CN113631965A - 使用各向异性光学膜的反射型显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种没有刺眼、模糊感、白显示时能够显示高品质的纸那样的白色的、白色呈色优异的(具有充分的纸白感的)反射型显示装置。一种反射型显示装置,其特征在于,其为具备反射板和直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性光学膜的反射型显示装置,上述各向异性光学膜配置在比上述反射板更靠近视觉识别侧,上述各向异性光学膜至少包含各向异性光扩散层,上述各向异性光扩散层具有基质区域和折射率与上述基质区域不同的多个柱状区域,上述多个柱状区域从上述各向异性光扩散层的一个表面向另一表面取向而构成,作为上述各向异性光扩散层的一个表面的上述多个柱状区域的平均长径/平均短径的纵横比为20以下。
Description
技术领域
本发明涉及使用各向异性光学膜的反射型显示装置。
背景技术
以往的液晶显示装置例如TN(Twisted Nematic,扭曲向列)型液晶显示器中,液晶单元两个表面的两个偏光板是以其偏光面正交的方式设置的。因此,例如在常黑模式中,液晶单元处于驱动状态时,以通过一个偏光板的光由于液晶而发生偏振并通过另一偏光板的方式工作,形成白色画面,而在非驱动状态时,以光不通过另一偏光板的方式工作,形成黑色画面。因为光如上述那样通过偏光板,所以方向与偏光板的偏光面不同的光无法通过偏光板,液晶的使用光量少,容易形成暗的显示装置。
由于近年来移动终端、可穿戴设备的普及,在室外使用显示装置的机会不断增加。为了应对这一情况,通过摄取室外的外光并进行反射来获得光源的反射型液晶显示装置正在不断增加。
另一方面,反射型液晶显示装置无法像透射型液晶显示器那样调整光源的光谱,因此偏光板的波长特性直接形成显示色,因而偏光板的波长特性的改善就成为重要的课题。迄今为止的反射型液晶显示装置中,容易白显示稍显黄色、黑显示稍显蓝色。因此,被视为显示品质比其他反射型显示装置(电子纸显示器等)差。
这里,专利文献1中提出了下述发明:反射型液晶显示装置从背面侧开始依次为反射板、液晶单元、相位差板、具有偏光功能的基材(A)时,通过将具有偏光功能的各向异性光扩散板设置在反射板与液晶单元之间、液晶单元与相位差板之间、相位差板与具有偏光功能的基材(A)之间中的任一位置,改善由于偏光板具有的白显示时呈黄色和黑显示时呈蓝色的问题而导致的色相,偏光板为平行位和正交位均没有各波长依赖性,白显示时显示高品质的纸那样的白色,黑显示时显示漆黑的黑色,使反射型液晶显示装置的品质更高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2015/111472号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于专利文献1中使用的各向异性光扩散板,该文献中有“日本特开2012-37611号中记载的那样的各向异性光扩散也具有因各向异性光扩散带来的偏光功能,因此能够作为反射型偏光板来使用”,该日本特开2012-37611号公报中的该各向异性光扩散层中,折射率不同的多个层在与膜面平行的平面内在一个方向形成并排的条纹。以下在本发明中将一层这样的类板状结构称为百叶窗结构。
百叶窗结构的光学特性中,虽然光的透射率良好,但存在刺眼的问题,该专利文献1中,无法确认用于反射型液晶显示装置时关于该问题的记载。
另一方面,图像显示的清晰度,即所谓模糊感抑制也是一个重要的显示特性要素,希望有抑制刺眼和模糊感两者的反射型显示装置。
因此,本发明的目的在于,提供一种没有上述刺眼、模糊感、白显示时能够显示高品质的纸那样的白色的、白色呈色优异的(具有充分的纸白感的)反射型显示装置。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题,本发明的反射型显示装置的特征在于,其为具备反射板和直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性光学膜的反射型显示装置,上述各向异性光学膜至少包含各向异性光扩散层,上述各向异性光扩散层具有基质区域和折射率与上述基质区域不同的多个柱状区域,上述多个柱状区域从上述各向异性光扩散层的一个表面向另一表面取向而构成,作为上述各向异性光扩散层的一个表面上的上述多个柱状区域的平均长径/平均短径的纵横比为20以下。
发明效果
根据本发明,通过将各向异性光学膜的各向异性光扩散层的一个表面上的多个柱状区域的纵横比设为特定数值,在将该各向异性光学膜设置在比反射型显示装置的反射板更靠近视觉识别侧时,能够提供刺眼、模糊感少的、具有充分的纸白感的反射型显示装置。
附图说明
图1为说明本发明的反射型显示装置中的反射板和各向异性光学膜的配置例的示意图。
图2为显示本发明涉及的各向异性光学膜的入射角度依赖性的说明图。
图3为本发明涉及的各向异性光扩散层的平面方向的表面图。
图4为本发明涉及的各向异性光扩散层的示意图和透射光图的一例。
图5为用于说明各向异性光扩散层的散射中心轴P的三维极坐标显示。
图6为用于说明各向异性光扩散层的扩散区域和非扩散区域的光学轮廓线的例子。
图7为显示各向异性光扩散层的入射光角度依赖性测定方法的示意图。
图8为显示通过任选工序1-3制造本发明涉及的各向异性光扩散层的方法的示意图。
图9为实施例1和比较例2的反射型显示装置的图像照片。
具体实施方式
1.主要术语的定义
这里,关于各向异性光学膜(各向异性光扩散层),对主要术语进行定义。
“各向异性光学膜”的意思包括各向异性光扩散层为单层(仅一层)的情况、层叠2层以上各向异性光扩散层而构成的情况(此时,各向异性光扩散层的层间可以介由粘合层等来层叠)等。因此,例如在各向异性光扩散层为单层时,意思是单层各向异性光扩散层为各向异性光学膜。
“各向异性光学膜”具有光的扩散、透射和扩散分布有根据光的入射角度而变化的入射光角度依赖性的各向异性以及指向性(详细情况如下所述)。因此,与没有入射光角依赖性的指向性扩散膜、各向同性扩散膜、在特定方向取向的扩散膜是不同的。
“低折射率区域”和“高折射率区域”是由于构成本发明涉及的各向异性光学膜的材料局部折射率的高低差而形成的区域,表示与另一方相比折射率是低还是高,是相对的。这些区域是在形成各向异性光学膜的材料固化时形成的。
“散射中心轴”的意思是,向各向异性光学膜或各向异性光扩散层的入射光角度变化时,直线透射性与以该入射光角度为边界具有近对称性的光的入射光角度一致的方向。设为“具有近对称性”是因为,散射中心轴相对于膜的法线方向有倾斜的情况下,光学特性(后述“光学轮廓线(光学プロファイル)”)不具有严格的对称性。散射中心轴可以通过利用光学显微镜对各向异性光学膜截面的柱状区域的倾角进行观察、改变入射光角度来对隔着各向异性光学膜的光的投影形状进行观察来确定。
