專利名稱:光學膜、其制備方法、偏振片和圖像顯示裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種光學膜、其制備方法、偏振片和圖像顯示裝置。
背景技術:
近年來,帶有各種光學膜(如抗反射膜或抗眩光膜)的圖像顯示裝置正日益增長。
例如,抗反射膜或抗眩光膜通常被提供在各種圖像顯示裝置中,如液晶顯示裝置(LCD),等離子體顯示面板(PDP),電致發(fā)光顯示器(ELD)或陰極射線管顯示裝置(CRT),它們設置在這類顯示器的最外表面上,防止因外部光反射或圖像反射造成對比度損失。
要求這種光學膜具有高的物理強度(如耐擦傷性),透明度,耐化學品性和耐候性(如耐濕-熱性和耐光性)。此外,需要一種措施防止使顯示器可見性變差的粒子(如灰塵)在光學膜表面上的沉積。
為提供高物理強度的光學膜,已經(jīng)知道的是在光學膜上形成硬涂膜。
此外,作為防止使顯示器可見性變差的粒子(如灰塵)在光學膜表面上沉積的措施,已經(jīng)知道的是在光學膜上形成抗靜電膜。
在用涂布方法制備抗靜電膜的情況下,導電材料例如導電無機微粒子(如銻-摻雜的氧化錫(ATO)或錫-摻雜的氧化銦(ITO))通常包括在這種抗靜電膜中(參見JP-A No.6-123086,JP-A No.2002-311208,JP-A No.2003-39586,JP-A No.2003-292826和JP-A No.2003-327430)。
此外,在液晶顯示裝置中,偏振片是不可缺少的材料,通常在其結構中偏振膜被兩個保護膜所保護。通過提供這種具有抗反射功能或抗眩光功能的保護膜,可以明顯降低成本,使顯示裝置的結構更薄。
另一方面,偏振片中所用的保護膜需要具有足夠的粘合性能以與偏振膜粘合。為增強與偏振膜的粘合,通常使用的方法是皂化處理保護膜和親水化處理保護膜的表面。
發(fā)明內(nèi)容
在光學膜上形成抗靜電膜可有效地防止污垢或灰塵沉積,但在硬涂膜上存在含有導電材料(如導電無機微粒子)的抗靜電膜會損害光學膜的耐擦傷性。
另一方面,導電材料(如導電無機微粒子)通常被著色。此外,硬涂層通常厚度為1μm或更大,并且為了提供其中包括導電材料的具有抗靜電性能的硬涂膜,需要大量導電材料,從而損害光學膜的透明度(透光率)。此外,由于導電材料相對昂貴,這樣大量的導電材料會增加成本。
因此,抗靜電膜優(yōu)選在透明基材和硬涂膜間具有較小厚度。
在制備用于光學膜的硬涂膜時,通常使用可用電離輻射固化的粘合劑。
然而,對在透明基材和硬涂膜間提供抗靜電膜進行研究發(fā)現(xiàn)了下面的缺點。
在由纖維素酰化物構成的透明基材上形成抗靜電膜時,通常在透明基材,抗靜電膜和硬涂膜的各層間產(chǎn)生剝離問題。
此外,在抗靜電膜上形成的硬涂膜降低了光學膜表面上的抗靜電效果,從而損害了防塵性能。這種對防塵性能的損害隨硬涂膜厚度變得更顯著。
此外,在通過制造機制造透明基材、然后卷取、再用另一個涂布機在這種基材上涂布抗靜電膜和硬涂膜的情況下,不能便宜地制備光學膜。
本發(fā)明的一個目的是提供一種光學膜,其具有抗靜電膜,但沒有上述缺點,尤其是解決了與在透明基材和硬涂膜間形成抗靜電膜相關的那些缺點,提供一種在由纖維素?;飿嫵傻耐该骰?,抗靜電膜和硬涂膜間表現(xiàn)出優(yōu)異的相互粘合并具有優(yōu)異的物理性能如防塵性能和耐擦傷性的光學膜。
另一個目的是便宜地大量制造具有上述優(yōu)異性能的光學膜。
另一個目的是提供一種具有光學性能如抗反射性能或抗眩光性能并且上述性能優(yōu)異的偏振片和圖像顯示裝置。
上述目的可通過如下構成的光學膜,制造光學膜的方法,偏振片,和圖像顯示裝置來實現(xiàn)(1)一種包括抗靜電膜的光學膜,所述抗靜電膜至少包括導電材料和纖維素?;铩?br>
(2)如(1)中所述的光學膜,其中所述抗靜電膜層壓在主要包括纖維素?;锏耐该骰纳?。
(3)如(1)中所述的光學膜,其中通過共澆鑄方法將所述抗靜電膜層壓作為主要包括纖維素酰化物的基材的一部分。
(4)如(1)中所述的光學膜,其中所述抗靜電膜和硬涂膜按此順序層壓在主要包括纖維素?;锏耐该骰纳?。
(5)如(1)~(4)中任一項所述的光學膜,其中所述纖維素?;锸抢w維素乙酸酯。
(6)如(5)中所述的光學膜,其中所述纖維素乙酸酯其取代度為2.0~3.0。
(7)如(1)~(6)中任一項所述的光學膜,其中所述導電材料包括含有至少一種選自錫,銦,銻和鋅的元素的無機化合物。
(8)如(7)中所述的光學膜,其中所述導電材料包括至少一種選自銻-摻雜的氧化錫(ATO),錫-摻雜的氧化銦(ITO),鋁-摻雜的氧化鋅(AZO),氟-摻雜的氧化錫(FTO),鋅-摻雜的氧化銦(IZO),氧化錫,氧化銻和氧化銦的無機化合物。
(9)如(1)~(8)中任一項所述的光學膜,其中所述導電材料其平均粒度為1~200nm。
(10)如(1)~(9)中任一項所述的光學膜,其中所述導電材料其比表面積為1~400m2/g。
(11)如(1)~(10)中任一項所述的光學膜,其中所述導電材料用有機金屬化合物進行表面處理。
(12)如(1)~(11)中任一項所述的光學膜,其中所述導電材料用分散劑分散。
(13)如(12)中所述的光學膜,其中所述分散劑是陰離子或非離子分散劑。
(14)如(1)~(13)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜包括具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的化合物。
(15)如(14)中所述的光學膜,其中所述可交聯(lián)的或可聚合的官能團是通過光或熱表現(xiàn)出交聯(lián)或聚合性能的官能團。
(16)如(14)或(15)中所述的光學膜,其中所述抗靜電膜的粘合劑是具有表現(xiàn)出與纖維素?;锏慕宦?lián)性能或聚合性能的官能團的化合物的固化物質(zhì)。
(17)如(1)~(16)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜其表面電阻率等于或小于1×1014Ω/sq。
(18)如(1)~(16)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜其表面電阻率等于或小于1×1012Ω/sq。
(19)如(1)~(18)中任一項所述的光學膜,其中硬涂膜層壓在所述抗靜電膜上,并包括平均粒度為0.2~10μm的導電粒子。
(20)如(19)中所述的光學膜,其中表示平均粒度為0.2~10μm的導電粒子的粒度分布的值S等于或小于2.0S=[D(0.9)-D(0.1)]/D(0.5)其中D(0.1)10%的累積體積換算時的粒度分布值;D(0.5)50%的累積體積換算時的粒度分布值;以及D(0.9)90%的累積體積換算時的粒度分布值。
(21)如(20)中所述的光學膜,其中所述值S等于或小于1.0。
(22)如(19)~(21)中任一項所述的光學膜,其中所述平均粒度為0.2~10μm的導電粒子是在有機化合物或無機化合物的粒子表面上具有導電化合物的粒子。
(23)如(19)~(22)中任一項所述的光學膜,其中所述平均粒度為0.2~10μm的導電粒子是在有機化合物或無機化合物的粒子表面上具有導電金屬的粒子。
(24)如(19)~(23)中任一項所述的光學膜,其中所述平均粒度為0.2~10μm的導電粒子其平均粒度等于或大于所述硬涂膜厚度的30%。
(25)如(2)和(4)~(24)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜和/或所述硬涂膜通過選自繞線棒涂布,凹版印刷涂布和模壓涂布(diecoating)的涂布方法提供。
(26)如(24)中所述的光學膜,其中所述抗靜電膜和/或所述硬涂膜通過模壓涂布方法提供。
(27)如(1)~(26)中任一項所述的光學膜,其中在用于形成抗靜電膜和/或所述硬涂膜的組合物中所含的溶劑含有能夠溶解在所述透明基材和/或抗靜電膜所含的纖維素?;锏娜軇┳鳛榛境煞?。
(28)如(27)中所述的光學膜,其中能夠溶解所述透明基材和/或抗靜電膜中所含的纖維素?;锏乃鋈軇┦峭軇?,鹵代烴溶劑,酯溶劑或其混合物。
(29)如(1)~(28)中任一項所述的光學膜,其中通過涂布和固化硬涂膜涂布組合物形成的膜組合物(所述硬涂膜)含有按固體含量計為10~80質(zhì)量%的含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A),其是分子中含有6個或更多個羥基的聚酯多元醇樹枝狀物化合物(a)與含有烯鍵式不飽和基團的一元羧酸(b)的反應產(chǎn)物。
(30)如(1)~(29)中任一項所述的光學膜,其中在氧濃度等于或小于10vol.%的氣氛中形成所述抗靜電膜和/或所述硬涂膜。
(31)如(1)~(29)中任一項所述的光學膜,其中在氧濃度等于或小于4vol.%的氣氛中形成所述抗靜電膜和/或所述硬涂膜。
(32)如(30)或(31)中所述的光學膜,其中氧濃度等于或小于10vol.%,或等于或小于4vol.%的氣氛通過用氮置換除去其他氣體(氮氣沖洗)來形成。
(33)如(1)~(32)中任一項所述的光學膜,其中所述光學膜是抗靜電膜,抗眩光膜,光擴散膜或抗反射膜。
(34)如(1)~(32)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜一側的光學膜表面的表面電阻率等于或小于1×1014Ω/sq。
(35)如(1)~(33)中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜一側的光學膜表面的表面電阻率等于或小于1×1012Ω/sq。
(36)如(1)~(35)中任一項所述的光學膜,其中其至少一個表面經(jīng)過皂化處理。
(37)如(1)~(36)中任一項所述的光學膜,其中與具有所述抗靜電膜的一側相對的所述纖維素?;锬さ谋砻鎸λ慕佑|角等于或小于40°。
(38)一種制造如(1)~(37)中任一項所述的光學膜的光學膜制造方法。
(39)如(38)中所述的光學膜制造方法,其中如(1)~(35)中任一項所述的光學膜進行皂化處理。
(40)如(38)或(39)中所述的光學膜制造方法,其中所述抗靜電膜層壓在主要由纖維素?;飿嫵傻耐该骰纳?。
(41)如(38)或(39)中所述的光學膜制造方法,其中通過共澆鑄方法將所述抗靜電膜層壓作為主要由纖維素酰化物構成的基材的一部分。
(42)如(40)中所述的光學膜制造方法,其中所述抗靜電膜和/或所述硬涂膜通過模壓涂布方法提供。
(43)一種偏振片,包括偏振膜和設在所述偏振膜兩側的兩個保護膜,其中如(1)~(37)中任一項所述的光學膜用作所述保護膜中的至少一個。
(44)如(43)中所述的偏振片,包括偏振膜和設在所述偏振膜兩側的兩個保護膜,其中如(1)~(37)中任一項所述的光學膜用作保護膜中的一個和具有光學各向異性層的光學補償膜用作保護膜中的另一個。
(45)如(44)中所述的偏振片,其中所述光學補償膜包括由具有盤狀結構單元的化合物形成的光學各向異性層,所述盤狀結構單元的盤面向所述膜表面傾斜,所述盤狀化合物的盤面和所述膜平面間形成的角度沿光學各向異性層的深度方向變化。
(46)一種圖像顯示裝置,其中如(1)~(37)中任一項所述的光學膜或或如(43)~(45)中任一項所述的偏振片設在圖像顯示表面上。
(47)如(46)中所述的圖像顯示裝置,其中它是液晶顯示裝置,其中在設在液晶晶胞兩側上的兩個偏振片中,如(43)~(45)中任一項所述的偏振片用作顯示側的偏振片,用作所述偏振片的保護膜的光學膜設在所述液晶晶胞與所述偏振膜相對的一側。
(48)如(45)或(46)中所述的圖像顯示裝置,其中所述圖像顯示裝置是TN、STN、IPS、VA或OCB模式的透射型、反射型或半透射型液晶顯示裝置。
本發(fā)明的特征在于光學膜主要具有包括導電材料和纖維素酰化物的抗靜電膜,尤其是抗靜電膜是基材的一部分或位于基材和硬涂膜之間。使用抗靜電膜提高了性能如耐擦傷性和各層間的粘合。此外,利用使用抗靜電膜的這種光學膜的偏振片和圖像顯示元件實現(xiàn)了本發(fā)明的目的,并提供了本發(fā)明的下述效果。
附圖簡要說明
圖1A和1B是示意性截面圖,表明具有優(yōu)異抗反射性能的本發(fā)明光學膜的兩個實施方案中的層結構。
圖2A是示意性截面圖,表明具有抗眩光性能的本發(fā)明光學膜的實施方案中的層結構;圖2B是示意性截面圖,表明具有光擴散性能的本發(fā)明光學膜的實施方案中的層結構;圖3A是示意性截面圖,表明本發(fā)明光學膜應用到圖像顯示裝置上的實施方案;圖3B是示意性截面圖,表明本發(fā)明光學膜應用到液晶顯示裝置上的實施方案;圖4C是示意性截面圖,表明本發(fā)明光學膜應用到液晶顯示裝置上的實施方案;以及圖4D是示意性截面圖,表明本發(fā)明光學膜應用到液晶顯示裝置上的實施方案。
1指透明基材;2指抗靜電層;3指硬涂層;4指低折射率層(最外層);5指中折射率層;6指高折射率層;7指抗眩光層;8指平均粒度為0.2-10μm的粒子;9指平均粒度為0.2-10μm的導電粒子;10指粘合劑層;11指偏振膜用的保護膜;12指偏振膜用的保護膜;13指偏振膜;和14指光擴散層。
具體實施例方式
下面詳細描述本發(fā)明。在本說明書中,當數(shù)值指物理性能值或特性值時,術語″(數(shù)值1)~(數(shù)值2)″指″等于或大于(數(shù)值1)但等于或小于(數(shù)值2)″。此外,術語″(甲基)丙烯?;逯浮灞;?或甲基丙烯?;濉!?甲基)丙烯酸酯″,″(甲基)丙烯酸″等也有相似的解釋。
(導電材料)在本發(fā)明中,在抗靜電膜(下面記作抗靜電層)中優(yōu)選使用的導電材料優(yōu)選是電子傳導型的導電材料,如π-共軛導電有機化合物或導電微粒子。
π-共軛導電有機化合物可以是脂肪族共軛化合物如聚乙炔,芳香族共軛化合物如聚(對苯撐),雜環(huán)共軛化合物如聚吡咯或聚噻吩,雜原子共軛化合物如聚苯胺,或混合的共軛化合物如聚(苯撐乙烯)。
導電微粒子可以是基于碳,金屬,金屬氧化物的那些或用導電材料涂布的那些。
碳基微粒子可以是碳粉末如炭黑,ketzen黑,或乙炔黑,碳纖維如PAN基碳纖維或瀝青基碳纖維,或碳薄片如壓碎的石墨。
金屬基微粒子可以是金屬的粉末,如鋁,銅,金,銀,鎳,鉻,鐵,鉬,鈦,鎢,或鉭,或含有這種金屬的合金,金屬薄片,或鐵,銅,不銹鋼,鍍銀銅或黃銅的金屬纖維。
金屬氧化物基微粒子可以是含有鋅(Zn),錫(Sn),銦(In),銻(Sb),或鈰(Ce)的金屬氧化物的微粒子。
特別地,鋁-摻雜的氧化鋅(AZO),氧化錫(SnO2),銻-摻雜的氧化錫(ATO),氟-摻雜的氧化錫(FTO),氧化銦(In2O3),鋅-摻雜的氧化銦(IZO),錫-摻雜的氧化銦(ITO),或氧化銻(Sb2O3)是更優(yōu)選的,AZO,ATO,SnO2,In2O3或ITO是最優(yōu)選的。
導電材料涂布的微粒子可以是例如氧化鈦(球形或針狀),鈦酸鉀,硼酸鋁,硫酸鋇,云母,氧化硅,聚苯乙烯,丙烯酸類樹脂,環(huán)氧樹脂,聚酰胺樹脂或聚氨酯樹脂的微粒子,其表面用金屬氧化物(如AZO,SnO2,ATO,F(xiàn)TO,In2O3,IZO,ITO或Sb2O3)或金屬(如金和/或鎳)處理。
作為抗靜電層的導電材料,優(yōu)選的是π-共軛導電有機化合物(特別是聚噻吩導電聚合物),金屬(特別是金,銀,銀/鈀合金,銅,鎳或鋁)的導電微粒子或金屬氧化物微粒子(特別是AZO,SnO2,ATO,F(xiàn)TO,In2O3,IZO,ITO或Sb2O3)。特別優(yōu)選的是電子傳導型的導電材料,如金屬或金屬氧化物,更優(yōu)選金屬氧化物微粒子。
導電材料的一級粒子優(yōu)選其質(zhì)量平均粒度為1-200nm,更優(yōu)選1-150nm,更優(yōu)選1-100nm,特別優(yōu)選1-80nm。導電材料的平均粒度可以用光散射方法或電子顯微照片法測定。
導電材料優(yōu)選其比表面積為10-400m2/g,更優(yōu)選20-200m2/g,最優(yōu)選30-150m2/g。
導電材料優(yōu)選具有粒狀,球形,立方體狀,紡錘狀,薄片,針狀或無定形形狀,特別優(yōu)選無定形,針狀或薄片形狀。
為提高在抗靜電層中的分散性,導電材料優(yōu)選用各種有機金屬化合物進行表面處理。有機金屬化合物可以是硅烷偶聯(lián)劑,鈦酸鹽偶聯(lián)劑,鋁偶聯(lián)劑和/或其衍生物。特別優(yōu)選的是以下通式(a)代表的硅烷偶聯(lián)劑和/或其衍生物。
通式(a)(R10)s-Si(Z)4-s在通式(a)中,R10代表取代或未取代的烷基或取代或未取代的芳基。烷基可以是甲基,乙基,丙基,異丙基,叔丁基,仲丁基,己基,癸基,或十六烷基。烷基優(yōu)選具有1-30個碳原子,更優(yōu)選1-16個碳原子,特別優(yōu)選1-6個碳原子。芳基可以是苯基或萘基,優(yōu)選苯基。
Z代表羥基或可水解的基團,如烷氧基(優(yōu)選1-5個碳原子的烷氧基,如甲氧基或乙氧基),鹵原子(如Cl,Br或I),或R12COO(R12優(yōu)選是氫原子或1-5個碳原子的烷基,如CH3COO或C2H5COO),優(yōu)選烷氧基,特別優(yōu)選甲氧基或乙氧基。
s代表1-3的整數(shù),優(yōu)選1或2,特別優(yōu)選1。
在R10或Z存在多個時,多個R10或Z可以彼此不同。
R10中的取代基沒有特別限制,可以是鹵原子(如氟,氯或溴),羥基,巰基,羧基,環(huán)氧基,烷基(如甲基,乙基,異丙基,丙基,或叔丁基),芳基(如苯基或萘基),芳香族雜環(huán)基團(如呋喃基,吡唑基或吡啶基),烷氧基(如甲氧基,乙氧基,異丙氧基,或己氧基),芳氧基(如苯氧基),烷基硫(如甲基硫或乙基硫),芳基硫(如苯基硫),烯基(如乙烯基或1-丙烯基),烷氧基甲硅烷基(如三甲氧基甲硅烷基或三乙氧基甲硅烷基),酰氧基(如乙酰氧基,丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基),烷氧基羰基(如甲氧基羰基或乙氧基羰基),芳氧基羰基(如苯氧基羰基),氨基甲?;?如氨基甲?;?,N-甲基氨基甲酰基,N,N-二甲基氨基甲酰基或N-甲基-N-辛基氨基甲?;?,或?;被?如乙?;被郊柞;被?,丙烯?;被蚣谆;被?,這種取代基可以被另一種取代基所取代.
