反射型显示装置用光扩散膜层叠体和使用其的反射型显示装置

文档序号:1821440 发布日期:2021-11-09 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 反射型显示装置用光扩散膜层叠体和使用其的反射型显示装置 (Light diffusion film laminate for reflective display device and reflective display device using same ) 是由 加藤昌央 于 2020-03-26 设计创作,主要内容包括:提供一种能够在视觉识别侧正面方向上提高各种外光入射角的反射光强度、使视觉识别性良好的、显示品质优异的反射型显示装置用光扩散膜层叠体。反射型显示装置用光扩散膜层叠体的特征在于,其为扩散性根据光的入射角度而变化的反射型显示装置用光扩散膜层叠体,上述光扩散膜层叠体至少具备直线透射率根据上述光的入射角度而变化的各向异性光扩散层和设于上述各向异性光扩散层的一面侧的各向同性光扩散层,上述各向异性光扩散层的内部具有基质区域和由多个柱状结构体构成的柱状区域,上述各向异性光扩散层的散射中心轴角度相对于上述各向异性光扩散层法线方向小于6°,上述各向异性光扩散层的最大直线透射率为15%以上85%以下,上述各向同性光扩散层的最大直线透射率为35%以下,上述反射型显示装置用光扩散膜层叠体的最大直线透射率为10%以下。(Provided is a light diffusion film laminate for a reflection type display device, which can increase the intensity of reflected light at various incident angles of external light in the front direction on the viewing side, has good viewing properties, and has excellent display quality. A light diffusion film laminate for a reflective display device, characterized in that the light diffusion film laminate for a reflective display device has a diffusion property that changes according to the incident angle of light, the light diffusion film laminate comprises at least an anisotropic light diffusion layer whose linear transmittance changes according to the incident angle of the light and an isotropic light diffusion layer provided on one surface side of the anisotropic light diffusion layer, the anisotropic light diffusion layer has a matrix region and a columnar region composed of a plurality of columnar structures inside, the angle of the scattering center axis of the anisotropic light diffusion layer is less than 6 DEG with respect to the normal direction of the anisotropic light diffusion layer, the maximum linear transmittance of the anisotropic light diffusion layer is 15% or more and 85% or less, the maximum linear transmittance of the isotropic light diffusion layer is 35% or less, the maximum linear transmittance of the light diffusion film laminate for a reflective display device is 10% or less.)

反射型显示装置用光扩散膜层叠体和使用其的反射型显示 装置

技术领域

本发明涉及作为反射外光而显示图像的显示方式的反射型显示装置用的光扩散膜层叠体和使用其的反射型显示装置。

背景技术

以往的反射型显示装置中,以减轻反射外光的反射层的金属光泽感等为目的,一般会在显示画面上设置各向同性光扩散层。还有进一步使用各向异性光扩散层以使来自反射外光的反射层的反射光在限定的方向上优先扩散(聚光)从而获得充分的亮度的装置(专利文献1)。

此外,专利文献2和3分别公开了下述发明:使用特定的各向异性扩散层与各向同性扩散层层叠而成的光学膜,抑制观察者(视觉识别者)由于其观察位置、观察角度所导致的视觉识别性的变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-142502号公报

专利文献2:国际公开2018/051639号公报

专利文献3:国际公开2018/051700号公报

发明内容

发明所要解决的课题

很多反射型显示装置中,在其使用环境下,外光与显示装置的位置关系经常有变化,外光向显示装置的入射角不是一定的。具体地,除了在移动的车内等对显示装置进行视觉识别的情况、对设置在室外的显示装置进行长时间视觉识别的情况以外,还可以列举智能手机、平板电脑等使装置纵横旋转进行利用的装置的情况。另一方面,对该显示装置进行视觉识别的角度一般是显示装置的正面方向。

首先考虑设置各向同性光扩散层的情况。外光的入射角大的时候(光从斜向入射时),为了增加作为视觉识别方向的正面方向的反射光强度,有必要扩大其扩散范围(例如可列举如果是使用微粒的各向同性光扩散层则多加微粒的方法)。另一方面,外光的入射角小的时候(从接近正面方向的角度入射时),如果扩散范围宽,则正面方向的反射光强度会减小,因此有必要减小扩散范围(例如可列举如果是使用微粒的各向同性光扩散层则少加微粒的方法)。这样的各向同性光扩散层呈现出最适散射特性根据外光入射角的不同而不同的权衡(trade off)关系。

接下来,考虑设置专利文献1中那样的各向异性光扩散层的情况。首先,在为柱结构时,由于具有使光在该柱的延伸方向上聚光的特性,因此,如果考虑向作为视觉识别方向的正面方向聚光,则优选柱以接近层平面的法线方向的角度延伸。从这一情况出发,考虑柱的延伸方向接近层平面的法线方向的情况,外光的入射角相对于柱的延伸方向(在各向异性光扩散层主平面中,柱从一个表面向另一表面取向的方向)小的时候(从接近层平面的法线方向的角度入射时),由于上述聚光作用,柱延伸方向上的反射光强度大幅提高。另一方面,由于具有外光的入射角相对于柱的延伸方向大的时候(从远离层平面的法线方向的角度入射时)散射特性弱的特征,因此无法充分发挥正面方向的聚光作用,反射光强度变小。

接下来,在为百叶窗结构时,由于具有使光在与该百叶窗截面的长径正交的方向上扩散而进行聚光的特性,因此在作为视觉识别方向的正面方向的聚光仅在光从特定方向入射时反射光强度大幅提高。但因为上述特性,在百叶窗的延伸方向(各向异性光扩散层主平面中,百叶窗从一个表面向另一表面取向的方向,本发明中也称为高度方向),容易发生因亮度的急剧变化导致的光的干涉。此外,与柱结构同样地,由于具有对于与百叶窗的延伸方向成角度的外光散射特性弱的特征,因此正面方向的聚光作用无法充分发挥,这样反射光强度也会变小。因此各向异性光扩散层难以使与内部结构的延伸方向成角度的外光充分聚光。

如上述那样,对于各向同性光扩散层和各向异性光扩散层中的任一个而言,都存在反射光强度会减小的外光入射角。

专利文献2和3具有使反射光强度不会变化的外光入射角度范围扩大的效果,能够抑制因观察位置、观察角度所导致的视觉识别性的变化。但专利文献2和3中,仅仅使将正面方向设为100%时各观察角度的相对反射亮度在正面方向附近变化小,并未显示出使各观察角度的反射亮度本身提高的效果。

此外,专利文献2和3虽然能够抑制改变观察位置时视觉识别性的变化,但是并不是考虑外光的入射角变化的发明。

本发明是鉴于上述情况做出的,其目的在于,提供一种显示品质优异的反射型显示装置用光扩散膜层叠体,其能够使视觉识别侧正面方向上各种外光入射角的反射光强度提高,使视觉识别性良好。

