TWI580994B - A laminated substrate, a laminate, a polarizing plate, a liquid crystal display panel, and an image display device - Google Patents
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Description
本發明係有關層合基材、層合體、偏光板、液晶顯示面板及圖像顯示裝置。
液晶顯示裝置、陰極射線管顯示裝置(CRT)、電漿顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)等之圖像顯示裝置中之圖像顯示面上,通常直接或介於其他構件(例如觸控面板感知器),設置具有期待發揮所要功能之功能層的層合體。典型的功能層,例如有以提高耐擦傷性為目的之硬塗層(hard coat layer)。
又,支持功能層之層合體的光透過性基材,可使用不具有雙折射性之光學等方性的薄膜、典型而言,三乙醯基纖維素所代表之纖維素酯所構成的薄膜。具有雙折射性之薄膜使用於例如液晶顯示裝置利用偏光之顯示裝置的顯示面時,會產生被辨識顏色不同之色斑(以下也稱為「彩虹斑」)等不良的緣故。但是纖維素酯薄膜有耐濕
熱性差,在高溫多濕環境下使用時,偏光功能或色相等的偏光板功能降低等的缺點。
因這種纖維素酯薄膜的問題點,因此期望將市場上容易取得或可以簡易的方法製造之泛用性薄膜作為層合體之光透過性基材使用,而進行各種的研究。例如JP2011-107198A係使用白色發光二極體作為光源,將延遲(retardation)為3000nm~30000nm的高分子薄膜,使偏光板之吸收軸與高分子薄膜之慢軸所構成之角度成為45度的方式配置使用,通過太陽眼鏡等之偏光板觀察畫面時,不會因觀察角度而能確保良好的辨識性。
但是JP2011-107198A中較佳高分子薄膜之聚酯或聚碳酸酯薄膜上形成硬塗層時,雖可抑制彩虹斑之發生,但是另外的不良情形有干涉條紋之不可見化的問題。其中,干涉條紋(interference fringes)係指起因於在功能層之表面產生反射的光與一旦入射於功能層,在功能層與光透過性基材之界面產生反射的光之干涉,可看見一部分虹彩狀色彩的現象,因觀看方向變成加強的波長,所產生的現象。此現象對於使用者而言,不僅不易看清且有不舒服的印象,強烈需要改善。
干涉條紋對策例如有降低功能層與光透過性基材之折射率差,降低功能層與光透過性基材之界面的反射率。但是光透過性基材具有面內雙折射性,該延遲值較高時,從成本面等的觀點,避免光透過性基材之厚度變厚時,必須要加大光透過性基材面內之慢軸方向的折射率與
快軸方向之折射率的折射率差。因此,慢軸方向及快軸方向之兩方向,很難降低功能層與光透過性基材之折射率差,結果無法充分的使干涉條紋不明顯。
本發明係考慮以上的問題點而完成者,使用具有面內雙折射性之光透過性基材,而使干涉條紋不明顯為目的。
本發明之層合基材,其係在其中一面上形成功能層,成為層合體的層合基材,其特徵係具備具有面內之雙折射性的光透過性基材及
與前述光透過性基材層合,具有面內之雙折射性之折射率調整層,且成為位於前述光透過性基材與前述功能層之間的折射率調整層,
前述光透過性基材面內之折射率最大之方向即慢軸方向的折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x滿足n1x<n2x<n3x、或n1x>n2x>n3x的關係,
與前述光透過性基材之前述慢軸方向正交之快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率
n3y滿足n1y<n2y<n3y、或n1y>n2y>n3y的關係。
本發明之層合基材,其中與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y也可滿足n2x>n2y的關係。
本發明之層合基材,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向之折射率n1x、前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y也可滿足(n1x-n1y)>(n2x-n2y)的關係。
本發明之層合基材,其中由法線方向觀察前述層合基材時,前述光透過性基材之前述慢軸方向、與前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層的慢軸方向所構成之角度的大小也可為未達45°。
本發明之層合基材,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向也可為與前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層的慢軸方向平行。
本發明之層合基材,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向之折射率n1x、前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層之慢軸方向的折射率n2a、及與前述折射率調整層之前述慢軸方向正交之前述折射率
調整層之快軸方向的折射率n2b也可滿足(n1x-n1y)>(n2a-n2b)的關係。
本發明之層合基材,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向的前述折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向dx平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x也可滿足n2=(n2x+n2y)/2、且|n2x-((n1x+n3x)/2)|<|n2-((n1x+n3x)/2)|的關係,前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3y滿足n2=(n2x+n2y)/2、且|n2y-((n1y+n3y)/2)|<|n2-((n1y+n3y)/2)|的關係。
本發明之層合基材,其中前述層合基材可具有3000nm以上之延遲(retardation)。
本發明之層合基材,其中前述光透過性基材可具有3000nm以上之延遲。
本發明之一種層合體,其係具備如上述本發明之層合基材之任一及形成於前述層合基材之一面上的功能層,
前述折射率調整層位於前述光透過性基材與前述功能
層之間。
本發明之層合體,其中前述功能層可為硬塗層(hard coat layer)。
本發明之層合體,其中可再具備設置與前述功能層之與前述層合基材相反側的第2功能層。本發明之層合體,其中前述第2功能層可為具有比前述功能層更低折射率的低折射率層。
本發明之一種偏光板,其係具備偏光元件及如上述本發明之層合基材之任一或如上述本發明之層合體之任一。
本發明之一種偏光板,其係具備上述本發明之層合基材之任一或上述本發明之層合體之任一,或上述本發明之一種偏光板之任一。
本發明之一種液晶顯示面板,其係具備上述本發明之層合基材之任一或上述本發明之層合體之任一,或上述本發明之一種偏光板之任一。
本發明之觸控面板裝置係具備觸控面板感知器、設置於觸控面板感知器上之上述本發明之層合基材之任一、或上述本發明之層合體之任一、或上述本發明之偏光板之任一。
依據本發明時,在功能層與具有面內雙折射性之光透過性基材之間,設置具有面內雙折射性的折射率調節層。藉由此折射率調節層可降低一旦入射於功能層之光的反射率。藉此可使干涉條紋不明顯。
10‧‧‧層合體
11‧‧‧層合基材
20‧‧‧偏光板
12‧‧‧光透過性基材
13‧‧‧折射率調整層
15‧‧‧功能層
22‧‧‧保護薄膜
30‧‧‧液晶顯示面板
31‧‧‧保護薄膜
32‧‧‧偏光元件
33‧‧‧相位差薄膜
