CN117916084A - 层叠体、显示装置、汽车及便携式电子设备 - Google Patents

层叠体、显示装置、汽车及便携式电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有装饰层且耐光性优异的层叠体、以及利用该层叠体的显示装置、汽车及便携式电子设备。所述层叠体依次具有λ/4相位差层、包含胆甾醇型液晶层的装饰层及紫外线吸收层,其中,在装饰层的、紫外线吸收层所在的一侧具有阻氧层。

Description

层叠体、显示装置、汽车及便携式电子设备
技术领域
本发明涉及一种层叠体、显示装置、汽车及便携式电子设备。
背景技术
为了装饰家电产品、办公设备及汽车零部件等的表面,使用包含装饰层的层叠体。作为此类层叠体,正在考虑利用具有由胆甾醇型液晶层构成的装饰层的层叠体。胆甾醇型液晶层已知为一种固定胆甾醇型液晶相而得且具有在特定波长带选择性反射右旋圆偏振光及左旋圆偏振光中的任一个的性质的层。
例如,专利文献1中公开了一种具有胆甾醇型液晶层且满足规定的反射率关系的装饰板。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6744415号
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人对如专利文献1中记载的具有由胆甾醇型液晶层构成的装饰层的层叠体进行研究的结果,发现在预计通常置于明室环境中的用途中,需要进一步改善耐光性(对光的耐久性)。发现车载用显示器等搭载于汽车上的显示器、放置于客厅等的显示器及便携式电子设备等由于长时间置于明室环境中,因此用于这些设备中的具有装饰层的层叠体需要进一步改善耐光性。
因此,本发明的课题在于,提供一种具有装饰层且耐光性优异的层叠体、以及利用该层叠体的显示装置、汽车及便携式电子设备。
用于解决技术课题的手段
本发明人发现了通过以下结构能够解决上述课题。
[1]一种层叠体,其依次具有λ/4相位差层、包含胆甾醇型液晶层的装饰层及紫外线吸收层,其中,
在装饰层的、紫外线吸收层所在的一侧具有阻氧层。
[2]根据[1]所述的层叠体,其中,
阻氧层具有聚乙烯醇类树脂或聚乙烯-乙烯醇类树脂。
[3]根据[2]所述的层叠体,其中,
聚乙烯醇类树脂及聚乙烯-乙烯醇类树脂的皂化度为83%以上。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的层叠体,其中,
紫外线吸收层在波长380nm处的透射率小于10%。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的层叠体,其中,
在装饰层的、紫外线吸收层所在的一侧具有低透湿层,
低透湿层在温度40℃、相对湿度90%下的透湿度为40g/(m2×天)以下,
低透湿层位于比阻氧层更远离装饰层的位置。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的层叠体,其中,
在λ/4相位差层的与装饰层侧相反的一侧具有起偏器。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的层叠体,其在最表面具有防反射层、无光泽层及触感赋予层中的至少1个。
[8]一种显示装置,其具有显示元件和配置于显示元件的显示面侧的[1]至[7]中任一项所述的层叠体。
[9]根据[8]所述的显示装置,其为液晶显示装置或电致发光显示装置。
[10]一种汽车,其具有[1]至[7]中任一项所述的层叠体或[8]至[9]中任一项所述的显示装置。
[11]一种便携式电子设备,其具有[1]至[7]中任一项所述的层叠体或[8]至[9]中任一项所述的显示装置。
发明效果
根据本发明,能够提供一种具有装饰层且耐光性优异的层叠体、以及利用该层叠体的显示装置、汽车及便携式电子设备。
附图说明
图1是概念性地表示具有本发明的层叠体的一例的显示装置的图。
图2是概念性地表示具有本发明的层叠体的另一例的显示装置的图。
图3是概念性地表示具有本发明的层叠体的另一例的显示装置的图。
图4是概念性地表示具有本发明的层叠体的另一例的显示装置的图。
图5是概念性地表示装饰层的一例的剖视图。
图6是用于说明基于胆甾醇型液晶层的光反射的概念图。
图7是用于说明基于胆甾醇型液晶层的光反射的概念图。
图8是用于说明波状结构的峰间距离的概念图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时根据本发明的代表性实施方式进行,但本发明并不限定于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。
并且,在本说明书中,液晶组合物、液晶化合物作为概念还包括通过固化等而不再显示出液晶性的物质。
[层叠体及显示装置]
本发明的层叠体依次具有λ/4相位差层、包含胆甾醇型液晶层的装饰层及紫外线吸收层,其中,在装饰层的、紫外线吸收层所在的一侧具有阻氧层。
并且,本发明的显示装置是具有显示元件和配置于显示元件的显示面侧的上述层叠体的显示装置。
图1是概念性地表示具有本发明的层叠体的一例的显示装置的图。
图1所示的显示装置100a具有显示元件102和配置于显示元件102的显示面侧的层叠体10a。并且,层叠体10a从显示元件102侧依次具有起偏器20、λ/4相位差层12、装饰层14、阻氧层16及紫外线吸收层18。
另外,在以下说明中,还将图中上方称为上,将图中下方称为下。并且,将层叠体10a中的与显示元件102相反的一侧还称为视觉辨认侧。
装饰层14包含胆甾醇型液晶层。众所周知,胆甾醇型液晶层具有波长选择反射性,因此通过调整胆甾醇型液晶层的选择反射波长,能够对装饰层14赋予任意颜色的外观。
在此,如上所述,对具有包含胆甾醇型液晶层的装饰层的层叠体进行研究的结果,发现车载用显示器等搭载于汽车上的显示器、放置于客厅等的显示器及便携式电子设备等预计通常长时间置于明室环境中的用途中,需要进一步改善耐光性。具体而言,当光(尤其是紫外线)照射到装饰层时,作为装饰层的胆甾醇型液晶层中的液晶分子会被光(紫外线)切断,由此胆甾醇型液晶层的波长选择反射性受损而导致装饰层劣化。
针对于此,为了阻断紫外线向装饰层的照射,考虑在装饰层的视觉辨认侧配置紫外线吸收层。然而,根据本发明人的研究,发现仅设置紫外线吸收层是不够的。具体而言,当氧渗入胆甾醇型液晶层时,胆甾醇型液晶层中的液晶分子容易被光切断。因此,可知即使设置紫外线吸收层,液晶分子也会被光切断,胆甾醇型液晶层的波长选择反射性受损而导致装饰层劣化。
因此,本发明的层叠体10a在装饰层14的视觉辨认侧具有阻氧层16及紫外线吸收层18。通过在装饰层14的视觉辨认侧具有紫外线吸收层18,抑制紫外线到达装饰层14,而且通过在装饰层14的视觉辨认侧具有阻氧层16,抑制氧到达装饰层14。由此,能够抑制如下情况:作为装饰层的胆甾醇型液晶层中的液晶分子被紫外线和/或氧切断,胆甾醇型液晶层的波长选择反射性受损而导致装饰层劣化。
在此,在本发明中,阻氧层是指透氧率为120cc/(m2×天×atm)以下的层。透氧率是表示在每单位时间及每单位面积内通过层的氧量的指标,在本发明中,采用在25℃、50%相对湿度的环境下用氧浓度装置(例如,Hach Ultra Analytics,Inc.制MODEL3600等)测定出的值。
从进一步提高耐光性的观点考虑,阻氧层的透氧率优选为30cc/(m2×天×atm)以下,更优选为10cc/(m2×天×atm)以下,进一步优选为5cc/(m2×天×atm)以下。下限并没有特别限制,通常为0.01cc/(m2×天×atm)以上。
关于阻氧层,在后面进行详细说明。
并且,在本发明中,优选为在装饰层的、紫外线吸收层所在的一侧具有低透湿层且低透湿层位于比阻氧层更远离装饰层的位置(视觉辨认侧)。即,优选为从装饰层侧依次配置阻氧层、低透湿层。
图2~图4是概念性地表示具有本发明的层叠体的另一例的显示装置的图。
图2所示的显示装置100b具有显示元件102和配置于显示元件102的显示面侧的层叠体10b。层叠体10b从显示元件102侧依次具有起偏器20、λ/4相位差层12、装饰层14、阻氧层16、低透湿层22及紫外线吸收层18。
并且,图3所示的显示装置100c具有显示元件102和配置于显示元件102的显示面侧的层叠体10c。层叠体10c从显示元件102侧依次具有起偏器20、λ/4相位差层12、装饰层14、阻氧层16、紫外线吸收层18及低透湿层22。
并且,图4所示的显示装置100d具有显示元件102和配置于显示元件102的显示面侧的层叠体10d。层叠体10d从显示元件102侧依次具有起偏器20、λ/4相位差层12、装饰层14、紫外线吸收层18、阻氧层16及低透湿层22。
可以说图2~图4所示的层叠体除了紫外线吸收层18的配置位置不同以外,具有相同的结构。
