半透过反射膜 【技术领域】
本发明涉及具有半透过反射功能的半透过反射膜，特别是用于液晶显示器光源的半透过反射膜。本发明还涉及用于液晶显示器的层压制品。
背景技术
由于液晶显示器的优点，包括易于减小厚度和尺寸以及能耗小，近年来液晶显示器迅速盛行，被用作个人电脑、汽车导航系统、PDA和手机的显示器。然而，从液晶元件观察侧反面发射的光对于从液晶显示器观察影像是必需的。虽然液晶显示器是节能显示器，但是对用于分辨液晶显示的光源的要求是限制便携式电子设备使用时间的因素。
已开发出半透过反射液晶显示器以便解决该问题。半透过反射型液晶显示器在周围环境明亮时通过反射外部光来显示影像，而在环境暗淡时通过使用内置光源来发射光进行显示。
然而，即使用半透过反射型液晶显示器也非常难确保在用反射光显示和在用发射光显示时都有足够的清晰度，因为充分增加使用发射光时的清晰度就会大大降低用发射光时的清晰度，反之，充分增加使用发射光时的清晰度就会使得使用发射光时的清晰度极其差。
人们建议通过利用包含珠光颜料(涂有二氧化钛的片状云母颗粒)的半透过反射层作为获得在用发射光和反射光时有良好清晰度的手段，然而，简单混合珠光颜料难以到达在用发射光和反射光时有良好清晰度。
在用发射光和反射光时都获得良好清晰度的另一方法是对涂层液层施以剪切力以形成半透过反射层。在这个方法中必须调整厚度控制元件和涂层液层之间的剪切速率，或者涂料液供给元件和待涂片材之间的剪切速率，因此，所获得地半透过反射膜的外观随涂布速度和剪切速率改变，并且难以生产具有良好外观的半透过反射膜。
【发明内容】
本发明的第一个目的是提供一种半透过反射膜，其能确保在用反射光和发射光时有足够的清晰度，并且在液晶显示器使用该膜的情况下用反射光和发射光都能获得优异的清晰度。
本发明的第二个目的是提供一种具有优异表面外观、特别是质地优异的半透过反射膜，其可适用于液晶显示器。
本发明的第三个目的是提供一种在生产过程中具有优异抗划伤性能的半透过反射膜。
本发明的第四个目的是提供一种半透过反射膜，其不依赖于对将被用作半透过反射层涂层的涂料液所施加的剪切力而在用发射光和反射光时都具有优异的清晰度。
本发明公开了一种具有半透过反射层的半透过反射膜，其在至少一个塑料膜表面上包含珠光颜料，其中半透过反射层中的珠光颜料进行定向，使相对于塑料膜平面的定向角为15度或更小，半透过反射层中的珠光颜料的平均粒径是3-60μm，半透过反射层中的珠光颜料的平均粒径(D)与该半透过反射层厚度(T)的比值(D/T)是1.3-30。
本发明进一步更详细地说明如下。
(塑料薄膜)
透明塑料薄膜可以用作本发明基材的塑料薄膜。塑料薄膜的例子可以列举聚酯、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、聚氯乙烯和聚碳酯薄膜。从机械性能和透明度的观点，上述例子当中特别优选聚酯薄膜。
在使用聚酯薄膜作为所述塑料薄膜的情况下，优选该聚酯是芳族二羧酸组分和二醇组分组成的结晶型直链饱和聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚乙烯2，6-萘二羧酸酯。从透明度的观点特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯-2，6-萘二羧酸酯。
聚酯可以是均聚物；或在不降低耐热变形性的程度上与例如占重复单位总数为10重量％或更少，特别是5重量％或更少的共聚物组分共聚合而形成的共聚物。该聚酯也可以以与其它有机聚合物混合的聚合物共混物的形式使用，其它有机聚合物的量例如为10重量％或更少，特别是5重量％或更少。
聚酯的特性粘度(在35℃下，在邻氯酚中的特性粘度)优选是0.40-1.50dl/g，更优选0.45-1.20dl/g。通过使用其特性粘度在上述范围内的聚酯，可以在保持作为半透过反射层的基材所需的机械性能的同时在原料生产过程和成膜过程中获得高的生产率。
塑料薄膜、特别是聚酯薄膜的中心线平均高度(Ra)优选是15-400nm。当Ra小于15nm时，没有半透过反射层的半透过反射薄膜表面的抗划伤性能变差，这使层叠状态的薄膜在运输中被划伤。在Ra超过400nm的薄膜中，珠光颜料的定向有时会受阻，并且该薄膜的透明度会显著降低，这难以对透射光具有足够的可见度。
塑料薄膜、特别是聚酯薄膜的十点平均表面粗糙度(Rz)优选是2,000-6,000nm，在薄膜表面上0.6μm高或更高的突起数目优选为100/mm2或更多，以保持该薄膜的处理性能并防止薄膜表面的损坏。
可以通过在半透过反射薄膜中适当混入微粒而获得这种表面。所述微粒的具体例子是无机微粒，如二氧化硅、氧化铝、高岭土、碳酸钙、二氧化钛和硫酸钡；以及有机微粒，如交联的丙烯酸树脂、交联的聚苯乙烯树脂、三聚氰胺树脂和交联的有机硅树脂。
所述微粒的平均粒径优选为20-5,000nm，特别是60-3,000nm，以保持薄膜的透明度。微粒的加入量优选是基于塑料薄膜重量的0.1-0.5重量％。
也可以从改善抗划伤性的角度考虑，将微粒加入塑料薄膜。可以在聚合阶段或在成膜阶段加入微粒。可以将微粒加入形成半透过反射层的涂料液中。
所述塑料薄膜中可以加入添加剂如稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂和抗静电剂。
