光学器件、其制造方法和显示装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910258879.9

申请日:

2009.12.29

公开号:

CN103278871A

公开日:

2013.09.04

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G02B 5/02申请公布日:20130904|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 5/02申请日:20091229|||公开

IPC分类号:

G02B5/02; G02B1/11; G02F1/13

主分类号:

G02B5/02

申请人:

索尼株式会社

发明人:

大柳英树; 渡边仁; 水野干久; 西山优范

地址:

日本东京都

优先权:

2008.12.29 JP 2008-335806

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

顾晋伟;王春伟

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内容摘要

本发明涉及光学器件、其制造方法和显示装置,尤其是一种光学器件,其包括:在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和在所述基材上形成的硬涂层,其中在基材表面上最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;大于所述基材表面上最大频率的突起高度的突起的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm的范围内;在所述基材表面上凹凸形状横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。

权利要求书

权利要求书
1.   一种光学器件,包括:
在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和
在所述基材上形成的硬涂层,其中
在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;
比所述基材表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm范围内的高度;和
在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。

2.   根据权利要求1所述的光学器件,其中
所述硬涂层包含无机氧化物填料和粘度调节剂;和
所述无机氧化物填料和所述粘度调节剂互相氢键键合或者配位键合。

3.   根据权利要求2所述的光学器件,其中
所述无机氧化物填料包含选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、五氧化锑、氧化锌、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟、锑掺杂的氧化锡(ATO)和氧化铝锌(AZO)中的至少一种作为主要组分;和
所述粘度调节剂是含有两个以上选自羟基、羧基、脲基、酰胺基和氨基中的至少一种取代基的分子。

4.   根据权利要求2所述的光学器件,其中所述硬涂层包含选自热固性树脂和可紫外线固化树脂中的至少一种作为主要组分。

5.   根据权利要求1所述的光学器件,其中比所述基材表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+2μm范围内的高度。

6.   根据权利要求1所述的光学器件,其中在所述硬涂层表面上形成遵循所述基材表面上所述凹凸形状的连续的波阵面。

7.   根据权利要求1所述的光学器件,其中所述随机凹凸形状是通过由喷砂制造的母片的形状转印而形成的。

8.   根据权利要求1所述的光学器件,还包括在所述硬涂层上形成的抗反射层。

9.   一种光学器件,包括:
在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和
在所述基材上形成的硬涂层,其中
在所述硬涂层表面上最大频率的突起高度落在0.1μm以上和5μm以下的范围内;
比所述硬涂层表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1μm范围内的高度;和
在所述硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。

10.   一种显示装置,其包括根据权利要求1‑9任何一项所述的光学器件。

11.   一种制造光学器件的方法,包括步骤:
通过喷砂制造在其表面上具有三维随机凹凸形状的母片;
将所述母片的凹凸形状转印到基材上;以及
通过在其上形成有所述凹凸形状的基材表面上涂布硬涂层涂料并固化从而在所述基材上形成硬涂层,其中
在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;
比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm范围内的高度;和
在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。

12.   根据权利要求11的制造光学器件的方法,其中
所述硬涂层涂料包含可电离辐射固化的树脂或者热固性树脂、无机氧化物填料和粘度调节剂;并且
在所述硬涂层的形成步骤中,所述无机氧化物填料和所述粘度调节剂互相氢键键合或者配位键合。

