CN107710028A - 防静电膜及其制造方法、偏振片以及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种防静电膜,具有:基材膜层,其由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成;以及防静电层,其设置在上述基材膜层上,包含具有导电性的金属氧化物粒子,其中,上述防静电层的表面电阻值为1.0×106Ω/□以上且1.0×1010Ω/□以下,上述防静电层的表面的图像清晰度为90以上。
Description
技术领域
本发明涉及防静电膜及其制造方法、偏振片以及液晶显示装置。
背景技术
包含含有脂环式结构的聚合物的光学膜由于透明性和耐热性优异,一直以来被用作液晶显示装置用的偏振片保护膜的基材膜层(专利文献1)。此外,为了除去液晶显示装置的静电,提出了在偏振片保护膜形成具有导电性的防静电层(专利文献2)。进而,为了抑制制造时、搬运时和保管时的透明性的降低、污染和损伤,有时在偏振片保护膜贴合掩蔽膜(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-30870号公报
专利文献2:日本特开2014-112184号公报
专利文献3:日本特开2011-112945号公报
发明内容
发明要解决的课题
包含含有脂环式结构的聚合物的光学膜通常柔软且模量低。因此,如果上述的光学膜以与掩蔽膜贴合而制成辊状的状态保存一段期间,则存在在光学膜表面形成凹凸形状的情况。例如,在使用了表面形成凹凸形状的掩蔽膜的情况下,存在由于收卷成辊状时的压力而将掩蔽膜的凹凸形状转印到光学膜,在光学膜的表面形成凹凸形状的情况。
当在像这样形成有凹凸形状的光学膜的表面形成防静电层时,在该防静电层也容易形成凹凸形状。此外,形成于防静电层的凹凸形状具有其凹凸形状被强化的倾向。而且,如果在液晶显示装置设置具有这种形成了凹凸形状的防静电层的偏振片保护膜,则有可能该液晶显示装置的外观评价变低,可视性变差。
本发明是鉴于上述的课题而完成的,其目的在于提供能够使图像的可视性良好的防静电膜及其制造方法、具有能够使图像的可视性良好的防静电膜的偏振片、以及具有防静电膜、能够显示可视性良好的图像的液晶显示装置。
用于解决课题的方案
本发明人为了解决上述的课题而进行了深入研究,结果发现在液晶显示装置设置了包含具有规定范围的表面电阻值和表面的图像清晰度的防静电层的防静电膜的情况下能够使图像的可视性良好,从而完成了本发明,所述防静电膜具有由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成的基材膜层、和包含具有导电性的金属氧化物粒子的防静电层。
即,本发明如下所述。
[1]一种防静电膜,具有:基材膜层,其由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成;以及
防静电层,其设置在上述基材膜层上,包含具有导电性的金属氧化物粒子,
上述防静电层的表面电阻值为1.0×106Ω/□以上且1.0×1010Ω/□以下,
上述防静电层的表面的图像清晰度为90以上。
[2]根据[1]所述的防静电膜,其中,
在上述基材膜层的与上述防静电层相反侧的面具有掩蔽膜。
[3]根据[2]所述的防静电膜,其中,
上述掩蔽膜在上述基材膜层侧的面与上述基材膜层相接,
与上述基材膜层相接的上述掩蔽膜的面的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm满足下述式(i)和式(ii),
Ra<0.08μm 式(i)
Sm>0.6mm 式(ii)。
[4]根据[1]~[3]中任1项所述的防静电膜,其中,
上述基材膜层依次具有第一表面层、中间层及第二表面层,
上述中间层包含紫外线吸收剂,
上述基材膜层的厚度为10μm以上且60μm以下,
上述基材膜层的波长380nm时的光线透过率为10%以下。
[5]根据[1]~[4]中任1项所述的防静电膜,其中,
上述防静电层具有单层结构,
上述防静电层的厚度为0.8μm~10.0μm。
[6]根据[1]~[5]中任1项所述的防静电膜,其中,
上述防静电层与上述基材膜层的折射率差为0.03以下。
[7]根据[1]~[6]中任1项所述的防静电膜,其中,
上述防静电膜的雾度值为0.3%以下。
[8]根据[1]~[7]中任1项所述的防静电膜,其中,
上述防静电膜是收卷成辊状的长条的膜。
[9]根据[8]所述的防静电膜,其中,
上述基材膜层的波长550nm时的面内延迟量为80nm~180nm,并且,
上述基材膜层的慢轴相对于上述基材膜层的长度方向形成45°±5°的角度。
[10]一种偏振片,具有[1]~[9]中任1项所述的防静电膜。
[11]一种液晶显示装置,具有液晶单元和[10]所述的偏振片。
[12]根据[11]所述的液晶显示装置,其中,
上述液晶单元和上述防静电膜的上述防静电层被导通。
[13]根据[11]或[12]所述的液晶显示装置,其中,
上述液晶显示装置为IPS方式。
[14]一种防静电膜的制造方法,包含:
在由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成的基材膜层贴合掩蔽膜,从而得到多层膜的工序;
将上述多层膜收卷成辊状的工序;
将被收卷的辊状的上述多层膜放卷的工序;以及
在被放卷的上述多层膜的上述基材膜层的、与上述掩蔽膜的相反侧形成包含具有导电性的金属氧化物粒子的防静电层的工序,其中,
上述防静电层的表面电阻值为1.0×106Ω/□以上且1.0×1010Ω/□以下,
上述防静电层的表面的图像清晰度为90以上。
[15]根据[14]所述的防静电膜的制造方法,其中,
与上述基材膜层相接的上述掩蔽膜的面的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm满足下述式(i)和式(ii),
Ra<0.08μm 式(i)
Sm>0.6mm 式(ii)
[16]根据[14]或[15]所述的防静电膜的制造方法,其中,
在将上述多层膜收卷成辊状的工序中,在接触压力为0.05MPa以上且1.5MPa以下的条件下使橡胶辊与上述多层膜表面接触,在收卷张力为50N/m以上且250N/m以下的条件下以上述掩蔽膜成为外侧的方式进行收卷。
发明效果
根据本发明,能够提供:能够使图像的可视性良好的防静电膜及其制造方法;具有能够使图像的可视性良好的防静电膜的偏振片;以及具有防静电膜、能够显示可视性良好的图像的液晶显示装置。
附图说明
图1是示意地表示本发明的一个实施方式的防静电膜的剖视图。
图2是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振片的剖视图。
图3是示意地表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的剖视图。
具体实施方式
以下示出实施方式和例示物而对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施方式和例示物,在不脱离本发明的专利请求的范围及其等同范围的范围内可任意地变更而实施。
以下的说明中,“长条”的膜是指具有相对于宽度通常为5倍以上的长度的膜,优选具有10倍或其以上的长度,具体而言是指具有收卷成辊状被保管或被搬运程度的长度的膜。长条的膜的长度的上限没有特别的限制,例如可设为相对于宽度为10万倍以下。
以下的说明中,膜的面内延迟量Re只要无特别说明,则为由Re=(nx-ny)×d表示的值。此外,膜的厚度方向的延迟量Rth只要无特别说明,则为由Rth={(nx+ny)/2-nz}×d表示的值。在此,nx表示与膜的厚度方向垂直的方向(面内方向)上的赋予最大的折射率的方向的折射率。ny表示膜的上述面内方向上的与nx的方向正交的方向的折射率。nz表示膜的厚度方向的折射率。d表示膜的厚度。测定波长只要无特别说明,则为550nm。
以下的说明中,“(甲基)丙烯酸酯”包含“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”这两者,“(甲基)丙烯酰基”包含“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”这两者。
以下的说明中,要素的方向“平行”、“垂直”及“正交”只要无特别说明,在不损害本发明的效果的范围内可包含例如±5°的范围内的误差。
以下的说明中,长条的膜的长度方向通常与生产线的膜的MD方向平行。
以下的说明中,“偏振片”和“1/4波长板”只要无特别说明,不仅包含坚硬的构件,而且也包含例如树脂制的膜这样地具有可挠性的构件。
以下的说明中,具有多个膜的构件中的各膜的光学轴(起偏器的透射轴、相位差膜的慢轴等)所成的角度只要无特别说明,表示从厚度方向观看上述的膜时的角度。
以下的说明中,膜的慢轴只要无特别说明,则表示该膜的面内的慢轴。
以下的说明中,粘接剂只要无特别说明,不仅包含狭义的粘接剂,也包含23℃时的剪切储能模量小于1MPa的粘合剂。在此,狭义的粘接剂是指能量线照射后或加热处理后、23℃时的剪切储能模量为1MPa~500MPa的粘接剂。
以下的说明中,某液体的固体成分是指该液体经过干燥后残留的成分。
[1.防静电膜的概要]
图1是示意地表示本发明的一个实施方式的防静电膜100的剖视图。如图1所示,防静电膜100具有基材膜层110和设置在该基材膜层110上的防静电层120。该防静电层120具有规定范围的表面电阻值。进而,防静电层120的与基材膜层110相反侧的表面120U的图像清晰度为规定值以上。这样的防静电膜100在被设置于液晶显示装置的情况下能够发挥防止静电的作用,并且能够使图像的可视性良好。
此外,在防静电膜100中,可根据需要在基材膜层110的与防静电层120相反侧的面110D具有掩蔽膜130。掩蔽膜130是为了抑制输送时以及保存时的污染和损伤而设置的,通常在使用防静电膜100时被剥离。
[2.基材膜层]
基材膜层由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成。以下,有时酌情将含有脂环式结构的聚合物称为“含脂环式结构聚合物”。含脂环式结构聚合物的聚合物的结构单元具有脂环式结构。含脂环式结构聚合物可以在主链具有脂环式结构,也可以在侧链具有脂环式结构。其中,从机械强度和耐热性的观点出发,优选为在主链含有脂环式结构的聚合物。
作为脂环式结构,可举出例如饱和脂环式烃(环烷烃)结构、不饱和脂环式烃(环烯烃、环炔烃)结构等。其中,从机械强度和耐热性的观点出发,优选为环烷烃结构和环烯烃结构,特别优选为环烷烃结构。
构成脂环式结构的碳原子数在每一个脂环式结构中优选为4个以上,更优选为5个以上,优选为30个以下,更优选为20个以下,特别优选为15个以下的范围。通过将构成脂环式结构的碳原子数设为该范围,从而使包含该含脂环式结构聚合物的热塑性树脂的机械强度、耐热性及成型性高度地均衡。
含脂环式结构聚合物中,具有脂环式结构的结构单元的比例可根据使用目的适当地选择。含脂环式结构聚合物中的具有脂环式结构的结构单元的比例优选为55重量%以上,更优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。如果含脂环式结构聚合物中的具有脂环式结构的结构单元的比例处于该范围,则包含该含脂环式结构聚合物的热塑性树脂的透明性和耐热性变得良好。
作为含脂环式结构聚合物,可举出例如降冰片烯系聚合物、单环的环状烯烃系聚合物、环状共轭二烯系聚合物、以及它们的加氢物等。这些中,降冰片烯系聚合物由于成型性良好,因此特别优选。此外,具有脂环式结构的聚合物可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
作为降冰片烯系聚合物,可使用例如日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报、日本特开平4-63807号公报等中记载的聚合物。作为降冰片烯系聚合物的具体例子,可举出具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物及其加氢物;具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物及其加氢物;以及它们的改性物。以下的说明中,有时将具有降冰片烯结构的单体称为“降冰片烯系单体”。作为降冰片烯系单体的开环聚合物的例子,可举出具有降冰片烯结构的1种单体的开环均聚物、具有降冰片烯结构的2种以上的单体的开环共聚物、以及降冰片烯系单体和可与其共聚的任选的单体的开环共聚物。进而,作为降冰片烯系单体的加成聚合物的例子,可举出具有降冰片烯结构的1种单体的加成均聚物、具有降冰片烯结构的2种以上的单体的加成共聚物、以及降冰片烯系单体和可与其共聚的任选的单体的加成共聚物。这些中,从成型性、耐热性、低吸湿性、尺寸稳定性、轻质性等的观点出发,特别优选降冰片烯系单体的开环聚合物的加氢物。
