TWI429942B - 防眩性硬塗薄膜、使用其之偏光板及影像顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明涉及防眩性硬塗薄膜、使用該薄膜的偏光板及影像顯示裝置。
隨著近年來技術的進步,影像顯示裝置除了以往的陰極射線管顯示裝置(CRT)之外,還開發出液晶顯示裝置(LCD)、電漿顯示面板(PDP)及電致發光顯示器(ELD)等,並已經實用化。其中,LCD伴隨著寬視角化、高精細化、高速回應性及顏色再現性等相關之技術革新,利用LCD的應用也從筆記型電腦、顯示器逐漸轉變為電視。LCD中通常使用在液晶單元的兩側配置了偏光板的液晶面板。在液晶面板表面,一般為防止對偏光板造成損傷,會進行硬塗處理。上述硬塗處理多使用硬塗薄膜。為防止上述液晶面板表面因螢光燈、太陽光等外光的反射和影像映入造成對比度降低,而對上述硬塗薄膜施行了防眩(Anti-glare)處理,特別是隨著影像顯示裝置之大畫面化,安裝了防眩性硬塗薄膜的影像顯示裝置也在增加。
近年來,為使影像品質變得良好,像素尺寸小的高精細影像顯示裝置在不斷增加。如果在這種高精細的影像顯示裝置上配置以往的防眩性硬塗薄膜,則像素中存在的亮度不均勻現象會被強化而引起可目視的故障(眩光故障),從而使影像品質顯著惡化。為製備高精細應對的防眩性層積體,採取了使防眩層的霧度值增高藉此消除眩光故障的方法,但在此方法中,因使光線在面板表面上强烈散射,從而有對比度大幅度降低的問題。此外,為提高防眩性,若使表面凹凸粗糙增加,從傾斜方向看來時時,將有所謂之傾斜方向白色模糊的問題,即反射光的散射過強因而看起來呈白色模糊。上述防眩處理係採行藉由添加無機、有機粒子等以在薄膜表面製作凹凸形狀的方法。一般認為提高防眩性與改善對比度及白色模糊係呈相反關係,但為使這些特性得以兼顧,提出了各種提案。例如,進行了使上述粒子所形成之三維立體結構的凝聚部存在於防眩層中的研究(例如,參照專利文獻1。),但卻在凝聚部發生散射、硬塗薄膜上出現微細花紋。此外,還提出了有效改善一部分特性的方法(例如,參照專利文獻2及3。),但未能找出上述3個課題都可全部解決的有效方法。
習知技術文獻:
專利文獻1:日本特開2005-316413號公報
專利文獻2:日本特開2003-4903號公報
專利文獻3:日本專利第4001320號公報
因此,本發明的目的在於提供一種防眩性硬塗薄膜,其不致使朝高精細化和高對比度化演進的LCD等影像顯示裝置之特性降低,並可以提高可視性。即,目的在於提供一種防眩性硬塗薄膜、使用該薄膜的偏光板及影像顯示裝置,其具有優異的防眩性,且即使在低霧度值下也能高精細應對,防止來自傾斜方向的白色模糊,並提高黑顯示時之黑色濃度。
為實現上述目的,本發明之防眩性硬塗薄膜係在透明塑膠薄膜基材的至少一個面上具有包含微粒的防眩性硬塗層者,其特徵在於:上述防眩性硬塗層表面的凹凸形狀中,下述算術平均表面粗糙度Ra在0.05~0.15μm的範圍內,並且在上述防眩性硬塗層表面的任意位置的長度4mm的範圍內,具有80個以上超過表面粗糙度輪廓(surface roughness profile)的粗糙度平均線的凸狀部,Ra:JIS B 0601(1994年版)中規定的算術平均表面粗糙度(μm)。
本發明的偏光板包含偏光件及防眩性硬塗薄膜,且其特徵在於,上述防眩性硬塗薄膜是上述本發明的防眩性硬塗薄膜。
本發明的影像顯示裝置具備防眩性硬塗薄膜,且其特徵在於,上述防眩性硬塗薄膜是上述本發明的防眩性硬塗薄膜。
而且,本發明的影像顯示裝置具備偏光板,其特徵在於,上述偏光板是本發明的偏光板。
根據本發明的防眩性硬塗薄膜,舉例來說,即使是分辨度為130ppi左右的高精細的液晶面板等,眩光也得到抑制,且因可進一步低霧度值化,與習知之高精細應對的防眩性硬塗薄膜相比,可大幅度改善明暗對比度。本發明的防眩性硬塗薄膜藉由實現了具有特徵的凹凸形狀,而可具有優異的防眩性,同時可防止來自傾斜方向的白色模糊。藉由防止上述白色模糊,可抑制朝向影像顯示裝置正面方向的光散射,因此可抑制黑亮度,提高明處的對比度。藉此,可提高影像顯示裝置在黑顯示時之黑色濃度。因此,使用了本發明的防眩性硬塗薄膜或偏光板的影像顯示裝置的顯示特性優異。
第1(a)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的0~1mm範圍的輪廓。
第1(b)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的1~2mm範圍的輪廓。
第1(c)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的2~3mm範圍的輪廓。
第1(d)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第2圖顯示實施例2之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀測定長度4mm範圍的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第3圖顯示實施例3之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第4圖顯示實施例4之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第5圖顯示實施例5之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第6圖顯示實施例6之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第7圖顯示實施例7之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第8圖顯示比較例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第9圖顯示比較例2之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第10圖顯示比較例3之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第11圖顯示比較例4之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第12圖顯示比較例5的防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第13圖顯示比較例6的防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第14圖為一示意圖,說明本發明中超過表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線的凸狀部數量的測量方法。
第15圖為一示意圖,說明本發明中超過表面粗糙度的標準線的凸狀部數量的測量方法。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,較佳的是,具有超過標準線的凸狀部,前述標準線與上述表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線平行且位於0.1μm的高度,在上述標準線橫切上述凸狀部之部分的線段長度為20μm以下且上述防眩性硬塗層表面之任意位置的長度4mm範圍內,上述凸狀部為50個以上,且不包括上述線段的長度為50μm以上的凸狀部。
本發明的防眩性硬塗薄膜中,霧度值宜為4~25%的範圍。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,上述防眩性硬塗層宜使用上述微粒與包含下述(A)成分及(B)成分的硬塗層形成材料來形成者:
(A)成分:具有丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中之至少一個基團的固化型化合物,
(B)成分:無機氧化物粒子與含有聚合性不飽和基團的有機化合物結合而成的粒子。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,上述(B)成分的重量平均粒徑宜為200nm以下。
