TW202313334A - 硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種兼顧有表面之耐磨耗性與耐彎折性的硬塗薄膜。
本發明硬塗薄膜(10)係於光透射性基材(A)(11)之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)(12)、光學機能層(C)(13)及防污層(D)(14)。防污層(D)(14)包含氟作為元素。光透射性基材(A)(11)之平均厚度dS[µm]、硬塗層(B)(12)之平均厚度dH[µm]及光學機能層(C)(13)之平均厚度dI[µm]滿足下述數學式(1)及(2)之關係。
0.2≦dH×dI≦4 (1)
0.02≦(dH+dI)/dS≦0.62 (2)
Description
本發明涉及硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置。
硬塗薄膜係一於薄膜表面設置硬塗層而提高了表面強度等之薄膜，廣泛用於影像顯示裝置上(專利文獻1等)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2008-221746號公報
發明欲解決之課題
近年來，具有可撓性之撓性顯示器裝置等的需求日益漸高。於所述用途使用硬塗薄膜時，不僅必須有表面之耐磨耗性，還必須有耐彎折性。
因此，本發明目的在於提供兼顧有表面之耐磨耗性與彎折性之硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置。
用以解決課題之手段
為達成前述目的，本發明硬塗薄膜之特徵在於：
其係於光透射性基材(A)之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)；
前述防污層(D)包含氟作為元素；
前述光透射性基材(A)、前述硬塗層(B)及前述光學機能層(C)之平均厚度滿足下述數學式(1)及(2)之關係；
0.2≦dH×dI≦4 (1)
0.02≦(dH+dI)/dS≦0.62 (2)
前述數學式(1)及(2)中，
dS係前述光透射性基材(A)之平均厚度[µm]，
dH係前述硬塗層(B)之平均厚度[µm]，
dI係前述光學機能層(C)之平均厚度[µm]。
本發明光學構件係包含本發明硬塗薄膜的光學構件。
本發明影像顯示裝置係包含本發明硬塗薄膜或本發明光學構件的影像顯示裝置。
發明效果
根據本發明，可提供兼顧有表面之耐磨耗性與耐彎折性的硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置。
接下來，舉例進一步具體說明本發明。惟，本發明不受以下說明任何限定。
本發明硬塗薄膜中，例如在前述防污層(D)之與前述基材(A)相反側之面的表面粗度亦可在1~10nm之範圍。
本發明硬塗薄膜中，例如前述硬塗層(B)之平均厚度亦可在2~12µm之範圍。
本發明硬塗薄膜中，例如前述光透射性基材(A)之平均厚度亦可為100µm以下。
本發明硬塗薄膜中，例如前述防污層(D)之平均厚度亦可在1~30nm之範圍。
本發明硬塗薄膜中，例如前述硬塗層(B)亦可包含有選自於由有機樹脂、氧化矽、氧化鈦及氧化鋯所構成群組中之至少一者。
本發明光學構件亦可為例如偏光板。
在本發明影像顯示裝置中，例如亦可為：
前述硬塗薄膜係於前述光透射性基材(A)之僅一面上按順序積層有前述硬塗層(B)、前述光學機能層(C)及前述防污層(D)，且
於前述光透射性基材(A)之另一面上積層有黏接著層；且
前述硬塗薄膜係藉由前述黏接著層貼附於包含玻璃之構件或塑膠薄膜上。
此外，本發明中，「重量」與「質量」只要未特別說明，便定為可彼此相互替換適用。例如，「質量份」可替換適用為「重量份」，「重量份」可替換適用為「質量份」」，「質量%」可替換適用為「重量%」，且「重量%」可替換適用為「質量%」。
[1.硬塗薄膜]
本發明硬塗薄膜如前述，其特徵在於：
其係於光透射性基材(A)之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)；
前述防污層(D)包含氟作為元素；
前述光透射性基材(A)、前述硬塗層(B)及前述光學機能層(C)之平均厚度滿足下述數學式(1)及(2)之關係。
0.2≦dH×dI≦4 (1)
0.02≦(dH+dI)/dS≦0.62 (2)
前述數學式(1)及(2)中，
dS係前述光透射性基材(A)之平均厚度[µm]，
dH係前述硬塗層(B)之平均厚度[µm]，
dI係前述光學機能層(C)之平均厚度[µm]。
[1-1.硬塗薄膜之構成等]
圖1之截面圖中係示意顯示本發明硬塗薄膜之構成之一例。如圖所示，該硬塗薄膜10係於光透射性基材(A)11之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)12、光學機能層(C)13及防污層(D)14。防污層(D)14包含氟作為元素。該圖中，dS係光透射性基材(A)11之平均厚度[µm]。dH係硬塗層(B)12之平均厚度[µm]。dI係光學機能層(C)13之平均厚度[µm]。dF係防污層(D)14之平均厚度[µm]。光透射性基材(A)11之平均厚度dS[µm]、硬塗層(B)12之平均厚度dH[µm]及光學機能層(C)13之平均厚度dI[µm]滿足前述數學式(1)及(2)之關係。
此外，在本發明中，「於...上」或「於...面上」可為直接接觸...上或直接接觸...面上之狀態，亦可為隔著其他層等之狀態。
圖2之截面圖中係示意顯示本發明硬塗薄膜之另一例。如圖所示，該硬塗薄膜10A係於光透射性基材(A)11之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)12、光學機能層(C)13及防污層(D)14。防污層(D)14包含氟作為元素。圖1中，各層之表面係平坦的，而圖2中，於硬塗層(B)12之與光透射性基材(A)11相反側之表面上形成有凹凸。形成於硬塗層(B)12上之光學機能層(C)13及防污層(D)14之表面亦具有與硬塗層(B)12表面相同之凹凸形狀。又，圖2中，硬塗層(B)12包含粒子。如圖所示，硬塗層(B)12係於樹脂層12a中包含有粒子12b而形成。
此外，在本發明中，「於...上」或「於...面上」可為直接接觸...上或直接接觸...面上之狀態，亦可為隔著其他層等之狀態。例如，圖1及2中，光透射性基材(A)11、硬塗層(B)12、光學機能層(C)13及防污層(D)14係直接積層，但亦可如後述隔著其他層積層。
本發明硬塗薄膜中，前述(A)~(D)之各層例如可如圖1般為平坦的，亦可例如如圖2般形成有凹凸。
本發明硬塗薄膜中，前述(A)~(D)之各層的「平均厚度」之測定方法無特別限定，例如可使用線性量規、TEM(穿透型電子顯微鏡)、X射線螢光等來測定，具體而言例如可以後述實施例中記載之方法來測定。又，例如即使於各層(例如前述硬塗層(B))之表面有凹凸且各部之厚度有參差時，例如在1µm平方視野的拍攝影像測定任意3點之厚度，進而同樣地在1µm平方之視野測定5處，並將合計15點之厚度的測定結果平均後，將所得數值作為平均厚度，便可測定平均厚度。