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用光扩散膜层叠体的特征在于,其为扩散性根据光的入射角度而变化的反射型显示装置用光扩散膜层叠体,上述光扩散膜层叠体至少具备直线透射率根据上述光的入射角度而变化的各向异性光扩散层和设于上述各向异性光扩散层的一面侧的各向同性光扩散层,上述各向异性光扩散层的内部具有基质区域和由多个柱状结构体构成的柱状区域,上述各向异性光扩散层的散射中心轴角度相对于上述各向异性光扩散层法线方向小于6°,上述各向异性光扩散层的最大直线透射率为15%以上85%以下,上述各向同性光扩散层的最大直线透射率为35%以下,上述反射型显示装置用光扩散膜层叠体的最大直线透射率为10%以下。

发明效果

根据本发明,能够提供一种显示品质优异的反射型显示装置用光扩散膜层叠体,在各向异性光扩散层与各向同性扩散层的光扩散膜层叠体中,通过规定各向异性光扩散层的散射中心轴角度和各层的最大直线透射率,可以使视觉识别侧正面方向上各种外光入射角的反射光强度提高,使视觉识别性良好。

附图说明

图1为显示根据本实施方式的具有柱结构和百叶窗结构的柱状区域的各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的结构以及向这些各向异性光学膜入射的透射光的情形的一例的示意图。

图2为显示根据本实施方式的各向异性光学膜的光扩散性的评价方法的说明图。

图3为显示向根据本实施方式的图1所示柱结构和百叶窗结构的各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的入射光角度与直线透射率的关系的图表。

图4为用于说明根据本实施方式的扩散区域和非扩散区域的图表。

图5为显示根据本实施方式的各向异性光学膜中的具有柱结构和百叶窗结构的各向异性光扩散层的构成例的示意图,(a)为百叶窗结构,(b)为柱结构。

图6为用于说明根据本实施方式的各向异性光扩散层的散射中心轴的三维极坐标显示。

图7为显示根据本实施方式的各向异性光学膜与各向同性光扩散层的配置构成的说明图。

图8为显示实施例和比较例中得到的光扩散膜层叠体或各向异性光学膜的扩散反射光强度的测定方法的图。

具体实施方式

<<<0.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),进行主要术语的定义。

“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、层叠有2层以上各向异性光扩散层而构成的情况(此时,各向异性光扩散层间可以借助粘合层等层叠)等。因此,例如在各向异性光扩散层为单层的情况下,意思是单层的各向异性光扩散层为各向异性光学膜。

“各向异性光学膜”是具有光的扩散、透射和扩散分布根据光的入射角度而变化的具有入射光角度依赖性的各向异性和指向性的膜(详细情况如下所述)。因此,与没有入射光角度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的局部折射率高低差别而形成的区域,与另一方相比显示折射率低还是高,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,在改变向各向异性光学膜的入射光角度时,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。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(膜的膜厚方向)有倾斜的情况下,关于光扩散性,光学轮廓线(光学プロファイル)(后述)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结构体的倾角进行观察、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。

此外,“直线透射率”一般是,关于向膜入射的光的直线透射性,从某一入射光角度入射时,作为直线方向的透射光量的“直线透射光量”与作为入射的光的光量的“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。

<<<1.各向异性光学膜的结构与特性>>>

参照图1~图4,以对本实施方式涉及的各向异性光学膜进行说明为前提,对现有技术涉及的单层的各向异性光学膜(本实施方式所说的“各向异性光扩散层”为一层时的各向异性光学膜)的结构与特性进行说明。

图1为显示具有柱结构和百叶窗结构的柱状区域的单层各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的结构以及向这些各向异性光学膜入射的透射光的情形的一例的示意图。图2为显示各向异性光学膜的光扩散性的评价方法的说明图。图3为显示向图1所示柱结构和百叶窗结构的各向异性光学膜的入射光角度与直线透射率的关系的图表。图4为用于说明扩散区域和非扩散区域的图表。

<<1-1.各向异性光学膜的基本结构>>

各向异性光学膜是膜的内部形成有折射率与膜的基质区域不同的区域的膜。折射率不同的区域的形状没有特别限制,例如有图1(a)所示基质区域11中形成有折射率不同的柱状结构体13的各向异性光学膜10、图1(b)所示基质区域21中形成有折射率不同的柱状结构体23的各向异性光学膜20等。

这里,柱状结构体13中,以延伸方向(各向异性光学膜主平面中,柱状结构体13从一个表面向另一表面取向的方向)为法线方向的截面为圆形或短径与长径的纵横比(长径/短径)小的柱状(例如棒状),将这样的结构称为柱结构。此外,柱状结构体23是以延伸方向(各向异性光学膜主平面中,柱状结构体23从一个表面向另一表面取向的方向,本发明中也称为高度方向)为法线方向的截面的纵横比大的柱状(例如类板状),将这样的结构称为百叶窗结构。

<<1-2.各向异性光学膜的特性>>

具有上述结构的各向异性光学膜是光扩散性根据向该膜的入射光角度的不同而不同的光扩散膜,即,是具有入射光角度依赖性的光扩散膜。以规定入射光角度向该各向异性光学膜入射的光在与多个柱状结构体的取向方向(例如柱结构中多个柱状结构体13的延伸方向、百叶窗结构中多个柱状结构体23的高度方向)大体平行时显示高扩散性,在不与该方向平行时扩散性低。

这里,参照图2和3,更具体地对各向异性光学膜的光扩散性进行说明。这里,列举上述柱结构各向异性光学膜10和百叶窗结构各向异性光学膜20的光扩散性为例进行说明。

光扩散性的评价方法如下操作来进行。首先,如图2所示,将各向异性光学膜10、20配置在光源1与检测器2之间。本实施方式中,将来自光源1的照射光I从各向异性光学膜10、20平面的法线方向入射的情况设为入射光角度0°。此外,以各向异性光学膜10、20能够以直线V为中心任意旋转的方式配置,光源1和检测器2是固定的。

即,根据该方法,可以将样品(各向异性光学膜10、20)配置在光源1与检测器2之间,一边以样品表面的直线V为中心轴改变角度,一边测定直行透过样品并进入检测器2的直线透射光量。

对于各向异性光学膜10、20,分别评价将图1的TD方向选为图2所示旋转中心的直线V时的光扩散性,将得到的光扩散性的评价结果示于图3。图3显示的是,使用图2所示方法测定的图1所示各向异性光学膜10、20所具有的光扩散性(光散射性)的入射光角度依赖性。图3的纵轴表示的是作为表示散射程度的指标的直线透射率,横轴表示的是向各向异性光学膜10、20的入射光角度。更具体地,算式直线透射率(%)=(直线透射光量/入射光量)×100中,当存在各向异性光学膜10、20时,检测器2的检测光量=“直线透射光量”。在没有各向异性光学膜10、20时,检测器2的检测光量=“入射光量”。图3中的实线表示柱结构各向异性光学膜10的光扩散性,虚线表示百叶窗结构各向异性光学膜20的光扩散性。需说明的是,入射光角度的正负表示各向异性光学膜10、20的旋转方向相反。

