CN109507767B - 光学层叠体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学层叠体。本发明的目的在于提供可以实现优异的反射色相和优异的视角特性的光学层叠体。本发明的光学层叠体包括偏振片、构成为实质上起λ/4片的作用的相位差层、和光扩散层。偏振片的色相a为‑1.2至0且色相b为0至3.0。

Description

光学层叠体

本申请根据35U.S.C Section 119要求2017年9月14日提交的日本专利申请No.2017-176797的优先权，其作为参考引入本文。

技术领域

本发明涉及光学层叠体。

背景技术

包括包含偏振片的光学层叠体的液晶显示设备已经用于各种用途。近年来，也已经在要主要在室外使用的液晶显示设备(例如，数字标牌)中采用光学层叠体(WO 2010/109723 A1)。反射型液晶显示设备构成为通过使用环境光如太阳光作为光源来显示图像。因此，与需要背光的透射型液晶显示设备相比，可以显著地抑制其功耗。由于反射型液晶显示设备具有这样的特性，因此已经尝试将反射型液晶显示设备用于更广泛的用途。特别地，已经期望将其应用至功耗容易较大的大型显示设备。然而，当反射型液晶显示设备的尺寸增大时，产生对象的外观取决于观察对象的角度而变化的问题。

发明内容

已经作出本发明从而解决传统的问题，并且本发明的目的在于提供可以实现优异的反射色相和优异的视角特性的光学层叠体。

本发明的光学层叠体包括偏振片、构成为实质上起λ/4片的作用的相位差层、和光扩散层。偏振片的色相a为-1.2至0且色相b为0至3.0。

在本发明的一个实施方案中，所述相位差层的在波长450nm下测量的相位差Re(450)和所述相位差层的在波长550nm下测量的相位差Re(550)满足Re(450)<Re(550)的关系。

在本发明的一个实施方案中，所述光扩散层的雾度值为80％以上。

在本发明的一个实施方案中，所述光扩散层包含压敏粘合剂和光扩散细颗粒。

在本发明的一个实施方案中，所述光扩散细颗粒的平均粒径为2μm至5μm。

在本发明的一个实施方案中，所述光扩散细颗粒包含选自由有机硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸系树脂组成的组中的至少一种。

在本发明的一个实施方案中，所述压敏粘合剂包含丙烯酸系压敏粘合剂。

根据本发明的另一方面，提供了反射型液晶显示设备。所述反射型液晶显示设备包括上述光学层叠体。

发明的效果

根据本发明的一个实施方案，可以提供可以实现优异的反射色相和优异的视角特性的光学层叠体。更具体地，本发明的光学层叠体包括色相a为-1.2至0且色相b为0至3.0的偏振片作为偏振片。由此，可以实现优异的反射色相和优异的视角特性。进一步，本发明的光学层叠体具有以下倾向：光学层叠体的观察侧表面整体的特性的不均匀性比现有技术的光学层叠体小。具体地，光学层叠体的外周缘部的偏光消除或漏光倾向于较小。因此，本发明的光学层叠体还可以适用于大型液晶显示设备。此外，本发明的光学层叠体还可以适用于具有小的边框(bezel)或没有任何边框的液晶显示设备。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案的光学层叠体的示意性截面图。

图2为用于表明使用激光的透射亮度的规定方法的示意图。

图3A为用于表明正面白场亮度的测量方法的示意图并且图3B为用于表明正面黑场亮度的测量方法的示意图。

具体实施方式

以下描述本发明的实施方案。然而，本发明不限于这些实施方案。

(术语和符号的定义)

本文中使用的术语和符号的定义如下所述。

(1)折射率(nx、ny和nz)

“nx”表示沿其中面内折射率最大的方向(即，慢轴方向)的折射率，“ny”表示沿在面内垂直于慢轴的方向(即，快轴方向)的折射率，并且“nz”表示沿厚度方向的折射率。

(2)面内相位差(Re)

“Re(550)”是指在23℃下用波长为550nm的光测量的膜的面内相位差。当膜的厚度由d(nm)表示时，Re(550)由式“Re＝(nx-ny)×d”来确定。“Re(450)”是指在23℃下用波长为450nm的光测量的膜的面内相位差。

(3)厚度方向的相位差(Rth)

“Rth(550)”是指在23℃下用波长为550nm的光测量的膜的厚度方向的相位差。当膜的厚度由d(nm)表示时，Rth(550)由式“Rth＝(nx-nz)×d”来确定。“Rth(450)”是指在23℃下用波长为450nm的光测量的膜的厚度方向的相位差。

(4)Nz系数

Nz系数由式“Nz＝Rth/Re”来确定。

A.光学层叠体的整体构成

图1为根据本发明的一个实施方案的光学层叠体的示意性截面图。图1中示出的光学层叠体100包括：偏振片10、构成为实质上起λ/4片的作用的相位差层20、和光扩散层30。偏振片10的色相a为-1.2至0且色相b为0至3.0。当光学层叠体包括这样的偏振片时，光学层叠体可以实现优异的反射色相和优异的视角特性。如本文中所使用的术语“色相a”和“色相b”是指由美国国家标准局(National Bureau of Standards,NBS)定义的单体色相(singlehue)。

