光学层叠体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种光学层叠体，该光学层叠体即便使用低透湿性的（甲基）丙烯酸系树脂薄膜（基材薄膜），（甲基）丙烯酸系树脂薄膜（基材薄膜）与硬涂层的密合性及硬涂层的耐划伤性这两方面也优异。本发明的光学层叠体具备：由（甲基）丙烯酸系树脂薄膜形成的基材层（10）；在上述（甲基）丙烯酸系树脂薄膜上涂敷包含固化性化合物及无机纳米粒子（1）的硬涂层形成用组合物而形成的硬涂层（30）；以及在上述基材层（10）与上述硬涂层（30）之间通过上述硬涂层形成用组合物渗透至上述（甲基）丙烯酸系树脂薄膜而形成的厚度为1.2μm以上的渗透层（20），其中，上述无机纳米粒子的含有比例是：相对于上述固化性化合物及上述无机纳米粒子的总和为1.5重量%～50重量%。
【专利说明】光学层叠体
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学层叠体。
【背景技术】
[0002]对于液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、阴极射线管显示装置(CRT，Cathode Ray Tube)、等离子体显不器(PDP, Plasma Display Panel)、电致发光显不器(ELD, Electroluminescence Display)等图像显示装置而言，如果由于来自外部的接触而使其表面受到损伤，则有时显示图像的视认性会下降。因此，为了保护图像显示装置的表面，使用了包含基材薄膜与硬涂层的光学层叠体。代表性地使用了三こ酰纤维素(TAC)作为光学层叠体的基材薄膜(专利文献I)。然而，由TAC形成的基材薄膜的透湿度高。因此，在将包含这种基材薄膜的光学层叠体用于LCD时，有高温高湿下水分透过该光学层叠体而使起偏器的光学特性劣化这样的问题。近年来，除于在屋内使用以外，IXD也大量用于汽车导航系统、便携信息終端之类在屋外使用的设备中，从而要求即便在高温高湿等严酷的条件下也不会产生上述问题的可靠性高的LCD。
[0003]为了解决上述问题，提出了具有将硬涂层形成用组合物涂布在低透湿性的丙烯酸系基材薄膜上并使其干燥而形成的硬涂层的光学层叠体(专利文献2)。就专利文献2中所记载的光学层叠体而言，基材薄膜与硬涂层虽具有某种程度的密合性，但尚不充分，无法获得上述由TAC形成的基材薄膜那种程度的密合性。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2008-165205号公报
[0007]专利文献2:日本特开2009-185282号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的问题
[0009]本发明的
【发明者】们针对丙烯酸系基材薄膜与硬涂层的密合性研究了利用锚固效果使其密合，结果发现了如下新问题:若要提高密合性(代表性地提高硬涂层形成用组合物的干燥温度)，则基材薄膜成分会溶解析出到硬涂层中，从而使耐划伤性下降。本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，提供ー种光学层叠体，该光学层叠体即便使用包含低透湿性的(甲基)丙烯酸系树脂的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜(基材薄膜)，也可确保(甲基)丙烯酸系树脂薄膜(基材薄膜)与硬涂层的密合性，并且可防止耐划伤性的下降。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]本发明的光学层叠体具备:由(甲基)丙烯酸系树脂薄膜形成的基材层；在上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜上涂敷包含固化性化合物及无机纳米粒子的硬涂层形成用组合物而形成的硬涂层；以及在上述基材层与上述硬涂层之间通过上述硬涂层形成用组合物滲透至上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜而形成的厚度为1.2 以上的渗透层，其中，上述无机纳米粒子的含有比例是:相对于上述固化性化合物及上述无机纳米粒子的总和为1.5重量％?
