TW201523041A - 光學積層體及調光窗 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種光學積層體，其具有圖案化偏光層，且偏光區的吸收軸難偏移，適合用於調光用途。本發明之解決手段為一種光學積層體，包含有：基材；及圖案化偏光層，其設於前述基材上且具有吸收軸方向相異之數個偏光區；又，前述基材是使用以80℃加熱24小時後之尺寸變化率的絕對值不到1%之基材。
Description
本發明是有關於光學積層體等，該光學積層體包含有具有至少2個偏光區之圖案化偏光層及耐熱性基材。
迄今已知有一種具有可撓性且透明之基材、及具有吸收軸方向相異之數個偏光區之圖案化偏光層之光學積層體(專利文獻1至3)。
如此光學積層體例如可作為調光窗之構成元件使用。具體來說，例如使用一種具有圖案化偏光層之光學積層體，該圖案化偏光層由在某方向具有吸收軸之第1偏光區、及在與前述第1偏光區之吸收軸方向正交之方向具有吸收軸之第2偏光區構成，且第1偏光區與第2偏光區於面方向交錯地排列。然後，在窗玻璃將2片前述光學積層體平行配置，且使2片光學積層體於面方向滑動，使2片光學積層體的第1偏光區彼此重疊以及第2偏光區彼此重疊，或者是1個光學積層體之第1偏光區與另一個光學積層體之第2偏光區重疊，藉此可調節從窗進入之光線的亮度。此時，在第1偏
光區與第2偏光區完全重疊之狀態，理論上光線的入射會全部被遮住。
惟，在將前述光學積層體使用在經由2片光學積層體之偏光區的重疊程度來調節光線之調光用途時，經過一段時間(在長期使用之間)，偏光區的吸收軸方向微妙地偏移。結果，例如就算第1偏光區與第2偏光區完全重疊之狀態，亦有光線入射之事態發生之可能性。尤其是在將具有圖案化偏光層之光學積層體作為調光窗的構成元件使用時，容易發生偏光區的吸收軸方向的偏移。
此外，專利文獻1至3中都沒有揭示任何如此之問題及其解決原理。
專利文獻1：日本發明申請案公開公報第2013-92707號
專利文獻2：日本專利第4175455號(日本發明申請案公開公報第2002-357720號)
專利文獻3：日本發明申請案公開公報第2013-167835號
本發明之目的在於提供一種光學積層體、及使用該光學積層體之調光窗，該光學積層體具有圖案化偏光層，且偏光區的吸收軸經過一段時間亦難偏移，適合用於
調光用途。
本發明人等針對偏光區的吸收軸之偏移精心研究時發現，因熱而使基材變形是原因所在。尤其是在將光學積層體用於窗時，因太陽光線等之熱而易使基材變形，因應基材的變形，使偏光區的吸收軸方向之偏移顯著。
在此，本發明為一種光學積層體，包含有：基材；及圖案化偏光層，其設於前述基材上且具有吸收軸方向相異之數個偏光區；該光學積層體之特徵在於前述基材使用以80℃加熱24小時後之尺寸變化率的絕對值不到1%之基材。
本發明之光學積層體中，前述數個偏光區依與前述基材之表面平行之第1方向排列配置為佳。
本發明之光學積層體中，前述第1方向是前述基材的尺寸變化率的絕對值成為最大之方向為佳。
本發明之光學積層體中，前述基材是選自於纖維素類薄膜、聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種為佳，較佳的是選自於聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種。
本發明之光學積層體更具有設於前述基材表面之定向層，且前述圖案化偏光層設於前述定向層的表面為佳。
前述圖案化偏光層由數個偏光區連續形成之一層所構成更佳。
前述圖案化偏光層含有業已定向之超分子聚集體
(aggregate)更佳。
依本發明之另一觀點，乃提供一種調光窗。
該調光窗包含有光學積層體、及窗玻璃；前述光學積層體為2片平行並排，且其中至少任一者設置成可沿面方向滑動。
本發明之光學積層體具有以80℃加熱24小時後之尺寸變化率之絕對值不到1%的基材，因此對熱之尺寸穩定性優異。該光學積層體之各偏光區的大小就算經過一段時間亦難有變化，可防止各偏光區的吸收軸偏移。
又，本發明之調光窗具備前述光學積層體，因此能長期維持一與使用初期同樣的調光功能。
1‧‧‧光學積層體
2‧‧‧基材
3‧‧‧定向層
31‧‧‧第1定向層
32‧‧‧第2定向層
5‧‧‧圖案化偏光層
51‧‧‧第1偏光區
52‧‧‧第2偏光區
圖1是示意性顯示一個實施形態之光學積層體之俯視圖。
圖2是圖1中以II-II線切割之放大剖面圖。
圖3是示意性顯示另一實施形態之光學積層體之俯視圖。
圖4是示意性顯示又一實施形態之光學積層體之俯視圖。
圖5是示意性顯示本發明之調光窗之立體圖。
以下，針對本發明，予以具體說明。
在本說明書中，在用詞之前有附上「第1」或「第2」等的時候，但該第1等序詞只是為了區別用詞而附加使用的，並沒有代表用詞的優劣或順序等之意思。又，角度及其關係(例如，正交、平行、45度等)是包括在本發明所屬之技術領域中能容許的誤差範圍。例如，平行等意指嚴密的角度±10度的範圍內，且±5度之範圍內為佳。
