TWI474036B - Optical sheet and touch panel - Google Patents

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TWI474036B
TWI474036B TW101125067A TW101125067A TWI474036B TW I474036 B TWI474036 B TW I474036B TW 101125067 A TW101125067 A TW 101125067A TW 101125067 A TW101125067 A TW 101125067A TW I474036 B TWI474036 B TW I474036B
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Motohiko Okabe
Daishi Endo
Tadashi Akamatsu
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Keiwa Inc
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Description

光學片及觸控面板
本發明涉及適用於液晶顯示裝置的光學片和觸控面板。
液晶顯示模組(LCD)利用其薄、輕、耗電低等特點，大多作為平板顯示器使用，該用途作為手機、個人數位助理(PDA)、個人電腦、電視等資訊用顯示器件正在逐年擴大。近年來，作為對液晶顯示模組要求的特性，根據用途要求各種各樣的特性，可以例舉的有明亮(高亮度化)、易看(寬視角化)、節能化、薄型輕量化以及大螢幕化等。
作為前述的液晶顯示模組也有安裝有觸控面板的，用於提高觀看的人的操作容易性、快速性等。安裝有前述的觸控面板的液晶顯示模組一般具有下述結構：從表面一側到背面一側按照觸控面板、液晶顯示元件、各種光學片和背光源的順序重疊有觸控面板、液晶顯示元件、各種光學片和背光源。
作為前述的觸控面板有電容方式、電阻膜方式、電磁感應方式等的觸控面板，例如，作為電容方式的觸控面板有下述的觸控面板：電極在相互交叉的方向上延伸，通過檢測在手指等接觸時電極之間的電容變化從而檢測出輸入位置；在透光性導電膜的兩端施加相位相同、電位相同的交流電，通過檢測在手指接觸或靠近而形成電容器時流過的微弱電流從而檢測出輸入位置等。
此外，在前述的觸控面板中，為了有效地防止外部光的反射，在觸控面板的最表面按照偏光板和第一相位差膜 (1/4 λ板)的順序配置有偏光板和第一相位差膜，在觸控面板的背面一側配置有第二相位差膜(1/4 λ板)(參照日本專利公開公報特開2010-204480號)。
可是，前述的相位差膜當在製造時及搬運時等情況下表面等受到損傷的情況下，存在受到損傷部分的光學功能降低和外觀變差的問題。這樣的問題在電阻膜方式和電磁感應方式等其他方式的觸控面板中也同樣存在。
現有技術文獻
專利文獻1：日本專利公開公報特開2010-204480號。
鑒於前述的問題，本發明的目的在於提供一種通過防止在製造時和搬運時等情況下受到損傷從而能夠防止光學功能降低和外觀變差的光學片和使用了該光學片的觸控面板。
為了解決前述的問題，本發明提供一種光學片，其包括：相位差膜，以聚碳酸酯系樹脂為主要成分；硬塗層，層疊在前述相位差膜的一個面一側；以及黏接層，層疊在前述相位差膜的另一個面一側。
該光學片由於在相位差膜的一個面一側有硬塗層，所以能夠提高防止在製造時和搬運時等情況下受到損傷的性能，進而能夠防止光學功能降低和外觀變差。此外，該光學片由於相位差膜的主要成分使用了聚碳酸酯系樹脂，所以能夠提高耐衝擊性。即使該光學片用於觸控面板等，在用力按壓觸控面板表面的情況下或掉落的情況下，因前述相位差膜和層疊在該相位差膜的另一個面一側的黏接層，也能夠防止觸控面板的玻璃基板等破損。其結果該光學片 能夠有效地防止玻璃基板的碎片等飛散。
較佳的是前述光學片的前述相位差膜的光彈性係數為40×10-12 /Pa以下。通過使相位差膜的光彈性係數為前述範圍，能夠抑制因直射的太陽光和顯示器的發熱等而產生的相位差變化。因此，該光學片能夠很好地保持因定向而被賦予的雙折射，能夠顯示精細的影像。
較佳的是前述光學片的前述相位差膜的平均厚度為10μm以上500μm以下。通過使相位差膜的平均厚度為前述範圍，能夠抑制液晶顯示裝置的亮度降低，並且能夠提高光學片的強度、提高防止彎曲性能等特性。
較佳的是前述光學片的霧度為2%以下。通過使霧度為前述範圍，能夠抑制液晶顯示裝置顯示的影像的可視性降低，能夠保持顯示的影像的清晰度。
較佳的是前述光學片的全光線透射率為87%以上。通過使全光線透射率為前述範圍，能夠使光線充分透射，能夠提高可視性。
