CN109073808A - 光反射膜及使用该光反射膜的光控制膜和镜面显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光反射膜以及使用该光反射膜的光控制膜和镜面显示器,其抑制反射色、透射色因观看角度而发生变化、且可见性优异。光反射膜的特征在于,包括:可见光反射单元,其包括至少1个可见光反射层,所述可见光反射层在400nm以上且不到700nm的可见光区域的一部分或整体具有可见光平均反射率为超过25%且55%以下的反射区域;和光反射层PRL‑1,其具有700nm以上且950nm以下的中心反射波长,并且对在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,上述可见光反射层和上述光反射层PRL‑1均具有反射相同方向的偏振光的特性。
Description
技术领域
本发明涉及适合在例如镜面显示器中利用的光反射膜以及使用该光反射膜的光控制膜。
背景技术
镜面显示器(mirror display)是在液晶显示器(以下称为LCD)、有机EL显示器(以下称为OLED)等显示体的前面具有半透半反镜(half-mirror)的图像显示装置。在不显示图像时,作为镜子发挥功能,也能够通过显示图像而作为显示器使用。
镜面显示器同时具有镜子和显示器这两个功能,在使用一般的半透半反镜的情况下,镜子的反射率与显示体的透射率存在权衡的关系,存在如果使一方提高则另一方降低的问题。
对于这样的问题,在专利文献1或专利文献2中公开如下的技术:通过使来自显示器的出射光成为偏振光,并使用偏光镜或反射偏振镜作为半透半反镜,从而可以减少来自显示器的光的损失,得到明亮的图像。
作为反射偏振镜,例如对于线偏振光,可列举出由高分子多层膜组成的双折射干涉型偏振镜,所述高分子多层膜由折射率不同的2种以上的高分子构成;以及被称为线栅型的具有微细凹凸结构的偏振镜,另外,对于圆偏振光,已知由胆固醇(cholesteric)液晶层构成的偏振镜等。通过根据从显示器出射的偏振光的状态,在这些反射偏振镜中组合1/2波长板或1/4波长板,从而能够进一步使显示图像的透射率提高。这种情况下,作为镜子使用时的反射率在理论上最大能够达到50%,作为显示器使用时的来自图像的光的透射率理论上最大能够达到100%。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2005-521086号公报
专利文献2:日本特表2007-511792号公报
发明内容
发明要解决的课题
优选来自半透半反镜的反射光、透射光都为无彩色,另外,为了使映在镜子中的像、显示图像的可见性不降低,希望镜子(mirror)自身没有被着色。在使用胆固醇液晶层作为反射偏振镜的情况下,胆固醇液晶具有的选择反射性被限定于特定的波长范围。因此,为了使可见光反射,并且使反射光无彩色,必须使用由在蓝、绿、红色的各波长区域中选择反射的胆固醇液晶层构成的光反射层来设计反射偏振镜,以将可见光区域均等地反射。
另外,在使用胆固醇液晶层的情况下也必须考虑视角依赖性。虽然通过层叠以能够使可见光区域均等地反射的方式调整的胆固醇液晶层,将来自半透半反镜的正面方向的反射色变成银色这样的无彩色,从而具有与通常的镜子同样的特性,但是,从斜向观看半透半反镜的情况下,各光反射层的选择反射波长区域向短波长侧迁移,使得来自斜向的反射色带有绿色调,反之,透射色带有红色调。其结果存在如下问题:在镜面显示器的作为镜子时的反射像和作为显示器时的显示图像中,不能表示本来的颜色,导致镜面显示器的可见性降低。
本发明的目的在于提供光反射膜以及使用该光反射膜的光控制膜和镜面显示器,该光反射膜即使在使用如胆固醇液晶那样具有角度依赖性的反射型偏振镜的情况下,也抑制反射色、透射色因观看的角度而变化,可见性优异。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题认真研究,结果获得以下新发现,从而完成本发明,即、通过使用如下光反射膜,得到抑制反射色、透射色由于改变观看角度而着色、且可见性优异的镜面显示器,所述光反射膜的特征在于,具有:可见光反射单元,其包括至少1个可见光反射层,所述可见光反射层在400nm以上且不到700nm的可见光区域的一部分或整体具有可见光平均反射率为超过25%且55%以下的反射区域;和光反射层PRL-1,其具有700nm以上且950nm以下的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,上述可见光反射层和光反射层PRL-1均具有反射相同方向的偏振光的特性。应予说明,PRL为Polarized light Reflection Layer的缩写,是表示光反射层的字母标记。
即,本发明的主要构成如以下所述。
(1)光反射膜,其特征在于,包括:可见光反射单元,其包括至少1个可见光反射层,所述可见光反射层在400nm以上且不到700nm的可见光区域的一部分或整体具有可见光平均反射率为超过25%且55%以下的反射区域;和光反射层PRL-1,其具有700nm以上且950nm以下的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层和光反射层PRL-1均具有反射相同方向的偏振光的特性。
