TWI855163B - 反射型顯示體 - Google Patents
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Abstract
[課題] 提供一種即使在改變顯示內容的上下方向的情況下也具有優異的可視性之反射型顯示體。
[解決手段] 一種反射型顯示體1,其係配置為可改變顯示表面的顯示內容的上下方向之反射型顯示體1,且至少包括:具有在折射率相對較低的區域112中包括複數折射率相對較高的區域111的內部結構之光擴散控制層11和反射層12,其中折射率相對較高的區域111從光擴散控制層11的一表面側朝向另一表面側延伸,且與此延伸的方向平行的直線傾斜於光擴散控制層11的厚度方向,且其中將與延伸方向平行且從遠離反射型顯示體1中的顯示表面之表面側朝向顯示表面側之向量投影至顯示表面上所得到的向量C、與將顯示表面的中心設為起點且將顯示內容的初始的上下左右方向中朝向下方、左方和右方的向量D1、D2、D3所形成的3種角度之中,最小的角度超過0°且為45°以下。
Description
本發明係有關於一種包括光擴散控制層的反射型顯示體,此光擴散控制層能夠使得在預定的入射角範圍內的入射光以高強度且低光損失的狀態透射並擴散。
液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示器、電子紙等的顯示體被分類為包括反射層的反射顯示體。在這種反射型顯示體中,通常,利用室內照明或太陽等的光源、或是設置於顯示體的顯示表面側的光源照射反射型顯示體的顯示表面,這些光源的光受到反射層反射,藉由此反射光而使得顯示器具有良好的可視性。
在反射型顯示體中,由於利用外部的光源,因此光源與觀看者之間的位置關係通常不是固定的。結果,隨著光源的位置不同,會沒有足夠的光到達觀看者的位置,容易產生可視性降低、無法明亮地照明整個顯示體的問題。為了解決這種問題,可考慮將光擴散板組裝於顯示體中。 然而,僅單純組裝一般的光擴散板並不能充分地獲得為了得到良好的可視性所需的擴散性,或者在試圖實現高擴散時可能產生由於雜散光或向後散射導致光損失進而造成影像清晰度受損的問題。從解決這些問題的觀點來看,已研究了一種設置於觀看者側的表面與反射層之間的光擴散控制層,此光擴散控制層能夠使得在預定的入射角範圍內的入射光以高強度且低光損失的狀態透射並擴散(例如,專利文獻1)。 由於上述光擴散控制層的存在,被反射層所反射的光被適當地擴散,因此減輕了可視性隨著光源的位置的降低。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利第6250648號公報
[發明所欲解決的課題]
順道一提,近年來許多的智慧型手機和平板電腦具有根據其顯示表面的上下方向的姿勢來切換顯示內容的上下方向之功能。亦即,在將顯示表面的短邊設為與地面平行的情況下,使得顯示內容顯示為上下方向與顯示表面的長邊平行,而在將顯示表面的長邊設為與地面平行的情況下,使得顯示內容顯示為上下方向與顯示表面的短邊平行。
在這種設置成可以改變顯示表面中的顯示內容的上下方向之反射型顯示體中,在改變了顯示內容的上下方向的情況下,會產生變得無法充分地得到由於上述光擴散控制層而提升可視性的效果的問題。例如,即使在將顯示表面的短邊設為與地面平行而使得顯示內容顯示為上下方向與顯示表面的長邊平行的情況下得到了良好的可視性,在將顯示表面的長邊設為與地面平行而使得顯示內容顯示為上下方向與顯示表面的短邊平行的情況下,光擴散控制層並無法充分地發揮其效果,存在變得無法得到充分的可視性的問題。
有鑑於上述情況,本發明的目的在於提供一種即使在改變顯示內容的上下方向的情況下也具有優異的可視性之反射型顯示體。
[用於解決課題的手段]
為了達成上述目的,首先,本發明提供一種反射型顯示體,其係配置為可改變顯示表面的顯示內容的上下方向之反射型顯示體,且至少包括:具有在折射率相對較低的區域中包括複數折射率相對較高的區域之規則的內部結構之光擴散控制層、和設置於前述光擴散控制層上與前述顯示表面相反的表面側之反射層,其中在前述光擴散控制層中,前述折射率相對較高的區域從前述光擴散控制層的一表面側朝向另一表面側延伸,且與前述延伸的方向平行的直線傾斜於前述光擴散控制層的厚度方向,且其中在將與前述延伸的方向平行且為從遠離前述反射型顯示體中的前述顯示表面之表面側朝向前述顯示表面側的向量之向量A投影至前述顯示表面上所得到的向量設為向量C、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的上下方向中朝向下方的向量定義為向量D1、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的左右方向中朝向左方的向量定義為向量D2、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的左右方向中朝向右方的向量定義為向量D3的情況下,在由前述向量C和前述向量D1所形成的角度、由前述向量C和前述向量D2所形成的角度及由前述向量C和前述向量D3所形成的角度之中,最小的角度超過0°且為45°以下(發明1)。
根據上述發明(發明1)的反射型顯示體,藉由配置為使得光擴散控制層滿足上述角度的條件,即使在改變顯示內容的上下方向的情況下,光擴散控制層也能夠有效地發揮其作用,結果,能夠實現優異的可視性。
在上述發明(發明1)中,在將與前述光擴散控制層的厚度方向平行且從遠離前述反射型顯示體中的前述顯示表面之表面側朝向前述顯示表面側之向量設為向量B的情況下,由前述向量A和前述向量B所形成的角度以超過0°且為30°以下為佳(發明2)。