較佳的是，前述光學片的前述相位差膜的玻璃化轉變溫度(Tg)為120℃以上180℃以下。通過使相位差膜的玻璃化轉變溫度為前述範圍，能夠容易且可靠地進行熱成型，並且能夠很好地維持雙折射性。
較佳的是通過前述黏接層把前述光學片黏貼在觸控面板的玻璃基板上。由此，能夠有效地防止觸控面板的玻璃基板破損，並且能夠提高防止破損時等產生的碎片飛散的功能。
此外，為了解決前述的問題，本發明還提供一種觸控面板，其包括：玻璃基板；以及前述的光學片，通過前述 黏接層黏貼在前述玻璃基板上。
該觸控面板由於在光學片的相位差膜的一個面一側有硬塗層，所以能夠提高防止在製造時和搬運時等情況下光學片受到損傷的性能，進而能夠防止光學功能降低和外觀變差。此外，該觸控面板由於使用聚碳酸酯系樹脂作為光學片的相位差膜的主要成分，所以能夠提高耐衝擊性。即使在用力按壓觸控面板表面的情況下或掉落的情況下，該觸控面板通過前述相位差膜和層疊在該相位差膜的另一個面一側的黏接層，也能夠防止觸控面板的玻璃基板等破損。其結果能夠有效地防止該觸控面板的玻璃基板的碎片等飛散。
此外，在本發明中，“光彈性係數”是表示因外力造成折射率變化的難易程度的係數，是通過CR [/Pa]=△n/σR 求出的值。其中，σR 是拉伸應力[Pa]，△n是施加應力時的折射率，△n由下式定義。
△n=n1 -n2
(式中，n1 是與拉伸應力平行的方向上的折射率，n2 是與拉伸方向垂直的方向上的折射率。)
此外，“平均厚度”是按照JIS K 7130規定的5.1.2的A-2法測量到的值的平均值。“霧度”是按照JIS K 7136得到的值。“全光線透射率”是按照JIS K 7361，利用日本電色工業有限公司製造的霧度計測量到的透射率。
如以上說明的那樣，本發明的光學片由於能夠防止在製造時和搬運時等情況下受到損傷，所以能夠防止光學功能降低和外觀變差。因此，按照本發明的光學片和使用了該光學片的觸控面板，能夠抑制光學功能降低和外觀變 差，能夠顯示可視性和對比度高的影像。此外，從液晶面板射出的光成為偏振光。當在車內環境下佩戴偏光太陽鏡觀看的情況下，有時在頭傾斜時不能對正偏振光軸從而導致不能看到偏振光。有時在車載用液晶面板的表面一側配置觸控面板，使用PET作為防止玻璃飛散的膜。在使用PET作為防止玻璃飛散的膜的情況下，有時存在不能對正偏振光軸從而導致不能看到偏振光的情況，但是按照本發明的光學片，從所有角度都能夠看到偏振光。
下面參照適當的附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
圖1的光學片1包括相位差膜2、硬塗層3和黏接層4。
相位差膜2由於要使光線透過，所以是透明的，特別是無色透明的。相位差膜2是以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的1/4 λ相位差膜。
相位差膜2只要無損於透明度和所希望的強度，可以含有其他任意成分，較佳的是含有90質量%以上的聚碳酸酯系樹脂構成的主要成分，更佳的是含有98質量%以上的聚碳酸酯系樹脂構成的主要成分。在此，作為任意成分的例子可以列舉：紫外線吸收劑、穩定劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、耐衝擊助劑、相位差減少劑、消光劑、抗菌劑、防黴劑等。
作為形成相位差膜2的聚碳酸酯系樹脂沒有特別的限定，可以使用直鏈聚碳酸酯系樹脂或支鏈聚碳酸酯系樹脂中的任意一種。此外，作為形成相位差膜2的聚碳酸酯系樹脂，也可以使用由直鏈聚碳酸酯系樹脂和支鏈聚碳酸酯 系樹脂構成的聚碳酸酯系樹脂。
作為直鏈聚碳酸酯系樹脂是通過公知的光氣法或熔融法製造的直鏈芳香族聚碳酸酯系樹脂，由碳酸酯成分和二酚成分構成。作為用於導入碳酸酯成分的前驅物質，可以例舉的有碳醯氯、碳酸二苯酯等。此外，作為二酚可以例舉的有：2,2-二(4-羥基苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-二(4-羥基苯基)環己烷、1,1-二(3,5-二甲基-4-羥基苯基)環己烷、1,1-二(4-羥基苯基)癸烷、1,1-二(4-羥基苯基)丙烷、1,1-二(4-羥基苯基)環癸烷、1,1-二(3,5-二甲基-4-羥基苯基)環十二烷、4,4’-二羥基二苯醚、4,4’-二苯硫醚、4,4’-二羥基-3,3-二氯二苯醚等。它們可以單獨使用，也可以組合兩種以上使用。前述的直鏈聚碳酸酯系樹脂例如可以通過美國專利第3989672號中記載的方法等進行製造。
作為支鏈聚碳酸酯系樹脂是使用支化劑製造的聚碳酸酯系樹脂，作為支化劑可以例舉的有：間苯三酚、偏苯三酸、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1 -三(3,5-二氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)乙烷、4,4’-二羥基-2,5-二羥基二苯醚等。