如前述，本發明硬塗薄膜滿足下述數學式(1)。亦即，前述硬塗層(B)之平均厚度dH[µm]與前述光學機能層(C)之平均厚度dI[µm]之積在0.2~4之範圍。
0.2≦dH×dI≦4 (1)
當前述硬塗層(B)之平均厚度dH[µm]與前述光學機能層(C)之平均厚度dI[µm]之乘積dH×dI小於0.2時，硬塗薄膜之機械強度會降低，而耐磨耗性會不足。該dH[µm]×dI[µm]大於4時，硬塗薄膜會變得太硬而韌性不足，因此耐彎折性不足，而恐於彎折時造成硬塗薄膜的破壞。dH[µm]×dI[µm]例如可為0.2以上、0.3以上、0.4以上或0.5以上，且例如可為4.0以下、3.5以下、3.0以下或2.5以下，例如亦可為0.2~4.0、0.3~3.5、0.4~3.0或0.5~2.5。
如前述，本發明硬塗薄膜滿足下述數學式(2)。即，將前述硬塗層(B)之平均厚度dH[µm]與前述硬塗層(B)之平均厚度dH[µm]相加並除以前述光透射性基材(A)之平均厚度dS[µm]所得之數值在0.02~0.62之範圍。
0.02≦(dH+dI)/dS≦0.62 (2)
(dH[µm]+dI[µm])/dS[µm]小於0.02，意指硬塗薄膜中，相對於確保硬度之前述硬塗層(B)之厚度與前述光學機能層(C)之厚度的合計，彈性模數較前述硬塗層(B)及前述光學機能層(C)低之前述光透射性基材(A)之厚度在比率上過大。為所述情況時，藉由硬塗薄膜整體中強度較弱之構件佔構成之大部分，可降低耐磨耗性。另一方面，(dH[µm]+dI[µm])/dS[µm]大於0.62時，硬塗薄膜整體中硬度大之部分所佔之比率會過大，故耐彎折性會變低。(dH[µm]+dI[µm])/dS[µm]例如可為0.02以上、0.03以上、0.04以上或0.05以上，且例如可為0.6以下、0.5以下、0.4以下或0.3以下，例如亦可為0.02~0.6、0.03~0.5、0.04~0.4或0.05~0.3。
又，本發明硬塗薄膜可包含有前述光透射性基材(A)、前述硬塗層(B)、前述光學機能層(C)及前述防污層(D)以外之其他層，亦可不包含。例如，前述光透射性基材(A)、前述硬塗層(B)、前述光學機能層(C)及前述防污層(D)各自可直接積層，亦可隔著黏接著層等其他層積層。又，例如可於前述防污層(D)之外側積層有其他層，亦可未積層有其他層。
此外，本發明中，「黏接著層」意指「黏著層或接著層」。「黏著層」意指「藉由黏著劑形成之層」。「接著層」意指「藉由接著劑形成之層」。一般而言，有時會將接著力(黏著力)較小而可將被黏著體再剝離者稱為「黏著劑」，且將接著力(黏著力)較大而無法或難以將被黏著體再剝離者稱為「接著劑」，藉此來區別。本發明中，將接著力(黏著力)較小者稱為「黏著劑」，且將接著力(黏著力)較大者稱為「接著劑」，但兩者無明確區別。
前述黏接著層亦可為例如藉由黏著劑(黏著劑組成物)形成之黏著層。前述黏著層之厚度無特別限定，例如可為5µm以上、10µm以上、20µm以上或25µm以上，且例如可為50µm以下、40µm以下、30µm以下、25µm以下或20µm以下。前述黏著劑無特別限定，可舉例如(甲基)丙烯酸系聚合物等。該等例如亦可使其溶解或分散於溶劑中做成溶液或分散液之形態，再將其作為前述黏著劑(黏著劑組成物)來使用。前述溶劑可舉例如乙酸乙酯等，可僅使用1種亦可併用複數種。前述溶液或分散液中之溶質或分散質(例如前述丙烯酸系聚合物)的濃度例如可為10質量%以上或15質量%以上，亦可為例如60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下或25質量%以下。此外，在本發明中，「(甲基)丙烯酸系聚合物」係指(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯醯胺中之至少一種單體的聚合物或共聚物。又，在本發明中，(甲基)丙烯酸係指「丙烯酸及甲基丙烯酸中之至少一者」，而「(甲基)丙烯酸酯」係指「丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中之至少一者」。前述(甲基)丙烯酸酯可舉例如(甲基)丙烯酸之直鏈或支鏈烷基酯等。前述(甲基)丙烯酸之直鏈或支鏈烷基酯中，烷基之碳數例如可為1以上、2以上、3以上或4以上，亦可為例如18以下、16以下、14以下、12以下、10以下或8以下。前述烷基例如可被1個或複數個取代基取代，亦可不被取代。前述取代基可舉例如羥基等，為複數個時可相同亦可互異。前述(甲基)丙烯酸酯具體上可舉例如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸4-羥丁酯等。又，前述黏著劑可僅使用一種，亦可併用複數種。
接著，舉例說明前述(A)~(D)之各層。
[1-2.光透射性基材(A)]
前述光透射性基材(A)無特別限定，例如可與用於一般硬塗薄膜之光透射性基材相同，具體上可舉例如透明塑膠薄膜基材等。前述透明塑膠薄膜基材無特別限制，宜為可見光之光線透射率佳(宜為光線透射率為90%以上)、透明性佳者(宜為霧度值為1%以下者)，可舉例如日本專利特開2008-90263號公報記載之透明塑膠薄膜基材。前述透明塑膠薄膜基材可適宜使用光學上雙折射少者。本發明硬塗薄膜例如亦可作為保護薄膜來用於偏光板，此時，前述透明塑膠薄膜基材宜為由三醋酸纖維素(TAC)、聚碳酸酯、丙烯酸系聚合物、具有環狀或降𦯉烯結構之聚烯烴等形成之薄膜。又，本發明中，前述透明塑膠薄膜基材亦可為偏光件本身。若為所述構成，便不需由TAC等構成之保護層而可使偏光板之結構單純化，因此可減少偏光板或影像顯示裝置之製造步驟數，而可力圖提升生產效率。又，若為所述構成，便可將偏光板更薄層化。此外，前述透明塑膠薄膜基材為偏光件時，例如前述非透明層會發揮作為保護層之功能。又，若為所述構成，本發明硬塗薄膜例如在裝附於液晶單元表面時，將兼具作為覆蓋板之功能。
本發明中，前述光透射性基材(A)之平均厚度無特別限制，例如可為10µm以上、20µm以上、30µm以上、40µm以上或50µm以上，例如如前述可為100µm以下，且例如可為90µm以下、80µm以下、70µm以下或60µm以下，例如可為10~100µm、20~90µm、30~80µm、40~70µm或50~60µm。由確保加工性、耐彎折性之觀點來看，前述光透射性基材(A)之平均厚度宜不過大。由強度不足之觀點來看，前述光透射性基材(A)之平均厚度宜不過小。又，前述光透射性基材(A)之平均厚度的測定方法無特別限定，例如亦可如後述實施例所述使用線性量規來測定。
前述光透射性基材(A)之折射率無特別限制。前述折射率例如在1.30~1.80或1.40~1.70之範圍。
