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CN114667465A - 光学膜、偏光板、图像显示装置以及光学膜的选定方法 - Google Patents

光学膜、偏光板、图像显示装置以及光学膜的选定方法 Download PDF

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CN114667465A
CN114667465A CN202080077474.XA CN202080077474A CN114667465A CN 114667465 A CN114667465 A CN 114667465A CN 202080077474 A CN202080077474 A CN 202080077474A CN 114667465 A CN114667465 A CN 114667465A
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CN
China
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optical film
less
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Application number
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久保田翔生
田中佳子
石井宪雄
黑田刚志
濑川裕章
牛山章伸
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Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种光学膜,其能够在不提高面内相位差的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均。一种光学膜,其在塑料膜上具有低折射率层,所述塑料膜为面内相位差在2500nm以下的双轴拉伸塑料膜,所述光学膜是所述低折射率层位于最表面而成的,其中,所述光学膜具有ΔEab满足特定的条件的区域,所述ΔEab是根据在特定条件下测量包含所述光学膜、偏光件以及面光源的层叠体1所得到的L*值、a*值以及b*值、与在特定条件下测量包含所述偏光件和所述面光源的层叠体2所得到的L*值、a*值以及b*值的差分而算出的。

Description

光学膜、偏光板、图像显示装置以及光学膜的选定方法
技术领域
本公开涉及光学膜、偏光板、图像显示装置以及光学膜的选定方法。
背景技术
在图像显示装置等光学部件中,多使用各种光学用的塑料膜。例如,在显示元件上具有偏光板的图像显示装置中,使用用于保护构成偏光板的偏光件的塑料膜。
关于作为偏光件保护膜等来使用的图像显示装置用的塑料膜,优选的是,机械强度优异。因此,作为图像显示装置用的塑料膜,优选使用拉伸塑料膜。
在偏光件上配置拉伸塑料膜的情况下,由于拉伸塑料膜会扰乱通过了偏光件的直线偏光的偏光状态,因此存在会观察到彩虹模样的不均(rainbow pattern unevenness)的问题。为了解决该问题,提出了专利文献1~3等的技术。以下,在本说明书中,有时将“彩虹模样的不均(rainbow pattern unevenness)”称为“彩虹不均(rainbow unevenness)”。
专利文献1中公开了一种液晶显示装置,其通过将图像显示装置的光源设为特定的白色光源、将拉伸塑料膜的面内相位差(延迟)提高至3000nm以上且30000nm以下、以及将偏光件的吸收轴与拉伸塑料膜的慢轴呈大致45度配置,由此能够消除隔着偏光太阳镜观看图像时的彩虹不均。
但是,专利文献1的手段需要使用面内相位差大的拉伸塑料膜。而且,面内相位差大的拉伸塑料膜通常为单轴拉伸,因此存在在拉伸方向上容易开裂等问题。
在专利文献2中公开了布儒斯特角下的反射率为特定范围的偏光件保护膜。在专利文献3中公开了入射角为50度时的P波的反射率与S波的反射率之差为20%以下的偏光件保护膜。
关于专利文献2及3的偏光板保护膜,通过减小从图像显示装置的内部朝向观察者侧的光的偏光成分即P波与S波的反射率差,由此,消除了目视时的彩虹不均,而不会像专利文献1那样增大膜的面内相位差。
双轴拉伸塑料膜通常通过如下方式获得:在得到将构成膜的塑料熔融挤出而成的流延膜后,将流延膜沿传送方向和宽度方向拉伸。此时,已知由于所谓的弓形现象,取向角根据宽度方向上的取得位置而不同。
通常认为,双轴拉伸塑料膜的宽度方向正中间附近的光学性能稳定,但专利文献2和3的偏光板保护膜即使使用从正中间附近取得的双轴拉伸塑料膜,有时也无法消除彩虹不均。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-107198号公报
专利文献2:日本特开2009-14886号公报
专利文献3:日本特开2010-204630号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本公开的课题在于,提供能够在不提高面内相位差的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均的光学膜、以及使用了所述光学膜的偏光板和图像显示装置。另外,本公开的课题在于提供一种光学膜的选定方法,其能够在不提高面内相位差的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均。
用于解决课题的手段
本公开提供以下的[1]~[4]。
[1]一种光学膜,其在塑料膜上具有低折射率层,其中,
所述塑料膜为面内相位差在2500nm以下的双轴拉伸塑料膜,
所述低折射率层位于所述光学膜的最表面,
所述光学膜具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域,
在此,对层叠体1实施测量1,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2实施测量2,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1和测量2的结果,按照条件1算出ΔEab,
<测量1>
制作在面光源上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1,在所述层叠体1中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述面光源的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2>
制作在与所述测量1相同的面光源上层叠偏光件而成的层叠体2,另外,所述偏光件的吸收轴相对于所述面光源的方向被配置成与所述测量1相同的方向,
使所述层叠体2的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1大致一致;
<条件1>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
[2]一种偏光板,其具有:偏光件;配置于所述偏光件的一侧而成的第1透明保护板;以及配置于所述偏光件的另一侧而成的第2透明保护板,其中,所述第1透明保护板和所述第2透明保护板中的至少一方为[1]所述的光学膜。
[3]一种图像显示装置,其具有显示元件和配置于所述显示元件的光射出面侧而成的偏光件及光学膜,其中,所述光学膜是[1]所述的光学膜,且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,并且是以所述光学膜的所述低折射率层侧的面朝向与所述显示元件相反一侧的方式配置而成的。
[4]一种图像显示装置,其是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的,其中,
所述图像显示装置是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置而成的,
并且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,
所述光学膜是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的,并且是所述低折射率层位于光学膜的最表面而成的,并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域,
在此,对层叠体1A实施测量1A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2A实施测量2A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1A和测量2A的结果,按照条件1A算出ΔEab,
<测量1A>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1A,在所述层叠体1A中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1A的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2A>
制作在与所述测量1A相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2A,
使所述层叠体2A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2A的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1A大致一致;
<条件1A>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1A的L*值减去测量2A的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1A的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2A的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
[5]一种图像显示装置的光学膜的选定方法,所述图像显示装置是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的,并且是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向平行的方式进行配置而成的,其中,
将是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的光学膜X、且是所述低折射率层位于光学膜X的最表面而成的、并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域作为判定条件,选定满足所述判定条件的光学膜X作为所述光学膜,
在此,对层叠体1B实施测量1B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2B实施测量2B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1B和测量2B的结果,按照条件1B算出ΔEab,
<测量1B>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜X的顺序层叠而成的层叠体1B,在所述层叠体1B中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜X的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1B的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2B>
制作在与所述测量1B相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2B,
使所述层叠体2B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2B的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1B大致一致;
<条件1B>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1B的L*值减去测量2B的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1B的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2B的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab,此时,ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0。
发明效果
本公开的光学膜、以及使用了所述光学膜的偏光板和图像显示装置能够在不使面内相位差高达3000nm以上的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均。另外,本公开的光学膜的选定方法能够高效地选定如下的光学膜:其能够在不提高面内相位差的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均。
附图说明
图1是示出本公开的光学膜的一个实施方式的剖视图。
图2是用于说明在测量1中使用的层叠体1的厚度方向上的配置的剖视图。
图3是用于说明在测量2中使用的层叠体2的厚度方向上的配置的剖视图。
图4是将从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的值(ΔL*)以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示的图。
图5是示出本公开的偏光板的一个实施方式的剖视图。
图6是示出本公开的图像显示装置的一个实施方式的剖视图。
图7是用于说明从样品算出面内相位差等时的、样品内的5处测量位置的俯视图。
图8是中空颗粒和非中空颗粒均匀分散的低折射率层的一例的截面照片。
图9是中空颗粒和非中空颗粒未均匀分散的低折射率层的一例的截面照片。
图10是示意性地示出连续折叠试验的情况的图。
图11是用于说明条件A的[+αB-(-αB)]、[+αG-(-αG)]以及[+αR-(-αR)]的图。
具体实施方式
以下,对本公开的实施方式进行说明。
[光学膜]
本公开的光学膜是在塑料膜上具有低折射率层而成的,所述塑料膜为面内相位差在2500nm以下的双轴拉伸塑料膜,所述低折射率层位于所述光学膜的最表面,光学膜具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域。
在此,对层叠体1实施测量1,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。对层叠体2实施测量2,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。根据测量1和测量2的结果,按照条件1算出ΔEab。
<测量1>
制作在面光源上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1,在所述层叠体1中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述面光源的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置。
使所述层叠体1的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域。
<测量2>
制作在与所述测量1相同的面光源上层叠偏光件而成的层叠体2。
使所述层叠体2的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1大致一致。
根据所述测量结果,分别确认仰角为所述(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的L*值、a*值以及b*值。
<条件1>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
