CN1352750A - 光学叠层板 - Google Patents

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Abstract

一种光学叠层板,包括按顺序叠合在一起的一支撑基板、粘合剂层、胆甾液晶层和保护层,其特征在于该胆甾液晶层在其至少一部分中具有一呈现出衍射能力的区域。该光学叠层板用作偏振衍射元件、液晶显示装置的补偿元件、装饰元件和防伪元件。

Description

光学叠层板
发明领域
本发明涉及光学叠层板,其包括一种可产生具有偏振态的衍射光的新型胆甾液晶层。
发明背景
衍射元件是光谱光学领域中广泛使用的用于光谱分光或对光通量进行分割的常用光学元件。根据形状将衍射元件分成某些类型。通常,它们被分成振幅型衍射元件,其中透光部分和不透光部分周期性设置;和相位型衍射元件,其中在一高透射性材料上周期性地形成沟槽。除这种分类之外,根据衍射光产生的方向,可以将它们分成透射型衍射元件和反射型衍射元件。
对于前面所述的传统性衍射元件,当自然光(非偏振光)入射其上面时,所得到的衍射光被局限于非偏振光。对于光谱光学领域通常所使用的偏振光学元件,仅能得到作为衍射光的非偏振光。由于这个原因,通常采用一种方法,其中光源所发射的自然光通过一衍射元件被光谱分光,另外,为了仅利用其中所包含的特定偏振态成分,允许衍射光通过一所使用的偏振片。使用这种方法,所产生的问题在于,因为大约50%的所得到的衍射光被偏振片吸收,故光量被减小了一半。因而,还要求准备一个具有高灵感度的探测器,以及能够产生大量光的光源。在这种情况下,产生了对开发这种衍射元件的要求,其衍射光本身为特定偏振光,如圆偏振光或线偏振光。
发明内容
鉴于上述问题完成了本发明。本发明人成功地将衍射特性赋予胆甾液晶层的一个区域。更具体地说,已经发现使用具有新特性的胆甾液晶层可以得到适合用做偏振衍射元件的光学叠层板,也就是,衍射性与选择反射特性和圆偏振特性相结合,选择反射特性和圆偏振特性都是胆甾液晶所特有的。
也就是说,本发明涉及一种光学叠层板,其包括至少一支撑基板、一粘合剂层、一胆甾液晶层和一保护层,该胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
本发明的光学叠层板具有这样一种结构,一支撑基板、一粘合剂层、一胆甾液晶层和一保护层按所述顺序层叠。表达式“支撑基板/粘合剂层/胆甾液晶层/保护层”意味着它们以这种顺序层叠在一起。
下面,将描述本发明的光学叠层板的每个结构件。支撑基板
本发明中所使用的支撑基板是具有两个表面尺度和一个厚度尺寸的任何物品,如叠层板状、薄膜状和板状物体。用于这种基板的材料可以是合成树脂,例如聚酰亚胺,聚酰胺-酰亚胺,聚酰胺,聚醚酰亚胺,聚醚酮醚,聚醚酮,聚酮硫,聚醚砜,聚砜,聚苯硫,聚苯氧化物,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚对苯二甲酸二乙醇酯,聚对苯二甲酸丁二酯,聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate),聚碳酸酯,聚乙烯醇,聚缩醛,聚芳酯,基于纤维素的塑料,环氧树脂和酚醛树脂,纸,人造纸,无纺布,金属箔,金属板和玻璃板。
从宏观和微观来看这些材料不必要具有光滑表面,在其表面上可以具有粗糙度。粘合剂层
粘合剂层用于将上述支撑基板与下面所描述的胆甾液晶层粘结在一起,粘合剂层可以由传统上已知的各种活性粘结剂形成,如压敏粘合剂,热熔型粘合剂,和热、光或电子束凝固粘合剂。在这些粘合剂中,最好是通过加入,如果需要的话,其它单官能和/或多官能单体、各种聚合物、稳定剂、聚合引发剂、光敏感剂或电子束激发可聚合预聚物和/或单体而得到的光或电子束凝固粘合剂。
特殊的光致或电子束致可聚合预聚物的例子有聚酯丙烯酸酯,聚酯甲基丙烯酸酯,聚氨酯丙烯酸酯,聚氨酯甲基丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯,环氧甲基丙烯酸酯,多元醇丙烯酸酯,多元醇甲基丙烯酸酯。其它的光致或电子束致可聚合单体的例子为单官能丙烯酸酯,单官能甲基丙烯酸酯,双官能丙烯酸酯,双官能甲基丙烯酸酯,和具有三个或多个官能团的多官能丙烯酸酯,和具有三个或多个官能团的多官能甲基丙烯酸酯。
可以使用商业上可得到的这些预聚物和单体产品。这类产品例如Aronix(丙烯酸特性单体,低聚物,Toagosei有限公司制造),Kyoeisha化学有限公司制造的Light Ester和Osaka有机化学工业有限公司制造的Viscoat。
聚合引发剂的例子有二苯甲酮衍生物,苯乙酮衍生物,二苯乙酮衍生物,噻吨酮,Michler酮,苯基衍生物,三嗪衍生物,酰基磷化氢氧化物(acylphosphine oxides),偶氮化合物。
当使用光致或电子束凝结活性粘合剂形成粘合剂层时,根据粘合剂层形成的条件适当选择粘合剂的粘度。不过,在25℃时,粘度通常在10到2000mPa·s范围内,较好是在50到1000mPa·s范围内,最好是在100到500mPa·s范围内。当粘度小于10mPa·s时,难以得到所需厚度。当粘度超过2000mPa·s时,可能会减小可加工性,使之不符合要求。当粘度偏离上述范围时,最好适当调节溶剂与单体的比率,从而得到所需粘度。
能够通过已知硬化装置使光致凝结活性粘结剂发生硬化,已知硬化装置如低压汞灯,高压汞灯,超高压汞灯,金属卤化物灯和氙灯。根据活性粘合剂的类型适当调节辐射剂量。不过,辐射量通常从50到2000mJ/cm2范围内进行选择,最好是100到1000mJ/cm2。可以使用任何适当的电子束辐射装置使电子束凝结活性粘合剂凝固。不过,通常使用加速电压在50到1000kV范围内,最好是在100到500kV范围内的电子束辐射装置。
当从热熔型粘合剂形成本发明的光学叠层板的粘合剂层时,可以使用任何类型的热熔型粘合剂。不过,从形成粘合剂层的可行性观点来看,最好使用工作温度在80到200℃范围内的物质,工作温度最好是在100到160℃范围内。这种热熔型粘合剂的特殊例子为使用下列材料作为基树脂而制造的粘合剂,如乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂,基于聚酯的树脂,基于聚胺酯的树脂,基于聚酰胺的树脂,热塑橡胶,聚丙烯酸树脂,基于聚乙烯醇的树脂,基于聚乙烯缩醛的树脂如聚乙烯醇缩丁醛,石油基树脂,基于萜烯的树脂或基于松脂的树脂。
可以由压力敏感粘合剂形成粘合剂层。在这种情况下,它可以是橡胶基,丙烯酸、硅酮基和聚乙烯醚基压力敏感粘合剂。
当使用这些粘合剂中的任一种形成粘合剂层时,只要如下所述粘合剂可以牢固地将支撑基板粘结到胆甾液晶层上,可以适当选择粘合剂层的厚度。不过,厚度通常在0.5到50μm范围内,最好在1到10μm范围内。
可以使用任何已知方法形成粘合剂层,如辊式涂布,布模涂敷,棒式涂布,屏幕涂布,挤出法涂布,凹版辊式涂布,喷涂和旋转涂布。胆甾液晶层
本发明光学叠层板的胆甾液晶层的厚度通常在0.1到50μm范围内。偏离该最大范围则不能得到本发明预想得到的光学叠层板。
胆甾液晶层包括一胆甾液晶薄膜,在其一部分上具有一呈现出衍射性的区域。该胆甾液晶层最好由胆甾薄膜形成,在其一部分上具有一呈现出衍射性的区域。当由多个胆甾薄膜形成该胆甾液晶层时,至少其中一个胆甾薄膜的一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
此处所使用的术语“呈现衍射性的区域”表示一个区域,该区域呈现出这样一种效应,通过该区域或从该区域反射的光被衍射到与一阴影几何上对应的部分中。可以通过观察当激光或类似光入射到该薄膜上时,是否存在着该光以一定角度从样品薄膜发出(高级光)而不是从中线性透过或反射(零级光)来确定是否存在该呈现衍射性的区域。或者,使用原予力显微镜或透射电子显微镜通过观察胆甾液晶薄膜的表面和截面来确定是否形成该区域。
用于形成胆甾液晶层的胆甾液晶薄膜,具有一在第二维方向即表面方向部分或全部呈现出衍射性的区域。当该薄膜具有一在第二维方向部分呈现出衍射性的区域时,对区域的数量没有特别的限制,不要求所有区域呈现出相同的衍射性。当该薄膜具有一在第二维方向整个呈现出衍射性的区域时,其衍射能力可以是非均匀的。在第二维方向部分或全部呈现出衍射性的区域,可以存在于从薄膜厚度方向看两表面层的任一或两者之上,或者可能存在于薄膜内部。
在第二维方向部分或全部地形成的该区域的厚度可能是不均匀的,不过通常是薄膜厚度的50%或更小,较好是30%或更小,最好是10%或更少。当此厚度超过50%时,可能降低胆甾液晶相所特有的选择反射特性和圆偏振特性。
呈现出衍射性的区域所采取的胆甾取向是,其中的螺旋轴沿厚度方向没有均匀地相互平行,而且优选采取的胆甾取向是,其中的螺旋轴沿厚度方向并不均匀地相互平行,且沿厚度方向的螺距长度并不均匀相等。与此同时,其它区域优选采取的螺旋结构是,其中的螺旋轴沿厚度方向均匀地相互平行,而且螺距长度沿厚度方向均匀地相等。
可以使用一种方法来制备具有一呈现出衍射性区域的胆甾液晶薄膜,在该方法中使用一能够形成上述取向的取向基板,一聚合物液晶,一低分子量液晶或它们的混合物,在该取向基板上被胆甾取向,并被固定该取向,作为胆甾相而被保持。有一种比较容易的方法,其中使用一聚合物液晶、一低分子量液晶或它们的混合物和一标准(normal)取向基板制备一胆甾相被固定的标准胆甾液晶薄膜,然后通过向该薄膜施加热和/或压力同时与一衍射元件接触,以将衍射元件的衍射图案转印到该薄膜上。
下面是使用上述转印方法制备具有一显示出衍射性的区域的胆甾液晶薄膜的一个例子。液晶材料和胆甾液晶薄膜的制备
通常使用包含低分子量液晶和/或聚合物液晶的液晶材料制备胆甾液晶薄膜。
本发明中可选择的低分子量液晶为那些以联苯,苯甲酸苯酯,或二苯乙烯衍生物作为基本骨架的物质,引入诸如丙烯酰,乙烯基和环氧树脂的官能团。低分子量液晶可能呈现出易溶特性或亲热特性。对于可操作性和可加工性而言,最好是那些具有亲热性的物质。
可选择的聚合物液晶为主链型或侧链型液晶。具体的例子为主链型聚合物液晶,如聚酯,聚酰胺,聚碳酸酯和聚酯酰亚胺;侧链型聚合物液晶如聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯,聚丙二酸酯和聚硅氧烷。在这些物质中,最好是液晶聚酯,因为液晶聚酯具有良好的可定向性并且特别容易合成。聚合物的适合的构成单元实例为一芳香族单元或一酯族二醇单元,一芳香族单元或一酯族乙二酸单元,和一芳香族单元或一酯族羟基羧酸单元。
当使用聚合物液晶作为液晶材料时,聚合物液晶最好具有下述物理特性:
(1)  由GPC测量的根据(in terms of)聚苯乙烯的重均分子量Mw
等于1000到100000,
(2)  分子量分布(Mw/Mn,其中Mn为数均分子量)等于5或
更小,
(3)固有粘度等于0.05到2.0[在30℃下的酚/四氯乙烷(60/40
重量比)溶剂中,浓度为0.5g/dl],以及
(4)  玻璃转变点温度(Tg)等于200℃或更低,
(5)  从液晶相到各向同性相的转变温度(Ti)等于40℃或更高。
就处理过程后和应用中的可加工性而言,重均分子量小于1000的聚合物液晶是不可取的,因为所产生的胆甾液晶薄膜的机械强度变得非常弱。重均分子量超过100000的聚合物液晶将降低所生成的液晶的流动性,从而对取向产生不利影响。超过5的分子量分布将导致制备胆甾液晶薄膜时可溶性和对溶液溶解度的降低,从而在使用时会产生一个问题,即难以得到胆甾相中的均匀取向。小于0.05的固有粘度将导致所生成的薄膜的机械强度的降低,从而就实际应用而言在多种后处理过程和使用中是不可取的。超过2的固有粘度将引起液晶流动性的下降,导致难以在胆甾相中获得均匀取向。高于200℃的玻璃转变点温度(Tg)将引起液晶态中流动性的降低,导致在胆甾相中难以得到均匀取向。另外,存在一种可能,也就是如果要求取向,则难以选择所使用的支撑基板。从液晶相到各向同性相的转变温度(Ti)低于40℃时,将导致所产生的胆甾液晶薄膜的取向稳定性的降低。
为了增强所产生薄膜的耐热性,可以在包括低分子量液晶和/或聚合物液晶的液晶材料中加入诸如双氮化合物(bisazide)和甲基丙烯酸缩水甘油酯的交联物,在这种范围内没有干扰胆甾相的形成。这种交联物的加入对胆甾相被形成的状态中的液晶分子的交联产生影响。另外,可以将诸如二色性染料、染料和颜料的多种添加剂加入液晶材料中,从而不阻碍本发明所得到的效果。
可以采用任何已知方法从上述包含低分子量液晶材料和/或聚合物液晶材料的液晶材料制造胆甾液晶薄膜。例如,当使用聚合物液晶材料时,可以使用这样一种方法,在该方法中液晶材料以薄膜形式涂敷在适当的取向膜上,然后进行热处理,从而得到胆甾液晶相,然后对胆甾液晶相进行淬火,从而固定胆甾相。当使用低分子量液晶材料时,可以使用这样一种方法,在该方法中液晶材料以薄膜形式涂敷在适当取向膜上,然后经过热处理,从而得到胆甾液晶相,然后通过辐射光或电子束或施加热,以便被交联,由此固定胆甾相。
可以在形成胆甾液晶相阶段利用具有衍射图案的衍射光栅薄膜作为取向基板,在胆甾液晶薄膜上提供一具有衍射性的区域。
当从包含低分子量液晶和/或聚合物液晶的液晶材料制备胆甾液晶薄膜时,薄膜的厚度通常在0.1到30μm范围内,最好为0.3到20μm,更好的情形是在0.5到10μm范围内。在温度通常为30到250℃,最好是40到200℃,更好的情形是在50到170℃范围内的条件下进行用于在薄膜上形成胆甾液晶相的热处理,时间通常为5秒到2小时,最好为10秒到小时,更好的情形是20秒到30分钟。
在液晶材料包含低分子量液晶或聚合物液晶的情形中,可以通过适当选择薄膜厚度和在上述范围内的热处理条件来调节胆甾液晶薄膜的漫射率(diffusivity)。
此处使用的术语“漫射率”被定义为镜面分量排除(specularcompetent exclude-SCE)与镜面分量包含(specular competent include-SCI)的百分比,也就是(SCE/SCI)×100。胆甾液晶薄膜的SCI表示一漫射光均匀照射该薄膜时产生的总的反射。SCE表示从总反射中排除所谓的镜面反射光分量后得到的反射率,即在薄膜表面漫反射的光分量的反射率(通常称为“漫射反射率”)。存在以下关系“总反射=镜面反射+漫射反射”。