例如可以通過日本專利公開公報特開平03-182524號舉出的方式來製造前述的支鏈聚碳酸酯系樹脂，該方式為：邊以紊流的方式對包含從芳香族二酚類、前述支化劑和碳醯氯衍生出的聚碳酸酯低聚物、芳香族二酚類以及封端劑的混合溶液進行攪拌邊使其進行反應，在反應混合溶液的黏度升高的時刻，加入鹼性水溶液，並且使反應混合溶液成為層流使其進行反應。在聚碳酸酯系樹脂中含有5重量%以上80重量%以下的範圍的本發明的樹脂組合物的支鏈聚碳酸酯系樹脂，較佳的是含有10重量%以上60重量%以下的範圍的本發明的樹脂組合物的支鏈聚碳酸酯系樹脂。這是因為在支鏈聚碳酸酯系樹脂小於10重量%的情況下，拉伸黏度降低，難以在擠出成型中成型，如果支鏈聚碳酸酯系樹脂超過80重量%，則樹脂的剪切黏度增大，成型加工性降低。
作為相位差膜2的光彈性係數沒有特別的限定，例如較佳的是40×10-12 /Pa以下，更佳的是20×10-12 /Pa以下。如果相位差膜2的光彈性係數超過前述的上限，則因應力造成的相位差的波動變大，存在因在製造光學片1時等施加的張力等而造成不能得到所希望的相位差的問題，此外也存在因直射的太陽光和顯示器的發熱等而產生的相位差變 化變大的問題。與此相對，如果相位差膜2的光彈性係數在前述範圍內，則能夠抑制在製造相位差膜2等時的相位差的偏差，並且能夠抑制因直射的太陽光和顯示器的發熱等而產生的相位差的變化。其結果，該光學片1能夠很好地保持通過定向賦予的雙折射，能夠顯示精細的影像。
作為相位差膜2的厚度(平均厚度)沒有特別的限定，例如較佳的是10μm以上500μm以下，更佳的是50μm以上300μm以下，特佳的是100μm以上200μm以下。如果相位差膜2的厚度超過前述上限，則存在液晶顯示裝置的亮度降低的問題，此外，也有違於對液晶顯示裝置薄型化的要求。另一方面，如果相位差膜2的厚度小於前述下限，則膜的強度、防止彎曲性能等特性降低，存在飛散防止功能下降的問題。與此相對，如果相位差膜2的厚度在前述範圍內，則能夠抑制液晶顯示裝置亮度的降低，並且能夠提高膜的強度、並能提高防止彎曲性能等特性。
作為相位差膜2的玻璃化轉變溫度沒有特別的限定，例如較佳的是為120℃以上180℃以下，更佳的是為130℃以上170℃以下，特佳的是為140℃以上160℃以下。如果該光學片1的相位差膜2的玻璃化轉變溫度超過前述上限，則存在有在拉伸時容易引起膜的拉伸不均、難以熱成型的問題。另一方面，如果該光學片1的相位差膜2的玻璃化轉變溫度小於前述下限，則存在耐熱性能惡化的問題。與此相對，如果該光學片1的相位差膜2的玻璃化轉變溫度在前述範圍內，則能夠容易且可靠地進行熱成型，並且能夠很好地維持雙折射性。
作為相位差膜2的製造方法沒有特別的限定，可以通 過把以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的組合物制膜、拉伸來製造。
作為製膜方法沒有特別的限定，可以例舉的方法有溶劑澆鑄法、熔融擠出法、壓延法等公知的成膜方法。
此外，作為在從模具擠出溶液的澆鑄法和刮刀法等溶劑澆鑄法中使用的溶劑，可以例舉的有二氯甲烷、三氯甲烷、二氧戊烷、甲苯、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮等有機溶劑。作為溶液濃度，例如較佳的是10質量%以上，更較佳的是15質量%以上。
另一方面，熔融擠出法由於不使用溶劑所以生產率高。因此，較佳的是通過熔融擠出法製造相位差膜2。
作為利用熔融擠出法的製造方法，可以例舉的有下述方法：通過溶液混合法或熔融混合法等製備組合物，然後通過熔融擠出該組合物進行成膜；直接通過熔融擠出組合物的幹混合物進行成膜等。
作為溶液混合法，可以例舉下述的方法(溶液混合)等：分別把聚碳酸酯系樹脂和根據需要添加的任意的添加劑溶解在用於溶解的溶劑中，均勻混合後，根據需要進行過濾(通過篩檢程式過濾等)去除異物，再注入到聚碳酸酯系樹脂不溶的溶劑(或貧溶劑)中，由此回收組合物，進而進行乾燥得到作為目的物的組合物。
作為熔融混合法，可以例舉下述的方法：把聚碳酸酯系樹脂和根據需要加入的任意的添加劑，根據需要混合後，通過熔融混合(熔融混煉)，由此得到組合物。溶液混合法可以得到熱歷史(熱履歷)少的組合物，但針對組合物要使用大量的溶劑，有時存在有在組合物中殘留溶劑的 問題。較佳的是熔融混合法，因為熔融混合法沒有溶劑的問題，在經濟方面也有利。
