8~1)左右。分散相 的取向系數(shù)越尚,越可以賦予尚偏光特性。
[0073] 需要說明的是,取向系數(shù)可以基于下述式算出。
[0074] 取向系數(shù)=(3〈cos2 0 >_1)/2
[0075][式中,0表示分散相的長軸與擴散型偏光層的X軸之間的角度(長軸與X軸平 行時,0 = 0 °),〈cos2 0>表示針對各分散相粒子算出的cos2 0的平均值,以下述式表 不0
[0076] <cos2 0> = / n(0) ? cos2 0 ? d 0
[0077](式中,n(0)表示全部分散相中具有角度0的分散相的比例(重量比率))]。
[0078] 分散相包括第2透明熱塑性樹脂(特別是聚萘二甲酸烷二醇酯類樹脂),具體而 言,包含第2透明熱塑性樹脂作為主要成分,相對于分散相的全部,第2透明熱塑性樹脂的 比例通常為80重量%以上(例如,80~100重量% ),優(yōu)選為90~100重量%,進一步優(yōu) 選為95~100重量% (特別是99~100重量% )左右。
[0079] 對連續(xù)相(構成連續(xù)相的第1透明熱塑性樹脂)與分散相(構成分散相的第2透 明熱塑性樹脂)的比例(重量比)而言,可以根據(jù)樹脂的種類、熔融粘度、光擴散性等選擇, 例如,可以從連續(xù)相/分散相=99/1~50/50,優(yōu)選為98/2~70/30,進一步優(yōu)選為96/4~ 80/20左右的范圍選擇,通常為95/5~85/15左右。以這樣的比例進行使用,即使不預先將 兩成分混合,而直接地將各成分的顆粒進行熔融混煉,也可以將分散相均勻分散,可以防止 通過單軸拉伸等取向處理產生空隙,可以獲得良好的擴散型偏光層。
[0080] (C)添加劑
[0081] 在擴散型偏光層中,雖然在分散相與連續(xù)相的界面實質上不產生間隙(空隙),分 散相與連續(xù)相結合或者密合,但根據(jù)需要,也可以添加增容劑。在添加增容劑的情況下,分 散相也可以經由增容劑與連續(xù)相結合或者密合。
[0082] 作為增容劑,通??墒褂?,與構成連續(xù)相及分散相的樹脂相同或者具有共通成分 的聚合物(無規(guī)、嵌段或者接枝共聚物),相對于構成連續(xù)相及分散相的樹脂具有親和性的 聚合物(無規(guī)、嵌段或者接枝共聚物)等。具體而言,可列舉:聚酯類彈性體、主鏈具有環(huán) 氧基的增容劑、特別是環(huán)氧改性芳香族乙烯基-二烯類嵌段共聚物[例如,環(huán)氧化的苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、環(huán)氧化的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SB)等環(huán)氧 化苯乙烯-二烯類共聚物或環(huán)氧改性苯乙烯-二烯類共聚物]等。對環(huán)氧化芳香族乙烯 基-二烯類共聚物而言,不僅透明性高,且軟化溫度比較高、約70°C左右,在連續(xù)相和分散 相的多種組合中使樹脂相容,能夠使分散相均勻分散。
[0083] 對于增容劑的比例而言,例如,作為相對于分散相的比例(重量比),分散相/增容 劑(重量比)=99/1~50/50,優(yōu)選為99/1~70/30,進一步優(yōu)選為98/2~80/20左右。 進一步,增容劑的比例例如,相對于連續(xù)相和分散相的總和100重量份,為0. 1~20重量 份,優(yōu)選為〇. 5~15重量份,進一步優(yōu)選為1~10重量份左右。
