专利名称：具有高透射率和无光泽特性的薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有高透射率和无光泽特性的薄膜，并涉及一种偏振片和一种将其用作组成部件的图像显示装置。
背景技术：
在图2中给出传统液晶显示器的一个结构实例。图2画出了普通液晶显示器的一个侧视图，如图所示，它包括位于最背面的边缘照明类型的背光源11，按顺序从背面往前面看，有一个导光片12，用于将背光源的光向前面投射，有一个散射片13，用于使光均匀扩散，还有一个或者多个调光片(调光薄膜)14，它能够将散射片均匀地扩散开的光聚集到给定方向上，或者能够有选择地透射或者反射特定的偏振光。穿过这些薄膜的光投射到放置在一对偏振片15和16之间的液晶盒17上。在这个图中，18表示作为光源的冷阴极荧光管，19表示反射片。
在液晶显示器中，位于液晶盒一侧的调光薄膜14和背面的偏振片15通常都不是用粘合剂之类粘接在一起的，所以在它们之间有一个很小的空隙。这个调光薄膜14是用丙烯酸树脂、聚脂、聚碳酸脂之类做成的，但是温度发生变化的时候这些材料的伸缩非常明显，所以被外界环境、背光源之类的热量拉长的调光薄膜14会跟背面的偏振片15接触，导致图像四周区域的显示出现不均匀。在一些调光薄膜中，存在独特的亮度不均匀性，这样就会破坏它们的显示质量。关于上述调光薄膜，JP-A-10-240143(“JP-A”表示未经审查的公开了的日本专利申请)描述了在调光薄膜表面上由透明颗粒形成的不规则性结构(凹凸结构)能够防止显示质量变坏，这发生在当调光薄膜和背面的偏振片之间的空隙中出现露点冷凝，而后它们通过露滴互相吸引的时候。
但是，上述偏振片仍然不能防止由于热膨胀导致偏振片与调光薄膜相互接触的时候显示出现不均匀性，以及调光薄膜所特有的亮度不均匀性。此外，上述偏振片有一个缺点，它会降低背光源的透射率。为了防止调光薄膜出现亮度不均匀性，常常建议在调光薄膜和液晶盒之间采用另外一种散射薄膜。但一般情况下，由于散射薄膜有浊度，所以透射率倾向于降低。因此，很难避免给予其无光泽特性的时候会降低它的显示亮度。
因此，本发明的一个目的是提供具有高透射率的一种薄膜，它能够防止由于调光薄膜发生热膨胀而导致显示不均匀性及如上所述的调光薄膜所特有的亮度不均匀性。本发明的另外一个目的是利用具有高透射率的薄膜提供一种偏振片，它能克服现有的缺点。本发明还有一个目的，那就是提供一种液晶显示器，通过利用具有高透射率的薄膜或者上述偏振片，能够获得稳定的高质量显示。
通过以下描述，同时参考附图，本发明的其它目的、特征和优点将更加显而易见。附图的简要说明
图1是显示具有高透射率和无光泽特性的薄膜的分层结构的剖面图。
图2是显示一个传统液晶显示器实例的侧视图。
发明的公开本发明的目的通过以下方式来实现。
(1)提供一种具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其在透明基底上包括一个硬涂层，其中结合了颗粒尺寸为1.0-10μm的颗粒，这个尺寸比硬涂层的厚度大，还包括一个低折射指数层，其折射指数为1.45或者更小，覆盖在所述硬涂层上面，
其中薄膜的浊度是1.0％或者更大，总的光透射率是93.5％或者更高。
(2)提供上面第(1)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的低折射指数层是通过在其中组合进含氟高分子化合物形成的，这些含氟高分子化合物是通过热或者离子辐射交联起来的，其动摩擦系数是0.2或者更小。
(3)提供上面第(1)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含交联的粘合剂聚合物，以及单分散透明精细颗粒，它们的平均颗粒尺寸比硬涂层的平均厚度大，它们的颗粒尺寸分布的偏差系数在0.2或者以下。
(4)提供上面第(1)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含交联的粘合剂聚合物，以及单分散的透明精细颗粒，这些颗粒由莫氏硬度小于7的树脂构成，它们的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，它们的颗粒尺寸分布的偏差系数在0.2及以下，其中的低折射指数层包含交联的含氟化合物，它的折射指数是1.45或者更小，动摩擦系数是0.15或者更小。