通过赋予低透湿层,能够抑制由胆甾醇型液晶层中的水分引发的液晶分子的切断,因此能够提高耐水性及耐湿性。而且,根据本发明人的研究,如图2~图4所示的层叠体所示,发现通过在比阻氧层16更靠近视觉辨认侧的位置具有低透湿层22,还能够提高耐光性。
在此,在本发明中,低透湿层是透湿度为40g/(m2×天)以下的层。透湿度是遵照JIS Z0208的透湿度试验(杯法:cup method),在温度40℃、相对湿度90%的环境中,换算为24小时内通过面积1m2的试样的水蒸气的重量(g)的值。
从进一步提高耐水性的观点考虑,低透湿层的透湿度优选为0~40g/(m2×天),更优选为0~25g/(m2×天),进一步优选为1~10g/(m2×天)。
关于低透湿层,在后面进行详细说明。
以下,对构成本发明的层叠体及显示装置的各构成要件进行说明。
〔装饰层〕
装饰层是包括胆甾醇型液晶层的层。装饰层不限于包含1个胆甾醇型液晶层的结构,也可以是具有2个以上胆甾醇型液晶层的结构。并且,装饰层可以具有胆甾醇型液晶层以外的层,例如,形成胆甾醇型液晶层时使液晶分子取向的取向膜及支撑体等。
<胆甾醇型液晶层>
胆甾醇型液晶层表示固定胆甾醇型液晶相而成的层。
胆甾醇型液晶层只要是保持成为胆甾醇型液晶相的液晶化合物的取向的层即可。例如,胆甾醇型液晶层优选为在使聚合性液晶化合物成为胆甾醇型液晶相的取向状态的基础上通过紫外线照射或加热等使其聚合并固化来获得的层。胆甾醇型液晶层优选为如下层:无流动性,同时变成取向状态不会因外场或外力而改变的状态的层。
另外,在胆甾醇型液晶层中,只要胆甾醇型液晶相的光学性质在层中得到保持即可,层中的液晶化合物可以不再显示出液晶性。例如,聚合性液晶化合物可以通过固化反应进行高分子量化而不再具有液晶性。
已知胆甾醇型液晶相在特定波长处显示出选择反射性。
在通常的胆甾醇型液晶相中,选择反射的中心波长(选择反射中心波长)λ取决于胆甾醇型液晶相中的螺旋节距P,并遵从胆甾醇型液晶相的平均折射率n与λ=n×P的关系。因此,通过调节该螺旋节距,能够调节选择反射中心波长。
螺旋节距越长,胆甾醇型液晶相的选择反射中心波长成为越长的波长。
另外,螺旋节距是指胆甾醇型液晶相的螺旋结构1节距份(螺旋的周期)、换言之为螺旋的一圈份。即,螺旋节距是指构成胆甾醇型液晶相的液晶化合物的指向矢(棒状液晶的情况下为长轴方向)旋转360°的螺旋轴方向的长度。
在形成胆甾醇型液晶层时,胆甾醇型液晶相的螺旋节距取决于与液晶化合物一同使用的手性试剂的种类及手性试剂的添加浓度。因此,通过调节这些,能够获得所期望的螺旋节距。
另外,关于节距调节,在Fujifilm Corporation研究报告No.50(2005年)60-63页中有详细记载。关于螺旋的旋向及节距的测定法,能够使用“液晶化学实验入门”日本液晶学会编西格玛(Sigma)出版2007年出版、46页及“液晶便览”液晶便览编辑委员会丸善196页中记载的方法。
并且,胆甾醇型液晶相在特定波长处,对左右旋圆偏振光均显示出选择反射性。反射光是右旋圆偏振光还是左旋圆偏振光取决于胆甾醇型液晶相的螺旋的扭曲方向(旋向)。基于胆甾醇型液晶相的圆偏振光的选择反射在胆甾醇型液晶层的螺旋的扭曲方向为右时反射右旋圆偏振光,在螺旋的扭曲方向为左时反射左旋圆偏振光。
另外,胆甾醇型液晶相的旋转方向能够根据形成胆甾醇型液晶层的液晶化合物的种类和/或所添加的手性试剂的种类进行调节。
在本发明中,胆甾醇型液晶层优选在使用SEM观察的胆甾醇型液晶层的截面内具有后述波状结构。并且,在本发明中,胆甾醇型液晶层可以具有螺旋节距在厚度方向发生变化的螺距梯度结构。
以下,利用附图,对波状结构及螺距梯度结构进行详细说明。
首先,图5是概念性地表示利用扫描型电子显微镜(SEM:Scanning ElectronMicroscope)观察装饰层的截面的状态的图。图5所示的例子中,装饰层具有第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b这2个胆甾醇型液晶层。
第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b均为固定胆甾醇型液晶相而成的胆甾醇型液晶层。因此,在第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b中观察到源自胆甾醇型液晶相的明部B与暗部D的条纹纹样。
在图示例中,第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b的螺旋节距朝向上方逐渐变大。即,第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b的选择反射中心波长(换言之,选择性反射的光的波长带)朝向上方逐渐成为长波长。
在以下说明中,在胆甾醇型液晶层中,将螺旋节距在厚度方向上发生变化的螺距梯度结构还称为PG结构(Pitch Gradient结构)。
具有PG结构的胆甾醇型液晶层能够通过如下方法形成:使用通过光的照射而产生返回异构化、二聚化以及异构化及二聚化等而螺旋扭曲力(HTP:Helical Twisting Power)发生变化的手性试剂,在形成胆甾醇型液晶层的液晶组合物固化之前或液晶组合物固化时,照射改变手性试剂的HTP的波长的光。
例如,通过使用HTP因光照射变小的手性试剂,手性试剂的HTP会因光照射而减少。
在此,被照射的光由手性试剂吸收。因此,例如,从上方照射光时,光的照射量从上方朝向下方逐渐变少。即,手性试剂的HTP的减少量从上方朝向下方逐渐变小。因此,在HTP大幅减少的上方,由于螺旋的扭曲小而螺旋节距变长,在HTP的减少小的下方,螺旋以手性试剂原本所具有的HTP被扭曲,因此螺旋节距变短。
即,此时,胆甾醇型液晶层在上方选择性反射长波长的光,在下方选择性反射相较于上方而言为短波长的光。因此,通过使用螺旋节距在厚度方向上发生变化的PG结构的胆甾醇型液晶层,能够选择性反射广波长带的光。
照射改变手性试剂的HTP的波长的光时,通过使用具有任意的透射率图案的曝光掩模,能够在胆甾醇型液晶层的面内形成反射带不同的螺旋节距。并且,能够形成有PG结构的部位和没有PG结构的部位。即,能够形成具有各种图案的颜色、纹样的装饰层。
并且,胆甾醇型液晶层在使用SEM观察的截面内观察到源自胆甾醇型液晶相且明部B(明线)及暗部D(暗线)在厚度方向(图5中上下方向)上交替层叠的条纹纹样。
在此,如图5所示,优选为具有如下波状结构:使用SEM观察的第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b的截面内的明部B及暗部D的至少一部分在面方向上形成周期性波状凹凸。
即第1胆甾醇型液晶层34a及第2胆甾醇型液晶层34b优选为具有如下结构的层:具有胆甾醇型液晶结构且螺旋轴与胆甾醇型液晶层的表面所成的角发生周期性变化。换言之,两个胆甾醇型液晶层优选为如下胆甾醇型液晶层:具有胆甾醇型液晶结构,胆甾醇型液晶结构在使用SEM观测到的装饰层的剖视图上赋予明部B与暗部D的条纹纹样,暗部所形成的线的法线与胆甾醇型液晶层的表面所成的角发生周期性变化。
波状结构优选为如下结构:在形成条纹纹样的明部B或暗部D的连续线上存在至少1个相对于胆甾醇型液晶层的平面的倾斜角度的绝对值为5°以上的区域M且沿面方向夹着区域M位于最近位置的倾斜角度为0°的波峰或波谷被确定。
倾斜角度0°的波峰或波谷包括凸状及凹状,但只要倾斜角度为0°,则还包括台阶状及架状的点。波状结构优选在条纹纹样的明部B或暗部D的连续线上,倾斜角度的绝对值为5°以上的区域M与将其夹持的波峰或波谷多次重复。
图6中概念性地示出固定常见的胆甾醇型液晶相而成的层的截面。
如图6所示,使用SEM观察形成于基板30上的胆甾醇型液晶层32的截面时,可观察到明部B与暗部D的条纹纹样。即,在胆甾醇型液晶层的截面上可观察到在厚度方向上明部B与暗部D交替层叠的层状结构。
在胆甾醇型液晶层中,明部B与暗部D的重复2次份相当于螺旋节距。由此,胆甾醇型液晶层的螺旋节距能够根据SEM剖视图测定。
在胆甾醇型液晶层32中,通常,如图6所示,明部B及暗部D的条纹纹样(层状结构)以与基板30的表面平行的方式形成。在此类方式的情况下,胆甾醇型液晶层32显示出镜面反射性。即,光从胆甾醇型液晶层32的法线方向入射时,在法线方向上光会反射,但在倾斜方向上光不易反射而漫反射性差(参考图6中的箭头)。
相对于此,如图7中概念性地示出截面的胆甾醇型液晶层34所示,明部B及暗部D具有波状结构(undulation结构)的情况下,光从胆甾醇型液晶层34的法线方向入射时,如图7中概念性地示出,由于存在液晶化合物的螺旋轴倾斜的区域,因此入射光的一部分在倾斜方向上反射(参考图7中的箭头)。
即,在固定胆甾醇型液晶相而成的胆甾醇型液晶层中,明部B与暗部D具有波状结构,由此能够实现漫反射性高的装饰层。其结果,从各种方向观察装饰层时,从任何角度均可获得优异的装饰性。