示出的实例中的包括仅一层光扩散层30的光学层叠体100可以包括两层以上的光扩散层。例如，层叠体可以在偏振片10与相位差层20之间进一步包括光扩散层。此外，相位差层20可以为单一的层，或可以具有层叠结构。虽然未示出粘接层，但是可以将各层借由粘接层(粘接剂层或压敏粘合剂层)的介入而层叠。在一个实施方案中，光扩散层30为光扩散压敏粘合剂层。在本实施方案中，光扩散层也起粘接层的作用。此外，光学层叠体100可以进一步包括任意合适的其它层。其它层的实例包括除了上述相位差层以外的相位差层和表面处理层(例如，防反射层、防眩层或硬涂层)。

光学层叠体100的色相变化Δab优选为3以下，更优选2.5以下。当Δab落在所述范围内时，进一步中和了光学层叠体的色相。Δab例如为0.1以上。色相变化Δab可以通过记载于要在后面描述的实施例中的方法来测量。

可以将光学层叠体的厚度设定至任意合适的值。典型地，厚度为约40μm至约300μm。

B.偏振片

可以采用任意合适的偏振片作为偏振片10。其具体实例包括：偏振片，其通过将例如聚乙烯醇系膜、部分缩醛化聚乙烯醇系膜或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜进行使用例如碘或二色性染料等二色性物质的染色处理和拉伸处理来获得；和如聚乙烯醇的脱水处理产物或聚氯乙烯的脱盐酸处理产物等的聚烯系取向膜。优选使用通过将聚乙烯醇系膜用碘染色并且单轴拉伸所得物而获得的偏振片，这是因为所述偏振片的光学特性优异。

偏振片的由NBS定义的色相a为-1.2至0，优选-1.0至0。此外，偏振片的由NBS定义的色相b为0至3.0，优选0至2.5。随着使偏振片的a值和b值接近于0，可以获得其中显示图像的色彩更鲜艳的显示设备。因此，a值和b值的理想值为0。

偏振片优选在波长范围为380nm至780nm的任意波长下显示吸收二色性。偏振片的单体透过率优选为40.0％以上，更优选41.0％以上，还更优选42.0％以上。

典型地，偏振片的厚度为约0.5μm至约80μm。在一个实施方案中，偏振片的厚度优选为70μm以下，更优选小于50μm，还更优选40μm以下，特别优选0.5μm至40μm。

偏振片的偏光度优选为99.8％以上，更优选99.9％以上，还更优选99.95％以上。

偏振片通过例如如下来获得：将树脂膜进行各种处理，如溶胀处理、拉伸处理、使用二色性物质的染色处理、交联处理、洗涤处理和干燥处理。在一个实施方案中，当进行各种处理时，树脂膜可以为在基材上形成的树脂层。基材和树脂层的层叠体可以通过例如如下来获得：涉及将包含树脂膜的形成材料的涂布液涂布至基材的方法、或涉及将树脂膜在基材上层叠的方法。关于偏振片的这样的制造方法的细节记载于例如日本专利申请特开2012-73580号公报中。该特开公报的全部记载作为参考引入本文。

C.相位差层

相位差层20为构成为实质上起λ/4片的作用的相位差层。这样的相位差层的引入可以改善采用本发明的光学层叠体的反射型液晶显示设备的视角特性。相位差层20仅需要为构成为实质上起λ/4片的作用的层。例如，所述层可以为单一的层(所谓的λ/4片)；或可以为具有层叠结构的层，所述层构成为通过多个相位差板的组合作为λ/4片来发挥光学补偿功能。

相位差层的Nz系数优选为1至3，更优选1至2.5，还更优选1至2。当满足这样的关系时，可以实现更优异的反射色相。

可以设定相位差层的厚度从而可以获得期望的面内相位差。相位差层的厚度优选为10μm至80μm，更优选20μm至60μm。

在一个实施方案中，相位差层20优选显示nx>ny≥nz的折射率特性。相位差层的面内相位差Re(550)优选为80nm至200nm，更优选100nm至180nm，还更优选110nm至170nm。

相位差层优选具有所谓的反向波长分散依赖性(reverse wavelengthdispersion dependency)，其中其面内相位差满足Re(450)<Re(550)的关系。当满足这样的关系时，可以实现优异的反射色相。比例“Re(450)/Re(550)”优选为0.8以上且小于1，更优选0.8以上且0.95以下。

相位差层具有慢轴。由相位差层的慢轴和偏振片的吸收轴形成的角度优选为38°至52°，更优选42°至48°，还更优选约45°。使用这样的角度，可以实现非常优异的防反射特性。

典型地，相位差层为由任意合适的树脂形成的相位差膜。聚碳酸酯系树脂优选用作形成相位差膜的树脂。关于聚碳酸酯系树脂的细节及其具体实例记载于例如日本专利申请特开2014-026266号公报中。该特开公报的记载作为参考引入本文。

相位差层20通过例如拉伸由聚碳酸酯系树脂形成的膜来获得。可以采用任意合适的成形方法作为由聚碳酸酯系树脂形成膜的方法。其具体实例包括压缩成形法、传递成形法、注射成形法、挤出成形法、吹塑成形法、粉末成形法、FRP成形法、流延涂布法(例如流延法)、压延成形法和热压法。其中，优选挤出成形法或流延涂布法。这是因为挤出成形法或流延涂布法可以提高要获得的膜的平滑性并且提供令人满意的光学的均匀性。可以根据例如要使用的树脂的组成和种类以及相位差层的期望的特性而适当地设定成形条件。对于聚碳酸酯系树脂，许多膜制品是商购可得的，因此商购可得的膜可以各自原样进行拉伸处理。