(5)提供上面第(3)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的低折射指数层是通过在其中结合进用热或者离子辐射交联在一起的含氟高分子化合物而形成的，其动摩擦系数是0.2或者更小。
(6)提供上面第(5)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含交联的粘合剂聚合物，以及单分散的透明精细颗粒，这些颗粒由莫氏硬度小于7的树脂构成，平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，颗粒尺寸分布的偏差系数在0.2或者以下，其中的低折射指数层包含交联的含氟化合物，其折射指数是1.45或者更小，动摩擦系数是0.15或者更小。
(7)提供上面第(1)条中所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中具有高透射率和无光泽特性的薄膜是一种光薄膜，其在透明基底上以下述顺序层合一个硬涂层和一个折射指数低于所述透明基底的低折射指数层，其中的硬涂层包含一种交联的粘合剂聚合物，和单分散的透明精细颗粒，它们的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，颗粒尺寸分布的偏差系数在0.1及以下。
(8)提供具有高透射率和无光泽特性的偏振片，包括一个偏振层和它上面的两个保护薄膜，其中至少有一个保护薄膜是上面的第(1)条到第(7)条中任意一条所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的无光泽层放置在跟偏振层相背的一面。
(9)提供一种液晶显示器，采用了上面第(1)条到第(7)条中任意一条所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜。
(10)提供一种液晶显示器，包括在液晶盒两侧的两块偏振片，其中背光源一侧的偏振片是符合上面第(8)条所述的具有高透射率和无光泽特性的偏振片，无光泽层朝向背光源一侧放置。
在这里，“无光泽特性”指的是在表面上形成凹凸结构，从而跟光滑表面接触的时候，不会因为干涉产生不均匀性。浊度优选是1.0-10.0％，更优选2.0-6.0％。
优选实施方案下面将参考附图，描述本发明中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，以及利用它的液晶显示器的优选实施方案。
图1是具有高透射率和无光泽特性的薄膜分层结构的剖面图。具有高透射率和无光泽特性的薄膜具有多层结构，它们的顺序是透明基底1、硬涂层2和低折射指数层(3)。硬涂层包括颗粒直径在1.0-10μm的颗粒4，这些颗粒在基底表面形成凹凸结构，使这层薄膜具有浊度。硬涂层中颗粒4的直径优选是1.0-10μm，更优选3-10μm。对于低折射指数层，一般而言可以采用含氟树脂薄膜、溶胶凝胶薄膜、颗粒直径在200nm或者更小的精细颗粒形成的层合薄膜、汽相沉积形成的二氧化硅薄膜，每一个的折射指数都是1.45或者更小，优选是1.40或者更小。这一层的折射指数和膜厚度优选满足以下公式(I)mλ/4×0.7＜n1d1＜mλ/4×1.3 (I)其中m是一个大于0的奇数(通常都是1)，λ表示光的波长，n1表示低折射指数层的折射指数，d1表示低折射指数层的薄膜厚度(nm)。
从图1可以看出，颗粒4的直径优选大于硬涂层2的厚度。
优选是采用一种塑料薄膜作为透明基底。塑料薄膜材料的实例包括纤维素酯(例如三乙酰基纤维素，二乙酰基纤维素，丙酰纤维素，丁酰纤维素，乙酰丙酰纤维素和硝化纤维)、聚酰胺、聚碳酸酯、聚脂(例如聚对苯二酸乙二酯，聚奈二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯，聚乙烯-1，2-二苯氧乙烷-4，4’-二羧酸酯和聚对苯二甲酸丁二酯)、聚苯乙烯(例如间同立构聚苯乙烯)、聚烯烃(例如聚丙烯，聚乙烯或者聚甲基戊烯)、聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯和聚醚酮。优选是采用三乙酰基纤维素、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。透明基底的透射率优选是80％或更高，更优选86％或更高。透明基底的浊度优选是2.0％或更低，更优选1.0％或更低。透明基底的折射指数优选是1.40-1.70。