可以根据JIS-Z-8722中描述的“颜色测量方法-反射和透射物”,利用一测量装置对薄膜的镜面分量排除和镜面分量包含进行测量,所述测量装置例如为具有照明/接收器光学***的光谱色度计,其中接收d/8(漫射照明8℃),如Minolta有限公司制造的CM-3500d。
当漫射率为15%或更小时,胆甾液晶薄膜表现为镜面表面。当漫射率为15%或更大时,胆甾液晶薄膜表现为非镜面表面。赋于衍射性
通过将衍射光栅的衍射图案转印到胆甾液晶薄膜上可以使胆甾液晶薄膜的一部分或全部具有衍射性。可选择的衍射光栅可以为所有类型的元件,只要他们具有产生衍射光的功能,如机械刻线的衍射光栅,薄膜厚度调制全息型衍射光栅,以及具有一波纹表面衍射光的折射率调制全息型衍射光栅。对衍射光栅材料没有特别限制。从而,可以由金属和合成树脂制成光栅。还可以选择复制衍射光栅。
该衍射光栅最好为连接到适当的基板上的薄膜或叠层板形式。
通常使用一种方法将衍射图案进行转印,其中衍射光栅的衍射图案表面和胆甾液晶薄膜相互接触,然后通过加热辊,层压机,火印,电热板或感热头对其进行加热和加压。加热和加压的条件不能确实地确定,因为它们取决于胆甾液晶薄膜的物理特性和衍射光栅类型。不过,压力通常在0.01到100Mpa范围内,最好在0.05到80Mpa范围内,而温度在30到400℃范围内,最好在40到300℃范围内。
在转印衍射图案之后,从胆甾液晶薄膜上剥除衍射光栅,从而得到部分或整体呈现出衍射性的胆甾液晶薄膜。保护层
可以由通过硬化包括热-、光-或电子束凝固活性粘合剂和一种紫外线吸收剂和/或一种硬质镀层剂的混合物所得到的薄膜形成保护层。或者,可以由通过硬化包括具有薄膜形成特性的树脂,和紫外线吸收剂和/或硬质镀层剂的混合物所得到的薄膜形成保护层。可以选择的活性剂为上述的热-、光-或电子束凝固活性粘合剂。可选择的具有薄膜形成特性的树脂为聚乙烯,聚丙烯,聚(4-甲基-戊烯-1),聚苯乙烯,离子交联聚合物,聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚对苯二甲酸二乙醇酯,聚酰胺,聚砜和基于纤维的树脂。另外,其它可选择的具有薄膜形成特性的树脂为硝化纤维素,乙基纤维素,聚酰胺树脂,聚氯乙烯,氯化聚烯羟,丙烯酸树脂,聚氨酯和聚酯纤维,所有这些都被用作凹印油墨的载色树脂,如果必要可以被混入酯胶,达马树脂,马来酸树脂,醇酸树脂,酚醛树脂,酮树脂,二甲苯树脂,萜烯树脂或石油羟类树脂。
紫外线吸收剂的例子为有机紫外线吸收剂,如基于二苯甲酮的化合物,基于水杨酸酯的化合物,基于苯并***的化合物,基于草酸苯胺的化合物,和基于氰基丙烯酸酯的化合物;无机紫外线吸收剂如氧化铯,氧化钛和氧化锌。这些紫外线吸收剂可以单独使用或组合使用。在这些物质中,最好使用具有高紫外线吸收效率的基于二苯甲酮的化合物。在保护层中紫外线吸收剂的含量通常在0.1到20重量百分比范围内,最好在0.5到10重量百分比范围内。
硬质镀层剂的例子有基于有机聚硅氧烷的作用剂,光致凝固型基于丙烯低聚物的作用剂,基于氨基丙烯酸酯的作用剂,基于环氧丙烯酸酯的作用剂,基于聚酯丙烯酸酯的作用剂,基于热凝固丙烯硅树脂的作用剂和无机硬质镀层作用剂,如陶瓷。这些物质可以单独使用或组合使用。在这些物质中,从薄膜形成特性来看,最好使用基于有机聚硅氧烷和基于光致凝固型丙烯低聚物的作用剂。这些硬质作用剂可以是不溶解型或溶解型的。
该保护层最好同时具有紫外线吸收特性和坚固镀层特性,不过不必同时具有这两种特性。具有紫外线吸收特性的保护层从包含紫外线吸收剂的成分形成。具有坚固镀层特性的保护层从包含硬质镀层剂的化合物形成。从包含紫外线吸收剂和硬质镀层剂的成分形成具有这两种特性的保护层,或者从两种化合物,其中一种包含紫外线吸收剂,另一种包含硬质镀层剂来形成具有这两种特性的保护层。在后一种情形中,从包含硬质镀层剂的成分得到的硬质镀层最好用做顶部镀层。
不管保护层是否包含紫外线吸收剂和硬质镀层剂或者其中的一种,如果必要,形成保护层的每种成分中混合包括基于受阻胺的光稳定剂、抗静电剂、滑动改良剂、染料、颜料、表面活性剂、诸如硅粉和氧化锆的填充剂的各种添加剂。对这些添加剂的混合比例没有特殊限制,只要不损害本发明所得到的效果。不过,通常在0.01到10重量百分比范围内,最好在0.05到5重量百分比范围内。
可以使用任何已知方法形成该保护层,如辊式涂布,浸渍法,刻花涂层,棒式涂布,旋转涂布,喷涂和印刷方法。取决于使用本发明光学叠层板的目的而改变保护层的厚度,不过通常该厚度在0.1到100μm范围内,最好在1到50μm范围内。
可以由适当数量的商业上可以得到的紫外线吸收膜和/或硬质镀层膜来形成该保护层,而不使用上述成分,或者通过将一或多个硬质镀层膜层叠在从包含紫外线吸收剂的成分得到的紫外线吸收层上来形成该保护层。可以使用上述活性粘合剂将薄膜相互胶粘在一起,或者将紫外线吸收层与硬质镀层膜胶粘在一起。可以使用通过将上述硬质镀层剂施加在由聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚醚砜、聚苯硫、非晶态聚烯烃、三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸二乙醇酯或聚乙烯石脑油(polyethylene naphthalate)形成的透明支撑薄膜上所得到的薄膜来代替商业上可以得到的硬质镀层膜。
在保护层具有硬质镀层特性的情形中,需要该层的硬度为3或大于3,当根据JIS L 0849中所描述的实验方法进行评价时其脱色(discoloration)最好是4或更大。
现在描述本发明的光学叠层板的制造方法。
本发明的光学叠层板具有这样一种结构,一支撑基板,一粘合剂层,一胆甾液晶层和一保护层按这种顺序层叠在一起。如前所述,该胆甾液晶层必须包括一个胆甾液晶薄膜,在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。不过,最好整个胆甾液晶层由单个胆甾液晶薄膜形成,该胆甾液晶薄膜在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。因而,为了方便,在下面的解释中,胆甾液晶层由在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域的胆甾液晶薄膜形成。在下文中将这种薄膜简单地称为“具有衍射性的胆甾液晶薄膜”。
根据本发明的光学叠层板的第一种制造方法,其中通过一种粘合剂将一支撑层粘合到一具有衍射性的胆甾液晶薄膜上,从而得到由支撑基板、粘合剂层和薄膜组成的三层叠层板,然后在其上叠层一个保护层。第二种方法,通过制备由具有衍射性的胆甾液晶薄膜和保护层的两层叠层板,然后将支撑基板通过粘合剂粘结在该薄膜上。
如已经描述的那样,为了制备具有衍射性的胆甾液晶薄膜,通常采用一种方法,在该方法中一衍射光栅的衍射图案被转印到在适当取向基板上制备的胆甾液晶薄膜的表面上。因而,当使用用于制备本发明的光学叠层板的具有取向基板的薄膜并考虑到最后得到的光学叠层板的胆甾液晶薄膜时,由于在三层叠层板的制备阶段通过第一种方法制造具有面对粘合剂层的衍射图案表面的薄膜的叠层板,所以该薄膜的衍射图案表面面对粘合剂层。而由于在第二种方法中在由胆甾液晶薄膜和保护层构成的两层叠层板的制备阶段具有转印的衍射图案的薄膜表面面对保护层,所以得到胆甾液晶薄膜表面位于保护层一侧的光学叠层板。
对于第二种方法可以采用另一种方法,其中一具有衍射性的胆甾液晶薄膜与一易剥除基板相互粘接在一起,利用包含活性粘合剂的保护层用的成分,从而得到一个由薄膜、保护层和易剥离基板组成的三层叠层板,然后在将薄膜与支撑基板进行粘接之后剥离该基板。这种可选方法在其基板不同的叠层板的成批生产中是非常有利的。由这种方法制造的光学叠层板具有设置在保护层一侧的衍射图案薄膜表面。
可以使用多种塑料薄膜作为前面提到的易剥离基板。具体的例子有烯烃树脂,如聚乙烯、聚丙烯、4-甲基戊烯-1树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚***酮、聚醚砜、聚酮撑硫、聚砜、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚芳酯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚乙烯醇和基于纤维素的塑料。如果需要,用于易剥离基板的塑料薄膜可以事先镀上硅酮有机树脂或氟塑料,形成薄膜,或者为了增强可剥离性,经过诸如蒸发和表面抛光的物理处理。
可以手工剥除易剥离基板。或者,可以利用辊轴进行机械剥除。还可以使用一种利用保护层与基板之间的热膨胀系数的差别剥除基板的方法;一种将整个基板浸入对所有元件来说为不良溶剂的溶剂中,然后进行机械式剥除的方法;一种通过将超声波施加给不良溶剂而进行剥除的方法。[工业实用性]
本发明的光学叠层板具有一种特殊效果,其衍射光具有圆偏振,而现有技术的光学元件不具有这种特性。该光学叠层板在要求偏振的光谱光学仪器如椭圆测量仪中使用使之可能极大地增强光的使用效率。在要求偏振的传统光谱仪器中,要求使用衍射光栅或棱镜将光源发出的光分成不同波长的光分量,然后让该光通过一偏振片,或者在通过偏振片之后对其进行光谱分光。偏振片带来一个问题,也就是偏振片吸收大约50%的入射光,并且在界面处发生反射,导致光使用效率极低。不过,使用本发明的光学叠层板可能得到非常高的,理论上大约为100%的光使用效率。另外,使用传统的偏振片,本发明的光学叠层板能够容易地控制衍射光的透过和阻断。通常,即使组合使用任何偏振片也不能完全阻断不具有偏振性的衍射光。即,使用本发明的光学叠层板,当仅使用左旋圆偏振片就可以完全阻挡具有右旋偏振态的衍射光。从而,使用任何其它的偏振片不能获得完全地阻挡。由于光学叠层板具有这种效果,通过改变偏振片的状态,例如在观察者观察到偏振片上的衍射图象的环境中,该叠层板可能允许该衍射图象从暗场中突然出现,或者突然消失。
如上所述,本发明的光学叠层板作为衍射功能元件具有广泛的应用,可以被用做多种光学元件和光电元件,装饰件,防伪元件,等等。
可用于光学元件和光电元件的光学叠层板的支撑基板是一种透明各向同性薄膜。这种透明各向同性薄膜的例子为三乙酰纤维素薄膜,诸如富士光学薄膜有限公式制造的Fujitac,和Konica有限公司制造的Konicatac,Mitsui化学股份有限公司制造的TPX薄膜,JSR有限公司制造的Arton薄膜,Zeon有限公司制造的Zeonex薄膜和MitsubishiRayon有限公司制造的Acryprene薄膜。通过将该类光学叠层板设置在诸如TN(扭转向列)-LCD(液晶显示器),STN(超扭转向列)-LCD,ECB(电控双折射)-LCD,OMI(光学模式干涉)-LCD,OCB(光学补偿双折射)-LCD,HAN(混合排列向列)-LCD,和IPS(平面内切换-In Plane Switching)-LCD的液晶显示装置中,可以得到具有改善色彩补偿和/或视角特性的各种液晶显示器。本发明的光学叠层板可以用作上述要求光谱分光偏振光的光谱光学仪器中,还用作利用衍射现象得到特定波长光线的偏振光学元件,光学滤光片,圆偏振片和光扩散片。另外,通过组合光学叠层板与一四分之一波片,还可以得到一个线偏振片。因而,本发明的光学叠层板能够提供多种能够表现前所未有光学效应的光学元件,作为光学元件和光电元件。
作为装饰部件,可以得到多种设计的薄膜,包括衍射能力所导致的彩虹颜色效果和胆甾液晶所产生的鲜艳的颜色效果。另外,由于本发明的光学叠层板可以形成一个薄膜,该薄膜连接到或与现有产品集成在一起,区别于现有产品。当具有设计好的衍射图案的光学叠层板附着在玻璃窗上时,取决于外部视角,由具有衍射图案的胆甾液晶特有的选择反射特性所产生的光看起来为不同颜色。因此,所产生的窗口特别漂亮。这种窗口使得难以从明亮的外部看见内部,然而从内部看起来外部的可视性特别好。
由于本发明的光学叠层板具有光衍射能力和胆甾液晶特有的光学特性,故该叠层板可以用作新型防伪薄膜,封条,标签等等。本发明的光学叠层板可以贴在或嵌入片状或卡状物体中,如驾驶执照,身份证,护照,***,预付卡和多种票据,礼物卡和证券中,从而使物体具有防伪能力。在这种情形下,叠层板和物体具有相同的支撑基板。
本发明的光学叠层板非常难于伪造,因为除了光衍射功能以外,该叠层板还具有波长选择反射特性,圆偏振选择反射特性,颜色对视角的依赖性和胆甾液晶所特有的独一无二的颜色特性,并且其表面被保护层保护。因而,本发明的光学叠层板作为防伪元件是非常有用的,具有极好的可设计性。
[实现本发明的最佳模式]参考例1:液晶聚合物的合成和胆甾液晶薄膜的制造
使用50mmol对苯二甲酸,20mmol羟基苯甲酸,20mmol邻苯二酚,10mmol(R)-2-甲基-1,4-丁二醇和100mg醋酸钠,在氮气氛下分段升温,如180℃一个小时,200℃一个小时和250℃一个小时,进行缩聚反应。
在释放氮气的同时在250℃温度下继续进行两个小时的缩聚,在同样温度下在减小压力的条件下继续进行一个小时的缩聚。所产生的聚合物溶于四氯乙烷中,用甲醇进行沉淀,从而得到液晶聚酯。
将所产生的聚酯溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(20%重量),所得到的溶液被旋转涂敷在经研磨的聚苯硫醚取向薄膜上。在涂敷之后,薄膜被干燥,从而去除N-甲基-2-吡咯烷酮,从而在聚苯硫醚薄膜上形成液晶聚酯薄膜。
然后,在200℃温度下对液晶薄膜热处理5分钟,并冷却到室温,从而在聚苯硫醚薄膜上得到一个呈现出金色镜面反射的液晶聚酯薄膜。
使用JASCO公司生产的紫外、可见,红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量。证实形成一种胆甾液晶薄膜,该液晶薄膜呈现出中心波长大约为600nm的选择反射性,且选择反射波长带宽大约为100nm。利用偏光显微镜和透射电子显微镜对胆甾相和胆甾液晶薄膜的横截面进行观察。证实沿厚度方向胆甾液晶相的螺旋轴均匀地彼此平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
可以使用下述任一种方法对所生成的聚合物进行分析:
(1)聚合物的固有粘度:
利用Ubbelohde’s粘度计在酚/四氯乙烷(60/40重量比)溶剂中,在0.5g/100ml浓度下,30℃时测量固有粘度
(2)玻璃转变温度(Tg):