如图3所示,各向异性光学膜10、20具有直线透射率由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3那样的表示光扩散性的入射光角度依赖性的曲线称为“光学轮廓线”。光学轮廓线不是直接表现光扩散性的曲线,但如果解释为直线透射率降低时扩散透射率反而增加(增大),则可认为大体表示光扩散性。具体地,各向异性光学膜10、20中,表现出如下所述的谷型光学轮廓线:与从多个柱状结构体13、23的中心轴方向(延伸方向)即从散射中心轴方向入射时的直线透射率相比,在-20°~+20°的入射光角度时直线透射率暂时为最小值,随着该入射光角度(的绝对值)的变大,直线透射率变大,在-60°~-30°或+30°~+60°的入射光角度时,直线透射率为最大值。以这种方式,各向异性光学膜10、20具有下述性质:入射光在接近散射中心轴方向的-20°~+20°的入射光角度范围内被强烈扩散,但在入射光角度的绝对值比上述范围大的入射光角度范围中,扩散弱,直线透射率高。

这里,将下述性质称为“各向异性”:如图3所示,具有对于以规定角度范围入射的光(显示光或外光)扩散性增加、直线透射率表现最小值的性质,即在规定角度范围中光的扩散增加的性质,进一步,如图3所示,具有对于从规定角度范围以外的角度入射的光(显示光或外光)扩散性减少、直线透射率表现最大值的性质,即在规定角度范围以外光的扩散减少的性质。即,意思是光的扩散性依赖于入射光角度而变化。如上所述,光的扩散增加的上述规定角度范围是指,与从散射中心轴方向(将该方向的入射光角度作为0°)入射时的直线透射率相比,例如-20°~+20°的入射光角度范围。进一步,如上所述,光的扩散减少的上述规定角度范围以外是指,与从散射中心轴方向(将该方向的入射光角度作为0°)入射时的直线透射率相比,例如-60°~-30°或+30°~+60°的入射光角度范围。

此外,将光的扩散分布根据扩散角度的不同而不同的性质称为“指向性”,本发明中,光的扩散分布不仅根据扩散角度的不同而不同,而且表现出进一步具有根据入射光角度而变化的入射光角度依赖性的扩散分布。即,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。

此外,以下将对应于最大直线透射率与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。

这里,参照图4,列举百叶窗结构各向异性光学膜20为例,对扩散区域和非扩散区域进行说明。图4显示的是图3的百叶窗结构各向异性光学膜20的光学轮廓线。如图4所示,对应于最大直线透射率(图4的例子中,直线透射率约为77%)与最小直线透射率(图4的例子中,直线透射率约为7%)的中值直线透射率(图4的例子中,直线透射率约为42%)的2个入射光角度之间(图4所示光学轮廓线上2个黑点位置的2个入射光角度的内侧)的入射光角度范围就是扩散区域,除此以外(图4所示光学轮廓线上2个黑点位置的2个入射光角度的外侧)的入射光角度范围为非扩散区域。

柱结构各向异性光学膜10中,如从图1(a)的透射光的情形的观察中可知,透射光为近圆形,在MD方向和TD方向显示大体相同的光扩散性。即,柱结构各向异性光学膜10中,扩散从方向上来看具有各向同性。此外,如图3的实线所示,即使改变入射光角度,光扩散性(尤其非扩散区域与扩散区域边界附近的光学轮廓线)的变化也比较缓慢,因此具有不发生因亮度的急剧变化导致的违和感的效果。然而,各向异性光学膜10中,与图3虚线所示的百叶窗结构各向异性光学膜20的光学轮廓线相比可以理解,具有非扩散区域的直线透射率低的特征。此外,与百叶窗结构各向异性光学膜20相比,柱结构各向异性光学膜10具有扩散区域的宽度窄的特征。需说明的是,通过设为柱结构,没有因方位角导致的扩散指向性,但形成对于扩散的分布而言具有指向性的特性。

另一方面,百叶窗结构各向异性光学膜20中,从图1(b)的透射光的情形的观察可见,透射光大体为针状,在MD方向与TD方向,光扩散性有很大差异。即,百叶窗结构各向异性光学膜20中,扩散具有扩散特性由于方位角的不同而大为不同的指向性。具体地,图1(b)所示例子中,在MD方向上,与柱结构的情况相比扩散更宽,但在TD方向上,与柱结构的情况相比扩散更窄。此外,如图3的虚线所示,如果改变入射光角度,(本实施方式中,TD方向上)光扩散性(尤其是非扩散区域与扩散区域的边界附近的光学轮廓线)的变化极为迅速,因此在将各向异性光学膜20应用于显示装置时,存在出现亮度的急剧变化、产生违和感的可能。而且,百叶窗结构各向异性光学膜容易产生光的干涉(彩虹)。但在各向异性光学膜20中,非扩散区域的直线透射率高,具有能够提高显示特性的效果。尤其是通过使优先扩散方向(图1(b)中的MD方向)的视角与扩展方向一致,能够使视角在想要的特定方向上扩展。

<<<2.各向异性光学膜的构成>>>

参照图5,对本实施方式涉及的各向异性光学膜100、150的构成进行说明。

<<2-1.整体构成>>

如图5所示,各向异性光学膜100、150是具有直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性光扩散层110或120的各向异性光学膜。

各向异性光扩散层110具有基质区域111和折射率与基质区域111不同的多个柱状结构体113(柱状区域)。各向异性光扩散层120具有基质区域121和折射率与基质区域121不同的多个柱状结构体123(柱状区域)。这里,简单地表述为柱状区域时,柱状区域包括柱结构的柱状区域和百叶窗结构的柱状区域。此外,简单地表述为柱状结构体时,柱状结构体包括柱结构的柱状结构体和百叶窗结构的柱状结构体。

多个柱状结构体(113和123)是由在各向异性光扩散层主平面中多个柱状结构体从一个表面向另一表面取向而构成的,具有以上述多个柱状结构体的取向方向为法线方向的截面中的平均短径与平均长径的纵横比。

以下对具有这样的各向异性光扩散层110或各向异性光扩散层120的各向异性光学膜100、150进行详述。

<<2-2.各向异性光扩散层110>>

各向异性光扩散层110具有上述百叶窗结构(与图1(b)的各向异性光学膜20同样的构成),具有直线透射率根据入射光角度而变化的各向异性。此外,各向异性光扩散层110由含有光聚合性化合物的组合物的固化物构成,如图5(a)所示,具有基质区域111和折射率与该基质区域111不同的多个柱状结构体113(柱状区域)。该柱状结构体113的取向方向(延伸方向)P与散射中心轴平行,以各向异性光扩散层110具有希望的直线透射率和扩散性的方式适当确定。需说明的是,关于散射中心轴与柱状结构体的取向方向平行,只要满足折射定律(Snell定律)即可,没有必要是严格平行的。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,在其入射光角度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(各向异性光学膜),则在入射光角度为30°时,柱状结构体的取向方向(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,本实施方式中就包括在平行的概念中。

需说明的是,作为各向异性光扩散层110,柱状结构体113的取向方向可以与膜的膜厚方向(法线方向)不一致。这种情况下,各向异性光扩散层110具有下述性质:入射光在靠近从法线方向倾斜规定角度的方向(即柱状结构体113的取向方向)的入射光角度范围(扩散区域)内强烈扩散,但在超出该范围的入射光角度范围(非扩散区域),扩散弱,直线透射率高。