“散射中心轴角度”是散射中心轴相对于各向异性光学膜或各向异性光扩散层的主平面表面的法线方向的倾角,是将各向异性光学膜或各向异性光扩散层的法线方向作为0°时的角度。
此外,“直线透射率”一般是,关于相对于各向异性光学膜或各向异性光扩散层入射的光的直线透射性,从某一入射光角度入射时,作为与入射方向相同的直线方向的透射光量的“直线透射光量”与作为入射光的光量的“入射光量”的比率,用下述算式表示。
直线透射率(%)=(直线透射光量/入射光量)×100
此外,本发明中,使用中不对“散射”和“扩散”两者进行区别,两者表示同一意思。进一步,将“光聚合”和“光固化”的意思设为光聚合性化合物利用光发生聚合反应,将两者作为同义语使用。
以下,参照附图,详细地对本发明的优选实施方式进行说明。需说明的是,本说明书和附图中,设为标记同一符号的构成要素具有基本相同的结构或功能。
2.反射型显示装置
本发明的反射型显示装置具备反射板和直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性光学膜。
图1为说明本发明的反射型显示装置中的反射板和各向异性光学膜的配置例的示意图,是反射型液晶显示装置的内面反射型和外面反射型的一例。
反射型液晶显示装置100(101)中,有将作为散射性反射板的金属电极130设置在液晶层110的背面玻璃120侧的“内面反射型”以及将背面反射板180置于比背面相位差膜160和背面偏光板140更靠近外侧的“外面反射型”等方式。
虽然这是本发明的反射型显示装置中反射板和各向异性光学膜的配置位置,但各向异性光学膜只要在比反射板更靠近反射型显示装置的外光入射面侧(视觉识别者的视觉识别侧、对反射光进行视觉识别的一侧)即可,在哪一位置都没有关系。作为一例,图1中,在正面玻璃121与正面相位差膜161(其比正面偏光板141更靠近内侧)之间,介由粘合层170、171,设有各向异性光学膜150。
作为粘合层170、171中使用的粘合剂,只要具有透明性即可,没有特别限制,优选使用常温下具有压敏粘合性的粘合剂。作为这样的粘合剂,可以列举例如聚酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、有机硅系树脂、丙烯酸系树脂等树脂。尤其是丙烯酸系树脂,光学的透明性高,比较廉价,是优选的。
本发明涉及的反射板是反射膜、反射板、金属电极等反射光的构件,可以使用以往使用的反射型显示装置中装备的构件。
2-1.各向异性光学膜
本发明涉及的各向异性光学膜的直线透射率依赖于入射光的入射光角度而变化。即,规定角度范围的入射光维持直线性而透射,其他角度范围的入射光表现扩散性。
图2为显示本发明涉及的各向异性光学膜的入射角度依赖性的说明图。
表明图2的各向异性光学膜在入射光角度为20°~50°时显示扩散性,在其他角度中不显示扩散性,而是显示直线透射性。即,如图所示,在比20°小的0°和比50°大的65°不显示扩散性,而是显示直线透射性。
本发明涉及的各向异性光学膜至少包括单层或多层的各向异性光扩散层。各向异性光学膜所包含的各向异性光扩散层可以包括多个直线透射性、雾度值、散射中心轴等光学特性不同的各向异性光扩散层。
这里,多层的各向异性光扩散层是多个单层各向异性光扩散层直接或介由粘合层层叠而成的。作为粘合层中使用的粘合剂,可以使用上述图1的说明中提到的粘合剂。
另一方面,设为在各向异性光扩散层上直接层叠各向异性光扩散层的构成时,可以通过下述方法来制作:使含有光聚合性化合物的组合物层固化来制成单层各向异性光扩散层后,直接在该单层各向异性光扩散层上将含有光聚合性化合物的涂料涂布成片状而制成组合物层后,使该组合物层固化。
进一步,各向异性光学膜除了各向异性光扩散层以外还可以层叠多个层。
作为层叠有多个层的各向异性光学膜,可列举例如在各向异性光学膜中层叠具有另外的功能的层的膜等。此外,本发明涉及的各向异性光学膜也可以层叠在玻璃基板等透明基板上使用。
在制造容易性、成本的观点上,本发明的各向异性光学膜优选为单层各向异性光扩散层。
考虑到用途、生产率,各向异性光学膜的厚度优选为10μm~500μm,更优选为50μm~150μm。
本发明涉及的各向异性光扩散层具有基质区域和折射率与基质区域不同的多个柱状区域,具有存在入射光角度依赖性的各向异性和指向性。
此外,各向异性光扩散层通常由含有光聚合性化合物的组合物的固化物构成。因此,基质区域和多个柱状区域由相同组成构成,是分别相分离而形成的。
这里,折射率不同是,只要向各向异性光扩散层入射的光的至少一部分在与基质区域的界面和与柱状区域的界面发生反射的程度有差异即可,没有特别限定,例如,基质区域与柱状区域的折射率差为0.001以上即可。
本发明涉及的各向异性光扩散层的厚度(相对于各向异性光扩散层主平面垂直的方向、与各向异性光学膜的厚度相同方向的长度)没有特别限定,例如优选为1μm~200μm,更优选为10μm~100μm。上述厚度超过200μm时,不仅需要花费更多的材料费,而且UV照射涉及的费用也会增加,因此,不仅制造成本增加,而且由于各向异性光扩散层厚度方向上的扩散性增加,容易发生图像模糊、对比度下降。此外,厚度小于1μm时,有时难以实现充分的光扩散性和聚光性。
本发明涉及的各向异性光扩散层所包含的多个柱状区域通常从各向异性光扩散层的一个表面向另一表面取向并延伸。
本发明涉及的各向异性光扩散层的表面(各向异性光扩散层主平面的表面)的上述多个柱状区域的表面形状可以设为具有短径和长径的形状。
上述表面形状没有特别限定,例如可以设为圆形、椭圆形、多边形。为圆形时,短径与长径相等;为椭圆形时,短径是短轴的长度,长径是长轴的长度;为多边形时,可以将在多边形内引出直线时可考虑的最短长度作为短径、最长长度作为长径。
图3为本发明涉及的各向异性光扩散层的平面方向的表面图,显示的是从各向异性光扩散层200、250的表面观察到的多个柱状区域(202和212)和基质区域(201和211)。图中,LA表示长径,SA表示短径。
用光学显微镜对各向异性光扩散层的表面进行观察,对于任意选择的20个柱状区域,分别测量短径、长径,将它们的平均值设为本发明涉及的短径和长径。
多个柱状区域短径的平均值(平均短径)优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,进一步优选为1.5μm以上。另一方面,多个柱状区域短径的平均值优选为5.0μm以下,更优选为4.0μm以下,进一步优选为3.0μm以下。这些多个柱状区域的短径的下限值和上限值可适当组合。