作为降冰片烯系单体,可举出例如降冰片烯;降冰片烯的烷基取代衍生物;降冰片烯的亚烷基取代衍生物;降冰片烯的芳香族取代衍生物;以及它们的极性基取代体等。在此,作为极性基,可举出例如卤素、羟基、酯基、烷氧基、氰基、酰胺基、酰亚胺基、甲硅烷基等。这些可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。作为这样的降冰片烯系单体的具体例子,可举出2-降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、5,5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-氰基-2-降冰片烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-苯基-2-降冰片烯、5-苯基-5-甲基-2-降冰片烯、5-己基-2-降冰片烯、5-辛基-2-降冰片烯、5-十八烷基-2-降冰片烯等。
此外,作为降冰片烯系单体,可举出例如一个以上的环戊二烯加成于降冰片烯的单体;该单体的烷基取代衍生物;该单体的亚烷基取代衍生物;该单体的芳香族取代衍生物;以及它们的极性基取代体等。作为这样的降冰片烯系单体的具体例子,可举出1,4:5,8-二甲桥-1,2,3,4,4a,5,8,8a-2,3-环戊二烯并八氢萘、6-甲基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、1,4:5,10:6,9-三甲桥-1,2,3,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a-十二氢-2,3-环戊二烯并蒽等。
进而,作为降冰片烯系单体,可举出例如作为环戊二烯的多聚体的多环结构的单体;该单体的烷基取代衍生物;该单体的亚烷基取代衍生物;该单体的芳香族取代衍生物;以及它们的极性基取代体等。作为这样的降冰片烯系单体的具体例子,可举出双环戊二烯、2,3-二氢双环戊二烯等。
此外,作为降冰片烯系单体,可举出例如环戊二烯与四氢茚的加成物;该加成物的烷基取代衍生物;该加成物的亚烷基取代衍生物;该加成物的芳香族取代衍生物;以及它们的极性基取代体等。作为这样的降冰片烯系单体的具体例子,可举出1,4-亚甲基-1,4,4a,4b,5,8,8a,9a-八氢芴、5,8-亚甲基-1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢-2,3-环戊二烯并萘等。
降冰片烯系单体可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
在降冰片烯系聚合物中,作为结构单元具有X:双环[3.3.0]辛烷-2,4-二基-亚乙基结构和Y:三环[4.3.0.12,5]癸烷-7,9-二基-亚乙基结构,这些结构单元的含量相对于全部的降冰片烯系聚合物的结构单元为90重量%以上,并且X的含有比例与Y的含有比例之比优选为以X:Y的重量比计为100:0~40:60。通过使用这样的聚合物,从而能够得到长期无尺寸变化、光学特性的稳定性优异的基材膜层。
作为具有X的结构作为结构单元的单体,能够举出例如具有五元环键合于降冰片烯环的结构的降冰片烯系单体。作为其具体例子,能够举出三环[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(惯用名:双环戊二烯)及其衍生物(环中具有取代基的产物)、7,8-苯并三环[4.3.0.12,5]癸-3-烯(惯用名:亚甲基四氢芴)及其衍生物。此外,作为具有Y的结构作为结构单元的单体,能够举出例如四环[4.4.0.12,5.17,10]癸-3,7-二烯(惯用名:四环十二碳烯)及其衍生物(环中具有取代基的产物)。
上述的单体的聚合可用公知的方法来进行。此外,根据需要,可通过将上述的单体与任选的单体共聚、进行加氢,从而得到所期望的聚合物。在进行加氢的情况下,从耐热劣化性和耐光劣化性的观点出发,加氢率为90%以上,优选为95%以上,更优选为99%以上。
进而,根据需要,可使用例如α,β-不饱和羧酸及其衍生物、苯乙烯系烃、具有烯烃系不饱和键和可水解的基团的有机硅化合物、以及不饱和环氧单体等改性剂使得到的聚合物进行改性。
含脂环式结构聚合物的数均分子量(Mn)优选为10000以上,更优选为15000以上,特别优选为20000以上,优选为200000以下,更优选为100000以下,特别优选为50000以下。在数均分子量在这样的范围时,基材膜层的机械强度和成型加工性高度地均衡。
在此,含脂环式结构聚合物的数均分子量可通过采用环己烷溶剂的GPC(凝胶渗透色谱)法、作为聚异戊二烯换算值测定。
在包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂中,含脂环式结构聚合物的量优选为50重量%~100重量%,更优选为70重量%~100重量%。通过将含脂环式结构聚合物的量控制在上述的范围,从而容易得到具有所期望的物性的基材膜层。
包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂根据需要可与具有脂环式结构的聚合物组合地包含任选的成分。作为任选的成分,可举出例如紫外线吸收剂;无机微粒;抗氧化剂、热稳定剂、近红外线吸收剂等稳定剂;滑剂、增塑剂等树脂改性剂;染料、颜料等着色剂;抗老化剂等配合剂。任选的成分可单独使用1种,可以以任选的比例将2种以上组合地使用。
基材膜层可以具有仅包含1层的单层结构,也可以具有包含2层以上的层的多层结构。其中,基材膜层优选为在厚度方向上依次具有第一表面层、包含紫外线吸收剂的中间层、及第二表面层的多层膜。即,基材膜层优选在厚度方向上依次具有:由包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂形成的第一表面层、由包含含脂环式结构聚合物和紫外线吸收剂的热塑性树脂形成的中间层、及由包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂形成的第二表面层。这样的多层膜中,能够通过第一表面层和第二表面层来抑制中间层中所包含的紫外线吸收剂的流失。
为了流失的有效抑制,第一表面层和第二表面层优选不包含紫外线吸收剂。此外,第一表面层中所包含的聚合物、中间层中所包含的聚合物及第二表面层中所包含的聚合物可以相同,也可不同。因此,第一表面层中所包含的热塑性树脂与第二表面层中所包含的热塑性树脂可以不同,但从层的形成容易的方面考虑,优选相同。通常,第一表面层和第二表面层除了不包含紫外线吸收剂以外,采用与中间层中所包含的热塑性树脂同样的热塑性树脂而形成。
作为紫外线吸收剂,可举出例如三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、丙烯腈系紫外线吸收剂等有机紫外线吸收剂。其中,在波长380nm附近的紫外线吸收性能优异的方面,优选三嗪系紫外线吸收剂。此外,作为紫外线吸收剂,优选分子量为400以上的紫外线吸收剂。
作为三嗪系紫外线吸收剂,可优选使用例如具有1,3,5-三嗪环的化合物。作为三嗪系紫外线吸收剂的具体例子,可举出2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2,4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪等。此外,作为三嗪系紫外线吸收剂的市售品,可举出例如“Tinuvin 1577”(Ciba SpecialtyChemicals公司制造)等。
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,可举出例如2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-苯并三唑-2-基-4,6-二-叔丁基苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二-叔丁基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)苯酚、3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯/聚乙二醇300的反应生成物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链和侧链十二烷基)-4-甲基苯酚等。作为三唑系紫外线吸收剂的市售品,能够举出例如“ADK STAB LA-31”(旭电化工业公司制造)等。
紫外线吸收剂可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
在中间层中所包含的热塑性树脂中,紫外线吸收剂的量优选为1重量%以上,更优选为3重量%以上,优选为8重量%以下,更优选为6重量%以下。在此,紫外线吸收剂的量在使用2种以上的紫外线吸收剂的情况下表示这些紫外线吸收剂的全部量。通过将紫外线吸收剂的量设为上述范围的下限以上,从而能够有效地抑制波长200nm~370nm的紫外线的透射,此外,通过设为上限以下,能够抑制膜的黄色调,因此能够抑制色调的劣化。进而,通过将紫外线吸收剂的量设为上述范围,由于不含有大量的紫外线吸收剂,因此能够抑制热塑性树脂的耐热性的降低。
作为包含含脂环式结构聚合物和紫外线吸收剂的热塑性树脂的制造方法,可举出:在采用熔融挤出法的基材膜层的制造时之前将紫外线吸收剂配合于含脂环式结构聚合物中的方法;使用以高浓度包含紫外线吸收剂的母料的方法;在采用熔融挤出法的基材膜层的制造时将紫外线吸收剂配合于含脂环式结构聚合物中的方法等。在这些方法中,通过将紫外线吸收剂的量设为上述范围,从而能够充分地提高紫外线吸收剂的分散性。
热塑性树脂的玻璃化转变温度优选为80℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为120℃以上,更进一步优选为130℃以上,尤其优选为150℃以上,特别优选为160℃以上,优选为250℃以下,更优选为180℃以下。通过将热塑性树脂的玻璃化转变温度设为上述范围的下限值以上,从而能够提高高温环境下的基材膜层的耐久性,此外,通过设为上限值以下,从而可容易进行拉伸处理。
热塑性树脂的光弹性系数优选为10×10-10Pa-1以下,更优选为10×10-12Pa-1以下,特别优选为4×10-12Pa-1以下。通过将热塑性树脂的光弹性系数控制在上述范围,从而能够抑制贴合等的处理时的拉伸应力引起的基材膜层的延迟量变化。在此,光弹性系数C在将双折射设为Δn、将应力设为σ时,为由C=Δn/σ表示的值。
进而,基材膜层具有第一表面层、中间层及第二表面层的情况下,中间层中所包含的热塑性树脂的玻璃化转变温度TgA与第一表面层和第二表面层中所包含的热塑性树脂的玻璃化转变温度TgB优选满足TgB-TgA<15℃的关系。
基材膜层的波长380nm时的光线透过率优选为10%以下,更优选为5%以下,特别优选为1%以下。此外,基材膜层的波长280nm~370nm时的光线透过率优选为1.5%以下,更优选为1%以下。由此,能够利用防静电膜遮蔽紫外线,因此在具有防静电膜的液晶显示装置中能够抑制紫外线对起偏器和液晶单元造成的损伤。因此,能够抑制起偏器的偏振度的降低和着色。进而,能够使液晶单元的液晶驱动稳定。
在此,光线透过率可按照JIS K 0115、使用分光光度计测定。
基材膜层可以是光学上各向同性的膜,也可以是具有光学上的各向异性的膜。例如,基材膜层可以为具有10nm以下的面内延迟量Re的各向同性膜。在基材膜层为各向同性膜的情况下,该基材膜层的厚度方向的延迟量Rth优选为10nm以下。
此外,例如,基材膜层也可以为具有光学上的各向异性的相位差膜。如果举出具体例子,基材膜层可以是能够作为1/4波长板发挥功能的膜。在基材膜层能够作为1/4波长板发挥功能的情况下,该基材膜层的测定波长550nm时的面内延迟量Re优选为80nm以上,更优选为95nm以上,优选为180nm以下,更优选为150nm以下。如果基材膜层的面内延迟量Re在上述的范围内,在液晶显示装置嵌入了防静电膜时,即使以显示面为旋转轴改变设置位置的情况下,隔着偏光太阳镜的图像的色调变化也变少,因此液晶显示装置的图像的可视性优异。此外,在基材膜层可作为1/4波长板发挥功能的情况下,该基材膜层的测定波长550nm时的厚度方向的延迟量Rth优选为50nm~225nm。
进而,在基材膜层是能够作为1/4波长板发挥功能的长条的膜的情况下,优选设定成该基材膜层的慢轴相对于基材膜层的长度方向成规定范围的角度。以下,有时将基材膜层的慢轴相对于基材膜层的长度方向所成的角度酌情称为“取向角”。该取向角的范围优选为45°±5°,更优选为45°±4°,特别优选为45°±3°。只要使用包含具有这种范围的取向角的基材膜层的防静电膜,就能够容易地制造能提高佩戴偏光太阳镜时的图像的可视性的偏振片。
基材膜层的面内延迟量Re的偏差优选为10nm以内,更优选为5nm以内,特别优选为2nm以内。此外,基材膜层的厚度方向的延迟量Rth的偏差优选为20nm以内,更优选为15nm以内,特别优选为10nm以内。通过将延迟量Re和Rth的偏差控制在上述的范围,从而可以使应用了该防静电膜的液晶显示装置的显示品质良好。
基材膜层的挥发性成分的量优选为0.1重量%以下,更优选为0.05重量%以下,进一步优选为0.02重量%以下。通过使挥发性成分的量变少,从而能够提高尺寸稳定性,能够使延迟量等光学特性的经时变化变小。
在此,挥发性成分为分子量200以下的物质。作为挥发性成分,可举出例如残留单体和溶剂等。挥发性成分的量作为分子量200以下的物质的合计,可通过采用气相色谱进行分析而定量。