50重量％。
[0012]在优选的实施方案中，上述无机纳米粒子的表面的至少一部分被有机化合物被覆。
[0013]在优选的实施方案中，上述有机化合物为具有聚合性不饱和基团的有机化合物。
[0014]在优选的实施方案中，上述无机纳米粒子的含有比例是:相对于上述固化性化合物及上述无机纳米粒子的总和为1.5重量％?30重量％。
[0015]在优选的实施方案中，上述硬涂层形成用组合物包含具有5个以上的(甲基)丙烯酰基的固化性化合物，并且上述具有5个以上的(甲基)丙烯酰基的固化性化合物的含有比例是:相对于上述硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为15重量％?100重量％。
[0016]在优选的实施方案中，上述硬涂层形成用组合物包含具有2?4个(甲基)丙烯酰基的固化性化合物，并且上述具有2?4个(甲基)丙烯酰基的固化性化合物的含有比例是:相对于上述硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为85重量％以下。
[0017]在优选的实施方案中，上述硬涂层组合物还包含单官能単体，并且上述单官能単体的含有比例是:相对于硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为40重量％以下。
[0018]在优选的实施方案中，上述单官能単体的重均分子量为500以下。
[0019]在优选的实施方案中，上述单官能単体具有羟基。
[0020]在优选的实施方案中，上述单官能单体为(甲基)丙烯酸羟基烷基酯和/或N- (2-羟基烷基)(甲基)丙烯酰胺。
[0021]在优选的实施方案中，上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜对波长为380nm的光的透过率为15%以下。
[0022]在优选的实施方案中，用于形成上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂具有显现正的双折射的结构单元与显现负的双折射的结构单元。
[0023]在优选的实施方案中，用于形成上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂的重均分子量为10000?500000。
[0024]在优选的实施方案中，在上述硬涂层及上述渗透层中，用于形成上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂的浓度自上述渗透层的上述基材层ー侧向上述硬涂层的与上述基材层相反的一侧连续地降低。
[0025]在优选的实施方案中，上述硬涂层的与上述渗透层相反的ー侧的表面具有凹凸结构。
[0026]在优选的实施方案中，本发明的光学层叠体在上述硬涂层的与上述渗透层相反的一侧上还具备防反射层。
[0027]根据本发明的另一方面，提供一种偏振板。该偏振板包含上述光学层叠体。
[0028]根据本发明的又一方面，提供ー种图像显示装置。该图像显示装置包含上述光学层叠体。
[0029]发明效果
[0030]根据本发明，使用以特定的含有比例包含无机纳米粒子的硬涂层形成用组合物来形成硬涂层，由此即便使用低透湿性的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜(基材薄膜)，也能够得到(甲基)丙烯酸系树脂薄膜(基材薄膜)与硬涂层的密合性及硬涂层的耐划伤性这两方面均优异的光学层叠体。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1 (a)是本发明的优选实施方式的光学层叠体的剖面示意图；图1 (b)是现有的具有常规硬涂层的光学层叠体的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下，对本发明的优选实施方式进行说明，但本发明并不限于这些实施方式。
[0033]A.光学层叠体的整体构成
[0034]图1 (a)是本发明的优选实施方式的光学层叠体的剖面示意图；图1 (b)是现有的具有常规硬涂层的光学层叠体的剖面示意图。图1 (a)所示的光学层叠体100依次具备:由(甲基)丙烯酸系树脂薄膜形成的基材层10、渗透层20和硬涂层30。硬涂层30是将硬涂层形成用组合物涂敷在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜上而形成的。渗透层20是通过硬涂层形成用组合物滲透至(甲基)丙烯酸系树脂薄膜而形成的。基材层10是在这样地使硬涂层形成用组合物滲透至(甲基)丙烯酸系树脂薄膜时在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中硬涂层形成用组合物未到达(滲透)的部分。另ー方面，图1 (b)所示的光学层叠体200未形成渗透层。图1 (a)及(b)所示的边界A是根据(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的硬涂层形成用组合物涂敷面而规定的边界。因此，边界A在光学层叠体100中是渗透层20与硬涂层30的边界，在未形成渗透层的光学层叠体200中是基材层10’(S卩，(甲基)丙烯酸系树脂薄膜)与硬涂层30’的边界。此外，在本说明书中，所谓“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
