專利名稱：防眩性硬涂膜、包括該防眩性硬涂膜的偏振片和圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及防眩性硬涂膜、包括該防眩性硬涂膜的偏振片和圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著近年來的技術(shù)進(jìn)步，除了常規(guī)陰極射線管(CRT)之外，還開發(fā)了液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示器(ELD)等作為圖像顯示裝置，并已經(jīng)實(shí)用化。隨著對LCD進(jìn)行的提供寬視角、高分辨率、高響應(yīng)性、良好的顏色再現(xiàn)性等技術(shù)革新，LCD的應(yīng)用從膝上型個(gè)人電腦和顯示器擴(kuò)展到電視機(jī)。在基本LCD結(jié)構(gòu)中，通過隔板相對配置一對各自配有透明電極的扁平玻璃基材，以形成一定的間隔，其間注入液晶材料并密封形成液晶元件，并且在該玻璃基材對的每一個(gè)的基材外表面上形成偏振片。在常規(guī)技術(shù)中，為防止粘合在液晶元件表面上的偏振片擦傷，將玻璃或塑料蓋板與液晶元件的表面貼附。然而，放置這種蓋板的缺點(diǎn)在于成本和重量。因此，硬涂層處理逐漸用于處理偏振片的表面。對于硬涂層處理而言，通常，使用硬度不低于某一水平的防眩性硬涂膜，同時(shí)用其來防止LCD的眩光和光源在LCD上的反射。
使用防眩性硬涂膜，其中在透明塑料膜基材的一個(gè)或兩個(gè)表面上形成厚度2～10μm的薄的防眩性硬涂層。使用用于形成防眩性硬涂層的硬涂層樹脂如熱固性樹脂或紫外線(UV)-固化樹脂和微細(xì)顆粒來形成防眩性硬涂層。借助于微細(xì)顆粒使防眩性硬涂層的表面具有凹凸形狀，從而提供防眩性。既具有硬度又具有防眩性能的防眩性硬涂膜的實(shí)例包括記載在特開平11-286083、特開2000-326447、特開2001-194504和特開2001-264508公報(bào)中的那些。另一方面，還需要具有防眩性的防眩性硬涂膜。這種防眩性硬涂膜的實(shí)例包括記載在特開2003-4903公報(bào)中的那種。
特開平11-286083公報(bào)公開了一種防眩性硬涂膜，其包括透明基材膜和在透明基材膜上形成并主要由平均粒徑為0.6～20μm的顆粒、平均粒徑為1～500nm的微細(xì)顆粒和防眩性硬涂層樹脂構(gòu)成的防眩性硬涂層。還公開了所述防眩性硬涂層的厚度至多是所述顆粒的粒徑，優(yōu)選至多平均粒徑的80％(具體至多16μm)。
特開2000-326447公報(bào)公開了一種硬涂膜，其包括塑料基材膜和在塑料基材膜的至少一個(gè)表面上形成的至少一個(gè)防眩性硬涂層，其中防眩性硬涂層的厚度為3～30μm，并且防眩性硬涂層含有次級粒子尺寸至多20μm的無機(jī)微細(xì)顆粒。還公開了防眩性硬涂層的表面具有凹凸形狀，從而提供防眩性。
特開2001-194504公報(bào)公開了一種抗反射膜，其包括塑料膜和在塑料膜的至少一個(gè)表面上形成、并包括硬涂層和主要由金屬醇鹽和其水解產(chǎn)物構(gòu)成的抗反射薄膜層的疊層，其中所述防眩性硬涂層在其斷裂應(yīng)變下的彈性模量為0.7～5.5GPa或更低。還公開了防眩性硬涂層的厚度為0.5～20μm和防眩性硬涂層含有平均粒徑為0.01～10μm的微細(xì)顆粒。
特開2001-264508公報(bào)公開了一種防眩性抗反射膜，其包括透明支撐體和疊層，該疊層在透明支撐體上形成，并按順序包括含有平均粒徑為1～10μm的顆粒的防眩性硬涂層，以及由含有平均粒徑為0.001～0.2μm的無機(jī)微細(xì)顆粒、光固化有機(jī)硅烷的水解產(chǎn)物和/或其部分縮合物與氟聚物的組合物制備的折射率為1.35～1.49的低折射率層，其中防眩性抗反射膜的霧度值為3～20％，在波長450nm～650nm下的平均反射率至多1.8％。還公開了防眩性硬涂層的厚度為1～10μm。
特開2003-4903公報(bào)公開了一種防眩膜，其具有在透明支撐體上的防眩層和由表面上的凹部和凸部形成的凹凸形狀，作為防止因眩光而使具有小霧素尺寸的高清晰度圖像顯示裝置發(fā)生故障的防眩膜。這種防眩膜的特征在于，各凹部的切割表面的面積為1000μm2或更小。還公開了在所述防眩膜中，算術(shù)平均表面粗糙度Ra為0.05～1.0μm，凹部的平均傾斜角θa不超過20°。
然而，不能認(rèn)為在這些常規(guī)防眩性硬涂膜中已經(jīng)滿意地解決了圖像銳度和防止眩光的問題。即，為獲得防眩性，需要硬涂層表面具有增加的凹凸形狀的結(jié)構(gòu)以散射光，但是光散射增加會降低圖像銳度。此外，降低光散射會引起防眩性變差和出現(xiàn)眩光的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種防眩性硬涂膜，其防眩性和圖像銳度優(yōu)異，并防止出現(xiàn)眩光，還提供包括這種防眩性硬涂膜的偏振片和圖像顯示裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的防眩性硬涂膜包括透明塑料膜基材，和在所述透明塑料膜基材的至少一個(gè)表面上形成，并且由微細(xì)顆粒和可固化硬涂布樹脂形成的防眩性硬涂層。所述防眩性硬涂層的厚度為20～30μm。所述微細(xì)顆粒的重均粒徑為7～15μm。由已固化的可固化硬涂布樹脂的折射率減去所述微細(xì)顆粒的折射率而得的所述兩個(gè)折射率之差值為-0.06～-0.01或0.01～0.06。
本發(fā)明的偏振片包括起偏器，還包括本發(fā)明的防眩性硬涂膜。
本發(fā)明的圖像顯示裝置包括本發(fā)明的防眩性硬涂膜，和/或本發(fā)明的偏振片。
如上所述，本發(fā)明的防眩性硬涂膜包括防眩性硬涂層，以及分別設(shè)置在預(yù)定范圍內(nèi)的三種特性，即，防眩性硬涂層的厚度、微細(xì)顆粒的重均粒徑、以及已固化的可固化硬涂布樹脂和微細(xì)顆粒之間的折射率差值。相應(yīng)地，本發(fā)明的防眩性硬涂膜防眩性和圖像銳度優(yōu)異，并且可以有效地防止出現(xiàn)眩光。因此，包括本發(fā)明的防眩性硬涂膜或偏振片的圖像顯示裝置具有優(yōu)異的顯示性能。


圖1所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的防眩性硬涂膜結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖2所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的防眩性硬涂膜結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖3所示為粗糙度曲線、高度h和標(biāo)準(zhǔn)長度L之間關(guān)系的實(shí)例的示意圖；以及圖4所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中散射角和光強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，相對于100重量份的可固化硬涂布樹脂，微細(xì)顆粒的比例優(yōu)選為10～50重量份。
在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，可固化硬涂布樹脂優(yōu)選是熱固性樹脂和電離輻射固化樹脂中的至少一種。
在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，優(yōu)選的是微細(xì)顆粒均呈球狀。
