CN101324677A - 防眩光膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制造防眩光膜的方法,该方法包括下述步骤:将涂覆组合物施用到基板上,该涂覆组合物至少包括树脂、溶剂和微粒;干燥施用到基板上的涂覆组合物,通过溶剂挥发时引起的对流,在涂覆层表面形成贝纳胞结构;以及固化其中形成有贝纳胞结构的涂覆组合物中包含的树脂,从而形成具有表面起伏平缓的微细凹凸形状的防眩光层。该防眩光层具有1.7或更小的白浊度,所述白浊度通过定量确定入射在防眩光层表面上的漫射光的漫反射分量而测得。
Description
技术领域
本发明涉及防眩光膜的制造方法。更具体地,本发明涉及用于显示器件例如液晶显示器的显示面的防眩光膜的制造方法。
背景技术
在显示器件例如液晶显示器中,采用在显示面形成防眩光膜并通过该膜使光线漫射以赋予显示器件防眩光性或减少显示器件表面中反射的技术。已知的防眩光膜通过膜表面中形成的微细凹凸形状赋予显示器件防眩光性。
图8显示已知防眩光膜101的结构。防眩光膜101具有基板111和形成在基板111上的防眩光层112。防眩光层112包括含有微粒113的树脂,微粒113由无定形二氧化硅或树脂微球构成,并且微粒113从防眩光层112的表面凸出,从而在表面中形成微细凹凸形状。防眩光膜101通过将包含微粒113、树脂、溶剂等的涂覆组合物施用在基板111上并干燥所施用的涂覆组合物而形成。
在基板上施用含有微粒113的涂覆组合物来制造防眩光膜的方法廉价且具有良好的生产率,因此广泛使用该制造方法。然而,尽管所得防眩光膜1具有防眩光性,但形成膜表面凹凸形状的各微粒113的突起形状增加了表面的雾度值,致使图像发白,由此降低了对比度,也降低了图像清晰度。
防眩光膜作为最上层形成在液晶显示器的显示面上,因此要求其具有适合硬涂层的硬度。因此,期望其具有大到几微米至几十微米的厚度,以不受基板111的影响。为了在具有所述厚度的防眩光层112的表面中形成微粒113突起,需要添加粒径与层厚相等的微粒。使用具有这种大粒径的微粒导致防眩光层112表面的眩光(闪烁)感增加,由此降低了显示面的可见度。
在这种情况下,如图9所示,降低微粒113在防眩光层112中的填充比率以增大防眩光层112的表面凹凸形状的周期,由此提高对比度。然而,在表面凹凸形状周期延长而具有平缓的凹凸形状的防眩光层112中,在各微粒113突起之间形成平坦部分,以致于膜的防眩光性变差。
防眩光性和高对比度相互矛盾,难以同时获得所述两种特性。为了同时得到防眩光性和高对比度并防止闪烁,提出了通过形状转印控制防眩光层表面凹凸形状的方法。
例如,特开2003-107205号公报(此后称为“专利文献1”)公开了使用受激准分子激光束加工设备制造具有所需凹凸形状的成形膜的方法。特开2006-154838号公报(此后称为“专利文献献2”)公开了通过利用树脂涂覆无光聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制造具有所需表面凹凸形状的成形膜的方法。防眩光膜如下制造:使用通过上述方法形成的成形膜,将所需凹凸形状转印到施用在基板上的紫外固化树脂上,将成形膜剥离,然后通过紫外线照射使树脂固化。
发明内容
然而,在专利文献1中描述的通过激光束加工形成成形膜的方法中,设备的成本非常高,特别是对于大面积例如电视机的加工,难以在整个面积的加工中保持高精度。此外,通过形状转印法制造防眩光膜的过程包括将紫外固化树脂置于模中以及使树脂固化并剥离固化树脂,因此不容易提高生产线的速度并且批量生产率差。
另一方面,如上所述,在基板上施用含有微粒的涂覆组合物的方法廉价且具有良好的生产率,但难以获得同时具有防眩光性和高对比度的防眩光膜。为了解决对比度或者闪烁的问题,用树脂覆盖微粒突起,以使防眩光层具有平坦表面,但在这种情况下,难以防止防眩光层表面中的反射,从而降低了防眩光性。换言之,通过控制防眩光层表面中的微细凹凸形状难以同时获得防眩光性和高对比度。
因此,期望提供以高生产率和低成本制造同时具有优异防眩光性和优异对比度的防眩光膜的方法。
对于将含有微粒的涂覆组合物施用于基板上制造同时具有防眩光性和高对比度的防眩光膜的方法,本发明人进行了广泛而深入的研究。结果发现,不是通过控制从防眩光层表面凸出的各微粒突起的光散射,而是利用涂覆组合物中所含溶剂挥发过程中造成的表面张力分布不均(表面张力不均性)引起的马兰各尼对流(Marangoni convection),在涂覆组合物中通过对流形成贝纳胞结构,贝纳胞结构中形成的液态树脂弯液面允许在防眩光层表面形成起伏平缓的凹凸形状,从而能够得到同时具有防眩光性和高对比度的防眩光膜。
根据本发明的一种实施方式,提供防眩光膜的制造方法,其中该方法包括下述步骤:将涂覆组合物施用在基板上,所述涂覆组合物至少包括树脂、溶剂和微粒;干燥施用于基板的涂覆组合物,以通过溶剂挥发时引起的对流在涂覆层表面形成贝纳胞结构;以及固化其中形成有贝纳胞结构的涂覆组合物中包含的树脂以形成防眩光层,该防眩光层具有表面起伏平缓的微细凹凸形状。防眩光层具有1.7或更小的白浊度,所述白浊度通过定量确定入射在防眩光层表面上的漫射光的漫反射分量测得。
根据本发明的一种实施方式,贝纳胞由在平面上聚集的微粒形成,从而在防眩光层表面形成起伏平缓的微细凹凸形状,尽管漫射光线,但能够降低所得防眩光膜中的白浊感。
如果微粒表面能和溶剂表面张力之差小,则在干燥过程中微粒明显以三维形式聚集,从而在表面形成大的凹凸形状,所得的膜具有高防眩光性以及闪烁感和低对比度。如果差较大,则贝纳胞也在干燥后由排列在平面上的微粒形成,从而形成平缓的起伏,所得的膜具有低防眩光性和高对比度。如果差更大,则干燥后在表面中不太可能形成贝纳胞,所得的膜具有大量平坦部分,因此具有低防眩光性。因此,在存在上述关系的情况下,为获得防眩光性,需要涂覆组合物的涂覆厚度小于微粒的粒径,为消除平坦部分,需要添加大量微粒。因此使得所得的膜具有高白浊度和低对比度。适当的选择微粒和溶剂的组合,以使微粒的表面能和溶剂的表面张力之间的差在特定的范围内,微粒可在平面上适当地聚集,从而可形成平缓的表面起伏。
本发明的上述内容并非意图说明本发明的每种示例性实施方式或每种实施方案。以下附图和详细说明更具体地示例这些实施方式。
附图说明
图1是显示本发明第一实施方式中液晶显示器结构实例的截面示意图。
图2是显示本发明第一实施方式中防眩光膜结构实例的截面示意图。
图3是说明均方根斜率的图表。
图4是显示本发明第二实施方式中防眩光膜结构实例的截面示意图。
图5是实施例1的防眩光膜表面的照片。
图6是比较例5的防眩光膜表面的照片。
图7是使用黑色玻璃片时测量的白浊度与使用黑色丙烯酸片时测量的白浊度之间的关系图。