在本說明書中，所謂「PPP~QQQ」之記載意指「PPP以上且QQQ以下」。
[光學積層體的概要]
本發明之光學積層體，包含有：基材；及設於前述基材上之圖案化偏光層。前述基材以80℃加熱24小時後之尺寸變化率的絕對值不到1%。
基材在以80℃加熱24小時之後，朝與基材之一面(表面)平行之方向伸展或收縮。基材的尺寸變化率的絕對值表示該伸展或者是收縮之程度。接下來，在本說明書中，有將伸展及收縮合併稱為「伸縮」的時候。
與基材的表面平行的方向有無數個，因此能設定無數的基材的尺寸變化率及其絕對值，但本發明之基材在設定無數之全部的尺寸變化率之絕對值不到1%。即，基材在與該表面平行之所有的方向中，尺寸變化率的絕對值不到1%。
在此，在本說明書中，將基材的尺寸變化率的絕緣值成為最大之方向稱為「最大伸縮方向」。基材是在以80℃加
熱24小時之後，在最大伸縮方向最為伸展或者是收縮。
在與基材之表面平行之所有的方向中，基材之尺寸變化率的絕對值不到1%，換言之，意指最大伸縮方向中之基材的尺寸變化率之絕對值不到1%。
在基材的表面，為了形成圖案化偏光層之數個偏光區，施有定向處理。例如，前述定向處理是在基材的表面設有定向層，且在該定向層的表面形成有圖案化偏光層。
前述圖案化偏光層亦可分別設於基材兩面，但通常圖案化偏光層是設在基材的一面(表面)。
又，本發明的光學積層體是除了前述基材、定向層及圖案化偏光層以外，亦可具有其他層。其他層，可舉公知之保護層、相位差層及抗反射層等為例。
前述圖案化偏光層具有吸收軸方向相異之至少2個偏光區。即，前述圖案化偏光層具有吸收軸相異之數個偏光區。前述數個偏光區亦可規則地設於基材的面內，或者是亦可不規則地配置。數個偏光區宜規則地配置。又，數個偏光區沿與基材表面平行之第1方向排列配置更佳。第1方向只要與基材的表面平行時，就不特別限定，較佳的是基材的尺寸變化率的絕對值成為最大的方向(最大伸縮方向)。
前述偏光區為具有將自然光線或者是各種偏光轉換成直線偏光之稱之光學特性之區域。即，前述偏光區是具有所謂在接收有自然光線或者是各種偏光時，使特定的直線偏光穿透之光學特性之區域。
數個偏光區之各單體穿透率並無特別限制，但例如為10%~90%之範圍。
較佳的是，前述圖案化偏光層是由數個偏光區連續形成之一層所構成。因此，前述圖案化偏光層在面方向，該厚度略為均勻。
針對基材及圖案化偏光層的形成材料、以及光學積層體之製造方法等容後詳述。
[光學積層體的構成]
圖1及圖2是本發明1個實施形態之光學積層體之模式圖。
該光學積層體1包含有：基材2、積層在該基材2之表面之定向層3、及積層在該定向層3之表面之圖案化偏光層5。
基材2例如形成為俯視呈長方形狀。不過，基材2的形狀並不限於此，亦可形成為長條狀(長向極長的長方形狀)等其他任意形狀。基材2之厚度並無特別限制，但例如為20μm~200μm，且以30μm~100μm為佳。
前述圖案化偏光層5具有吸收軸方向相異之至少2個偏光區。以下將該等偏光區記為第1偏光區51及第2偏光區52。
前述第1偏光區51的厚度與第2偏光區52的厚度亦可不同，但如圖所示，相同為佳。前述第1偏光區51及第2偏光區52的各厚度例如分別獨立地為0.01μm~10μm，0.1μm~5μm為佳，0.1μm~1μm尤佳。
第1偏光區51及第2偏光區52分別在面內具有吸收軸。
第1偏光區51及第2偏光區52交錯配置在與基材2的表面平行之第1方向。第1偏光區51及第2偏光區52任一者都是俯視呈帶狀構成，沿與基材2平行之第2方向延伸形成。此外，基材2之第2方向是與基材的第1方向不同的方向。基板的第2方向並無特別限制，但在圖1所示之例中，在基材2的面內，是與基材2之第1方向正交之方向。在圖1所示之例中，基材2之第1方向是紙面的縱向，基材2之第2方向是紙面的橫向。
第1偏光區51之吸收軸方向與第2偏光區52之吸收軸方向若相異時，該方向性並無特別限制。本發明之光學積層體1，例如在作為調光窗的構成元件使用時，前述第1偏光區51的吸收軸方向相對於第2偏光區52之吸收軸方向正交為佳。在圖示例中，第1偏光區51之吸收軸方向相對於基材2之第1方向形成為45度，第2偏光區52之吸收軸方向相對於基材2之第1方向形成為135度。
此外，各俯視圖中的粗箭頭符號表示各偏光區的吸收軸的方向(以下，同樣)。又，各偏光區的穿透軸是產生在於偏光區的面內與前述吸收軸正交的方向。
第1偏光區51與第2偏光區52以相同材料形成亦可，或者是以相異的形成材料形成亦可。較佳的是，第1偏光區51與第2偏光區52以相同的形成材料形成為佳。又，第1偏光區51與第2偏光區52亦可分別由2個以上的層之積層物構成。
在圖示例中，第1偏光區51與第2偏光區52是由以相同
