成混在区域11A。
作为使功能层用组合物固化时的光,在使用紫外线的情况下,可以利用由超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等发出的紫外线等。此外,作为紫外线的波长,可以使用190nm~380nm的波段。作为电子射线源的具体例,可以举出考克罗夫特-瓦尔顿(Cockcroft-Walton)型、范德格拉夫(Van de Graaff,バンデグラフト)型、共振变压器型、绝缘芯变压器型、或者直线型、地那米(Dynamitron)型、高频型等各种电子射线加速器。
《光学膜的物性》
光学膜10优选全光线透过率为85%以上。全光线透过率为85%以上时,在将光学膜10安装于图像显示装置的表面的情况下,可以进一步提高色彩再现性、可见性。全光线透过率更优选为90%以上。全光线透过率可以使用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号;HM-150)按照基于JIS K7361的方法进行测定。
光学膜10优选雾度低于1%。雾度低于1%时,可得到所期望的光学特性,可进一步提高将光学膜10设置于图像显示表面时的可见性。雾度更优选为0.5%以下、进一步优选为0.3%以下。雾度可以使用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号;HM-150)按照基于JIS K7136的方法进行测定。
光学膜10优选0.125mm光梳的透过图像鲜明度为75%以上95%以下,且在2.0mm光梳的透过图像鲜明度为95%以上。0.125mm光梳的透过图像鲜明度为75%以上时,能够进一步提高在显示图像时的图像鲜明性,能够得到更为优异的画质。此外,在透过图像鲜明度为95%以下时,能够更为适宜地防止干涉条纹。0.125mm光梳的透过图像鲜明度更优选为80%以上90%以下。另外,2.0mm光梳的透过图像鲜明度为95%以上时,能够进一步提高图像的鲜明性,并能够抑制外光的漫反射所致的白浊感。透过图像鲜明度可使用图像清晰度测定仪(SUGA TEST INSTRUMENTS制造,制品编号;ICM-1T),按照基于JIS K7105的图像鲜明度的透过法的方法进行测定。
光学膜10优选对比度比为80%以上、更优选为90%以上。对比度比为80%以上时,在将光学膜10安装于图像显示装置的表面的情况下,暗室对比度优异,能够进一步提高可见性。
本说明书中的上述对比度比为通过下述方法测定得到的值。首先使用在冷阴极管光源中设有漫射板的单元作为背光单元,使用2片偏振片(三星社制造AMN-3244TP),将这些偏振片设置于平行尼科耳棱镜时通过光的亮度的Lmax除以设置于正交尼科耳棱镜时通过光的亮度的Lmin,将所得到的值(Lmax/Lmin)作为对比度,将光学膜(透光性基材+功能层等)的对比度(L1)除以透光性基材的对比度(L2),将所得到的值(L1/L2)×100(%)作为对比度比。需要说明的是,亮度的测定在暗室下进行。在上述亮度的测定中,使用色彩亮度计(Topcon社制造BM-5A),将色彩亮度计的测定角设定为1°,在样品上的视野φ5mm进行测定。此外,关于背光源的光量,按照在不设置样品的状态下将2片偏振片设置于平行尼科耳棱镜时的亮度为3600cd/m2的方式进行设置。
根据本实施方式,由于在将沿着从光学膜10的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层12的凹凸面12A的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下,因而基于上述理由,能够抑制干涉条纹的发生、且观察不到白浊感。此外,由于能够由功能层12的凹凸面12A抑制干涉条纹的发生,因而能够使混在区域的厚度变薄。由此,能够使功能层的厚度变薄、能够谋求制造成本的降低。
在现有的防反射膜中,正反射、正透射以外的光被看做使画质劣化的光,防反射膜中存在漫射光这种情况本身以往被否定。例如,即使为了提高硬涂性等而需要添加微粒,以往也仅将防止由于上述微粒凝聚形成大粒径而产生漫射光作为着眼点来选择材料和制造条件等。即,在防反射膜中,为了防止漫射光产生、得到没有模糊的鲜明图像,制成平坦面是必要要件,而会使漫射光产生之类的情况无论如何以往也不会加以考虑。另一方面,在现有的防眩膜中,由于防止外部屏幕图像的映入这一点为防眩膜本身的作用,因此,映入到观察者中的外部屏幕图像确实地发生漫射这一点为必要要件。因此,在防眩膜中,本发明中规定的由1/100角度宽减去1/2角度宽所得到的值不足,需要为比其更大的值。因而,与现有的防反射膜或防眩膜的技术水平相比,可以说通过使由1/100角度宽减去1/2角度宽所得到的值为0.7°以上1.4°以下而发挥出的上述效果为超出可预测范围的显著效果。
《偏振片》
光学膜10例如可装入到偏振片中进行使用。图3为装入有本实施方式的光学膜的偏振片的示意性构成图。如图3所示,偏振片20具备光学膜10、偏振元件21和保护膜22。偏振元件21在透光性基材11的与形成有功能层12的面相反一侧的面上形成。保护膜22设置在偏振元件21的与设有光学膜10的面相反一侧的面上。保护膜22可以为相位差膜。
作为偏振元件21,例如可以举出通过碘等染色并进行了拉伸的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等。在将光学膜10与偏振元件21层叠时,优选预先对透光性基材11实施皂化处理。通过实施皂化处理,粘接性变好,还能够得到抗静电效果。
《液晶面板》
光学膜10、偏振片20可以装入到液晶面板中进行使用。图4为装入有本实施方式的光学膜的液晶面板的示意性构成图。
图4所示的液晶面板具有从光源侧(背光单元侧)向着观察者侧依次层叠三乙酸纤维素膜(TAC膜)等保护膜31、偏振元件32、相位差膜33、接合剂层34、液晶盒35、接合剂层36、相位差膜37、偏振元件21、光学膜10而成的结构。液晶盒35在2片玻璃基材间配置有液晶层、取向膜、电极层、滤色器等。
作为相位差膜33、37,可以举出三乙酸纤维素膜、环烯烃聚合物膜。相位差膜37可以与保护膜22相同。作为构成接合剂层34、36的接合剂,可以举出压敏接合剂(PSA)。
《图像显示装置》
光学膜10、偏振片20、液晶面板30可以装入到图像显示装置中进行使用。作为图像显示装置,可以举出例如液晶显示屏(LCD)、阴极线管显示装置(CRT)、等离子体显示屏(PDP)、电致发光显示屏(ELD)、场发射显示屏(FED)、触摸屏、平板电脑、电子纸等。图5是作为装入有本实施方式的光学膜的图像显示装置一例的液晶显示屏的示意性构成图。
图5所示的图像显示装置40为液晶显示屏。图像显示装置40由背光单元41、以及与背光单元41相比更靠近观察者侧配置的具备光学膜10的液晶面板30构成。作为背光单元41,可以使用公知的背光单元。
(第2实施方式)
下面参照附图对本发明第2实施方式的光学膜进行说明。图6为本实施方式的光学膜的示意性构成图,图7为示出利用变角光度计对本实施方式的光学膜中的反射光强度的角度分布进行测定的情形的示意图。
《光学膜》
如图6所示,光学膜50至少具备透光性基材51与设置在透光性基材51上的功能层52。透光性基材51与第1实施方式中说明的透光性基材11相同,因而在本实施方式中省略其说明。需要说明的是,在透光性基材51的功能层52的界面附近(与后述硬涂层53的界面附近),优选如图6所示形成了混在区域51A,该混在区域51A混在有透光性基材52与硬涂层53的粘结剂树脂的成分。
(功能层)
在本实施方式中,功能层52由硬涂层53以及设置在硬涂层53上的低折射率层54构成。功能层52具有构成光学膜50的表面的凹凸面52A,该功能层52的凹凸面52A形成低折射率层54的表面。
与光学膜10同样地,在光学膜50中,如图7所示,在将沿着从光学膜50的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层52的凹凸面52A(低折射率层54的表面)的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由1/100角度宽减去1/2角度宽所得到的值也为0.7°以上1.4°以下。需要说明的是,如图7所示,反射光强度的角度分布可利用第1实施方式中说明的变角光度计15进行测定。
由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的下限优选为0.8°以上、更优选为0.9°以上。并且,由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的上限优选为1.3°以下、更优选为1.4°以下。