基材膜层的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,优选为60μm以下,更优选为40μm以下。通过将基材膜层的厚度控制在上述范围,防静电膜的薄膜化成为可能。此外,在基材膜层具有第一表面层、中间层及第二表面层的情况下,中间层的厚度优选为5μm以上且30μm以下,第一表面层和第二表面层的厚度优选以合计计为5μm以上且20μm以下。进而,从生产稳定性的观点出发,中间层的厚度与第一表面层和第二表面层的合计厚度之比{(中间层的厚度)/(第一表面层和第二表面层的合计厚度)}优选为1~3。此外,中间层的厚度的偏差在整个面设为±2.0μm以内,由于这能够使液晶显示装置的图像显示性良好,因此优选。
基材膜层可通过例如将热塑性树脂成型为膜状而制造。作为成型方法,可使用例如加热熔融成型法、溶液流延法等。其中,从减少膜中的挥发性成分的方面考虑,优选使用加热熔融成型法。加热熔融成型法更详细地可以分类为例如熔融挤出成型法、压制成型法、吹胀法、注射成型法、吹塑成型法、拉伸成型法等。这些中,为了得到机械强度和表面精度等优异的基材膜层,优选使用熔融挤出成型法。
特别地,在作为基材膜层制造具有2个以上的层的多层膜的情况下,优选使用共挤出法。例如,具有第一表面层、中间层及第二表面层的多层结构的基材膜层可通过将用于形成第一表面层的热塑性树脂、用于形成中间层的热塑性树脂、及用于形成第二表面层的热塑性树脂从模具共挤出而制造。这样的共挤出法中,优选共挤出T型模具法。此外,作为共挤出T型模具法,能够举出进料区块(feed block)方式和多歧管(multi manifold)方式。
在共挤出T型模具法中,具有T型模具的挤出机中的热塑性树脂的熔融温度优选为Tg+80℃以上,更优选为Tg+100℃以上,优选为Tg+180℃以下,更优选为Tg+150℃以下。在此,“Tg”表示热塑性树脂的玻璃化转变温度,在基材膜层具有第一表面层、中间层及第二表面层的情况下,表示第一表面层和第二表面层中所包含的热塑性树脂的玻璃化转变温度。通过将挤出机中的熔融温度设为上述范围的下限值以上,从而能够充分地提高热塑性树脂的流动性,此外,通过设为上限值以下,从而能够抑制热塑性树脂的劣化。
进而,在熔融挤出成型法中,挤出机中的热塑性树脂的温度在树脂投入口处优选为Tg~(Tg+100)℃,在挤出机出口处优选为(Tg+50)~(Tg+170)℃,模具温度优选为(Tg+50)℃~(Tg+170)℃。
基材膜层的制造方法可包含对采用上述的成型方法得到的膜实施拉伸处理的工序。通过实施拉伸处理,从而能够使基材膜层显现延迟量等光学特性。
拉伸处理可根据要使基材膜层显现的延迟量而采用任选的方法进行。例如,可进行仅在一个方向上进行拉伸处理的一轴拉伸处理,也可进行在不同的2个方向上进行拉伸处理的双轴拉伸处理。此外,双轴拉伸处理中,可进行在2个方向上同时进行拉伸处理的同时双轴拉伸处理,也可进行在某方向上进行了拉伸处理后在另一方向上进行拉伸处理的逐次双轴拉伸处理。进而,拉伸处理可进行在膜长度方向上进行拉伸处理的纵向拉伸处理、在膜宽度方向上进行拉伸处理的横向拉伸处理、在与膜宽度方向不平行也不垂直的倾斜方向上进行拉伸处理的倾斜拉伸处理的任一个,也可将它们组合进行。拉伸处理的方式可举出例如辊方式、浮法方式、拉幅机方式等。
在基材膜层为可作为1/4波长板发挥功能的膜的情况下,在上述的拉伸处理中,优选倾斜拉伸处理。在将具有作为1/4波长板的基材膜层的防静电膜和起偏器贴合使用的情况下,通常以如下方式进行贴合:起偏器的透射轴与基材膜层的慢轴以既不平行也不垂直的规定的角度交叉。此外,长条的起偏器的透射轴通常与其长度方向平行或垂直。此时,在通过倾斜拉伸处理得到的基材膜层中,相对于该基材膜层的长度方向在倾斜方向上慢轴显现,因此不必为了贴合而将防静电膜裁切为单张,可以进行采用卷对卷法的有效的贴合。
作为倾斜拉伸处理的具体的方法,可使用日本特开昭50-83482号公报、日本特开平2-113920号公报、日本特开平3-182701号公报、日本特开2000-9912号公报、日本特开2002-86554号公报、日本特开2002-22944号公报等中记载的方法。此外,作为倾斜拉伸处理中可使用的拉伸机,可举出例如拉幅拉伸机。在拉幅拉伸机中有横向一轴拉伸机、同时双轴拉伸机等,其中优选可连续地对长条的膜进行倾斜拉伸的拉幅拉伸机。
以基材膜层中所包含的热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg为基准,拉伸温度优选为Tg-30℃以上,更优选为Tg-10℃以上,优选为Tg+60℃以下,更优选为Tg+50℃以下。
拉伸倍率优选为1.01倍~30倍,优选为1.01倍~10倍,更优选为1.01倍~5倍。
根据需要可对基材膜层的表面实施表面处理。例如,对于设置防静电层的一侧的基材膜层的面,为了提高与防静电层的粘接性,可实施例如等离子体处理、电晕处理、碱处理、涂覆处理等表面处理。
表面处理中,优选电晕处理。通过电晕处理,可以显著地提高基材膜层与防静电层的粘接性。电晕处理时的电晕放电电子的照射量优选为1W/m2/分钟~1000W/m2/分钟。实施了这样的电晕处理的基材膜层的面的水接触角优选为10°~50°。水接触角的测定可按照JIS R3257 θ/2法测定。此外,实施了电晕处理后,为了使防静电层的外观良好,优选在实施电晕处理的面形成防静电层前对基材膜层进行除电。
[3.防静电层]
防静电层为设置在基材膜层上的层,包含具有导电性的金属氧化物粒子。此时,防静电层可经由任选的层间接地设置在基材膜层上,但通常直接地设置成与基材膜层的表面相接。在防静电层中,通常金属氧化物粒子以连结为链状的方式凝聚而形成链状连结体,由该链状连结体形成了导电路径。因此,防静电膜能够发挥防静电功能。
[3.1.金属氧化物粒子]
作为金属氧化物粒子中所包含的金属氧化物,可举出例如氧化锡;掺杂了锑、氟或磷的氧化锡;氧化铟;掺杂了锑、锡或氟的氧化铟;氧化锑;低氧化钛等。特别优选掺杂了锑的氧化锡和掺杂了锑的氧化铟。此外,这些可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
金属氧化物粒子的平均粒径优选为2nm以上,更优选为4nm以上,特别优选为5nm以上,优选为50nm以下,更优选为40nm以下,特别优选为10nm以下。通过将金属氧化物粒子的平均粒径设为上述范围的下限值以上,金属氧化物粒子难以凝聚成粒状,因此容易使金属氧化物粒子以连结成链状的方式凝聚。此外,通过设为上限值以下,从而能够使防静电层的雾度变小,因此能够提高防静电层的透明性。进而,能够容易使金属氧化物粒子之间连结成链状。
在此,粒子的平均粒径在假定采用激光衍射法测定的粒径分布显示正态分布的情况下,表示散射强度成为最大的粒径。
此外,金属氧化物粒子优选为用水解性的有机硅化合物对该粒子的表面进行了处理的产物。实施了这样的处理的金属氧化物粒子通常采用有机硅化合物的水解物对由金属氧化物形成的粒子本体的表面进行了改性。因此,以下有时将采用水解性的有机硅化合物的金属氧化物粒子的表面的处理称为“改性处理”。此外,有时将粒子表面用水解性的有机硅化合物处理过的金属氧化物粒子称为“改性粒子”。通过实施这样的改性处理,从而能够使金属氧化物粒子的链状的连结变得牢固,能够提高金属氧化物粒子的分散性。
作为水解性的有机硅化合物,可举出例如由下述式(1)表示的有机硅化合物。
R1 aSi(OR2)4-a (1)
(式(1)中,R1和R2各自独立地表示选自氢原子、卤素原子、碳原子数为1~10的烃基、及碳原子数为1~10的有机基团中的基团,a表示0~3的整数。)
式(1)中,如果举出作为R1优选的例子,可举出乙烯基、丙烯酰基、碳原子数为1~8的烷基等。
此外,式(1)中,如果举出作为R2优选的例子,可举出氢原子、乙烯基、芳基、丙烯酰基、碳原子数为1~8的烷基、-CH2OCnH2n+1(n表示1~4的整数。)等。
作为由式(1)表示的有机硅化合物,优选“a”为0或1的有机硅化合物。式(1)中“a”为0的四官能的有机硅化合物在维持金属氧化物粒子的连结的方面上是有效的。此外,式(1)中“a”为1的三官能的有机硅化合物在提高连结成链状的金属氧化物粒子在防静电剂中的分散性的方面上是有效的。进而,式(1)中“a”为0或1的三官能以上的有机硅化合物通常水解速度快。
此外,作为由式(1)表示的有机硅化合物,优选将“a”为0的四官能的有机硅化合物与“a”为1的三官能的有机硅化合物组合使用。在这样组合使用的情况下,四官能的有机硅化合物与三官能的有机硅化合物的摩尔比(四官能的有机硅化合物/三官能的有机硅化合物)优选为20/80以上,更优选为30/70以上,优选为80/20以下,更优选为70/30以下。通过使四官能的有机硅化合物不过量,从而能够抑制金属氧化物粒子凝固成块,因此容易生成链状的连结。此外,通过使三官能的有机硅化合物不过量,从而能够抑制金属氧化物粒子的连结时的凝胶的生成。因此,通过以上述那样的摩尔比将由式(1)表示的四官能的有机硅化合物与三官能的有机硅化合物组合,从而能够有效地使金属氧化物粒子连结成链状。
通过如上述那样,作为由式(1)表示的有机硅化合物将四官能的有机硅化合物与三官能的有机硅化合物组合使用,从而能够将金属氧化物粒子之间牢固地连结成链状。其理由虽然尚不明确,但推测如下所述。金属氧化物粒子的连结部分由于活性高,因此“a”为0的四官能的有机硅化合物容易吸附于金属氧化物粒子的连结部分。此外,四官能的有机硅化合物由于容易水解,因此在醇的混合的同时水解进行,大量地生成Si-OH。另一方面,“a”为1的三官能的有机硅化合物在水中的溶解度低,通过与醇混合,在水中溶解而进行水解。因此认为三官能的有机硅化合物先吸附于金属氧化物粒子的连结部分,随后与水解的四官能的有机硅化合物的Si-OH反应。
因此,在将四官能的有机硅化合物与三官能的有机硅化合物组合使用的情况下,优选不是将这些有机硅化合物同时与金属氧化物粒子的水分散液混合,而是首先将四官能的有机硅化合物与金属氧化物粒子的水分散液混合后,在将醇混合的同时将三官能的有机硅化合物混合。
作为水解性的有机硅化合物的具体例子,可举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等四烷氧基硅烷类;甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三丙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-(β-环氧丙氧基乙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等三烷氧基或三酰氧基硅烷类;二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基苯基二乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等二烷氧基硅烷或二酰基硅烷类;三甲基氯硅烷等。这些可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
接下来,对改性粒子(将粒子表面用水解性的有机硅化合物处理过的金属氧化物粒子)的制造方法进行说明。在下述说明的制造方法中,改性粒子以分散液的状态制造。
改性粒子的制造方法中,准备成为处理对象的金属氧化物粒子的水分散液。此时,水分散液中的金属氧化物粒子的浓度优选为1重量%以上,更优选为10重量%以上,优选为40重量%以下。
接下来,将上述的水分散液的pH优选调节到2以上,更优选调节到2.5以上,并且优选调节到5以下,更优选调节到4以下。通过将水分散液的pH设为上述范围的下限值以上,从而能够抑制金属氧化物粒子的球状的凝聚,因此容易产生链状的连结。此外,通过设为上限值以下,从而在金属氧化物粒子连结成链状时,容易提高连结数。因此,容易使金属氧化物粒子的平均连结数多达2以上,因此容易提高防静电膜的防静电性能。
作为调节pH的方法,可举出使用了离子交换树脂的离子交换处理法、混合酸的方法等。作为离子交换树脂,优选H型阳离子交换树脂。通常,通过离子交换处理能够使水分散液的pH向酸性迁移。此外,在仅利用离子交换树脂处理、pH没有充分地降低的情况下,根据需要可在水分散液中混合酸。
此外,通常,在离子交换处理时,也进行脱离子处理,因此金属氧化物粒子容易取向为链状。
优选地,调节pH后,通过将金属氧化物粒子的水分散液浓缩或稀释,从而将该水分散液的固体成分浓度调节到适当的范围。具体地,将pH调节后的水分散液的固体成分浓度优选调节到10重量%以上,更优选调节到15重量%以上,并且优选调节到40重量%以下,更优选调节到35重量%以下。通过将金属氧化物粒子的水分散液的固体成分浓度设为上述范围的下限值以上,从而容易产生金属氧化物粒子的链状的连结。因此,容易使金属氧化物粒子的平均连结数多达3以上,因此容易提高防静电膜的防静电性能。此外,通过设为上限值以下,从而能够降低金属氧化物粒子的水分散液的粘度,能够充分地进行采用搅拌的混合。因此,能够使水解性的有机硅化合物均匀地吸附于金属氧化物粒子。
然后,将上述那样准备的金属氧化物粒子的水分散液与水解性的有机硅化合物混合。作为水解性的有机硅化合物,可举出由上述的式(1)表示的化合物。
水解性的有机硅化合物的量可根据该有机硅化合物的种类、金属氧化物粒子的粒径等因素适当地设定。金属氧化物粒子与水解性的有机硅化合物的重量比(有机硅化合物/金属氧化物粒子)优选为0.01以上,更优选为0.02以上,优选为0.5以下,更优选为0.3以下。在使用2种以上的有机硅化合物的情况下,优选该有机硅化合物的合计量满足上述的重量比的范围。通过将上述的重量比设为上述范围的下限值以上,从而能够抑制连结为链状的金属氧化物粒子的连结在防静电剂中断开,因此可得到具有优异的防静电功能的防静电膜。此外,由于能够提高防静电剂中的金属氧化物粒子的分散性,降低防静电剂的粘度,使防静电剂的经时稳定性良好,因此能够降低防静电层的雾度。此外,通过将重量比设为上述范围的上限值以下,从而能够抑制将金属氧化物粒子的表面改性的有机硅化合物的水解物的层过度变厚,因此能够使防静电层的表面电阻值变小。