图8是显示常规防眩光膜结构实例的截面示意图。
图9是显示常规防眩光膜结构实例的截面示意图。
具体实施方式
以下参考附图对本发明的实施方式进行说明。在下述实施方式中,在所有的附图中,相同的部件或部分由相同的标记表示。
(1)第一实施方式
(1-1)液晶显示器的构造
图1显示本发明第一实施方式的液晶显示器的结构实例。如图1所示,该液晶显示器包括液晶面板2和放置在液晶面板2正下方的光源3,液晶面板2在其显示面上具有防眩光膜1。
光源3向液晶面板2提供光,并包括例如荧光灯(FL)、电致发光灯(EL)或发光二极管(LED)。液晶面板2在空间上调制光源3提供的光以显示信息。在液晶面板2的两面上设置有偏光片2a和2b。偏光片2a和偏光片2b允许入射光的相互垂直的偏振光分量中的一个分量透过并通过吸收阻挡另一个分量。布置偏光片2a和偏光片2b,例如使它们的透射轴(transmission axe)彼此垂直。
(1-2)防眩光膜的构造
图2显示本发明第一实施方式的防眩光膜1的结构实例。如图2所示,防眩光膜1包括基板11和形成在基板11上的防眩光层12。防眩光层12包括微粒13,通过涂覆组合物干燥过程中引起的对流在防眩光层表面形成贝纳胞,微粒13的适当聚集形成微细的凹凸形状。
防眩光膜1具有2.0或更小的白浊度,所述白浊度通过定量确定入射在防眩光膜1的防眩光层12表面上的漫射光的漫反射分量测得,该防眩光膜1具有粘贴在其背面上的黑色玻璃。这是因为2.0或更小的白浊度可抑止对比度的下降。
当使用主要由苯乙烯构成的非极性苯乙烯微粒作为微粒13时,优选使用表面张力为23mN/m或更小的溶剂。在这种情况下,可得到具有较小白浊度同时保持防眩光性的表面特性。当使用主要由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(包括加入苯乙烯的丙烯酸酯成分)构成的丙烯酸酯-苯乙烯微粒时,即使使用常用的表面张力大于上述表面张力(23mN/m)的芳族溶剂、酮类溶剂或酯类溶剂,也能够得到上述期望的表面特性。
防眩光膜1具有1.7或更小的白浊度,所述白浊度通过定量确定入射在防眩光膜1的防眩光层12表面上的漫射光的漫反射分量测得,该防眩光膜1具有粘贴在其背面上的黑色丙烯酸片。这是因为1.7或更小的白浊度可抑止对比度的下降。
通过检测防眩光层表面漫射的反射光,感知白浊感。本申请所用术语“白浊度”是指通过使用商购光谱色度计例如积分球型光谱色度计SP64(X-Rite,Incorporated制造和销售)模拟上述现象定量确定的值。
基板
可使用例如透明塑料膜作为基板11的材料。可使用透明塑料膜例如已知的聚合物膜。已知聚合物膜的具体实例包括三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚砜、聚砜、二乙酰基纤维素、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、聚氨酯树脂和三聚氰胺树脂,透明塑料膜可适当地选自这些已知的聚合物膜。从获得优异生产率的角度出发,基板11优选具有38~100μm的厚度,但基板的厚度不特别限定于此范围。
防眩光层
防眩光层12的平均厚度优选在从微粒13的平均粒径到微粒13平均粒径的3倍的范围内。具体地,防眩光层12的平均厚度优选在从微粒13平均粒径到30μm的范围内,更优选在从微粒13的平均粒径到15μm的范围内。如果平均厚度小于微粒13的平均粒径,则白浊度可能会增大。另一方面,如果平均厚度大于微粒13平均粒径的3倍,则得到的膜在制造过程中可能会在树脂固化时发生卷曲。
防眩光层12具有形成在其表面的微细凹凸形状。所述微细凹凸形状不同于从防眩光层12凸出的微粒13形成的常规凹凸形状,而是如下形成:在基板11上施用含有微粒13的涂覆组合物并随后干燥,从而通过干燥时在涂覆组合物中引起的对流在涂覆膜表面形成贝纳胞。凹凸形状优选为长周期平缓起伏的凹凸形状。例如,优选的是涂覆组合物中的对流使多个微粒13沿平面内方向适当地碰撞,并在干燥时主要沿平面内方向聚集,从而在防眩光层表面形成凸出部分。优选的是微粒13不从防眩光层12凸出并且不露出微粒13表面。如果微粒13的表面露出,则由于微粒13的陡坡部分,形成具有锐角部分的微细凹凸形状,所得表面沿不同方向漫射光线,导致显示屏发白。
图3是说明均方根斜率的图表。粗糙度曲线的均方根粗糙度RΔq是表示表面粗糙度的参数,其通过获得微米范围内的斜率平均值来确定,并由下式(1)表示。
RΔq(或Rdq):粗糙度曲线的均方根斜率
在参考长度内局部斜率dz/dx的均方根
作为表示防眩光层12表面粗糙度的参数,均方根粗糙度RΔq优选为0.003~0.05μm。如果均方根粗糙度RΔq小于0.003μm,则无法获得防眩光性。另一方面,如果均方根粗糙度RΔq大于0.05μm,则白浊感变强并且对比度降低。测量均方根粗糙度RΔq的条件依照JIS B0601:2001。在均方根斜率RΔq和光学特性{对比度(白浊感)和防眩光性}之间具有相关性,因此当均方根斜率RΔq落入上述范围时,可同时获得高的对比度和防眩光性。
微粒13例如为球形或扁平微粒,如无机微粒或有机微粒。微粒13优选具有约5nm~约15μm的平均粒径。如果平均粒径小于5nm,则防眩光层12具有过于微小的表面粗糙度,以致于防眩光性低劣。另一方面,如果平均粒径大于15μm,则防眩光层12的厚度过大,从而制膜时在树脂固化过程中可能发生卷曲。微粒13的平均粒径通过利用例如CoulterMultisizer测量粒径并获取所得数据的平均值来确定。
作为有机微粒,可使用主要由例如苯乙烯(PS)或丙烯酸酯-苯乙烯共聚物构成的微粒。有机微粒可以是交联的或不交联的,对此没有特殊限定,可使用由塑料等构成的任何有机微粒。当使用由例如丙烯酸树脂构成的稍有极性的微粒13作为微粒13时,在制膜时基本不会引起涂覆组合物中的对流和微粒13的聚集。为了消除这些缺陷,需要使用具有较高表面张力的溶剂,但这种溶剂具有高沸点,涂覆膜不易干燥,因而在制膜中难以处理这种溶剂。因此更优选使用由例如苯乙烯构成的非极性微粒13。此外,特别优选由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物构成的微粒13,这是因为该共聚物的表面能可通过在合成中控制丙烯酸酯-苯乙烯的比例来改变,且溶剂可从种类广泛的可用溶剂中选择。
丙烯酸酯-苯乙烯共聚物优选包括按质量计为60~90%的苯乙烯组分和按质量计为10~40%的丙烯酸酯组分。当丙烯酸酯组分的量按质量计小于10%时,微粒13可能在下述干燥步骤中以三维形式聚集,以致于所得防眩光膜1中的白浊度增大。因此,类似于常规防眩光膜,难以同时获得高对比度和防眩光性。另一方面,当丙烯酸酯组分的量按质量计大于40%时,在下述干燥步骤中不太可能形成贝纳胞,导致只能获得低劣的防眩光性。因此,类似于常规防眩光膜,难以同时获得高对比度和防眩光性。