优选的抗静电剂是表面活性剂型抗静电剂，包括阳离子抗静电剂，如季铵盐、吡啶盐和伯至叔氨基；阴离子抗静电剂，如磺酸基、硝酸酯基和磷酸酯基；两性抗静电剂，如氨基酸型试剂和氨基硫酸酯型试剂；以及非离子型表面活性剂，如氨基醇型、甘油型和聚乙二醇型表面活性剂。也优选通过聚合上述试剂而生成的抗静电剂。
导电的聚合物如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩，以及氧化物填料如氧化锡和氧化锑的分散体也可用作抗静电剂。
可以在塑料原材料的聚合阶段或者在塑料膜的成膜阶段加入添加剂。
塑料膜的厚度优选为5-125μm，更优选为15-75μm，以保持作为用于半透过反射层的基材所必需的强度。塑料膜可以是单层膜或多层膜，当它是多层膜时，可通过共挤压或层压形成任意层数的层。
可以在塑料膜上形成抗静电层。例如银和锡的金属层适合作为所述抗静电层。可以通过例如气相生长法、真空蒸发法、溅射和等离子体CVD法形成这些层。
(半透过反射层)
半透过反射层是包含珠光颜料的层，通常由珠光颜料和粘合剂组成。
用于本发明的珠光颜料是涂有二氧化钛的片状云母颗粒。用二氧化钛对片状云母颗粒的表面涂层比优选在10-50％之间。
优选珠光颜料的平均粒径为3-60μm。术语“平均粒径”是指珠光颜料片状表面的最大直径的平均值。当珠光颜料的平均粒径小于3μm时，不能获得足够的反射性质。当珠光颜料的平均粒径超过60μm时，半透过反射层的表面光洁度会损失并且清晰度降低。
在本发明中，半透过反射层中的珠光颜料以相对于塑料膜平面为15度或更小的定向角而定向。术语“定向角”是指一定数量的珠光颜料的平面与塑料膜平面之间角度的平均值。具体地，用扫描电子显微镜(JEOL有限公司的产品，Model JSM-5200)拍摄半透过反射膜的横截面，测定100个平均粒径为3μm或更大的珠光颜料颗粒的颜料颗粒平面与塑料膜平面之间的角度，计算这些角度的平均值，获得“定向角”。
在半透过反射层所包含的珠光颜料中，以相对于膜表面的平面为15度或更小的定向角定向的珠光颜料的比值优选为80％或更多。当该比值小于80％时，不能使液晶显示器在用透过光和反射光时都具有高清晰度。
因此，本发明优选的方式包括具有在至少一个塑料膜表面上包含珠光颜料的半透过反射层的半透过反射膜，其中在半透过反射层中至少80％的珠光颜料以相对于塑料膜的平面方向为15度或更小的定向角而定向。
用于半透过反射层的粘合剂用作在塑料膜上负载处于定向状态的珠光颜料的粘合剂，其使颜料与塑料膜表面紧密接触。
可使用透明树脂例如热塑性树脂、热固性树脂和紫外线固化树脂作为粘合剂。热塑性树脂是例如热塑性聚酯树脂、丙烯酸树脂和纤维素树脂。热固性树脂的例子是热固性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂。
所述粘合剂可以由单一树脂或两种或更多种树脂组成。所述粘合剂可以进一步混有交联剂。优选的交联剂是羟甲基化的或羟烷基化的三聚氰胺、脲或丙烯酰胺化合物、环氧化合物和多异氰酸酯化合物。
珠光颜料与粘合剂的重量比优选在10∶90和70∶30之间，更优选在20∶80和60∶40之间，以确保用透过光和反射光时半透过反射层具有优良的清晰度。
可以通过将包含珠光颜料、粘合剂和有机溶剂的涂料液均匀施用到塑料膜表面上并且干燥涂层而形成所述半透过反射层。所述有机溶剂用于调节溶液的粘度。形成半透过反射层的液体的粘度优选为1,000mPas或更低，更优选为300mPas或更低。不优选所述液体的粘度高于1,000mPas，因为这在形成半透过反射层的过程中使珠光颜料的定向依赖于剪应力，并且几乎不能获得足够的反射光。
有机溶剂用于将形成半透过反射层的涂料液的粘度控制在1,000mPas或更低。优选使用与粘合剂有高相容性的有机溶剂来控制粘度，并且可将烃、酮、醇、醚和酯用作溶剂。所述有机溶剂可以是单一溶剂或两种或更多种溶剂的组合。
使用低沸点有机溶剂易于提高涂布速度，这是由于减少了在干燥涂层膜中的残留溶剂，然而，有时由于溶剂快速蒸发而使表面粗糙从而丧失其光洁度。因此，在本发明中优选将低沸点有机溶剂与高沸点有机溶剂结合使用，低沸点溶剂与高沸点溶剂的重量比在20∶80和90∶10之间。“低沸点有机溶剂”和“高沸点有机溶剂”的定义遵循通用的分类法，并且所述溶剂的分界通常为约110-200℃。特别优选的有机溶剂是例如甲基乙基酮和甲苯的混合物。
干燥状态下的半透过反射层的厚度优选为2-38μm，更优选为5-15μm。当半透过反射层的厚度小于2μm时，重叠的珠光颜料颗粒的数目变得很小，并且几乎不能得到足够的反射光。而且，当在半透过反射层比2μm还薄的情况下提高珠光颜料的含量以获得足够的反射光时，易于由于涂层厚度的微小差别而形成所不希望的条纹图案。相反，不希望半透过反射层比38μm还厚，这是因为在涂布过程中为了减少涂层膜中残留溶剂的量而干燥涂层所需的时间延长了，从而使产率低，而且也是因为通过半透过反射层的光的损失增大，从而降低了清晰度。