此外,在此说明的改性粒子的制造方法中,进行通过将金属氧化物粒子的水分散液与醇混合从而将水解性的有机硅化合物水解的工序。该工序通常在将金属氧化物粒子的水分散液与水解性的有机硅化合物混合的工序之后进行。但是,如上所述,在将四官能的有机硅化合物与三官能的有机硅化合物组合使用的情况下,优选在将四官能的有机硅化合物与金属氧化物粒子的水分散液混合后,在该水分散液中混合醇。进而,优选在将上述的金属氧化物粒子的水分散液与醇混合的同时或之后,将三官能的有机硅化合物混合到上述的金属氧化物粒子的水分散液中。
作为醇,可举出例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇等。这些醇可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。此外,可以与上述的醇组合地使用乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等有机溶剂。
优选以与醇混合后的金属氧化物粒子的水分散液的固体成分浓度控制在所期望的范围的方式调节醇的量。在此,水分散液的固体成分浓度的所期望的范围优选为3重量%以上,更优选为5重量%以上,优选为30重量%以下,更优选为25重量%以下。此外,上述的水分散液的固体成分浓度表示包含有机硅化合物的全部固体成分的浓度。进而,上述的有机硅化合物的量能够作为二氧化硅换算的量求出。
水解时的温度优选为30℃以上,更优选为40℃以上。水解时的温度的上限通常为使用溶剂的沸点(大致100℃)以下。通过将水解时的温度设为上述的下限值以上,从而能够缩短水解所需的时间,能够抑制水解性的有机硅化合物的残留,此外,通过设为上限值以下,从而能够使得到的改性粒子的稳定性良好,因此能够抑制粒子的过量的凝聚。
进而,根据需要可在金属氧化物粒子的水分散液中混合酸作为水解催化剂。作为酸,可举出盐酸、硝酸、醋酸、磷酸。此外,酸可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
将有机硅化合物水解时的操作的优选的具体例子如下所述。
首先,将式(1)中“a”为0的四官能的有机硅化合物与金属氧化物粒子的水分散液混合,将该水分散液与醇混合,进行四官能的有机硅化合物的水解。然后,将水分散液冷却到室温,根据需要再次与上述醇混合。然后,将式(1)中“a”为1的三官能的有机硅化合物与上述的水分散液混合,升温到适合上述的水解的温度,进行水解。由此,能够利用四官能的有机硅化合物的水解物来维持金属氧化物粒子的链状的连结。进而,促进三官能的有机硅化合物的水解物与金属氧化物粒子的表面的结合,因此能够提高金属氧化物粒子的分散性。
通过如上述那样将有机硅化合物水解,从而能够利用有机硅化合物的水解物将金属氧化物粒子的表面改性,得到改性粒子。进行了水解后即刻,上述的改性粒子以在水等溶剂中分散的分散液的状态得到。该改性粒子的分散液可直接用于防静电剂的制备,根据需要也可实施清洗处理或脱离子处理。通过脱离子处理使离子浓度降低,从而能够得到稳定性优异的改性粒子的分散液。该脱离子处理可使用例如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两离子交换树脂等离子交换树脂进行。此外,清洗处理可使用例如超滤膜法等进行。
进而,得到的改性粒子的分散液根据需要可在进行了溶剂置换后使用。如果进行溶剂置换,则在粘结剂聚合物和极性溶剂中的分散性提高。因此,能够提高防静电剂的涂布性。因此,能够使防静电层的表面的平滑性良好,能够抑制防静电层中的条纹和斑等外观上的缺陷的产生。进而,能够提高防静电层的耐擦伤性、透明性、密合性,使雾度变小。此外,能够提高防静电膜的制造可靠性。
此外,得到的改性粒子的分散液根据需要可与水混合使用。通过与水混合,通常改性粒子的连结数增加,得到的防静电层的导电性提高。因此,可得到具有大致106Ω/□~1010Ω/□的表面电阻值的防静电层,因此可得到防静电性优异的防静电膜。
上述的具有导电性的金属氧化物粒子(包含改性粒子。)通常在包含该金属氧化物粒子的分散液或防静电剂中连结成链状。而且,这样的连结在防静电层中也得以维持,因此通过连结的金属氧化物粒子可在防静电层中形成导电路径。因此,推测防静电层能够发挥优异的防静电性。此外,由于不是金属氧化物粒子凝聚成粒状,而是以连结成链状的方式凝聚,因此金属氧化物粒子难以形成可发生可见光线的散射那么大的凝聚块。因此,推测可以使包含这样的金属氧化物粒子的防静电层的雾度降低。但是,本发明并不限于上述的推测。
金属氧化物粒子的平均连结数优选为2个以上,更优选为3个以上,特别优选为5个以上。通过将金属氧化物粒子的平均连结数设为上述下限值以上,从而能够提高防静电层的防静电性能。金属氧化物粒子的平均连结数的上限优选为20个以下,更优选为10个以下。通过将金属氧化物粒子的平均连结数设为上述上限值以下,从而能够容易地进行连结成链状的金属氧化物粒子的制造。
在此,金属氧化物粒子的平均连结数可采用下述的方法测定。
通过透射型电子显微镜拍摄金属氧化物粒子的链状连结体的照片。由该照片,对于金属氧化物粒子的链状连结体100个,求出各个链状连结体的连结数。然后,计算各链状连结体的连结数的平均值,将小数点以下1位四舍五入,得到金属氧化物粒子的平均连结数。
防静电层中,金属氧化物粒子的量优选为3重量%以上,更优选为5重量%以上,特别优选为10重量%以上,优选为50重量%以下,更优选为30重量%以下,特别优选为20重量%以下。通过将金属氧化物粒子的量设为上述范围的下限值以上,从而能够使防静电层的表面电阻值变小,能够使防静电性能良好。此外,通过设为上限值以下,从而能够使防静电层的雾度变小,因此能够提高防静电膜的透明性。
[3.2.粘结剂聚合物]
防静电层除了金属氧化物粒子以外,通常包含粘结剂聚合物。能够通过粘结剂聚合物将金属氧化物粒子保持在防静电层中。
作为粘结剂聚合物,优选具有将包含50重量%以上的在1分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物的聚合性单体聚合而得到的结构的聚合物。通过使用这样的聚合物作为粘结剂聚合物,从而能够有效地降低防静电层的表面电阻值。
作为在1分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物,可举出例如季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
此外,在1分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。例如,可以将季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯的组合、以及二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯的组合用作用于得到粘结剂聚合物的聚合性单体。
上述的聚合性单体中,优选使用包含以合计计为80重量%以上的在1分子中具有4个(甲基)丙烯酰基的化合物、具有5个(甲基)丙烯酰基的化合物和具有6个(甲基)丙烯酰基的化合物的聚合性单体。
此外,作为用于得到粘结剂聚合物的聚合性单体,也可与上述这样的在1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的化合物组合地使用任选的单体化合物。作为这样的任选的单体化合物,可举出例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能的(甲基)丙烯酸酯类;乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油二烯丙基醚、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等多官能不饱和单体类;双苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、2-丙烯酸[5,5’-(9-芴-9-亚基)双(1,1’-联苯)-2-(聚氧乙烯)酯]、2-丙烯酸[5,5’-4-(1,1’联苯基)亚甲基双(1,1’-联苯)-2-(聚氧乙烯)酯]等具有芳香环和(甲基)丙烯酰基的化合物类;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等碳原子数为1~30的烷基(甲基)丙烯酸酯类的丙烯酸系不饱和单体类等。此外,这些可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
此外,如果使用聚合性单体的总量中的0.01重量%~5重量%的具有羧基和聚合性的碳-碳双键的化合物作为任选的单体化合物,则有效地降低防静电层的表面电阻值。作为上述的具有羧基和聚合性的碳-碳双键的化合物,可举出例如丙烯酸;甲基丙烯酸;巴豆酸;富马酸;衣康酸;粘康酸;马来酸酐与一元醇的半酯类;二季戊四醇五丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯等具有羟基的丙烯酸酯类中的羟基的一部分加成于丙烯酸的碳-碳双键的化合物;二季戊四醇五丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯等具有羟基的丙烯酸酯类中的羟基与二羧酸或羧酸酐反应的化合物等。这些可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
包含50重量%以上的在1分子中具有3个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物的聚合性单体的酸值优选为0.01mgKOH/g~0.5mgKOH/g。通过将用于得到粘结剂聚合物的聚合性单体的酸值设为上述范围的下限值以上,从而能够有效地降低防静电层的表面电阻值,此外,通过设为上限值以下,从而能够使防静电剂的稳定性变得良好
聚合性单体的酸值可按照JIS K 0070(化学产品的酸值、皂化值、酯值、碘值、羟基值和不皂化物的试验方法)将溴百里酚蓝用于指示剂而测定。
防静电层中,粘结剂聚合物的量优选为50重量%以上,更优选为60重量%以上,特别优选为70重量%以上,优选为95重量%以下,更优选为90重量%以下。通过将粘结剂聚合物的量设为上述范围,从而能够提高防静电层与基材膜层的粘接性,并且能够提高金属氧化物粒子在防静电层中的分散性。此外,能够使防静电层的厚度均匀。
[3.3.任选的成分]
只要不显著损害本发明的效果,防静电层除了金属氧化物粒子和粘结剂聚合物以外可包含任选的成分。此外,任选的成分可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
[3.4.防静电层的制造方法]
防静电层可通过将包含金属氧化物粒子的防静电剂在上述基材膜层上涂布而形成。此外,在涂布时刻,防静电剂通常为流体状,因此优选在将防静电剂在基材膜层上涂布后,进行使涂布的防静电剂的膜固化的工序。以下,作为该防静电层的制造方法的例子,对于含有将包含50重量%以上的在1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的化合物的聚合性单体聚合而得到的聚合物作为粘结剂聚合物的防静电层的优选的制造方法进行说明。
本例中所示的防静电层的制造方法中,首先准备防静电剂。作为该防静电剂,在本例中,使用包含金属氧化物粒子和用于得到粘结剂聚合物的聚合性单体的防静电剂。此外,作为该聚合性单体,使用包含50重量%以上的在1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的化合物的聚合性单体。
上述的聚合性单体通常可通过紫外线等活性能量线的照射而聚合。因此,防静电剂优选包含光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可举出例如苯偶姻衍生物、苄基缩酮类、α-羟基苯乙酮类、α-氨基苯乙酮类、酰基氧化膦类、邻酰基肟类等。此外,作为市售的光聚合引发剂,可举出例如二苯甲酮/胺、米氏酮(Michler’s keton)/二苯甲酮、噻吨酮/胺等的组合(商品名:IRGACURE、DAROCUR等、Ciba-Geigy Limited制造)等。光聚合引发剂可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
光聚合引发剂的量相对于聚合性单体100重量份优选为1重量份以上,更优选为2重量份以上,特别优选为3重量份以上,优选为20重量份以下,更优选为10重量份以下,特别优选为5重量份以下。通过将光聚合引发剂的量设为上述的范围,从而能够高效地进行聚合性单体的聚合,并且能够避免光聚合引发剂的过量混合而抑制未反应的光聚合引发剂引起的防静电层的黄变、膜物性的变化。