优选将具有饱和碳氢或者聚醚主链的聚合物用于硬涂层。更优选具有饱和碳氢主链的聚合物。聚合粘合剂(粘合剂聚合物)优选是交联的。具有饱和碳氢主链的聚合物优选是由烯类不饱和单体的聚合反应获得的。为了获得交联的聚合粘合剂，优选采用具有至少两个烯类不饱和基团的单体。
具有至少两个烯类不饱和基团的单体的实例包括多元醇酯与(甲基)丙烯酸的酯(例如，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸1，4-环乙二醇酯，四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷酯，三(甲基)丙烯酸三羟甲基乙烷酯，四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯，五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯，六(甲基)丙烯酸季戊四醇酯，1，2，3-环乙烷四甲基丙烯酸酯，聚氨酯聚丙烯酸酯和聚酯聚丙烯酸酯)，乙烯基苯及其衍生物(例如，1，4-二乙烯基苯，4-乙烯基苯甲酸-2-丙烯酰基乙酯和1，4-二乙烯环乙酮)，乙烯砜(例如二乙烯砜)和丙烯酰胺(例如亚甲基-双-丙烯酰胺)和甲基丙烯酰胺。
具有聚醚主链的聚合物优选是由多功能环氧树脂化合物进行开环聚合而合成。
具有烯类不饱和基团的这些单体在施加到薄膜上以后需要通过由离子辐射或者热引发的聚合来固化。
用于替换至少具有两个烯类不饱和基团的单体，或者除了至少具有两个烯类不饱和基团的单体以外，可通过可交联基团的反应将一种交联结构引入聚合粘合剂。可交联官能团的实例包括异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、噁唑啉基、醛基、羰基、联氨基、羧基、羟甲基和活泼亚甲基。乙烯基磺酸、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、三聚氰胺、醚化甲醇、酯、氨基甲酸乙酯和例如四甲氧基硅这样的金属醇盐也可以被用作引入交联结构的单体。也可以采用由分解反应而表现出交联特性的官能团，比方说嵌段型异氰酸酯基团。在这里术语“可交联基团”指的是由于上面提到的官能团分解而表现出反应性的基团，但不局限于上面提到的化合物。
施加到薄膜上以后，具有这种可交联基团的化合物必须通过热或其它方式而交联。
结合进硬涂层的无光泽颗粒的实例包括无机物的精细颗粒，比方说二氧化硅，二氧化钛，氧化镁，碳酸钙，碳酸镁，硫酸钡，硫酸锶，以及有机物精细颗粒，比方说聚丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈、聚苯乙烯、醋酸纤维素、醋酸丙酸纤维素。在它们中间，首选的是作为无机物的二氧化硅，以及作为有机物的聚甲基丙烯酸甲酯。
要结合进硬涂层的无光泽颗粒优选是由莫氏硬度小于7的树脂构成。树脂的实例包括聚甲基丙烯酸甲酯树脂，氟树脂，二氟乙烯树脂，硅树脂，环氧树脂，锦纶树脂，聚苯乙烯树脂，酚树脂，聚氨酯树脂，交联丙烯酸树脂，交联聚苯乙烯树脂。所述无光泽颗粒优选不溶于水和有机溶剂。
无光泽颗粒的平均颗粒直径优选是1-10μm，更优选3-10μm，最优选3-7μm。这些颗粒的颗粒直径分布的偏差系数优选是0.2或者更小，这些颗粒具有高度的单分散性，最优选偏差系数是0.1或者更小。当偏差系数大到使颗粒尺寸分布范围太大的时候，有时无光泽特性不够。
在这里术语“偏差系数”指的是按照以下公式获得的值Σ(r--ri)2·niΣni÷r----(II)]]>其中r代表数均颗粒直径，ni代表第i种颗粒的个数，ri代表第i种颗粒的颗粒直径。
对于具有无光泽特性的颗粒要结合进硬涂层的情形，优选是使用平均颗粒直径比硬涂层的厚度大0.5到5.0μm的具有无光泽特性的颗粒的组合。更优选平均颗粒直径比厚度大1到3μm的颗粒的组合。
作为要结合进硬涂层的精细颗粒，可以用这些颗粒中的两种以上组合起来调整浊度。颗粒直径等于或者小于硬涂层厚度的那些颗粒不包括在具有无光泽特性的颗粒中。
涂上去的具有无光泽特性的颗粒的密度取决于浊度，但它优选是在每平方米100到5000个颗粒的范围内，更优选在每平方米200到2000个颗粒的范围之内。