作為通過直接熔融擠出以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的組合物的幹混合物進行成膜的方法，可以例舉下述的方法：使用V型混合器、亨舍爾混合機、機械化學裝置等予混合設備對以聚碳酸酯系樹脂為主要成分的組合物充分混合後，根據需要用擠出造粒機或製團機等進行造粒，用排氣口式雙螺杆擠出機等熔融擠出機進行熔融混煉並從扁模具(T模具)擠出，由此進行熔融成膜。此外，在通過直接熔融擠出幹混合物進行成膜的方法中，也可以把各成分的一部分予混合後，與剩餘的成分獨立地提供給熔融擠出機。
為了得到均勻的相位差膜2，作為熔融擠出機可以使用無排氣口方式的熔融擠出機。此外，也可以使用具有排氣口的熔融擠出機，該排氣口可以對原料中的水分和從熔融混煉樹脂中產生的揮發性氣體進行脫氣。較佳的是在排氣口上設置有真空泵，該真空泵用於高效地把產生的水分和揮發性氣體排到熔融擠出機的外部。此外，也可以把用於去除混入擠出原料中的異物等的絲網，設置在熔融擠出機模具部之前的區域，從而可以去除異物。作為前述的絲網，可以例舉的有金屬網、換網器、燒結金屬板(盤篩檢程式等)等。
在設組合物的玻璃化轉變溫度為Tg時，熔融擠出時的樹脂溫度較佳的是Tg以上，更佳的是Tg+50℃~Tg+250℃，進一步較佳的是Tg+80℃~Tg+200℃。可以在成膜的同時或和成膜連續地對相位差膜2進行拉伸，由此成為所希望的1/4 λ相位差膜2。此外，也可以把用前述的成膜 方法得到的膜另外進行拉伸，由此得到1/4 λ相位差膜2。
在將組合物製成膜後，通過單軸拉伸或雙軸拉伸可以得到相位差膜2。作為單軸拉伸方法，可以使用利用拉幅機法的橫向單軸拉伸、輥之間的縱向單軸拉伸、輥間壓延法等任意的方法。拉伸倍率通常在1.01~5倍的範圍，可以根據膜的拉伸性能和光學特性(例如折射率分佈、面內相位差值、厚度方向相位差值、Nz係數)等實施。該拉伸可以以一階段的方式進行，也可以以複數個階段的方式進行。此外，拉伸時的溫度為Tg-30℃~Tg+50℃，更較佳的是Tg-10℃~Tg+30℃。這是由於如果在前述的溫度範圍內，則聚合物的分子運動是適度的，不易因拉伸引起定向的緩和，定向抑制變得容易，容易得到所希望的光學特性，因此前述範圍是理想的。
硬塗層3層疊在相位差膜2的一個面一側，使該光學片1的硬度提高。作為形成硬塗層3的材料沒有特別的限定。硬塗層3可以僅由樹脂形成，也可以使其中含有二氧化矽微粒、聚合引發劑等。
作為形成硬塗層3的樹脂，可以例舉的有熱固性樹脂和活性能量線固化樹脂等。
例如將包含活性能量線固化樹脂的聚合性單體或聚合性低聚物的塗布組合物，塗布在相位差膜2的一個面上，使聚合性單體或聚合性低聚物進行交聯反應和/或聚合反應，由此可以形成硬塗層3。
作為前述的活性能量線固化性的聚合性單體或聚合性低聚物的官能團，較佳的是紫外線、電子射線或放射線聚合性的官能團，特別較佳的是紫外線聚合性官能團。作為 紫外線聚合性官能團，可以例舉的有(甲基)丙烯醯基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等乙烯基型不飽和聚合性官能團等。
作為前述塗布組成物虽然没有特別的限定，但是优选的是以丙烯酸單體或脲烷丙烯酸酯(urethane acrylate)低聚物為主要成分的塗布組成物。通過從以前述的單單體或低聚物為為主要成分的組成物形成硬塗層3，可以提高硬度。其中，特別較佳的是由同時含有脲烷丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯的組成物形成硬塗層3。
形成硬塗層3的脲烷丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯的合計含量較佳的是為45質量%以上99質量%以下，更佳的是為50質量%以上95質量%以下，特佳的是為60質量%以上90質量%以下。如果形成該硬塗層3的脲烷丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯的合計含量超過前述上限，則光聚合的開始變慢，存在生產率降低的問題。此外，如果形成該硬塗層3的脲烷丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯的合計含量小於前述下限，則存在柔軟性、耐磨損性、耐擦傷性等降低的問題。另一方面，如果形成該硬塗層3的脲烷丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯的合計含量在前述範圍內，則可以提高生產率，並且可以很好地保持柔軟性、耐磨損性、耐擦傷性等。
作為前述脲烷丙烯酸酯沒有特別的限定，單體或低聚物都可以。此外，作為脲烷丙烯酸酯的官能團數沒有特別的限定，可以是單官能團，也可以是多官能團，但較佳的是2官能團以上6官能團以下，更佳的是2官能團以上3官能團以下。通過使脲烷丙烯酸酯的官能團數在前述範圍 內，硬塗層3能夠很好地保持硬度和伸長率的平衡。尿素烷丙烯酸酯可以單獨使用，也可以組合兩種以上使用。