说明书

说明书光学器件、其制造方法和显示装置
技术领域
本发明涉及光学器件、其制造方法和显示装置。详细地说,本发明涉及具有硬涂层的光学器件。
背景技术
近年来,诸如液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)已经变得很普遍。在这样的显示装置的屏幕中,可视性尤其是在明亮地方的可视性明显受到诸如太阳光和室内照明的外部眩光的抑制,因此,常常使用能够扩散和反射屏幕表面上的外部光的诸如防眩光膜的光学膜。
在该光学膜中,迄今已采用了在表面上配置微细凹凸结构的技术以扩散和反射屏幕表面上的外部光。具体而言,考虑到抗刮擦性,在透明塑料基材上涂布具有分散在硬涂层涂料中的透明细颗粒的扩散层的方法是目前液晶显示装置的主流。
然而,在由目前薄型平板电视机所代表的前述各种显示装置中,图像质量的提高和高清晰度在迅速发展,且像素变得小型化。因此,存在如下问题:透过光学膜的光由于防眩光层或凹凸结构表面中细颗粒的反射或扩散而变形,由此图像变得不清晰,或者由于眩光现象的亮度而产生眩光;以及就图像质量而言表面变色,清晰度由此显著劣化。结果,其中使用细颗粒形成表面凹凸结构的目前光学膜不足以适应前述图像质量的提高和高清晰度,因此期望实现其中不使用细颗粒形成表面凹凸结构的光学膜。
同时,为了扩散和反射屏幕表面上的外部光,作为在表面上形成微细凹凸结构的技术,如JP‑B‑4‑59605、日本专利3374299、JP‑A‑2004‑29240和JP‑A‑2005‑156615所公开的那样,迄今已经研究了通过压花(形状转印)来形成微细凹凸结构的技术。
JP‑B‑4‑59605提出一种方法,其中通过压花在纤维素塑料制成的偏振片保护膜的表面上形成微细凹凸的粗糙表面,并且通过有机溶剂进一步溶解所述微细凹凸粗糙表面的一部分表面层以制造具有高锐度的无反射偏振片。
日本专利3374299提出一种制造防眩光膜的方法,其中由可电离辐射固化的树脂制成的粗糙凹凸层以及沿着其表面的微细凹陷和凸起形成于透明塑料膜上。根据该制造方法,其粗糙的凹陷和凸起是由压花方法、喷砂方法或者在干燥时的树脂对流法中的任意一种形成的,而其微细的凹陷和凸起是由薄膜形式的涂层制成的或者通过提升效果(liftingeffect)形成的。
JP‑A‑2004‑29240提出一种能够通过压花在膜表面上赋予凹陷和凸起的制造抗反射膜的方法。根据该制造方法,调节用于压花的片使之具有0.05μm以上和2.00μm以下的凹陷和凸起的算术平均粗糙度,以及50μm以下的凹陷和凸起的平均周期。
JP‑A‑2005‑156615提出一种制造防眩光膜的方法,其中在热塑性树脂膜的制备过程中,通过靠着膜表面挤压铸模在其表面上形成凹陷和凸起之前或之后经拉幅机拉伸膜,和在所得的凹凸表面上形成硬涂层。
发明内容
如前所述,在JP‑B‑4‑59605中,通过将在纤维素塑料的表面上经由压花形成的微细凹凸粗糙表面部分溶解在有机溶剂中形成具有高锐度的无反射偏振片,作为偏振保护膜,由此制得光滑的凹凸表面。然而,因为在其表面上未硬涂层,因此该无反射偏振片抗刮擦性差,因此,难以在需要具有耐久性的液晶显示产品例如液晶电视机中使用该无反射偏振片。同样,JP‑B‑4‑59605也没有描述显示防眩光性的表面形状。
在日本专利3374299和JP‑A‑2004‑29240中,尽管根据表面粗糙度来确定(详细说明)表面形状,但是算术平均粗糙度统计上包括大的和小的复杂的凹陷和凸起。因此,扩散和反射特性根本不受控,并且所得的防眩光膜变色,由此产生图像质量显著劣化的问题。
JP‑A‑2005‑156615提出了一种防眩光膜,其中在热塑性树脂膜的制备过程中,靠着膜表面挤压铸模以将凹凸形状转印到其上,并且在膜表面上涂布并形成硬涂层。然而,就表面形状而言,仅仅是热塑性树脂的凹凸表面上的中心线平均粗糙度Ra限制在0.05~10μm(参见,例如权利要求11),但是根本没有说明显示防眩光性的表面形状。其结果是,扩散和反射特性根本不受控,并且所得的防眩光膜变色,由此产生图像质量显著劣化的问题。
如前所述,在不使用细颗粒但是由于表面形状而显示防眩光性的相关技术光学膜中,表面性能仅仅根据凹凸形状来确定;表面形状是根据表面粗糙度(算术平均粗糙度)来确定的;或者表面形状仅仅由扩散和反射特性(光学特性)来确定。然而,并未详细说明明确的表面形状。
因此,期望提供一种光学器件以及制造该光学器件的方法和显示装置,该光学器件不使用细颗粒而可获得高防眩光性和高对比度。
通过广泛而深入的研究作出了本发明。下文中说明本发明的要点。
本发明人作了广泛而深入的研究。因此,发现通过由喷砂(blasting)制造母片(master disc)以及使用该母片制造光学器件可获得优异的光学器件。
可以以下面的方式来制造该光学器件。首先,由喷砂制造母片。接着,将该母片的凹凸形状转印到基材上。据此,如图1A所示,获得了其中形成了随机凹凸形状的基材101。该基材表面的突起在高度方向上也具有随机性。接着,如图1B所示,将硬涂层涂料102涂布到基材101上。随后,如图1C所示,干燥硬涂层涂料102以形成硬涂层。
在通过将细加工颗粒与目标物碰撞以完成加工的喷砂中,可以在母片的表面形成随机的凹陷和凸起。因此,在使用该母片制造的光学器件中,可以防止出现波纹。但是,所得的光学器件具有三维随机性,也就是说它在厚度方向上也有随机性,因此,难以根据算术平均粗糙度(Ra)来确定由喷砂形成的表面形状,而迄今为止已采用该算术平均粗糙度来确定防眩光膜中的表面凹凸形状等。根据本发明人的知识,在根据算术平均粗糙度(Ra)来确定由喷砂形成的表面形状的情况下,难以获得期望的防眩光性。此外,在根据算术平均粗糙度(Ra)来确定表面形状的情况下,存在着产生光学膜粗糙感或块状感的担忧。
因此,为了进行设计以提高防眩光性并抑制光学膜的粗糙感或块状感,本发明人就基材表面的凹凸形状作了广泛而深入的研究。如图1B所示,刚刚涂布完硬涂层涂料102之后,硬涂层涂料102的表面是平的;但是,如图1C所示,当硬涂层涂料102干燥时,表面形状变得凹凸,遵循基材表面的凹陷和凸起。但是,小的凹陷和凸起被掩埋在硬涂层涂料下面,而不作为表面形状出现。
考虑到这样的表面状态,本发明人就光学器件的特性作了广泛而深入的研究。结果,发现根据下面的指标来确定基材的表面形状,可提高光学器件的防眩光性并抑制光学器件的粗糙感或块状感。
(1)在基材表面上最大频率的突起高度
(2)比在基材表面上最大频率的突起高度更大的突起的范围
(3)在基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm
基于前述研究作出了本发明。
根据本发明的第一实施方案,提供一种光学器件,其包括:
在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和
在所述基材上形成的硬涂层,其中
在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;
比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm的范围内;和
在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。
根据本发明的第二实施方案,提供一种光学器件,其包括:
在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和
在所述基材上形成的硬涂层,其中
在所述硬涂层上最大频率的突起高度落在0.1μm以上和5μm以下的范围内;
比所述硬涂层表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1μm的范围内;和
在所述硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。
根据本发明的第三实施方案,提供一种制造光学器件的方法,其包括步骤:
通过喷砂制造在其表面上具有三维随机凹凸形状的母片;
将所述母片的凹凸形状转印到基材上;以及
通过在其上形成有所述凹凸形状的基材表面上涂布硬涂层涂料在所述基材上形成硬涂层并且固化它,其中
在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;
比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm的范围内;和
在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。
根据本发明的第一到第三实施方案,因为根据基材表面或者硬涂层表面上最大频率的突起高度、比基材表面或者硬涂层表面上最大频率的突起高度更大的突起的宽度以及基材表面或者硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm来确定表面的凹凸形状,所以可以充分地确定具有三维随机性的表面凹凸形状。也就是说,通过根据前述三个指标来确定表面凹凸形状,在硬涂层表面上形成了平滑波度,由此可以通过该波度来扩散光。此外,由于硬涂层并不含有细颗粒,与通过从表面上突出细颗粒而显示出防眩光性的相关技术光学器件相比,所以可提高透光性和获得高的对比度。此外,由于表面的凹陷和凸起随机地形成,所以可以抑制波纹的产生。
如前所述,根据本发明的实施方案,可以实现具有高的防眩光性和高的对比度的光学膜,因为不仅光可以被硬涂层表面上的平滑波度所扩散,而且硬涂层的透光性高。
附图说明
图1A‑1C各自为说明光学膜制造方法的工艺图。
图2示出根据本发明实施方案1的液晶显示装置的构造实例。
图3为示出根据本发明实施方案1的光学膜的构造实例的截面图。
图4A‑4C各自为说明根据本发明实施方案1的制造方法的实例的截面图。
图5A‑5C各自为说明根据本发明实施方案1的制造方法的实例的截面图。
图6为示出根据本发明实施方案2的光学膜的构造实例的截面图。
图7为示出根据本发明实施方案3的显示装置的构造实例的截面图。
图8为示出根据本发明实施方案3的光学膜的构造实例的截面图。
图9为示出根据本发明实施方案4的显示装置的构造实例的截面图。
图10为示出辊系统的压花转印装置的构造实例的示意图。
图11为示出测量膜表面粗糙度的轮廓的示意图。
图12为示出样品1‑1的基材表面上突起高度的频率分布图。
图13为示出样品2‑1的基材表面上突起高度的频率分布图。
图14为示出样品3‑1的基材表面上突起高度的频率分布图。
图15为示出样品4的基材表面上突起高度的频率分布图。
图16为示出样品5的基材表面上突起高度的频率分布图。
图17为示出样品1‑1到5‑2的光学膜的防眩光性评价结果的图。
图18A为示出样品6的基材表面粗糙度曲线的图;以及图18B为示出样品6的基材表面上突起高度的频率分布图。
图19A为示出样品6的光学膜表面粗糙度曲线的图;以及图19B为示出样品6的光学膜表面上突起高度的频率分布图。
图20为示出样品9的基材表面粗糙度曲线的图。
具体实施方式
下文中将参照附图以如下顺序对根据本发明的实施方案进行说明。在以下实施方案的所有附图中,相同或相应的部分分别以相同的附图标记表示。
(1)实施方案1(防眩光膜的实例)
(2)实施方案2(其中在表面上进一步形成抗反射层的实例)
(3)实施方案3(ANR膜的第一实例)
(4)实施方案4(ANR膜的第二实例)
(5)实施方案5(其中通过辊系统将凹陷和凸起连续转印到基材表面上的实例)
<1.实施方案1>
[液晶显示装置的构造]
图2示出了根据本发明实施方案1的液晶显示装置构造的实例。如图2所示,该液晶显示装置具有用于输出光的背光3和用于时间上和空间上调节从背光3输出的光以显示图像的液晶面板2。分别在液晶面板2的两个面上提供偏振器2a和2b。在液晶面板2的显示表面侧所提供的偏振器2b具有光学膜(光学器件)1。这里,定义所述膜不仅包括上文中已被称作膜的那些,还包括被称作片(板)的那些。此外,其中在其主平面上形成光学膜1或者硬涂层12的偏振器2b被称作防眩光偏振器4。
,例如直下式背光、侧光式背光、平面光源式背光等可用作背光3。背光3具有光源、反射板、光学膜等。例如冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、有机电致发光(OEL)、无机电致发光(IEL)、发光二极管(LED)等可用作光源。
显示模块例如扭曲向列(TN)模块、超级扭曲向列(STN)模块、垂直排列(VA)模块、面内转换(IPS)模块、光学补偿双折射(OCB)模块、铁电液晶(FLC)模块、聚合物分散型液晶(PDLC)模块、相变客主型(PCGH)模块等可用作液晶面板2。
例如,在液晶面板2的两个面上均提供偏振器2a和2b,使得其传输轴彼此正交。偏振器2a和2b仅使得输出光中彼此正交的偏振分量中的一种透过并通过吸收来阻挡另一种。例如通过在聚合物膜上吸附碘或者诸如二色性染料的二色性材料并且单轴拉伸所得的聚合物膜而获得的偏振器可用作偏振器2a和2b。
[光学膜的构造]
图3是示出根据本发明实施方案1的光学膜1的构造实例的截面图。如图3所示,该光学膜1具有基材11和在该基材11上形成的硬涂层12。该光学膜1为在其表面上具有凹陷和凸起并且能够通过这些凹陷和凸起散射所反射光的防眩光膜。表面的这种凹凸形状为三维随机的凹凸形状,因此可以抑制波纹的产生。这里,术语“三维随机”意指不仅凹陷和凸起在光学膜1的面内方向上是随机地形成的,而且凹陷和凸起在光学膜1的厚度方向上(凹陷和凸起的反向)也是随机地形成的。
优选在光学膜表面上具有最大频率的突起高度落在0.1μm以上和5μm以下的范围内。当在光学膜表面上具有最大频率的突起高度小于0.1μm,则防眩光性不足。另一方面,当它大于5μm时,在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。优选比光学膜表面上具有最大频率的突起高度大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1μm的范围内。当比光学膜表面上具有最大频率的突起高度更大的突起的高度落在前述范围之外,则在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。优选在光学膜表面上的凹陷和凸起横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。当该长度RSm落在前述范围之外,则不可以获得期望的防眩光性。
(基材)
基材11为具有透明性的塑料基材。至于基材11的形状,例如具有透明性的膜或者板是有用的。基材11在其表面上具有随机的凹陷和凸起。表面的这些凹陷和凸起是通过转印由喷砂制造的母片的形状而形成的那些凹陷和凸起。
在基材表面上具有最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内。当在基材表面上具有最大频率的突起高度小于1.5μm,则难以在确保硬涂层硬度的同时获得防眩光性。当它超过10μm时,在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。比基材表面上具有最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3μm的范围内,并优选落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+2μm的范围内。当比基材表面上具有最大频率的突起高度更大的突起的高度落在从最大频率的突起高度的中心值起+3μm的范围内,则不仅抑制膜的粗糙感或者块状感,还可获得优异的防眩光性。在基材表面上的凹陷和凸起横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。当长度RSm落在前述范围之外,则不可获得期望的防眩光性。