在上述發明(發明1、2)中,前述顯示表面具有矩形的形狀,且前述顯示內容的初始的上下方向配置為平行於前述矩形的任何一邊(發明3)。
[本發明的效果]
根據本發明的反射型顯示體,即使在改變顯示內容的上下方向的情況下也具有優異的可視性。
以下,對本發明的實施形態進行說明。
圖1係繪示出根據本發明的一實施形態之反射型顯示體1的一範例的剖面圖。根據本實施形態之反射型顯示體1,配置成可改變顯示表面中顯示內容的上下方向。
如圖1所示,反射型顯示體1包括光擴散控制層11、設置在此光擴散控制層11的一表面側之顯示裝置13、和設置於此顯示裝置13上與光擴散控制層11相反的表面側上之反射層12。
在根據本實施形態的反射型顯示體1中,光擴散控制層11具有在折射率相對較低的區域中包括複數折射率相對較高的區域之規則的內部結構。在圖2的立體圖中,作為這種規則的結構的範例,概略地繪示出了行列結構(將於後續描述細節)。如圖2所示,在光擴散控制層11中,複數折射率相對較高的區域111(柱狀物)在厚度方向上延伸,且其周圍填充有折射率相對較低的區域112。 此處,所謂規則的內部結構係指在折射率相對較低的區域112中以預定的規則性設置複數折射率相對較高的區域111所構成的內部結構(例如,在與光擴散控制層11的表面平行的平面上切割光擴散控制層11所得到的剖面,觀察在存在上述規則的內部結構的位置處切割而得到的剖面的情況下,在折射率相對較低的區域112中,折射率相對較高的區域111沿著上述剖面中的至少一方向以大致上相同的間距重複地設置所構成的內部構造)。而且,此處的規則的內部結構,從折射率相對較高的區域111延伸於膜層的膜厚方向上這點來看,其與其中一相無明確規則性地存在於另一相中之相分離結構、和近乎球狀的島成分存在於海成分中之海島結構有所區別。
此外,關於光擴散控制層11的內部結構,折射率相對較高的區域111從光擴散控制層11的一表面側朝向另一表面側延伸,且與此延伸的方向平行的直線傾斜於光擴散控制層11的厚度方向。關於此點,將參照圖3詳細地說明。在圖3的立體圖中,為了易於說明,省略了在光擴散控制層11中原本具有的複數折射率相對較高的區域111而僅繪示出1個區域。在此圖3中,折射率相對較高的區域111從光擴散控制層11的一表面側朝向另一表面側延伸(特別是,從遠離反射型顯示體1的顯示表面的表面側朝向此顯示面側;在圖3中,從下側朝向上側),而且與此延伸的方向(方向A)平行的直線相對於光擴散控制層11的厚度方向(方向B)僅傾斜角度α。
另外,也可以如以下所述使用向量表示角度α。首先,將與延伸的方向(方向A)平行且同時從遠離反射型顯示體1中的顯示表面之表面側朝向此顯示表面側(在圖3中,從下側朝向上側)的向量設為向量A。再者,將與光擴散控制層11的厚度方向平行且同時從遠離反射型顯示體1中的顯示表面之表面側朝向此顯示表面側(在圖3中,從下側朝向上側)的向量設為向量B。在這種情況下,角度α可以表示為由向量A和向量B所形成的角度。另外,用來表達本發明的手段之「向量」基本上其方向係具有重要的意義。因此,除非另外特別說明,否則本說明書中「向量」的用語可具有任意的向量大小。
此外,在根據本實施形態的反射型顯示體1中,光擴散控制層11滿足關於顯示內容與上下方向之間的關係的下列條件。
首先,如圖3所示,將向量A投影至反射型顯示體1的顯示表面上所得到的向量設為向量C。
另一方面,如圖4所示,假設出以下所述之向量D1、向量D2及向量D3。圖4係繪示出了在平面圖中觀看根據本實施形態的反射型顯示體1的顯示表面的狀態。如圖4所示,將顯示表面的中心設為起點且同時將顯示內容的初始的上下方向中朝向下方的向量定義為向量D1。再者,將顯示表面的中心設為起點且同時將顯示內容的初始的左右方向中朝向左方的向量定義為向量D2。而且,將顯示表面的中心設為起點且同時將顯示內容的初始的左右方向中朝向右方的向量定義為向量D3。此處,所謂的「初始的上下方向」及「初始的左右方向」係指在使用根據本實施形態的反射型顯示體1時作為參考基準的上下方向及左右方向。通常,基於顯示內容的主要上下左右方向(例如,最常用的上下左右方向、與顯示裝置的操作單元之上下左右方向一致的上下左右方向等)來選擇這種作為參考基準的上下方向及左右方向。
然後,在根據本實施形態的反射型顯示體1中,由以上所假設的向量C、向量D1、向量D2及向量D3彼此所形成的角度係滿足以下的條件。圖5係繪示出了表示這些角度的立體圖。 如圖5所示,在根據本實施形態的反射型顯示體1中,由向量C和向量D1所形成的角度(在圖5(a)中用「b1」所表示的角度)、由向量C和向量D2所形成的角度(在圖5(b)中用「b2」所表示的角度)及由向量C和向量D3所形成的角度(在圖5(c)中用「b3」所表示的角度)的角度之中,最小角度(以下有時稱為「角度b」)超過0°且為45°以下。
在現有的反射型顯示體中,從將從顯示體的上方所照射出的光在顯示體的正面方向上反射的光量最大化的觀點來看,圖5中的向量C和向量D1係設置成重疊的(亦即,向量C朝向初始的顯示內容的正下方)。然而,在將這種顯示體側放的情況下,相對於此狀態的顯示體,從上方所照射出的光無法在正面方向上充分地擴散,結果,顯示體在直立的情況下與在側放的情況下顯示內容的亮度產生很大的差異。
相對於此,在根據本實施形態的反射型顯示體1中,如以上所述,藉由將上述角度b設定為超過0°且為45°以下,能夠良好地減少例如顯示體在直立的情況下與在側放的情況下顯示內容的亮度之差異,能夠實現優異的可視性。從這種觀點來看,上述角度b以10°以上為佳,且以35°以上為特佳。再者,從在最常用的方向上達到更加明亮的顯示內容的觀點來看,上述角度b以45°以下為佳,且以40°以下為特佳。