在上述(B)成分中,無機氧化物粒子宜選自於由氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫及氧化鋯所構成群組中之至少一種粒子。
於上述硬塗層形成材料中,相對於100重量份的上述(A)成分,宜含有100~200重量份的範圍的上述(B)成分。
較佳的是,上述硬塗層形成材料與上述微粒的折射率之差在0.01~0.04的範圍內,含有一種以上的重量平均粒徑在0.5~8μm範圍內的球狀或無定形的微粒作為上述微粒,且相對於100重量份的上述硬塗層形成材料,含有3~10重量份的上述微粒。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,上述防眩性硬塗層的厚度宜為上述微粒的重量平均粒徑的1.2~3倍的範圍。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,上述防眩性硬塗層上宜形成有防反射層。
下面對本發明進行詳細說明。但是本發明不限於以下的記載。
本發明的防眩性硬塗薄膜是在透明塑膠薄膜基材的至少一個面上具有防眩性硬塗層的硬塗薄膜。
上述透明塑膠薄膜基材沒有特別限制,但以可見光的透光率優異(透光率宜為90%以上)、透明性優異(霧度值宜為1%以下)的基材為佳。作為上述透明塑膠薄膜基材的形成材料,可列舉如:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯類聚合物;二乙醯基纖維素、三乙醯基纖維素(TAC)等纖維素類聚合物;聚碳酸酯類聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸類聚合物等。此外,作為上述透明塑膠薄膜基材的形成材料,亦可列舉如:聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯類聚合物;聚乙烯、聚丙烯、環狀或具有降冰片烯結構的聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物等烯烴類聚合物;氯乙烯類聚合物;尼龍、芳香族聚醯胺等醯胺類聚合物等。再者,作為上述透明塑膠薄膜基材的形成材料,亦可列舉如:醯亞胺類聚合物、碸類聚合物、聚醚碸類聚合物、聚醚醚酮類聚合物、聚苯硫醚類聚合物、乙烯醇類聚合物、偏二氯乙烯類聚合物、乙烯醇縮丁醛類聚合物、芳基酯類聚合物、聚甲醛類聚合物、環氧類聚合物、上述聚合物的共混物等。在上述材料當中,宜使用光學雙折射小的材料。舉例來說,本發明的防眩性硬塗薄膜可以作為保護膜而使用在偏光板中,此時,作為上述透明塑膠薄膜基材,宜為由TAC、聚碳酸酯、丙烯酸類聚合物、環狀或具有降冰片烯結構的聚烯烴等形成的薄膜。且在本發明中,如後所述,上述透明塑膠薄膜基材也可以是偏光件本身。如果是此種構成,則不需由TAC等形成的保護層而可使偏光板的結構簡單化,因此可減少偏光板或影像顯示裝置的製造步驟數量,提高生產效率。此外,只要是此種結構,可使偏光板更加薄層化。另,上述透明塑膠薄膜基材為偏光件時,防眩性硬塗層可發揮習知保護層的作用。另外,只要是此種結構,舉例來說,防眩性硬塗薄膜被安裝在液晶單元表面時,還可兼具蓋板的功能。
本發明中,上述透明塑膠薄膜基材的厚度沒有特別限制,但舉例來說,慮及強度、處理性等之操作性及薄層性等觀點,宜為10~500μm的範圍,更宜為20~300μm的範圍,最宜為30~200μm的範圍。上述透明塑膠薄膜基材的折射率沒有特別限制。舉例來說,上述折射率為1.30~1.80的範圍,且宜為1.40~1.70的範圍。
上述防眩性硬塗層是使用上述微粒及上述硬塗層形成材料來形成的。舉例來說,上述硬塗層形成材料可列舉如熱固化性樹脂、藉紫外線或光而固化的電離放射線固化性樹脂。上述硬塗層形成材料也可使用市售的熱固化型樹脂、紫外線固化型樹脂等,但舉例來說,上述硬塗層形成材料宜為包含以下(A)成分及(b)成分者。
(A)成分:具有丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中之至少一個基團的固化型化合物,
(B)成分:無機氧化物粒子與含有聚合性不飽和基團的有機化合物結合而成的粒子。
作為上述(A)成分,例如,可使用藉由熱、光(紫外線等)或電子束等而固化且具有丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基中之至少一個基團的固化型化合物。作為上述(A)成分,可列舉如矽氧烷樹脂、聚酯樹脂、聚醚樹脂、環氧樹脂、聚胺酯樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇聚烯樹脂、多元醇等多官能化合物的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等之低聚物或預聚物等。該等可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
作為上述(A)成分,舉例來說也可使用具有丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基中之至少一個基團的反應性稀釋劑。舉例來說,上述反應性稀釋劑包含單官能丙烯酸酯、單官能甲基丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、多官能甲基丙烯酸酯等。舉例而言,上述單官能丙烯酸酯包含:環氧乙烷改質苯酚的丙烯酸酯、環氧丙烷改質苯酚的丙烯酸酯、環氧乙烷改質壬基苯酚的丙烯酸酯、環氧丙烷改質壬基苯酚的丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、丙烯酸四氫糠基酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥己酯、二乙二醇單丙烯酸酯、三乙二醇單丙烯酸酯、三丙二醇單丙烯酸酯等。舉例來說,上述單官能甲基丙烯酸酯包含:環氧乙烷改質苯酚的甲基丙烯酸酯、環氧丙烷改質苯酚的甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質壬基苯酚的甲基丙烯酸酯、環氧丙烷改質壬基苯酚的甲基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇甲基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、四氫糠基甲基丙烯酸酯、羥乙基甲基丙烯酸酯、羥丙基甲基丙烯酸酯、羥丁基甲基丙烯酸酯、羥己基甲基丙烯酸酯、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、三乙二醇單甲基丙烯酸酯、三丙二醇單甲基丙烯酸酯等。舉例來說,上述多官能丙烯酸酯包含:二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、環氧乙烷改質新戊二醇的二丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A的二丙烯酸酯、環氧丙烷改質雙酚A的二丙烯酸酯、環氧乙烷改質氫化雙酚A的二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷烯丙基醚二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。舉例來說,上述多官能甲基丙烯酸酯包含:二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質新戊二醇的二甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質雙酚A的二甲基丙烯酸酯、環氧丙烷改質雙酚A的二甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質氫化雙酚A的二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷烯丙基醚二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯等。作為上述反應性稀釋劑,以3官能以上的丙烯酸酯及3官能以上的甲基丙烯酸酯為佳。這是因為如此可使防眩性硬塗層的硬度更加優異。作為上述(A)成分,也可列舉如丁二醇甘油醚二丙烯酸酯、異氰脲酸的丙烯酸酯、異氰脲酸的甲基丙烯酸酯等。上述(A)成分可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