此外,在功能层52的凹凸面52A中,优选表面角度为0.05°以上的区域的比例、RΔq、Sm、θa、Ra、Ry、Rz与功能层12的凹凸面12A中相同。
(硬涂层)
硬涂层53与第1实施方式中说明的功能层12相同,因而本实施方式中省略其说明。其中,与功能层12不同,硬涂层53的表面由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值可以并非为0.7°以上1.4°以下。
(低折射率层)
低折射率层54为在来自外部的光(例如荧光灯、自然光等)在光学膜50的表面发生反射时用于使其反射率降低的层。低折射率层54具有低于硬涂层53的折射率。具体地说,例如,低折射率层优选具有1.45以下的折射率、更优选具有1.42以下的折射率。
低折射率层54的厚度没有限定,只要从通常为30nm~1μm左右的范围内适宜设定即可。低折射率层54的厚度dA(nm)优选满足下式(5)。
dA=mλ/(4nA)…(5)
上述式中,nA表示低折射率层的折射率;m表示正奇数,优选为1;λ为波长,优选为480nm以上580nm以下的范围的值。
关于低折射率层54,从低反射率化的方面出发,优选满足下式(6)。
120<nAdA<145…(6)
低折射率层为单层即可获得效果,但出于调整更低的最低反射率、或者调整更高的最低反射率的目的,也可适当设置2层以上的低折射率层。在设置2层以上的低折射率层的情况下,优选在各低折射率层的折射率和厚度方面设有差异。
作为低折射率层54,优选能够由1)含有二氧化硅、氟化镁等低折射率粒子的树脂、2)作为低折射率树脂的氟系树脂、3)含有二氧化硅或氟化镁的氟系树脂、4)二氧化硅、氟化镁等低折射率物质的薄膜等中的任一者构成。关于氟系树脂以外的树脂,可以使用与上述构成功能层的粘合剂树脂同样的树脂。
此外,二氧化硅优选为中空二氧化硅微粒,这样的中空二氧化硅微粒可以通过例如日本特开2005-099778号公报的实施例所记载的制造方法来制作。
作为氟系树脂,至少可使用在分子中包含氟原子的聚合性化合物或其聚合物。作为聚合性化合物没有特别限定,优选为例如具有光聚合性官能团、进行热固化的极性基团等固化反应性基团的聚合性化合物。此外还可以为同时兼具这些反应性基团的化合物。相对于该聚合性化合物,聚合物是指完全不具备上述那样的反应性基团等的物质。
作为光聚合性化合物,可以广泛使用具有烯键式不饱和键的含氟单体。更具体地说,可示例出氟代烯烃系(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-间二氧杂环戊烯等)。作为具有(甲基)丙烯酰氧基的光聚合性化合物,还有(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、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之类的在分子中具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物;含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,该含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物在分子中具有带有至少3个氟原子的碳原子数为1~14的氟代烷基、氟代环烷基或氟代亚烷基并具有至少2个(甲基)丙烯酰氧基;等等。
作为上述进行热固化的极性基团,优选例如为羟基、羧基、氨基、环氧基等氢键形成基团。它们不仅与涂膜的密合性优异,而且与二氧化硅等无机超微粒的亲和性也优异。作为具有热固化性极性基团的聚合性化合物,例如可以举出:4-氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物;氟乙烯-烃系乙烯基醚共聚物;环氧、聚氨酯、纤维素、苯酚、聚酰亚胺等各树脂的氟改性物等。
作为兼具上述光聚合性官能团与进行热固化的极性基团的聚合性化合物,可示例出丙烯酸或甲基丙烯酸的部分和完全氟代烷基酯、链烯基酯、芳基酯类、完全或部分氟化乙烯基醚类、完全或部分氟化乙烯基酯类、完全或部分氟化乙烯基酮类等。
作为氟系树脂,例如可举出下述树脂。单体或单体混合物的聚合物,该单体或单体混合物的聚合物包含至少一种具有上述电离射线固化性基团的聚合性化合物的含氟(甲基)丙烯酸酯化合物;上述含氟(甲基)丙烯酸酯化合物中的至少一种与在分子中不含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物((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-乙基已基酯之类)的共聚物;氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、3,3,3-三氟丙烯、1,1,2-三氯-3,3,3-三氟丙烯、六氟丙烯之类的含氟单体的均聚物或共聚物等。还可以使用在这些共聚物中含有硅酮成分的含硅酮偏二氟乙烯共聚物。作为该情况下的硅酮成分,可示例出(聚)二甲基硅氧烷、(聚)二乙基硅氧烷、(聚)二苯基硅氧烷、(聚)甲基苯基硅氧烷、烷基改性(聚)二甲基硅氧烷、偶氮基含有(聚)二甲基硅氧烷、二甲基硅酮、苯基甲基硅酮、烷基·芳烷基改性硅酮、氟硅酮、聚醚改性硅酮、脂肪酸酯改性硅酮、含氢聚甲基硅氧烷、含硅烷醇基硅酮、含烷氧基硅酮、含苯酚基硅酮、甲基丙烯酸改性硅酮、丙烯酸改性硅酮、氨基改性硅酮、羧酸改性硅酮、甲醇改性硅酮、环氧改性硅酮、巯基改性硅酮、氟改性硅酮、聚醚改性硅酮等。它们之中,优选具有二甲基硅氧烷结构的化合物。
此外,由下述那样的化合物形成的非聚合物或聚合物也可作为氟系树脂使用。即,可以使用下述物质:使在分子中具有至少1个异氰酸酯基的含氟化合物与在分子中具有至少1个氨基、羟基、羧基之类的可以异氰酸酯基发生反应的官能团的化合物发生反应而得到的化合物;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-己内酯改性多元醇之类的含氟多元醇与具有异氰酸酯基的化合物发生反应而得到的化合物;等等。
此外,还可以在使用上述具有氟原子的聚合性化合物或聚合物的同时,混合使用上述功能层12中所记载那样的各粘合剂树脂。进一步地,还可适当使用用于使反应性基团等固化的固化剂、用于提高涂布性或赋予防污性的各种添加剂、溶剂。
在低折射率层54的形成中,优选使添加上述材料而成的低折射率层用组合物的粘度为可得到优选涂布性的0.5~5mPa·s(25℃)、优选为0.7~3mPa·s(25℃)的范围。由此能够实现可见光线的优异的抗反射层,并且能够形成均匀的、无涂布不均的薄膜,而且能够形成密合性特别优异的低折射率层。
低折射率层用组合物的固化手段可以与上述功能层12中说明的相同。在为了进行固化处理而应用加热手段的情况下,优选将热聚合引发剂添加到氟系树脂组合物中,该热聚合引发剂通过加热而产生例如自由基并引发聚合性化合物的聚合。
根据本实施方式,由于在将沿着从光学膜50的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层52的凹凸面52A的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度得到的值为0.7°以上1.4°以下,因而如第1实施方式中所说明,能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本。
(第3实施方式)
下面参照附图对本发明第3实施方式的光学膜进行说明。图8为本实施方式的光学膜的示意性构成图,图9为示出利用反射鲜明度测定装置对本实施方式的光学膜的反射鲜明度进行测定的模式的示意图。
《光学膜》
如图8所示,光学膜60至少具备透光性基材61和设置在透光性基材61上的功能层62。在透光性基材61的功能层62的界面附近,优选如图8所示形成了混在区域61A,该混在区域61A混在有透光性基材61与含有重均分子量为1000以下的光聚合性单体作为单体单元的树脂。
<透光性基材、混在区域>
透光性基材61和混在区域61A与第1实施方式中说明的透光性基材11和混在区域11A相同,因而省略其说明。
<功能层>
功能层在光学膜中为意图发挥出某种功能的层,具体地说,可以举出例如发挥出硬涂性、防反射性、抗静电性、或防污性等功能的层。功能层不仅可以为单层,也可以为2层以上层叠而成的层。本实施方式的功能层62作为硬涂层发挥出功能。本实施方式的功能层62为单层,且作为硬涂层发挥出功能,但功能层例如也可以由硬涂层与设置在硬涂层和透光性基材之间的其它功能层来构成。这种情况下,光学膜的表面(功能层的凹凸面)为硬涂层的表面。此外,功能层可以由第1硬涂层和第2硬涂层构成,第1硬涂层在表面具有凹凸,第2硬涂层设置在第1硬涂层上且用于调整第1硬涂层表面的凹凸,并且功能层也可以如第2实施方式所示由硬涂层和低折射率层构成,该硬涂层在表面具有凹凸,该低折射率层设置在硬涂层上且具有比硬涂层的折射率更低的低折射率。这种情况下,光学膜的表面(功能层的凹凸面)为第2硬涂层或低折射率层的表面。