此外,多个柱状区域长径的平均值(平均长径)优选为0.5μm以上,更优选为1.0μm以上,进一步优选为1.5μm以上。另一方面,多个柱状区域长径的平均值优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为30μm以下。这些多个柱状区域的短径的下限值和上限值可适当组合。
此外,本发明涉及的多个柱状区域的平均长径相对于平均短径的比(平均长径/平均短径)即纵横比为20以下。图3(a)显示的是纵横比小于2的各向异性光扩散层,图3(b)显示的是纵横比为2~20的各向异性光扩散层。
纵横比的上限优选为20,更优选为5以下。纵横比在该范围内时,能够获得抑制刺眼的效果。
图4为本发明涉及的各向异性光扩散层的示意图和透射光图的一例。
本发明各向异性光扩散层在纵横比为1以上且小于2时,在照射了与多个柱状区域的轴向平行的光的情况下,其透射光以各向同性方式扩散(参照图4(a))。另一方面,纵横比为2~20时,在同样地照射了与轴向平行的光的情况下,具有与纵横比相对应的各向异性进行扩散(参照图4(b))。
此外,本发明涉及的各向异性光扩散层可以包含具有1个纵横比的多个柱状区域,也可以包含具有不同纵横比的多个柱状区域。
本发明涉及的各向异性光扩散层可以具有至少1个散射中心轴。
从柱状区域的一个表面向另一表面的取向方向(延伸方向)可以形成为与散射中心轴平行,可以适当确定以使得各向异性光扩散层具有所希望的直线透射率和扩散性。需说明的是,关于散射中心轴与柱状区域的取向方向平行,只要满足折射定律(Snell定律)即可,没有必要严格平行。
Snell定律是,光从折射率n1的介质向折射率n2的介质的界面入射时,其入射光角度θ1与折射角θ2之间成立n1sinθ1=n2sinθ2的关系。例如如果设为n1=1(空气)、n2=1.51(各向异性光扩散层),则在入射光角度为30°时,柱状区域的取向方向(折射角)约为19°,如果以这种方式入射光角度与折射角即使不同,但只要满足Snell定律,本发明中就包括在平行的概念中。
如上所述,该散射中心轴的意思是,在改变向各向异性光扩散层的入射光角度时,光扩散性与以该入射光角度为边界具有近对称性的光的入射光角度一致的方向。需说明的是,此时的入射光角度是在通过各向异性光扩散层入射光角度的直线透射光量测定而得到的光学轮廓线(例如图6)中,夹在最小直线透射率的极小值之间的大体中央部(称为扩散区域的区域的中央部)。
接下来,参照图5,对各向异性光扩散层的散射中心轴P进行说明。图5为用于说明各向异性光扩散层的散射中心轴P的三维极坐标显示。
根据图5所示那样的三维极坐标显示,如果将各向异性光扩散层的主平面作为xy平面、将相对于该主平面的法线作为z轴,则散射中心轴P可以用极角θ和方位角来表示。即,可以认为图5中的Pxy是投影在上述各向异性光扩散层主平面表面的散射中心轴的长度方向。
这里,将各向异性光扩散层的法线(图5所示z轴)与柱状区域的取向方向(散射中心轴方向)所成的极角θ(-90°<θ<90°)定义为本发明中的散射中心轴角度。柱状区域的轴向角度可以通过在制造它们时改变照射于片状的含有光聚合性化合物的组合物的光线的方向而调整至所希望的角度。
散射中心轴角度没有特别限定,例如优选为-30°~+30°,更优选为-20°~+20°。超出-30°~+30°的范围时,存在成为视觉识别性降低、无法获得充分的纸白感的反射型显示装置的可能。
需说明的是,多个各向异性光扩散层具有同一散射中心轴时,作为整体具有1个散射中心轴。
此外,本发明涉及的各向异性光扩散层包含多个散射中心轴时,包含取向方向分别与多个散射中心轴平行的多个柱状区域。
此外,本发明涉及的柱状区域的取向方向长度没有特别限定,可以从各向异性光扩散层的一个表面贯穿至另一表面,也可以是从一个表面开始但未到达另一表面的长度。优选柱状区域的取向方向长度比上述平均长径长,因为能够提高各向异性光扩散层的光的直线透射性。
图6为用于说明各向异性光扩散层的扩散区域和非扩散区域的光学轮廓线的例子。
如上所述,各向异性光扩散层具有直线透射率依赖于入射光角度而变化的光扩散性的入射光角度依赖性。这里,以下将图6那样显示光扩散性的入射光角度依赖性的曲线称为“光学轮廓线”。
图7为显示各向异性光扩散层的入射光角度依赖性测定方法的示意图。如图7所示,对于光学轮廓线,将作为样品的各向异性光扩散层(或仅由单层各向异性光扩散层构成的各向异性光学膜)200或250配置在光源1与检测器2之间。本方式中,在将来自光源1的照射光I从样品主平面的法线方向入射时,设为入射光角度0°。此外,样品配置为能够以贯穿样品的直线V为中心任意旋转,光源1和检测器2是固定的。即,根据该方法,可以通过下述方法获得:将样品配置在光源1与检测器2之间,一边以直线V为中心轴来改变角度,一边测定直行透过样品而进入检测器2的直线透射光量,从而算出直线透射率。
光学轮廓线虽然不直接表示光扩散性,但如果解释成若直线透射率降低则扩散性反而增大,则可以说大体表示光扩散性。
通常的各向同性光扩散膜中,表现出以0°附近的入射光角度为峰值的山型光学轮廓线。
各向异性光扩散层中,例如在散射中心轴角度0°的各向异性光扩散层中(图6),显示出在0°附近(-20°~+20°)的入射光角度下直线透射率小、直线透射率随着入射光角度(的绝对值)增大而变大的谷型光学轮廓线。
以这种方式,各向异性光扩散层具有下述性质:入射光在接近散射中心轴的入射光角度范围内强烈扩散,而在这以上的入射光角度范围,扩散性弱,直线透射率高。
以下,如图6所示,将对应于入射光角度中作为直线透射率最大的直线透射率的最大直线透射率与入射光角度中作为直线透射率最小的直线透射率的最小直线透射率的中值直线透射率的2个入射光角度的角度范围称为扩散区域(将该扩散区域的宽度称为“扩散宽度”),将除此之外的入射光角度范围称为非扩散区域(透射区域)。
由本发明的各向异性光扩散层的法线方向入射的光的最大直线透射率没有特别限定,例如各向异性光学膜所包含的各向异性光扩散层为1层时,优选为10%~60%,更优选为10%~50%。通过设为该范围,能够获得模糊感少的、具有充分的纸白感的反射型显示装置。
本发明的各向异性光扩散层的雾度值是表示各向异性光扩散层的扩散性的指标。如果雾度值变大,则各向异性光扩散层的扩散性提高。各向异性光扩散层的雾度值没有特别限定,例如优选为50%~90%,更优选为60%~80%。通过设为该范围,能够获得模糊感少的、具有充分的纸白感的反射型显示装置。
各向异性光学膜所包含的各向异性光扩散层为多层时,总的各向异性光扩散层的雾度值就成为各向异性光学膜的各向异性光扩散层雾度值。