上述(B)成分如上所述。上述(B)成分中,作為無機氧化物粒子,可列舉如:氧化矽(二氧化矽)、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯等的微粒。其中,以氧化矽(二氧化矽)、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯的微粒為佳。這些可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
從防止光散射、防止硬塗層的透射率降低、防止著色及透明性等觀點來看,於本發明的防眩性硬塗薄膜中,上述(B)成分之重量平均粒徑宜為1nm~200nm的範圍,即,宜為所謂的奈米粒子。舉例來說,上述重量平均粒徑可藉由後述實施例中記載的方法測定。上述重量平均粒徑更宜為1nm~100nm的範圍。本案發明人發現,若將奈米粒子的上述(B)成分添加在上述(A)成分中,舉例而言,可藉由後述溶劑的選擇,使塗布及乾燥步驟中的上述微粒的運動發生變化。即,產生了如下傾向:如果在添加了奈米粒子的體系中使用某種特定的溶劑,難以由上述微粒形成表面凹凸,但若使用其他特定的溶劑,則容易形成上述凹凸。如果不含有上述奈米粒子,則因溶劑種類不同而形成的表面凹凸形狀的差異不大。從這些現象可推斷出:若含有上述奈米粒子,因排斥力對奈米粒子與微粒作用,所以上述微粒比較容易均勻分散,此外,也容易控制塗布及乾燥步驟中的微粒的運動,因此,可減少微粒的添加份數,有效製備出本發明的表面凹凸形狀。但是,本發明並不因上述推斷而受到任何限制或限定。
上述(B)成分中,上述無機氧化物粒子係與含有聚合性不飽和基團的有機化合物結合(表面修飾)。藉由上述聚合性不飽和基團與上述(A)成分反應而固化,從而提高硬塗層的硬度。作為上述聚合性不飽和基團,舉例來說宜為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、丙烯基、丁二烯基、苯乙烯基、乙炔基、肉桂醯基、馬來酸酯基、丙烯醯胺基。此外,含有上述聚合性不飽和基團的有機化合物宜為分子內具有矽烷醇基的化合物或因水解而生成矽烷醇基的化合物。含有上述聚合性不飽和基團的有機化合物亦宜為具有光敏性基團的化合物。
上述(B)成分的配合量相對於100重量份上述(A)成分,宜為100~200重量份的範圍。藉由使上述(B)成分的配合量為100重量份以上,可更有效地防止防眩性硬塗薄膜發生捲曲及折斷;而藉由令上述(B)成分的配合量為200重量份以下,可提高耐擦傷性及鉛筆硬度。上述(B)成分的配合量相對於100重量份上述(A)成分,更宜為100~150重量份的範圍。
通過調節上述(B)成分的配合量,舉例來說,可調節上述防眩性硬塗層的折射率。在後述的不設置防反射層之情況下,為抑制反射率,僅需降低防眩性硬塗層的折射率。而在設置防反射層(低折射率層)時,藉由提高防眩性硬塗層的折射率,可均勻降低可見光線的波長區域的反射。
用於形成上述防眩性硬塗層的微粒可使所形成的防眩性硬塗層表面成為凹凸形狀而賦予其防眩性,此外,係以控制上述防眩性硬塗層的霧度值作為主要功能。上述防眩性硬塗層的霧度值可藉由控制上述微粒與上述硬塗層形成材料之間的折射率之差來加以設計。作為上述微粒,舉例來說有無機微粒和有機微粒。上述無機微粒沒有特別限制,可列舉如:氧化矽微粒、氧化鈦微粒、氧化鋁微粒、氧化鋅微粒、氧化錫微粒、碳酸鈣微粒、硫酸鋇微粒、滑石微粒、高嶺土微粒、硫酸鈣微粒等。此外,有機微粒沒有特別限制,可以例舉如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂粉末(PMMA微粒)、矽氧烷樹脂粉末、聚苯乙烯樹脂粉末、聚碳酸酯樹脂粉末、丙烯酸-苯乙烯樹脂粉末、苯并胍胺樹脂粉末、三聚氰胺樹脂粉末、聚烯烴樹脂粉末、聚酯樹脂粉末、聚醯胺樹脂粉末、聚醯亞胺樹脂粉末、聚氟乙烯樹脂粉末等。這些無機微粒及有機微粒可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
上述微粒的重量平均粒徑宜為0.5~8μm的範圍。若上述微粒的重量平均粒徑大於上述範圍,影像鮮明性降低,而若小於上述範圍時,則容易產生得不到充分的防眩性且眩光變大的問題。上述微粒的重量平均粒徑較宜為2~6μm的範圍,更宜為3~6μm的範圍。此外,上述微粒的重量平均粒徑亦宜為上述防眩性硬塗層厚度的30~80%的範圍。而且,舉例來說,上述微粒的重量平均粒徑可以庫爾特計數法測定。例如,使用利用細孔電阻法的粒度分佈測定裝置(商品名:Coulter Multisizer、Beckman Coulter,Inc.公司制),測定相當於微粒通過上述細孔時之微粒體積的電解液之電阻,藉此測定上述微粒的數量和體積,從而計算重量平均粒徑。
上述微粒的形狀沒有特別限制,舉例來說,可以是珠狀的略球形,也可以是粉末等無定形的微粒,但以略球形者為佳,且縱橫比為1.5以下的略球形的微粒更佳,而以球形的微粒最佳。
相對於100重量份上述硬塗層形成材料,上述微粒的配合比例宜為3~10重量份的範圍,更宜為5~8重量份的範圍。
上述防眩性硬塗層的厚度宜為上述微粒重量平均粒徑的1.2~3倍的範圍,更宜為1.2~2倍的範圍。而且從塗布性及鉛筆硬度的觀點來看,上述防眩性硬塗層的厚度宜為8~12μm的範圍,且宜調整上述微粒的重量平均粒徑至此厚度範圍。只要上述厚度在上述規定的範圍內,即可容易地實現存有多數獨立之微細凹凸的本發明防眩性硬塗薄膜的表面形狀,從而使上述防眩性硬塗層的硬度也達到充分水準(例如,以鉛筆硬度計,為4H以上)。另外,上述厚度比上述規定的範圍大時,會有捲曲增大、塗布時作業線移動性降低的問題,更會有防眩性降低的問題。另外,上述厚度比上述規定範圍小時,會有不能防止眩光、鮮明性降低的問題。
本發明的防眩性硬塗薄膜的霧度值宜為4~25%的範圍。上述霧度值是以JIS K 7136(2000年版)為準的霧度值(濁度)。上述霧度值較宜為5~15%的範圍,更宜為5~10%的範圍。為使霧度值在上述範圍內,宜選擇上述微粒和上述硬塗層形成材料,以使上述微粒與上述硬塗層形成材料之間的折射率之差成為0.01~0.04的範圍。由於霧度值在上述範圍,因而可得到鮮明的影像,且可提高在暗處的對比度。霧度值過低時,容易引發眩光故障。
本發明的防眩性硬塗薄膜之防眩性硬塗層表面的凹凸形狀中,JIS B 0601(1994年版)所規定的算術平均表面粗糙度Ra在0.05~0.15μm的範圍內,同時在上述防眩性硬塗層表面的任意位置的長度4mm範圍內,形成有80個以上超過上述表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線之凸狀部。上述Ra較宜為0.07~0.12μm的範圍,更宜為0.08~0.10μm的範圍。為防止防眩性硬塗薄膜表面映入外光及影像,需要一定程度的表面粗糙,但Ra為0.05μm以上即可改善上述映入。此外,為防止白色模糊,必須使上述Ra為0.15μm以下,此外,並非表面全部粗糙,而是稀疏地具有波浪狀或微細凹凸的表面凹凸形狀即可。若是上述凸狀部之數量形成有80個以上,且上述Ra為0.15μm以下的防眩性硬塗薄膜,則用於影像顯示裝置等時,可抑制從傾斜方向看時反射光的散射,改善白色模糊,同時也可提高明處的對比度。上述凸狀部的數量較宜為80~110個的範圍,更宜為90~100個的範圍。上述凸狀部的數量若小於80個,易發生眩光,而若超過110個,白色模糊容易增強。
本發明的防眩性硬塗薄膜宜於防眩性硬塗層表面的凹凸形狀中,上述算術平均表面粗糙度Ra為0.05~0.15μm的範圍,且同時具有超過標準線的凸狀部,該標準線與上述表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線平行且位於0.1μm的高度。上述位於0.1μm的高度的標準線橫切上述凸狀部,但上述凸狀部的大小宜為:橫切上述凸狀部的部分的標準線的線段長度小於50μm;再者,上述線段的長度為20μm以下的上述凸狀部在上述防眩性硬塗層表面的任意位置的長度4mm範圍內形成有50個以上。若上述線段的長度為20μm以下的凸狀部數量較少,在防眩性之觀點上不佳,也容易發生眩光。另外,若存有上述線段的長度為50μm以上的凸狀部,則容易發生眩光。如果是不存在上述線段的長度為50μm以上的凸狀部、且形成有50個以上之上述長度為20μm以下的凸狀部、上述Ra為0.15μm以下的防眩性硬塗薄膜時,因存在多數比較均勻的微細凹凸,所以可實現優異均勻的散射,即使是高精細面板中的眩光也可得到抑制。上述長度為20μm以下的凸狀部的數量宜為50~90個的範圍,更宜為60~80個的範圍。若上述線段長度為20μm以下的凸狀部的數量過多時,白色模糊容易增強。