在這些中,更優(yōu)選的是羥基,巰基,羧基,環(huán)氧基,烷基,烷氧基甲硅烷基,酰氧基,或酰基氨基。特別優(yōu)選的是可交聯(lián)的或可聚合的官能團,特別是環(huán)氧基,可聚合的酰氧基((甲基)丙烯?;?,或可聚合的?;被?丙烯?;被蚣谆;被?。這種取代基可以被另一種取代基所取代。
在R10存在多個時,其至少一個優(yōu)選是取代的烷基或取代的芳基。在通式(a)代表的硅烷偶聯(lián)劑中,特別優(yōu)選的是以下通式(b)所代表的具有乙烯基可聚合的取代基的硅烷偶聯(lián)劑或其衍生物通式(b)
在通式(b)中,R1代表氫原子,甲基,乙基,烷氧基羰基,氰基,氟原子或氯原子。烷氧基羰基可以是甲氧基羰基或乙氧基羰基。優(yōu)選的是氫原子,甲基,甲氧基,甲氧基羰基,氰基,氟原子或氯原子,更優(yōu)選氫原子,甲基,甲氧基羰基,氟原子或氯原子。
Y代表單鍵,*-COO-**,*-CONH-**,*-O-**,或*-NH-CO-NH-**,優(yōu)選單鍵,*-COO-**,或-CONH-**,更優(yōu)選單鍵,或*-COO-**,特別優(yōu)選*-COO-**。上面,*指與CH2=C(R1)-鍵合的位置,**指與L鍵合的位置。
L代表二價連接基,更具體而言取代或未取代的亞烷基,取代或未取代的亞芳基,具有內(nèi)部連接基(如醚,酯或酰胺)的取代或未取代的亞烷基,或具有內(nèi)部連接基的取代或未取代的亞芳基,優(yōu)選取代或未取代的亞烷基,取代或未取代的亞芳基,或具有內(nèi)部連接基的亞烷基,更優(yōu)選未取代的亞烷基,未取代的亞芳基,或具有內(nèi)醚或酯連接基的亞烷基,特別優(yōu)選未取代的亞烷基,或具有內(nèi)醚或酯連接基的亞烷基。取代基可以是鹵素,羥基,巰基,羧基,環(huán)氧基,烷基,或芳基,這些取代基可以進一步被取代。
n代表0或1,優(yōu)選0。
R10與通式(a)中的R10具有相同含義,優(yōu)選取代或未取代的烷基,或未取代的芳基,更優(yōu)選未取代的烷基,或未取代的芳基.
Z與通式(a)中的Z具有相同含義,優(yōu)選鹵原子,羥基,或未取代的烷氧基,更優(yōu)選氯原子,羥基,或1-6個碳原子的未取代的烷基,更優(yōu)選羥基,或1-3個碳原子的烷氧基,特別優(yōu)選甲氧基。在Z存在多個時,多個Z可以彼此相同或不同。
通式(a)和通式(b)的化合物和其衍生物可以兩種或多種混合使用。
下面,示出通式(a)和通式(b)所代表的化合物的具體例子,但是本發(fā)明不限于這些例子。
(1)(C2H5O)4-Si(2)(C3H7O)4-Si(3)(i-C3H7O)4-Si(4)(CH3CO2)4-Si(5)CH3-Si-(OCH3)3(6)CH3-Si-(OC2H5)3(7)C2H5-Si-(OC2H5)3(8)t-C4H9-Si-(OCH3)3
(16)C3F7CH2CH2-Si-(OC2H5)3(17)C6F13CH2CH2-Si-(OC2H5)3 (26)NH2CH2CH2CH2-Si-(OCH3)3(27)HS-CH2CH2CH2-Si-(OCH3)3 (30)(CH3O)3-Si-CH2CH2CH2CH2-Si-(OCH3)3
(31)(CH3O)3-Si-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-Si-(OCH3)3 (43)CH2=CH-Si-(OCH3)3
鈦酸鹽偶聯(lián)劑可以是例如金屬醇鹽,如四甲氧基鈦,四乙氧基鈦或四異丙氧基鈦,或Blenact(如KR-TTS,KR-46B,KR-55或KR-41B,由Ajinomoto Co.制造)。
相對于導電材料,用于表面處理的這種有機金屬化合物的量優(yōu)選為0.5-30質(zhì)量%,更優(yōu)選1-20質(zhì)量%,特別優(yōu)選2-10質(zhì)量%。
對于用上述有機金屬化合物涂布導電材料的方法,例如可以參見JP-A No.10-324817,2001-26423,2003-327430和2003-335979。
(纖維素?;?本發(fā)明的抗靜電層中使用的纖維素酰化物優(yōu)選從棉絨或木漿(闊葉漿或針葉漿)制備。這種原料纖維素詳細記載在例如Plastic ZairyoKoza,(17)纖維素樹脂(Marusawa和Uda,Nikkan Kogyo Shimbun,1970出版)。
本發(fā)明中所用的纖維素?;飪?yōu)選對纖維素羥基的取代度滿足所有下述關系(I)~(III)關系(I)2.0≤A+B≤3.0
關系(II)0≤A≤3.0關系(III)0≤B≤3.0上面,A和B代表在纖維素羥基上取代的?;〈?,其中A是乙酰基的取代度,B是3~22個碳原子的?;娜〈取@w維素中每個葡萄糖單元具有3個羥基,上面的值表明對這種羥基的取代水平,最大取代度是3.0。纖維素三乙酸酯通常其取代度A為2.6~3.0(即未取代的羥基最大為0.4),和B=0。
可以根據(jù)乙酸和/或3-22個碳原子的脂肪酸取代纖維素羥基的結合度來計算取代度。根據(jù)ASTM,D-817-91進行測量。
在所有?;且阴;那闆r下,羥基的取代度通常由乙?;却?。乙?;戎附Y合的乙酸量,表明每單位質(zhì)量的纖維素結合的乙酸的質(zhì)量百分比,并可根據(jù)ASTM,D-817-91(對纖維素乙酸酯等的測試方法)對乙?;鹊臏y量方法進行測量。
此外,取代度與以下通式的乙?;认嚓P取代度=乙?;取?62/[(6005-乙?;?×42]本發(fā)明中所用的纖維素?;锏孽;梢允侵咀艴;蚍枷阕艴;?,沒有特別限制。例如可以是纖維素的烷基羧酸酯,烯基羧酸酯,芳香族羧酸酯,或芳香族取代的烷基羧酸酯,每一個還可以具有取代基,優(yōu)選的酯基團總共具有22個碳原子或更少。
優(yōu)選的纖維素酰化物可以是具有在酯部分總共有22個或更少碳原子的?;?如乙酰基,丙酰基,丁?;愇彀滨;;刘;?,癸酰基,十二烷酰基,十三烷?;?,十六烷?;?,或十八烷酰基),芳基羰基(如丙烯酰基或甲基丙烯?;?,芳香族酰基(如苯甲酰基或萘甲?;?naphthaloyl)),或肉桂酰基的纖維素?;铩T谶@些中,特別優(yōu)選的是纖維素乙酸酯,纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP),纖維素乙酸酯丁酸酯(CAB),纖維素乙酸酯硬脂酸酯或纖維素乙酸酯苯甲酸酯。
還優(yōu)選使用的是具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的纖維素?;?,更優(yōu)選具有能夠用光,熱,電子束或射線交聯(lián)或聚合的官能團的纖維素?;?,特別優(yōu)選具有能夠用光或熱交聯(lián)或聚合的官能團的纖維素?;铩?br>
可交聯(lián)的或可聚合的官能團可以是能夠經(jīng)自由基物種發(fā)生交聯(lián)反應或聚合反應的烯鍵式不飽和基團(如(甲基)丙烯?;?,烯丙基,苯乙烯基,或乙烯氧基),陽離子可聚合的基團(如環(huán)氧基,oxatanyl或乙烯氧基),可縮聚的基團(如可水解的甲硅烷基或N-羥甲基),吖丙啶基團,或異氰酸酯基團。優(yōu)選的官能團是(甲基)丙烯?;┍?,環(huán)氧基,或異氰酸酯基團,特別優(yōu)選(甲基)丙烯?;虍惽杷狨セ鶊F。
本發(fā)明中優(yōu)選的纖維素?;镉涊d在例如JP-A No.57-182737,4-277530,8-231761,9-40792,9-90101,10-45803,10-60170,11-5851,11-269304,11-269304,11-292989,12-131524和12-137115中。
在纖維素?;镏?,特別優(yōu)選的是纖維素乙酸酯,其取代度優(yōu)選是2.0-3.0,更優(yōu)選2.2-3.0,特別優(yōu)選2.4-2.95。優(yōu)選的被稱作纖維素三乙酸酯(TAC)或纖維素二乙酸酯(DAC)。
市售產(chǎn)品包括Daicel Chemical Industries Ltd.的纖維素?;?如LM-80,L-20,30,40,50,70或LT-35,55或105),Eastman ChemicalCo.的纖維素?;?如CAB-551-0.01,CAB-551-0.02,CAB-500-5,CAB-381-0.5,CAB-381-02,CAB-381-20,CAB-321-0.2,CAP-504-0./2,CAP-482-20,或CA-398-3),或者是Courtaulds或Hoechst的那些。
纖維素?;锲湔尘酆隙葹?00~700,優(yōu)選120~500,更優(yōu)選130~400,更優(yōu)選140~400,特別優(yōu)選150~380。
粘均聚合度可以根據(jù)Uda等人(Kazuo Uda和Hideo Saito,Journalof the Society of Fiber Science and Technology,vol.18,No.1,105-120(1962))的限制粘度方法測量。該方法也詳細地記載在JP-A No.9-95538中。粘均聚合度可根據(jù)由Ostwald粘度計測量的纖維素酰化物的固有粘度[η]通過以下公式測定(a1)DP=[η]/Km其中[η]是纖維素?;锏墓逃姓扯龋琄m是常數(shù)6×10-4。
在粘均聚合度(DP)等于或大于290時,粘均聚合度和用落球式粘度法測量的濃溶液的粘度(η)優(yōu)選滿足以下關系(a2)(a2)2.814×ln(DP)-11.753≤ln(η)≤6.29×ln(DP)-31.469其中DP是等于或大于290的粘均聚合度,η是在落球式粘度測量法中標線間的通過時間(秒)。上述關系(a2)是從粘均聚合度和濃溶液粘度的繪圖中計算出來。
此外,本發(fā)明中所用的纖維素酰化物優(yōu)選具有由通過凝膠滲透色譜測量的Mw/Mn(Mw質(zhì)量平均分子量,Mn數(shù)均分子量)所代表的較窄分子量分布。更具體而言,Mw/Mn優(yōu)選為1.0~5.0,更優(yōu)選1.0~4.0,特別優(yōu)選1.5~3.5。
纖維素?;飪?yōu)選其玻璃化轉變溫度(Tg)為70-200℃,更優(yōu)選100-180℃。
(抗靜電膜)本發(fā)明的抗靜電膜(以下稱作抗靜電層)其特征在于包括上述導電材料和纖維素?;铩O旅嬖敿毥忉尡景l(fā)明的抗靜電層。
在透明基材(纖維素?;锬?上形成抗靜電層可防止粒子(如灰塵)在透明基材的表面上沉積,從而表現(xiàn)出優(yōu)異的防塵性能。防塵性能表現(xiàn)為降低透明基材的表面電阻率,并且表面電阻率越低效果越顯著。
在本發(fā)明的光學膜中,有抗靜電層一側的表面上的表面電阻率優(yōu)選為1×1014Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1012Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1011Ω/sq或更小,特別優(yōu)選1×109Ω/sq或更小,最優(yōu)選1×108Ω/sq或更小。
可以根據(jù)應用適當?shù)剡x擇抗靜電層的厚度。在制備具有優(yōu)異透明度的抗靜電層時,厚度優(yōu)選為1μm或更小,更優(yōu)選0.01~0.50μm,更優(yōu)選0.05~0.30μm,特別優(yōu)選0.07~0.25μm。
抗靜電層優(yōu)選其濁度為5%或更小,更優(yōu)選3%或更小,特別優(yōu)選1%或更小。
本發(fā)明的抗靜電層置于透明基材和硬涂膜(以下稱作硬涂層)之間,可以提高透明基材,抗靜電層和硬涂層間的粘合。
(形成抗靜電層的方法)在形成抗靜電層時,導電材料優(yōu)選以分散體的狀態(tài)使用。在分散導電材料時,優(yōu)選在分散劑存在下分散在分散介質(zhì)中。
具有分散劑的分散體可使導電材料形成極細的分散體,從而可以制造透明抗靜電層。
在本發(fā)明中,作為導電材料用的分散劑,有利的是可以使用陰離子分散劑,陽離子分散劑,非離子分散劑,或兩性分散劑,優(yōu)選陰離子分散劑或非離子分散劑。
為分散在本發(fā)明中使用的導電材料,特別優(yōu)選的是具有陰離子基團的陰離子分散劑。陰離子基團可以是具有酸性質(zhì)子的基團,如羧基,磺酸基團(磺基),磷酸基團(膦?;?,或磺酰胺基團或其鹽,優(yōu)選羧基,磺酸基團,磷酸基團或其鹽,特別優(yōu)選羧基或磷酸基團。每個分散劑分子中可以存在至少一個陰離子基團,但每個分散劑分子中也可以存在多個陰離子基團,以提高導電材料的分散性。優(yōu)選每個分子中平均存在2個或多個單元,更優(yōu)選5個或多個單元,特別優(yōu)選10個或多個單元。此外,分散劑分子中所含的陰離子基團可以是多個種類。
市售分散劑的例子包括Phosphanol(如PE-510,PE-610,LB-400,EC-6103,和RE-410;Toho Chemical Industries Co.的商品名),Disperbyk(如-110,-111,-116,-140,-161,-162,-163,-164,-170和-171;Byk Chemie Japan Ltd.的商品名),和Solspers(如-24000;ICI Japan Ltd.的商品名)。
分散劑優(yōu)選還含有可交聯(lián)的或可聚合的官能團??山宦?lián)的或可聚合的官能團可以是能夠經(jīng)自由基物種發(fā)生交聯(lián)反應或聚合反應的烯鍵式不飽和基團(如(甲基)丙烯酰基,烯丙基,苯乙烯基,或乙烯氧基),陽離子可聚合的基團(如環(huán)氧基,oxatanyl或乙烯氧基),可縮聚的基團(如可水解的甲硅烷基或N-羥甲基),吖丙啶基團,或異氰酸酯基團。在形成抗靜電層時,具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的分散劑使導電材料保持在分散體狀態(tài),并且分散劑的交聯(lián)或聚合反應提供優(yōu)異的成膜能力,從而提高抗靜電層的物理強度。
用于分散在本發(fā)明抗靜電層中使用的導電材料的分散劑優(yōu)選是具有陰離子基團和可交聯(lián)的或可聚合的官能團的分散劑,其中這類可交聯(lián)的或可聚合的官能團包括在側鏈中。
分散劑的質(zhì)量平均分子量(Mw)沒有特別限制,但優(yōu)選1,000或更大。質(zhì)量平均分子量(Mw)為2,000~1,000,000,優(yōu)選5,000~200,000,特別優(yōu)選10,000~100,000。
相對于導電材料,分散劑優(yōu)選用量為1-50質(zhì)量%,更優(yōu)選5-30質(zhì)量%,最優(yōu)選5-20質(zhì)量%。此外,分散劑可以兩種或多種混合使用。
導電材料優(yōu)選在分散劑存在下分散在分散介質(zhì)中。
分散介質(zhì)優(yōu)選是沸點為50-170℃的液體。分散介質(zhì)的例子包括水,醇溶劑(如甲醇,乙醇,異丙醇,丁醇,或苯甲醇),酮溶劑(如丙酮,甲基乙基酮,甲基異丁基酮,或環(huán)己酮),酯溶劑(如乙酸甲酯,乙酸乙酯,乙酸丙酯,乙酸丁酯,甲酸甲酯,甲酸乙酯,甲酸丙酯,或甲酸丁酯),脂肪族烴溶劑(如己烷或環(huán)己酮),鹵代烴溶劑(如二氯甲烷,氯仿或四氯化碳),芳香族烴溶劑(如苯,甲苯或二甲苯),酰胺溶劑(如二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,或N-甲基吡咯烷酮),醚溶劑(如乙醚,二烷或四氫呋喃),和醚醇溶劑(如1-甲氧基-2-丙醇).