此外，硬涂层还可以结合进无机精细颗粒，目的是调整折射指数，并增强薄膜的熟化硬度。无机精细颗粒的平均直径优选是0.5μm或者更小，特别优选0.2μm或者更小。
无机精细颗粒的实例包括二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒、氧化铝颗粒、氧化锡颗粒、碳酸钙颗粒、硫酸钡颗粒、滑石、高岭土和硫酸钙颗粒。特别优选二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒和氧化铝颗粒。
要结合进去的无机精细颗粒的量优选是占硬涂层总质量的10到90重量％，更优选20到80重量％，特别优选30到60重量％。
硬涂层的厚度优选是0.5到15μm，更优选1到10μm，特别优选1到8μm。
可以用来生成低折射指数层的化合物的实例包括含氟高分子化合物以及下文中给出的通式代表的取代的有机硅化合物。在它们中间，优选是用含氟化合物。更优选使用可以通过热或者离子辐射而交联的含氟高分子化合物。在它们中间，优选是使用低折射指数的含氟化合物，其折射指数优选为1.45或者更低，更优选比透明基底的折射指数还要低，特别优选折射指数是1.42或者更低，其动摩擦系数优选是0.15或者更小，它们可以用热或者离子辐射交联。为了控制涂层特性及薄膜硬化程度，上述化合物可以跟另外一种化合物一起使用。可交联含氟化合物的实例包括含氟单体和可交联含氟聚合物。在它们中间，从涂层特性的角度来看优选是使用可交联含氟聚合物。
这些可交联含氟高分子化合物的实例包括含有全氟烃基基团的硅烷化合物(例如，(十七烷-1，1，2，2-十四烷)三乙氧基甲硅烷)，以及由含氟单体和另一种作为结构单元的用于提供可交联基团的单体组成的含氟共聚物。
含氟单体单元的实例包括，例如，氟烯烃(例如氟乙烯，二氟乙烯， 四氟乙烯，六氟乙烯，六氟丙烯，全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯等等)，甲基丙烯酸的部分或者完全氟化的烷基酯衍生物(例如Biscoat 6FM(商标名，由Osaka Yukikagaku KK制造)和M-2020(商标名，由Daikin KK制造))，以及部分或者完全氟化的乙烯醚。
除了甲基丙烯酸缩水甘油酯这样的分子中本身具有交联官能的(甲基)丙烯酸酯单体以外，提供可交联基团的单体的实例包括具有羧基、羟基、氨基或者磺酸基的丙烯酸酯单体(例如甲基丙烯酸，羟甲基(甲基)丙烯酸，羟烷基(甲基)丙烯酸脂，丙烯酸烯丙酯等等)。上面提到的后一个单体在JP-A-10-25388和JP-A-10-147739中作为在共聚合以后能够引入交联结构的单体。还可以采用这些化合物以外的化合物。
一种实例是以下式代表的化合物或者它的水解产物R1aR2bSiX4-(a＋b)其中R1和R2分别表示烷基、烯基、芳基或者具有卤原子的烃基、环氧基、氨基、巯基、甲基丙烯酰氧基或者氰基，X代表选自烷氧基、烷氧基烷氧基、卤素原子或者酰氧基的可水解取代基，a和b分别代表0，1或者2，并且a＋b是1或者2。
如同JP-A-9-288201中公开的一样，低折射指数层可以通过在这一层中均匀地形成尺寸等于或者小于光波长的空气或者真空微孔而制备。
为了防止划伤，低折射指数层的动摩擦系数优选是0.20或者更小。如果动摩擦系数太大，抗划伤性能就比较差，因为硬度较低。例如，加工这一薄膜形成偏振片的时候，有时会出现划伤，它会导致显示出现不均匀。
用于低折射指数层的含氟高分子化合物的实例包括通过聚合含氟单体形成的聚合物。这些单体的具体实例包括氟烯烃(例如氟化乙烯，1，1-二氟乙烯，四氟乙烯，六氟乙烯，六氟丙烯，全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯)，甲基丙烯酸的部分或者完全氟化的烷基酯衍生物，部分或者完全氟化的乙烯醚。在它们中间，选择一种单体或者多种单体，将它们按照可选的比例混合起来实现共聚。通过这种方式，可以获得需要的聚合物。