[0084] 對于擴散型偏光層而言,在不破壞光學特性的范圍,可以含有慣用的添加劑,例 如,抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑等穩(wěn)定化劑、增塑劑、抗靜電劑、阻燃劑、填充劑等。
[0085](擴散型偏光層的特性)
[0086] 擴散型偏光層,任選具有能夠使入射的自然光偏振,并且使自然光中一個方向的 直線偏振光成分比另一方向的直線偏振光成分擴散更多以及透過更小的功能。特別是擴散 型偏光層,連續(xù)相與分散相相對于直線偏振光的折射率差在膜表面的縱向(MD方向,長度 方向或者流動方向,以下,有時稱為"X軸方向")和橫向(CD方向或者寬度方向,特別是垂 直于拉伸方向的方向,以下,有時稱為"Y軸方向")不同。因此,上述偏光層具有使折射率 差大的方向的偏振光大量散射,且少量透過的特性,一部分的偏振光在偏光層的前方散射, 并且剩余的偏振光在偏光層的背向散射,幾乎不被吸收。另外,折射率差小的方向的偏振光 具有基本透過(少量散射,且大量透過)的特性。即,在上述偏光層為拉伸膜的情況下,使 拉伸方向(例如,X軸方向)的直線偏振光(具有大致平行于拉伸方向的振動面的直線偏 振光)大量散射,使垂直于拉伸方向的方向的直線偏振光(具有大致垂直于拉伸方向的振 動面的直線偏振光)比X軸方向散射小或者基本不散射。
[0087] 進一步,對于折射率差小的方向(Y軸方向)的偏振光(另一方向的直線偏振光成 分)的特性,可以根據(jù)半透明屏幕的種類選擇,在作為反射型屏幕利用時,由于要利用在前 方散射的光,因此具有使一個方向的直線偏振光成分大量擴散的功能即可,由于不利用另 一方向的直線偏振光成分,因此任選具有不擴散、透過另一方向的直線偏振光成分的功能。 另一方面,作為透射型屏幕利用時,雖然利用透過性大的另一方向的直線偏振光成分,為了 以大角度入射也可提高正面亮度,優(yōu)選針對另一方向的直線偏振光成分也具有一定程度的 擴散功能。
[0088] 對于上述折射率差,在一個方向(例如,X軸方向或者拉伸方向)上連續(xù)相與分散 相的折射率差的絕對值為〇. 1以上(例如,〇. 1~〇. 5),優(yōu)選為0. 1~0. 3,進一步優(yōu)選為 0. 1~0.2左右,在另一方向(例如,Y軸方向或者垂直于拉伸方向的方向)上連續(xù)相與分 散相的折射率差的絕對值也可以為〇. 1以下,例如,〇. 05以下,優(yōu)選為0. 04以下,進一步優(yōu) 選為0. 03以下(例如,0. 001~0. 03左右)。如果二者的折射率差的絕對值分別在上述范 圍,則在背向散射(反射)與透過散射的平衡優(yōu)異、可以表現(xiàn)優(yōu)異的偏光特性及散射特性的 同時,也可以提尚顯不裝置的殼度。
[0089] 擴散型偏光層優(yōu)選為單軸拉伸膜,在上述折射率差的偏光層中,連續(xù)相與分散相 是指,在制膜時的片(所謂的流延片)的階段,優(yōu)選各自的折射率的各向異性小,而且具有 彼此大致相同的折射率。例如,構成拉伸前的連續(xù)相的透明熱塑性樹脂(特別是聚碳酸酯) 與構成分散相的透明熱塑性樹脂(特別是聚酯)的折射率差的絕對值也可以是為0.05以 下,優(yōu)選為0. 04以下,進一步優(yōu)選為0. 03以下。如果拉伸前的兩樹脂的折射率差為該范圍, 則通過通常的拉伸就可以簡單地體現(xiàn)在拉伸方向的折射率差。