34‧‧‧黏著劑層
35‧‧‧液晶胞
36‧‧‧黏著劑層
37‧‧‧相位差薄膜
40‧‧‧圖像顯示裝置
[圖1]圖1係本發明之一實施形態的說明圖,表示層合體的層構成圖。
[圖2]圖2係與圖1對應的圖,表示功能層之其他例之層構成圖。
[圖3]圖3係圖1所示之層合體中之折射率之分布說明圖,層合圖以模式表示的斜視圖。
[圖4]圖4係圖1所示之層合基材中之面內雙折射性說明圖,層合基材以模式表示的平面圖。
[圖5]圖5係表示含有圖1所示之層合體之偏光板的概略構成圖。
[圖6]圖6係表示含有圖1所示之層合體之液晶顯示面板的概略構成圖。
[圖7]圖7係表示含有圖1所示之層合體之顯示裝置的概略構成圖。
以下參照圖面說明本發明之一實施形態。又,本件說明書所附的圖面,從圖示及理解容易度,為了方便,而以適當地比例尺及縱橫的尺寸比等,變更實物的尺寸等。圖1~圖7係說明本發明之一實施形態用的圖。其中,圖1及圖2係說明層合基材及層合體用的圖。圖3
及圖4係說明層合基材及層合體之折射率分布用的圖。圖5~圖7係表示偏光板、液晶顯示面板及層合體構成的模式圖。
首先,說明層合基材11及層合體10之全體構成。如圖1所示,層合體10係具有層合基材11與形成於層合基材11之一面上的功能層15。層合基材11係具有光透過性基材12及與光透過性基材12層合之折射率調整層13。層合體10內,折射率調整層13係位於光透過性基材12與功能層15之間。換言之,功能層15係由折射率調整層13側,層合於層合基材11。圖示例中,層合基材11內,折射率調整層13係形成於光透過性基材12之一面上。換言之,層合體10係依序含有光透過性基材12、折射率調整層13、功能層15之三層所構成,折射率調整層13係與光透過性基材12及功能層15鄰皆配置,分別於光透過性基材12及功能層15之間形成界面。
又,圖2係表示圖1所示之層合體10之一變形例的層合體。圖2所示之層合體10係在不與功能層15之層合基材11對面之側的面上形成有第2功能層17的方面,與圖1之層合體10不同。圖1所示之層合體10中,功能層15可為由形成於層合基材11之一面上之硬塗層所構成。此外,圖2所示之層合體10中,功能層15可由形
成於層合基材11之一面上之硬塗層所構成,第2功能層17可由形成於與硬塗層之層合基材11相反側面上之低折射率層所構成。
層合基材11所含有之光透過性基材12係光學異方性,且至少具有面內之雙折射性。又,層合基材11所含有之折射率調整層13也為光學異方性,且至少具有面內之雙折射性。因此如圖3及圖4所示,沿著薄片狀之光透過性基材12之薄片面之正交的二個方向中之光透過性基材12的折射率不同。同樣地,沿著薄片狀之折射率調整層13之薄片面之正交的二個方向中之折射率調整層13的折射率不同。
其中,「薄膜面(薄膜面、板面)」係指成為對象之薄膜狀(薄膜狀、板狀)之構件,以整體上且大局上來看時,與成為對象之薄膜狀構件之平面方向一致的面。以一實施形態說明的例中,光透過性基材12之薄膜面、折射率調整層13之薄膜面、功能層15之薄膜面、層合基材11之薄膜面、及層合體10之薄膜面係互相平行。
又,光透過性基材12或折射率調整層13是否具有面內之雙折射性,判斷在波長550nm之折射率下,光透過性基材12或折射率調整層13之面內之最大折射率差Δn(沿著薄膜面之二個方向之折射率差的最大值)滿足Δn≧0.0005的條件。換言之,光透過性基材12之面內的最大折射率差Δn為0.0005以上時,判斷該光透過性基材12具有雙折射性,光透過性基材12之面內之最
大折射率差Δn未達0.0005時,判斷該光透過性基材12不具有雙折射性。同樣地,折射率調整層13之面內的最大折射率差Δn為0.0005以上時,判斷該折射率調整層13具有雙折射性,折射率調整層13之面內的最大折射率差Δn未達0.0005時,判斷該折射率調整層13不具有雙折射性。雙折射率(birefringence)係使用王子計測機器公司製KOBRA-WR,設定測定角0°且測定波長552.1nm,可進行測定。此時,雙折射率計算時,需要膜厚、平均折射率。膜厚例如光透過性薄膜可使用微量計(Digimatic Micrometer、Mitutoyo公司製)或電微量計(anritsu公司製)來測定。又,折射率調整層13以薄膜層形成時,以TEM觀察剖面,對象層之高度至少測定10處以上,以平均值作為膜厚求得。平均折射率係使用Abbe折射率計(atago公司製NAR-4T)或日本分光(股)公司製之「橢圓測厚儀(Ellipsometer)」來測定。
一般作為等方性材料為人所知之由三乙醯基纖維素所構成之TD80UL-M(富士薄膜公司製)、環烯烴聚合物所構成之ZF16-100(日本zeon公司製)之面內的最大折射率差Δn係藉由上述測定方法,分別為0.0000375、0.00005,因此判斷不具有雙折射性(等方性)。
在此說明的層合體10係光透過性基材12之面內之折射率最大方向之慢軸方向dx的折射率n1x、與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之折射率調整層的
折射率n2x、及與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之功能層15的折射率n3x滿足n1x<n2x<n3x、或n1x>n2x>n3x的條件(a)。此外,光透過性基材12之面內,與慢軸方向dx正交之快軸方向dy的折射率n1y、與光透過性基材11之快軸方向dy平行方向之折射率調整層13的折射率n2y、及與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之功能層15的折射率n3y滿足n1y<n2y<n3y、或n1y>n2y>n3y的條件(b)。
換言之,折射率調整層13係配置於功能層15與具有雙折射性(Birefringence)之光透過性基材12之間,在光透過性基材12之慢軸方向dx及快軸方向dy之兩方向,折射率分成二階段變化。藉此,功能層15與具有雙折射性之光透過性基材12之間,光透過性基材12之慢軸方向dx之折射率產生極大變化的界面不存在,且光透過性基材12之快軸方向dy之折射率產生極大變化之界面也不存在。換言之,功能層15與具有雙折射性之光透過性基材12之間,光透過性基材12之慢軸方向dx及快軸方向dy之兩方向的折射率差小,因此僅存在著反射率降低的界面。
因此,由功能層15側入射至層合體10的光往光透過性基材12進行期間,可有效防止因反射使進行方向折返。藉此,由功能層15側入射至層合體10的光中,可有效的使因在功能層15的表面反射的光與在功能層15與折射率調整層13之界面或折射率調整層13與光
透過性基材12之界面反射的光所產生的干涉條紋不明顯。
又,與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之折射率調整層13的折射率n2x、及與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之折射率調整層13的折射率n2y滿足n2x>n2y的條件(c)較佳。此時,功能層15與具有雙折射性之光透過性基材12之間,可使光透過性基材12之慢軸方向dx之折射率可分成兩次每次少許變化,且光透過性基材12之快軸方向dy之折射率也可分成兩次每次少許變化。藉此,由功能層15側入射至層合體10的光往光透過性基材12進行期間,可有效防止因反射使進行方向折返。結果可更有效的使干涉條紋不明顯。