材料形成之單一層所構成。由相同材料所形成之第1偏光區51與第2偏光區52，除了吸收軸的方向不同，是由連續的一層所構成。前述連續之一層，如圖2所示，是指認為在數個偏光區51,52之交界部具構造上的界面。數個偏光區51,52藉由連續的一層所構成，在偏光區之間的交界不產生應力，因此可使各偏光區51,52之尺寸穩定性提昇。
第1偏光區51與第2偏光區52之各單體穿透率亦可相異，但以相同為佳。單體穿透率相同之各偏光區51,52，如後述，藉於基材全面性地塗佈塗液，就能簡單形成。
第1偏光區51與第2偏光區52的寬度是相同的。較佳的是第1偏光區51與第2偏光區52是同形狀同大小。各偏光區51,52的寬度之具體尺寸，可適當設定，例如為數mm~10cm。
前述第1偏光區51與第2偏光區52之寬度，在圖1之形態中，是該等區域的縱向長度，在圖3的形態中，是橫向的長度。
在設有前述第1偏光區51與第2偏光區52之圖示例，定向層3設有2種。一種定向層31(以下有稱為第1定向層31的時候)對應第1偏光區51，夾設在基材2與第1偏光區51之間，另一種定向層32(以下有稱為第2定向層32的時候)對應第2偏光區52，夾設在基材2與第2偏光區52之間。
第1定向層31是將偏光區的形成材料定向於預定的方向，具有形成上述吸收軸方向之第1偏光區51之功能，第2定向層32是將偏光區的形成材料定向於預定的方向，具有
形成上述吸收軸方向之第2偏光區52之功能。
第1定向層31及第2定向層32以相同材料形成亦可，或者是以相異的材料形成亦可。又，第1定向層31及第2定向層32，彼此的厚度不同亦可，或者是相同的厚度亦可，但以相同厚度為佳。前述第1定向層31及第2定向層32之各厚度，例如各為獨立，為0.1μm~10μm。
又，第1定向層31的寬度與第2定向層32的寬度相同。
此外，本發明的光學積層體，不限於上述實施形態，在本發明所意圖的範圍內作各種變更。例如，在上述實施形態中，第1偏光區51及第2偏光區52是交錯地配置在與基材2之表面平行的第1方向，但不限於此，例如，如圖3所示，亦可交錯地配置在與基材2表面平行的第2方向。
又，在上述實施形態中，第1偏光區51及第2偏光區52之吸收軸方向是相對於基材2之第1方向±45度，但不限於此，例如，如圖4所示，第1偏光區51之吸收軸方向與基材2之第1方向正交，且，第2偏光區52之吸收軸方向與基材2之第1方向平均配置亦可。
又，上述實施形態之圖案化偏光層5是將帶狀的第1偏光區51及第2偏光區52交錯地配置在基材2之第1方向(或者是第2方向)，但不限於此，例如，第1偏光區51及第2偏光區52是交錯地配置在(例如格子模樣般)基材2之第1方向，且亦交錯地配置在基材2之第2方向亦可(未示於圖中)。
[基材及定向層]
基材，若以80℃加熱24小時後之最大伸縮方向之尺寸
變化率的絕對值不到1%時，該材質就沒有特別限制。較佳的是使用以80℃加熱24小時後之尺寸變化率的絕對值是0.5%以下之基材，更佳的是使用該絕對值0.3%以下之基材。
又，基材，以使用以80℃加熱24小時後之最大伸縮方向正交之方向之尺寸變化率之絕對值不到1%者為宜，又以該絕對值為為0.5%以下為佳，尤以該絕對值為0.3%以下為佳。
此外，尺寸變化率為負時，表示基材收縮，尺寸變化率為正時，表示基材伸展，在此，將收縮及伸展的情況合併當作為尺寸變化率。
於前述80℃加熱24小時後之最大伸縮方向(或者是與最大伸縮方向正交之方向)之尺寸變化率可如下測定。
測量以80℃加熱基材前之基材之最大伸縮方向(或者是與最大伸縮方向正交之方向)，將該基材靜放在80℃、濕度5%RH之氛圍下24小時後，測量前述基材之最大伸縮方向(或者是與最大伸縮方向正交之方向)之長度。將該等長度代入下式中，藉此可求出尺寸變化率。
另，在下式中，「A」代表加熱後的基材之最大伸縮方向之長度；「B」代表與加熱後之基材之最大伸縮方向正交之方向之長度；「a」代表加熱前的基材之最大伸縮方向之長度；「b」代表與加熱前之基材之最大伸縮方向正交之方向之長度。
以80℃加熱24小時後之最大伸縮方向之尺寸變化率[%]={(A-a)/a}×100。
以80℃加熱24小時後之與最大伸縮方向正交之方向之尺寸變化率[%]={(B-b)/b}×100。
此外，與最大伸縮方向正交之方向之尺寸變化率之絕對值，必然是成為最大伸縮方向之尺寸變化率之絕對值以下之值。又，可以求出除最大伸縮方向以及與最大伸縮方向正交之方向以下之方向之基材之尺寸變化率。
進而，前述基材，其吸濕性盡可能地小為佳。使用吸濕性低之基材，藉此在高溫多濕的環境下使用光學積層體1時，也是很難發生尺寸變化，能有效地防止圖案化偏光層5之偏光區之吸收軸偏移。
例如，前述基材之吸濕性為3%。
前述吸濕度得如下求出。
將50mm×50mm之基材(樣本)以50℃之烤箱乾燥24小時，對此以乾燥器冷卻2小時後，測量其重量(乾燥重量)。其次，在23±1℃之蒸餾水中浸泡樣本2小時，取出後將水份擦乾後，測量其重量，將該等重量代入下列式子。