在以下说明中,胆甾醇型液晶层在使用SEM观察的截面上,源自胆甾醇型液晶相的明部B与暗部D具有波状结构的结构还简称为『胆甾醇型液晶层具有波状结构』。
具有波状结构的胆甾醇型液晶层能够通过在上述基底层面上形成胆甾醇型液晶层来形成。尤其,通过对基底层不实施摩擦处理等取向处理而形成胆甾醇型液晶层,能够更容易地制造具有波状结构的胆甾醇型液晶层。
即,在不实施取向处理的基底层上形成胆甾醇型液晶层时,由于对液晶化合物没有水平取向限制力,因此根据基底层的物性,在基底层的表面上液晶化合物的取向方向成为各种方向。在以此类状态形成胆甾醇型液晶层时,构成胆甾醇型液晶相的液晶化合物的螺旋轴朝向各种方向,其结果,在胆甾醇型液晶层中,明部B与暗部D的条纹纹样成为波状结构。
并且,通常,在胆甾醇型液晶层上形成胆甾醇型液晶层时,上层的胆甾醇型液晶层会沿用下层的胆甾醇型液晶层的表面的取向状态。换言之,在胆甾醇型液晶层上形成胆甾醇型液晶层时,上层的胆甾醇型液晶层的取向状态追随下层的胆甾醇型液晶层的表面的取向状态。
因此,如图5所示,在具有波状结构的第1胆甾醇型液晶层34a上形成作为胆甾醇型液晶层的第2胆甾醇型液晶层34b时,第2胆甾醇型液晶层34b沿用第1胆甾醇型液晶层34a的表面的取向状态,因此第2胆甾醇型液晶层34b也成为具有与第1胆甾醇型液晶层34a相同的波状结构的胆甾醇型液晶层。因此,在装饰层中,第1胆甾醇型液晶层34a和第2胆甾醇型液晶层34b成为波的周期即波状结构的凹凸几乎一致的相同的波状结构。
装饰层包含多个胆甾醇型液晶层时,在各个胆甾醇型液晶层中,波的振幅(波(凹凸)的高度)可以相同,也可以不同。
在此,常见的手性试剂的HTP会因照射到光而降低。并且,用于改变手性试剂的HTP的光通常从与伪支撑体相反的一侧照射。
并且,在第1胆甾醇型液晶层及第2胆甾醇型液晶层的内部,波的振幅可以相同,也可以不同,还可以是波的振幅相同的区域和不同的区域混在。
另外,胆甾醇型液晶层的明部B及暗部D并不限于所有区域成为波状结构,至少一部分成为波状结构即可。
即,胆甾醇型液晶层中的明部B及暗部D可以包括因在此处产生的缺陷部等而未成为波状结构的区域。
如上所述,在将胆甾醇型液晶层用作装饰层的层叠体中,为了获得良好的光泽感,胆甾醇型液晶层优选在使用SEM观察的截面内源自胆甾醇型液晶相的明部B及暗部D具有波状结构。并且,为了扩大选择性反射波长带,可以具有在胆甾醇型液晶层的厚度方向上螺旋节距发生变化的PG结构。
在此,如上所述,PG结构使用HTP因光照射改变的手性试剂,通过在形成胆甾醇型液晶层时照射手性试剂所吸收的波长的光,并通过改变厚度方向的光的照射量即HTP的变化量来获得。因此,形成胆甾醇型液晶层时的光的照射量差在厚度方向上越大,越能够扩大选择性反射波长带。
胆甾醇型液晶层的厚度并没有特别限制,优选为0.05~15μm,更优选为0.2~10μm,进一步优选为0.5~8.0μm。
装饰层的厚度并没有特别限制,优选为2.0μm以上。上限并没有特别限制,通常为20μm以下。
胆甾醇型液晶层中,波状结构的峰间距离及振幅(波高)也不受限制。
在此,在具有波状结构的胆甾醇型液晶层中,峰间距离越短,显示出越高的漫反射性,并且振幅越大,显示出越高的漫反射性。
从形成缺陷少的波状结构且可获得更优异的漫反射性方面考虑,胆甾醇型液晶层的波状结构的峰间距离的平均值优选为0.5~50μm,更优选为1.5~20μm,进一步优选为2.5~10μm。
另外,如概念性地示于图8,波状结构的峰间距离是指在波状结构中最接近的凸顶点之间的距离p。
具体而言,关于峰间距离的平均值,针对夹着上述相对于胆甾醇型液晶层的平面的倾斜角度的绝对值为5°以上的区域M位于最近位置的两点的倾斜角度0°的波峰(或波谷),计测胆甾醇型液晶层的面方向距离。对100处进行上述计测,并对所获得的值进行算术平均,由此求出峰间距离的平均值。
本发明的层叠体具有多个胆甾醇型液晶层时,各个胆甾醇型液晶层选择性反射的波长带可以相同,也可以不同。
并且,本发明的层叠体具有多个胆甾醇型液晶层时,各个胆甾醇型液晶层所反射的圆偏振光的旋转方向可以相同,也可以不同,优选为相同。
并且,胆甾醇型液晶层的PG结构可以是螺旋节距朝向上方逐渐变长,也可以是螺旋节距朝向下方逐渐变长。
在本发明的层叠体中,形成胆甾醇型液晶层时,可以在进行用于改变手性试剂的HTP的光照射之后进行用于固化胆甾醇型液晶层的光照射,或者可以同时进行用于改变手性试剂的HTP的光照射和用于固化胆甾醇型液晶层的光照射。
关于本发明的层叠体中的装饰层,波长λ处的积分反射率I-R(λ)及波长λ处的镜面反射率S-R(λ)并没有限制。
其中,从兼顾显示装置点灯时的显示影像的视觉辨认性(装饰层不干扰显示影像)和显示装置灭灯时的装饰层的视觉辨认性方面考虑,装饰层在波长380~780nm处的积分反射光谱的最大反射率优选为10~50%,更优选为15~35%。并且,装饰层在显示出最大反射率的波长处的镜面反射率优选为15%以下,更优选为12%以下。下限并没有特别限制,通常为1%以上。
并且,在本发明的层叠体的装饰层中,选择性反射的波长带中的反射光谱的半峰宽度并没有限制。
从能够反射更宽的波长带的光等方面考虑,积分反射光谱的半峰宽度优选为50~250nm。
胆甾醇型液晶层的形成方法并没有特别限制,例如,能够使用包含液晶化合物及手性试剂的液晶组合物来形成。
以下,对上述形成方法进行详细说明。首先,对所使用的组合物中包含的成分进行详细说明。
(液晶化合物)
用于形成胆甾醇型液晶层的液晶化合物优选具有1个以上的聚合性基团。即,优选为聚合性液晶化合物。并且,320~400nm处的平均摩尔吸光系数优选小于5000。
液晶化合物可以为棒状液晶化合物,也可以为圆盘状液晶化合物,优选为棒状液晶化合物。
作为形成胆甾醇型液晶结构的棒状液晶化合物,可举出棒状向列相液晶化合物。作为棒状向列相液晶化合物,优选为甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类或链烯基环己基苄腈类。
作为液晶化合物,不仅能够使用低分子液晶化合物,还能够使用高分子液晶化合物。
聚合性基团的种类并没有特别限制,例如,可举出不饱和聚合性基团、环氧基及氮丙啶基,优选为不饱和聚合性基团,更优选为烯属不饱和聚合性基团。聚合性基团能够通过各种方法导入到液晶化合物的分子中。
液晶化合物所具有的聚合性基团的个数在1分子中优选为1~6个,更优选为1~3个。
作为液晶化合物,可例示Makromol.Chem.,190卷2255页(1989年)、AdvancedMaterials 5卷107页(1993年)、美国专利第4683327号、美国专利第5622648号及美国专利第5770107号的各说明书、国际公开第1995/022586号、国际公开第1995/024455号、国际公开第1997/000600号、国际公开第1998/023580号、国际公开第1998/052905号、国际公开第2016/194327号及国际公开第2016/052367号公报、日本特开平1-272551号公报、日本特开平6-016616号公报、日本特开平7-110469号公报及日本特开平11-080081号公报以及日本特开2001-328973号公报等中记载的各化合物。
液晶组合物可以包含2种以上的液晶化合物。
并且,液晶组合物中的液晶化合物的含量并没有特别限制,相对于液晶组合物的固体成分质量(溶剂以外的质量),优选为70~99.9质量%,更优选为75~99.5质量%,进一步优选为80~99质量%。
(手性试剂:光学活性化合物)
用于形成胆甾醇型液晶层的手性试剂只要是HTP因光照射改变的手性试剂,则能够利用公知的各种手性试剂。其中,优选为波长313nm或波长365nm处的摩尔吸光系数为30000以上的手性试剂。
手性试剂具有使胆甾醇型液晶相的螺旋结构扭曲的功能。手性化合物扭曲的螺旋旋向或螺旋节距根据化合物而不同,因此根据目的选择即可。
作为手性试剂,能够使用公知的化合物,优选具有肉桂酰基。作为手性试剂的例子,可例示液晶器件手册(第3章4-3项,TN、STN用手性试剂,199页,日本学术振兴会第142委员会编,1989)以及日本特开2003-287623号公报、日本特开2002-302487号公报、日本特开2002-080478号公报、日本特开2002-080851号公报、日本特开2010-181852号公报及日本特开2014-034581号公报等中记载的化合物。
手性试剂通常包含不对称碳原子,但也能够使用不包含不对称碳原子的轴手性化合物或平面手性化合物作为手性试剂。轴手性化合物或平面手性化合物的例子包括联萘、螺烯、对环芳烷及它们的衍生物。手性试剂可以具有聚合性基团。