又,滿足條件(c)時,光透過性基材12之慢軸方向dx之折射率n1x、光透過性基材12之快軸方向dy的折射率n1y、與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之折射率調整層13的折射率n2x、及與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之折射率調整層13的折射率n2y滿足(n1x-n1y)>(n2x-n2y)的條件(d)更佳。例如與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之功能層15的折射率n3x、及與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之功能層15的折射率n3y無很大差異時,典型上,功能層15為光學等方性,不具有雙折射性時,因滿足條件(c)及條件(d),折射率調整層13不需要呈現必要以上的強雙折射性,光透過性基材12之慢軸方向dx及快軸
方向dy之兩方向,折射率可每次少許分兩次變化。因此,由功能層15側入射至層合體10的光,往光透過性基材12進行期間,可有效防止因反射使進行方向折返。結果可更有效的使干涉條紋不明顯。
又,如圖4所示,由法線方向(層合基材11之薄膜面的法線方向)觀察層合基材11時,光透過性基材12之慢軸方向dx與折射率調整層13之面內之折射率最大方向之折射率調整層13的慢軸方向da所構成之角度θ的大小,較佳為未達45°(條件(e))。此角度θ越小時,折射率調整層13之面內之折射率之大小分布,顯示與光透過性基材12之面內之折射率之大小分布相同傾向。換言之,此角度θ未達45°時,不僅上述光透過性基材12之慢軸方向dx及快軸方向dy之二方向,且沿著光透過性基材12之薄膜面之各方向之折射率在功能層15與光透過性基材12之間,不會有很大變化,分成二次逐漸變化。特別是此角度θ為0°時,換言之,光透過性基材12之慢軸方向dx與折射率調整層13之慢軸方向da平行時(條件(f)),各方向之折射率與不同方向之折射率變化呈現同樣傾向,同時功能層15與光透過性基材12之間分成二次逐漸變化。藉此,由功能層15側入射至層合體10的光,往光透過性基材12進行期間,非常有效地防止因反射使進行方向折返,可非常有效的使干涉條紋不明顯。
其中圖4中之光透過性基材12上所描繪的橢
圓係表示顯示光透過性基材12之折射率分布之折射率橢圓體之一例之光透過性基材12上的剖面。同樣地,圖4中之折射率調整層13上所描繪之橢圓係表示顯示折射率調整層13之折射率分布之折射率橢圓體之一例之折射率調整層13上的剖面。
此外,光透過性基材12之慢軸方向dx之折射率n1x、光透過性基材13之快軸方向dy之折射率n1y、折射率調整層13之慢軸方向da之折射率n2a、及折射率調整層之快軸方向db的折射率n2b,較佳為滿足(n1x-n1y)>(n2a-n2b)的條件(g)。滿足條件(g)時,與滿足上述條件(d)情形同樣,可防止折射率調整層13具有必要以上之強雙折射性,藉此可有效的使干涉條紋不明顯。
又,上述條件(a)~(g)之一以上,同時光透過性基材12之面內平均折射率n1(n1=(n1x+n1y)/2)、折射率調整層13之面內平均折射率n2(n2=(n2x+n2y)/2)、及功能層15之面內平均折射率n3(n3=(n3x+n3y)/2)滿足n1<n2<n3、或n1>n2>n3的條件(h)較佳。滿足條件(h)時,可將適度的雙折射性賦予折射率調整層13,藉此可有效的使干涉條紋不明顯。
典型例為光透過性基材12由二軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯薄膜所形成,功能層15以硬塗層形態產生功能時,光透過性基材12可具有強的雙折射性,同時光透過性基材12之面內平均折射率n1相對於功能層15之
面內平均折射率n3而言較大。此時,因滿足條件(h),折射率調整層13可配合功能層15之雙折射性之程度之適當的程度,具有雙折射性,可有效的使干涉條紋不明顯。
此外,上述條件(a)~(h)之一以上,同時光透過性基材12之慢軸方向dx的折射率n1x、光透過性基材12之快軸方向dy的折射率n1y、與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之折射率調整層13的折射率n2x、與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之折射率調整層13的折射率n2y、與光透過性基材12之慢軸方向dx平行方向之功能層15的折射率n3x、及與光透過性基材12之快軸方向dy平行方向之功能層15的折射率n3y滿足|n2x-((n1x+n3x))/2)|<|((n2x+n2y)/2)-((n1x+n3x)/2)|、且|n2y-((n1y+n3y))/2)|<|((n2x+n2y)/2)-((n1y+n3y)/2)|的條件(i)較佳。滿足條件(i)時,可避免折射率調整層13與光透過性基材12之間的折射率差、及折射率調整層13與功能層15之折射率差變大,結果可使由光透過性基材12至功能層15之折射率差每次少許變化。藉此,可有效的使干涉條紋不明顯。
表示面內雙折射性程度的指標,例如延遲Re已為人知。延遲Re係使用成為最大值之慢軸方向的折射率nmax、成為最小值之快軸方向之折射率nmin、及厚度d(單位:nm),如下述表示。
Re[nm]=(nmax-nmin)×d[nm]
也如JP2011-107198A所揭示,從防止彩虹斑的觀點,層合基材11具有3000nm以上之延遲較佳。又,滿足條件(d)或條件(g)時,光透過性基材12具有3000nm以上之延遲更佳。延遲係使用例如王子計測機器製KOBRA-WR,設定測定角0°且測定波長589.3nm所測定的值。又,延遲係使用兩片偏光板,求薄膜之配向軸方向(主軸方向),相對於配向軸方向為正交之兩軸的折射率(nx,ny)藉由阿貝折射率計(adago公司製NAR-4T)求得。其中,顯示更大折射率的軸定義為慢軸。薄膜厚度d(nm)係使用電微量計(anritsu公司製)測定,將單位換算成nm。折射率差(nx-ny)與薄膜之厚度d(nm)之積,可計算延遲。
將光透過性基材12之延遲設定為3000nm以上的觀點,光透過性基材12之慢軸方向的折射率n1x與快軸方向之折射率n1y之差(以下以「折射率差Δn」表示)較佳為0.05~0.20。上述折射率差Δn未達0.05時,為了得到上述延遲值所需要的膜厚變厚。而上述折射率差Δn超過0.20時,光透過性基材12容易產生龜裂、破裂等,作為工業材料之實用性明顯降低。更佳為上述折射率差Δn之下限為0.07,上述折射率差Δn之上限為0.15。又,上述折射率差Δn超過0.15時,因光透過性基材12之種類而異,耐濕熱性試驗之光透過性基材12的耐久性有時較差。從確保耐濕熱性試驗之優異耐久性的觀點,上述折射率差Δn之更佳的上限為0.12。
又,光透過性基材12之慢軸方向dx的折射率n1x,較佳為1.60~1.80,更佳的下限為1.65,更佳的上限為1.75。光透過性基材12之快軸方向dy的折射率n1y,較佳為1.50~1.70,更佳的下限為1.55,更佳的上限為1.62(1.65)。光透過性基材12之慢軸方向dx的折射率n1x及快軸方向dy之折射率n1y在上述範圍內,且滿足上述折射率差Δn的關係,可得到更佳彩虹斑之抑制效果。
折射率係使用分光光度計(島津製作所公司製之UV-3100PC)測定波長380~780nm之平均反射率(R),由所得之平均反射率(R)使用下式限定。功能層15之平均反射率(R)係將原料組成物塗佈於未經易黏著處理之厚度50μm的PET上,形成1~3μm之厚度的硬化膜,對於PET之未塗佈原料組成物的面(背面),為了防止背面反射,因此在貼有比測定點面積更大之寬度之黑色乙烯膠帶(vinyl tape)(例如yamato乙烯膠帶NO200-38-2138mm寬度)厚,可測定各塗膜的平均反射率。光透過性基材12之折射率係在與測定面相反面,同樣貼上黑色乙烯膠帶後可進行測定。又,折射率調整層13之折射率係在層合基材11之測定面相反面,即光透過性基材12上,貼上黑色乙烯膠帶後可進行測定。
R(%)=(1-n)2/(1+n)2
又,也可使用上述阿貝折射率計或日本分光(股)製之「橢圓測厚儀M150」測定折射率及雙折射
率。