<2-2-1.柱状结构体113>

本实施方式涉及的柱状结构体113在基质区域111中作为多个柱状固化区域来设置,各柱状结构体113分别以取向方向与散射中心轴平行的方式形成。

基质区域111的折射率与柱状结构体113的折射率不同即可,折射率在何种程度上不同没有特别限定,是相对的。基质区域111的折射率比柱状结构体113的折射率低时,基质区域111是低折射率区域。反之,基质区域111的折射率比柱状结构体113的折射率高时,基质区域111是高折射率区域。这里,优选基质区域111与柱状结构体113的界面的折射率是渐增性变化的。通过渐增性变化,难以发生入射光角度改变时扩散性的变化变得极为迅速、容易发生刺眼的问题。通过伴随光照射的相分离来形成基质区域111和柱状结构体113,从而能够使基质区域111与柱状结构体113的界面的折射率渐增性变化。

如图5(a)所示,与柱状结构体113的取向方向垂直的截面形状具有短径SA和长径LA。短径SA和长径LA可以通过用光学显微镜对各向异性光扩散层110进行观察来确认(详细情况如下所述)。柱状结构体113的截面形状只要在后述纵横比的范围内即可,没有特别限制,例如可以设为2以上且小于50。图5(a)中,将柱状结构体113的截面形状用椭圆形显示,但柱状结构体113的截面形状是没有特别限定的。

<<2-3.各向异性光扩散层120>>

各向异性光扩散层120具有柱结构(与图1(a)的各向异性光学膜10同样的构成),具有直线透射率根据入射光角度而变化的光扩散性。此外,如图5(b)所示,各向异性光扩散层120由含有光聚合性化合物的组合物的固化物构成,具有基质区域121和折射率与该基质区域121不同的多个柱状结构体123。多个柱状结构体123以及基质区域121虽然具有不规则的分布、形状,但通过在各向异性光扩散层120的整个面上形成,得到的光学特性(例如直线透射率等)大体相同。因为多个柱状结构体123以及基质区域121具有不规则的分布、形状,所以本实施方式涉及的各向异性光扩散层120发生光的干涉(彩虹)的可能性较小。

<2-3-1.柱状结构体123>

本实施方式涉及的柱状结构体123在基质区域121中作为多个柱状的固化区域来设置,各柱状结构体123的取向方向分别与散射中心轴平行。因此,以同一各向异性光扩散层120中的多个柱状结构体123相互平行的方式形成。

基质区域121的折射率与柱状结构体的折射率不同即可,折射率在何种程度上不同没有特别限定,是相对的。基质区域121的折射率比柱状结构体的折射率低时,基质区域121是低折射率区域。反之,基质区域121的折射率比柱状结构体的折射率高时,基质区域121是高折射率区域。

如图5(b)所示,与柱状结构体123的取向方向垂直的截面形状具有短径SA和长径LA。柱状结构体123的截面形状可以将后述纵横比的范围设为小于2。例如图5(b)中,将柱状结构体123的截面形状用圆形表示,但柱状结构体123的截面形状不限定为圆形,可以为椭圆形、多边形、不定形、它们组合而成的形状等,没有特别限定。

<<2-4.柱状结构体113和柱状结构体123的纵横比>>

多个柱状结构体113中,短径SA的平均值(平均短径)与长径LA的平均值(平均长径)的纵横比(=平均长径/平均短径)为2以上。

多个柱状结构体123中,短径SA的平均值(平均短径)与平均长径LA的平均值(平均长径)的纵横比(=平均长径/平均短径)小于2。

柱状结构体的纵横比为1以上,但纵横比的上限没有特别限定,例如优选小于50,更优选为25以下,进一步优选为10以下。纵横比在该范围内时,难以发生因光的干涉导致的不均等,能够保证显示品质良好。

<2-4-1.柱状结构体113和柱状结构体123的平均短径和平均长径>

此外,多个柱状结构体113的短径SA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,多个柱状结构体113的短径SA的平均值(平均短径)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。这些多个柱状结构体113的平均短径的下限值和上限值可适当组合。

进一步,多个柱状结构体113的长径LA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,多个柱状结构体113的长径LA的平均值(平均长径)优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为30μm以下。这些多个柱状结构体113的平均长径的下限值和上限值可适当组合。

此外,多个柱状结构体123的短径SA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,多个柱状结构体123的短径SA的平均值(平均短径)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。这些多个柱状结构体123的平均短径的下限值和上限值可适当组合。

进一步,多个柱状结构体123的长径LA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,多个柱状结构体123的长径LA的平均值(平均长径)优选为8.0μm以下,更优选为5.0μm以下,进一步优选为3.0μm以下。这些多个柱状结构体123的平均长径的下限值和上限值可适当组合。

本实施方式涉及的各向异性光学膜100或150通过将多个柱状结构体113或多个柱状结构体123的平均短径和平均长径同时设在上述优选范围内,可以制成以更高水平平衡性良好地具有各种特性的各向异性光学膜。

需说明的是,本实施方式中的多个柱状结构体113和多个柱状结构体123的短径SA的平均值(平均短径)和长径LA的平均值(平均长径)可如下获得:用显微镜对以各向异性光扩散层120的柱状区域中多个柱状结构体的延伸方向(取向方向)为法线方向的截面进行观察,测量任选的100个柱状结构体113和柱状结构体123的短径SA、长径LA,求出它们的平均值。此外,作为柱状结构体的纵横比,使用由上述求出的长径LA的平均值(平均长径)除以短径SA的平均值(平均短径)而得到的值。

<<2-5.形成柱状结构体113和123的区域的厚度>>

多个柱状结构体113和123的厚度T优选为10μm~200μm,更优选为20μm以上且小于100μm,进一步优选为20μm以上且小于50μm。厚度T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,不仅成本增加,而且由于厚度T方向扩散性的增加,容易发生图像模糊、对比度下降。此外,厚度T小于10μm时,有时难以实现充分的光的扩散性和聚光性。本发明中,通过将厚度T设在该规定范围内,能够减少成本问题,光的扩散性和聚光性优异而且厚度T方向的光扩散性下降,从而难以发生图像模糊,对比度也提高。

<<2-6.各向异性光学膜100、150的性质>>

如上所述,各向异性光学膜100、150具有各向异性光扩散层110或120。更具体地,各向异性光扩散层110具有百叶窗结构。各向异性光扩散层120具有柱结构。以下对这样的各向异性光学膜100、150的性质进行说明。

<2-6-1.直线透射率>

这里,如果将以直线透射率最大的入射光角度向各向异性光学膜100或150(各向异性光扩散层110或120)入射的光的直线透射率定义为“最大直线透射率”,则各向异性光学膜100或150(各向异性光扩散层110或120)的最大直线透射率可以设为15%以上85%以下,优选设为15%以上80%以下,更优选设为20%以上75%以下。通过各向异性光学膜100或150的最大直线透射率在该范围内,能够获得良好的扩散性,此外能够抑制因过度扩散导致的图像模糊、亮度下降,用于反射型液晶显示装置的视觉识别侧正面时,能够提高该画面正面方向的视觉识别性。