树脂膜(未拉伸的膜)的厚度可以根据例如相位差层的期望的厚度和期望的光学特性以及要在后面描述的拉伸条件而设定至任意合适的值。厚度优选为50μm至300μm。

可以采用任意合适的拉伸方法和拉伸条件(例如拉伸温度、拉伸倍率和拉伸方向)用于拉伸。具体地，可以单独地采用例如自由端拉伸、固定端拉伸、自由端收缩和固定端收缩等各种拉伸方法中的一种，或者可以同时或依次采用其两种以上。关于拉伸方向，可以沿例如长度方向、宽度方向、厚度方向和斜向方向(oblique direction)等各种方向或维度进行拉伸。当树脂膜的玻璃化转变温度由Tg表示时，拉伸温度落在优选Tg-30℃至Tg+60℃、更优选Tg-10℃至Tg+50℃的范围内。

具有期望的光学特性(例如折射率特性、面内相位差和Nz系数)的相位差膜可以通过适当地选择拉伸方法和拉伸条件来获得。

在一个实施方案中，通过将树脂膜进行单轴拉伸或固定端单轴拉伸来制造相位差膜。固定端单轴拉伸具体地为例如涉及在使树脂膜沿其长度方向行进的同时沿其宽度方向(横向方向)拉伸树脂膜的方法。拉伸倍率优选为1.1倍至3.5倍。

在另一实施方案中，可以通过将具有长条状的树脂膜沿相对于长度方向为预定角度θ的方向连续地进行斜向拉伸来制造相位差膜。当采用斜向拉伸时，获得了具有长条状并且具有相对于膜的长度方向为角度θ的取向角(沿角度θ的方向具有慢轴)的拉伸膜，并且例如，辊对辊(roll-to-roll)方法可以在其与偏振片层叠时进行。结果，可以简化制造过程。角度θ可以是由偏振片的吸收轴和相位差层的慢轴形成的角度。

作为要用于斜向拉伸的拉伸机，例如，给出了如下的拉幅式拉伸机，其能够施加沿横向方向和/或纵向方向在左侧和右侧具有不同速度的进给力、张力或卷取力。拉幅式拉伸机的实例包括横向单轴拉伸机和同步双轴拉伸机，并且可以使用任意合适的拉伸机，只要具有长条状的树脂膜可以连续地进行斜向拉伸即可。

通过适当地控制拉伸机中左侧和右侧的各速度，可以获得具有期望的面内相位差并且具有沿期望的方向的慢轴的相位差层(实质上为具有长条状的相位差膜)。

膜的拉伸温度可以根据例如如下而改变：期望的面内相位差值和相位差层的厚度、要使用的树脂的种类、要使用的膜的厚度、和拉伸倍率。具体地，拉伸温度优选为Tg-30℃至Tg+30℃，更优选Tg-15℃至Tg+15℃，最优选Tg-10℃至Tg+10℃。当将膜在这样的温度下拉伸时，可以获得具有合适的特性的相位差层。Tg是指膜的构成材料的玻璃化转变温度。

在另一实施方案中，相位差层显示平面波长分散特性(flat wavelengthdispersion characteristic)。在这种情况下，相位差层的“Re(450)/Re(550)”优选为0.99至1.03，并且其比例“Re(650)/Re(550)”优选为0.98至1.02。在这种情况下，相位差层可以具有层叠结构。具体地，可以通过以预定的轴角度(例如，50°至70°，优选约60°)配置构成为起λ/2片的作用的相位差膜和构成为起λ/4片的作用的相位差膜来获得接近理想的反向波长分散特性的特性。结果，可以实现非常优异的防反射特性。

在本实施方案中，可以将由相位差层的慢轴和偏振片的吸收轴形成的角度设定至任意合适的角度。例如，可以配置构成为起λ/2片的作用的膜和构成为起λ/4片的作用的膜以使由构成为起λ/2片的作用的膜的慢轴和偏振片的吸收轴形成的角度可以为5°至30°，优选约15°，并且由构成为起λ/4片的作用的膜的慢轴和偏振片的吸收轴形成的角度可以为60°至90°，优选约75°。使用这样的角度，可以实现非常优异的防反射特性。

在本实施方案中，相位差层可以包括可以满足上述特性的任意合适的树脂膜。这样的树脂的典型实例包括环状烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚醚系树脂、聚苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。其中，可以适当地使用环状烯烃系树脂或聚碳酸酯系树脂。

环状烯烃系树脂为通过使用环状烯烃作为聚合单元各自聚合的树脂的总称，并且其实例包括记载于JP 01-240517 A、JP 03-14882 A和JP 03-122137 A中的树脂。其具体实例包括：环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与例如乙烯或丙烯等α-烯烃的共聚物(典型地，无规共聚物)、和通过将聚合物用不饱和羧酸或其衍生物改性获得的接枝改性产物；以及其氢化产物。环状烯烃的具体实例包括降冰片烯系单体。

在本发明中，在不损害本发明的目的的程度上，可以进行开环聚合的任何其它环烯烃类可以与环状烯烃组合使用。这样的环烯烃的具体实例包括各自具有一个反应性双键的化合物如环戊烯、环辛烯和5,6-二氢二环戊二烯。

商购可得的膜可以用作由环状烯烃系树脂形成的膜。其具体实例包括：ZeonCorporation的商品名“ZEONEX”和“ZEONOR”下可得的产品；JSR Corporation的商品名“Arton”下可得的产品；TICONA的商品名“TOPAS”下可得的产品；和Mitsui Chemicals,Inc的商品名“APEL”下可得的产品。