功能层62具有构成光学膜60的表面的凹凸面62A。在光学膜60中,使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面62A的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面62A的反射鲜明度为80%以上。
使用0.5mm宽的光梳测定的反射鲜明度的上限优选为80%以下、更优选为70%以下。并且,使用0.5mm宽的光梳测定的反射鲜明度的下限优选为10%以上、更优选为20%以上。
使用2.0mm宽的光梳测定的反射鲜明度的下限优选为85%以上、更优选为90%以上。并且,使用2.0mm宽的光梳测定的反射鲜明度的上限在定义上为100%。
可通过基于JIS K7105的图像鲜明度的反射法的反射鲜明度测定装置,测定反射鲜明度。作为这样的测定装置,可以举出SUGA TEST INSTRUMENTS社制造的图像清晰度测定仪ICM-1T等。
如图9所示,反射鲜明度测定装置63具备光源64、狭缝65、透镜66、透镜67、光梳68和受光器69。反射鲜明度测定装置63中,从光源64发出且通过了狭缝65的光利用透镜66成为平行光,该平行光照射至光学膜60的凹凸面62A,经光学膜60的凹凸面62A反射的平行光利用透镜67聚焦,通过了光梳68的光被受光器69接收,基于被该受光器69受光的光量通过下式(7)计算出反射鲜明度C。
C(%)={(M-m)/(M+m)}×100…(7)
式(7)中,M为最高波高、m为最低波高。
光梳68能够沿着光梳68的长度方向移动、具有暗部和明部。光梳68的暗部和明部的宽度比为1:1。此处,在JIS K7105中,作为光梳,规定了宽为0.125mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm的4种光梳,但出于后述理由,在本发明中,使用了宽为0.5mm的光梳和宽为2.0mm的光梳。光学膜60按照经透镜66变成平行光的光以入射角45°入射到光学膜60的方式被配置。
在本发明中,使用0.5mm宽的光梳和2.0mm宽的光梳进行反射鲜明度的测定是由于下述理由。在光学膜的表面为凹凸面时,与平坦面相比,反射光的漫射性增强。即,漫反射光成分增加。在漫反射光存在一定程度以上时,由于干涉而产生的虹色发生混色并到达观察者,因而不会作为干涉条纹被识别出,能够抑制干涉条纹的发生。但是,若以正反射为基准的漫射角度过大的漫反射光成分存在一定程度以上,则到达人眼的反射光的量增加,因而可能会被人眼识别为白浊感。关于这一点,本发明人进行了深入研究,结果发现,在光学膜的表面,若具有适度的漫射角度的漫反射光成分存在有一定程度,则能够抑制干涉条纹的发生,并且从人眼的检知能力出发,也与正反射同等地不会识别出白浊感的产生。本发明人进一步发现,通过使用0.5mm宽的光梳和2.0mm宽的光梳这两种光梳对各反射鲜明度进行测定、评价,从而能够对于具有适度的漫射角度的漫反射光成分实质上以何种程度存在进行评价。具体地说,漫反射光成分越多,可以说反射鲜明度越低。漫反射光成分如上所述为能够抑制干涉条纹的发生成分,因而在本发明中使用0.5mm宽的光梳进行的测定中,将反射鲜明度规定为90%以下。但是,在使用0.5mm宽的光梳进行的测定中,即使将反射鲜明度规定为90%以下,在漫射角度过大的漫反射光成分多的情况下,反射鲜明度也为90%以下。在漫射角度过大的漫反射光成分多时,如上所述可能被识别为产生白浊感,因而漫射角度过大的漫反射光成分需要减少。此处,对于2.0mm宽的光梳来说,与0.5mm宽的光梳相比,其明部和暗部的宽度更宽,因而在基于透镜67的狭缝65的成像处于光梳的明部的情况下,具有适度的漫射角度的漫反射光成分透过明部,而漫射角度过大的反射光成分不会由暗部透过。并且,反之,在基于透镜67的狭缝65的成像处于光梳的暗部的情况下,具有适度的漫射角度的漫反射光成分不会由暗部透过,而漫射角度过大的反射光成分透过明部。因此,为了对漫射角度过大的反射光成分少的情况进行规定,在本发明中使用2.0mm宽的光梳进行的测定中,将反射鲜明度规定为80%以上。需要说明的是,在JIS K7105中定义了上述4种宽度的光梳,也考虑使用它们之中的宽度最窄的0.125mm宽的光梳和宽度最宽的2.0mm宽的光梳进行评价,但在使用0.125mm宽的光梳的情况下,欠缺可靠性,并不适于作为评价指标,因而在本发明中,利用JIS K7105中的0.5mm宽的光梳与宽度最宽的2.0mm宽的光梳进行评价,0.5mm宽的宽度狭窄度次于0.125mm。
在功能层62的凹凸面62A上,若将沿着光学膜60的膜面的法线方向N的截面上的凹凸面62A相对于膜面的倾斜角度设为表面角度,则优选表面角度为0.05°以上的区域的比例为50%以上。通过使表面角度为0.05°以上的区域的比例为50%以上,能够进一步抑制干涉条纹的发生。表面角度为0.05°以上的区域的比例的下限优选为55%以上、更优选为60%以上。并且,表面角度为0.05°以上的区域的比例的上限优选为95%以下、更优选为90%以下。表面角度通过使用与第1实施方式同样的装置对功能层62的凹凸面62A的表面形状进行测定而得到。
在功能层62的凹凸面62A中,优选粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.003以下。通过使粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.003以下,能够进一步降低白浊感、能够得到具有表面光泽感的光学膜。RΔq的下限优选为0.0005以上、更优选为0.001以上。此外,RΔq的上限优选为0.0025以下、更优选为0.002以下。粗糙度曲线的均方根斜率RΔq与第1实施方式同样地通过对凹凸面62A的表面形状进行测定而得到。
在功能层62的凹凸面62A中,由于与第1实施方式中说明的理由同样的理由,在将沿着从光学膜60的法线方向N倾斜10°的方向前进的平行光照射至功能层62的凹凸面62A的状态下,在包含法线方向N和平行光的行进方向T这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值优选为0.7°以上1.4°以下。反射光强度的角度分布可以如第1实施方式所说明利用公知的变角光度计(goniophotometer)进行测定。
由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的下限优选为0.8°以上、更优选为0.9°以上。并且,由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度所得到的值的上限优选为1.3°以下、更优选为1.2°以下。
在功能层62的凹凸面62A中,构成凹凸面62A的凹凸的平均间隔Sm优选为0.20mm以上0.60mm以下、更优选为0.22mm以上0.50mm以下。在功能层62的凹凸面62A中,构成凹凸面62A的凹凸的平均倾斜角θa优选为0.01°以上0.1°以下、更优选为0.04°以上0.08°以下。
在功能层62的凹凸面62A中,构成凹凸面62A的凹凸的算术平均粗糙度Ra优选为0.02μm以上0.10μm以下、更优选为0.04μm以上0.08μm以下。在功能层62的凹凸面62A中,构成凹凸面62A的凹凸的轮廓最大高度Ry优选为0.20μm以上0.60μm以下、更优选为0.25μm以上0.40μm以下。在功能层62的凹凸面62A中,构成凹凸面62A的凹凸的10点平均粗糙度Rz优选为0.15μm以上0.50μm以下、更优选为0.18μm以上0.30μm以下。
上述“Sm”、“Ra”、“Ry”和“Rz”的定义如第1实施方式中所记载。此外,Sm、θa、Ra、Ry、Rz可使用与第1实施方式相同的表面粗糙度测定仪(型号:SE-3400/(株)小坂研究所制造)通过第1实施方式中记载的测定条件进行测定。
如本实施方式这样,在功能层62为硬涂层的情况下,硬涂层的厚度优选为2.0μm以上7.0μm以下。硬涂层的厚度为该范围内时,能够得到所期望的硬度。并且能够谋求硬涂层的薄膜化、另外还能够抑制硬涂层的破裂或卷曲的发生。硬涂层的厚度可通过断面显微镜观察进行测定。硬涂层的厚度的下限更优选为3μm以上,上限更优选为5μm以下。