需说明的是,可以将以直线透射率最小的入射光角度向各向异性光扩散层110或120入射的光的直线透射率定义为“最小直线透射率”。需说明的是,最小直线透射率没有特别限定,可以设为10%以下。

这里,直线透射光量和直线透射率可以通过图2所示方法来测定。

即,以图2所示直线V为旋转轴,以与图5所示C-C轴一致的方式,测定各入射光角度的直线透射光量(将法线方向作为0°)。可以由得到的数据获得光学轮廓线,由该光学轮廓线求出最大直线透射率和最小直线透射率。

此外,各向异性光学膜100或150(各向异性光扩散层110或120)的最大直线透射率和最小直线透射率可以通过制造时的设计参数进行调整。作为参数的例子,可列举涂膜的组成、涂膜的膜厚、形成结构时对涂膜施加的温度等。涂膜的组成通过适当选择构成成分并进行调制,以使最大直线透射率和最小直线透射率发生变化。设计参数中,膜厚越厚则最大直线透射率和最小直线透射率容易越低,膜厚越薄则最大直线透射率和最小直线透射率容易越高。温度越高则最大直线透射率和最小直线透射率容易越低,温度越低则最大直线透射率和最小直线透射率容易越高。可以通过这些参数的组合分别对最大直线透射率和最小直线透射率进行适当调节。

<2-6-2.扩散宽度>

通过上述方法,求出各向异性光学膜100或150的最大直线透射率和最小直线透射率,求出最大直线透射率与最小直线透射率的中值直线透射率。读取对应于该中值直线透射率的2个入射光角度。光学轮廓线中,将法线方向作为0°,将入射光角度用负向和正向表示。因此,有时入射光角度和对应于交点的入射光角度具有负的值。

如果2个交点的值具有正的入射光角度值和负的入射光角度值,则负的入射光角度值的绝对值与正的入射光角度值的和是入射光的扩散区域的角度范围即扩散宽度。

2个交点的值两者均为正时,从较大的值减去较小的值得到的差是入射光角度的角度范围即扩散宽度。

2个交点的值两者均为负时,分别取绝对值,从较大的值减去较小的值得到的差是入射光角度的角度范围即扩散宽度。

<2-6-3.散射中心轴>

接下来,参照图6,对各向异性光扩散层的散射中心轴P进行说明。图6为用于说明各向异性光学膜100或150(各向异性光扩散层)的散射中心轴P的三维极坐标显示。

各向异性光扩散层具有至少1个散射中心轴,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入射光角度一致的方向。需说明的是,关于此时的入射光角度(散射中心轴角度),测定各向异性光扩散层的光学轮廓线,是该光学轮廓线中具有近对称性的大体中央部(扩散区域的中央部)。

此外,上述散射中心轴如果利用图6所示那样的三维极坐标显示将各向异性光扩散层110、120的表面作为xy平面、将法线作为z轴,则可用极角θ和方位角来表示。即,可以认为图6中的Pxy是投影在上述各向异性光扩散层表面的散射中心轴的长度方向。

相对于各向异性光学膜100、150,散射中心轴角度小于6°。散射中心轴角度在该范围内时,表现出向层平面的法线方向的聚光性,因此作为视觉识别方向的正面方向的反射亮度提高,能够提高视觉识别性。

这里,各向异性光扩散层110、120可以分别在单一层中具有多个倾角不同的柱状区域组(具有同一倾角的柱状区域的集合)。该散射中心轴角度之差的绝对值小于12°。

<2-6-4.折射率>

各向异性光扩散层110、120是含有光聚合性化合物的组合物固化而成的,作为该组合物,可使用如下组合。

(1)使用单独的光聚合性化合物的组合物

(2)混合使用多种光聚合性化合物的组合物

(3)混合使用单独或多种光聚合性化合物与不具有光聚合性的高分子化合物的组合物

推测在上述任意组合中,通过光照射,在各向异性光扩散层110或120中形成了折射率不同的微米级微细结构,认为由此表现本实施方式所示的特异性各向异性光扩散特性。因此,上述(1)中,光聚合前后的折射率变化大是更优选的,此外,优选组合(2)、(3)中折射率不同的多个材料。需说明的是,这里的折射率变化、折射率的差具体是优选为0.01以上、更优选为0.05以上、进一步优选为0.10以上的变化、差。

这里,基质区域111或121的折射率比柱状结构体113或123的折射率高时,基质区域111或121为高折射率区域,多个柱状结构体113或123为低折射率区域。基质区域111或121(高折射率区域)与柱状结构体113或123(低折射率区域)的折射率的差没有特别限定,例如可以设为0.01~0.50的范围,优选在0.03~0.20的范围。折射率的差在该范围内时,表现良好的扩散性,同时,能够抑制反向散射,用于反射型液晶显示装置的视觉识别侧正面时,能够提高该画面正面方向的视觉识别性。

<<<3.各向同性光扩散层200>>>

各向同性光扩散层200(例如图7)是以具有光透射性的树脂为主材、含有利用与主材的折射率差使光扩散的微粒的层。该各向同性光扩散层200中,光的扩散不依赖于光的入射角度,扩散性没有方向性。更具体地,具有下述性质:光被各向同性光扩散层200扩散时,被扩散的光(出射光)中,在与各向同性光扩散层200平行的面内,该光的扩散情形(扩散光扩展的形状)不因同一面内的方向而变化。

<<3-1.树脂主材>>

作为构成各向同性光扩散层200的树脂,以往已知有丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、有机硅系树脂等,从光学透明性高、加工性良好、具有与作为偏光板的保护膜的TAC膜接近的折射率、比较廉价等出发,丙烯酸系树脂是特别优选的。进一步,也可以对树脂赋予粘合性以容易将各向同性光扩散层200与其他构件(例如反射型显示装置)层压。这种情况下,包含丙烯酸系树脂的粘合剂由于上述丙烯酸系树脂的优点以及作为偏光板用的粘合剂可靠性高的实际情况很多等,在本实施方式中是优选使用的。

<<3-2.微粒、其他成分>>

此外,作为混合、分散在树脂中的微粒,为了与作为主材的树脂的折射率不同、防止透射光的着色,优选为无色或白色物质,可以列举例如无机微粒、白色颜料、树脂微粒等。具体地,可列举二氧化硅微粒、氧化铝微粒、锆微粒、有机硅微粒、丙烯酸树脂微粒、聚苯乙烯树脂微粒、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂微粒、聚乙烯树脂微粒、环氧树脂微粒等。进一步,可以根据需要在树脂中混合1种或2种以上金属螯合物系、异氰酸酯系、环氧系等交联剂而使用。

进一步,作为用于形成各向同性光扩散层200的其他成分,除了光引发剂、热固化引发剂等引发剂、溶剂以外,还可以根据需要添加增稠剂、表面活性剂、分散剂、增塑剂、流平剂等。