此外，本發明中，「折射率」只要未特別說明，便指波長550nm之折射率。又，本發明中，折射率之測定方法無特別限定，在為粒子等微細物質之折射率時，例如可使用貝克法(Becke method)來測定。貝克法係下述測定法：於載玻片上使測定試料分散於標準折射液中並以顯微鏡觀察時，以試料之輪廓消失或模糊時的標準折射液之折射率作為該試料之折射率。又，無法以貝克法測定之測定對象物(例如防眩性薄膜、防眩層或構成防眩層之樹脂等)之折射率的測定方法無特別限定，例如可使用一般之折射計(折射率測定用機器)來測定。前述折射計亦無特別限定，可舉例如阿貝折射計等。前述阿貝折射計可舉例如ATAGO CO., LTD.製之多波長阿貝折射計DR-M2/1550(商品名)。
[1-3.硬塗層(B)]
前述硬塗層(B)無特別限定，例如可與一般硬塗薄膜之硬塗層相同或依循其。例如，前述硬塗層(B)亦可藉由樹脂層形成。又，例如前述硬塗層(B)可分別包含有填料、觸變性賦予劑、表面調整劑、顏料、染料等，亦可不包含。前述填料無特別限定，例如亦可為粒子等。前述粒子無特別限定，例如可為有機粒子亦可為無機粒子，例如可為不定形粒子亦可為球形粒子。關於前述硬塗層(B)之形成材料，詳如後述。
本發明中，前述硬塗層(B)之平均厚度無特別限制，例如可為0.5µm以上、1.0µm以上、1.5µm以上、2.0µm以上或2.5µm以上，且例如可為30µm以下、25µm以下、20µm以下、15µm以下或10µm以下，例如亦可為0.5~30µm、1.0~25µm、101.5~20µm、2.0~15µm或2.5~10µm。由防止捲曲、防止加工不良之觀點來看，前述硬塗層(B)之平均厚度宜不過大。由防止鉛筆硬度降低、防止硬度不足之觀點來看，前述硬塗層(B)之平均厚度宜不過小。前述硬塗層(B)之平均厚度的測定方法無特別限定，例如亦可如後述實施例使用線性量規來測定。
本發明中，前述硬塗層(B)之與前述基材(A)相反側之面的表面粗度無特別限制，例如可為1nm以上、1.5nm以上、2.0nm以上、2.5nm以上或3.0nm以上，且例如可為10nm以下、9.5nm以下、9.0nm以下、8.5nm以下或8.0nm以下，例如亦可為1~10nm、1.5~9.5nm、2.0~9.0nm、2.5~8.5nm或3.0~8.0nm。此外，以下本發明硬塗薄膜之各層的「表面粗度」只要未特別說明，便指與前述基材(A)相反側之面的表面粗度。前述硬塗層(B)之表面粗度例如會影響前述硬塗層(B)與前述光學機能層(C)之密著性。又，由防止霧度、防止表面致傷之觀點來看，前述硬塗層(B)之表面粗度宜不過大。由防止與前述光學機能層(C)之密著性不良、防止抗黏結性降低之觀點來看，前述硬塗層(B)之表面粗度宜不過小。
本發明中，硬塗薄膜之各層等之表面粗度Ra的測定方法無特別限定，例如可利用下述測定方法來測定。本發明硬塗層中，若測定最外層之表面粗度，其之下之層的表面粗度通常可推定幾乎與前述最外層之表面粗度相等。在前述防污層(D)上未形成有其他層時，前述防污層(D)便成為最外層。例如，前述防污層(D)為最外層時，若測定前述防污層(D)之表面粗度，通常前述光學機能層(C)及前述硬塗層(B)之表面粗度可推定幾乎與前述防污層(D)之表面粗度的測定值相等。
[表面粗度Ra之測定方法]
利用原子力顯微鏡(商品名「SPI3800」，Seiko Instruments Inc.製)觀察本發明硬塗薄膜中之前述防污層(D)表面，根據1µm見方之觀察影像算出表面粗度Ra(算術平均粗度)。
[1-4.光學機能層(C)]
前述光學機能層(C)例如亦可為具有抗反射功能之抗反射層。又，前述光學機能層(C)例如亦可為藉由無機物形成之無機層。此外，在本發明中「無機物質」例如設為還包含後述有機無機混合材料。作為前述光學機能層(C)之形成材料的無機物質無特別限定，例如亦可包含有選自於由金屬、金屬氧化物、矽及矽氧化物所構成群組中之至少一者。以下，舉例說明前述光學機能層(C)。
前述光學機能層(C)中，前述金屬無特別限定，可舉例如鋁、鋅、錫、銦、鎵、鋯、鉛等。前述金屬氧化物無特別限定，可舉例如氧化鋁(例如Al
2O
3)、鋅錫複合氧化物(ZTO)、銦錫複合氧化物(ITO)、銦鋅複合氧化物(IZO)、鎵鋅複合氧化物(GZO)、氧化鋯(ZrO
2)等。在本發明中，前述矽氧化物例如為SiOx(0＜x≦2)所示之化合物。前述矽氧化物無特別限定，可舉例如二氧化矽(SiO
2)等。
前述光學機能層(C)之形成材料無特別限定，亦可與一般光學薄膜(例如硬塗薄膜)中之光學機能層相同。例如，前述光學機能層(C)為抗反射層時，其形成材料亦可與一般抗反射層相同。例如，前述光學機能層(C)為無機層時，其形成材料亦可與一般無機層相同。又，前述光學機能層(C)可僅由一層構成，亦可由複數層形成。前述光學機能層(C)之各層各自可僅由一種形成材料構成，亦可併用複數種形成材料。例如，前述光學機能層(C)亦可為密著層與其他層之積層體。具體上，例如為了提高前述硬塗層(B)與前述其他層之密著性，首先亦可於前述硬塗層(B)上形成前述密著層，再於其上形成前述其他層。前述密著層例如亦可為ITO層。此外，ITO為高折射率且容易吸收光，因此若ITO層之厚度過大，恐有例如抗反射性降低之虞。因此，當前述光學機能層(C)為抗反射層時，宜不使ITO層之厚度過大。
前述光學機能層(C)例如亦可包含有有機無機混合材料等。前述有機無機混合材料無特別限定，可舉例如聚矽氧烷樹脂、矽倍半氧烷樹脂等。又，前述光學機能層(C)例如可包含有無機物質以外之其他成分，亦可不包含。前述其他成分例如亦可為有機化合物。前述有機化合物無特別限定，例如亦可為各種樹脂等。前述樹脂無特別限定，例如可與可作為前述光透射性基材(A)之形成材料使用之樹脂相同，可僅使用一種，亦可併用複數種。前述樹脂例如亦可為丙烯酸樹脂等。例如，前述光學機能層(C)亦可由丙烯酸樹脂與氧化鋯之混合物、或丙烯酸樹脂與氧化矽(二氧化矽)之混合物等形成。前述光學機能層(C)包含前述其他成分時，其含有率無特別限定，例如可為10質量%以下、5質量%以下或1質量%以下，而下限值無特別限定，例如為大於0質量%之數值。
形成前述光學機能層(C)之方法無特別限定，惟宜為所謂的乾式製程(不使用溶劑之形成方法)。具體而言，例如亦可藉由選自於由真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)所構成群組中之至少一種方法而形成。進行真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)之具體方法亦無特別限定，例如亦可與一般方法相同或依循其。
形成本發明之前述光學機能層(C)之方法無特別限定。例如，藉由使用無機物質，並利用選自於由真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)所構成群組中之至少一種方法，形成某程度以上厚度之前述光學機能層(C)，藉此可形成本發明之前述光學機能層(C)。前述無機物質無特別限定，例如如前述亦可包含有選自於由金屬、金屬氧化物、矽及矽氧化物所構成群組中之至少一材料。
前述光學機能層(C)之平均厚度無特別限定，例如可為0.05µm以上、0.06µm以上、0.07µm以上、0.08µm以上或0.09µm以上，且例如可為0.5µm以下、0.4µm以下、0.3µm以下、0.2µm以下或0.1µm以下，例如可為0.05~0.5µm、0.06~0.4µm、0.07~0.3µm、0.08~0.2µm或0.09~0.1µm。由防止耐彎折性降低之觀點來看，前述光學機能層(C)之平均厚度宜不過大。從防止耐滑動性降低之觀點來看，前述光學機能層(C)之平均厚度宜不過小。前述光學機能層(C)之平均厚度的測定方法無特別限定，例如可如後述實施例使用TEM(穿透型電子顯微鏡)來測定。