本發明的防眩性硬塗薄膜係如上述Ra及上述凸狀部的大小和數量所界定般,獨立地具有多述微細凹凸,且宜不存在上述長度為50μm以上的凸狀部,並獨立地具有預定數量的上述長度為20μm以下的微細凹凸,更宜藉由具有上述範圍的霧度值所規定的內部散射,可以兼顧防眩性的提高和眩光的消除。
舉例來說,本發明的防眩性硬塗薄膜可藉由下述方法來進行製造,即,準備含有上述微粒及含有上述硬塗層形成材料與溶劑的防眩性硬塗層形成材料,將上述防眩性硬塗層形成材料塗布在上述透明塑膠薄膜基材的至少一個面上以形成塗膜,使上述塗膜固化,從而形成上述防眩性硬塗層。在本發明的防眩性硬塗薄膜的製造中,也可併用利用模具的轉印方式及噴砂、壓花輥等適合的方式來賦予凹凸形狀的方法等。
上述溶劑沒有特別限制,可使用各種溶劑,但為了因應硬塗層形成材料的組成、微粒的種類及含量等而得到本發明的防眩性硬塗薄膜,存在最合適的溶劑種類和溶劑比率。作為上述溶劑,可列舉如二丁基醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、環氧丙烷、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊環、1,3,5-三噁烷、四氫呋喃、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、環戊酮、環己酮、甲基環己酮、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸正戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸正戊酯、乙醯丙酮、二丙酮醇、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-甲基-2-丁醇、環己酮、乙酸異丁酯、甲基異丁基酮(MIBK)、2-辛酮、2-戊酮、2-己酮、2-庚酮、3-庚酮、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚等。這些可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
舉例來說,就後述的實施例中所使用的硬塗層形成材料而言,添加5重量份微粒子,使固體成分濃度為45重量%,且防眩性硬塗層的厚度為約10μm時,使MIBK/MEK的比率至少在1.5/1~2.0/1(重量比)的範圍內,則可得到具有本發明特性的防眩性硬塗薄膜。在為乙酸丁酯/MEK時,至少在1.5/1~3.0/1(重量比)的範圍內,可得到具有本發明特性的防眩性硬塗薄膜。如後述實施例中使用的硬塗層形成材料,上述(B)成分為奈米粒子時,舉例來說,可依據上述溶劑的種類、混合比率,引起奈米粒子及上述微粒的分散狀態的變化,而推測出防眩性硬塗層表面的凹凸傾向發生變化。但是,本發明不因該推測而受到任何限制或限定。例如,若是後述的上述硬塗層形成材料,在溶劑為MEK、環戊酮、乙酸乙酯、丙酮等時,易在表面形成凹凸,而在溶劑為MIBK、甲苯、乙酸丁酯、2-丙醇、乙醇等時,則難以在表面形成凹凸。因此,為了得到具有本發明特性的防眩性硬塗薄膜,宜依據溶劑的種類及溶劑的比率來控制表面形狀。
在上述防眩性硬塗層形成材料中可添加各種流平劑。作為上述流平劑,可列舉如氟類或矽氧烷類的流平劑,且宜為矽氧烷類流平劑。作為上述矽氧烷類流平劑,可列舉如反應性矽氧烷、聚二甲基矽氧烷、聚醚改質聚二甲基矽氧烷、聚甲基烷基矽氧烷等。這些矽氧烷類流平劑中,尤宜為上述反應性矽氧烷。藉由添加上述反應性矽氧烷,可賦予表面光滑性且長期、持續地保持耐擦傷性。此外,如果使用具有羥基的反應性矽氧烷作為上述反應性矽氧烷,如後所述般在上述防眩性硬塗層上形成含有矽氧烷成分者以作為後述的防反射層(低折射率層),則會提高上述防反射層和上述防眩性硬塗層的黏附性。
舉例來說,相對於100重量份上述全部樹脂成分,上述流平劑的配合量為5重量份以下,且宜為0.01~5重量份的範圍。
在上述防眩性硬塗層的形成材料中,也可依需要而在不影響性能的範圍內添加顏料、填充劑、分散劑、增塑劑、紫外線吸收劑、表面活性劑、防污劑、抗氧化劑、觸變助劑等。這些添加劑可單獨使用一種,也可併用兩種以上。
上述防眩性硬塗層形成材料可使用以往公知的光聚合起始劑。作為上述光聚合起始劑,可列舉如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、苯乙酮、二苯甲酮、呫噸酮、3-甲基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4,4’-二甲氧基二苯甲酮、苯偶異丙基醚、苄基二甲基縮酮、N,N,N’,N’-四甲基-4,4’-二胺基二苯甲酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮等,此外,可使用噻噸酮類化合物等。
作為將上述防眩性硬塗層形成材料塗布在透明塑膠薄膜基材上的方法,舉例來說可使用噴注式塗布法、模塗法、旋塗法、噴塗法、凹版塗布法、輥塗法、棒塗法等之塗布法。
塗布上述防眩性硬塗層形成材料後在上述透明塑膠薄膜基材上形成塗膜,並使上述塗膜固化。宜在上述固化之前使上述塗膜乾燥。舉例來說,上述乾燥可以是自然乾燥,可以是吹風的風乾,也可以是加熱乾燥,還可以是將它們組合的方法。
上述防眩性硬塗層形成材料的塗膜的固化方法沒有特別限制,但宜為熱固化或電離放射線固化,更宜為電離放射線固化。電離放射線固化的方法可使用各種活性能量,但以紫外線為佳。作為能量線源,舉例來說,以高壓水銀燈、鹵素燈、氙燈、金屬鹵化物燈、氮鐳射、電子束加速裝置、放射性元素等線源為佳。能量線源的照射量以紫外線波長為365nm的累積曝光量計宜為50~500mJ/cm2
。如照射量為50mJ/cm2
以上時,固化會更充分,所形成的防眩性硬塗層的硬度也更充分。另外,若為500mJ/cm2
以下時,可防止所形成的防眩性硬塗層著色。
如上前述,通過在上述透明塑膠薄膜基材的至少一個面上形成上述防眩性硬塗層,可製造本發明的防眩性硬塗薄膜。另外,本發明的防眩性硬塗薄膜也可用上述方法以外的製造方法來製造。本發明的防眩性硬塗薄膜的硬度就鉛筆硬度而言雖也會受層厚度的影響,但舉例來說,其具有2H以上的硬度。
作為本發明的防眩性硬塗薄膜的一個實例,可列舉在透明塑膠薄膜基材的一個面上形成防眩性硬塗層的硬塗薄膜。上述防眩性硬塗層含有微粒,由此防眩性硬塗層的表面會呈現凹凸形狀。另外,在此實例中,是在透明塑膠薄膜基材的一個面上形成有防眩性硬塗層,但本發明不限於此,也可以是在透明塑膠薄膜基材的兩面上都形成有防眩性硬塗層的防眩性硬塗薄膜。而且,雖然此實例中的防眩性硬塗層是單層,但本發明不限於此,上述防眩性硬塗層也可以是層積有兩層以上的多層結構。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,也可在上述防眩性硬塗層的上面配置防反射層(低折射率層)。此例中的防眩性硬塗薄膜的構成是:在透明塑膠薄膜基材的一個面上形成含有微粒的防眩性硬塗層,且在此防眩性硬塗層上形成有防反射層。當光照射到物體時,將反複發生在其表面的反射、內部的吸收、散射等現象後穿透到物體的背面。例如,影像顯示裝置上安裝有防眩性硬塗薄膜時,使影像可視性降低的重要原因之一是空氣和防眩性硬塗層介面的光反射提高。防反射層即是用以降低該表面反射者。而且防眩性硬塗層及防反射層也可形成在透明塑膠薄膜基材的兩面。此外,防眩性硬塗層及防反射層亦可各別是層積有二層以上之多層結構。
在本發明中,上述防反射層是厚度及折射率經嚴格控制的光學薄膜,或是層積有二層以上之上述光學薄膜者。上述防反射層利用光的干涉效果而使入射光和反射光之逆轉相位相互抵消來發揮防反射功能。舉例來說,使防反射功能得以體現的可見光線的波長區域為380~780nm,而視感度特別高的波長區域為450~650nm的範圍,宜將防反射層設計成其中心波長550nm的反射率為最小。