測定面內之慢軸方向的折射率nx及面內之快軸方向的折射率ny的方法有下述方法。首先,使用兩片偏光板,限定測定對象(光透過性基材12或折射率調整層13)之配向軸方向(主軸方向、即面內之慢軸的方向及快軸的方向)。其次,在測定對象之背面貼上黑色乙烯膠帶(例如yamato乙烯膠帶No200-38-21 38mm寬度)後,使用分光光度計(V7100型、自動絕對反射率測定單元、VAR-7010日本分光公司製),偏光測定之條件為S偏光,對於S偏光之振動方向與該測定對象之慢軸方向平行時之反射率測定5次,算出平均值,此外,對於S偏光之振動方向與該測定對象之快軸方向平行時之反射率測定5次,算出平均值。將S偏光之振動方向與測定對象之慢軸方向平行時之反射率的平均值作為下式之反射率R(%),可得到測定對象之慢軸方向的折射率nx,同樣地,將S偏光之振動方向與測定對象之快軸方向平行時之反射率的平均值作為下式之反射率R(%),可得到測定對象之快軸方向的折射率ny。
R(%)=(1-n)2/(1+n)2
又,成為層合體10後,測定功能層15之折射率的方法,例如有以切割刀等切取各層的硬化膜,製作粉狀態的樣品(sampo),可使用依據JISK7142(2008)B法(粉体或粒狀的透明材料用)的Becke法(使用折射率為已知之Cargille試劑,將前述粉狀態之樣品置於載玻
片等,將試劑滴於該樣品上,以試劑浸漬樣品。藉由顯微鏡觀察其樣子,藉由樣品與試劑之折射率差異,在樣品輪廓所產生的亮線;Becke線變得無法以目視觀察之試劑的折射率,作為樣品之折射率的方法)。光透過性基材12及折射率調整層13係因方向造成折射率差異,因此不使用Becke法,而是在層合基材11之處理面貼上上述黑色乙烯膠帶,測定平均反射率。
其次詳述層合基材11之光透過性基材12。光透過性基材12只要是至少具有面內相位差之可見光透過性的基材時,即無特別限制。光透過性基材12例如有聚碳酸酯、環烯烴聚合物、丙烯酸、聚酯等所構成之基材。其中聚酯基材在成本及機械強度方面較佳。以下說明係舉聚酯基材為例,更詳細說明在面內具有雙折射率之光透過性基材12。
構成上述聚酯基材的材料可為由芳香族二元酸或其酯形成性衍生物與二醇或其酯形成性衍生物所合成之線狀飽和聚酯。此聚酯之具體列有聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚(1,4-伸環己基二亞甲基對苯二甲酸酯)、聚乙烯-2,6-萘酸酯。又,聚酯基材用的聚酯可為此等之上述聚酯的共聚合物,或以上述聚酯為主體(例如80莫耳%以上的成分),與較少比例(例如20莫耳%以下)之其他種類之
樹脂摻合者。聚酯例如聚對苯二甲酸乙二酯或聚乙烯-2,6-萘酸酯在力學物性或光學物性等之平衡佳,故較理想。特別是由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所構成較佳。聚對苯二甲酸乙二酯係泛用性高,取得容易的緣故。此外,PET係透明性、熱或機械特性優異,藉由延伸加工可控制延遲,固有雙折射大,即使膜厚較薄也可比較容易的到較大的延遲。
得到上述聚酯基材的方法,例如有將材料之上述PET等的聚酯進行熔融,擠壓成薄膜狀成形後的未延伸聚酯,在玻璃轉化溫度以上的溫度下,使用拉伸器等進行橫延伸後,施予熱處理的方法。上述橫延伸溫度較佳為80~130℃,更佳為90~120℃。又,橫延伸倍率較佳為2.5~6.0倍,更佳為3.0~5.5倍。上述橫延伸倍率超過6.0倍時,所得之聚酯基材的透明性容易降低,延伸倍率未達2.5倍時,延伸張力也變小,因此所得之聚酯基材的雙折射變小,得到所要之延遲的膜厚變厚。又,聚酯基材擠壓成薄膜狀成形時,流動方向(機械方向)的延伸,換言之,也可進行縱方向延伸。此時,使上述折射率差Δn之值安定確保在上述較佳範圍內的觀點,上述縱延伸較佳為延伸倍率為2倍以下。又,擠壓成形時,取代縱延伸時,也可將上述未延伸聚酯之橫延伸在上述條件下進行後,進行縱延伸。又,上述熱處理時之處理溫度較佳為100~250℃,更佳為180~245℃。
將上述方法所製作之聚酯基材的延遲控制在
3000nm以上的方法,例如有適當設定延伸倍率或延伸溫度、製作之聚酯基材之膜厚的方法。具體而言,例如延伸倍率越高,延伸溫度越低,或膜厚越厚時,越容易得到高的延遲,延伸倍率越低,延伸溫度越高,或膜厚越薄時,越容易得到低的延遲。
上述聚酯基材的厚度較佳為15~500μm之範圍內。未達15μm時,無法使上述聚酯基材之延遲在3000nm以上,又,力學特性之異方性顯著,容易產生龜裂、破裂等,有時作為工業材料之實用性明顯降低。而超過500μm時,聚酯基材非常剛直,高分子薄膜特有之柔軟度降低,作為工業材料之實用性也降低,故不佳。上述聚酯基材之厚度更佳的下限為50μm,更佳的上限為400μm,更佳的上限為300μm。
又,光透過性基材12在可見光區域之透過率為80%以上較佳,84%以上者更佳。又,上述透過率可藉由JISK7361-1(塑膠-透明材料之全光透過率之試驗方法)測定。
光透過性基材12只要不超脫本發明之技術要件的範圍內,可進行皂化處理、輝光放電(Glow Discharge)處理、電暈放電處理、紫外線(UV)處理、及火燄處理等的表面處理。
其次,詳述折射率調整層13。折射率調整層13係滿
足上述條件(a)~(i)之一以上,以降低存在於光透過性基材12與功能層15之間之界面的折射率差,抑制該界面的反射,使干涉條紋變得不明顯。折射率調整層13只要是具有面內雙折射性,具有可見光透過性的層時,即無特別限定。又,折射率調整層13可具有在光透過性基材12與功能層15之間調整折射率以外的功能。例如對於底層(primer),更具體例為作為易黏著層之功能的底層賦予面內折射率差,使該底層形成折射率調整層13。
形成於光透過性基材12上之具有面內雙折射性之折射率調整層13係可藉由使具有折射率異方性之分子(例如液晶分子)或化合物配向所成之層而形成。這種折射率調整層13係將含有折射率異方性分子或折射率異方性化合物之組成物塗佈於光透過性基材12上,使該組成物硬化而得。舉一例,光透過性基材12為延伸薄膜等所構成,含有具有規則性之分子配向時,塗佈於該光透過性基材12上之液晶分子,其性質上可具有與光透過性基材12之分子配向對應之規則性來配向。藉此,所得之折射率調整層13具有與光透過性基材12之雙折射性對應之面內雙折射性,因此折射率調整層13可滿足上述條件(a)~(i)。此外,使折射率調整層13中所含之折射率異方性分子或折射率異方性化合物之配向更安定的觀點,不僅依存於光透過性基材12之配向,也可藉由摩擦配向或光配向,使折射率調整層13中所含之折射率異方性分子或折射率異方性化合物積極配向。
此外,另外的方法為藉由使樹脂層延伸,也可得到具有面內雙折射性之折射率調整層13。一般而言,調節溫度等的條件,且使由樹脂所構成之層進行延伸,由該樹脂所構成之層可呈現面內雙折射性。因此,延伸前之光透過性基材12上製作折射率調整層13,藉由使光透過性基材12及折射率調整層13同時延伸,可對光透過性基材12賦予雙折射性,同時也可對折射率調整層13賦予與光透過性基材12之雙折射性對應的雙折射性。
更具體而言,首先,將構成折射率調整層13之組成物塗佈於上述延伸前之光透過性基材12上,使該組成物在光透過性基材12上硬化,可得到折射率調整層13。構成折射率調整層13之材料,可廣泛使用藉由延伸顯示雙折射性之樹脂材料,對於光透過性基材12之親和性較高者為佳。熱可塑性或熱硬化性之聚酯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、及此等之改性體等可作為構成折射率調整層13的樹脂材料。被塗佈構成折射率調整層13之組成物的光透過性基材12可使用上述各種樹脂薄膜,但是在擠壓成形時,在機械方向以低倍率延伸的樹脂薄膜較佳。藉由在機械方向(光透過性基材12之擠壓成形時之擠壓方向)之延伸,可確保光透過性基材12之平坦性,因此可使形成於該光透過性基材12上之折射率調整層13均勻化。
其後,將含有形成於光透過性基材12及光透過性基材12上之折射率調整層13的層合基材11,在加