在本说明书中,关于测量1和测量2、以及后述的测量(面内相位差、厚度方向的相位差、慢轴的方向、低折射率层的表面粗糙度等),只要没有特别说明,则是在温度为23℃±5℃、相对湿度为40%RH以上且65%RH以下的气氛下实施的。另外,在各测量之前,将测量样品在所述气氛中暴露30分钟以上。
图1是示出本公开的光学膜100的实施方式的剖视图。如图1所示,本公开的光学膜100在塑料膜10上具有低折射率层30。
本公开的光学膜100可以具有塑料膜10和低折射率层30以外的层。作为塑料膜10和低折射率层30以外的层,可列举出硬涂层、防眩层和高折射率层等。图1的光学膜100在塑料膜10与低折射率层30之间具有硬涂层20。
《关于测量1》
测量1可以如下述(1-1)-(1-2)那样进行。
(1-1)制作在面光源上按照偏光件和光学膜的顺序层叠而成的层叠体1,在所述层叠体1中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴的方向与所述面光源的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置。
图2是用于说明在上述(1-1)中使用的层叠体1的厚度方向上的配置的剖视图。
在图2的层叠体1(X)中,面光源200、偏光件300和光学膜100通过粘接剂层400层叠在一起。如图2所示,面光源、偏光件和光学膜优选通过粘接剂层等贴合在一起。并且,前述的贴合只要是在外观上进行粘接即可,例如,可以是通过水和溶剂等液体进行的临时粘接。另外,层叠体1也可以具有光学各向同性的膜。例如,可以在偏光件的单面或两面具有光学各向同性的膜作为偏光件保护膜。
关于在层叠体1及后述的层叠体2的制作中使用的粘接剂层,折射率优选为1.42以上且1.53以下,厚度优选为15μm以上且40μm以下。关于所述粘接剂层,折射率更优选为1.45以上且1.50以下,厚度更优选为20μm以上且30μm以下。如果粘接剂层的折射率和厚度为所述范围,则可以说不会对后述的ΔEab产生实质性的影响。在本说明书中,折射率是无量纲的参数。在层叠体1及后述的层叠体2的制作中使用的粘接剂层优选实质上不具有内部雾度。
并且,对于粘接剂层,可以使用固化型的粘接剂层、压敏粘接剂层(所谓的粘合剂层)及热敏粘接剂层(热封层)等常用的粘接剂层。
在上述(1-1)中,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述面光源的左右方向或上下方向大致平行的方式配置。在本说明书中,大致平行是指偏光件的吸收轴与所述面光源的左右方向或上下方向之差在±5度以内,优选在±3度以内,进一步优选在±1度以内。
若面光源的俯视形状为长方形或正方形,则容易认定左右方向或上下方向。另外,不需要判别左右和上下。
在面光源的俯视形状为长方形或正方形以外的形状(圆、三角形等)的情况下,描绘不从面光源的外框形状突出的、面积最大的长方形或正方形,基于描绘的长方形或正方形,认定左右方向或上下方向即可。
并且,在上述(1-1)中,以偏光件的吸收轴的方向与面光源的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式进行配置是考虑了如下情况所作出的:常用的图像显示装置的光射出面侧的偏光件以这种方式进行配置。
在上述(1-1)中,以偏光件的吸收轴与光学膜的双轴拉伸塑料膜的慢轴大致垂直的方式配置。本说明书中,大致垂直是指偏光件的吸收轴与双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内,优选在90度±3度以内,更优选在90度±1度以内。
慢轴是指在双轴拉伸塑料膜的面内折射率最大的方向。并且,在双轴拉伸塑料膜的面内慢轴的方向不均匀的情况下,双轴拉伸塑料膜的慢轴的方向是指双轴拉伸塑料膜的面内的慢轴的平均方向。
在上述(1-1)中,偏光件优选是偏光度为99.00%以上且平均透射率为35%以上的偏光件,更优选的是,偏光度为99.90%以上且平均透射率为37%以上,进一步优选的是,偏光度为99.95%以上且平均透射率为40%以上。并且,本说明书中,平均透射率是指波长为400nm以上且700nm以下的分光透射率的平均。平均透射率的测量波长间隔为5nm。
另外,偏光件可以在其一面或两面具有光学各向同性的膜。另外,偏光件与光学各向同性的膜可以经由粘接剂层贴合。
在测量1和测量2中使用的偏光件可以是预先配置在显示元件上的偏光件,也可以是另外准备的偏光件。
在上述(1-1)中,面光源只要能够进行白显示即可,没有特别限定。
从面光源射出的光通过偏光件而成为直线偏光,所述直线偏光入射到光学膜中。入射到光学膜中的所述直线偏光可以拟制为从常用的图像显示装置的显示元件射出的光,并且是通过了观察侧偏光件的状态的光(直线偏光)。
面光源例如可以使用液晶显示装置、有机EL显示装置等常用的图像显示装置。但是,在图像显示装置在显示元件上具有观察侧偏光件的情况下,将除了观察侧偏光件以外的部分视为面光源。这是因为,观察侧偏光件可成为层叠体1及层叠体2的偏光件。另外,在面光源为液晶显示装置的情况下,作为液晶显示装置的背光源,可举出使用了量子点的背光源、使用了白色发光二极管的背光源。
并且,在显示元件上具有观察侧偏光件的图像显示装置上配置光学膜而成的层叠体只要满足测量1的其他条件,就可以视为在测量1中使用的层叠体1。
另外,在显示元件上具有观察侧偏光件的图像显示装置只要满足测量2的其他条件,就可以视为在测量2中使用的层叠体2。
(1-2)使所述层叠体1的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域。
在上述(1-2)中将测量区域设为1mm2以上是考虑了如下情况所作出的:若区域过小,则人难以用眼睛识别。另外,将测量区域设为10mm2以下是考虑了如下情况所作出的:对面光源的出射角分布的影响进行抑制,并且是考虑了如下情况所作出的:若区域过大,则会导致ΔEab被平均化,从而难以与目视的结果相关。
此外,将仰角的最大值设为80度是因为:通常,来自超过80度的仰角的出射光相对于平面接近平行,因此难以检测到出射光。
在上述(1-2)中,测量区域优选为1mm2以上且5mm2以下。
在上述(1-2)中,层叠体1与透射光的测量装置之间的间隔优选设为超过0mm且在1.5mm以下,更优选设为0.5mm以上且1.5mm以下,进一步优选设为1.0mm。通过设为所述间隔,能够抑制由测量装置的重量引起的层叠体1的变形,并且能够抑制出射光的扩展,容易降低测量误差。同样地,在后述的(2-2)中,层叠体2与透射光的测量装置之间的间隔也优选设为上述范围。
上述(1-2)、后述的(2-2)、以及后述的(3-1)~(3-4)中的测量和解析例如能够通过ELDIM公司的商品名为“EzContrast”的设备来实施。
在本说明书中,L*值、a*值以及b*值基于在1976年由国际照明委员会(CIE)标准化的L*a*b*表色系。L*a*b*表色系在JIS Z8781-4:2013中被采用。
《关于测量2》
测量2可以如下述(2-1)~(2-2)那样进行。
(2-1)制作在与所述测量1相同的面光源上层叠偏光件而成的层叠体2。另外,所述偏光件的吸收轴相对于所述面光源的方向被配置成与所述测量1相同的方向。另外,测量2的偏光件使用与测量1的偏光件同样的偏光件。
图3是用于说明在上述(2-1)中使用的层叠体2的厚度方向上的配置的剖视图。
在图3的层叠体2(Y)中,面光源200与偏光件300隔着粘接剂层400而层叠。如图3所示,面光源与偏光件优选通过粘接剂层等贴合在一起。并且,前述的贴合只要是在外观上进行粘接即可,例如,也可以是通过水和溶剂等液体进行的临时粘接。
在上述(2-1)中,所述偏光件的吸收轴相对于所述面光源的方向被配置成与所述测量1相同的方向。例如,在测量1中,在以偏光件的吸收轴的方向与面光源的左右方向平行的方式配置的情况下,在上述(2-1)中也设为同样的配置。
(2-2)使所述层叠体2的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。透射光的测量区域在面内与测量1大致一致。
在上述(2-2)中,使透射光的测量区域在面内与测量1大致一致是指:在将层叠体1和层叠体2重叠而俯视时,测量1中的透射光的测量区域的中心与测量2中的透射光的测量区域的中心的距离为0.5mm以内,优选为0.3mm以内,更优选为0.1mm以内。
如在上述(1-1)中所述的,在测量1和测量2中使用的面光源只要能够进行白显示就没有特别限定,但为了进行稳定的测量,在层叠体2的状态下,优选是L*值、a*值以及b*值的平均显示为下述(a1)~(a3)的面光源。换言之,为了进行稳定的测量,测量2的L*值、a*值以及b*值的平均优选显示为下述的范围。
(a1)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的L*值的平均显示为95以上且105以下。全部角度的L*值的平均更优选为95以上且100以下。
(a2)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的a*值的平均显示为-10以上且10以下。全部角度的a*值的平均更优选为-5以上且5以下。
(a3)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的b*值的平均显示为-10以上且10以下。全部角度的b*值的平均更优选为-5以上且5以下。
另外,为了进行更稳定的测量,在层叠体2的状态下,L*值、a*值以及b*值的偏差(3σ)显示为下述(b1)~(b3)的面光源是更加优选的。换言之,为了进行稳定的测量,测量2的L*值、a*值以及b*值的偏差(3σ)优选显示为下述的范围。
(b1)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的L*值的偏差(3σ)显示为120以下。全部角度的L*值的偏差(3σ)更优选为115以下。
(b2)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的a*值的绝对值的偏差(3σ)显示为15以下。
(b3)在上述(2-2)的测量中得到的全部角度的b*值的绝对值的偏差(3σ)显示为15以下。
另外,为了更容易抑制彩虹不均,面光源优选满足以下的条件A。满足条件A意味着:分别存在于蓝色的波长区域、绿色的波长区域以及红色的波长区域中的、强度的峰值的半峰全宽的至少任一个为规定的值以上(10nm以上)。
图11是用于说明条件A的[+αB-(-αB)]、[+αG-(-αG)]以及[+αR-(-αR)]的图。另外,图11的分光光谱是常用的有机EL元件的面光源的分光光谱。
<条件A>
在面光源上配置第1偏光件,每1nm波长地测量从第1偏光件侧向垂直方向射出的光L1的强度。将蓝色的波长区域设为400nm以上且小于500nm,将绿色的波长区域设为500nm以上且小于570nm,将红色的波长区域设为570nm以上且780nm以下。将所述L1的蓝色波长区域的最大强度设为Bmax,将所述L1的绿色波长区域的最大强度设为Gmax,将所述L1的红色波长区域的最大强度设为Rmax
将表示所述Bmax的波长设为L1λB,将表示所述Gmax的波长设为L1λG,将表示所述Rmax的波长设为L1λR
将表示所述Bmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λB的负方向侧的最小波长设为-αB,将表示所述Bmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λB的正方向侧的最小波长设为+αB,将表示所述Gmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λG的负方向侧的最大波长设为-αG,将表示所述Gmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λG的正方向侧的最小波长设为+αG,将表示所述Rmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λR的负方向侧的最大波长设为-αR,将表示所述Rmax的1/2以下的强度的波长且位于L1λR的正方向侧的最大波长设为+αR
[+αB-(-αB)]、[+αG-(-αG)]以及[+αR-(-αR)]中的至少任意显示为10nm以上。
关于条件A,更优选的是,[+αB-(-αB)]、[+αG-(-αG)]以及[+αR-(-αR)]中的2个以上显示为10nm以上,进一步优选的是,3个全都显示为10nm以上。
《关于条件1》
在条件1中,根据在上述测量1和测量2中得到的L*值、a*值以及b*值,计算按照下述步骤算出的ΔEab的最大值与最小值之差。本公开的光学膜需要具有所述差小于17.0的区域。
<条件1>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示。
确认在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置。
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度。
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
ΔEab是所谓的色差。
在将特定的方位角处的测量1和测量2的“L*值、a*值以及b*值”分别定义为“L1*、a1*以及b1*”和“L2*、a2*以及b2*”时,所述特定的方位角处的色差(ΔEab)可以用下述算式表示。
<表示色差(ΔEab)的算式>
ΔEab={(L1*-L2*)2+(a1*-a2*)2+(b1*-b2*)2}1/2
条件1的ΔEab可以根据在测量1和测量2中得到的L*值、a*值以及b*值并按照下述(3-1)~(3-4)的步骤算出。即,条件1的ΔEab规定了具有光学膜的状态与不具有光学膜的状态之间的色差。这是为了消除面光源的影响并赋予与彩虹不均的相关性。
不使用测量2的结果而仅基于测量1的结果所能够算出的“(L1*2+a1*2+b1*2)1/2”不具有与彩虹不均的视觉辨认性的相关性。其理由被认为是由于面光源的L*值的影响较大。
(3-1)在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的ΔL*。将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示。
图4是将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示的图。换言之,图4是上述(3-1)的2维坐标。此外,在图4中,越接近白色,则表示ΔL*越大。
另外,在图4中,圆状的2维坐标的中央表示仰角为0度(相对于面光源垂直的方向),缘部表示仰角的最大角度。另外,在图4中,从中心向右方向表示0度方位角,从中心向上方向表示90度方位角,从中心向左方向表示180度方位角,从中心向下方向表示270度方位角。
上述(3-1)的色调通常为2的n次方,例如可举出16级灰度、32级灰度、64级灰度、128级灰度、256级灰度。
上述(3-1)的灰度显示的2维坐标例如能够由ELDIM公司的商品名为“EzContrast”的设备来制作。
(3-2)确认在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置。
在此,“大致对称”是指:在将位于ΔL*呈同心圆状分布的一个区域的中心处的仰角和方位角定义为X1和Y1、并将位于ΔL*呈同心圆状分布的另一个区域的中心处的仰角和方位角定义为X2和Y2时,X1与X2之差为±3度以下,Y1与Y2之差的绝对值为180度±5度以下。X1与X2之差优选为±1度以下,Y1与Y2之差的绝对值优选为180度±3度以下。
在图4所示的2维坐标中,存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域,所述2处的区域存在于2维坐标的大致对称位置。
该对称位置的同心圆被认为是由于如下原因而形成的:由于测量区域内的折射率分布(由于双轴拉伸塑料膜的慢轴方向的折射率高,因此沿着慢轴形成同心圆。在图4的情况下,双轴拉伸塑料膜的慢轴的朝向为图4的左右方向)和测量区域内的低折射率层的光学距离(随着远离测量中心,光学距离(通过低折射率层的透射光的距离)增加。)的变化,P波和S波的反射率发生变动。换言之,该对称位置的同心圆在双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层的光学膜(测量1)和双轴拉伸塑料膜的单体中通常会形成(另外,面内相位差越高,同心圆越容易形成于对称位置)。进而,在测量2中,只有P波和S波中的任一方,不形成上述那样的同心圆,因此,在测量1与测量2的L*值的差分(ΔL*)中,测量1的L*值所形成的同心圆被维持(ΔL*消除了光源的影响,相应地,P波和S波的反射率的变动变得更鲜明,同心圆也更鲜明地形成)。
