防眩性膜、偏振片和图像显示装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是分案申请，其原申请的申请号为201210474309. 5，申请日为2012年11月 20日，发明名称为"防眩性膜、偏振片和图像显示装置"。
技术领域
[0002] 本发明涉及防眩性膜、偏振片和图像显示装置。
【背景技术】
[0003] 液晶显示装置具有省电、轻量、薄型等特征，因此近年来代替现有的CRT显示器而 得到快速的普及。
[0004] 这样的液晶显示装置在液晶盒（液晶七;LO的图像显示面侧配置有偏振器，通常， 为了避免在操作时偏振器受到损伤而要求赋予硬度，因而，作为偏振片保护膜，通常通过利 用在透光性基材上设置有硬膜层的硬膜，对图像显示面赋予硬度。
[0005] 以往，作为这样的硬膜的透光性基材，使用了由以三乙酰纤维素为代表的纤维素 酯构成的膜。这基于下述优点：纤维素酯的透明性、光学各向同性优异，在面内基本上不具 有相位差（延迟值低），因此极少改变入射线性偏振光的振动方向，对于液晶显示装置的显 示品质的影响少，另外具有适度的透水性，因而在制造使用光学层积体而成的偏振片时，能 够使偏振器中残留的水分通过光学层积体而干燥；等等。
[0006] 但是，纤维素酯膜在成本方面是不利的材料，而且耐湿、耐热性不充分，若将硬膜 作为偏振片保护膜而在高温多湿的环境下使用，则具有降低偏振光功能和色调等偏振片功 能的缺点。
[0007] 从这样的纤维素酯膜的问题的方面考虑，人们尝试了利用透明性、耐热性、机械强 度优异且成本低于纤维素酯膜的材料即聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯基材来代替纤维素 酯膜而作为透光性基材的材料。
[0008] 但是，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在分子链中具有极化率大的芳香环，因此固有双 折射极大，与用于赋予优异的透明性、耐热性、机械强度的拉伸处理所致的分子链取向相 伴，膜中容易表现出面内的双折射。因此，在配置于偏振元件上的情况下，存在以下问题：特 别是在倾斜地观察显示画面时，在液晶显示装置产生颜色不同的斑点（下文中也称为"虹 斑"），液晶显示装置的显示品质受损。
[0009] 关于利用聚酯基材作为代替纤维素酯膜的透光性基材的材料，人们进行了如下尝 试：例如，专利文献1记载了一种偏振片保护膜，其作为以聚酯树脂为主要成分的膜，使面 内的延迟Re为500nm以上。该专利文献1记载的发明中，为了使聚酯膜具有充分的机械强 度，以纵和横的拉伸倍数为3. 3/3. 9的方式进行了双轴拉伸，因此延迟必然产生，拉伸倍数 小，而且纵横的拉伸倍数大致相等，因而延迟值最小为500nm、最大为700nm。然而，以这样 小的延迟无法消除虹斑问题。因此，该专利文献1记载的发明中，通过在最上层设置雾度为 10%~80%的光漫射层，从而消除了虹斑问题。但是，若设置具有10%以上的雾度的光漫 射层，即使能够消除虹斑，也会产生泛白和对比度等画质差的问题。
[0010] 另外，例如，专利文献2中记载了一种防眩膜，其使用以2. 5倍至6倍进行拉伸而 具有充分透明性的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为透明基材。该防眩膜中，若延迟为1000以 上，则虽然正面的着色不显眼，但倾斜方向的颜色不均（虹斑）不能够消除，因此通过使总 雾度为透过鲜明度的8倍以上，从而消除了虹斑。但是，若透过鲜明度低则可见性降低，因 此，专利文献2记载的防眩膜需要雾度为5. 5%~55%。此外，为了满足上述透过鲜明度和 雾度的关系，增大表面凹凸形状的周期，使防眩层的正反射率为0.05%~2%这样的非常 低的值，因而在防眩层表面基本上不存在平面，因此即使能够消除虹斑，也会产生包含泛白 或对比度等画质差劣的问题。