另外,在根據本實施形態的反射型顯示體1中,前述角度a以超過0°為佳,以2°以上為特佳,且以5°以上為更佳。藉由設定在上述的範圍內,變得可以更明亮地顯示出顯示內容。再者,上述角度a以30°以下為佳,以15°以下為特佳,且以8°以下為更佳。藉由設定在上述的範圍內,變得可以進一步減少在改變顯示內容的上下方向時的亮度的差異。另外,能夠藉由使用光學數位顯微鏡觀察光擴散控制層11的剖面來測量上述角度α。
另外,在本實施形態的光擴散控制層11中,在規則的內部結構為上述柱狀結構且同時折射率相對較高的區域111為上述柱狀物的情況下,此柱狀物的一端與另一端之間也可以是彎曲的。在此情況下,所謂的上述延伸的方向(向量A的方向)係指此柱狀物從彎曲部位延伸到其中一端的方向,特別是指從彎曲部位延伸到觀察者側的一端的方向。
再者,根據本實施形態的反射型顯示體1的顯示面的形狀並沒有特別限定,而通常以顯示面具有矩形的形狀為佳。在此情況下,顯示表面可以是由一對長邊和一對短邊所構成的長方形,或者也可以是所有邊的長度皆等同的正方形。而且,在顯示表面具有這種矩形的形狀的情況下,顯示內容的初始的上下方向以平行於上述矩形的任何一邊為佳。另外,顯示表面的形狀也可以是菱形、梯形、平行四邊形等的矩形以外的四邊形,也可以是三角形、五邊形等的四邊形以外的多邊形,或者也可以是正圓形、橢圓形等的圓形,而且也可以是除了這些以外的不規則形狀。
1.反射型顯示體的構成
(1)光擴散控制層
本實施形態中的光擴散控制層11,只要具有在折射率相對較低的區域112中包括複數折射率相對較高的區域111之規則的內部結構,而且折射率相對較高的區域111從光擴散控制層11的一表面側朝向另一表面側延伸,且同時與此延伸的方向平行的直線傾斜於光擴散控制層11的厚度方向,則沒有其他特別的限制。
從容易形成如以上所述之規則的內部結構的觀點來看,以使得含有高折射率成分、和具有比此高折射率成分更低的折射率的低折射率成分之光擴散控制層用組合物固化來得到根據本實施形態的光擴散控制層11為佳。特別地,高折射率成分及低折射率成分,各自以具有1個或2個聚合性官能基為佳。
(1-1)高折射率成分
作為上述高折射率成分的較佳範例,可列舉出含有芳香環的(甲基)丙烯酸酯,且可列舉出含有複數芳香環的(甲基)丙烯酸酯為特佳。作為含有複數芳香環的(甲基)丙烯酸酯的範例,可列舉出(甲基)丙烯酸聯苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸芐基苯酯、(甲基)丙烯酸聯苯氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸芐基苯氧基烷基酯等、上述的一部分被鹵素、烷基、烷氧基、鹵烷等取代的(甲基)丙烯酸酯等。其中,從容易形成良好的規則的內部結構的觀點來看,以(甲基)丙烯酸聯苯酯為佳,具體而言,以丙烯酸鄰苯基苯氧乙酯、丙烯酸鄰苯基苯氧基乙氧基乙酯等為佳。另外,在本說明書中,所謂的(甲基)丙烯酸係意味著丙烯酸及甲基丙烯酸兩者。其他類似的用語也是如此。
高折射率成分的(重量平均)分子量以2500以下為佳,以1500以下為特佳,且以1000以下為更佳。再者,高折射率成分的(重量平均)分子量以150以上為佳,以200以上為特佳,且以250以上為更佳。由於高折射率成分的(重量平均)分子量介於上述範圍內,因此變得容易形成具有期望的規則內部結構的光擴散控制層11。另外,在可以基於分子結構來確定上述高折射率成分的理論分子量的情況下,所謂的高折射率成分的(重量平均)分子量係指此理論分子量(並非重量平均分子量之分子量)。 另一方面,在由於上述高折射率成分例如為高分子成分而難以確定上述理論分子量的情況下,所謂的高折射率成分的(重量平均)分子量係指藉由凝膠滲透色譜法(gel permeation chromatography,GPC)所測量出的標準聚苯乙烯換算的值來作為重量平均分子量。另外,本說明書中的重量平均分子量係藉由此GPC法所測量出的標準聚苯乙烯換算的值。
高折射率成分的折射率以1.45以上為佳,以1.50以上為較佳,以1.54以上為特佳,且以1.56以上為更佳。再者,高折射率成分的折射率以1.70以下為佳,以1.65以下為特佳,且以1.59以下為更佳。由於高折射率成分的折射率介於上述範圍內,因此變得容易形成具有期望的規則內部結構的光擴散控制層11。另外,在本說明書中,所謂的折射率係意味著在將光擴散控制層用組合物硬化前預定的成分的折射率,且係根據JIS K0062:1992所測量出的值。
相對於100質量份的低折射率成分,光擴散控制層用組合物中的高折射率成分的含量以25質量份以上為佳,以40質量份以上為特佳,且以50質量份以上為更佳。再者,相對於100質量份的低折射率成分,光擴散控制層用組合物中的高折射率成分的含量以400質量份以下為佳,以300質量份以下為特佳,且以200質量份以下為更佳。由於高折射率成分的含量介於上述範圍內,因此在所形成的光擴散控制層11的規則的內部結構中,源自高折射率成分的區域和源自低折射率成分的區域會以所期望的比例存在。結果,變得容易形成具有期望的規則的內部結構之光擴散控制層11。
(1-2)低折射率成分
作為上述低折射率成分的較佳範例,可列舉出胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、在側鏈具有(甲基)丙烯醯基的(甲基)丙烯酸系聚合物、含有(甲基)丙烯醯基的有機矽樹脂(silicone resin)、不飽和聚酯樹脂等,且以使用胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯為特佳。