式：吸濕度[%]=((泡水後之重量-乾燥重量)/乾燥重量)×100。
前述基材宜具有可撓性，進而使用透明性優異之基材(例如霧度(haze)值3%以下)。如此基材，得舉聚合物薄膜為代表。前述聚合物薄膜之材質可舉例有，諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯等之聚酯類；三乙醯纖維素等之纖維素類；聚碳酸酯類；聚甲基丙烯酸甲酯等之丙烯酸樹脂類；聚苯乙烯等之苯乙烯類；環烯烴類；以及聚丙烯、環狀或
者是具有降莰烯構造之聚烯烴等烯烴類。從較能簡單得到前述尺寸變化率範圍之薄膜的方面來看，宜使用選自於纖維素類薄膜、聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種作為基材。進而，從吸濕度較低的方面來看，使用選自於聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種作為基材較佳。
基材亦可葉片狀，亦可為以捲對捲(roll to roll/連續捲軸式)運送之長條狀，較佳的是長條狀。長條狀的基材意指，基材的長邊方向的長度足以比該短邊方向(寬度方向)的長度長之基材，例如基材的長邊方向的長度是基材的短邊方向的長度的5倍~100倍，較佳的是20倍~100倍。
為使圖案化偏光層之形成材料良好定向，在基材的表面施有定向處理。施有定向處理之基材的表面具有定向約束力，因應能將前述形成材料確實地定向，而形成含有在預定方向具有吸收軸之數個偏光區之圖案化偏光層。定向處理是藉於基材的表面附與定向約束力而進行。以定向約束力之附與方法來說，可舉有諸如(1)在基材的表面形成定向層；(2)對基材的表面進行研磨處理等，藉此使基材的表面本身定向等之方法。
在該等方法之中，以於基材的表面形成定向層為佳。比起將基材的表面本身直接定向，形成定向層之方法較能以良好精度形成數個偏光區。
前述定向處理之定向方向並無特別限制，可考量想要表現圖案化偏光層之偏光區的吸收軸之方向來適當地
設定。
例如，藉於基材的表面分別形成定向於任意方向之第1定向層及定向於與此正交之方向之第2定向層，藉此能在基材上形成如圖1至圖4所示般之圖案化偏光區，該等圖案化偏光區具有吸收軸產生在相互正交之方向之2個偏光區。
定向層之形成並無特別限制，可採用迄今公知之方法，例如以光定向層之形成為佳。前述定向層之形成材料及形成方法詳細揭露在日本發明申請案公開公報第2007-133184號及日本發明申請案公開公報第2000-226448好等。該等公報之定向層之形成材料及形成方向當作為記載於本說明書之內容，而省略該等記載，但有必要的時候，也會把與定向層有關之記載直接引進本說明書使用。
[圖案化偏光層的形成材料]
本發明之圖案化偏光層之形成材料，只要是可形成偏光區時，就無特別限定，可舉例有偶氮類、蔥醌(anthraquinone)類、苝(perylene)類、陰丹酮(indanthrone)類、咪唑(imidazole)類、靛屬(indigoid)類、噁(oxazine)類、酞青素(phthalocyanine)類、三苯甲烷(triphenylmethane)類、吡唑哢(pyrazolone)類、二苯乙烯(stilbene)類、二苯甲烷(diphenylmethane)類、萘醌(naphthoquinone)類、花青(merocyanine)類、喹啉黃(quinophthalone)類、二苯吡喃(xanthene)類、茜素(alizarin)類、吖啶(acridine)類、醌亞胺(quinonimine)類、噻唑(thiazole)類、次甲基(methine)類、硝類、及亞硝類化合物等。該等可單獨使用一種，或者是併
用2種以上。
圖案化偏光層之形成材料宜使用二色性液晶化合物，使用具有向液性液晶性之二色性液晶化合物更佳。藉二色性液晶化合物之使用，只須在施有定向處理之基材上塗布含有二色性液晶化合物之塗液，就能輕易地形成在預定方向具有吸收軸之數個偏光區。又，前述二色性液晶化合物是以至少在可見光區(波長380nm~780nm)顯示吸收之化合物為佳。
前述向液性液晶性是一種在已溶解在溶劑之溶液狀態下，改變溶液的溫度或濃度等，藉此發生各向同性相-液晶相之相轉移之性質。
前述各向同性相是指巨觀性的光學性質不因方向而有所不同(不顯示出光學性的各向異性)狀態之相。
前述具有向液性液晶性之化合物在溶液狀態呈現液晶相，具有形成超分子的性質。前述超分子的構造並無特別限制，可舉例有像球狀構造、柱狀構造、管狀構造般之微膠團構造(micelle)；層狀(lamellar)構造等。前述液晶相可藉以偏光顯微鏡觀察之光學模樣確認以及識別。
例如，本發明之圖案化偏光層之形成材料是使用以下列通式(1)所表示之雙偶氮化合物。該雙偶氮化合物具有向液性液晶性，在可見光區顯示吸收之二色性液晶化合物。
Q1-N=N-Q2-N=N-Q3 (1)