作为无机微粒,可使用例如晶态二氧化硅或氧化铝。优选通过利用有机物处理将无机微粒的极性表面变为非极性表面。可控的非极性引起适度的对流或微粒13的聚集,从而形成所需的贝纳胞。
防眩光层优选具有4~10%的微粒13填充比率。如果填充比率小于4%,则可能在防眩光层表面形成大量平坦部分,从而难以获得防眩光性。另一方面,如果填充比率大于10%,则防眩光性对厚度的依赖性可能会变小,从而难以通过改变厚度来控制防眩光性。填充比率是指防眩光层中微粒含量B与树脂含量A的比率(B/A×100)。
本发明第一实施方式中的防眩光膜1由于贝纳胞结构而在防眩光层12表面具有起伏连续且平缓的微细凹凸形状,因此在保持防眩光性的同时能够抑止沿不同方向的光漫射,从而防止显示屏变白。
(1-2)防眩光膜的制造方法
接下来描述具有上述构造的防眩光膜1的制造方法的实例。在防眩光膜1的制造方法中,将包括微粒13、树脂和溶剂的涂覆组合物施用在基板11上,在溶剂干燥时引起对流,从而在涂覆膜表面形成贝纳胞,随后进行固化。
涂覆组合物的制备
首先,例如通过搅拌机如分散机或者分散混合器(dispersion mixer)如球磨机,将树脂、微粒13和溶剂混合在一起,得到其中分散有微粒13的涂覆组合物。在这种情况下,如果需要还可添加光稳定剂、紫外光吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等。可添加二氧化硅微粒等作为粘度调节剂。
作为溶剂,可使用例如有机溶剂,其可以溶解所使用的树脂原料,与微粒13具有良好的润湿性,并且不会导致基板发白。为了如上所述通过排列在平面上的微粒13形成贝纳胞,选用表面张力适合于将要使用的微粒13表面能的溶剂。优选有机微粒的表面能和溶剂的表面张力之差为8~13mN/m。如果表面张力的差小于8mN/m,则微粒13可能会以三维形式明显聚集,造成表面眩光和发白。另一方面,如果表面张力的差大于13mN/m,则微粒13不太可能会聚集,导致所得表面具有低劣的防眩光性。例如,当使用苯乙烯微粒作为有机微粒时,优选使用在使用温度下具有23mN/m或更小的表面张力的溶剂。在这种情况下,在干燥涂覆组合物时,形成合适的贝纳胞,从而可获得防眩光层12的平缓起伏表面。如果表面张力落在上述范围以外,则微粒13会明显聚集,从而明显形成防眩光层12的表面凹凸形状,因此得到的膜具有优异的防眩光性,但不利的是表面变白和眩光。有机溶剂的实例包括在20℃的环境温度下表面张力为20.0mM/m的叔丁醇和在22℃的环境条件下表面张力为22.1mM/m的乙酸异丙酯。当使用表面能大于苯乙烯微粒的由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物构成的微粒时,可使用具有较高表面张力的常用有机溶剂,例如酯类溶剂如乙酸丁酯(表面张力:24.8mN/m),酮类溶剂如甲基异丁酮(表面张力:25.4mN/m),或芳族溶剂如甲苯(表面张力:27.9mN/m)。微粒和溶剂不特别限制于上述材料,只要满足上述要求即可。
溶剂的表面张力通过例如威廉米法(wilhelmy method)测量,在威廉米法中,使威廉米悬片和液体样品相互接触以造成应变,并测量将威廉米悬片拉入液体的力。作为测试仪器,可使用例如Rheo-Surf,其由UBMCorporation制造和销售,是一种动态表面张力测量仪。
作为树脂,从便于生产的角度出发,优选通过例如紫外光或电子束照射固化的电离辐射固化树脂,或者通过加热固化的热固性树脂,最优选的是通过紫外光照射固化的光敏树脂。作为光敏树脂,可使用丙烯酸酯树脂,例如聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、多元醇丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或三聚氰胺丙烯酸酯。对于固化树脂的特性,从获得图像透过性的角度出发,特别优选可产生具有优异透光性的固化树脂的树脂,或者从获得耐伤性的角度出发,特别优选可产生具有高硬度的固化树脂的树脂,可对树脂进行适当地选择。电离辐射固化树脂不限于紫外固化树脂,任何电离辐射固化树脂都可以使用,只要具有透光性,但优选透射光的色调和透射量不随着色或雾度明显变化的电离辐射固化树脂。电离辐射固化树脂和热固性树脂可以单独使用或混合使用。
感光树脂通过将光聚合引发剂加入到有机材料中来获得,该有机材料能够形成树脂,例如单体、低聚物或聚合物。例如,通过使异氰酸酯单体或预聚物与多元醇聚酯反应并使具有羟基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与所得产物反应,得到聚氨酯丙烯酸酯。
在本发明的第一实施方式中,作为能够形成树脂的单体、低聚物或聚合物,优选使用在干燥涂覆组合物后保持液态的单体、低聚物或聚合物中的至少一种。作为在干燥涂覆组合物后保持液态的单体、低聚物或聚合物,优选具有较高粘度的一种,以便保持干燥涂覆组合物表面的贝纳胞结构,并在贝纳胞内形成液态树脂的弯液面。当使用所述单体、低聚物或聚合物时,在将所施用的涂覆组合物干燥后,表面保持起伏平缓的微细凹凸形状。
作为包含在光敏树脂中的光聚合引发剂,例如可单独使用或组合使用二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、蒽醌衍生物等。在光敏树脂中,可适当地选择和引入促进成膜的组分,例如丙烯酸树脂。
涂覆(涂覆组合物的施用)
使用孔径大小约为微粒平均粒径2倍的过滤器对通过以上方法获得的涂覆组合物进行过滤,并施用到基板11上。施用涂覆组合物以使干燥后平均涂覆厚度优选变为3~30μm,更优选为4~15μm。如果厚度小于上述范围的下限,则难以获得所需的硬度。另一方面,如果厚度大于上述范围的上限,则得到的膜可能会在树脂固化时发生明显的卷曲。对施用涂覆组合物的方法没有特殊限制,可采用已知的涂覆方法。已知涂覆方法的实例包括使用凹版式涂布机、刮条涂布机、压模涂布机、刮刀涂布机、comma涂布机、喷涂机或帘幕涂布机的方法。涂覆方法不限于此,可使用以预定厚度均匀施涂涂覆组合物的任何方法。
干燥和形成贝纳胞
干燥所施涂的涂覆组合物以使溶剂挥发。在本发明的第一实施方式中,利用溶剂挥发时表面张力的不均匀分布引起的马兰各尼对流,涂覆组合物中的对流使微粒13适当地碰撞和聚集,从而在涂覆层表面形成贝纳胞结构。在贝纳胞中形成的液态树脂弯液面允许在涂覆表面形成平缓起伏的微细凹凸形状。