本發明中，前述光學機能層(C)之表面粗度無特別限制，例如與前述硬塗層(B)之表面粗度相同。又，由防止霧度、防止表面致傷之觀點來看，前述光學機能層(C)之表面粗度宜不過大。由防止與前述防污層(D)之密著性不良、防止抗黏結性降低之觀點來看，前述光學機能層(C)之表面粗度宜不過小。
[1-5.防污層(D)]
前述防污層(D)無特別限定，例如亦可與一般光學構件等所具有之防污層相同或依循其。前述防污層(D)如前述包含氟作為元素。具體上，例如前述防污層(D)亦可包含有氟單體及氟化合物中之至少一者作為防污成分。前述防污成分無特別限定，可舉例如具有全氟聚醚基之有機矽烷化合物等。又，前述防污層(D)亦可包含有前述防污成分以外之其他成分，亦可不包含。前述防污層(D)包含前述其他成分時，其含有率無特別限定，例如亦可為50質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下或1質量%以下，而下限值無特別限定，例如為大於0質量%之數值。
前述防污層(D)藉由包含氟作為元素，例如即使為較薄之膜厚仍可發揮高防污性，因此不易阻礙前述光學機能層(C)之光學機能。此外，前述光學機能層(C)之光學機能可舉例如抗反射功能等。又，前述防污層(D)藉由包含氟作為元素，例如可實現低折射率而與前述光學機能層(C)之折射率差會變小。藉此，例如前述防污層(D)不易使前述光學機能層(C)之反射光譜變化，而不易阻礙前述光學機能層(C)之光學機能(例如抗反射功能等)。與鈦氧化物等防污層比較時，本發明中之前述防污層(D)例如如前述可實現低折射率。又，鈦氧化物等防污層難以利用乾式製程(不使用溶劑之形成方法)以外之方法來形成。因此，防污層之厚度若大，恐生產性會降低。相對地，本發明中之前述防污層(D)依其形成材料而定，例如可以濕式塗敷、蒸鍍處理等各種方法製膜(形成)，其形成方法不受限定。
形成前述防污層(D)之方法如前述無特別限定，宜為所謂之乾式製程(不使用溶劑之形成方法)。具體而言，例如亦可藉由選自於由真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)所構成群組中之至少一種方法而形成。進行真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)之具體方法亦無特別限定，例如亦可與一般方法相同或依循其。
前述防污層(D)之平均厚度無特別限定，例如可為1nm以上、2nm以上、3nm以上、4nm以上或5nm以上，且例如可為30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下或22nm以下，例如可為1~30nm、2~28nm、3~26nm、4~24nm或5~22nm。由防止膜脫離(前述防污層(D)剝離)之觀點來看，前述防污層(D)之平均厚度宜不過大。由防止耐磨耗性降低、防止防污性降低之觀點來看，前述防污層(D)之平均厚度宜不過小。前述防污層(D)之平均厚度的測定方法無特別限定，例如可如後述實施例使用X射線螢光來測定。
本發明中，前述防污層(D)之表面粗度無特別限制，例如可為1nm以上、1nm以上、1.5nm以上、2.0nm以上、2.5nm以上或3.0nm以上，且例如可為10nm以下、9.5nm以下、9.0nm以下、8.5nm以下或8.0nm以下，例如可為1~10nm、1.5~9.5nm、2.0~9.0nm、2.5~8.5nm或3.0~8.0nm。表面粗度之測定方法無特別限定，例如如同前述。由防止霧度、致傷容易度之觀點來看，前述防污層(D)之表面粗度不宜過大。由抗黏結性之觀點來看，前述防污層(D)之表面粗度宜不過小。
本發明中，前述防污層(D)表面(與前述基材(A)相反側之表面的表面)之水接觸角無特別限定，例如可為95°以上、100°以上、105°以上、110°以上或115°以上。由防污性能之觀點來看，前述防污層(D)之水接觸角宜不過大。
[1-6.其他]
本發明硬塗薄膜例如亦可作為透明薄膜或防眩性薄膜(AG薄膜)來使用。例如，為了作為防眩性薄膜使用，例如使前述硬塗層(B)具有防眩性(AG性)即可。
關於本發明硬塗薄膜，例如前述硬塗薄膜整體在波長550nm下之光透射率亦可為90%以上。前述硬塗薄膜整體在波長550nm下之光透射率例如可為90%以上、92%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上或99%以上，且例如可為100%以下、99%以下、98%以下、97%以下、96%以下、95%以下、94%以下、93%以下、92%以下、又は90%以下，例如可為90~100%、90~99%、90~98%、90~97%、90~96%、90~95%、90~94%、90~93%、90~92%、92~100%、92~99%、92~98%、92~97%、92~96%、92~95%、92~94%、92~93%、94~100%、94~99%、94~98%、94~97%、94~96%、94~95%、95~100%、95~99%、95~98%、95~97%、95~96%、96~100%、96~99%、96~98%、96~97%、97~100%、97~99%、97~98%、98~100%、98~99%或99~100%。藉由硬塗薄膜整體之光透射率高，例如具有下述優點：在偏光板化後不會損及亮度而透明度高，因此容易進行外觀檢查等。
此外，本發明中，光透射率之測定方法無特別限定，例如可利用下述測定方法來測定。
[光透射率之測定方法]
・裝置：積分球式分光透射率測定器(商品名：DOT-3C，村上色彩技術研究所製)
・測定模式：全光線透射率&色彩計算
・光源：D65光源
・視角：2度視野
・在以上之設定下在氣溫23度、濕度50%之測定條件下測定波長550nm下之光透射率。
[2.硬塗薄膜之製造方法]
本發明硬塗薄膜之製造方法無特別限定，例如可以與一般硬塗薄膜之製造方法相同方式或依循其來進行。以下，針對本發明硬塗薄膜之製造方法舉例來說明。
首先，準備光透射性基材(A)。光透射性基材(A)之材質、厚度等例如如同前述。
接著，於光透射性基材(A)上形成硬塗層(B)。於光透射性基材(A)上形成硬塗層(B)之方法無特別限定，例如如下述。以下，有將形成該硬塗層(B)之步驟稱為「硬塗層形成步驟」。前述硬塗層形成步驟例如亦可包含有以下步驟：塗敷步驟，係於光透射性基材(A)上塗敷硬塗層形成用塗敷液(以下有時僅稱為「塗敷液」或「硬塗層形成材料」)；及，塗膜形成步驟，係使已塗敷之前述塗敷液乾燥而形成塗膜。又，例如前述硬塗層形成步驟更可包含有使前述塗膜硬化之硬化步驟。前述硬化例如可在前述乾燥後進行，但不限於此。前述硬化可藉由例如加熱、光照射等來進行。前述光無特別限定，例如亦可為紫外線等。前述光照射之光源亦無特別限定，例如可為高壓水銀燈等。