至于基材11的材料,例如已知的聚合物材料是有用的。已知聚合物材料的具体实例包括三醋酸纤维素(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、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二醋酸纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、聚氨酯树脂、蜜胺树脂、环烯烃类树脂(例如ZONOR)和苯乙烯‑丁二烯共聚物(SBC)。从生产率的观点出发,优选基材11的厚度为38~100μm,但是应当理解,基材11的厚度并非特定地局限在该范围。
(硬涂层)
硬涂层12是一种赋予基材11的表面,即光学膜、显示装置等的表面以抗刮擦性和防眩光性的涂层,并且是比基材11更硬的聚合物树脂层。在硬涂层表面上形成连续的波阵面,遵循基材11的凹陷和凸起。例如,硬涂层12的凹陷和凸起的位置分别对应于基材11的凹陷和凸起的位置。优选在硬涂层表面上形成连续的波阵面,遵循基材表面上的凹凸形状。这是因为通过这样的硬涂层表面扩散光可以显示出足够的防眩光性。硬涂层12的铅笔硬度优选为3H以上,并且例如为3H。
(光学膜的制造方法)
接下来,参照图4A‑4C和图5A‑5C来说明具有上述构造的光学膜的制造方法的实例。
(母片的制造方法)
首先,如图4A所示,制备将用作待加工材料的基材13。该基材13的形状的实例包括板形、片形、膜形和块形。此外,基材13的材料的实例包括金属。然后,通过喷砂在基材表面上形成凹凸形状。据此,如图4B所示,获得具有与基材11的凹凸形状相反的凹凸形状的母片14。
(转印过程)
接着,如图4C所示,通过将母片14压向基材11并且加热基材11,将母片14的凹凸形状转印到基材11上。
(涂料的制备过程)
接着,例如将诸如双官能或者多官能单体和/或低聚物的树脂原材料、光聚合引发剂、粘度调节剂和溶剂混合以制备硬涂层涂料(树脂)。在此,除了溶剂和有机粘度调节剂之外的所有其他材料被定义为固体内容物。此外,优选还加入防污添加剂。这是因为据此可以形成防污硬涂层。此外,如果需要,可以加入抗光剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等。
(涂布过程)
接下来,如图5A所示,将所制备的硬涂层涂料15涂布到基材11上。根据最大频率的突起高度,优选硬涂层涂料15的涂布厚度适当选择为在3μm以上和25μm以下。尽管所涂布的硬涂层涂料15的液体水平面是齐平的,但基材表面上凹凸形状的厚度是分布式的,因此,由于干燥时体积的变化导致形成光滑的凹凸气液界面。据此,可以获得光学膜1,其中硬涂层12表面上凹陷和凸起的数量少于基材11表面上凹陷和凸起的数量。此外,基材11表面上凹陷和凸起的量能够通过所涂布的硬涂层涂料15的厚度来控制扩散和反射特性。而且,在包括从涂布到硬化的所有过程中,表面可以形成为非接触态,因此可以提供无缺陷的高质量光学膜1。
对涂布方法不作特别限制,但是可以采用已知的涂布方法。已知涂布方法的实例包括微凹版涂布法、线锭涂布法、直接凹版涂布法、模具式涂布法、浸涂法、喷涂法、逆转辊涂布法、幕涂法、逗号(comma)涂布法、刮刀涂布法和旋涂法。
(树脂组合物)
优选具有如下特性的物质作为树脂组合物:它的粘度在作为后处理的干燥过程中增加,由此丧失流动性。这是因为可以使得树脂组合物在作为后处理的干燥过程中遵循基材11的凹凸表面。从易于制造的观点出发,优选使用可被光或电子束等固化的可电离辐射固化的树脂组合物或者可被热固化的热固性树脂组合物作为树脂组合物。可电离辐射固化的树脂组合物优选为可光固化的光敏树脂组合物,并且更优选可被紫外线固化的可紫外线固化的树脂组合物。优选可电离辐射固化的树脂组合物或者热固性树脂组合物包含粘度调节剂和溶剂。这是因为当树脂组合物包含这些材料时,可以使得树脂组合物在作为后处理的干燥过程中遵循基材11的凹凸表面。
(可紫外线固化的树脂组合物)
例如,可紫外线固化的树脂组合物包含丙烯酸酯、光聚合引发剂、粘度调节剂和溶剂。此外,从赋予防污性的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含防污剂。此外,从提高与基材11的润湿性的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含流平剂。此外,从赋予防眩光膜1以抗静电功能的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含抗静电剂。此外,如果需要的话,可紫外线固化的树脂组合物还可以包含能够赋予硬涂层以内浊性的有机或无机填料。以这样的方式,当引入填料时,填料和基体之间折射率的差异优选为0.01以上。填料的平均粒度优选为0.1μm~1μm。此外,如果需要的话,可紫外线固化的树脂组合物还可以包含抗光剂、阻燃剂、抗氧化剂等。
下文中将相继说明丙烯酸酯、光聚合引发剂、粘度调节剂、溶剂、抗静电剂、防污剂和流平剂。
(丙烯酸酯)
作为丙烯酸酯,优选使用具有两个或多个(甲基)丙烯酰基团的单体和/或低聚物。作为该单体和/或低聚物,例如可以使用氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、蜜胺(甲基)丙烯酸酯等。本文所称的(甲基)丙烯酰基团是指丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团中的任意一种。本文所称的低聚物是指分子量在500以上和60000以下的分子。
(光聚合引发剂)
可以使用适当选自已知材料中的一种作为光聚合引发剂。至于已知材料,例如可以单独使用或者组合使用二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、蒽醌衍生物等。在固体内容物中的聚合引发剂的共混量优选在0.1质量%以上和10质量%以下。因为光固化性的降低,聚合引发剂的共混量小于0.1质量%时不足以适应工业化生产。另一方面,当它超过10质量%时,在辐射光量低的情况下,在涂膜中趋向于保留令人不快的气味。在此所称的固体内容物是指固化后构成硬涂层12的所有组分,例如除了溶剂和粘度调节剂之外的所有组分。具体而言,例如丙烯酸酯、光聚合引发剂、无机氧化物填料、抗静电剂、流平剂、防污剂等被称为固体内容物。
(粘度调节剂)
作为粘度调节剂(结构粘度剂),例如可以使用无机和/或有机粘度调节剂,并且优选使用二者的组合。这是因为当二者组合使用时,提高形状遵循性(follow‑up property)。作为无机粘度调节剂,例如可以使用无机氧化物填料。可以使用的无机氧化物填料的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、五氧化锑、氧化锌、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟、锑掺杂的氧化锡(ATO)和氧化铝锌(AZO)。优选无机氧化物填料的表面用在其一端具有诸如(甲基)丙烯酰基团、乙烯基和环氧基团等官能团的有机分散剂进行表面处理。作为有机分散剂,例如在其一端具有前述官能团的硅烷偶联剂是适合的。作为在其一端具有丙烯酰基团的硅烷偶联剂,例如可以示例性的为Shin‑Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KBM‑5103。作为在其一端具有甲基丙烯酰基团的硅烷偶联剂,例如可以示例性的为KBM‑502、KBM‑503、KBE‑502和KBE‑503,它们都是由Shin‑Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的。作为在其一端具有乙烯基的硅烷偶联剂,例如可以示例性的为KA‑1003、KBM‑1003和KBE‑1003,它们都是由Shin‑Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的。作为在其一端具有环氧基团的硅烷偶联剂,可以示例的为KBM‑303、KBM‑403、KBE‑402和KBE‑403,它们都是由Shin‑Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的。除了硅烷偶联剂,还可以使用有机羧酸。当使用由无机氧化物填料处理的这样的表面时,无机氧化物填料在下文所述涂膜的固化过程中与周围的丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸单体和/或低聚物结合,由此提高涂膜的硬度或者柔韧性。
优选无机氧化物填料在其表面上具有羟基等。据此,在下文所述的涂膜干燥过程中,无机氧化物填料表面上的羟基等以及粘度调节剂所具有的官能团在溶剂的蒸发步骤中导致氢键结合或者配位结合,由此增加涂料的粘度,且优选涂料凝胶化。当粘度是以这样的方式增加时,涂料遵循基材11的凹凸形状,由此在涂料的表面上形成遵循基材11的凹凸形状的凹凸形状。
例如,无机氧化物填料的平均粒度为1nm以上和100nm以下。在固体内容物中无机氧化物填料的共混量优选在10质量%以上和70质量%以下。文在此全部固体定义为100重量%。当无机氧化物填料的共混量小于10质量%时,在溶剂的蒸发步骤中难以实现高粘度的体系。此外,实现高粘度所需的粘度调节剂的量太高,由此涂料趋向于变得浑浊,或者涂膜的硬度趋向于变差。另一方面,当无机氧化物填料的共混量超过70质量%,固化膜的柔韧性趋向于变低。
作为有机粘度调节剂,例如可以使用具有羟基(OH)、羧基(COOH)、脲基(‑NH‑CO‑NH‑)、酰胺基(‑NH‑CO‑)或者氨基(NH2)的分子,且优选使用具有选自这些官能团中至少一种的两个或多个官能团的分子。此外,从抑制无机氧化剂填料凝聚的观点出发,优选使用含有羧基的分子作为粘度调节剂。还可以应用已知的防流挂剂或者抗沉降剂。通常,酰胺蜡、氢化蓖麻油、氧化聚乙烯、聚醚和聚酯被用作防流挂剂。通常,吸附在颜料上的氧化聚乙烯、由自身形成结构的酰胺蜡等被用作抗沉降剂。作为粘度调节剂,例如均由BYK Japan KK制造的BYK‑405、BYK‑410、BYK‑411、BYK‑420、BYK‑425、B YK‑430和BYK‑431,均由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制造的TALEN 1450、TALEN 2200A、TALEN 2450、FLOWNON SDR‑80、FLOWNON SP‑1000AF、FLOWNON SH‑295S、FLOWLEN G‑700和FLOWLEN G‑900是适当的。粘度调节剂的共混量基于100质量份的全部涂料优选为0.001~5质量份。优选根据无机氧化物填料的材料种类和共混量、粘度调节剂的材料种类以及所期望的硬涂层的膜厚来适当选择最佳的共混量。
(溶剂)
至于溶剂,优选具有如下特性的溶剂:使所用的诸如丙烯酸酯的树脂原料溶解于其中,与基材11具有良好的润湿性并且不漂白基材11。这样的溶剂的实例包括酮类或羧酸酯类,如丙酮、二乙基酮、二丙基酮、甲乙酮、甲丁酮、甲基异丁酮、环己酮、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸仲戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯和乳酸甲酯;醇类,如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇;和醚类,如四氢呋喃、1,4‑二噁烷和1,3‑二噁烷。这些溶剂可以单独使用或者以其两种以上的混合物进行使用。此外,也可以加入除了以上示例的这些之外的其他溶剂,只要树脂原料的性能没有受损即可。
(抗静电剂)
如前所述,优选树脂组合物还包含抗静电剂。优选包含季铵盐、导电聚合物、离子液体和导电细颗粒中的至少一种作为抗静电剂。
作为季铵盐,优选使用其分子中具有季铵盐基团的化合物。作为其分子中具有季铵盐基团的化合物,优选使用具有一个或两个或多个季铵盐基团和一个或两个或多个(甲基)丙烯酰基团的单体和/或低聚物。考虑到化合物在其分子中具有季铵盐基团的事实,可以赋予硬涂层12抗静电功能。此外,考虑到单体和/或低聚物具有(甲基)丙烯酰基团,它与基体树脂等在紫外线辐射下相结合。据此,可以抑制季铵盐的渗出。
在其分子中具有季铵盐基团的化合物的实例包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氨基丙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵硫酸甲酯、甲基丙烯酰氨基丙基三甲基铵硫酸甲酯、甲基丙烯酰氧乙基二甲基乙基铵硫酸乙酯、甲基丙烯酰氨基丙基二甲基乙基铵硫酸乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵对甲苯磺酸盐和甲基丙烯酰氨基丙基三甲基铵对甲苯磺酸盐。
导电聚合物的实例包括取代的或未取代的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和由选自这些聚合物的一种或两种所构成的(共)聚合物。特别地,聚吡咯、聚噻吩、聚‑N‑甲基吡咯、聚‑3‑甲基噻吩、聚‑3‑甲氧基噻吩、聚(3,4‑乙撑二氧噻吩)和由选自这些聚合物的一种或两种所构成的(共)聚合物是适当的。
作为导电聚合物,优选选择与可紫外线固化的树脂组合物具有良好相容性的那些。当相容性差时,获得期望的抗静电性能所需的导电聚合物的共混量变大,导致机械特性、着色性(透明度变差)等变差。
从提高传导性的观点出发,优选导电聚合物包含掺杂剂。掺杂剂的实例包括卤素化合物、路易斯酸、质子酸。具体实例包括有机酸如有机羧酸和有机磺酸、有机氰基化合物、富勒烯、氢化富勒烯、羧化富勒烯和磺化富勒烯。由于聚苯乙烯磺酸盐掺杂的聚乙撑二氧噻吩溶液的热稳定性较高,并且聚合度较低,考虑到模塑后涂膜的透明度是有利的事实,其是优选的。
(防污剂)
如前所述,优选树脂组合物还包含防污剂。作为防污剂,优选使用含有一个或多个的(甲基)丙烯酰基、乙烯基或者环氧基基团的硅酮低聚物和/或含氟低聚物。在需要将耐碱性赋予防眩光膜1的情况下,优选使用含氟低聚物。前述硅酮低聚物和/或含氟低聚物的共混量优选为固体内容物的0.01质量%以上和5质量%以下。当硅酮低聚物和/或含氟低聚物的共混量小于0.01质量%,则防污功能趋向于变得不足。另一方面,当它超过了5质量%时,涂膜的硬度趋向于变低。优选使用的防污剂的实例包括均由DIC公司制造的RS‑602和RS‑751‑K;由Sartomer公司制造的CN4000;由Daikin Industries,Ltd.制造的OPTOOLDAC‑HP;由Shin‑Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的X‑22‑164E;由Chisso公司制造的FM‑7725;由Daicel‑Cytec Company Ltd.制造的EBECRYL350;和由Degussa制造的TEGO Rad 2700。
(流平剂)
如前所述,从提高与基材11的润湿性的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物包含已知的流平剂。优选流平剂的共混量为固体内容物的0.01质量%以上和5质量%以下。当流平剂的共混量小于0.01质量%时,润湿性的增加趋向于变得不足。当它超过5质量%时,涂膜的硬度趋向于变低。
(干燥过程)