在干燥涂覆组合物时,优选的是微粒13主要沿防眩光层12的平面内方向聚集以形成二维聚集体,并且所述聚集体存在于防眩光层表面中而没有聚积。在这种情况下,在防眩光层表面形成连续平缓起伏的微细凹凸形状,从而同时得到防眩光性和高对比度。本申请使用的措词“微粒13主要沿防眩光层12的平面内方向聚集”是指:(1)所有的微粒13仅仅沿防眩光层12的平面内方向聚集,而没有沿厚度方向相互堆叠;或(2)几乎所有的微粒13都沿平面内方向聚集,剩余的微粒13沿厚度方向相互堆叠,从而没有增大白浊度(至大于1.7,通过背面粘结有黑色丙烯酸片的防眩光膜1测量)。所有的微粒13理想地形成二维聚集体,但部分微粒13可能彼此分离而没有形成聚集体,从而白浊度没有增大。
优选微粒13的聚集体被防眩光层12表面的涂覆组合物覆盖。当聚集体被覆盖时,微粒13从防眩光层12凸出,在表面形成微粒自身弯曲造成的大角度部分,从而可防止白浊度增大。本申请使用的措词“聚集体被涂覆组合物覆盖”是指:(1)聚集体完全被涂覆组合物覆盖;或(2)形成聚集体的微粒13的一部分没有被涂覆组合物覆盖而露出,但白浊度没有增大(至大于1.7,通过背面粘结有黑色丙烯酸片的防眩光膜1测量)。
认为贝纳胞结构的形成受到微粒13的表面能和溶剂的表面张力之间相互关系的影响。为了控制贝纳胞结构,优选根据微粒13的表面能选择溶剂的表面张力。例如当适量添加具有非极性表面的苯乙烯微粒13时,优选表面张力为23mN/m或更小的溶剂。如果溶剂的表面张力大于23mN/m,则微粒13明显聚集,从而明显形成防眩光层12的表面凹凸形状,以致于表面变白和眩光。在使用苯乙烯微粒13的情况下,可用的溶剂受到限制,因而不允许使用酮类溶剂或芳族溶剂如甲苯。因此,使用包括加入到苯乙烯中的丙烯酸酯组分并且具有增大的表面能的丙烯酸酯-苯乙烯共聚物微粒使得能够使用例如甲苯等溶剂。具体地,当使用主要由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(含有按质量计60~90%的苯乙烯组分和按质量计10~40%的丙烯酸酯组分)构成的丙烯酸酯-苯乙烯共聚物微粒时,优选表面张力为27.9mN/m或更小的溶剂。具有所述表面张力的溶剂的实例包括叔丁醇、乙酸异丙酯、甲苯、甲乙酮(MEK)、异丙醇(IPA)、甲基异丁酮(MIBK)、乙酸丁酯和乙酸二甲酯。这些溶剂可单独使用或混合使用。
为了在干燥后保持贝纳胞结构和贝纳胞中形成的弯液面,优选使用在干燥步骤后和被固化前保持液态的树脂。这是因为将这种树脂用于涂覆层即使在干燥后仍保持平缓的表面起伏。可以推测,如果涂覆组合物含有在干燥后转变为固态的干燥固化树脂,则形成于平面基板11上的防眩光层12的表面在干燥的初始阶段是平坦的,并且在干燥步骤中,在层的内部完全干燥后,依照基板11仍保持平坦。
对干燥条件没有特殊限制,可采用自然干燥或干燥温度和干燥时间可控的人工干燥。应当注意的是如果在干燥时空气流送至涂覆组合物的表面,则需要小心避免在涂覆层表面形成风致图案(wind-wroughtpattern)。如果形成风致图案,则防眩光层12表面不会形成具有所需平缓起伏的凹凸形状,因此难以同时获得防眩光性和高对比度。可根据包含在涂覆组合物中的溶剂的沸点适当地选择干燥温度和干燥时间。在这种情况下,考虑到基板11的耐热性,优选不会使基板由于热收缩而变形的干燥时间和干燥温度。
固化
在干燥后,固化电离辐射固化树脂以形成防眩光层12。固化能源的实例包括电子束、紫外光、可见光和γ射线,但从便于生产的角度出发,优选紫外光。对紫外光源没有特殊限制,可以适当地选择高压汞灯、金属卤化物灯等。对于辐照剂量,可适当地选择使所用树脂固化并且树脂和基板11不会变黄的辐照剂量。可根据树脂的固化适当地选择辐照的气氛,辐照可以在空气或者在氮气、氩气等惰性气氛中进行。当使用热固性树脂作为树脂时,加热热固性树脂形成防眩光层12。
在固化步骤中,其中形成有贝纳胞的树脂转变为固态,之后形成表面具有起伏平缓的微细凹凸形状的防眩光层12。
由此得到期望的防眩光膜1。
在本发明的第一种实施方式中,由于包含在涂覆组合物中的溶剂挥发时引起的对流和微粒13的聚集而形成贝纳胞,所以防眩光层12在其表面具有起伏平缓的微细凹凸形状,由此得到同时具有高对比度和优异防眩光性的防眩光膜1。通过在液晶显示器中使用防眩光膜1,可改善在液晶显示器上显示的图像的可见度。
(2)第二种实施方式
(2-1)防眩光膜的构造
图4显示本发明第二种实施方式中防眩光膜10构造的实例。防眩光膜10包括形成在基板11上包含微粒13的防眩光层12和形成在防眩光层12上包含干燥固化透明树脂的透明树脂层14。基板11、防眩光层12和微粒13与第一种实施方式中的相似,微细的凹凸形状通过对流和微粒13的聚集形成在防眩光层12的表面。
透明树脂层14在其表面形成有微细的凹凸形状。由于含有干燥固化树脂的透明树脂14,在保持下面的防眩光层12的表面凹凸形状的同时,仅降低了防眩光层12中邻近微粒的斜度,因此得到的防眩光膜与第一种实施方式中的防眩光膜1相比,具有相同或明显降低的白浊度,从而得到优异的对比度。
(2-2)防眩光膜的制造方法
接下来,描述根据本发明第二种实施方式的防眩光膜10的制造方法的实例。在防眩光膜10的制造方法中,将包括树脂和溶剂的涂覆组合物施用到第一种实施方式中的防眩光膜1的防眩光层12上,干燥并固化,从而形成透明树脂层14。下面详细描述形成透明树脂层14的方法。
涂覆组合物的制备
首先,例如将树脂和溶剂混合在一起,从而得到涂覆组合物。在这种情况下,如果需要还可加入光稳定剂、紫外光吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等。
对溶剂没有特殊限制,只要其溶解所用的树脂原料且不溶解下面的防眩光层12。作为溶剂,可使用有机溶剂,例如叔丁醇、甲苯、甲乙酮(MEK)、异丙醇(IPA)或甲基异丁酮(MIBK)。
作为树脂,例如优选使用通过干燥转变为固态的至少一种树脂。通过干燥转变为固态的树脂是指可通过干燥固化的树脂(在下文中,通过干燥转变为固态的树脂通常称为“干燥固化树脂”),优选包含分子量各自为例如30000或更高的单体、低聚物和聚合物中至少一种的树脂。当涂覆组合物含有干燥固化树脂时,施用到防眩光层表面的涂覆组合物在其干燥过程中不太可能流入防眩光层表面的凹下部分,由此防止凹下部分被涂覆组合物填充,从而可避免表面平坦化。干燥固化树脂的实例包括聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、三聚氰胺树脂和纤维素树脂。可使用能够形成电离辐射固化树脂或热固性树脂的单体、低聚物或聚合物,但干燥固化树脂并不限于此。作为电离辐射固化树脂,优选使用具有反应基团例如丙烯酸双键的树脂。作为热固性树脂,优选使用具有热固性基团例如羟基的树脂。当使用所述树脂时,改善了电离辐射固化处理或热固性处理中的反应性。