脲烷丙烯酸酯的伸長率較佳的是為20%以上80%以下，更佳的是為25%以上75%以下。如果脲烷丙烯酸酯的伸長率超過前述上限，則存在硬塗層3的耐久性降低的問題。此外，如果脲烷丙烯酸酯的伸長率小於前述下限，則存在有在成型時產生裂紋的問題。另一方面，如果脲烷丙烯酸酯的伸長率在前述範圍內，則能夠提高耐久性，並且能夠防止在成型等時產生裂紋。
此外，在此所說的“伸長率”是指按照JIS K 5600測量到的值。
作為由脲烷丙烯酸酯形成的樹脂的玻璃化轉變溫度雖然沒有特別的限定，但較佳的是為40℃以上100℃以下，更佳的是為40℃以上80℃以下。通過使由脲烷丙烯酸酯形成的樹脂的玻璃化轉變溫度在前述範圍內，可以提高常溫下的硬塗層3的硬度和耐久性。
作為形成硬塗層3的脲烷丙烯酸酯的含量雖然沒有特別的限定，但較佳的是為10質量%以上90質量%以下，更佳的是為15質量%以上85質量%以下，特佳的是為20質量%以上80質量%以下。如果形成硬塗層3的脲烷丙烯酸酯的含量超過前述上限，則存在耐磨損性和塗膜硬度降低的問題。此外，如果形成硬塗層3的脲烷丙烯酸酯的含量小於前述下限，則柔軟性降低，並且產生裂紋的危險變高。另一方面，如果形成硬塗層3的脲烷丙烯酸酯的含量在前述範圍內，則能夠很好地保持耐磨損性和塗膜硬度，並且能夠保持適度的柔軟性，並能夠抑制裂紋的產生。
作為前述(甲基)丙烯酸酯沒有特別的限定，單體或低聚物都可以。作為前述的(甲基)丙烯酸酯的官能團數沒有特別的限定，可以是單官能團也可以是多官能團。此外，通過使用3官能團以上的(甲基)丙烯酸酯，能夠提高硬塗層3的耐久性。此外，前述的(甲基)丙烯酸酯可以是具有極性基團的分子結構，也可以是低極性的分子結構。(甲基)丙烯酸酯可以單獨使用，也可以組合兩種以上使用。
作為(甲基)丙烯酸酯的極性基團，可以例舉的有羥基、羧基、胺基、醯胺基等。
作為含有羥基的(甲基)丙烯酸酯，可以例舉的有：2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基-2-羥基丙基鄰苯二甲酸酯、丙三醇單(甲基)丙烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯等含有(甲基)丙烯酸羥基的酯等。
作為含有羧基的(甲基)丙烯酸酯，可以例舉的有：丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、衣康酸、檸康酸等乙烯基型不飽和羧酸；除此以外，還可以例舉：2-(甲基)丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸等。
作為含有胺基的(甲基)丙烯酸酯，可以例舉的有：(甲基)丙烯酸單甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基乙 酯、(甲基)丙烯酸單甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基丙酯等(甲基)丙烯酸單烷基胺基酯等。
作為含醯胺基的(甲基)丙烯酸酯，可以例舉的有：(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等丙烯醯胺類等。
此外，作為低極性分子結構的(甲基)丙烯酸酯，可以例舉的有(甲基)丙烯酸脂環酯或(甲基)丙烯酸烷基酯。
作為前述的(甲基)丙烯酸脂環酯，可以例舉的有：環己基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(isobornyl)(甲基)丙烯酸酯、二環戊烯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、二環戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、三環癸烯基(甲基)丙烯酸酯、降冰片烯(甲基)丙烯酸酯等。
作為前述的(甲基)丙烯酸烷基酯，可以例舉的有：月桂基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、異癸基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作為形成硬塗層3的(甲基)丙烯酸酯的含量雖然沒有特別的限定，但較佳的是為5質量%以上85質量%以下，更較佳的是為10質量%以上80質量%以下，特佳的是為15質量%以上75質量%以下。如果形成硬塗層3的(甲基)丙烯酸酯的含量超過前述上限，則在成型時產生裂紋的危險變大。此外，如果形成硬塗層3的(甲基)丙烯酸酯的含量小於前述下限，則存在耐磨損性和塗膜硬度降低的問題。另一方面，如果形成硬塗層3的(甲基)丙烯酸酯的 含量在前述範圍內，則能夠很好地保持耐磨損性和塗膜硬度，並且能夠保持適度的柔軟性，並能夠抑制產生裂紋。