前述塗敷液(硬塗層形成材料)例如亦可為包含樹脂材料與稀釋溶劑(以下有時僅稱為「溶劑」)之塗敷液。又，前述塗敷液可包含有該等以外之其他成分，亦可不包含。前述其他成分無特別限定，可舉例如觸變性賦予劑、填料等。前述填料可舉例如粒子等。前述粒子無特別限定，例如可為有機粒子亦可為無機粒子，例如可為不定形粒子亦可為球形粒子。前述觸變性劑、前述粒子等無特別限定，例如亦可與一般硬塗層所含之觸變性、粒子等相同或依循其。前述粒子可舉例如丙烯酸-苯乙烯共聚物、聚矽氧樹脂、二氧化矽等。
前述塗敷液中所含之前述樹脂材料例如可為形成硬塗層(B)之樹脂本身，亦可為利用聚合、硬化等形成前述樹脂之樹脂材料。前述樹脂無特別限定，例如亦可為熱硬化性樹脂、游離輻射線硬化樹脂等。又，前述樹脂例如可包含有丙烯酸酯樹脂(亦稱丙烯酸樹脂)，且例如亦可包含有胺甲酸酯丙烯酸酯樹脂。又，前述樹脂亦可為例如硬化型胺甲酸酯丙烯酸酯樹脂及多官能丙烯酸酯之共聚物。
前述樹脂材料例如亦可包含有具有官能基之寡聚物與單體。例如，形成硬塗層(B)之樹脂亦可為前述具有官能基之寡聚物與前述單體之共聚物。具有前述官能基之寡聚物無特別限定，可舉例如硬化型胺甲酸酯丙烯酸酯樹脂等。前述硬化型胺甲酸酯丙烯酸酯樹脂可舉例如Mitsubishi Chemical Co.製之商品名「UV-1700TL」、Mitsubishi Chemical Co.製之商品名「UT-7314」等。前述單體無特別限定，可舉例如多官能丙烯酸酯等。前述多官能丙烯酸酯可舉例如東亞合成股份公司製之商品名「M-920」等。
前述溶劑無特別限制，可使用各種溶劑，可單獨使用一種亦可併用二種以上。例如，可因應前述樹脂之組成、前述奈米二氧化矽粒子及前述觸變性賦予劑之種類、含量等，適當選擇最佳之溶劑種類或溶劑比率。前述溶劑無特別限定，可列舉例如：甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)、丁醇、三級丁醇(TBA)、2-甲氧基乙醇等醇類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環戊酮等酮類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類；二異丙基醚、丙二醇單甲基醚等醚類；乙二醇、丙二醇等甘醇類；乙賽璐蘇、丁賽璐蘇等賽璐蘇類；己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烴類；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類等。又，例如前述溶劑亦可包含有烴溶劑與酮溶劑。前述烴溶劑例如亦可為芳香族烴。前述芳香族烴例如亦可為選自於由甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯及苯所構成群組中之至少一者。前述酮溶劑例如亦可為選自於由環戊酮及丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、環己酮、異佛酮、苯乙酮所構成群組中之至少一者。前述溶劑例如為了使觸變性賦予劑(例如增稠劑)溶解，宜包含前述烴溶劑(例如甲苯)。前述溶劑例如亦可為以90：10~10：90之質量比混合有前述烴溶劑與前述酮溶劑之溶劑。前述烴溶劑與前述酮溶劑之質量比例如亦可為80：20~20：80、70：30~30：70或40：60~60：40等。此時，例如前述烴溶劑為甲苯，而前述酮溶劑亦可為甲基乙基酮。又，前述溶劑例如包含甲苯的同時，更可包含有選自於由乙酸乙酯、乙酸丁酯、IPA、甲基異丁基酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇及TBA所構成群組中之至少一者。
作為光透射性基材(A)，例如在採用丙烯酸薄膜來形成中間層(滲透層)時，可適宜使用對丙烯酸薄膜(丙烯酸樹脂)為良溶劑者。該溶劑例如如前述亦可為包含烴溶劑與酮溶劑之溶劑。前述烴溶劑例如亦可為芳香族烴。前述芳香族烴例如亦可為選自於由甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯及苯所構成群組中之至少一者。前述酮溶劑例如亦可為選自於由環戊酮、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、環己酮、異佛酮及苯乙酮所構成群組中之至少一者。前述溶劑例如亦可為以90：10~10：90之質量比混合有前述烴溶劑與前述酮溶劑之溶劑。前述烴溶劑與前述酮溶劑之質量比例如亦可為80：20~20：80、70：30~30：70或40：60~60：40等。此時，例如前述烴溶劑為甲苯，而前述酮溶劑亦可為甲基乙基酮。
作為光透射性基材(A)，例如在使用三醋酸纖維素(TAC)時，前述溶劑無特別限定，可舉例如乙酸乙酯、甲基乙基酮、MIBK(甲基異丁基酮)、環戊酮等，可僅使用一種，亦可併用複數種。此時，前述溶劑亦可為例如MIBK及環戊酮之混合溶劑。MIBK及環戊酮之混合比無特別限定，例如以質量比計亦可為90：10~10：90、80：20~20：80、70：30~30：70。
又，藉由適當選擇溶劑，可在含有觸變性賦予劑時使其良好展現對防眩性硬塗層形成材料(塗敷液)的觸變性。例如使用有機黏土時，可適宜單獨使用或併用甲苯及二甲苯；例如使用氧化聚烯烴時，可適宜單獨使用或併用甲基乙基酮、乙酸乙酯、丙二醇單甲基醚；例如使用改質脲時，可適宜單獨使用或併用乙酸丁酯及甲基異丁基酮。
前述硬塗層形成材料中可添加各種調平劑。前述調平劑可為了防止塗敷不均(塗敷面均一化)而使用例如氟系或聚矽氧系調平劑。本發明中，可因應對硬塗層表面要求防污性之情況、或要於硬塗層上形成前述其他層抗反射層(低折射率層)或含層間充填劑之層之情況等，適當選定調平劑。
相對於前述樹脂100重量份，前述調平劑之摻混量例如為5重量份以下，宜在0.01~5重量份之範圍。
前述硬塗層形成材料中亦可視需要在不損及性能之範圍內添加顏料、充填劑、分散劑、塑化劑、紫外線吸收劑、界面活性劑、防污劑、抗氧化劑等。該等添加劑可單獨使用一種，又亦可併用二種以上。
前述硬塗層形成材料中亦可使用例如日本專利特開2008-88309號公報中記載之以往公知的光聚合引發劑。
將前述硬塗層形成材料(塗敷液)塗敷於光透射性基材(A)上來形成塗膜之方法，可使用例如噴注式塗佈法、模塗法、噴塗法、凹版塗佈法、輥塗法、棒塗法等塗敷法。
接著，如前述使前述塗膜乾燥及硬化，形成硬塗層(B)。前述乾燥例如可為自然乾燥，可為噴吹風之風乾，可為加熱乾燥，亦可為組合該等之方法。
前述硬塗層形成材料(塗敷液)之乾燥溫度例如亦可在30~200℃之範圍。前述乾燥溫度例如可為40℃以上、50℃以上、60℃以上、70℃以上、80℃以上、90℃以上或100℃以上，亦可為190℃以下、180℃以下、170℃以下、160℃以下、150℃以下、140℃以下、135℃以下、130℃以下、120℃以下或110℃以下。乾燥時間無特別限定，例如可為30秒以上、40秒以上、50秒以上或60秒以上，亦可為150秒以下、130秒以下、110秒以下或90秒以下。