本发明中,在使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下(要件1)、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上(要件2)时,在光学膜中能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本。因而,只要按照满足要件1和2来酌情选择材料,对构成功能层的材料就没有特别限定。需要说明的是,在下文中,将使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上的凹凸面称为“特异凹凸面”。
特异凹凸面可通过对功能层的凹凸面中存在的凹凸的尺寸进行调整来得到。具有特异凹凸面的功能层62例如可通过第1实施方式中说明的方法(1)~(3)等来形成。它们之中,出于制造容易的原因,优选方法(1)。
上述方法(1)中,在光聚合性化合物聚合(交联)形成粘合剂树脂时,在不存在微粒的部分,光聚合性化合物发生固化收缩,因而整体地收缩。与此相对,在存在微粒的部分,微粒不发生固化收缩,因此仅微粒的上下所存在的光聚合性化合物发生固化收缩。由此,与不存在微粒的部分相比,存在微粒的部分的功能层的膜厚增厚,因而功能层的表面呈凹凸形状。从而,通过适当选择微粒的种类或粒径以及光聚合性化合物的种类、对涂膜形成条件进行调整,能够形成具有特异凹凸面62A的功能层62。
下面对作为硬涂层的功能层62包含微粒和粘合剂树脂的示例进行说明。例如,这样的包含微粒和粘合剂树脂的功能层62可通过上述方法(1)形成。
(微粒)
微粒可以为无机微粒或有机微粒的任一种,它们之中,例如优选二氧化硅(SiO2)微粒、氧化铝微粒、二氧化钛微粒、氧化锡微粒、锑掺杂氧化锡(简称;ATO)微粒、氧化锌微粒等无机氧化物微粒。无机氧化物微粒能够在功能层中形成凝聚体,能够通过该凝聚体的凝聚程度来形成特异凹凸面62A。
作为有机微粒,例如可举出塑料珠。作为塑料珠的具体例,可以举出与第1实施方式中记载的塑料珠同样的物质。
在有机微粒中,优选对于在上述固化收缩中微粒所具有的针对固化收缩的抵抗力进行了适度调整。在调整该针对收缩的抵抗力时,优选事先制作多个改变三维交联的程度而制成的含有硬度不同的有机微粒的光学膜,对光学膜的凹凸面的反射光强度的角度分布进行评价,从而选择适于形成特异凹凸面的交联程度。
作为微粒使用无机氧化物粒子的情况下,优选无机氧化物粒子被施以表面处理。通过对无机氧化物微粒实施表面处理,可以适当地控制微粒在功能层62中的分布,并且还能够谋求微粒本身的耐化学药品性和耐皂化性的提高。
作为表面处理,优选将微粒的表面制成疏水性的疏水化处理。这样的疏水化处理可通过使微粒的表面与硅烷类或硅氮烷类等表面处理剂发生化学反应来得到。作为具体的表面处理剂,例如可以举出二甲基二氯硅烷、硅油、六甲基二硅氮烷、辛基硅烷、十六烷基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰基硅烷、八甲基环四硅氧烷、聚二甲基硅氧烷等。在微粒为无机氧化物微粒的情况下,在无机氧化物微粒的表面存在有羟基,但通过实施上述那样的疏水化处理,无机氧化物微粒的表面存在的羟基减少、无机氧化物微粒通过BET法测得的比表面积减小,同时能够抑制无机氧化物微粒的过度凝聚,能够形成具有特异凹凸面的功能层。
在使用无机氧化物粒子作为微粒的情况下,优选无机氧化物微粒为非晶态。这是由于,在无机氧化物粒子为结晶性的情况下,由于该晶体结构中所含有的晶格缺陷,使得无机氧化物微粒的路易斯酸盐增强,可能无法控制无机氧化物微粒的过度凝聚。
在使用无机氧化物粒子作为微粒的情况下,优选无机氧化物微粒在功能层62中形成了凝聚体。该无机氧化物微粒的凝聚体在功能层62中优选具有无机氧化物微粒非块状而三维连接成的结构。作为无机氧化物微粒非块状而三维连接成的结构,例如可以举出笼状、线团状。即,作为固化后粘合剂树脂的光聚合性化合物在固化收缩时,具有无机氧化物微粒非块状而三维连接成的结构的凝聚体可容易地且具有均匀性地发生坍塌。从而可使凹凸面为非常平滑的面,因而,作为结果,不会成为具有陡峭斜面的凹凸面,能够形成具有特异凹凸面的功能层。需要说明的是,即使在如上所述使用有机树脂的情况下,只要适度地调整交联度,即能够形成具有特异凹凸面的功能层。
微粒相对于功能层62的含量没有特别限定,优选为0.1质量%以上5.0质量%以下。由于微粒的含量为0.1质量%以上,因而能够更为确实地形成特异凹凸面;并且由于微粒的含量为0.5质量%以下,因而凝聚体不会过度产生,能够抑制内部漫射和/或抑制在功能层的表面产生大的凹凸,从而能够抑制白浊感。微粒含量的下限更优选为0.5质量%以上,微粒含量的上限更优选为3.0质量%以下。
微粒在单粒子状态下的形状优选为球状。通过使微粒的单粒子为这样的球状,在将光学膜配置在图像显示装置的图像显示面时,能够得到对比度优异的图像。此处所说的“球状”是指例如包括正球状、椭圆球状等,但不包括所谓无定形的形状的含义。
在使用无机氧化物微粒作为微粒的情况下,无机氧化物微粒的平均一次粒径优选为1nm以上100nm以下。由于微粒的平均一次粒径为1nm以上,因而能够更容易地形成具有特异凹凸面的功能层;并且由于平均一次粒径为100nm以下,因而能够抑制由微粒引起的光的漫射,能够得到优异的暗室对比度。微粒的平均一次粒径的下限更优选为5nm以上、微粒的平均一次粒径的上限更优选为50nm以下。需要说明的是,微粒的平均一次粒径为使用图像处理软件由断面电子显微镜(优选TEM、STEM等透射型且倍率为5万倍以上的显微镜)的图像测定得到的值。
在使用有机微粒作为微粒的情况下,有机微粒通过改变折射率不同的树脂的共聚比例来减小与粘合剂树脂的折射率差,例如可容易地使之小于0.01,因而能够抑制由微粒引起的光的漫射。因此,平均一次粒径只要低于8.0μm、优选为5.0μm以下即可。
在使用无机氧化物微粒作为微粒的情况下,无机氧化物微粒的凝聚体的平均粒径优选为100nm以上2.0μm以下。若为100nm以上,则能够容易地形成特异凹凸面;并且若为2.0μm以下,则能够抑制由微粒的凝聚体引起的光的漫射,能够得到暗室对比度优异的光学膜的图像像显示装置。微粒的凝聚体的平均粒径的下限优选为200nm以上、上限优选为1.5μm以下。无机氧化物微粒的凝聚体的平均粒径利用与第1实施方式所记载的方法相同的方法进行测定。
在使用二氧化硅粒子作为微粒的情况下,在二氧化硅粒子中,从能够容易地形成具有特异凹凸面的功能层的方面考虑,优选气相法二氧化硅微粒。作为气相法二氧化硅微粒的市售品,可以举出NIPPON AEROSIL株式会社制造的AEROSIL R805等。
气相法二氧化硅微粒有显示出亲水性的二氧化硅微粒与显示出疏水性的二氧化硅微粒,它们之中,从水分吸收量少、容易分散在功能层用组合物中的方面考虑,优选显示出疏水性的二氧化硅微粒。疏水性的气相法二氧化硅可通过使气相法二氧化硅微粒的表面存在的硅烷醇基与上述那样的表面处理剂发生化学反应而得到。从容易得到上述那样的凝聚体的方面考虑,最优选对气相法二氧化硅进行辛基硅烷处理。
气相法二氧化硅微粒可形成凝聚体,但气相法二氧化硅微粒的凝聚体在功能层用组合物中并非为稠密的凝聚体,而形成笼状或线团状这样的十分稀疏的凝聚体。因此,气相法二氧化硅微粒的凝聚体在作为固化后粘合剂树脂的光聚合性化合物的固化收缩时可容易地且均匀地发生坍塌。从而能够形成具有特异凹凸面的功能层。
(粘合剂树脂)
粘合剂树脂与第1实施方式中说明的粘合剂树脂相同,因而在本实施方式中省略其说明。
(其它成分)
在功能层62中,此外还可根据需要添加溶剂干燥型树脂(热塑性树脂等仅通过对涂布时为调整固体成分而添加的溶剂进行干燥即可形成覆膜的树脂)、热固化性树脂。另外,溶剂干燥型树脂与第1实施方式中说明的溶剂干燥型树脂相同,因而在本实施方式中省略其说明。
《光学膜的制造方法》
对上述那样的光学膜60的制造方法进行更详细的说明。另外,在以下的说明中,是通过上述(1)的方法来形成功能层62的。
首先在透光性基材11的表面涂布功能层用组合物。作为功能层用组合物的涂布方法,可以举出旋涂、浸渍法、喷雾法、坡流涂布法、棒涂法、辊涂法、凹板印刷法、模涂法等公知的涂布方法。
<功能层用组合物>
功能层用组合物至少包含微粒、光聚合性化合物。此外还可根据需要在功能层用组合物中添加上述热塑性树脂、上述热固化性树脂、溶剂、聚合引发剂。进而,在功能层用组合物中,可以根据提高功能层的硬度、抑制固化收缩、控制折射率等目的,添加现有公知的分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增稠剂、防着色剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、粘接赋予剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂、易滑剂等。
(溶剂、聚合引发剂、流平剂)
溶剂、聚合引发剂以及流平剂与第1实施方式中说明的溶剂、聚合引发剂及流平剂相同,因而省略其说明。