在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，優(yōu)選的是所述硬涂布樹脂含有下述組分A、組分B和組分C組分A聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的至少一種；組分B多元醇丙烯酸酯和多元醇甲基丙烯酸酯的至少一種；以及組分C從下述組分C1和C2的至少一種形成的聚合物或共聚物，或所述聚合物和共聚物的混合聚合物，組分C1具有含羥基和丙烯酰基中的至少一種的烷基的丙烯酸烷基酯，和組分C2具有含羥基和丙烯?；械闹辽僖环N的烷基的甲基丙烯酸烷基酯。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，還包括在防眩性硬涂層上形成的抗反射層。抗反射層優(yōu)選含有中空球狀的氧化硅微細(xì)顆粒。
下面將詳細(xì)地說明本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于以下的描述。
本發(fā)明的防眩性硬涂膜包括透明塑料膜基材和在所述透明塑料膜基材的一個(gè)或兩個(gè)表面上形成的防眩性硬涂層。
透明塑料膜基材沒有特別限制。優(yōu)選地，所述透明塑料膜基材具有高可見光透過率(優(yōu)選透光率至少90％)和良好的透明度(優(yōu)選霧度值至多1％)。用于形成透明塑料膜基材的材料實(shí)例包括聚酯類聚合物、纖維素類聚合物、聚碳酸酯類聚合物、丙烯酸類聚合物等。聚酯類聚合物的實(shí)例包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。纖維素類聚合物的實(shí)例包括二乙?；w維素、三乙?；w維素(TAC)等。丙烯酸類聚合物的實(shí)例包括聚甲基丙烯酸甲酯等。用于形成透明塑料膜基材的材料實(shí)例還包括苯乙烯類聚合物、烯烴類聚合物、氯乙烯類聚合物、酰胺類聚合物等。苯乙烯類聚合物的實(shí)例包括聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。烯烴類聚合物的實(shí)例包括聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀或降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物等。酰胺類聚合物的實(shí)例包括尼龍、芳香族聚酰胺等。用于形成透明塑料膜基材的材料還包括例如酰亞胺類聚合物、砜類聚合物、聚醚砜類聚合物、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、乙烯縮丁醛類聚合物、烯丙基酯類聚合物、聚甲醛類聚合物、環(huán)氧類聚合物，上述聚合物的共混聚合物等。其中，優(yōu)選使用具有較小的光學(xué)雙折射率的那些。本發(fā)明的防眩性硬涂膜例如可以用作偏振片的保護(hù)膜。在這種情況下，透明塑料膜基材優(yōu)選是由三乙酰基纖維素、聚碳酸酯、丙烯酸聚合物、具有環(huán)狀或降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴等形成的膜。在本發(fā)明中，如下所述，透明塑料膜基材本身可以是起偏器。這種結(jié)構(gòu)不需要TAC等的保護(hù)層，并可提供簡單的偏振片結(jié)構(gòu)，因此使得制造偏振片或圖像顯示裝置的步驟數(shù)減少，生產(chǎn)效率提高。此外，這種結(jié)構(gòu)可以提供更薄的偏振片。當(dāng)透明塑料膜基材是起偏器時(shí)，所述硬涂層以常規(guī)方式用作保護(hù)層。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)硬涂膜與液晶元件的表面貼附時(shí)，其也用作蓋板。
在本發(fā)明中，透明塑料膜基材的厚度沒有特別限制。例如，從強(qiáng)度、可加工性如處理性能和薄層性能的觀點(diǎn)考慮，所述厚度優(yōu)選為10～500μm，更優(yōu)選20～300μm，最優(yōu)選30～200μm。
防眩性硬涂層由微細(xì)顆粒和可固化硬涂布樹脂形成。如上所述，可固化硬涂布樹脂的實(shí)例包括用紫外線固化的熱固性樹脂和電離輻射固化樹脂。
如上所述，可固化硬涂布樹脂例如含有下述組分A、組分B和組分C組分A聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯中的至少一種；組分B多元醇丙烯酸酯和多元醇甲基丙烯酸酯中的至少一種；以及組分C由以下描述的組分C1和C2中的至少一種形成的聚合物或共聚物，或所述聚合物和共聚物的混合聚合物，組分C1具有含羥基和丙烯?；械闹辽僖环N的烷基的丙烯酸烷基酯，和組分C2具有含羥基和丙烯?；械闹辽僖环N的烷基的甲基丙烯酸烷基酯。
組分A的聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的實(shí)例包括含有組分如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、多元醇和二異氰酸酯的那些。例如，通過使用多元醇和選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的至少一種單體，制備具有至少一個(gè)羥基的羥基丙烯酸酯和具有至少一個(gè)羥基的羥基甲基丙烯酸酯的至少一種，并使其與二異氰酸酯反應(yīng)，就可以制備聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的至少一種。在組分A中，可以單獨(dú)使用一種類型的聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯，或者可以兩種或多種類型組合使用。
丙烯酸酯的實(shí)例包括丙烯酸烷基酯、丙烯酸環(huán)烷基酯等。丙烯酸烷基酯的實(shí)例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯等。丙烯酸環(huán)烷基酯的實(shí)例包括丙烯酸環(huán)己酯等。甲基丙烯酸酯的實(shí)例包括甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸環(huán)烷基酯等。甲基丙烯酸烷基酯的實(shí)例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯等。甲基丙烯酸環(huán)烷酯的實(shí)例包括甲基丙烯酸環(huán)己酯等。
多元醇是具有至少兩個(gè)羥基的化合物。多元醇的實(shí)例包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、二甘醇、雙丙甘醇、新戊二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、新戊二醇羥基新戊酸酯、環(huán)己烷二甲醇、1，4-環(huán)己二醇、螺環(huán)二醇、三環(huán)癸烷甲醇、氫化雙酚A、環(huán)氧乙烷-加成的雙酚A、環(huán)氧丙烷-加成的雙酚A、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、甘油、3-甲基戊烷-1，3，5-三醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、葡萄糖等。
這里所用的二異氰酸酯可以是任何類型的芳香族、脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯。二異氰酸酯的實(shí)例包括二異氰酸四亞甲酯、1，6-己二異氰酸酯、異佛樂酮二異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯、4，4-二苯基二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、3，3-二甲基-4，4-二苯基二異氰酸酯、二異氰酸二甲苯酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、和它們的氫化衍生物。