防静电剂可包含溶剂。作为溶剂,优选能够溶解聚合性单体并且可容易挥发的溶剂。作为这样的溶剂,可举出例如水;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、双丙酮醇、糠醇、四氢糠醇、乙二醇、己二醇、异丙基乙二醇等醇类;醋酸甲酯、醋酸乙酯等酯类;二乙醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、四氢呋喃等醚类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮、乙酰乙酸酯、环己酮等酮类;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类;甲苯、二甲苯等芳香族化合物;异佛尔酮等。此外,溶剂可单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。
上述的溶剂中,优选亲水性的溶剂。通过使用亲水性的溶剂而在对防静电剂进行干燥的工序中吸附空气中的水分,从而能够促进导电路径的形成,提高防静电性能。具体而言,优选乙醇、甲醇、2-丙醇(IPA,也称为异丙醇)的混合溶剂。
进而,在上述的溶剂中,双丙酮醇、环己酮和乙酰丙酮都具有高沸点,因此从涂布的防静电剂的膜的干燥后的表面的平坦性提高的方面考虑是优选的。
此外,在以包含水的分散液的状态准备金属氧化物粒子的情况下,作为防静电剂的溶剂,优选使用具有水溶性的溶剂。
溶剂的量优选以防静电剂的固体成分浓度控制在所期望的范围的方式设定。在此,防静电剂的固体成分浓度优选为10重量%以上,更优选为20重量%以上,特别优选为30重量%以上,优选为70重量%以下,更优选为55重量%以下。通过将防静电剂中的固体成分的浓度控制在上述的范围,从而容易将防静电层的厚度控制在适当的范围内,容易制造具有充分的防静电性能的防静电层。进而,通常由于能够降低防静电层的雾度,因此能够使防静电膜的透明性良好。此外,通常能够抑制防静电层的裂纹、基材膜层的翘曲。进而,由于能够降低防静电剂的粘度,因此能够使防静电剂的涂布性良好。因此,能够提高防静电层的表面的平坦性,能够抑制条纹斑的产生。
进而,防静电剂可含有防静电层可包含的任选的成分。
防静电剂通过将防静电剂所包含的各成分用适当的混合装置混合而得到。作为混合装置,可举出例如均相混合器等。
准备了防静电剂后,将该防静电剂涂布在基材膜层上,在基材膜层上形成防静电剂的膜。然后,根据需要通过干燥从防静电剂的膜除去溶剂后,通过照射紫外线等活性能量线,使聚合性单体聚合,从而使防静电剂的膜固化,得到防静电层。
作为涂布方法,可举出例如棒涂法、狭缝涂布法、旋涂法、辊涂法、帘式涂布法、模涂法、丝网印刷法等。
防静电剂的涂布优选在规定的相对湿度的环境下进行。上述的涂布时的具体的相对湿度优选为40%RH以上,更优选为45%RH以上,进一步优选为50%RH以上,特别优选为52%RH以上,优选为65%RH以下,更优选为60%RH以下,进一步优选为58%RH以下,特别优选为57%RH以下。通过将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的下限值以上,从而使金属氧化物粒子凝聚而充分地连结为链状,因此能够有效地降低防静电层的表面电阻值。进而,通过将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的下限值以上,从而能够抑制基材膜层的带电引起的放电、带电不均匀引起的涂布不均匀。此外,通过将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的上限值以下,从而能够抑制金属氧化物粒子的过量的凝聚,能够抑制防静电层的断裂和雾度的不均匀。
在此,对将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的上限值以下的意义进行详细说明。
通常,在将包含溶剂的涂料涂布在基材上而形成了涂料膜的情况下,通过涂布后即刻的溶剂的挥发,从基材只夺取溶剂的气化热部分的热,有时在涂料膜的表面产生结露。将这样的现象称为“刷光(brushing)”,在该刷光发生的部分有时外观白化。
假如上述这样的刷光在形成于基材膜层上的防静电剂的膜中发生,则在该刷光发生的部分中防静电剂的膜中所包含的金属氧化物粒子的凝聚有可能过量地进行。如果金属氧化物粒子的凝聚过量地进行,则有时在防静电层发生断裂,在防静电层的雾度上产生不均匀。
此外,上述这样的刷光的影响容易在防静电剂的膜与外气接触的面积大的部分中产生。这是因为,如果与外气接触的面积大,则冷却快速地开始,因此容易发生结露。
通常,在防静电层的膜的端部附近,不仅防静电剂的膜的上表面而且在端面处防静电层也与外气接触。因此,在该防静电剂的膜的端部附近,防静电剂的膜以大面积与外气接触而快速地开始冷却,因此容易变凉,容易发生结露。因此,在该防静电层的膜的端部附近,受到上述的刷光的影响,特别容易发生防静电层的断裂和雾度的不均匀。
对此,如果将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的上限值以下,则可抑制上述这样的刷光的发生。因此,在包含防静电层的端部附近的层全体中,能够容易地控制防静电层的断裂和雾度的不均匀。像这样,将涂布时的环境的相对湿度设为上述范围的上限值以下在通过抑制刷光引起的导电性粒子的凝聚、抑制防静电层的断裂和雾度的不均匀从而能够实现均匀的防静电层方面具有意义。
如上述那样将防静电剂涂布在基材膜层上后,根据需要通过干燥从防静电剂的膜除去溶剂。干燥时的温度和压力可根据防静电层的材料的种类、溶剂的种类、防静电层的厚度等条件适当地设定。
然后,对防静电剂的膜照射活性能量线。由此,聚合性单体聚合,防静电剂的膜固化,因此得到包含金属氧化物粒子和粘结剂聚合物的防静电层。活性能量线的波长、照射量等照射条件可根据防静电层的材料的种类、防静电层的厚度等条件适当地设定。
[3.5.防静电层的结构和尺寸]
防静电层可以具有包括2层以上的层的多层结构,但优选具有仅由1层构成的单层结构。通过防静电层具有单层结构,能够提高防静电层的全光线透过率,使防静电层的制造变得容易,使防静电膜的厚度变薄。
防静电层的厚度优选为0.8μm以上,更优选为1.0μm以上,特别优选为1.5μm以上,优选为10.0μm以下,更优选为8μm以下,进一步优选为6μm以下,特别优选为4.0μm以下。通过将防静电层的厚度控制在上述的范围,从而能够将防静电层的表面电阻值抑制在特定范围,能够高度平衡图像可视性和液晶驱动的稳定性。进而,通常能够抑制防静电膜的卷曲,能够使防静电层的耐擦伤性良好。
防静电层的厚度可采用干涉式膜厚计(Filmetrics,Inc.制“F20膜厚测定系统”)测定。
防静电层的厚度与基材膜层的厚度之比(防静电层/基材膜层)优选为1/50以上,更优选为1/25以上,特别优选为1/12以上,优选为3/10以下,更优选为1/5以下,特别优选为3/25以下。通过将防静电层的厚度与基材膜层的厚度之比控制在上述的范围,从而能够稳定地抑制防静电膜的卷曲。
[3.6.防静电层的物性]
防静电层的表面电阻值通常为1.0×106Ω/□以上,优选为1.0×107Ω/□以上,更优选为1.0×108Ω/□以上,通常为1.0×1010Ω/□以下,优选为5.0×109Ω/□以下,更优选为1.0×109Ω/□以下。通过防静电层具有这样的表面电阻值,能够提高防静电膜的防静电性。因此,在将防静电膜组装到具有In-cell型的触摸面板的液晶显示装置中的情况下,能够抑制触摸面板的操作时的带电引起的液晶驱动的不均匀的发生。特别地,在使防静电层与液晶显示装置的液晶单元导通的情况下,能够有效地抑制液晶单元的静电,能够进一步提高图像显示的稳定性。
表面电阻值可按照JIS K6911、使用数字超绝缘/微小电流计(日置电气公司制“DSM-8104”)测定。
防静电层的表面的图像清晰度(DOI:标准ASTM E430)通常为90以上,优选为92以上,更优选为94以上,通常为100以下。在此,详细而言,防静电层的表面是指防静电层的与基材膜层相反侧的面。通过防静电层的表面具有这样的图像清晰度,能够抑制防静电层的表面的凹凸形状被强化,因此能够使具有防静电膜的液晶显示装置的图像的可视性良好。
上述的图像清晰度的测定可基于ASTM E430的标准进行。具体而言,可使用Gardner WaveScanII(BYK公司制)等的测定装置,根据以60°入射角度对样品照射LED光并以60°反射角度检测出的强度的轮廓曲线(Profile)来计算图像清晰度(DOI)。
作为将防静电层的表面的图像清晰度控制在上述的范围,可举出例如使形成防静电层的一侧的基材膜层的面的表面平滑的方法;使基材膜的与防静电层相反侧的面的表面平滑的方法;使与基材膜接触的一侧的掩蔽膜的表面平滑的方法;使掩蔽膜的与基材膜的接触面的相反侧的表面光滑的方法;使防静电层的表面平滑的方法等。
防静电层的折射率优选为1.500以上,更优选为1.510以上,进一步优选为1.515以上,特别优选为1.520以上,优选为1.550以下,更优选为1.540以下。
进而,防静电层的折射率优选设定为防静电层与基材膜层的折射率差控制在规定的范围。具体而言,上述的折射率差优选为0.030以下,更优选为0.025以下,特别优选为0.020以下,理想为零。通过像这样减小折射率差,能够抑制在基材膜层与防静电层的界面处的光的反射,因此能够难以视觉辨认防静电层的涂布不均匀和点不均匀,所以容易使防静电膜的外观良好。此外,能够使防静电层的表面的图像清晰度提高。因此,能够有效地提高设置了防静电膜的液晶显示装置的图像的可视性。
在此,防静电层和基材膜层的折射率是采用折射率膜厚测定装置(MetriconCorporation制“Prism Coupler”)基于用波长407nm、波长532nm及波长633nm这三种波长测定出的值进行柯西拟合而求出的、波长550nm时的数值。此外,上述的折射率差可作为基材膜层的折射率与防静电层的折射率的差的绝对值来求出。在此,在层的折射率具有各向异性的情况下,可采用该层的平均折射率作为该层的折射率的测定值。例如,在基材膜层为拉伸膜的情况下,该基材膜层的折射率具有各向异性。在该情况下,可采用拉伸方向的折射率(ns)、与拉伸方向垂直的面内方向的折射率(nf)、以及厚度方向的折射率(nz)的平均值作为该基材膜层的折射率的测定值。
防静电层的表面的水接触角优选为70°~90°。通过防静电层的表面的水接触角在该范围内,在用粘接剂将防静电膜与任选的构件粘接时,能够抑制粘接剂不沾构件。因此,例如,在液晶显示装置的制造时用层间粘接剂将具有防静电膜的偏振片与触摸面板之间填埋时,能够抑制层间粘接剂与偏振片之间的收缩。由此,能够使粘接时的操作性良好,能够提高粘接剂的粘接强度。在此,水接触角可按照JIS R3257θ/2法测定。
防静电层的表面自由能优选为23mJ/m2以上,更优选为24mJ/m2以上,优选为27mJ/m2以下,更优选为26mJ/m2以下。通过将防静电层的表面自由能控制在上述的范围,能够在用粘接剂将防静电膜与任选的构件粘接时抑制粘接剂的收缩。因此,能够使粘接时的操作性良好,能够提高粘接剂的粘接强度。在此,防静电层的表面自由能通过以下方式得到:对防静电层的表面的十六烷的接触角和水的接触角进行测定,根据Owens-Wendt的分析理论由所测定出的接触角的数据进行计算。关于上述的分析理论,可参照“D.K.Owens,R.C.Wendt,J.Appl.Polym.Sci.,13,1741,(1969)”。
防静电层的JIS铅笔硬度优选为B以上,更优选为HB以上,特别优选为H以上。通过提高防静电层的JIS铅笔硬度,从而能够使防静电层作为硬涂层发挥功能,因此能够提高防静电膜的耐擦伤性。在此,JIS铅笔硬度为按照JIS K5600-5-4、使各种硬度的铅笔倾斜45°、从上施加500g重的载荷对层的表面刮擦而开始损伤的铅笔的硬度。
关于防静电层的耐擦伤性,在对钢丝绒1cm2角施加了10gf、50gf、100gf、或500gf的载荷的状态下,使钢丝绒#0000在防静电膜的防静电层的表面往复10次,通过目视观察往复后的表面状态,求出没有发现划伤的载荷。
没有发现划伤的载荷优选为10gf以上,更优选为50gf以上,特别优选为100gf以上。通过提高防静电层的耐擦伤性,从而能够抑制偏振片化等加工工序中的不小心的外在因素引起的损伤。
从有效利用上述这样的防静电层的高硬度的观点出发,优选在防静电膜中
防静电层在最表面露出。
[4.掩蔽膜]
掩蔽膜是为了保护包含含脂环式结构聚合物的基材膜层而贴合在基材膜层的膜。因此,在防静电膜中,基材膜层侧的掩蔽膜的面通常基材膜层的与防静电层相反侧的面相接。在本发明中,由于使用包含含脂环式结构聚合物的基材膜层,所以当在掩蔽膜的表面上形成了凹凸形状时,在贴合时凹凸形状容易转印到基材膜上。在此,在掩蔽膜中存在与基材膜层相接的面和与基材膜层相反侧的面,但与基材膜层相反侧的面由于在收卷成辊状时隔着空气界面与基材膜层接触,因此由向基材膜层的表面转印而引起的凹凸形成的影响少。另一方面,与基材膜层直接相接的面的凹凸形状相比于掩蔽膜的与基材膜层相反侧的面的凹凸形状,对由向基材膜层的表面转印而引起的凹凸形成造成更大的影响。因此,优选与基材膜层相接的掩蔽膜的面的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm满足下述式(i)和式(ii)。
Ra<0.08μm 式(i)
Sm>0.6mm 式(ii)