接着,如图5B所示,干燥涂布在基材11上的硬涂层涂料15以使溶剂挥发。对干燥条件不作具体限制,而是可以通过调节干燥温度、干燥时间等而采用任意的自然干燥或人工干燥。然而,在干燥时对着涂料表面吹风的情况中,优选在涂膜表面上不产生风成波纹图案。这是因为当产生风成波纹图案时,存在几乎不能在防眩光层表面上形成具有期望的轻微波度的细微凹凸形状以及难以使得防眩光性和对比度二者互相兼容的倾向。此外,干燥温度和干燥时间可以适当地由包含于涂料中的溶剂的沸点来确定。如果那样的话,考虑到基材11的耐热性,优选的是,在基材11不因热收缩而变形的范围内选择干燥温度和干燥时间。
(固化过程)
接着,例如使在基材11上干燥的树脂在电离辐射的照射或者热量下固化。据此,如图5C所示,在硬涂层12的表面上形成平滑的波阵面。至于电离辐射,例如电子束、紫外线、可见光辐射、γ射线等是有用的。从生产装置的观点出发,优选紫外线。在考虑树脂固化特性、抑制树脂或基材11泛黄等的同时,可以适当选择累积辐射剂量。此外,可以根据树脂固化的状态来适当地选择辐射的气氛。其实例包括空气、诸如氮气和氩气的惰性气体气氛。
如此获得期望的光学膜。
根据本发明的实施方案1,通过喷砂法等制造具有随机凹凸形状的母片14,并且将该母片14的凹凸形状转印到基材11上。关于基材11的这种凹凸形状,最大频率的突起高度落在1.5μm以上和10μm以下的范围内;比基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从最大频率的突起高度中心值起+3μm的范围内;并且在凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55μm以上和500μm以下。因此,可以不使用细颗粒而实现具有高防眩光性和高对比度的光学膜。
将诸如可紫外线固化的树脂组合物的硬涂层涂料涂布到被赋予了凹凸形状的基材11上,将其干燥并用紫外线固化,于是形成硬涂层12,其遵循所述凹凸形状。形成这种表面形状的原因在于以下事实:由于包含于组合物中的无机氧化物填料和粘度调节剂之间的作用,固体内容物在溶剂蒸发步骤中凝胶化。
硬涂层涂料至少包含诸如双官能或者多官能单体和/或低聚物的树脂原料、光聚合引发剂、无机氧化物填料、粘度调节剂和溶剂。在溶剂蒸发步骤,体系的固体内容物的浓度增加,且粘度变大。为了使硬涂层涂料可以遵循基材11的凹凸形状,优选体系在溶剂蒸发步骤中凝胶化。在体系没有凝胶化的情况中,基材11的凹凸形状被破坏,使得其变得难以获得防眩光性。考虑到体系凝胶化的事实,基材11的凹凸形状得以保留。当保留了这种凹凸形状时,在硬涂层涂料的表面上形成适当的平滑度,并且显示出防眩光性。无机氧化物填料和粘度调节剂经由体系内的氢键或者配位键而形成网状结构,由此体系凝胶化。
<2.实施方案2>
图6为示出根据本发明实施方案2的光学膜构造实例的截面图。如图6所示,该光学膜1与实施方案1中的不同之处在于,在硬涂层12上提供抗反射层16。由于基材11和硬涂层12分别与前述实施方案1中的相同,因此给予相同的附图标记,并且省略对它们的解释。
作为抗反射层16,例如,含有中空细颗粒的低折射率层或者含有氟碳基树脂的低折射率层是有用的。中空细颗粒的实例包括二氧化硅、氧化铝等的无机细颗粒;和苯乙烯或丙烯酸树脂等的有机细颗粒。其中,二氧化硅细颗粒是尤为优选的。因为这样的中空细颗粒在其内部含有空气,其本身的折射率比一般颗粒的低。例如,二氧化硅细颗粒的折射率n=1.46,而中空二氧化硅细颗粒的折射率n≤1.45。
形成抗反射层16的涂料可以包含无机氧化物填料和粘度调节剂。这是因为当形成抗反射层16的涂料含有这些材料时,可以使得抗反射层16的凹凸形状更加遵循硬涂层12的表面形状。作为无机氧化物填料和粘度调节剂,和实施方案1中相同的材料是有用的。作为形成含有中空细颗粒的低折射率层的涂料,例如含有中空细颗粒、诸如双官能或者多官能单体和/或低聚物的树脂原料、光聚合引发剂、无机氧化物填料、粘度调节剂和溶剂的涂料是有用的。作为形成含有氟碳基树脂的低折射率层的涂料,例如包含诸如含氟单体和/或低聚物的含氟树脂原料、光聚合引发剂、无机氧化物填料、粘度调节剂和溶剂的涂料是有用的。
在该实施方案2中,由于在硬涂层12上提供了抗反射层16,与实施方案1相比,实施方案2能够提高防眩光性。
<3.实施方案3>
在该实施方案3中,将在前述实施方案1中用作防眩光膜的光学膜用作防牛顿环(ANR)膜。
图7为示出根据本发明实施方案3的显示装置构造实例的截面图。该显示装置具有显示部件21和设置在该显示部件21正面的前构件22。例如,在显示部件21和前构件22之间形成空气层。在显示部件21的正面和前构件22的背面中至少一者上提供光学膜23。在图7中,示出了显示装置的实例,其中在显示部件21的正面和前构件22的背面均提供光学膜23。从抑制牛顿环产生的观点出发,优选在显示部件21的正面和前构件22的背面均提供光学膜23。通过粘接剂等将光学膜23粘到前构件22或者显示部件21上。在本发明中,术语“正面”是指将起到显示面作用的表面,即将作为观看侧的表面;而术语“背面”是指将作为显示面相反的表面。
作为显示部件21,例如液晶显示器、CRT(阴极射线管)显示器、等离子体显示面板(PDP)、有机EL(电致发光)显示器、无机EL显示器、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)等是有用的。
为了在显示部件21正面(观看侧)上的机械、热和侵蚀保护或者设计特性,使用前构件22。例如,前构件22为片形式、膜形式或者板形式。至于前构件22的材料,例如玻璃、三醋酸纤维素(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、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二醋酸纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等是有用的。应当理解,前构件22的材料并不具体限制于这些材料,具有透明性的任何材料都是有用的。
图8为示出光学膜构造实例的截面图。光学膜23为用于抑制显示装置中产生牛顿环的膜。如图8所示,光学膜23具有基材24和提供在该基材24上的硬涂层25。经由粘合层26将光学膜23粘到诸如前构件22的粘合体上。粘合层26含有作为主要组分的粘接剂。至于粘接剂,在光学膜技术领域中已知的粘接剂是有用的。在该说明书中,诸如压敏粘合剂(PSA)的粘合剂也被认为是一类粘接剂。
至于光学膜23,与实施方案1的光学膜1相同的材料是有用的。具体而言,至于基材24和硬涂层25,分别与实施方案1的基材11和硬涂层12相同的材料是有用的。
此外,如图8所示,从减少反射光的观点出发,优选在硬涂层25上还形成AR(抗反射)层27。至于AR层27,任意的干体系或者湿体系是有用的,其中湿体系是优选的。至于湿体系的AR层27,例如含有氟碳基树脂的层或者含有二氧化硅等中空细颗粒的层是有用的。
根据本发明的该实施方案3,通过将光学膜23设置在显示部件21的正面和前构件22的背面中至少一者上,可以抑制牛顿环的产生或者将牛顿环的产生降低到无关紧要的程度。
<4.实施方案4>
图9是示出根据本发明实施方案4的显示装置的构造实例的截面图。该实施方案4不同于实施方案3之处在于,显示装置具有显示部件21和提供于该显示部件21背面上的后构件28以及在显示部件21的背面和后构件28的正面中至少一者上的光学膜23。
在图9中,示出了显示装置的一个实例,其中在显示部件21的背面和后构件28的正面上均提供光学膜23。与前述实施方案3中相同的部分以相同的附图标记给出,并省略对它们的解释。
例如,后构件28为片形式、膜形式或者板形式。在显示装置为液晶显示器的情况下,后构件28为例如使得光源的亮度在平面内均匀的扩散板或者扩散片、控制视角的透镜膜、使来自光源的光偏振和分离以及再使用光的偏振光分离/反射膜等。
根据该实施方案4,通过将光学膜23设置在显示部件21的背面和后构件28的正面中至少一者上,可以抑制牛顿环的产生或者将牛顿环的产生降低到无关紧要的程度。
<5.实施方案5>
实施方案5不同于实施方案1之处在于,凹凸形通过辊体系连续转印到基材上。与前述实施方案1中相同的部分以相同的附图标记给出,并且省略对它们的解释。
图10示出了辊体系的压花转印装置构造的实例。如图10所示,该压花转印装置具有印花辊31和背辊32。
至于印花辊31,加热辊例如感应加热套辊、加热介质循环辊、内设加热器的辊(heater‑built‑in roll)等是有用的。至于在辊表面上压花的方法,优选采用喷砂法。通过采用喷砂法,可以在表面上形成三维随机的凹凸形状。因此,可以抑制光学膜1的波纹产生。喷砂法的实例包括砂喷(sandblasting)和珠喷(bead blasting)。至于表面处理,因为在长期使用中的优异耐磨损性,优选镀硬铬和喷瓷。
背辊32需要高压用于将精细印花图案转印到基材表面上。因此,例如优选将具有JIS‑D80以上的橡胶硬度的橡胶层或者将具有与其相应硬度的树脂层施用在铁棍表面上,并且随后对表面进行磨损处理。
此外,优选通过使冷却剂在铁棍内循环来冷却背辊32,或者通过使用冷却辊或者冷却喷嘴来冷却橡胶层或者树脂层的表面。这是因为可以防止其中背辊32的橡胶层或者树脂层在印花处理期间被印花辊31传导的热量连续加热,由此温度升高导致基材11软化或熔融的现象的发生,并且连续压花转印变的可能。
在实施方案5中,前述物质之外的物质与实施方案1中的相同。
根据该实施方案5,由于凹凸图案被印花辊31连续转印到诸如板和膜基材11上,即使在大面积的基材11上也可以很容易地形成凹凸图案。此外,由于可通过连续转印实现图案的形成,生产率也可以得到提高。
实施例
以下参考下面的实施例,对根据本发明的实施方案作详细说明,但是不应当将本发明的实施方案解释为限于这些实施例。
在下面的实施例中,以如下方式测量硬涂层的涂布厚度和表面粗糙度。
(测量硬涂层的涂布厚度)
使用与具有转印于其上的凹凸形状的TAC膜中相同量的树脂来涂布TAC膜,并使用接触型厚度计(由TESA K.K.制造)来测量其涂布厚度。将该涂布厚度定义为硬涂层的涂布厚度。
(测量表面粗糙度)
图11示出了测量膜的表面粗糙度的轮廓。
根据JIS标准所定义的JIS B0633测量条件来测量膜的表面形状。使用Kosaka Laboratory Ltd.制造的SURF‑CORDER ET‑4000作为测量仪器。突起高度的分布是基于从测量仪器所获得的高度数据以测量长度之中最低的波谷为基础来提取波峰的峰高(h1、h2、h3、h4…)并且每隔0.3μm来总计出现频率而获得的。此外,同时测量凹陷和凸起横向上的长度RSm。
如下示出测量条件的细节。
触针:尖端R=0.5μm R
测量长度:4mm
进给速度:0.1mm/s
按照下面顺序对本发明的实施例进行说明。
(1)对最大频率的突起高度等的研究
(2)对硬涂层涂料的研究
<(1)突起高度等的研究>
当将硬涂层涂料涂布到基材的凹凸表面上时,小的凹陷和凸起被掩盖在涂料下面且不作为表面形状显现出来,因此小的凹陷和凸起基本上对防眩光性无贡献。为此,制造具有不同突起高度分布的膜的样品并评价它们的防眩光性。
(样品1‑1)
(母片的形成过程)
首先,准备具有图10所示构造的压花转印装置。通过在旋转辊的同时吹动研磨剂的所谓喷砂法制造该装置的印花辊。以下示出喷砂条件。
喷砂:砂喷
研磨剂:相当于200目
重复加工:1次
(基材的形成过程)
接着,通过由喷砂法制造的印花辊表面形状的形状转印(压花),在TAC膜表面上形成凹陷和凸起。接着,测量基材的表面粗糙度。结果示于图12。
(HC层的形成过程)
接着,使用线棒(coil bar)将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到被赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在50℃干燥2分钟。接着,在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:36.6重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:18.3重量份
粒度为25nm的二氧化硅填料(丙烯酰基改性的):40重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
BYK‑410(特别改性的脲溶液):1.9重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:54.4重量份
如此获得了期望的光学膜。
(样品1‑2)
以和样品1‑1中相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为5.6μm。
(样品1‑3)
以和样品1‑1中相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为5.2μm。
(样品1‑4)
以和样品1‑1中相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为1.3μm。
(样品2‑1)
以和样品1‑1中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜,区别在于在下面的喷砂条件下制造印花辊。
喷砂:珠喷
研磨剂:相当于400目
珠:玻璃珠
重复加工:6次
接着,测量基材的表面粗糙度。结果示于图13。接着,以和样品1‑1中相同的方式在TAC膜的凹凸表面上形成硬涂层,由此获得光学膜。
(样品2‑2)
以和样品2‑1相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为7.5μm。
(样品2‑3)
以和样品2‑1相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为4.3μm。
(样品2‑4)
以和样品2‑1相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为3.2μm。
(样品3‑1)
以和样品1‑1中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜,区别在于在下面的喷砂条件下制造印花辊。
喷砂:珠喷
研磨剂:相当于200目
珠:玻璃珠
重复加工:8次
接着,测量基材的表面粗糙度。结果示于图14。接着,以和样品1‑1中相同的方式在TAC膜的凹凸表面上形成硬涂层,由此获得光学膜。
(样品3‑2)
以和样品3‑1相同的方式获得光学膜,区别在于硬涂层的厚度变为3.7μm。
(样品4)
以和样品1‑1中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜,区别在于在下面的喷砂条件下制造印花辊。
喷砂:珠喷
研磨剂:相当于200目
珠:玻璃珠
重复加工:12次
接着,测量基材的表面粗糙度。结果示于图15。接着,以和样品1‑1中相同的方式在TAC膜的凹凸表面上形成硬涂层,由此获得光学膜。
(样品5)
以和样品1‑1中相同的方式获得印花辊,区别在于在下面的喷砂条件下在其表面上形成凹陷和凸起。接着,测量印花辊的表面粗糙度。结果示于图16。接着,以和样品1‑1中相同的方式获得光学膜,区别在于使用该印花辊。
喷砂:珠喷
研磨剂:相当于60目
珠:玻璃珠
重复加工:1次
(铅笔硬度的评价)
将如此获得的样品1‑1~5的各个光学膜粘到玻璃板上并根据JISK‑5400中所定义的铅笔硬度测试方法进行评价。结果示于表1。
(防眩光性的评价)
如下来评价如此获得的样品1‑1~5的各个光学膜的防眩光性。即,使裸荧光灯投射到光学膜上,并且根据下面的标准来评价反射图像的模糊性(blur)。结果示于图17。
○:没有注意到荧光灯的轮廓。
△:在一定程度上可识别荧光灯。
×:荧光灯如其本身一样炫目。
表1示出样品1‑1~5各自的构造和评价结果。