上述各向异性光扩散层雾度值的测定方法没有特别限定,可以通过公知的方法来测定。例如可以通过JIS K7136-1:2000“塑料-透明材料的雾度求算方法”来测定。
本发明涉及的各向异性光扩散层可以在各向异性光扩散层的至少一个表面具有凹凸。这种情况下,各向异性光扩散层表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.10μm以下。需说明的是,上述算术平均粗糙度Ra按照JIS B0601-2001求出。
上述各向异性光扩散层表面的算术平均粗糙度Ra可以通过公知的方法来测定,没有特别限定。例如可以列举使用共聚焦型激光显微镜等的非接触法、利用使用探头的表面粗糙度测定器等的接触法。
2-2.各向异性光学膜中的各向异性光扩散层的制造方法
关于本发明各向异性光学膜中的各向异性光扩散层的制造方法,可以通过对未固化树脂组合物层照射UV(紫外线)等光线来制造。以下,先对各向异性光扩散层的原料进行说明,接着对制造工艺过程进行说明。下文中,主要对作为优选例的、包括1个各向异性光扩散层的各向异性光学膜的制造进行说明,根据需要对其他方式进行补充。
2-2-1.各向异性光扩散层的原料
对于各向异性光扩散层的原料,按照(1)光聚合性化合物、(2)光引发剂、(3)其他任选成分的顺序进行说明。
2-2-1-1.光聚合性化合物
作为形成本发明涉及的各向异性光扩散层的材料的光聚合性化合物由光聚合性化合物(从具有自由基聚合性或阳离子聚合性官能团的大分子单体、聚合物、低聚物、单体中选择)与光引发剂构成,是通过照射紫外线和/或可见光而进行聚合和固化的材料。这里,即使形成各向异性光学膜所包含的各向异性光扩散层的材料为1种,通过产生密度的高低差,也会产生折射率差。因为:UV照射强度强的部分固化速度快,因此聚合和固化材料在该固化区域周围移动,结果,形成了折射率高的区域和折射率低的区域。需说明的是,(甲基)丙烯酸酯的意思是可以为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的任一个。
自由基聚合性化合物的主要分子中含有1个以上的不饱和双键,具体可列举被称为环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯等名称的丙烯酸低聚物以及丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸丁氧基乙酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氢康酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、2-丙烯酰氧基邻苯二甲酸、丙烯酸双环戊烯酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、双酚A的EO加成物二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等丙烯酸酯单体。此外,这些化合物可以单独使用,也可以混合使用多种。需说明的是,虽然也可同样地使用甲基丙烯酸酯,但丙烯酸酯一般比甲基丙烯酸酯的光聚合速度快,因此是优选的。
作为阳离子聚合性化合物,可以使用分子中具有1个以上环氧基、乙烯基醚基、氧杂环丁烷基的化合物。作为具有环氧基的化合物,可列举2-乙基己基二醇缩水甘油醚、联苯基的缩水甘油醚、双酚A、氢化双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、四甲基双酚A、四甲基双酚F、四氯双酚A、四溴双酚A等双酚类的双缩水甘油醚类、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、溴化苯酚酚醛清漆、邻甲酚酚醛清漆等酚醛清漆树脂的聚缩水甘油醚类、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己烷二甲醇、双酚A的EO加成物、双酚A的PO加成物等亚烷基二醇类双缩水甘油醚类、六氢邻苯二甲酸的缩水甘油酯、二聚酸的双缩水甘油酯等缩水甘油酯类。
作为具有环氧基的化合物,进一步还可列举但不限于:3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-间二烷、二(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己烷羧酸酯、亚甲基双(3,4-环氧环己烷)、双环戊二烯双环氧化物、乙二醇的二(3,4-环氧环己基甲基)醚、亚乙基双(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、四(3,4-环氧环己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3,4-环氧环己基甲基)-4,5-环氧四氢邻苯二甲酸酯等脂环式环氧化合物。
作为具有乙烯基醚基的化合物,例如可列举但不限定于:二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、丙烯基醚丙烯碳酸酯等。需说明的是,乙烯基醚化合物一般是阳离子聚合性的,但也可以通过与丙烯酸酯组合来进行自由基聚合。
此外,作为具有氧杂环丁烷基的化合物,可以使用1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-(羟基甲基)-氧杂环丁烷等。
需说明的是,以上的阳离子聚合性化合物可以单独使用,也可以混合使用多种。上述光聚合性化合物不受上述物质的限定。此外,为了产生充分的折射率差,上述光聚合性化合物中,可以为了实现低折射率化而导入氟原子(F),也可以为了实现高折射率化而导入硫原子(S)、溴原子(Br)、各种金属原子。进一步,如日本特表2005-514487号公报中公开的那样,在上述光聚合性化合物中添加在由氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锡(SnOx)等高折射率金属氧化物构成的超微粒子的表面导入了丙烯酸基、甲基丙烯酸基、环氧基等光聚合性官能团的功能性超微粒子也是有效的。
作为本发明涉及的光聚合性化合物,优选使用具有有机硅骨架的光聚合性化合物。具有有机硅骨架的光聚合性化合物伴随其结构(主要为醚键)来取向而聚合、固化,形成低折射率区域、高折射率区域或者低折射率区域和高折射率区域。通过使用具有有机硅骨架的光聚合性化合物,容易使柱状区域倾斜,向正面方向的聚光性提高。需说明的是,低折射率区域对应于柱状区域或基质区域中的任一方,另一方对应于高折射率区域。