以光的干涉效果為基準之上述防反射層的設計中,作為提高其干涉效果的方法,舉例來說,有增加上述防反射層和上述防眩性硬塗層之間的折射率之差的方法。一般來說,在層積有二至五層光學薄層(嚴密控制了厚度及折射率的薄膜)之結構的多層防反射層中,藉由將折射率不同的成分形成恰為預定厚度之多數層,即可提高防反射層的光學設計自由度,並進一步提高防反射效果,分光反射特性亦可在可見光區域中呈均勻(平坦)。由於需要甚高之厚度精度,於前述光學薄膜中,各層的形成一般用係以乾式的真空蒸鍍、濺射、CVD等來實施。
作為多層防反射層,宜為在折射率高的氧化鈦層(折射率:約1.8)上層積有折射率低的氧化矽層(折射率:約1.45)的二層結構者,更宜為在氧化鈦層上層積氧化矽層,在此氧化矽層上層積氧化鈦層,再於此氧化鈦層上層積氧化矽層的四層結構者。藉由形成該等雙層防反射層或四層防反射層,可均勻地降低可見光線的波長區域(例如380~780nm的範圍)的反射。
另外,亦可藉由在防眩性硬塗層上形成單層的光學薄膜(防反射層)來發揮防反射效果。一般來說,單層防反射層的形成可採用如濕式的噴注式塗布、模塗、旋塗、噴塗、凹版塗布、輥塗、棒塗等塗布法。
單層防反射層的形成材料例如可列舉如:紫外線固化型丙烯酸樹脂等樹脂類材料、使膠體二氧化矽等無機微粒在樹脂中分散的混合類材料、使用了四乙氧基矽烷、四乙氧基鈦等金屬醇鹽的溶膠-凝膠類材料等。另外,在上述形成材料中,為賦予表面防污染性,以含有氟取代基的材料為佳。在上述形成材料中,從耐擦傷性等觀點來看,宜為無機成分含量多的形成材料,更宜為上述溶膠-凝膠類材料。上述溶膠-凝膠類材料可部分縮合後使用。
在防反射層(低折射率層)中,為提高膜強度,也可含有無機溶膠。作為上述無機溶膠,沒有特別限制,例如可列舉出二氧化矽、氧化鋁、氟化鎂等無機溶膠,其中以二氧化矽溶膠為佳。舉例來說,相對於100重量份的上述防反射層形成材料的全部固體成分,上述無機溶膠的配合比例為10~80重量份的範圍。上述無機溶膠中無機微粒的粒徑宜為2~50nm的範圍,更宜為5~30nm的範圍。
在上述防反射層的形成材料中,宜含有中空且球狀的氧化矽超微粒。上述氧化矽超微粒的平均粒徑宜為5~300nm左右,更宜為10~200nm的範圍。舉例來說,上述氧化矽超微粒呈具有細孔的外殼內部形成有空洞的中空球狀,且該空洞內包含有上述氧化矽超微粒製備時的溶劑及氣體中的至少一者。另外,宜在上述空洞內殘留有用以形成上述氧化矽超微粒的上述空洞的前驅體物質。上述外殼的厚度為1~50nm左右的範圍,且宜為上述氧化矽超微粒的平均粒徑的1/50~1/5左右的範圍。上述外殼宜由多層被覆層形成。另外,在上述氧化矽超微粒中,以上述細孔被封堵且上述空洞被上述外殼密封為佳。這是因為在上述防反射層中,可以維持上述氧化矽超微粒的多孔質或空洞,並進一步降低上述防反射層的折射率。作為此種中空且球狀的氧化矽超微粒的製造方法,舉例來說,宜採用日本特開2001-233611號公報中所揭示之二氧化矽類微粒的製造方法。
形成防反射層(低折射率層)時的乾燥及固化溫度沒有特別限制,舉例來說為60~150℃的範圍,且宜為70~130℃的範圍,上述乾燥及固化的時間具例來說宜為1~30分鐘的範圍,考慮到生產率時,宜為1~10分鐘的範圍。另外,藉由在上述乾燥及固化後進一步進行加熱處理,可得到具有防反射層的高硬度防眩性硬塗薄膜。上述加熱處理的溫度沒有特別限制,舉例來說為40~130℃的範圍,且宜為50~100℃的範圍,上述加熱處理時間沒有特別限制,舉例來說為1分鐘~100小時,從提高耐擦傷性的觀點來看,更宜進行10小時以上。上述加熱處理可藉由使用加熱板、烘箱、帶式爐等的方法實施。
將具有防反射層的防眩性硬塗薄膜安裝在影像顯示裝置上時,因上述防反射層成為最外層的頻率高,所以容易受到來自外部環境的污染。防反射層與單純的透明板等相比污染更顯眼,舉例來說有如下情況:由於指紋、手漬、汗或頭髮整理劑等污染物的附著,使表面反射率發生變化;或者,附著物發白地浮現而使顯示內容變得不鮮明。為防止污染物的附著及提高除去附著的污染物的容易性,宜將含有氟基的矽烷類化合物或含有氟基的有機化合物等所形成的防污染層層積在上述防反射層上。
於本發明的防眩性硬塗薄膜中,宜對上述透明塑膠薄膜基材及上述防眩性硬塗層中的至少一者進行表面處理。如果對上述透明塑膠薄膜基材表面進行表面處理,即可進一步提高與上述防眩性硬塗層或偏光件或偏光板之間的黏附性。此外,如果對上述防眩性硬塗層表面進行表面處理,即可進一步提高與上述防反射層或偏光件或偏光板之間的黏附性。作為上述表面處理,可列舉如:低壓電漿處理、紫外線照射處理、電暈處理、火炎處理、酸或鹼處理。作為使用三乙醯基纖維素薄膜作為上述透明塑膠薄膜基材時的表面處理,以鹼處理為佳。舉例來說,該鹼處理可以藉由使三乙醯基纖維素薄膜表面與鹼溶液接觸後進行水洗、乾燥來實施。作為上述鹼溶液,舉例來說可使用氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液。上述鹼溶液的氫氧化物離子的規定濃度宜為0.1~3.0N(mol/L)的範圍,更宜為0.5~2.0N(mol/L)的範圍。
於上述透明塑膠薄膜基材的一個面上形成有上述防眩性硬塗層的防眩性硬塗薄膜中,為防止捲曲發生,亦可對另一個面進行溶劑處理。上述溶劑處理可藉由使上述透明塑膠薄膜基材與可溶解的溶劑或可溶脹的溶劑進行接觸來實施。藉由上述溶劑處理,對上述另一面也賦予欲捲曲的力,以抵消因上述防眩性硬塗層的形成而產生的欲捲曲的力,從而可防止捲曲的發生。同樣地,於上述透明塑膠薄膜基材的一個面上形成有上述防眩性硬塗層的防眩性硬塗薄膜中,為防止捲曲的發生,也可在另一面上形成透明樹脂層。作為上述透明樹脂層,可列舉如以熱塑性樹脂、放射線固化性樹脂、熱固化性樹脂、其他反應型樹脂為主要成分的層。在這些之中,以熱塑性樹脂為主要成分的層尤佳。
本發明的防眩性硬塗薄膜通常可藉由黏合劑或黏接劑將上述透明塑膠薄膜基材側貼合在用於LCD的光學部件上。另外,貼合時也可以對上述透明塑膠薄膜基材表面進行如上所述的各種表面處理。
作為上述光學部件,可列舉如偏光件或偏光板。偏光板一般是在偏光件的單側或兩側具有透明保護薄膜的結構。在偏光件的兩面均設置透明保護薄膜時,表面和背面的透明保護薄膜可以是同樣的材料,也可以是不同的材料。偏光板通常配置在液晶單元的兩側。而且,以2片偏光板的吸收軸呈相互略呈正交的方式配置偏光板。
接著,對於層積有本發明的防眩性硬塗薄膜的光學部件,以偏光板為例進行說明。藉由使用黏合劑或黏接劑等將本發明的防眩性硬塗薄膜與偏光件或偏光板層積,可得到具有本發明的功能的偏光板。
作為上述偏光件,沒有特別限制,可使用各種偏光件。上述偏光件可列舉如:使碘、雙色性染料等雙色性物質吸附在聚乙烯醇類薄膜、部分縮甲醛化的聚乙烯醇類薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物類部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜上進行單軸拉伸的薄膜;聚乙烯醇的脫水處理物、或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等之聚烯類定向薄膜等。其中尤以聚乙烯醇類薄膜和碘等雙色性物質所構成之偏光件的偏振雙色比高而較理想。上述偏光件的厚度沒有特別限制,舉例來說,為5~80μm左右。
將聚乙烯醇類薄膜用碘染色並進行單軸拉伸的偏光件,舉例來說,可藉由將聚乙烯醇類薄膜浸漬在碘的水溶液中染色並拉伸到原長的3~7倍來製備。上述碘的水溶液亦可依需要而含有硼酸、硫酸鋅、氯化鋅等。另外,也可將聚乙烯醇類薄膜另外浸漬在含有硼酸、硫酸鋅、氯化鋅等的水溶液中。此外,亦可依需要而在染色之前將聚乙烯醇類薄膜浸漬在水中進行水洗。通過將聚乙烯醇類薄膜水洗,可洗淨聚乙烯醇類薄膜表面的污垢和防封端劑,此外,透過使聚乙烯醇類薄膜溶脹,也具有防止染色不均等不均勻的效果。拉伸可在用碘染色後進行,也可在染色的同時進行拉伸,另外也可在拉伸之後用碘染色。也可在硼酸、碘化鉀等的水溶液中或在水浴中進行拉伸。
作為在上述偏光件的一個面或兩面上設置的透明保護薄膜,宜為透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、相位差值的穩定性等均優異者。作為形成上述透明保護薄膜的材料,可列舉如與上述透明塑膠薄膜基材同樣的材料。