熱至玻璃轉化溫度以上的狀態下,在與機械方向正交的橫方向進行延伸。如上述,橫方向之延伸倍率相較於縱方向之延伸倍率變得非常大時,光透過性基材12之延伸軸大概朝橫方向,一具體例為由聚酯對苯二甲酸酯薄膜所構成之光透過性基材12的慢軸,大概於橫方向延伸。而折射率調整層13係僅在橫方向被延伸。因此,折射率調整層13即使以相較於光透過性基材12,更難賦予雙折射性之樹脂材料所形成,也可賦予某程度之與光透過性基材12之雙折射性對應之異方性的雙折射性。
依據以上的方法時,藉由對光透過性基材12賦予雙折射性用的延伸加工,不僅對於光透過性基材12,也可對於折射率調整層13賦予雙折射性。此外,光透過性基材12與折射率調整層13被加熱的狀態下延伸,因此可享有提高光透過性基材12與折射率調整層13之黏著性的優點。
關於折射率調整層13之各折射率n2、n2x、n2y、n2a、n2b(參照圖3及圖4),已如上述說明,光透過性基材12之各折射率n1、n1x、n1y及功能層15之各折射率n3、n3x、n3y具有相關連,可適當設定。舉一例,光透過性基材12由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜所構成,功能層15作為硬塗層的功能時,折射率調整層13之上述折射率n2可設定為1.50~1.70,折射率調整層13之上述折射率n2x可設定為1.55~1.75,折射率調整層13之上述折射率n2y可設定為1.45~1.65,折射率調整層13之上述折射率
n2a可設定為1.51~1.69,折射率調整層13之上述折射率n2b可設定為1.46~1.64。
折射率調整層13的厚度可為30nm以上、10μm以下。折射率調整層13之厚度未達30nm時,折射率調整層13之均勻性會降低。又,折射率調整層13之厚度的上限係折射率調整層13之功能上,無特別設定,但是工業上的理由,較佳為設定在1μm以下。
折射率調整層13之厚度(硬化時),例如以電子顯微鏡(SEM、TEM、STEM)觀察折射率調整層13之剖面所得之任意10點之測定值平均值(nm)來界定。折射率調整層13之厚度非常薄時,高倍率觀察者以相片記錄,可在放大測定。放大時,層界面線為以界面線明確可知的程度,非常細的線者成為粗線。此時,將粗線寬分成2等分之中心部分作為界面線來測定即可。
其次說明功能層15及第2功能層17。功能層15及第2功能層17在層合體10膜中,試圖發揮某種功能的層,具體而言,例如有發揮硬塗佈性、抗反射性、抗靜電性或防污性等功能的層。如前述說明,層合體10所含之功能層的數可配合該層合體的用途等,可為一層以上之任意數。圖1所示之層合體10中,功能層15為形成於層合基材11之一面上之硬塗層所構成。又,圖2所示之層合體10中,功能層15為形成於層合基材11之一面上之硬
塗層所構成,同時第2功能層17為形成於與硬塗層之層合基材11相反側之面上的低折射率層所構成。以下說明作為功能層15之硬塗層、及作為第2功能層17之低折射率層。
「硬塗層」係用以提高光學薄膜之耐擦傷性的層,具體而言係以JIS K5600-5-4(1999)所規定之鉛筆硬度試驗(4.9N荷重),具有「H」以上之硬度的層。硬塗層之一例為將含有藉由紫外線或電子線硬化之樹脂的電離放射線硬化型樹脂與光聚合起始劑之硬塗層形成用組成物塗佈於層合基材11上,在層合基材11上使硬塗層形成用組成物硬化製作而得。此方法所得的硬塗層係光學等方性,而不具有面內雙折射性。因此,由此硬塗層所構成之功能層15的上述折射率n3、n3x、n3y係相同值。具體而言,由硬塗層所構成之功能層15的上述折射率n3、n3x、n3y分別可為1.45~1.65。硬塗層之膜厚(硬化時)係0.1~100μm,較佳為0.5~20μm之範圍。上述硬塗層的膜厚係藉由電子顯微鏡(SEM、TEM、STEM)觀察剖面進行測定的值。
硬塗層形成用組成物之上述電離輻射線硬化型樹脂,例如有具有丙烯酸酯系之官能基的化合物等具有1或2個以上之不飽和鍵結的化合物。含有1個不飽和鍵結的化合物,例如有乙基(甲基)丙烯酸酯、乙基己基(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。具有2個以上之不飽和鍵的化合物,例如有聚羥
甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己二醇(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯之多官能化合物或上述多官能化合物與(甲基)丙烯酸酯等之反應生成物(例如有多元醇之聚(甲基)丙烯酸酯)等。又,本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯係指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
上述化合物外,具有不飽和雙鍵之較低分子量的聚酯樹脂、聚醚樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂、螺縮醛樹脂、聚丁二烯樹脂、聚硫醇聚烯樹脂等也可作為上述電離輻射線硬化型樹脂使用。
上述電離輻射線硬化型樹脂可與溶劑乾燥型樹脂(熱塑性樹脂等,僅使塗佈時調整固形分用而添加的溶劑乾燥,成為被膜的樹脂)併用使用。藉由併用溶劑乾燥型樹脂,可有效防止塗佈面之被膜缺陷。可與上述電離輻射線硬化型樹脂併用使用的溶劑乾燥型樹脂無特別限定,一般可使用熱塑性樹脂。上述熱塑性樹脂無特別限定,例如有苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、乙烯基醚系樹脂、含鹵素樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、纖維素衍生物、聚矽氧樹脂及橡膠或彈性體等。上述熱塑性樹脂一般係非結晶性,且可溶於有機溶劑(特別是
可溶解複數之聚合物或硬化性化合物之共通溶劑)的樹脂較佳。特別是從製膜性、透明性及耐候性的觀點,較佳為苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、脂環式烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、纖維素衍生物(纖維素酯類等)等。
又,上述硬塗層形成用組成物可含有熱硬化性樹脂。上述熱硬化性樹脂無特別限定,例如有酚樹脂、脲樹脂、苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三聚氰胺樹脂、胍胺樹脂、不飽合聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、胺基醇酸樹脂、三聚氰胺-脲共縮合樹脂、矽樹脂、聚矽氧烷樹脂等。
上述光聚合起始劑無特別限定,可使用公知者,例如上述光聚合起始劑,具體例有苯乙酮類、二苯甲酮類、米氏苯甲醯基苯甲酸酯(Michler-Benzoyl benzoate)、α-戊基肟酯(α-amyloxime esters)、噻噸酮類、丙酚類、聯苯醯類、苯偶因類、醯基氧化膦類。混合使用光增感劑較佳,其具體例有正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
上述聚合起始劑係當上述電離輻射線硬化型樹脂具有自由基聚合性不飽和基之樹脂系時,較佳為單獨或混合使用苯乙酮類、二苯甲酮類、噻噸酮類、苯偶因、苯偶因甲基醚等。又,上述電離輻射線硬化型樹脂具有陽離子聚合性官能基之樹脂系時,上述光聚合起始劑可單獨或以混合物的形態使用芳香族重氮鎓鹽、芳香族鋶鹽、芳香族錪鹽、茂金屬(metallocene)化合物、苯偶因磺酸酯
或其混合物等。