特別地,優(yōu)選的是能夠溶解抗靜電層中所含的纖維素?;锏姆稚⒔橘|(zhì)。優(yōu)選的分散介質(zhì)可以是酮溶劑(如甲基乙基酮,或環(huán)己酮),酯溶劑(如乙酸甲酯),或鹵代烴溶劑(如二氯甲烷)。
導電材料優(yōu)選用分散裝置分散,其例子包括砂磨機(如配備有銷的珠磨機),Dyno研磨機,高速葉輪研磨機,礫磨機,輥磨機,精磨機和膠體研磨機。含有分散介質(zhì)的分散裝置如砂磨機或Dyno研磨機是特別優(yōu)選的。此外,可以與預分散處理組合進行兩階段的分散。預分散處理所用的分散裝置可以是球磨機,三輥磨機,捏合機和擠出機。
導電材料優(yōu)選在分散介質(zhì)中微細分散,優(yōu)選質(zhì)量平均粒度為1-700nm,更優(yōu)選10-500nm,更優(yōu)選20-300nm,特別優(yōu)選30-250nm。
在不損害透明度的情況下,可以使用700nm或更小的導電材料細分散體制備抗靜電性能優(yōu)異的抗靜電層。
本發(fā)明的抗靜電層除了導電材料還含有上述纖維素酰化物。纖維素?;镉米鲗щ姴牧系恼澈蟿⒁部梢蕴岣咄该骰?纖維素?;锬?和硬涂膜間的粘合。
纖維素?;锟梢允巧鲜隼w維素的烷基碳酸酯,烯基羧酸酯,芳香族羧酸酯或芳香族取代的烷基羧酸酯,更特別是纖維素乙酸酯,纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP),纖維素乙酸酯丁酸酯(CAB),纖維素乙酸酯硬脂酸酯,或纖維素乙酸酯苯甲酸酯。
在纖維素?;镏?,特別優(yōu)選的是纖維素乙酸酯,其取代度優(yōu)選是2.0-3.0,更優(yōu)選2.2-3.0,特別優(yōu)選2.4-2.95。優(yōu)選的被稱作纖維素三乙酸酯(TAC)或纖維素二乙酸酯(DAC).
相對于抗靜電層的所有固體,在抗靜電層中所用的導電材料的含量優(yōu)選是20-90質(zhì)量%,更優(yōu)選30-80質(zhì)量%,更優(yōu)選40-70質(zhì)量%,特別優(yōu)選45-60質(zhì)量%,最優(yōu)選45-60質(zhì)量%。
此外,相對于抗靜電層的所有固體,在抗靜電層中所用的纖維素?;锏暮績?yōu)選是10-80質(zhì)量%,更優(yōu)選20-70質(zhì)量%,更優(yōu)選30-60質(zhì)量%,特別優(yōu)選35-55質(zhì)量%,最優(yōu)選40-55質(zhì)量%。此外,纖維素?;飪?yōu)選是除了導電材料之外的抗靜電層的主要成分。主要成分指在除了導電材料之外的成分中含量最高的成分。
在本發(fā)明的抗靜電層中,為進一步提高抗靜電層的強度,優(yōu)選的是加入含有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑。具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑可以是具有能夠經(jīng)自由基物種發(fā)生交聯(lián)反應或聚合反應的烯鍵式不飽和基團(如(甲基)丙烯?;┍?,苯乙烯基,或乙烯氧基),陽離子可聚合的基團(如環(huán)氧基,oxatanyl或乙烯氧基),可縮聚的基團(如可水解的甲硅烷基或N-羥甲基),吖丙啶基團,或異氰酸酯基團的粘合劑。優(yōu)選的粘合劑具有(甲基)丙烯酰基,烯丙基,環(huán)氧基,或異氰酸酯基團,特別優(yōu)選的粘合劑具有(甲基)丙烯酰基或異氰酸酯基團。
本發(fā)明的抗靜電層特別優(yōu)選按如下制造將具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑,聚合引發(fā)劑,反應促進劑等加到含有上述導電材料和上述纖維素?;锏囊后w中,形成用于形成抗靜電層的涂布液體,將用于形成抗靜電層的涂布液體涂布到透明基材上,以及通過交聯(lián)或聚合反應固化具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑。
具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑優(yōu)選是可用電離輻射固化的化合物,如下面說明的可用電離輻射固化的多官能單體或多官能低聚物。
在上述制備方法中,抗靜電層的粘合劑優(yōu)選含有分散劑,纖維素?;锖途哂锌山宦?lián)的或可聚合的官能團的粘合劑的固化物質(zhì)。
此外,在涂布該層的同時或之后,優(yōu)選通過分散劑,纖維素?;锖途哂锌山宦?lián)的或可聚合的官能團的粘合劑固化、交聯(lián)或聚合反應形成抗靜電層的粘合劑。
在這樣涂布的抗靜電層的粘合劑中,具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的分散劑,纖維素酰化物和具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑發(fā)生交聯(lián)或聚合反應,從而分散劑的陰離子基團進入到粘合劑中,陰離子基團具有保持導電材料的分散狀態(tài)的功能,同時可交聯(lián)的或可聚合的結構使粘合劑具有成膜能力,從而有利于提高含有導電材料的抗靜電層的物理強度和耐化學品性。
具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑的官能團優(yōu)選能夠用光,熱,電子束或射線交聯(lián)或聚合,更優(yōu)選是能夠用光或熱交聯(lián)或聚合的官能團。
可光聚合的官能團可以是不飽和的可聚合的官能團,如(甲基)丙烯?;蚁┗?,苯乙烯基或烯丙基,優(yōu)選(甲基)丙烯酰基。
具有可光聚合的官能團的可光聚合的多官能單體的具體例子包括烷撐二醇的(甲基)丙烯酸二酯,如新戊二醇丙烯酸酯,1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯,丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,聚亞氧烷基二醇的(甲基)丙烯酸二酯,如三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯,多元醇的(甲基)丙烯酸二酯,如季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯,和環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷加成物的(甲基)丙烯酸二酯,如2,2-二{4-(丙烯酰氧基-二乙氧基)苯基}丙烷,或2-2-二{4-(丙烯酰氧基-聚丙氧基)苯基}丙烷。
還優(yōu)選使用環(huán)氧基(甲基)丙烯酸酯,尿烷(甲基)丙烯酸酯,或聚酯(甲基)丙烯酸酯作為可光聚合的多官能單體。
在這些中,多元醇和(甲基)丙烯酸的酯是優(yōu)選的,在分子中具有3個或更多個(甲基)丙烯?;亩喙倌軉误w是更優(yōu)選的。具體例子包括三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯,1,2,4-環(huán)己烷四(甲基)丙烯酸酯,五甘油三丙烯酸酯,季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯,(二)季戊四醇三丙烯酸酯,(二)季戊四醇五丙烯酸酯,(二)季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯,(二)季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯,和三季戊四醇六丙烯酸酯。
多官能單體可以兩種或多種混合使用。
在可光聚合的多官能單體的聚合反應中,優(yōu)選使用光聚合引發(fā)劑。光聚合引發(fā)劑優(yōu)選是自由基光聚合引發(fā)劑或陽離子光聚合引發(fā)劑,特別優(yōu)選自由基光聚合引發(fā)劑。
自由基光聚合引發(fā)劑可以是例如苯乙酮,二苯甲酮,Michler苯甲?;郊姿狨?,α-戊基肟酯,四甲基秋蘭姆一硫化物或噻噸酮。
市售自由基光聚合引發(fā)劑的例子包括Nippon Kayaku Co.制造的Kayacure(DETX-S,BP-100,BDMK,CTX,BMS,2-EAQ,ABQ,CPTX,EPD,ITX,QTX,BTC,MCA等),Ciba Specialty Chemicals Inc.制造的Irgacure(651,184,500,907,369,1173,2959,4265,4263等),和Sartomer Co.制造的Esacure(KIP100F,KBI,EB3,BP,X33,KT046,KT37,KIP 150,TZT等)。
特別地,光裂解型的自由基光聚合引發(fā)劑是優(yōu)選的。光裂解型的自由基光聚合引發(fā)劑記載在Kazuhiro Takahashi,″Latest UV curingTechnology″(Gijutsu Joho Kyokai,頁159,1991)中。
光裂解型的市售自由基光聚合引發(fā)劑例如是Ciba SpecialtyChemicals Inc.制造的Irgacure(651,184,或907)。
相對于100質(zhì)量份的多官能單體,光聚合引發(fā)劑優(yōu)選使用0.1~15質(zhì)量份,更優(yōu)選1~10質(zhì)量份。
除了光聚合引發(fā)劑之外,還可以使用光敏劑。光敏劑的例子包括正丁基胺,三乙基胺,三正丁基膦,Michler酮和噻噸酮。
市售光敏劑的例子包括Nippon Kayaku Co.制造的Kayacure(DMBI,或EPA)。
在涂布和干燥抗靜電層之后,優(yōu)選用紫外線照射進行光聚合。
可以用光源如超高壓汞燈,低壓汞燈,碳弧,氙弧,或金屬鹵化物燈的紫外線進行紫外線照射。
此外,作為具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的粘合劑,優(yōu)選使用可熱固化的化合物,如具有環(huán)氧基,吖丙啶基團或異氰酸酯基團的單體或低聚物,特別是具有異氰酸酯基團的單體或低聚物。
具有異氰酸酯基團的粘合劑是具有兩個或多個異氰酸酯基團的聚異氰酸酯化合物,例如異氰酸酯,如甲苯二異氰酸酯,六亞甲基二異氰酸酯,二甲苯二異氰酸酯,亞萘基-1,5-二異氰酸酯,o-甲苯胺二異氰酸酯,異佛樂酮二異氰酸酯,三苯基甲烷二異氰酸酯,這類異氰酸酯和多元醇的反應產(chǎn)物(如3mol甲苯二異氰酸酯和1mol三羥甲基丙烷的反應產(chǎn)物),或通過縮合這類異氰酸酯形成的聚異氰酸酯。
在具有異氰酸酯基團的粘合劑中,異氰酸酯基團含量優(yōu)選為20-40質(zhì)量%,更優(yōu)選25-35質(zhì)量%。
市售產(chǎn)品的例子包括Millionate(MT,MR-100,MR-200,MR-300,MR-400等;Nippon Polyurethane Co.的商品名),Coronate(L等;NipponPolyurethane Co.的商品名),和Sumijule(44V10;Sumitomo BayerUrethane Co.的商品名)。此外,在使用具有異氰酸酯基團的粘合劑的情況下,還優(yōu)選使用交聯(lián)促進劑如叔胺,金屬鹽,或DBU(1,8-二氮雜-二環(huán)[5,4,0]十一烷烯-7)化合物。
在制備抗靜電層時,導電材料,分散劑,纖維素?;铮途哂锌山宦?lián)的或可聚合的官能團的粘合劑中的每一種都可以多種使用。
優(yōu)選通過在透明基材上涂布用于形成抗靜電層的涂布液體來制備抗靜電層,或者需要時在涂布操作的同時或之后進行交聯(lián)或聚合反應。
導電材料優(yōu)選在抗靜電層中微細分散,優(yōu)選質(zhì)量平均粒度為1-700nm,更優(yōu)選10-500nm,更優(yōu)選20-300nm,特別優(yōu)選30-250nm。
在不損害透明度的情況下,可以使用700nm或更小的導電材料細分散體制備抗靜電性能優(yōu)異的抗靜電層。
抗靜電層用的優(yōu)選涂布溶劑的例子包括酮溶劑(如丙酮,甲基乙基酮,甲基異丁基酮,或環(huán)己酮),酯溶劑(如乙酸甲酯,乙酸乙酯,乙酸丙酯,乙酸丁酯,甲酸甲酯,甲酸乙酯,甲酸丙酯,或甲酸丁酯),脂肪族烴溶劑(如己烷或環(huán)己酮),鹵代烴溶劑(如二氯甲烷,氯仿或四氯化碳),芳香族烴溶劑(如苯,甲苯或二甲苯),酰胺溶劑(如二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,或N-甲基吡咯烷酮),醚溶劑(如乙醚,二烷或四氫呋喃),和醚醇溶劑(如1-甲氧基-2-丙醇)。特別地,優(yōu)選的是能夠溶解抗靜電層和/或透明基材中所含的纖維素?;锏娜軇?。優(yōu)選的涂布溶劑可以是酮溶劑(如甲基乙基酮,或環(huán)己酮),酯溶劑(如乙酸甲酯),或鹵代烴溶劑(如二氯甲烷)。特別優(yōu)選的涂布溶劑是甲基乙基酮,環(huán)己酮,或二氯甲烷。
涂布溶劑可以含有另一種溶劑,如水,脂肪族烴(如己烷或環(huán)己烷),酰胺(如二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,或N-甲基吡咯烷酮),醚(如乙醚,二烷,或四氫呋喃),或醚醇(如1-甲氧基-2-丙醇)。
在涂布溶劑中,酮溶劑,酯溶劑和鹵代烴溶劑的總量優(yōu)選占總溶劑的10質(zhì)量%或更大。優(yōu)選占30質(zhì)量%或更大,更優(yōu)選50質(zhì)量%或更大。
特別是在抗靜電層含有可用電離輻射固化的化合物并通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應來形成時,優(yōu)選在氧濃度為10vol.%或更小的氣氛中形成抗靜電層。
在氧濃度為10vol.%或更小的氣氛中形成抗靜電層可以提高抗靜電層的物理強度(如耐擦傷性)和耐化學品性。
優(yōu)選在氧濃度為4vol.%或更小的氣氛中,更優(yōu)選在氧濃度為2vol.%或更小的氣氛中,特別優(yōu)選在氧濃度為1vol.%或更小的氣氛中,最優(yōu)選在氧濃度為0.5vol.%或更小的氣氛中,通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應形成抗靜電層。
為使氧濃度為10vol.%或更小,優(yōu)選用另一種氣體替換空氣(氮濃度約79vol.%,氧濃度約21vol.%),特別優(yōu)選用氮氣替換(氮氣沖洗)。
除了上述成分(導電材料,聚合引發(fā)劑,光敏劑,粘合劑等)之外,抗靜電層還可以包括樹脂,表面活性劑,偶聯(lián)劑,增稠劑,防變色劑,著色劑(顏料或染料),消泡劑,均化劑,阻燃劑,紫外線吸收劑,紅外線吸收劑,粘合促進劑,聚合抑制劑,抗氧化劑,表面改性劑等。
抗靜電層置于透明基材和硬涂層之間,優(yōu)選是與透明基材相鄰的層,特別優(yōu)選是與透明基材和硬涂層相鄰的層。
(透明基材)透明基材由纖維素?;镄纬?例如上述纖維素的烷基羧酸酯,烯基羧酸酯,芳香族羧酸酯或芳香族取代的烷基羧酸酯,如纖維素乙酸酯,纖維素乙酸酯丙酸酯(CAP),纖維素乙酸酯丁酸酯(CAB),纖維素乙酸酯硬脂酸酯,或纖維素乙酸酯苯甲酸酯)。
在這些中,纖維素乙酸酯中特別優(yōu)選的,取代度優(yōu)選為2.6-3.0,纖維素三乙酸酯(TAC)是最優(yōu)選的。
優(yōu)選通過單層澆鑄方法或多層共澆鑄方法,澆鑄將纖維素?;锶芙庠谌軇┲兄苽涞睦w維素酰化物濃液(dope),來形成纖維素?;锬?。
特別地,從環(huán)境保護的角度來看,優(yōu)選通過低溫溶解方法或高溫溶解方法,用將纖維素酰化物溶解在基本上沒有二氯甲烷的溶劑中制備的纖維素?;餄庖盒纬衫w維素?;锬?。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的纖維素酰化物膜公開在Japan Institute ofInvention and Innovation的公開技術報告(2001-1745)中。
透明基材的厚度沒有特別限制,通常為1-300μm,優(yōu)選30-150nm,特別優(yōu)選40-120μm,最優(yōu)選40-100μm。
透明基材優(yōu)選其透光率為80%或更高,更優(yōu)選86%或更高。
透明基材優(yōu)選具有低濁度,優(yōu)選2.0%或更小,更優(yōu)選1.0%或更小。
透明基材優(yōu)選其折射率為1.40-1.70。
在透明基材中,可以加入紅外線吸收劑或紫外線吸收劑。紅外線吸收劑的量優(yōu)選為透明基材的0.01-20質(zhì)量%,更優(yōu)選0.05-10質(zhì)量%。
此外,透明基材可以含有惰性無機化合物的粒子作為潤滑劑。無機化合物的例子包括SiO2,TiO2,BaSO4,CaCO3,滑石和高嶺土。
纖維素酰化物膜可以進行表面處理。表面處理的例子包括化學處理,機械處理,電暈放電處理,火焰處理,紫外線照射處理,高頻處理,輝光放電處理,活性等離子體處理,激光處理,混合酸處理和臭氧處理。輝光放電處理,紫外線照射處理,電暈放電處理或火焰處理是優(yōu)選的,輝光放電處理或電暈放電處理是特別優(yōu)選的。
(硬涂膜)
為使光學膜具有物理強度,優(yōu)選在抗靜電層上提供硬涂膜(以下稱作硬涂層)。
硬涂層通常用可用電離輻射固化的化合物或反應性有機硅化合物形成,優(yōu)選通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應形成。例如,它可以通過在透明基材上涂布含有可用電離輻射固化的多官能單體或多官能低聚物的涂布液體,并進行多官能單體或多官能低聚物的交聯(lián)或聚合反應來形成。
可用電離輻射固化的多官能單體或多官能低聚物優(yōu)選具有能夠用光,電子束或射線聚合的官能團,特別優(yōu)選能夠用光聚合的官能團。
可光聚合的官能團可以是不飽和可聚合的基團如(甲基)丙烯酰基,乙烯基,苯乙烯基,或烯丙基,優(yōu)選(甲基)丙烯?;?。
構成硬涂層的多官能低聚物的優(yōu)選例子是含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A),用于降低卷曲和提高涂布的膜的柔韌性。含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A)可以通過使分子中含有6個或更多個羥基的聚酯多元醇樹枝狀物化合物(a)與含有烯鍵式不飽和基團的一元羧酸(b)反應得到。
分子中含有6個或更多個羥基的聚酯多元醇樹枝狀物化合物可以是通過酯鍵而具有高度支化的分子結構的任何聚酯多元醇,其中大多數(shù)端基是羥基,優(yōu)選以下通式(1)所代表的化合物,更具體而言,如Boltorn H20,Boltorn H30,Boltorn H40,Boltorn H2003,Boltorn H2004,或Boltorn P1000(均由Perstorp AB制造)。