<<3-3.折射率>>

作为主材的树脂的折射率(根据JIS K-7142的B法)与微粒的折射率的差优选在0.01~0.10的范围,更优选在0.02~0.05的范围。

本实施方式中,优选使用丙烯酸系粘合剂和有机硅树脂微粒。有机硅树脂微粒的折射率为1.40~1.45,具有比丙烯酸系粘合剂的折射率1.45~1.55稍低的折射率,因此与其他材料相比,光透射率高、反向散射、去极化也少,对于在反射型显示装置中的应用而言是优异的。

<<3-4.平均粒径>>

微粒的平均粒径没有特别限定,例如可以设为0.5μm~10.0μm、更优选设为1μm~5.0μm。平均粒径小于0.1μm时,光扩散性能低,观察到光反射板的金属光泽,因此无法获得纸白性。另一方面,如果平均粒径超过10μm,则粒子过粗,画面背景中会出现梨皮纹、炫光,对比度降低。这里所说的平均粒径是通过库尔特计数法测定的值。

<<3-5.含量>>

各向同性光扩散层200中微粒的含量优选为5.0重量%~50.0重量%,更优选为7.5重量%~45重量%。含量小于5.0重量%时,光扩散性降低;此外,如果超过50.0重量%,则难以使微粒在各向同性光扩散层200中均匀地分散,光扩散性等光学特性降低,在有粘合剂时,粘合力降低,容易发生剥离。

<<3-6.雾度值>>

各向同性光扩散层200的雾度值优选为80%以上,更优选为85%以上。雾度值的上限没有特别限定,例如可以设为95%以下。雾度值在该范围内时,能够减少直线透射的光量,能够提高反射型液晶显示装置的视觉识别侧正面的视觉识别性。小于80%时,无法获得充分的扩散,亮度降低。此外,雾度值为95%以上时亮度也会下降,而且图像容易模糊。这里,雾度值(Hz,%)是按照JIS K7105测定扩散透射率(%)和全光线透射率(%),通过下式算出的值。Hz(%)=(扩散透射率/全光线透射率)×100

<<3-7.直线透射率>>

各向同性光扩散层200的最大直线透射率为35%以下。各向同性光扩散层200的最大直线透射率的下限没有特别限定,例如可以设为15%以上。此外,各向同性光扩散层200的最小直线透射率没有特别限定,可以设为0.5%以上10%以下。各向同性光扩散层200的最大直线透射率在该范围内时,能够获得良好的扩散性;用于反射型液晶显示装置的视觉识别侧正面时,能够提高该画面正面方向的视觉识别性。

各向同性光扩散层200的厚度优选为5μm以上且小于100μm,更优选为10μm以上且小于50μm,进一步优选为10μm以上且小于25μm。如果厚度厚(例如为100μm以上),则图像容易模糊,是不优选的。此外,如果厚度薄(例如小于5μm),则在有粘合剂时,粘接力不充分,是不优选的。

<<<4.各向异性光学膜100和各向同性光扩散层200的配置构成(光扩散膜层叠体30)>>>

如图7(a)所示,根据本实施方式的光扩散膜层叠体30是上述各向异性光学膜100或150与各向同性光扩散层200层叠而成的各向异性光学膜(层叠体)。光扩散膜层叠体30中,优选在太阳等外光入射的面或视觉识别者的视觉识别侧(画面正面方向、外表面侧)配置有各向异性光学膜100或150,在各向异性光学膜100或150的背面(与视觉识别侧相反的一面)配置有各向同性光扩散层200。通过为这样的配置,能够使各向异性光学膜100或150的各向异性有效地发挥作用,画面正面方向的亮度提高,不仅视觉识别性提高,而且图像难以模糊。

此外,对于各向异性光学膜100或150与各向同性光扩散层200层叠而成的光扩散膜层叠体30,作为直线透射率最大的入射光角度的直线透射率的“最大直线透射率”为10%以下。最大直线透射率的下限没有特别限定,可以设为5%以上。此外,作为直线透射率最小的入射光角度的直线透射率的“最小直线透射率”没有特别限定,可以设为2%以下,各向异性光学膜100或150的直线透射率越低则入射的光的扩散性越高,是优选的。

需说明的是,如果是必须有偏光板的反射型显示装置(例如液晶型),则可以介由例如粘合剂,在各向异性光学膜100或150的表面(对反射光进行视觉识别的一侧、外光入射面侧或视觉识别者的视觉识别侧)层叠TAC膜、相位差膜或偏光板等。如果是不使用偏光板的反射型显示装置(例如除了液晶以外的装置),则可以介由例如粘合剂,在各向异性光学膜100或150的外侧表面层叠PET膜、TAC膜等。

通过将各向异性光学膜100或150与各向同性光扩散层200以这种方式层叠而成的光扩散膜层叠体30应用于图7(b)所示具有反射层300(例如反射膜、反射板等反射光的镜子)的装置(例如反射型显示装置),能够使外光入射和反射光出射时各向异性光学膜100或150的各向异性效果的阻碍为最小限度,尤其能够维持反射型显示装置的画面正面方向的反射亮度。光扩散膜层叠体30与反射层300之间,可以存在单独的或多个粘合层、相位差膜、偏光板、液晶层、透明电极层等各种功能层。

各向异性光学膜100、150中,入射光在靠近散射中心轴方向的入射光角度范围内强烈扩散,表现出向散射中心轴方向的聚光性。但在超过该角度的入射光角度范围内,扩散弱,聚光性下降。

这里,假定各向异性光学膜100、150的散射中心轴是各向异性光学膜100、150的主平面的法线方向,而且各向异性光学膜100、150的扩散区域为-20°~+20°。相对于该散射中心轴方向,光的入射光角度为10°时,入射光在扩散性高的范围内入射,因此表现出向散射中心轴方向的聚光性。

即,各向异性光学膜100、150使规定入射角(上述假定中,-20°~+20°)的光在规定方向(散射中心轴方向)扩散、聚光,因此能够高度维持经聚光的光的强度(亮度)。

如上所述,各向同性光扩散层200使用了使光扩散的光扩散微粒,具有光的扩散不依赖于光的入射角度、扩散性没有方向性的性质。因此,利用各向异性光学膜100、150,来自扩散性弱的方向的光也可扩散。

即,能够使来自单独用各向异性光扩散层难以进行扩散、聚光的方向的光在各向同性光扩散层中扩散,使该扩散光在各向异性光扩散层中聚光。

由光扩散膜层叠体30出射的光被反射层300反射。被反射的光再次向光扩散膜层叠体30入射,出射。结果,能够提高反射型显示装置的画面正面方向(0°)的反射亮度。

<<<5.反射型显示装置>>>

本实施方式中使用的反射型显示装置只要具有反射型功能即可,没有特别限定。作为具体的显示方式的例子,可以应用使用电子粉粒体方式、液晶方式(胆甾液晶、双稳态向列液晶、像素记忆液晶等)、电润湿方式、电致变色方式、电泳方式(微胶囊等)等公知技术的反射型显示装置。