作为树脂材料,可使用第一种实施方式中使用的电离辐射固化或热固性单体、低聚物和聚合物中的至少一种添加到上述干燥固化树脂中得到的混合物。优选使用与用作干燥固化树脂的材料进行固化反应的树脂材料。
涂覆(涂覆组合物的施用)
将由上述方法得到的涂覆组合物随后施用到防眩光层12上。施用涂覆组合物,使干燥平均涂覆厚度优选变为防眩光层中微粒13粒径的1/2~2倍,优选的是涂覆组合物覆盖防眩光层12表面的凸出部分。对施用涂覆组合物的方法没有特殊限制,可使用与第一种实施方式中相同的已知涂覆方法。通过将涂覆组合物以预定厚度均匀施用到防眩光层12上,在涂覆层表面形成起伏与防眩光层12表面形成的微细凹凸形状相同的起伏平缓的微细凹凸形状。
干燥和固化
干燥和固化施用的涂覆组合物,从而得到表面具有起伏平缓的微细凹凸形状的透明树脂层14。为了在透明树脂层14表面形成起伏平缓的微细凹凸形状,优选的是涂覆组合物含有至少一种上述干燥固化树脂。当不含干燥固化树脂材料的涂覆组合物,即仅包含干燥后保持液态的树脂材料例如单体、低聚物或聚合物的涂覆组合物施用在防眩光层12上时,树脂材料在施用后以及干燥和固化完成前进行流平,从而填充防眩光层12表面的凹下部分,使表面平坦化,致使得到的膜具有低劣的防眩光性。此外,防眩光层12表面的凸出部分以突起形式保留,造成表面明显粗糙。可以推测,当涂覆组合物含有干燥固化树脂时,在干燥涂覆组合物的初始阶段形成的干燥表面覆盖防眩光层12的平缓表面起伏以防止流平,从而形成更加平缓的起伏部分。
当含有电离辐射树脂作为树脂时,树脂通过电离辐射固化形成透明树脂层。当含有热固性树脂时,树脂通过加热固化形成透明树脂层14。
由此,得到期望的防眩光膜。
在本发明的第二种实施方式中,在透明树脂层14表面形成至少等同于防眩光层12表面形成的起伏平缓的微细凹凸形状的起伏平缓的微细凹凸形状。因此,通过在显示器中使用防眩光膜10,例如液晶显示器、等离子显示器、电致发光显示器或阴极射线管(CRT)显示器,可在保持优异的防眩光性的同时获得比在第一种实施方式中更优异的对比度,因而可进一步改善可见度。
实施例
在下文中,参考下述实施例更详细地说明本发明的实施方式,这些实施例不应当解释为对本发明范围的限制。
实施例1
如下所述,使用凹版式涂布机,通过连续涂布制备100米连续防眩光膜。
首先,将200克粒径为5~7μm且平均粒径为6μm的苯乙烯微粒、作为树脂材料的4000克紫外固化液态四官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物、和作为光致反应引发剂的200克IRGACURE 184(由CIBA-GEIGY生产和销售)添加到作为溶剂的6000克叔丁醇(在20℃的使用温度下表面张力为20.0mN/m)中并进行搅拌,以制备涂覆组合物,然后使用10μm的筛网式过滤器过滤所制得的涂覆组合物。
然后,通过凹版式涂布机以20米/分钟的施涂速度,将过滤后的涂覆组合物施涂到80μm厚的三乙酰基纤维素(TAC)膜上。在长度为30米的烘箱中以80℃的干燥温度干燥得到的膜。在这种情况下,利用由于溶剂挥发过程中造成的表面张力不均匀分布引起的马兰各尼对流,在涂覆组合物中通过对流引起微粒的适度碰撞和聚集,从而在涂覆层的表面形成贝纳胞结构。在贝纳胞中形成的液态树脂的弯液面允许在涂覆层的表面形成具有平缓表面起伏的微细凹凸形状。随后,将膜连续进给到紫外固化炉中,在160瓦和辐照剂量为300mJ/cm2的条件下利用紫外光照射,形成干燥平均涂覆厚度为6μm的防眩光层,由此获得缠绕的防眩光膜。
实施例2
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥涂覆厚度为8μm。
实施例3
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥涂覆厚度为12μm。
实施例4
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥涂覆厚度为15μm。
实施例5
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥涂覆厚度为18μm。
实施例6
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用在22℃的使用温度下表面张力为22.1mN/m的乙酸异丙酯作为溶剂。
实施例7
将作为树脂材料的1000克分子量为50000的干燥固化丙烯酸聚合物溶解在作为溶剂的5000克甲基异丁酮(MIBK)(在25℃的使用温度下具有25.4mN/m的表面张力)中以制备涂覆组合物,随后使用凹版式涂布机将该涂覆组合物施涂到实施例1中的防眩光膜的防眩光层上,在烘箱中于80℃进行干燥,使树脂固化形成干燥平均涂覆厚度为6μm的透明树脂层,从而获得防眩光膜。
实施例8
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为10%;苯乙烯:按质量计为90%)组成的微粒,将溶剂改变为甲苯。
实施例9
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为甲乙酮(MEK)。
实施例10
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为乙酸丁酯。
实施例11
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为MIBK。
实施例12
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为表面张力为27.9mN/m的甲苯。
实施例13
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为碳酸二甲酯。
实施例14
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为包括40重量份甲苯和60重量份碳酸二甲酯的混合溶剂。
实施例15
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变包括60重量份甲苯和40重量份碳酸二甲酯的混合溶剂。
实施例16
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为包括80重量份甲苯和20重量份MEK的混合溶剂。
实施例17
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为包括60重量份乙酸丁酯和40重量份碳酸二甲酯的混合溶剂。