D.光扩散层

光扩散层30可以包括光扩散元件，或者可以包括光扩散压敏粘合剂或光扩散粘接剂。光扩散元件包含基质和分散在基质中的光扩散性细颗粒。光扩散元件可以为光扩散固化层(例如，通过将包含基质用树脂、光扩散性细颗粒和根据需要的添加剂的分散液(光扩散层形成用涂布液)施涂至任意合适的基材上、并且将液体固化和/或干燥而形成的层)，或者可以为光扩散膜(例如，市售的膜)。光扩散压敏粘合剂的基质包括压敏粘合剂，并且光扩散粘接剂的基质包括粘接剂。

光扩散层的光扩散性能可以由例如雾度值表示。光扩散层的雾度值优选为80％以上，更优选80％至98％，还更优选85％至98％。当将雾度值设定在所述范围内时，可以提供视角特性优异的液晶显示设备。光扩散层的雾度值可以通过调节例如如下来控制：层的基质(压敏粘合剂)的构成材料、光扩散性细颗粒的构成材料、体积平均粒径和配混量。

光扩散层的总透光率优选为75％以上，更优选80％以上，还更优选85％以上。

光扩散层的厚度可以根据例如其构成和期望的光扩散性能适当地调节。具体地，光扩散层的厚度优选为5μm至100μm，更优选10μm至30μm。

光扩散层30具有以下特征：当直射光入射至光扩散层时的极角10°方向的透射光强度和极角60°方向的透射光强度分别定义为I10和I60时，比例“I10/I60”的值优选为30以上。当比例“I10/I60”的值为30以上时，可以改善已经应用了该光学层叠体的反射型液晶显示设备的视角特性。比例“I10/I60”更优选为35以上，还更优选40以上，又更优选50以上。比例“I10/I60”例如为200以下。如本文中所使用的术语“极角”是指当将法线方向定义为0°时的角度。在各极角下的透射光强度可以通过记载于实施例中的方法来测量。

光扩散层30沿极角60°方向的标准化亮度优选为1.0以下，更优选0.9以下，还更优选0.8以下。沿极角60°方向的标准化亮度例如为0.1以上。当沿极角60°方向的标准化亮度落入所述范围内时，改善了在将光学层叠体应用于反射型液晶显示设备时的对比度之比，因此可以改善其视角特性。在透射型液晶显示设备中，如极角60°方向的广角区域中的扩散曲线对可视性具有小的影响。同时，在其中适当地使用本发明的光学层叠体的反射型液晶显示设备中，所述曲线会对可视性具有大的影响。如本文中所使用的术语“标准化亮度”是指当从光扩散层的正面施加激光时在各极角下的亮度，测量漫射光的极角，并且如图2中所示，除了激光器的直射透射光以外的透射亮度的最大值定义为100。

在一个实施方案中，光扩散层30包括光扩散压敏粘合剂。典型地，光扩散压敏粘合剂包含用作基质的压敏粘合剂和分散在压敏粘合剂中的光扩散性细颗粒。其中光扩散层包括光扩散压敏粘合剂的情况可以有助于液晶显示设备的薄型化，这是因为可以省略在贴合例如相位差层等任何其它的构成构件时的粘接层(压敏粘合剂层或粘接剂层)。

任意合适的压敏粘合剂可以用作压敏粘合剂(基质)。压敏粘合剂的具体实例包括橡胶系压敏粘合剂、丙烯酸系压敏粘合剂、有机硅系压敏粘合剂、环氧系压敏粘合剂和纤维素系压敏粘合剂。其中，优选丙烯酸系压敏粘合剂。丙烯酸系压敏粘合剂的使用可以提供在耐热性和透明性方面优异的光扩散层。压敏粘合剂可以单独或以其组合使用。

任意合适的丙烯酸系压敏粘合剂可以用作丙烯酸系压敏粘合剂。丙烯酸系压敏粘合剂的玻璃化转变温度优选为-60℃至-10℃，更优选-55℃至-15℃。丙烯酸系压敏粘合剂的重均分子量优选为200,000至3,000,000，更优选250,000至2,800,000。具有这样的特性的丙烯酸系压敏粘合剂的使用可以提供合适的压敏粘合性。

丙烯酸系压敏粘合剂的折射率优选为1.40至1.65，更优选1.45至1.60。

典型地通过使赋予压敏粘合性的主要单体、赋予内聚性的共聚单体、和用作交联点同时还赋予压敏粘合性的包含官能团的单体聚合来获得丙烯酸系压敏粘合剂。具有上述特性的丙烯酸系压敏粘合剂可以通过任意合适的方法来合成，并且可以参考例如由Dainippon Tosho Publishing Co.,Ltd.出版的Katsuhiko Nakamae著的“粘接/压敏粘合的化学和应用(Chemistry and Application of Adhesion/Pressure-sensitiveAdhesion)”来合成。此外，可以使用在日本专利申请特开2014-224964号公报中公开的要应用于光扩散压敏粘合剂层的压敏粘合剂。所述文献的记载作为参考引入本文。