另外,作為透明保護薄膜,可列舉如日本特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載的高分子薄膜。上述公報中記載的高分子薄膜可以列舉如:由含有(A)側鏈上具有取代醯亞胺基及非取代醯亞胺基中之至少一個醯亞胺基的熱塑性樹脂、及(B)側鏈上具有取代苯基及非取代苯基中之至少一個苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物所形成的高分子薄膜。作為由上述樹脂組合物形成的高分子薄膜,可列舉如:由含有異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺所構成之交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物所形成的高分子薄膜。上述高分子薄膜可藉由將上述樹脂組合物擠出成型為薄膜狀來製得。因上述高分子薄膜的相位差小且光彈性模量小,所以於應用在偏光板等的保護薄膜時,可消除因變形引起的不均勻等不良狀況,且因透濕度小,因而加濕耐久性優異。
上述透明保護薄膜從偏光特性、耐久性等觀點來看,以三乙醯基纖維素等纖維素類樹脂製的薄膜及降冰片烯類樹脂製的薄膜為佳。作為上述透明保護薄膜的市售品,可列舉如商品名“FUJITAC”(富士膠片株式會社製)、商品名“ZEONOR”(日本Zeon Corporation公司製)及商品名“ARTON”(JSR公司製)等。
上述透明保護薄膜的厚度沒有特別限制,但從強度、處理性等操作性、薄層性等觀點來看,舉例來說為1~500μm的範圍。只要於上述範圍,即能夠以機械方式保護偏光件,即使暴露在高溫高濕下,偏光件也不會收縮,能夠保持穩定的光學特性。上述透明保護薄膜的厚度宜為5~200μm的範圍,更宜為10~150μm的範圍。
積層有上述防眩性硬塗薄膜之偏光板的構成沒有特別限制,例如,可在上述防眩性硬塗薄膜上依序層積透明保護薄膜、上述偏光件及上述透明保護薄膜的順序層疊來構成,也可在上述防眩性硬塗薄膜上依序層積上述偏光件、上述透明保護薄膜來構成。
本發明的影像顯示裝置除使用本發明的防眩性硬塗薄膜以外,與通常的影像顯示裝置有同樣的構成。例如,為LCD時,可適當地組裝液晶單元與偏光板等的光學部件及依需要而定之照明系統(背光等)等各種構成元件,並安裝驅動電路等來進行製造。
本發明的液晶顯示裝置可用於任意之合適用途。舉例來說,該用途為電腦顯示器、筆記本電腦、影印機等OA機器、行動電話、鐘錶、數位照相機、可擕式資訊終端(PDA)、可擕式遊戲機等可擕式機器、攝像機、電視機、微波爐等家用電器、後視監視器(backmonitor)、汽車導航系統用監視器、汽車音響等車載用機器、商店用資訊監視器等展示機器、監視用監控器等警備機器、護理用監視器、醫療用監視器等護理與醫療機器等。
接著就本發明的實施例與比較例一併進行說明。但本發明不限於以下的實施例及比較例。另外,以下實施例及比較例中的各種特性係以下述方法進行評價或測定。
霧度值的測定方法以JIS K 7136(2000年版)的霧度(濁度)為基準,使用霧度儀HM-150[株式會社村上色彩技術研究所製]進行測定。
在防眩性硬塗薄膜的沒有形成防眩性硬塗層的面上,以黏合劑貼合MATSUNAMI公司製的玻璃板(厚度1.3mm),並使用高精度微細形狀測定器(商品名;Surfcorder ET4000、株式會社小阪研究所製)測定上述防眩性硬塗層的表面形狀,求出算術平均表面粗糙度Ra。此外,上述高精度微細形狀測定器會自動算出上述算術平均表面粗糙度Ra。上述算術平均表面粗糙度Ra係基於JIS B 0601(1994年版)。
於以上述表面形狀測定所得到的粗糙度輪廓中,以在任意4mm直線上測得之超過上述輪廓的粗糙度平均線的凸狀部數量作為測定值。於第14圖顯示一說明上述凸狀部數量的測量方法的示意圖。在應測量的凸狀部中畫有斜線。凸狀部數量的測量不僅只測量測量峰的數量,還測量橫切平均線之部分的數量。例如,如輪廓中的1、2、4、6、8般,在超過上述平均線的部分中具有多個峰時,凸狀部的數量數作1個。在第14圖中,凸狀部合計為10個。
在上述表面形狀的測定所得到的粗糙度輪廓中,係以與上述輪廓的粗糙度平均線平行且位於0.1μm的高度的線作為標準線。在任意測定區域4mm的直線上,超過標準線的凸狀部中,以所測得之橫切凸狀部的標準線的線段長度為50μm以上的凸狀部數量、及橫切凸狀部的標準線的線段長度為20μm以下的凸狀部的數量作為測定值。於第15圖顯示說明上述凸狀部數量的測量方法的示意圖。應測量的凸狀部中畫有斜線。凸狀部數量的測量不僅只測量峰的數量,還需測量橫切上述標準線的部分的數量。例如,如輪廓中的3、9般,在超過上述標準線的部分具有多個峰時,凸狀部的數量數作1個。在第15圖中,50μm以上的凸狀部的數量是:輪廓中的峰3為1個;20μm以下凸狀部的數量是:輪廓中的峰1、4、5、6、8共計5個。
(1)在防眩性硬塗薄膜的未形成防眩性硬塗層的面上,以黏合劑貼合黑色丙烯酸酯板(MITSUBISHI RAYON株式會社製、厚度為2.0mm),製出已使背面消除反射的樣本。
(2)在通常使用顯示器的辦公環境下(約1000Lx),用目視判定上述製備的樣本。
判定標準
AA:有映入的影像,但對可視性的影響小。
A:有映入的影像,但在實用上沒有問題。
B:有映入的影像,且在實用上有問題。
將防眩性硬塗薄膜的未形成防眩性硬塗層的面貼合在厚度為1.3mm的玻璃板上作為測定樣本。將此樣本安裝在已設置於背光(Hakuba寫真產業株式會社製、商品名“Light Viewer 5700”)上的掩模圖案上。上述掩模圖案係使用開口部為45μm×119μm、縱線寬為17μm、橫線寬為63μm的格子狀圖案(140ppi)及開口部為20μm×58μm、縱線寬為20μm、橫線寬為62μm的格子狀圖案(212ppi)。令上述掩模圖案到上述防眩性硬塗層的距離為1.3mm,且令上述背光到上述掩模圖案的距離為1.5mm。接著,依下述判定標準,以目視判定上述防眩性硬塗薄膜的眩光。
AA:有眩光,但對可視性影響小的水準。
A:有眩光,但實用上沒問題的水準。
B:眩光嚴重,實用上有問題的水準。
(1)在防眩性硬塗薄膜的未形成防眩性硬塗層的面上,用黏合劑貼合黑色丙烯酸酯板(日東樹脂工業株式會社製、厚度為1.0mm),製備已消除背面反射樣本。
(2)在通常使用顯示器的辦公環境下(約1000Lx),相對於上述製備的樣本的平面,以垂直方向作為標準(0°),從60°的方向觀看,以目視觀察白色模糊現象,並依以下的判定標準進行評估。
AA:幾乎沒有白色模糊。
A:雖有白色模糊,但對可視性的影響小。
B:白色模糊強,使可視性顯著降低。
透明塑膠薄膜基材及硬塗層的折射率係使用Atago公司製的阿貝折射率儀(商品名:DR-M2/1550),選擇單溴代萘作為中間液,對上述薄膜基材及上述硬塗層的測定面入射測定光,藉由上述裝置所示的規定測定方法進行測定。
將微粒置於載玻片上,將折射率標準液從上述微粒上滴下,覆蓋上蓋玻片以製備樣本。將該樣本用顯微鏡觀察,將與折射率標準液之間的介面中最難看到微粒輪廓的折射率標準液之折射率作為微粒的折射率。
根據庫爾特計數法測定微粒的重量平均粒徑。具體地說,使用利用了細孔電阻法的粒度分佈測定裝置(商品名:Coulter Multisizer、Beckman Coulter,Inc.製),測定微粒通過細孔時相當於微粒體積的電解液的電阻來測定微粒的數量和體積,從而算出重量平均粒徑。
使用日本MITUTOYO株式會社製的微量規(microgauge)式厚度儀,測定防眩性硬塗薄膜的整體厚度,從上述整體厚度減去透明塑膠薄膜基材的厚度,藉此算出防眩性硬塗層的厚度。
準備已分散有奈米二氧化矽粒子(上述(B)成分)且含有上述(A)成分的硬塗層形成材料(JSR株式會社製,商品名「歐普思達Z7540」,固體成分:56重量%溶劑:乙酸丁酯/甲基乙基酮(MEK)=76/24(重量比)),該奈米二氧化矽粒子係使無機氧化物粒子與含有聚合性不飽和基團之有機化合物结合而成者。上述硬塗層形成材料係以(A)成分總量:(B)成分=2:3之重量比,含有:(A)成分,其係二季戊四醇及異佛爾酮二異氰酸酯類聚胺酯;及,(B)成分,其係表面通過有機分子修飾的二氧化矽微粒(重量平均粒徑為100nm以下)。上述硬塗層形成材料的固化皮膜的折射率為1.485。在每100重量份上述硬塗層形成材料的樹脂固體成分中,混入:5重量份之丙烯酸與苯乙烯的交聯粒子(積水化成品工業株式會社製,商品名「TECHPOLYMER XX80AA」,重量平均粒徑:5.5μm,折射率:1.515)作為上述微粒;0.1重量份之流平劑(大日本油墨化學工業株式會社製,商品名「GRANDIC PC-4100」];及,0.5重量份之光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名「Irgacure127」]。將此混合物稀釋到固體成分濃度為45重量%、乙酸丁酯/MEK比率為2/1(重量比),而製出防眩性硬塗層形成材料。