低折射率区域中,优选作为具有有机硅骨架的光聚合性化合物的固化物的有机硅树脂相对较多。由此,能够进一步使散射中心轴容易倾斜,因此向正面方向的聚光性提高。与没有有机硅骨架的化合物相比,有机硅树脂含有更多硅(Si),因此可以通过使用EDS(能量分散型X射线光谱仪)以该硅为指标,对有机硅树脂的相对量进行确认。
具有有机硅骨架的光聚合性化合物是具有自由基聚合性或阳离子聚合性官能团的单体、低聚物、预聚物或大分子单体。作为自由基聚合性官能团,可列举丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基等;作为阳离子聚合性官能团,可列举环氧基、氧杂环丁烷基等。这些官能团的种类和数量没有特别限制,官能团越多则交联密度越高,越容易产生折射率的差,因此是优选的,因而优选含有多官能丙烯酰基或甲基丙烯酰基。此外,具有有机硅骨架的化合物有时会由于其结构而与其他化合物的相容性不充分,在那样的情况下,可以进行氨基甲酸酯化来提高相容性。本方式中,优选使用末端具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机硅-氨基甲酸酯-(甲基)丙烯酸酯。
具有有机硅骨架的光聚合性化合物的重均分子量(Mw)优选在500~50,000的范围。更优选在2,000~20,000的范围。通过重均分子量在上述范围内,发生充分的光固化反应,存在于各向异性光学膜100的各向异性光扩散层内的有机硅树脂容易取向。容易伴随有机硅树脂的取向使散射中心轴倾斜。
作为有机硅骨架,例如对应于下述通式(1)所示的结构。通式(1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6分别独立地具有甲基、烷基、氟代烷基、苯基、环氧基、氨基、羧基、聚醚基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等官能团。此外,通式(1)中,n优选为1~500的整数。
[化1]
如果在具有有机硅骨架的光聚合性化合物中配合没有有机硅骨架的化合物来形成各向异性光扩散层,则容易形成分离的低折射率区域和高折射率区域,各向异性的程度强烈,是优选的。没有有机硅骨架的化合物除了光聚合性化合物以外还可以使用热塑性树脂、热固化性树脂,也可以将它们并用。作为光聚合性化合物,可以使用具有自由基聚合性或阳离子聚合性官能团的聚合物、低聚物、单体(但为没有有机硅骨架的物质)。作为热塑性树脂,可列举聚酯、聚醚、聚氨酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸树脂及其共聚物、改性物。在使用热塑性树脂的情况下,用溶解热塑性树脂的溶剂溶解,涂布、干燥后,利用紫外线使具有有机硅骨架的光聚合性化合物固化,使各向异性光扩散层成型。作为热固化性树脂,可列举环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、不饱和聚酯及其共聚物、改性物。在使用热固化性树脂的情况下,在利用紫外线使具有有机硅骨架的光聚合性化合物固化后适当进行加热,从而使热固化性树脂固化,使各向异性光扩散层成型。作为没有有机硅骨架的化合物,最优选的是光聚合性化合物,低折射率区域与高折射率区域容易分离,不需要使用热塑性树脂时的溶剂且不需要干燥过程,不需要热固化性树脂那样的热固化过程等,生产性优异。
具有有机硅骨架的光聚合性化合物与没有有机硅骨架的化合物的比率以质量比计优选在15:85~85:15的范围。更优选在30:70~70:30的范围。通过在该范围内,低折射率区域与高折射率区域的相分离容易进行,同时,柱状区域容易倾斜。如果具有有机硅骨架的光聚合性化合物的比率小于下限值或超过上限值,则相分离会难以进行,柱状区域难以倾斜。如果使用有机硅-氨基甲酸酯-(甲基)丙烯酸酯作为具有有机硅骨架的光聚合性化合物,则与没有有机硅骨架的化合物的相容性提高。由此,即使扩大材料的混合比率,也能够使柱状区域倾斜。
2-2-1-2.光引发剂
作为可使自由基聚合性化合物聚合的光引发剂,可列举二苯甲酮、苯偶酰、米氏酮、2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、苄基二甲基缩酮(ベンジルジメチルケタール)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基丙酮-1、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、双(环戊二烯基)-双[2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)苯基]钛、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦等。此外,这些化合物可以单独使用,也可以混合使用多种。
此外,阳离子聚合性化合物的光引发剂是可以通过光的照射产生酸、利用该产生的酸使上述阳离子聚合性化合物聚合的化合物,一般优选使用盐、茂金属络化物。作为盐,使用重氮盐、锍盐、碘盐、盐、硒盐等,它们的反离子使用BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-等阴离子。作为具体例子,可列举但不限定于:4-氯苯重氮六氟磷酸酯、三苯基锍六氟锑酸酯、三苯基锍六氟磷酸酯、(4-苯基硫代苯基)二苯基锍六氟锑酸酯、(4-苯基硫代苯基)二苯基锍六氟磷酸酯、双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-双-六氟锑酸酯、双[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-双-六氟磷酸酯、(4-甲氧基苯基)二苯基锍六氟锑酸酯、(4-甲氧基苯基)苯基碘六氟锑酸酯、双(4-叔丁基苯基)碘六氟磷酸酯、苄基三苯基六氟锑酸酯、三苯基硒六氟磷酸酯、(η5-异丙基苯)(η5-环戊二烯基)铁(II)六氟磷酸酯等。此外,这些化合物可以单独使用,也可以混合使用多种。
相对于100质量份光聚合性化合物,本发明涉及的光引发剂配合0.01~10质量份,优选为0.1~7质量份,更优选为0.1~5质量份左右。这是因为,小于0.01质量份则光固化性降低;配合超过10质量份时,会导致仅表面固化而内部固化性降低的弊端、着色、柱状区域形成的阻碍。这些光引发剂通常是直接将粉体溶解在光聚合性化合物中而使用的,但在溶解性差的情况下,也可以使用预先将光引发剂高浓度溶解在极少量溶剂中而得的物质。作为这样的溶剂,是光聚合性的,进一步优选具体列举碳酸丙烯酯、γ-丁内酯等。此外,为了提高光聚合性,也可以添加公知的各种染料、增敏剂。进一步,还可以将可使光聚合性化合物通过加热而固化的热固化引发剂与光引发剂同时并用。这种情况下,通过在光固化后进行加热,可以期待进一步促进光聚合性化合物的聚合固化,形成完全固化。