上述胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯以由(a)含有至少2個異氰酸酯基的化合物、(b)聚亞烷基二醇(polyalkylene glycol)、及(c)(甲基)丙烯酸羥烷基酯所形成為佳。
作為上述(a)含有至少2個異氰酸酯基的化合物的較佳範例,可列舉出2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯等的芳香族聚異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等的脂肪族聚異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、氫化二苯甲烷二異氰酸酯等的脂環式聚異氰酸酯、及上述的縮二脲體、異氰脲酸酯、還有乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、蓖麻油等的為與低分子量含活性氫化合物反應之加成物(例如,二甲苯基二異氰酸酯系三官能加成物)等。其中,以脂環式聚異氰酸酯為佳,且以僅含有2個異氰酸酯基的脂環式二異氰酸酯為特佳。
作為上述(b)聚亞烷基二醇的較佳範例,可列舉出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,以聚丙二醇為佳。
另外,(b)聚亞烷基二醇的的重量平均分子量以2300以上為佳,以3000以上為特佳,且以4000以上為更佳。再者,(b)聚亞烷基二醇的的重量平均分子量以19500以下為佳,以14300以下為特佳,且以12300以下為更佳。
作為上述(c)(甲基)丙烯酸羥烷基酯的較佳範例,可列舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等。
使用上述(a)~(c)的成分作為原料之胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的合成,可以根據常規的方法進行。此時,從有效率地合成胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的觀點來看,(a)~(c)的成分的調配比例以(a)成分:(b)成分:(c)成分的莫耳比=1~5:1:1~5的比例為佳,且以1~3:1:1~3的比例為特佳。
低折射率成分的重量平均分子量以3000以上為佳,以5000以上為特佳,且以7000以上為更佳。再者,低折射率成分的重量平均分子量以20000以下為佳,以15000以下為特佳,且以13000以下為更佳。由於低折射率成分的重量平均分子量介於上述範圍內,因此變得容易形成具有期望的規則內部結構的光擴散控制層11。
低折射率成分的折射率以1.59以下為佳,以1.50以下為較佳,以1.49以下為特佳,且以1.48以下為更佳。再者,低折射率成分的折射率以1.30以上為佳,以1.40以上為特佳,且以1.46以上為更佳。由於低折射率成分的折射率介於上述範圍內,因此變得容易形成具有期望的規則內部結構的光擴散控制層11。
(1-3)其他的成分
前述光擴散控制層用組合物除了高折射率成分及低折射率成分以外還可以含有其他的添加劑。作為其他的添加劑,可列舉出多官能性單體(具有3個以上的聚合性官能基的化合物)、光聚合起始劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、抗靜電劑、聚合促進劑、聚合抑製劑、紅外線吸收劑、塑化劑、稀釋溶劑、及流平(Leveling)劑等。
在上述添加劑之中,光擴散控制層用組合物以含有光聚合起始劑為佳。由於光擴散控制層用組合物含有光聚合起始劑,因此變得容易有效率地形成具有期望的規則的內部結構之光擴散控制層11。
作為光聚合起始劑的範例,可列舉出安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香正丁基醚、安息香異丁醚、苯乙酮、二甲基胺基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1- [4-(甲硫基)苯基] -2-嗎啉基-丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-丙基)酮、二苯甲酮、對苯基二苯甲酮、4,4-二乙基胺基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-三級丁基蒽醌、2-胺基蒽醌、2-甲基噻噸酮(thioxanthone)、2-乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、芐基二甲基縮酮、苯乙酮二甲基縮酮、對二甲胺苯甲酸酯(p-dimethylamine benzoic acid)、寡聚[2-羥基-2-甲基-1- [4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷]等。這些可以單獨使用1種,也可以組合2種以上使用。
在使用光聚合起始劑的情況下,相對於100質量份的高折射率成分和低折射率成分的總量,光擴散控制層用組合物中的光聚合起始劑的含量以0.2質量份以上為佳,以0.5質量份以上為特佳,且以1質量份以上為更佳。再者,相對於100質量份的高折射率成分和低折射率成分的總量,光聚合起始劑的含量以20質量份以下為佳,以15質量份以下為特佳,且以10質量份以下為更佳。由於光擴散控制層用組合物中的光聚合起始劑的含量介於上述範圍內,因此變得容易有效率地形成光擴散控制層11。