使用Du Pont 990热分析仪进行测量
(3)识别液晶相并测量从液晶相到各向同性相的转变温度:
利用配备有热台(hot stage)、由Olympus光学有限公司制造的BH2偏光显微镜进行观察
(4)利用GPC测量分子量和分子量分布:
标准聚苯乙烯的重均分子量(Mw)和数均(number-average)分子量(Mn)是已知的,使用Tosoh公司制造并串联在一起的TSKG3000HXL、G2000HXL和G1000HXL的柱(columns),并且使用四氢呋喃(THF)溶剂在温度25℃,流速为0.7ml/minute(毫升/分钟)条件下进行测量,从而制出校准曲线图。从相同条件下测得的样品液晶聚合物的色谱分析,得到关于标准聚苯乙烯的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。从这些值,导出分子量分布Mw/Mn。参者例2:液晶聚酯的合成和胆甾液晶薄膜的制备
使用与参考例1相同的方法可以合成多种类型的液晶聚酯。表1中给出了结果。
与参考例1相似,制备每种液晶聚酯的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液,并通过加热在作为取向基板的聚苯硫醚薄膜上形成胆甾液晶薄膜。表1中还给出了所产生的每种薄膜的选择反射颜色。
通过偏光显微镜和透射电子显微镜对所产生的每种薄膜的胆甾相和横截面进行观察。证实沿厚度方向胆甾液晶相的螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
                                                     表1
  参考例     成份(摩尔比)   固有粘度(dl/g) Tg(℃)  选择反射顔色
    12345678910   TPA∶HBA∶CT∶MBD=50∶20∶20∶10BPDA∶MHQ∶CT∶MBD=49∶24∶26∶1.2TPA∶CHQ∶CT.MHD=49∶25∶13∶13BPDA∶CT∶MHD=49∶40∶11TPA∶MHQ∶CT∶MBD=49∶24∶25∶1.7TPA∶HBA∶CT∶MBD=50∶15∶20∶15NDCA∶HQ∶CCT∶DMBD=49∶30∶8∶13TPA∶t-BHQ∶CT∶MBD=50∶21∶21∶8TPA∶PA∶MHQ∶DMBD=25∶24∶24∶27BPDA∶TPA∶MBD=45∶5∶52     0.1300.1010.5220.2340.1500.1450.1510.2481.3820.241     859870699085821027080     金色红色橙黄色黄色红色金色黄色红色绿色兰色
表1中每个缩写表示下面的化合物:
TPA:对苯二甲酸
MHQ:甲基对苯二酚
CT:邻苯二酚
MBD:(R)-2-甲基-1,4-丁二醇
BPDA:4,4’-联苯乙二酸
CHQ:氯对苯二酚
MHD:(R)-3-甲基-1,6-已二醇
HBA:羟基安息香酸
NCDA:2,6-萘乙二酸
HQ:对苯二酚
CCT:3-氯基苯磷二酚
DMBD:(R)(R)-2,3-二甲基-1,4-丁二醇
t-BHQ:t-丁基对苯二酚
PA:邻苯二甲酸例1
通过刮棒涂布机,在参考例1中得到的胆甾液晶薄膜的表面上涂敷一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物(acrylic digomer)粘合剂,厚度为5μm。然后,使用台式胶合机(desk laminator)将三乙酰纤维素(TAC)薄膜叠层在粘合剂层上,然后进行紫外线照射,以使粘合剂硬化。
在硬化粘合剂之后,在界面处从聚苯硫醚薄膜上剥离胆甾液晶薄膜,并以180°角度对其端部进行拉伸,从而得到一胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜按顺序叠合在一起的叠层板。
将刻的线衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜构成的叠层板A。通过对叠层板A的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的氦/氖(He/Ne)激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0℃和大约±35℃出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板A放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板A时,观察到暗场,没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板A的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板A的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板A的胆甾液晶薄膜表面上,涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量比的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的叠层板A-1。
如此得到的叠层板A-1经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板A-1的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板A-1保持衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板A-1的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板A的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量比的光致凝固型丙烯酸低聚物(oligeomer)Aromix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量比的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的叠层板A-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板A-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件为摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板A-2保持衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板A-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板A的胆甾液晶薄膜表面上,涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-150和M-315进行稀释,得到300mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量比的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的叠层板A-3。
如此得到的叠层板A-3经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
在实验之后,对实验前后光学叠层板A-3的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板A-3保持衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板A-3的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板A-3进行耐磨性实验。叠层板A-3被固定,保护层为其上层表面。将一块白布贴在摩擦元件上。该元件在叠层板上在10cm距离内往复运动,在50秒内运动50次。在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3。对比例1
通过制造光学叠层板A-3的方法制造一种光学叠层板,不过不使用Cytec公司制造的紫外吸收剂Cyasorb UV-24。
显然可以证实该叠层板存在衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
对该光学叠层板进行与叠层板A-3相同的加速耐光实验。在实验后,反射颜色和彩虹色消失到很难观测到的程度。对比例2
通过制造光学叠层板A-3的方法制造光学叠层板,除了没使用M-315以外。
显然可以证实该叠层板呈现出衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。不过,当对该叠层板进行与叠层板A-3相同的耐磨性实验时,发现在表面上出现非常明显的划痕,叠层板整体模糊成白色。褪色标准量级为2。在实验前后观察到反射光之间明显的差别。例2
在参考例2中得到的胆甾液晶薄膜表面上涂布一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂,使用刮棒涂布机涂布5μm厚度。然后使用台式胶合机在粘合剂层上叠合一个三乙酰纤维素(TAC)薄膜,使用紫外辐射进行照射,以使粘合剂固化。
在固化粘合剂之后,在界面处从聚苯硫醚取向薄膜上剥离胆甾液晶薄膜,并以180°角度处拉伸其端部,从而得到一种按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜顺序叠合构成的叠层板。
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜构成的叠层板B。通过对叠层板B的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的胆甾相和横截面。证实在薄膜表面形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0℃和大约±35℃出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板B放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板B时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板B的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板B的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板B的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量比的基于***的紫外线吸收剂SEESORB 702(Shipro-Kasei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板B-1。
显然可以证实,层叠紫外吸收剂的薄膜B-1与紫外吸收剂层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在胆甾液晶层上涂布一由Shin-Etsu化学有限公司所制造的硅酮漆,使用到棒涂布机涂布5μm厚,然后对漆进行热固化,从而得到根据本发明的光学叠层板B-2。
显然可以证实,层叠硬质镀层的叠层板B-2与硬质镀层层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在叠层板B的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-150和M-315进行稀释,得到300mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量比的基于***的紫外线吸收剂SEESORB 702(Shipro-Kasei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板B-3。
显然可以证实,当具有紫外吸收和硬质镀层特性的保护层层叠在其上的叠层板B-3与该保护层层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例3
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和参考例3中所得到的胆甾液晶薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和液晶表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/聚苯硫醚薄膜构成的两层叠层板。
在如此得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂,使用刮棒涂布机涂布5μm厚。然后通过台式胶合机在粘合剂层上叠合一个三乙酰纤维素(TAC)薄膜,并用紫外线进行照射,以固化该粘合剂。
在固化粘合剂之后,在界面处从聚苯硫醚取向薄膜上剥离胆甾液晶薄膜,然后以180°角度对其端部进行拉伸,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜顺序叠合在一起的叠层板C。