光扩散层中的压敏粘合剂的含量优选为50wt％至99.7wt％，更优选52wt％至97wt％。

任意合适的细颗粒可以用作光扩散性细颗粒，只要获得本发明的效果即可。其具体实例包括无机细颗粒和高分子细颗粒。光扩散性细颗粒优选为高分子细颗粒。高分子细颗粒的材质例如为有机硅树脂、如甲基丙烯酸系树脂(例如，聚甲基丙烯酸甲酯)等丙烯酸系树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂或三聚氰胺树脂。那些树脂可以各自提供扩散性能优异的光扩散压敏粘合剂层，这是因为所述树脂各自具有在压敏粘合剂中的优异的分散性和与压敏粘合剂的合适的折射率差。光扩散细颗粒优选包含选自由有机硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸系树脂组成的组中的至少一种。各光扩散性细颗粒的形状可以例如为真球状、扁平状或不定形状。光扩散性细颗粒可以单独或以其组合使用。

在一个实施方案中，各光扩散性细颗粒的折射率低于压敏粘合剂的折射率。各光扩散性细颗粒的折射率优选为1.30至1.70，更优选1.40至1.65。当各光扩散性细颗粒的折射率落入这样的范围内时，可以将与压敏粘合剂的折射率差设定在期望的范围内。结果，可以获得具有期望的雾度值的光扩散层。

各光扩散性细颗粒与压敏粘合剂之间的折射率差的绝对值优选为大于0且0.2以下，更优选大于0且0.15以下，还更优选0.01至0.13。

光扩散性细颗粒的体积平均粒径优选为1μm至5μm，更优选2μm至5μm，还更优选3μm至5μm。当光扩散性细颗粒的体积平均粒径落在这样的范围内时，可以获得具有期望的雾度值并且具有中和色相(neutral hue)的光扩散压敏粘合剂层。体积平均粒径可以用例如超离心式自动粒度分布测量设备来测量。

光扩散压敏粘合剂中的光扩散性细颗粒的含量优选为0.3wt％至50wt％，更优选3wt％至48wt％。当将光扩散性细颗粒的含量设定在所述范围内时，可以获得具有优异的光扩散性能的光扩散压敏粘合剂层。

光扩散层可以包含任意合适的添加剂。添加剂的实例包括抗静电剂和抗氧化剂。

在另一实施方案中，光扩散层包括光扩散元件。在这种情况下，典型地，光扩散层包含基质和分散在基质中的光扩散性细颗粒。基质例如包括可用电离辐射固化的树脂。电离辐射的实例包括紫外线、可见光、红外线和电子束。其中，优选紫外线。因此，基质优选包括紫外线固化型树脂。紫外线固化型树脂的实例包括丙烯酸系树脂、脂肪族(例如，聚烯烃)树脂和聚氨酯系树脂。关于光扩散性细颗粒，可以使用与可以用于光扩散压敏粘合剂的光扩散性细颗粒相同的细颗粒。

光扩散层可以通过例如如下来形成：将包含压敏粘合剂(或粘接剂或基质用树脂)、光扩散性细颗粒和根据需要的添加剂的分散液(光扩散层形成用涂布液)施涂至任意合适的基材上，并且将液体固化和/或干燥。基材可以例如为隔膜，或可以为偏振片或相位差膜。如上所述，可以通过施涂来形成光扩散层。因此，当使用具有长条状的相位差膜和具有长条状的偏振片时，光学层叠体可以通过辊对辊方法来制造，结果，可以改善液晶显示设备的制造效率。

E.反射型液晶显示设备

本发明的反射型液晶显示设备包括光学层叠体。包括光学层叠体可以改善液晶显示设备的反射色相和视角特性。在一个实施方案中，本发明的反射型液晶显示设备可以适合用作要在室外使用的液晶显示设备，这是因为所述设备可以有效地利用环境光。此外，如上所述，本发明的液晶显示设备在反射色相和视角特性方面优异。因此，即使当所述设备用作大型液晶显示设备时，也可以确保令人满意的可视性。当所述设备用作大型液晶显示设备时，所述设备可以用作一个大型显示设备，或者可以配置多个液晶显示设备(例如，纵向方向3个设备×横向方向4个设备)从而提供大型液晶显示设备。如上所述，要用于本发明的反射型液晶显示设备的光学层叠体的外周缘部的偏光消除或漏光倾向于是小的。因此，光学层叠体还可以适用于大型液晶显示设备。进一步，光学层叠体还可以适用于具有小的边框或没有任何边框的液晶显示设备。

如上所述，本发明的液晶显示设备用作大型液晶显示设备。当所述设备用作一个大型液晶显示设备时，所述设备可以用作例如显示屏幕的尺寸为20英寸以上的液晶显示设备。

实施例

以下通过实施例的方式具体地描述本发明。然而，本发明不受这些实施例限制。以下描述各特性的测量方法。除非另有规定，实施例和比较例中的术语“份”和“％”基于重量。

(1)厚度

使用直读式厚度计(由PEACOCK制造，商品名：“DG-205型pds-2”)进行测量。

(2)相位差

使用由Axometrics,Inc.制造的AxoScan进行测量。测量波长为450nm和550nm，并且测量温度为23℃。将50mm×50mm的膜片从相位差膜切出并且用作测量样品。

(3)压敏粘合剂的折射率

施涂至透明基材上的压敏粘合剂的折射率使用阿贝折射计(DR-M2，由Atago Co.,Ltd.制造)来测量，所述压敏粘合剂不含光扩散性细颗粒。

(4)雾度值

在实施例和比较例中形成的光扩散层的雾度值通过JIS K7136中规定的方法使用雾度仪(由Murakami Color Research Laboratory Co.,Ltd.制造，商品名：“HN-150”)来测量。