所加入的組分A的比例沒有特別限制。使用組分A可以提高得到的防眩性硬涂層的柔軟性和得到的防眩性硬涂層對透明塑料膜基材的附著性。從這些觀點(diǎn)以及防眩性硬涂層硬度的觀點(diǎn)來看，相對于用于形成防眩性硬涂層的材料中的全部樹脂組分，待加入的組分A的比例例如是15～55重量％，優(yōu)選25～45重量％。術(shù)語“全部樹脂組分”指組分A，B和C的總量，或當(dāng)使用其它樹脂組分時(shí)，指上述三種組分的總量和所述樹脂組分總量之和。以下相同。
組分B的實(shí)例包括季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1，6-己二醇丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、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-己二醇甲基丙烯酸酯等。這些可以單獨(dú)使用。可以兩種或多種組合使用。多元醇丙烯酸酯的優(yōu)選實(shí)例包括含有季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的聚合物的單體組分，和含有季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的組分混合物。
所加入的組分B的比例沒有特別限制。相對于組分A的量，所加入的組分B的比例優(yōu)選70～180重量％，更優(yōu)選100～150重量％。當(dāng)相對于組分A的量，所加入的組分B的比例為180重量％或更小時(shí)，可以有效地防止形成的防眩性硬涂層硬化和收縮。其結(jié)果是，可以防止防眩性硬涂膜卷曲，并且可防止其柔韌性變差。當(dāng)相對于組分A的量，所加入的組分B的比例為至少70重量％時(shí)，將要形成的防眩性硬涂層的硬度進(jìn)一步提高，并且耐擦傷性得到改進(jìn)。
在組分C中，組分C1和C2的烷基沒有特別限制，例如是碳原子數(shù)1～10的烷基。所述烷基可以是直鏈的。所述烷基可以是支鏈的。例如，組分C可以含有具有下面通式(1)表示的重復(fù)單元的聚合物或共聚物，或所述聚合物和共聚物的混合物。
在通式(1)中，R1指-H或-CH3，R2指-CH2CH2OX，或下面通式(2)所代表的基團(tuán)，X指-H，或下面通式(3)所代表的丙烯?；?br> 在通式(2)中，X指-H或通式(3)所代表的丙烯酰基，X彼此相同或不同。
組分C的實(shí)例包括聚合物、共聚物，以及所述聚合物和共聚物的混合物，其中聚合物和共聚物由選自以下組中的至少一種單體形成丙烯酸2，3-二羥丙酯、丙烯酸2，3-二丙烯酰氧基丙酯、丙烯酸2-羥基-3-丙烯酰氧基丙酯、丙烯酸2-丙烯酰氧基-3-羥丙酯、甲基丙烯酸2，3-二羥丙酯、甲基丙烯酸2，3-二丙烯酰氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-丙烯酰氧基丙酯、甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基-3-羥丙酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、和甲基丙烯酸2-丙烯酰氧基乙酯。
待加入的組分C的比例沒有特別限制。例如，相對于組分A的量，所加入的組分C的比例優(yōu)選25～110重量％，更優(yōu)選45～85重量％。當(dāng)相對于組分A的量，所加入的組分C的比例為110重量％或更小時(shí)，用于形成防眩性硬涂層的材料具有優(yōu)異的涂布性能。當(dāng)相對于組分A的量，所加入的組分C的比例為至少25重量％時(shí)，可以防止形成的防眩性硬涂層硬化和收縮。其結(jié)果是，在防眩性硬涂膜中，可以控制卷曲。
用于形成防眩性硬涂層的微細(xì)顆粒主要用于通過在得到的防眩性硬涂層表面形成凹凸形狀，為防眩性硬涂層提供防眩性。微細(xì)顆粒例如可以是無機(jī)或有機(jī)微細(xì)顆粒。對無機(jī)微細(xì)顆粒沒有特別限制。無機(jī)微細(xì)顆粒的實(shí)例包括由氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、高嶺土、硫酸鈣等制成的微細(xì)顆粒。對有機(jī)微細(xì)顆粒沒有特別限制。其實(shí)例包括聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸酯樹脂粉末(PMMA微細(xì)顆粒)、硅樹脂粉末、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、苯代三聚氰胺樹脂粉末、三聚氰胺樹脂粉末、聚烯烴樹脂粉末、聚酯樹脂粉末、聚酰胺樹脂粉末、聚酰亞胺樹脂粉末、聚氟乙烯樹脂粉末等?？梢詥为?dú)使用一種類型的無機(jī)和有機(jī)微細(xì)顆粒?；蛘?，可以兩種或多種類型組合使用。
如上所述，微細(xì)顆粒的重均粒徑為7～15μm。當(dāng)微細(xì)顆粒的重均粒徑超過此范圍時(shí)，圖像銳度降低。當(dāng)?shù)陀诖朔秶鷷r(shí)，不能得到足夠高的防眩性，并且眩光增大，從而造成問題。微細(xì)顆粒的重均粒徑優(yōu)選為7.5～12μm，更優(yōu)選為8～10μm。為測量微細(xì)顆粒的重均粒徑，例如，將利用孔電阻方法的粒徑分布測量裝置(商品名Coulter Multisizer，Beckman Coulter，Inc.制造)用于測量當(dāng)微細(xì)顆粒通過孔隙時(shí)與微細(xì)顆粒體積相對應(yīng)的電解質(zhì)的電阻。由此測得微細(xì)顆粒數(shù)和體積，然后計(jì)算重均粒徑。
對微細(xì)顆粒的形狀沒有特別限制。微細(xì)顆粒例如可以是珠粒形狀、基本上球狀、或可以具有如粉末的不確定的形狀。微細(xì)顆粒優(yōu)選為基本上呈球狀，更優(yōu)選長寬比1.5或更低的基本上球狀，最優(yōu)選球狀。
相對于100重量份的可固化硬涂布樹脂，所加入的微細(xì)顆粒比例優(yōu)選為10～50重量份，更優(yōu)選15～45重量份，再更優(yōu)選20～35重量份。
由微細(xì)顆粒的折射率減去已固化的可固化硬涂布樹脂的折射率所得差值為-0.06～-0.01和0.01～0.06。當(dāng)折射率差值在上述范圍內(nèi)時(shí)，防眩性硬涂膜可以具有優(yōu)異的防眩性，并可防止出現(xiàn)眩光，同時(shí)圖像銳度優(yōu)異。折射率差值優(yōu)選為-0.05～-0.01或0.01～0.05，更優(yōu)選為-0.04～-0.01或0.01～0.04。
在防眩性硬涂層表面的凹凸形狀中，平均傾斜角θa例如為0.15°～2.00°，優(yōu)選為0.30°～1.80°，更優(yōu)選為0.60°～1.50°。防眩性硬涂層表面的凹凸形狀的算術(shù)平均表面粗糙度Ra例如為0.03～0.3μm，優(yōu)選為0.04～0.25μm，更優(yōu)選為0.06～0.2μm。防眩性硬涂層的凹凸形狀的凹部和凸部之間的平均間隔Sm例如是50～250μm，優(yōu)選為75～200μm，更優(yōu)選為100～180μm。在本發(fā)明中，通過適當(dāng)?shù)剡x擇可固化硬涂布樹脂的種類、防眩性硬涂層的厚度、微細(xì)顆粒的種類、微細(xì)顆粒的重均粒徑等，就可以調(diào)節(jié)平均傾斜角θa、算術(shù)平均表面粗糙度Ra和凹部和凸部之間的平均間隔Sm。本領(lǐng)域技術(shù)人員不用進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和出現(xiàn)過多錯(cuò)誤，就可得到本發(fā)明預(yù)定范圍內(nèi)的平均傾斜角θa、算術(shù)平均表面粗糙度Ra和凹部和凸部之間的平均間隔Sm。