(2)(1)所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射单元包括可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3和可见光反射层PRL-4中的至少1个可见光反射层,所述可见光反射层PRL-2具有400nm以上且不到500nm的中心反射波长,对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层PRL-3具有500nm以上且不到600nm的中心反射波长,对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层PRL-4具有600nm以上且不到700nm的中心反射波长,对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下。
(3)(2)所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射单元包括所述可见光反射层PRL-2、所述可见光反射层PRL-3和所述可见光反射层PRL-4这3个可见光反射层。
(4)(1)-(3)中任一个所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射层和光反射层PRL-1分别为具有固定的螺旋取向的胆固醇液晶层。
(5)光控制膜,其特征在于,层叠有(1)-(4)中任一项所述的光反射膜和1/4波长板。
(6)镜面显示器,其特征在于,将(1)-(4)中任一项所述的光反射膜或(5)所述的光控制膜配置在图像显示装置的前面。
(7)(6)所述的镜面显示器,其特征在于,上述图像显示装置为液晶显示器或有机EL显示器。
(8)(7)所述的镜面显示器,其特征在于,上述图像显示装置为使用柔性基板的液晶显示器或有机EL显示器。
(9)(8)所述的镜面显示器,其特征在于,显示器整体为曲面形状。
发明的效果
本发明的光反射膜由于能够抑制反射色、透射色因观看角度而变化,其结果能够得到如下的镜面显示器:无论从哪个位置都能与正面方向同样地映出作为镜子的反射像、作为显示器的显示图像,且可见性优异。另外,即使显示器自身是可变形的显示器的情形、具有曲面形状的情形下,也能够将均一的反射像或图像显示于显示器。
附图说明
图1为表示本发明中使用的光反射层的一实施方式的示意性截面图。
图2为表示本发明的光反射膜的一实施方式的示意性截面图。
图3为表示本发明的光控制膜的一实施方式的示意性截面图。
图4为表示本发明的镜面显示器的一实施方式的示意性截面图。
具体实施方式
以下对本发明的代表性光反射膜、光控制膜和镜面显示器进行说明。应予说明,以下所示的实施方式只是为了具体地说明本发明而使用的代表性实施方式,在本发明的范围内可采取各种实施方式。
另外,本发明中的中心反射波长是指成为与单一的可见光反射层或光反射层PRL-1的最大反射率的80%相当的短波长侧的波长与长波长侧的波长的平均波长的波长。例如,在单一的可见光反射层的寻常光的最大反射率为50%的情况下,将显示与其80%相当的40%的反射率的短波长侧的波长设为λ1,将长波长侧的波长设为λ3,则由下述式(1)表示的λ2成为中心反射波长。
(λ1+λ3)/2=λ2 (1)
本发明中的可见光平均反射率,是指在将单一或多个可见光反射层层叠的情况下,对于各可见光反射层具有的中心反射波长处的寻常光的平均反射率。例如,在本发明中的光反射膜包括3个可见光反射层,对于各可见光反射层具有的中心反射波长处的寻常光的反射率分别为40%、38%、30%的情况下,(40+38+30)/3=36%成为可见光平均反射率。
构成本发明的光反射膜的各光反射层具有如下特征:对于外光的特定偏振光,具有高反射率。在偏振光中主要有线偏振光和圆偏振光,作为反射这样的偏振光的光反射层,例如对于线偏振光,可列举出由高分子多层膜组成的双折射干涉型的反射型偏振镜,所述高分子多层膜由折射率不同的2种以上的高分子构成;以及被称为线栅型的具有微细凹凸结构的反射型偏振镜,另外,对于圆偏振光,可列举出由胆固醇液晶层构成的反射型偏振镜等。例如,在将镜面显示器应用于智能电话的情况下,要求在纵向或横向上都能够使用显示图像。但是,在使线偏振光反射的情况下,由于以纵向和横向出射的偏振光的方向变化90度,因此,在佩戴偏光太阳镜而使用的情况下,有时由于显示器的方向而看不到图像。而在圆偏振光的反射的情况下,即使改变显示器的方向,圆偏振光的状态也不改变,因此,在戴偏光太阳镜的状态下即使改变显示器的方向也能够以相同的亮度看到显示图像。因此,构成本发明的光反射膜的各光反射层优选具有反射圆偏振光的特性。
本发明中使用的可见光反射层通过尽可能均匀地使可见光区域的光反射,从而能够抑制在正面方向的反射光、透射光的着色。应予说明,这里所说的可见光区域的光是指波长在400nm以上且不到700nm的范围的光。例如,在采用使用了胆固醇液晶的反射型偏振镜的情况下,由胆固醇液晶层构成的可见光反射层只要1层能够均匀地反射可见光区域的光即可,在1层时的反射区域窄的情况下,可以通过将反射区域不同的可见光反射层层叠多个,从而调整可见光区域的光在可见光反射层的均匀反射。
在图1中例示了将反射区域不同的可见光反射层层叠多个而得到的本发明中使用的可见光反射单元1的构成图。在图1中的可见光反射单元1中,层叠有以下3个可见光反射层:在对应于蓝色区域的400nm以上且不到500nm的范围具有中心反射波长、且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下的可见光反射层2即PRL-2;在对应于绿色区域的500nm以上且不到600nm的范围具有中心反射波长、且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下的可见光反射层3即PRL-3;在对应于红色区域的600nm以上且不到700nm的范围具有中心反射波长、且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下的可见光反射层4即PRL-4。