实施例18
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为30%;苯乙烯:按质量计为70%)组成的微粒,将溶剂改变为包括60重量份MIBK和40重量份碳酸二甲酯的混合溶剂。
实施例19
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为40%;苯乙烯:按质量计为60%)组成的微粒,将溶剂改变为MIBK。
实施例20
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为40%;苯乙烯:按质量计为60%)组成的微粒,将溶剂改变为表面张力为27.9mN/m的甲苯。
实施例21
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为160克。
实施例22
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为400克。
实施例23
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为600克。
实施例24
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用平均粒径为4μm的苯乙烯微粒,以及在干燥后平均涂覆厚度为4μm。
实施例25
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用平均粒径为8μm的苯乙烯微粒,以及在干燥后平均涂覆厚度为8μm。
实施例26
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用平均粒径为10μm的苯乙烯微粒,以及在干燥后平均涂覆厚度为10μm。
比较例1
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥涂覆厚度为4μm。
比较例2
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为120克。
比较例3
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是干燥后涂覆厚度为5μm。
比较例4
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用MIBK作为溶剂。
比较例5
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用甲苯作为溶剂。
比较例6
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用平均粒径为6μm的丙烯酸酯微粒作为微粒。
比较例7
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯组成的微粒,将溶剂改变为MIBK。
比较例8
以基本与实施例6中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为75%;苯乙烯:按质量计为25%)组成的微粒。
比较例9
以基本与实施例6中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒改变为由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(丙烯酸酯:按质量计为55%;苯乙烯:按质量计为45%)组成的微粒。
比较例10
以基本与实施例5中相同的方式获得防眩光膜,不同的是厚度改变为4μm。
比较例11
以基本与实施例5中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将微粒的量改变为800克,厚度改变为4μm。
比较例12
以基本与实施例1中相同的方式获得防眩光膜,不同的是使用分子量为50000的干燥固化丙烯酸系聚合物作为树脂材料并于80℃干燥。
比较例13
将作为树脂材料的1000克液态四官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物溶解在作为溶剂的5000克甲基异丁酮(MIBK)中以制备涂覆组合物,随后,通过凹版式涂布机将该涂覆组合物涂布到实施例1中的防眩光膜的防眩光层上,在烘箱中于80℃进行干燥,以使溶剂挥发,然后在紫外固化炉中,在160瓦和辐照剂量为300mJ/cm2的条件下利用紫外光照射,形成在干燥后平均涂覆厚度为6μm的透明树脂层,由此获得防眩光膜。
粗糙度的评价
对于如上所述在实施例1~26和比较例1~13中得到的各防眩光膜,测量表面粗糙度,根据生成的二维截面曲线得到粗糙度曲线,通过计算确定粗糙度曲线的均方根粗糙度RΔq,作为粗糙度参数。结果如表1所示。测量条件依照JIS B0601:2001。测量仪器和测量条件如下所示。
测量仪器:Automatic Microfigure Measuring InstrumentSURFCORDER ET4000A(由Kosaka Laboratory Ltd.制造和销售)
λc=0.8mm;评价长度:4mm;截距(cut off):×5
防眩光性
对于实施例1~26和比较例1~13中的各防眩光膜,进行防眩光性的评价。具体地,以防眩光膜反射具有无阴影荧光灯的荧光照明,根据下述标准评价反射。结果如表1所示。
◎:看不到荧光灯的轮廓。(两个荧光灯看作一个灯。)
○:能够在一定程度上看到荧光灯,但轮廓不清晰。
×:荧光灯被原样反射。
白浊度
对于实施例1~26和比较例1~13中的各防眩光膜,测定白浊度。测定白浊度的具体方法如下所示。首先,为了消除背面反射对防眩光膜自身的漫射评价的影响,在防眩光膜的背面用粘合剂粘贴黑色玻璃。之后,使用积分球型光谱色度计SP64(由X-Rite,Incorporated制造和销售),通过d/8°光学系统进行测定,在该光学系统中,利用漫射光照射试样的表面,通过位于与试样法线成8°的方向上的检测器,检测反射光。对于测量值,采用SPEX模式,在这种模式下仅检测漫反射分量,而不包括镜面反射分量,测量以2°的检测视角进行。实验证实通过上述方法测量的白浊度和视觉上感知的白浊度之间具有相关性。结果如表1所示。
对于实施例1~26和比较例1~13中的各防眩光膜,通过根据以下式(2)进行计算确定防眩光膜的白浊度,该防眩光膜具有通过粘结剂粘结在背面的黑色丙烯酸片(ACRYLITE L 502,由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd制造和销售)。结果如表1所示。测得没有粘结防眩光膜的黑色丙烯酸片的白浊度为0.2。