手性试剂和液晶化合物均具有聚合性基团时,通过聚合性手性试剂与聚合性液晶化合物的聚合反应,能够形成具有衍生自聚合性液晶化合物的重复单元和衍生自手性试剂的重复单元的聚合物。在该方式中,聚合性手性试剂所具有的聚合性基团优选为与聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团相同种类的基团。因此,手性试剂的聚合性基团也优选为不饱和聚合性基团、环氧基或氮丙啶基,更优选为不饱和聚合性基团,进一步优选为烯属不饱和聚合性基团。
并且,手性试剂可以为液晶化合物。
作为手性试剂,优选异山梨醇衍生物、异甘露糖醇衍生物或联萘衍生物。异山梨醇衍生物可以使用BASF公司制LC-756等市售品。
液晶组合物中手性试剂的含量相对于液晶化合物的总摩尔量,优选为0.01~200摩尔%,更优选为1~30摩尔%。
(聚合引发剂)
液晶组合物优选包含聚合引发剂。在通过紫外线照射进行聚合反应的方式中,所使用的聚合引发剂优选为可通过紫外线照射引发聚合反应的光聚合引发剂。
作为可利用的聚合引发剂,优选为酰基氧化膦化合物及肟化合物。
聚合引发剂可以仅使用1种,也可以同时使用2种以上。
形成胆甾醇型液晶层时,在进行用于改变手性试剂的HTP的光照射之后进行用于固化胆甾醇型液晶层的光照射时,优选使用不易在用于改变手性试剂的HTP的光照射中进行聚合的光聚合引发剂。此时,液晶组合物中光聚合引发剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.05~3质量%,更优选为0.3~2质量%。
并且,同时进行用于改变手性试剂的HTP的光照射和用于固化胆甾醇型液晶层的光照射时,液晶组合物中光聚合引发剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.01~0.3质量%,更优选为0.01~0.2质量%。
(交联剂)
为了提高固化后的膜强度并提高耐久性,液晶组合物可以任意含有交联剂。作为交联剂,能够优选使用通过紫外线、热及湿气等固化的交联剂。
交联剂并没有特别限制,例如,可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯及季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯及乙二醇二缩水甘油醚等环氧化合物;2,2-双羟基甲基丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]及4,4-双(亚乙基亚氨基羰基氨基)二苯基甲烷等氮丙啶化合物;六亚甲基二异氰酸酯及缩二脲型异氰酸酯等异氰酸酯化合物;在侧链上具有噁唑啉基的聚噁唑啉化合物;以及乙烯基三甲氧基硅烷及N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物。
液晶组合物中交联剂的含量相对于液晶组合物的固体成分,优选为0.2~5质量%,更优选为0.5~3质量%。
(取向控制剂)
液晶组合物可以包含有助于稳定地或迅速地形成平面取向的胆甾醇型液晶结构的取向控制剂。
作为取向控制剂,例如,可例示日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段等中记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物及日本特开2012-203237号公报的[0031]~[0034]段等中记载的由式(I)~(IV)表示的化合物等。
取向控制剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
液晶组合物中取向控制剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%。
(表面活性剂)
液晶组合物可以含有表面活性剂。
表面活性剂优选能够作为有助于稳定地或迅速地形成平面取向的胆甾醇型结构的取向控制剂发挥功能的化合物。作为表面活性剂,例如,可举出硅酮系表面活性剂及氟系表面活性剂,优选氟系表面活性剂。
液晶组合物中表面活性剂的含量相对于液晶化合物总质量,优选为0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%。
(溶剂)
液晶组合物可以包含溶剂。
作为溶剂,优选有机溶剂。有机溶剂并没有特别限制,例如,可举出酮类、卤代烷类、酰胺类、亚砜类、杂环化合物、烃类、酯类及醚类。
溶剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
(其他添加剂)
液晶组合物可根据需要在不降低光学性能的范围内还包含阻聚剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、色料及金属氧化物微粒等。
胆甾醇型液晶层能够通过如下方法形成:在基底层上涂布将液晶化合物、手性试剂及聚合引发剂、进一步根据需要添加的表面活性剂等溶解于溶剂中的液晶组合物并使其干燥来获得涂膜,使涂膜中的液晶化合物取向,对该涂膜照射活性光线固化液晶组合物。由此,能够形成具有胆甾醇规则性被固定化的胆甾醇型液晶结构的胆甾醇型液晶层。
作为液晶组合物的涂布方法,例如,可举出线棒涂布法、帘涂法、挤压涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、旋涂法、浸涂法、喷涂法及滑动涂布法。
作为涂布液晶组合物来形成的涂膜中的液晶化合物的取向方法,可举出加热处理。作为加热处理的温度,优选为200℃以下,更优选为130℃以下。通过该取向处理,可获得液晶化合物以具有螺旋轴的方式扭曲取向的结构。
接着,通过使取向后的液晶化合物聚合,固化液晶组合物来形成胆甾醇型液晶层。
用于固化液晶组合物的光照射优选通过紫外线照射进行。紫外线的照度优选为15~1500mW/cm2,更优选为50~600mW/cm2。并且,紫外线的照射能量优选为20mJ/cm2~50J/cm2,更优选为100~1500mJ/cm2
在形成具有PG结构的胆甾醇型液晶层时,在固化液晶组合物之前,照射改变手性试剂的HTP的光。或者在形成具有PG结构的胆甾醇型液晶层时,可以同时进行用于改变手性试剂的HTP的光照射和用于固化液晶组合物的光照射。
在形成胆甾醇型液晶层时,为了促进手性试剂的HTP的变化,可以通过加热进行紫外线的照射。用于促进手性试剂的HTP的变化的紫外线照射时的氧浓度并没有限制。因此,该紫外线照射可以在氧环境下进行,也可以在低氧环境下进行。
紫外线照射时的温度优选为25~140℃,更优选为30~100℃。
并且,紫外线照射时的氧浓度优选为5000体积ppm以下,更优选为100体积ppm以下。
〔紫外线吸收层〕
紫外线吸收层是紫外线的透射率低的层。
紫外线吸收层在波长380nm处的透射率优选为小于10%,更优选为8%以下,进一步优选为4%以下。下限并没有特别限制,通常为2%以上。
作为紫外线吸收层,能够使用将紫外线吸收剂分散在由聚合物构成的层或膜(以下,有时统称为“膜”)、以及粘合剂中而成的层。
紫外线吸收剂是具有紫外线吸收性能的分子量小于5,000的化合物。在紫外线吸收剂具有分子量分布时,上述分子量是指通过上述方法测定的重均分子量。不具有分子量分布时,例如利用电喷雾电离质谱(ESI-MS)测定分子量。
作为紫外线吸收剂,优选为在380nm以下具有极大吸收波长的化合物,更优选为在250~380nm(优选为270~380nm)处具有极大吸收波长的化合物。
作为紫外线吸收剂,可举出三嗪化合物、苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、水杨酸化合物及金属氧化物粒子。从紫外线吸收性能方面考虑,紫外线吸收剂优选为包含三嗪化合物或苯并三唑化合物,更优选为包含三嗪化合物。紫外线吸收剂中三嗪化合物及苯并三唑化合物的总含量相对于紫外线吸收剂的总量优选为80质量%以上。
作为由聚合物构成的层或膜,例如,能够利用纤维素酰化物类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物等。并且,可以从聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃类聚合物、环烯烃类聚合物、氯乙烯类聚合物、尼龙和芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物、酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、偏二氯乙烯类聚合物、乙烯醇类聚合物、乙烯醇缩丁醛类聚合物、芳基酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物或混合聚合物而成的聚合物等中选择1种或2种以上的聚合物并将其用作主成分来制作聚合物层或膜。