此外，不仅将上面描述的含氟单体的聚合物用作结构单元，还可以使用上面描述的含氟单体和无氟单体的共聚物。关于可以使用什么样的单体单元没有任何特别限制。例如，链烯烃(例如乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯)、丙烯酸脂(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-丙烯酸乙基己酯)、甲基丙烯酸脂(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯)、苯乙烯衍生物(例如苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)，乙烯醚(例如甲基乙烯醚)、乙烯基脂(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯)、丙烯酰胺(例如N-叔-丁基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺和丙烯腈衍生物。
低折射指数层的折射指数是1.45或者更小，它比透明基底的折射指数小。此外，低折射指数层的折射指数优选是小于用于涂覆低折射指数层的基底的折射指数。折射指数可以按照以下方法测量出来。折射指数测量在硬化以后，低折射指数层的折射指数是按照以下步骤确定出来的在折射指数是1.66的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，形成一层厚度为0.1μm的低折射指数层并将其硬化。然后，利用分光光度计在380nm到780nm范围内、5度入射角上测量形成的低折射指数层的光谱反射率。折射指数由获得的反射率的最小值确定。
具有高透射率和无光泽特性的薄膜的每一层都能利用这些材料按照浸渍涂敷方法、气刀涂敷方法、幕涂方法、滚动涂敷方法、线棒涂敷方法、凹版涂敷方法和挤出涂覆方法(美国专利2681294)形成。一次可以涂覆两层或者更多层。同时涂敷多层的方法公开在美国专利2761791、2941898、3508947和3526528以及Asakura Shoten于1973年出版的Yuji Harazaki的日文书“Kotingu Kogaku(涂覆技术)”第253页上。
本发明中具有高透射率和无光泽特性的薄膜可以被用于液晶显示器。但是，液晶显示器并不限于前面的图2所示的那种。本发明的薄膜还可以用于各种其它实施方案中的液晶显示器。本发明的液晶显示器可以是，例如，这样一个实施方案，其中本发明里具有高透射率和无光泽特性的薄膜形成的层是与液晶显示器作为一个整体形成的。
具有高透射率和无光泽特性的薄膜优选是用一种粘合剂跟一个偏振片粘附，从而使这个薄膜的透明基底一侧跟偏振片接触，或者具有高透射率和无光泽特性的薄膜被用作偏振片的偏振层的两个保护性薄膜中间的至少一个，从而在跟偏振层相背的一侧形成无光泽层。在这一液晶显示器中，具有高透射率和无光泽特性的这样一个偏振片一般都可以被用作放置在液晶盒两侧的两个偏振片中背光源一侧的偏振片，上面提到的无光泽层朝向背光源一侧放置。
本发明中权利要求1到7中具有无光泽特性的薄膜都是高透射率的，可以被用于液晶显示器中的偏振片，从而防止由于调光薄膜的热膨胀引起显示不均匀和亮度不均匀。此外，本发明权利要求2、5和6中具有高透射率的薄膜除了上面提到的特性以外，还具有良好的抗划伤性能，从而具有在调光薄膜上不会有任何划伤的优点。
更进一步，本发明权利要求8中具有无光泽特性的偏振片具有很高的亮度，除了上面提到的特性以外，它还具有良好的抗划伤性能，因而它们具有在调光薄膜上不会产生任何划伤的优点。
因此，权利要求9或者10的液晶显示器能够提供一种稳定的高质量显示。
下面将通过以下实施例更加详细地描述本发明，但是本发明并不限于这些实施例。
接下来，利用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂敷到硬涂层上去，在80℃下晾干，然后在120℃下加热10分钟，实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。
接下来，利用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂敷到硬涂层上去，在80℃下晾干，然后在120℃下加热10分钟，实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。比较例1用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液A涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。