y=1.1039x-0.4735 (2)
如上所述,通过上述方法测量的白浊度和视觉上感知的白浊度之间具有相关性,该相关性证实,当上述确定值(Y值)大于1.7%时,感知到白浊度,当所述值为1.7%或更小时,白浊度降低,当所述值为0.8%或更小时,几乎没有感知到白浊度。随后将对以上式(2)进行描述。
沿平面内方向的聚集
在光学显微镜下检测有机微粒的聚集状态。有机微粒沿平面内方向聚集的试样评定为“○”,有机微粒没有聚集或沿三维方向聚集的试样评定为“×”。在实施例1~26和比较例1~13的防眩光膜中,代表性地,对于实施例1和比较例5的防眩光膜,表面照片如图5和图6所示。
弯液面的形成
在差分干涉模式的光学显微镜下检测表面形状,以检验胞间的部分是平面状还是斜坡状。或者,可通过由激光显微镜(由Lasertec Corporation制造和销售)获得的共焦图像来检测表面,以检验胞间部分是平面状还是斜坡状。
在表1中,白浊度A和白浊度B分别代表如下测量的值。
白浊度A:测量背面粘贴黑色玻璃的防眩光膜得到的白浊度。
白浊度B:测量背面粘贴黑色丙烯酸片的防眩光膜得到的白浊度。
在表1中,对于树脂的干燥固化,符号“×”代表施用的涂覆组合物没有固化,在干燥步骤后仍然保持液态,符号“○”代表在干燥步骤后施用的涂覆组合物固化,以及符号“-”代表没有透明树脂层。
在表1中,填充比率是指在防眩光层中微粒的含量B与树脂的含量A的比率(B/A×100)。
实施例1~26和比较例1~13中的值分别如下确定。
防眩光层的平均厚度
防眩光层的平均厚度使用接触式测厚仪(由TESA Corporation制造和销售)测量。
微粒的平均粒径
微粒的平均粒径通过由Coulter Multisizer测量粒径并取所得数据的平均值来确定。
溶剂的表面张力
溶剂的表面张力通过例如威廉米法确定,在该方法中威廉米悬片和液态试样彼此接触以造成应变,测量将威廉米悬片拉入液体的力。作为测量仪器,可使用由UBM Corporation制造和销售的Rheo-Surf,该仪器是一种动态表面张力测量仪。测量是在溶剂温度和环境温度相同的条件下进行的。具体地,溶剂允许处在环境温度为25℃的环境中,溶剂温度达到25℃,然后测量溶剂的表面张力。
微粒的表面能
通过压力机将微粒压为片状,然后将液体置于所得片的表面上以测定临界表面张力,将测得的值用作微粒的表面能。与以上测量溶剂的表面张力相同,该测量在25℃的环境中进行。
从表1可以得到以下的结论。
对于实施例1~7和21~26中的防眩光膜(由苯乙烯形成的微粒用于防眩光层中并使用表面张力为23mN/m或更小的溶剂)以及实施例8~20中的防眩光膜(使用由丙烯酸酯(按质量计为10%)-苯乙烯(按质量计为90%)共聚物、丙烯酸酯(按质量计为30%)-苯乙烯(按质量计为70%)共聚物或丙烯酸酯(按质量计为40%)-苯乙烯(按质量计为60%)共聚物形成的微粒),均方根斜率RΔq落入0.003~0.05的范围内,且防眩光性和白浊度都很优异。对于比较例1和3中的防眩光膜(干燥涂覆厚度小于微粒的平均粒径)以及比较例4和5中的防眩光膜(微粒的表面能小于溶剂的表面张力),RΔq值大,因此防眩光性优异,但白浊度大、对比度低。另一方面,对于比较例6~10中的防眩光膜(微粒的表面能大于溶剂的表面张力),RΔq值小,因此白浊度小,但防眩光性差。在比较例11中(微粒的量增加且干燥涂覆厚度小于微粒的平均粒径),防眩光膜与常规防眩光膜相同具有防眩光性和大的白浊度。对于比较例12中的防眩光膜(使用干燥固化树脂),RΔq值小,因此白浊度小,但防眩光性差。由比较例2可知,当微粒的量按质量比计为3%时,平面部分增加,因此白浊度小,但难以获得防眩光性。因此,由实施例21~23可知,微粒的量优选按质量比计为4%或更多。
当使用表面能为33mN/m的苯乙烯微粒或表面能为40mN/m的丙烯酸酯微粒时,微粒的表面能和溶剂的表面张力之间的差小,以及由比较例4可知,当微粒的表面能和溶剂的表面张力的差小于8mN/m时,在干燥时微粒明显在三维方向上聚集,形成明显的表面凹凸形状,所得的膜具有闪烁感、高防眩光性和低对比度。
当差较大时,由实施例1和6可知,微粒的表面能和溶剂的表面张力的差在8~13mN/m的范围内,由干燥后排列在平面上的微粒形成贝纳胞,从而形成平缓的表面起伏,所得的膜具有低防眩光性和高对比度。
当差更大时,由比较例6和10可知,微粒的表面能和溶剂的表面张力的差大于13mN/m,干燥后不太可能会在表面形成贝纳胞,所得的膜具有很多平面部分,从而具有低防眩光性。因此,为了在具有上述关系的同时得到防眩光性,有必要使涂覆组合物的厚度小于微粒的粒径,为了消除平面部分,有必要添加大量微粒。因此,所得的膜具有大的白浊度和低对比度。
由以上结果可知,通过适当选择微粒表面能和溶剂表面张力的差以及使用干燥后不固化的树脂,控制防眩光层表面贝纳胞的形成,以得到期望的粗糙度,从而可得到保持防眩光性的同时白浊度降低的防眩光膜。
通过实施例7发现,通过形成含有干燥固化树脂的透明树脂层,可得到白浊度进一步降低的防眩光膜。在比较例13中(透明树脂层中使用不能通过干燥固化的树脂),RΔq值小且防眩光性差。由此可见,通过形成使用干燥固化树脂的透明树脂层,可得到一种防眩光薄膜,其在保持优异防眩光性的同时对比度优于不含透明树脂层的防眩光膜。
实施例27~31
分别以基本与实施例1~5中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为400克。
实施例32~35
分别以基本与实施例1~5中相同的方式获得防眩光膜,不同的是将苯乙烯微粒的量改变为480克。
防眩光性
对于如上所述在实施例1~5和27~35中得到的各防眩光膜,如下评价防眩光性。
以防眩光层表面反射两个荧光灯,根据下述5个标准评价灯的反射的可见度。
5级:两个荧光灯看作一个灯,灯的形状无法辨识。
4级:可看到两个荧光灯,但灯的形状无法辨识。
3级:可看到两个分开的荧光灯和灯的模糊边缘,灯的形状可辨识。
2级:可清楚地看到两个分开的荧光灯,并可看到灯的边缘。
1级:可清楚地看到两个分开的荧光灯,并可清楚地辨识灯的边缘。
表2
颗粒填充比率 | 涂覆厚度 | 防眩光性的级别 | |
实施例1 | 5% | 6μm | 5 |
实施例2 | 5% | 8μm | 4 |
实施例3 | 5% | 12μm | 3 |
实施例4 | 5% | 15μm | 3 |
实施例5 | 5% | 18μm | 2 |
实施例27 | 10% | 6μm | 5 |
实施例28 | 10% | 8μm | 4 |
实施例29 | 10% | 12μm | 4 |