(3-3)关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度。
在上述(3-3)中,“位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角”例如能够通过如下方式来判别:在测量装置的软件上显示2维坐标,并选择呈同心圆状分布的区域的中心(例如,用鼠标点击呈同心圆状分布的区域的中心)。
(3-4)根据所述测量结果,根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。然后,计算ΔEab的最大值与最小值之差。
在上述(3-4)中,在(α+β)/2中产生了尾数的情况下,将数值进位。例如,在α为30度、β为31度的情况下,根据仰角为31度时的方位角为0度以上且359度以下的L*值、a*值以及b*值来计算ΔEab。
(α+β)/2优选为50度以下,更优选为40度以下,进一步优选为30度以下。通过将(α+β)/2设为50度以下,(α+β)/2的值远离布儒斯特角附近,因此能够容易地抑制(α+β)/2的前后的角度处的P波和S波的反射率发生变动。(α+β)/2的下限没有特别限制,优选为5度以上,更优选为10度以上,进一步优选为15度以上。
通过减小双轴拉伸塑料膜的厚度方向的折射率nz,能够容易地使(α+β)/2成为所述范围。
本公开的光学膜要求在各方位角(0度以上且359度以下)处计算出的ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0。所述差较大意味着:在特定的方位角处,色调被强烈地感觉到。因此,在所述差为17.0以上的情况下,在ΔEab表示最大值的方位角处强烈地感觉到色调,无法抑制裸眼的彩虹不均。
所述差优选为16.0以下,更优选为15.0以下,进一步优选为14.0以下。
所述差的下限没有特别限定,通常为3.0左右。
例如通过使用满足后述的条件2的双轴拉伸塑料膜,能够容易地使所述差小于17.0。
在条件1中,使用通过(α+β)/2的、方位角为0度以上且359度以下的测量值的理由在于:在通过(α+β)/2的方向上,交替地测量同心圆的亮区域和暗区域(参照图4),ΔEab的最大值与最小值之差在理论上最大。
另外,在本公开中,其特征在于,不使用布儒斯特角,而使用通过同心圆的中心((α+β)/2)的方位角。上述的ΔL*的同心圆受到面内相位差的影响(面内相位差越大,同心圆越小)。另一方面,布儒斯特角受折射率支配,因此不会受到面内相位差的影响。因此,即使根据通过布儒斯特角的方位角的测量值所算出的“ΔEab的最大值与最小值之差”较小,也难以减小根据通过(α+β)/2的方位角的测量值所算出的“ΔEab的最大值与最小值之差”。即,本公开在如下这一点上具有比专利文献2和3更优异的技术意义:使根据通过(α+β)/2(而不是布儒斯特角)的方位角的测量值计算出的“ΔEab的最大值与最小值之差”满足规定的条件,由此能够抑制观察到彩虹不均。
另外,如后所述,关于满足nx>ny≥nz的关系的双轴拉伸塑料膜,斜方向的相位差越是沿慢轴的方向倾斜则越是逐渐减少,在“(α+β)/2”附近成为0nm。本发明人等发现:将仰角固定为“(α+β)/2”,观察方位角0~359度的色调时,强烈地感觉到类似彩虹不均的颜色不均。通常,在相位差具有规定的值的方向上会观察到彩虹不均。但是,将仰角固定为“(α+β)/2”的方位角为0~359度的方向上的观察由于慢轴方向的斜相位差为0nm而与通常的观察完全不同。因此,在本说明书中,有时将仰角被固定为“(α+β)/2”且在方位角为0~359度的方向上观察到的颜色不均称为“颜色畸变”,以与“彩虹不均”相区别。
在光学膜内,满足ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域优选为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为90%以上,更进一步优选为100%。
同样地,满足所述差以外的各种参数(面内相位差、厚度方向的相位差、条件2、低折射率层的表面粗糙度等)的区域也优选在光学膜内为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为90%以上,更进一步优选为100%。
在各方位角处(0度以上且359度以下)计算出的ΔEab的最大值优选为16.0以下,更优选为15.0以下,进一步优选为14.0以下。通过将ΔEab的最大值设为所述范围,能够在裸眼下更难以观察到彩虹斑。
关于本公开的光学膜,优选的是,在将相对于从双轴拉伸塑料膜侧入射到光学膜的可见光整个区域的光的布儒斯特角定义为X度时,所述(α+β)/2和所述X满足下述算式(A)。
X-(α+β)/2≤20度 (A)
布儒斯特角(X)可以根据2种物质的折射率并通过下述算式(B)算出。另外,n1表示入射侧的折射率,n2表示透射侧的折射率。
X=Arctan(n2/n1) (B)
本公开的光学膜在布儒斯特角与同心圆的中心((α+β)/2)偏离的情况下能够发挥更显著的效果。换言之,满足上述算式(A)的光学膜在容易发挥本公开的效果这一方面是优选的。
X-(α+β)/2更优选为30度以上,进一步优选为35度以上。X-(α+β)/2的上限没有特别限定,为40度左右。
<塑料膜>
塑料膜是面内相位差在2500nm以下的双轴拉伸塑料膜。
通过制成双轴拉伸塑料膜,可以使机械强度良好。另外,通过使双轴拉伸塑料膜的面内相位差在2500nm以下,能够使纵横的拉伸比率为适度的范围而使机械强度更良好,并且能够使抗撕裂性良好。另外,通过使双轴拉伸塑料膜的面内相位差在2500nm以下,也能够有助于双轴拉伸塑料膜的薄膜化。
为了容易抑制彩虹不均,双轴拉伸塑料膜的面内相位差优选为2000nm以下,更优选为1500nm以下,更优选为1400nm以下,更优选为1150nm以下,更优选为1000nm以下,更优选为600nm以下。在将双轴拉伸塑料膜的厚度薄膜化至10μm以上且50μm以下的情况下,面内相位差优选为1400nm以下。
并且,当双轴拉伸塑料膜的面内相位差过小时,有时即使双轴拉伸也无法使机械强度充分。因此,双轴拉伸塑料膜的面内相位差优选为20nm以上,更优选为100nm以上,进一步优选为300nm以上,更进一步优选为520nm以上。
双轴拉伸塑料膜的面内相位差的优选范围可以举出20nm以上且2000nm以下、20nm以上且1500nm以下、20nm以上且1400nm以下、20nm以上且1150nm以下、20nm以上且1000nm以下、20nm以上且600nm以下、100nm以上且2000nm以下、100nm以上且1500nm以下、100nm以上且1400nm以下、100nm以上且1150nm以下、100nm以上且1000nm以下、100nm以上且600nm以下、300nm以上且2000nm以下、300nm以上且1500nm以下、300nm以上且1400nm以下、300nm以上且1150nm以下、300nm以上且1000nm以下、300nm以上且600nm以下、520nm以上且2000nm以下、520nm以上且1500nm以下、520nm以上且1400nm以下、520nm以上且1150nm以下、520nm以上且1000nm以下、520nm以上且600nm以下。
双轴拉伸塑料膜的厚度方向的相位差(Rth)优选为2000nm以上,更优选为3000nm以上,进一步优选为4000nm以上。Rth的上限为10000nm左右,优选为8000nm以下,更优选为7000nm以下。通过将Rth设为所述范围,能够更容易抑制彩虹不均。
双轴拉伸塑料膜的Rth的优选范围可以举出2000nm以上且10000nm以下、2000nm以上且8000nm以下、2000nm以上且7000nm以下、3000nm以上且10000nm以下、3000nm以上且8000nm以下、3000nm以上且7000nm以下、4000nm以上且10000nm以下、4000nm以上且8000nm以下、4000nm以上且7000nm以下。
为了使双轴拉伸塑料膜的Rth为所述范围,优选增大纵向和横向的拉伸倍率。通过增大纵向和横向的拉伸倍率,双轴拉伸塑料膜的厚度方向的折射率nz变小,因此能够容易增大Rth。另外,通过减小双轴拉伸塑料膜的nz,能够容易减小“(α+β)/2”的值。若“(α+β)/2”的值变小,则(α+β)/2的值从布儒斯特角附近离开,因此能够容易地抑制(α+β)/2的前后的角度处的P波以及S波的反射率发生变动。
通过使面内相位差和厚度方向的相位差为上述范围,能够使双轴拉伸塑料膜的拉伸程度接近均等的双轴性,从而使双轴拉伸塑料膜的机械强度良好。
面内相位差(Re)及厚度方向的相位差(Rth)根据折射率最大的方向即慢轴方向的折射率nx、与所述慢轴方向垂直的方向即快轴方向的折射率ny、塑料膜的厚度方向的折射率nz、以及塑料膜的厚度T[nm]由下述算式(1)及(2)表示。并且,在本说明书中,面内相位差及厚度方向的相位差是指波长为550nm下的值。
Re=(nx-ny)×T[nm] (1)
Rth=((nx+ny)/2-nz)×T[nm] (2)
慢轴的方向、面内相位差及厚度方向的相位差例如可通过大塚电子公司(OtsukaElectronics Co.,Ltd.)的商品名为“RETS-100”的设备来测量。
在使用大塚电子公司(Otsuka Electronics Co.,Ltd.)的商品名为“RETS-100”的设备来测量面内相位差等的情况下,优选按照以下的步骤(A1)~(A4)进行测量的准备。
(A1)首先,为了使RETS-100的光源稳定,在安装光源后放置60分钟以上。其后,选择旋转检偏振器法,并且选择θ模式(角度方向相位差测量及Rth计算的模式)。通过选择该θ模式,工作台成为倾斜旋转工作台。
(A2)接着,在RETS-100中输入以下的测量条件。
(测量条件)
·延迟测量范围:旋转检偏振器法
·测量点径:
Figure BDA0003631271320000201
·倾斜角度范围:0°
·测量波长范围:400nm以上且800nm以下
·塑料膜的平均折射率。例如,在PET膜的情况下,N=1.617。并且,塑料膜的平均折射率N可以基于nx、ny及nz并通过(N=(nx+ny+nz)/3)的算式来算出。
·厚度:用SEM或光学显微镜另行测量出的厚度
(A3)接着,在该装置中不设置样本而得到背景数据。将装置设为封闭系统,每当使光源点亮时实施该设置。
(A4)然后,在装置内的工作台上设置样品并进行测量。
关于面内相位差和厚度方向的相位差、以及后述的慢轴的方向,优选从双轴拉伸塑料膜切出纵50mm×横50mm的大小的样品,并将它们设为所述样品的5处测量值的平均值。5个部位的测量点是中央部的1处部位和从样品的四角朝向中央部前进10mm的部位的4个部位,合计5个部位(图7的黑圆点的5个部位)。
双轴拉伸塑料膜的相对于厚度方向的相位差的面内相位差(面内相位差/厚度方向的相位差)优选为0.10以下。在本说明书中,有时用“Re/Rth”表示相对于厚度方向的相位差的面内相位差。Re/Rth例如可以如下这样测量。
将在上述样品的5个部位处测量的面内相位差分别定义为Re1、Re2、Re3、Re4和Re5,将在上述样品的5个部位处测量的厚度方向的相位差分别定义为Rth1、Rth2、Rth3、Rth4和Rth5。
关于双轴拉伸塑料膜,优选的是,Re1/Rth1、Re2/Rth2、Re3/Rth3、Re4/Rth4及Re5/Rth5的平均值为0.10以下。
面内相位差与厚度方向的相位差之比(Re/Rth)小意味着双轴拉伸塑料膜的双轴的拉伸接近均等的双轴性。因此,通过使Re/Rth为0.10以下,能够使双轴拉伸塑料膜的机械强度良好。Re/Rth更优选为0.07以下,进一步优选为0.05以下。Re/Rth的下限为0.01左右。
完全的单轴性的拉伸塑料膜的Re/Rth为2.0。常用的单轴拉伸塑料膜在传送方向上也被稍微拉伸。因此,常用的单轴拉伸塑料膜的Re/Rth为1.0左右。
Re1/Rth1、Re2/Rth2、Re3/Rth3、Re4/Rth4及Re5/Rth5分别优选为0.10以下,更优选为0.07以下,进一步优选为0.05以下。它们的比的下限为0.01左右。
双轴拉伸塑料膜优选满足下述条件2。
<条件2>
在所述样品的5个部位处测量慢轴的方向。在将所述样品的任意1边与各测量部位的慢轴的方向所成的角度分别定义为D1、D2、D3、D4、D5时,D1~D5的最大值与D1~D5的最小值之差为5.0度以上。
如果双轴拉伸塑料膜的慢轴整齐地取向,则存在容易观察到彩虹不均的倾向。另一方面,若对双轴拉伸塑料膜的慢轴赋予偏差,则彩虹不均变得模糊而难以观察。因此,通过满足条件2,能够容易地抑制裸眼观察到彩虹不均的情况。换言之,通过满足条件2,能够容易满足ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0。
常用的拉伸塑料膜以慢轴的方向不偏移的方式设计。但是,如上所述,通过特意使塑料膜的慢轴的方向偏移,能够容易地抑制彩虹不均。另外,在大的区域中,即使慢轴散乱,彩虹不均的抑制效果也较小,但是,在纵50mm×横50mm这样的比较小的区域中,通过使慢轴散乱,能够容易地抑制彩虹不均。
在条件2中,关于成为与慢轴的方向所成的角的基准的、样品的任意1边,只要在D1~D5中全部以相同的边为基准,则可以是样品的纵边和横边中的任一边。
另外,从能够使双轴拉伸塑料膜的耐弯折性良好的方面考虑,优选满足条件2。
另一方面,不满足条件2且慢轴一致的常用的取向膜在弯曲试验后会导致膜断裂、或者弯曲倾向强烈地残留。具体而言,专利文献1那样的单轴拉伸膜在沿着慢轴进行了弯曲试验的情况下发生断裂,在与慢轴垂直的方向上进行了弯曲试验的情况下,弯曲倾向强烈地残留。另外,常用的双轴拉伸膜在与慢轴垂直的方向上进行了弯曲试验的情况下,弯曲倾向强烈地残留。
满足条件2的双轴拉伸塑料膜在下述方面是优选的:能够与弯折的方向无关地抑制在弯曲试验后弯曲倾向残留或发生断裂的情况。
D1~D5的最大值与D1~D5的最小值之差优选为6.0度以上,更优选为8.0度以上,进一步优选为10.0度以上。
并且,如果D1~D5的最大值与D1~D5的最小值之差过大,则存在塑料膜的取向性变低、机械强度降低的倾向。因此,所述差优选为20.0度以下,更优选为17.0度以下,进一步优选为15.0度以下。
在条件2中,D1~D5的最大值与最小值之差的优选范围例如可以举出5.0度以上且20.0度以下、6.0度以上且20.0度以下、8.0度以上且20.0度以下、10.0度以上且20.0度以下、5.0度以上且17.0度以下、6.0度以上且17.0度以下、8.0度以上且17.0度以下、10.0度以上且17.0度以下、5.0度以上且15.0度以下、6.0度以上且15.0度以下、8.0度以上且15.0度以下、10.0度以上且15.0度以下。
双轴拉伸塑料膜的D1~D5分别优选为5度以上且30度以下或60度以上且85度以下,更优选为7度以上且25度以下或65度以上且83度以下,进一步优选为10度以上且23度以下或67度以上且80度以下。
通过使D1~D5分别为5度以上或85度以下,能够容易地抑制用偏光太阳镜观看时的黑屏(blackout)。另外,通过将D1~D5分别设为30度以下或60度以上,能够容易地抑制因塑料膜的取向性变低而导致的机械强度的降低。
双轴拉伸塑料膜例如有为片状的形态的情况和为卷状的形态的情况。在任一情况下,纵50mm×横50mm的大小的样品可以从塑料膜的任意位置切出,但在能够确认片材和卷的纵向和横向的方向性的情况下,沿着确认的纵向和横向的方向切出样品。例如,在卷的情况下,可以将卷的传送方向(MD方向)视为纵向,将卷的宽度方向(TD方向)视为横向。另外,在能够确认片材的传送方向以及宽度方向的情况下,能够将传送方向视为纵向,将宽度方向视为横向。在难以确认片材的传送方向及宽度方向的情况下,在片材为长方形或正方形的情况下,只要通过构成长方形或正方形的四边确认纵向和横向的方向性即可。在难以确认片材的传送方向及宽度方向的情况下,在片材为长方形或正方形以外的形状(圆、三角形等)的情况下,只要描绘出不从片材的外框形状伸出的、面积最大的长方形或正方形、并通过所描绘的长方形或正方形具有的边确认纵向和横向的方向性即可。
并且,在能够从片状的塑料膜采集多个纵50mm×横50mm的大小的样品的情况下,在多个样品中满足条件2的样品的比例优选为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为90%以上,更进一步优选为100%。面内相位差、厚度方向的相位差、Re/Rth也相同。