上述硬塗層形成用組成物中之上述光聚合起始劑的含量係相對於上述電離輻射線硬化型樹脂100質量份,較佳為1~10質量份。未達1質量份時,無法使層合體10中之硬塗層的硬度成為充分的硬度,超過10質量份時,電離輻射線無法到達塗設之膜的深部,有時可能未促進內部硬化。上述光聚合起始劑的含量更佳的下限為2質量份,更佳的上限為8質量份。上述光聚合起始劑之含量在此範圍內時,膜厚方向不會產生硬度分布,可容易形成均勻的硬度。
上述硬塗層形成用組成物可含有溶劑。上述溶劑可配合使用之樹脂成分之種類及溶解性來選擇使用,例如有酮類(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮、環己酮、二丙酮醇等)、醚類(二噁烷、四氫呋喃、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚等)、脂肪族烴類(己烷等)、脂環式烴類(環己烷等)、芳香族烴類(甲苯、二甲苯等)、鹵化碳類(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯類(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇類(乙醇、異丙醇、丁醇、環己醇等)、溶纖素類(甲基溶纖素、乙基溶纖素等)、溶纖素乙酸酯類、亞碸類(二甲基亞碸等)、醯胺類(二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等)等,亦可為此等之混合溶劑。
上述硬塗層形成用組成物中之原料的含有比例(固形分),無特別限定,通常為5~70質量%,特佳
為25~60質量%。
上述硬塗層形成用組成物為了配合提高硬塗層之硬度,抑制硬化收縮,控制折射率,賦予防眩性等目的,可添加以往習知的分散劑、界面活性劑、抗靜電劑、矽烷偶合劑、增黏劑、抗著色劑、著色劑(顏料、染料)、消泡劑、平坦劑、難燃劑、紫外線吸收劑、黏著賦予劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、表面改質劑、易滑劑等。
上述硬塗層形成用組成物可混合使用光增感劑,其具體例有正丁基胺、三乙胺、聚正丁基膦等。
上述硬塗層形成用組成物之調製方法只要是可將各成分均勻混合時,即無特別限定,例如使用塗料搖晃機、珠磨機、捏和機、混合機等公知裝置。
又,層合基材11上塗佈上述硬塗層形成用組成物的方法,無特別限定,例如有旋轉塗佈法、浸漬法、噴霧法、模(die)塗佈法、棒塗佈法、輥塗佈法、凹面塗佈法(meniscus-coating)、平版印刷法、凹版印刷法、盛液塗佈法等公知方法。
上述層合基材11上塗佈上述硬塗層形成用組成物所形成的塗膜,必要時,可藉由加熱及/或乾燥,照射活性能量線等進行硬化較佳。
上述活性能量線照射例如有藉由紫外線或電子線之照射。上述紫外線源之具體例有超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧燈、黑燈螢光燈、金屬鹵素燈等的光源。又,紫外線之波長可使用190~380nm之波
長區域。電子線源之具體例有科克羅夫-瓦爾頓(Cockcroft-Walton)型、凡得克雷夫(van de Graaff)型、共振變壓器型、絕緣芯變壓器型、或直線型、Dynamitron型、高頻型等之各種電子線加速器。
其次,低折射率層係來自外部之光(例如螢光燈、自然光等)在層合體10之表面反射時,達成降低其反射率之功能的層。上述低折射率層其折射率底硬塗層小,且比空氣大者。具體而言,低折射率層之折射率較佳為1.1~2.0之範圍內,更佳為1.2~1.8之範圍內,更佳為1.3~1.6之範圍內。低折射率層之折射率在上述範圍內時,可有效的防止映入於層合體10。又,低折射率層之折射率可為在低折射率層內,由層合體10之內部側往層合體10之表面側,折射率緩緩往空氣之折射率變化者。
上述低折射率層用的材料,只要是可形成具有上述折射率之低折射率層者時,即無特別限定,例如含有上述硬塗層形成用組成物所說明之樹脂材料較佳。又,上述低折射率層除上述樹脂材料外,藉由含有含聚矽氧共聚合物、含氟共聚合體及含有微粒子,可調整折射率。上述含聚矽氧共聚合物例如有含有聚矽氧偏乙烯共聚合物。又,上述含氟共聚合物之具體例為含有氟化偏乙烯與六氟丙悕之單體組成物進行共聚合而得的共聚合物。又,上述微粒子例如有二氧化矽微粒子、丙烯酸微粒子、苯乙烯微粒子、丙烯酸苯乙烯共聚合微粒子、具有空隙之微粒子。又,「具有空隙之微粒子」係指形成微粒子之內部填充有
氣體之構造及/或含有氣體之多孔質構造體,相較於微粒子原有之折射率,與微粒子中之氣體之占有率成反比,使折射率降低的微粒子。
又,以上係顯示功能層15以硬塗層所構成,第2功能層17以低折射率層所構成的例,但是不限於此等例,層合體10除了硬塗層及低折射率層之至少一方外,或取代硬塗層及低折射率層之至少一方,也可含有具有耐電防止層、防眩層、防污層等之其他功能的層。
防靜電層可以例如在上述硬塗層形成用組成物中含有防靜電劑而形成。上述防靜電劑可使用以往公知者,例如可使用4級銨鹽等之陽離子性防靜電劑或摻雜錫之氧化銦(ITO)等之微粒子或導電性聚合物等。使用上述防靜電劑時,其含量係相對於全固形分之合計質量,較佳為1~30質量%。
又,防眩層可以例如在上述硬塗層形成用組成物中含有防眩劑而形成。上述防眩劑無特別限定,可使用公知無機系或有機系之各種微粒子。上述微粒子之平均粒徑無特別限定,一般而言,為0.01~20μm程度即可。又,上述微粒子之形狀可為真球狀、楕圓形狀等任一,較佳為真球狀者。
上述微粒子係發揮防眩性者,較佳為透明性的微粒子。這種微粒子之具體例,無機系例如有二氧化矽珠粒,有機系例如有塑膠珠粒。上述塑膠珠粒之具體例,例如有苯乙烯珠粒(折射率1.60)、三聚氰胺珠粒(折射
率1.57)、丙烯酸珠粒(折射率1.49)、丙烯酸-苯乙烯珠粒(折射率1.54)、聚碳酸酯珠粒、聚乙烯珠粒等。
上述防污層係擔任污物(指紋、水性或油性之油墨類、鉛筆等)不易於液晶顯示裝置之最表面,或即使附著也容易擦拭之功能的層。又,藉由上述防污層之形成,對於液晶顯示裝置可改善防污性與耐擦傷性。上述防污層例如可藉由含有防污染劑及樹脂之組成物而形成。
上述防污染劑主要目的係防止液晶顯示裝置之最表面之污染者,可將耐擦傷性賦予液晶顯示裝置。上述防污染劑例如有氟系化合物、矽系化合物、或此等混合化合物。更具體而言,例如有2-全氟辛基乙基三胺基矽烷等之具有氟烷基之矽烷偶合劑等,特別佳為使用具有胺基者。上述樹脂無特別限定,例如有上述硬塗層形成用組成物所例示的樹脂材料。
上述防污層例如可形成於上述硬塗層上。特佳為防污層形成於最表面。例如也可藉由將防污性能賦予硬塗層本身來代替上述防污層。
依據一實施的形態為以上說明之層合基材11及層合體10時,設置於層合基材11上之功能層15與層合基材11之光透過性基材12之間,設置折射率調整層13。此折射率調整層13的折射率係具有面內雙折射性,同樣沿著具有面內雙折射性之光透過性基材12的慢軸方向dx及快
軸方向dy之兩方向的折射率係在光透過性基材12與功能層15之間調整。更具體而言,光透過性基材12與功能層15之間不存在光透過性基材12之慢軸方向dx之折射率會很大變化的光學界面,且也不存在光透過性基材12之快軸方向dy之折射率會很大變化的光學界面。換言之,光透過性基材12與功能層15之間,不存在因折射率差很大,導致反射率變高的界面。因此,可有效防止由功能層15側入射於層合體10內,但是光到達具有面內雙折射性之光透過性基材12前,即產生反射。藉此,可有效地使在層合體10之表面反射的光與在層合體10之內部反射的光,因干涉而可被辨識之干涉條紋不明顯。
又,光透過性基材12之延遲設定為3000nm以上,可使彩虹斑不明顯。因此,依據在此說明之層合基材11及層合體10時,有效的使防止彩虹斑及干涉條紋兩方不明顯。
此外,折射率調整層13藉由底層實現時,不會產生實質材料費之增加或製造步驟之增加等,可確保上述有用的作用效果。但是不限於這種例,在光透過性基材12與折射率調整層13之間、及折射率調整層13與功能層15之間之至少一方,另外與折射率調整層13不同方式設置厚度未達30nm之底層。設置厚度未達30nm之底層時,可有效發揮藉由上述折射率調整層13所產生之干涉條紋不明顯的作用效果,此外,可期待例如因底層所產生之易黏著作用。