通过对叠层板C的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实该叠层板存在由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别通过偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0℃和大约±35℃出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板C放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板C时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板C的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板C的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板C的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板C-1。
显然可以证实,其上层叠紫外吸收剂的薄膜C-1与紫外吸收剂层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在叠层板C的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板C-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板C-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后之间胆甾液晶层反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板C-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板C的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而形成一紫外线吸收层。然后,在紫外线吸收层上涂布Shin-Etsu化学有限公司制造的硅酮漆KR9706,使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后对漆进行热固化,从而形成一硬质镀层,由此得到根据本发明的光学叠层板C-3。
显然可以证实,其上层叠紫外吸收层和硬质镀层的叠层板C-3与紫外吸收层和硬质镀层层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
与例1相似,对叠层板C-3进行加速耐光实验和耐磨性实验。在实验之后,证实由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性没有改变。褪色标准为4。例4
在参考例4中得到的胆甾液晶薄膜的表面上,使用刮棒涂布机涂布厚度为5μm的一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,在粘合剂层上通过台式胶合机叠合一聚氯乙烯片,并且进行紫外线照射,以固化该粘合剂。
在固化粘合剂之后,在界面处从聚苯硫醚取向薄膜上剥离胆甾液晶薄膜,并以180°角对其端部进行拉伸,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/聚氯乙烯片顺序叠合在一起构成的叠层板。
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,并利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/聚氯乙烯片构成的叠层板D。
通过对叠层板D的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察该胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0℃和大约±35℃出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板D放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板D时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板D的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板D的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板D的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板D-1。
如此得到的叠层板D-1经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板D-1的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板D-1的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板D的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板D-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板D-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板D-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板D的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-150和M-315进行稀释,得到300mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板D-3。
如此得到的光学叠层板D-3经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
在实验之后,对实验前后光学叠层板D-3的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板D-3的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。例5
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和在参考例5中得到的胆甾液晶薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,并利用Tokyo Laminex公司制造的LaminatorDX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/聚苯硫醚薄膜构成的两层叠层板。在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上,通过刮棒涂布机涂布厚度为5μm的一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,使用台式胶合机在该粘合剂层上胶合一层人造纸,并照射紫外线,以使粘合剂固化。在固化粘合剂之后,从聚苯硫醚薄膜上在界面处将胆甾液晶薄膜剥离,以180°角对其端部进行拉伸,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/人造纸顺序叠合构成的叠层板E。
通过对叠层板E的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板E放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板E时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板E的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板E的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板E的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板E-1。
显然可以证实,其上层叠紫外吸收剂的薄膜E-1与紫外吸收剂层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在叠层板E的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板E-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板E-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板E-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板E的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-1111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板E-3。
显然可以证实,其上层叠紫外吸收层和硬质镀层的薄膜E-3与紫外吸收层和硬质镀层层叠之前的叠层板相比,呈现出相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例6
使用刮棒涂布机在参考例6中得到的胆甾液晶薄膜的表面上涂布厚度为5μm的一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后使用台式胶合机在粘合剂层上叠合一聚氯乙烯片,并照射紫外线,以固化该粘合剂。
在固化粘合剂之后,从聚苯硫醚取向薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜,并以180°角度对其端部进行拉伸,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/聚氯乙烯片顺序叠合而构成的叠层板。
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和如此得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/聚氯乙烯片构成的叠层板F。
通过对叠层板F的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实存在由衍射图案产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板F放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板F时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板F的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板F的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
使用厚度为5μm的光致凝固丙烯酸低聚物粘合剂在叠层板F的胆甾液晶薄膜表面上叠合一个厚度为25μm的紫外截断PET薄膜,从而得到根据本发明的光学叠层板F-1。
如此得到的光学叠层板F-1经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板F-1的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板F-1的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用刮棒涂布机在叠层板F的胆甾液晶层表面上涂布厚度为5μm的一种光致凝固丙烯酸低聚物粘合剂,其中分散有硅粉(Nippon Aerosil有限公司制造的Aerosil R812),然后通过紫外辐射,以固化粘合剂,从而得到根据本发明的光学叠层板F-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板F-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为4-5。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板F-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用厚度为5μm的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂在叠层板F的胆甾液晶薄膜表面上叠合一个厚度为25μm的紫外截断PET薄膜,从而得到根据本发明的光学叠层板F-3。
如此得到的光学叠层板F-3经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
在实验之后,对实验前后光学叠层板F-3的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板F-3的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板F-3进行耐磨性实验。固定叠层板F-3,使得保护层作为上表面。将一块白布贴在摩擦元件上。在叠层板上该元件在10cm距离内往返移动,每50秒50次。在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。例7
在参考例7中所得到的胆甾液晶薄膜表面上,使用刮棒涂布机涂布厚度为5μm的一种商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,使用台式胶合机在该粘合剂层上叠合一玻璃基板,并照射紫外线,以使粘合剂固化。
在固化粘合剂之后,从聚苯硫醚取向薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜,以180°角度对其端部进行拉伸,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/玻璃基板顺序叠合在一起的叠层板。