[0035]如上所述，在光学层叠体100中，渗透层20是通过硬涂层形成用组合物滲透至(甲基)丙烯酸系树脂薄膜而形成的。即，所谓渗透层20是指在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中存在硬涂层成分的部分。渗透层20的厚度为1.2 以上。此外，所谓渗透层20的厚度是指在上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中存在硬涂层成分的部分的厚度，具体而言，是在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中存在硬涂层成分的部分(滲透层)与不存在硬涂层成分的部分(基材层)的边界B与边界A的距离。
[0036]本发明中所使用的硬涂层形成用组合物还包含无机纳米粒子。在由上述硬涂层形成用组合物形成的硬涂层30中存在上述无机纳米粒子I。由包含无机纳米粒子的硬涂层形成用组合物形成包含无机纳米粒子I的硬涂层30时，可防止溶解析出到硬涂层形成用组合物中的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中的成分(代表性地为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中的树脂成分)在硬涂层形成时扩散至硬涂层的空气界面，从而能够获得耐划伤性优异的光学层叠体。
[0037]本发明的光学层叠体根据需要也可在硬涂层30的外侧上配置任何适当的其它层(未图示)。代表性地，其它层是隔着粘结剂层(未图示)而配置的。
[0038]对于用于形成上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂而言，也可通过将其溶解析出到硬涂层形成用组合物中而使硬涂层中存在该(甲基)丙烯酸系树脂。根据本发明，即便硬涂层中存在该(甲基)丙烯酸系树脂，也可获得耐划伤性优异的光学层叠体。优选为在硬涂层30及渗透层20中，用于形成(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂的浓度自渗透层20的基材层10 —侧向硬涂层30的与基材层10相反的ー侧(即，硬涂层30的空气侧界面)连续地降低。这是因为，通过使(甲基)丙烯酸系树脂的浓度连续地变化、即未形成由(甲基)丙烯酸系树脂的浓度变化而产生的界面，可抑制界面反射，从而可获得干涉斑(干涉不均，interference unevenness)小的光学层叠体。
[0039]本发明的光学层叠体在500nm~600nm的波长区域中的硬涂层的反射光谱的振幅优选为1.0%以下，更优选为0.5%以下，进ー步优选为0.3%以下，特别优选为0.1%以下。根据本发明，可获得反射光谱的振幅较小即干渉斑小的光学层叠体。[0040]由于本发明的光学层叠体具有规定厚度的渗透层，因此即便选择折射率差大的材料作为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜及硬涂层的形成材料，也能够防止干渉斑的产生。对于本发明的光学层叠体而言，例如可将基材层的折射率与硬涂层的折射率之差的绝对值设为0.01~0.15。当然，也可将该折射率之差的绝对值设定为低于0.01。
[0041]本发明的光学层叠体例如被应用于偏振薄膜(也称为偏振板)。具体而言，在偏振薄膜中，可适宜地将本发明的光学层叠体设置于起偏器的单面或双面上，用作起偏器的保护材料。
[0042]B.基材层
[0043]上述基材层由(甲基)丙烯酸系树脂薄膜形成。更详细而言，如上述那样，当将硬涂层形成用组合物涂敷在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜上时，基材层是在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中该硬涂层形成用组合物未到达(滲透)的部分。
[0044]上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜包含(甲基)丙烯酸系树脂。(甲基)丙烯酸系树脂薄膜例如可通过对含有包含(甲基)丙烯酸系树脂作为主成分的树脂成分的成形材料进行挤出成形而获得。
[0045]上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的透湿度优选为200g/m2 ? 24小时以下，更优选为80g/m2 *24小时以下。根据本发明，即便这样地使用透湿度高的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜，也能够获得(甲基)丙烯酸系树脂薄膜与硬涂层的密合性优异且干渉斑得到了抑制的光学层叠体。此外，透湿度例如可通过基于JIS Z0208的方法在温度为40°C、相対湿度为92%的试验条件下进行測定。
[0046]上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜对波长为380nm的光的透过率优选为15%以下，更优选为12%以下，进ー步优选为9%以下。波长为380nm的光的透过率为上述范围时，显现出优异的紫外线吸收能力，因此可防止由光学层叠体的外部光等引起的紫外线劣化。
[0047]上述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的面内相位差Re优选为IOnm以下，更优选为7nm以下，进ー步优选为5nm以下，特别优选为3nm以下，最优选为Inm以下。(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的厚度方向相位差Rth优选为15nm以下,更优选为IOnm以下,进ー步优选为5nm以下，特别优选为3nm以下，最优选为Inm以下。面内相位差及厚度方向相位差为上述范围时，可显著地抑制由相位差引起的对图像显示装置的显示特性的不良影响。更具体而言，可显著地抑制干渉斑或用于3D显示器用液晶显示装置时的3D影像失真。面内相位差及厚度方向相位差为上述范围的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜例如可通过使用下述的具有戊二酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂而获得。此外，面内相位差Re及厚度方向相位差Rth可分别根据下述式求出:
[0048]Re= (nx-ny) X d[0049]Rth=(nx-nz) Xd
[0050]此处，nx为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的慢轴方向的折射率，ny为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的快轴方向的折射率，nz为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的厚度方向的折射率，d(nm)为(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的厚度。慢轴是指薄膜面内的折射率成为最大的方向，快轴是指于在面内与慢轴垂直的方向。代表性地，Re及Rth是通过使用波长为590nm的光来进行测定的。
[0051]可采用任何适当的(甲基)丙烯酸系树脂作为上述(甲基)丙烯酸系树脂。例如，可列挙:聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酷-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酷-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酷-丙烯酸酷-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯こ烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酷-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酷-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选地，可列举聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酷。更优选地，可列举以甲基丙烯酸甲酯为主成分(50?100重量％，优选为70?100重量％)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
[0052]上述(甲基)丙烯酸系树脂的重均分子量优选为10000?500000，更优选为30000?500000。根据本发明，即便使用重均分子量小的(甲基)丙烯酸系树脂即使用较容易溶解析出到硬涂层中的(甲基)丙烯酸系树脂，也可获得耐划伤性优异的光学层叠体。使用重均分子量小的(甲基)丙烯酸系树脂时，可在(甲基)丙烯酸系树脂薄膜中形成充分厚度的滲透层而获得(甲基)丙烯酸系树脂薄膜与硬涂层的密合性优异且干渉斑得到了抑制的光学层叠体。
[0053]上述(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度优选为110°C以上，更优选为120°C以上。玻璃化转变温度为上述范围时，可获得耐久性及耐热性优异的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜。玻璃化转变温度的上限并无特别限定，但就成形性等观点而言，优选为170°C以下。
[0054]上述(甲基)丙烯酸系树脂优选具有显现正的双折射的结构单元与显现负的双折射的结构单元。具有这些结构单元时，可通过调节其存在比来控制(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的相位差，并可获得低相位差的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜。作为显现正的双折射的结构単元，例如可列举:构成内酯环、聚碳酸酷、聚こ烯醇、こ酸纤维素、聚酯、聚芳酷、聚酰亚胺、聚烯烃等的结构单元；及下述通式(I)所示的结构单元。作为显现负的双折射的结构单元，例如可列举:来自苯こ烯系单体、马来酰亚胺系単体等的结构单元；聚甲基丙烯酸甲酯的结构单元；及下述通式(3)所示的结构单元等。在本说明书中，所谓显现正的双折射的结构单元是指当仅具有该结构単元的树脂显示正的双折射特性时(即，在树脂的拉伸方向上出现慢轴吋)的结构单元。另外，所谓显现负的双折射的结构单元是指当仅具有该结构単元的树脂显示负的双折射特性时(即，在与树脂的拉伸方向垂直的方向上出现慢轴时)的结构单
J Li o
[0055]可优选使用具有内酯环结构或戊ニ酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂作为上述(甲基)丙烯酸系树脂。具有内酯环结构或戊ニ酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂的耐热性优异。更优选为具有戊ニ酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂。使用具有戊ニ酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂时，如上述那样，可获得低透湿且相位差及紫外线透过率小的(甲基)丙烯酸系树脂薄膜。具有戊ニ酰亚胺结构的(甲基)丙烯酸系树脂(以下也称为戊ニ酰亚胺树脂)例如记载于日本特开2006-309033号公报、日本特开2006-317560号公报、日本特开2006-328329号公报、日本特开2006-328334号公报、日本特开2006-337491号公报、日本特开2006-337492号公报、日本特开2006-337493号公报、日本特开2006-337569号公报、日本特开2007-009182号公报及日本特开2009-161744号公报中。在本说明书中，引用