作為透明塑膠薄膜基材,準備三乙醯基纖維素薄膜(富士膠片株式會社製,商品名「TD80UL」,厚度:80μm,折射率:1.48)。在上述透明塑膠薄膜基材的一個面上,使用逗號式塗布器塗布上述防眩性硬塗層形成材料而形成塗膜。接著,在100℃下加熱1分鐘以使上述塗膜乾燥。其後,用高壓水銀燈照射累積光量為300mJ/cm2
的紫外線,將上述塗膜進行固化處理而形成厚度為9μm的防眩性硬塗層,從而得到實施例1的防眩性硬塗薄膜。
除了將上述混合物稀釋到固體成分濃度為45重量%、乙酸丁酯/MEK比率為3/1(重量比)以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例2的防眩性硬塗薄膜。
除了使用丙烯酸和苯乙烯的交聯粒子「TECHPOLYMER XX79AA」(積水化成品工業株式會社製,重量平均粒徑:5.0μm,折射率:1.505)作為上述微粒以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例3的防眩性硬塗薄膜。
除了使用實施例1的防眩性硬塗層形成材料形成厚度為11μm的防眩性硬塗層以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例4的防眩性硬塗薄膜。
使用丙烯酸和苯乙烯的交聯粒子「TECHPOLYMER XX79AA」(積水化成品工業株式會社製、重量平均粒徑:5.0μm、折射率:1.505)作為上述微粒,並令混合量為4重量份(每100重量份之上述實施例1的硬塗層形成材料的樹脂固體成分),除此以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例5的防眩性硬塗薄膜。
除了使用丙烯酸與苯乙烯的交聯粒子「TECHPOLYMER XX81AA」(積水化成品工業株式會社製、重量平均粒徑:5.0μm、折射率:1.535)作為上述微粒以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例6的防眩性硬塗薄膜。
除了使用丙烯酸與苯乙烯的交聯粒子「TECHPOLYMER XX94AA」(積水化成品工業株式會社製,重量平均粒徑:6.0μm,折射率:1.495)作為上述微粒以外,用與實施例1同樣的方法,得到實施例7的防眩性硬塗薄膜。
除了使用實施例1的防眩性硬塗層形成材料形成厚度為15μm的防眩性硬塗層以外,用與實施例1同樣的方法,得到比較例1的防眩性硬塗薄膜。
除了將上述實施例1的混合物稀釋到固體成分濃度為45重量%、乙酸丁酯/MEK比率為5/1(重量比)以外,用與實施例1同樣的方法,得到比較例2的防眩性硬塗薄膜。
作為硬塗層形成材料,準備含有以下所示成分的樹脂(大日本油墨化學工業株式會社製,商品名「GRANDIC PC1097」,固體成分:66重量%)。上述硬塗層形成材料的固化皮膜的折射率為1.53。每100重量份上述硬塗層形成材料的樹脂固體成分,混合丙烯酸粒子(積水化成品工業株式會社製,商品名「SSX-108TNL」,重量平均粒徑:8μm,折射率:1.495)20重量份、流平劑(大日本油墨化學工業株式會社製,商品名「GRANDIC PC-F479」)0.1重量份。使用乙酸乙酯將此混合物稀釋到固體成分濃度為55重量%,從而製備防眩性硬塗層形成材料。
異佛爾酮二異氰酸酯類聚胺酯丙烯酸酯(100重量份)
二季戊四醇六丙烯酸酯(38重量份)
季戊四醇四丙烯酸酯(40重量份)
季戊四醇三丙烯酸酯(15.5重量份)
具有以下通式(1)所示之重複單元的聚合物、共聚物或上述聚合物與共聚物的混合物(30重量份)
光聚合起始劑;商品名「Irgacure184」(Ciba Specialty Chemicals公司製)1.8重量份、及Lucirin型光聚合起始劑5.6重量份。
混合溶劑是:乙酸丁酯:乙酸乙酯=3:4(重量比)
上述式(1)中,R1
表示-H或CH3
,R2
表示-CH2
CH2
OX或以下通式(2)所表示的基團,上述X表示-H或以下通式(3)所表示的丙烯醯基。
上述通式(2)中,上述X表示-H或以下通式(3)所表示的丙烯醯基,上述X可以相同也可以不同。
在上述透明塑膠薄膜基材的一個面上,使用逗號式塗布器塗布上述防眩性硬塗層形成材料而形成塗膜。接著在100℃下加熱1分鐘使上述塗膜乾燥。其後,用高壓水銀燈照射累積光量為300mJ/cm2
的紫外線,將上述塗膜進行固化處理以形成厚度為24μm的防眩性硬塗層,得到比較例3的防眩性硬塗薄膜。
作為硬塗層形成材料,準備由異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯聚胺酯所構成之紫外線固化型樹脂。上述硬塗層形成材料的固化皮膜的折射率為1.53。相對於每100重量份上述硬塗層形成材料的樹脂固體成分,將流平劑(大日本油墨化學工業株式會社製,商品名「DEFENSA MCF323」)0.5重量份、聚苯乙烯粒子(綜研化學株式會社製,商品名「凱密斯諾SX350H」,重量平均粒徑:3.5μm,折射率:1.59)14重量份及光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名「Irgacure184」)5重量份溶解或分散到混合溶劑(甲苯:乙酸丁酯:乙酸乙酯=86.5:1.0:12.5(重量比))中,使固體成分濃度為45重量%,從而製出防眩性硬塗層形成材料。
在上述透明塑膠薄膜基材的一個面上,使用逗號式塗布器塗布上述防眩性硬塗層形成材料而形成塗膜。接著,在100℃下加熱1分鐘以使上述塗膜乾燥。其後,用金屬鹵化物燈照射累積光量為300mJ/cm2
的紫外線,將上述塗膜進行固化處理以形成厚度為5μm的防眩性硬塗層,從而得到比較例4的防眩性硬塗薄膜。
除了使用「TECHPOLYMER XX94AA」(積水化成品工業株式會社製,重量平均粒徑:6.0μm,折射率:1.495)作為丙烯酸與苯乙烯的交聯粒子,且令混合量相對於每100重量份上述比較例4的硬塗層形成材料的樹脂固體成分為10重量份,形成厚度為10μm的防眩性硬塗層以外,用與比較例4同樣的方法,得到比較例5的防眩性硬塗薄膜。
作為硬塗層形成材料,準備由異氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯及異佛爾酮二異氰酸酯聚胺酯所構成之紫外線固化型樹脂。上述硬塗層形成材料的固化皮膜的折射率為1.53。相對於每100重量份上述硬塗層形成材料的樹脂固體成分,將流平劑(大日本油墨化學工業株式會社製,商品名「美加法克F-470N」)0.5重量份、無定形二氧化矽粒子(FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD.製,商品名「SYLOPHOBIC 702」,重量平均粒徑:2.5μm,折射率:1.46)8重量份及光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名「Irgacure184」)5重量份溶解或分散在混合溶劑(甲苯:乙酸丁酯=85:15(重量比))中,使固體成分濃度為38重量%,製出防眩性硬塗層形成材料。
在上述透明塑膠薄膜基材的一個面上,使用逗號式塗布器塗布上述防眩性硬塗層形成材料而形成塗膜。其後,在100℃下加熱1分鐘以使上述塗膜乾燥。其後,用金屬鹵化物燈照射累積光量為300mJ/cm2
的紫外線,將上述塗膜進行固化處理以形成厚度為5μm的防眩性硬塗層,從而得到比較例6的防眩性硬塗薄膜。
對於如前述般製得的實施例1~7及比較例1~6的各防眩性硬塗薄膜,測定或評估其各種特性。其結果如第1~13圖及以下表1所示。