前述塗膜之硬化手段無特別限制，惟宜為紫外線硬化。能量線源的照射量宜以在紫外線波長365nm下之累積曝光量計為50~500mJ/cm
2。照射量若為50mJ/cm
2以上，硬化便容易充分進行，而所形成之硬塗層的硬度容易變高。又，若為500mJ/cm
2以下，便可防止所形成之硬塗層著色。
依以上方式，可製造於光透射性基材(A)上積層有硬塗層(B)之積層體。
接著，於硬塗層(B)中之與光透射性基材(A)相反側之面上形成光學機能層(C)(光學機能層形成步驟)。在該光學機能層形成步驟中形成光學機能層(C)之方法無特別限定，如同前述宜為乾式製程，例如亦可藉由選自於由真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)所構成群組中之至少一種方法來形成。進行真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)之具體方法亦無特別限定，例如亦可與一般方法相同或依循其。關於光學機能層(C)之材質、厚度等，例如如同前述。又，例如在形成光學機能層(C)之光學機能層形成步驟之前，為了提高硬塗層(B)與光學機能層(C)之密著性，亦可對硬塗層(B)之表面進行電漿處理、電暈處理、水洗處理、溶劑塗佈等方法來進行表面處理。該表面處理之條件亦無特別限定，例如可與一般正面處理相同或依循其。
此外，前述「硬塗層形成步驟」及前述「光學機能層形成步驟」中，係以使光透射性基材(A)、硬塗層(B)及光學機能層(C)之平均厚度滿足前述數學式(1)及(2)之關係之方式，來形成硬塗層(B)及光學機能層(C)。
並且，可於光學機能層(C)之與光透射性基材(A)相反側之面上進一步形成防污層(D)(防污層形成步驟)，來製造本發明硬塗薄膜。該防污層形成步驟中之防污層(D)之形成方法(製造方法)無特別限定，例如亦可與一般黏防污層之形成方法相同或依循其。具體上，例如如前述可藉由乾式製程來形成，例如可以真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)等來形成。該方法無特別限定，例如如前述，亦可與一般真空蒸鍍法、濺鍍法及化學氣相沉積法(CVD)相同或依循其等。關於防污層(D)之材質、厚度等，例如如同前述。
依以上方式，可製造於光透射性基材(A)之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)之本發明硬塗薄膜。惟，如前述，該製造方法為例示，本發明硬塗薄膜之製造方法不受此限。
又，本發明硬塗薄膜之製造方法可採用例如連續製法。具體而言，例如本發明硬塗薄膜之製造方法亦可為下述製造方法：前述光透射性基材(A)為長條狀，且一邊輸送前述光透射性基材(A)，一邊連續進行前述硬塗層形成步驟、前述光學機能層形成步驟、前述防污層形成步驟及視需求連續進行其他步驟。更具體而言，例如亦可為：前述長條狀光透射性基材(A)為捲狀，且一邊從捲材釋出前述光透射性基材(A)一邊實施本發明硬塗薄膜之製造方法。
[3.硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置]
本發明硬塗薄膜無特別限定，例如如前述，可為透明薄膜，亦可為防眩性薄膜(防眩性硬塗薄膜)。
本發明光學構件無特別限定，例如亦可為偏光板。前述偏光板亦無特別限定，例如可包含有本發明硬塗薄膜及偏光件，並可更含有其他構成要素。前述偏光板之各構成要素例如亦可藉由接著劑或黏著劑等來貼合。
本發明影像顯示裝置亦無特別限定，可為任何影像顯示裝置，可舉例如液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置、電漿顯示裝置等。
本發明影像顯示裝置之構成無特別限定，例如亦可為與一般影像顯示裝置相同之構成。例如為LCD時，可藉由將液晶單元、偏光板等光學構件及因應需求的照明系統(背光件等)等各構成零件適當組裝後再組入驅動電路等來製造。
本發明影像顯示裝置之用途無特別限定，可用於任意用途上。其用途可列舉例如：電腦螢幕、筆記型電腦、輸入板、智慧型手機、複印機等OA機器、行動電話、時鐘、數位相機、攜帶型資訊終端機(PDA)、可攜式遊戲機等攜帶型機器、視訊攝影機、電視、微波爐等家庭用電氣機器、後照監測器、汽車導航系統用監測器、汽車音響等車載用機器、商業店鋪用資訊導覽用螢幕等展示機器、監視用螢幕等警報機器、看護用監測器、醫療用監測器等看護醫療機器、智慧眼鏡、VR機器等。本發明影像顯示裝置亦可為例如具有相機功能之影像顯示裝置。此時，例如如前述，本發明硬塗薄膜中之前述透明層亦可為影像顯示裝置之相機孔用透明層。根據本發明，如前述，可無損透明層之透明性而提供硬塗薄膜，因此例如可無損相機影像之畫質而提供影像顯示裝置。
實施例
接下來，針對本發明實施例與比較例一同進行說明。惟，本發明不受以下實施例及比較例限制。
此外，以下實施例及比較例中，物質的份數只要未特別說明，即為質量份(重量份)。
[實施例1]
依以下方式，製出於光透射性基材(A)之一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)之本發明硬塗薄膜。
首先，準備了聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(厚度65µm)作為光透射性基材(A)。接著，於該光透射性基材(A)之一面形成了硬塗層(B)(硬塗層形成步驟)。具體上，首先混合紫外線硬化型單體及SiO
2填料之混合物(商品名「OPSTAR Z7540」，固體成分濃度56質量%，荒川化學工業公司製)100質量份(以固體成分換算)、光聚合引發劑(商品名「IRGACURE906」，BASF公司製)5質量份、調平劑(商品名「LE-303」，共榮社化學公司製)0.1質量份，而獲得混合液。於該混合液中添加乙酸丁酯與MIBK之混合溶劑(質量比為50：50)將固體成分濃度調整成40%。藉此，調製出紫外線硬化性樹脂組成物(清漆)。將該樹脂組成物塗佈於前述PET薄膜(光透射性基材(A))之單面而形成塗膜。藉由加熱使該塗膜乾燥後，藉由紫外線照射使其硬化。前述塗膜之加熱溫度設為70℃，加熱時間設為60秒鐘。前述紫外線照射中係使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，且累積照射光量設為300mJ/cm
2。依以上方式，於前述PET薄膜(光透射性基材(A))上形成厚度5µm之硬塗層(B)，而製出光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體。此外，以下中，有時僅將本實施例中形成之前述硬塗層(B)稱為「HC層」。又，以下中，有時將本實施例中製出之前述光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體稱為「附HC層之PET薄膜」。