如图8所示,在透光性基材61中的与功能层62的界面附近形成混在区域61A的情况下,作为溶剂使用包含渗透性溶剂的溶剂,该渗透性溶剂对透光性基材61的渗透性高、使透光性基材61溶解或溶胀;同时作为光聚合性化合物使用至少含有重均分子量为1000以下的光聚合性单体的物质。通过使用渗透性溶剂和光聚合性单体,不仅渗透性溶剂渗透到透光性基材11中,而且光聚合性单体也渗透到透光性基材11中,因而在透光性基材61中的与功能层62的界面附近能够形成混在有透光性基材61以及含有光聚合性单体作为单体单元的树脂的混在区域61A。渗透性溶剂与第1实施方式中说明的渗透性溶剂相同,因而省略其说明。
作为功能层用组合物的制备方法,只要能够将各成分均匀混合就没有特别限定,例如可使用涂料摇摆器、珠磨机、捏合机、混合器等公知的装置来进行。
在透光性基材61的表面涂布功能层用组合物之后,为了使涂膜状的功能层用组合物干燥,将其传输至经加热的区域,利用各种公知的方法使功能层用组合物干燥、使溶剂蒸发。此处,可通过对溶剂相对蒸发速度、固体成分浓度、涂布液温度、干燥温度、干燥风的风速、干燥时间、干燥区域的溶剂气氛浓度等进行选择来调整微粒凝聚体的分布状态。
通过选择干燥条件来调整微粒凝聚体的分布状态特别简便,为优选的。作为具体的干燥温度优选30℃~120℃、干燥风速优选0.2m/s~50m/s,通过进行1次或2次以上在该范围内适宜调整的干燥处理,能够将微粒凝聚体的分布状态调整成所期望的状态。
此外,在使功能层用组合物干燥时,渗透到透光性基材中的渗透性溶剂蒸发,而光聚合性化合物残存在透光性基材中。
其后对涂膜状的功能层用组合物照射紫外线等光,使光聚合性化合物聚合(交联),从而使功能层用组合物固化,形成功能层62,同时形成混在区域61A。
作为使功能层用组合物固化时的光,在使用紫外线的情况下,可以利用由超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧、氙弧、金属卤化物灯等发出的紫外线等。此外,作为紫外线的波长,可以使用190nm~380nm的波段。作为电子射线源的具体例,可以举出考克罗夫特-瓦尔顿(Cockcroft-Walton)型、范德格拉夫(Van de Graaff,バンデグラフト)型、共振变压器型、绝缘芯变压器型、或者直线型、地那米(Dynamitron)型、高频型等各种电子射线加速器。
《光学膜的物性》
光学膜60优选全光线透过率为85%以上。全光线透过率为85%以上时,在将光学膜60安装于图像显示装置的表面的情况下,可以进一步提高色彩再现性、可见性。全光线透过率更优选为90%以上。全光线透过率可以使用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号;HM-150)按照基于JIS K7361的方法进行测定。
光学膜60优选雾度低于1%。雾度低于1%时,可得到所期望的光学特性,可进一步提高将光学膜60设置于图像显示表面时的可见性。雾度更优选为0.5%以下、进一步优选为0.3%以下。雾度可以使用雾度计(村上色彩技术研究所制造,制品编号;HM-150)按照基于JIS K7136的方法进行测定。
光学膜60优选透过图像鲜明度在0.125mm光梳的条件下为75%以上95%以下,且透过图像鲜明度在2.0mm光梳的条件下为95%以上。透过图像鲜明度在0.125mm光梳的条件下为75%以上时,能够进一步提高在显示图像时的图像鲜明性,能够得到更为优异的画质。此外,在透过图像鲜明度为95%以下时,能够更为适宜地防止干涉条纹。透过图像鲜明度在0.125mm宽的光梳的条件下更优选为80%以上90%以下。另外,透过图像鲜明度在2.0mm光梳的条件下为95%以上时,能够进一步提高图像的鲜明性,并能够抑制外光的漫反射所致的白浊感。透过图像鲜明度可使用图像清晰度测定仪(SUGA TEST INSTRUMENTS制造,制品编号;ICM-1T)按照基于JIS K7105的图像鲜明度的透过法的方法进行测定。
光学膜60优选对比度比为80%以上、更优选为90%以上。对比度比为80%以上时,在将光学膜60安装于图像显示装置的表面的情况下,暗室对比度优异,能够进一步提高可见性。
根据本实施方式,由于使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面62A的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面62A的反射鲜明度为80%以上,因而基于上述理由,能够抑制干涉条纹的发生、并且观察不到白浊感。此外,由于能够利用功能层62的凹凸面62A抑制干涉条纹的发生,因而可使混在区域的厚度变薄。由此,能够使功能层的厚度变薄、能够谋求制造成本的降低。
在现有的防反射膜中,正反射、正透射以外的光被看做使画质劣化的光,在防反射膜存在漫射光这种情况本身以往被否定。例如,即使为了提高硬涂性等而需要添加微粒,以往也仅将防止由于上述微粒凝聚形成大粒径而产生漫射光作为着眼点来选择材料和制造条件等。即,对于防反射膜,以往为了防止漫射光产生以得到没有模糊的鲜明图像,制成平坦面是必要要件,而使漫射光产生之类的情况以往无论如何也不会加以考虑。因此,防反射膜在使用0.5mm宽的光梳测定反射鲜明度的情况下,防反射膜的反射鲜明度超过90%(参照图15的比较例1)。另一方面,在现有的防眩膜由于防止外部屏幕图像的映入这一点为防眩膜本身的作用,因此,映入到观察者的外部屏幕图像确实地发生漫射这一点为必要要件。因此,防眩膜在使用2.0mm宽的光梳测定反射鲜明度的情况下,防眩膜的反射鲜明度小于80%(参照图15的比较例2、3)。因而,比照现有的防反射膜或防眩膜的技术水平,可以说通过使使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下、并且使使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上而发挥出的上述效果为超出可预测范围的显著效果。
《偏振片、液晶面板、图像显示装置》
如图10~图12所示,光学膜10与第1实施方式同样地例如可装入到偏振片70、液晶面板80、图像显示装置90中进行使用。在图10~12中,与图3~图5赋予同样的符号的部件表示与第1实施方式中说明的部件同样的部件。
(第4实施方式)
下面参照附图对本发明第4实施方式的其它光学膜进行说明。图13为本实施方式的光学膜的示意性构成图。
《光学膜》
如图13所示,光学膜100至少具备透光性基材101与设置在透光性基材101上的功能层102。透光性基材101与上述透光性基材61相同,因而在本实施方式中省略其说明。需要说明的是,在透光性基材101的功能层102的界面附近(与后述硬涂层103的界面附近),优选如图13所示形成了混在有透光性基材102与硬涂层103的粘结剂树脂的成分的混在区域101A。
(功能层)
功能层102由硬涂层103以及设置在硬涂层103上的低折射率层104构成。功能层102具有构成光学膜100的表面的凹凸面102A,该功能层102的凹凸面102A形成低折射率层104的表面。
与光学膜60同样地,光学膜100使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面102A的反射鲜明度也为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面102A的反射鲜明度也为80%以上。需要说明的是,反射鲜明度利用第3实施方式中说明的方法进行测定。
使用0.5mm宽的光梳测定的反射鲜明度的上限优选为80%以下、更优选为70%以下。并且,使用0.5mm宽的光梳测定的反射鲜明度的下限优选为10%以上、更优选为20%以上。
使用2.0mm宽的光梳测定的反射鲜明度的下限优选为85%以上、更优选为90%以上。并且,使用2.0mm宽的光梳测定的反射鲜明度的上限优选为100%以下、更优选为95%以下。
另外,在功能层102的凹凸面102A中,优选表面角度为0.05°以上的区域的比例、RΔq、由1/100角度宽减去1/2角度宽的幅度得到的值、Sm、θa、Ra、Ry、Rz与功能层102的凹凸面102A中相同。
(硬涂层)
硬涂层103与功能层62相同,因而在本实施方式中省略其说明。其中,与功能层102不同,硬涂层103的表面也可以不是使用0.5mm宽的光梳测定的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的反射鲜明度为80%以上的情况。
(低折射率层)
低折射率层104与第1实施方式中说明的低折射率层54相同,因而在本实施方式中省略其说明。