这种情况下,通过将至少在蓝色、绿色、红色的各区域具有选择反射区域的3个可见光反射层层叠,从而能够减轻在正面方向的反射光、透射光的着色。另外,优选这些可见光反射层的对于中心反射波长处的寻常光的反射率几乎为相同程度,例如,在各可见光反射层的对于寻常光的反射率之差为0%~10%,更优选为0%~5%。由此,即使在将反射区域不同的可见光反射层层叠多个的情况下,也能够尽可能均匀地在可见光反射层反射可见光区域的光,其结果能够抑制在正面方向的反射光、透射光的着色。另外,针对可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4各自的对于寻常光的反射率,从光反射膜作为镜子发挥功能并且提高显示器图像显示时的可见性的观点考虑,为超过25%且55%以下,优选为30%以上且50%以下,更优选为40%以上且50%以下左右。
本发明中使用的可见光反射层有时反射波长因入射光的角度而变化。例如,在由胆固醇液晶层构成的可见光反射层的情况下,中心反射波长λ2随着从可见光反射层的正面方向倾斜而向短波长侧迁移。此时,例如,在可见光反射层包括可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4的情况下,即使可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4的中心反射波长λ2向短波长侧迁移,通过在比这些可见光反射层具有的中心反射波长更靠近长波长一侧具有中心反射波长的可见光反射层取而代之来反射可见光,从而能够抑制反射光颜色的变化。但是,在使入射光的角度变大的情况下,可反射的可见光的反射区域向短波长侧迁移,另一方面,不再能够反射可见光反射层PRL-4具有的长波长侧的反射区域的可见光,其结果,有时产生反射光的颜色着色为绿~蓝色,透射光的颜色着色为红~黄色的问题。这表示:在镜面显示器中使用这样的可见光反射层的情况下,作为镜子的反射像因观看角度而着色为绿~蓝色,作为显示器的显示图像因观看角度而着色为红~黄色,其结果与正面方向不同的反射像和显示图像被显示于镜面显示器。
因此,本发明中的光反射膜除了可见光反射单元以外,进一步层叠光反射层PRL-1,该光反射层PRL-1的中心反射波长为700nm以上且950nm以下,对于中心反射波长处的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,并且具有反射与可见光反射单元中的可见光反射层相同方向的偏振光的特性。本发明中使用的光反射层PRL-1除了中心反射波长位于近红外线区域以外,与其他的可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3、可见光反射层PRL-4相同。光反射层PRL-1虽然在正面方向上在可见光范围不具有反射区域,因此为透明,但通过使光反射层PRL-1倾斜,反射区域向短波长侧迁移,使得光反射层PRL-1在可见光区域进行反射。因此,通过以向可见光反射层的反射区域、特别是可见光反射层PRL-4的反射区域迁移的方式设定光反射层PRL-1的中心反射波长,从而能够得到即使在从斜向观看的情况下反射光和透射光也是与正面方向相同的颜色的光反射膜。此时,为了容易地向可见光反射层的反射区域进一步迁移,光反射层PRL-1的中心反射波长优选规定为720nm以上且900nm以下,更优选规定为730nm以上且900nm以下,进一步优选规定为730nm以上且850nm以下。另外,为了使伴随反射区域向短波长侧迁移的光反射层PRL-1的反射光均匀变成可见光反射层的可见光区域的反射光,希望将光反射层PRL-1的对于寻常光的反射率调整为与可见光反射层中的可见光平均反射率相同的程度,优选规定为30%以上且50%以下,更优选规定为40%以上且50%以下。
在图2中例示包括图1中的可见光反射单元1和作为光反射层5的PRL-1的本发明的光反射膜6的构成。将光反射层PRL-1与图1中的可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4一起层叠。对将光反射层PRL-1与可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4层叠的顺序并无特别限制,能够配置在厚度方向上的任意位置。另外,可将光反射层PRL-1与单一或多个可见光反射层分别直接层叠,也可经由使用了粘接剂、粘合剂的无色透明的粘接层层叠。例如,在图1中所示的包括可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4的可见光反射单元1中,可经由粘接层将各可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4层叠,另外,在图2中,也可经由粘接层将可见光反射单元1与光反射层PRL-1层叠。作为粘合剂,可列举出丙烯酸系、橡胶系的粘合剂,优选容易调整粘接性、保持力等的丙烯酸系粘合剂。另外,作为粘接剂,例如可列举出紫外线固化型树脂组合物、热固化型树脂组合物和它们的混合物。在紫外线固化型树脂的情况下,通过在光聚合引发剂的存在下,对将多个具有丙烯酰基或环氧基的单体混合而成的组合物照射紫外线,从而能够使树脂固化并使其粘接。在热固化型树脂组合物的情况下,通过在酸催化剂的存在下,对将多个具有环氧基的单体混合而成的组合物加热,从而能够使树脂固化而使其粘接。另外,也可通过在具有异氰酸酯基或三聚氰胺的化合物的存在下,将包含具有氨基、羧基、羟基的多个单体或聚合物的组合物加热而引起化学反应,从而进行固化、粘接。在经由粘接层将本发明中使用的可见光反射层和光反射层PRL-1层叠的情况下,就粘接层的厚度而言,只要在不对光反射膜的反射特性和透射特性产生影响的程度上能够将这些光反射层粘接,则并无特别限定,例如为1,m~20,m。