層合基材11及層合體10係例如可與偏光板20組合使用。圖5係組合於圖1所示之層合體10及層合基材11之偏光板20的概略構成圖。如圖5所示,偏光板20具備有層合體10、偏光元件21及保護薄膜22。偏光元件21係形成在形成有光透過性基材11之與形成有層合基材11之功能層15之面相反側的面上。保護薄膜22係設置在設置有偏光元件21之層合體10之面相反側的面上。保護薄膜22亦可為相位差薄膜。
偏光元件21例如以碘等染色,經延伸後之聚乙烯醇薄膜、聚乙烯甲縮醛薄膜、聚乙烯乙縮醛薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化薄膜等。
層合基材11、層合體10及偏光板20係組合於液晶顯示面板使用。圖6係組合有圖1所示之層合體10及層合基材11、及圖5所示之偏光板20之液晶顯示面板30的概略構成圖。
圖6所示之液晶顯示面板,由具有自光源側(背光板單元側)朝向觀察者側依序層合有三乙醯基纖維素薄膜(TAC薄膜)等之保護薄膜31、偏光元件32、相位差薄膜33、黏著劑層34、液晶胞(cell)35、黏著劑層36、相位差薄膜37、偏光元件21、層合體10的構造。液
晶胞35為在兩片玻璃基材間配置液晶層、配向膜、電極層、彩色濾光片等者。
相位差薄膜33、37例如有三乙醯基纖維素膜或環烯烴聚合物薄膜。相位差薄膜37亦可與保護薄膜22相同。構成黏著劑層34、36之黏著劑例如有感壓黏著劑(PSA)。
層合基材11、層合體10、偏光板20、液晶顯示面板30可組合於圖像顯示裝置中使用。圖像顯示裝置例如有液晶顯示器(LCD)、陰極射線管顯示裝置(CRT)、電漿顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)、觸控面板、平板PC、電子紙等。圖7係組合有圖1所示之層合體10及層合基材11、圖5所示之偏光板20、及圖6所示之液晶顯示面板30之圖像顯示裝置40之一例的液晶顯示器的概略構成圖。
圖7所示之圖像顯示裝置40為液晶顯示器。圖像顯示裝置30係由背光單元41與比背光單元41更靠近觀察者側配置之具備層合體10之液晶面板30所構成。背光單元41可使用習知之背光單元。
又,上述層合基材11及層合體10係直接配置於圖像顯示裝置30之顯示面上之用途以外的用途,例如可介於
觸控面板感測器設置於圖像顯示裝置30上。此例係準備預先於觸控面板感測器上直接或介於此構件,配置層合基材11或層合體10所成之觸控面板裝置,也可將此觸控面板裝置設置於圖像顯示裝置上。
此外,上述層合基材11及層合體10可使用於避免干涉條紋之發生之各種用途。例如層合基材11及層合體10可作為時鐘或儀表類等機器之顯示部的窗材使用。
為了詳細說明本發明,以下舉實施例說明,但是本發明不限於此等記載。
如以下說明製作實施例1及2、比較例1之層合體。對於製作之各層合體,檢查干涉條紋之發生及彩虹斑之發生。
將聚對苯二甲酸乙二酯材料以290℃熔融,通過薄膜形成模,擠壓成薄膜狀,密著於經水冷冷卻之旋轉急冷滾筒上,進行冷卻製作未延伸薄膜。將此未延伸薄膜使用二軸延伸試驗裝置(東洋精機製),以120℃預熱1分鐘後,以120℃延伸成延伸倍率4.5倍後,與該延伸方向成90度的方向,以延伸倍率1.5倍進行延伸,得到n1x=1.70、n1y=1.60、膜厚80μm、延遲=8000nm的光透過
性基材。
於光透過性基材上,將光聚合性液晶化合物於環己酮與n-丙醇之混合溶劑(溶劑比9:1)中溶解20質量%,相對於固形份添加5%光聚合起始劑Irg184(Ciba Specialty Chemicals(股))之油墨,藉由棒塗佈機塗佈使乾燥後之膜厚成為0.5μm。其次,以70℃加熱4分鐘將溶劑乾燥除去,同時使該光聚合性液晶化合物配向,對於塗佈面照射紫外線,使上述光聚合性液晶化合物固定化,層合n2x=1.60、n2y=1.55的折射率調整層。
其次,將作為功能層之光學等方性之季戊四醇三丙烯酸酯(PETA),於MIBK溶劑中溶解30質量%,相對於固形份添加5%光聚合起始劑Irg184(Ciba Specialty Chemicals(股))的油墨,藉由棒塗佈機塗佈使乾燥後之膜厚成為5μm。其次,以70℃加熱2分鐘將溶劑乾燥除去,然後對於塗佈面照射紫外線,進行固定化,層合n3x=n3y=1.50之功能層,得到實施例1之層合體。
將聚對苯二甲酸乙二酯材料以290℃熔融,通過薄膜形成模,擠壓成薄片狀,密著於經水冷冷卻之旋轉急冷滾筒上,進行冷卻製作未延伸薄膜。將此未延伸薄膜使用二軸延伸試驗裝置(東洋精機製),以120℃預熱1分鐘後,以120℃延伸成延伸倍率4.5倍後,與該延伸方向成90度的方向,以延伸倍率1.5倍進行延伸,得到
n1x=1.70、n1y=1.60、膜厚33μm、延遲=3300nm的光透過性基材。所得之光透過性基材上,與實施例1同樣形成折射率調整層及功能層,得到實施例2之層合體。換言之,實施例2之層合體係與實施例1之層合體,在光透過性基材之厚度不同。
除了使用由季戊四醇三丙烯酸酯:五氧化銻=7:3所構成之中間層,取代實施例1之折射率調整層外,使用與實施例1之層合體同樣方法,製作比較例1之層合體。比較例1之層合體的中間層係光學等方性,且n2x=n2y=1.575。
將聚對苯二甲酸乙二酯材料以290℃熔融,通過薄膜形成模,擠壓成薄片狀,密著於經水冷冷卻之旋轉急冷滾筒上,進行冷卻製作未延伸薄膜。將此未延伸薄膜使用二軸延伸試驗裝置(東洋精機製),以120℃預熱1分鐘後,以120℃延伸成延伸倍率4.5倍後,與該延伸方向成90度的方向,以延伸倍率1.5倍進行延伸,得到n1x=1.70、n1y=1.60、膜厚28μm、延遲=2800nm的光透過性基材。所得之光透過性基材上,與實施例1同樣形成折射率調整層及功能層,得到參考例1之層合體。換言之,實施例2之層合體係與實施例1之層合體,在光透過性基材之厚度不同。
光透過基材之折射率與延遲係如以下測定。首先,將延伸後之光透過基材使用兩片偏光板,求薄膜之配向軸方向,相對於配向軸方向為正交之兩軸對於波長590nm的折射率(nx,ny),藉由阿貝折射率計(adago公司製NAR-4T)求得。其中顯示更大折射率的軸定義為慢軸。薄膜厚度d(nm)係使用電微量計(anritsu公司製)測定,將單位換算成nm。藉由折射率差(n1x-n1y)與薄膜之厚度d(nm)之積,可計算延遲。
折射率調整層之折射率係如下測定。實施例1及2所用之光聚合性液晶化合物時,在光學等方性之玻璃基板上塗佈配向膜材料之聚醯亞胺,施予摩擦處理。藉由旋轉塗佈機,將光聚合性液晶化合物於環己酮與n-丙醇之混合溶劑(溶劑比9:1)中溶解20質量%之油墨,塗佈於此基材上,使乾燥後之膜厚成為1um。其次,以70℃加熱4分鐘將溶劑乾燥除去,同時使該光聚合性液晶化合物配向,再對於塗佈面照射紫外線,使上述光聚合性液晶化合物固定化所得的折射率調整層,使用與光透過基材同樣的方法測定折射率。
是否具有雙折射係如以下判斷。使用王子計測機器製KOBRA-WR設定測定角0°且測定波長589.3nm,測定面內位相差,面內位相差未達20nm者判斷為不具有雙折射,而20nm以上者判斷為具有雙折射。
等方性材料(中間層及功能層)之折射率係藉由阿貝折射率計(adago公司製NAR-4T)測定。
各層合體之干涉條紋之發生以下述評價。
使用ANATECH公司製之干涉條紋檢查燈(鈉燈),以目視檢查所得之防眩性薄膜之干涉條紋之有無,並以下述基準評價。所得之防眩性薄膜係以黑色油墨塗於塗佈面之相反側,塗佈面照射干涉條紋檢查燈,以反射觀察評價。
○:雖觀察到干涉條紋,但是極薄,實際使用上無問題的等級。
×:觀察到明顯的干涉條紋。
各樣品(sample)之彩虹斑之發生如下評價。將各層合基材配置於LED背光液晶監視器(FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan公司製))之觀察者側的