以下可从图17中获得。
如在样品1‑1~1‑4和2‑1~2‑4中,即使在突出高度小的情况下,当硬涂层很薄时,也可以获得防眩光性;但是,如在样品1‑4中,当硬涂层涂料的涂布厚度在3μm以下时,不能充分确保铅笔厚度。当考虑到这一问题时,为了在确保硬涂层硬度的同时显示出防眩光性,样品最大频率的突起高度和RSm分别超过1.3μm和54μm是必需的。因此,为了在确保硬涂层硬度的同时显示出防眩光性,最大频率的突起高度在1.5μm以上并且RSm在55μm以上是必需的。
此外,样品3‑1~3‑2和4的表面粗糙度状态是优选的。在这些样品3‑1~3‑2和4中,比基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有从最大频率的突起高度的中心值起2μm的高度。因此,比基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有落在从最大频率的突起高度的中心值起2μm范围内的高度是优选的。
<(2)对硬涂层涂料的研究>
对能够形成遵循基材的凹凸形状的硬涂层表面的可紫外线固化的树脂组合物(硬涂层材料)进行研究。
(样品6)
首先,通过由喷砂法制造的印花辊表面形状的形状转印(压花),在TAC膜表面上形成凹陷和凸起。接着,通过具有触针的表面粗糙度测量仪器(SURF‑CORDER ET‑4000,由Kosaka Laboratory Ltd.制造)对表面形状进行评价。评价结果示于图18A和18B中。Ra(算术平均粗糙度)为0.509μm;Rz(10点平均粗糙度)为2.638μm;以及RSm(粗糙度曲线单元(roughness curve element)的平均长度)为85μm。此外,基材表面上最大频率的突起高度为1.9μm;而比基材表面上最大频率的突起高度更高的突起具有从最大频率的突起高度的中心值起2.1μm的高度。
使用线棒将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到被赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在50℃干燥2分钟。接着,在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:36.6重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:18.3重量份
粒度为25nm的二氧化硅填料(丙烯酰基改性的):40重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
BYK‑410:1.9重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:54.4重量份
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯的轮廓模糊化,显示出防眩光性。接着,使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。评价结果示于图19A和19B中。Ra为0.093μm;Rz为0.408μm;以及RSm为144μm。此外,硬涂层表面上最大频率的突起高度为0.82μm;而比硬涂层表面上最大频率的突起高度更高的突起具有从最大频率的突起高度的中心值起0.42μm的高度。从这些评价结果注意到,在硬涂层表面上形成了遵循基材凹凸形状的适当平滑度。这是由于如下事实所致:在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系凝胶化,由此形成遵循基材凹凸形状的适当平滑度。
此外,将如此所获得的光学膜粘到玻璃板上并根据JIS K‑5400中所定义的铅笔硬度测试方法进行评价。结果,注意到硬涂层的硬度为3H。
(样品7)
首先,以和样品6中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜。接着,将和样品6中相同的可紫外线固化的树脂组合物涂布到被赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在80℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯的轮廓模糊化,显示出防眩光性。使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。结果,Ra为0.083μm;Rz为0.331μm;以及RSm为241μm。从这些评价结果注意到,在硬涂层表面上形成了遵循基材凹凸形状的适当平滑度。这是由于如下事实所致:在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系凝胶化,由此形成遵循基材凹凸形状的适当平滑度。
此外,将如此所获得的光学膜粘到玻璃板上并根据JIS K‑5400中所定义的铅笔硬度测试方法进行评价。结果,注意到硬涂层的硬度为3H。
(样品8)
首先,以和样品6中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜。接着,将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到通过使用线棒而赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在80℃干燥2分钟。接着,在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:36.6重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:18.3重量份
粒度为25nm的二氧化硅填料(丙烯酰基改性的):40重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
BYK‑410:2.9重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:53.4重量份
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯的轮廓模糊化,显示出防眩光性。随后,使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。结果,注意到在硬涂层表面上形成了遵循基材凹凸形状的适当平滑度。这是由于如下事实所致:在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系凝胶化,由此形成遵循基材凹凸形状的适当平滑度。
此外,将如此所获得的光学膜粘到玻璃板上并根据JIS K‑5400中所定义的铅笔硬度测试方法进行评价。结果,注意到硬涂层的硬度为3H。
(样品9)
首先,以和样品6中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜。接着,通过使用线棒将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在80℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:63.3重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:31.6重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:56.3重量份
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯明显炫目,没有显示出防眩光性。随后,使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。评价结果示于图20中。从这些评价结果注意到,硬涂层表面上的凹凸形被破坏。这是由于如下事实所致:在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系未被凝胶化,因此上述可紫外线固化的树脂组合物没有遵循基材的凹凸形状,并且在硬涂层表面上的凹凸形状被破坏。
(样品10)
首先,以和样品6中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜。接着,通过使用线棒将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在80℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:36.6重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:18.3重量份
粒度为25nm的二氧化硅填料(丙烯酰基改性的):40重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:56.3重量份
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯明显炫目,没有显示出防眩光性。随后,使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。结果,注意到在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系未被凝胶化,因此在硬涂层表面上的凹凸形状被破坏。
(样品11)
首先,以和样品6中相同的方式获得在其表面上具有凹陷和凸起的TAC膜。接着,通过使用线棒将下面的可紫外线固化的树脂组合物涂布到赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在80℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的硬涂层膜。
氨基甲酸酯丙烯酸低聚物:63.3重量份
四丙烯酸季戊四醇酯:31.6重量份
IRGACURE 184:5重量份
含氟低聚物(双官能丙烯酰基):0.1重量份
BYK‑410:1.9重量份
IPA:93.7重量份
环己酮:54.4重量份
接着,经由粘合片将膜粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯明显炫目,没有显示出防眩光性。随后,使用具有触针的表面粗糙度测量仪器来评价表面形状。结果,注意到在上述可紫外线固化的树脂组合物的溶剂蒸发步骤中体系未被凝胶化,因此在硬涂层表面上的凹凸形状被破坏。
(样品12)
通过由喷砂法制造的印花辊表面形状的形状转印(压花),在TAC膜表面上形成凹陷和凸起。基材表面上最大频率的突起高度为1.9μm;比基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有从最大频率的突起高度的中心值起3.1μm的高度;并且RSm为85μm。接着,将和样品6中相同的可紫外线固化的树脂组合物涂布到被赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在50℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
接着,将如此获得的光学膜经由粘合片粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯的轮廓模糊化,显示出防眩光性。但是,膜外观的粗糙感或块状感得到确认。
(样品13)
通过由喷砂法制造的印花辊表面形状的形状转印(压花),在TAC膜表面上形成凹陷和凸起。基材表面上最大频率的突起高度为1.9μm;比基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有从最大频率的突起高度的中心值起2.1μm的高度;并且RSm为510μm。接着,将和样品6中相同的可紫外线固化的树脂组合物涂布到被赋予了凹陷和凸起的TAC膜上,然后在50℃干燥2分钟。在氮气气氛下用350mJ/cm2的紫外线辐照以获得具有防污性的6μm厚的防眩光硬涂层膜。
接着,将如此获得的光学膜经由粘合片粘到黑板上,并确认使用荧光灯的眩光。荧光灯明显炫目,没有显示出防眩光性。
按照以上所述,注意到通过使用含有无机氧化物填料和粘度调节剂的可紫外线固化的树脂组合物,可以获得遵循基材表面上凹凸形状的适当的平滑度。
尽管已经参考实施方案和实施例对本发明进行了说明,但是不应当解释为本发明限于上述实施方案和实施例,而是可以基于本发明的技术思想作出各种改变。
例如,上述实施方案和实施例中所述的数值、形状、材料、构造等仅仅为举例性质,如果需要可以使用不同的数值、形状、材料、构造等。
此外,可以将上述实施方案1~5的各自的构造相互结合起来,只要不偏离本发明的要旨即可。
此外,在上述实施方案中,尽管已经对其中应用本发明来提供液晶显示装置的显示面上的光学膜以及其制造方法的情况进行了说明,但是不应当解释为本发明限于此。本发明还适用于在包含CRT(阴极射线管)显示器、等离子体显示面板(PDP)、有机电致发光(EL)显示器、表面传导电子发射显示器(SED)等的各种显示装置的显示面上使用的光学膜以及该光学膜的制造方法。此外,对根据本发明实施方案的显示装置的尺寸不作特别限制,相反,根据本发明的实施方案适用于包括从小型显示装置到大型显示装置的所有的显示装置。
此外,在上述实施方案中,尽管已经作为实例对其中光学器件1为光学膜的情况进行了说明,但是不应当解释为光学器件限于该实例。光学器件可以形成为诸如板形式和块形式的各种形状。那样,基材的形状可以形成为诸如板形式和块形式的各种形状。
本发明包括2008年12月29号提交日本专利局的日本优先权专利申请JP 2008‑335806中所公开内容的相关主题,该申请的全部内容以引用方式并入本文。
本领域技术人员应当理解,可以根据设计要求和其他因素在所附权利要求或其等同物的范围内作出各种改变、组合、子组合和变化。