[0090] 一般而言,已知如果將流延片單軸拉伸,則連續(xù)相的拉伸方向(X軸方向)的折射 率顯著增大,通過使分散相的透明熱塑性樹脂的折射率幾乎不發(fā)生變化而增大連續(xù)相的透 明熱塑性樹脂的折射率來制作偏光元件。與此相對,在本發(fā)明中,對擴散型偏光層而言,連 續(xù)相即使在X軸方向折射率的變化也小,微粒狀的分散相在X軸方向與Y軸方向發(fā)生顯著 的折射率變化。即,相對于連續(xù)相通過拉伸不產生大的折射率差,分散相通過拉伸變形為橄 欖球狀或者棒狀等各向異性的形狀,并且產生大的折射率差。
[0091] 因此,對本發(fā)明而言,通過單軸拉伸,使連續(xù)相與分散相的折射率在X軸方向大幅 不同,在Y軸方向大致一致。通過這樣,可制作具有以下特性的擴散型偏光層:折射率大 致相同方向的偏振光(例如,具有與折射率大致相同的方向大致平行的振動面的直線偏振 光)少量散射而大量透過(特別是基本上透過),使折射率不同的方向的偏振光(例如,具 有與折射率不同的方向大致平行的振動面的直線偏振光)大量擴散。即,擴散型偏光層可 以包括單軸拉伸膜,且連續(xù)相與分散相對于直線偏振光的折射率差在拉伸方向和垂直于該 拉伸方向的方向上不同。
[0092] 需要說明的是,對本發(fā)明而言,分散相在X軸方向與Y軸方向具有較大折射率差, X軸方向的連續(xù)相與分散相的折射率差越大,對于該方向的偏振光的散射性越大,背向散射 (反射光)的比率也增大。進一步,由于散射角也變大了,因此即使從投影儀以大入射角入 射光,也可以提高正面亮度。特別是如果不僅在X軸方向有大的散射特性,在Y軸方向也賦 予給定的散射特性,則可以提高透射型屏幕的正面亮度。
[0093] 擴散型偏光層的X軸方向及Y軸方向中,具有與折射率差小的方向(拉伸膜的情 況,為垂直于拉伸方向的方向)即透射軸大致平行的振動面的直線偏振光(與透射軸大致 平行的直線偏振光或者透射軸的直線偏振光)的總光線透射率(垂直于擴散型偏光層的面 方向入射的直線偏振光的總光線透射率)高,例如,透射軸的直線偏振光的總光線透射率 為80%以上,例如,80~99%,優(yōu)選為82~98%,進一步優(yōu)選為85~95%左右。如果該 總光線透射率過小,則自然光等戶外光經吸收型偏光層而偏振得到的直線偏振光的亮度降 低,背景的視認性降低。進一步,在作為透射型屏幕利用的情況下,從投影儀投影的映像的 亮度降低,映像的清晰性降低。
[0094] 進一步,與透射軸大致平行的直線偏振光的擴散光線透射率(向垂直于擴散型偏 光層的面的方向入射的直線偏振光的擴散光線透射率)也可以為50%以下,從可以提高背 景的視認性的觀點來看,也可以是例如25%以下(例如,0. 1~25% ),優(yōu)選為1~20%,進 一步優(yōu)選為5~18 % (特別是10~15 %)左右。如果該散射光線透射率過大,則自然光等 戶外光經吸收型偏光層而偏振得到的直線偏振光的散射變大,因此背景的清晰性降低。另 一方面,在用于透射型屏幕的情況下,優(yōu)選擴散光線透射率為10%以上(特別是15~25% 左右),如果擴散光線的透射率過小,則正面亮度降低,投影圖像的視認性降低。