双轴拉伸塑料膜优选在进行10万次实施例所示的折叠试验后(更优选在进行30万次后)不产生裂纹或断裂。另外,关于双轴拉伸塑料膜,优选的是,在进行10万次实施例所示的折叠试验后(更优选在进行30万次后),将测量样品放置在水平的台上时,样品的端部从台上翘起的角度为20度以下,更优选为15度以下。样品的端部翘起的角度为15度以下意味着难以产生由折叠引起的倾向。另外,对于双轴拉伸塑料膜的慢轴的方向的平均和快轴的方向的平均中的任一方向,均优选显示出前述的结果(不产生裂纹、断裂以及由折叠引起的倾向。试验后的样品的端部的翘起角度为20度以下)。
并且,单轴拉伸塑料膜在进行折叠试验时在拉伸方向上会产生断裂,在与拉伸方向垂直的方向上会强烈地残留弯曲倾向。
《双轴拉伸塑料膜的具体构成》
关于双轴拉伸塑料膜的层叠结构,可列举出单层结构和多层结构。其中,优选为单层结构。
关于双轴拉伸塑料膜,为了在使机械强度良好的同时抑制彩虹不均,优选减小面内相位差。而且,为了减小拉伸塑料膜的面内相位差,使纵向和横向的拉伸接近均等等细微的拉伸控制变得重要。关于细微的拉伸控制,在多层结构中,由于各层的物性的差异等而难以进行细微的拉伸控制,但单层结构在容易进行细微的拉伸控制这一点上是优选的。
作为构成双轴拉伸塑料膜的树脂成分,可列举出聚酯、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯以及非晶质烯烃(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等。其中,从容易使机械强度良好的方面考虑,优选聚酯。即,双轴拉伸塑料膜优选为聚酯膜,更优选为双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
另外,为了使机械强度良好,双轴拉伸塑料膜优选满足nx>ny≥nz的关系。为了满足nx>ny≥nz的关系,构成双轴拉伸塑料膜的树脂成分优选为正的双折射材料。
对于满足nx>ny≥nz的关系的双轴拉伸塑料膜,斜方向的相位差越是沿慢轴的方向倾斜则越是逐渐减少,在“(α+β)/2”附近成为0nm。如上所述,“颜色畸变”在沿着慢轴的仰角为“(α+β)/2”时的斜相位差为0nm时容易被强烈地感觉到。在本公开中,即使使用满足容易产生颜色畸变的nx>ny≥nz的关系的双轴拉伸塑料膜,通过使ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0,也能够容易抑制颜色畸变。
作为正的双折射率材料,可举出聚酯、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、聚酰亚胺膜及聚酰胺。
作为构成双轴拉伸聚酯膜的聚酯,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。其中,从固有双折射较低、容易降低面内相位差的方面考虑,优选PET。
双轴拉伸塑料膜可以含有紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、阻燃剂、凝胶化防止剂及表面活性剂等添加剂。
双轴拉伸塑料膜的厚度的下限优选为10μm以上、更优选为15μm以上、更优选为20μm以上、更优选为25μm以上、更优选为30μm以上,上限优选为200μm以下、更优选为180μm以下、更优选为150μm以下、更优选为100μm以下、更优选为80μm以下、更优选为60μm以下、更优选为50μm以下。为了实现薄膜化,双轴拉伸塑料膜的厚度优选为50μm以下。
通过使厚度为10μm以上,能够容易使机械强度良好。另外,通过使厚度为200μm以下,能够容易使面内相位差在2500nm以下。
双轴拉伸塑料膜的厚度的优选范围例如为10μm以上且200μm以下、15μm以上且200μm以下、20μm以上且200μm以下、25μm以上且200μm以下、30μm以上且200μm以下、10μm以上且180μm以下、15μm以上且180μm以下、20μm以上且180μm以下、25μm以上且180μm以下、30μm以上且180μm以下、10μm以上且150μm以下、15μm以上且150μm以下、20μm以上且150μm以下、25μm以上且150μm以下、30μm以上且150μm以下、10μm以上且100μm以下、15μm以上且100μm以下、20μm以上且100μm以下、25μm以上且100μm以下、30μm以上且100μm以下、10μm以上且80μm以下、15μm以上且80μm以下、20μm以上且80μm以下、25μm以上且80μm以下、30μm以上且80μm以下、10μm以上且60μm以下、15μm以上且60μm以下、20μm以上且60μm以下、25μm以上且60μm以下、30μm以上且60μm以下、10μm以上且50μm以下、15μm以上且50μm以下、20μm以上且50μm以下、25μm以上且50μm以下、30μm以上且50μm以下。
双轴拉伸塑料膜的JIS K7136:2000的雾度优选为3.0%以下,更优选为2.0%以下,进一步优选为1.5%以下,更进一步优选为1.0%以下。
另外,双轴拉伸塑料膜的JIS K7361-1:1997的总透光率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。
双轴拉伸塑料膜可以通过对包含构成塑料膜的成分的树脂层进行拉伸而得到。关于拉伸的方法,可列举出逐次双轴拉伸和同时双轴拉伸。
-逐次双轴拉伸-
在逐次双轴拉伸中,在将流延膜沿传送方向拉伸后,进行膜的宽度方向的拉伸。
传送方向的拉伸通常借助一对拉伸辊的周速之差来实施。传送方向的拉伸可以以1个阶段进行,也可以使用多个拉伸辊对在多个阶段进行。为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,优选使多个夹持辊接近拉伸辊。传送方向的拉伸倍率通常为2倍以上且15倍以下,为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,优选为2倍以上且7倍以下,更优选为3倍以上且5倍以下,进一步优选为3倍以上且4倍以下。
为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度以上且玻璃化转变温度+100℃以下。在PET的情况下,优选为70℃以上且120℃以下,更优选为80℃以上且110℃以下,进一步优选为95℃以上且110℃以下。
关于拉伸温度,通过使膜快速升温等而缩短低温下的拉伸区间,由此,存在面内相位差的平均值变小的倾向。另一方面,通过使膜缓慢升温等而延长低温下的拉伸区间,由此存在取向性提高、面内相位差的平均值增大、并且慢轴的偏差减小的倾向。
并且,在拉伸时的加热时,优选使用产生紊流的加热器。通过利用包含紊流的风进行加热,由此,在膜面内的微细的区域中产生温度差,由于所述温度差而在取向轴上产生微细的偏移,从而能够容易满足条件2。另外,通过使塑料膜满足条件2,能够容易地使ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0。
也可以通过在线涂布对沿着传送方向拉伸的膜赋予易滑性、易粘接性、抗静电性等功能。另外,在进行在线涂布之前,可以根据需要实施电晕处理、火焰处理(フレーム処理)、等离子体处理等表面处理。
像这样在在线涂布中形成的涂膜是厚度为10nm以上且2000nm以下左右的极薄的涂膜(另外,所述涂膜通过拉伸处理被拉伸得更薄)。在本说明书中,这样的薄层不作为构成塑料膜的层的数量而进行计数。
宽度方向的拉伸通常是使用拉幅机法一边用夹具把持膜的两端一边进行输送而在宽度方向上进行拉伸的。宽度方向上的拉伸倍率通常为2倍以上且15倍以下,为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,优选为2倍以上且5倍以下,更优选为3倍以上且5倍以下,进一步优选为3倍以上且4.5倍以下。另外,优选使宽度拉伸倍率高于纵向拉伸倍率。
拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度以上且玻璃化转变温度+120℃以下,优选使温度随着从上游朝向下游而升高。具体而言,将横向拉伸区间二等分的情况下,上游的温度与下游的温度之差优选为20℃以上,更优选为30℃以上,进一步优选为35℃以上,更进一步优选为40℃以上。另外,在PET的情况下,第一阶段的拉伸温度优选为80℃以上且120℃以下,更优选为90℃以上且110℃以下,进一步优选为95℃以上且105℃以下。
为了赋予平面性、尺寸稳定性,如上述那样被逐次双轴拉伸后的塑料膜优选在拉幅机内进行拉伸温度以上且低于熔点的热处理。具体而言,在PET的情况下,优选在150℃以上且255℃以下的范围内进行热固定,更优选为200℃以上且250℃以下。另外,为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,优选在热处理前半段进行1%以上且10%以下的追加拉伸。
对塑料膜进行热处理后,缓慢冷却至室温,然后进行卷取。另外,根据需要,也可以在热处理及缓慢冷却时并用松弛处理等。为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,热处理时的松弛率优选为0.5%以上且5%以下,更优选为0.5%以上且3%以下,进一步优选为0.8%以上且2.5%以下,更进一步优选为1%以上且2%以下。另外,为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,缓慢冷却时的松弛率优选为0.5%以上且3%以下,更优选为0.5%以上且2%以下,进一步优选为0.5%以上且1.5%以下,更进一步优选为0.5%以上且1.0%以下。为了使平面性良好,缓慢冷却时的温度优选为80℃以上且150℃以下,更优选为90℃以上且130℃以下,进一步优选为100℃以上且130℃以下,更进一步优选为100℃以上且120℃以下。
-同时双轴拉伸-
同时双轴拉伸是将流延膜导入同时双轴拉幅机,一边用夹具把持膜的两端一边输送,在传送方向和宽度方向上同时和/或阶段性地拉伸。作为同时双轴拉伸机,有缩放方式、螺杆方式、驱动马达方式、线性马达方式,但是,能够任意地变更拉伸倍率、能够在任意的场所进行松弛处理的驱动马达方式或线性马达方式是优选的。
同时双轴拉伸的倍率以面积倍率计通常为6倍以上且50倍以下。为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,面积倍率优选为8倍以上且30倍以下,更优选为9倍以上且25倍以下,进一步优选为9倍以上且20倍以下,更进一步优选为10倍以上且15倍以下。在同时双轴拉伸中,优选在传送方向的拉伸倍率及宽度方向的拉伸倍率为2倍以上且15倍以下的范围内,以成为前述的面积倍率的方式进行调整。
另外,在同时双轴拉伸的情况下,为了抑制面内的取向差,优选的是,使传送方向及宽度方向的拉伸倍率大致相同,并且使传送方向及宽度方向的拉伸速度也大致相同。
为了抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差,同时双轴拉伸的拉伸温度优选为树脂的玻璃化转变温度以上且玻璃化转变温度+120℃以下。在PET的情况下,优选为80℃以上且160℃以下,更优选为90℃以上且150℃以下,进一步优选为100℃以上且140℃以下。
为了赋予平面性、尺寸稳定性,被进行了同时双轴拉伸的膜优选继续在拉幅机内的热固定室中进行拉伸温度以上且低于熔点的热处理。所述热处理的条件与逐次双轴拉伸后的热处理条件相同。
<低折射率层>
低折射率层具有提高光学膜的防反射性、并且容易抑制用裸眼观察时的彩虹不均的作用。
从图像显示装置的内部朝向观察者侧的光在通过偏光件的阶段中为直线偏光,但在通过双轴拉伸塑料膜后,直线偏光的偏光状态紊乱,成为P波和S波混合存在的光。而且,由于P波的反射率与S波的反射率存在差异,且反射率差存在波长依赖性,因此可以想到用裸眼会看到彩虹不均。在此,可以想到,在双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层的情况下,由于能够减小前述的反射率差,因此能够容易地抑制彩虹不均。但是,仅通过在常用的双轴拉伸塑料膜上形成低折射率层,难以使ΔEab的最大值与最小值之差成为所述范围,从而无法以高水平抑制彩虹不均。为了使ΔEab的最大值与最小值之差容易处于所述范围,如上所述,优选对双轴拉伸塑料膜的慢轴的朝向赋予偏差。
低折射率层优选形成于光学膜的最远离双轴拉伸塑料膜的一侧。并且,通过在比低折射率层靠双轴拉伸塑料膜侧与低折射率层邻接地形成后述的高折射率层,由此,能够进一步提高防反射性,并且能够更容易地抑制彩虹不均。
低折射率层的折射率优选为1.10以上且1.48以下,更优选为1.20以上且1.45以下,更优选为1.26以上且1.40以下,更优选为1.28以上且1.38以下,更优选为1.30以上且1.32以下。
另外,低折射率层的厚度优选为80nm以上且120nm以下,更优选为85nm以上且110nm以下,更优选为90nm以上且105nm以下。另外,低折射率层的厚度优选大于中空颗粒等低折射率颗粒的平均粒径。
作为形成低折射率层的方法,可大致分为湿法和干法。作为湿法,可举出使用金属醇盐等并通过溶胶凝胶法来形成的方法、涂布氟树脂这样的低折射率的树脂来形成的方法、涂布在树脂组成物中含有低折射率颗粒的低折射率层形成用涂布液来形成的方法。作为干法,可举出如下这样的方法:从后述的低折射率颗粒中选择具有所期望的折射率的颗粒,并通过物理气相沉积法或化学气相沉积法来形成。
湿法在生产效率、斜向反射色相的抑制以及耐化学品性的方面优于干法。另外,在湿法中,为了密合性、耐水性、耐擦伤性及低折射率化,优选利用在粘合剂树脂组成物中含有低折射率颗粒的低折射率层形成用涂布液来形成。
低折射率层通常位于光学膜的最表面。因此,对低折射率层要求良好的耐擦伤性,常用的低折射率层也被设计成具有规定的耐擦伤性。
近年来,为了降低低折射率层的折射率,使用粒径大的中空颗粒作为低折射率颗粒。本发明人等发现了如下课题(以下,有时将该课题称为“油尘耐性”):即使在利用仅附着有微细的固态物(例如砂)的物体、或仅附着有油分的物体对这样含有粒径大的中空颗粒的低折射率层的表面进行摩擦都无法观察到损伤的情况下,在利用附着有固态物和油分这两者的物体进行摩擦的情况下,会产生损伤。用附着有固态物和油分的物体进行擦拭的动作例如相当于使用者用附着有在化妆品和食品等中含有的油分和在大气中含有的沙子的手指来操作触摸面板式的图像显示装置的动作。
使低折射率层的油尘耐性良好在能够长期维持彩虹不均抑制效果这一点上是优选的。
本发明人等进行了研究,结果发现,上述的损伤主要是由于低折射率层中所含的中空颗粒的一部分缺损、或中空颗粒脱落而产生的。作为其原因,被认为是由形成于低折射率层的表面的中空颗粒所引起的凹凸较大。即,在用附着有固态物和油分的手指擦拭低折射率层表面时,油分成为粘合剂,在固态物附着于手指的状态下,手指在低折射率层表面上移动。此时,可以想到:容易产生固态物的一部分(例如砂子的尖锐部位)进入低折射率层表面的凹部的现象、以及进入凹部的固态物与手指一起穿过凹部并越过凸部(中空颗粒)的现象,此时会对凸部(中空颗粒)施加较大的力,因此中空颗粒会发生损伤或脱落。另外,可以想到:位于凹部的树脂自身也因固态物的摩擦而损伤,因树脂的损伤而使得中空颗粒更容易脱落。
本发明人等进行了深入研究,发现:为了赋予油尘耐性,一并使用中空颗粒和非中空颗粒作为低折射率颗粒、且使中空颗粒和非中空颗粒均匀地分散是有效的。图8示出了中空颗粒和非中空颗粒均匀分散的低折射率层的截面照片,图9示出了中空颗粒和非中空颗粒未均匀分散的低折射率层的截面照片。图8和图9的截面照片是使用日立高新技术公司(Hitachi High-Techn Corporation)的电子显微镜“型号:H-7650”,在发射电流为10μA、加速电压为100keV、灯丝电压为20V的条件下观察而取得的。
为了使油尘耐性良好,低折射率颗粒优选包含中空颗粒及非中空颗粒。
中空颗粒及非中空颗粒的材质可以是二氧化硅及氟化镁等无机化合物、和有机化合物中的任一种,但为了低折射率化及强度,优选二氧化硅。以下,以中空二氧化硅颗粒及非中空二氧化硅颗粒为中心进行说明。
中空二氧化硅颗粒是指这样的颗粒:其具有由二氧化硅构成的外壳层,被外壳层包围的颗粒内部为空洞,在空洞的内部含有空气。中空二氧化硅颗粒是通过含有空气而与二氧化硅本来的折射率相比折射率与气体的占有率成比例地降低的颗粒。非中空二氧化硅颗粒是指如中空二氧化硅颗粒那样内部未成为空洞的颗粒。非中空二氧化硅颗粒例如为实心的二氧化硅颗粒。
中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒的形状没有特别限定,可以为正球状、旋转椭圆体状和能够近似于球体的多面体形状等大致球状等。其中,若考虑耐擦伤性,则优选为正球状、旋转椭圆体状或大致球状。