实施例30 | 10% | 15um | 3 |
实施例31 | 10% | 18μm | 3 |
实施例32 | 12% | 6μm | 5 |
实施例33 | 12% | 8μm | 4 |
实施例34 | 12% | 12μm | 4 |
实施例35 | 12% | 15μm | 5 |
如表2所示,当颗粒填充比率大于10%时,防眩光性对涂覆厚度可能具有小的依赖性,使得难以通过改变涂覆厚度来控制防眩光性。
接着,参考表3和图7说明测量粘贴黑色玻璃片的防眩光膜得到的白浊度和测量粘贴黑色丙烯酸片的防眩光膜得到的白浊度之间的相关性。
表3
粘贴玻璃片时的白浊度(测量) | 粘贴丙烯酸片时的白浊度(测量) | 粘贴丙烯酸片时的白浊度(计算) | |
实验实施例1 | 2.6 | 2.3 | 2.3 |
实验实施例2 | 2.0 | 1.8 | 1.7 |
实验实施例3 | 0.9 | 0.5 | 0.5 |
实验实施例4 | 0.9 | 0.6 | 0.5 |
实验实施例5 | 1.0 | 0.6 | 0.6 |
实验实施例6 | 1.0 | 0.6 | 0.6 |
实验实施例7 | 1.7 | 1.5 | 1.4 |
实验实施例8 | 1.2 | 0.8 | 0.9 |
实验实施例9 | 1.3 | 0.9 | 1.0 |
实验实施例10 | 1.1 | 0.7 | 0.7 |
实验实施例11 | 1.2 | 0.8 | 0.8 |
实验实施例12 | 1.0 | 0.6 | 0.6 |
实验实施例13 | 1.0 | 0.6 | 0.6 |
实验实施例14 | 0.9 | 0.4 | 0.5 |
对于通过适当控制实施例1中的厚度和粒径来改变白浊度而得到的实验实施例1~14中的防眩光膜,粘贴黑色玻璃片的防眩光膜和粘贴黑色丙烯酸片的防眩光膜的白浊度的测量结果如表3所示。此外,对于粘贴丙烯酸片的防眩光膜的白浊度,可利用由表3所示的黑色玻璃片和黑色丙烯酸片之间的相关性得到的回归线进行计算,来确定数值。如表3所示,通过计算可得到与测量值接近的数值。
如图7所示,通过以粘贴黑色玻璃片的防眩光膜的白浊度作为横坐标并且以粘贴黑色丙烯酸片的防眩光膜的白浊度作为纵坐标绘制关系曲线,由黑色玻璃片和黑色丙烯酸片之间的相关性得到回归线。在图7中,当粘贴黑色玻璃片的防眩光膜的白浊度作为x,粘贴黑色丙烯酸片的防眩光膜的白浊度作为y时,得到由以下式(2)表示的回归线:
y=1.1039x-0.4735 (2)
决定系数R2为0.9909。根据上述结果发现使用黑色玻璃片测量的白浊度和使用黑色丙烯酸片测量的白浊度之间具有密切的相关性。
在上文中,详细说明了本发明的实施方式和实施例,但本发明不限于上述实施方式和实施例,可基于本发明的技术构思进行改变或改进。
例如,上述实施方式和实施例中描述的值仅仅是示例性的,如果需要,可使用与它们不同的数值。
在上述的本发明的第一种实施方式中,描述了防眩光膜用于液晶显示器的实施方式,但防眩光膜的应用不限于液晶显示器。防眩光膜可用于各种显示器,例如等离子显示器、电致发光显示器或阴极射线管(CRT)显示器。
根据本发明的实施方式,通过在防眩光层表面形成贝纳胞,制造了同时具有优异防眩光性和优异对比度的防眩光膜。此外,根据本发明的实施方式,采用涂覆组合物施用于基板的方法制造了同时具有优异防眩光性和优异对比度的防眩光膜,从而以高产率和低成本得到具有高质量的防眩光膜。
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年3月14日提交于日本专利局的特愿2007-064553号公报和2008年1月10日提交于日本专利局的特愿2008-003463号公报的优先权,在此引入它们的全部内容作为参考。
Claims (17)
1.一种制造防眩光膜的方法,所述方法包括下述步骤:
将涂覆组合物施用到基板上,所述涂覆组合物至少包括树脂、溶剂和微粒;
干燥施用到所述基板上的涂覆组合物,从而通过所述溶剂挥发时引起的对流,在所述涂覆层表面形成贝纳胞结构;以及
固化其中形成有贝纳胞结构的所述涂覆组合物中包含的树脂,从而形成具有表面起伏平缓的微细凹凸形状的防眩光层,
其中所述防眩光层具有1.7或更小的白浊度,所述白浊度通过定量确定入射在所述防眩光层表面上的漫射光的漫反射分量测得。
2.权利要求1的方法,其中所述防眩光层的干燥平均涂覆厚度的范围是从微粒的平均粒径到微粒平均粒径的3倍。
3.权利要求1的方法,其中所述微粒为有机微粒,并且
其中所述有机微粒的表面能和所述溶剂的表面张力之间的差为8~13mN/m。
4.权利要求1的方法,其中所述微粒主要由苯乙烯构成,以及所述溶剂的表面张力为23mN/m或更小。
5.权利要求1的方法,其中所述微粒主要由丙烯酸酯-苯乙烯共聚物构成。
6.权利要求5的方法,其中所述丙烯酸酯-苯乙烯共聚物包括60质量百分比~90质量百分比的苯乙烯组分和10质量百分比~40质量百分比的丙烯酸酯组分。
7.权利要求1的方法,其中所述防眩光层具有4~10%的微粒填充比率。
8.权利要求1的方法,其中在所述涂覆组合物的干燥步骤中,所述溶剂挥发过程中引起的对流使所述微粒主要沿平面内方向聚集。
9.权利要求8的方法,其中在所述防眩光层的表面中所述聚集微粒被所述树脂覆盖。
10.权利要求1的方法,其中所述树脂为电离辐射固化树脂、热固性树脂或它们的混合树脂,并且包含在干燥所述涂覆组合物之后仍保持液态的单体、低聚物和聚合物中的至少一种。
11.权利要求1的方法,其中在所述树脂固化步骤中,所述树脂通过电离辐射或加热以在所述表面中形成贝纳胞的状态固化。
12.权利要求1的方法,其中所述防眩光层的表面具有0.003~0.05微米的均方根斜率RΔq。
13.权利要求1的方法,其中所述微粒被所述树脂覆盖并且没有从所述防眩光层的表面突起。
14.权利要求1的方法,所述方法还包括下述步骤:
在所述树脂固化步骤之后,将涂覆组合物施用到所述防眩光层上,所述涂覆组合物至少包括树脂和溶剂;以及
干燥和固化施用到所述防眩光层上的涂覆组合物,从而在所述防眩光层上形成透明树脂层。
15.权利要求14的方法,其中施用到所述防眩光层上的涂覆组合物覆盖所述防眩光层表面中的凸出部分,以减小颗粒附近的斜度。
16.权利要求14的方法,其中施用在所述防眩光层上的涂覆组合物中包含的树脂包括干燥后转变为固态的干燥固化树脂。
17.权利要求14的方法,其中:
施用在所述防眩光层上的涂覆组合物中包含的树脂包括电离辐射固化或热固性单体、低聚物和聚合物中的至少一种,以及
在所述透明树脂形成步骤中,所述树脂通过电离辐射或加热固化。
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