这些记载作为參考。
[0056]上述戊二酰亚胺树脂优选包含下述通式(I)所示的结构单元(以下也称为戊二酰亚胺单元)及下述通式(2)所示的结构单元(以下也称为(甲基)丙烯酸酯単元)。
[0057]
【权利要求】
1.ー种光学层叠体，其具备:由(甲基)丙烯酸系树脂薄膜形成的基材层；在所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜上涂敷包含固化性化合物及无机纳米粒子的硬涂层形成用组合物而形成的硬涂层；以及在所述基材层与所述硬涂层之间通过所述硬涂层形成用组合物滲透至所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜而形成的厚度为1.2pm以上的渗透层，其中，所述无机纳米粒子的含有比例是:相对于所述固化性化合物及所述无机纳米粒子的总和为1.5重量％~50重量％。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中，所述无机纳米粒子的表面的至少一部分被有机化合物被覆。
3.根据权利要求2所述的光学层叠体，其中，所述有机化合物为具有聚合性不饱和基团的有机化合物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学层叠体，其中，所述无机纳米粒子的含有比例是:相对于所述固化性化合物及所述无机纳米粒子的总和为1.5重量％~30重量％。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光学层叠体，其中，所述硬涂层形成用组合物包含具有5个以上的(甲基)丙烯酰基的固化性化合物，并且所述具有5个以上的(甲基)丙烯酰基的固化性化合物的含有比例是:相对于所述硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为15重量％~100重量％。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光学层叠体，其中，所述硬涂层形成用组合物包含具有2~4个(甲基)丙烯酰基的固化性化合物，并且所述具有2~4个(甲基)丙烯酰基的固化性化合物的含有比例是:相对于所述硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为85重量％以下。
7.根据权利要求5或6所述的光学层叠体，其中，所述硬涂层组合物还包含单官能単体，并且所述单官能単体的含有比例是:相对于硬涂层形成用组合物中的全部固化性化合物为40重量％以下。`
8.根据权利要求7所述的光学层叠体，其中，所述单官能単体的重均分子量为500以下。
9.根据权利要求7或8所述的光学层叠体，其中，所述单官能単体具有羟基。
10.根据权利要求9所述的光学层叠体，其中，所述单官能单体为(甲基)丙烯酸羟基烷基酷和/或N- (2-羟基烷基)(甲基)丙烯酰胺。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的光学层叠体，其中，所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜对波长为380nm的光的透过率为15%以下。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的光学层叠体，其中，用于形成所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂具有显现正的双折射的结构单元与显现负的双折射的结构单元。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的光学层叠体，其中，用于形成所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂的重均分子量为10000~500000。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的光学层叠体，其中，在所述硬涂层及所述渗透层中，用于形成所述(甲基)丙烯酸系树脂薄膜的(甲基)丙烯酸系树脂的浓度自所述渗透层的所述基材层ー侧向所述硬涂层的与所述基材层相反的一侧连续地降低。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的光学层叠体，其中，所述硬涂层的与所述渗透层相反的ー侧的表面具有凹凸结构。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的光学层叠体，其中，在所述硬涂层的与所述渗透层相反的一侧上还具备防反射层。
17.一种偏振薄膜，其包含权利要求1~16中任一项所述的光学层叠体。
18.ー种图像显示装置 ，其包含权利要求1~16中任一项所述的光学层叠体。
【文档编号】G02F1/1335GK103492912SQ201280019680
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月18日 优先权日:2011年4月22日
【发明者】柴田周作, 高田胜则, 武本博之, 平野敬祐 申请人:日东电工株式会社