作為前述聚合引發劑，可以例舉的有二苯甲酮、苯偶醯、米氏酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、安息香***、安息香異丙醚、安息香異丁基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香雙甲醚、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙酮-1、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、雙(2,4-環戊二烯基)-雙[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]鈦(IV)、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等。這些化合物可以單獨使用，也可以把這些化合物混合複數個使用。
作為硬塗層3的鉛筆硬度沒有特別的限定，例如較佳的是H以上，更佳的是2H以上，特佳的是3H以上。如果該光學片1的硬塗層3的鉛筆硬度小於前述下限，則存在硬度不好的問題。與此相對，如果該光學片1的硬塗層3的鉛筆硬度在前述範圍內，則可以使硬塗層3保持理想的硬度。由此，能夠提高防止該光學片1的硬塗層3受到損傷的性能，進而能夠使該光學片1的處理變得更容易。此外，“鉛筆硬度”是指基於按照JIS K5400規定的試驗方法的8.4所記載的鉛筆劃痕值得到的值。
作為硬塗層3厚度(平均厚度)沒有特別的限定，例如可以使硬塗層3厚度(平均厚度)為3μm以上50μm以下。
作為硬塗層3的製造方法沒有特別的限定，可以把活性能量線固化樹脂塗布在相位差膜2的一個面上並使其乾燥，然後照射活性能量線，由此進行製造。作為活性能量線固化樹脂的塗布方法只要是能够在相位差膜2的一个面上均勻塗布活性能量線固化樹脂的方法，就沒有特別的限定，可以例舉的有：旋轉塗布法、噴塗法、坡流塗布(slide coat)法、浸漬法、棒塗布法、輥塗器法、絲網印刷法等各種方法。
黏接層4層疊在相位差膜2的另一個面一側。可以使用丙烯酸系樹脂、脲烷系樹脂等公知的黏接性樹脂形成黏接層4。此外，也可以在前述的公知的黏接性樹脂中，混合高壓法低密度聚乙烯等熱可塑性樹脂；合成橡膠、天然橡膠等彈性體；萜烯樹脂、石油樹脂等黏接助劑等，來形成黏接層4。
作為形成黏接層4的黏接性樹脂，適合使用丙烯酸系共聚物，該丙烯酸系共聚物包含來源於烷基的碳原子數為8以上20以下的烷基丙烯酸酯單體的結構單元；來源於選自環己基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯和三環癸基(甲基)丙烯酸酯中的至少一種脂環式單體的結構單元；以及來源於含有官能團的單體的結構單元。從黏接力和抑制從黏接對象產生氣泡的觀點出發，作為前述烷基丙烯酸酯單體，較佳的是2-乙基己基丙烯酸酯、異辛基丙烯酸酯、月桂基丙烯酸酯、硬脂基丙烯酸酯，特佳的是2-乙基己基丙烯酸酯。在黏接力小的情況下，從黏接對象產生的微量氣體成分滯留在介面成為氣泡，存在導致黏接性能降低和外觀變差的問題。作為來源於前述烷基丙烯酸 酯單體的結構單元的含量，從維持其他結構單元的含量並保持規定的黏接力的觀點出發，較佳的是相對於構成丙烯酸系共聚物的全部結構單元為29.9質量%以上55質量%以下，更佳的是為35質量%以上50質量%以下。此外，從黏接力和抑制從黏接物件產生氣泡的觀點出發，作為前述脂環式單體適合使用環己基丙烯酸酯。作為來源於前述脂環式單體的結構單元的含量，較佳的是相對於構成丙烯酸系共聚物的全部結構單元為50質量%以上70質量%以下，更佳的是為55質量%以上65質量%以下。如果來源於脂環式單體的結構單元的含量超過前述上限，則存在黏性不夠、黏接力降低的問題。另一方面，如果來源於脂環式單體的結構單元的含量小於前述下限，則存在不能有效地防止從黏接物件產生氣泡的問題。作為前述含有官能團的單體，可以例舉的有：含有2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯及各種羥基丙基(甲基)丙烯酸酯等羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或含有羧基的不飽和單體，例如可以列舉：(甲基)丙烯酸、巴豆酸、富馬酸、衣康酸、馬來酸等。其中，從黏接力和抑制從黏接物件產生氣泡的觀點出發，較佳的是2-羥基乙基丙烯酸酯。作為前述的來源於含有官能團的單體的結構單元的含量，較佳的是為0.1質量%以上10質量%以下，更佳的是為0.5質量%以上5質量%以下。如果來源於含有官能團的單體的結構單元的含量超過前述上限，則存在黏接層4的極性變大，對低極性表面的黏接力降低的問題。另一方面，如果來源於含有官能團的單體的結構單元的含量小於前述下限，則存在黏接層4的凝聚力降低，針對剪切方向上的應力難以維持形狀的問題。