在本發(fā)明中，平均傾斜角θa是由下式(1)所定義的值。平均傾斜角θa是通過后面實(shí)施例部分中所述方法測量的值。
平均傾斜角θa＝tan-1Δa(1)在上式(1)中，如下式(2)所示，根據(jù)JIS B 0601(1994版)規(guī)定，Δa指通過用相鄰頂點(diǎn)和谷的最低點(diǎn)之間的差(高度h)的總和(h1+h2+h3...+hn)除以粗糙度曲線的標(biāo)準(zhǔn)長度L所得的值。所述粗糙度曲線是通過使用延遲補(bǔ)償高通濾波片，從斷面曲線除去具有比預(yù)定更長的波長的表面波狀成分而得到的曲線。所述斷面曲線指當(dāng)在垂直于物體表面的平面內(nèi)切斷物體表面時(shí)，在切割面出現(xiàn)的輪廓。圖3所示為粗糙度曲線、高度h和標(biāo)準(zhǔn)線L的實(shí)例。
Δa＝(h1+h2+h3...+hn)/L(2)算術(shù)平均表面粗糙度Ra及凹部和凸部之間的平均間隔Sm在JIS B 0601(1994版)中有規(guī)定，并例如可根據(jù)后述實(shí)施例的方法測量。
透明塑料膜基材和防眩性硬涂層之間的折射率差d優(yōu)選至多0.04。當(dāng)差d至多0.04時(shí)，可以防止發(fā)生干涉條紋。所述差d更優(yōu)選至多0.02。
防眩性硬涂層的厚度為20～30μm。當(dāng)厚度在上述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，防眩性硬涂層可以具有足夠高的硬度(例如，鉛筆硬度的至少4H)。此外，超出上述范圍的厚度產(chǎn)生的問題在于相當(dāng)程度地卷曲使得在涂覆中的線移動性能劣化，并進(jìn)一步使防眩性變差。另一方面，當(dāng)厚度小于上述預(yù)定范圍時(shí)，存在的問題在于不能防止出現(xiàn)眩光，從而使銳度變差。防眩性硬涂層的厚度優(yōu)選為22～28μm，更優(yōu)選為23～27μm。
本發(fā)明的防眩性硬涂膜例如可按如下方法制造；制備用于形成防眩性硬涂層、包括微細(xì)顆粒、可固化硬涂布樹脂和溶劑的材料；通過將用于形成防眩性硬涂層的材料涂敷在透明塑料膜基材的至少一個(gè)表面上形成涂膜；以及通過固化所述涂膜形成防眩性硬涂層。
溶劑沒有特別限制。溶劑的實(shí)例包括二丁醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、環(huán)氧丙烷、1，4-二噁烷、1，3-二氧戊環(huán)、1，3，5-三噁烷、四氫呋喃、丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二丙基酮、二異丁基酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)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、乙酰丙酮、二丙酮醇、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、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(huán)己醇、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?？梢允褂眠@些溶劑中的一種，或組合使用這些溶劑的兩種或多種。從提高透明塑料膜基材和防眩性硬涂層之間粘合的觀點(diǎn)來看，所述溶劑含有與全部的比例為優(yōu)選至少50重量％、更優(yōu)選至少60重量％、最優(yōu)選至少70重量％的乙酸乙酯?？梢耘c乙酸乙酯組合使用的溶劑種類沒有特別限制。所述溶劑的實(shí)例包括乙酸丁酯、甲基乙基酮、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚等。
可以將各種類型的流平劑加到用于形成防眩性硬涂層的材料中。流平劑例如可以是氟化學(xué)物或有機(jī)硅流平劑，優(yōu)選有機(jī)硅流平劑。有機(jī)硅流平劑的實(shí)例包括反應(yīng)性有機(jī)硅、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷等。在這些有機(jī)硅流平劑中，反應(yīng)性有機(jī)硅是特別優(yōu)選的。加入反應(yīng)性有機(jī)硅可賦予表面潤滑性，并產(chǎn)生長期持續(xù)的耐擦傷性。在使用含有羥基的反應(yīng)性有機(jī)硅的情況下，當(dāng)在防眩性硬涂層上形成含硅氧烷成分的抗反射層(低折射率層)時(shí)，抗反射層和防眩性硬涂層之間的粘合得到提高。
相對于100重量份的全部樹脂組分，所加入的流平劑的量例如至多5重量份，優(yōu)選為0.01～5重量份。
在需要時(shí)，用于形成防眩性硬涂層的材料可以含有顏料、填料、分散劑、增塑劑、紫外線吸收劑、表面活性劑、抗氧化劑、觸變性賦予劑等，只要不損害性能?？梢詥为?dú)使用這些添加劑的一種，或可以一同使用這些添加劑的兩種或多種。
用于形成防眩性硬涂層的材料可以含有任何常規(guī)已知的光聚合引發(fā)劑。適用的光聚合引發(fā)劑的實(shí)例包括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、苯偶姻丙基醚、芐基二甲基縮酮、N，N，N’，N’-四甲基-4，4’-二氨基二苯甲酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、和其它噻噸酮化合物。
可以通過任何涂布方法，如噴注式涂布、口模式涂布、旋涂、噴涂、凹板涂布、輥涂、桿涂等將用于形成防眩性硬涂層的材料涂敷到透明塑料膜基材上。
在透明塑料膜基材上涂敷用于形成防眩性硬涂層的材料，形成涂膜，然后固化涂膜。優(yōu)選在固化之前使涂膜干燥。例如可以通過自然干燥、鼓風(fēng)風(fēng)干、加熱干燥或其組合進(jìn)行干燥。
盡管可以用任何方法固化由用于形成防眩性硬涂層的材料形成的涂膜，但優(yōu)選使用電離輻射固化。盡管任何類型的活化能量可用于這種固化，但優(yōu)選使用紫外線。能量輻射源的優(yōu)選實(shí)例包括高壓汞燈、鹵素?zé)?、氙燈、金屬鹵化物燈、氮激光、電子束加速器和放射性元素。能量輻射源的輻射量按相對紫外線波長365nm的累積曝光量計(jì)優(yōu)選為50～5000mJ/cm2。當(dāng)照射量至少50mJ/cm2時(shí)，用于形成防眩性硬涂層的材料可進(jìn)一步充分固化，并且得到的防眩性硬涂層也具有足夠高的硬度。當(dāng)照射量至多5000mJ/cm2時(shí)，可以防止得到的防眩性硬涂層著色，從而提高透明度。
如上所述，可以通過在透明塑料膜基材的至少一個(gè)表面上形成防眩性硬涂層來制造本發(fā)明的防眩性硬涂膜。本發(fā)明的防眩性硬涂膜可以通過不同于以上描述的制造方法來制造。本發(fā)明的防眩性硬涂膜的鉛筆硬度為例如至少4H。