本发明中使用的光反射层PRL-1由于在近红外线区域具有反射区域,因此对于太阳光也具有阻热效果。因此,包括可见光反射层PRL-2、PRL-3、PRL-4中的1个以上和光反射层PRL-1的本发明的光反射膜能够改善镜面显示器的反射像以及显示器的显示图像的角度依赖性,并且利用阻热效果也有助于抑制显示器内部的温度上升。特别地,该阻热效果对于适合在室外、不使用空调的空间中使用的数字标牌(Digital Signage)的镜面显示器有效。
本发明的光反射膜在可见光反射层和光反射层PRL-1各自为胆固醇液晶层的情况下,能够以反射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中的任一个的方式构成,但要求如上述那样,在将多个光反射层层叠的情况下,所层叠的可见光反射层和光反射层PRL-1都具有反射相同方向的圆偏振光的特性。
所谓光反射层中使用的胆固醇液晶,由具有手性的向列型液晶或在向列型液晶中添加了手性剂的配合物构成。由于能够利用手性剂的种类或量来任意地设计螺旋的方向或反射波长,因此,优选在向列型液晶中添加手性剂来得到胆固醇液晶的方法。本发明中所使用的向列型液晶与在所谓电场中进行操作的液晶不同,是将螺旋取向状态固定后而使用,因此,优选为具有聚合性基团的向列型液晶单体。
具有聚合性基团的向列型液晶单体是在分子内具有聚合性基团、且在特定的温度范围或浓度范围显示液晶性的化合物。作为聚合性基团,例如可列举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、羰基、肉桂酰基或环氧基等。另外,为了显示液晶性,优选在分子内有介晶基团,所谓介晶基团,例如是指联苯基、三联苯基、(聚)苯甲酸苯酯基、(聚)醚基、亚苄基苯胺基或苊并喹喔啉基等棒状、板状的取代基、或者苯并[9,10]菲基、酞菁基或氮杂冠醚基等圆盘状的取代基,即具有诱导液晶相行为的能力的基团。具有棒状或板状的取代基的液晶化合物作为棒状液晶(calamitic liquid crystal),在该技术领域中是已知的。具有这样的聚合性基团的向列型液晶单体具体地可列举出日本特开2003-315556号公报和日本特开2004-29824号公报等中记载的聚合性液晶、PALIOCOLOR系列(巴斯夫公司制造)、RMM系列(默克公司制造)等。具有这些聚合性基团的向列型液晶单体能够单独地使用或者将多种混合使用。
作为手性剂,优选能够使具有上述聚合性基团的向列型液晶单体右旋或左旋螺旋取向、且与具有聚合性基团的向列型液晶单体同样地具有聚合性基团的化合物。作为这样的手性剂,例如可列举出Paliocolor LC756(巴斯夫公司制造)、日本特开2002-179668号公报中记载的化合物等。能够根据该手性剂的种类,确定反射的圆偏振光的方向,并且,能够根据相对于向列型液晶的手性剂的添加量,改变光反射层的反射波长。例如,手性剂的添加量越多,越能够得到反射短波长侧的波长的光反射层。手性剂的添加量因手性剂的种类和所反射的波长而异,为了将对于寻常光的光反射层的中心反射波长λ2调整到所期望的波长区域,相对于具有聚合性基团的向列型液晶单体100重量份,优选0.5~30重量份,更优选为1~20重量份,进一步优选为3~10重量份。
进而,也可添加可与具有聚合性基团的向列型液晶单体反应的不具有液晶性的聚合性化合物。作为这样的化合物,例如可列举出紫外线固化型树脂等。作为紫外线固化型树脂,例如可列举出二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与1,6-六亚甲基二异氰酸酯的反应产物,具有异氰脲酸环的三异氰酸酯与季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的反应产物,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的反应产物,二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(丙烯酰氧基乙基)酯、异氰脲酸三(甲基丙烯酰氧基乙基)酯、甘油三缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,三甘油二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,二甘醇二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,双(丙烯酰氧基乙基)羟乙基异氰脲酸酯、双(甲基丙烯酰氧基乙基)羟乙基异氰脲酸酯、双酚A二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,(甲基)丙烯酸四氢糠酯、己内酯改性(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰基吗啉、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基四甘醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酯、丁基缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应产物,丁氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯,或丁二醇单(甲基)丙烯酸酯等,上述化合物能够单独地使用或者将多种混合使用。这些不具有液晶性的紫外线固化型树脂必须以具有聚合性基团的向列型液晶单体不失去液晶性的程度被添加,优选地,相对于具有聚合性基团的向列型液晶单体100重量份,可为0.1~20重量份,更优选为1.0~10重量份。