中空二氧化硅颗粒由于在内部含有空气,因此发挥出使低折射率层整体的折射率降低的作用。通过使用提高了空气比率的粒径大的中空二氧化硅颗粒,能够进一步降低低折射率层的折射率。另一方面,中空二氧化硅颗粒具有机械强度变差的倾向。特别是在使用提高了空气的比率的粒径大的中空二氧化硅颗粒的情况下,存在容易使低折射率层的耐擦伤性降低的倾向。
非中空二氧化硅颗粒通过分散于粘合剂树脂中,发挥出使低折射率层的耐擦伤性提高的作用。
为了使粘合剂树脂中以高浓度含有中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒、并使颗粒在树脂内沿膜厚方向均匀地分散,优选以中空二氧化硅颗粒之间接近、进而非中空颗粒进入中空二氧化硅颗粒之间的方式设定中空二氧化硅颗粒的平均粒径和非中空二氧化硅颗粒的平均粒径。具体而言,非中空二氧化硅颗粒的平均粒径与中空二氧化硅颗粒的平均粒径之比(非中空二氧化硅颗粒的平均粒径/中空二氧化硅颗粒的平均粒径)优选为0.29以下,更优选为0.27以下。另外,所述平均粒径之比优选为0.05以上,更优选为0.10以上。
考虑到光学特性和机械强度,中空二氧化硅颗粒的平均粒径优选为20nm以上且100nm以下。为了容易降低低折射率层整体的折射率,中空二氧化硅颗粒的平均粒径更优选为50nm以上且100nm以下,进一步优选为60nm以上且80nm以下。另外,若在防止非中空二氧化硅颗粒的凝聚的同时考虑分散性,则非中空二氧化硅颗粒的平均粒径优选为5nm以上且20nm以下,更优选为10nm以上且15nm以下。
关于中空二氧化硅颗粒及非中空二氧化硅颗粒,优选的是,表面被硅烷偶联剂包覆。更优选使用具有(甲基)丙烯酰基或环氧基的硅烷偶联剂。
通过对二氧化硅颗粒实施基于硅烷偶联剂的表面处理,二氧化硅颗粒与粘合剂树脂的亲和性得到提高,不易产生二氧化硅颗粒的凝聚。因此,二氧化硅颗粒的分散容易变得均匀。
作为硅烷偶联剂,可以举出:3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三-(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、以及乙烯基三乙氧基硅烷等。特别优选的是,使用选自3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷以及3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种以上。
中空二氧化硅颗粒的含量越多,粘合剂树脂中的中空二氧化硅颗粒的填充率越高,低折射率层的折射率越降低。因此,相对于100质量份的粘合剂树脂,中空二氧化硅颗粒的含量优选为100质量份以上,更优选为125质量份以上。
另一方面,当中空二氧化硅颗粒相对于粘合剂树脂的含量过多时,从粘合剂树脂露出的中空二氧化硅颗粒增加,而且将颗粒间结合的粘合剂树脂变少。因此,中空二氧化硅颗粒容易损伤或脱落,存在低折射率层的耐擦伤性等机械强度降低的倾向。因此,相对于100质量份的粘合剂树脂,中空二氧化硅颗粒的含量优选为400质量份以下,更优选为300质量份以下,进一步优选为200质量份以下。
若非中空二氧化硅颗粒的含量少,则即使在低折射率层的表面存在非中空二氧化硅颗粒,有时也不会对硬度上升造成影响。另外,若大量含有非中空二氧化硅颗粒,则能够减小由粘合剂树脂的聚合所引起的收缩不均的影响,从而能够减小树脂固化后在低折射率层表面产生的凹凸。因此,非中空二氧化硅颗粒的含量相对于100质量份的粘合剂树脂优选为20质量份以上,更优选为40质量份以上,进一步优选为90质量份以上,更进一步优选为100质量份以上。
另一方面,若非中空二氧化硅颗粒的含量过多,则非中空二氧化硅容易凝聚,从而产生粘合剂树脂的收缩不均,表面的凹凸变大。因此,相对于100质量份的粘合剂树脂,非中空二氧化硅颗粒的含量优选为200质量份以下,更优选为150质量份以下,进一步优选为120质量份以下。
通过以上述比例在粘合剂树脂中含有中空二氧化硅颗粒和非中空二氧化硅颗粒,能够提高低折射率层的阻隔性。这被推测是因为:二氧化硅颗粒以高填充率均匀地分散,从而气体等的透过受到阻碍。
另外,在防晒霜和护手霜等各种化妆品中,有时含有挥发性低的低分子聚合物。通过使低折射率层的阻隔性良好,能够抑制低分子聚合物渗透到低折射率层的涂膜内部,从而能够抑制因低分子聚合物长期残留于涂膜所导致的不良情况(例如外观异常)。
低折射率层的粘合剂树脂优选包含电离放射线固化性树脂组成物的固化物。另外,作为在电离放射线固化性树脂组成物中所含的电离放射线固化性化合物,具有烯属不饱和键基团的化合物是优选的。其中,具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯系化合物更优选。
以下,将具有4个以上烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物称为“多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物”。另外,将具有2以上且3以下烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物称为“低官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物”。
作为(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以使用单体和低聚物中的任一种。特别是,为了抑制固化时的收缩不均而容易使低折射率层表面的凹凸形状平滑化,电离放射线固化性化合物更优选包含低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物。
电离放射线固化性化合物中的低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物的比例优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,更进一步优选为95质量%以上,最优选为100质量%。
另外,为了抑制前述的固化时的收缩不均而容易使低折射率层表面的凹凸形状平滑化,低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物优选为具有2个烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
在(甲基)丙烯酸酯系化合物中,作为2官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,可举出异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A四乙氧基二丙烯酸酯、双酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作为3官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,例如可列举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三(甲基)丙烯酸酯等。
作为4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,例如可列举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
这些(甲基)丙烯酸酯系化合物也可以如后述那样改性。
另外,作为(甲基)丙烯酸酯系低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯系聚合物等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如能够通过多元醇及有机二异氰酸酯与羟基(甲基)丙烯酸酯的反应而得到。
另外,优选的环氧(甲基)丙烯酸酯是使3官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯、使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与多元酸和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯、以及使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与酚类和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯。
另外,为了抑制由交联引起的收缩不均而提高表面的平滑性,上述(甲基)丙烯酸酯系化合物也可以是将分子骨架的一部分改性而成的。例如,作为上述(甲基)丙烯酸酯系化合物,也可以使用利用环氧乙烷、环氧丙烷、己内酯、异氰脲酸、烷基、环状烷基、芳香族、双酚等进行了改性而成的化合物。特别是,为了提高与低折射率颗粒(其中的二氧化硅颗粒)的亲和性而抑制低折射率颗粒的凝聚,上述(甲基)丙烯酸酯系化合物优选是用环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷进行改性而成的化合物。
电离放射线固化性化合物中的环氧烷改性的(甲基)丙烯酸酯系化合物的比例优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,更进一步优选为95质量%以上,最优选为100质量%。另外,环氧烷改性的(甲基)丙烯酸酯系化合物优选为低官能(甲基)丙烯酸酯系化合物,更优选为具有2个烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。
作为进行环氧烷改性而成的具有2个烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,可举出双酚F环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧烷改性二(甲基)丙烯酸酯和聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,其中优选是聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯。聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯中所含的亚烷基二醇的平均重复单元优选为3以上且5以下。另外,聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯中所含的亚烷基二醇优选为乙二醇和/或聚乙二醇。
作为进行环氧烷改性而成的具有3个烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,可列举出三羟甲基丙烷环氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯和异氰脲酸环氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯。
上述电离放射线固化性树脂可以单独使用1种或组合使用2种以上。
在低折射率层中,为了防污性和表面平滑性,优选含有流平剂。
关于流平剂,可列举氟系及硅酮系,优选是硅酮系。通过含有硅酮系流平剂,能够使低反射率层表面更平滑。进而,能够使低反射率层表面的滑动性和防污性(指纹擦拭性、相对于纯水和十六烷的较大的接触角)良好。
相对于100质量份的粘合剂树脂,流平剂的含量优选为1质量份以上且25质量份以下,更优选为2质量份以上且20质量份以下,进一步优选为5质量份以上且18质量份以下。通过使流平剂的含量为1质量份以上,能够容易地赋予防污性等各种性能。另外,通过使流平剂的含量为25质量份以下,能够抑制耐擦伤性的降低。
低折射率层的最大高度粗糙度Rz优选为110nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为70nm以下,更进一步优选为60nm以下。另外,Rz/Ra(Ra为算术平均粗糙度)优选为12.0以下,更优选为10.0以下。在Rz大至90nm以上且110nm以下左右的情况下,将Rz/Ra设为前述的范围特别有效。
在本说明书中,Ra及Rz是将在岛津制作所公司(SHIMADZU CORPORATION)的扫描探针显微镜SPM-9600升级套件操作说明书(SPM-9600 2016年2月、P.194-195)中记载的2维粗糙度参数的粗糙度扩展为3维的值而成的。Ra和Rz如下这样定义。
(算术平均粗糙度Ra)
从粗糙度曲线中在其平均线的方向上仅提取基准长度(L),在该提取部分的平均线的方向上取X轴,在纵倍率的方向上取Y轴,用y=f(x)表示粗糙度曲线,此时,由下式求出。
[算式1]
Figure BDA0003631271320000341
(最大高度粗糙度Rz)
其是从粗糙度曲线在其平均线的方向上仅提取基准长度、并沿粗糙度曲线的纵倍率的方向测量该提取部分的山顶线与谷底线的间隔所得到的值。
在使用岛津制作所公司(SHIMADZU CORPORATION)的扫描探针显微镜SPM-9600的情况下,例如优选在以下的条件下测量及解析Ra及Rz。
<测量条件>
测量模式:相位
扫描范围:5μm×5μm
扫描速度:0.8Hz以上且1Hz以下
像素数:512×512
使用的悬臂:纳米世界公司(Nano World Holding AG,)的产品编号“NCHR”、共振频率:320kHz、弹簧常数:42N/m
<解析条件>
倾斜校正:线配合
Rz小意味着:微小区域中的由中空二氧化硅颗粒引起的凸部小。另外,Rz/Ra小意味着:微小区域中的由二氧化硅颗粒引起的凹凸均匀,不具有相对于凹凸的平均海拔高度差突出的凹凸。并且,在本公开中,Ra的数值没有特别限定,Ra优选为15nm以下,更优选为12nm以下,进一步优选为10nm以下,更进一步优选为6.5nm以下。
通过使低折射率层中的低折射率颗粒均匀地分散、或抑制低折射率层的收缩不均,容易满足上述的Rz及Rz/Ra的范围。
通过使低折射率层表面的Rz及Rz/Ra为上述范围,能够减小固态物越过低折射率层表面的凸部(由存在于表面附近的中空二氧化硅颗粒)时的阻力。因此,能够想到:即使一边施加载荷一边用伴有油分的砂砾摩擦,固态物也会在低折射率层表面平滑地移动。另外,被认为是,凹部的硬度本身也得到了提高。其结果是,能够推测到:防止了中空二氧化硅颗粒的破损或脱落,也防止了粘合剂树脂自身的损伤。
只要没有特别说明,Rz和Ra等表面粗糙度是指16处测量值的除了最小值和最大值之外的14处测量值的平均值。
在本说明书中,关于上述16处测量部位,优选的是,将距测量样品的外缘0.5cm的区域作为空白,关于比所述空白靠内侧的区域,引出将纵向和横向5等分的线,将此时的交点的16个部位作为测量的中心。测量样品优选为5cm×5cm。
低折射率层可以通过涂布低折射率层形成涂布液并进行干燥来形成,其中,所述低折射率层形成涂布液是将构成低折射率层的各成分溶解或分散而成的。通常,在低折射率层形成涂布液中,为了调节粘度或使各成分能够溶解或分散而使用溶剂。
关于溶剂,例如可例示出:酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、醚类(二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(己烷等)、脂环式烃类(环己烷等)、芳香族烃类(甲苯、二甲苯等)、卤化碳类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、醇类(丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、二醇醚类(乙酸1-甲氧基-2-丙酯等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,也可为它们的混合物。
在溶剂的挥发过快的情况下,在低折射率层形成用涂布液干燥时,溶剂剧烈对流。因此,即使涂布液中的二氧化硅颗粒为均匀分散的状态,也容易因干燥时的溶剂的剧烈对流而破坏均匀分散的状态。因此,作为溶剂,优选包含蒸发速度慢的溶剂。具体而言,优选包含相对蒸发速度(将乙酸正丁酯的蒸发速度设为100时的相对蒸发速度)为70以下的溶剂,更优选包含30以上且60以下的溶剂。另外,相对蒸发速度为70以下的溶剂优选为全部溶剂的10质量%以上且50质量%以下,优选为20质量%以上且40质量%以下。