半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥后的半透过反射层厚度(T)的比值(在下文可将该比值缩写为D/T比)为1.3-30，优选为1.35-15。当D/T比小于1.3时，珠光颜料的定向变得不规则，使得用反射光时的清晰度不够。相反，D/T比超过30的膜在用透射光和反射光时的清晰度降低。通过将D/T比设定为1.3或更高可便于珠光颜料的定向，不用在涂层过程中施加剪切力，并且无需进行操作以调节层厚度调节元件与涂层液层之间的剪切速率或涂料液供给元件与塑料片材之间的剪切速率，就能够获得用透射光和反射光时的优良的清晰度。
(全光透射率和全光折射率)
本发明半透过反射膜的全光透射率和全光折射率满足以下条件。通过满足这些条件，本发明的半透过反射膜在用透射光和反射光时具有优良的清晰度。
术语“在550nm波长处的全光透射率”是指透过半透过反射膜或透过具有半透过反射膜的液晶显示器用层压制品的光强与550nm波长的入射光强度的百分比，它是用紫外-可见光分光光度计测定的。
术语“在550nm波长处的全光折射率”是指从半透过反射膜或具有半透过反射膜的液晶显示器用层压制品反射的光强与550nm波长的入射光强度的百分比，它是用紫外-可见光分光光度计测定的。
本发明的半透过反射膜在550nm波长处的全光透射率是20％或更高，优选25％或更高。将全光透射率小于20％的半透过反射膜层压到偏光膜上以形成液晶显示器用层压制品时，不能获得7％(优选9％)的全光透射率，该全光透射率程度对于液晶显示器用层压制品是足够的，而且不能成功地获得在用透射光时应具有的足够清晰度。
半透过反射膜在550nm波长处的全光折射率是40％或更高，优选50％或更高。将全光折射率小于40％的半透过反射膜层压到偏光膜上以形成液晶显示器用层压制品时，不能获得20％或更高(优选25％或更高)的全光折射率，该全光折射率程度对于液晶显示器用层压制品是足够的，而且不能成功地获得在用折射光时应具有的足够清晰度。
半透过反射膜在550nm波长处的全光透射率和全光折射率的和是80％或更高，优选90％或更高。当全光透射率和全光折射率的和小于80％时，通过将半透过反射膜层压到偏光膜上而制成的液晶显示器用层压制品不能使全光透射率和全光折射率的和达到30％或更高，优选35％或更高，而这一程度对于液晶显示器用层压制品是足够的。当全光透射率和全光折射率的和小于80％时，用透射光时的清晰度或用折射光时的清晰度变差了。
因此，优选本发明的半透过反射膜在550nm波长处具有的全光透射率为20％或更高，全光折射率为40％或更高，而全光透射率和全光折射率的和为80％或更高。
将偏光膜通过粘性粘合剂层粘合到本发明的半透过反射膜的半透过反射层上可以制成这样一种液晶显示器用层压制品，其在550nm波长处的全光透射率为7％或更高，全光折射率为20％或更高，全光透射率和全光折射率的和为30％或更高。
(制备方法)
可以通过以下方法制备本发明的半透过反射膜：形成用作基材的塑料膜，用形成半透过反射层的涂料液涂覆塑料膜的至少一个表面并且干燥涂层，所述涂料液包含珠光颜料、粘合剂和用于控制液体粘度的有机溶剂。
通过常规方法例如顺序双轴拉伸法和同时双轴拉伸法将构成塑料膜的热塑性聚合物形成双轴拉伸的膜。例如，对于聚酯膜，通过以下方法制备特性粘度为0.40-1.50dl/g的未拉伸的膜：干燥聚合物，在惯常的挤压温度，即高于熔点(以下称作Tm)且低于Tm+70℃的温度下熔融，将熔融聚合物挤压通过模子(例如T-模和I-模)并且在旋转的冷却鼓表面上使制成的膜状熔料骤冷。优选使用静电密结法(electrostatic pinning method)(包括将静电荷施加到膜状熔料上)以增加膜状熔料与旋转冷却鼓的接触。
通过上述步骤制备的未拉伸的膜在取决于聚合物的玻璃化温度(以下称作Tg)的条件下纵向拉伸，其拉伸比为2-6，温度在(Tg-10)℃和(Tg+70)℃之间，接着横向拉伸2-5倍，得到双轴拉伸膜。可以根据需要再次在纵向和/或横向拉伸所述拉伸膜。优选将纵向拉伸比设定为几乎等于横向拉伸比，以获得各向同性性得到改善的双轴拉伸膜。
可以在(Tg+70)-(Tm-10)℃下对双轴拉伸膜进行热固化。优选的热固化温度是例如180-235℃(用于聚对苯二甲酸乙二酯)和220-240℃(用于聚乙烯-2，6-萘二羧酸酯)。热固化时间优选为5-60秒。热固化处理后，可以以0.5-15％的松弛比值对该膜进行纵向和/或横向的热松弛处理，以减小该膜的热收缩。
通过上述方法获得的双轴拉伸膜的厚度优选为5-125μm。
可通过以下方法形成半透过反射层：在所述双轴拉伸聚酯膜的结晶定向完成前的成膜过程中，或者在其结晶定向完成后的成膜过程后，将用于形成半透过反射层的涂料液施用到所述膜的至少一个表面上，并且干燥所施用的涂料液，所述涂料液的粘度为1,000mPas或更低，优选为300mPas或更低，特别优选为30-250mPas。用于形成半透过反射层的涂料液包含平均粒径为3-60μm的珠光颜料(其厚度通常为10-100nm)、粘合剂和有机溶剂。术语“在结晶定向完成前”包括通过热熔融聚酯以及按照原样形成膜而制备的未拉伸的膜，通过将所述未拉伸的膜在纵向或横向上定向而获得的单轴拉伸膜，通过将所述未拉伸的膜以低拉伸比同时在纵向和横向拉伸并定向而制备的双轴拉伸膜(通过最终的纵向或横向再拉伸以完成定向结晶之前的双轴拉伸膜)等。在通常的方法中，优选将用于形成半透过反射层的涂料液均匀地施用到纵向单轴拉伸的膜上，所述涂料液是通过将珠光颜料和粘合剂溶解或分散在有机溶剂中而获得的。