比较例2用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液B涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。比较例3用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液E涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，通过交联使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。比较例4用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液E涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。比较例5用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液F涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。实施例3用绕线棒刮涂器将前面提到的硬涂层涂敷溶液G涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上去，在120℃下晾干得到的薄膜，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)，以300mJ/cm2辐射量和400mW/cm2照明度的UV射线照射，使涂覆层硬化，形成厚度是3μm的硬涂层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。具有高透射率和无光泽特性的薄膜的性能评估对于得到的薄膜，针对以下项目进行评估；(1)总的光透射率和浊度得到的薄膜的总的光透射率和浊度用型号为1001DP的薄膜浊度测量仪(商标名称，Nihon Denshoku Kogyo KK制造)进行测量。
(2)铅笔硬度评估进行JIS K 5400中公开的铅笔硬度评估，作为抗划伤性能的指标。在25℃和60％的相对湿度环境中将增透薄膜湿润两个小时以后，用H和2H测试铅笔在1公斤的负荷条件下进行划伤测试，就像JIS S 6006所定义的一样。然后，按照以下判据进行评估在n＝5的评估中，没有发现任何划伤○在n＝5的评估中，发现一个或者两个划伤痕迹△在n＝5的评估中，至少发现3个划伤痕迹×
(3)测量动摩擦系数将动摩擦系数作为表面滑动特性的指标来评估。将得到的薄膜在25℃和60％的湿度下放置两个小时，然后利用直径是5m的不锈钢球，在100克力作用下，在60cm/min的速度下，利用一个HEIDON-14动摩擦测试仪进行测量。得到的测量值作为动摩擦系数。
(4)无光泽特性的评估作为无光泽特性的指标，将一个4×5cm的滑动玻璃片放置在这样制备出来的薄膜的无光泽层上，在玻璃上施加1公斤的重力，按照以下评估方法，确定由于接触造成的环形的非均匀状态。无光泽特性对应于防止显示不均匀和亮度不均匀的能力完全看不到不均匀○在较小的区域内发现轻微的不均匀△在所有的区域内都能发现不均匀×(5)折射指数低折射指数层在固化以后的折射指数按照以下步骤来确定。即，在折射指数是1.66的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，形成厚度为0.1μm的低折射指数层，并且按照上面提到的方法加以固化。稍后，用分光光度计在5度入射角及380nm-780nm范围内对得到的低折射指数层的光谱反射率进行测量。折射指数由获得的反射率的最小值确定。在上述实施例和比较例中，每个都利用低折射指数层，它们的折射指数分别是1.42或者更小。这个值低于要使用的透明基底的折射指数。
这些实施例和比较例中获得的结果在表1中给出。
实施例1和实施例2中薄膜的浊度都是1％或者更大，但总的光透射率超过93.5％。此外，它们中的每一个都表现出2H的铅笔硬度或者更硬，动摩擦系数是0.10，并且它们具有良好的无光泽特性。
对于颗粒被结合进硬涂层的比较例1和2，无光泽特性比没有颗粒的比较例3中的无光泽特性有很大的改善。但是，对于省去了低折射指数层的比较例1和2，总的光透射率分别低到92.4％和92.1％。
对于比较例4，在没有添加颗粒的情况之下没有获得任何无光泽特性。对于比较例5，因为使用的颗粒的颗粒直径太小，无光泽特性不够明显。