在本发明中使用的具有聚合性基团的向列型液晶单体、其他聚合性化合物为紫外线固化型的情况下,为了利用紫外线使包含它们的组合物固化,添加光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可列举出2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1(巴斯夫公司制Irgacure 907)、1-羟基环己基苯基酮(巴斯夫公司制Irgacure 184)、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)酮(巴斯夫公司制Irgacure 2959)、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮(默克公司制Darocure 953)、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮(默克公司制Darocure 1116)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(巴斯夫公司制Irgacure1173)、二乙氧基苯乙酮等苯乙酮系化合物,苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(巴斯夫公司制Irgacure 651)等苯偶姻系化合物,苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮(日本化药株式会社制Kayacure MBP)等二苯甲酮系化合物,噻吨酮、2-氯噻吨酮(日本化药株式会社制KayacureCTX)、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮(Kayacure RTX)、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮(日本化药株式会社制Kayacure CTX)、2,4-二乙基噻吨酮(日本化药株式会社制KayacureDETX)或2,4-二异丙基噻吨酮(日本化药株式会社制Kayacure DITX)等噻吨酮系化合物等。优选地,例如可列举出Irgacure TPO、Irgacure TPO-L、Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure 1300、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure 819、Irgacure127、Irgacure 907或Irgacure 1173(均为巴斯夫公司制),特别优选地,可列举出IrgacureTPO、Irgacure TPO-L、Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure 1300或Irgacure 907。这些光聚合引发剂能够使用1种,也能够以任意的比例将多种混合使用。
作为光聚合引发剂使用二苯甲酮系化合物或噻吨酮系化合物的情况下,为了促进光聚合反应,也可并用助剂。作为这样的助剂,例如可列举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、正丁胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、米蚩酮、4,4’-二乙基氨基苯基酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯或4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯等胺系化合物。
上述光聚合引发剂和助剂的添加量优选为不对本发明中使用的包含向列型液晶单体的组合物的液晶性产生影响的范围,相对于该组合物中的用紫外线固化的化合物100重量份,其量优选为0.5重量份以上且10重量份以下,更优选为2重量份以上且8重量份以下。另外,相对于光聚合引发剂,助剂可为0.5倍至2倍量。
上述组合物中还含有溶剂。这样的溶剂只要能够将使用的液晶化合物、手性剂等溶解,则并无特别限定,例如可列举出甲乙酮、甲苯、甲基异丁基酮、环戊酮、丙酮、茴香醚等,优选为溶解性好的环戊酮。另外,这些溶剂能够以任意的比例加入,可只加入1种,也可将多种溶剂并用。用烘箱、膜涂布器生产线的干燥区将这些溶剂干燥除去。
作为使用上述胆固醇液晶制作用于本发明的光反射膜的可见光反射层和光反射层PRL-1的方法,例如,在具有聚合性基团的向列型液晶单体中添加必要量的成为右旋或左旋的手性剂,以反射所期望的波长。接下来,将它们在溶剂中溶解,添加光聚合引发剂。然后,将该溶液涂布在PET膜等塑料基板上,并使厚度尽可能变得均匀,一边通过加热将溶剂除去,一边在形成胆固醇液晶、且以所期望的螺旋取向的温度条件下,将涂膜在基板上放置一定时间。此时,通过在涂布前对塑料膜表面进行摩擦或拉伸等取向处理,从而能够使胆固醇液晶的取向变得更为均匀,可以减小各光反射层的雾度值。接下来,一边保持该取向状态一边用高压汞灯等照射紫外线,使取向固定化,从而得到用于构成本发明的光反射膜的可见光反射层和光反射层PRL-1。例如,在选择成为右旋螺旋取向的手性剂的情况下,得到的光反射层和光反射层PRL-1选择性地反射右旋圆偏振光,在选择成为左旋螺旋取向的手性剂的情况下,得到的各可见光反射层和光反射层PRL-1选择性地反射左旋圆偏振光。将该选择性地反射特定的圆偏振光的现象称为选择反射,将选择反射的波长区域称为选择反射区域。