作為前述的丙烯酸系共聚物的製造方法，可以舉出公知的自由基聚合法等。例如，在甲苯或二甲苯這樣的烴系或醋酸乙酯這樣的酯系的有機溶劑中，溶解前述單體，並添加偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、過氧化苯甲醯等聚合引發劑，在50~90℃左右，進行3~20小時左右的聚合反應，由此可以得到丙烯酸系共聚物的有機溶劑溶液。
作為丙烯酸系共聚物的重均分子量，例如為20萬以上，較佳的是為40萬以上200萬以下，更佳的是為50萬以上150萬以下。如果丙烯酸系共聚物的重均分子量超過前述上限，則存在聚合物合成時的聚合困難的問題。另一方面，如果丙烯酸系共聚物的重均分子量小於前述下限，則產生氣泡的危險變大。此外，重均分子量是用凝膠滲透色譜法測量到的標準聚苯乙烯換算的值。
為了作為黏接劑得到足夠的黏接力，丙烯酸系共聚物的玻璃化轉變溫度通常為-10℃以下，較佳的是為-70℃以上-20℃以下。
通過把黏接劑溶液塗布在相位差膜2的另一個面一側並使其乾燥，可以把黏接層4層疊在相位差膜2上。此外，也可以把黏接剂溶液预先塗布在離型紙(separator)的單面上並使其乾燥，然後將其與相位差膜2貼合，由此可以將黏接層4層疊在相位差膜2上。
黏接層4的厚度(平均厚度)沒有特別的限定，黏接層4的厚度(平均厚度)例如可以採用10μm以上40μm以下。
作為該光學片1的霧度雖然沒有特別的限定，但該光學片1的霧度較佳的是2%以下，更佳的是0.5%以下。如 果該光學片1的霧度超過前述上限，則存在由液晶顯示裝置顯示的影像的清晰度下降，影像的可視性下降的問題。
作為在空氣中的膜的霧度(Ha)與在水中的膜的霧度(Hw)的差(Ha-Hw)得到的該光學片1的外部霧度，較佳的是為1.0%以下，更較佳的是為0.5%以下。如果該光學片1的外部霧度超過前述上限，則存在表面的凹凸變得比較大、相位差精度下降的問題。
作為該光學片1的全光線透射率雖然沒有特別的限定，但是例如較佳的是87%以上，更較佳的是90%以上。如果該光學片1的全光線透射率小於前述下限，則存在不能使光線充分透過、導致可視性降低的問題。
該光學片1通過黏接層4黏貼在觸控面板的玻璃基板上，由此能夠有效地防止觸控面板的玻璃基板破損，而且能夠提高防止在破損時等情況下產生的碎片飛散的功能。特別是通過把該光學片1的黏接層4黏貼在觸控面板的玻璃基板背面一側，能夠有效地提高防止在觸控面板破損時的玻璃基板碎片等飛散的功能。
該光學片1在相位差膜2的一個面一側具有硬塗層3，所以能夠提高防止在製造時和搬運時等情況下受到損傷的性能，進而能夠防止光學功能降低和外觀變差。此外，該光學片1作為相位差膜2的主要成分使用聚碳酸酯系樹脂，所以能夠提高耐衝擊性。即使該光學片1用於觸控面板等，在用力按壓觸控面板表面的情況下或掉落的情況下，通過相位差膜2和層疊在相位差膜2的另一個面一側的黏接層4，也能夠防止觸控面板的玻璃基板等破損。其結果，該光學片1能夠有效地防止玻璃基板碎片等飛散。
圖2的觸控面板11包括玻璃基板12、14、電極層13和光學片1。在玻璃基板12的表面一側大體中央區域形成有用手指尖進行輸入的輸入區域。通過將黏接層4黏貼在玻璃基板12的背面，從而將光學片1層疊在玻璃基板12的背面。電極層13是透明導電膜，第一電極和第二電極在相互交叉的方向上延伸。電極層13層疊在玻璃基板14的表面一側。在手指觸控玻璃基板12的輸入區域前後，觸控面板11的電容發生變化。以前述第一電極和第二電極檢測出電容的變化從而確定觸控位置的方式構成觸控面板11。此外，在觸控面板11的背面一側配置有液晶面板(圖中沒有表示)。
由於在觸控面板11上配置有該光學片1，所以由該光學片1把從前述液晶顯示面板發出的直線偏振光轉換成圓偏振光。因此，在觀看的人用偏光太陽鏡觀看觸控面板11的情況下，能夠抑制產生彩虹圖案，並且能夠在所有的角度都看到偏振光。
圖3的觸控面板21包括玻璃基板12、14、電極層13、偏光板22和光學片1。通過將黏接層4黏貼在偏光板22的背面一側，從而將光學片1(第一光學片)層疊在偏光板22上。此外，通過把黏接層4黏貼在玻璃基板14的背面一側，從而把光學片1(第二光學片)層疊在玻璃基板14上。