作为粘合剂,优选为选自包括(甲基)丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、烯烃树脂、硅氧烷树脂及氟树脂的组中的至少一种,更优选为选自包括(甲基)丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂及烯烃树脂的组中的至少一种,进一步优选为(甲基)丙烯酸树脂。
紫外线吸收层可以兼作阻氧层及低透湿层。并且,也可以由阻氧层兼作低透湿层。
〔阻氧层〕
如上所述,阻氧层是透氧率为120cc/(m2×天×atm)以下的层。
作为阻氧层的具体例,可举出包含聚乙烯醇类树脂、聚乙烯-乙烯醇类树脂、聚乙烯醚类树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素醚、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、苯乙烯/马来酸共聚物、明胶、偏二氯乙烯及纤维素纳米纤维等有机化合物的层。
这些中,从阻氧能力高方面考虑,优选为包含聚乙烯醇类树脂或聚乙烯-乙烯醇类树脂的层,尤其优选为包含聚乙烯醇类树脂的层。
作为阻氧层中包含的材料,可以为聚合性化合物的固化物。
在聚合性化合物中,作为阻氧功能高的化合物,可举出氢键性高的聚合性化合物及每单位分子量的聚合性基团多的化合物。作为每单位分子量的聚合性基团多的化合物,例如,可举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
作为氢键性高的聚合性化合物,具体而言,例如可举出由下述式表示的化合物,其中,优选为由下述CEL2021P表示的3’,4’-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯。
并且,还可举出由金属化合物构成的薄层(金属化合物薄层)。金属化合物薄层的形成方法只要是能够形成目标薄层的方法,则能够使用任何方法。例如,溅射法、真空蒸镀法、离子镀法以及等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法等是适合的,具体而言,能够采用日本专利第3400324号、日本特开2002-322561号公报、日本特开2002-361774号公报的各公报中记载的形成方法。
金属化合物薄层中包含的成分只要能够发挥阻氧功能,则并没有特别限定,例如能够使用包含选自Si、Al、In、Sn、Zn、Ti、Cu、Ce或Ta等中的一种以上金属的氧化物、氮化物或氮氧化物等。在这些中,优选为选自Si、Al、In、Sn、Zn及Ti中的金属的氧化物、氮化物或氮氧化物,尤其优选为选自Si、Al、Sn及Ti中的金属氧化物、氮化物或氮氧化物。它们可以含有其他元素作为次要成分。还优选为日本特开2016-40120号公报或日本特开2016-155255号公报中记载之类的由铝化合物与磷化合物的反应产物构成的层。
并且,阻氧层例如可以为美国专利第6413645号公报、日本特开2015-226995号公报、日本特开2013-202971号公报、日本特开2003-335880号公报、日本特公昭53-012953号公报、日本特开昭58-217344号公报中记载之类的将包含上述有机材料的层与金属化合物薄层层叠而成的方式,也可以为国际公开第2011/011836号公报、日本特开2013-248832号公报、日本专利第3855004号公报中记载之类的将有机化合物与无机化合物混合而成的层。
在包含有机化合物的层的情况下,阻氧层的膜厚优选为0.1~10μm,更优选为0.5~5.5μm。在金属化合物薄层的情况下,阻氧层的膜厚优选为5~500nm,更优选为10~200nm。
在本发明中,从抑制内反射的理由考虑,阻氧层在波长550nm处的面内平均折射率优选为1.50~1.65,更优选为1.55~1.65。
在本发明中,阻氧层也可以为兼备表面保护层或粘结剂层的功能的层。阻氧层为兼作粘结剂层的层时,优选方式为阻氧层是含有聚乙烯醇树脂的粘结剂。
并且,阻氧层为包含聚乙烯醇类树脂或聚乙烯-乙烯醇类树脂的层时,聚乙烯醇类树脂和/或聚乙烯-乙烯醇类树脂的皂化度优选为83%以上,更优选为90%以上,进一步优选为96%以上。聚乙烯醇类树脂和/或聚乙烯-乙烯醇类树脂随着皂化度提高而阻气性提高(透氧率变低)。
〔低透湿层〕
如上所述,低透湿层是透湿度为40g/(m2×天)以下的层。
本发明中使用的构成低透湿层的材料并没有特别限制。构成低透湿层的材料可以是由聚合物构成的层或膜(以下,有时统称为“膜”),例如,能够利用纤维素酰化物类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物等。并且,可以从聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃类聚合物、环烯烃类聚合物、氯乙烯类聚合物、尼龙和芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物、酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、偏二氯乙烯类聚合物、乙烯醇类聚合物、乙烯醇缩丁醛类聚合物、芳基酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物或混合聚合物而成的聚合物等中选择1种或2种以上的聚合物并将其用作主成分来制作聚合物层或膜。
作为本发明中使用的低透湿层,优选为纤维素酰化物类聚合物层、聚酯类聚合物层、丙烯酸类聚合物层或环烯烃类聚合物层。即,可以是2种以上的聚合物层及由组合物构成的层的层叠体。在低透湿层包含纤维素酰化物类聚合物层的方式中,以降低低透湿层的透湿度为目的,优选还包含聚酯类聚合物层、丙烯酸类聚合物层、环烯烃类聚合物层及包含液晶性化合物的层。
〈纤维素酰化物类聚合物层〉
在本说明书中,“纤维素酰化物类聚合物层”是指将纤维素酰化物作为主成分(所有成分的50质量%以上)含有的层及膜。用于制作该膜的纤维素酰化物是将纤维素的羟基的氢原子取代成酰基而得的。纤维素酰化物通过纤维素的羟基被酰化而得,其取代基能够使用酰基的碳原子数为2的乙酰基至碳原子数为22的乙酰基中的任一个。
本发明中使用的纤维素酰化物并没有特别限制。其中,纤维素酰化物的乙酰基取代度优选为2.00~2.95,更优选为2.70~2.95,进一步优选为2.75~2.90,尤其优选为2.82~2.89。乙酰基取代度为2.70以上时,与满足后述条件的芳香族酯低聚物的相溶性良好且膜不易白化,因此优选。而且,除了透明性以外,透湿度、含水率变良好,因此优选。一方面,从光学性能的观点考虑,优选取代度为2.95以下。另外,总酰基取代度的优选范围也与乙酰基取代度的优选范围相同。酰基的取代度能够遵照ASTM-D817-96中规定的方法测定。未被酰基取代的部分通常作为羟基存在。
在取代纤维素的羟基的碳原子数2~22的酰基中,作为碳原子数2~22的酰基,可以是脂肪族基,也可以是烯丙基,并没有特别限定,可以是单一种类,也可以是2种以上的混合物。这些例如是纤维素的烷基羰基酯、烯基羰基酯或芳香族羰基酯、芳香族烷基羰基酯等,分别可以进一步具有取代基。作为这些优选的酰基,可举出乙酰基、丙酰基、丁酰基、庚酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、十二烷酰基、十三烷酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、异丁酰基、叔丁酰基、环己烷基羰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基及肉桂酰基。在这些中,优选为乙酰基、丙酰基、丁酰基、十二烷酰基、十八烷酰基、叔丁酰基、油酰基、苯甲酰基、萘基羰基或肉桂酰基,更优选为乙酰基、丙酰基或丁酰基。
本发明中使用的纤维素酰化物的取代基优选为乙酰基或丙酰基,更优选为乙酰基。
并且,可以使用混合脂肪酸纤维素酰化物,作为该混合脂肪酸纤维素酰化物,具体而言,可举出乙酸丙酸纤维素及乙酸丁酸纤维素,优选为乙酸丙酸纤维素。
纤维素酰化物的合成方法的基本原理记载于右田等人、木材化学180~190页(KYORITSU SHUPPAN CO.,LTD.,1968年)。代表性合成方法为基于羧酸酐-乙酸-硫酸催化剂的液相乙酰化法。
纤维素酰化物类聚合物层中包含的纤维素酰化物的数均分子量(Mn)优选为40000~200000,更优选为100000~200000。纤维素酰化物类聚合物层中包含的纤维素酰化物的Mw/Mn比优选为4.0以下,更优选为1.4~2.3。
在本发明中,纤维素酰化物等的平均分子量及分子量分布使用凝胶渗透色谱法(GPC)计算数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw),通过国际公开WO2008-126535号公报中记载的方法能够计算该比。