(5)透过率

在参考例1和2中获得的偏振片的透过率用分光光度计(由JASCO Corporation制造，商品名：“V-7100”)来测量。透过率各自为用JIS Z 8701-1982的2度视野(C光源)进行可见度校正的Y值。

(6)色相a和色相b

测量了在参考例1和参考例2中获得的各偏振片的色相a和b。使用分光光度计(由JASCO Corporation制造，商品名：“V-7100”)进行测量。

(7)色相变化

测量了在实施例和比较例中获得的各光学层叠体的色相变化Δab。将亮度计(由Topcon Corporation制造，商品名：“SR-UL1”)用于测量。在将各光学层叠体放置在反射片(由Toray Advanced Film Co.,Ltd.制造，商品名：“CERAPEEL DMS-X42”)上的同时进行测量。配置荧光灯(200lx：使用照度计IM-5测量的值)以使其输出光以相对于光学层叠体的垂直方向为30°的角度入射，之后用光照射光学层叠体。通过使用如下的值由下式来计算Δab：在仅将反射片用来自荧光灯的光照射的这样的条件下测量的针对NBS(a，b)的色相(a₀，b₀)；和在其中将光学层叠体放置在反射片上的状态下测量的色相(a_x，b_x)。

(8)透射光强度

从光扩散层的正面施加激光。相对于漫射光的极角的透射光强度使用变角光度计(由Hamamatsu Photonics K.K.制造，商品名：“S2592-03”)以每1°来测量。如图2中所示，当除了激光器的直射透射光以外的透射光强度的最大值定义为100时，极角10°方向的透射光强度和极角60°方向的透射光强度分别定义为I10和I60，并且计算了强度。

(9)对比度

如图3A中所示配置亮度计、光学层叠体、玻璃和荧光灯从而测量正面白场亮度。更具体地，将彼此相同的光学层叠体放置在玻璃(厚度：1.3μm)的两面上，并且配置荧光灯(200lx：使用照度计IM-5测量的值)以使其光以相对于光学层叠体之一的垂直方向为30°的角度入射，之后用光照射光学层叠体。在未配置荧光灯的一侧的沿光学层叠体的垂直方向输出的光的亮度使用亮度计(由Topcon Corporation制造，商品名：“SR-UL1”，测量距离：500mm，测量角：2°)来测量，并且将所得值定义为正面白场亮度。

此外，如图3B中所示配置亮度计、光学层叠体、反射片和荧光灯从而测量黑场亮度。更具体地，将光学层叠体放置在反射片(由Toray Advanced Film Co.,Ltd.制造，商品名：“Cerapeel DMS-X42”)上，并且配置上述荧光灯以使其光以相对于光学层叠体的垂直方向为30°的角度入射，之后用光照射光学层叠体。垂直方向的反射光的亮度使用亮度计来测量，并且将所得值定义为正面黑场亮度。

通过用测量的正面白场亮度除以正面黑场亮度来计算对比度之比。

[参考例1]偏振片1的制造

将具有长条状、吸水率为0.75％、Tg为75℃的无定形的间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(IPA共聚PET)膜(厚度：100μm)用作基材。将基材的一面进行电晕处理，并且将以9:1的比例包含聚乙烯醇(聚合度：4,200，皂化度：99.2mol％)和乙酰乙酰基改性PVA(聚合度：1,200，乙酰乙酰基改性度：4.6％，皂化度：99.0mol％以上，由Nippon SyntheticChemical Industry Co.,Ltd.制造，商品名：“GOHSEFIMER Z-200”)的水溶液涂布至经电晕处理的表面并且在25℃下干燥从而形成厚度11μm的PVA系树脂层。由此，制造了层叠体。

将所得层叠体在120℃的烘箱内、在具有不同的圆周速度的辊之间沿其纵向方向(长度方向)进行2.0倍的自由端单轴拉伸(空中辅助拉伸)。

接下来，将层叠体在液体温度为30℃的不溶化浴(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸配混获得的硼酸水溶液)中浸渍30秒(不溶化处理)。

接下来，将层叠体浸渍在液体温度为30℃的染色浴中，同时调节该浴的碘浓度和浸渍时间以使要获得的偏光板具有预定的透过率。在该实例中，将层叠体在已经通过将100重量份的水与0.2重量份的碘和1.5重量份的碘化钾配混获得的碘水溶液中浸渍60秒(染色处理)。

接下来，将层叠体在液体温度为30℃的交联浴(通过将100重量份的水与3重量份的碘化钾和3重量份的硼酸配混获得的硼酸水溶液)中浸渍30秒(交联处理)。

此后，在将层叠体浸渍在液体温度为70℃的硼酸水溶液(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸和5重量份的碘化钾配混获得的水溶液)中的同时，将层叠体在具有不同的圆周速度的辊之间沿纵向方向(长度方向)进行单轴拉伸以使总拉伸倍率变为5.5倍(水中拉伸)。

此后，将层叠体浸渍在液体温度为30℃的洗涤浴(通过将100重量份的水与4重量份的碘化钾配混获得的水溶液)中(洗涤处理)。

随后，将PVA系树脂的水溶液(由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制造，商品名：“GOHSEFIMER(注册商标)Z-200”，树脂浓度：3wt％)涂布至层叠体的PVA系树脂层表面，并且将保护膜(厚度：25μm)贴合至其上。将所得物在维持在60℃下的烘箱中加热5分钟。此后，将基材从PVA系树脂层剥离。由此，获得了偏光板(偏振片(透过率：42.3％，厚度：5μm)/保护膜)。所得偏振片的色相a为-0.8且色相b为2.3。