[0011] 此外，专利文献3记载了下述内容：使用白色发光二极管作为光源，以偏振片的吸 收轴与高分子膜的慢轴所成的角度为45度的方式配置并使用延迟为3000nm~30000nm的 高分子膜，由此在通过遮光玻璃等偏振片观察画面时，任意观察角度均能够确保良好的可 见性。但是，作为专利文献3中优选的高分子膜的聚酯和聚碳酸酯膜柔软且不具有耐擦伤 性，因此只要不在高分子膜表面设置硬膜层则无法供于实用。然而，在高分子膜的表面设置 有硬膜层的情况下，若两者的折射率之差增大，则会因该折射率差而产生干涉条纹，引起画 质劣化。
[0012] 此处，干涉条纹是指下述现象：若对透明的薄膜照射白色光，则从薄膜的表面反射 的光和先进入薄膜再由经薄膜下表面反射的光发生干涉，从而观察到部分的虹状色彩的现 象，并且该现象是因为某些观察方下相互增强的波长变化而产生的现象。对于使用者而言， 该现象不仅让人看不清楚画面而且有时会产生令人不快的印象，强烈要求改善该现象。在 高分子膜（折射率：Np)上设置硬膜层（折射率：Nh)的情况下，Np与Nh存在差（折射率 差）时，例如，Np为1. 64~1. 68且Nh为1. 50~1. 53时等，在高分子膜与硬膜层的界面 上会产生反射光的干涉，上述折射率差越大则干涉条纹越明显。
[0013] 另一方面，众所周知：通过使高分子膜（折射率：Np)和硬膜层（折射率：Nh)的折 射率尽可能一致（下文中也称为干涉条纹消除法1)，能够消除干涉条纹。此外，在高分子膜 与硬膜层之间有时设置中间层（例如，用于提高密合性的底涂层），此时，还已知通过使中 间层的折射率为高分子膜的折射率（Np)与硬膜层的折射率（Nh)的中间的折射率（下文中 也称为干涉条纹消除法2)来抑制干涉条纹的技术（例如，参见专利文献4、5等）。需要说 明的是，高分子膜的折射率（Np)与硬膜层的折射率（Nh)的中间的折射率（Nph)理论上通 过下述数学式算出。
[0014] 【数学式1】
[0015] Nph - V Np · Nh
[0016] 即，即使在专利文献3记载的发明中，为了防止干涉条纹，也需要基于上述干涉条 纹消除法1而设置硬膜层，或者基于上述干涉条纹消除法2而设置中间层。
[0017] 现有技术文献
[0018] 专利文献
[0019] 专利文献1 :日本特开2008-003541号公报
[0020] 专利文献2 :日本特开2009-156938号公报
[0021] 专利文献3 :日本特开2011-107198号公报
[0022] 专利文献4 :日本特开2003-177209号公报
[0023] 专利文献5 :日本特开2004-345333号公报
【发明内容】
[0024] 发明所要解决的课题
[0025] 但是，在专利文献3中，由于高分子膜具有高延迟值，因而高分子膜的纵向和横向 的折射率（下文中也分别称为Nx、Ny。此处，Np-Nx = Ny-Np)必然很大不同。因此，无法基 于上述干涉条纹消除法1来确定硬膜层的折射率Nh，即便使Nh为Nx与Ny的平均值，在纵向 和横向也分别存在|Nh-Nx|、|Nh-Ny|的折射率差，因此无法消除干涉条纹。另外，同样地， 由于纵向和横向的折射率不同，因而无法基于上述干涉条纹消除法2来确定中间层的折射 率，即便使该中间层的折射率达到最佳，也必然产生干涉条纹。即，只要不增加高分子膜厚， 则越增大延迟，干涉条纹会的问题越大，因此在专利文献3中，无法避免干涉条纹的产生所 引起的画质降低的问题。