根据本实施方式,由于使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面102A的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面102A的反射鲜明度为80%以上,因而如第1实施方式中所说明那样,能够抑制干涉条纹的发生、观察不到白浊感、且能够降低制造成本。
【实施例】
为了详细说明本发明,下面举出实施例进行说明,但本发明并不限于这些记载。
《实施例A》
<硬涂层用组合物的制备>
首先按如下所示组成混配各成分,得到硬涂层用组合物。
(硬涂层用组合物A1)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):1质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(产品名:TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
需要说明的是,上述气相法二氧化硅为进行了辛基硅烷处理(利用辛基硅烷,将气相法二氧化硅表面的硅烷醇基置换为辛基甲硅烷基而进行疏水化的处理)的气相法二氧化硅。
(硬涂层用组合物A2)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造)1.5质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬涂层用组合物A3)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):0.5质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(产品名:TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬涂层用组合物A4)
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬涂层用组合物A5)
·有机微粒(亲水化处理丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、平均粒径2.0μm、折射率1.515、积水化成品工业社制造):3质量份
·气相法二氧化硅(甲基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):1质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬膜用组合物A6)
·有机微粒(亲水化处理丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、平均粒径2.0μm、折射率1.55、积水化成品工业社制造):3质量份
·气相法二氧化硅(甲基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):1质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬膜用组合物A7)
·有机微粒(非亲水化处理丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、平均粒径3.5μm、折射率1.55、积水化成品工业社制造):8质量份
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(产品名:PETIA、Daicel·SciTech社制造):80质量份
·异氰脲酸EO改性三丙烯酸酯(产品名:M-315、东亚合成社制造):20质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:120质量份
·环己酮:30质量份
<低折射率层用组合物的制备>
按如下所示组成混配各成分,得到低折射率层用组合物。
(低折射率层用组合物)
·中空二氧化硅微粒(中空二氧化硅微粒的固体成分:20质量%、溶液:甲基异丁基酮、平均粒径:50nm):40质量份
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(产品名:PETIA、Daicel·SciTech社制造):10质量份
·聚合引发剂(Irgacure 127;BASF Japan社制造):0.35质量份
·改性硅油(X22164E;信越化学工业社制造):0.5质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):320质量份
·丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA):161质量份
<实施例A1>
准备作为透光性基材的厚度60μm的三乙酸纤维素树脂膜(富士胶片社制造,TD60UL),在三乙酸纤维素树脂膜的单面涂布硬涂层用组合物1,形成涂膜。接下来,对于所形成的涂膜,以0.2m/s的流速使70℃的干燥空气流通15秒后,进一步以10m/s的流速使70℃的干燥空气流通30秒来进行干燥,从而使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为100mJ/cm2照射紫外线,使涂膜固化,从而形成4μm厚度(固化时)的硬涂层,制作实施例A1的光学膜。
<实施例A2>
在实施例A2中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,除此以外,与实施例A1同样地制作光学膜。
<实施例A3>
在实施例A3中,除了使紫外线的累积光量为50mJ/cm2以外,与实施例1同样地在三乙酸纤维素树脂膜上形成硬涂层。接下来,在硬涂层的表面按照干燥后(40℃×1分钟)的膜厚为0.1μm涂布低折射率层用组合物,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下以累积光量100mJ/cm2进行紫外线照射使其固化形成低折射率层,制作实施例A3的光学膜。
<实施例A4>
在实施例A4中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,除此以外,与实施例A3同样地制作光学膜。
<实施例A5>
在实施例A5中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物3,除此以外,与实施例A1同样地制作光学膜。
<比较例A1>
在比较例A1中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物4,除此以外,与实施例A1同样地制作光学膜。
<比较例A2>
在比较例A2中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物5,除此以外,与实施例A3同样地制作光学膜体。
<比较例A3>
在比较例A3中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物6,除此以外,与实施例A1同样地制作光学膜。
<比较例A4>
在比较例A4中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物7、使固化时的硬涂层的膜厚为5μm,除此以外,与实施例A1同样地制作光学膜。
<反射光强度的角度分布测定>
在实施例A1~A5和比较例A1~A4中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴用于防止背面反射的黑亚克力(丙烯酸)板,制成样品。将样品的硬涂层或低折射率层侧朝向光源设置于变角光度计(型号:GP-200、村上色彩技术研究所社制造),在下述条件下测定反射光强度的角度分布。
入射角:10°
倾斜角:0°
受光范围:5°~15°(正反射方向±5°)、数据间隔:0.1°
VS1(光束光圈):0.5
VS3(受光光圈):4.0
需要说明的是,图14为表示实施例A1、A2、A5和比较例A1、A3、A4的光学膜的反射光强度的角度分布的曲线图。
并且使用所得到的反射强度的角度分布求出1/100角度宽和1/2角度宽,求出由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值。
<表面角度、均方根斜率RΔq的测定>
在实施例和比较例中得到的各光学膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴玻璃板制成样品,使用白色干涉显微镜(New View6300、Zygo社制造),在下述条件下进行光学膜的表面形状的测定·解析。需要说明的是,解析软件使用MetroPro ver8.3.2的Microscope Application。