2-2-1-3.其他任选成分
可以使光聚合性化合物单独固化或使混合了多种光聚合性化合物而得的组合物固化,形成各向异性光扩散层。此外,也可以通过使光聚合性化合物与没有光固化性的高分子树脂的混合物固化来形成本发明涉及的各向异性光扩散层。这里,作为可使用的高分子树脂,可列举丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、纤维素系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛树脂等。这些高分子树脂和光聚合性化合物有必要在光固化前具有充分的相容性,为了确保其相容性,也可以使用各种有机溶剂、增塑剂等。需说明的是,使用丙烯酸酯作为光聚合性化合物时,作为高分子树脂,在相容性一点上,优选从丙烯酸树脂中选择。
作为调制含有光聚合性化合物的组合物时的溶剂,例如可以使用乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲苯、二甲苯等。
2-2-2.各向异性光扩散层的制造工序(工艺过程)
接下来,对本方式的各向异性光扩散层的制造工序(工艺过程)进行说明。首先,将上述含有光聚合性化合物的涂料涂布在透明PET膜那样的适当的基体上,呈片状成膜,设置未固化树脂组合物层。可以在该未固化树脂组合物层上照射紫外线和/或可见光等光线,从而制作各向异性光扩散层。
本方式涉及的各向异性光扩散层的形成工序主要具有以下工序。
(1)工序1-1:在基体上设置未固化树脂组合物层的工序
(2)工序1-2:从光源获得平行光线的工序
(3)任选工序1-3:使平行光线入射定向扩散元件以获得具有指向性的光线的工序
(4)工序1-4:使光线照射于未固化树脂组合物层以使未固化树脂组合物层固化的工序
·工序1-1:在基体上设置未固化树脂组合物层的工序
将光聚合性化合物涂布在基体上并呈片状成膜来设为未固化树脂组合物层的方法应用通常的涂布方式、印刷方式。具体地,可以使用气刀涂布、棒涂、刮刀涂布、刀涂、反向涂布、传料辊涂、凹版辊涂、吻涂、流延涂布、喷涂、狭缝喷嘴涂布、压延涂布、堰板涂布、浸涂、模涂等涂布、凹版印刷等凹版印刷、丝网印刷等孔版印刷等印刷等。组合物为低粘度时,也可以在基体周围设置一定高度的堰板,在该堰板所围成的区域中投入组合物。
此外,上述工序1-1中,为了防止未固化树脂组合物层的氧抑制(酸素阻害)、高效形成作为本方式涉及的各向异性光扩散层的特征的柱状区域,也可以层叠与未固化树脂组合物层的光照射侧密合而局部改变光线的照射强度的掩模。作为掩模的材质,优选是使碳等光吸收性填料在基质中分散而得的、入射光的一部分被碳吸收、光可在掩模开口部充分透射那样的构成的材质。作为这样的基质,可以使用PET、TAC、PVAc、PVA、丙烯酸、聚乙烯等透明塑料膜、玻璃、石英等无机物。
进一步,掩模片也可以包括用于控制紫外线透射量的图形化、吸收紫外线的颜料。
在不使用这样的掩模的情况下,也可以通过在氮气气氛下进行光照射来防止未固化树脂组合物层的氧抑制。此外,仅凭将普通的透明膜层叠在未固化树脂组合物层上对于防止氧抑制、促进柱状区域的形成也是有效的。隔着这样的掩模、透明膜的光照射中,在含有光聚合性化合物的组合物中发生与其光照射强度对应的光聚合反应,因此容易发生折射率分布,对于本方式涉及的各向异性光扩散层的制作是有效的。
·工序1-2:从光源获得平行光线的工序
作为光源,通常使用短弧紫外线发生光源,具体可使用高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯、氙灯等。此时,有必要获得与希望的散射中心轴平行那样的光线,这样的平行光线例如可以通过下述方法等来获得:配置点光源,在该点光源与未固化树脂组合物层之间配置用于照射平行光线的菲涅尔透镜等光学透镜,以及在光源的背后配置反射镜,使光向规定方向出射。
·工序1-4:使光线照射于未固化树脂组合物层来使未固化树脂组合物层固化的工序(不进行任选工序1-3的情况)
照射于未固化树脂组合物层而使未固化树脂组合物层固化的光线必须包含可使光聚合性化合物固化的波长,通常利用水银灯的波长以365nm为中心的光。使用该波段制作各向异性光扩散层时,作为照度,优选在0.01mW/cm2~100mW/cm2的范围,更优选为0.1mW/cm2~20mW/cm2。因为如果照度小于0.01mW/cm2,则固化需要很长时间,因此生产效率变差;如果超过100mW/cm2,则光聚合性化合物的固化过快,无法发生结构形成,无法表现目标光学特性。需说明的是,光的照射时间没有特别限定,优选为10秒~180秒,更优选为30秒~120秒。通过照射上述光线,能够获得本方式的各向异性光扩散层。
如上所述,本方式的各向异性光扩散层是通过照射较长时间的低照度光,在未固化树脂组合物层中形成特定内部结构而得到的。因此,仅凭这样的光照射,存在未反应的单体成分残留、发生发粘而操作性、耐久性有问题的情况。那样的情况下,可以追加照射1000mW/cm2以上的高照度光而使残留单体聚合。此时的光照射可以从层叠有掩模一侧的相反侧进行。
·任选工序1-3:使平行光线入射定向扩散元件以获得具有指向性的光线的工序
接下来,对包括任选工序1-3时的制造方法进行说明。包括任选工序1-3时的制造方法中,工序1-1和1-2如上所述,以下对任选工序1-3之后进行说明。
图8为显示通过任选工序1-3制造本发明涉及的各向异性光扩散层的方法的示意图。
任选工序1-3中使用的定向扩散元件301和302只要是对从光源300入射的平行光线D赋予指向性的元件即可。图8中记载了,具有指向性的光E以在X方向上大量扩散、在Y方向上几乎不扩散的形态,入射于未固化树脂组合物层303。为了获得以这种方式具有指向性的光,例如可以采用下述方法:定向扩散元件301和302内含有纵横比高的针状填料,同时,使该针状填料以长轴方向在Y方向延伸的方式取向。定向扩散元件301和302除了使用针状填料的方法以外还可以使用各种方法。
这里,具有指向性的光E的纵横比为20以下,优选设为5以下。形成具有与该纵横比大体对应的纵横比的柱状区域。
任选工序1-3中,通过调整具有指向性的光E的宽度,可以适当确定形成的柱状区域主平面表面形状(纵横比、短径SA、长径LA等)。例如,图8(a)、(b)中均可获得本方式的各向异性光扩散层。图8(a)与(b)中不同的是,具有指向性的光E的宽度在(a)中大,而在(b)中小。依赖于具有指向性的光E的宽度大小,柱状区域主平面表面形状的大小不同。