若列举蒸发速度慢的溶剂的相对蒸发速度的例子,则异丁醇为64,1-丁醇为47,1-甲氧基-2-丙基乙酸酯为44,乙基溶纤剂为38,环己酮为32。
并且,溶剂的剩余成分(蒸发速度慢的溶剂以外的溶剂)优选在树脂的溶解性方面优异。另外,溶剂的剩余部分优选是相对蒸发速度为100以上的成分。
另外,为了抑制干燥时的溶剂的对流而使二氧化硅颗粒的分散性良好,低折射率层形成时的干燥温度优选尽可能低。干燥温度可以考虑溶剂的种类、二氧化硅颗粒的分散性、生产速度等来适当设定。
<反射率>
关于本公开的光学膜,从低折射率层侧测量的反射率优选为2.00%以下、1.70%以下,更优选为1.20%以下,进一步优选为1.00%以下。
在本说明书中,反射率是指CIE1931标准表色系的视觉反射率Y值。反射率优选作为任意10处的平均值来算出。
另外,在本说明书中,光学膜的反射率如下这样测量:制作在光学膜的与反射率测量面相反的一侧隔着透明粘合剂层贴合黑色板而成的样品,使光从所述样品的低折射率层侧以5°的入射角入射并测量。测量反射率时的光源优选为C光源。
样品的与透明粘合剂层相接的部件(例如双轴拉伸塑料膜)、和透明粘合剂层之间的折射率差优选设定为0.15以内、更优选设定为0.10以内、更优选设定为0.05以内、更优选设定为0.01以内。另外,黑色板优选是JIS K7361-1:1997的总透光率为1%以下的黑色板,更优选是JIS K7361-1:1997的总透光率为0%的黑色板。另外,构成黑色板的树脂的折射率与透明粘合剂层之间的折射率差优选设为0.15以内,更优选设为0.10以内,更优选设为0.05以内,更优选设为0.01以内。
<雾度、总透光率>
光学膜的JIS K7136:2000的雾度优选为5%以下,更优选为4%以下,进一步优选为3%以下。另外,光学膜的JIS K7136:2000的雾度优选为0.5%以上,更优选为1.0%以上,进一步优选为1.5%以上。
另外,光学膜的JIS K7361-1:1997的总透光率优选为90%以上,更优选为91%以上,进一步优选为92%以上。
<其他层>
本公开的光学膜也可以具有除双轴拉伸塑料膜和低折射率层以外的其它层。并且,低折射率层和低折射率层以外的其它层优选为光学各向同性。具有光学各向同性的层是指面内相位差小于20nm的层,优选为10nm以下,更优选为5nm以下。
例如,本公开的光学膜优选在双轴拉伸塑料膜与低折射率层之间具有从硬涂层、防眩层以及高折射率层选择的1种以上的层。
《高折射率层》
高折射率层根据需要形成于比低折射率层更靠双轴拉伸塑料膜侧的位置。并且,在具有后述的硬涂层的情况下,高折射率层优选形成于硬涂层与低折射率层之间。
高折射率层的折射率优选为1.53以上且1.85以下,更优选为1.54以上且1.80以下,更优选为1.55以上且1.75以下,更优选为1.56以上且1.70以下。
另外,高折射率层的厚度优选为200nm以下,更优选为50nm以上且180nm以下,进一步优选为70nm以上且150nm以下。并且,在设为高折射率硬涂层的情况下,优选以硬涂层的厚度为基准。
高折射率层例如可由包含粘合剂树脂组成物及高折射率颗粒的高折射率层形成用涂布液形成。作为所述粘合剂树脂组成物,例如可列举出在后述的硬涂层中例示的固化性树脂组成物。
作为高折射率颗粒,可举出五氧化锑、氧化锌、氧化钛、氧化铈、锡掺杂氧化铟、锑掺杂氧化锡、氧化钇及氧化锆等。并且,五氧化锑的折射率为约1.79,氧化锌的折射率为约1.90,氧化钛的折射率为约2.3以上且2.7以下,氧化铈的折射率为约1.95,锡掺杂氧化铟的折射率为约1.95以上且2.00以下,锑掺杂氧化锡的折射率为约1.75以上且1.85以下,氧化钇的折射率为约1.87,氧化锆的折射率为2.10。
高折射率颗粒的平均粒径优选为2nm以上,更优选为5nm以上,进一步优选为10nm以上。另外,为了抑制白化和实现透明性,高折射率颗粒的平均粒径优选为200nm以下,更优选为100nm以下,更优选为80nm以下,更优选为60nm以下,更优选为30nm以下。高折射率颗粒的平均粒径越小,透明性越良好,特别是,通过设为60nm以下,能够使透明性极其良好。
高折射率颗粒或低折射率颗粒的平均粒径可以通过以下的(y1)~(y3)的操作算出。
(y1)用TEM或STEM拍摄高折射率层或低折射率层的截面。TEM或STEM的加速电压优选设为10kv以上且30kV以下,倍率优选设为5万倍以上且30万倍以下。
(y2)从观察图像中提取任意的10个颗粒,算出各个颗粒的粒径。粒径是作为在用任意的平行的2条直线夹着颗粒的截面时、所述2条直线之间的距离变为最大的2条直线的组合中的直线间距离来测量的。在颗粒凝聚的情况下,将凝聚的颗粒视为一个颗粒进行测量。
(y3)在相同样品的不同画面的观察图像中进行5次同样的操作,将由合计50个的粒径的数均得到的值作为高折射率颗粒或低折射率颗粒的平均粒径。
《硬涂层》
为了提高光学膜的耐擦伤性,根据需要形成硬涂层。硬涂层优选形成于双轴拉伸塑料膜与低折射率层之间。并且,在光学膜进一步具有高折射率层的情况下,优选在双轴拉伸塑料膜上依次配置硬涂层、高折射率层及低折射率层。
为了使耐擦伤性良好,硬涂层优选包含热固化性树脂组成物或电离放射线固化性树脂组成物等固化性树脂组成物的固化物,更优选包含电离放射线固化性树脂组成物的固化物。
热固化性树脂组成物是至少包含热固化性树脂的组成物,并且是通过加热而固化的树脂组成物。作为热固化性树脂,可以举出丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、尿素三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅酮树脂等。对于热固化性树脂组成物,根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离放射线固化性树脂组成物是包含具有电离放射线固化性官能团的化合物(以下,也称为“电离放射线固化性化合物”)的组成物。作为电离放射线固化性官能团,可列举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯属不饱和键合基团、以及环氧基、氧杂环丁烷基等。作为电离放射线固化性化合物,优选具有烯属不饱和键基团的化合物,更优选是具有2个以上烯属不饱和键基团的化合物,其中,进一步优选是具有2个以上烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物。作为具有2个以上烯属不饱和键基团的(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以使用单体和低聚物中的任一种。
并且,电离放射线是指电磁波或带电粒子束中的、具有能够使分子聚合或交联的能量量子的射线,通常使用紫外线(UV)或电子束(EB),除此之外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波、α射线、离子射线等带电粒子束。
本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
为了使耐擦伤性良好,硬涂层的厚度优选为0.1μm以上,更优选为0.5μm以上,进一步优选为1.0μm以上,更进一步优选为2.0μm以上。另外,为了抑制卷曲,硬涂层的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,更优选为30μm以下,更优选为20μm以下,更优选为15μm以下,更优选为10μm以下。为了使耐弯曲性良好,硬涂层的厚度优选为10μm以下,更优选为8μm以下。
《防眩层》
防眩层例如可以由包含粘合剂树脂组成物和颗粒的防眩层形成用涂布液形成。作为所述粘合剂树脂组成物,例如可以使用在硬涂层中例示的固化性树脂组成物。
颗粒可以使用有机颗粒和无机颗粒中的任一种。作为有机颗粒,可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯并胍胺-三聚氰胺-甲醛缩合物、硅酮、氟系树脂以及聚酯系树脂等构成的颗粒。作为无机颗粒,可举出由二氧化硅、氧化铝、锑、氧化锆及二氧化钛等构成的颗粒。
防眩层中的颗粒的平均粒径根据防眩层的厚度而不同,因此不能一概而论,但优选为1.0μm以上且10.0μm以下,更优选为2.0μm以上且8.0μm以下,进一步优选为3.0μm以上且6.0μm以下。
防眩层的颗粒的平均粒径可以通过以下的(z1)~(z3)的操作算出。
(z1)利用光学显微镜拍摄防眩层截面的透射观察图像。倍率优选为500倍以上且2000倍以下。
(z2)从观察图像中提取任意的10个颗粒,算出各个颗粒的粒径。粒径是作为在用任意的平行的2条直线夹着颗粒的截面时、所述2条直线间的距离变为最大的2条直线的组合中的直线间距离来测量的。
(z3)在相同样品的不同画面的观察图像中进行5次同样的操作,将由合计50个粒径的数均得到的值作为防眩层中的颗粒的平均粒径。
防眩层中的颗粒的含量根据目标防眩性的程度而不同,因此不能一概而论,但是,相对于100质量份的树脂成分,优选为1质量份以上且100质量份以下,更优选为5质量份以上且50质量份以下,进一步优选为10质量份以上且30质量份以下。
并且,为了赋予抗静电性、控制折射率、或者调整由固化性树脂组成物的固化引起的防眩层的收缩,防眩层可以含有平均粒径小于500nm的微粒。
防眩层的厚度优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,进一步优选为2.0μm以上。另外,防眩层的厚度优选为50μm以下,更优选为30μm以上,更优选为20μm以下,更优选为15μm以下,更优选为10μm以下。为了使耐弯曲性良好,防眩层的厚度优选为10μm以下,更优选为8μm以下。
<层结构的例子>
以下的(1)~(5)是本公开的光学膜的层结构的例子。
(1)在双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层的结构。
(2)在双轴拉伸塑料膜上依次具有硬涂层和低折射率层的结构。
(3)在双轴拉伸塑料膜上依次具有高折射率层及低折射率层的结构。
(4)在双轴拉伸塑料膜上依次具有防眩层和低折射率层的结构。
(5)在双轴拉伸塑料膜上依次具有硬涂层、高折射率层及低折射率层的结构。
为了维持机械特性、并抑制面内相位差等光学特性的过度的偏差以良好地抑制黑屏,光学膜的整体厚度优选为100μm以下,更优选为60μm以下。另外,在光学膜中,双轴拉伸塑料膜的厚度与双轴拉伸塑料膜以外的层的厚度的平衡优选为10:4~10:0.5。
<形态、大小>
光学膜可以是切割为规定大小的单片状的形态,也可以是将长条片卷绕成卷状的卷状的形态。另外,单张的大小没有特别限定,但最大直径为大约2英寸以上且500英寸以下,在本公开中优选为30英寸以上且80英寸以下。“最大直径”是指连接光学膜的任意2点时的最大长度。例如,在光学膜为长方形的情况下,长方形的区域的对角线为最大直径。另外,在光学膜为圆形的情况下,直径为最大直径。
卷状的宽度和长度没有特别限定,一般而言,宽度为大约500mm以上且3000mm以下,长度为大约100m以上且5000m以下左右。卷状形态的光学膜可以根据图像显示装置等的大小而切割成单片状来使用。在切割时,优选将物性不稳定的卷端部去除。
另外,单张的形状也没有特别限定,例如可以是多边形(三角形、四边形、五边形等)、圆形,也可以是随机的不定形。更具体而言,在光学膜为四边形状的情况下,关于纵横比,只要作为显示画面没有问题,就没有特别限定。例如,可以举出横:纵=1:1、4:3、16:10、16:9、2:1等。
<用途>
本公开的光学膜能够恰当地用作图像显示装置用的光学膜。
另外,本公开的光学膜能够恰当地用作配置于图像显示装置的显示元件的光射出面侧的光学膜。此时,优选在显示元件与本公开的光学膜之间具有偏光件。
并且,在双轴拉伸塑料膜满足条件2的情况下,无论弯折的方向如何,都能够抑制如下情况:在弯曲试验后弯曲倾向残留或发生断裂。因此,在双轴拉伸塑料膜满足条件2的情况下,能够更适合用作曲面的图像显示装置、可折叠的图像显示装置的塑料膜。
[偏光板]
本公开的偏光板是具有偏光件、配置于所述偏光件的一侧而成的第1透明保护板、和配置于所述偏光件的另一侧而成的第2透明保护板的偏光板,其中,所述第1透明保护板和所述第2透明保护板中的至少一方为上述的本公开的光学膜。
在偏光板中,优选以双轴拉伸塑料膜侧的面朝向偏光件侧的方式配置光学膜。
图5是示出本公开的偏光板700的实施方式的剖视图。图5的偏光板700具有偏光件300、配置于所述偏光件的一侧的第1透明保护板(500)、和配置于所述偏光件的另一侧的第2透明保护板(600)。另外,图5的偏光板700使用光学膜100作为第1透明保护板(500)。并且,在图5的偏光板700中,偏光件300与第1透明保护板(500)及第2透明保护板(600)隔着粘接剂层400层叠。
偏光板例如用于通过与λ/4相位差板的组合来赋予防反射性。在该情况下,在图像显示装置的显示元件上配置λ/4相位差板,在比λ/4相位差板靠观察者侧配置偏光板。
另外,在将偏光板用于液晶显示装置用途的情况下,为了赋予液晶快门的功能而被使用。在该情况下,在液晶显示装置中,按照下侧偏光板、液晶显示元件、上侧偏光板的顺序进行配置,下侧偏光板的偏光件的吸收轴与上侧偏光板的偏光件的吸收轴垂直地配置。在液晶显示装置的结构中,优选使用本公开的偏光板作为上侧偏光板。
<透明保护板>
本公开的偏光板使用上述的本公开的光学膜作为第1透明保护板和第2透明保护板中的至少一方。优选第1透明保护板和第2透明保护板两者均为上述的本公开的光学膜。
在第1透明保护板和第2透明保护板中的一方为上述的本公开的光学膜的情况下,另一方的透明保护板没有特别限定,但光学各向同性的透明保护板是优选的。在本说明书中,光学各向同性的透明保护板是指面内相位差小于20nm的透明保护板,优选为10nm以下,更优选为5nm以下。关于具有光学各向同性的透明保护板,可列举出丙烯酸膜、环状聚烯烃膜、三乙酰纤维素(TAC)膜等。透湿性与双轴拉伸塑料膜相似时,偏光板吸水后不易变形,另外能够良好地保护偏光件,因此优选丙烯酸膜、环状聚烯烃膜。
另外,在只有第1透明保护板和第2透明保护板中的一方为上述的本公开的光学膜的情况下,优选使用上述的本公开的光学膜作为光射出侧的透明保护板。
<偏光件>
作为偏光件,例如可列举出:将利用碘等进行染色后的膜拉伸而成的片型偏光件(聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩乙醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等)、由平行排列的多个金属线构成的线栅型偏光件、涂布有溶致液晶及二色性客体-主体材料的涂布型偏光件、多层薄膜型偏光件等。并且,这些偏光件可以是具备反射不透射的偏光成分的功能的反射型偏光件。
偏光件优选以其吸收轴与双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置。所述角更优选为90度±3度以内,进一步优选为90度±1度以内。
[图像显示装置(1)]
本公开的图像显示装置(1)是具有显示元件和配置于所述显示元件的光射出面侧而成的偏光件及光学膜的图像显示装置,其中,所述光学膜是上述的本公开的光学膜,且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,并且是以所述光学膜的所述低折射率层侧的面朝向与所述显示元件相反一侧的方式配置而成的。所述角优选在90度±3度以内,更优选在90度±1度以内。
图6是示出本公开的图像显示装置(1)及后述的图像显示装置(2)的实施方式的剖视图。
图6的图像显示装置1000在显示元件800的光射出面侧(图6的上侧)具有光学膜100。另外,图6的图像显示装置100均在显示元件800与光学膜100之间具有偏光件300。
另外,图像显示装置1000并不限定于图6的方式。例如,在图6中,构成图像显示装置1000的各部件隔开规定的间隔而配置,但优选使各部件通过粘接剂层等而一体化地层叠。另外,图像显示装置也可以具有未图示的部件(其他光学膜等)。
<显示元件>
作为显示元件,可列举出液晶显示元件、EL显示元件(有机EL显示元件、无机EL显示元件)、等离子体显示元件等,进而可列举出迷你LED、微型LED显示元件等LED显示元件、使用了QD的液晶显示元件或LED显示元件等。
在显示装置的显示元件为液晶显示元件的情况下,在液晶显示元件的与树脂片相反一侧的面上需要背光源。
另外,图像显示装置也可以是具备触摸面板功能的图像显示装置。
作为触摸面板,可举出电阻膜式、静电电容式、电磁感应式、红外线式、超声波式等方式。
关于触摸面板功能,可以如内嵌式触摸面板液晶显示元件那样在显示元件内附加功能,也可以在显示元件上载置触摸面板。