此外，本實施例中，光透射性基材(A)之平均厚度dS係以線性量規來測定。本實施例之光透射性基材(A)之厚度均一，故可將任意地點之厚度推定成與平均厚度dS相等。又，硬塗層(B)之平均厚度dH係利用線性量規測定前述光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體(附HC層之PET薄膜)的平均厚度，從該數值減去dS後，將所得之數值作為dH。針對前述光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體的平均厚度dS+dH，在1µm平方視野的拍攝影像測定前述積層體任意3點之厚度，進而同樣地於1µm平方之視野中測定5處，並將合計15點之厚度的測定結果平均後，將所得之數值作為前述平均厚度dS+dH。在後述之各實施例及比較例中亦同。
接著，藉由捲對捲方式之電漿處理裝置，將前述附HC層之PET薄膜的HC層表面在1.0Pa之真空氣體環境下進行電漿處理。該電漿處理中，係使用氬氣作為非活性氣體，且將放電電力設為780W。
接著，利用濺鍍成膜法，於電漿處理後之前述附HC層之PET薄膜的HC層上按順序形成密著層與無機氧化物基底層(濺鍍成膜步驟)，藉此形成了由前述密著層及前述無機氧化物基底層構成之光學機能層(C)(光學機能層形成步驟)。具體而言，首先藉由捲對捲方式之濺鍍成膜裝置，於前述附HC層之PET薄膜的HC層上，首先形成作為密著層之厚度2.0nm的銦錫氧化物(ITO)層。接著，藉由相同濺鍍成膜裝置，於前述ITO層上按順序形成SiO
2層與Nb
2O
5層作為無機氧化物基底層，且使厚度之合計成為0.23µm。前述SiO
2層之厚度係形成為0.11µm，且前述Nb
2O
5層之厚度係形成為0.12µm。依以上方式，形成由前述密著層(ITO層)及前述無機氧化物基底層(前述SiO
2層與前述Nb
2O
5層之積層體)構成之光學機能層(C)。此外，前述密著層之形成係使用ITO靶材，且使用作為非活性氣體的氬氣與相對於前述氬氣100體積份為10體積份之作為反應性氣體的氧氣，並將放電電壓設為350V，將成膜室內之氣壓(成膜氣壓)設為0.4Pa，藉由MFAC濺鍍來成膜ITO層。前述無機氧化物基底層之形成中，係使用Si靶材及Nb靶材，且使用100體積份之氬氣及30體積份之氧氣，並將放電電壓設為350V，將成膜氣壓設為0.3Pa，藉由MFAC濺鍍來形成前述SiO
2層及前述Nb
2O
5層。
此外，本實施例中，光學機能層(C)之平均厚度dI係藉由截面之TEM(穿透型電子顯微鏡)觀察來測定。具體而言，首先用FIB樹脂保護前述光透射性基材(A)、硬塗層(B)與光學機能層(C)之積層體中之光學機能層(C)表面，然後朝深度方向切斷。以TEM(穿透型電子顯微鏡)觀察切斷所得之截面，並在其截面影像中，將從硬塗層(B)與光學機能層(C)之界面至光學機能層(C)與FIB樹脂保護膜為止之界面的距離作為光學機能層(C)之平均厚度dI。此外，本實施例之光學機能層(C)之厚度幾乎均一，因此可將任意地點之厚度推定為與平均厚度dI相等。惟，本實施例中，係在與前述光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體的平均厚度dS+dH之測定點相同的15點測定光學機能層(C)之厚度，將該15點之測定結果平均，並將所得之數值作為光學機能層(C)之平均厚度dI。在後述各實施例及比較例中亦以相同方法測定光學機能層(C)之平均厚度dI。又，對完成品之(形成有防污層(D)之)硬塗薄膜，亦可以相同方法測定光學機能層(C)之平均厚度dI。
並且，於前述光學機能層(C)上形成了防污層(D)(防污層形成步驟)。具體上，係藉由使用含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物作為蒸鍍源的真空蒸鍍法，將厚度10nm之防污層(D)形成於前述無機氧化物基底層上。此外，前述蒸鍍源係將信越化學工業公司製之「KY1903-1」(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，固體成分濃度20質量%)乾燥而得之固體成分。又，前述真空蒸鍍法中之前述蒸鍍源之加熱溫度設為260℃。
此外，本實施例中，防污層(D)之平均厚度dF係在X射線螢光分析機器(Rigaku Corporation製，商品名ZXS PrimusII)之定量模式下測定。又，本實施例中，係在與前述光透射性基材(A)與硬塗層(B)之積層體的平均厚度dS+dH之測定點相同的15點測定防污層(D)之厚度，將該15點之測定結果平均，並將所得之數值作為防污層(D)之平均厚度dF。在後述之各實施例及比較例中亦同。
依以上方式，製出於光透射性基材(A)之一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)之本實施例(實施例1)之硬塗薄膜。
[實施例2~5及比較例1~4]
於光透射性基材(A)之一面上，分別將硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)之平均厚度以如下述表1記載所述進行變更，除此之外依與實施例1相同方式製作出實施例2~5及比較例1~4之硬塗薄膜。此外，實施例2~5及比較例1~4中，光透射性基材(A)係全部使用PET薄膜。比較例1之光學機能層(C)中，SiO
2層之厚度係形成為0.15µm，且Nb
2O
5層之厚度係形成為0.15µm。比較例2及3之光學機能層(C)中，SiO
2層之厚度係形成為0.20µm，且Nb
2O
5層之厚度係形成為0.20µm。比較例4之光學機能層(C)中，SiO
2層之厚度係形成為0.05µm，且Nb
2O
5層之厚度係形成為0.05µm。
針對依以上方式製出之前述各實施例及比較例之硬塗薄膜，利用下述測定方法進行耐磨耗性試驗及耐彎折性試驗。
[耐磨耗性試驗]
針對實施例及比較例之各硬塗薄膜，測定防污層(D)表面在以橡皮擦摩擦前述防污層(D)表面之前後的防污性降低的程度，並將其作為耐磨耗性試驗。具體上如下。首先，使橡皮擦接觸硬塗薄膜之防污層(D)表面並使其來回移動藉此進行摩擦。關於該來回移動，係使用Minoan公司製之橡皮擦(Φ6mm)，將橡皮擦對防污層(D)表面之荷重設為1kgw/6mmΦ，將防污層(D)表面上之橡皮擦之移動距離(來回移動之單程距離)設為20mm，將橡皮擦之移動速度設為40rpm，將使橡皮擦對防污層(D)表面來回移動之次數設為來回6000次。另一方面，以下述方法分別測定防污層(D)表面中用橡皮擦摩擦過之處在摩擦前之水接觸角θ0與摩擦後之水接觸角θ1。
＜水接觸角之測定方法＞
針對各實施例及比較例之硬塗薄膜，測定防污層(C)之與光透射性基材(A)相反側之表面的水接觸角。首先，於防污層表面滴下約1µL的純水，形成水滴。接著，測定防污層(D)表面上之水滴與防污層(D)表面所形成之角度。測定係使用接觸角計(商品名「DMo-501」，協和界面化學公司製)。
＜耐磨耗性之評估＞
對於防污層(D)表面，計算用橡皮擦摩擦過之處在摩擦前之水接觸角θ0與摩擦後之水接觸角θ1之差的絕對值｜θ0-θ1｜。｜θ0-θ1｜之值愈小，表面狀態在摩擦前後之變化就愈小，評估為耐磨耗性優異。如下述，以○△×三階段來評估耐磨耗性。