[0026] 鉴于上述现状，本发明的目的在于提供一种防眩性膜，其在使用了面内具有双折 射率的透明基材的图像显示装置中，具有硬涂性，能够高度抑制显示图像产生虹斑和干涉 条纹，能够防止显示画面的泛白和晃眼（面年7 )，同时也能够在明室和暗室得到高对比 度；提供使用了该防眩性膜的偏振片和图像显示装置。
[0027] 用于解决课题的方案
[0028] 本发明涉及一种防眩性膜，其特征在于，所述防眩性膜在面内具有双折射率的透 明基材的一个面上具有表面存在凹凸形状的防眩层，上述面内具有双折射率的透明基材具 有3000nm以上的延迟，上述防眩层含有二氧化硅微粒、有机微粒和粘合剂树脂，上述二氧 化娃微粒形成凝聚体，从而在上述防眩层中疏密地（coarsely and densely)含有该凝聚 体，上述二氧化硅微粒的凝聚体在上述有机微粒的周围密集地分布，在该有机微粒的周围 密集分布的二氧化硅微粒凝聚体的一部分附着于上述有机微粒的表面和/或构成上述凝 聚体的二氧化硅微粒之中的一部分浸渗于内部。
[0029] 本发明的防眩性膜中，上述面内具有双折射率的透明基材优选折射率大的方向 即慢轴方向的折射率（nx)与垂直于上述慢轴方向的方向即快轴方向的折射率（ny)之差 (nx-ny)为 0· 05 ~0· 20。
[0030] 另外，上述二氧化硅微粒优选进行了表面处理，上述二氧化硅微粒的凝聚体优选 平均粒径为IOOnm~1 μL?ο
[0031] 另外，上述粘合剂树脂优选以分子中不含羟基的多官能丙烯酸酯单体作为主材 料。
[0032] 另外，上述有机微粒优选进行了表面亲水化处理。
[0033] 另外，上述面内具有双折射率的透明基材优选为聚酯基材。
[0034] 另外，本发明的防眩性膜优选基于JIS Κ7136的总雾度小于5. 0。
[0035] 另外，本发明还涉及一种偏振片，其特征在于，其为具备偏振元件而成的偏振片， 上述偏振片在偏振元件表面具备上述防眩性膜。
[0036] 本发明还涉及一种图像显示装置，其特征在于，其具备上述防眩性膜或上述偏振 片。
[0037] 本发明的图像显示装置优选具备白色发光二极管作为背光源。
[0038] 以下，详细说明本发明
[0039] 需要说明的是，本发明中，只要没有特别记载，则单体、低聚物、预聚物等固化性树 脂前体也记为"树脂"。
[0040] 本发明涉及一种防眩性膜，其在面内具有双折射率的透明基材的一个面上具有表 面存在凹凸形状的防眩层。
[0041] 本发明的防眩性膜中，在防眩层产生了与表面凹凸形状对应的膜厚差，因此由在 该防眩层的表面反射的光和在透明基材侧的界面反射的光所产生的干涉光中，能够使上述 两种光的光程差相同的防眩层表面的干涉光的面积分成细小部分（細分化）。因此，在本发 明的防眩性膜中，干涉光混色而无法识别干涉条纹，能够防止干涉条纹。
[0042] 此处，以往，作为形成了表面具有凹凸形状的防眩层的防眩性膜，下述类型等各种 类型是众所周知的：通过凝聚性二氧化硅等颗粒的凝聚而在防眩层的表面形成凹凸形状的 类型；将有机填料添加到树脂中而在层表面形成凹凸形状的类型；或者，将层表面具有凹 凸的膜层积而转印凹凸形状的类型。无论任何类型，这样的现有的防眩性膜均通过防眩层 的表面形状的作用而得到光漫射/防眩作用，为了提高其作用，需要使凹凸形状粗糙大并 增多，但若凹凸变得粗大、变多，则涂膜的雾度值（雾度值）上升而发生泛白，存在显示图像 的对比度降低的问题。