可以使用常规涂层方法将上述涂料液涂覆到塑料膜表面上。涂布方法的例子是模唇直接涂层法(lip direct coating method)、逗号涂布法(comma coater method)、缝隙逆向法(slit reversemethod)、模头涂布法(die coater method)、凹辊涂布法(gravureroll coater method)、刮板式涂布法(blade coater method)、喷涂法、气刀涂布法和浸涂法。
在使用热固性树脂作为粘合剂的情况下，如下形成半透过反射层：将包含独立加入的各组分的涂料液施用到塑料膜上，加热干燥所述液体以形成均匀的涂膜。优选的加热干燥条件是在80-160℃下进行10-120秒，更优选在100-150℃下进行20-60秒。
在使用可紫外线(UV)固化的树脂作为粘合剂的情况下，通常在预先干燥树脂后通过紫外线辐射来制备涂膜。
用涂料液涂覆聚酯膜以这样一种方式进行，将干燥的半透过反射层的厚度设定为2-38μm，将半透过反射膜的厚度设定为7-163μm，将珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的半透过反射层的厚度(T)的比值(D/T)设定在1.3和30之间。根据需要，优选对膜进行物理表面处理例如火焰处理、电晕放电处理和等离子放电处理或化学表面处理，其包括在成膜过程中或之后施用有机树脂涂料或无机树脂涂料，所述处理作为预处理用于改善粘合性能和涂覆性能。
(压延处理)
本发明的半透过反射膜优选具有13-70％、更优选具有20-40％的镜面光泽度，以60度镜面光泽度计算。具有这种镜面光泽度的膜的表面质地具有丝般光泽。
干燥所施用的用于形成半透过反射层的涂料液并且压延产品，从而获得这种光泽度。在本发明的条件下进行压延处理能够制备其压延之前的60度镜面光泽度(A)与压延处理后的60度镜面光泽度(B)的比值(B/A)优选为1.3或更大，更优选为1.5或更大的半透过反射膜。
在优选为2.5×104至1×106N/m、更优选为1×105至8×105N/m的线压下进行压延处理。当线压小于2.5×104N/m时，压延处理的效果减弱，对光泽度的改善很小；当线压超过1×106N/m时，会使半透过反射层和珠光颜料裂开，以致用透射光和反射光时的清晰度降低。
压延处理时压延辊的表面温度优选为30-150℃，更优选为50-100℃。当压延辊的表面温度低于30℃时，压延处理的效果减弱，对光泽度的改善很小；当所述温度高于150℃时，由于增大了半透过反射层和膜之间的伸长差而使半透过反射层脱落。压延处理的速率优选为2-150m/min，更优选为5-100m/min。当速率低于2m/min时产率显著下降，当速率超过150m/min时压延处理效果减弱，对光泽度的改善很小。
可以通过压延处理改善半透过反射层的表面粗糙度，用三维接触型表面粗糙度测试仪进行测定，就中心线平均高度(Ra)而言其表面粗糙度为400nm或更小，就十点平均表面粗糙度(Rz)而言，其表面粗糙度为6,000nm或更小。
可将常规压延机用于压延处理。辊的数目通常为2-5个，压延机的类型是立式、卧式、倾斜型、串联型、L型、反转L型、Z型、S型、M型等。
(粘性粘合剂层)
本发明的半透过反射膜可以在半透过反射层的表面上带有粘性粘合剂层。通过使用粘性粘合剂层，可以将半透过反射膜粘合到由偏光膜等组成的液晶显示器或背光上。构成粘性粘合剂层的粘性粘合剂优选是丙烯酸基粘合剂、橡胶基粘合剂或尿烷基粘合剂。
粘性粘合剂层的厚度优选为0.5-60μm，更优选为2-40μm。使用其厚度属于上述范围的粘性粘合剂层可有效地获得足够的粘合力，而不会使粘合剂从边缘挤出，这样便于卷绕该膜并在生产膜的过程中保持良好的处理性能。
在塑料膜上施用半透过反射层并干燥所施用的层之后，可以通过常规涂布方法形成粘性粘合剂层。作为一个备选方案，在脱模薄膜上形成粘性粘合剂层，将脱模薄膜贴到半透过反射膜的半透过反射层上，并将脱模薄膜剥下以将粘性粘合剂层传递到半透过反射层的表面上。
可以用常规涂布方法将粘性粘合剂层施用到偏光膜上。通过粘性粘合剂层将半透过反射膜层压到偏光膜上以形成液晶显示器用层压制品，其作为最终产品。
可使用任何常规的涂布方法来施用粘性粘合剂层。涂布方法的例子是吻涂法(kiss coating method)、刮涂法(bar coating method)、模涂法(die coating method)、逆涂法(reverse coating method)、补偿凹槽辊涂布法(offset gravure coating method)、Meyer条涂法、凹槽辊涂布法、辊刷法(roll brushing method)、喷涂法、气刀涂布法、浸渍法、幕涂法或它们的组合。
(硬涂层)
本发明的半透过反射膜可以在塑料膜侧的表面上带有硬涂层。使用硬涂层可有效地防止半透过反射膜在存储或运输堆叠的中间产品的过程中受到损坏并提高了最终产品的产率，所述中间产品由粘合到液晶显示器部件或背光部件上的半透过反射膜组成。