详细而言,上述的算术平均粗糙度Ra优选小于0.08μm,更优选为0.045以下,特别优选为0.025以下。此外,上述的凹凸间的平均间隔Sm优选大于0.6mm,更优选为0.8mm以上,特别优选为0.9mm以上,优选为2.0mm以下。上述的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm可使用光干涉式粗糙度计测定。作为测定装置,可使用NewView系列(Zygo公司制)、Wyko系列(日本Veeco公司制)、VertScan系列(Ryoka Systems公司制)等。
在满足了上述的式(i)和式(ii)的情况下,将包含含脂环式结构聚合物的基材膜层和掩蔽膜贴合,收卷成辊状,在保存一段时间后,能够抑制基材膜层的表面的凹凸形状的形成。因此,在该基材膜层的表面形成了防静电层的情况下,能够将该防静电层的表面的图像清晰度控制在上述所期望的范围。因此,在包含具有该防静电层的防静电膜的液晶显示装置中,能够有效地提高图像的可视性。在此,对将基材膜层和掩蔽膜贴合后的上述的保存期间没有特别限制,但通常认为是半年以内。
作为上述的掩蔽膜,优选具有支承膜层和粘合层的膜。这样的掩蔽膜通常在粘合层的与支承膜层相反侧的面与基材膜层贴合。
作为掩蔽膜的支承膜层的材料,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃、聚酯、丙烯酸树脂,三乙酰纤维素等。此外,这些可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。其中,从表面平滑性、耐热性和透明性的观点出发,优选为聚酯。聚酯没有特别限定,可适当使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚乙酯等。
掩蔽膜的支承膜层的厚度根据防静电膜的基材膜层的厚度和品质要求而不同,优选为10μm以上,更优选为15μm以上,优选为100μm以下,更优选为50μm以下。通过将支承膜层的厚度设为上述范围的下限值以上,能够抑制掩蔽膜的辊的外观的紊乱所引起的皱纹的产生。此外,通过将支承膜层的厚度设为上述范围的上限值以下,能够抑制掩蔽膜从基材膜层的剥离,能够容易地进行膜的收卷。
作为掩蔽膜的粘合层,存在通过涂布形成的粘合层和通过共挤出形成的自粘合层,但从可扩大支承膜层的选项的观点出发,优选通过涂布形成的粘合层。此时,作为粘合层的材料的粘合剂,可举出例如橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、聚乙烯醚系粘合剂、聚氨酯系粘合剂、有机硅系粘合剂等。此外,粘合剂可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。这些中,从耐热性和生产率的观点出发,优选丙烯酸系粘合剂。
掩蔽膜的粘合层的厚度优选为2.0μm以上,更优选为5.0μm以上,优选为20.0μm以下,更优选为15.0μm以下。通过将粘合层的厚度设在上述范围的下限值以上,能够提高粘合层的粘合力,因此能够抑制掩蔽膜的浮动和剥离。此外,通过将粘合层的厚度设在上述范围的上限值以下,能够抑制从基材膜层剥离掩蔽膜时的残胶。进而,能够降低掩蔽膜的抽拉张力,因此能够抑制将基材膜层和掩蔽膜贴合时的皱纹和损伤的产生。在此,“残胶”是指掩蔽膜剥离后粘合剂在基材膜层残留的现象。
掩蔽膜的缺点数优选为5个/m2以下,更优选为1个/m2以下。在此,掩蔽膜的缺点是指支承膜层的鱼眼(fish eye)、埋藏异物、粘合层的鱼眼、附着异物等的通过目视能够确认的缺陷。通过将缺点的数量控制在上述的范围,在使用具有面状检查机来进行防静电层的异物检查时,容易正确地对防静电层的异物进行计数。
掩蔽膜的雾度值优选为6%以下,更优选为4%以下,进一步优选为3%以下,特别优选为1%以下。通过将掩蔽膜的雾度值控制在这样的范围,在掩蔽膜与基材膜层贴合的状态下直接形成了防静电层的情况下,能够不剥离掩蔽膜而评价防静电层。进而,在使用面状检查机进行防静电层的异物检查时,容易正确地对防静电层的异物进行计数。
在基材膜层与掩蔽膜进行了贴合的情况下,位于掩蔽膜与基材膜层之间的长径100μm以上的异物的数量优选为1个/m2以下。这种异物是从基膜层的凹凸结构产生的,可将所谓的“气泡”检测为异物。
掩蔽膜有时为了防止异物的混入、以及抑制收卷皱纹的目的而采用在粘合面使用间隔件的结构来制造。在该情况下,为了减小粘合面与间隔件的剥离力以及抑制剥离静电的目的,通常对间隔件进行脱模处理。作为脱模剂,可使用聚二甲基硅氧烷等的有机硅系脱模剂、氟化烷等氟系脱模剂、长链烷基系脱模剂等。其中,由于脱模性和加工型良好,适合使用有机硅系脱模剂。但是,当有机硅系脱模剂附着于基材膜层时,有可能在之后的形成防静电层的工序中变得不均匀。因此,掩蔽膜的表面的Si量优选为规定量以下。掩蔽膜的表面的Si量可使用X射线光电子能谱或荧光X射线测定。掩蔽膜的表面的Si量在使用X射线光电子能谱进行测定的情况下优选为1.0atm%以下,在使用荧光X射线进行测定的情况下优选为0.3kcps以下。
[5.任选的层]
防静电膜可与基材膜层、防静电层和掩蔽膜组合地具备任选的层。
例如,防静电膜可在防静电层上具有防反射层。
此外,防静电膜可在基材膜层的与防静电层相反侧的面具有易粘接层。
[6.防静电膜的物性和形状]
防静电膜的雾度值,优选为0.3%以下,更优选为0.2%以下,进一步优选为0.1%以下,特别优选为0.05%以下。通过防静电膜具有这样的范围的雾度值,从而在具有该防静电膜的液晶显示装置中,能够抑制雾度引起的图像可视性的降低,能够显示鲜明的图像。
防静电膜的雾度值可按照JIS K7136、使用雾度计(东洋精机公司制“Haze GuardII”)测定。
防静电膜的透射色相L*优选为94.0以上,更优选为94.5以上,进一步优选为94.7以上,特别优选为95.0以上,优选为97.0以下,更优选为96.5以下,进一步优选为96.3以下,特别优选为96.0以下。通过将防静电膜的透射色相L*控制在上述范围,在具有该防静电膜的液晶显示装置中能够使图像可视性良好。
上述的透射色相L*为L*a*b*表色系中的标L*。防静电膜的透射色相L*可采用分光光度计(日本分光公司制“V-7200”)、使用C光源测定。
防静电膜的全光线透过率优选为85%以上,更优选为86%以上,特别优选为88%以上。
防静电膜的全光线透过率可使用紫外·可见分光计、在波长380nm~780nm的范围测定。
防静电膜可以为长条的膜,也可以为单张的膜。通常,从提高制造效率的观点出发,将防静电膜制造为长条的膜,收卷成辊状来搬运和保管。此外,在制造单张的防静电膜的情况下,通常通过将长条的防静电膜切出为所期望的形状,从而制造单张的防静电膜。
[7.防静电膜的制造方法]
防静电膜可通过包含在基材膜层上形成防静电层的工序的制造方法来制造。此外,具有掩蔽膜的防静电膜可通过包含在基材膜层上形成防静电层的工序和在基材膜层贴合掩蔽膜的工序来制造。此时,在基材膜层贴合掩蔽膜的工序可以在基材膜层上形成防静电层的工序之前进行,也可以在之后进行。此外,从提高制造效率的观点出发,带电膜的制造方法优选通过卷对卷进行。
其中,具有掩蔽膜的长条的防静电膜优选通过包含如下工序的制造方法进行制造:在基材膜层贴合掩蔽膜而得到多层膜的工序;将该多层膜收卷成辊状的工序;将收卷成的辊状的多层膜放卷的工序;以及在被放卷的多层膜的基材膜层的、与掩蔽膜相反的一侧形成防静电层的工序。在该制造方法中,基材膜层作为收卷成辊状的多层膜所包含的层进行保管,保管后被放卷而提供给防静电层的形成工序。在收卷成辊状进行保管的期间中,由于被卷叠的多层膜间的压力,在基材膜层的表面容易形成凹凸形状。因此,优选通过对收卷多层膜时的收卷张力进行调节,控制被卷叠的多层膜间的压力。此外,在该制造方法中,在收卷多层膜时,优选以掩蔽膜成为外侧的方式收卷。
具体而言,上述的收卷张力优选为50N/m以上,更优选为70N/m以上,特别优选为90N/m以上,优选为250N/m以下,更优选为200N/m以下,特别优选为180N/m以下。通过将多层膜的收卷张力设在上述范围的下限值以上,能够稳定地收卷多层膜,通过将多层膜的收卷张力设在上述范围的上限值以下,能够抑制在基材膜层的表面形成凹凸形状,结果容易将防静电层的图像清晰度控制在上述的规定的范围。
在收卷时,可以根据需要使橡胶辊与多层膜表面接触来收卷。通过调节使橡胶辊与多层膜表面接触的接触压力,能够抑制收卷时多层膜的偏移。具体而言,上述的接触压力优选为0.05MPa以上,更优选为0.07MPa以上,进一步优选为0.10MPa以上,优选为1.5MPa以下,更优选为1.0MPa以下,进一步优选为0.7MPa以下。通过将多层膜的接触压力设在上述范围的下限值以上,能够稳定地收卷多层膜,通过设在上述范围的上限值以下,能够抑制在基材膜层的表面形成凹凸形状,结果容易将防静电层的图像清晰度控制在上述的规定的范围。
通常,通过上述的制造方法制造的防静电膜被收卷成辊状而保存和搬运。而且,在使用时,防静电膜从辊放卷,从基材膜层剥离掩蔽膜而使基材膜层的与防静电层相反侧的面露出,将该露出的面与起偏器等光学构件贴合来使用。
[8.偏振片]
图2是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振片200的剖视图。如图2所示,通过将上述的防静电膜100用作偏振片保护膜,能够得到偏振片200。这样的偏振片200使用上述的防静电膜100作为偏振片保护膜,具有起偏器210和防静电膜100。此时,从有效利用防静电层120的高硬度的观点和容易进行液晶显示装置的防静电层120的接地的观点出发,优选防静电层120在偏振片200的最表面露出。进而,偏振片200也可以根据需要与防静电膜100不同地另外具有任选的偏振片保护膜220。在图2中示出了依次具有任选的偏振片保护膜220、起偏器210、基材膜层110和防静电层120的偏振片200的例子。
作为起偏器,可使用任选的起偏器。作为起偏器,通常通过在聚乙烯醇系膜中掺杂碘等后进行拉伸加工而得到。
防静电膜通常以基材膜层比防静电层更接近起偏器的方向设置。此外,特别是在防静电膜的基材膜层可作为1/4波长板发挥功能的情况下,优选以如下方式设置:防静电膜的基材膜层的慢轴相对于起偏器的透射轴形成规定的角度θ。具体而言,上述的角度θ优选为40°以上,更优选为43°以上,优选为50°以下,更优选为48°以下,特别优选为45°±1°的范围内的角度。在具有这种偏振片的液晶显示装置中,能够通过防静电膜将透射了液晶单元及起偏器的直线偏振光转换为圆偏振光或椭圆偏振光。因此,由于能够用圆偏振光或椭圆偏振光显示图像,所以即使在液晶显示装置的使用者佩戴了偏光太阳镜的状态下也能够视觉辨认显示内容。
作为任选的偏振片保护膜,可使用光学上各向同性的各向同性膜,也可使用具有所期望的延迟量的相位差膜。在使用相位差膜作为偏振片保护膜的情况下,该相位差膜发挥光学补偿功能,能够改善视野角依赖性,补偿斜视时的起偏器的漏光现象,改善液晶显示装置的视野角特性。作为这样的相位差膜,可使用例如纵向单轴拉伸膜、横向单轴拉伸膜、纵向横向双轴拉伸膜、使液晶性化合物聚合而成的相位差膜等。作为相位差膜的具体例子,可举出对由环烯烃树脂等热塑性树脂形成的热塑性树脂膜进行单轴拉伸或双轴拉伸的产物。此外,作为市售的热塑性树脂膜,可举出例如日本瑞翁公司制造的“ZEONOR FILM”;积水化学工业公司制造的“ESCENA”和“SCA40”;JSR Corporation制造的“ARTON FILM”等。
起偏器、防静电膜和偏振片保护膜可以通过粘接剂贴合而被一体化。此外,起偏器、防静电膜和偏振片保护膜也可以通过构件表面的等离子体处理等的处理方法直接贴合。
作为粘接剂,能够使用任选的粘接剂,可使用例如橡胶系、氟系、丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氨酯系、有机硅系、聚酯系、聚酰胺系、聚醚系、环氧系等粘接剂。此外,这些粘接剂可以单独使用1种,也可以以任选的比例将2种以上组合使用。其中,优选在起偏器与防静电膜之间设置例如丙烯酸系粘接剂层这样的紫外线固化型的粘接剂层,通过该紫外线固化型的粘接剂层将起偏器与防静电膜贴合。由此,能够减小水分对于起偏器的影响,因此能够抑制起偏器的劣化。此时,粘接剂层的膜厚优选0.1μm以上且2.0μm以下。
偏振片可通过包含将起偏器与防静电膜贴合的工序的制造方法来制造。此时,从高效率地进行制造的观点出发,优选使用长条的起偏器和长条的防静电膜将偏振片制造为长条的偏振片。这样的制造方法能够通过卷对卷法进行。通常,在使用这样的偏振片制造液晶显示装置的情况下,将长条的偏振片切出适当的大小,将切出的偏振片设置在液晶显示装置。此时,作为切出偏振片的方法,可使用例如激光切割、模切加工、裁切等方法。
[9.液晶显示装置]
图3是示意地表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置300的剖视图。如图3所示,上述的防静电膜100可设置在液晶显示装置300而使用。这样的液晶显示装置300具有液晶单元310和偏振片200,该偏振片200具有上述的起偏器210和防静电膜100。通常具有起偏器210和防静电膜100的偏振片200能够设在液晶单元310的视觉辨认侧,防静电膜100能够设在偏振片210的视觉辨认侧。此外,在图3中示出了依次具有任选的偏振片320、液晶单元310、任选的偏振片保护膜220、起偏器210、基材膜层110和防静电层120的液晶显示装置300的例子。此外,作为任选的偏振片320,示出依次具有偏振片保护膜330、起偏器340和偏振片保护膜350的例子。