在通式(1)中，Q1及Q3表示取代或者是未取代之芳基(aryl group)，Q2表示取代或者是未取代之伸芳基(arylene group)。
前述取代或者是未取代之芳基包括不相鄰接之碳原子的一部分被氮原子取代之芳基。前述取代或者是未取代之伸芳基同樣，亦包括不相鄰接之碳原子的一部分被氮原子取代之伸芳基。
此外，在本說明書中，「取代或者是未取代」是指「具有取代基或者是不具取代基」的意思。
前述以Q1及Q3表示之芳基，除了苯基外，還可舉出萘基等之類的苯環縮合有2個以上之縮合環基等。在前述以Q1及Q3所示之芳基具有取代基時，該取代基各為獨立地為碳原子數1~4之烷基、碳原子數1~4之烷氧基、碳原子數1~4之硫芳基、二羥基丙基(dihydroxypropyl)等之碳原子數1~4之羥烷基、碳原子數1~4之烷基胺基、碳原子數6~20之苯胺基、碳原子數1~4之醯基胺基、鹵基、硝基、氰基、乙醯胺基、磷酸基、-OH基、-SO3M基、-COOM基、-NHR基、-CONHR基等。惟，前述M代表相對離子(counter ion)。前述-NHR基之R諸如為氫原子、取代或者是未取代之碳原子數1~3之烷基、取代或者是未取代之乙醯基(acetyl)、取代或者是未取代之苯甲醯基(benzoyl)、取代或者是未取代之苯基等。
在前述以Q1及Q3表示之芳基具有取代基時，前述取代
基各為一個亦可，各為2個以上亦可。
前述Q1是取代或者是未取代之苯基(含有不鄰接之碳原子之一部分被氮原子取代之苯基)，或是，取代或者是未取代之萘基(含有不鄰接之碳原子之一部分被氮原子取代之萘基)為佳，又以取代或者是未取代之苯基為佳，尤以具有取代基之苯基為佳。
前述Q3是以取代或者是未取代之萘基(含有不鄰接之碳原子之一部分被氮原子取代之萘基)，又以具有取代基之萘基為佳，尤以具有極性基作為取代基之萘基為佳。前述極性基，諸如有碳原子數1~4之羥烷基、碳原子數1~4之烷基胺基、碳原子數1~4之醯基胺基、硝基、乙醯胺基、磷酸基、-OH基、-SO3M基、-COOM基、-NHR基、-CONHR基。前述極性基是以-OH基、-SO3M基、及-NHR基為佳。
前述以Q2表示之伸芳基，除了伸苯基外，其他還有像伸萘基等般之苯環有2個以上縮合之縮合環基等。在前述以Q2表示之伸芳基具有取代基時，該取代基可舉上述般之基團為例。
在前述以Q2表示之芳基具有取代基時，前述取代基1個亦可，2個以上亦可。
前述Q2宜為取代或者是未取代之伸萘基(含有不鄰接之碳原子之一部分被氮原子取代之伸萘基)，又以具有極性基之伸萘基為佳，尤以具有-SO3M基之伸萘基為佳。
在上述以通式(1)表示之雙偶氮化合物之中，又
以下列通式(2)表示雙偶氮化合物為佳，尤下列通式(3)表示雙偶氮化合物為佳。
在通式(2)中，Q1及Q2是與通式(1)同樣。在通式(2)及(3)中，R代表氫原子、取代或者是未取代之碳原子數1~3之烷基、取代或者是未取代之乙醯基、取代或者是未取代之苯甲醯基、或是，取代或者是未取代之苯基；l代表-NHR基之取代數之0~2之整數；M代表相對離子，m代表-SO3M基之取代數之0~6之整數。惟，0≦l+m≦6。在通式(3)中，n為-SO3M基之取代數0~4之整數，X代表氫原子、鹵素原子、硝基、氰基、-OH基、碳原子數1~4之烷氧基、-SO3M基、-COOM基、-NHR基、或者是-CONHR基。在前述X中，M及R是與前述同樣。
惟，m及n之中至少其中一者是1以上的整數。在l、m及n為2以上時，每一個取代基是相同亦可，或者是相異亦可。
前述M(相對離子)，可舉例有氫離子；Li、Na、K、Cs等之鹼金屬離子；Ca、Sr、Ba等之鹼土類金屬離子；其他金屬離子；亦可被烷基或者是羥烷基取代之銨離子；源自有機胺之陽離子等。有機胺，可舉例有碳原子數1~6之低級烷胺、具有羥基之碳原子數1~6之低級烷胺、具有羧基之碳原子數1~6之低級烷胺等。在各通式中，在M為2價以上之陽離子時，該M是與其他陰離子做靜電性耦合而呈穩定狀態，或是，該M是與其他雙偶氮化合物共有而呈穩定狀態。
以前述通式(1)至(3)所示之雙偶氮化合物，例如是可以按照細田豐著作「理論製造染料化學(第5版)」(日本昭和43年7月15日技報堂發行、135頁~152頁)合成。
例如，將具有取代基之苯胺化合物進行重氮鹽化，將此與胺基萘磺酸化合物進行耦合反應，藉此得到單偶氮苯胺化合物。在將該單偶氮苯胺化合物重氮鹽化之後，在弱鹼性下，將此與苯胺基-羥基萘二磺酸進行耦合反應，藉此可得到上述雙偶氮化合物。
本發明之圖案化偏光層中之二色性液晶化合物之含量並無特別限制。例如，圖案化偏光層中之二色性液晶化合物之含量為50質量%~100質量%，且以80質量%~100質量%為佳。
又，在前述圖案化偏光層中，除了二色性液晶化合物外，亦可含有其他成分。前述其他成分，可舉例有不具二色性之液晶化合物、聚合物、及添加劑等。前述添加劑，
可舉例有相溶化劑、界面活性劑、熱穩定劑、光穩定劑、滑劑、抗氧化劑、難燃劑、抗靜電劑等。