[0043]另外，现有类型的防眩性膜在膜表面会产生所谓被称为晃眼的闪闪发光的光辉， 还存在显示画面的可见性降低的问题。晃眼是指下述现象：在点亮图像显示装置时，来自背 面的透过光到达画面时，画面表面出现细小的亮度的斑点，若观察者所观察的角度变化，则 该亮度斑点的位置看起来发生变化，在全白显示和全绿显示时特别显著。
[0044] 针对这样的晃眼和泛白的问题，已知一种防眩性膜，例如，其通过硬膜层的树脂而 使防眩层表面的细小凹凸形状平滑，由此可以转换成平滑、凸部与凸部的间隔大、且凸部高 度比以往低的凹凸，实现在维持硬涂性和防眩性的同时抑制了晃眼和泛白的发生的防眩性 膜，但膜厚变厚、达到?ο μ m以上等，无法充分应对近年来的防眩性膜的薄膜化的要求。 [0045] 另外，例如，在单独使用有机微粒或无机微粒而在层表面形成凹凸形状的情况下， 若实现防眩性膜的薄膜化，则微粒过度存在于防眩层的上部，或者有时微粒会在高度方向 凝聚，因此表面凹凸变高，发生晃眼或泛白。为了消除该缺点，若减小有机微粒或无机微粒 的平均粒径、降低表面凹凸的高度，则相反地表面凹凸的高度变得过低，防眩性和干涉条纹 防止性容易消失，无法稳定地得到良好的制品。
[0046] 因此，人们期望一种具备单层构成的防眩层的防眩性膜，所述防眩层具有平滑的 凹凸表面，所述防眩性膜在维持硬涂性和防眩性以及干涉条纹防止性的同时，能够充分地 抑制晃眼和明室中的泛白，并且明室和暗室中的对比度优异。
[0047] 鉴于上述现有问题和防眩性膜的问题，本发明人进行了深入研究，结果发现可以 得到下述防眩性膜，从而完成了本发明：该防眩性膜通过使聚酯基材等面内具有双折射率 的透明基材具有预定的延迟值，从而抑制显示图像的虹斑的发生，此外，通过在防眩层中以 形成特定的分散状态的方式含有二氧化硅微粒和有机微粒，从而与利用单一的微粒（例 如，有机微粒）形成防眩层表面的凹凸形状的情况相比，能够形成更平滑的凹凸形状，其结 果，能够具有充分正反射和适度漫射，在维持硬涂性和防眩性以及干涉条纹防止性的同时 能够薄膜化，能够充分地抑制晃眼的发生和泛白的发生。这样的本发明的防眩性膜由于在 防眩层表面具有平滑的凹凸形状，因而不会提高雾度而具有适度漫射所产生的干涉条纹防 止性，另外具有黑彩感（明室和暗室对比度高，并且映像具有光泽和光辉的性能）。
[0048] 本发明的防眩性膜在面内具有双折射率的透明基材上具有防眩层。
[0049] 作为上述面内具有双折射率的透明基材，没有特别限定，可以举出由例如聚碳酸 酯、环烯烃聚合物、聚酯等构成的基材，其中，优选在成本和机械强度方面有利的聚酯基材。 需要说明的是，在以下说明中，将面内具有双折射率的透明基材作为聚酯基材进行说明。
[0050] 上述聚酯基材具有3000nm以上的延迟。若延迟小于3000nm，则使用了本发明防眩 性膜的液晶显示装置的显示图像会产生虹斑。另一方面，作为上述聚酯基材的延迟的上限， 没有特别限定，优选为3万nm左右。若超过3万nm，则观察不到显示图像的虹斑改善效果 的进一步提高，另外膜厚变得相当厚，因而不优选。
[0051] 从虹斑防止性和薄膜化的方面出发，上述聚酯基材的延迟优选为6000nm~ 25000nm。更优选的范围为8000nm~2万nm。
[0052] 需要说明的是，上述延迟是指利用在聚酯基材的面内折射率最大的方向（慢轴方 向）的折射率（nx)、垂直于慢轴方向的方向（快轴方向）的折射率（ny)和聚酯基材的厚度 (d)由下式所表示的。
[0053] 延迟（Re) = (nx-ny) X d