○：｜θ0-θ1｜≦20°
△：20°≦｜θ0-θ1｜≦30°
×：30°≦｜θ0-θ1｜
[黏著劑組成物A之調製]
利用以下方法調製後述耐彎折性試驗中使用之黏著劑組成物A。
(丙烯酸寡聚物之調製)
混合作為單體成分之甲基丙烯酸二環戊酯(DCPMA)60重量份及甲基丙烯酸甲酯(MMA)40重量份、作為鏈轉移劑之α-硫甘油3.5重量份及作為聚合溶劑之甲苯100重量份，並在氮氣環境下在70℃下攪拌1小時。接著，投入作為熱聚合引發劑之2,2'-偶氮雙異丁腈(AIBN)0.2重量份，在70℃下反應2小時後，升溫至80℃，使其反應2小時。之後，將反應液加熱至130℃，並將甲苯、鏈轉移劑及未反應單體乾燥去除而獲得固態丙烯酸寡聚物。丙烯酸寡聚物之重量平均分子量為5100，玻璃轉移溫度(Tg)為130℃。
(預聚物之聚合)
作為預聚物形成用單體成分係摻混丙烯酸月桂酯(LA)43重量份、丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)44重量份、丙烯酸4-羥丁酯(4HBA)6重量份及N-乙烯基-2-吡咯啶酮(NVP)7重量份、以及作為光聚合引發劑之IGM Resins製「Omnirad 184」0.015重量份，並照射紫外線進行聚合，而獲得預聚物組成物(聚合率；約10%)。
(黏著劑組成物之調製)
於上述預聚物組成物100重量份中，添加1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)0.07重量份、上述寡聚物：3重量份及矽烷耦合劑(信越化學工業製「KBM403」)：0.3重量份作為後添加成分後，將該等均勻混合，而調製出黏著劑組成物A。
[耐彎折性試驗]
如以下所述，使用實施例及比較例之各硬塗薄膜來製造模擬有機EL顯示裝置之模擬試樣，並使用其進行耐彎折性試驗。首先，如圖3(a)所示，於硬塗層之光透射性基材(A)11之與積層有硬塗層(B)12、光學機能層(C)13及防污層(D)14之側相反側之面，按順序積層丙烯酸系黏著劑層21(前述黏著劑組成物A，厚度25µm)、聚醯亞胺薄膜22(KORON公司製，厚度50µm)、丙烯酸系黏著劑層23(前述黏著劑組成物A，厚度25µm)、PET薄膜24(TORAY股份公司製，厚度38µm)及丙烯酸系黏著劑層25(前述黏著劑組成物A，厚度25µm)，而製出了模擬有機EL顯示裝置之模擬試樣100。接著，如圖3(b)所示，使直徑1mm之不鏽鋼製圓柱芯200接觸模擬試樣(D)之防污層(D)14側。然後，如圖3(c)所示，將模擬試樣100往圓柱芯200側折疊成彎折狀態。並且，之後攤開模擬試樣100使其恢復成圖3(b)之狀態。反覆150,000次該開合(彎折及攤開)。此外，該開合係使用耐久試驗機(型號「DMLHB-FS-C」，YUASA公司製)來進行。於該開合150,000次前後，以LED光源(TWINBIRD公司製，商品名LK-H766B)對模擬試樣100之彎折部101(模擬試樣100與圓柱芯200之接觸部分)進行光照射後，以肉眼反射檢查彎折部101之外觀，並如下述以○△×三階段評估耐彎折性。
○：在開合前後未於彎折部101之外觀觀察到變化。
△：在開合前後於彎折部101之外觀發生變化，但難以確認變化狀態。
×：在開合前後彎折部101之外觀有明顯變化。
將依以上方式進行試驗之耐磨耗性及耐彎折性的試驗結果統整列於下述表1。
[表1]
如前述表1所示，實施例1~5之硬塗薄膜之dH×dI在0.2~4之範圍(滿足前述數學式(1)，且(dH+dI)/dS在0.02~0.62之範圍(滿足前述數學式(2))，從而實施例1~5之硬塗薄膜皆兼顧有表面之耐磨耗性與耐彎折性。相對於此，比較例1~4之硬塗薄膜皆不滿足前述數學式(1)及(2)中之任一者，結果表面之耐磨耗性與耐彎折性中之任一者不良。
產業上之可利用性
以上，如所說明，根據本發明可提供兼顧有表面之耐磨耗性與耐彎折性的硬塗薄膜、光學構件及影像顯示裝置。本發明硬塗層如前述，可作為透明薄膜使用亦可作為防眩性薄膜(防眩性硬塗薄膜)使用，且可用於各式各樣光學構件及影像顯示裝置，因此在其產業上利用價值相當大。
本申請案係主張立基於2021年6月11日提申之日本申請案特願2021-098260之優先權，並將全部揭示內容納入於此。
10,10A:硬塗薄膜
11:光透射性基材(A)
12:硬塗層(B)
12a:樹脂層
12b:粒子
13:光學機能層(C)
14:防污層(D)
21,23,25:丙烯酸系黏著劑層
22:聚醯亞胺薄膜
24:PET薄膜
100:模擬試樣
101:彎折部
200:圓柱芯
dF:防污層(D)之平均厚度
dH:硬塗層(B)之平均厚度
dI:光學機能層(C)之平均厚度
dS:光透射性基材(A)之平均厚度
圖1係例示本發明硬塗薄膜之構成的截面圖。
圖2係顯示本發明硬塗薄膜之另一例的截面圖。
圖3係示意顯示實施例之耐彎折性試驗之方法的截面圖。
10:硬塗薄膜
11:光透射性基材(A)
12:硬塗層(B)
13:光學機能層(C)
14:防污層(D)
dF:防污層(D)之平均厚度
dH:硬塗層(B)之平均厚度
dI:光學機能層(C)之平均厚度
dS:光透射性基材(A)之平均厚度
Claims (10)
- 一種硬塗薄膜，特徵在於： 其係於光透射性基材(A)之至少一面上按順序積層有硬塗層(B)、光學機能層(C)及防污層(D)； 前述防污層(D)包含氟作為元素； 前述光透射性基材(A)、前述硬塗層(B)及前述光學機能層(C)之平均厚度滿足下述數學式(1)及(2)之關係； 0.2≦dH×dI≦4 (1) 0.02≦(dH+dI)/dS≦0.62 (2) 前述數學式(1)及(2)中， dS係前述光透射性基材(A)之平均厚度[µm]， dH係前述硬塗層(B)之平均厚度[µm]， dI係前述光學機能層(C)之平均厚度[µm]。
- 如請求項1之硬塗薄膜，其中在前述防污層(D)之與前述基材(A)相反側之面的表面粗度係在1~10nm之範圍。
- 如請求項1或2之硬塗薄膜，其中前述硬塗層(B)之平均厚度係在2~12µm之範圍。
- 如請求項1至3中任一項之硬塗薄膜，其中前述光透射性基材(A)之平均厚度為100µm以下。
- 如請求項1至4中任一項之硬塗薄膜，其中前述防污層(D)之平均厚度係在1~30nm之範圍。
- 如請求項1至5中任一項之硬塗薄膜，其中前述硬塗層(B)包含選自於由有機樹脂、氧化矽、氧化鈦及氧化鋯所構成群組中之至少一者。
- 一種光學構件，包含如請求項1至6中任一項之硬塗薄膜。
- 如請求項7之光學構件，其係偏光板。
- 一種影像顯示裝置，包含如請求項1至6中任一項之硬塗薄膜、或者如請求項7或8之光學構件。
- 如請求項9之影像顯示裝置，其中前述硬塗薄膜係於前述光透射性基材(A)之僅一面上按順序積層有前述硬塗層(B)、前述光學機能層(C)及前述防污層(D)，且 於前述光透射性基材(A)之另一面上積層有黏接著層； 前述硬塗薄膜係藉由前述黏接著層貼附於包含玻璃之構件或塑膠薄膜上。
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