[参考例2]偏振片2的制造

在将厚度为75μm的聚乙烯醇系膜(PVA膜)(由Kuraray Co.,Ltd.制造，商品名：“VF-PS-N#7500”)浸渍在液体温度为25℃的温水(溶胀浴)中以溶胀的同时，将所述膜沿流动方向拉伸以使拉伸倍率相对于其原始长度变为2.4倍。

接下来，在将所述膜在液体温度为30℃的染色浴(通过将100重量份的水与0.04重量份的碘和0.4重量份的碘化钾配混获得的碘水溶液)中浸渍60秒以染色的同时，将所述膜沿流动方向拉伸以使拉伸倍率相对于原始长度变为3.3倍。

接下来，将所述膜在液体温度为30℃的水溶液(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸和3重量份的碘化钾配混获得的水溶液)中浸渍30秒。

接下来，在将所述膜在液体温度为60℃的拉伸浴(通过将100重量份的水与4重量份的硼酸和5重量份的碘化钾配混获得的水溶液)中浸渍40秒的同时，将所述膜沿流动方向拉伸以使拉伸倍率相对于原始长度变为6倍。

接下来，将所述膜在液体温度为30℃的洗涤浴(通过将100重量份的水与3重量份的碘化钾配混获得的水溶液)中浸渍10秒以洗涤。进一步，将所述膜在50℃下干燥4分钟以提供偏振片。

随后，将PVA系树脂的水溶液(由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制造，商品名：“GOHSEFIMER(注册商标)Z-200”，树脂浓度：3wt％)涂布至所得偏振片的表面，并且将保护膜(厚度：25μm)贴合至其上。将所得物在维持在60℃下的烘箱中加热5分钟从而提供偏光板(偏振片(透过率：42.3％，厚度：28μm)/保护膜)。所得偏振片的色相a为-1.4且色相b为3.5。

[参考例3]光扩散压敏粘合剂的制造

光扩散压敏粘合剂的涂布液(固成分：13.2％)通过如下来制备：将丙烯酸系聚合物溶液的固成分100份与0.6份的异氰酸酯交联剂(由Nippon Polyurethane IndustryCo.,Ltd.制造，商品名：“CORONATE L”)和用作光扩散性细颗粒的29份的有机硅树脂细颗粒(由Momentive Performance Materials Inc.制造，商品名：“TOSPEARL 145”，体积平均粒径：4μm)配混。

[参考例4]相位差膜1的制造

使用由各自包括搅拌叶片和控制至100℃的回流冷凝器的两个立式反应器形成的间歇聚合设备进行聚合。将9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴(BHEPF)、异山梨醇(ISB)、二甘醇(DEG)、碳酸二苯酯(DPC)和乙酸镁四水合物装入至所述设备以使摩尔比“BHEPF/ISB/DEG/DPC/乙酸镁”变为0.348/0.490/0.162/1.005/1.00×10^-5。在已经将各反应器用氮气充分地吹扫之后(氧浓度：0.0005vol％至0.001vol％)，使用加热介质进行反应器的加温，并且在各反应器中的温度(内部温度)变为100℃的时间点，开始搅拌混合物。在升温开始后40分钟，使内部温度达到220℃，并且进行保持温度的这样的控制。同时，开始减压，从而在温度达到220℃后90分钟，将各反应器中的压力设定至13.3kPa。将伴随聚合反应作为副产物而产生的苯酚蒸气导入至100℃的回流冷凝器。使以少量存在于苯酚蒸气中的单体组分返回至反应器，并且将未冷凝的苯酚蒸气导入至45℃的冷凝器并回收。

将氮气导入至第1反应器以使其中的压力恢复至大气压一次。此后，将第1反应器中的低聚的反应液转移至第2反应器。接下来，开始第2反应器内的升温和减压从而将内部温度和压力分别在50分钟内设定至240℃和0.2kPa。此后，进行聚合直至获得预定的搅拌功率。在达到预定的功率的时间点，将氮气导入至第2反应器从而使压力恢复至大气压，并且将反应液以线料的形式提取并且用旋转式切割机造粒从而提供具有以下共聚物组成的聚碳酸酯树脂A：BHEPF/ISB/DEG＝34.8/49.0/16.2[mol％]。聚碳酸酯树脂的比浓粘度为0.430dL/g并且玻璃化转变温度为128℃。

将所得聚碳酸酯树脂在80℃下真空干燥5小时。此后，使用包括单螺杆挤出机(由Isuzu Kakoki制造，螺杆直径：25mm，筒体设定温度：220℃)、T模头(宽度：900mm，设定温度：220℃)、冷却辊(设定温度：125℃)和卷取机的制膜设备从真空干燥产物制造厚度为130μm的聚碳酸酯树脂膜。

(斜向拉伸)