可用在所述硬涂层中的材料的例子是用于硬涂层的硅烷基材料和可辐射固化的材料。用于硬涂层的可辐射固化的材料在上述材料中是优选的，并且特别优选可紫外线(UV)固化的材料。用于硬涂层的可紫外线(UV)固化的材料的例子是尿烷-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯以及聚酯-丙烯酸酯复合物。
将用于形成硬涂层的材料施用到半透过反射膜的塑料膜侧的表面上，并且通过加热、暴露于辐射(例如紫外线)等方法来固化该材料，这样可将硬涂层施用到半透过反射膜上。
在施用硬涂层的情况下，硬涂层的厚度优选为0.5-10μm，更优选为1-5μm。当硬涂层的厚度小于0.5μm时，不足以保护中间产品，而当其厚度超过10μm时，由于通过加热或辐射不足以固化该材料而易于产生所不希望的阻塞问题。
在施用硬涂层的情况下，将半透过反射层和粘性粘合剂层施用于塑料膜之后，将用于硬涂层的材料涂覆到该膜上，并且固化所施用的硬涂层材料。可以使用已知的涂布方法来施用硬涂层用材料。涂布方法的例子是吻涂法(kiss coating method)、刮涂法(bar coatingmethod)、模涂法(die coating method)、逆涂法(reverse coatingmethod)、补偿凹槽辊涂布法(offset gravure coating method)、Meyer条涂法、凹槽辊涂布法、辊刷法(roll brushing method)、喷涂法、气刀涂布法、浸渍法、幕涂法或它们的组合。
发明效果
本发明提供了在使用透射光和反射光时具有优良清晰度，并且适用于液晶显示器的半透过反射膜。
本发明提供了在生产中具有优良的抗划伤性、显示出优良的质地并且适用于液晶显示器的半透过反射膜。
本发明进一步提供了制备液晶显示器用层压制品的方法，该方法包括制备半透过反射膜，以及通过粘性粘合剂层将偏光膜贴在半透过反射膜的半透过反射层上。
通过将所述层压制品、充满TN(扭转向列型)液晶的液晶元件以及位于半透过反射偏光膜层压制品相对侧的偏光膜进行层压(按顺序，液晶元件插在所述层压制品和偏光膜之间)，可以由半透过反射偏光膜层压制品制备在使用透射光以及反射光时具有优良清晰度的液晶显示器面板，所述层压制品由本发明的半透过反射膜和偏光膜组成。
实施例
用下列实施例详细描述本发明。用于实施例中的术语“份”是“重量份”。用下列方法测定各种性能。
(1)半透过反射层的厚度(T)
沿着垂直于膜表面的方向切开半透过反射膜，用扫描电子显微镜(JEOL有限公司的产品，Model JSM-5200)拍摄其横截面以测定该半透过反射层的厚度。
(2)涂料液的粘度
使用布氏粘度计(Tokyo Keiki公司的产品，B8M型粘度计)测定涂料液在25℃下的粘度。用于测定的转子分别是用于小于100mpas的粘度的1号转子，用于100mPas或更高的粘度的2号转子，用于200mPas或更高并且小于500mPas的粘度的3号转子，以及用于500mPas或更高的粘度的4号转子。
(3)珠光颜料的定向角
用扫描电子显微镜(JEOL有限公司的产品，Model JSM-5200)拍摄半透过反射膜的横截面，测定100个平均粒径为3μm或更大的珠光颜料颗粒的颜料颗粒平面与塑料膜表面之间的角度，计算测定的各角度的平均值，获得定向角。
(4)定向的珠光颜料的比值
在对100个珠光颜料颗粒进行的测定步骤(3)中，用百分数表示定向角为15度或更小的珠光颜料颗粒数目的比值，并且用下列标准评估该比值。
○：至少80％的珠光颜料的定向角为15度或更小。
×：不到80％的珠光颗粒的定向角为15度或更小。
(5)全光透射率和全光折射率
使用紫外线可见光分光光度计(Shimadzu公司的产品；ModelUV-3101PC)在550nm波长处测定全光透射率和全光折射率。对半透过反射膜和通过将半透过反射膜层压到偏光膜上而制备的半透过反射偏光膜层压制品(Sanritz公司的产品，LL-82-18)都要进行这种测定。
(6)用透射光时的清晰度和用反射光时的清晰度
使用由半透过反射偏光膜层压制品、充满TN(扭转向列型)液晶的液晶元件和位于半透过反射偏光膜层压制品相对侧的偏光膜组成的液晶显示器面板测定清晰度，所述层压制品是通过将半透过反射膜层压到偏光膜上而制备的，所述液晶元件插在所述层压制品和偏光膜之间。用位于液晶显示器面板背后的5W有机场致发光元件(EL)在液晶显示器面板上显示任意的图案，这样测定用透射光时的清晰度。通过用向下倾斜45度角的40W荧光灯照射所述面板，在该液晶显示器面板上显示任意的图案，来测定用反射光时的清晰度。用下列标准评估用透射光或反射光时的显示图案的清晰度。
○：通过目测，容易看得清图案。
×：通过目测，几乎看不清图案。
(7)评价抗划伤性
用甲基乙基酮稀释丙烯酸粘合剂(Toyo Ink Mfg.有限公司的产品，Oribain BPS3233D)，并且用凹槽辊涂布机将其施用于偏光膜(Sanritz公司的产品，LL-82-18)的表面，然后在130℃下干燥2分钟，获得5μm厚的粘性粘合剂层。将具有粘性粘合剂层的偏光膜贴在半透过反射膜的半透过反射层上，获得半透过反射偏光膜层压制品。通过将所述层压制品冲压成边长为100mm的正方形而从所得的半透过反射偏光膜层压制品制备试片。在底部为120mm见方且高50mm的容器中央堆叠十个试片。将该容器以0.1m/sec2的加速度在100mm的距离水平往复运动5次，同时保持样品堆叠状态。用下列标准目测评估试片的划伤情况。