这里,关于本发明的光扩散膜层叠体在反射型显示装置中的层叠位置,只要是从光的反射至视觉识别之间的层即可,没有特别限定,优选层叠在反射型显示装置中的外光入射面侧(视觉识别者的视觉识别侧、对反射光进行视觉识别的一侧)且作为比各显示方式中的图像形成部(例如,如果是电泳方式则是指微胶囊位置,如果是电子粉粒体方式则是指电子粉粒体封入位置,如果是电润湿方式则是指水和油膜封入位置,如果是液晶方式则是指液晶层等)更靠前的一侧的平面状基材表面(外光入射面侧)上。

这里,平面状基材具体为玻璃、树脂成型体、膜等。本发明的光扩散膜层叠体层叠在平面状基材面上(外光入射面侧、对反射光进行视觉识别的一侧),此时,在反射型显示装置的平面状基材面上层叠光扩散膜层叠体的各向异性光学膜和各向同性光扩散层中的哪一个是没有限定的。优选以外光入射面侧(视觉识别者的视觉识别侧、对反射光进行视觉识别的一侧)为光扩散膜层叠体中的各向异性光学膜、作为外光入射面的相反侧的外光反射面侧为各向同性光扩散层的方式层叠在平面状基材面上。

此时,如果以外光反射面侧为各向同性光扩散层的方式层叠在平面状基材面上,则在有粘合剂时各向同性光扩散层可以直接层叠各向同性光扩散层,在没有粘合剂时各向同性光扩散层可以介由粘合剂层叠各向同性光扩散层。另一方面,如果以外光反射面侧为各向异性光学膜的方式层叠在平面状基材面上,则可以介由具有透明性的公知技术粘合剂来层叠。

此外,如果以外光反射面侧为各向异性光学膜的方式层叠在平面状基材面上,则可以根据需要,例如介由粘合剂在各向同性光扩散层的表面(对反射光进行视觉识别的一侧、外光入射面侧或视觉识别者的视觉识别侧)层叠TAC膜、相位差膜或偏光板等。

<<<6.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。

通过以下方法,制作本发明的光扩散膜层叠体(各向异性光学膜和各向同性光扩散层,需说明的是,本实施例中,各向异性光学膜将各向异性光扩散层设为单层)和比较例。关于各向异性光扩散层,参考以下所示现有方法(例如日本特开2006-119241和国际公开号WO2014/084361)进行制作。此外,关于各向同性光扩散层,参考以下所示现有方法(例如日本特开2002-122714)进行制作。

<<各向异性光学膜>>

使用分配器,用固化性树脂在厚度100μm的PET膜(东洋纺公司制,商品名:A4300)的边缘全周形成高度50μm的分隔壁。在其中滴加下述紫外线固化树脂组合物,用另外的PET膜覆盖。

<紫外线固化树脂组合物>

·有机硅·氨基甲酸酯·丙烯酸酯(折射率:1.460,重量平均分子量: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(共荣社化学公司制,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)

对于将其两面用PET膜夹住的50μm厚度的液膜,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,照射1分钟照射强度30mW/cm2的作为平行光线的紫外线,得到8种具有很多图1或图5所示那样的棒状微小区域的50μm膜厚的带有PET的各向异性光扩散层(各向异性光学膜)。将制作的8种各向异性光扩散层示于以下的表1。

需说明的是,作为各向异性光扩散层的光学特性的最大直线透射率和散射中心轴角度(相对于各向异性光扩散层的法线方向)、以及各柱状结构体的纵横比除了调整紫外线固化树脂组合物对液膜的加热温度和照射的紫外线的光线方向以外,还可以通过进行将可改变平行光线的纵横比的定向扩散元件是否配置在各向异性光扩散层与落射用照射单元之间的调整、以及在使用定向扩散元件的情况下进行定向扩散元件的配置的调整(靠近或远离各向异性光扩散层),来获得表1那样特性的8种各向异性光扩散层。

定向扩散元件对入射的平行光线赋予指向性,本实施例中使用在定向扩散元件内含有纵横比高的针状微粒的元件。柱状结构体的纵横比以与被定向扩散元件变更的平行光线的纵横比大体对应的形式形成。

<各向异性光扩散层的散射中心轴的角度和直线透射率的测定>

使用图2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),进行表1所示实施例的各向异性光学膜(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光源的直行光的位置,将实施例中得到的各向异性光学膜置于其间的样品架。如图2所示,以直线V为旋转轴使样品旋转,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,能够对入射的光在何种角度范围内发生扩散进行评价。该旋转轴与图5所示样品结构中的C-C轴为同一轴。直线透射光量的测定中,使用发光度过滤器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,根据直线透射率的最大值(最大直线透射率)和最小值(最小直线透射率)以及该光学轮廓线中的最小值所夹的大体中央部(扩散区域的中央部),求出最大直线透射率和散射中心轴角度,汇总在表1中。

<柱状结构体的纵横比的测定(各向异性光扩散层的表面观察)>

用光学显微镜对实施例和比较例的各向异性光扩散层的以柱状区域中多个柱状结构体的延伸方向(各向异性光扩散层主平面中,柱状结构体从一个表面向另一表面取向的方向)为法线方向的截面(其中的紫外线照射时的照射光侧)进行观察,测定柱状区域中的柱状结构体的长径LA和短径SA。平均长径LA和平均短径SA的计算中,设为任选的100个结构的平均值。此外,对于求出的平均长径LA和平均短径SA,算出平均长径LA/平均短径SA作为纵横比,汇总在表1中。

[表1]

类型 纵横比 最大直线透射率 散射中心轴角度
各向异性光扩散层1 1.0 25% 1
各向异性光扩散层2 1.1 15% 4
各向异性光扩散层3 1.0 50% 0
各向异性光扩散层4 百叶窗 5.3 81% 0
各向异性光扩散层5 百叶窗 47 76% 0
各向异性光扩散层6 1.0 53% 7
各向异性光扩散层7 1.1 54% 22
各向异性光扩散层8 1.1 9% 0

<<各向同性光扩散层>>

使用逗涂机,在厚度38μm的脱模PET膜(琳得科公司制,商品名:38C)上,以溶剂干燥后的膜厚为25μm或50μm的方式,涂布在对于100重量份折射率1.47的丙烯酸系粘合剂(商品名:SK Dyne TM206,总固体成分浓度18.8%,溶剂:乙酸乙酯、甲基乙基酮,综研化学公司制)添加了0.5份异氰酸酯系固化剂(商品名:L-45,综研化学公司制)和0.2份环氧系固化剂(商品名:E-5XM,综研化学公司制)的基础涂料中添加规定量的作为与上述粘合剂折射率不同的微粒的有机硅树脂微粒(Tospearl145,折射率1.43,粒径4.5μm)并用搅拌器搅拌30分钟使微粒分散而得的4种各向同性光扩散层用涂料,使其干燥,形成各向同性光扩散层,然后,层压厚度38μm的脱模PET膜(琳得科公司制,商品名:3801),制作4种带有PET的各向同性光扩散层。将制作的各向同性光扩散层示于以下的表2。需说明的是,为了进行比较,也同时制作了作为透明粘合层的、配合中未添加有机硅树脂微粒的透明粘合层e。