[0095] 另一方面,在X軸方向及Y軸方向中,對于具有與折射率差大的方向(在拉伸膜 的情況下,拉伸方向)即散射軸大致平行的振動面的直線偏振光(與散射軸大致平行的直 線偏振光或者散射軸的直線偏振光)的散射特性優(yōu)異,散射軸的直線偏振光的總光線透射 率(垂直于散射型偏光層的面的方向入射的直線偏振光的總光線透射率)也可以為50% 以下,例如,40%以下(例如,5~40%),優(yōu)選為10~35%,進一步優(yōu)選為15~30% (特 別是15~25%)左右。即,對擴散型偏光層而言,散射軸的直線偏振光的折射率(取決于 正反射成分及背向散射成分的折射率)高,沿上述方向的直線偏振光的總光線反射率(背 向散射率)也可以為50%以上,也可以是例如60%以上(例如,60~95% ),優(yōu)選為65~ 90%,進一步優(yōu)選為70~85% (特別是75~85%)左右。如果折射率過小,則在作為反 射型屏幕使用時,投影圖像的視認性降低。顯示這樣的反射率的方向,可以為X軸方向、Y軸 方向的任意方向,從生產性等觀點考慮,優(yōu)選為X軸方向。
[0096] 需要說明的是,對總光線透射率及擴散光線透射率而言,可以如后述的實施例所 記載的方式,使用偏振光測量裝置(霧度計)(日本電色工業(yè)(株)制,NDH300A),對于總光 線可以用根據(jù)JIS K7361-1的方法進行測定,對于霧度(擴散光線)可以用根據(jù)JIS K7136 的方法進行測定。
[0097] 擴散型偏光層的厚度(平均厚度)可以從10~700 ym左右的范圍選擇,例如, 30~600 ym(例如,40~500 ym),優(yōu)選為50~400 ym(例如,80~350 ym),進一步優(yōu)選 為100~300 ym(特別是150~250 ym)左右。
[0098] 對擴散型偏光層而言,可以在至少一側的面(特別是不形成吸收型偏光層側的 面)上,疊層不破壞光學特性的透明樹脂層。如果以透明樹脂層保護擴散型偏光層,則可以 防止分散相粒子的脫落、附著,可以提高偏光層的抗劃傷性、制備穩(wěn)定性,并且可以提高其 強度、操作性。
[0099] 透明樹脂層的樹脂,可以從作為上述連續(xù)相或者分散相的構成成分所示例的透明 熱塑性樹脂、透明熱固性樹脂等中選擇。優(yōu)選透明樹脂層包括與連續(xù)相相同類型(特別是 同樣)的樹脂,例如聚碳酸酯等。在不破壞光學特性的范圍內,透明樹脂層也可以包含上述 慣用的添加劑。
[0100] 透明樹脂層的厚度(平均厚度)例如為3~150 ym,優(yōu)選為5~50 ym,進一步優(yōu) 選為5~15 y m左右。
[0101] (擴散型偏光層的制造方法)
[0102] 對擴散型偏光層而言,可以通過在構成連續(xù)相的透明熱塑性樹脂中,將構成分散 相的透明熱塑性樹脂進行分散并取向得到。例如,通過將2種透明熱塑性樹脂與根據(jù)需要 的增容劑等添加劑,根據(jù)需要,以慣用的方法(例如熔融共混法、轉鼓法等)共混,并熔融混 合,從T型模頭、環(huán)型模頭等擠出進行膜成型,可以使分散相分散在連續(xù)相中。對熔融溫度 而言,優(yōu)選為透明熱塑性樹脂的熔點以上,根據(jù)樹脂的種類不同,例如,為150~290°C,優(yōu) 選為200~260°C左右。
[0103] 接著,分散相的取向處理例如可以通過以下方法進行:(1)拉伸擠出成型片的方 法,(2)將擠出成型片一邊拉出一邊進行制膜而使片固態(tài)化,并在之后進行拉伸的方法等。 為了表現(xiàn)優(yōu)異的光學特性,優(yōu)選通過上述熔融制膜,對將第2透明熱塑性樹脂即分散相以 粒子狀分散在第1透明熱塑性樹脂即連續(xù)相中的片進行固態(tài)化并冷卻而成的流延片進行 再加熱,然后通過拉伸進行取向加工。