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一按衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/玻璃基板顺序构成的叠层板G。
通过对叠层板G的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板G放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板G时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板G的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板G的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板G的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板G-1。
如此得到的叠层板G-1经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板G-1的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板G-1的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板G的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板G-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板G-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实其保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板G-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板G的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而形成一紫外吸收层。使用刮棒涂布机在紫外吸收层上涂布厚度为5μm的RepoxySP-1509(Showa High Polymer公司制造)与4%重量的Lucirin TPO(BASF公司制造)的混合物的20%重量的异丙醇溶液,然后使用500mJ/cm2的紫外辐射进行固化,以形成硬质镀层,从而得到根据本发明的光学叠层板G-3。
如此得到的光学叠层板G-3经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
在实验之后,对实验前后光学叠层板G-3的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板G-3的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板G-3进行耐磨性实验。叠层板G-3被固定,以使保护层成为上表面。将一块白布贴在摩擦元件上。该元件在10cm距离内往复运动,50秒50次。在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为4。例8
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和在参考例8中所得到的胆甾液晶薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,并利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/聚苯硫醚薄膜构成的两层叠层板。使用刮棒涂布机在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,通过台式胶合机在该粘合剂层上叠合一玻璃基板,并进行紫外线辐照,以固化粘合剂。
在固化粘合剂之后,以180°角度对其端部进行拉伸,从聚苯硫醚薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/玻璃基板顺序叠合在一起的叠层板H。
通过对叠层板H的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板H放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板H时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板H的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板H的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板H的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板H-1。
显然可以证实,其上叠合有紫外吸收剂的叠层板H-1与紫外吸收剂叠合之前的叠层板相比具有相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
使用刮棒涂布机在叠层板H的胆甾液晶层表面上涂布Repoxy SP-1509(Showa High Polymer公司制造)与4%重量的Lucirin TPO(BASF公司制造)的混合物的20%重量的异丙醇溶液,厚度为5μm,然后使用500mJ/cm2的紫外辐射进行固化,从而得到根据本发明的光学叠层板H-2。
显然可以证实,其上叠合有紫外吸收剂的叠层板H-2与紫外吸收剂叠合之前的叠层板相比具有相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在叠层板H的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造),同一公司生产的10%重量的M-320和5%重量的基于二苯甲酮的紫外吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,以使粘合剂固化,并形成具有紫外吸收特性和硬质镀层特性的保护层,从而得到根据本发明的光学叠层板H-3。
显然可以证实,其上叠合有紫外吸收层和硬质镀层的叠层板H-3与紫外吸收层和硬质镀层叠合之前的叠层板相比,具有相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择吸收特性。例9
使用刮棒涂布机在参考例9中得到的胆甾液晶薄膜的表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后将表面覆盖以铝膜的塑料基板叠合在粘合剂层上,并进行紫外线辐射,以使粘合剂固化。
在固化粘合剂之后,以180°角度对其端部进行拉伸,从聚苯硫醚取向薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜,得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/铝膜顺序叠合在一起的叠层板。
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/亳米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的叠层板以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/铝膜构成的叠层板I。
通过对叠层板I的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。经证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板I放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板I时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板I的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板I的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板I的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板I-1。
如此得到的叠层板I-1经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板I-1的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实其保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板I-1的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板I的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造)和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板I-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板I-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板I-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板I的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而形成一紫外吸收层。在该紫外吸收层上涂布一层其中分散有硅粉(Aerosil R812,Nippon Aerosil有限公司制造)的光致凝固丙烯酸低聚物粘合剂,使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线辐射进行照射,以使粘合剂固化并形成硬质镀层,从而得到根据本发明的光学叠层板I-3。
如此得到的光学叠层板I-3经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
在实验之后,对实验前后光学叠层板I-3的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板I-3的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板I-3进行耐磨性实验。叠层板I-3被固定,以使保护层成为上表面。将一块白布贴在摩擦元件上。该元件在10cm距离内在叠层板上往复运动,每50秒50次。在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为4。例10
将刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和在参考例10中所得到的胆甾液晶薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/聚苯硫醚薄膜构成的两层叠层板。使用刮棒涂布机在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,通过台式胶合机在该粘合剂层上叠合一表面上覆盖铝膜的塑料基板,通过紫外辐射,固化粘合剂。在固化粘合剂之后,以180°角度对其端部进行拉伸,从聚苯硫醚取向薄膜在界面处剥离胆甾液晶薄膜,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/铝膜顺序层叠在一起的叠层板J。
通过对叠层板J的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板J放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板J时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板J的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,从观察结果发现,叠层板J的胆甾液晶薄膜可以用做根据本发明的光学叠层板的胆甾液晶薄膜。
在叠层板J的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板J-1。
显然可以证实,其上叠合有紫外吸收剂的叠层板J-1与紫外吸收剂叠合之前的叠层板相比具有相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
在叠层板J的胆甾液晶层表面上涂布一种UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造),该粘合剂包含20.0%重量的光致凝固型丙烯酸低聚物Aronix M-240(Toagosei有限公司制造),和10%重量的M-320(Toagosei有限公司制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板J-2。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板J-2进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板J-2的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。