對觸控面板21遮斷外部光的功能進行說明。從偏光板22表面入射並透射過偏光板22的外部光，因透射過第一光學片而被轉換成圓偏振光。該圓偏振光被反射，從第一光學片的背面一側入射。在此，第一光學片配置成：使從背面一側入射的圓偏振光成為與偏光板22的透射軸方向垂直 的直線偏振光從第一光學片的表面一側射出。因此，從第一光學片的表面一側射出的直線偏振光被偏光板22遮斷。即，雖然從偏光板22表面入射並透射過偏光板22外部光被反射，再次入射到偏光板22的背面一側，但是成為該反射光被偏光板22遮斷，不能從觸控面板21的表面一側射出。由此，該觸控面板21能夠保持優異的可視性。
與此相對，從配置在觸控面板21的背面一側的液晶面板(圖中沒有表示)射出的光，透射過第二光學片和第一光學片，成為偏光板22的透射軸方向的直線偏振光，入射到偏光板22的背面一側。因此，按照該觸控面板21，可以清楚地看到配置在觸控面板21的背面一側的液晶面板(圖中沒有表示)的顯示。
該觸控面板21由於在光學片1的相位差膜2的一個面一側有硬塗層3，所以能夠提高防止光學片1在製造時和搬運時等情況下受到損傷的性能，進而能夠防止光學功能的降低和外觀變差。此外，該觸控面板21由於光學片1的相位差膜2的主要成分使用聚碳酸酯系樹脂，所以能夠提高耐衝擊性。即使在用力按壓觸控面板21表面的情況下或該觸控面板21掉落的情況下，通過前述相位差膜2和層疊在相位差膜2的另一個面一側的黏接層4，也能夠防止觸控面板21的玻璃基板12、14等破損。其結果，該觸控面板21能夠有效地防止玻璃基板12、14的碎片等飛散。
此外，本發明的光學片和觸控面板除了前述方式以外，還可以實施各種變形和改進。例如，該光學片的硬塗層也可以由兩層以上的層構成。此外，該光學片也可以在硬塗層上層疊其他的層(例如UV吸收層、抗靜電層和防 止反射層等)。該光學片的相位差膜和硬塗層、或相位差膜和黏接層也可以隔著其他層層疊在一起。該光學片除了可以用於觸控面板以外，也可以用於立體影像顯示裝置等各種液晶顯示模組。該光學片可以用於電阻膜方式、電容方式或電磁感應方式等的各種觸控面板。此外，該觸控面板無需包括一對前述光學片(第一光學片和第二光學片)。該光學片可以黏貼在觸控面板的玻璃基板表面一側，也可以黏貼在觸控面板的表面一側和背面一側。該光學片具有的相位差膜也無需一定是1/4 λ相位差膜，也可以是1/2 λ相位差膜、3/4 λ相位差膜等。
工業實用性
如上前述，本發明的光學片由於能夠防止在製造時和搬運時等情況下受到損傷，所以能夠防止光學功能的降低和外觀變差。因此本發明的光學片和使用了它的觸控面板能夠抑制光學功能下降和外觀變差，適合用於能夠進行可視性和對比度高的影像顯示的液晶顯示裝置。。
1‧‧‧光學片
2‧‧‧相位差膜
3‧‧‧硬塗層
4‧‧‧黏接層
11‧‧‧觸控面板
12‧‧‧玻璃基板
13‧‧‧電極層
14‧‧‧玻璃基板
21‧‧‧觸控面板
22‧‧‧偏光板
圖1是示意性地表示本發明一個實施方式的光學片的剖視圖。
圖2是示意性地表示本發明一個實施方式的觸控面板的剖視圖。
圖3是示意性地表示與圖2的觸控面板不同方式的觸控面板的剖視圖。
1‧‧‧光學片
2‧‧‧相位差膜
3‧‧‧硬塗層
4‧‧‧黏接層

Claims (7)

  1. 一種光學片，其特徵在於包括：相位差膜，以聚碳酸酯系樹脂為主要成分；硬塗層，層疊在前述相位差膜的一個面一側；以及黏接層，層疊在前述相位差膜的另一個面一側；藉由前述黏接層黏貼在觸控面板的玻璃基板上，且具有飛散防止性；前述硬塗層含有脲烷丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸酯，且脲烷丙烯酸酯的伸長率為20%以上80%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之光學片，其中前述相位差膜的光彈性係數為40×10-12 /Pa以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之光學片，其中前述相位差膜的平均厚度為10μm以上500μm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之光學片，其中霧度為2%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之光學片，其中全光線透射率為87%以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之光學片，其中前述相位差膜的玻璃化轉變溫度(Tg)為120℃以上180℃以下。
  7. 一種觸控面板，其特徵在於包括：玻璃基板；以及如申請專利範圍第1至6項中任一項所記載之光學片，通過前述黏接層黏貼在前述玻璃基板上。
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