具有指向性的光E的宽度主要依赖于定向扩散元件301和302的种类和与未固化树脂组合物层303的距离。随着该距离的缩短,柱状区域的大小变小;随着该距离的加长,柱状区域的大小变大。因此,可以通过调整该距离来调整柱状区域的大小。
·工序1-4:使光线照射于未固化树脂组合物层来使未固化树脂组合物层固化的工序(进行任选工序1-3的情况)
经由定向扩散元件照射于未固化树脂组合物层而使未固化树脂组合物层固化的光线必须包含可使光聚合性化合物固化的波长,通常利用水银灯的波长以365nm为中心的光。使用该波段制作各向异性光扩散层时,作为照度,优选在0.01mW/cm2~100mW/cm2的范围,更优选为0.1mW/cm2~20mW/cm2。因为如果照度小于0.01mW/cm2,则固化需要很长时间,因此生产效率变差;如果超过100mW/cm2,则光聚合性化合物的固化过快,无法发生结构形成,无法表现目标光学特性。需说明的是,光的照射时间没有特别限定,优选为10秒~180秒,更优选为30秒~120秒。通过照射上述光线,能够获得本方式的各向异性光扩散层。
本方式的各向异性光扩散层也是如上所述在进行任选工序1-3时可以通过照射较长时间的低照度的光而在未固化树脂组合物层中形成特定内部结构而得到的。因此,仅凭这样的光照射,存在未反应的单体成分残留、发生发粘而操作性、耐久性有问题的情况。那样的情况下,可以追加照射1000mW/cm2以上的高照度光而使残留单体聚合。此时的光照射可以从层叠有掩模一侧的相反侧进行。
3.本发明涉及的反射型显示装置的用途
本发明的反射型显示装置可以作为平板电脑型个人电脑、可穿戴设备那样在室外使用的显示装置来使用。
实施例
接下来,通过实施例和比较例进一步具体地对本发明进行说明,但本发明不受这些例子的任何限定。
<实施例用各向异性光学膜1~6的制作>
使用分配器,在厚度100μm的PET膜(东洋纺公司制,商品名:A4300)的边缘全周用固化性树脂形成高度50μm的分隔壁。在其中滴加下述紫外线固化树脂涂料,将滴加的液膜的表面用另外的PET膜覆盖,从而制作50μm厚度的未固化树脂组合物层的液膜。
(紫外线固化树脂涂料)
·有机硅-氨基甲酸酯-丙烯酸酯(折射率:1.460,重均分子量:5,890):20重量份(RAHN公司制,商品名:00-225/TM18)
·新戊二醇二丙烯酸酯(折射率:1.450):30重量份(大赛璐氰特公司制,商品名:Ebecryl145)
·双酚A的EO加成物二丙烯酸酯(折射率:1.536):15重量份(大赛璐氰特公司制,商品名:Ebecyl150)
·丙烯酸苯氧基乙酯(折射率:1.518):40重量份(共荣社化学制,商品名:Lightacrylate PO-A)
·2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮:4重量份(BASF公司制,商品名:Irgacure651)
对于该两面用PET膜夹住的50μm厚度的未固化树脂组合物层的液膜,从UV点光源(滨松光电公司制,商品名:L2859-01)的落射用照射单元,直接或经由定向扩散元件照射1分钟照射强度5mW/cm2的作为平行光线的紫外线使其固化,得到图4所示那样的、在具有多个柱状区域的单层各向异性光扩散层的两面具有PET膜的6种带PET的实施例用的各向异性光扩散层(实施例用各向异性光学膜1~6)。
具体地,各向异性光学膜1、4~6的制作中,不使用定向扩散元件,各向异性光学膜2和3的制作中,使用可改变平行光线的纵横比的定向扩散元件。
而且,各向异性光学膜6的制作中,以相对于未固化树脂组合物层的液膜主平面的法线方向(表面法线方向)倾斜25°的角度照射平行光线。
需说明的是,作为各向异性光扩散层的光学特性的散射中心轴角度(相对于各向异性光扩散层的法线方向)通过进行照射的紫外线光线方向的调整来调整,最大直线透射率通过紫外线固化树脂组合物对液膜的加热温度的调整来调整,柱状区域的纵横比通过使用可改变平行光线的纵横比的定向扩散元件来调整。
将制作的6种实施例用各向异性光学膜1~6的特性示于以下的表1。
<实施例用各向异性光学膜7的制作>
形成高度120μm的分隔壁,制作120μm厚度的未固化树脂组合物层的液膜,除此以外,与各向异性光学膜1同样地进行制作,得到在具有多个柱状区域的单层各向异性光扩散层的两面具有PET膜的带PET的实施例用的各向异性光扩散层(实施例用各向异性光学膜7)。将特性示于表1。
<比较例用各向异性光学膜1的制作>
使用可将平行光线的纵横比改为50的定向扩散元件,除此以外,与各向异性光学膜1同样地进行制作,得到在具有多个柱状区域的单层各向异性光扩散层的两面具有PET膜的带PET的比较例用的各向异性光扩散层(比较例用各向异性光学膜1)。
将制作的比较例用各向异性光学膜1的特性示于以下的表1。
<各向异性光学膜的测定>
表1内实施例用各向异性光学膜1~7、比较例用各向异性光学膜1的特性如下操作进行测定。
(雾度值的测定)
雾度值的测定中,使用日本电色社工业株式会社制的雾度计NDH-2000,按照JISK7136进行测定。
(各向异性光扩散层的散射中心轴角度和最大直线透射率的测定)
使用图7所示那样的可任意改变光源的发光角度、检测器的光接收角度的可变角度光度计测角仪(Genesia公司制),进行实施例用和比较例用的各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的直线透射率的测定。将检测器固定在接收来自固定光源的直行光的位置,其间的样品架上放置实施例用和比较例用的各向异性光学膜作为样品。如图7所示,以贯穿样品的直线V为旋转的中心轴使样品旋转,测定对应于各入射光角度的直线透射光量。通过该评价方法,可以评价入射的光在何种角度的范围内扩散。该直线V是与图3所示样品的结构中的C-C轴相同的轴。直线透射光量的测定中,使用发光度过滤器来测定可见光区域的波长。基于以上那样的测定结果、得到的光学轮廓线,求出入射光角度中的直线透射率的最大值(最大直线透射率)以及散射中心轴角度(即该光学轮廓线大体为对称形状时的入射光角度)。
(多个柱状区域的纵横比的测定(各向异性光扩散层的表面观察))
用光学显微镜对实施例用和比较例用的各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的一个表面(紫外线照射时的光照射侧)进行观察,测定多个柱状区域的长径和短径。平均长径和平均短径的计算设为任意20个结构的平均值。此外,对于求出的平均长径和平均短径,算出平均长径/平均短径作为纵横比。