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1、(10)申请公布号 CN 103278871 A(43)申请公布日 2013.09.04CN103278871A*CN103278871A*(21)申请号 200910258879.9(22)申请日 2009.12.292008-335806 2008.12.29 JPG02B 5/02(2006.01)G02B 1/11(2006.01)G02F 1/13(2006.01)(71)申请人索尼株式会社地址日本东京都(72)发明人大柳英树 渡边仁 水野干久西山优范(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人顾晋伟 王春伟(54) 发明名称光学器件、其制造方法和显示装置(57。

2、) 摘要本发明涉及光学器件、其制造方法和显示装置,尤其是一种光学器件,其包括:在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和在所述基材上形成的硬涂层,其中在基材表面上最大频率的突起高度落在1.5m以上和10m以下的范围内;大于所述基材表面上最大频率的突起高度的突起的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m的范围内;在所述基材表面上凹凸形状横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书22页 附图13页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书22页 附图13页(10)申请公布号 CN 10327。

3、8871 ACN 103278871 A1/2页21.一种光学器件,包括:在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和在所述基材上形成的硬涂层,其中在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5m以上和10m以下的范围内;比所述基材表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m范围内的高度;和在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。2.根据权利要求1所述的光学器件,其中所述硬涂层包含无机氧化物填料和粘度调节剂;和所述无机氧化物填料和所述粘度调节剂互相氢键键合或者配位键合。3.根据权利要求2所述的光学器件,其中所述无机氧化物填料。

4、包含选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、五氧化锑、氧化锌、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟、锑掺杂的氧化锡(ATO)和氧化铝锌(AZO)中的至少一种作为主要组分;和所述粘度调节剂是含有两个以上选自羟基、羧基、脲基、酰胺基和氨基中的至少一种取代基的分子。4.根据权利要求2所述的光学器件,其中所述硬涂层包含选自热固性树脂和可紫外线固化树脂中的至少一种作为主要组分。5.根据权利要求1所述的光学器件,其中比所述基材表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+2m范围内的高度。6.根据权利要求1所述的光学器件,其中在所述硬涂层表面上形成遵循所述基材表面上所述凹凸形状的连。

5、续的波阵面。7.根据权利要求1所述的光学器件,其中所述随机凹凸形状是通过由喷砂制造的母片的形状转印而形成的。8.根据权利要求1所述的光学器件,还包括在所述硬涂层上形成的抗反射层。9.一种光学器件,包括:在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和在所述基材上形成的硬涂层,其中在所述硬涂层表面上最大频率的突起高度落在0.1m以上和5m以下的范围内;比所述硬涂层表面上所述最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1m范围内的高度;和在所述硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。10.一种显示装置,其包括根据权利要求1-9任何一项所述的光学器件。

6、。11.一种制造光学器件的方法,包括步骤:通过喷砂制造在其表面上具有三维随机凹凸形状的母片;将所述母片的凹凸形状转印到基材上;以及通过在其上形成有所述凹凸形状的基材表面上涂布硬涂层涂料并固化从而在所述基材上形成硬涂层,其中在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5m以上和10m以下的范围内;权 利 要 求 书CN 103278871 A2/2页3比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m范围内的高度;和在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。12.根据权利要求11的制造光学器件的方法,其中所述硬涂层涂料包含可。

7、电离辐射固化的树脂或者热固性树脂、无机氧化物填料和粘度调节剂;并且在所述硬涂层的形成步骤中,所述无机氧化物填料和所述粘度调节剂互相氢键键合或者配位键合。权 利 要 求 书CN 103278871 A1/22页4光学器件、 其制造方法和显示装置技术领域0001 本发明涉及光学器件、其制造方法和显示装置。详细地说,本发明涉及具有硬涂层的光学器件。背景技术0002 近年来,诸如液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)已经变得很普遍。在这样的显示装置的屏幕中,可视性尤其是在明亮地方的可视性明显受到诸如太阳光和室内照明的外部眩光的抑制,因此,常常使用能够扩散和反射屏幕表面上的外部光的诸如防眩光膜。

8、的光学膜。0003 在该光学膜中,迄今已采用了在表面上配置微细凹凸结构的技术以扩散和反射屏幕表面上的外部光。具体而言,考虑到抗刮擦性,在透明塑料基材上涂布具有分散在硬涂层涂料中的透明细颗粒的扩散层的方法是目前液晶显示装置的主流。0004 然而,在由目前薄型平板电视机所代表的前述各种显示装置中,图像质量的提高和高清晰度在迅速发展,且像素变得小型化。因此,存在如下问题:透过光学膜的光由于防眩光层或凹凸结构表面中细颗粒的反射或扩散而变形,由此图像变得不清晰,或者由于眩光现象的亮度而产生眩光;以及就图像质量而言表面变色,清晰度由此显著劣化。结果,其中使用细颗粒形成表面凹凸结构的目前光学膜不足以适应前述。