实施例3是使用了具有很高莫氏硬度的硅胶颗粒。实施例3中薄膜的浊度高达5.8％，而总的透光率则是93.5％，它是最小的目标值。还有，这个薄膜的铅笔硬度是2H或者更高，动摩擦系数是0.10，其无光泽特性良好。
表1
实施例4利用绕线棒刮涂器将前面提到的用于硬涂层的涂敷溶液A涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上，得到的薄膜在摄氏120度下干燥，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)以400mW/cm2的照明度和300mJ/cm2的辐射量用UV射线照射，固化涂覆层，形成厚度是3μm的硬涂层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。比较例6利用绕线棒刮涂器将前面提到的用于硬涂层的涂覆溶液H涂覆到厚度是80μm的三乙酰基纤维素薄膜(TAC-TD80U，商标名称，富式胶片株式会社制造)上，得到的薄膜在摄氏120度下干燥，然后用160W/cm的空气冷却金属卤化物灯(Ai Graphics KK制造)以400mW/cm2的照明度和300mJ/cm2的辐射量用UV射线照射，固化涂覆层，形成厚度是3μm的硬涂层。
然后用绕线棒刮涂器将前面提到的低折射指数层涂敷溶液A涂覆到硬涂层上，在80℃下晾干，在120℃加热10分钟实现热交联，形成厚度是0.096μm的低折射指数层。具有高透射率和无光泽特性的薄膜的性能评估对于这样制备出来的薄膜，针对以下项目进行评估；(1)总的光透射率和浊度(2)铅笔硬度评估(3)动摩擦系数测量(4)无光泽特性评估(5)折射指数关于(1)到(5)，测试和评估按照前面提到的方式进行。低折射指数层的折射指数是1.42。
(6)抗划伤特性评估作为抗划伤特性的指标，将制备出来的薄膜安装到尺寸是20×75mm，重量是500克的不锈钢板上，使无光泽表面成为它的外侧。将这个钢板放置在聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，使无光泽表面向下，以20mm/min的速率推拉不锈钢板。然后按照以下方式评估聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上形成的划伤痕迹没有发现任何划伤○在部分测试区内发现划伤痕迹△在整个测试区域内发现划伤痕迹×得到的结果在表2中给出。
即使是浊度是1.0％或者更大的实施例4和5中的薄膜，它们的总透光率都大于93.5％。还有，它们的铅笔硬度都是2H或者更高，动摩擦系数都是0.10，并且具有良好的无光泽特性和抗划伤性能。
另一方面，比较例6中薄膜的抗划伤性能比较差，因为采用了具有高莫氏硬度的硅胶颗粒，而且无光泽特性不够，因为使用的硅胶颗粒直径较小。
表2
此外，用实施例5中的薄膜制备了具有高透射率和无光泽特性的偏振片。还有，制作了一种液晶显示器，利用前面的薄膜作为放置在液晶显示单元两侧两块偏振片中背光源一侧的偏振片，上面提到的无光泽层朝向背光源一侧。结果，在这一液晶显示器中，跟不使用所述的薄膜的显示装置比较，白色显示的亮度提高了2％。在本发明的液晶显示器中，没有发现由于不均匀导致显示质量下降，即使是7天以后，在室温环境和摄氏60度的高温环境中。在实施例3和4的薄膜中，获得了跟上面一样的结果(特性)。使用比较例1的薄膜的时候，没有发现由于不均匀导致显示质量变差，但是这个装置没能提高亮度。使用比较例4和5的薄膜的时候，亮度提高了1-2％，但是它们没能防止由于不均匀导致显示质量变坏。此外，由于实施例1和2中的薄膜也能提供实施例3到5中接触角和玻璃接触测试中的相似结果，因此推断在安装测试中这些薄膜也会给出与上面相同的结果。
工业应用本发明中具有无光泽特性的薄膜具有高透射率，并且能够防止由于用于液晶显示器中的调光薄膜的热膨胀导致显示不均匀和亮度不均匀。所以，这些薄膜优选用作液晶显示器偏振片。此外，本发明中具有高透射率的薄膜特别适合用作液晶显示器的偏振片，因为每个薄膜能提供的低折射指数层除了上面提到的特性外，还能提供良好的抗划伤性能，那些薄膜不会在调光薄膜上产生划痕。
更进一步，本发明中具有无光泽特性的偏振片非常适合用作液晶显示器的偏振片，因为它们具有很高的亮度，除了上面提到的特性以外，它们能够提供良好的抗划伤性能，而且它们不会在调光薄膜上产生划痕。
因此，本发明的液晶显示器具有良好的显示质量。