防静电膜通过具有防静电层而具有优异的防静电性,因此能够使液晶单元的液晶分子的驱动控制稳定化。此外,由于防静电层的表面的图像清晰度处于规定范围,所以能够使图像的可视性良好。进而,由于防静电膜的基材膜层由包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂形成,所以与具有由三乙酰纤维素等材料形成的偏振片保护膜的现有的液晶显示装置相比,能够使耐热性和耐湿性良好。
此外,通常由于上述的防静电膜的透明性优异,所以能够使图像的清晰度良好。此外,由于这种防静电膜在贴合时不需要使用水性粘接剂,所以能够抑制高温高湿下的耐久试验中的品质下降。此外,特别是在防静电膜的基材膜层包含紫外线吸收剂的情况下,能够从制造液晶显示装置时所经受的紫外线和使用液晶显示装置时所经受的外部光线中的紫外线中保护液晶单元和起偏器等的结构构件。
作为液晶单元,可使用TN方式、VA方式、IPS方式等的任选的液晶单元。其中,由于IPS方式的液晶单元在改变视角的情况下液晶显示的显示颜色不变,所以是优选的。因此,优选上述的防静电膜设置在IPS方式的液晶显示装置。
此外,在使用液晶显示装置作为触摸面板传感器的情况下,为了降低整个液晶显示装置的厚度,优选使用In-cell型的液晶单元。由于In-cell型的液晶单元有容易带电的倾向,所以能够特别有效地利用应用上述防静电膜的优点。
在液晶显示装置中,优选将液晶单元与防静电膜的防静电层导通。若举出具体例子,优选通过电极(参照图3的引出电极360)将液晶单元与防静电膜的防静电层电连接从而液晶单元和防静电层被导通。由此,能够将积存在液晶单元的电荷释放到防静电层而抑制液晶单元的带电,因此能够有效地稳定液晶单元的液晶分子的驱动控制。
进而,在液晶显示装置中,优选防静电层通过与液晶显示装置具有的任选的导电性构件电连接而接地。由此,能够有效地抑制液晶单元的带电,因此能够有效地稳定液晶单元的液晶分子的驱动控制。
防静电层与任选的导电性构件通常通过导线连接。该导电线通常通过银膏、碳带、金属带等导电粘接剂材料粘着在防静电层的表面。因此,从有效地进行该接地处理的观点出发,优选根据防静电层的表面露出的状态进行将防静电层与任选的导电性构件电连接的接地处理。将防静电层与任选的导电性构件连接的导线可以在防静电层的表面的1处与防静电层连接,也可以在防静电层的表面的多处与防静电层连接。
作为任选的导电性构件,从不妨碍液晶显示装置的图像显示的观点出发,优选使用设置在能够视觉辨认图像的范围外的构件。进而,作为任选的导电性构件,从提高抑制静电效果的观点出发,优选使用体积电阻率小的构件。任选的导电性构件的具体的体积电阻率优选为1.0×106Ωm以下,更优选为1.0×103Ωm以下,进一步优选为1.0Ωm以下,特别优选为1.0×10-3Ωm以下。作为这种任选的导电性构件的材质,可举出例如硅;碳;铁、铝、铜、金、银等金属;镍铬合金等合金等。
在液晶显示装置中,液晶显示装置所包含的液晶单元和偏振片等构件可以根据需要通过粘接剂贴合。作为粘接剂,可举出例如聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、聚酯系粘接剂、环氧系粘接剂、醋酸乙烯酯系粘接剂、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、纤维素系粘接剂等。粘接剂层的厚度优选为10μm~25μm。
实施例
以下示出实施例对本发明具体地说明。但是,本发明并不限定于以下所示的实施例,在不脱离本发明的专利请求的范围及其均等的范围的范围中可任意地变形来实施。以下的说明中,表示量的“%”和“份”只要无特别说明,则为重量基准。此外,以下说明的操作只要无特别说明,则在常温和常压的条件下进行。
[评价方法]
(金属氧化物粒子的平均连结数的测定方法)
通过透射型电子显微镜拍摄金属氧化物粒子的链状连结体的照片。由该照片,对于金属氧化物粒子的链状连结体100个,求出各个链状连结体中的连结数,计算其平均值,将小数点以下1位四舍五入,得到金属氧化物粒子的平均连结数。
(基材膜层的厚度的测定方法)
基材膜层的厚度使用接触式膜厚计(Mitutoyo Corporation制“Dial Gauge”)测定。
通过用环氧树脂包埋基材膜层,然后使用切片机切成0.05μm的厚度,使用显微镜观察截面,计算出基材膜层所包含的各层的厚度。
(基材膜层的测定波长380nm时的光线透过率的测定方法)
基材膜层的测定波长380nm时的光线透过率采用分光光度计(日本分光公司制“V-650”)测定。
(基材膜层的面内延迟量Re和取向角的测定)
波长550nm时的基材膜层的面内延迟量Re和取向角采用Axoscan(Axiometric制“Axoscan”)测定。
(掩蔽膜的表面粗糙度的测定方法)
掩蔽膜的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm的测定是通过使用干涉式表面粗糙度测定装置(Zygo公司制“NewView7300”)在MD方向上测定掩蔽膜的与基材膜层接触的一侧的表面(粘合面侧)来进行的。此外,测定在物镜为1.0倍的条件下进行。
(掩蔽膜的表面Si量的测定)
掩蔽膜的表面的Si量通过X射线光电子能谱测定来计算。
(掩蔽膜的雾度值的测定方法)
掩蔽膜的雾度值按照JIS K7136、使用雾度计(东洋精机公司制“Haze Guard II”)测定。从支承膜层侧射入光来进行该雾度值的测定。
(防静电层的图像清晰度的测定方法)
使用Gardner WaveScanII(BYK公司制),根据以60°入射角度对防静电层的与基材膜层相反侧的表面照射LED光、并以60°反射角度检测出的强度的轮廓曲线来计算图像清晰度(DOI)。测定方法按照ASTM E430的标准进行。
(防静电层的表面电阻值的测定方法)
将防静电膜切出为10cm×10cm的正方形,得到了试样膜。按照JIS K6911、使用数字超绝缘/微小电流计(日置电气公司制“DSM-8104”)测定了该试样膜的防静电层侧的面处的表面电阻值。
(防静电层的厚度的测定方法)
防静电层的厚度使用干涉式膜厚计(Filmetrics,Inc.制“F20膜厚测定系统”)测定。
(防静电膜的雾度值的测定方法)
防静电膜的雾度值按照JIS K7136、使用雾度计(东洋精机公司制“Haze GuardII”)测定。
(基材膜层与防静电层的折射率差的测定方法)
采用折射率膜厚测定装置(Metricon Corporation制“Prism Coupler”)在波长407nm、波长532nm及波长633nm的3种波长下测定基材膜层和防静电层的折射率。在基材膜层为拉伸膜的情况下,根据拉伸方向的折射率(ns)、与拉伸方向垂直的面内方向的折射率(nf)、以及厚度方向的折射率(nz),使用(ns+nf+nz)/3的式子计算基材膜层的平均折射率,采用该平均折射率作为该基材膜层的折射率的测定值。此外,在基材膜层为单轴拉伸膜的情况下,厚度方向的折射率(nz)近似为等于与拉伸方向垂直的面内方向的折射率(nf)来计算。由于防静电层没有取向,无论哪个方向都是固定的,所以采用长度方向的折射率作为该防静电层的折射率的测定值。基于该测定的值进行柯西拟合,算出波长550nm时的基材膜层和防静电层各自的折射率。计算该算出的折射率的差的绝对值来作为折射率差。
(液晶显示装置的图像的可视性的评价方法)
在液晶显示装置的显示面显示图像的状态下,从正面经过偏光太阳镜观看显示面。以与显示面垂直的旋转轴为中心,将显示面每次旋转45°,在8个设置方向进行观察。
此时,在无论在哪个设置方向上图像的色调都没有改变、而图像能够清晰地视觉辨认的情况下,判定为“3”,即图像的可视性特别好。
此外,在图像稍微模糊,或者图像的色调根据设置方向而产生轻微变化,图像的可视性稍微变差但使用上无实际损害的情况下,判定为“2”、即图像的可视性良好。
此外,在图像严重模糊、产生了过多的由设置方向引起的色调变化、或显示不均匀的情况下,判定为“1”、即图像的可视性差。
(液晶显示装置的液晶驱动的稳定性的评价方法)
对液晶显示装置的触摸面板进行了操作。此时,在没有发生液晶驱动的紊乱而能够视觉辨认图像的情况下,认为液晶驱动的稳定性特别良好,判定为“3”。此外,在稀少地发生液晶驱动的紊乱的情况下,认为液晶驱动的稳定性良好,判定为“2”。进而,在图像紊乱、发现显示不均匀的情况下,认为液晶驱动的稳定性不良,评价为“1”。
[制造例1:金属氧化物粒子的制造]
制备使锡酸钾130g和酒石酸氧锑钾30g在纯水400g中溶解的混合溶液。
准备了使硝酸铵1.0g和15%氨水12g在纯水1000g中溶解的水溶液。一边将该水溶液在60℃下搅拌一边历时12小时将上述的混合溶液添加到该水溶液中,进行了水解。此外,此时将10%硝酸溶液同时添加到上述水溶液中以致将上述的水溶液保持在pH9.0。通过水解,在水溶液中生成了沉淀物。
将生成的沉淀物过滤分离并清洗后,再次使其在水中分散,制备了固体成分浓度20重量%的Sb掺杂氧化锡前体的氢氧化物的分散液。将该分散液在温度100℃喷雾干燥,得到了粉末。通过将得到的粉体在空气环境下、在550℃加热处理2小时,从而得到了锑掺杂氧化锡的粉末。
使该粉末60份分散于浓度4.3重量%的氢氧化钾水溶液140份中,得到了水分散液。一边将该水分散液保持在30℃,一边使用砂磨机粉碎3小时,制备溶胶。接下来,用离子交换树脂对该溶胶进行了脱碱离子处理直至pH成为3.0。接下来,在该溶胶中加入纯水,制备了以固体成分浓度20重量%包含锑掺杂氧化锡的粒子的粒子分散液。该粒子分散液的pH为3.3。此外,粒子的平均粒径为9nm。
接下来,将上述的粒子分散液100g调节到25℃,用3分钟添加了四乙氧基硅烷(多摩化学制造:正硅酸乙酯、SiO2浓度28.8%)4.0g后,进行了30分钟搅拌。然后,用1分钟向其中添加乙醇100g,用30分钟升温到50℃,进行了15小时加热处理。加热处理后的分散液的固体成分浓度为10%。
接下来,使用超过滤膜,将作为分散介质的水和乙醇置换为乙醇。由此,得到了以固体成分浓度20%包含用二氧化硅被覆的锑掺杂氧化锡的粒子作为金属氧化物粒子(P1)的分散液。上述的金属氧化物粒子(P1)通过多个凝聚而连结成链状。此时,金属氧化物粒子(P1)的平均连结数为5个。
[实施例1]
(1-1.防静电剂的制造)
准备包含二季戊四醇六丙烯酸酯(以下有时简写为“DP6A”。)、二季戊四醇五丙烯酸酯(以下有时简写为“DP5A”。)及二季戊四醇四丙烯酸酯(以下有时简写为“DP4A”。)的、紫外线固化型的聚合性单体的组合物(R1)。在该聚合性单体的组合物(R1)中,各成分的重量比为DP6A/DP5A/DP4A=64/17/19。此外,聚合性单体的组合物(R1)的固体成分的浓度为100%。
准备了作为异佛尔酮二异氰酸酯222重量份、季戊四醇三丙烯酸酯(以下有时简写为“PE3A”。)和季戊四醇四丙烯酸酯(以下有时简写为“PE4A”。)的混合物(PE3A/PE4A=75/25(重量比))795重量份的聚氨酯反应丙烯酸酯的多官能聚氨酯丙烯酸酯(U1)。该多官能聚氨酯丙烯酸酯(U1)的固体成分的浓度为100%。
准备了作为乙醇、正丙醇、甲醇及水的混合物的混合乙醇。在该混合乙醇中,各成分的重量比为乙醇/正丙醇/甲醇/水=85.5/9.6/4.9/0.2。
将上述的聚合性单体的组合物(R1)29.4重量份、上述的多官能聚氨酯丙烯酸酯(U1)12.6重量份、甲乙酮7.3重量份、上述的混合乙醇7.3重量份、乙酰丙酮7.3重量份和光聚合引发剂(BASF日本公司制“IRGACURE 184”,固体成分100%)0.86重量份充分地混合,得到了混合液。在该混合液中加入制造例1中制造的金属氧化物粒子(P1)(固体成分20%)的分散液35.0重量份和丙烯酸系表面活性剂(固体成分100%)0.24重量份,均匀地混合,作为防静电剂(A1)得到了具有活性能量线固化性的液体组合物。
(1-2.基材膜层的制造及与掩蔽膜的贴合)
将经干燥的包含含脂环式结构聚合物的热塑性树脂(COP1)(日本瑞翁公司制造、玻璃化转变温度123℃)100份和苯并三唑系的紫外线吸收剂(ADEKA CORPORATION制“LA-31”)5.5份采用双螺杆挤出机混合。接下来,将该混合物投入与挤出机连接的料斗中,供给至单螺杆挤出机,进行熔融挤出,得到了包含紫外线吸收剂的热塑性树脂(J1)。该热塑性树脂(J1)中的紫外线吸收剂的量为5.2重量%。
准备了具有网眼大小3μm的叶盘形状的聚合物过滤器的、双螺纹型的螺杆直径50mm单螺杆挤出机(螺杆有效长度L与螺杆直径D之比L/D=32)。在装填于该单螺杆挤出机的料斗中投入了上述的热塑性树脂(J1)。然后,使该热塑性树脂(J1)熔融,在挤出机的出口温度280℃、挤出机的齿轮泵的转数10rpm的条件下将熔融的热塑性树脂(J1)供给至多歧管模具。该多歧管模具的模唇的算术表面粗糙度Ra为0.1μm。
另一方面,与投入了热塑性树脂(J1)的单螺杆挤出机独立地,准备了具有网眼大小3μm的叶盘形状的聚合物过滤器、螺杆直径50mm的单螺杆挤出机(L/D=32)。在装填于该单螺杆挤出机的料斗中投入了包含与热塑性树脂(J1)的制造中使用的聚合物同样的含脂环式结构聚合物的热塑性树脂(COP1)。然后,使该热塑性树脂(COP1)熔融,在挤出机的出口温度285℃、挤出机的齿轮泵的转数4rpm的条件下将熔融的热塑性树脂(COP1)供给到上述的多歧管模具。
使熔融状态的热塑性树脂(COP1)、包含紫外线吸收剂的熔融状态的热塑性树脂(J1)及熔融状态的热塑性树脂(COP1)分别从多歧管模具以280℃排出,浇铸到温度调节为150℃的冷却辊,得到了拉伸前膜。树脂的排出时,空隙量设定为50mm。此外,作为将排出的树脂浇铸到冷却辊的方法,采用了边缘销固定。