通式(1)
其中X代表二羥甲基丙酸殘基或氫原子;n代表1-10的整數(shù)。
含有烯鍵式不飽和基團的一元羧酸例如可以是丙烯酸,巴豆酸,α-氰基肉桂酸,肉桂酸,或飽和或不飽和二元酸和含有不飽和基團的一縮水甘油基化合物的反應產(chǎn)物。
丙烯酸可以是例如丙烯酸,丙烯酸二聚物,甲基丙烯酸,β-苯乙烯基丙烯酸,β-糠基丙烯酸,飽和或不飽和二元酸酐和在分子中具有羥基的(甲基)丙烯酸酯衍生物的等摩爾反應產(chǎn)物的半酯,或飽和或不飽和二元酸和(甲基)丙烯酸一縮水甘油酯衍生物(優(yōu)選丙烯酸)的等摩爾反應產(chǎn)物的半酯。
飽和或不飽和二元酸酐和在分子中具有羥基的(甲基)丙烯酸酯衍生物的等摩爾反應產(chǎn)物的半酯可以是例如(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯,(甲基)丙烯酸2-羥基丙基酯,或(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯,和二元酸酐(如琥珀酸酐,馬來酸酐,鄰苯二甲酸酐,四氫鄰苯二甲酸酐,或六氫鄰苯二甲酸酐)的反應產(chǎn)物的半酯。
飽和或不飽和二元酸和(甲基)丙烯酸一縮水甘油酯衍生物的等摩爾反應產(chǎn)物的半酯可以是例如通過使上述二元酸酐與甲基丙烯酸縮水甘油酯和(甲基)丙烯酸的反應產(chǎn)物反應而得到的產(chǎn)物。
飽和或不飽和二元酸和含有不飽和基團的一縮水甘油基化合物的反應產(chǎn)物例如可以是通過使上述二元酸酐與苯基二縮水甘油基醚化合物,雙酚型環(huán)氧化合物,氫化的雙酚型環(huán)氧化合物,脂環(huán)族二縮水甘油基醚化合物,脂肪族二縮水甘油基醚化合物,聚硫化物型二縮水甘油基醚化合物,聯(lián)苯酚型環(huán)氧化合物,雙二甲苯酚型環(huán)氧化合物,具有鹵代雙酚骨架的環(huán)氧化合物或具有鹵代聯(lián)苯酚骨架的環(huán)氧化合物與(甲基)丙烯酸的反應產(chǎn)物反應而得到的產(chǎn)物。
這種化合物可以單獨使用,或以兩種或多種的混合物使用。
在硬涂層中所含的含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A)通過使聚酯多元醇樹枝狀物化合物(a)與含有烯鍵式不飽和基團的一元羧酸(b)反應得到,優(yōu)選通過在酸催化劑如硫酸,甲烷磺酸或p-甲苯磺酸存在下使(a)和(b)脫水縮合得到。
固化后硬涂層中的含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A)的量優(yōu)選為硬涂層固體的10-80質(zhì)量%,用于降低卷曲和裂紋,更優(yōu)選20-70質(zhì)量%,更優(yōu)選30-60質(zhì)量%。
具有可光聚合官能團的可光聚合的多官能單體的例子與對于抗靜電層所述的那些相同,并優(yōu)選使用光聚合引發(fā)劑和光敏劑聚合這種單體。在涂布和干燥硬涂層后,優(yōu)選通過紫外線照射進行光聚合。
優(yōu)選通過涂布用于形成硬涂層的涂布液體形成硬涂層。硬涂層置于抗靜電層上,用于對光學膜提供高物理強度,優(yōu)選是抗靜電層的相鄰層。
優(yōu)選的涂布溶劑可以是對抗靜電層所列舉的酮溶劑,酯溶劑,或芳香族烴溶劑。特別地,酮溶劑還增強了抗靜電層和硬涂層的粘合。
特別優(yōu)選的涂布溶劑是甲基乙基酮,甲基異丁基酮或環(huán)己酮。
除了對抗靜電層列舉的溶劑之外,涂布溶劑還可以含有另一種溶劑。
在涂布溶劑中,酮溶劑含量優(yōu)選占總溶劑的10質(zhì)量%或更大。優(yōu)選占30質(zhì)量%或更大,更優(yōu)選60質(zhì)量%或更大。
在通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應制備硬涂層時,可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應優(yōu)選在氧濃度為10vol.%或更小的氣氛中進行。在氧濃度為10vol.%或更小的氣氛中形成硬涂層可以提高物理強度(如耐擦傷性)和耐化學品性。
優(yōu)選在氧濃度為4vol.%或更小的氣氛中,更優(yōu)選在氧濃度為2vol.%或更小的氣氛中,特別優(yōu)選在氧濃度為1vol.%或更小的氣氛中,最優(yōu)選在氧濃度為0.5vol.%或更小的氣氛中,通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應來形成。
為使氧濃度為10vol.%或更小,優(yōu)選用另一種氣體替換空氣(氮濃度約79vol.%,氧濃度約21vol.%),特別優(yōu)選用氮氣替換(氮氣沖洗)。
還優(yōu)選的是,除了上述可用電離輻射固化的化合物之外,硬涂層還包括對于抗靜電層所述的纖維素?;镒鳛檎澈蟿?br>
硬涂層的厚度可以根據(jù)應用適當?shù)剡x擇。硬涂層優(yōu)選其厚度為1-10μm,更優(yōu)選2-7μm,特別優(yōu)選3-5μm。
硬涂層優(yōu)選根據(jù)JIS K5400的鉛筆硬度試驗的強度為H或更高,更優(yōu)選2H或更高,最優(yōu)選3H或更高。此外,在根據(jù)JIS K5400的Taber試驗中,在試驗之前和之后,試驗片的磨損量優(yōu)選盡可能小。
在硬涂層中,可以加入樹脂,分散劑,表面活性劑,抗靜電劑,硅烷偶聯(lián)劑,增稠劑,防變色劑,著色劑(顏料或染料),消泡劑,均化劑,阻燃劑,紫外線吸收劑,粘合促進劑,聚合抑制劑,抗氧化劑,或表面改性劑。為增大硬涂層的硬度,抑制固化中的收縮并控制折射率,還可以加入下面將說明的平均一級粒度為1-200nm的無機微粒子。為了降低硬涂層的表面電阻率,還可以加入下面將說明的平均粒度為0.2-10μm的導電粒子。為提供抗眩光功能或光擴散功能,還可以加入下面將說明的平均粒度為0.2-10μm的粒子。
(平均粒度為0.2-10μm的導電粒子)通常用可用電離輻射固化的化合物,或反應性有機硅化合物形成硬涂層。在硬涂層不太厚時,即使硬涂層單獨不具有導電性能,但抗靜電層的導電性被傳遞到硬涂層的表面,從而在有硬涂層的一側表面電阻率降低,這樣表現(xiàn)出抗靜電作用。此外,由于下面將說明的光學干涉層(高折射率層,中折射率層,低折射率層)也具有較小厚度,當將這類層層疊在硬涂層上時,也使表面電阻率降低,這樣表現(xiàn)出抗靜電效果。
然而,在硬涂層具有較大厚度時,抗靜電層的導電性不易傳遞到硬涂層表面,從而具有硬涂層一側的抗靜電性能變得極弱。為在具有硬涂層一側的表面上更有效地表現(xiàn)出抗靜電性能,優(yōu)選將平均粒度為0.2-10μm的導電粒子加到硬涂層中。平均粒度為0.2-10μm的導電粒子起到將抗靜電層的導電性傳遞到硬涂層表面的作用,從而降低其表面電阻率并表現(xiàn)出令人滿意的抗靜電作用。
加到硬涂層中的上述導電粒子可以是炭黑,銻-摻雜的氧化錫(ATO),錫-摻雜的氧化銦(ITO),電子傳導型金屬粒子(如Au,Ag,Cu或Ni),或有機化合物的粒子(如樹脂粒子)或無機化合物的粒子,如硅樹脂,三聚氰胺樹脂,丙烯酸類樹脂,環(huán)氧樹脂,聚酰胺樹脂,聚氨酯樹脂,苯并胍胺樹脂,聚甲基丙烯酸甲酯樹脂,聚苯乙烯樹脂,聚偏二氟乙烯樹脂,二氧化硅,二氧化鈦,氧化鋯,氧化鋁,氧化鋅,碳酸鈣,或硫酸鋇,其表面用導電化合物(如金屬如Au和/或Ni或導電金屬氧化物)覆蓋。
這種導電粒子優(yōu)選其平均粒度為硬涂層厚度的30%或更大,更優(yōu)選為厚度的30-110%,更優(yōu)選50-100%,特別優(yōu)選60-90%。粒子的平均粒度優(yōu)選為0.5-7.0μm,更優(yōu)選1.0-5.0μm,特別優(yōu)選2.0-4.0μm。此外,導電粒子的平均粒度優(yōu)選小于硬涂層的厚度。
粒子的粒度分布優(yōu)選盡可能窄。粒子的較窄粒度分布允許更有效地表現(xiàn)出抗靜電作用。下面公式給出了代表粒子粒度分布的值S,優(yōu)選為2.0或更小,更優(yōu)選1.0或更小,特別優(yōu)選0.7或更小。
S=[D(0.9)-D(0.1)]/D(0.5)其中D(0.1)10%的累積體積換算時的粒度分布值;D(0.5)50%的累積體積換算時的粒度分布值;以及D(0.9)90%的累積體積換算時的粒度分布值。
上述導電粒子可以包括在硬涂層之外的其他層中。含有上述導電粒子的層變成在厚度方向和沿膜平面方向表現(xiàn)出不同電阻的各向異性導電層,尤其是厚度方向的導電性優(yōu)選盡可能高。層含有上述導電粒子的層優(yōu)選其厚度方向的體積電阻率為1010Ω·cm或更小,優(yōu)選108Ω·cm或更小,更優(yōu)選107Ω·cm或更小,特別優(yōu)選106Ω·cm或更小。
(光學膜的結構)在本發(fā)明的光學膜中,還可以有其他層。例如,形成光學干涉層(下面討論的高折射率層,中折射率層,低折射率層等)可以得到抗反射性能優(yōu)異的光學膜(抗反射膜)。此外,在光學膜表面上形成提供表面不規(guī)則性的層(如抗眩光層)可以得到能夠防止外光反射的光學膜(抗眩光膜)。此外,通過向光學膜中加入折射率不同于層基質(zhì)的粒子而形成擴散透過光的層(如光擴散層)可以得到能夠擴大液晶顯示裝置視角的光學膜(光擴散膜)。下面,將說明光學膜中優(yōu)選使用的添加劑和結構。
(平均粒度為1-200nm的無機微粒子)在光學膜中,優(yōu)選在透明基材和形成在透明基材上的最外層(以下稱作最外層)之間構建含有一級粒子的平均粒度為1-200nm的無機微粒子的層。上述平均粒度指質(zhì)量平均粒度。一級粒子的平均粒度為1~200nm可以得到不損害透明度的層。
一級粒子平均粒度為1-200nm的無機微粒子用于增大層的硬度,抑制固化中的收縮并控制折射率。
除了上述抗靜電層中所述的那些(金屬氧化物微粒子,金屬微粒子等)之外,無機微粒子可以是二氧化硅,氟化鎂,氧化鋁,碳酸鈣,硫酸鋇,滑石,高嶺土,硫酸鈣,二氧化鈦,氧化鋯,氧化鋅,或硫化鋅的微粒子。
優(yōu)選的是二氧化硅,二氧化鈦,氧化鋯,氧化鋁,氧化錫,ATO,ITO或氧化鋅。
作為平均粒度為1-200nm的無機微粒子,可以混合使用不同平均粒度的多種粒子。優(yōu)選混合使用多種不同材料的粒子。
在無機微粒子中,一級粒子優(yōu)選其平均粒度為5-200nm,更優(yōu)選10-150nm,更優(yōu)選20-100nm,特別優(yōu)選20-50nm。
在層中,無機微粒子優(yōu)選盡可能細地分散,優(yōu)選用分散劑分散。在層中,無機微粒子優(yōu)選其粒度,平均粒度,為5-300nm,更優(yōu)選10-200nm,更優(yōu)選20-150nm,特別優(yōu)選20-80nm。特別是在用于光學干涉層(下面將說明的高折射率層,中折射率層,低折射率層等)中時,粒度優(yōu)選200nm或更小。
至于分散方法,適用于對抗靜電層所述的各事項。
按層總質(zhì)量計,層中無機微粒子的含量優(yōu)選為10-90質(zhì)量%,更優(yōu)選15-80質(zhì)量%,特別優(yōu)選15-75質(zhì)量%。
在制備高折射率的層(如高折射率層或中折射率層)時,優(yōu)選通過與對抗靜電層所述的相似方法,通過在層中細分散高折射率的無機微粒子(如二氧化鈦,氧化鋯,氧化鋁,氧化錫,ATO,ITO,或氧化鋅)來制備這種層。
在制備低折射率的層(如低折射率層)時,優(yōu)選通過在層中細分散低折射率的無機微粒子(如二氧化硅,中空二氧化硅,氟化鎂或氟化鈣)來制備這種層。
含有平均粒度為1-200nm的無機微粒子的層優(yōu)選是硬涂層,或下面將說明的抗眩光層,光擴散層,高折射率層,中折射率層,或低折射率層。
含有平均粒度為1-200nm的無機微粒子的層優(yōu)選含有有機化合物的粘合劑。此外,在硬涂層中時,粘合劑優(yōu)選是具有可交聯(lián)或可聚合官能團的化合物的固化物質(zhì),并優(yōu)選通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應形成。
含有平均粒度為1-200nm的無機微粒子的層優(yōu)選其濁度為5%或更小,更優(yōu)選3%或更小,特別優(yōu)選2%或更小,最優(yōu)選1%或更小。
含有平均粒度為1-200nm的無機微粒子的層優(yōu)選根據(jù)JIS K5400的鉛筆硬度試驗的強度為H或更高,更優(yōu)選2H或更高,最優(yōu)選3H或更高。此外,在根據(jù)JIS K5400的Taber試驗中,在試驗前后的試樣磨損量優(yōu)選盡可能小。
(平均粒度為0.2-10μm的粒子)在光學膜中,優(yōu)選在透明基材上構建含有平均粒度為0.2-10μm粒子的層(如抗眩光層或光擴散層)。
平均粒度為0.2-10μm的粒子用于為光學膜提供抗眩光功能和/或擴散透過的光的光擴散功能,從而擴大液晶顯示裝置的視角。
這種粒子可以是無機化合物的那些,有機化合物的那些(如樹脂粒子)或無機/有機化合物的復合粒子,優(yōu)選樹脂粒子或二氧化硅粒子。粒子優(yōu)選具有盡可能窄的粒度分布。粒子的折射率沒有特別限制,優(yōu)選1.35-1.80,更優(yōu)選1.40-1.75,更優(yōu)選1.40-1.75。
在抗眩光層情況下,粒子的折射率優(yōu)選與層的基質(zhì)的折射率(即不包括平均粒度為0.2-10μm的粒子的層的折射率)大約相同(折射率差為0.005或更小),或相差0.02或更大。
當將光學膜安裝在圖像顯示表面時,與層的基質(zhì)的折射率大約相同的折射率可以提高對比度。另一方面,當將光學膜安裝在圖像顯示表面時,在粒子和層的基質(zhì)間的折射率差提高了可見性(液晶顯示裝置的眩光缺陷或視角性能)。
當在粒子和層的基質(zhì)間形成折射率差時,這種差優(yōu)選是0.03-0.5,更優(yōu)選0.03-0.4,特別優(yōu)選0.05-0.3。
在光擴散層的情況下,粒子的折射率優(yōu)選不同于層的基質(zhì),相差0.02或更大。
當在粒子和層的基質(zhì)間形成折射率差時,這種差優(yōu)選是0.03-0.5,更優(yōu)選0.03-0.4,特別優(yōu)選0.05-0.3。
含有平均粒度為0.2-10μm的粒子的層可以構建在透明基材上,并優(yōu)選構建在具有本發(fā)明抗靜電層的一側。這種層優(yōu)選是上述硬涂層,抗靜電層,低折射率層,高折射率層,或中折射率層,更優(yōu)選硬涂層,抗靜電層或高折射率層,最優(yōu)選硬涂層。
在含有平均粒度為0.2-10μm的粒子的層中,特別優(yōu)選適用JP-ANo.2003-4903中的說明。
(有機硅烷化合物)下面,將說明可有利地用于本發(fā)明光學膜的層中的有機硅烷化合物。
為提高膜的物理強度(如耐擦傷性)或與膜相鄰的層的粘合性能,優(yōu)選將有機硅烷化合物和/或其其衍生物加到透明基材上的任一層中。
作為有機硅烷化合物和/或其衍生物,可以使用上述通式(a)或(b)代表的化合物和/或其衍生物。優(yōu)選的是具有羥基,巰基,羧基,環(huán)氧基,烷基,烷氧基甲硅烷基,酰氧基,或?;被挠袡C硅烷化合物,特別優(yōu)選的是具有環(huán)氧基,可聚合的酰氧基(如(甲基)丙烯?;?,或可聚合的?;被?如丙烯?;被?,或甲基丙烯?;被?的有機硅烷化合物(其他添加劑)此外,在光學膜的每一層中,可以加入例如樹脂,分散劑,表面活性劑,抗靜電劑,硅烷偶聯(lián)劑,增稠劑,防變色劑,著色劑(顏料或染料),消泡劑,均化劑,阻燃劑,紫外線吸收劑,粘合促進劑,聚合抑制劑,抗氧化劑,或表面改性劑。
(低折射率層)
低折射率層被構建為光學膜提供抗反射性能。在低折射率層中,使用粘合劑分散和固定本發(fā)明的微粒子。粘合劑可以是對硬涂層所述的那些,但優(yōu)選是在粘合劑本身中具有低折射率的含氟聚合物或含氟溶膠-凝膠材料。作為含氟聚合物或含氟溶膠-凝膠材料,優(yōu)選的是可用熱或電離輻射交聯(lián)的、動摩擦系數(shù)為0.03-0.30并對水的接觸角為85-120°的材料。
低折射率層其折射率優(yōu)選為1.20-1.46,更優(yōu)選1.25-1.46,特別優(yōu)選1.30-1.46。
低折射率層厚度優(yōu)選為50-200nm,更優(yōu)選70-100nm。低折射率層濁度優(yōu)選為3%或更小,更優(yōu)選2%或更小,最優(yōu)選1%或更小。低折射率層優(yōu)選在500g負載下的鉛筆硬度試驗中其強度為H或更高,更優(yōu)選2H或更高,最優(yōu)選3H或更高。
此外,為提高光學膜的防污性能,其表面優(yōu)選對水的接觸角為90°或更高,更優(yōu)選95°或更高,特別優(yōu)選100°或更高。
下面,說明優(yōu)選用于本發(fā)明低折射率層中的共聚物。
含氟單體可以是氟烯烴(如氟乙烯,偏二氟乙烯,四氟乙烯,或六氟丙烯),部分或完全氟化的(甲基)丙烯酸的烷基酯衍生物(如Viscote6FM(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.制造)或R-2020(Daikin Co.制造))或完全或部分氟化的乙烯基醚,優(yōu)選全氟烯烴,從折射率,溶解度,透明度和來源來看特別優(yōu)選六氟丙烯。增加這種含氟乙烯基單體的組成比可以降低折射率,但也降低了膜強度。在本發(fā)明中,含氟乙烯基單體的加入量優(yōu)選使得共聚物的氟含量為20-60質(zhì)量%,更優(yōu)選25-55質(zhì)量%,特別優(yōu)選30-50質(zhì)量%。
作為用于提供交聯(lián)性能的成分,主要可以考慮下面(A),(B)和(C)所代表的單元(A)通過聚合在分子內(nèi)具有可自交聯(lián)的官能團的單體得到的成分單元,如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯,或縮水甘油基乙烯基醚;(B)通過聚合具有羧基,羥基,氨基或磺基的單體(如(甲基)丙烯酸,羥甲基(甲基)丙烯酸酯,羥基烷基(甲基)丙烯酸酯,烯丙基丙烯酸酯,羥基乙基乙烯基醚,羥基丁基乙烯基醚,馬來酸或巴豆酸)得到的成分單元;(C)通過使分子內(nèi)具有可與(A)或(B)的官能團反應的基團和另一種可交聯(lián)的官能團的化合物與成分單元(A)或(B)反應得到的成分單元(例如通過使丙烯酰氯與羥基反應而合成的成分單元)。
在成分單元(C)中,特別是在本發(fā)明中,可交聯(lián)的官能團優(yōu)選是可光聚合的基團??晒饩酆系幕鶊F可以是例如(甲基)丙烯?;?,烯基,肉桂?;?,亞肉桂基乙酰基,亞芐基苯乙酮基團,苯乙烯基吡啶基團,α-苯基馬來酰亞胺基團,苯基疊氮基,磺?;B氮基,羰基疊氮基,重氮基,o-醌二疊氮基,呋喃基丙烯酰基,香豆素基團,吡喃酮基團,蒽基團,二苯甲酮基團,二苯乙烯基團,二硫代氨基甲酸酯基團,黃原酸酯基團,1,2,3-噻二唑基團,環(huán)丙烯基團或氮雜二氧雜二環(huán)基團。這些可以單獨使用或兩種或多種混合使用。在這些中,(甲基)丙烯?;蛉夤瘐;莾?yōu)選的,(甲基)丙烯?;翘貏e優(yōu)選的。