利用这些实施方案描述了本发明以后，我们的目的是说明本发明并不限于描述的任何具体细节，而是应当理解为在后面的权利要求书的精神和范围内。
权利要求
1.具有高透射率和无光泽特性的一种薄膜，在透明基底上包括一个硬涂层，其中结合了颗粒直径是1.0-10μm的颗粒，它们的平均粒径比硬涂层的厚度大，还包括折射指数为1.45或者更小的低折射指数层，它覆盖在所述硬涂层上，其中薄膜的浊度是1.0％或者更大，总的透射率是93.5％或者更大。
2.权利要求1中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的低折射指数层是通过在其中结合进用热或者离子辐射交联形成的含氟高分子化合物而形成的，其动摩擦系数是0.2或者更小。
3.权利要求1中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含交联粘合剂聚合物，以及单分散透明精细颗粒，它们的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，颗粒尺寸分布的偏差系数是0.2或者更小。
4.权利要求1中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含交联粘合剂聚合物，以及单分散的透明精细颗粒，这些颗粒由莫氏硬度小于7的树脂组成，它们的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，它们的颗粒尺寸分布偏差系数是0.2或者更小，其中的低折射指数层包含交联的含氟化合物，折射指数是1.45或者更小，动摩擦系数是0.15或者更小。
5.权利要求3中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的低折射指数层是通过在其中结合进用热或者离子辐射交联的含氟高分子化合物而形成的，其动摩擦系数是0.2或者更小。
6.权利要求5中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的硬涂层包含一种交联的粘合剂聚合物，以及单分散的透明精细颗粒，这些颗粒由莫氏硬度小于7的树脂构成，它们的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，它们的颗粒尺寸分布偏差系数是0.2或者更小，其中的低折射指数层包含交联的含氟化合物，折射指数是1.45或者更小，动摩擦系数是0.15或者更小。
7.权利要求1中具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中具有高透射率和无光泽特性的薄膜是一种光薄膜，其在透明基底上按下述顺序层合一个硬涂层和一个低折射指数层，低折射指数层的折射指数比所述透明基底的折射指数低，其中的硬涂层含有一种交联的粘合剂聚合物和单分散的透明精细颗粒，这些颗粒的平均颗粒尺寸大于硬涂层的平均厚度，颗粒尺寸分布的偏差系数是0.1或者更小。
8.具有高透射率和无光泽特性的一种偏振片，包括一个偏振层和其上的两个保护性薄膜，其中至少有一个保护性薄膜是权利要求1到7中任意一个所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜，其中的无光泽层放置在与所述的偏振层相背的一面。
9.一种液晶显示器，其中采用了权利要求1-7中任意一个所述的具有高透射率和无光泽特性的薄膜。
10.一种液晶显示器，包括两个偏振片，放置在液晶盒的两侧，其中在背光源一侧的偏振片是权利要求8所述的具有高透射率度和无光泽特性的偏振片，无光泽层朝向背光源一侧放置。
全文摘要
本发明公开了一种具有高透射率和无光泽特性的薄膜,在透明基底1上,有一个硬涂层8,其中结合了颗粒尺寸在1.0到10μm的颗粒,所述的颗粒尺寸大于硬涂层的厚度,还包括低折射指数层3,其折射指数是1.45或者更小,覆盖在所述硬涂层上面,该薄膜的浊度是1.0%或者更大,总的透光率是93.5%或者更大。该具有高透射率的薄膜能够防止由于调光薄膜的热膨胀而导致的显示不均匀,并防止调光薄膜出现亮度不均匀。
文档编号G02B5/02GK1339116SQ00803348
公开日2002年3月6日 申请日期2000年2月4日 优先权日1999年2月5日
发明者纲盛一郎, 井上弘, 渡部英俊 申请人:富士胶片株式会社