[表1]
各向异性光学膜的种类编号 | 雾度值 | 散射中心轴角度 | 最大直线透射率 | 纵横比 |
实施例用各向异性光学膜1 | 71% | 约0° | 31% | 1.1 |
实施例用各向异性光学膜2 | 72% | 约0° | 35% | 5 |
实施例用各向异性光学膜3 | 70% | 约0° | 42% | 19 |
实施例用各向异性光学膜4 | 53% | 约0° | 55% | 1.1 |
实施例用各向异性光学膜5 | 86% | 约0° | 17% | 1.1 |
实施例用各向异性光学膜6 | 70% | 约25° | 30% | 1 |
实施例用各向异性光学膜7 | 92% | 约0° | 12% | 1.1 |
比较例用各向异性光学膜1 | 70% | 约0° | 65% | 50 |
<反射型显示装置的制作>
将市售TN型反射液晶显示器的液晶面板视觉识别侧表面上的偏光板和相位差板剥下,对于露出的正面玻璃表面,介由厚度10μm的透明粘合层,将上述制作的实施例用各向异性光学膜1~7、比较例用各向异性光学膜1分别层叠贴合在正面玻璃表面上后,对于露出的各各向异性光学膜表面,介由厚度10μm的透明粘合层,层叠贴合上述剥下的偏光板和相位差板的相位差板表面,作为实施例1~7、比较例1的反射型显示装置。
此外,比较例2的反射型显示装置不使用各向异性光学膜,直接作为反射型显示装置。
将这些实施例1~7、比较例1~2的反射型显示装置的特性示于以下的表2。
需说明的是,将实施例1和比较例2的反射型显示装置的图像照片示于图9(相邻的左侧为实施例1、右侧为比较例2)。
<官能试验>
进行制作的实施例1~7、比较例1~2的反射型显示装置的官能试验。将按照以下评价基准进行评价的结果示于表2。
(纸白感评价基准)
○:观察到白的背景色(白显示)
△:背景色(白显示)观察到轻微白色
×:背景色(白显示)稍微观察到黄色
(刺眼评价基准)
○:没有干涉导致的刺眼
△:虽然有点刺眼,但在允许范围内
×:清楚地观察到刺眼
(模糊感评价基准)
○:清晰地观测到图像显示
△:观察到图像显示稍微模糊
×:观察到图像显示模糊
[表2]
所用各向异性光学膜的种类编号 | 纸白感 | 刺眼 | 模糊感 | |
实施例1 | 实施例用各向异性光学膜1 | ○ | ○ | ○ |
实施例2 | 实施例用各向异性光学膜2 | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | 实施例用各向异性光学膜3 | ○ | △ | ○ |
实施例4 | 实施例用各向异性光学膜4 | △ | ○ | ○ |
实施例5 | 实施例用各向异性光学膜5 | ○ | ○ | △ |
实施例6 | 实施例用各向异性光学膜6 | ○ | ○ | ○ |
实施例7 | 实施例用各向异性光学膜7 | ○ | ○ | △ |
比较例1 | 比较例用各向异性光学膜1 | ○ | × | ○ |
比较例2 | 无 | × | ○ | ○ |
根据表2的结果,实施例1~7的反射型显示装置在纸白感、刺眼和模糊感全部评价中为△以上。但实施例7的反射型显示装置在模糊感的评价中性能比实施例5的反射型显示装置差。
因此,本发明使用各向异性光学膜的反射型显示装置中,可以使背景色变白,能够赋予纸白感。此外,未发现刺眼、模糊感的显著恶化导致的视觉识别性的下降。
尤其是实施例1、2、6的反射型显示装置,在纸白感、刺眼和模糊感全部评价项目中为○,很平衡地具有高水平的特性。
另一方面,比较例1~2的反射型显示装置评价项目中的任一项均为×。
比较例1的反射型显示装置的刺眼×评价被认为是,比较例用各向异性光学膜1的多个柱状区域是纵横比大的百叶窗结构,在与膜面平行的平面内的一个方向上形成并排的条纹,会发生光的干涉。
因此,比较例1的反射型显示装置与使用本发明实施例用各向异性光学膜的反射型显示装置相比,刺眼强烈,视觉识别性不良。
比较例2的反射型显示装置未使用各向异性光学膜,因此纸白感的评价为×评价。
根据上述情况,通过在比反射型显示装置的反射板更靠近视觉识别侧设置本发明的具有特定纵横比的各向异性光学膜,能够提供刺眼、模糊感少的、具有充分的纸白感的反射型显示装置。
符号说明
1、300:光源,
2:检测器,
100:内面反射型显示装置(反射型液晶显示装置),
101:外面反射型显示装置(反射型液晶显示装置),
110:液晶层,
120:背面玻璃,
121:正面玻璃,
130:反射板(金属电极),
140:背面偏光板,
141:正面偏光板,
150:各向异性光学膜,
160:背面相位差膜,
161:正面相位差膜,
170、171:粘合层,
180:反射板(背面反射板),
200、250:各向异性光扩散层,
201、211:基质区域,
202、212:柱状区域,
301、302:定向扩散元件,
303:未固化树脂组合物层。
Claims (6)
1.一种反射型显示装置,其特征在于,
其为具备反射板和直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性光学膜的反射型显示装置,
所述各向异性光学膜配置在比所述反射板更靠近视觉识别侧,
所述各向异性光学膜至少包含各向异性光扩散层,
所述各向异性光扩散层具有基质区域和折射率与所述基质区域不同的多个柱状区域,
所述多个柱状区域从所述各向异性光扩散层的一个表面向另一表面取向而构成,
作为所述各向异性光扩散层的一个表面上的所述多个柱状区域的平均长径/平均短径的纵横比为20以下。
2.根据权利要求1所述的反射型显示装置,其特征在于,所述各向异性光扩散层的雾度值为50%~90%。
3.根据权利要求1或2所述的反射型显示装置,其特征在于,
所述各向异性光扩散层具有至少1个散射中心轴,
作为所述各向异性光扩散层的一个表面的法线方向与所述至少1个散射中心轴的夹角的散射中心轴角度为-30°~+30°。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的反射型显示装置,其特征在于,所述各向异性光扩散层的最大直线透射率为10%~60%。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的反射型显示装置,其特征在于,所述各向异性光扩散层的厚度为10μm~100μm。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的反射型显示装置,其特征在于,所述纵横比为5以下。
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