如上述表1所示,在實施例中,防眩性、眩光及白色模糊均得到了良好的結果。另一方面,在比較例中,雖然防眩性、眩光及白色模糊中的一部分得到了良好的結果,但卻未得到在所有特性上均良好者。即,可知於比較例1~3中,一旦超過表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線的凸狀部數量較少,眩光特性即欠佳。此外,從比較例4、5及6中可知,一旦Ra超過0.15,白色模糊增強而使可視性顯著降低。在比較例5及6中,眩光的特性也不佳。此外,比較例4雖因霧度高而使眩光得到控制,但對比度欠佳。另,實施例7為低霧度且具有上述線段的長度為50μm以上的凸狀部。在本實施例中,宣稱140ppi的高精細的格子狀圖案雖無眩光特性的問題,但在更高精細212ppi的格子狀圖案中,上述特性難稱。藉由測定本發明中規定的Ra、凸狀部的數量,無須目視評估也可把握防眩性、眩光及白色模糊等可視性的傾向。
第1~13圖是上述實施例及比較例中所得防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的輪廓。在上述實施例得到的防眩性硬塗薄膜中,與上述比較例中得到的防眩性硬塗薄膜相較下,其不是整體粗糙,而是呈現稀疏地具有微細凹凸,且不存在局部較大(上述線段的長度為50μm以上)的凸狀部之狀態。具有如上述實施例中的表面凹凸形狀的防眩性硬塗薄膜因上述Ra與上述凸狀部的大小及數量在規定範圍內且滿足規定的霧度值,因而可良好地用作防眩性硬塗薄膜。
依據本發明的防眩性硬塗薄膜,可完全解決曾是相反課題之高對比度化、確保防眩性、防止白色模糊及高精細應對等問題。因此,舉例而言,本發明的防眩性硬塗薄膜可適於使用在偏光板等光學部件、液晶面板及LCD等影像顯示裝置,且其用途不受限制,可適用於更廣泛的領域。再者,藉由測定本發明中規定的Ra、凸狀部的數量,亦可無須目視評價而把握防眩性、眩光及白色模糊等可視性的傾向,作為防眩性薄膜評價的指標也很有效。
第1(a)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的0~1mm範圍的輪廓。
第1(b)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的1~2mm範圍的輪廓。
第1(c)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的2~3mm範圍的輪廓。
第1(d)圖顯示實施例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第2圖顯示實施例2之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm範圍的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第3圖顯示實施例3之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第4圖顯示實施例4之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第5圖顯示實施例5之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第6圖顯示實施例6之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第7圖顯示實施例7之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度為4mm的輪廓。(a)表示0~1mm的範圍、(b)表示1~2mm的範圍、(c)表示2~3mm的範圍、(d)表示3~4mm的範圍。
第8圖顯示比較例1之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第9圖顯示比較例2之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第10圖顯示比較例3之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第11圖顯示比較例4之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第12圖顯示比較例5之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第13圖顯示比較例6之防眩性硬塗薄膜的截面表面形狀的測定長度4mm中的3~4mm範圍的輪廓。
第14圖為一示意圖,說明本發明中超過表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線的凸狀部數量的測量方法。
第15圖為一示意圖,說明本發明中超過表面粗糙度的標準線的凸狀部數量的測量方法。
Claims (13)
- 一種防眩性硬塗薄膜,其是在透明塑膠薄膜基材的至少一個面上具有包含微粒的防眩性硬塗層的防眩性硬塗薄膜,其特徵在於:防眩性硬塗層表面的凹凸形狀中,下述算術平均表面粗糙度Ra為0.05~0.15μm的範圍,並且在前述防眩性硬塗層表面的任意位置的長度4mm的範圍內,具有80個以上超過表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線的凸狀部;Ra:1994年版的JIS B 0601中規定的算術平均表面粗糙度(μm)。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其具有超過標準線的凸狀部,前述標準線與前述表面粗糙度輪廓的粗糙度平均線平行且位於0.1μm的高度;又,在前述標準線橫切前述凸狀部之部分的線段長度為20μm以下且前述防眩性硬塗層表面之任意位置的長度4mm的範圍內,前述凸狀部為50個以上,且不包含前述線段長度為50μm以上的凸狀部。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其霧度值為4~25%的範圍。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其中前述防眩性硬塗層是使用前述微粒與含有下述(A)成分及(B)成分的硬塗層形成材料來形成的:(A)成分:具有丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基之中的至少一個基團的固化型化合物,(B)成分:無機氧化物粒子與含有聚合性不飽和基團的有機化合物結合而成的粒子。
- 如申請專利範圍第4項之防眩性硬塗薄膜,其中前述(B)成分的重量平均粒徑為200nm以下。
- 如申請專利範圍第4項之防眩性硬塗薄膜,其中前述(B)成分中,無機氧化物粒子包含選自於由氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫及氧化鋯中所構成群組中的至少一種粒子。
- 如申請專利範圍第4項之防眩性硬塗薄膜,其中前述硬塗層形成材料中,相對於100重量份的前述(A)成分,含有100~200重量份的範圍的前述(B)成分。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其中前述硬塗層形成材料和前述微粒的折射率之差為0.01~0.04的範圍,且含有一種以上的重量平均粒徑為0.5~8μm的球狀或無定形的微粒作為前述微粒,又,相對於100重量份的前述硬塗層形成材料,含有3~10重量份的範圍的前述微粒。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其中前述防眩性硬塗層的厚度為前述微粒的重量平均粒徑的1.2~3倍的範圍。
- 如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜,其中前述防眩性硬塗層上形成有防反射層。
- 一種偏光板,其包含偏光件及防眩性硬塗薄膜,且前述防眩性硬塗薄膜係如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜。
- 一種影像顯示裝置,其具備防眩性硬塗薄膜,且前述防眩性硬塗薄膜係如申請專利範圍第1項之防眩性硬塗薄膜。
- 一種影像顯示裝置,其具備偏光板,且前述偏光板係如申請專利範圍第11項之偏光板。
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