○：没有观察到划伤。
×：观察到划伤。
(8)60度镜面光泽度
用光泽计(Nippon Denshoku Ind.有限公司的产品，VGS-SENSOR)依照JIS K7105 1981“塑料光学性质试验法(Testing methods foroptical pfoperties of plastics)”测定半透过反射膜上的半透过反射层表面的60度镜面光泽度。
实施例1
将甲基乙基酮加入60份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510：用作半透过反射层的粘合剂)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm，厚度约为60-170nm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。用逗号涂布机将涂料液施用于双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜(Teijin DuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，获得具有8μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥层的厚度(T)的比值(D/T)为2.5。独立地，用甲基乙基酮稀释丙烯酸粘合剂(Toyo Ink Mfg.有限公司的产品，Oribain BPS3233D)，并且用凹槽辊涂布机将其施用于脱模薄膜(Teijin有限公司的产品，Purex Film S31)表面，然后在130℃下干燥2分钟，获得5μm厚的粘性粘合剂层。将带有粘性粘合剂层的脱模薄膜贴到半透过反射膜的半透过反射层的表面上并剥离，获得在半透过反射层上带有粘性粘合剂层的半透过反射膜。将所得的带有粘性粘合剂层的半透过反射膜贴到偏光膜(Sanrttz公司的产品，LL-82-18)上，制备出半透过反射偏光膜层压制品。
从半透过反射偏光膜层压制品、充满TN液晶的液晶元件以及位于半透过反射偏光膜层压制品的相对侧的偏光膜制得液晶显示器面板，其中液晶元件插在所述层压制品和所述偏光膜之间。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
实施例2
将甲基乙基酮加入75份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和25份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有14μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的层的厚度(T)的比值(D/T)为1.4。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
实施例3
将甲基乙基酮加入40份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和60份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有5μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的层的厚度(T)的比值(D/T)为4.0。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
实施例4
除了在制备中使用平均粒径为50μm的珠光颜料之外，以与实施例1相同的方式制备具有8μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的层的厚度(T)的比值(D/T)为6.3。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
实施例5
将甲基乙基酮加入75份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和25份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到80mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有10μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的层的厚度(T)的比值(D/T)为2.0。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例1
除了将半透过反射层的厚度设定为20μm之外，用与实施例2相同的方式制备半透过反射膜。半透过反射层的D/T比值为1.0。以与实施例1相同的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。将用于形成半透过反射层的涂料液施用到双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜上的剪切速率为1.25×106sec-1。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例2