圖1所示為本發(fā)明的防眩性硬涂膜的一個(gè)實(shí)例的示意性截面圖。如圖1中所示，該實(shí)例的防眩性硬涂膜4包括透明塑料膜基材1和在透明塑料膜基材1的一個(gè)表面上形成的防眩性硬涂層2。防眩性硬涂層2含有微細(xì)顆粒3，并且防眩性硬涂層2的表面提供微細(xì)顆粒3的凹凸結(jié)構(gòu)。在該實(shí)例中，在透明塑料膜基材1的一個(gè)表面上形成了防眩性硬涂層2。然而，本發(fā)明不限于此。防眩性硬涂膜可以包括透明塑料膜基材1和在透明塑料膜基材1的兩個(gè)表面上形成的防眩性硬涂層2。該實(shí)例的防眩性硬涂層2是單層。然而，本發(fā)明不限于此。防眩性硬涂層2可以具有層疊在一起的兩個(gè)或多個(gè)層的多層結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，可以在防眩性硬涂層上形成抗反射層(低折射率層)。圖2所示為本發(fā)明包括抗反射層的防眩性硬涂膜實(shí)例的示意性截面圖。如圖2所示，該實(shí)例的防眩性硬涂膜6結(jié)構(gòu)如下防眩性硬涂層2含有微細(xì)顆粒3，并且是在透明塑料膜基材1的一個(gè)表面上形成的，抗反射層5形成在防眩性硬涂層2上。在物體上入射的光反復(fù)在界面發(fā)生反射，并在物體內(nèi)部被反復(fù)吸收和散射，以及任何其他現(xiàn)象，直到光穿過物體到達(dá)其背面。例如，在裝配有防眩性硬涂膜的圖像顯示裝置上，降低圖像可視性的因素之一是光在空氣和防眩性硬涂層之間的界面處的反射?？狗瓷鋵咏档土诉@種表面反射。在圖2所示的防眩性硬涂膜6中，在透明塑料膜基材1的一個(gè)表面上形成了防眩性硬涂層2和抗反射層5。然而，本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的防眩性硬涂膜中，可以在透明塑料膜基材1的兩個(gè)表面上形成防眩性硬涂層2和抗反射層5。在圖2所示的防眩性硬涂膜6中，防眩性硬涂層2和抗反射層5均是單層。然而，本發(fā)明不限于此。防眩性硬涂層2和抗反射層5均可以具有至少兩層層疊在一起的多層結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，抗反射層是具有嚴(yán)格控制的厚度和折射率的薄的光學(xué)膜，或者是包括堆疊在一起的至少二層薄光學(xué)膜的疊層。在抗反射層中，通過使基于光的干涉的入射光和反射光的相反相位互相抵銷，從而發(fā)揮抗反射功能?？狗瓷涔δ軕?yīng)在380～780nm的可見光波長范圍內(nèi)出現(xiàn)，在450～650nm的波長范圍內(nèi)可視性特別高。優(yōu)選地，抗反射層設(shè)計(jì)為在中心波長550nm處的范圍內(nèi)具有最小反射率。
當(dāng)基于光的干涉來設(shè)計(jì)抗反射層時(shí)，可以通過增大抗反射層和防眩性硬涂層之間的折射率差的方法來增強(qiáng)干涉效果。通常，在包括堆疊在一起的2～5個(gè)光學(xué)薄層(每個(gè)都具有嚴(yán)格控制的厚度和折射率)的抗反射多層中，使用具有彼此不同折射率的成分來形成預(yù)定厚度的多個(gè)層。因此，可以以更高的自由度任選地對抗反射層進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，抗反射效果增強(qiáng)，此外，可以使可見光范圍內(nèi)的光譜反射特性平坦。由于薄光學(xué)膜的每一層必須厚度精確，因此通常使用如真空沉積、濺射、CVD等干燥方法形成各層。
對于抗反射多層而言，包括高折射率的氧化鈦層(折射率約1.8)和在氧化鈦層上形成的低折射率氧化硅層(折射率約1.45)的二層的疊層為優(yōu)選。四層的疊層是更優(yōu)選的，其中氧化硅層在氧化鈦層上形成，其上形成另一層氧化鈦，然后再在其上形成另一層氧化硅層。形成這種二層或四層疊層的抗反射層可以在可見光波長范圍(例如，380～780nm)內(nèi)均勻地降低反射。
也可以通過在防眩性硬涂層上形成單層薄光學(xué)膜(抗反射層)來產(chǎn)生抗反射效果。通常使用如濕法涂布的涂布方法形成抗反射單層，例如，噴注式涂布、口模式涂布、旋涂、噴涂、凹板涂布、輥涂、或桿涂。
用于形成抗反射單層的材料的實(shí)例包括樹脂材料，如UV-固化的丙烯酸樹脂；混合材料，如無機(jī)微細(xì)顆粒如膠體二氧化硅在樹脂中的分散體；以及含有金屬醇鹽如四乙氧基硅烷和四乙醇鈦的溶膠-凝膠材料。優(yōu)選地，所述材料含有賦予表面防結(jié)垢性能的氟基團(tuán)?？紤]到例如耐擦傷性，材料優(yōu)選含有大量無機(jī)成分，而溶膠-凝膠材料為更優(yōu)選?？梢允褂萌苣z-凝膠材料的部分縮合物。
抗反射層(低折射率層)可以含有用于提高膜強(qiáng)度的無機(jī)溶膠。無機(jī)溶膠沒有特別限制。其實(shí)例包括二氧化硅、氧化鋁、氟化鎂等。特別地，氧化硅溶膠為優(yōu)選。以用于形成抗反射層的100重量份總固體材料計(jì)，加入的無機(jī)溶膠的量例如為10～80重量份。無機(jī)溶膠中的無機(jī)微細(xì)顆粒的粒徑優(yōu)選為2～50nm，更優(yōu)選5～30nm。
用于形成抗反射層的材料優(yōu)選含有中空球狀氧化硅超細(xì)顆粒。所述氧化硅超細(xì)顆粒優(yōu)選平均粒徑5～300nm，更優(yōu)選10～200nm。氧化硅超細(xì)顆粒是中空球體形式的，每一球體包括含有孔隙的外殼，外殼中形成空洞?？斩春杏糜谥圃斐?xì)顆粒的溶劑和氣體的至少一種。用于形成超細(xì)顆?？斩吹那绑w物質(zhì)優(yōu)選殘留在空洞中。外殼厚度優(yōu)選為約1～約50nm，并且是超細(xì)顆粒平均粒徑的約1/50～1/5。外殼優(yōu)選包括多個(gè)涂層。在超細(xì)顆粒中，所述孔隙優(yōu)選被堵住，并且優(yōu)選由外殼密封空洞。這是因?yàn)榫哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)或超細(xì)顆粒空洞的抗反射層可以具有降低的抗反射層折射率。制造這種中空球狀氧化硅超細(xì)顆粒的方法優(yōu)選如特開2000-233611公報(bào)中所公開的制造氧化硅微細(xì)顆粒的方法。
在形成抗反射層(低折射率層)的過程中，盡管干燥和固化可以在任何溫度下進(jìn)行，但舉例來說在溫度例如60～150℃、優(yōu)選70～130℃下進(jìn)行，從生產(chǎn)率考慮，時(shí)間例如1分鐘～30分鐘，優(yōu)選1分鐘～10分鐘。在干燥和固化之后，可以進(jìn)一步加熱層，以便可以得到包括抗反射層的高硬度防眩性硬涂膜。盡管加熱可以在任何溫度下進(jìn)行，但舉例來說在溫度40～130℃、優(yōu)選在50～100℃下進(jìn)行，從提高耐擦傷性考慮，時(shí)間例如1分鐘～100小時(shí)，更優(yōu)選至少10小時(shí)。溫度和時(shí)間不限于上述范圍。加熱可以使用熱板、爐、帶式爐等方法進(jìn)行。
在將包括抗反射層的防眩性硬涂膜安裝在圖像顯示裝置上時(shí)，抗反射層經(jīng)常用作最外表面，因此易受外部環(huán)境污染。污染在抗反射層上比例如在單透明板上更顯著。舉例來說，在抗反射層中，污染沉積物如指紋、指痕、汗和理發(fā)料改變了表面反射率，或沉積物表現(xiàn)為白色，使得顯示的內(nèi)容不清楚。優(yōu)選地，為賦予其防沉積作用并使其易于除去污染物，在抗反射層上形成由氟-硅烷化合物、氟-有機(jī)化合物等形成的防污層。
對于本發(fā)明的防眩性硬涂膜而言，優(yōu)選的是對透明塑料膜基材和防眩性硬涂層的至少一個(gè)進(jìn)行表面處理。當(dāng)表面處理在透明塑料膜基材上進(jìn)行時(shí)，其與防眩性硬涂層、起偏器或偏振片的粘附進(jìn)一步得到改進(jìn)。當(dāng)表面處理在防眩性硬涂層上進(jìn)行時(shí)，其與抗反射層、起偏器或偏振片的粘附進(jìn)一步改進(jìn)。表面處理可以是例如低壓等離子體處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理、或酸或堿處理。當(dāng)三乙?；w維素膜用于透明塑料膜基材時(shí)，優(yōu)選將堿處理用作表面處理。這種堿處理可以按下述進(jìn)行使三乙?；w維素膜表面與堿溶液接觸，用水洗滌，然后再將其干燥。堿溶液可以是例如氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。所述堿溶液的氫氧根離子的規(guī)定濃度(摩爾濃度)優(yōu)選為0.1N(mol/L)～3.0N(mol/L)，更優(yōu)選0.5N(mol/L)～2.0N(mol/L)。