(1-4)光擴散控制層用組合物的調配
可以藉由將前述高折射率成分及低折射率成分、以及根據需求添加的光聚合起始劑等的其他添加劑均勻地混合來調整光擴散控制層組合物。
在上述混合時,也可以藉由加熱至40~80℃的溫度並一邊攪拌,以得到均勻的光擴散控制層用組合物。再者,也可以添加稀釋溶劑並加以混合,以使得所得到的光擴散控制層用組合物具有期望的黏度。
(1-5)規則的內部結構
如前述,本實施形態中的光擴散控制層11,在其內部具有在折射率相對較低的區域112中包括複數折射率相對較高的區域111之規則的內部結構。而且,在光擴散控制層11中,折射率相對較高的區域111從光擴散控制層11的一表面側朝向另一表面側延伸,且與此延伸的方向平行的直線傾斜於光擴散控制層11的厚度方向。
作為上述規則的內部結構更具體的範例,可列舉出如圖2所示,在折射率相對較低的區域112中,為折射率相對較高的區域111之複數柱狀物在膜層的膜厚方向上豎立排成行列結構。從易於實現優異的可視性的觀點來看,本實施形態中的光擴散控制層11以具有行列結構作為規則的內部結構為佳。另外,在圖2中,雖然將柱狀物繪示成存在於光擴散控制層11內的整個厚度方向上,然而柱狀物也可以不存在於光擴散控制層11的厚度方向上之上端部及下端部中的至少一者。
在光線以介於預定的入射角度範圍內入射到具有這種行列結構的光擴散控制層11上的情況下,在以預定的開口角度強烈地擴散的同時從光擴散控制層11出射。另一方面,在入射光以上述入射角度範圍以外的角度入射的情況下,其透射而不擴散、或者伴隨著比介於入射角度範圍內的入射光還要弱的擴散而出射。另外,在將造影體平行於光擴散控制層11的表面設置的情況下,由於因行列結構而產生的上述入射角度範圍內之入射光所造成的擴散光係在任意的方向上擴散,且具有圓形或大致上為圓形的形狀(橢圓形等)。 另一方面,在由於上述入射角度範圍以外的入射光所造成的上述擴散較弱的情況下,擴散光為月牙狀。
在上述行列結構中,折射率相對較高的區域111(柱狀物)的折射率與折射率相對較低的區域112的折射率之間的差異以0.01以上為佳,以0.05以上為特佳,且以0.1以上為更佳。由於上述差異為0.01以上,因此變得可以進行有效的擴散。另外,上述差異的上限並沒有特別限定,例如也可以是0.3以下。
上述柱狀物以具有直徑從光擴散控制層11的一表面朝向另一表面增加的結構為佳。與直徑幾乎不會從一表面朝向另一表面改變的柱狀物相比,具有這種結構的柱狀物可以變得容易改變平行於柱狀物的延伸方向之光的行進方向,如此一來,光擴散控制層變得可以有效地擴散光。
再者,在與光擴散控制層11的任一側的表面平行之平面切割出柱狀物時的剖面,其直徑的最大值以0.1μm以上為佳,以0.5μm以上為特佳,且以1μm以上為更佳。再者,此最大值以15μm以下為佳,以10μm以下為特佳,且以5μm以下為更佳。由於直徑的最大值介於上述範圍內,因此光擴散控制層11變得可以有效地擴散光。另外,柱狀物的上述剖面的形狀並沒有特別限定,以圓形、橢圓形、多邊形、不規則形等為佳。
在上述行列結構中,相鄰的柱狀物之間的距離以0.1μm以上為佳,以0.5μm以上為特佳,且以1μm以上為更佳。再者,上述距離以15μm以下為佳,以10μm以下為特佳,且以5μm以下為更佳。由於相鄰的柱狀物之間的距離介於上述範圍內,因此光擴散控制層變得可以有效地擴散光。
另外,可以藉由使用光學數位顯微鏡觀察行列結構的剖面來測量關於行列結構的規則的內部結構之尺寸等。
本實施形態中的光擴散控制層11的規則的內部結構也可以是上述的行列結構之變形結構。例如,作為光擴散控制層11的內部結構,也可以是上述行列結構中的柱狀物在光擴散控制層11的厚度方向之間具有彎曲的結構。再者,光擴散控制層11也可以具有在光擴散控制層11的厚度方向上有2個以上不同傾斜角度的柱狀物的區域之行列結構。
(1-6)光擴散控制層的厚度
本實施形態中的光擴散控制層11的厚度以30μm以上為佳,以60μm以上為特佳,且以90μm以上為更佳。再者,上述厚度以1000μm以下為佳,以500μm以下為特佳,且以200μm以下為更佳。由於光擴散控制層11的厚度介於這樣的範圍內,因此變得更容易實現更加明亮的顯示,且同時可以在改變顯示內容的上下方向時進一步減少顯示亮度的差異。
(2)反射層
本實施形態中的反射層12並沒有特別限定,可以當作一般的反射型顯示體的反射層來使用。作為反射層12的較佳範例,可列舉出在預定的表面上沉積金屬而得到的金屬氣相沉積膜。作為這種金屬的較佳範例,可列舉出鋁、銀、鎳等。
由上述金屬氣相沉積膜所構成的反射層12的厚度並沒有特別限定,例如以1nm以上為佳,以10nm以上為特佳,且以50nm以上為更佳。再者,上述厚度以3μm以下為佳,以1μm以下為特佳,且以400nm以下為更佳。
由上述金屬氣相沉積膜所構成的反射層12也可以設置於作為支撐體之樹脂膜的表面上。作為這種樹脂膜的範例,可使用聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚對苯二甲酸丁二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚氨酯膜、乙烯乙酸乙烯膜、離聚物(ionomer)樹脂膜、乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、聚醯亞胺膜、氟樹脂膜、液晶高分子膜等。再者,也可使用這些的交聯膜。此外,也可以使用這些的積層膜。