含有可光聚合的基團的共聚物可按下述方法制備,但不限于這些方法(1)通過使包括羥基的含有可交聯(lián)的官能團的共聚物與(甲基)丙烯酰氯反應形成酯的方法;(2)通過使包括羥基的含有可交聯(lián)的官能團的共聚物與具有異氰酸酯基團的(甲基)丙烯酸酯反應形成氨基甲酸酯的方法;(3)通過使包括環(huán)氧基的含有可交聯(lián)的官能團的共聚物與(甲基)丙烯酸反應形成酯的方法;以及(4)通過使包括羧基的含有可交聯(lián)的官能團的共聚物與具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯反應形成酯的方法。
可光聚合的基團的加入量可以任意調(diào)節(jié),考慮到涂布膜表面的穩(wěn)定性、在無機微粒子存在下表面缺陷的降低和膜強度的改進,優(yōu)選的是留下一定量的羧基或羥基。
在本發(fā)明所用的共聚物中,考慮到各種角度如對基礎材料的粘合,聚合物的Tg(對膜硬度起貢獻),在溶劑中的溶解度,透明度,潤滑性能,和防塵和防污性能,除了衍生于上述含氟乙烯基單體的重復單元和在側鏈中具有(甲基)丙烯?;闹貜蛦卧?,還可以適當?shù)毓簿酆掀渌蚁┗鶈误w??梢愿鶕?jù)目的混合使用多種這類乙烯基單體,按共聚物計,優(yōu)選總共加入0-65mol.%,更優(yōu)選0-40mol.%,特別優(yōu)選0-30mol.%。
可以混合使用的乙烯基單體單元沒有特別限制,可以是例如,烯烴(如乙烯,丙烯,異戊二烯,氯乙烯或偏二氯乙烯),丙烯酸酯(如丙烯酸甲基酯,丙烯酸乙基酯,丙烯酸2-乙基己基酯或丙烯酸2-羥基乙基酯),甲基丙烯酸酯(如甲基丙烯酸甲基酯,甲基丙烯酸乙基酯,甲基丙烯酸丁基酯或甲基丙烯酸2-羥基乙基酯),苯乙烯衍生物(如苯乙烯,p-羥基甲基苯乙烯或p-甲氧基苯乙烯),乙烯基醚(如甲基乙烯基醚,乙基乙烯基醚,環(huán)己基乙烯基醚,羥基乙基乙烯基醚,或羥基丁基乙烯基醚),乙烯基酯(如乙酸乙烯基酯,丙酸乙烯基酯,或肉桂酸乙烯基酯),不飽和羧酸(如丙烯酸,甲基丙烯酸,巴豆酸,馬來酸或衣康酸),丙烯酰胺(如N,N-二甲基丙烯酰胺,N-叔丁基丙烯酰胺或N-環(huán)己基丙烯酰胺),甲基丙烯酰胺(如N,N-二甲基甲基丙烯酰胺)或丙烯腈。
本發(fā)明中特別有用的含氟聚合物是全氟烯烴和乙烯基醚或乙烯基酯的無規(guī)共聚物。特別地,其優(yōu)選含有能夠單獨發(fā)生交聯(lián)反應的基團(例如自由基反應性基團,如(甲基)丙烯?;?,或開環(huán)可聚合的基團如環(huán)氧基或氧雜環(huán)丁烷基)。包括可交聯(lián)基團的這種聚合單元優(yōu)選占聚合物所有聚合單元的5-70mol.%,特別優(yōu)選30-60mol.%。優(yōu)選的聚合物可以是記載在JP-A No.2002-243907,2002-372601,2003-26732,2003-222702,2003-294911,2003-329804,2004-4444,和2004-45462中的那些。
此外,在本發(fā)明的含氟聚合物中,優(yōu)選引入聚硅氧烷結構,以提供防污性能。引入聚硅氧烷結構的方法沒有特別限制,優(yōu)選通過使用JP-A No.6-93100,11-189621,11-228631和2000-313709中所述的硅樹脂高分子偶氮引發(fā)劑引入聚硅氧烷嵌段共聚物成分的方法,或使用JP-A No.2-251555和2-308806中所述的硅樹脂高分子的引入聚硅氧烷接枝共聚物成分的方法來引入。特別優(yōu)選的化合物的例子包括JP-A No.11-1 89621中實施例1,2和3的聚合物,和JP-A No.2-251555中的共聚物A-2和A-3。在聚合物中優(yōu)選含有0.5~10質(zhì)量%的這種聚硅氧烷組分,特別優(yōu)選1~5質(zhì)量%。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的聚合物其分子量,質(zhì)量平均分子量,為5,000或更高,優(yōu)選10,000-500,000,最優(yōu)選15,000-200,000。混合使用不同平均分子量的聚合物可以改進涂布的表面態(tài)和耐擦傷性。
上述聚合物可以與JP-A No.10-25388和2000-17028中所述的具有可聚合不飽和基團的固化劑混合使用。還優(yōu)選與JP-A No.2002-145952中所述的具有可聚合不飽和基團的含氟多官能化合物混合使用。具有可聚合不飽和基團的多官能化合物可以是例如對于硬涂層所述的多官能單體。這種化合物對于改進耐擦傷性具有較大作用,特別是在主要聚合物中混合具有可聚合的不飽和基團的化合物的情況下。
在聚合物本身不具有足夠固化性能的情況下,可以通過共混可交聯(lián)的化合物來提供必須的固化性能。例如,在主要聚合物具有羥基的情況下,各種氨基化合物優(yōu)選用作固化劑。用作交聯(lián)劑的氨基化合物例如是總共兩個或多個單元具有羥基烷基氨基和/或烷氧基烷基氨基的化合物,更具體而言可以是三聚氰胺化合物,脲化合物,苯并胍胺化合物,或甘脲基(glycoluryl)化合物。
三聚氰胺化合物通常已知具有鍵合有氮原子的三嗪環(huán)骨架,如三聚氰胺,烷基化的三聚氰胺,羥甲基三聚氰胺或烷氧基化的甲基三聚氰胺,但優(yōu)選在一個分子內(nèi)的總共兩個或多個單元中含有羥甲基和/或烷氧基化的甲基。更具體而言,優(yōu)選的是通過在堿性條件下使三聚氰胺和甲醛反應得到的羥甲基化的三聚氰胺,烷氧基化的三聚氰胺或其衍生物,烷氧基化的三聚氰胺是特別優(yōu)選的,可以在可固化的樹脂組合物中得到令人滿意的貯存性和令人滿意的反應性。用作可交聯(lián)化合物的羥甲基化的三聚氰胺或烷氧基化的甲基三聚氰胺沒有特別限制,還可以使用通過例如Plastic Zairyo Koza,[8]脲和三聚氰胺樹脂(NikkanKogyo Shimbun出版)中所述的方法得到的各種樹脂狀物質(zhì)。
此外,除了脲之外,脲化合物可以是聚羥甲基化的脲,烷氧基化的甲基脲和其衍生物,具有脲酮(urone)環(huán)的羥甲基化的脲或烷氧基化的甲基脲酮。此外,在脲衍生物中,可以使用上述文獻中所述的各種樹脂狀物質(zhì)。
在本發(fā)明的低折射率層中,可以使用通過電離輻射照射或加熱而產(chǎn)生自由基或酸的化合物。
光自由基產(chǎn)生劑或熱自由基產(chǎn)生劑可以是在成膜粘合劑中所述的那些。
<熱酸產(chǎn)生劑>
熱酸產(chǎn)生劑的具體例子包括脂肪族磺酸和其鹽,脂肪族羧酸如檸檬酸,乙酸,或馬來酸和其鹽,芳香族羧酸如苯甲酸,或鄰苯二甲酸和其鹽,烷基苯磺酸和銨鹽,胺鹽和其金屬鹽,磷酸和有機酸的磷酸酯。
市售材料的例子包括催化劑4040,催化劑4040,催化劑4050,催化劑600,催化劑602,催化劑500和催化劑296-9(由Nippon ScitecIndustries Co.制造),Nacure系列155,1051,5076,4054J和嵌段型Nacure系列2500,5225,X49-110,3525和4167(由King Ltd.制造)。
按100質(zhì)量份的可固化的樹脂組合物計,這種熱酸產(chǎn)生劑優(yōu)選用量為0.01-10質(zhì)量份,更優(yōu)選0.1-5質(zhì)量份。此范圍內(nèi)的用量為可固化的樹脂組合物提供令人滿意的貯存穩(wěn)定性和在涂布膜中令人滿意的耐擦傷性。
光酸產(chǎn)生劑可以是例如,(1)鎓鹽,如碘鎓鹽,锍鹽,鏻鹽,重氮鹽,銨鹽或吡啶鎓鹽;(2)砜化合物,如β-酮酯,β-磺?;炕蚱洇?重氮化合物;(3)磺酸酯,如烷基磺酸酯,鹵代烷基磺酸酯,芳基磺酸酯或亞磺酸酯(imisulfonate);(4)磺酰亞胺化合物;或(5)重氮甲烷化合物。按100質(zhì)量份的可固化的樹脂組合物計,這種光酸產(chǎn)生劑優(yōu)選用量為0.01-10質(zhì)量份,更優(yōu)選0.1-5質(zhì)量份。
低折射率層可以通過氣相方法(真空蒸發(fā),噴濺,離子電鍍或等離子體CVD)或涂布方法形成,但涂布方法是優(yōu)選的,因為制備成本低。低折射率層可以作為光學膜的最外層或最外層的相鄰層。
通過氣相方法制備低折射率層可以通過在硬涂層上真空蒸發(fā)或噴濺低折射率材料例如硅化合物或含氟化合物(如MgF2,或SiOx(1<x<2))來實現(xiàn)。在通過氣相方法制備低折射率層時,可以使用已知的方法。
通過涂布方法制備低折射率層可以通過在硬涂層上涂布含有低折射率材料例如硅化合物或含氟化合物的液體來實現(xiàn)。例如可以使用涂布含有SiO2溶膠的液體從而形成SiO2溶膠膜的方法,或可以使用涂布含有氟化樹脂的液體從而形成氟化樹脂層的方法。
氟化樹脂優(yōu)選通過具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的含氟化合物的交聯(lián)或聚合反應來形成,如具有可熱固化的官能團或可用電離輻射固化的官能團。
低折射率層優(yōu)選其折射率比透明基材低,優(yōu)選1.30-1.50,更優(yōu)選1.35-1.48,更優(yōu)選1.38-1.46,特別優(yōu)選1.40-1.45。
低折射率層通常其厚度約50-200nm,優(yōu)選60-150nm,更優(yōu)選70-120nm,特別優(yōu)選75-100nm。
低折射率層濁度優(yōu)選為5%或更小,更優(yōu)選3%或更小,特別優(yōu)選2%或更小,最優(yōu)選1%或更小。
此外,在根據(jù)JIS K5400的Taber試驗中,在試驗之前和之后,低折射率層優(yōu)選表現(xiàn)出試驗片的磨損量優(yōu)選盡可能小。
在優(yōu)選的低折射率層中,JP-A No.2000-100005,2001-100007,2001-188104,2001-318207,2002-55205,2002-71904,2002-82207,2002-131507,2002-131514,2002-116323,2002-148404,2002-156508,2002-243907,2002-243905,2002-372601,2003-26732,2003-222702,2003-222704,2003-227901,2002-294911,2003-329804,2004-22278,2004-4444,2004-42278,2004-45462,2004-69866,2004-93947,2004-163610,和2004-170919中的說明優(yōu)選特別適用。
(高折射率層)為得到具有優(yōu)異抗反射性能的光學膜,折射率比低折射率層高的層(高折射率層和/或中折射率層)優(yōu)選設在光學膜上(例如在硬涂層和低折射率層之間)。高折射率或中折射率指各層間折射率的相對差,高折射率層其折射率比中折射率層高。
高折射率層可以通過氣相方法(真空蒸發(fā),噴濺,離子電鍍或等離子體CVD)或涂布方法形成,但涂布方法是優(yōu)選的,因為制備成本低。
通過氣相方法制備高折射率層可以通過在硬涂層上真空蒸發(fā)或噴濺高折射率材料來實現(xiàn)。在通過氣相方法制備低折射率層時,可以使用已知的方法。
通過涂布方法制備高或中折射率層可以優(yōu)選通過在膜中細分散高折射率的無機微粒子(如二氧化鈦,氧化鋯,氧化鋁,氧化錫,ATO,ITO,或氧化鋅)來實現(xiàn)。至于分散方法,適用于對抗靜電層所述的各事項。
此外,在高或中折射率層中,有利地是使用通過含有芳香族基團和/或除氟外的鹵素(如Br,I,或Cl)的可用電離輻射固化的化合物或含有S,N或P原子的可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應得到的粘合劑。在高或中折射率層中,可以適當?shù)乜刂普凵渎剩⑶以诤懈哒凵渎实奈⒘W訒r,可以通過控制膜中的微粒子含量來調(diào)節(jié)折射率。此外,可以適當?shù)卣{(diào)節(jié)高或中折射率層的厚度。
高折射率層優(yōu)選其折射率為1.65-2.40,更優(yōu)選1.70-2.20,更優(yōu)選1.75-2.10,特別優(yōu)選1.80-2.10。中折射率層優(yōu)選其折射率為1.55-1.80,更優(yōu)選1.60-1.80,更優(yōu)選1.60-1.75,特別優(yōu)選1.60-1.70。
高或中折射率層優(yōu)選含有有機化合物的粘合劑。此外,如在硬涂層中那樣,粘合劑優(yōu)選是具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的化合物的固化物質(zhì),并優(yōu)選通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應形成。
高或中折射率層濁度優(yōu)選為5%或更小,更優(yōu)選3%或更小,特別優(yōu)選2%或更小,最優(yōu)選1%或更小。
高或中折射率層優(yōu)選在根據(jù)JIS K5400的鉛筆硬度試驗中其強度為H或更高,更優(yōu)選2H或更高,最優(yōu)選3H或更高。此外,在根據(jù)JISK5400的Taber試驗中,在試驗之前和之后,試驗片的磨損量優(yōu)選盡可能小。
優(yōu)選的高或中折射率層記載在例如JP-A No.11-153703,2001-166104,2003-227901,2004-29705和2004-29705中。
(光學膜的表面不規(guī)則性)在光學膜中,可以在具有抗靜電層一側的表面上形成不規(guī)則性,從而提供抗眩光性能??梢允褂靡阎椒ㄐ纬杀砻娌灰?guī)則性。在本發(fā)明中,優(yōu)選的是在高壓下將具有表面不規(guī)則性的板壓到膜表面上(壓紋方法)從而形成表面不規(guī)則性的方法,或在作為抗眩光層的光學膜上的任一層中包括粒子從而形成表面不規(guī)則性的方法。
在通過壓紋形成表面不規(guī)則性的情況下,可以使用已知方法,但優(yōu)選通過JP-A No.2000-275401,2000-275404,2000-329905和2004-4404中所述的方法形成不規(guī)則性。
為在光學膜上形成表面不規(guī)則性,特別優(yōu)選的是在涂布的層中包括平均粒度為0.2-10μm的粒子,從而形成表面不規(guī)則性。
更優(yōu)選的是通過在抗眩光層上形成上述光學干涉層(高折射率層,中折射率層,低折射率層等),在光學膜表面上形成不規(guī)則性。
在這些方法(如形成抗眩光層)中,特別優(yōu)選使用JP-A No.2000-111713,2001-100004,2001-281406,2001-281407,2001-343503,2001-343504,2002-40204,2002-98804,2002-169001,2002-202402,2002-267814,2002-267817,2002-277602和2003-4903中的說明。
(光擴散層)當將光學膜安裝在圖像顯示表面時,構建光擴散層用于提高可見性(液晶顯示裝置的眩光缺陷或視角性能)。
可以通過在透明基材和最外層間構建包括平均粒度為0.2-10μm的粒子的層來形成光擴散層。
在光擴散層中,優(yōu)選的是在粒子的折射率和層基質(zhì)的折射率間存在折射率差,這種差優(yōu)選是0.03~0.5,更優(yōu)選0.03~0.4,特別優(yōu)選0.05~0.3。
作為平均粒度為0.2-10μm的粒子,可以混合使用不同平均粒度的多種粒子。優(yōu)選混合使用多種不同材料的粒子。
含有平均粒度為0.2-10μm的粒子的層優(yōu)選含有有機化合物的粘合劑。此外,如在抗靜電層和硬涂層中那樣,粘合劑優(yōu)選是具有可交聯(lián)的或可聚合的官能團的化合物的固化物質(zhì),并優(yōu)選通過可用電離輻射固化的化合物的交聯(lián)或聚合反應形成。光擴散層用的粘合劑優(yōu)選選自對抗靜電層和硬涂層用的粘合劑所述的材料。
光擴散層優(yōu)選其濁度為3-80%,更優(yōu)選5-60%,特別優(yōu)選7-50%,最優(yōu)選10-40%。
在光擴散層中,特別優(yōu)選使用JP-A No.2003-43261,2003-4903,2003-270409和2004-184860中的說明。
(形成光學膜的方法)
在本發(fā)明中,構成光學膜的每一層優(yōu)選通過共澆鑄方法或涂布方法形成。在通過涂布方法形成的情況下,每一層可以通過浸漬涂布方法,氣刀涂布方法,模壓涂布方法,簾式涂布方法,輥筒涂布方法,繞線棒涂布方法,凹版印刷涂布方法,微凹版印刷涂布方法或擠出涂布方法(USP No.2,681,294所述)形成。此外,可以同時涂布兩層或多層。同時涂布方法記載在USP No.2,761,791,2,941,898,3,508,947,和3,526,528,和Yuji Harasaki,″Coating Engineering″,p.253,AsakuraShoten(1973)中。在這些涂布方法中,模壓涂布方法,繞線棒涂布方法,凹版印刷涂布方法或微凹版印刷涂布方法是優(yōu)選的,模壓涂布方法或微凹版印刷涂布方法是特別優(yōu)選的。
在通過涂布方法制備本發(fā)明中所用的抗靜電層或硬涂層的情況下,優(yōu)選通過模壓涂布方法或凹版印刷涂布方法制備,特別優(yōu)選通過模壓涂布方法制備。
特別是在將本發(fā)明的抗靜電層作為與透明基材(纖維素?;锬?相鄰層的情況下,優(yōu)選的涂布方法中硬材料如凹版印刷輥或金屬棒不直接接觸纖維素?;锬さ耐坎急砻妫顑?yōu)選的是,通過模壓涂布方法涂布抗靜電層用的涂布液體,防止纖維素?;锬ど系牟羵?br>
此外,在將本發(fā)明的硬涂層作為與抗靜電層相鄰層的情況下,優(yōu)選的涂布方法中硬材料如凹版印刷輥或金屬棒不直接接觸抗靜電層的表面,最優(yōu)選的是,通過模壓涂布方法涂布硬涂層用的涂布液體,防止抗靜電層上的擦傷。
此外,在制備透明基材中,優(yōu)選在從纖維素?;锬さ臐茶T到其卷取的過程中形成抗靜電層。更優(yōu)選的是在從纖維素?;锬さ臐茶T到其卷取的過程中構建抗靜電層和硬涂層。在連續(xù)過程中制備光學膜可以提高生產(chǎn)率,從而降低光學膜的成本。
此外,適于本發(fā)明的抗靜電層和硬涂層優(yōu)選通過共澆鑄方法形成。
共澆鑄方法記載在例如JP-B No.44-20235,62-43846和60-27562,和JP-A No.53-134869,56-162617,61-18943,61-94724,61-94725,61-104813,61-158414,61-158413,61-158414,61-158413,1-122419,6-134933,10-058514,11-198285,2000-317960,2002-221620,2003-80541和2003-14933中。