[测定条件]
物镜:2.5倍
变焦:2倍
数据点数:992×992点
分辨率(每1点的间隔):2.2μm
[解析条件]
Removed:None
Filter:HighPass
FilterType:GaussSpline
Low wavelength:300μm
利用上述条件,可得到利用取样长度值300μm的高通滤波器除去了波纹成分(うねり成分)的凹凸形状。
Remove spikes:on
Spike Height(xRMS):2.5
利用上述条件,可除去尖峰状的噪声。
接下来,利用上述解析软件(MetroPro ver8.3.2-Microscope Application)来显示SlopeX MAP画面(x方向斜率的表示),表示出rms。该rms相当于均方根斜率RΔq。
此外求出遍及整个面的各点的斜率Δi,通过上述式(3)将斜率Δi换算成表面角度θi,由此计算出表面角度θi的绝对值为0.05°以上的区域的比例。
<Sm、θa、Ra、Ry、和Rz的测定>
对于实施例A1~A5和比较例A1~A4中得到的各光学膜的表面(在无低折射率层的情况下为硬涂层的表面、在有低折射率层的情况下为低折射率层的表面)进行Sm、θa、Ra、Ry、和Rz的测定。Sm、Ra、Ry和Rz的定义基于JIS B0601-1994中的定义,θa基于表面粗糙度测定仪:SE-3400/(株)小坂研究所制操作说明书(1995.07.20修订)中的定义。
具体地说,使用表面粗糙度测定仪(型号:SE-3400/(株)小坂研究所制造),按照下述测定条件对Sm、θa、Ra、Ry和Rz进行测定。
1)表面粗糙度检出部的触针((株)小坂研究所制造的商品名SE2555N(2μ标准))
·前端曲率半径2μm、顶角90度、材质金刚石
2)表面粗糙度测定仪的测定条件
·基准长度(粗糙度曲线的取样长度值λc):2.5mm
·评定长度(基准长度(取样长度值λc)×5):12.5mm
·触针的进给速度:0.5mm/s
·预备长度:(取样长度值λc)×2
·纵倍率:2000倍
·横倍率:10倍
<干涉条纹观察评价>
在实施例A1~A5和比较例A1~A4中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴用于防止背面反射的黑亚克力(丙烯酸)板,从硬涂层或低折射率层侧对各光学膜进行光照射,目视进行观察。作为光源使用Funatech社制造的干涉条纹检査灯(钠灯)。按下述基准对干涉条纹的发生进行评价。
◎:未确认到干涉条纹。
○:稍微确认到干涉条纹,但为没有问题的水平。
×:清晰地确认到干涉条纹。
<白浊感观察评价>
在实施例A1~A5和比较例A1~A4中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴黑亚克力(丙烯酸)板,在暗室中在台式灯(3波长荧光灯管)下对白浊感进行观察,按下述基准进行评价。
○:观察不到发白。
×:观察到发白。
下面将结果列于表1。
如表1所示,在比较例A1~A4中,由于不满足由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值为0.7°以上1.4°以下这一要件,因而观察到了干涉条纹和白浊感中的任一者。与此相对,如表1所示,在实施例A1~A5中,由于满足由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值为0.7°以上1.4°以下这一要件,因而未确认到干涉条纹、或稍微确认到干涉条纹但为没有问题的水平,并且观察不到白浊感。
《实施例B》
<硬涂层用组合物的制备>
首先按如下所示组成混配各成分,得到硬涂层用组合物。
(硬涂层用组合物B1)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):1质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(产品名:TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
需要说明的是,上述气相法二氧化硅为进行了辛基硅烷处理(利用辛基硅烷,将气相法二氧化硅表面的硅烷醇基置换为辛基甲硅烷基而进行疏水化的处理)的气相法二氧化硅。
(硬涂层用组合物B2)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造)1.5质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬涂层用组合物B3)
·气相法二氧化硅(辛基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):0.5质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(产品名:TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬涂层用组合物B4)
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬膜用组合物B5)
·有机微粒(亲水化处理丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、平均粒径2.0μm、折射率1.55、积水化成品工业社制造):3质量份
·气相法二氧化硅(甲基硅烷处理、平均粒径12nm、NIPPON AEROSIL社制造):1质量份
·季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)(产品名:PETA、Daicel·SciTech社制造):60质量份
·聚氨酯丙烯酸酯(产品名:UV1700B、日本合成化学社制造,重均分子量2000、官能团数10):40质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:105质量份
·异丙醇:30质量份
·环己酮:15质量份
(硬膜用组合物B6)
·有机微粒(非亲水化处理丙烯酸-苯乙烯共聚物粒子、平均粒径3.5μm、折射率1.55、积水化成品工业社制造):8质量份
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(产品名:PETIA、Daicel·SciTech社制造):80质量份
·异氰脲酸EO改性三丙烯酸酯(产品名:M-315、东亚合成社制造):20质量份
·聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan社制造):5质量份
·聚醚改性硅酮(TSF4460、Momentive Performance Materials社制造):0.025质量份
·甲苯:120质量份
·环己酮:30质量份
<低折射率层用组合物的制备>
按如下所示组成混配各成分,得到低折射率层用组合物。
(低折射率层用组合物)
·中空二氧化硅微粒(中空二氧化硅微粒的固体成分:20质量%、溶液:甲基异丁基酮、平均粒径:50nm):40质量份
·季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)(产品名:PETIA、Daicel·SciTech社制造):10质量份
·聚合引发剂(Irgacure 127;BASF Japan社制造):0.35质量份
·改性硅油(X22164E;信越化学工业社制造):0.5质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):320质量份
·丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA):161质量份
<实施例B1>
准备作为透光性基材的厚度60μm的三乙酸纤维素树脂膜(富士胶片社制造,TD60UL),在三乙酸纤维素树脂膜的单面涂布硬涂层用组合物1,形成涂膜。接下来,对于所形成的涂膜,以0.2m/s的流速使70℃的干燥空气流通15秒后,进一步以10m/s的流速使70℃的干燥空气流通30秒来进行干燥,从而使涂膜中的溶剂蒸发,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下按照累积光量为100mJ/cm2照射紫外线,使涂膜固化,从而形成4μm厚度(固化时)的硬涂层,制作实施例B1的光学膜。
<实施例B2>
在实施例B2中,不使用硬涂层用组合物1而使用硬涂层用组合物2,除此以外,与实施例B1同样地制作光学膜。
<实施例B3>