作为调整本发明的光反射膜中使用的各可见光反射层和光反射层PRL-1的对于寻常光的反射率的其他方法,可列举出改变各可见光反射层和光反射层PRL-1的厚度。根据使用的胆固醇液晶、手性剂的种类等,可见光反射层和光反射层PRL-1各自的厚度例如为0.5~10,m,另外,只要能够将可见光反射层和光反射层PRL-1各自的对于寻常光的反射率调整到所期望的范围内,这些光反射层各自的厚度可以都相同也可以不同。
使用这样得到的本发明的光反射膜制作镜面显示器的情况下,如果光反射膜为圆偏振光反射,且来自液晶显示器(LCD)、有机EL显示器(OLED)等图像显示装置的出射光为圆偏振光,则只要以透过该圆偏振光的方式将本发明的光反射膜配置于图像显示装置前面即可。但是,一般的具有LCD或偏振滤波器的OLED通常出射光为线偏振光。因此,优选地,使用1/4波长板将这样的线偏振光变换为不被光反射膜反射的方向的圆偏振光,由此能够作为镜面显示器中的显示器显示明亮的透射图像。在图3中示出了在本发明的光反射膜6的一方层叠了称为1/4波长板7的相位差元件作为偏振控制层的本发明的光控制膜8。所谓1/4波长板,是具有将线偏振光变换为圆偏振光的功能的相位差元件,例如能够通过如下方式得到:对由聚碳酸酯、环烯烃聚合物制成的膜进行单轴拉伸以使相位差成为波长的1/4,或者使水平取向的聚合性液晶以相位差成为波长的1/4这样的厚度取向。该1/4波长板可单独地使用,在波长分散引起的相位差的偏差大的情况下,可使用称为宽带域1/4波长板的相位差元件。所谓宽带域1/4波长板,是相位差的波长依赖性减小的相位差元件,例如可列举出将具有相同的波长分散的1/2波长板与1/4波长板以各自的慢轴所成的角成为60度的方式层叠而得到的、使相位差的波长依赖性减小的聚碳酸酯系相位差元件(帝人株式会社制造:PURE-ACE WR-S)等。另外,如平视显示器那样,在光的入射角相对于1/4波长板倾斜入射的情况下,根据相位差元件的不同,有时相位差因光的入射角度而变化。在这种情况下,作为更严格地使相位差一致的方法,例如能够通过使用相位差元件的折射率被调整后的相位差元件,从而抑制与入射角相伴的、相位差的变化。例如如下控制:在将相位差元件的面内的慢轴方向的折射率设为nx,将在相位差元件的面内与nx正交的方向的折射率设为ny,将相位差元件的厚度方向的折射率设为nz时,以由下述式(2)表示的Nz系数优选成为0.3~1.0、更优选成为0.5~0.8左右的方式。
Nz=(nx-nz)/(nx-ny) (2)
另外,使用的相位差膜的慢轴或快轴相对于卷状的1/4波长板的长度方向形成45度的情况下,通过将卷状的1/4波长板与同样为卷状的本发明的光反射膜以卷对卷进行层叠,从而能够得到慢轴或快轴相对于卷的长度方向为45度的本发明的光控制膜。
除了将卷状的1/4波长板与卷状的本发明的光反射膜以卷对卷进行层叠以外,还可以在1/4波长板上直接层叠本发明中使用的可见光反射层和光反射层PRL-1。通过在1/4波长板上直接层叠这些光反射层,能够在没有进行摩擦等取向处理的情况下得到雾度值低的光反射层。这种情况下,从与胆固醇液晶的优异密合性和提高对于偏振光的反射率的观点考虑,特别优选使用由聚合性液晶制作的1/4波长板。
应予说明,对于本发明的光反射膜或光控制膜,根据需要可对表面施以硬涂层处理、耐指纹处理等。就硬涂层处理而言,在制成镜面显示器时,优选施于成为最外层的一侧,例如可涂布硬涂剂或者利用粘合剂或粘接剂贴合进行了硬涂层处理的膜。在硬涂层中还有进行了耐指纹处理的种类,都能够优选地使用。这样的进行了硬涂层处理的光反射膜或光控制膜也是本发明的一实施方式。
通过将这样得到的本发明的光反射膜或光控制膜配置在LCD、OLED等一般使用的图像显示装置的前面,从而能够得到本发明的镜面显示器。图4中例示了由本发明的光反射膜或光控制膜8和图像显示装置9组成的本发明的镜面显示器10。在使用光控制膜的情况下,优选以1/4波长板成为图像显示装置9侧的方式配置,并且以可见光反射层和光反射层PRL-1不反射来自图像显示装置的偏振光的方式配置。例如,在来自图像显示装置的出射光为线偏振光、且可见光反射层和光反射层PRL-1是由反射右旋圆偏振光的胆固醇液晶层构成的本发明的光反射膜的情况下,优选将1/4波长板配置于能够将来自显示器的线偏振光变换为左旋转的圆偏振光的方向。由此,来自图像显示装置的出射光在几乎不会被这些光反射层反射的情况下到达观察者,因此能够看到明亮的显示图像。LCD基于其工作原理上必须使用偏光板,因此优选使用本发明的光控制膜。另外,在OLED的情况下,为了防止晃眼,有时在前面使用圆偏振光板,此时为了使出射光成为线偏振光,优选使用本发明的光控制膜。但是,在由圆偏振光发光元件构成的OLED的情况下,优选使用本发明的光反射膜。另外,作为图像显示装置,也能够使用LCD或OLED,该LCD或OLED使用由聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯等塑料或极薄玻璃板等构成的柔性基板,上述具有柔性的图像显示装置也可应用于显示器整体为曲面形状的镜面显示器。
本发明的光反射膜、光控制膜能够抑制反射色、透射色因观看角度而变化,因此适于在组装了LCD、OLED等图像显示装置的镜面显示器中利用,从所有的角度观看都能够显示与正面方向同样的反射像和明亮的显示器图像。另外,即使将本发明的光反射膜、光控制膜应用于显示器自身可变形的显示器或具有曲面形状的镜面显示器,也能够将均一的反射像或图像显示于显示器。
实施例
以下通过实施例对本发明详细地例示。实施例中的份是指重量份。
涂布液(液晶组合物)的制备
分别制备下述表中所示的组成的涂布液(R1)、(R2)、(R3)、(R4)。