再者,本實施形態中的反射層12也可以是反射電極。此反射電極,例如也可以裝設於後續描述的顯示裝置內。通常,反射電極並未設置為覆蓋反射型顯示體1的整個顯示面,而且也存在未形成電極的部分。因此,在包括反射電極的反射型顯示體1中,外部光能夠被反射電極所反射,而設置於顯示裝置的背面之背光源等的光線則從未形成電極的部分透射。在本實施形態中,作為反射層12的反射電極的材料並沒有特別限定,可以利用一般的反射電極的材料形成。
另外,在圖1所示之反射型顯示體1中,反射層12被繪示成獨立於顯示裝置13的構件,而且反射層12被繪示成存在於橫向方向上的整個區域(與顯示裝置13中的光擴散控制層11為相反側的表面的整個區域)。然而,本實施形態的反射型顯示體1並不限定於如圖1所示,其可為還包括具備上述反射電極作為反射層12之反射型顯示體1。
本實施形態中的反射層12也可以是具有同時表現出光透射性和光反射性之半透射半反射性的反射層。
(3)顯示裝置
本實施形態中的顯示裝置13並沒有特別限定,可以是裝設於一般的反射型顯示體中的顯示裝置。例如,顯示裝置13的範例可列舉出液晶顯示器、有機EL顯示器、電子紙、電泳顯示器、MEMS顯示器、固體液晶顯示器等,而且也可以是將觸控面板進一步積層於上述顯示器上的顯示裝置。
(4)其他的構件
本實施形態中的反射型顯示體1也可以包括除了上述光擴散控制層11、反射層12及顯示裝置13以外的構件。
例如,也可以在光擴散控制層11上與反射層12相反的表面側設置表面塗佈層、保護面板(cover panel)等。再者,也可以在顯示裝置13上與光擴散控制層11相反的表面側設置背光源。
2.反射型顯示體的製造方法
反射型顯示體1的製造方法並沒有特別限定,可以藉由現有的製造方法來製造。例如,可以藉由分別製造出光擴散控制層11、顯示裝置13及反射層12之後對其進行層壓以得到反射顯示體1。再者,也可以藉由製造出設置有反射層12的顯示裝置13之後將其與另外分開製造的光擴散控制層11進行層壓以得到反射顯示體1。
作為光擴散控制層11的製造方法並沒有特別限定,可以藉由現有公知的方法來形成光擴散控制層11。例如,在將前述光擴散控制層用組合物塗佈於製程片的一面而形成塗膜之後,將剝離片的一面(特別是剝離面)貼合於此塗膜上與製程片為相反側的表面。接著,可以經由製程片或剝離片對上述塗膜照射活性能量射線使之硬化,以藉此形成光擴散控制層11。藉由上述方式將剝離片積層於上述塗膜上,可以保持剝離片與製程片之間的間隔,抑制塗膜被壓碎,進而變得易於形成具有均勻厚度的光擴散控制層11。
作為上述塗佈的方法,例如可列舉出刮刀塗佈(knife coating)法、輥塗(roll coating)法、棒塗(bar coating)法、刮刀(blade coating)塗佈法、模具塗佈(die coating)法、及凹版塗佈(gravure coating)法等。再者,也可以根據需求使用溶劑將光擴散控制層組合物稀釋。
對塗膜照射活性能量射線的步驟,根據欲形成的規則的內部結構,以不同的樣態進行。可以藉由現有公知的方法進行這種照射。例如,在形成上述的行列結構的情況下,對塗膜照射光線的平行度高之平行光。
另外,上述所謂的活性能量射線,意指具有能量量子的電磁波或帶電粒子束,具體而言,可列舉出紫外線和電子束等。在活性能量射線之中,以易於進行處理的紫外線為特佳。
在使用紫外線作為活性能量射線來形成行列結構的情況下,作為其照射條件,塗膜表面上的峰值照度以0.1~10mW/cm2
為佳。另外,此處所述之峰值照度係意味著在照射於塗膜表面的活性能量射線顯示最大值的部分之測定值。而且,塗膜表面的累計光量以5〜200mJ/cm2
為佳。
另外,從更可靠地完成硬化步驟的觀點來看,在如前述使用平行光或帶狀的光進行硬化之後,也以照射一般的活性能量射線(尚未進行轉換為平行光或帶狀的光之活性能量射線,散射光)為佳。
以上說明的實施形態係為了易於理解本發明所記載,且並非用於限定本發明而記載的。因此,意味著上述實施形態中所公開的各要件也包含屬於本發明的技術範圍內的所有設計變更和均等物。
[實施例]
以下,透過實施例等更具體地說明本發明,然而本發明的範圍並不限定於這些實施例等。
[製作例1](光擴散控制層A)
(1)光擴散控制層用組合物的調配
在40質量份(以固體成分換算的值,以下亦同)的作為低折射率成分之將聚丙二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、和甲基丙烯酸2-羥乙酯反應而得到的重量平均分子量為9,900的聚醚胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯中,添加60質量份的作為高折射率成分之分子量為268的鄰苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、和8質量份的作為光聚合起始劑之2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮之後,在80℃的條件下進行加熱混合,以得到光擴散控制層用組合物。
(2)光擴散控制層的形成
將所得到的光擴散控制層用組合物塗佈於作為製程片之長條的聚對苯二甲酸乙二醇酯片的一面上,以形成塗膜。接著,將使用聚矽氧(silicone)類剝離劑對聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的單面進行了剝離處理而得到的剝離片(由琳得科(Lintec)公司所製造,產品名為「SP-PET381130」,厚度:38μm)之剝離面積層於此塗膜上與製程片為相反側的表面。