9、图像质量的提高和高清晰度,因此期望实现其中不使用细颗粒形成表面凹凸结构的光学膜。0005 同时,为了扩散和反射屏幕表面上的外部光,作为在表面上形成微细凹凸结构的技术,如JP-B-4-59605、日本专利3374299、JP-A-2004-29240和JP-A-2005-156615所公开的那样,迄今已经研究了通过压花(形状转印)来形成微细凹凸结构的技术。0006 JP-B-4-59605提出一种方法,其中通过压花在纤维素塑料制成的偏振片保护膜的表面上形成微细凹凸的粗糙表面,并且通过有机溶剂进一步溶解所述微细凹凸粗糙表面的一部分表面层以制造具有高锐度的无反射偏振片。0007 日本专利337429。

10、9提出一种制造防眩光膜的方法,其中由可电离辐射固化的树脂制成的粗糙凹凸层以及沿着其表面的微细凹陷和凸起形成于透明塑料膜上。根据该制造方法,其粗糙的凹陷和凸起是由压花方法、喷砂方法或者在干燥时的树脂对流法中的任意一种形成的,而其微细的凹陷和凸起是由薄膜形式的涂层制成的或者通过提升效果(liftingeffect)形成的。0008 JP-A-2004-29240提出一种能够通过压花在膜表面上赋予凹陷和凸起的制造抗反射膜的方法。根据该制造方法,调节用于压花的片使之具有0.05m以上和2.00m以下的凹陷和凸起的算术平均粗糙度,以及50m以下的凹陷和凸起的平均周期。0009 JP-A-2005-156。

11、615提出一种制造防眩光膜的方法,其中在热塑性树脂膜的制备过程中,通过靠着膜表面挤压铸模在其表面上形成凹陷和凸起之前或之后经拉幅机拉伸膜,和在所得的凹凸表面上形成硬涂层。说 明 书CN 103278871 A2/22页5发明内容0010 如前所述,在JP-B-4-59605中,通过将在纤维素塑料的表面上经由压花形成的微细凹凸粗糙表面部分溶解在有机溶剂中形成具有高锐度的无反射偏振片,作为偏振保护膜,由此制得光滑的凹凸表面。然而,因为在其表面上未硬涂层,因此该无反射偏振片抗刮擦性差,因此,难以在需要具有耐久性的液晶显示产品例如液晶电视机中使用该无反射偏振片。同样,JP-B-4-59605也没有描述。

12、显示防眩光性的表面形状。0011 在日本专利3374299和JP-A-2004-29240中,尽管根据表面粗糙度来确定(详细说明)表面形状,但是算术平均粗糙度统计上包括大的和小的复杂的凹陷和凸起。因此,扩散和反射特性根本不受控,并且所得的防眩光膜变色,由此产生图像质量显著劣化的问题。0012 JP-A-2005-156615提出了一种防眩光膜,其中在热塑性树脂膜的制备过程中,靠着膜表面挤压铸模以将凹凸形状转印到其上,并且在膜表面上涂布并形成硬涂层。然而,就表面形状而言,仅仅是热塑性树脂的凹凸表面上的中心线平均粗糙度Ra限制在0.0510m(参见,例如权利要求11),但是根本没有说明显示防眩光性。

13、的表面形状。其结果是,扩散和反射特性根本不受控,并且所得的防眩光膜变色,由此产生图像质量显著劣化的问题。0013 如前所述,在不使用细颗粒但是由于表面形状而显示防眩光性的相关技术光学膜中,表面性能仅仅根据凹凸形状来确定;表面形状是根据表面粗糙度(算术平均粗糙度)来确定的;或者表面形状仅仅由扩散和反射特性(光学特性)来确定。然而,并未详细说明明确的表面形状。0014 因此,期望提供一种光学器件以及制造该光学器件的方法和显示装置,该光学器件不使用细颗粒而可获得高防眩光性和高对比度。0015 通过广泛而深入的研究作出了本发明。下文中说明本发明的要点。0016 本发明人作了广泛而深入的研究。因此,发现。

14、通过由喷砂(blasting)制造母片(master disc)以及使用该母片制造光学器件可获得优异的光学器件。0017 可以以下面的方式来制造该光学器件。首先,由喷砂制造母片。接着,将该母片的凹凸形状转印到基材上。据此,如图1A所示,获得了其中形成了随机凹凸形状的基材101。该基材表面的突起在高度方向上也具有随机性。接着,如图1B所示,将硬涂层涂料102涂布到基材101上。随后,如图1C所示,干燥硬涂层涂料102以形成硬涂层。0018 在通过将细加工颗粒与目标物碰撞以完成加工的喷砂中,可以在母片的表面形成随机的凹陷和凸起。因此,在使用该母片制造的光学器件中,可以防止出现波纹。但是,所得的光学。

15、器件具有三维随机性,也就是说它在厚度方向上也有随机性,因此,难以根据算术平均粗糙度(Ra)来确定由喷砂形成的表面形状,而迄今为止已采用该算术平均粗糙度来确定防眩光膜中的表面凹凸形状等。根据本发明人的知识,在根据算术平均粗糙度(Ra)来确定由喷砂形成的表面形状的情况下,难以获得期望的防眩光性。此外,在根据算术平均粗糙度(Ra)来确定表面形状的情况下,存在着产生光学膜粗糙感或块状感的担忧。0019 因此,为了进行设计以提高防眩光性并抑制光学膜的粗糙感或块状感,本发明人就基材表面的凹凸形状作了广泛而深入的研究。如图1B所示,刚刚涂布完硬涂层涂料102之后,硬涂层涂料102的表面是平的;但是,如图1C。

16、所示,当硬涂层涂料102干燥时,表面形状变得凹凸,遵循基材表面的凹陷和凸起。但是,小的凹陷和凸起被掩埋在硬涂层涂料下说 明 书CN 103278871 A3/22页6面,而不作为表面形状出现。0020 考虑到这样的表面状态,本发明人就光学器件的特性作了广泛而深入的研究。结果,发现根据下面的指标来确定基材的表面形状,可提高光学器件的防眩光性并抑制光学器件的粗糙感或块状感。0021 (1)在基材表面上最大频率的突起高度0022 (2)比在基材表面上最大频率的突起高度更大的突起的范围0023 (3)在基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm0024 基于前述研究作出了本发明。0025 根据本发明的第。

17、一实施方案,提供一种光学器件,其包括:0026 在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和0027 在所述基材上形成的硬涂层,其中0028 在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5m以上和10m以下的范围内;0029 比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m的范围内;和0030 在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。0031 根据本发明的第二实施方案,提供一种光学器件,其包括:0032 在其表面上具有三维随机凹凸形状的基材;和0033 在所述基材上形成的硬涂层,其中0034 在所述硬涂层上最大频率的。

18、突起高度落在0.1m以上和5m以下的范围内;0035 比所述硬涂层表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1m的范围内;和0036 在所述硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。0037 根据本发明的第三实施方案,提供一种制造光学器件的方法,其包括步骤:0038 通过喷砂制造在其表面上具有三维随机凹凸形状的母片;0039 将所述母片的凹凸形状转印到基材上;以及0040 通过在其上形成有所述凹凸形状的基材表面上涂布硬涂层涂料在所述基材上形成硬涂层并且固化它,其中0041 在所述基材表面上最大频率的突起高度落在1.5m以上和。

19、10m以下的范围内;0042 比所述基材表面上最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m的范围内;和0043 在所述基材表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。0044 根据本发明的第一到第三实施方案,因为根据基材表面或者硬涂层表面上最大频率的突起高度、比基材表面或者硬涂层表面上最大频率的突起高度更大的突起的宽度以及基材表面或者硬涂层表面上凹陷和凸起的横向上的长度RSm来确定表面的凹凸形状,所以可以充分地确定具有三维随机性的表面凹凸形状。也就是说,通过根据前述三个指标来确定表面凹凸形状,在硬涂层表面上形成了平滑波度,由此可以通过该。

20、波度来扩散光。此外,说 明 书CN 103278871 A4/22页7由于硬涂层并不含有细颗粒,与通过从表面上突出细颗粒而显示出防眩光性的相关技术光学器件相比,所以可提高透光性和获得高的对比度。此外,由于表面的凹陷和凸起随机地形成,所以可以抑制波纹的产生。0045 如前所述,根据本发明的实施方案,可以实现具有高的防眩光性和高的对比度的光学膜,因为不仅光可以被硬涂层表面上的平滑波度所扩散,而且硬涂层的透光性高。附图说明0046 图1A-1C各自为说明光学膜制造方法的工艺图。0047 图2示出根据本发明实施方案1的液晶显示装置的构造实例。0048 图3为示出根据本发明实施方案1的光学膜的构造实例的。

21、截面图。0049 图4A-4C各自为说明根据本发明实施方案1的制造方法的实例的截面图。0050 图5A-5C各自为说明根据本发明实施方案1的制造方法的实例的截面图。0051 图6为示出根据本发明实施方案2的光学膜的构造实例的截面图。0052 图7为示出根据本发明实施方案3的显示装置的构造实例的截面图。0053 图8为示出根据本发明实施方案3的光学膜的构造实例的截面图。0054 图9为示出根据本发明实施方案4的显示装置的构造实例的截面图。0055 图10为示出辊系统的压花转印装置的构造实例的示意图。0056 图11为示出测量膜表面粗糙度的轮廓的示意图。0057 图12为示出样品1-1的基材表面上。

22、突起高度的频率分布图。0058 图13为示出样品2-1的基材表面上突起高度的频率分布图。0059 图14为示出样品3-1的基材表面上突起高度的频率分布图。0060 图15为示出样品4的基材表面上突起高度的频率分布图。0061 图16为示出样品5的基材表面上突起高度的频率分布图。0062 图17为示出样品1-1到5-2的光学膜的防眩光性评价结果的图。0063 图18A为示出样品6的基材表面粗糙度曲线的图;以及图18B为示出样品6的基材表面上突起高度的频率分布图。0064 图19A为示出样品6的光学膜表面粗糙度曲线的图;以及图19B为示出样品6的光学膜表面上突起高度的频率分布图。0065 图20为。