另外,如果双轴拉伸塑料膜满足条件2,则光学膜能够抑制如下情况:在弯曲试验后弯曲倾向残留或发生断裂。因此,如果双轴拉伸塑料膜满足条件2,则图像显示装置优选为曲面的图像显示装置、可折叠的图像显示装置。
另外,在图像显示装置为曲面的图像显示装置、可折叠的图像显示装置的情况下,显示元件优选为有机EL显示元件。
<其他塑料膜>
本公开的图像显示装置可以在不损害本公开的效果的范围内具有其它塑料膜。
作为其他塑料膜,优选是具有光学各向同性的塑料膜。
[图像显示装置(2)]
本公开的图像显示装置是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的图像显示装置,其中,
所述图像显示装置是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置而成的,
并且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,
所述光学膜是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的,并且是所述低折射率层位于光学膜的最表面而成的,并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域。
在此,对层叠体1A实施测量1A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2A实施测量2A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1A和测量2A的结果,按照条件1A算出ΔEab,
<测量1A>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1A,在所述层叠体1A中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置。
使所述层叠体1A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1A的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域。
<测量2A>
制作在与所述测量1A相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2A。
使所述层叠体2A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2A的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值。透射光的测量区域在面内与测量1A大致一致。
<条件1A>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1A的L*值减去测量2A的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示。
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置。
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度。
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1A的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2A的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
图像显示装置(2)的测量1A中的“层叠体1A”是指图像显示装置(2)。另外,图像显示装置(2)的测量1B中的“层叠体2”是指从图像显示装置(2)除去上述的本公开的光学膜而得到的层叠体。
关于本公开的图像显示装置(2)中的测量1A和测量2A,除了面光源和显示元件不同以外,与上述的本公开的光学膜的测量1和测量2相同。
另外,测量1A及测量2A的优选实施方式与测量1及测量2的优选实施方式相同(例如,层叠体2A的状态下的L*值、a*值以及b*值的优选范围与层叠体2的状态下的L*值、a*值以及b*值的优选范围相同)。另外,条件1A的优选实施方式与上述条件1的优选实施方式相同。
[图像显示装置的光学膜的选定方法]
关于本公开的图像显示装置的光学膜的选定方法,所述图像显示装置是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的,并且是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向平行的方式进行配置而成的,其中,将是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的光学膜X、且是所述低折射率层位于光学膜X的最表面而成的、并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域作为判定条件,选定满足所述判定条件的光学膜X作为所述光学膜。
在此,对层叠体1B实施测量1B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2B实施测量2B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1B和测量2B的结果,按照条件1B算出ΔEab。
<测量1B>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜X的顺序层叠而成的层叠体1B,在所述层叠体1B中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜X的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置。
使所述层叠体1B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1B的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域。
<测量2B>
制作在与所述测量1B相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2B。
使所述层叠体2B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2B的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1B大致一致。
<条件1B>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1B的L*值减去测量2B的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示。
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置。
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度。
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1B的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2B的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
在本公开的图像显示装置的光学膜的选定方法中,“以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向平行的方式配置而成的图像显示装置”是指所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内。另外,所述所成的角优选在±3度以内,更优选在±5度以内。
关于本公开的图像显示装置的光学膜的选定方法中的测量1B和测量2B,除了面光源和显示元件不同以外,与上述的本公开的光学膜的测量1和测量2相同。
另外,测量1B及测量2B的优选实施方式与测量1及测量2的优选实施方式相同(例如,层叠体2B的状态下的L*值、a*值以及b*值的优选范围与层叠体2的状态下的L*值、a*值以及b*值的优选范围相同)。另外,条件1B的优选实施方式与上述的条件1的优选实施方式相同。
本公开的图像显示装置的光学膜的选定方法优选还具有追加的判定条件来作为判定条件。作为追加的判定条件,可举出本公开的光学膜的优选的实施方式(例如,厚度方向的相位差、表面粗糙度等)。
本公开的图像显示装置的光学膜的选定方法作为在显示元件的光射出面侧的面上具有偏光件的图像显示装置的光学膜的选定方法是有用的,其中,作为以偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向平行的方式配置而成的图像显示装置的光学膜的选定方法是有用的。
实施例
接着,通过实施例更详细地说明本公开,但本公开不受这些例子的任何限定。
1.测量、评价
以下的测量和评价的气氛为:温度为23℃±5℃,相对湿度为40%RH以上且65%RH以下。另外,在测量和评价之前,将样品暴露于所述气氛中30分钟以上。
1-1.面内相位差(Re)、厚度方向的相位差(Rth)及慢轴的方向
从通过后述的“2”制作或准备的、在实施例、比较例和参考例中使用的塑料膜切出纵50mm×横50mm的样品。此时,将塑料膜的传送方向(MD方向)视为纵向,将塑料膜的宽度方向(TD方向)视为横向。对于从所述样品的四角朝向中央部前进10mm的部位的4个部位、以及所述样品的中央部共计5个部位,测量了面内相位差、厚度方向的相位差及慢轴的方向。由测量结果算出的Re1~Re5的平均等在表1中示出。测量装置使用大塚电子公司(OtsukaElectronics Co.,Ltd.)制的商品名为“RETS-100(测量点:直径5mm)的设备”。并且,对于慢轴的方向,以塑料膜的传送方向(MD方向)作为基准的0度,在0度以上且90度以下的范围内进行了测量。
1-2.耐弯曲性
<TD方向>
从通过后述的“2”制作或准备的、在实施例、比较例和参考例中使用的塑料膜切出短边(TD方向)30mm×长边(MD方向)100mm的长条状的样品。将所述样品的短边(30mm)侧的两端固定(将距末端10mm的区域固定)于耐久试验机(产品名为“DLDMLH-FS”、YUASA系统设备公司(YUASA SYSTEM CO.,LTD.)),进行了10万次折叠180度的连续折叠试验。折叠速度为1分钟120次。折叠试验的更详细的方法如下所示。
在折叠试验后,将长条状的样品放置于水平的台上,测量样品的端部从台上翘起的角度。如果角度为15度以下,则为合格水平。将结果示于表1。并且,将样品在中途断裂的情况作为“断裂”。
<MD方向>
从通过后述的“2”制作或准备的、在实施例、比较例和参考例中使用的塑料膜切出短边(MD方向)30mm×长边(TD方向)100mm的长条状的样品,并进行了与上述同样的评价。
<折叠试验的详细>
如图10的(A)所示,在连续折叠试验中,首先,将塑料膜10的边部10C和与边部10C对置的边部10D分别用平行配置的固定部60固定。固定部60能够沿水平方向滑动移动。
接着,如图10的(B)所示,通过使固定部60以相互接近的方式移动,从而使塑料膜10以折叠的方式变形,进而,如图10的(C)所示,使固定部60移动至塑料膜10的由固定部60固定的对置的2个边部的间隔成为2mm的位置为止,然后,使固定部60向反方向移动而消除塑料膜10的变形。
如图10的(A)~(C)所示,通过使固定部60移动,能够将塑料膜10折叠180度。另外,以塑料膜10的弯曲部10E不从固定部60的下端伸出的方式进行连续折叠试验,并且将固定部60最接近时的间隔控制为2mm,由此能够使光学膜10的对置的2个边部的间隔为2mm。
1-3.ΔEab的最大值与最小值之差的计算
准备在液晶显示元件上具有偏光件而成的液晶显示装置(EIZO公司的商品名为“EV2450”;横:527.0mm、纵:596.4mm;偏光件的吸收轴与画面的纵向平行;背光:使用白色发光二极管的背光)。将所述液晶显示装置视为层叠体2。在暗室环境下使所述液晶显示装置(层叠体2)进行白显示,在各个角度下,使用ELDIM公司的商品名为“EzContrast”的设备进行了本说明书的测量2。测量区域是直径为2mm的圆(面积约为3.14mm2)。
接着,制作在上述液晶显示装置上隔着粘接剂层配置实施例和比较例的光学膜而成的层叠体1。此时,以所述偏光件的吸收轴与光学膜的塑料膜的慢轴成为90度的方式进行配置。然后,在暗室环境中使层叠体1进行白显示,在各个角度下,使用ELDIM公司的商品名为“EzContrast”的设备,进行了本说明书的测量1。测量区域是直径为2mm的圆(面积约为3.14mm2,与测量1的区域一致)。
测量1和2在层叠体1和层叠体2的面内的中心位置处进行。
接着,基于说明书正文的(3-1)~(3-4)的步骤,算出各方位角处的ΔEab,进而算出ΔEab的最大值与最小值之差。并且,(3-1)~(3-4)的步骤是使用ELDIM公司的商品名为“EzContrast”的设备及附属于其的软件“EzCom”来进行的(上述(3-1)的灰度为16级灰度)。将结果示于表1。
并且,在层叠体2的状态下,L*值、a*值以及b*值的平均、和L*值、a*值以及b*值的偏差(3σ)表示下述的值。换言之,在测量2中,L*值、a*值以及b*值的平均、和L*值、a*值以及b*值的偏差(3σ)是表示下述的值的参数。
·全部角度的L*值的平均:95.9
·全部角度的a*值的平均:4.2
·全部角度的b*值的平均:-4.6
·全部角度的L*值的偏差(3σ):113.3
·全部角度的a*值的偏差(3σ):10.7
·全部角度的b*值的偏差(3σ):14.1
1-4.彩虹不均的评价
与上述1-3同样地制作层叠体1。此时,以光学膜的双轴拉伸塑料膜的慢轴与偏光板的偏光件的吸收轴垂直的方式进行配置。在暗室环境下使面光源(液晶显示元件)进行白显示,从与层叠体1离开30cm以上且100cm以下的距离处使脸部上下左右移动,从上下±90度、左右±90度的方向进行观察。评价者为20岁左右的视力为0.7以上的健康人,按照下述基准用裸眼评价了彩虹不均的有无。所述视力也包括矫正视力。
A:在所有位置且从所有方向观察时都无法观察到彩虹不均。
B:彩虹不均在极少一部分的区域中被观察到的位置和/或方向稍微存在。
C:彩虹不均在极少一部分的区域中被观察到的位置和/或方向大量存在。
D:彩虹不均在大部分的区域中被观察到的位置和/或方向大量存在。
1-5.颜色畸变的评价
与上述1-3同样地制作层叠体1。此时,以光学膜的双轴拉伸塑料膜的慢轴与偏光板的偏光件的吸收轴垂直的方式进行配置。在暗室环境中使面光源(液晶显示元件)进行白显示,将仰角固定为约(α+β)/2,在该状态下,对层叠体1的周围观察1周。所述观察可以说是在将仰角固定为约(α+β)/2的状态下进行的方位角为0~359度的观察。所述观察是从与层叠体1相距30cm以上且100cm以下的距离处实施的。评价者为20岁左右的视力为0.7以上的健康人,按照下述基准,用裸眼评价了有无颜色畸变。所述视力也包括矫正视力。
A:在所有的方位角中,颜色的观察方式相同。
B:存在少量看起来颜色不同的方位角。
C:存在许多看起来颜色不同的方位角。
D:在大部分的方位角处看起来颜色不同。
1-6.反射率的测量
制作了如下这样而成的样品(5cm×5cm):在实施例及比较例的光学膜的双轴拉伸塑料膜侧,隔着厚度为25μm的透明粘合剂层(PANAC公司(PANAC CO.,LTD.)、商品名为“Panaclean PD-S1”、折射率为1.49)贴合黑色板(KURARAY公司(KURARAY CO.,LTD)、商品名为“COMOGLAS DFA2CG 502K(黑)系(COMOGLAS DFA2CG 502K(Black)type)”、总透光率为0%、厚度为2mm、折射率为1.49)。
在将与所述样品的低折射率层侧的表面垂直的方向设为0度时,从5度的方向向样品入射光,基于入射的光的正反射光测量反射率(视觉反射率Y值)。关于反射率,使用分光反射率测量仪(岛津制作所公司(SHIMADZU CORPORATION),商品名:MPC3100),在380nm以上且780nm以下的波长范围内测量5°正反射率,然后,求出通过换算为人用眼睛感觉到的亮度的软件(MPC3100内置。计算反射率的条件:C光源;视角为2度)计算出的、表示视觉反射率的值作为反射率。对各样品测量10处的反射率,将平均值作为各样品的反射率。
2.双轴拉伸聚酯膜的制作及准备