將由上述方式得到的剝離片、上述塗膜和製程片所構成的積層體放置於輸送帶上。 此時,將積層體上剝離片側的表面設置於上側,且同時將積層體的長度方向設置為與輸送帶的輸送方向平行。然後,將中心光線平行度控制於±3°以內的紫外線聚光(spot)平行光源(由Jatec公司所製造)設置於放置了積層體的輸送帶上。此時,此光源設置成能夠相對於積層體上塗膜側的表面之法線方向以在輸送帶的輸送方向上傾斜5°的方向照射平行光。
之後,藉由在使輸送帶運作而使得積層體移動的同時,在峰值照度為2.00mW/cm2
、累計光量為53.13mJ/cm2
的條件下,在塗膜表面照射平行度為2°以下的平行光(來自主峰值波長位於365 nm、而其他則在254 nm、303 nm、313 nm具有峰值之高壓汞燈的紫外線), 使得積層體中的塗膜硬化,進而形成厚度為110μm的光擴散控制層A。結果,得到了製程片,光擴散控制層A(厚度:110μm)、和剝離片依此順序積層而形成的積層體。
另外,在進行對所形成的光擴散控制層A的剖面用顯微鏡觀察等方式時,已確認在光擴散控制層A的內部形成有在整個厚度方向上排列了複數柱狀物之行列結構。亦即,所得到的光擴散控制層A內部的行列結構區域在厚度方向上延伸的比例為100%。再者,由上述柱狀物的延伸的方向(圖3中的A方向)、和光擴散控制層A的厚度方向(圖3中的B方向)所形成的角度(圖3中的角度a)經確認為3.3°。另外,在本說明書中,此角度在以B方向作為基準A方向朝向輸送帶行進側傾斜時的角度標記為正值,而在朝向與輸送帶行進側相反之側傾斜時的角度標記為負值。
再者,將附有受光器的UV METER(由Eye Graphics公司所製造,產品名為「Eye紫外線累計照度計UVPF-A1」)設置於上述塗膜的位置處來測量上述峰值照度及累計光量。使用恆壓厚度測量器(由寶製作所公司所製造,產品名為「Teclock PG-02J」)測量光擴散控制層A的厚度。
[製作例2](光擴散控制層B)
在設置紫外線聚光平行光源(由Jatec公司所製造)時,除了將此光源設置成相對於積層體上塗膜側的表面的法線方向在輸送帶的輸送方向上以10°傾斜的方向照射平行光以外,其餘以與製作例1相同的方式進行製造,以得到製程片,光擴散控制層B(厚度:110μm)、和剝離片依此順序積層而形成的積層體。
另外,在進行對所形成的光擴散控制層B的剖面用顯微鏡觀察等方式時,已確認在光擴散控制層B的內部形成有在整個厚度方向上排列了複數柱狀物之行列結構。亦即,所得到的光擴散控制層B內部的行列結構區域在厚度方向上延伸的比例為100%。再者,相同於光擴散控制層A,測量了光擴散控制層B的角度a,並確認為6.6°。
[實施例1]
將製程片及剝離片各自從在製作例2中所製作出的積層體上剝離並去除,以得到光擴散控制層B。之後,將光擴散控制層B的與被紫外線照射的表面相反的表面積層於具有長邊和短邊的矩形的反射層(在厚度為100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的表面上氣相沉積出厚度為300nm的鋁所形成的反射層)之反射表面上。如此一來,得到了反射型顯示體樣本。
另外,在所得到的反射型顯示體樣本中,將光擴散控制層側的表面假設為顯示表面。此外,假設上述反射層的長邊方向與顯示內容的初始的上下方向一致,且上述反射層的短邊方向與顯示內容的初始的左右方向一致。
然後,在上述積層時,進行積層以使得將平行於光擴散控制層B的柱狀物的延伸的方向的向量投影至光擴散控制層B的一表面所得到的向量(圖3中的向量C)、和從上述顯示表面的中心作為起點的同時在上述初始的上下方向上朝向下方的任意大小的向量(圖4中的向量D1)所形成的角度(相當於圖5中的角度b1)為15°,進而得到反射型顯示體樣本。
另外,藉由上述積層,由如圖5所示之向量C和向量D2所形成的角度b2為75°,且由如圖5所示之向量C和向量D3所形成的角度b3為105°。結果,在所得到的反射型顯示體樣本中,角度b1~b3之中的最小角度(角度b)為15°。
[實施例2]
除了進行積層以使得角度b變成30°以外,其餘以與實施例1相同的方式得到反射型顯示體樣本。
[實施例3]
除了進行積層以使得角度b變成45°以外,其餘以與實施例1相同的方式得到反射型顯示體樣本。
[實施例4]
除了使用光擴散控制層A並進行積層以使得角度b變成45°以外,其餘以與實施例1相同的方式得到反射型顯示體樣本。
[比較例1]
除了進行積層以使得角度b變成0°以外,其餘以與實施例1相同的方式得到反射型顯示體樣本。
[試驗例1](光擴散控制層的擴散角度區域的測量)
對於在製造例1及2中分別製作出的光擴散控制層A及B,使用可變角度霧度計(由東洋精機製作所公司所製造,產品名為「Haze Guard Plus,可變角度霧度計」)測量出霧度值為90%以上的擴散角度區域。
具體而言,在將製程片及剝離片從在製作例1及2中所得到的積層體上剝離去除所形成的光擴散控制層之單體中,將在製造期間被紫外線所照射的表面與相反的表面貼附至無鹼性玻璃板(厚度:1.1mm)的一表面,以得到積層體。然後,設置此積層體使得從上述可變角度霧度計中的積分球開口到測量光的到達位置之間的距離為62mm,且無鹼玻璃側朝向光源。接著,藉由以上述到達位置處的光擴散控制層的寬度方向作為旋轉軸,使得光擴散控制層的長度方向(製作時的輸送方向)旋轉,以測量出霧度值(%)的變化。亦即,僅藉由改變光擴散控制層的傾斜角度,改變測量光相對於光擴散控制層的入射角度,並且針對每個入射角度測量出霧度值(%)。 另外,將測量光在積層體的法線方向上的入射角度設為0°,且光擴散控制層的長度方向(製作時的輸送方向)的行進方向側靠近光源的旋轉方向設為正值,在-70°〜70°的範圍內進行測量。測量條件的細節如下。