在包括透明塑料膜基材和在所述透明塑料膜基材一個(gè)表面上形成的防眩性硬涂層的防眩性硬涂膜中，為防止卷曲，可以對與具有防眩性硬涂層在上面形成的表面相對的表面進(jìn)行溶劑處理。所述溶劑處理可以通過使透明塑料膜基材與可溶解的或可溶脹的溶劑接觸來進(jìn)行。通過溶劑處理，透明塑料膜基材可以具有向另一表面卷曲的傾向，這樣就可以抵銷使具有防眩性硬涂層的透明塑料膜基材向防眩性硬涂層一側(cè)卷曲的力，從而可防止卷曲。相似地，在包括透明塑料膜基材和在所述透明塑料膜基材一個(gè)表面上形成的防眩性硬涂層的防眩性硬涂膜中，為防止卷曲，可以在另一表面上形成透明樹脂層。透明樹脂層例如主要是由熱塑性樹脂、輻射固化樹脂、熱固性樹脂或任何其它反應(yīng)性樹脂構(gòu)成的層。特別優(yōu)選主要由熱塑性樹脂構(gòu)成的層。
本發(fā)明的防眩性硬涂膜的透明塑料膜基材一側(cè)通常通過壓敏粘合劑或粘合劑與LCD或ELD中使用的光學(xué)部件粘結(jié)。在粘結(jié)之前，透明塑料膜基材的表面也可以進(jìn)行如上所述的各種表面處理。
例如，所述光學(xué)部件可以是起偏器或偏振片。通常使用包括起偏器和在起偏器一個(gè)或兩個(gè)表面上形成的透明保護(hù)膜的偏振片。如果透明保護(hù)膜在起偏器的兩個(gè)表面上形成，則前面和后面透明保護(hù)膜可由相同材料或不同材料構(gòu)成。偏振片通常置于液晶元件的兩個(gè)表面上。偏振片可以排列成使得兩個(gè)偏振片的吸收軸基本上相互垂直。
下面，使用偏振片作為實(shí)例來說明包括其中堆疊有本發(fā)明的硬涂膜的光學(xué)器件。本發(fā)明的防眩性硬涂膜和起偏器或偏振片可以使用粘合劑或壓敏粘合劑進(jìn)行層壓，以形成具有本發(fā)明功能的偏振片。
起偏器沒有特別限制。起偏器的實(shí)例包括在諸如聚乙烯醇型膜、部分縮甲醛化的聚乙烯醇型膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物型部分皂化的膜等親水性聚合物膜吸附二色性物質(zhì)如碘和二色性染料后進(jìn)行單軸拉伸后的膜；以及多烯型取向膜，如脫水聚乙烯醇膜、脫氯化氫聚氯乙烯膜等。特別地，由聚乙烯醇型膜和二色性材料如碘形成的起偏器是優(yōu)選的，因?yàn)槠渚哂懈叩钠舛取１M管起偏器的厚度沒有特別限制，但常用厚度為約5～80μm。
對于在用碘使聚乙烯醇型膜染色后單軸拉伸的起偏器，可以通過在碘的水溶液中浸漬聚乙烯醇型膜并染色，然后將其拉伸到原長3～7倍來制造。在需要時(shí)，碘的水溶液可以含有硼酸、硫酸鋅、氯化鋅等。另外，聚乙烯醇型膜可以在含有硼酸、硫酸鋅、氯化鋅等的水溶液中浸漬。而且，需要時(shí)可以在染色之前將聚乙烯醇型膜浸漬在水中并進(jìn)行漂洗。用水漂洗聚乙烯醇型膜可以洗掉在聚乙烯醇型膜表面上的污染物和堵塞抑制劑，并且還提供防止因聚乙烯醇型膜溶脹而引起的如染色不均勻性的不勻的效果?？梢栽谟玫馊旧筮M(jìn)行拉伸或與染色同時(shí)進(jìn)行拉伸，或相反，可以在拉伸之后用碘染色。拉伸可以在如硼酸、碘化鉀等的水溶液中或在水浴中進(jìn)行。
在起偏器一個(gè)或兩個(gè)表面上形成的透明保護(hù)膜優(yōu)選是透明度、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、防水性能、延遲值穩(wěn)定性等優(yōu)異的透明保護(hù)膜。用于形成透明保護(hù)膜的材料的實(shí)例包括與透明塑料膜基材所用的相同材料。
此外，記載在特開2001-343529公報(bào)(WO01/37007)中的聚合物膜也可以用作透明保護(hù)膜。記載在特開2001-343529公報(bào)中的聚合物膜例如由以下樹脂組合物形成其包括(A)在其側(cè)鏈中具有取代的酰亞胺基團(tuán)和未取代的酰亞胺基團(tuán)的至少一種的熱塑性樹脂，和(B)在其側(cè)鏈中具有取代的苯基和未取代的苯基和腈基團(tuán)的至少一種的熱塑性樹脂。由上述樹脂組合物形成的聚合物膜的實(shí)例包括由以下樹脂組合物形成的那些，其包括含有異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺的交替共聚物；以及丙烯腈-苯乙烯共聚物。可以通過以膜的形式擠出樹脂組合物來制造所述聚合物膜。該聚合物膜具有小的延遲和小的光彈性系數(shù)，因此可以消除當(dāng)將其用于偏振片的保護(hù)膜等時(shí)因扭曲引起的缺陷，例如不均勻。聚合物膜也具有低的透濕性，因此具有高的加濕耐久性。
從偏光性能、耐久性等考慮，優(yōu)選將纖維素樹脂如三乙?；w維素和降冰片烯樹脂用作所述透明保護(hù)膜。市售透明保護(hù)膜的實(shí)例包括Fuji Photo FilmCo.，Ltd.制造的FUJITAC(商品名)、Nippon Zeon Co.，Ltd.制造的ZEONOR(商品名)和JSR Corporation制造的ARTON(商品名)。
透明保護(hù)膜的厚度沒有特別限制。例如，從強(qiáng)度、可加工性如處理性能及從薄層性能等考慮，所述厚度為1～500μm。在上述范圍內(nèi)，透明保護(hù)膜可以機(jī)械保護(hù)起偏器，并且即使在暴露于高溫和高濕度下時(shí)，也可防止起偏器收縮，并保持穩(wěn)定的光學(xué)性能。透明保護(hù)膜的厚度優(yōu)選為5～200μm，更優(yōu)選10～150μm。
對于其中堆疊防眩性硬涂膜的偏振片沒有特別限制。偏振片可以是按照硬涂膜、透明保護(hù)膜、起偏器和透明保護(hù)膜的順序堆疊的疊層，或者是按照硬涂膜、起偏器和透明保護(hù)膜的順序堆疊的疊層。
本發(fā)明的防眩性硬涂膜和包括所述防眩性硬涂膜的各種光學(xué)器件如偏振片可以優(yōu)選用于各種圖像顯示裝置如液晶顯示器等中。本發(fā)明的液晶顯示器與常規(guī)液晶顯示器具有相同結(jié)構(gòu)，除了其包括本發(fā)明的硬涂膜。例如通過適當(dāng)?shù)亟M裝幾個(gè)部件如液晶元件、光學(xué)部件如偏振片和需要時(shí)的照明系統(tǒng)(例如，背光)，并加上例如驅(qū)動電路，就可以制造本發(fā)明的液晶顯示器。液晶元件沒有特別限制。液晶元件可以是任何類型的，如TN型、STN型、π型等。
在本發(fā)明中，液晶顯示器的結(jié)構(gòu)沒有特別限制。本發(fā)明的液晶顯示器包括例如其中光學(xué)器件置于液晶元件一側(cè)或兩側(cè)上的那種、其中背光或反射器用于照明系統(tǒng)的那種等。在這些液晶顯示器中，本發(fā)明的光學(xué)器件可置于液晶元件的一側(cè)或兩側(cè)上。當(dāng)光學(xué)器件置于液晶元件的兩側(cè)時(shí)，它們可以彼此相同或不同。此外，在液晶顯示器中可以配置各種光學(xué)組件和光學(xué)部件，如擴(kuò)散板、防眩層、抗反射膜、保護(hù)板、棱鏡陣列、透鏡陣列片、光擴(kuò)散板、背光等。
實(shí)施例接下來說明本發(fā)明的實(shí)施例和比較例。然而，本發(fā)明不限于以下實(shí)施例和比較例。
實(shí)施例1準(zhǔn)備樹脂材料(GRANDIC PC1097(商品名)、DAINIPPON INK ANDCHEMICALS，INCORPORATED制造，固體濃度66重量％)。所述樹脂材料包含下述組分A、組分B、組分C、光聚合引發(fā)劑和混合溶劑。然后加入重均粒徑10μm的10重量份的PMMA顆粒(MX1000(商品名)，SOKEN CHEMICAL &ENGINEERING CO.，LTD.制造，折射率1.49)和0.1重量份的流平劑(GRANDICPC-F479(商品名)，DAINIPPON INK和CHEMICALS，INCORPORATED制造)，并與100重量份上述樹脂材料的固體內(nèi)容物混合。用溶劑(乙酸乙酯)稀釋該混合物，以使得到的固體濃度為55重量％。由此制得用于形成防眩性硬涂層的材料。使用桿式涂布器將用于形成防眩性硬涂層的材料涂敷到透明塑料膜基材(80μm厚的三乙?；w維素膜，折射率為1.48)上。由此形成涂膜。涂敷后，在100℃下加熱所述涂膜1分鐘，以使該涂膜干燥。隨后，使用高壓汞燈用紫外線以累積光強(qiáng)度300mJ/cm2照射，從而使涂膜固化形成厚度為25-μm的防眩性硬涂層。這樣，得到了所要求的防眩性硬涂膜。