<各向同性光扩散层或透明粘合层的直线透射率的测定>

除了将样品的旋转轴设为任选以外,与先前所示各向异性光扩散层的测定同样地操作,测定各向同性光扩散层和透明粘合层的最大直线透射率,汇总在表2中。

<雾度的测定>

雾度值(Hz)使用日本电色工业株式会社制的雾度计NDH-2000来测定,汇总在表2中。

[表2]

最大直线透射率 Hz 膜厚
各向同性光扩散层a 2% 88% 约50μm
各向同性光扩散层b 8% 76% 约25μm
各向同性光扩散层c 32% 52% 约25μm
各向同性光扩散层d 57% 26% 约25μm
透明粘合层e 88% 1% 约25μm

(实施例1)

将上述带有PET的各向异性光扩散层1和带有PET的各向同性光扩散层a相互层压的面上的PET膜剥离后进行层压,得到由各向异性光学膜/各向同性光扩散层这两层构成的实施例1的光扩散膜层叠体。

接下来,将各向异性光扩散层1侧的PET膜剥下,介由透明粘合层e贴合高透明性PET(东洋纺Cosmoshine A4100 100μm)。进一步将各向同性光扩散层a侧表面的PET膜剥下后,贴合于平滑的镜面反射板(反射率约90%),作为反射亮度评价用样品。

根据上述内容,将实施例1的光扩散膜层叠体的构成示于表3。

(实施例2~实施例7、比较例1~6)

按照表3的各向异性光扩散层和各向同性光扩散层的组合,除此以外,与实施例1同样地进行制作,得到由各向异性光学膜/各向同性光扩散层这两层构成的实施例2~7和比较例1~6的光扩散膜层叠体。

接下来,将各向异性光扩散层2~8侧的PET膜剥下,介由透明粘合层e贴合高透明性PET(东洋纺Cosmoshine A4100 100μm)。进一步将各向同性光扩散层a~d侧表面或透明粘合层e侧表面的PET膜剥下后,贴合于平滑的镜面反射板(反射率约90%),作为反射亮度评价用样品。

根据上述内容,将实施例2~7和比较例1~6的光扩散膜层叠体的构成示于表3。

[表3]

各向异性光扩散层 各向同性光扩散层
实施例1 各向异性光扩散层1 各向同性光扩散层a
实施例2 各向异性光扩散层2 各向同性光扩散层b
实施例3 各向异性光扩散层3 各向同性光扩散层a
实施例4 各向异性光扩散层3 各向同性光扩散层b
实施例5 各向异性光扩散层4 各向同性光扩散层a
实施例6 各向异性光扩散层5 各向同性光扩散层a
实施例7 各向异性光扩散层2 各向同性光扩散层c
比较例1 各向异性光扩散层6 各向同性光扩散层a
比较例2 各向异性光扩散层7 各向同性光扩散层a
比较例3 各向异性光扩散层8 各向同性光扩散层a
比较例4 各向异性光扩散层3 各向同性光扩散层d
比较例5 各向异性光扩散层2 各向同性光扩散层e
比较例6 各向异性光扩散层3 各向同性光扩散层e

<<评价方法>>

关于上述实施例1~7和比较例1~6中制作的光扩散膜层叠体,以下那样操作,进行评价。其中,将评价结果示于以下的表4。

<光扩散膜层叠体的直线透射率的测定>

以光扩散膜层叠体内各向异性光扩散层为基准,设定样品的旋转轴,除此以外,与先前所示各向异性光扩散层的测定同样地操作,测定光扩散膜层叠体的直线透射率。

<反射亮度标准的制作>

作为反射亮度测定中的标准,制作将各向同性光扩散层b贴合在高透明性PET(东洋纺Cosmoshine A4100 100μm)与平滑的镜面反射板(反射率约90%)之间而得的标准样品。

<反射亮度的测定>

使用图8所示那样的Genesia制测角仪,测定各实施例和比较中得到的反射亮度评价用样品的反射亮度。从卤素灯光源,经由准直透镜,以相对于样品的法线方向为15°的入射角照射准直光(入射角=15°)。此时,在使用各向异性光扩散层的样品的情况下,从与其散射中心轴的方位角方向相差180°的方位角方向(相反的方位角)照射。在未使用各向异性光扩散层的标准样品中,方位角方向是任意的。将检测器设置在样品的法线方向上,对反射亮度进行测定(测定角=0°)。将评价样品的反射亮度相对于标准样品的反射亮度的比率作为反射亮度增益,以此作为反射光强度的指标。

反射亮度增益=(样品的反射亮度÷标准样品的反射亮度)×100

同样操作,也测定了将入射角设为30°和45°时的反射亮度。

<反射亮度增益的判定基准>

入射角越大则反射亮度增益的差别表现得越显著,因此根据入射角,如下进行判定。

入射角为时,将小于0.90设为×,将0.90以上且小于1.00设为○,将1.00以上设为◎。

入射角为时,将小于0.90设为×,将0.90以上且小于1.80设为○,将1.80以上设为◎。

入射角为时,将小于0.90设为×,将0.90以上且小于2.50设为○,将2.50以上设为◎。

[表4]

<<评价结果>>

如实施例1~7所示,使用规定的各向异性光扩散层(各向异性光学膜)和各向同性光扩散层的本发明的反射亮度增益与比较例1~6相比,不管入射角如何,均更优异。比较例1~3虽然在入射角30°、45°时反射亮度增益优异,但在入射角15°时反射亮度增益低。相反,比较例4~6虽然在入射角15°时反射亮度增益良好,但在入射角30°、45°时反射亮度增益降低。

本发明被认为通过将作为具有特定扩散特性的扩散介质的特定各向同性光扩散层与特定各向异性光学膜一起进行并用,来增强各向异性光学膜的扩散功能,从而能够获得本评价结果。

因此认为,在将实施例的光扩散膜层叠体用于例如反射型显示装置的情况下,在外光入射和反射光出射时,在各向异性光学膜(各向异性光扩散层)的扩散性低的角度中也能够利用各向同性光扩散层带来的扩散效果,因此在来自所有方向的外光中均不会使视觉识别性下降,能够提高正面方向的反射亮度增益(即反射光强度)。

本实施方式中,对将光扩散膜层叠体应用于反射型显示装置的例子进行了说明,但作为反射型显示装置,具体可列举例如智能手机等平板型终端、腕表、游戏机、笔记本型个人电脑等。

以上,参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明不受上述方式的限定。即,对于在权利要求书中记载的发明的范围内本领域技术人员可以想到的其他方式或各种变更例,也应理解为属于本发明技术范围的方案。

符号说明

10、20:各向异性光学膜(各向异性扩散层),

11、21:基质区域,

13:柱状结构体(柱结构),

23:柱状结构体(百叶窗结构),

30:光扩散膜层叠体,

100、150:各向异性光学膜,

110、120:各向异性光扩散层,

111、121:基质区域,

113:柱状结构体(百叶窗结构),

123:柱状结构体(柱结构),

200:各向同性光扩散层,

300:反射层,

P:散射中心轴。

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