通過構建上述層使光學膜優(yōu)選形成作抗反射膜,抗眩光膜或光擴散膜。
為防止粒子(如灰塵)在表面上沉積,本發(fā)明的光學膜優(yōu)選在有抗靜電層一側的表面上的表面電阻率,優(yōu)選為1×1014Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1012Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1011Ω/sq或更小,特別優(yōu)選1×109Ω/sq或更小,最優(yōu)選1×108Ω/sq或更小。
此外,為提高物理強度(如耐擦傷性),本發(fā)明的光學膜優(yōu)選在有抗靜電層一側的表面上具有動摩擦系數(shù),優(yōu)選為0.25或更小。上述動摩擦系數(shù)指,當直徑為5mm的剛性不銹鋼球在具有抗靜電層一側的表面上在0.98N的負載下以60cm/min的速度移動時,具有抗靜電層一側的表面和直徑為5mm的剛性不銹鋼球之間的動摩擦系數(shù)。它優(yōu)選是0.17或更小,特別優(yōu)選0.15或更小。
光學膜優(yōu)選在根據(jù)JIS K5400的鉛筆硬度試驗中其硬度為H或更高,更優(yōu)選2H或更高,最優(yōu)選3H或更高。此外,在根據(jù)JIS K5400的Taber試驗中,在試驗之前和之后,試驗片的磨損量優(yōu)選盡可能小.
此外,為提高防污性能,光學膜在具有抗靜電層一側的表面上,優(yōu)選對水的接觸角為90°或更高,更優(yōu)選95°或更高,特別優(yōu)選100°或更高。
在光學膜不具有抗眩光功能或光擴散功能的情況下,其濁度優(yōu)選盡可能低。
在光學膜具有抗眩光功能或光擴散功能的情況下,其濁度優(yōu)選為0.5-50%,更優(yōu)選1-40%,最優(yōu)選1-30%。
圖1A,1B,2A和2B是示意性截面圖,表明優(yōu)選實施方案的光學膜,其中圖1A和1B是兩個實施方案a,b的示意性截面圖,示意性地表明具有優(yōu)異的抗反射性能的光學膜的層結構,圖2A和2B是兩個實施方案的示意性截面圖,包括具有抗眩光性能的光學膜的層結構a和具有光擴散性能的光學膜的層結構b。在附圖中,1透明基材,2抗靜電層,3硬涂層,4低折射率層(最外層),5中折射率層,6高折射率層,7抗眩光層,8平均粒度為0.2-10μm的粒子,9平均粒度為0.2-10μm的粒子,10粘合劑層,11,12偏振膜的保護膜,13偏振膜,和14光擴散層。
(偏振片的保護膜)光學膜可以用作偏振膜的保護膜(偏振片的保護膜)。在這種情況下,與具有抗靜電層一側相對的透明基材的表面,即與偏振膜相粘合的表面,優(yōu)選其對水的接觸角為40°或更小,更優(yōu)選30°或更小,特別優(yōu)選25°或更小。接觸角為40°或更小可以有效地提高對基本上由聚乙烯醇構成的偏振膜的粘合。通過下面皂化處理的處理條件可以調(diào)節(jié)這種接觸角。
本發(fā)明中的偏振片的保護膜可通過下面兩種方法制備(1)在進行過皂化處理的透明基材的表面上涂布上述層(如抗靜電層,硬涂層,低折射率層,中折射率層,和高折射率層)來形成的方法;(2)在透明基材的表面上涂布上述層(如抗靜電層,硬涂層,低折射率層,中折射率層,和高折射率層),然后在與偏振膜粘合的表面上進行皂化處理來形成的方法。
在方法(1)中,在透明基材僅其一個表面皂化的情況下,在未皂化側涂布各層。在透明基材兩個表面均皂化的情況下,優(yōu)選的是在具有待涂布的各層一側的透明基材表面上進行表面處理,如電暈放電處理,輝光放電處理或火焰處理,然后涂布各層。
在方法(2)中,優(yōu)選的是在皂化處理溶液中浸漬整個光學膜。在這種情況下,也可以在用保護膜保護不同層的表面之后,在皂化處理溶液中浸漬光學膜,從而皂化處理與偏振膜粘合的透明基材的表面。
還可以在與偏振膜粘合的透明基材的表面上涂布皂化處理溶液,從而皂化處理與偏振膜粘合的透明基材的表面。
在對保護膜提供上述光學性能(如抗反射性能,抗眩光性能,光擴散性能等)后進行皂化處理還可以降低成本,在廉價制備偏振片的保護膜方面方法(2)是特別優(yōu)選的。
偏振片的保護膜優(yōu)選滿足對于光學膜所述的各種性能,如光學性能(抗反射性能,抗眩光性能,光擴散性能等),物理性能(耐擦傷性等),耐化學品性,防污性能(耐污染性等),耐候性能(耐濕熱性,和耐光性)和防塵性能。
因此,具有抗靜電層一側的表面優(yōu)選其表面電阻率為1×1014Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1012Ω/sq或更小,更優(yōu)選1×1011Ω/sq或更小,特別優(yōu)選1×109Ω/sq或更小,最優(yōu)選1×108Ω/sq或更小。
此外,具有抗靜電層一側的表面優(yōu)選其動摩擦系數(shù)為0.25或更小,優(yōu)選0.17或更小,特別優(yōu)選0.15或更小。
此外,具有抗靜電層一側的表面優(yōu)選其對水的接觸角為90°或更高,更優(yōu)選95°或更高,特別優(yōu)選100°或更高.
(皂化處理)皂化處理優(yōu)選通過已知方法進行,例如將透明基材或光學膜浸漬在堿溶液中適當時間。
堿溶液優(yōu)選是氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液。優(yōu)選的濃度是0.5-3N,特別優(yōu)選1-2 N。堿溶液的優(yōu)選溫度是30-70℃,特別優(yōu)選40-60℃。
在堿溶液中浸漬后,優(yōu)選用水充分漂洗膜或在稀酸中浸漬以中和堿成分,使得膜中不再留有堿成分。
皂化處理使透明基材的表面具有親水性。通過使透明基材的親水化處理的表面與偏振膜粘合來使用偏振片的保護膜。
親水化處理的表面有效地提高了與主要由聚乙烯醇構成的偏振膜的粘合。
皂化處理優(yōu)選使得與具有抗靜電層一側相對的透明基材的表面對水的接觸角為40°或更小,更優(yōu)選30°或更小,特別優(yōu)選25°或更小。
(偏振片)偏振片具有本發(fā)明的光學膜作為至少一個偏振片的保護膜(偏振片保護膜)。如上所述,偏振片保護膜優(yōu)選在與具有抗靜電層一側相對的透明基材的表面上,即在與偏振膜相粘合的表面上,對水的接觸角為40°或更高。
使用光學膜作為偏振片保護膜可以得到上述光學性能優(yōu)異的偏振片,還可以明顯降低成本并得到更薄的顯示裝置。
此外,使用具有后面所述的光學各向異性的光學補償膜作為兩個保護膜的另一個保護膜的偏振片,可以進一步提高液晶顯示裝置在明亮環(huán)境中的對比度,并明顯擴大垂直方向和橫向的視角。
(光學補償膜)上述光學補償膜(相位差膜)可以提高液晶顯示裝置的視角特性。
光學補償膜可以是已知類型的,但為了擴大視角,優(yōu)選的光學補償膜包括由具有盤狀結構單元的化合物形成的光學各向異性層,其中盤狀化合物和膜平面間形成的角度沿光學各向異性層的深度方向變化。更具體而言,具有盤狀結構單元的化合物優(yōu)選以混合排列,彎曲排列,扭曲排列,均勻排列,或同型排列方式排列,特別優(yōu)選混合排列。
上述角度優(yōu)選隨局部波動而增加,并隨相距光學補償膜的基材的表面的距離增大而增大。
還優(yōu)選光學各向異性層還含有纖維素酯的實施方案,在光學補償膜的光學各向異性層和透明基材之間形成排列層的實施方案,具有光學各向異性層的光學補償膜的透明基材具有光學負各向異性并且光軸存在于透明基材的表面的法線中的實施方案,或滿足以下條件的實施方案20≤{(nx+ny)/2-nz}×d≤400其中nx是膜平面內(nèi)相延遲軸方向的折射率(面內(nèi)的最大折射率),ny是垂直于面內(nèi)相延遲軸方向的折射率,nz是垂直于平面方向的折射率,d是光學各向異性層的厚度(nm)。
在使用光學補償膜作為偏振膜的保護膜的情況下,與偏振膜粘合一側的表面優(yōu)選進行皂化處理,優(yōu)選根據(jù)上述皂化方法進行。
(圖像顯示裝置)光學膜可應用于圖像顯示裝置,如液晶顯示裝置(LCD),等離子體顯示面板(PDP),電致發(fā)光顯示器(ELD)或陰極射線管(CRT)。光學膜的透明基材一側與圖像顯示裝置的圖像顯示表面粘合。圖3A,3B,4A和4B是示意性截面圖,表明將光學膜應用到圖像顯示裝置的各種實施方案。在圖3A,3B,4A和4B中,表示組成層和元件的數(shù)字與圖1A,1B,2A和2B中的相同。
圖3A表明將光學膜應用到圖像顯示裝置的優(yōu)選實施方案,特別是PDP,ELD或CRT。在光學膜中,透明基材1經(jīng)過粘合劑層10與圖像顯示裝置的圖像顯示表面粘合。
圖3B,4C和4D表明將光學膜應用到LCD的優(yōu)選實施方案。
在圖3B中,光學膜的透明基材1經(jīng)過粘合劑層10與偏振膜13的保護膜12粘合。偏振膜13的一側,這一側與保護膜11相鄰,可以經(jīng)過粘合劑層10與液晶顯示裝置的液晶顯示表面粘合。
在圖4C中,光學膜(偏振片的保護膜)的透明基材經(jīng)過粘合劑層與偏振膜13粘合。偏振膜13的一側,這一側與保護膜11相鄰,可以通過粘合劑層10與液晶顯示裝置的液晶顯示表面粘合。
在圖4D中,光學膜(偏振片的保護膜)的透明基材直接與偏振膜13粘合。偏振膜13的一側,這一側與保護膜11相鄰,可以通過粘合劑層10與液晶顯示裝置的液晶顯示表面粘合。
在粘合劑層10中,可以加入添加劑,如粒子或染料。
本發(fā)明的光學膜和偏振片可有利地用于各種模式的透射型,反射型或半反射型液晶顯示裝置中,如扭曲向列(TN),超扭曲向列(STN),垂直排列(VA),平面切換(IPS)或光學補償彎曲胞(OCB)。
特別是在如JP-A No.2001-100043所述的TN模式或IPS模式的液晶顯示裝置中,使用上述光學補償膜和光學膜作為保護膜的偏振片可以顯著地提高視角特性和抗反射特性。
此外,組合使用市售亮度改進膜(具有偏振光選擇層的偏振光分離膜,如由Sumitomo-3M Co.制造的D-BEF(商品名))在透射型或半透射型液晶顯示裝置中可以得到進一步改進的可見性。
此外,在反射型液晶顯示器的偏振片或有機EL顯示器的表面保護板中可以組合使用λ/4-板,用于降低來自表面和來自內(nèi)部的反射光。
下面,通過實施例進一步闡明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于這些實施例。
(抗靜電層涂布液體(A))在12.58質(zhì)量份的甲基乙基酮中,加入42.50質(zhì)量份的環(huán)己酮和2.17質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度180),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入42.75質(zhì)量份的市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造),并攪拌。SNS-10M是一種在甲基乙基酮(MEK)中的分散體,通過用分散劑分解SN-100P(ATO,比表面積80m2/g,Ishihara Sangyo Co.制造)制備,其表面用偶聯(lián)劑處理過。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(A)。
(抗靜電層涂布液體(B))在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,溶劑MEK,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在4.08質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入51.00質(zhì)量份的二氯甲烷和2.17質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度180),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入42.75質(zhì)量份的上述ATO分散體,并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(B)。
(抗靜電層涂布液體(C))在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在38.08質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入2.17質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入42.75質(zhì)量份的上述ATO分散體和17.00質(zhì)量份的甲基異丁基酮,并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(C)。
(抗靜電層涂布液體(D))在55.08質(zhì)量份的甲基乙基酮,加入2.17質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入42.75質(zhì)量份的市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造),并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(D)。
(抗靜電層涂布液體(E))在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,溶劑MEK,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在40.80質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入3.34質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入38.86質(zhì)量份的上述ATO分散體和17.00質(zhì)量份的甲基異丁基酮,并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(E)。
(抗靜電層涂布液體(F))在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,溶劑MEK,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在43.53質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入4.50質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入34.97質(zhì)量份的上述ATO分散體和17.00質(zhì)量份的甲基異丁基酮,并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(F)。
(抗靜電層涂布液體(G))在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,溶劑MEK,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在40.80質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入2.59質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙酰基取代度2.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入38.86質(zhì)量份的上述ATO分散體,17.00質(zhì)量份的甲基異丁基酮和0.75質(zhì)量份的含有異氰酸酯基團的固化劑(Millionate MR-400,Nippon Polyurethane Co.制造),并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(G)。
(抗靜電層涂布液體(H))在安裝有攪拌器和回流冷凝管的反應器中,加入120質(zhì)量份的甲基異丁基酮,100質(zhì)量份的3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM-5103,Shin-etsu Chemical Co.制造)和3質(zhì)量份的二異丙氧基鋁乙基乙酰乙酸酯(商品名Chelope EP-12,Hope Chemical Co.制造),并混合,然后加入30質(zhì)量份的離子交換水,反應在60℃下進行4小時。反應混合物冷卻到室溫,得到有機硅烷化合物溶液A(固體濃度29質(zhì)量%)。其質(zhì)量平均分子量為1,600,在等于或大于低聚物成分的成分中,分子量為1,000~20,000的成分占100%。此外,在氣相色譜分析中,用作原料的3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷幾乎未剩余。
在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造)中,用環(huán)己酮代替MEK溶劑,得到固體濃度為30質(zhì)量%的ATO分散體。
在40.80質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入2.59質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙酰基取代度2.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
在纖維素乙酸酯溶液中,加入38.86質(zhì)量份的上述ATO分散體,15.16質(zhì)量份的甲基異丁基酮和2.59質(zhì)量份的有機硅烷化合物溶液A,并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(H)。
(抗靜電層涂布液體(I))在54.88質(zhì)量份的甲基乙基酮中,加入2.17質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA,Nippon KayakuCo.制造),并攪拌,得到DPHA溶液。
在DPHA溶液中,加入42.75質(zhì)量份的市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造),和0.20質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 184,Ciba Specialty Chemical Inc.制造),并攪拌。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到抗靜電層涂布液體(I).