纤维素酰化物类聚合物层可以包含作为主成分的纤维素酰化物和添加剂,例如,优选含有至少一种芳香族酯低聚物。以低添加量添加芳香族酯低聚物时,能够提高纤维素酰化物类聚合物层的努氏硬度(Knoop hardness),因此优选。例如,通过对包含芳香族酯低聚物的纤维素酰化物膜进行拉伸处理(优选为双轴拉伸处理),能够提高纤维素酰化物膜的努氏硬度。努氏硬度是表示材料硬度的尺度之一,是压痕硬度的一种。
并且,通过添加添加剂,还能够改善由纤维素酰化物类聚合物层的薄膜化引起的透湿度的增加所伴随的耐久性。
〔λ/4相位差层〕
λ/4相位差层是指具有λ/4功能的板,具体而言,是具有将某一特定波长的线偏振光转换为圆偏振光或将圆偏振光转换为线偏振光的功能的板。
λ/4相位差层配置成将从显示元件出射的线偏振光或从显示元件出射并通过起偏器而被转换的线偏振光转换成作为装饰层的胆甾醇型液晶层不反射的旋转方向的圆偏振光。由此,例如,层叠体配置于显示元件(显示器)的表面上时,在显示器的灭灯时或黑色显示时看见层叠体(装饰层)的颜色,在彩色显示时,能够透过层叠体而视觉辨认出显示器的显示。
作为λ/4相位差层的具体例,例如,可举出美国专利申请公开2015/0277006号等。
例如,作为λ/4相位差层是单层结构的方式,具体而言,可举出拉伸聚合物膜、在支撑体上设置了具有λ/4功能的光学各向异性层的相位差膜等,并且,作为λ/4相位差层是多层结构的方式,具体而言,可举出层叠λ/4相位差层与λ/2相位差片而成的宽频带λ/4相位差层。
λ/4相位差层例如能够通过涂布包含液晶化合物的液晶组合物来形成。
λ/4相位差层更优选为包含使显现向列相液晶层或近晶相液晶层的液晶单体聚合而形成的液晶化合物(圆盘状液晶、棒状液晶化合物等)中的至少1个的1层以上的相位差膜。
并且,作为光学性能优异的λ/4相位差层,还进一步优选为使用逆波长分散性液晶化合物。具体而言,可优选使用国际公开第2017/043438号中记载的通式(II)的液晶化合物。关于使用逆波长分散性液晶化合物的λ/4相位差层的制作方法,也能够参考国际公开第2017/043438号的实施例1~10或日本特开2016-91022号公报的实施例1的记载。
λ/4相位差层的厚度并没有特别限制,优选为0.1~100μm,更优选为0.5~5μm。
〔起偏器〕
将起偏器配置于λ/4相位差层的与装饰层相反的一侧。
起偏器为具有将光转换为特定的线偏振光的功能的线起偏器。作为线起偏器,并没有特别限定,可举出以往公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器,可使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器及多烯系起偏器等。碘系起偏器及染料系起偏器有涂布型起偏器和拉伸型起偏器,虽均能够适用,但优选为使聚乙烯醇吸附碘或二色性染料并拉伸而制作的起偏器。
并且,作为通过在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠膜的状态下实施拉伸及染色来获得起偏器的方法,可举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第5048120号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报及日本专利第4751486号公报中记载的方法。
其中,从与其他层的密合性更优异的方面考虑,优选为包含聚乙烯醇类树脂(包含-CH2-CHOH-作为重复单元的聚合物。尤其是选自包括聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少一种)的起偏器。
线起偏器的厚度并没有特别限定,优选为3~60μm,更优选为5~30μm,进一步优选为5~15μm。
〔其他层〕
本发明的层叠体还可以具有上述以外的其他层(其他部件)。作为其他层(其他部件),例如,可举出粘合剂层、表面保护层、防反射层、无光泽层及触感赋予层等。
<粘合剂层>
粘合剂层能够用于提高各层的密合性。作为用于粘合剂层的粘合剂及粘结剂,能够使用通常使用的粘合剂(例如,丙烯酸类粘合剂等)以及粘结剂(例如,紫外线固化型粘结剂及聚乙烯醇类粘结剂等)等。作为粘合剂及粘结剂的具体例,例如,能够使用日本特开2011-037140号公报的[0100]~[0115]段及日本特开2009-292870号公报的[0155]~[0171]段等中记载的粘合剂。
粘合剂层的厚度并没有特别限制,优选为1~30μm,更优选为2~20μm,进一步优选为4~15μm。
<表面保护层>
表面保护层只要具有保护表面的功能,则并没有限定,可以为一层,也可以为多层。优选硬度高,也优选恢复性高。作为表面保护层,能够使用以往公知的表面保护层。
<防反射层>
防反射层是配置于层叠体的最表面并防止外光的反射的层。如图1所示,将层叠体用于显示装置时,防反射层配置于视觉辨认侧的最表面。
作为防反射层,能够使用圆偏振片等以往公知的防反射层。
<无光泽层>
无光泽层(防眩光层)是配置于层叠体的最表面并抑制表面的光泽的层。作为防眩光层,能够使用以往公知的防眩光层。例如,作为防眩光层,能够利用日本特开2007-86748号公报的[0276]段中记载的防眩光层。
<触感赋予层>
触感赋予层是配置于层叠体的最表面并对层叠体的表面赋予触感的层。
作为触感赋予层,可举出在表面赋予凹凸形状的层、在触感赋予层中含有粒子并使该粒子露出的层等。作为触感赋予层,能够使用以往公知的触感赋予层。例如,作为触感赋予层,能够使用日本特开2020-049702号公报的[0043]~[0049]段中记载的触感赋予层。
〔显示元件〕
如上所述,本发明的显示装置(图像显示装置)具有显示元件和配置于上述显示元件上的上述层叠体。
用于本发明的显示装置的显示元件并没有特别限定,例如,可举出液晶单元、有机电致发光(有机EL)显示面板、无机电致发光(无机EL)显示面板及等离子显示面板等。
这些中,优选为液晶单元、有机EL显示面板或无机EL显示面板,更优选为有机EL显示面板或无机EL显示面板。即,作为本发明的显示装置,优选为使用液晶单元作为显示元件的液晶显示装置、使用EL显示面板作为显示元件的EL显示装置。
显示元件的出射光优选为线偏振光。
显示元件具有液晶单元等之类的线起偏器时,显示元件的线起偏器可兼作层叠体中的起偏器20。
显示装置具有层叠体的情况下,显示元件不显示图像时,可视觉辨认出层叠体自身的的纹样。在此,本发明的显示装置具有上述层叠体,因此显示元件不显示图像时,能够良好地视觉辨认出层叠体(装饰层)的纹样。
<液晶显示装置>
作为本发明的显示装置的一例的液晶显示装置配置成上述层叠体的起偏器侧成为液晶单元侧。
液晶显示装置中利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:面内切换)模式或TN(Twisted Nematic:扭曲向列),但并不限定于这些。
在TN模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶分子(棒状液晶化合物)实质上水平取向,而且扭曲取向成60~120°。TN模式的液晶单元最常用作彩色TFT液晶显示装置,在多数文献中有记载。
在VA模式的液晶单元中,未施加电压时棒状液晶分子实质上垂直取向。VA模式的液晶单元除了包括(1)使棒状液晶分子在未施加电压时实质上垂直取向,而在施加电压时实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中记载)以外,还包括(2)为了扩大视角,将VA模式多域化的(MVA模式(Multi-domain Vertical Alignment:多域垂直取向)的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中记载)、(3)使棒状液晶分子在未施加电压时实质上垂直取向,而在施加电压时扭曲多域取向的模式(n-ASM模式(Axially symmetric aligned microcell:轴对称取向微包))的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD(liquid crystal display:液晶显示器)international 98中发表)。并且,可以为PVA(Patterned Vertical Alignment:图案化垂直取向)型、光取向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-Sustained Alignment:聚合物稳定取向)中的任一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细记载。