在叠层板J的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂AronixUV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而形成一紫外线吸收层。在该紫外线吸收层上涂布一层其中分散有硅粉(Aerosil R812,Nippon Aerosil有限公司制造)的光致凝固丙烯酸低聚物粘合剂,使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外辐射进行照射,以使粘合剂固化并形成硬质镀层,从而得到根据本发明的光学叠层板J-3。
显然可以证实,其上叠合有紫外吸收层和硬质镀层的叠层板J-3与紫外吸收层和硬质镀层叠合之前的叠层板相比,呈现相似的由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择吸收特性。例11
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物(R-form optically active compound)的液晶聚酯,重均分子量Mw为3,000,分子量分布Mw/Mn为2.0,固有粘度为0.124,Tg为80℃,Ti为230℃,从而形成一薄膜。
然后,在180℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和液晶表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/取向基板构成的叠层板。
通过对叠层板的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。
使用刮棒涂布机在叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,使用台式胶合机在粘合剂层上叠合一层三乙酰纤维素薄膜(TAC),经过紫外辐射的照射,使该粘合剂固化。
在固化粘合剂之后,通过以180°角度对其端部进行拉伸,从聚苯硫醚取向薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜,从而得到一按衍射光栅图案转移其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜顺序层叠而构成的叠层板。
在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂Aronix UV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的光学叠层板。
如此得到的叠层板经受加速耐光实验。在样品表面处100W/m2(波长在300到700nm范围内)的辐射光照度下,使用氙弧灯型耐光实验装置Sun Tester CPS(Shimadzu公司制造)进行100小时的实验。
结果,对实验前后光学叠层板的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。例12
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为7,000,分子量分布Mw/Mn为2.0,固有粘度为0.144,Tg为85℃,Ti为230℃,从而形成一薄膜。
然后,在200℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
通过例11的方法制备叠层板,除了使用如此得到的薄膜以外。在胆甾液晶薄膜表面上形成一保护层,从而得到根据本发明的光学叠层板。对该光学叠层板进行与例11相同的加速耐光实验。实验结果与例11相同。例13
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为20000,分子量分布Mw/Mn为2.2,固有粘度为0.344,Tg为102℃,Ti为250℃,从而形成一薄膜。
然后,在220℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和液晶薄膜表面彼此相对,然后在150℃温度和3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一由衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/取向基板构成的叠层板。
通过对叠层板的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在由衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,叠层板的胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。另外,可以证实通过将衍射光栅的衍射图案转印到上述胆甾液晶薄膜上可以得到本发明的胆甾液晶薄膜。
使用刮棒涂布机在该叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的包含紫外吸收剂和硬质镀层剂的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后,使用台式胶合机在粘合剂层上叠合一个聚对苯二甲酸乙二酯薄膜,经过紫外辐射的照射,使粘合剂固化。在固化粘合剂之后,通过以180°角度对其端部进行拉伸,从聚苯硫醚薄膜上在界面处剥离胆甾液晶薄膜。
使用台式胶合机通过紫外凝固型粘合剂在胆甾液晶薄膜上叠合一个三乙酰纤维素薄膜,经过紫外辐射的照射,使粘合剂固化。然后,在粘合剂层界面处剥离包含紫外吸收剂和硬质镀层剂的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜,从而得到根据本发明的由包含紫外吸收剂和硬质镀层剂的保护层/胆甾液晶薄膜/粘合剂层/三乙酰纤维素构成的光学叠层板。对比例3
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为950,分子量分布Mw/Mn为2,固有粘度为0.06,Tg为60℃,Ti为220℃,从而形成一薄膜。
然后,在180℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜。所产生的薄膜被部分断裂,该薄膜在胆甾取向中具有不规则性和不均匀性。另外,该薄膜没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止此光学叠层板的制备。对比例4
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为120,000,分子量分布Mw/Mn为4.0,固有粘度为2.0,Tg为150℃,Ti为240℃,从而形成一薄膜。
然后,在220℃温度下对该薄膜加热20分钟,产生呈现出淡黄色弱镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,中心波长没有清晰地位于550到600nm范围内,选择反射波长带宽呈现出弱的宽带选择反射性。通过显微镜BX50(Olympus光学有限公司制造)对薄膜进行观察,证实在薄膜上的取向中存在大量缺陷。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,,然后在120℃温度和3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜。所产生的薄膜在取向中具有更多缺陷,没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止光学叠层板的制备。对比例5
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为95,000,分子量分布Mw/Mn为6.0,固有粘度为1.5,Tg为145℃,Ti为240℃,从而形成一薄膜。
然后,在220℃温度下对该薄膜加热20分钟,产生呈现出淡黄色弱镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,中心波长没有清晰地位于550到600nm范围内,选择反射波长带宽呈现出弱的宽带选择反射性。通过显微镜BX50(Olympus光学有限公司制造)对薄膜进行观察,证实在薄膜上的取向中存在大量缺陷。
将与对比例4相同的衍射光栅叠合在所得到的薄膜上,使衍射表面与薄膜彼此面对。在与对比例4相同的条件下将衍射图案转印到薄膜上,剥离衍射光栅薄膜。所产生的薄膜在取向上存在更多的缺陷,没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止此光学叠层板的制备。对比例6
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为98,000,分子量分布Mw/Mn为3.0,固有粘度为1.8,Tg为205℃,Ti为250℃,从而形成一薄膜。然后,在230℃温度下对该薄膜加热20分钟,产生呈现出淡黄色弱镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,中心波长没有清晰地位于550到600nm范围内,选择反射波长带宽呈现出弱的宽带选择反射性。通过显微镜BX50(Olympus光学有限公司制造)对薄膜进行观察,证实在薄膜上的取向中存在大量缺陷。
将与对比例4相同的衍射光栅叠合在所得到的薄膜上,使衍射表面彼此面对。在与对比例4相同的条件下将衍射图案转印到薄膜上,剥离衍射光栅薄膜。所产生的薄膜在取向上存在更多的缺陷,没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止此光学叠层板的制备。对比例7
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为1040,分子量分布Mw/Mn为2.1,固有粘度为0.06,Tg为15℃,Ti为36℃,从而形成一薄膜。然后,在30℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将与对比例3相同的衍射光栅叠合在所得到的薄膜上,使衍射表面与薄膜彼此面对。在与对比例3相同的条件下将衍射图案转印到薄膜上,剥离衍射光栅薄膜。所产生的薄膜的一部分胆甾液晶相转变为各向同性相,并且胆甾相是不规则和不均匀的。另外,该薄膜没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止此光学叠层板的制备。对比例8
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为1030,分子量分布Mw/Mn为2.2,固有粘度为0.046,Tg为20℃,Ti为115℃,从而形成一薄膜。
然后,在100℃温度下对该薄膜加热5分钟,产生呈现出金色镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将与对比例4相同的衍射光栅叠合在所得到的薄膜上,使衍射表面与薄膜彼此面对。在与对比例4相同的条件下将衍射图案转印到薄膜上,剥离衍射光栅薄膜。所产生的薄膜被部分断裂,该薄膜在胆甾取向中具有不规则性和不均匀性。另外,该薄膜没有呈现出由衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,结束此光学叠层板的制备。对比例9
在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上旋转涂布一种包含种R-形旋光性化合物的液晶聚酯,重均分子量Mw为98,900,分子量分布Mw/Mn为4.0,固有粘度为2.5,Tg为148℃,Ti为250℃,从而形成一薄膜。然后,在220℃温度下对该薄膜加热20分钟,产生呈现出淡黄色弱镜面反射的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,中心波长没有清晰地位于550到600nm范围内,选择反射波长带宽呈现出弱的宽带选择反射性。通过显微镜BX50(Olympus光学有限公司制造)对薄膜进行观察,证实在薄膜上的取向中存在大量缺陷,从而没有形成均匀胆甾相。
将与对比例4相同的衍射光栅叠合在所得到的薄膜上,使衍射表面与薄膜彼此面对。在与对比例4相同的条件下将衍射图案转印到薄膜上,剥离衍射光栅薄膜。所产生的薄膜在取向上存在更多的缺陷,没有呈现出衍射图案所导致的彩虹颜色特性。因而,终止此光学叠层板的制备。例14
制备一种包含R-形旋光性化合物的液晶聚酯的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(溶液浓度:20%重量比),固有粘度为0.144dl/g,Tg为85℃。在叠合在聚醚砜薄膜(Sumitomo Bakelite有限公司制造)上的、用作取向基板的经研磨的聚酰亚胺SE-5291(Nissan化学工业有限公司制造)上,旋转涂敷前面所得到的溶液,然后在200℃温度下对该薄膜加热5分钟,从而得到呈现出金色镜面反射特性的薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对所得到的薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm、选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和液晶表面彼此相对,并放置在26吨冲压机上(Sinnei Sangyo公司制造),然后在90℃温度和5Mpa压力下加热、加压1分钟。然后,从冲压机上取下薄膜,剥离光栅薄膜。
通过对叠层板的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相位和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。在该区域螺旋转数(helical turns)为4。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。