涂布液(R1)的组成表
[表1]
表1:涂布液(R1)的组成表
材料(种类) | 材料名(制造商名称) | 配方量(份) |
聚合性液晶单体 | LC242(巴斯夫公司) | 20.00 |
手性剂 | LC756(巴斯夫公司) | 1.54 |
光聚合引发剂 | IrgacureTPO(巴斯夫公司) | 1.00 |
溶剂 | 环戊酮 | 80.00 |
接下来,除了将涂布液(R1)的手性剂的配方量变为下表中所示的量以外,采用同样的配方制备了涂布液(R2)、(R3)、(R4)。
[表2]
表2:各涂布液(R2)-(R4)的手性剂配方量
涂布液 | 手性剂配方量(份) |
涂布液(R2) | 1.29 |
涂布液(R3) | 1.11 |
涂布液(R4) | 0.91 |
[实施例1]
<光反射膜的制作>
使用制备的涂布液(R1)、(R2)、(R3)、(R4),按照下述的步骤分别制作可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3、可见光反射层PRL-4、光反射层PRL-1,接下来将它们层叠,制作了本发明的光反射膜。作为塑料基板,使用了预先采用日本特开2002-90743号公报的实施例1中记载的方法对无底涂层的面进行了摩擦处理的东洋纺织株式会社制PET膜(商品名A4100,厚50,m)。
(1)对于各涂布液,在室温下使用线棒,以干燥后各自得到的各可见光反射层的厚度分别成为4,m和光反射层PRL-1的厚度成为4.5,m的方式,在各PET膜的摩擦处理面上进行涂布。
(2)将各涂布膜在150℃下加热5分钟,在将溶剂除去的同时制成了胆固醇液晶相。接下来,使用高压汞灯(HARISON TOSHIBA LIGHTING CORPORATION制造)进行120W功率、5~10秒UV照射,将胆固醇液晶相固定,从而在各PET膜上分别得到了单一的可见光反射层或光反射层PRL-4。
(3)将(1)~(2)中制作的、PET膜上的可见光反射层PRL-2(使用涂布液(R1))和可见光反射层PRL-3(使用涂布液(R2))的可见光反射层侧之间使用丙烯酸系粘合剂(综研化学株式会社制造,丙烯酸系粘合剂SK-Dyne906)层叠。同样地,使用上述丙烯酸系粘合剂将可见光反射层PRL-4(使用涂布液(R3))与光反射层PRL-1(使用涂布液(R4))的光反射层侧之间层叠。
(4)将可见光反射层PRL-3侧和可见光反射层PRL-4侧的PET膜分别剥离。
(5)与(3)同样地使用与(3)相同的丙烯酸系粘合剂将可见光反射层PRL-3侧与可见光反射层PRL-4侧层叠。
(6)最后,将位于层叠的可见光反射层PRL-2的外侧和光反射层PRL-1的外侧的PET膜剥离,得到了本发明的光反射膜。
由此得到了包括以可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3、可见光反射层PRL-4、光反射层PRL-1的顺序层叠的4层的本发明的光反射膜,其中,各光反射层与粘接层的厚度的合计为50,m。可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3、可见光反射层PRL-4、光反射层PRL-1的中心反射波长如下述表3中所示那样,分别为450nm、530nm、610nm、720nm,并且可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL3、可见光反射层PRL-4、光反射层PRL-1的中心反射波长处的反射率分别为50%、50%、50%、48%。
[表3]
表3:实施例1和比较例1中使用的各光反射层的反射特性
从正面观察得到的本发明的光反射膜的情况下,反射色、透射色都为无彩色。接下来,从正面方向倾斜约50度同样地观察该膜,结果反射色、透射色都与正面方向几乎无变化,同样为无彩色。进而,使用分光光度计(岛津制作所株式会社制造、制品名:“MPC-3100”)测定了正面方向的透射色的色调,结果为a*(0度)=0.96、b*(0度)=-0.1,而倾斜了50度时的透射色的色调为a*(50度)=3.4、b*(50度)=10.1。
<光控制膜的制作>
接下来,使用上述丙烯酸系粘合剂在制作的本发明的光反射膜中所含的光反射层PRL-1侧层叠高带域1/4波长板(帝人株式会社制造:PURE-ACE WR-S),得到了本发明的光控制膜。光控制膜的厚度为150,m。
<镜面显示器的制作>
在作为LCD的笔记本型的个人电脑(松下株式会社制造:Let’snote SX2)的前面,使用上述丙烯酸系粘合剂粘贴制作的本发明的光控制膜,以使1/4波长板成为LCD侧,并且位于LCD的前面的偏光板的偏光轴与1/4波长板的慢轴成为45度,从而得到了本发明的镜面显示器。驱动该镜面显示器,使画面的一部分分成蓝、绿、红、白、黑色来显示,结果黑色显示部分如镜子那样显示反射,映出的反射像在从正面方向观看的情况下、以及在斜向上倾斜50度观看的情况下都没有观察到反射像的着色。另外,蓝、绿、红、白色显示部分的图像明亮,在从正面方向观看的情况下、以及在斜向上倾斜50度观看的情况下都没有着色,并且鲜明地显示。
[比较例1]
除了没有使用光反射层PRL-1以外,采用与实施例1同样的制作方法,制作了包括可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3和可见光反射层PRL-4的光反射膜,其中,各光反射层与粘接层的厚度的合计为40,m。可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3、可见光反射层PRL-4的中心反射波长如上述表3中所示那样,分别为450nm、530nm、610nm,并且可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL3、可见光反射层PRL-4的中心反射波长处的反射率分别为50%、50%、50%。