在IPS模式的液晶单元中,棒状液晶分子相对于基板实质上平行取向,且对基板面施加平行的电场,由此液晶分子平面响应。IPS模式在未施加电场时成为黑色显示,上下一对偏振片的吸收轴正交。在日本特开平10-54982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开了使用光学补偿片减少倾斜方向上的黑色显示时的漏光并改善视角的方法。
〔EL显示装置〕
作为本发明的显示装置的一例的EL(电致发光)显示装置配置成上述层叠体的起偏器侧成为EL显示面板侧。
在EL显示装置中,能够利用各种使用无机EL发光元件及有机EL发光元件等的自发光型显示装置中使用的公知的EL基板。有机EL显示面板的一例是使用在电极之间(阴极及阳极之间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件来构成的显示面板。有机EL显示面板的结构并没有特别限制,可采用公知的结构。无机EL是所谓的LED(LightEmitting Diode:发光二极管)。
并且,本发明的层叠体及显示装置适合用于汽车及便携式电子设备等。
例如,本发明的层叠体及显示装置能够替代汽车的导航系统的显示装置、车内后视镜及侧视镜等而用于映射汽车的后方或侧方等汽车周围的显示器等搭载于汽车上的显示装置。
并且,本发明的层叠体及显示装置能够用作智能手机、智能手表及平板PC等便携式电子设备的显示装置。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的主旨,则能够适当变更。因此,本发明的范围不应因以下所示的实施例而做限定性解释。
[实施例1]
<紫外线吸收层1的制作>
(芯层纤维素酰化物浓液1的制备)
将下述组合物投入到混合罐中进行搅拌,溶解各成分,制备了芯层纤维素酰化物浓液1。
[化学式1]
(化合物1-1)
[化学式2]
(化合物1-2)
[化学式3]
(化合物1-3)
(外层纤维素酰化物浓液1的制备)
将10质量份的下述组成的消光剂分散液1加入到90质量份的上述芯层纤维素酰化物浓液1中,制备了外层纤维素酰化物浓液1。
(紫外线吸收层1的制膜)
将上述芯层纤维素酰化物浓液1及其两侧的外层纤维素酰化物浓液1这3层同时从流延口流延到20℃的滚筒上。在溶剂含有率大致为20质量%的状态下,剥取滚筒上的膜,用拉幅机夹具固定膜的宽度方向的两端,在残留溶剂为20质量%的状态下沿横向拉伸1.1倍并进行了干燥。之后,通过在热处理装置的辊之间运载所获得的膜,制作厚度40μm的纤维素酰化物膜并作为紫外线吸收层1。
紫外线吸收层1的透氧率为3000cc/(m2×天×atm)以上,不具有阻氧能力。
并且,使用分光光度计UV-3150(SHIMADZU CORPORATION制),测定紫外线吸收层1在波长380nm处的透射率,结果为9.5%。
<阻氧层1的制作>
在紫外线吸收层1的一面实施皂化处理之后,用线棒在皂化处理面连续涂布了下述组成的阻氧层用涂布液1。之后,在80℃下干燥120秒,在紫外线吸收层1上制作了膜厚0.8μm的阻氧层1。
并且,阻氧层1的透氧率为100cc/(m2×天×atm)。
(阻氧层用涂布液1)
[化学式4]
<装饰层1的制作>
将以下所示的组合物在保持25℃的温度的容器中搅拌、溶解而制备了装饰层用涂布液1。
(装饰层用涂布液1)
[化学式5]
上述式中的数值为质量%。Me表示甲基。
手性试剂A
[化学式6]
上述式中,Bu表示丁基。
手性试剂B
[化学式7]
表面活性剂F1
[化学式8]
准备了厚度100μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜(TOYOBO CO.,LTD.制COSMOSHINE A4100)。该PET膜在一面具有易粘接层。在PET膜的无易粘接层的一面,用棒涂布机连续涂布所制备的装饰层用涂布液1,在100℃下干燥了60秒。之后,在25℃下,将照射量72mJ的金属卤化物灯的光通过调整为仅透射波长300~330nm的光的滤光器和木纹曝光掩模来照射,进一步在低氧环境下(100ppm以下)下,以120℃照射照射量300mJ的金属卤化物灯的光,由此形成了膜厚4.2μm的木纹纹样的装饰层1。
确认装饰层1的截面SEM(扫描式电子显微镜)照片的结果,在液晶层中,源自螺旋节距的条纹纹样的间隔在膜厚方向上发生了变化,具有螺距梯度结构。
<装饰层1的层叠>
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057)贴合了阻氧层1和紫外线吸收层1的层叠体的阻氧层1侧与具有装饰层1的PET膜的装饰层1侧。接着,通过剥离PET膜,制作了层叠有装饰层1、阻氧层1及紫外线吸收层1的层叠体。
<层叠体1的形成>
以与日本特开2019-120949号中记载的λ/4相位差膜1相同的方法另外制作了λ/4相位差层。使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在上述制作的装饰层1、阻氧层1及紫外线吸收层1的层叠体的装饰层1侧贴合λ/4相位差层,由此制作了实施例1的层叠体1。
[实施例2]
在厚度100μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜(TOYOBO CO.,LTD.制COSMOSHINEA4100)的无易粘接层的一面,用棒涂布机连续涂布阻氧层用涂布液1,在80℃下干燥120秒,由此在PET膜上制作了阻氧层2。接着,在阻氧层2上,用棒涂布机连续涂布装饰层用涂布液1,并在100℃下干燥了60秒。之后,在25℃下,将照射量72mJ的金属卤化物灯的光通过调整为仅透射波长300~330nm的光的滤光器和木纹曝光掩模来照射,进一步在低氧环境下(100ppm以下)下,以120℃照射照射量300mJ的金属卤化物灯的光,由此制作了膜厚4.2μm的木纹纹样的装饰层2、阻氧层2及PET膜的层叠体。
确认装饰层2的截面SEM(扫描式电子显微镜)照片的结果,在液晶层中,源自螺旋节距的条纹纹样的间隔在膜厚方向上发生了变化,具有螺距梯度结构。
并且,阻氧层2的透氧率为100cc/(m2/天/atm)。
<层叠体2的形成>
以与日本特开2019-120949号中记载的λ/4相位差膜1相同的方法另外制作了λ/4相位差层。使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在上述制作的装饰层2与阻氧层2的层叠体的装饰层2侧贴合了λ/4相位差层。接着,从阻氧层2剥离PET膜之后,使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057)在其剥离面上贴合紫外线吸收层1,由此制作了实施例2的层叠体2。
[实施例4]
形成层叠体1的阻氧层时,将阻氧层用涂布液1变更为以下所示的阻氧层用涂布液4,而且,调整膜厚,将涂布后的干燥温度变更为100℃,干燥后在低氧环境下(100ppm以下),以80℃照射照射量300mJ的金属卤化物灯的光,除此以外,以相同的方法制作了实施例4的层叠体4。所制作的阻氧层4的膜厚为2.0μm,透氧率为60cc/(m2×天×atm)。
(阻氧层用涂布液4)
表面活性剂F2
[化学式9]
[实施例5]
在形成层叠体4的阻氧层时,除了调整膜厚以外,以相同的方法制作了实施例5的层叠体5。所制作的阻氧层5的膜厚为4.0μm,透氧率为30cc/(m2×天×atm)。
[实施例6]
在形成层叠体2的阻氧层时,将阻氧层用涂布液1变更为以下所示的阻氧层用涂布液6,除此以外,以相同的方法制作了实施例6的层叠体6。所制作的阻氧层6的膜厚为0.8μm,透氧率为5cc/(m2×天×atm)。
(阻氧层用涂布液6)
下述改性聚乙烯醇 10质量份
水 343质量份
甲醇 147质量份
[化学式10]
[实施例7]
准备市售的降冰片烯类聚合物膜“ZEONOR ZF14”(optes公司制)并用作低透湿层7。低透湿层7在40℃、相对湿度90%下的透湿度为9g/(m2×天)。
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057)贴合具有阻氧层1的紫外线吸收层1的阻氧层1与低透湿层7,而且,使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在低透湿层7上贴合了具有装饰层1的PET膜的装饰层侧。接着,剥离PET膜,由此制作了依次具有装饰层1、低透湿层7、阻氧层1及紫外线吸收层1的层叠体。
而且,使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在上述制作的装饰层1、低透湿层7、阻氧层1及紫外线吸收层1的层叠体的装饰层1侧贴合与实施例1相同方法的λ/4相位差层,由此制作了实施例7的层叠体7。
[实施例8]