在胆甾液晶薄膜的衍射图案转印表面上,使用刮棒涂布机涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型腈纶粘合剂。然后,使用胶合机在该粘合剂层上叠合一个三乙酰纤维素(TAC)薄膜,作为支撑基板,进行紫外辐射照射,使该粘合剂固化。
在固化该粘合剂之后,从取向基板上剥离该胆甾液晶薄膜,从而得到一按衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜顺序叠合而构成的叠层板。
使用刮棒涂布机在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的硅酮漆KR9706(Shin-Etsu化学有限公司制造),然后对漆进行热固化,形成保护层,从而得到根据本发明的由硅酮硬质镀层/胆甾液晶层/粘合剂层/TAC薄膜构成的光学叠层板。
显然可以证实所产生的叠层板呈现出衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例15
使用例14的步骤,除了使用聚苯硫醚薄膜作为取向基板以外,从而得到一由胆甾液晶层/粘合剂层/TAC薄膜构成的叠层板。显然可以证实所产生的叠层板呈现出衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。
从叠层板上剥离聚苯硫醚取向薄膜基板,从而得到由TAC支撑薄膜基板/粘合剂层/胆甾液晶薄膜构成的叠层板,该叠层板具有这样一种结构,衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜表面通过粘合剂粘接到TAC薄膜上。
使用刮棒涂布机在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的硅酮漆KR9706(Shin-Etsu化学有限公司制造),然后对漆进行热固化,形成保护层,从而得到根据本发明的由硅酮硬质镀层/胆甾液晶层/粘合剂层/TAC薄膜构成的光学叠层板。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对叠层板进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。例16
将与例12相同的液晶聚酯的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(溶液浓度:20%重量)旋转涂敷在经研磨的聚苯硫醚薄膜(取向基板)上,然后在200℃温度下加热5分钟,从而得到呈现出金色镜面反射性的薄膜。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触一秒钟,从而将衍射图案转印到所得到的薄膜上。
通过对胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实存在衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜对胆甾液晶薄膜的相和横截面进行观察。证实在薄膜表面上形成了胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。
使用刮棒涂布机在所得到的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的一种光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。在涂敷的表面上叠合一个TAC支撑基板,然后用紫外辐射进行照射,使粘合剂固化,从而得到一叠层板。从胆甾液晶薄膜表面剥离聚苯硫醚取向薄膜。
使用刮棒涂布机在暴露的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的硅酮漆KR9706(Shin-Etsu化学有限公司制造),然后对漆进行热固化,形成保护层,从而得到根据本发明的由基于硅酮的硬质镀层/胆甾液晶层/TAC薄膜构成的光学叠层板。
使用Suga Test Instruments有限公司制造的摩擦检测器FR-I型对所得到的叠层板进行耐磨性实验。按照JIS-L-0849进行该实验,条件是摩擦数为每50秒50圈。
在实验之后,没有发现划痕,褪色标准为3-4。对实验前后胆甾液晶层的反射颜色进行视觉比较,发现在反射颜色上没有差别。即使在实验后,也可以证实叠层板保持衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,对光学叠层板的胆甾液晶层的取向状态和光衍射效果进行观察,发现与实验前相比,这些性质没有改变。参考例11:胆甾液晶薄膜的制备
制备一种包含R-形旋光性化合物的液晶聚酯的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(溶液浓度:20%重量),在30℃时固有粘度为0.145dl/g,Tg为85℃。
将所得到的溶液旋转涂敷在经研磨的聚苯硫醚薄膜(PPS;取向基板)上,并在200℃下加热5分钟,导致在取向基板上形成了呈现出金色选择反射性的胆甾液晶薄膜。
使用JASCO公司制造的紫外、可见、红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量,证实形成了胆甾液晶薄膜,胆甾液晶薄膜的胆甾相呈现出中心波长大约为600nm,选择反射波长带宽大约为100nm的选择反射性,薄膜厚度为1.6μm。例17
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和参考例11中得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使得在PPS薄膜上衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在120℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,并利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而得到一衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜。
通过对叠层板的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然证实存在衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。在该区域螺旋转数(helical turns)为5。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从前面的观察证实,胆甾液晶薄膜在薄膜表面上具有一个区域,该区域呈现出衍射性并且衍射光为右旋圆偏振光。
使用刮棒涂布机在所得到的胆甾液晶薄膜的衍射图案转印的表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的一种光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后使用胶合机在粘合剂层上叠合一个三乙酰纤维素(TAC)支撑薄膜,然后用紫外辐射进行照射,使粘合剂固化,然后沿180°方向剥离PPS取向薄膜基板。
在暴露的胆甾液晶薄膜上涂敷厚度为5μm的一种光致凝固型腈纶粘合剂。然后,使用胶合机在所涂敷的表面上叠合一个TAC支撑薄膜基板,然后使用紫外辐射进行照射,使粘合剂固化,然后得到根据本发明的作为偏振衍射元件的光学叠层板。
使用偏光显微镜和透射电子显微镜对所得到的叠层板进行观察,利用波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中而观察取向状态。与支撑基板胶合之前相比没有观察到差别。从视觉观察上看,显然可以证实存在衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例18
下面使用与例17相同的方法,在PPS取向薄膜基板上得到衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜。
在PPS薄膜上的胆甾液晶薄膜表面上涂敷一种商业上可得到的光致凝固型腈纶粘合剂,并在其上粘贴厚度为25μm的聚酯支撑薄膜。然后剥离PPS取向基板薄膜,从而得到由支撑基板/光致凝固粘合剂层/胆甾液晶薄膜构成的叠层板。
在该叠层板的胆甾液晶薄膜上形成一保护层,从而得到根据本发明的用作偏振衍射元件的光学叠层板。由80μm厚的包含UV吸收剂的三乙酰纤维素(TAC)薄膜UVD80(Fuji Photo Film公司制造)和一种商业上可得到的聚酯基的热溶胶水,通过加热到100℃的胶合机形成该保护层。
显然可以证实所产生的叠层板呈现出衍射图案所导致的彩虹衍射特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例19
使用与例17相同的方法在PPS取向薄膜上得到衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜。
使用一种商业上可得到的腈纶光致凝固型粘合剂将覆盖有基于硅酮的脱模剂(releasing agent)的25μm厚聚酯薄膜(易剥离基板)粘贴到上面所得到的PPS薄膜上,从而在PPS薄膜上覆盖脱模剂的表面与胆甾液晶薄膜表面彼此面对。然后,仅剥离PPS取向薄膜,从而得到一种由易剥离基板/光致凝固型粘合剂/胆甾液晶薄膜构成的叠层板。
使用传统方式在该叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂敷一种商业上可得到的聚酯基的热融性粘合剂。在该粘合层上层叠1mm厚的聚氯乙烯片,该聚氯乙烯片的一个表面上沉积有一铝膜,使得该薄膜表面面对粘合层表面。然后进行热成型(hot-stumped),得到叠层板。能够从光致凝固性粘合剂层上完全剥离易剥离薄膜,从而得到根据本发明的以光致凝固粘合剂层作为保护层、以聚氯乙烯片作为支撑基板的叠层板。
显然可以证实所产生的叠层板呈现出衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。例20
使用50mmol对苯二甲酸,20mmol羟基苯甲酸,20mmol邻苯二酚,10mmol(R)-2-甲基-1,4-丁二醇和100mg醋酸钠,在氮气氛下分段升温,如180℃一个小时,200℃一个小时和250℃一个小时,进行缩聚反应。
在释放氮气的同时在250℃温度下继续进行2小时的缩聚,在同样温度下在减小压力的条件下继续进行1小时的缩聚。所产生的聚合物被溶于四氯乙烷,并用甲醇进行沉淀,从而得到液晶聚酯。
所产生的聚酯溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮而得到的溶液(20%重量),被旋转涂敷在经研磨的聚苯硫醚取向薄膜上。在涂敷之后,薄膜被干燥,以去除N-甲基-2-吡咯烷酮,从而在聚苯硫醚薄膜上形成一液晶聚酯薄膜。利用接触型薄膜厚度仪对干燥的聚酯薄膜的厚度进行测量,发现其厚度为1.6μm。
然后,在取向基板上的液晶薄膜在185℃温度下被热处理5分钟,然后冷却到室温,从而在取向基板上得到呈现出金色镜面反射特性的聚酯薄膜。
使用JASCO公司生产的紫外、可见,红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量。证实形成一种胆甾液晶薄膜,该液晶薄膜呈现出中心波长大约为600nm的选择反射性,且选择反射波长带宽大约为110nm。
使用光谱比色计CM-3500d(Minolta有限公司制造)测量薄膜的镜面分量排除(SCE)和镜面分量包含(SCI),发现SCE和SCI分别为4%和45%。漫射率大约为9%。从视觉观察上看,证实该薄膜呈现金属光泽的金色,且具有呈现出华丽色彩的结构。
从镜面反射方向可以观察到明亮的反射光,不过在其它角度没有观察到明亮的反射光。该薄膜具有与镜面表面相同的特性。
使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察该胆甾液晶薄膜的相和横截面。证实沿厚度方向该胆甾液晶相的螺旋轴彼此均匀地平行。
将一刻线的衍射光栅薄膜(900线/毫米,Edmond Scientific Japan Co.生产)和所得到的薄膜以这样一种方式叠合在一起,使得衍射表面和胆甾液晶薄膜表面彼此相对,然后在150℃温度和0.3Mpa压力下进行加热和加压,并利用Tokyo Laminex公司制造的Laminator DX-350滚动接触0.5秒钟,然后冷却到室温并去除衍射光栅薄膜,从而将衍射图案转印到该胆甾液晶薄膜上。
通过对胆甾液晶薄膜表面进行观察,显然证实存在衍射图案所产生的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的金色选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜层的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此间不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将该薄膜放在普通的室内照明中,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光,也没有胆甾液晶特有的金色反射颜色。
使用与上述相同的方法测量具有衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜的漫射率,发现漫射率大约为9%。
从上面显然可以得出该胆甾液晶薄膜具有大约为9%的漫射率,并且在其表面上具有一呈现出衍射性的区域。
使用刮棒涂布机在具有衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜表面上涂布厚度为5μm的商业上可得到的光致凝固型丙烯酸低聚物粘合剂。然后使用台式胶合机在该粘合剂层上叠合一个TAC薄膜,经过紫外辐射的照射,使粘合剂固化。在固化粘合剂之后,通过以180°角度对其端部进行拉伸,从取向基板上剥离该胆甾液晶薄膜,从而得到一按胆甾液晶薄膜/粘合剂层/TAC薄膜顺序层叠在一起而构成的叠层板。