[双轴拉伸聚酯膜1]
将1kg的PET(熔点为258℃,吸收中心波长:320nm)和0.1kg的紫外线吸收剂(2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪酮-4-酮)在混炼机中以280℃进行熔融混合而制作出含有紫外线吸收剂的粒料。将该粒料和熔点为258℃的PET投入单螺杆挤出机中并在280℃下熔融混炼,从T型模头挤出,在表面温度被控制为25℃的流延鼓上流延而得到流延膜。流延膜中的紫外线吸收剂的量相对于100质量份的PET为1质量份。
在将得到的流延膜用设定为95℃的辊组加热后,以400mm的拉伸区间(起点为拉伸辊A,终点为拉伸辊B,拉伸辊A和B分别具有2根压辊)的250mm的地点处的膜温度成为103℃的方式,一边利用辐射加热器对膜的正反两侧进行加热一边将膜沿传送方向拉伸3.3倍,然后暂时冷却。并且,在利用辐射加热器进行加热时,从辐射加热器的与膜相反的一侧向膜吹送92℃、4m/s的风,由此使膜的正反面产生紊流,使得膜的温度均匀性紊乱。
接着,在空气中对该单轴拉伸膜的两面实施电晕放电处理,使基材膜的润湿张力为55mN/m,在膜两面的电晕放电处理面上在线涂布“包含玻璃化转变温度为18℃的聚酯树脂、玻璃化转变温度为82℃的聚酯树脂以及平均粒径为100nm的二氧化硅颗粒的易滑层涂布液”,从而形成易滑层。
接着,将单轴拉伸膜导入拉幅机,在用95℃的热风预热后,在第一阶段为105℃、第二阶段为140℃的温度下沿膜的宽度方向拉伸4.5倍。在此,在将横向拉伸区间二等分的情况下,以横向拉伸区间中间点处的膜的拉伸量(计测地点处的膜宽-拉伸前的膜宽)成为横向拉伸区间的结束时的拉伸量的80%的方式以2个阶段进行拉伸。对于横向拉伸后的膜,直接在拉幅机内阶段性地利用180℃至热处理温度即245℃的热风进行热处理,接着在相同温度条件下沿宽度方向实施1%的松弛处理,进一步骤冷至100℃后沿宽度方向实施1%的松弛处理,然后进行卷取,得到厚度为40μm的双轴拉伸聚酯膜1(在实施例1中使用的双轴拉伸聚酯膜)。
[双轴拉伸聚酯膜2]
作为在比较例1中使用的双轴拉伸聚酯膜,准备市售的双轴拉伸聚酯膜(东洋纺织公司(TOYOBO CO.,LTD.)、商品名:コスモシャインA4100(Cosmoshine A4100)、厚度:50μm)。
[双轴拉伸聚酯膜3]
将宽度方向的拉伸倍率从4.5倍变更为5.1倍,除此以外,与双轴拉伸聚酯膜1同样地得到厚度为40μm的双轴拉伸聚酯膜3(在实施例2中使用的双轴拉伸聚酯膜)。
[双轴拉伸聚酯膜4]
增加双轴拉伸聚酯膜1的流延膜的厚度,将最终的厚度变更为80μm,除此以外,与双轴拉伸聚酯膜3同样地得到双轴拉伸聚酯膜4(在实施例3中使用的双轴拉伸聚酯膜)。
[双轴拉伸聚酯膜5]
作为在比较例2中使用的双轴拉伸聚酯膜,准备市售的双轴拉伸聚酯膜(东丽公司(Toray Industries,Inc.)、商品名:75U403、厚度:75μm)。
[双轴拉伸聚酯膜6]
作为在比较例3中使用的双轴拉伸聚酯膜,准备市售的双轴拉伸聚酯膜(东洋纺织公司(TOYOBO CO.,LTD.)、商品名:コスモシャインA4300(Cosmoshine A4300)、厚度:23μm)。
3.光学膜的制作
在通过上述2制作的双轴拉伸聚酯膜1上涂布下述配方的硬涂层形成用涂布液,然后以70℃×1分钟进行干燥而使溶剂挥发。接着进行紫外线照射(100mJ/cm2),形成硬涂层(干燥厚度为10μm)。
在硬涂层上涂布下述配方的低折射率层形成用涂布液1,然后以60℃×1分钟进行干燥,使溶剂挥发。接着进行紫外线照射(200mJ/cm2),形成低折射率层(干燥厚度为100nm),得到实施例1的光学膜。
<硬涂层形成用涂布液>
·含紫外线固化型丙烯酸酯的组成物:22质量份
(日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)、商品名为“KAYARAD PET-30”、固体成分为100%)
·含紫外线固化型丙烯酸酯的组成物:17质量份
(第一工业制药株式会社(DKS Co.Ltd.)、商品名为“ニューフロンティアR-1403MB(NewFrontier R-1403M)”、固体成分为80%)
·氟系流平剂:1质量份
(DIC株式会社(DIC Corporation)、商品名为“メガファックF-568(MEGAFACEF F-568)”)
·光聚合引发剂:1质量份
(IGM Resins B.V.公司、商品名为“Omnirad 184”)
·甲基异丁基酮:15质量份
·甲乙酮:44质量份
<低折射率层形成用涂布液>
·含紫外线固化型丙烯酸酯的组成物:1质量份
(日本化药株式会社(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)、商品名为“KAYARAD PET-30”、固体成分为100%)
·光聚合引发剂:0.2质量份
(IGM Resins B.V.公司、商品名为“Omnirad 127”)
·中空二氧化硅颗粒:1.3质量份
(平均一次粒径60nm)
·实心二氧化硅颗粒:0.7质量份
(平均一次粒径15nm)
·流平剂:0.1质量份
(大日精化工业公司(Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.)、商品名为“セイカビーム10-28(MB)(SEIKABEAM 10-28(MB))”)
·稀释溶剂:90质量份
(MIBK/AN=7/3)
[实施例2~3]
将双轴拉伸聚酯膜1变更为通过上述“2”准备的双轴拉伸聚酯膜3~4,除此以外,与实施例1同样地得到实施例2~3的光学膜。
[比较例1]
将双轴拉伸聚酯膜1变更为通过上述“2”准备的双轴拉伸聚酯膜2,除此以外,与实施例1同样地得到比较例1的光学膜。
[对比例2~3]
将双轴拉伸聚酯膜1变更为通过上述“2”准备的双轴拉伸聚酯膜5~6,除此以外,与实施例1同样地得到比较例2~3的光学膜。
[参考例1]
将双轴拉伸聚酯膜3的单体(在双轴拉伸聚酯膜3上未形成硬涂层及低折射率层的形态)作为参考例1的光学膜。
[参考例2]
将双轴拉伸聚酯膜2的单体(在双轴拉伸聚酯膜2上未形成硬涂层及低折射率层的形态)作为参考例2的光学膜。
[参考例3]
将市售的单轴拉伸聚酯膜的单体(东洋纺织公司(TOYOBO CO.,LTD.)、商品名为“コスモシャインTA048(Cosmoshine TA048)”、厚度:80μm)作为参考例3的光学膜。
[表1]
Figure BDA0003631271320000551
由表1的结果能够确认:ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的实施例的光学膜能够在不提高面内相位差的情况下抑制裸眼观察时的彩虹不均。进而,由表1的结果能够确认:ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的实施例的光学膜能够抑制颜色畸变。与此相对,能够确认:尽管比较例的光学膜具有低折射率层、且反射率与实施例的光学膜相同,但无法抑制彩虹不均和颜色畸变。
另外,能够确认:无论折弯的方向如何,实施例的光学膜都能够抑制在弯曲试验后弯曲倾向残留或发生断裂的情况(关于实施例的光学膜,与单轴拉伸聚酯膜(参考例3)及一般的双轴拉伸膜(比较例1~3)相比,弯曲倾向难以残留,也不会发生断裂)。
并且,表1的ΔEab是基于层叠体1及层叠体2的面内的中心位置处的测量结果的值,但即使将测量部位偏移也得到了同样的结果(例如,从中心位置向左130mm的部位(其他的测量部位1)、从中心位置向右130mm的部位(其他的测量部位2)、从中心位置向上75mm的部位(其他的测量部位3)、从中心位置向下75mm的部位(其他的测量部位4)的ΔEab与表1的值大致相同)。
标号说明
10:塑料膜;
20:硬涂层;
30:低折射率层;
100:光学膜;
200:面光源;
300:偏光件;
400:粘接剂层;
500:第1透明保护板;
600:第2透明保护板;
700:偏光板;
800:显示元件;
1000:图像显示装置;
X:层叠体1;
Y:层叠体2。

Claims (8)

1.一种光学膜,其在塑料膜上具有低折射率层,其中,
所述塑料膜为面内相位差在2500nm以下的双轴拉伸塑料膜,
所述低折射率层位于所述光学膜的最表面,
所述光学膜具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的下区域,
在此,对层叠体1实施测量1,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2实施测量2,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1和测量2的结果,按照条件1算出ΔEab,
<测量1>
制作在面光源上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1,在所述层叠体1中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述面光源的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2>
制作在与所述测量1相同的面光源上层叠偏光件而成的层叠体2,另外,所述偏光件的吸收轴相对于所述面光源的方向被配置成与所述测量1相同的方向,
使所述层叠体2的面光源进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1大致一致;
<条件1>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1的L*值减去测量2的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
2.根据权利要求1所述的光学膜,其中,
所述塑料膜为相对于厚度方向的相位差的面内相位差为0.10以下的双轴拉伸塑料膜。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜,其中,
在所述塑料膜与所述低折射率层之间具有从硬涂层、防眩层以及高折射率层选择的1种以上的层。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的光学膜,其中,
所述塑料膜的厚度为15μm以上且200μm以下。
5.一种偏光板,其具有:偏光件;配置于所述偏光件的一侧而成的第1透明保护板;以及配置于所述偏光件的另一侧而成的第2透明保护板,其中,
所述第1透明保护板和所述第2透明保护板中的至少一方为权利要求1~4中的任意一项所述的光学膜。
6.一种图像显示装置,其具有显示元件和配置于所述显示元件的光射出面侧而成的偏光件及光学膜,其中,
所述光学膜是权利要求1~4中的任意一项所述的光学膜,且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,并且是以所述光学膜的所述低折射率层侧的面朝向与所述显示元件相反一侧的方式配置而成的。
7.一种图像显示装置,其是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的,其中,
所述图像显示装置是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置而成的,
并且是以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置而成的,
所述光学膜是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的,并且是所述低折射率层位于光学膜的最表面而成的,并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域,
在此,对层叠体1A实施测量1A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2A实施测量2A,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1A和测量2A的结果,按照条件1A算出ΔEab,
<测量1A>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜的顺序层叠而成的层叠体1A,在所述层叠体1A中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1A的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2A>
制作在与所述测量1A相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2A,
使所述层叠体2A的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2A的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1A大致一致;
<条件1A>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1A的L*值减去测量2A的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1A的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2A的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
8.一种图像显示装置的光学膜的选定方法,所述图像显示装置是在显示元件的光射出面上具有偏光件和光学膜而成的,并且是以所述偏光件的吸收轴的方向与所述显示元件的左右方向或上下方向平行的方式进行配置而成的,其中,
将是在面内相位差小于2500nm的双轴拉伸塑料膜上具有低折射率层而成的光学膜X、且是所述低折射率层位于光学膜X的最表面而成的、并且具有ΔEab的最大值与最小值之差小于17.0的区域作为判定条件,选定满足所述判定条件的光学膜X作为所述光学膜,
在此,对层叠体1B实施测量1B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,对层叠体2B实施测量2B,算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,根据测量1B和测量2B的结果,按照条件1B算出ΔEab,
<测量1B>
制作在显示元件上按照偏光件和所述光学膜X的顺序层叠而成的层叠体1B,在所述层叠体1B中,所述光学膜以所述低折射率层侧的面朝向与所述偏光件相反一侧的方式配置,另外,所述偏光件以偏光件的吸收轴与所述显示元件的左右方向或上下方向所成的角在±5度以内的方式配置,而且以所述偏光件的吸收轴与所述光学膜X的所述双轴拉伸塑料膜的慢轴所成的角在90度±5度以内的方式配置,
使所述层叠体1B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体1B的所述低折射率层侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域是面内的任意的1mm2以上且10mm2以下的区域;
<测量2B>
制作在与所述测量1B相同的显示元件上层叠偏光件而成的层叠体2B,
使所述层叠体2B的显示元件进行白显示,在仰角为0度以上且80度以下、方位角为0度以上且359度以下的范围内1度1度地测量从所述层叠体2B的所述偏光件侧射出的透射光,根据各角度的透射光算出L*a*b*表色系的L*值、a*值以及b*值,透射光的测量区域在面内与测量1B大致一致;
<条件1B>
在所有的仰角和所有的方位角处,计算从测量1B的L*值减去测量2B的L*值而得到的ΔL*,将ΔL*的从最大值至最小值的所有值以规定的色调进行灰度化,并在以同心圆表示仰角、以纵横表示方位角的2维坐标中以灰度显示,
确认到在2维坐标内存在2处ΔL*呈同心圆状分布的区域、以及所述2处的区域位于2维坐标的大致对称位置,
关于位于ΔL*呈同心圆状分布的区域的中心处的仰角,将一方的仰角设为α度,将另一方的仰角设为β度,
根据仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量1B的L*值、a*值以及b*值与仰角为(α+β)/2时的方位角为0度以上且359度以下的测量2B的L*值、a*值以及b*值的差分,算出各方位角处的ΔEab。
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