前述其他成分的含量並無特別限制，但例如為超過0質量%且50質量%以下，並以超過0質量%且20質量%以下為佳。
本發明之光學積層體具有在80℃加熱24小時後之尺寸變化率之絕對值不到1%之基材。具有該基材之光學積層體在對熱之尺寸穩定性優異。為此，在長期使用光學積層體時，各偏光區的寬度亦難有變化，能防止各偏光區的吸收軸偏移。
尤其，如圖1所示，有數個偏光區排列在基材的第1方向配置之光學積層體，各偏光區的寬度難有變化。
如此本發明之光學積層體，適合作為特別是容易曝曬在高溫下之用途，諸如調光窗、影像顯示裝置等之構成件使用。
[本發明之光學積層體之用途]
本發明之光學積層體並無特別限制，例如可使用在能調整光線的入射量之調光窗；立體影像顯示裝置等之影像顯示裝置之偏光板；其他裝置使用之偏光板；偏光眼鏡等。
以下針對本發明之調光窗進行說明。
調光窗具有至少2片之上述光學積層體、及窗玻璃，該2片光學積層體平行並排，且構造成其中至少任一者可沿面方向滑動。
在前述調光窗中，按以下方式將2片光學積層體並排：
使2片光學積層體之任一者或是兩者沿一個方向滑動時，其中一光學積層體之第1偏光區重疊在另一光學積層體之第1偏光區，且，其中一光學積層體之第2偏光區重疊在另一光學積層體之第2偏光區；使前述光學積層體之任一者或是兩者沿與前述一個方向相反之方向滑動時，其中一光學積層體之第1偏光區重疊在另一光學積層體之第2偏光區，且，其中一光學基層體之第2偏光區重疊在另一光學積層體之第1偏光區。
在圖5顯示調光窗的模式圖。
在圖5中，調光窗10具有2片窗玻璃61,62、及貼在各窗玻璃61,62之在上述中說明之光學積層體1。在該段落中，將貼在窗玻璃61之光學積層體稱為第1光學積層體11，貼在窗玻璃62之光學積層體稱為第2光學積層體12。
2片窗玻璃61,62是將面彼此平行配置，做成可縱向滑動(可平行移動)之構造。
2片光學積層體11,12，配置成在將窗玻璃61滑動時，第1光學積層體11之第1偏光區511及第2偏光區521之各吸收軸方向與第2光學積層體12之第1偏光區512及第2偏光區522之各吸收軸方向平行或者是正交之狀態。
在圖示例中，將貼有第1光學積層體11之其中一窗玻璃61相對於貼有第2光學積層體12之另一窗玻璃62於縱向上側滑動，使第2光學積層體12之第1偏光區512及第2偏光區522重疊在第1光學積層體11之第1偏光區511及第2偏光區521，藉此使光線的入射量成為最大。又，於縱向下側滑動，
將第2光學積層體12之第2偏光區522重疊在第1光學積層體11之第1偏光區511，且將第2光學積層體12之第1偏光區512重疊在第1光學積層體11之第2偏光區521，藉此使圖案化偏光層兩者成為正交偏光鏡(crossed nicols)，使光線的入射量變成最小。藉將窗玻璃滑動，調整第1光學積層體11與第2光學積層體12之各偏光區的重疊程度，可調整光線的入射量。
此外，在圖示例中，是說明了將窗玻璃縱向滑動以調光的形態，按依照同樣的原理，亦可變更成將窗玻璃橫向、其他任意方向滑動來調光之形態。
又，本發明之調光窗亦可由1片窗玻璃、及2片光學積層體所構成(未示於圖中)。該調光窗為2片光學積層體與前述窗玻璃平行並排。2片光學積層體是藉支撐體支撐而維持平面狀態。前述支撐體，諸如窗玻璃以外的透光性板(例如玻璃板)、框構件等。支撐體使用前述透光性板時，光學積層體是貼在該透光性板。使用框構件作為支撐體時，在光學積層體之周緣安裝框構件，維持光學積層體之平面狀態。被支撐在前述支撐體之2片光學積層體做成可滑動之狀態。在該段落之調光窗亦依照與圖5所示之調光窗同樣之原理，將2片光學積層體滑動，調整2片光學積層體之各偏光區之重疊程度，藉此就可調光。
[光學積層體之製造方法]
本發明之光學積層體之製造方法具有將含有上述二色性液晶化合物與溶劑之塗液塗佈在基材上之步驟。在此，
塗佈意指將塗液附著在基材的表面，形成塗膜。
本發明之光學積層體之製造方法亦可將具有前述步驟為條件，且具有除此以外的步驟。例如，前述製造方法亦可具有將藉前述步驟所得到之塗膜乾燥之步驟。前述基材，如上述，附與有定向限制力之基材。
(塗液的調製)
前述塗液含有二色性液晶化合物及將該二色性液晶化合物溶解或者是分散之溶劑。所使用之二色性液晶化合物亦可為選自上述中之單獨1種或者是併用2種以上。
塗液，藉將前述二色性液晶化合物溶解或者是分散在水類溶劑等之溶劑而得到。此外，若有必要，亦可除前述二色性液晶化合物以外，將上述之其他成分添加愛前述溶劑。
前述溶劑並無特別限制，可使用迄今公知之溶劑，但以水類溶劑為佳。水類溶劑，諸如水、親水性溶劑、水與親水性溶劑之混合溶劑等。前述親水性溶劑是略為均勻地溶解於水之溶劑。親水性溶劑，舉例有：甲醇、乙醇、異丙醇等之醇類；乙二醇、二乙二醇等之二醇類；甲基賽路蘇(methyl cellosolve)、乙基賽路蘇(ethyl cellosolve)等之賽路蘇(cellosolve)類；乙酸乙酯等之酯類。上述水類溶劑宜使用水、或者水與親水性溶劑之混合溶劑。