組分A異佛樂酮二異氰酸酯型聚氨酯丙烯酸酯(100重量份)組分B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)和季戊四醇三丙烯酸酯(15.5重量份)組分C具有上述通式(1)所代表的重復(fù)單元的聚合物或共聚物，或所述聚合物和共聚物的混合物(30重量份)光聚合引發(fā)劑1.8重量份的IRGACURE 184(商品名，Ciba SpecialtyChemicals制造)和5.6重量份的Lucirin型光聚合引發(fā)劑混合溶劑乙酸丁酯∶乙酸乙酯(重量比)＝3∶4實(shí)施例2按照與實(shí)施例1相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了相對于100重量份樹脂原料的固體內(nèi)容物，所加入的微細(xì)顆粒的份數(shù)變?yōu)?0重量份。
實(shí)施例3按照與實(shí)施例1相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了相對于100重量份樹脂原料的固體內(nèi)容物，所加入的微細(xì)顆粒的份數(shù)變?yōu)?0重量份。
實(shí)施例4按照與實(shí)施例1相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了微細(xì)顆粒變?yōu)橹鼐綖?0μm的丙烯酸苯乙烯顆粒(N1055(商品名)，SOKENCHEMICAL & ENGINEERING CO.，LTD.制造，折射率為1.55)。
實(shí)施例5按照與實(shí)施例4相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了相對于100重量份樹脂原料的固體內(nèi)容物，所加入的微細(xì)顆粒份數(shù)變?yōu)?0重量份。
實(shí)施例6按照與實(shí)施例1相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了微細(xì)顆粒變?yōu)橹鼐綖?μm的丙烯酸苯乙烯顆粒(XX-48AA(商品名)，SEKISUIPLASTICS CO.，LTD.制造，折射率為1.545)，并且所加入的份數(shù)變?yōu)?3重量份。
實(shí)施例7按照與實(shí)施例1相同的方式制造目標(biāo)防眩性硬涂膜，除了微細(xì)顆粒變?yōu)橹鼐綖?μm的丙烯酸顆粒(MBX-8SSTN(商品名)，SEKISUI PLASTICSCO.，LTD.制造，折射率為1.49)，并且所加入的份數(shù)變?yōu)?0重量份。
比較例1通過用甲苯稀釋以下組分，使得固體內(nèi)容物濃度為45重量％，來制備用于形成防眩性硬涂層的材料100重量份的由三丙烯酸酯異氰脲酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和異佛樂酮二異氰酸酯聚氨酯構(gòu)成的紫外線可固化樹脂、0.5重量份流平劑(DEFENSA MCF323)、6.5重量份的重均粒徑為1.3μm的氧化硅顆粒(SYLOPHOBIC 100，F(xiàn)UJI SILYSIACHEMICAL LTD.制造)、7.5重量份的重均粒徑為2.5μm的氧化硅顆粒(SYLOPHOBIC 702，F(xiàn)UJI SILYSIA CHEMICAL LTD.制造)和5重量份用作光聚合引發(fā)劑的IRGACURE 184(商品名)(Ciba Specialty Chemicals制造)。使用桿式涂布器將用于形成防眩性硬涂層的該材料涂敷到與實(shí)施例1所用相同的透明塑料膜基材上。在100℃下加熱3分鐘以使涂膜干燥。隨后，使用金屬鹵化物燈用紫外線以300mJ/cm2的累積光強(qiáng)度照射，從而使涂膜固化形成3-μm厚的防眩性硬涂層。由此得到目標(biāo)防眩性硬涂膜。
比較例2通過用甲苯稀釋以下組分，使得固體內(nèi)容物濃度為45重量％，來制備用于形成防眩性硬涂層的材料100重量份的由三丙烯酸酯異氰脲酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和異佛樂酮二異氰酸酯聚氨酯構(gòu)成的紫外線可固化樹脂、0.5重量份流平劑(DEFENSA MCF323)、14重量份的重均粒徑為3.5μm的聚苯乙烯顆粒(SX350H(商品名)，Soken Chemical &Engineering Co.，Ltd.制備)和5重量份用作光聚合引發(fā)劑的IRGACURE 184(商品名)(Ciba Specialty Chemicals制造)。使用桿式涂布器，將用于形成防眩性硬涂層的該材料涂敷到與實(shí)施例1所用相同的透明塑料膜基材上。在100℃下加熱3分鐘以使涂膜干燥。隨后，使用金屬鹵化物燈用紫外線以300mJ/cm2的累積光強(qiáng)度照射，從而使涂膜固化形成5-μm厚的防眩性硬涂層。由此得到目標(biāo)防眩性硬涂膜。
評價(jià)在各實(shí)施例和比較例中，通過下述方法評價(jià)和測量各種特性。
防眩性硬涂層的厚度使用厚度儀(Mitutoyo Corporation制造的測微型)測量防眩性硬涂膜的總厚度。從所述總厚度減去透明塑料膜基材的厚度。這樣計(jì)算出防眩性硬涂層的厚度。
霧度根據(jù)JIS K7136(1981版)定義的霧度(暈度)，使用霧度儀HR300(商品名，Murakami Color Research Laboratory制造)測量霧度。
平均傾斜角θa、算術(shù)平均表面粗糙度Ra及凹部和凸部之間的平均間隔Sm使用粘合劑，使得由MATSUNAMI GLASS IND.，LTD.制造的玻璃板(厚度1.3mm)與其上尚未形成防眩性硬涂層的防眩性硬涂膜的表面貼合。使用高精度微細(xì)形狀測量儀(商品名Surfcorder ET4000，Kosaka Laboratory Ltd.制造)測量防眩性硬涂層的表面形狀。由此確定平均傾斜角θa、算術(shù)平均表面粗糙度Ra及凹部和凸部之間的平均間隔Sm。結(jié)果示于下表1。高精度微細(xì)形狀測量儀自動計(jì)算平均傾斜角θa、算術(shù)平均表面粗糙度Ra及凹部和凸部之間的平均間隔Sm。
透明塑料膜基材和硬涂層(不包括微細(xì)顆粒)的折射率使用阿貝折光儀(商品名DR-M4/1550，ATAGO CO.，LTD.制造)，根據(jù)該儀器規(guī)定的測量方法測量透明塑料膜基材和硬涂層(不包括微細(xì)顆粒)的折射率。測量進(jìn)行中選擇單溴萘用于中間液體，并且使測量光入射到膜和硬涂層的測量面上。在本發(fā)明中，硬涂層(不包括微細(xì)顆粒)的折射率指“已固化的可固化硬涂布樹脂的折射率”。
微細(xì)顆粒的折射率將微細(xì)顆粒置于玻璃載片上，并將折射率標(biāo)準(zhǔn)溶液滴在微細(xì)顆粒上。隨后，將蓋玻璃置于其上。由此制得樣品。使用顯微鏡觀察樣品，并且將在微細(xì)顆粒輪廓最難于在與折射率標(biāo)準(zhǔn)溶液的界面觀察到的地方所獲得的折射率標(biāo)準(zhǔn)溶液的折射率用作微細(xì)顆粒的折射率。
微細(xì)顆粒的重均粒徑通過Coulter計(jì)數(shù)方法，將利用孔電阻方法的粒徑分布測量儀(商品名Coulter Multisizer，Beckman Coulter，Inc.制造)用于測量當(dāng)微細(xì)顆粒通過孔隙時(shí)與微細(xì)顆粒體積相對應(yīng)的電解質(zhì)的電阻。由此測得微細(xì)顆粒數(shù)和體積，然后計(jì)算出微細(xì)顆粒的重均粒徑。
防眩性(1)使用粘合劑，使黑色丙烯酸樹脂板(厚度2.0mm，MITSUBISHIRAYON CO.，LTD.制造)與其上尚未形成防眩性硬涂層的防眩性硬涂膜表面貼合。由此制得背面沒有反射的樣品。