从正面观察得到的本发明的光反射膜的情况下,反射色、透射色都为无彩色。接下来,从正面方向倾斜约50度来同样观察该膜,结果反射色着色为蓝绿色,透射色着色为红色。进而,使用分光光度计(岛津制作所株式会社制造、制品名:“MPC-3100”),测定了正面方向的透射色的色调,结果是a*(0度)=1.86、b*(0度)=1.39,倾斜了50度时的透射色的色调为a*(50度)=17.1、b*(50度)=30.8,色调的变化显著。
接下来,通过与实施例1同样的操作,将1/4波长板粘贴于可见光反射层PRL-4侧,得到了光控制膜。光控制膜的厚度为140,m。进而,在与实施例1相同的笔记本型的个人电脑(松下株式会社制造:Let’snote SX2)的前面,使用上述丙烯酸系粘合剂粘贴制作的光控制膜,以使1/4波长板成为LCD侧,并且位于LCD的前面的偏光板的偏光轴与1/4波长板的慢轴成为45度,从而制作了镜面显示器。驱动该镜面显示器,使画面的一部分分成蓝、绿、红、白、黑色来显示,结果黑色显示部分如镜子那样显示反射,虽然映出的反射像从正面方向观看的情况下无着色,但在斜向上倾斜50度观看的情况下,反射像着色为蓝绿色。另外,蓝、绿、红、白色显示部分的图像明亮,虽然从正面方向观看的情况下在这些显示部分的图像中无着色,但在斜向上倾斜50度观看的情况下,这些显示部分的图像着色为红色,没有显示与正面方向相同的鲜明的图像。
将实施例1与比较例1进行比较,在比较例1中,由于观看角度变化使得层叠的各光反射层的反射波长向短波长迁移,导致在斜向上倾斜了50度时的反射光着色为蓝绿色,透射光着色为红色,其结果为,镜面显示器作为镜子时,未能显示与通常的镜子同样的反射像,作为显示器时,未能显示鲜明的显示图像。另一方面,在实施例1中,光反射层PRL-1的反射波长根据观看的角度向短波长迁移,能够抑制反射光、透射光各自的着色,因此即使改变观看的角度,也能够与正面方向相同地观看反射像和显示器图像,其结果可知,镜面显示器作为镜子时能够显示与通常的镜子同样的反射像,并且作为显示器时能够显示鲜明的显示图像。
产业上的可利用性
通过使用本发明的光反射膜或光控制膜,能够得到即使观看的角度变化也能显示与正面方向相同的反射像和显示图像、且可见性优异的镜面显示器。因此,使用本发明的镜面显示器代替例如位于化妆室、店内的镜子的情况下,在没有显示图像的部分能够与通常的镜子同样地看到自己的姿态,同时在要显示图像的部分能够显示各种信息,因此能够在照镜子的同时也从显示器获得信息。另外,这样的镜面显示器即使观看的位置不是正面方向,也能显示与正面方向同样的反射像和显示图像,因此也能应用于需要宽视角的各种空间设计等。
附图标记的说明
1可见光反射单元
2 可见光反射层(PRL-2)
3 可见光反射层(PRL-3)
4 可见光反射层(PRL-4)
5 光反射层PRL-1
6 光反射膜
7 1/4波长板
8 光反射膜或光控制膜
9 图像显示装置
10 镜面显示器
Claims (9)
1.一种光反射膜,其特征在于,具有:可见光反射单元,其包括至少1个可见光反射层,所述可见光反射层在400nm以上且不到700nm的可见光区域的一部分或整体具有可见光平均反射率为超过25%且55%以下的反射区域;和光反射层PRL-1,其具有700nm以上且950nm以下的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层和所述光反射层PRL-1均具有反射相同方向的偏振光的特性。
2.根据权利要求1所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射单元包括可见光反射层PRL-2、可见光反射层PRL-3和可见光反射层PRL-4中的至少1个可见光反射层,所述可见光反射层PRL-2具有400nm以上且不到500nm的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层PRL-3具有500nm以上且不到600nm的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下,所述可见光反射层PRL-4具有600nm以上且不到700nm的中心反射波长,并且对于在该中心反射波长的寻常光的反射率为超过25%且55%以下。
3.根据权利要求2所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射单元包括所述可见光反射层PRL-2、所述可见光反射层PRL-3和所述可见光反射层PRL-4这3个可见光反射层。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光反射膜,其特征在于,所述可见光反射层和所述光反射层PRL-1分别为具有固定的螺旋取向的胆固醇液晶层。
5.光控制膜,其特征在于,层叠有权利要求1-4中任一项所述的光反射膜和1/4波长板。
6.镜面显示器,其特征在于,将权利要求1-4中任一项所述的光反射膜或权利要求5所述的光控制膜配置在图像显示装置的前面。
7.根据权利要求6所述的镜面显示器,其特征在于,图像显示装置为液晶显示器或有机EL显示器。
8.根据权利要求7所述的镜面显示器,其特征在于,图像显示装置为使用柔性基板的液晶显示器或有机EL显示器。
9.根据权利要求8所述的镜面显示器,其特征在于,显示器整体为曲面形状。
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