上述塗液是將液溫或二色性液晶化合物之濃度等變化，藉此顯示液晶相。
塗液中之二色性液晶化合物之濃度並無特別限制，是
以不析出二色性液晶化合物之濃度為佳。又，在前述液中，為二色性液晶化合物顯示液晶相之濃度亦可，不顯示液晶相之濃度亦可。前述塗液中之二色性液晶化合物之濃度宜為0.05質量%~50質量%，又以0.5質量%~40質量%為佳，尤以2質量%~30質量%為佳。
又，前述塗液是調整到適當的pH。塗液之pH宜為pH2~10程度，更以pH6~8程度為佳。
進而，前述塗液之溫度宜調整到10℃~40℃，更以調整到15℃~30℃為佳。
前述塗液是調整到適當的黏度。塗液之黏度(23℃)宜為1mPa‧s~500mPa‧s。
(塗液之塗佈)
將上述塗液塗佈在施有定向層等之定向處理之基材上，形成塗膜。
塗液可使用各種塗佈機塗佈。前述塗佈機並無特別限制，可舉例有棒式塗佈機、凹版印刷式滾輪塗佈機、反向式滾輪塗佈機、接觸式滾輪塗佈機、含浸式滾輪塗佈機、刀式塗佈機、噴塗機等。
塗佈塗液之基材宜施有如上述之定向層等之定向處理。前述定向層等之定向方向、定向層等之形成區及其區域的配置等，可考慮欲形成之圖案化偏光層而做適當的設定。施有定向處理之基材，可舉例有將於其長向延伸之帶狀的第1定向層及第2定向層交錯地配置在寬度方向者。
又，基材之平面形狀亦可為葉片狀，亦可為長條狀。使用長條狀基材，藉此亦可以捲對捲方式(連續捲軸式)，而連續地製造本發明之光學積層體。
藉將塗液塗佈在定向層的表面整面，可形成均勻的塗膜。
一將塗液塗佈在定向層的表面，就依照定向層之定向限制力之方向，而使塗膜中之二色性液晶化合物定向。
此外，為提高二色性液晶化合物之定向，若有需要，亦可在形成前述塗膜之後施加磁場或者電場等。
將塗佈後之塗膜(未硬化之塗膜)乾燥，藉此將業已定向之二色性液晶化合物固定。如此進行後，得到在基材上形成有圖案化偏光層之本發明之光學積層體(硬化後之塗膜成為圖案化偏光層)。
前述未硬化之塗膜之乾燥是可以自然乾燥、或者是強制性的乾燥等實施。強制性的乾燥可舉例有減壓乾燥、加熱乾燥、減壓加熱乾燥等。
此外，亦可在上述硬化後之塗膜的表面施行公知之耐水化處理。
以下，顯示實施例來更進一步說明本發明。惟，本發明並不只限於下列實施例。
[雙偶氮化合物之合成及塗液之調製]
依照常法(細田豐著作「理論製造染料化學(5版)」(昭和43年7月15日、技報堂發行、135頁~152頁)，將4-硝基苯胺與8-胺基-2-萘磺酸進行二偶氮化及耦合反應，得
到單偶氮化合物。依照前述常法，將該單偶氮化合物二偶氮化，進而，與1-胺基-8-萘酚-2,4-二磺酸鋰鹽進行耦合反應，藉此得到含有以下列式(4)所示之雙偶氮化合物之粗生成物。以氯化鋰對該粗生成物鹽析，藉此得到式(4)所示之雙偶氮化合物。
將該雙偶氮化合物溶解在離子交換水，藉此調製出雙偶氮化合物濃度20質量%之溶液。以23℃觀察該濃度20質量%之溶液時，該溶液顯示了向列性液晶相。前述觀察是使用具備顯微鏡用大型試料加熱冷卻平台(日商日本高科技(股)製造、產品名稱「10013L」)之偏光顯微鏡(日本olympus(股)製造、產品名稱「OPTIPHOT-POL」)來進行的。
進而在前述溶液加入離子交換水，予以稀釋，藉此調製出雙偶氮化合物濃度8質量%之塗液。
[實施例1]
準備了厚度40μm、縱×橫=120mm×200mm之長方形狀的三乙醯纖維素薄膜(日商KONICAMINOLTA公司製造)，作為基材。
測量該基材的橫向的長度。之後將該基材放進維持在80℃、5%RH下之加熱試驗器內24小時之後，取出該基材，
測量最大伸縮方向(橫向)的長度，代入上式，算出尺寸變化率。結果，實施例1之基材的最大伸縮方向之尺寸變化率為-0.1%。
此外，實施例之基材之橫向，如後述，是吸收軸方向正交之2個偏光區交錯地配置之方向。
在該基材的表面塗佈聚醯胺，形成了聚醯胺薄膜。從該聚醯胺薄膜的上方，透過條狀的光罩，照射直線偏光(第1直線偏光)。藉該照射，使前述聚醯胺薄膜之曝光部(薄膜之中，接觸到穿過前述光罩的帶狀間隙之第1直線偏光之部位)中之光活性基之分子軸排列在預定方向，於基材的橫向間隔地形成於基材之縱向延伸之數列的第1定向層。其次，將偏光的方向相對於前述第1直線偏光旋轉90度之第2直線偏光，透過條狀光罩，照射在前述曝光部以外的部位(前述第1直線偏光之未曝光部)。藉該照射，使曝光部以外的部位中之光活性基的分子軸排列在與前述曝光部的光活性基呈90度的方向，將與第1定向層同寬之第2定向層形成在數個第1定向層之間。
如此進行後，形成了具有於基材的縱向呈帶狀延伸之第1定向層及第2定向層交錯地配置在基材的橫向之定向層(定向層的厚度0.6μm)之基材。
對該附有定向層之基材之定向層的表面電暈放電處理(corona treatment)之後，使用桿式塗布機(BUSHMAN公司製造、產品名稱「Mayer rot HS5」)，將塗液塗佈在基材的縱向，形成了均勻的塗膜。在23℃之恆溫室內將該塗膜自