在实施例B3中,使紫外线的累积光量为50mJ/cm2,除此以外,与实施例1同样地在三乙酸纤维素树脂膜上形成硬涂层。接下来,在硬涂层的表面按照干燥后(40℃×1分钟)的膜厚为0.1μm涂布低折射率层用组合物,在氮气气氛(氧浓度200ppm以下)下以累积光量100mJ/cm2进行紫外线照射使其固化形成低折射率层,制作实施例B3的光学膜。
<实施例B4>
在实施例B4中,不使用硬涂层用组合物B1而使用硬涂层用组合物B2,除此以外,与实施例B3同样地制作光学膜。
<实施例B5>
在实施例B5中,不使用硬涂层用组合物B1而使用硬涂层用组合物B3,除此以外,与实施例B1同样地制作光学膜。
<比较例B1>
在比较例B1中,不使用硬涂层用组合物B1而使用硬涂层用组合物B4,除此以外,与实施例B1同样地制作光学膜。
<比较例B2>
在比较例B2中,不使用硬涂层用组合物B1而使用硬涂层用组合物B5,除此以外,与实施例B1同样地制作光学膜体。
<比较例B3>
在比较例B3中,不使用硬涂层用组合物B1而使用硬涂层用组合物B6、使固化时的硬涂层的膜厚为5μm,除此以外,与实施例B1同样地制作光学膜。
<反射鲜明度的测定>
在实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜中的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴用于防止背面反射的黑亚克力(丙烯酸)板,制成样品。按照基于JIS K7105反射法的图像鲜明度的测定法,将图像清晰度测定仪(型号:ICM-1T、SUGA TEST INSTRUMENTS社制造)设定为45度反射,将样品的硬涂层或低折射率层侧朝向光源进行设置,对反射鲜明度进行测定。作为光梳使用0.5mm宽、2.0mm宽的光梳,分别测定反射鲜明度;为了进行参考,也在0.125mm宽、0.25mm宽、1.0mm宽的光梳条件下进行了反射鲜明度的测定。并将测得的反射鲜明度制成曲线图(图15)。需要说明的是,0.25mm宽的光梳在JIS K7105中未定义。
<表面角度、均方根斜率RΔq的测定>
在实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴玻璃板制成样品,使用白色干涉显微镜(NewView6300、Zygo社制造),在与实施例A同样的条件下进行光学膜的表面形状的测定·解析。需要说明的是,解析软件使用MetroPro ver8.3.2的Microscope Application。
接下来,利用上述解析软件(MetroPro ver8.3.2-Microscope Application)来显示SlopeX MAP画面(x方向斜率的表示),表示出rms。该rms相当于均方根斜率RΔq。
此外求出遍及整个面的各点的斜率Δi,通过上述式(3)将斜率Δi换算成表面角度θi,由此计算出表面角度θi的绝对值为0.05°以上的区域的比例。
<反射光强度的角度分布测定>
在实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜中的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴用于防止背面反射的黑亚克力(丙烯酸)板,制成样品。将样品的硬涂层或低折射率层侧朝向光源设置于变角光度计(型号:GP-200、村上色彩技术研究所社制造),在与实施例A相同的条件下测定反射光强度的角度分布。
并且使用所得到的反射强度的角度分布求出1/100角度宽和1/2角度宽,求出由1/100角度宽减去1/2角度宽得到的值。
<Sm、θa、Ra、Ry、和Rz的测定>
对于实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的表面(在无低折射率层的情况下为硬涂层的表面、在有低折射率层的情况下为低折射率层的表面)进行Sm、θa、Ra、Ry和Rz的测定。Sm、Ra、Ry和Rz的定义为基于JIS B0601-1994中的定义,θa为基于表面粗糙度测定仪:SE-3400/(株)小坂研究所制操作说明书(1995.07.20修订)中的定义。
具体地说,使用表面粗糙度测定仪(型号:SE-3400/(株)小坂研究所制造),在与实施例A相同的测定条件下对Sm、θa、Ra、Ry和Rz进行测定。
<干涉条纹观察评价>
在实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜中的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴用于防止背面反射的黑亚克力(丙烯酸)板,从硬涂层或低折射率层侧对各光学膜进行光照射,目视进行观察。作为光源使用Funatech社制造的干涉条纹检査灯(钠灯)。按下述基准对干涉条纹的发生进行评价。
◎:未确认到干涉条纹。
○:稍微确认到干涉条纹,但为没有问题的水平。
×:清晰地确认到干涉条纹。
<白浊感观察评价>
在实施例B1~B5和比较例B1~B3中得到的各光学膜的三乙酸纤维素树脂膜的与形成有硬涂层的面相反一侧的面上,藉由透明粘着剂粘贴黑亚克力(丙烯酸)板,在暗室中在台式灯(3波长荧光灯管)下对白浊感进行观察,按下述基准进行评价。
○:观察不到发白。
×:观察到发白。
下面将结果列于表2和表3。
如表2和图15所示,在比较例B1~B3中,由于不满足使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上这一要件,因而观察到了干涉条纹和白浊感中的任一者。与此相对,如表2和图15所示,在实施例B1~B5中,由于满足使用0.5mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的凹凸面的反射鲜明度为80%以上这一要件,因而未确认到干涉条纹、或稍微确认到干涉条纹但为没有问题的水平,并且观察不到白浊感。
【符号的说明】
10、50、60、100…光学膜
11、51、61、101…透光性基材
11A、51A、61A、101A…混在区域
12、52、62、102…功能层
12A、52A、62A、102A…凹凸面
53、103…硬涂层
54、104…低折射率层
20、70…偏振片
21…偏振元件
30、80…液晶面板
40、90…图像显示装置
Claims (15)
1.一种光学膜,其为具备透光性基材和设置在所述透光性基材上的功能层的光学膜,其中,
所述功能层具有凹凸面,该凹凸面形成光学膜的表面;
在将沿着从所述光学膜的法线方向倾斜10°的方向前进的平行光照射至所述功能层的所述凹凸面的状态下,在包含所述法线方向和所述平行光的行进方向这两个方向的平面内测定的反射光强度的角度分布中,由被测定为最高反射光强度的1/100以上的反射光强度的角度域的宽度减去被测定为最高反射光强度的1/2以上的反射光强度的角度域的宽度所得到的值为0.7°以上1.4°以下。
2.一种光学膜,其为具备透光性基材和设置在所述透光性基材上的功能层的光学膜,其中,
所述功能层具有凹凸面,该凹凸面形成光学膜的表面;
使用0.5mm宽的光梳测定的所述凹凸面的反射鲜明度为90%以下、且使用2.0mm宽的光梳测定的所述凹凸面的反射鲜明度为80%以上。
3.如权利要求1所述的光学膜,其中,所述功能层具备硬涂层,所述硬涂层的表面形成为所述凹凸面。
4.如权利要求2所述的光学膜,其中,所述功能层具备硬涂层,所述硬涂层的表面形成为所述凹凸面。
5.如权利要求1所述的光学膜,其中,所述功能层具备硬涂层以及低折射率层,该低折射率层设置在所述硬涂层上、且具有低于所述硬涂层的折射率;所述低折射率层的表面形成为所述凹凸面。
6.如权利要求2所述的光学膜,其中,所述功能层具备硬涂层以及低折射率层,该低折射率层设置在所述硬涂层上、且具有低于所述硬涂层的折射率;所述低折射率层的表面形成为所述凹凸面。
7.如权利要求3至6任一项所述的光学膜,其中,所述硬涂层包含微粒和粘合剂树脂。
8.如权利要求7所述的光学膜,其中,所述微粒为无机氧化物微粒。
9.如权利要求8所述的光学膜,其中,所述无机氧化物微粒为表面进行了疏水化处理的无机氧化物微粒。
10.如权利要求8所述的光学膜,其中,所述无机氧化物微粒在所述硬涂层内形成有凝聚体,所述凝聚体的平均粒径为100nm以上2.0μm以下。
11.一种偏振片,其特征在于,其具备权利要求1至6任一项所述的光学膜以及偏振元件,该偏振元件在所述光学膜的所述透光性基材的与形成有所述功能层的面相反一侧的面上形成。
12.一种液晶显示面板,其具备权利要求1至6任一项所述的光学膜。
13.一种液晶显示面板,其具备权利要求11所述的偏振片。
14.一种图像显示装置,其具备权利要求1至6任一项所述的光学膜。
15.一种图像显示装置,其具备权利要求11所述的偏振片。
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