23、示出样品9的基材表面粗糙度曲线的图。具体实施方式0066 下文中将参照附图以如下顺序对根据本发明的实施方案进行说明。在以下实施方案的所有附图中,相同或相应的部分分别以相同的附图标记表示。0067 (1)实施方案1(防眩光膜的实例)0068 (2)实施方案2(其中在表面上进一步形成抗反射层的实例)0069 (3)实施方案3(ANR膜的第一实例)0070 (4)实施方案4(ANR膜的第二实例)0071 (5)实施方案5(其中通过辊系统将凹陷和凸起连续转印到基材表面上的实例)0072 说 明 书CN 103278871 A5/22页80073 液晶显示装置的构造0074 图2示出了根据本发明实施方案。

24、1的液晶显示装置构造的实例。如图2所示,该液晶显示装置具有用于输出光的背光3和用于时间上和空间上调节从背光3输出的光以显示图像的液晶面板2。分别在液晶面板2的两个面上提供偏振器2a和2b。在液晶面板2的显示表面侧所提供的偏振器2b具有光学膜(光学器件)1。这里,定义所述膜不仅包括上文中已被称作膜的那些,还包括被称作片(板)的那些。此外,其中在其主平面上形成光学膜1或者硬涂层12的偏振器2b被称作防眩光偏振器4。0075 ,例如直下式背光、侧光式背光、平面光源式背光等可用作背光3。背光3具有光源、反射板、光学膜等。例如冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、有机电致发光(OEL)、无。

25、机电致发光(IEL)、发光二极管(LED)等可用作光源。0076 显示模块例如扭曲向列(TN)模块、超级扭曲向列(STN)模块、垂直排列(VA)模块、面内转换(IPS)模块、光学补偿双折射(OCB)模块、铁电液晶(FLC)模块、聚合物分散型液晶(PDLC)模块、相变客主型(PCGH)模块等可用作液晶面板2。0077 例如,在液晶面板2的两个面上均提供偏振器2a和2b,使得其传输轴彼此正交。偏振器2a和2b仅使得输出光中彼此正交的偏振分量中的一种透过并通过吸收来阻挡另一种。例如通过在聚合物膜上吸附碘或者诸如二色性染料的二色性材料并且单轴拉伸所得的聚合物膜而获得的偏振器可用作偏振器2a和2b。00。

26、78 光学膜的构造0079 图3是示出根据本发明实施方案1的光学膜1的构造实例的截面图。如图3所示,该光学膜1具有基材11和在该基材11上形成的硬涂层12。该光学膜1为在其表面上具有凹陷和凸起并且能够通过这些凹陷和凸起散射所反射光的防眩光膜。表面的这种凹凸形状为三维随机的凹凸形状,因此可以抑制波纹的产生。这里,术语“三维随机”意指不仅凹陷和凸起在光学膜1的面内方向上是随机地形成的,而且凹陷和凸起在光学膜1的厚度方向上(凹陷和凸起的反向)也是随机地形成的。0080 优选在光学膜表面上具有最大频率的突起高度落在0.1m以上和5m以下的范围内。当在光学膜表面上具有最大频率的突起高度小于0.1m,则防。

27、眩光性不足。另一方面,当它大于5m时,在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。优选比光学膜表面上具有最大频率的突起高度大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+1m的范围内。当比光学膜表面上具有最大频率的突起高度更大的突起的高度落在前述范围之外,则在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。优选在光学膜表面上的凹陷和凸起横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。当该长度RSm落在前述范围之外,则不可以获得期望的防眩光性。0081 (基材)0082 基材11为具有透明性的塑料基材。至于基材11的形状,例如具有透明。

28、性的膜或者板是有用的。基材11在其表面上具有随机的凹陷和凸起。表面的这些凹陷和凸起是通过转印由喷砂制造的母片的形状而形成的那些凹陷和凸起。0083 在基材表面上具有最大频率的突起高度落在1.5m以上和10m以下的范围内。当在基材表面上具有最大频率的突起高度小于1.5m,则难以在确保硬涂层硬度的同时获说 明 书CN 103278871 A6/22页9得防眩光性。当它超过10m时,在膜上出现粗糙感或者块状感,或者防眩光性变得太强,由此所得的防眩光膜变色。比基材表面上具有最大频率的突起高度更大的突起具有的高度落在从所述最大频率的突起高度的中心值起+3m的范围内,并优选落在从所述最大频率的突起高度的中。

29、心值起+2m的范围内。当比基材表面上具有最大频率的突起高度更大的突起的高度落在从最大频率的突起高度的中心值起+3m的范围内,则不仅抑制膜的粗糙感或者块状感,还可获得优异的防眩光性。在基材表面上的凹陷和凸起横向上的长度RSm为55m以上和500m以下。当长度RSm落在前述范围之外,则不可获得期望的防眩光性。0084 至于基材11的材料,例如已知的聚合物材料是有用的。已知聚合物材料的具体实例包括三醋酸纤维素(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、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二醋酸纤维素、聚氯乙烯、丙烯。

30、酸类树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、聚氨酯树脂、蜜胺树脂、环烯烃类树脂(例如ZONOR)和苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)。从生产率的观点出发,优选基材11的厚度为38100m,但是应当理解,基材11的厚度并非特定地局限在该范围。0085 (硬涂层)0086 硬涂层12是一种赋予基材11的表面,即光学膜、显示装置等的表面以抗刮擦性和防眩光性的涂层,并且是比基材11更硬的聚合物树脂层。在硬涂层表面上形成连续的波阵面,遵循基材11的凹陷和凸起。例如,硬涂层12的凹陷和凸起的位置分别对应于基材11的凹陷和凸起的位置。优选在硬涂层表面上形成连续的波阵面,遵循基材表面上的凹凸形状。这。

31、是因为通过这样的硬涂层表面扩散光可以显示出足够的防眩光性。硬涂层12的铅笔硬度优选为3H以上,并且例如为3H。0087 (光学膜的制造方法)0088 接下来,参照图4A-4C和图5A-5C来说明具有上述构造的光学膜的制造方法的实例。0089 (母片的制造方法)0090 首先,如图4A所示,制备将用作待加工材料的基材13。该基材13的形状的实例包括板形、片形、膜形和块形。此外,基材13的材料的实例包括金属。然后,通过喷砂在基材表面上形成凹凸形状。据此,如图4B所示,获得具有与基材11的凹凸形状相反的凹凸形状的母片14。0091 (转印过程)0092 接着,如图4C所示,通过将母片14压向基材11。

32、并且加热基材11,将母片14的凹凸形状转印到基材11上。0093 (涂料的制备过程)0094 接着,例如将诸如双官能或者多官能单体和/或低聚物的树脂原材料、光聚合引发剂、粘度调节剂和溶剂混合以制备硬涂层涂料(树脂)。在此,除了溶剂和有机粘度调节剂之外的所有其他材料被定义为固体内容物。此外,优选还加入防污添加剂。这是因为据此可以形成防污硬涂层。此外,如果需要,可以加入抗光剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等。0095 (涂布过程)说 明 书CN 103278871 A7/22页100096 接下来,如图5A所示,将所制备的硬涂层涂料15涂布到基材11上。根据最大频率的突起高度,优选硬涂。

33、层涂料15的涂布厚度适当选择为在3m以上和25m以下。尽管所涂布的硬涂层涂料15的液体水平面是齐平的,但基材表面上凹凸形状的厚度是分布式的,因此,由于干燥时体积的变化导致形成光滑的凹凸气液界面。据此,可以获得光学膜1,其中硬涂层12表面上凹陷和凸起的数量少于基材11表面上凹陷和凸起的数量。此外,基材11表面上凹陷和凸起的量能够通过所涂布的硬涂层涂料15的厚度来控制扩散和反射特性。而且,在包括从涂布到硬化的所有过程中,表面可以形成为非接触态,因此可以提供无缺陷的高质量光学膜1。0097 对涂布方法不作特别限制,但是可以采用已知的涂布方法。已知涂布方法的实例包括微凹版涂布法、线锭涂布法、直接凹版涂。

34、布法、模具式涂布法、浸涂法、喷涂法、逆转辊涂布法、幕涂法、逗号(comma)涂布法、刮刀涂布法和旋涂法。0098 (树脂组合物)0099 优选具有如下特性的物质作为树脂组合物:它的粘度在作为后处理的干燥过程中增加,由此丧失流动性。这是因为可以使得树脂组合物在作为后处理的干燥过程中遵循基材11的凹凸表面。从易于制造的观点出发,优选使用可被光或电子束等固化的可电离辐射固化的树脂组合物或者可被热固化的热固性树脂组合物作为树脂组合物。可电离辐射固化的树脂组合物优选为可光固化的光敏树脂组合物,并且更优选可被紫外线固化的可紫外线固化的树脂组合物。优选可电离辐射固化的树脂组合物或者热固性树脂组合物包含粘度调。

35、节剂和溶剂。这是因为当树脂组合物包含这些材料时,可以使得树脂组合物在作为后处理的干燥过程中遵循基材11的凹凸表面。0100 (可紫外线固化的树脂组合物)0101 例如,可紫外线固化的树脂组合物包含丙烯酸酯、光聚合引发剂、粘度调节剂和溶剂。此外,从赋予防污性的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含防污剂。此外,从提高与基材11的润湿性的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含流平剂。此外,从赋予防眩光膜1以抗静电功能的观点出发,优选可紫外线固化的树脂组合物还包含抗静电剂。此外,如果需要的话,可紫外线固化的树脂组合物还可以包含能够赋予硬涂层以内浊性的有机或无机填料。以这样的方式,当引入填。

36、料时,填料和基体之间折射率的差异优选为0.01以上。填料的平均粒度优选为0.1m1m。此外,如果需要的话,可紫外线固化的树脂组合物还可以包含抗光剂、阻燃剂、抗氧化剂等。0102 下文中将相继说明丙烯酸酯、光聚合引发剂、粘度调节剂、溶剂、抗静电剂、防污剂和流平剂。0103 (丙烯酸酯)0104 作为丙烯酸酯,优选使用具有两个或多个(甲基)丙烯酰基团的单体和/或低聚物。作为该单体和/或低聚物,例如可以使用氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、蜜胺(甲基)丙烯酸酯等。本文所称的(甲基)丙烯酰基团是指丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团中的任意一种。本文所称的低聚物是指分子量在500以上和60000以下的分子。0105 (光聚合引发剂)0106 可以使用适当选自已知材料中的一种作为光聚合引发剂。至于已知材料,例如可说 明 书CN 103278871 A10。

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