偏光元件上,製作液晶顯示裝置。聚酯基材之慢軸與液晶監視器之觀察者側之偏光元件之吸收軸所成的角度成為45°的狀態配置。在暗處及明處(液晶監視器周邊照度400lux),由正面及斜方向(約50度)以目視及透過偏光太陽眼鏡觀察顯示圖像,依據以下基準評價彩虹斑之有無。透過偏光太陽眼鏡觀察係比目視而言為非常嚴格的評價法。觀察係以10人進行,以最多數之評價作為觀察結果。
◎:未觀測到彩虹斑
○:雖觀測到彩虹斑,但是實用上無問題的等級
×:觀測到很強的彩虹斑
干涉條紋及彩虹斑之評價結果如表1所示。
10‧‧‧層合體
11‧‧‧層合基材
12‧‧‧光透過性基材
13‧‧‧折射率調整層
15‧‧‧功能層
Claims (17)
- 一種層合基材,其係在其中一面上形成功能層,成為層合體的層合基材,其特徵係具備具有面內之雙折射性的光透過性基材,及與前述光透過性基材層合,具有面內之雙折射性之折射率調整層,且成為位於前述光透過性基材與前述功能層之間的折射率調整層,前述光透過性基材面內之折射率最大之方向即慢軸方向的折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x滿足n1x<n2x<n3x、或n1x>n2x>n3x的關係,與前述光透過性基材之前述慢軸方向正交之快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3y滿足n1y<n2y<n3y、或n1y>n2y>n3y的關係,其中與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y滿足n2x>n2y的關係,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向之折射率n1x、前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、與 前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y滿足(n1x-n1y)>(n2x-n2y)的關係。
- 一種層合基材,其係在其中一面上形成功能層,成為層合體的層合基材,其特徵係具備具有面內之雙折射性的光透過性基材,及與前述光透過性基材層合,具有面內之雙折射性之折射率調整層,且成為位於前述光透過性基材與前述功能層之間的折射率調整層,前述光透過性基材面內之折射率最大之方向即慢軸方向的折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x滿足n1x<n2x<n3x、或n1x>n2x>n3x的關係,與前述光透過性基材之前述慢軸方向正交之快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3y滿足n1y<n2y<n3y、或n1y>n2y>n3y的關係,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向的前述折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之 前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x滿足n2=(n2x+n2y)/2、且|n2x-((n1x+n3x)/2)|<|n2-((n1x+n3x)/2)|的關係,前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3y滿足n2=(n2x+n2y)/2、且|n2y-((n1y+n3y)/2)|<|n2-((n1y+n3y)/2)|的關係。
- 如申請專利範圍第1或2項之層合基材,其中由法線方向觀察前述層合基材時,前述光透過性基材之前述慢軸方向、與前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層的慢軸方向所構成之角度的大小為未達45°。
- 如申請專利範圍第1或2項之層合基材,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向、與前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層的慢軸方向平行。
- 一種層合基材,其係在其中一面上形成功能層,成為層合體的層合基材,其特徵係具備具有面內之雙折射性的光透過性基材,及與前述光透過性基材層合,具有面內之雙折射性之折 射率調整層,且成為位於前述光透過性基材與前述功能層之間的折射率調整層,前述光透過性基材面內之折射率最大之方向即慢軸方向的折射率n1x、與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2x、及與前述光透過性基材之前述慢軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3x滿足n1x<n2x<n3x、或n1x>n2x>n3x的關係,與前述光透過性基材之前述慢軸方向正交之快軸方向的折射率n1y、與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述折射率調整層的折射率n2y、及與前述光透過性基材之前述快軸方向平行方向之前述功能層的折射率n3y滿足n1y<n2y<n3y、或n1y>n2y>n3y的關係,其中由法線方向觀察前述層合基材時,前述光透過性基材之前述慢軸方向、與前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層的慢軸方向所構成之角度的大小為未達45°,其中前述光透過性基材之前述慢軸方向之折射率n1x、前述光透過性基材之前述快軸方向的折射率n1y、前述折射率調整層面內之折射率最大方向即前述折射率調整層之慢軸方向的折射率n2a、及與前述折射率調整層之前述慢軸方向正交之前述折射率調整層之快軸方向的折射率n2b滿足(n1x-n1y)>(n2a-n2b)的關係。
- 如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材,其中前述層合基材具有3000nm以上之延遲(retardation)。
- 如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材,其中前述光透過性基材具有3000nm以上之延遲。
- 一種層合體,其特徵係具備如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材及形成於前述層合基材之一面上的功能層,前述折射率調整層位於前述光透過性基材與前述功能層之間。
- 如申請專利範圍第8項之層合體,其中前述功能層為硬塗層(hard coat layer)。
- 如申請專利範圍第8項之層合體,其中尚具備設置於前述功能層之與前述層合基材相反側的第2功能層。
- 如申請專利範圍第10項之層合體,其中前述第2功能層為具有比前述功能層更低折射率的低折射率層。
- 一種偏光板,其特徵係具備偏光元件及如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材。
- 一種液晶顯示面板,其特徵係具備如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材。
- 一種圖像顯示裝置,其特徵係如申請專利範圍第1、2或5項之層合基材。
- 一種偏光板,其特徵係具備偏光元件及如申請專利範圍第8項之層合體。
- 一種液晶顯示面板,其特徵係具備如申請專利範圍第8項之層合體。
- 一種圖像顯示裝置,其特徵係具備如申請專利範 圍第8項之層合體。
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