(2)在使用普通顯示器的辦公環(huán)境中(約1000Lx)，根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)目測判斷樣品的防眩性A幾乎未觀察到圖像反射，B觀察到圖像反射，但對可見性幾乎沒有影響，C觀察到圖像反射，但實(shí)用上沒有問題，和D觀察到圖像反射，并且實(shí)用上有問題。
銳度(1)將具有沒有凹凸形狀的平滑表面的偏振片與筆記本電腦(商品名VAIO VGN-SZ71B/B(13.3英寸，WXGA，1280×800)，SONY CORPORATION制造)的面板表面貼合。將壓敏粘合劑疊置在其上尚未形成防眩性硬涂層的防眩性硬涂膜的表面上，并將偏振片的表面貼合上。
(2)在筆記本電腦上顯示普通圖像，在暗處目測圖像銳度。根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)判斷A模糊圖像，但對可見度幾乎沒有影響(圖像銳利)B模糊，但實(shí)用上沒有問題(實(shí)際上，銳度沒有問題)C模糊并且可見度相當(dāng)差(圖像不清晰，實(shí)用上有問題)眩光(1)使185-μm偏振片與其上尚未形成防眩性硬涂層的透明塑料膜基材的表面貼合。然后與玻璃基材貼合。
(2)目測評價(jià)在固定在發(fā)光臺上的掩模圖案(開放比5％)上制造的膜樣品的眩光度。
判斷標(biāo)準(zhǔn)A幾乎沒有觀察到眩光B觀察到，但實(shí)用上沒有問題C觀察到白色模糊重均分子量通過GPC測量重均分子量。GPC的測量條件如下測量設(shè)備HLC-8120GPC(商品名)，TOSOH CORPORATION制造柱子G4000HXL(商品名)+G2000HXL(商品名)+G1000HXL(商品名)(每個(gè)柱子為7.8mmφ×30cm，共90cm)，TOSOH CORPORATION制造柱溫40℃洗脫劑四氫呋喃流速0.8ml/min入口壓力6.6MPa標(biāo)準(zhǔn)樣品聚苯乙烯評價(jià)實(shí)施例1～7與比較例1和2中所得防眩性硬涂膜的各種性能。結(jié)果示于下表1中。在下表1中，“HC防眩層厚度”指防眩性硬涂層的厚度，“HC層折射率”指硬涂層(不包括微細(xì)顆粒)的折射率。
表1

如表1表示，所有實(shí)施例的防眩性硬涂膜都具有優(yōu)異的防眩性和圖像銳度，并有效地防止出現(xiàn)眩光。相反，比較例1的防眩性硬涂膜的銳度較差，并且不能防止眩光出現(xiàn)，而比較例2的防眩性硬涂膜的銳度也較差。
接下來，對于實(shí)施例7和比較例1和2的防眩性硬涂膜，使用OPTEC CO.，LTD制造的測量儀(SPECTRAL GONIO PHOTOMETER GP-3(商品名))檢測散射角和散射強(qiáng)度之間的關(guān)系。此外，作為對照，也檢測與實(shí)施例1相同的透明塑料膜基材的散射角和散射強(qiáng)度之間的關(guān)系。結(jié)果示于圖4的曲線中。
如圖4的曲線所示，在包括0°(即從垂直于膜表面的方向觀察)的約±4°范圍內(nèi)，對照及比較例1和2的防眩性硬涂膜具有較高光強(qiáng)度，但是在更大的角度時(shí)強(qiáng)度下降，并且散射強(qiáng)度連續(xù)下降。另一方面，在實(shí)施例7的防眩性硬涂膜中，如圖4中所示，光強(qiáng)度在0°時(shí)較高，例如對照的情況，但是散射強(qiáng)度較低，直至約±4°而得到恒定強(qiáng)度，在更大角度時(shí)散射強(qiáng)度連續(xù)下降。因此可以推測，由于本發(fā)明的防眩性硬涂膜在略偏離0°的角度范圍內(nèi)表現(xiàn)出某一水平的低散射強(qiáng)度，因此防眩性和圖像銳度優(yōu)異，并可防止出現(xiàn)眩光。然而，這種推測不以任何方式限制或規(guī)定本發(fā)明。
本發(fā)明防眩性硬涂膜的防眩性和圖像銳度優(yōu)異，并可防止出現(xiàn)眩光。因此，本發(fā)明的防眩性硬涂膜適用于光學(xué)部件如偏振片，并適用于各種圖像顯示裝置，如CRT、LCD、PDP和ELD。其應(yīng)用沒有限制，可適用于更寬領(lǐng)域。
在未脫離本發(fā)明的精神或其本質(zhì)特征內(nèi)，可以以其它形式實(shí)施本發(fā)明。本申請中公開的實(shí)施方案應(yīng)被認(rèn)為在所有方面都是說明性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定，而不是由上述說明書限定，并且其中包括權(quán)利要求等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種防眩性硬涂膜，其包括透明塑料膜基材；以及防眩性硬涂層，其在所述透明塑料膜基材的至少一個(gè)表面上形成，并且由微細(xì)顆粒和可固化硬涂布樹脂形成，其中所述防眩性硬涂層的厚度為20～30μm，所述微細(xì)顆粒的重均粒徑為7～15μm，由已固化的可固化硬涂布樹脂的折射率減去所述微細(xì)顆粒的折射率而得的所述兩個(gè)折射率之差值為-0.06～-0.01或0.01～0.06。
2.權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜，其中相對于100重量份的可固化硬涂布樹脂而言，所述微細(xì)顆粒的比例為10～50重量份。
3.權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜，其中所述可固化硬涂布樹脂是熱固性樹脂和電離輻射可固化樹脂中的至少一種。
4.權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜，其中所述微細(xì)顆粒均呈球狀。
5.權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜，其中所述可固化硬涂布樹脂含有組分A、組分B和組分C，其中組分A是聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的至少一種，組分B是多元醇丙烯酸酯和多元醇甲基丙烯酸酯的至少一種，以及組分C是由組分C1和C2中的至少一種形成的聚合物或共聚物，或所述聚合物和共聚物的混合聚合物，其中組分C1是具有含羥基和丙烯?；械闹辽僖环N的烷基的丙烯酸烷基酯，和組分C2是具有含羥基和丙烯?；械闹辽僖环N的烷基的甲基丙烯酸烷基酯。
6.權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜，其還包括在所述防眩性硬涂層上形成的抗反射層。
7.權(quán)利要求6的防眩性硬涂膜，其中所述抗反射層含有中空球狀氧化硅微細(xì)顆粒。
8.一種偏振片，其包括起偏器，還包括權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜。
9.一種圖像顯示裝置，其包括權(quán)利要求1的防眩性硬涂膜。
10.一種圖像顯示裝置，其包括權(quán)利要求8的偏振片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防眩性硬涂膜，其具有優(yōu)異的防眩性和圖像銳度，并可以防止眩光現(xiàn)象出現(xiàn)。所述防眩性硬涂膜包括透明塑料膜基材，和在所述透明塑料膜基材的至少一個(gè)表面上形成、并且由微細(xì)顆粒和可固化硬涂布樹脂形成的防眩性硬涂層。防眩性硬涂層的厚度為20～30μm。微細(xì)顆粒的重均粒徑為7～15μm。由已固化的可固化硬涂布樹脂的折射率減去所述微細(xì)顆粒的折射率而得的所述兩個(gè)折射率之差值為－0.06～－0.01或0.01～0.06。
文檔編號B32B27/18GK101089659SQ20071011180
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者濱本大介, 鷹尾寬行, 木村雄一, 高田勝則, 楠本誠一, 重松崇之 申請人:日東電工株式會社