[0054] 另外，上述延迟可以通过例如王子计测机器社制造的KOBRA-WR来测定（测定角 0°、测定波长548. 2nm)。
[0055] 另外，也可以使用两片偏振片，求出聚酯基材的取向轴向（主轴的方向），并通过 阿贝折射率计（Atago社制造 NAR-4T)求出与取向轴向正交的两个轴的折射率（nx、ny)。此 外，聚酯基材的厚度d(nm)能够使用电子测微计（ANRITSU社制造）来测定。并且，还能够 由折射率差（nx-ny)与膜的厚度d(nm)之积来计算延迟。
[0056] 需要说明的是，关于折射率，使用分光光度计（岛津制作所社制造的UV-3100PC) 测定波长380nm~780nm的平均反射率（R)，使用下式由所得到的平均反射率（R)能够求出 折射率（η)的值。
[0057] 关于防眩层和后述的底涂层的平均反射率（R)，在未经易粘接处理的50 μ m PET 上涂布各原料组合物（其中，在防眩层的情况下，除去二氧化硅微粒和有机微粒），形成厚 度为1 μ m~3 μ m的固化膜，在未进行PET的涂布的面（背面）粘贴比测定点面积更大的 宽度的黑塑料带（例如，YAMATO塑料带N0200-38-2138mm宽）以防止背面反射，然后测定 各涂膜的平均反射率。关于聚酯基材的折射率，对于测定面的相反面同样地粘贴黑塑料带， 然后进行测定。
[0058] R(% ) = (l-n)7(l+n)2
[0059] 另外，作为在形成防眩性膜后测定防眩层的折射率的方法，可以用切割器等削去 各层的固化膜，制作粉状的样品，使用基于JIS K7142(2008)B法（粉体或粒状的透明材料 用）的贝克法（该方法为：使用折射率已知的Cargille试剂，将上述粉状的样品放置于载 玻片等上，在该样品上滴加试剂，用试剂浸渍样品。通过显微镜观察来观察其样子，将无法 目视观察到由于样品与试剂的折射率不同而在样品轮廓产生的明线即贝克线的试剂的折 射率作为样品的折射率）。
[0060] 需要说明的是，本发明中，上述nx_ny(下文中也记为Δη)优选为0. 05~0. 20。 若上述△ η小于0. 05,有时无法得到充分的虹斑抑制效果，而且用于得到上述延迟值所需 要的膜厚有时变厚。另一方面，若上述An超过0. 20,作为聚酯基材容易产生裂纹、破裂等， 作为工业材料的实用性有时显著降低。
[0061] 上述Δη的更优选的下限为〇.〇7、更优选的上限为0.15。这是因为，若Δη小于 0.07,则相对于偏振片吸收轴将慢轴对准0°或90°时的虹斑防止效果难以显现。需要说 明的是，若上述An超过0. 15,则耐湿热性试验中的聚酯基材的耐久性有时差。由于耐湿热 性试验中的耐久性优异，因而上述An的更优选的上限为〇. 12。
[0062] 需要说明的是，作为上述（ηχ)，优选为1. 67~1. 78,更优选的下限为1. 69,更优选 的上限为1.73。另外，作为上述（ny)，优选为1.55~1.65,更优选的下限为1.57,更优选 的上限为1.62。
[0063] 通过使上述ηχ和ny在上述范围并且满足上述的Δ η的关系，能够得到合适的虹 斑的抑制效果。
[0064] 作为构成上述聚酯基材的材料，只要使上述延迟充足则没有特别限定，为由芳香 族二元酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物合成的线状饱和聚酯。作为该聚 酯的具体例，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二 醇酯、聚（1，4-环己烯二亚甲基对苯二甲酸酯）、聚（2, 6-萘二甲酸乙二醇酯）。
[0065] 另外，用于聚酯