得到的拉伸前膜为依次具有由热塑性树脂(COP1)形成的厚度8.5μm的树脂层、由包含紫外线吸收剂的热塑性树脂(J1)形成的厚度18μm的树脂层和由热塑性树脂(COP1)形成的厚度8.5μm的树脂层的3层结构的膜。此外,拉伸前膜的宽度为1400mm,总厚度为35μm。对这样得到的拉伸前膜实施将该拉伸前膜的宽度方向的两端部各切除50mm的修剪处理,使宽度成为1300mm。
在拉伸温度140℃、拉伸速度20m/分钟的条件下,将上述的拉伸前膜在相对于拉伸前膜的长度方向不平行也不垂直的倾斜方向上拉伸,得到了作为基材膜层的拉伸膜。
然后,使该基材膜层通过冷却区域冷却后,将掩蔽膜1与基材膜层的一个面贴合,从而得到多层膜。上述的掩蔽膜1具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的支承膜层(厚度38μm)和由丙烯酸系粘合剂形成的粘合层(厚度14μm),在作为粘合层侧的表面的粘合面(算术平均粗糙度Ra=0.01μm,凹凸间的平均间隔Sm=0.9mm)上将上述的掩蔽膜1与基材膜层贴合。此外,掩蔽膜1的与粘合面相反侧的表面的Si量为1.0atm%以下,掩蔽膜1的雾度值为3.0%。
然后,一边修剪(trimming)得到的多层膜的端部,一边在收卷压力120N/m、使用了橡胶制的接触辊的接触压力0.2MPa的条件下以掩蔽膜1成为外侧的方式收卷,从而得到宽度1330mm的辊状的多层膜。得到的多层膜依次具有:包含由热塑性树脂(COP1)形成的厚度6.0μm的第一表面层、由包含紫外线吸收剂的热塑性树脂(J1)形成的厚度13.0μm的中间层和由热塑性树脂(COP1)形成的厚度6.0μm的第二表面层的基材膜层;以及厚度52μm的掩蔽膜。
从多层膜的辊拉出一部分多层膜,剥离掩蔽膜,使用上述的方法测定基材膜层的面内延迟量Re、取向角和波长380nm时的光线透过率。
(1-3.防静电膜的制造)
将收卷成辊状的多层膜在收卷的状态下保管24小时。然后,从辊拉出多层膜,对基材膜层的与掩蔽膜1相反侧的面实施电晕处理(输出功率0.4kW、放电量200W·分钟/m2)。在实施了电晕处理的面上,使用模涂布机以固化后得到的防静电层的厚度成为3.0μm的方式涂布防静电剂(A1),形成了防静电剂(A1)的膜。上述的防静电剂(A1)的涂布在相对湿度50%的环境下进行。
然后,将该防静电剂(A1)的膜在60℃下干燥了2分钟后,用高压汞灯照射250mJ/cm2的光,使其固化,从而得到了防静电层。由此,得到了依次具有掩蔽膜1、基材膜层和防静电层的防静电膜。以收卷张力200N将得到的防静电膜收卷成辊状。采用上述的方法对这样得到的防静电层和防静电膜进行评价。
(1-4.偏振片的制造)
准备了在树脂膜中掺杂碘、在一个方向上拉伸而制造的起偏器。此外,从上述的防静电膜的辊拉出防静电膜,剥离掩蔽膜1,使在基材膜层的与防静电层相反侧的面露出。然后,用紫外线固化型的丙烯酸系粘接剂将露出的基材膜层的面和上述的起偏器的一面贴合。此时,基材膜层的慢轴相对于起偏器的透射轴形成45°的角度。
此外,在起偏器的另一单面用紫外线固化型的丙烯酸系粘接剂将作为偏振片保护膜的实施了横向单轴拉伸的环烯烃膜贴合。此时,环烯烃膜的慢轴与起偏器的透射轴平行。
然后,通过照射紫外线使粘接剂固化,从而得到了在厚度方向上依次具有偏振片保护膜、粘接剂的层、起偏器、粘接剂的层、基材膜层及防静电层的偏振片。
(1-5.液晶显示装置的制造)
在具有触摸传感器的、包含In-cell型的液晶单元的液晶面板中嵌入上述的偏振片,制造了液晶显示装置。此时,偏振片的方向以防静电层侧的面朝向视觉辨认侧的方式设定。
采用上述的方法评价了制造的液晶显示装置的图像的可视性。评价的结果,通过偏光太阳镜观看液晶显示装置的显示面时,色调不变化,没有模糊,能够视觉辨认图像,因此判定为“3”。
此外,采用上述的方法评价了制造的液晶显示装置的液晶驱动的稳定性。评价的结果:对液晶显示装置的触摸面板操作时,没有发生液晶驱动的紊乱而能够视觉辨认图像,因此判定为“3”。
[实施例2]
在上述工序(1-3)中,通过调节防静电剂(A1)的涂布厚度,从而将防静电层的厚度变更为1.2μm。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例2中,在液晶显示装置的液晶驱动的稳定性的评价中,由于带电而在液晶驱动中发现了少许的不均匀,但为在使用上无实际损害的程度。
[实施例3]
在上述工序(1-3)中,通过调节防静电剂(A1)的涂布厚度,从而将防静电层的厚度变更为11.0μm。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例3中,随着雾度值的上升,与实施例1相比,液晶显示装置的图像略微变得模糊,液晶显示装置的可视性略微变差,但为使用上无实际损害的程度。
[实施例4]
在上述工序(1-1)中,将制造例1中制造的金属氧化物粒子(P1)的分散液的量变为5.0重量份。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例4中,与实施例1相比,通过金属氧化物粒子(P1)的密度降低而防静电层的折射率变低,基材膜层与防静电层的折射率差变大,产生了干涉不均匀,因此液晶显示装置的图像略微产生颜色不均匀,液晶显示装置的可视性略微变差。此外,由于表面电阻值上升,所以在液晶驱动中略微能看到不均匀。但是,图像可视性和液晶驱动的稳定性为使用上无实际损害的程度。
[实施例5]
在上述工序(1-1)中,将制造例1中制造的金属氧化物粒子(P1)的分散液的量变为100.0重量份。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例5中,与实施例1相比,由于金属氧化物粒子(P1)的密度增大,防静电层的折射率变高,基材膜层与防静电层的折射率差变大,产生了干涉不均匀,因此液晶显示装置的图像略微产生颜色不均匀,液晶显示装置的可视性略微变差,但为使用上无实际损害的程度。
[实施例6]
在上述工序(1-2)中,将掩蔽膜1变为掩蔽膜2。该掩蔽膜2具有由聚乙烯形成的支承膜层(厚度40μm)和由丙烯酸系粘合剂形成的粘合层(厚度10μm),在作为粘合层侧的表面的粘合面(算术平均粗糙度Ra=0.05μm,凹凸间的平均间隔Sm=0.71mm)上,将上述的掩蔽膜2与基材膜层贴合。此外,掩蔽膜2的与粘合面相反侧的表面的Si量为1.0atm%以下,掩蔽膜2的雾度值为3.5%。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例6中,与实施例1相比,掩蔽膜的表面粗糙度变高,因此防静电层的图像清晰度(DOI)降低。因此,液晶显示装置的图像中产生显示不均匀,液晶显示装置的可视性略微变差,但为使用上无实际损害的程度。
[实施例7]
在上述工序(1-2)中,将拉伸前膜的拉伸温度变为143℃。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例7中,与实施例1相比,基材膜层的面内延迟量降低,因此在改变液晶显示装置的设置位置时,略微能够看到色调变化,液晶显示装置的可视性略微变差,但为使用上无实际损害的程度。
[实施例8]
在上述工序(1-2)中,对制造拉伸前膜时的齿轮泵的转速进行调节,将拉伸前膜的厚度变为70μm,进而,将拉伸前膜的拉伸温度变为147℃。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例8中,与实施例1相比,基材膜层的面内延迟量增加,因此在改变液晶显示装置的设置位置时,略微能够看到色调变化,液晶显示装置的可视性略微变差,但为使用上无实际损害的程度。
[比较例1]
在上述工序(1-1)中,没有使用制造例1中制造的金属氧化物粒子(P1)的分散液。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该比较例1中,液晶显示装置的液晶驱动中产生大的不均匀,产生了操作不良这种实际损害。
[比较例2]
在上述工序(1-2)中,将掩蔽膜1变为掩蔽膜3。该掩蔽膜3具有由聚乙烯形成的支承膜层(厚度30μm)和微粘合层(厚度10μm),在作为微粘合层侧的表面的粘合面(算术平均粗糙度Ra=0.09μm,凹凸间的平均间隔Sm=0.53mm)上,将上述的掩蔽膜3与基材膜层贴合。此外,掩蔽膜3的与粘合面相反侧的表面的Si量为1.0atm%以下,掩蔽膜3的雾度值为5.5%。除了以上的事项以外,与实施例1同样地进行了防静电膜的制造和评价、以及液晶显示装置的制造和评价。在该实施例2中,与实施例1相比,掩蔽膜的表面粗糙度变高,图像清晰度(DOI)大幅降低。因此,液晶显示装置的图像中产生较大的显示不均匀,产生了操作不良这种实际损害。
[结果]
将上述的实施例和比较例的结果示出在下述的表1和表2。在下述的表中,简称的含义如下。
Re:面内延迟量。
Ra:算术平均粗糙度。
Sm:凹凸间的平均间隔。
折射率差:基材膜层与防静电层的折射率差。
DOI:防静电层的表面的图像清晰度。
[表1]
[表1.实施例的结果]
[表2]
[表2.比较例的结果]
[探讨]
实施例中制造的防静电膜由于都是防静电层的表面电阻值小,因此可知具有高的防静电性。此外,实施例中制造的防静电膜都是图像清晰度高、外观良好。进而,具有这些实施例中制造的防静电膜的液晶显示装置的图像的可视性和液晶驱动的稳定性这两方面优异。因此,确认了根据本发能够使液晶显示装置的图像的可视性和液晶驱动的稳定性这两者变得良好,因此能够有效地改善液晶显示装置的画质。
附图标记说明
100:防静电膜;
110:基材膜层;
120:防静电层;
130:掩蔽膜;
200:偏振片;
210:起偏器;
220:偏振片保护膜;
300:液晶显示装置;
310:液晶单元;
320:偏振片;
330:偏振片保护膜;
340:起偏器;
350:偏振片保护膜;
360:引出电极。
Claims (16)
1.一种防静电膜,具有:
基材膜层,其由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成;以及
防静电层,其设置在所述基材膜层上,包含具有导电性的金属氧化物粒子,其中,
所述防静电层的表面电阻值为1.0×106Ω/□以上且1.0×1010Ω/□以下,
所述防静电层的表面的图像清晰度为90以上。
2.如权利要求1所述的防静电膜,其中,
在所述基材膜层的与所述防静电层相反侧的面具有掩蔽膜。
3.如权利要求2所述的防静电膜,其中,
所述掩蔽膜在所述基材膜层侧的面与所述基材膜层相接,
与所述基材膜层相接的所述掩蔽膜的面的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm满足下述式(i)和式(ii),
Ra<0.08μm 式(i)
Sm>0.6mm 式(ii)。
4.如权利要求1~3中任1项所述的防静电膜,其中,
所述基材膜层依次具有第一表面层、中间层及第二表面层,
所述中间层包含紫外线吸收剂,
所述基材膜层的厚度为10μm以上且60μm以下,
所述基材膜层的波长380nm时的光线透过率为10%以下。
5.如权利要求1~4中任1项所述的防静电膜,其中,
所述防静电层具有单层结构,
所述防静电层的厚度为0.8μm~10.0μm。
6.如权利要求1~5中任1项所述的防静电膜,其中,
所述防静电层与所述基材膜层的折射率差为0.03以下。
7.如权利要求1~6中任1项所述的防静电膜,其中,
所述防静电膜的雾度值为0.3%以下。
8.如权利要求1~7中任1项所述的防静电膜,其中,
所述防静电膜是收卷成辊状的长条的膜。
9.如权利要求8所述的防静电膜,其中,
所述基材膜层的波长550nm时的面内延迟量为80nm~180nm,并且,
所述基材膜层的慢轴相对于所述基材膜层的长度方向形成45°±5°的角度。
10.一种偏振片,具有权利要求1~9中任1项所述的防静电膜。
11.一种液晶显示装置,具有液晶单元和权利要求10所述的偏振片。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置,其中,
所述液晶单元和所述防静电膜的所述防静电层被导通。
13.如权利要求11或12所述的液晶显示装置,其中,
所述液晶显示装置为IPS方式。
14.一种防静电膜的制造方法,包含:
在由包含含有脂环式结构的聚合物的热塑性树脂形成的基材膜层贴合掩蔽膜,从而得到多层膜的工序;
将所述多层膜收卷成辊状的工序;
将被收卷的辊状的所述多层膜放卷的工序;以及
在被放卷的所述多层膜的所述基材膜层的、与所述掩蔽膜的相反侧形成包含具有导电性的金属氧化物粒子的防静电层的工序,其中,
所述防静电层的表面电阻值为1.0×106Ω/□以上且1.0×1010Ω/□以下,
所述防静电层的表面的图像清晰度为90以上。
15.如权利要求14所述的防静电膜的制造方法,其中,
与所述基材膜层相接的所述掩蔽膜的面的算术平均粗糙度Ra和凹凸间的平均间隔Sm满足下述式(i)和式(ii),
Ra<0.08μm 式(i)
Sm>0.6mm 式(ii)。
16.如权利要求14或15所述的防静电膜的制造方法,其中,
在将所述多层膜收卷成辊状的工序中,在接触压力为0.05MPa以上且1.5MPa以下的条件下使橡胶辊与所述多层膜表面接触,在收卷张力为50N/m以上且250N/m以下的条件下以所述掩蔽膜成为外侧的方式进行收卷。
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