在所得到的叠层板的胆甾液晶薄膜表面上涂布一层UV-固化粘合剂Aronix UV-3630(Toagosei有限公司制造的,并用同一公司制造的M-111进行稀释,得到250mPa·s的粘度),该粘合剂包含5.0%重量的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂Cyasorb UV-24(Cytec Ind.制造),使用刮棒涂布机涂布5μm厚,然后用紫外线进行照射,使粘合剂固化,从而得到根据本发明的叠层板。例21
将同为正单轴液晶化合物的6.42克双1,4[4-(6-丙烯酰氧基乙基)苯甲酰基]甲基氢醌、0.98克的1-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸基]4-苯甲腈和2.6克商业上可得到的一种手性掺杂液晶S-811(Rodick公司制造)溶解在90克蒸馏的N-甲基-2-吡咯烷酮中,得到一种溶液。所得到的溶液中混入0.5毫克的氟基表面活性剂S-383(Asahi Glass公司制造),0.3克光致引发剂Irgacure 907(Ciba-Geigy公司制造)和0.1克二乙基-噻吨酮光敏化剂。使用刮棒涂布机将得到的溶液涂敷在具有用人造纤维布进行研磨的表面的聚乙烯石脑油(PEN)薄膜(Mitsubishi Daiya Foil公司制造)上。然后,将薄膜放置在清洁的烤箱中,在60℃温度下干燥15分钟。然后在同一烤箱中在85℃下对薄膜加热6分钟,以大约1℃/分钟的速度冷却到50℃的温度,从而在PEN薄膜上得到具有前面所述的低分子胆甾液晶的薄膜。使用接触型厚度仪测量薄膜的厚度,发现厚度为1.5μm。
然后,再次将胆甾液晶薄膜与PEN薄膜一起放置于50℃温度的烤箱中,并在氧气浓度为250ppm或更小的氮气氛中进行紫外线照射。在最大照射强度为120W/cm2,全部辐射剂量为135mJ,照射时间为5秒的条件下使用高压水银蒸汽灯进行紫外线照射。在照射之后胆甾液晶薄膜被固化到一定程度,且不具有照射之前所观察到的流动性。该薄膜的表面强度低于6B铅笔的硬度,且不能被精确地确定。
将该薄膜切割成长度为10cm、宽度为3cm的矩形,以使研磨方向为长度方向。将一种商业上可得到的浮雕影片J52,989(Edmond Scientific日本公司制造)切割成长度为12cm宽度为5cm的矩形,使衍射光栅的光栅方向为长度方向。然后,将两个矩形片一个叠合在另一个上面,使胆甾液晶薄膜表面与浮雕影片的衍射光栅表面相接触。然后使用玻璃纸带固定该叠合薄膜的短边。将该薄膜***通过一个热层压装置DX-350(Tokyo Laminex公司制造),使得短边为前端。在温度为72℃的层压辊处进行热层压,样品行进速度为每秒30mm。从该装置出来的叠层板被冷却到室温,然后在室温下进行电子束辐射。使用电子束辐射装置(EyeElectron Beam公司制造)在室温下进行电子束照射,在0.20%氧气浓度下加速电压为30kV。在照射之后,沿纵向方向从该叠层板剥离浮雕影片。保留在PEN薄膜上的胆甾液晶薄膜被固化,该薄膜的表面硬度具有2H铅笔硬度的量级。
使用JASCO公司生产的紫外、可见,红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量。证实形成一种胆甾液晶薄膜,该液晶薄膜呈现出中心波长大约为580nm的选择反射性,且选择反射波长带宽大约为40nm。
使用光谱比色计CM-3500d(Minolta有限公司制造)测量薄膜的镜面分量排除(SCE)和镜面分量包含(SCI),发现SCE和SCI分别为5%和43%。漫射率大约为12%。
从视觉观察上看,证实该薄膜呈现金属光泽的金色,具有呈现出华丽色彩的结构。从镜面反射方向可以观察到明亮的反射光,不过在其它角度没有观察到明亮的反射光。该薄膜具有与镜面表面相同的特性。另外,当薄膜长度方向处于12点位置,从3点和9点位置进行观察,观察到该薄膜没有呈现出胆甾相所产生的反射,而是表示出衍射光栅所导致的彩虹颜色。
分别用偏光显微镜和透射电子显微镜对胆甾液晶薄膜层的相和横截面进行观察。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。还证实在其它区域,沿厚度方向螺旋轴彼此均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度均匀地相等。
将He/Ne激光束从PEN薄膜一侧垂直入射在胆甾液晶薄膜上。结果,在0°和大约±9°的出射角处观察到零级和±1级光。为了检测偏振特性,将叠层板放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光和胆甾液晶所导致的非常鲜艳的黄色反射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光。
从上面的观察证实PEN薄膜上的胆甾液晶薄膜具有大约为12%的漫射率,并且在表面上具有一呈现衍射性的区域。
使用与例20相同的步骤,除了使用上面所得到的PEN薄膜/胆甾液晶薄膜构成的叠层板,而不使用例20中所使用的聚苯硫醚薄膜/胆甾液晶薄膜以外,从而得到根据本发明的光学叠层板。例22
使用50mmol对苯二甲酸,20mmol羟基苯甲酸,20mmol邻苯二酚,10mmol(R)-2-甲基-1,4-丁二醇和100mg醋酸钠,在氮气氛下分段升温,如180℃一个小时,200℃一个小时和250℃一个小时,进行缩聚反应。
在释放氮气的同时在250℃温度下继续进行2小时的缩聚,在同样温度下在减小压力的条件下继续进行1小时的缩聚。所产生的聚合物被溶于四氯乙烷,并用甲醇进行沉淀,从而得到液晶聚酯。
所产生的聚酯溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液(20%重量),被旋转涂敷在经研磨的聚苯硫醚取向薄膜上。在涂敷之后,薄膜被干燥,以去除N-甲基-2-吡咯烷酮,从而在聚苯硫醚薄膜上形成一液晶聚酯薄膜。利用接触型薄膜厚度仪对薄膜厚度进行测量,发现其厚度为2.0μm。
然后,该液晶薄膜在185℃温度下热处理3分钟,并且冷却到室温,从而在聚苯硫醚薄膜上得到一呈现出金色反射特性的液晶聚酯薄膜。
使用JASCO公司生产的紫外、可见,红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量。证实形成一种胆甾液晶薄膜,该液晶薄膜呈现出中心波长大约为602nm的选择反射性,且选择反射波长带宽大约为110nm。使用光谱比色计CM-3500d(Minolta有限公司制造)测量薄膜的镜面分量排除(SCE)和镜面分量包含(SCI),发现SCE和SCI分别为19%和45%。漫射率大约为42%。
从视觉观察来看,证实该薄膜呈现出带滚花的金色反射光,并且可以从所有方向看见相似的反射光。另外,该薄膜不反射观察者,且在可视性上是非常出色的。
使用与例20中所使用的相同的衍射光栅薄膜,在相同条件下将衍射图案转印到该液晶薄膜表面上。然后,去除衍射光栅薄膜。
通过对具有衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜表面的观察,显然可以证实存在由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向螺旋轴彼此不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。为了检测偏振特性,将该薄膜放在普通的室内照明下,通过一个仅透过右旋圆偏振光的右旋圆偏振片进行观察。结果,与不使用偏振片进行的观察相比观察到基本上为相同亮度的彩虹色反射/衍射光和滚花金色反射光。而当通过仅透过左旋圆偏振光的左旋圆偏振片观察叠层板时,观察到暗场,且没有彩虹色反射/衍射光,也没有胆甾液晶产生的金色反射。
在衍射图案转化之后使用上述方法测量薄膜的漫射率,发现漫射率大约为42%。
从而,证实该薄膜在表面上具有一呈现衍射性的区域。
然后,使用例20的方法通过一种商业上可得到的光致凝固型粘合剂将衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜粘贴到TAC薄膜上。随后,剥离取向基板,然后按照例20的方法在胆甾液晶薄膜上形成一保护层,从而得到根据本发明的光学叠层板。例23
将与例22中所使用的相同液晶聚酯溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(20%重量)中所得到的溶液旋转涂敷在一经研磨的聚苯硫醚取向基板薄膜上,使干燥之后该涂敷的薄膜厚度大约为2.4μm,从而在该取向基板上形成一液晶聚酯薄膜。
在175℃温度下对该取向基板上的液晶聚酯薄膜加热4分钟,然后冷却到室温,从而得到一呈现出黄色反射颜色的液晶薄膜。
使用JASCO公司生产的紫外、可见,红外分光光度计V-570对薄膜的透射光谱进行测量。证实形成一种胆甾液晶薄膜,该液晶薄膜呈现出中心波长大约为585nm的选择反射性,且选择反射波长带宽大约为100nm。使用光谱比色计CM-3500d(Minolta有限公司制造)测量薄膜的镜面分量排除(SCE)和镜面分量包含(SCI),发现SCE和SCI分别为34%和38%。漫射率大约为89%。通过视觉观察,证实该薄膜呈现出非镜面反射的带滚花金色反射光,并且从所有方向看到相同的反射光。另外,该薄膜不反射观察者,且在可视性上是非常出色的。
分别使用偏光显微镜和透射电子显微镜观察胆甾液晶薄膜的相和横截面。证实在薄膜表面中形成胆甾取向,其中沿厚度方向该胆甾相的螺旋轴彼此均匀地平行。
使用与例20中所使用的相同的衍射光栅薄膜,在相同条件下将衍射图案转印到胆甾液晶薄膜表面上。然后,去除衍射光栅薄膜。
通过对具有衍射图案转印其上的胆甾液晶薄膜表面进行观察,显然可以证实存在由衍射图案所导致的彩虹颜色特性和胆甾液晶特有的金色选择反射特性。另外,分别使用偏光显微镜和透视电子显微镜观察胆甾液晶薄膜的相和横截面。证实在薄膜表面中形成了胆甾取向,其中沿厚度方向胆甾相的螺旋轴彼此不均匀地平行,且沿厚度方向螺距长度不均匀地相等。
将波长为632.8nm的He/Ne激光束垂直入射到胆甾液晶薄膜中。结果,在0°和大约±35°出射角处观察到激光束。
使用上述方法测量衍射图案转印其上的薄膜的漫射率,发现漫射率大约为89%。
从上述可以证实,该胆甾液晶薄膜为漫射率大约为89%的非镜面,且在其表面上具有一呈现出衍射性的区域。
然后,按照例20的方法通过一种商业上可得到的光致凝固性粘合剂将该胆甾液晶薄膜粘贴在TAC薄膜上。随后,剥离该取向基板,并按照例20的方法在暴露的胆甾液晶薄膜上形成一保护层,从而得到一根据本发明的光学叠层板。

Claims (9)

1.一种光学叠层板,包括按顺序叠合在一起的一支撑基板、一粘合剂层,一胆甾液晶层和一保护层,其中所述胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
2.根据权利要求1所述的光学叠层板,其中在其至少一部分上具有呈现出衍射性的区域的所述胆甾液晶层具有一胆甾液晶薄膜,通过使一衍射光栅与形成在一取向基板上的所述胆甾液晶薄膜相接触,一衍射图案被转印及产生在该胆甾液晶薄膜上,从而将该光栅的衍射图案转印其上,然后从该薄膜上去除所述衍射光栅,并且剥离所述取向基板。
3.根据权利要求2所述的光学叠层板,其中所述胆甾液晶薄膜由具有下列物理特性的聚合物液晶形成:
(1)由GPC测量的根据聚苯乙烯的重均分子量为1000到100000;
(2)分子量分布(Mw/Mn,其中Mn为数均分子量)为5或更小;
(3)在30℃下60/40重量比的酚/四氯乙烷混合溶剂中,0.5g/dl浓度的聚合物液晶中测得的固有粘度为0.05到2.0;
(4)玻璃转变点温度(Tg)为200℃或更低;
(5)从液晶相到各向同性相的转变温度(Ti)为40℃或更高。
4.根据权利要求1所述的光学叠层板,其中所述叠层板通过下面步骤制造:
(a)在一取向基板上形成一胆甾液晶薄膜;
(b)将一衍射光栅与所述薄膜相接触,从而将所述光栅的衍射图案转印到所述薄膜的表面上;
(c)通过粘合剂将所述衍射图案被转印其上的薄膜表面粘贴在一支撑基板上,从而制备一由所述支撑基板/粘合剂层/衍射图案被转印其上的胆甾液晶薄膜/取向基板构成的4层叠层板;
(d)从所述4层叠层板上剥离所述取向基板,从而制备一由所述支撑基板/粘合剂层/衍射图案被转印其上的胆甾液晶薄膜构成的3层叠层板;
(e)在所述3层叠层板的所述胆甾液晶薄膜上形成一保护层。
5.根据权利要求1所述的光学叠层板,其中所述叠层板通过下面步骤制造:
(a)在一取向基板上形成一胆甾液晶薄膜;
(b)将一衍射光栅与所述薄膜相接触,从而将所述光栅的衍射图案转印到所述薄膜的表面上;
(c)通过一包含紫外吸收剂和/或硬质镀层剂的活性粘合剂将所述衍射图案被转印其上的薄膜表面粘贴在一易剥离基板上,并且剥离所述取向基板,从而制备一由所述易剥离基板/保护层/衍射图案被转印其上的薄膜构成的3层叠层板;
(d)通过一粘合剂将所述3层叠层板的所述胆甾液晶薄膜粘贴在一支撑基板上,从而制备一由所述易剥离基板/保护层/衍射图案被转印其上的薄膜/粘合剂层/支撑基板构成的5层叠层板;以及
(e)从所述5层叠层板上剥离该易剥离基板。
6.一种偏振衍射元件,包括一支撑基板、一粘合剂层、一胆甾液晶层和一保护层,其中所述胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
7.一种用于液晶显示器的补偿元件,包括一支撑基板、一粘合剂层、一胆甾液晶层和一保护层,其中所述胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
8.一种装饰元件,包括一支撑基板、一粘合剂层、一胆甾液晶层和一保护层,其中所述胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
9.一种防伪元件,包括一支撑基板、一粘合剂层、一个胆甾液晶层和一保护层,其中所述胆甾液晶层在其至少一部分上具有一呈现出衍射性的区域。
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