然乾燥，藉使塗膜固化。業經固化之塗膜為圖案化偏光層，利用反射分光膜厚器(日商大塚電子公司製造、產品名稱「FE-3000」)測量該厚度，得到250nm之結果。如此進行之後，製作出有第1偏光區與第2偏光區於橫向交錯地排列之光學積層體。
[實施例2]
使用厚度40μm之丙烯酸樹脂薄膜(日商Mitsubishi Rayon公司製造)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出實施例2之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-0.2%。
[實施例3]
使用厚度75μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(日商東雷公司製造)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出實施例3之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-0.1%。
[實施例4]
使用厚度40μm之環烯烴薄膜(日商OPTES公司製造，產品名稱「ZEONOR」)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出實施例4之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-0.05%。
[實施例5]
使用厚度27μm之環烯烴薄膜(日商OPTES公司製造，產品名稱「ARTON FILM」)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出實施例5之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-0.1%。
[比較例1]
使用厚度40μm之聚丙烯薄膜(日商信越薄膜公司製造)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出比較例1之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-1.0%。
[比較例2]
使用厚度25μm之聚乙烯薄膜(日商積水化學公司製造)作為基材，代替前述三乙醯纖維素薄膜以外，其餘與實施例1同樣進行，製作了光學積層體。
與實施例1同樣，算出比較例2之基材之最大伸縮方向(橫向)之尺寸變化率，其結果為-5.0%。
實施例1至5之光學積層體，由於尺寸穩定性優異，所以能推定偏光區的吸收軸長期很難有變化。
此外，實施例1至5之光學積層體，因為是由第1偏光區及第2偏光區連續之一層所構成，因此沒觀察到各區之間有漏光。
1‧‧‧光學積層體
5‧‧‧圖案化偏光層
51‧‧‧第1偏光區
52‧‧‧第2偏光區
Claims (9)
- 一種光學積層體，包含有：基材；及圖案化偏光層，其設於前述基材上且具有吸收軸方向相異之數個偏光區；且，前述基材以80℃加熱24小時後之尺寸變化率的絕對值不到1%。
- 如請求項1之光學積層體，其中前述數個偏光區依與前述基材表面平行之第1方向排列配置。
- 如請求項2之光學積層體，其中前述第1方向是前述基材的尺寸變化率的絕對值成為最大之方向。
- 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其中前述基材是選自於纖維素類薄膜、聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種。
- 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其中前述基材是選自於聚酯類薄膜、丙烯酸樹脂類薄膜、及環烯烴類薄膜中之至少1種。
- 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其更具有設於前述基材表面之定向層，且前述圖案化偏光層設於前述定向層的表面。
- 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其中前述圖案化偏光層由數個偏光區連續形成之一層所構成。
- 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其中前述圖案化 偏光層含有業已定向之超分子聚集體。
- 一種調光窗，包含有如請求項1至3中任一項之光學積層體、及窗玻璃；前述光學積層體為2片平行並排，且其中至少任一者設置成可沿面方向滑動。
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