光源:C光源
測量直徑:ψ18mm
積分球開口直徑:ψ25.4mm
之後,將測量出的霧度值(%)為90%以上的角度範圍指定作為擴散角度區域。結果如表1所示。
[試驗例2](反射率的測量)
對於在實施例及比較例中所製作出的反射型顯示體樣本,使用可變角度色度計(三朋(SUGA)儀器公司所製造,產品名為「可變角度色度計VC-2」)測量出反射率。
具體而言,首先,從C光源對可變角度色度計所附的標準反射板照射光線,使得光線與其反射面的法線方向所形成的角度為30°,並測量在標準反射板的正面方向(垂直於反射面的方向)上反射的光線的量,以此作為基準值。
接著,從C光源對反射型顯示體樣本中的光擴散控制層側上的表面(假設為顯示表面的表面)照射光線,使得光線與此表面的法線方向所形成的角度為30°,並測量在反射型顯示體樣本的正面方向(垂直於此表面的方向)上反射的光線的量。此時,針對在從反射型顯示體樣本的顯示內容的主要上下方向(如同前述,此上下方向平行於反射層的長邊方向)的上側照射光線的情況(上方)、及從右側照射光線的情況(右方)之兩種情況進行測量。然後,分別計算出以上述方式所測量到的上方及右方的反射光線的量相對於上述基準值的比例,並將這些比例作為反射率(%)。結果如表2所示。
此外,計算出如同以上所述而得到的關於上方的反射率和關於右方的反射率之平均值(%),並將其作為亮度。結果如表2所示。再者,基於下列式(1)
亮度的差異(%)=(上方的反射率與右方的反射率之間的差異的絕對值)/(上方的反射率與右方的反射率的總和)×100...(1)
計算出上方的情況和右方的情況之間的亮度的差異(%),其結果也如表2所示。
[表1]
| 柱狀物的延伸的方向與光擴散控制層的厚度方向所形成的角度(角度a)(°) | 擴散角度區域(°) | |
| 光擴散控制層A | 3.3 | -38.75~11.11 |
| 光擴散控制層B | 6.6 | -43.00~4.75 |
[表2]
如表2所示,相較於根據比較例的反射型顯示體樣本,根據實施例的反射型顯示體樣本能夠抑制從上方照射光線的情況與從右方照射光線的情況之間的亮度具有很小的差異。亦即,可得知在根據實施例的反射型顯示體樣本中,即使在改變顯示內容的上下方向的情況下,也不太可能產生亮度的差異,且能夠實現優異的可視性。
再者,可得知根據實施例1~3的反射型顯示體樣本能夠反射出具有充分的亮度之反射光。同樣從此觀點來看,可得知根據實施例1~3的反射型顯示體樣本能夠實現優異的可視性。
[產業上的可利性]
本發明的反射型顯示體,適用於配置成可改變顯示內容的上下方向的智慧型手機或平板電腦等的資訊終端的製造上。
1:反射型顯示體
11:光擴散控制層
111:折射率相對高的區域(柱狀物)
112:折射率相對低的區域
12:反射層
13:顯示裝置
[圖1]係根據本發明的一實施形態之反射型顯示體的一範例的剖面圖。
[圖2]係本發明的一實施形態中光擴散控制層的規則的內部結構的一範例(行列結構)之概略的立體示意圖。
[圖3]係說明本發明的一實施形態中關於光擴散控制層的各種方向(向量)的立體圖。
[圖4]係說明根據本發明的一實施形態之反射型顯示體中顯示內容的各種方向(向量)的平面圖。
[圖5]係說明根據本發明的一實施形態之反射型顯示體中由關於光擴散控制層的向量和關於顯示內容的向量所形成的角度的立體圖。
1:反射型顯示體
11:光擴散控制層
12:反射層
13:顯示裝置
Claims (3)
- 一種反射型顯示體,其係配置為可改變顯示表面的顯示內容的上下方向之前述反射型顯示體,且至少包括:具有在折射率相對較低的區域中包括複數折射率相對較高的區域之規則的內部結構之光擴散控制層、和設置於前述光擴散控制層上與前述顯示表面相反的表面側之反射層,其中在前述光擴散控制層中,前述折射率相對較高的區域從前述光擴散控制層的一表面側朝向另一表面側延伸,且與前述延伸的方向平行的直線傾斜於前述光擴散控制層的厚度方向,且其中在將與前述延伸的方向平行且為從遠離前述反射型顯示體中的前述顯示表面之表面側朝向前述顯示表面側的向量之向量A投影至前述顯示表面上所得到的向量設為向量C、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的上下方向中朝向下方的向量定義為向量D1、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的左右方向中朝向左方的向量定義為向量D2、將前述顯示表面的中心設為起點且將前述顯示內容的初始的左右方向中朝向右方的向量定義為向量D3的情況下,在由前述向量C和前述向量D1所形成的角度、由前述向量C和前述向量D2所形成的角度及由前述向量C和前述向量D3所形成的角度之中,最小的角度超過0°且為45°以下,其中前述反射型顯示體為智慧型手機及平板電腦的至少一者的資訊終端。
- 如請求項1所述之反射型顯示體,其中在將與前述光擴散控制層的厚度方向平行且從遠離前述反射型顯示體中的前述顯示表面的表面側朝向前述顯示表面側之向量設為向量B的情況下,由前述向量A和前述向量B所形成的角度超過0°且為30°以下。
- 如請求項1或2所述之反射型顯示體,其中前述顯示表面具有矩形的形狀,且前述顯示內容的初始的上下方向配置為平行於前述矩形的任何一邊。
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