[0104] 拉伸可以為單純的自由寬度的單軸拉伸,也可以是恒定寬度(固定寬度)的單軸 拉伸。對上述單軸拉伸法沒有特殊限定,可列舉例如,對固態(tài)化的膜的兩端進行拉伸的方法 (拉動拉伸),將彼此對置的一對輥(2根輥)多個體系(例如,2體系)并列,將膜插入到各 2根輥中,并且在輸入側的2根輥與輸出側的2根輥之間拉伸膜,通過使輸出側的2根輥的 膜的輸送速度比輸入側的2根輥更快而進行拉伸的方法(輥間拉伸),使膜插入彼此對置的 一對輥之間,利用輥壓使膜壓延的方法(輥壓延)等。
[0105] 這些單軸拉伸之中,優(yōu)選采用拉動拉伸,特別是從在分散相中產生確實的變形,且 提高分散相的面內雙折射的觀點來看,可以優(yōu)選使用自由寬度的單軸拉伸。
[0106] 另外,也可以優(yōu)選使用利用拉幅法的固定寬度單軸拉伸。利用拉幅法的固定寬度 單軸拉伸,與伴隨拉伸在垂直于拉伸方向的方向的寬度減少、且存在整個寬度上厚度不均 勻的傾向的自由寬度的單軸拉伸不同,是在垂直于拉伸方向的方向上寬度不變化的方法, 對于一邊保持分散相的各向異性取向性,一邊制備整個寬度上均勻的片是有利的。并且,雖 然不清楚該作用的詳情,但對分散相的折射率的變化也有效。利用拉幅法的單軸拉伸,拉 伸方向可以為片的流動方向,也可以為片的寬度方向。如果為流動方向,則雖然生產速度提 高,但為了獲得期望的寬度的偏光層,存在拓寬流延片的寬度的需要。另一方面,如果為寬 度方向,則由于在橫向拉伸,因此即使流延片的寬度小也可得到期望的寬度的偏光層,但生 產速度降低。這些方法,可以根據(jù)用途進行選擇。在利用拉幅方式的單軸拉伸中,拉伸速度 可以根據(jù)拉伸溫度、倍率,從例如50~1000mm/分鐘左右的范圍選擇,例如,100~800_/ 分鐘,優(yōu)選為150~700mm/分鐘,進一步優(yōu)選為200~600mm/分鐘(特別是400~600mm/ 分鐘)左右。
[0107] 拉伸溫度優(yōu)選為第1透明熱塑性樹脂(例如,聚碳酸酯)的玻璃化轉變溫度 以上的溫度,在設第1透明熱塑性樹脂的玻璃化轉變溫度為Tg時,例如也可以是Tg~ (Tg+80) °C,優(yōu)選為(Tg+5)~(Tg+50) °C,進一步優(yōu)選為(Tg+5)~(Tg+30) °C [特別是 (Tg+8)~(Tg+20) °C ]左右的溫度。具體的拉伸溫度也可以是例如為120~180°C,優(yōu)選為 150~175°C,進一步優(yōu)選為150~170°C (特別是160~170°C )左右。
[0108] 拉伸倍率可以從廣泛的范圍進行選擇,對本發(fā)明而言,即使是在比較低的拉伸倍 率下,也可以在拉伸方向上的折射率與垂直于拉伸方向的方向上的折射率之間產生較大差 異,例如可以是1. 2~10倍(例如,1. 5~8倍),優(yōu)選為2~6倍,進一步優(yōu)選為3~5. 5 倍(特別是4~5倍)左右。特別是對本發(fā)明而言,即使是在5倍以下的拉伸倍率,也可以 制備偏光特性及散射特性優(yōu)異的膜,因此可以使用利用上述拉幅法的一次拉伸等的常用的 拉伸裝置簡單地制備。
[0109] 需要說明的是,拉伸也可以為雙軸拉伸,例如,也可以是沿拉伸方向帶強弱差的雙 軸拉伸。<