(抗靜電層涂布液體(J))在76.00質(zhì)量份的環(huán)己酮中,加入19.00質(zhì)量份的甲基異丁基酮,和5.00質(zhì)量份的纖維素乙酸酯(乙?;〈?.4,聚合度170),并攪拌,得到纖維素乙酸酯溶液。
用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾溶液,得到不含有導電材料的涂布液體(J)。
(制備硬涂層涂布液體(I))在45.0質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)中,加入2.0質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 907,Ciba Specialty Chemical Inc.制造),5.0質(zhì)量份的有機硅烷化合物(KBM-5103,Shin-etsu Chemical Co.制造),40.0質(zhì)量份的甲基異丁基酮和8.0質(zhì)量份的環(huán)己酮,并攪拌。
用孔徑為30μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到硬涂層涂布液體(I)。
(制備硬涂層涂布液體(II))在285.0質(zhì)量份的含有氧化鋯微粒子的透明高折射率硬涂層材料(Desolite Z7404,JSR Corp.制造,固體濃度60質(zhì)量%,氧化鋯粒子含量70質(zhì)量%(固體),平均粒度為氧化鋯粒子約20nm,溶劑組成MIBK/MEK=9/1)中,加入85.0質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)的混合物,28.0質(zhì)量份的有機硅烷化合物(KBM-5103,Shin-etsu Chemical Co.制造),60.0質(zhì)量份的甲基異丁基酮和17.0質(zhì)量份的甲基乙基酮,并攪拌。通過涂布并紫外線固化這種溶液得到的涂布膜其折射率為1.61。
在這種溶液中,加入35.0質(zhì)量份用Polytron分散機在10,000rpm轉速下分散制備的平均粒度為3.0μm的交聯(lián)和分類的PMMA粒子(折射率1.49,MXS-300,Soken Chemical Co.制造)的30質(zhì)量%甲基異丁基酮分散體,和90.0質(zhì)量份按相似方式制備的平均粒度為1.5μm的氧化硅粒子(折射率1.46,Seahoster KE-P 150,Nippon Shokubai Co.制造)的30質(zhì)量%甲基乙基酮分散體,并攪拌。
用孔徑為30μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到光擴散硬涂層涂布液體(II)。
(制備硬涂層涂布液體(III))在硬涂層涂布液體(II)中,加入2.0質(zhì)量份平均粒度為3.0μm的導電粒子(Brite 41GNR30-EH,Nippon Chemical Industrial Co.制造)的30質(zhì)量%甲基乙基酮分散體,并攪拌。導電粒子其S值為2.0或更小。
用孔徑為30μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到光擴散硬涂層涂布液體(III)。
(制備硬涂層涂布液體(IV))在55.0質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)的混合物中,加入2.0質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 907,Ciba Specialty Chemical Inc.制造),8.0質(zhì)量份的有機硅烷化合物(KBM-5103,Shin-etsu Chemical Co.制造),30.0質(zhì)量份的甲基異丁基酮和5.0質(zhì)量份的甲基乙基酮,并攪拌。通過涂布并紫外線固化這種溶液得到的涂布膜其折射率為1.53。
在這種溶液中,加入25.0質(zhì)量份用Polytron分散機在10,000rpm轉速下分散制備的平均粒度為3.5μm的交聯(lián)的聚苯乙烯粒子(折射率1.61)的甲基異丁基酮分散體(固體濃度30質(zhì)量%),8.0質(zhì)量份按相似方式制備的平均粒度為3.5μm的交聯(lián)的丙烯?;?苯乙烯粒子(折射率1.56)的甲基異丁基酮分散體(固體濃度30質(zhì)量%),和0.5質(zhì)量份平均粒度為3.5μm的導電粒子(Micropearl AU-2035,Sekisui Chemical Co.制造)的甲基異丁基酮分散體(固體濃度30質(zhì)量%),并攪拌。
用孔徑為30μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到硬涂層涂布液體(IV)。
上述材料用于制備下面實施例1-1~1-25和比較例1-A和1-B的光學膜樣品。
(實施例1-1)在厚度為80μm和寬度為1340mm的三乙酰基纖維素膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.,Ltd.制造)上,用模壓涂布方法涂布上述抗靜電層涂布液體(A)。在100℃下干燥150秒,得到厚度為0.2μm的抗靜電層。然后,在抗靜電層上,用模壓涂布方法涂布硬涂層涂布液體(I)。在100℃下干燥150秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為250mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為2.5μm的硬涂層。按此方式制備實施例1-1的光學膜。
(實施例1-2)實施例1-2的光學膜按與實施例1-1相同的方式制備,除了抗靜電層涂布液體(A)被抗靜電層涂布液體(B)替換。
(實施例1-3)實施例1-3的光學膜按與實施例1-1相同的方式制備,除了抗靜電層涂布液體(A)被抗靜電層涂布液體(C)替換。
(實施例1-4)實施例1-4的光學膜按與實施例1-1相同的方式制備,除了抗靜電層涂布液體(A)被抗靜電層涂布液體(D)替換。
(實施例1-5)實施例1-5的光學膜按與實施例1-1相同的方式制備,除了抗靜電層涂布液體(A)被抗靜電層涂布液體(E)替換。
(實施例1-6)實施例1-6的光學膜按與實施例1-1相同的方式制備,除了抗靜電層涂布液體(A)被抗靜電層涂布液體(F)替換。
(實施例1-7)在厚度為80μm和寬度為1340mm的三乙?;w維素膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.,Ltd.制造)上,用模壓涂布方法涂布上述抗靜電層涂布液體(G)。在100℃下干燥20分鐘,得到厚度為0.2μm的抗靜電層。
然后,在抗靜電層上,按與實施例1-1相同的方式形成厚度為2.5μm的硬涂層。按此方式制備實施例1-7的光學膜。
(實施例1-8)在厚度為80μm和寬度為1340mm的三乙酰基纖維素膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.,Ltd.制造)上,用模壓涂布方法涂布抗靜電層涂布液體(H)。在100℃下干燥150秒,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.5%),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為300mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為0.2μm的抗靜電層。
然后,在抗靜電層上,按與實施例1-1相同的方式形成厚度為2.5μm的硬涂層。按此方式制備實施例1-8的光學膜。
(實施例1-9)在實施例1-1制備的抗靜電層上,用模壓涂布方法涂布硬涂層涂布液體(II)。在100℃下干燥150秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為250mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為3.7μm的硬涂層。按此方式制備實施例1-9的光學膜,幾乎沒有抗眩光性能,但對透射光具有光擴散功能。
(實施例1-10)按與實施例1-9相同的方式制備實施例1-10的光學膜,除了硬涂層涂布液體(II)被硬涂層涂布液體(III)替換,所得膜幾乎沒有抗眩光性能,但對透射光具有光擴散功能。
(實施例1-11)在實施例1-2制備的抗靜電層上,用模壓涂布方法涂布硬涂層涂布液體(III)。在100℃下干燥150秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為250mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為3.7μm的硬涂層。按此方式制備實施例1-11的光學膜,幾乎沒有抗眩光性能,但對透射光具有光擴散功能。
(實施例1-12)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-12的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-3中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-13)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-13的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-4中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-14)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-14的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-5中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-15)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-15的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-6中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-16)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-16的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-7中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-17)按與實施例1-11相同的方式制備實施例1-17的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-8中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-18)在實施例1-1制備的抗靜電層上,用模壓涂布方法涂布硬涂層涂布液體(IV)。在100℃下干燥150秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為100mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為5.5μm的硬涂層。原子力顯微鏡(AFM)分析硬涂層表面粗糙度(Ra)為0.14μm。
按此方式制備實施例1-18的具有抗眩光性能的光學膜。
(實施例1-19)按與實施例1-18相同的方式制備實施例1-19的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-2中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-20)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-20的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-3中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-21)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-21的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-4中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-22)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-22的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-5中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-23)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-23的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-6中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-24)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-24的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-7中制備的抗靜電層替換。
(實施例1-25)按與實施例1-19相同的方式制備實施例1-25的具有抗眩光性能的光學膜,除了抗靜電層被實施例1-8中制備的抗靜電層替換。
(比較例1-A)按與實施例1-4相同的方式制備比較例1-A的光學膜,除了抗靜電層涂布液體(D)被抗靜電層涂布液體(I)替換。
(比較例1-B)按與實施例1-4相同的方式制備比較例1-b的光學膜,除了抗靜電層涂布液體(D)被抗靜電層涂布液體(J)替換。
(光學膜的評價)下面的項目評價實施例1-1~1-25和比較例1-A和1-B的光學膜。結果列于表1中。
(1)粘合性能評價在具有抗靜電層的一側的表面上,使用切刀在縱向和橫向切出11個切口,形成100個正方形,然后用聚酯粘合帶(No.31B,Nitto DenkoCo.制造)進行粘合測試,在同一位置重復2次,目視觀察剝離水平,以下面4個等級評價AA在全部100個正方形中沒有觀察到剝離;A在100個正方形中觀察到2個或更少的正方形剝離;B在100個正方形中觀察到3~10個正方形剝離;C在100個正方形中觀察到超過10個正方形剝離。
(2)表面電阻率分析在涂布硬涂層前的抗靜電層的表面上和在涂布硬涂層后的抗靜電層的表面上,用表面電阻率測量儀(TR8601,Advantest Ltd.制造)在25℃和相對濕度60%的條件下測量表面電阻率。
(3)防塵性能將光學膜粘在顯示器上,將灰塵(衣服的纖維屑)撒在具有抗靜電層的表面上,同時打開顯示器電源。用干凈布擦試灰塵,以下面4個等級評價灰塵的除去性AA灰塵完全除去;A灰塵殘余極少;
B灰塵殘余一定水平;C灰塵殘余相當多。
(4)耐擦傷性分析在具有抗靜電層一側的光學膜表面上,用鋼絲棉進行刮擦測試。
鋼絲棉(Nippon Steel Wool Co.制造,No.0000)用作刮擦材料,在移動距離(單向)13cm,刮擦速度13cm/sec,負載1.96N/cm2的條件下進行刮擦測試,前端接觸面積為1×1cm,2次往復刮擦循環(huán)。以下面4個等級目視評價表面上的擦傷AA即使在仔細觀察下也沒有擦傷;A仔細觀察下可觀察到輕微擦傷;B觀察到較弱擦傷;C即使簡單觀察下也有明顯擦傷。
(評價結果)樣品上的評價結果列于表1中。
表1
從表1結果可以清楚看到,具有本發(fā)明含有纖維素酰化物的抗靜電層的實施例1-1~1-25的光學膜粘合性能,防塵性能和耐擦傷性優(yōu)異。
另一方面,不含有纖維素?;锏目轨o電層的比較例1-A粘合性能較差。此外,不具有抗靜電層的比較例1-B防塵性能較差。此外,不具有抗靜電層和硬涂層的比較例1-C(TAC-TD80U)的防塵性能和耐擦傷性都較差,但在表1中沒有示出。
此外,在其中抗靜電層涂布液體(A)或(B)中的纖維素乙酸酯改成纖維素乙酸酯(乙?;〈?.78,聚合度290)(纖維素三乙酸酯)的樣品上,在相同評價中得到相似結果。此外,當將ATO分散體SNS-10M(Ishihara Sangyo Co.制造)中所含的導電材料改成錫-摻雜的氧化銦(ITO,比表面積40m2/g)或改變成鋁-摻雜的氧化鋅(AZO,比表面積50m2/g)時,得到相似結果。此外,當抗靜電層涂布液體的溶劑組成改變成二氯甲烷/甲醇=90/10或二氯甲烷/甲醇/丁醇=90/7/3時,得到相似結果。
(比較例1-D)在市售含銻的氧化錫(ATO)分散體(SNS-10M,固體濃度30質(zhì)量%,Ishihara Sangyo Co.制造)中,進行溶劑替換,得到固體濃度為30質(zhì)量%和溶劑組成為甲基異丁基酮/MEK=7/3(質(zhì)量比)的ATO分散體。向87.6質(zhì)量份的ATO分散體中,加入11.4質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)的混合物和1.0質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 184,Ciba Specialty Chemical Inc.制造),并攪拌。
在厚度為80μm和寬度為1340mm的三乙酰基纖維素膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.,Ltd.制造)上,用模壓涂布方法涂布硬涂層涂布液體。在100℃下干燥150秒,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用160W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為250mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到厚度為2.5μm的硬涂層。按此方式制備比較例1-D的光學膜。
按實施例1-1~1-25進行評價,比較例1-D的光學膜粘合性能,防塵性能和耐擦傷性優(yōu)異。然而,與實施例1-1~1-25的光學膜相比,顯著著色(深藍色),透光率下降5%或更大。
具有比較例1-D的抗靜電性能的硬涂層比實施例1-1~1-25的抗靜電層厚,并含有大量ATO。比較例1-D的光學膜中的著色和低透光率是因為在硬涂層中含有大量ATO的原因,因此不希望在硬涂層中存在導電材料。
(制備纖維素乙酸酯濃液(a))在帶有攪拌葉片的混合槽中加入以下組合物,并加熱攪拌,得到纖維素乙酸酯濃液(a)。
(制備UV吸收劑溶液1)
在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到UV吸收劑溶液1。
(制備纖維素乙酸酯濃液(b))在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到纖維素乙酸酯濃液(b)。
(制備微粒子分散體1)在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到微粒子分散體1。
(制備纖維素乙酸酯濃液(c))在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到纖維素乙酸酯濃液(c)。
(制備纖維素乙酸酯濃液(d))在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到纖維素乙酸酯濃液(d)。
(制備纖維素乙酸酯濃液(e))在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到纖維素乙酸酯濃液(e)。
(制備導電材料分散體SNS-10MC)減壓蒸餾上述含銻的氧化錫(ATO)的前述分散體SNS-100M(固體濃度30質(zhì)量%),得到固體濃度為40質(zhì)量%的含銻的氧化錫,稱作SNS-10MC(固體濃度40質(zhì)量%)。
(制備纖維素乙酸酯濃液(f)在另一個溶解槽中加入以下組合物,攪拌下溶解,得到纖維素乙酸酯濃液(f)。
(制備共澆鑄基材樣品201-204)使用安裝有供料管的澆鑄模具進行共澆鑄,從而形成兩層結構的膜,其中次澆鑄層層壓在主澆鑄層的表面上。在調(diào)節(jié)擠出量的同時,使用纖維素乙酸酯濃液(c)作為主澆鑄層和使用纖維素乙酸酯濃液(d)作為次澆鑄層進行帶式澆鑄操作,從而得到以下的厚度。膜用100℃的干燥空氣干燥,直到殘余溶劑為10質(zhì)量%,用130℃的干燥空氣進一步干燥10分鐘。按此方式,制備總厚度為80μm的基材樣品201,其中主澆鑄層厚度為78μm,次澆鑄層厚度為2μm。
此外,按表2所示,通過改變濃縮的種類和組成從樣品201制備樣品202-204。樣品201-204的組成列于表2中。
表2