将如上所述获得的聚碳酸酯树脂膜通过与日本专利申请特开2014-194483号公报的实施例1一致的方法进行斜向拉伸从而提供相位差膜。关于拉伸设备的详细构成，日本专利申请特开2014-194483号公报的记载作为参考引入本文。相位差膜的具体制造过程如下所述。将聚碳酸酯树脂膜(厚度：130μm，宽度：765mm)在拉伸设备的预热区中预热至142℃。在预热区中，左右夹具的夹具间距为125mm。接下来，在所述膜进入第一斜向拉伸区C1的同时，开始增大右侧夹具的夹具间距，并且夹具间距在第一斜向拉伸区C1中从125mm增大至177.5mm。夹具间距变化率为1.42。在第一斜向拉伸区C1中，开始减小左侧夹具的夹具间距，并且夹具间距在第一斜向拉伸区C1中从125mm减小至90mm。夹具间距变化率为0.72。进一步，在所述膜进入第二斜向拉伸区C2的同时，开始增大左侧夹具的夹具间距，并且夹具间距在第二斜向拉伸区C2中从90mm增大至177.5mm。同时，将右侧夹具的夹具间距在第二斜向拉伸区C2中维持在177.5mm。此外，在斜向拉伸的同时，还将所述膜沿其宽度方向拉伸1.9倍。斜向拉伸在135℃下进行。

(MD收缩处理)

接下来，在收缩区进行MD收缩处理。具体地，左侧夹具和右侧夹具的夹具间距均从177.5mm减小至165mm。MD收缩处理中的收缩率为7.0％。

由此，获得了相位差膜1(厚度：50μm)。所得相位差膜的Re(550)为141nm并且显示反向分散特性。

[参考例5]相位差膜2的制造

将环烯烃系相位差膜A(由Kaneka Corporation制造，商品名：“KUZ-FILM#270”，厚度：33μm，Re(550)＝270nm，Re(450)/Re(550)＝1.00，Nz系数＝1.00)和环烯烃系相位差膜B(由Kaneka Corporation制造，商品名：“KUZ-FILM#140”，厚度：28μm，Re(550)＝140nm，Re(450)/Re(550)＝1.00，Nz系数＝1.00)借由厚度为23μm的光扩散压敏粘合剂层(在参考例3中获得的光扩散压敏粘合剂组合物)的介入而彼此贴合以使由它们各自的慢轴形成的角度变为60°。由此，制造了相位差膜2。

[实施例1]光学层叠体1的制造

将在参考例3中获得的光扩散压敏粘合剂组合物涂布至在参考例1中获得的偏光板的偏振片侧以使其干燥后的厚度变为23μm。由此，形成了光扩散压敏粘合剂层。将在参考例4中获得的相位差膜配置并且贴合至偏光板的偏振片以使由相位差膜的慢轴和偏振片的吸收轴形成的角度变为45°。接下来，将光扩散压敏粘合剂组合物涂布至相位差膜的未贴合偏振片的表面以使其干燥后的厚度变为23μm。由此，形成了另一光扩散压敏粘合剂层。此后，将所述层干燥和固化。由此，获得了光学层叠体1。

所得光学层叠体的Δab为2.3且对比度之比为269。光扩散层(光扩散压敏粘合剂层)的I10为64且I60为0.67，因此比例“I10/I60”为96。此外，光扩散层(光扩散压敏粘合剂层)的雾度各自为95.1％。

[实施例2]光学层叠体2的制造

将在参考例3中获得的光扩散压敏粘合剂组合物涂布至在参考例1中获得的偏光板的偏振片侧以使其干燥后的厚度变为23μm。由此，形成了光扩散压敏粘合剂层。将在参考例5中获得的相位差膜贴合至其上。由此，获得了光学层叠体2。

所得光学层叠体的Δab为2.9且对比度之比为237。光扩散压敏粘合剂层的I10为64且I60为0.67，因此比例“I10/I60”为96。此外，光扩散压敏粘合剂层的雾度各自为95.1％。

(比较例1)光学层叠体C1的制造

除了将在参考例2中获得的偏振片2用作偏振片以外，以与实施例1中相同的方式获得光学层叠体C1。

所得光学层叠体的Δab为4.8且对比度之比为266。光扩散压敏粘合剂层的I10为64且I60为0.67，因此比例“I10/I60”为96。此外，光扩散压敏粘合剂层的雾度各自为95.1％。

[评价]

将在实施例1和2中获得的各光学层叠体的色相变化Δab抑制至3以下，因此中和了它们的反射色相。那些光学层叠体具有高的对比度之比，因此具有优异的反射色相和优异的视角特性。进一步，在包括具有反向分散特性的相位差层的实施例1的光学层叠体中，进一步发挥了反射色相中和效果。

本发明的反射型液晶显示设备适合用作要在室外使用的图像显示设备。

Claims (8)

1.一种光学层叠体，其包括：

偏振片；

构成为实质上起λ/4片的作用的相位差层；和

光扩散层，

其中当直射光入射至所述光扩散层时的极角10°方向的透射光强度和极角60°方向的透射光强度分别定义为I10和I60时，比例I10/I60的值为30以上且200以下，

所述偏振片的色相a为-1.2至0并且色相b为0至3.0。

2.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中所述相位差层的在波长450nm下测量的相位差Re(450)和所述相位差层的在波长550nm下测量的相位差Re(550)满足Re(450)<Re(550)的关系。

3.根据权利要求1所述的光学层叠体，其中所述光扩散层的雾度值为80％以上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光学层叠体，其中所述光扩散层包含压敏粘合剂和光扩散细颗粒。

5.根据权利要求4所述的光学层叠体，其中所述光扩散细颗粒的平均粒径为2μm至5μm。

6.根据权利要求4所述的光学层叠体，其中所述光扩散细颗粒包含选自由有机硅树脂、聚苯乙烯树脂和丙烯酸系树脂组成的组中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的光学层叠体，其中所述压敏粘合剂包含丙烯酸系压敏粘合剂。

8.一种反射型液晶显示设备，其包括根据权利要求1至7任一项所述的光学层叠体。

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