除了使用逆涂机以3×104sec-1的剪切速率(双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜和涂布辊之间的剪切速率)进行涂布之外，以与对比实施例1相同的方式制备半透过反射膜。半透过反射层的D/T比值为1.0。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例3
除了使用逆涂机以3×104sec-1的剪切速率(双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯膜和涂布辊之间的剪切速率)进行涂布并且将半透过反射层的厚度设定为40μm之外，以与对比实施例1相同的方式制备半透过反射膜。半透过反射层的D/T比值为0.5。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例4
除了将甲基乙基酮加入60份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料并且通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到1500mPas之外，以与实施例1相同的方式制备具有8μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层的D/T比值为2.5。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例5
除了将甲基乙基酮加入60份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料并且通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到1500mPas之外，以与实施例1相同的方式制备具有20μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。半透过反射层的D/T比值为1.0。以类似于实施例1的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
对比实施例6
除了将半透过反射层的厚度设定为20μm之外，用与实施例5相同的方式制备半透过反射膜。半透过反射层中珠光颜料的平均粒径(D)与干燥的半透过反射层的厚度(T)的比值(D/T)为1.0。以与实施例1相同的方法，使用获得的半透过反射膜制备半透过反射偏光膜层压制品和液晶显示器面板。所得半透过反射膜、半透过反射偏光膜层压制品以及液晶显示器面板的特性列在表1中。
表1 D/T 粘度 (mPas) 定向角 (’) 珠光颜料的 比例 用透射光 时的清晰 度 用反射光 时的清晰 度 半透过反射膜 半透过反射偏光膜 层压制品 全光透射率 (％) 全光折射率 (％) 全光透射率 (％) 全光折射率 (％)实施例1 2.5 200 5 ○ ○ ○ 30 65 10 27实施例2 1.4 200 6 ○ ○ ○ 23 71 8 30实施例3 4.0 200 3 ○ ○ ○ 34 61 11 26实施例4 6.3 200 7 ○ ○ ○ 28 67 9 28实施例5 2.0 80 5 ○ ○ ○ 29 66 10 28对比实施例1 1.0 200 36 × ○ × 51 32 22 10对比实施例2 1.0 200 35 × ○ × 50 34 21 11对比实施例3 0.5 200 40 × × ○ 13 70 4 30对比实施例4 2.5 1500 33 × ○ × 43 35 17 11对比实施例5 1.0 1500 37 × × ○ 14 69 4 28对比实施例6 1.0 80 38 × ○ × 44 33 18 11
表1清楚地显示，在每个实施例的半透过反射膜中，用于形成半透过反射层的涂料液的粘度是1,000mPas或更低，D/T比值是1.3或更高，具有15度或更小的定向角的珠光颜料的比值是80％或更高，并且珠光颜料的定向平行于塑料膜的平面，因此，所有半透过反射膜和半透过反射层偏光膜层压制品都满足对于全光透射率和全光折射率的要求，以使液晶显示器面板在用透射光时的清晰度和用反射光时的清晰度很好。
相反，虽然对比实施例1和2中形成半透射反射层的涂料液粘度为1,000mPa或更低，但是因为层的D/T比值小于1.3，所以珠光颜料的定向角与剪切速率很不相关，并且珠光颜料的定向不足。虽然类似于对比实施例1和2，对比实施例的D/T比值也小于1.3，但是通过增大半透射反射层的厚度而改善了其反射特性。然而，由于珠光颜料定向不足，厚度增大就增加了光的损失，这使得全光透射率和用透射光时的清晰度变差。