(制備共澆鑄基材樣品211-216)使用安裝有供料段的澆鑄模具進行共澆鑄,從而形成三層結構的膜,其中次澆鑄層層壓在主澆鑄層的兩個表面上。在調(diào)節(jié)擠出量的同時,使用纖維素乙酸酯濃液(b)作為主澆鑄層、使用纖維素乙酸酯濃液(d)作為帶側的次澆鑄層和使用纖維素乙酸酯濃液(c)作為相對的空氣側的次澆鑄層進行帶式澆鑄操作,從而得到以下的厚度。膜用100℃的干燥空氣干燥,直到殘余溶劑含量為10質(zhì)量%,用130℃的干燥空氣進一步干燥10分鐘。按此方式,制備總厚度為80μm的基材樣品211,其中主澆鑄層厚度為74μm,濃液(d)的次澆鑄層厚度為2μm和濃液(c)的次澆鑄層厚度為4μm。
此外,按表3所示,通過改變濃液的種類和組成從樣品211制備樣品212-216。樣品212-216的組成列于表3中。
表3
在含有導電材料的次澆鑄層上,在實施例2制備的基材樣品201-204和211-216的每一個中,按與實施例1相同的方式涂布并固化實施例1中的硬涂層涂布液體,得到實施例2的光學膜樣品。
表4表明基材樣品和硬涂層涂布液體的組合。此外,與實施例1相同將對這些光學膜樣品的評價結果列于表4中。
表4
表4結果表明,與不含有導電材料的比較基材樣品(比較例2-A~2-C)相比,具有含有導電材料的次澆鑄層的纖維素?;锘臉悠?實施例2-1~2-3,2-4~2-7,2-8和2-9)表面電阻率更低,防塵性能更好。
(制備硬涂層涂布液體(V))按與實施例1中的硬涂層涂布液體(IV)相同的方式制備抗眩光硬涂層涂布液體(V),除了50wt.%的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,Nippon Kayaku Co.制造)的混合物被JP-A No.2005-76005,合成實施例1中所述的聚酯丙烯酸酯樹枝狀物(A)替換。
(制備光學膜)在按實施例1-1制備的抗靜電層上,按與實施例1-18相同的方式涂布并固化抗眩光硬涂層涂布液體(V),得到實施例3-1的光學膜。
(光學膜的評價)當對實施例3-1的光學膜進行實施例1中各項的評價時,表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,粘合性能AA,硬涂層表面上的表面電阻率4.2×109,防塵性能A和耐擦傷性AA。此外,這種光學膜的樹脂組合物表現(xiàn)出低卷曲并且沒有裂紋形成。
在光學膜中得到與實施例1相似的結果,在該光學膜中在從纖維素三乙酸酯膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.制造)的澆鑄到卷取的過程中通過模壓涂布方法形成抗靜電層,然后通過另一個涂布設備形成硬涂層。此外,在光學膜中得到與實施例1相似的結果,在該光學膜中在從纖維素三乙酸酯膜(TAC-TD80U,F(xiàn)uji Photo Film Co.制造)的澆鑄到卷取的過程中通過模壓涂布方法形成抗靜電層和硬涂層。
(制備二氧化鈦微粒子分散體)在25.71質(zhì)量份的含有鈷(Co)的二氧化鈦微粒子(MPT-129C,Ishihara Sangyo Co.制造)中,加入4.11質(zhì)量份的下面分散劑和70.18質(zhì)量份的環(huán)己酮,混合物用分散器攪拌。上述二氧化鈦微粒子在二氧化鈦微粒子的內(nèi)部含有鈷(Co),微粒子的表面用含有鋁(Al)的化合物(氧化物和/或氫氧化物)和含有鋯(Zr)的化合物(氧化物和/或氫氧化物)覆蓋。
用中等分散器(使用直徑0.1mm的氧化鋯球)將二氧化鈦微粒子分散在液體中。在通過光散射方法的測量中,分散體中的二氧化鈦微粒子其質(zhì)量平均粒度為68nm。按此方式獲得二氧化鈦微粒子的分散體。
(分散劑1)
(制備中折射率層涂布液體)向6.60質(zhì)量份的二氧化鈦微粒子的分散體中,加入4.53質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,NipponKayaku Co.制造)的混合物,0.24質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 907,CibaSpecialty Chemical Inc.制造),0.08質(zhì)量份的光敏劑(Kayacure DETX-S,Nippon Kayaku Co.制造)和88.55質(zhì)量份的甲基乙基酮,并攪拌。用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到中折射率層用的涂布液體。
(制備高折射率層涂布液體)向31.29質(zhì)量份的二氧化鈦微粒子的分散體中,加入2.67質(zhì)量份的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,NipponKayaku Co.制造)的混合物,0.22質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 907,CibaSpecialty Chemical Inc.制造),0.08質(zhì)量份的光敏劑(Kayacure DETX-S,Nippon Kayaku Co.制造)和65.74質(zhì)量份的甲基乙基酮,并攪拌。用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到高折射率層用的涂布液體。
(合成全氟乙烯共聚物)全氟乙烯共聚物(1) (50∶50指摩爾比)在安裝有不銹鋼攪拌器的高壓釜中,加入40質(zhì)量份的乙酸乙酯,14.7質(zhì)量份的羥基乙基乙烯基醚和0.55質(zhì)量份的二月桂酰過氧化物,體系用和氮氣沖洗并置換。然后將25質(zhì)量份的六氟丙烯(HFP)加到高壓釜中,然后其被加熱到65℃。當內(nèi)溫到達65℃時,高壓釜的內(nèi)壓為529.2kPa。反應在此溫度下繼續(xù)進行8小時,當壓力到達313.6kPa時停止加熱,冷卻高壓釜。當內(nèi)溫降至室溫時,排出未反應的單體,然后打開高壓釜,取出反應液體。
將得到的反應液體加到大大過量的己烷中,通過傾析除去溶劑,回收析出的聚合物。將聚合物溶解在少量乙酸乙酯中,用己烷再沉淀兩次,從而完全除去殘余的單體。干燥后得到28質(zhì)量份的聚合物產(chǎn)物。
將20質(zhì)量份的聚合物產(chǎn)物溶解在100質(zhì)量份的N,N-二甲基乙酰胺中,然后滴加11.4質(zhì)量份的丙烯酰氯,混合物在室溫下攪拌10小時。反應液體中加入乙酸乙酯,用水洗滌,萃取有機層,濃縮。用己烷再沉淀得到的聚合物,得到19質(zhì)量份的上述全氟烯烴共聚物,折射率為1.421。
將全氟烯烴共聚物溶解在甲基乙基酮中,得到固體濃度為30質(zhì)量%的溶液。
(制備低折射率層涂布液體)向15.0質(zhì)量份的全氟乙烯共聚物的溶液(固體濃度30質(zhì)量%)中,加入0.15質(zhì)量份的具有丙烯?;木酃柩跬榛衔?X-22-164C,Shin-etsu Chemical Co.制造),0.23質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑(Irgacure 907,Ciba Specialty Chemical Inc.制造),81.82質(zhì)量份的甲基乙基酮和2.8質(zhì)量份的環(huán)己酮,并攪拌。用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到低折射率層用的涂布液體。
(制備光學膜)在實施例1~4制備的硬涂層上,用微凹版印刷涂布方法涂布中折射率層涂布液體。在100℃下干燥60秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.3%或更小),使用240W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(EyegraphicsCo.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為400mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到中折射率層(折射率1.63,厚度67nm)。
在中折射率層上,用微凹版印刷涂布方法涂布高折射率層涂布液體。在100℃下干燥60秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用240W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為600mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到高折射率層(折射率1.90,厚度107nm)。
在高折射率層上,用微凹版印刷涂布方法涂布低折射率層涂布液體。在120℃下干燥150秒后,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用240W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為900mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到低折射率層(最外層)(折射率1.43,厚度87nm)。按此方式制備實施例4的具有抗反射性能的光學膜。
(光學膜的評價)在這樣制備的光學膜上,使用分光光度計(V-550,ARV-474,JascoCorp.制造)測量在380~780nm的光譜區(qū)內(nèi)入射角5°時的光譜反射率,測定450~650nm波長區(qū)的平均反射率。在所有光學膜中,反射率比玻璃板中的平均反射率低約4%,比纖維素三乙酸酯膜(TAC-TD80U)中的平均反射率低約4%。
此外,按與實施例1相同的方式評價實施例5的光學膜,本發(fā)明的樣品與實施例1~4的結果相似,具有低表面電阻率,優(yōu)異的防塵性能和令人滿意的耐擦傷性。
(制備有機硅烷化合物B溶液)在安裝有攪拌器和回流冷凝管的反應器中,加入120質(zhì)量份的甲基乙基酮,100質(zhì)量份的3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM-5103,Shin-etsu Chemical Co.制造)和3質(zhì)量份的二異丙氧基鋁乙基乙酰乙酸酯(商品名Chelope EP-12,Hope Chemical Co.制造),并混合,然后加入30質(zhì)量份的離子交換水,反應在60℃下進行4小時。反應混合物冷卻到室溫,得到有機硅烷化合物溶液B(固體濃度29質(zhì)量%)。其質(zhì)量平均分子量為1,600,在等于或大于低聚物成分的成分中,分子量為1,000~20,000的成分占100%。此外,在氣相色譜分析中,用作原料的3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷幾乎未剩余。
(制備低折射率層涂布液體6L)向52.5質(zhì)量份的折射率為1.44的可熱交聯(lián)的含氟聚合物(JTA113,固體濃度6質(zhì)量%,JSR Corp.制造)中,加入4.5質(zhì)量份的氧化硅微粒子(MEK-ST,平均粒度30nm,固體濃度30質(zhì)量%,Nissan ChemicalCo.制造)的MEK分散體,1.5質(zhì)量份的上述有機硅烷化合物溶液B,38.5質(zhì)量份的甲基乙基酮和3.0質(zhì)量份的環(huán)己酮,并攪拌。用孔徑為0.4μm的聚丙烯過濾器過濾混合物,得到低折射率層用的涂布液體6L。
(制備光學膜)在實施例1~4制備的硬涂層上,用微凹版印刷涂布方法涂布中折射率層涂布液體。
在120℃下干燥150秒后,涂布層在140℃下進一步干燥10分鐘,在氮氣沖洗下(氧濃度為0.1%或更小),使用240W/cm的空氣冷卻的金屬鹵化物燈(Eyegraphics Co.制造),通過照度為400mW/cm2和照射量為900mJ/cm2的紫外線照射,固化涂布層,得到低折射率層(折射率1.45,厚度95nm)。按此方式制備實施例6的具有抗反射性能的光學膜。
(光學膜的評價)按與實施例5相同的方式測定這樣制備的光學膜的平均反射率。在所有光學膜中,反射率比玻璃板中的平均反射率低約4%,比纖維素三乙酸酯膜(TAC-TD80U)中的平均反射率低約4%.
此外,按與實施例1相同的方式評價實施例6的光學膜,每一評價事項的結果與實施例1-5的相似。
按與實施例6相同的方式制備實施例7的低折射率層涂布液體,除了其中的材料替換如下。
(制備低折射率層涂布液體7L)將80質(zhì)量份的JP-A No.11-189621,實施例1中所述的可熱固化的含氟聚合物,20質(zhì)量份的Scimel 303(Nippon Scitec Industries Co.制造)和2.0質(zhì)量份的催化劑4050(Nippon Scitec Industries Co.制造)溶解在甲基乙基酮中,從而固體濃度為6質(zhì)量%。
(制備光學膜)按與實施例6相同的方式制備光學膜。
(光學膜的評價)按與實施例6相同的方式測定這樣制備的光學膜的平均反射率。在所有光學膜中,反射率比玻璃板中的平均反射率低約4%,比纖維素三乙酸酯膜(TAC-TD80U)中的平均反射率低約4%.
此外,按與實施例1相同的方式評價實施例7的光學膜,每一評價事項的結果與實施例1-6的相似。
(圖像顯示裝置的評價)將在實施例1-7中制備的光學膜安裝在圖像顯示裝置(TN,STN,IPS,VA或OCB模式的透射型,反射型或半透射型液晶顯示裝置,等離子體顯示面板(PDP),電致發(fā)光顯示器(ELD)或陰極射線管(CRT))的顯示表面上。
安裝本發(fā)明光學膜的圖像顯示裝置具有優(yōu)異的粘合性能,防塵性能和耐擦傷性。特別地,安裝實施例5或6中制備的光學膜的圖像顯示裝置還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗反射性能,并具有極好的可見性。
此外,安裝光學膜(其具有對透射光表現(xiàn)出光擴散功能的硬涂層)的圖像顯示裝置,因硬涂層中所含的0.2μm或更大的粒子對透射光的光擴散作用,在圖像顯示裝置的垂直方向和橫向具有特別寬的視角,從而提供優(yōu)異的可見性。
此外,安裝具有表現(xiàn)出抗眩光功能的硬涂層的光學膜的圖像顯示裝置更有效地防止外光的反射(抗眩光性能),從而提供優(yōu)異的可見性。
(制備偏振片用的保護膜)通過在50℃下保持1.5mol/L的氫氧化鈉水溶液制備皂化處理溶液。此外,制備0.005mol/L硫酸水溶液。
在實施例1-6制備的光學膜中,用皂化處理溶液皂化處理與具有本發(fā)明抗靜電層一側相對的透明基材表面。
在透明基材的皂化表面上,通過用水充分洗滌除去其上存在的氫氧化鈉水溶液,用上述稀硫酸水溶液進一步洗滌,然后用水充分洗滌,表面在100℃下充分干燥。
與具有本發(fā)明的抗靜電層一側相對的透明基材的皂化表面對水的接觸角為40°或更小。按此方式制備偏振片用的保護膜。
(制備偏振片)
將厚度為75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray Co.制造)在由1000質(zhì)量份的水,7質(zhì)量份的碘和105質(zhì)量份的碘化鉀形成的水溶液中浸漬5分鐘,以進行碘吸附。然后,膜在4質(zhì)量%硼酸水溶液中單軸縱向拉伸4.4倍,在拉伸狀態(tài)下干燥,得到偏振膜。
使用聚乙烯醇基粘合劑將偏振片的保護膜的皂化的三乙酰基纖維素表面與偏振膜的表面粘合。在偏振膜的另一個表面上,用相同的聚乙烯醇基粘合劑粘合以相似方式皂化的纖維素三乙酸酯(TAC)膜。
(圖像顯示裝置的評價)安裝有如此制備的偏振片的TN,STN,IPS,VA或OCB模式的透射型,反射型或半透射型液體顯示裝置具有優(yōu)異的粘合性能,防塵性能和耐擦傷性。特別地,具有實施例5-7中制備的光學膜的偏振片還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗反射性能,并具有極好的可見性。
此外,安裝使用光學膜(其包括對透射光具有光擴散功能的硬涂層)的偏振片的圖像顯示裝置,因硬涂層中所含的0.2μm或更大的粒子對透射光的光擴散作用,在液晶顯示裝置的垂直方向和橫向具有特別寬的視角,從而提供優(yōu)異的可見性。
此外,安裝有利用光學膜(其包括具有抗眩光功能的硬涂層)的圖像顯示裝置更有效地防止外光的反射(抗眩光性能),從而提供優(yōu)異的可見性。
此外,在按與已知的偏振膜相似的方式制備的偏振片中,得到相似結果。
(制備偏振片)在與實施例9相似的條件下,皂化處理與具有光學補償層的一側相對的光學補償膜(寬視角膜SA12B,F(xiàn)uji Photo Film Co.制造)的表面。
使用聚乙烯醇基粘合劑將實施例6中制備的偏振片的保護膜的皂化的三乙酰基纖維素表面與實施例9中制備的偏振膜的表面粘合。在偏振膜的另一個表面上,用相同的聚乙烯醇基粘合劑粘合光學補償膜的皂化的三乙?;w維素表面。
(圖像顯示裝置的評價)安裝有如此制備的偏振片的TN,STN,IPS,VA或OCB模式的透射型,反射型或半透射型液體顯示裝置,與安裝未使用光學補償膜的偏振片的液晶顯示裝置相比,具有更優(yōu)異的亮室中圖像對比度,在垂直方向和橫向還表現(xiàn)出極寬的視角,優(yōu)異的粘合性能、防塵性能和耐擦傷性。特別地,具有實施例4和5中制備的光學膜的偏振片還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗反射性能,并具有極好的可見性。
此外,安裝使用光學膜(其包括對透射光表現(xiàn)出光擴散功能的硬涂層)的偏振片的圖像顯示裝置,因硬涂層中所含的0.2μm或更大的粒子而對透射光的光擴散作用,在液晶顯示裝置的垂直方向和橫向具有特別寬的視角,并在橫向方向上表現(xiàn)出對黃色顯示的改進。
此外,安裝使用光學膜(其具有表現(xiàn)出抗眩光功能的硬涂層)的偏振片的圖像顯示裝置更有效地防止外光的反射(抗眩光性能),從而提供優(yōu)異的可見性。
此外,在按與已知的偏振膜相似的方式制備的偏振片中,得到相似結果。
當將實施例1-7中制備的光學膜安裝在有機EL顯示裝置上時,提供了優(yōu)異的粘合性能,防塵性能和耐擦傷性。特別地,安裝有實施例5-7中制備的光學膜的圖像顯示裝置還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗反射性能,并具有極令人滿意的可見性。
此外,按與實施例9相同的方式制備偏振片,其一個表面上具有實施例6制備的偏振片的保護膜,另一個表面上具有λ/4板。當將這種偏振片安裝在有機EL顯示裝置上時,可以切斷從其上粘合偏振片的玻璃表面上反射的光,從而提供可見性極高的顯示裝置。
本發(fā)明的光學膜中,通過在抗靜電膜中含有導電材料和纖維素?;?,尤其是將抗靜電膜作為基材的一部分或在由纖維素酰化物構成的透明基材和硬涂膜間形成抗靜電膜,從而在抗靜電膜和硬涂膜間表現(xiàn)出優(yōu)異的相互粘合,并具有優(yōu)異的物理性能,如防塵性能和耐擦傷性。此外,本發(fā)明的光學膜通過在形成透明基材的澆鑄步驟到其卷取步驟的過程中制備抗靜電膜和硬涂膜的方法可以便宜地大批量制備。
在本申請中已經(jīng)要求的外國優(yōu)先權的每個外國專利申請的全部內(nèi)容引入本文作為參考,就象是已詳細說明。
權利要求
1.一種包括抗靜電膜的光學膜,所述抗靜電膜至少包括導電材料和纖維素酰化物。
2.如權利要求1所述的光學膜,其中所述抗靜電膜層壓在主要包括纖維素?;锏耐该骰纳?。
3.如權利要求1所述的光學膜,其中通過共澆鑄方法將所述抗靜電膜層壓作為主要包括纖維素?;锏幕牡囊徊糠帧?br>
4.如權利要求1所述的光學膜,其中所述抗靜電膜和硬涂膜按此順序層壓在主要包括纖維素?;锏耐该骰纳?。
5.如權利要求1~4中任一項所述的光學膜,其中硬涂膜層壓在所述抗靜電膜上,并包括平均粒度為0.2~10μm的導電粒子。
6.如權利要求2、4和5中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜通過選自繞線棒涂布、凹版印刷涂布和模壓涂布的涂布方法進行層壓。
7.如權利要求1~6中任一項所述的光學膜,其中所述光學膜是抗靜電膜、抗眩光膜、光擴散膜或抗反射膜。
8.如權利要求1~6中任一項所述的光學膜,其中所述抗靜電膜一側的光學膜表面的表面電阻率等于或小于1×1014Ω/sq。
9.如權利要求4或5所述的光學膜,其中所述硬涂膜包括按固體含量計為10~80質(zhì)量%的含有烯鍵式不飽和基團的聚酯樹枝狀物(A),其是分子中含有6個或更多個羥基的聚酯多元醇樹枝狀物化合物(a)與含有烯鍵式不飽和基團的一元羧酸(b)的反應產(chǎn)物。
10.一種制造如權利要求1~9中任一項所述的光學膜的光學膜制造方法。
11.一種偏振片,包括偏振膜;和設在所述偏振膜兩側的兩個保護膜,其中如權利要求1~9中任一項所述的光學膜用作所述保護膜中的至少一個。
12.如權利要求11所述的偏振片,包括偏振膜;和設在所述偏振膜兩側的兩個保護膜,其中如權利要求1~9中任一項所述的光學膜用作保護膜中的一個和具有光學各向異性層的光學補償膜用作保護膜中的另一個。
13.一種圖像顯示裝置,包括圖像顯示表面;和設在所述圖像顯示表面上的如權利要求1~9中任一項所述的光學膜或如權利要求11或12所述的偏振片。
14.權利要求13所述的圖像顯示裝置,其中所述圖像顯示裝置是TN、STN、IPS、VA或OCB模式的透射型、反射型或半透射型液晶顯示裝置。
全文摘要
一種包括抗靜電膜的光學膜,所述抗靜電膜至少包括導電材料和纖維素?;?。
文檔編號G02F1/13GK1993633SQ200580026290
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權日2004年8月2日
發(fā)明者村松雄造, 中村謙一 申請人:富士膠片株式會社