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057)贴合了紫外线吸收层1与低透湿层7,接着,在低透湿层7侧实施了电晕处理。以与阻氧层1相同的方法,在低透湿层7上形成了阻氧层8。
以与实施例1相同的方法,在紫外线吸收层1、低透湿层7及阻氧层8的层叠体的阻氧层侧贴合装饰层1,而且,以与实施例1相同的方法,在装饰层1上贴合λ/4相位差层,由此制作了实施例8的层叠体8。
[实施例9]
在日本特开2014-206725号公报的膜3的制作中,不添加RUVA-93及CGL777MPA而制作粒料,并且调整了膜厚,除此以外,以相同的方法制作了膜厚82μm的低透湿层9。低透湿层9在40℃、相对湿度90%下的透湿度为40g/(m2×天)。
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057)贴合了紫外线吸收层1与低透湿层9。
在层叠体2的制作中,将紫外线吸收层1变更为紫外线吸收层1与低透湿层9的层叠体且将低透湿层9侧与阻氧层2贴合,除此以外,以相同的方法制作了实施例9的层叠体9。
[实施例10]
在层叠体9的制作中,将低透湿层9变更为低透湿层7,而且在形成阻氧层时,将阻氧层用涂布液1变更为阻氧层用涂布液6,除此以外,以相同的方法制作了实施例10的层叠体10。
[实施例3,11、12]
将厚度80μm的聚乙烯醇(PVA)膜在碘浓度0.05质量%的碘水溶液中在30℃下浸渍60秒进行染色,接着在硼酸浓度4质量%的硼酸水溶液中浸渍60秒的期间纵向拉伸至原长度的5倍后,在50℃下干燥4分钟,获得了厚度20μm的起偏器。
准备市售的纤维素酰化物系膜“TG40UL”(Fujifilm Corporation制),以1.5摩尔/升浸渍于55℃的氢氧化钠水溶液中之后,用水充分冲洗掉氢氧化钠。然后,在35℃的稀硫酸水溶液0.005摩尔/升中浸渍1分钟之后浸渍在水中并充分清洗了稀硫酸水溶液。最后,在120℃下充分干燥试样,制作了起偏器保护膜。
使用聚乙烯醇类粘结剂,在上述制作的起偏器的两面贴合上述制作的起偏器保护膜,制作了包含起偏器以及配置在起偏器的两面的起偏器保护膜的偏振片。
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在层叠体2的λ/4相位差板侧贴合上述制作的偏振片,由此制作了实施例3的层叠体3。
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在层叠体9的λ/4相位差板侧贴合上述制作的偏振片,由此制作了实施例11的层叠体11。
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在层叠体10的λ/4相位差板侧贴合上述制作的偏振片,由此制作了实施例12的层叠体12。
另外,在层叠体3、11、12的制作中,以λ/4相位差板的光学各向异性层与起偏器的吸收轴所成的角度成为顺时针45°的方式实施了贴合。
[比较例1]
在层叠体1的制作中,制成没有阻氧层1的结构,除此以外,以相同的方法制作了比较例1的层叠体13。
[比较例2]
在层叠体8的制作中,制成没有阻氧层1的结构,除此以外,以相同的方法制作了比较例2的层叠体14。
[评价]
(耐光性的评价)
利用超级氙气耐候测试仪SX75(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制),对所制作的各层叠体实施了60℃、50%RH、150mW/m2、300h的氙气照射。之后,使用粘合剂(SokenChemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在TH-55FZ950(Panasonic Corporation制)的视觉辨认侧偏振片上贴合了氙气照射前与氙气照射后的层叠体。在电源OFF状态下,从正面目视观察层叠体的装饰视觉辨认性,并按照下述基准评价了层叠体的耐光性。
A:在氙气照射前后,未能视觉辨认出装饰(木纹)的色差。(OK)
B:在氙气照射前后,视觉辨认出极轻微的装饰(木纹)的色差,但完全可以忽略。(OK)
C:在氙气照射前后,视觉辨认出装饰(木纹)的色差,但在容许范围内。(OK)
D:在氙气照射前后,视觉辨认出装饰的色差大,木纹不自然而不可接受。(NG)
(显示器透射率的评价)
使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在TH-55FZ950(Panasonic Corporation制)的视觉辨认侧偏振片上贴合了所制作的层叠体。并且,为了使表面反射条件一致,另外准备了使用粘合剂(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd制SK2057),在TH-55FZ950(Panasonic Corporation制)的视觉辨认侧偏振片上仅贴合了紫外线吸收层1的部件。在电源ON的白色显示状态下,使用BM-5A(TOPCON CORPORATION制)测定正面亮度,使用下述式计算显示器透射率,并按照下述基准进行了评价。
显示器透射率=贴合了所制作的层叠体的显示器的亮度/仅贴合了紫外线吸收层1的显示器的亮度
A:显示器透射率为90%以上
B:显示器透射率小于90%且50%以上
C:显示器透射率小于50%
将结果示于表1。另外,表1中,阻氧层一栏的括号内的数字为在25℃、50%RH的环境下测定的透氧率(cc/(m2×天×atm)。并且,低透湿层一栏的括号内的数字为在40℃、90%RH的环境下测定的透湿度(g/(m2×天))。
[表1]
从表1可知,与比较例相比,实施例的层叠体的耐光性优异。并且,可知实施例的层叠体的显示器透射率为90%以上的高透射率,并不低于比较例。
并且,从实施例1、7、8的对比及实施例2、9、10的对比可知,通过比阻氧层更靠近视觉辨认侧具有低透湿层,耐光性进一步提高。
并且,从实施例1、4~6的对比可知,阻氧层的透氧率优选为30cc/(m2×天×atm)以下,更优选为5cc/(m2×天×atm)以下。
分解Macbook Pro(Apple inc.制),从视觉辨认侧偏振片剥离了AR(防反射)膜。并且,制作了参考日本特开2012-218284号公报的实施例1中记载的方法制作的木纹触感膜。
在实施例及比较例的各层叠体的表面上贴合AR膜及触感膜,实施与上述相同评价的结果,获得了与表1相同的结果。
从以上内容可知,本发明的效果显著。
符号说明
10a~10d-层叠体,12-λ/4相位差层,14-装饰层,16-阻氧层,18-紫外线吸收层,20-起偏器,22-低透湿层,30-基板,32、34、34a、34b-胆甾醇型液晶层,100a~100d-显示装置,102-显示元件。

Claims (13)

1.一种层叠体,其依次具有λ/4相位差层、包含胆甾醇型液晶层的装饰层及紫外线吸收层,其中,
在所述装饰层的、所述紫外线吸收层所在的一侧具有阻氧层。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
所述阻氧层具有聚乙烯醇类树脂或聚乙烯乙烯醇类树脂。
3.根据权利要求2所述的层叠体,其中,
所述聚乙烯醇类树脂及所述聚乙烯乙烯醇类树脂的皂化度为83%以上。
4.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
所述紫外线吸收层在波长380nm处的透射率小于10%。
5.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
在所述装饰层的、所述紫外线吸收层所在的一侧具有低透湿层,
所述低透湿层在温度40℃、相对湿度90%下的透湿度为40g/(m2×天)以下,
所述低透湿层位于比所述阻氧层更远离所述装饰层的位置。
6.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
在所述λ/4相位差层的与所述装饰层侧相反的一侧具有起偏器。
7.根据权利要求1所述的层叠体,其在最表面具有防反射层、无光泽层及触感赋予层中的至少1个。
8.一种显示装置,其具有显示元件和配置于所述显示元件的显示面侧的权利要求1至7中任一项所述的层叠体。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其为液晶显示装置或电致发光显示装置。
10.一种汽车,其具有权利要求1至7中任一项所述的层叠体。
11.一种汽车,其具有权利要求8所述的显示装置。
12.一种便携式电子设备,其具有权利要求1至7中任一项所述的层叠体。
13.一种便携式电子设备,其具有权利要求8所述的显示装置。
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