对比实施例的D/T比值不小于1.3，然而因为用于形成半透过反射层的涂料液粘度大于1,000mPas，所以珠光颜料定向不足，并且半透过反射膜和半透过反射偏光膜层压制品的全光透射率都不足，这使得液晶显示器面板的反射光清晰度变差。因为D/T比值小于1.3并且用于形成半透过反射层的涂料液粘度大于1,000mPas，所以对比实施例5中的珠光颜料定向不足，然而，通过增大半透过反射层的厚度而改善了用反射光时的清晰度。当通过增大厚度而将用反射光时的清晰度增加到令人满意的程度时，由于珠光颜料定向不足而使光的损失变大，并且半透过反射膜和半透过反射偏光膜层压制品的全光透射率都变得不足，这使得液晶显示器面板的透射光清晰度变差。
类似于对比实施例1和2，对比实施例6的用于形成半透过反射层的涂料液粘度也不大于1,000mPas，然而，由于D/T比值小于1.3而使珠光颜料的定向角变大，并且难以获得足够的定向。结果，半透过反射膜和半透过反射偏光膜层压制品的全光折射率都不足，并且用反射光时的液晶显示器面板的清晰度变差。
实施例6
将甲基乙基酮加入60份聚酯树脂(Hitachi化学有限公司的产品，Esper 1510)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成具有半透过反射作用的涂膜的涂料液。
用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film U4-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有4μm厚的涂层的半透过反射膜。用于上述步骤的双轴拉伸的聚酯膜的中心线平均高度(Ra)为300nm，十点平均表面粗糙度(Rz)为4300nm。所得半透过反射膜的特性列在表2中。
对比实施例7
除了将双轴拉伸的聚酯膜换成Teijin DuPont Films有限公司制造的Tetoron Film E2-62μm并且将干燥的涂层厚度换成8μm之外，以与实施例1相同的方式制备半透过反射膜。用于上述步骤的双轴拉伸的聚酯膜的中心线平均高度(Ra)为10nm，十点平均表面粗糙度(Rz)为130nm。所得半透过反射膜的特性列在表2中。
对比实施例8
除了将双轴拉伸的聚酯膜换成Teijin DuPont Films有限公司制造的Tetoron Film 0-100μm并且将干燥的涂层厚度换成8μm之外，以与实施例1相同的方式制备半透过反射膜。用于上述步骤的双轴拉伸的聚酯膜的中心线平均高度(Ra)为7nm，十点平均表面粗糙度(Rz)为160nm。所得半透过反射膜的特性列在表2中。
表2 Ra(nm) Rz(nm) 抗划伤性用透射光时的清晰度用反射光时的清晰度 半透过反射膜 半透过反射偏光膜 层压制品全光透射率 (％)全光反射率 (％)全光透射率 (％)全光折射率 (％)实施例6 300 4300 ○ ○ ○ 33 63 11 26对比实施例7 10 130 × ○ ○ 30 65 10 27对比实施例 7 160 × ○ ○ 32 65 11 27
实施例7
将甲基乙基酮加入55份硝基纤维素/丙烯酰基多元醇树脂(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.有限公司的产品，VM-AL)、5份异氰酸酯固化剂(Dainichiseika的产品，L-8型)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。
用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有8μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。用5辊压延机以10m/min的压延速度、80℃的辊温度以及2.94×105N/m的线压来压延半透过反射膜，获得半透过反射膜。所得半透过反射膜的特性列在表3中。
实施例8
除了以5m/min的压延速度、80℃的辊温度以及1.96×105N/m的线压进行压延处理之外，以与实施例1相同的方式制备半透过反射膜。所得半透过反射膜的特性列在表3中。
对比实施例9
将甲基乙基酮加入55份硝基纤维素/丙烯酰基多元醇树脂(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.有限公司的产品，VM-AL)、5份异氰酸酯固化剂(Dainichiseika的产品，L-8型)和40份珠光颜料(日本Merck有限公司的产品，Iriodin #123：平均粒径为20μm)中以分散所述颜料，通过加入由50份甲基乙基酮和50份甲苯组成的混合溶剂将液体的粘度控制到200mPas，这样制得用于形成半透过反射层的涂料液。
用逗号涂布机将所述涂料液施用于双轴拉伸的聚酯膜(TeijinDuPont Films有限公司的产品，Tetoron Film G2-38μm)的表面上，然后在130℃下干燥1分钟，得到具有8μm厚的半透过反射层的半透过反射膜。这时不使用压延处理。所得半透过反射膜的特性列在表3中。
表360度镜面光泽度(％) Ra(nm) Rz(nm)半透过反射膜半透过反射偏光膜层压制品全光透射率(％)全光反射率(％)全光透射率(％)全光折射率(％)实施例7 22.6 330 2900 28 65 10 27对比实施例8 23.5 270 2400 27 66 9 28对比实施例9 12.7 650 8300 29 64 10 27