CN112534315A - 偏光片以及使用该偏光片的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了偏光片，所述偏光片的一面上设有一硬涂层且另一面上设有一粘接层，其中，所述偏光片的偏光物含有至少一种二向色性染料，所述偏光片在针对380nm及以上780nm及以下波长范围的光测定时且经光谱光视效率校正后，单片透射率Ys为45％及以上60％及以下，偏光度Py为50％及以上95％及以下，单片所述偏光片在L*a*b*色彩空间中的色调a*s为‑3及以上+3及以下且b*s为‑3及以上+3及以下，两片所述偏光片在偏光轴处于平行态时的色调a*p为‑3及以上+3及以下且b*p为‑3及以上+3及以下。

Description

偏光片以及使用该偏光片的显示装置

技术领域

本发明涉及一种偏光片以及使用该偏光片的显示装置。

背景技术

近年来，将反射镜(Mirror)与图像显示装置(Display)组合成一体后形成的反射镜显示器(Mirror Display)得到广泛应用。尤其在当将汽车后视镜(Back Mirror)制成反射镜显示器时，设于车外后方的摄像头能够显示相应的后方视野，从而弥补因后排座位、车辆立柱等的遮挡而形成的盲点，使得驾驶更为安全。

代表性的反射镜显示器为半反射镜式反射镜显示器，其中，显示装置设于半反射镜的下方，从而成为能够以镜中浮现的方式显示影像的显示装置，或者成为能够在反射镜状态和图像显示状态之间切换的显示装置。

另一方面，目前已经提出在显示装置前方设置用于在显示模式和反射镜模式之间切换的快门机构的反射镜显示器(下称“液晶快门式反射镜显示器”)。该液晶快门式反射镜显示器在显示装置前方设置含吸收型偏光片和反射型偏光片的液晶单元，并通过驱动该液晶单元而能够在图像显示模式与反射镜模式之间切换。通过这种方式，液晶快门式反射镜显示器能够减轻半反射镜式反射镜显示器的重叠影像问题(同时可以看到显示图像和反射图像的现象)，因此尤其适合用作汽车后视镜。

此类反射镜显示器观视一侧所使用的吸收型偏光片采用含将经碘或染料等二向色性色素染色的聚乙烯醇拉伸后形成的偏光物的偏光片。此时，鉴于反射镜显示器的图像显示特性以及反射镜显示时的反射特性，可以使用即使在高透射率下仍旧具有高偏光度的偏光片。因此，在使用光学特性优于染料类偏光片的碘类偏光片且兼具偏光特性与显示对比度时，偏光片的单片透射率应为42～45％，偏光度应为96.6～99.5％。如此，可使得来自图像显示元件的线性偏振光实现高透射率出射。

发明内容

本发明所要解决的问题

由于高偏光度碘类偏光片的透射率在短波长一侧(420nm附近)通常较低，因此当反射镜显示器快门的偏光元件使用此类偏光片时，存在显示模式或反射镜模式下显示图像泛黄问题，导致视觉效果劣于由玻璃板和金属光泽物构成的传统反射镜。通常，偏光片的波形平衡或色调可通过改变二向色性色素的配比、偏光膜的染色条件等进行调节，然而当偏光片仅使用碘类色素时，难以将偏光片调至中性色调。

此外，为了提高作为反射镜的功能，可以通过增大偏光片的透射率而提高其在反射镜模式下的反射率。在该情形中，可以通过减小偏光膜中碘的染色量而使碘类偏光片获得高透射率。然而，当含有通过减少碘的用量而实现高透射率的偏光膜时，偏光片对高温或高温高湿的光学持久性将显著下降。因此，不适合用作要求具有高耐用性的汽车等物的部件。

由上可知，由于将碘类偏光片用作液晶快门部件的吸收型偏光片时无法满足上述要求，因此需要一种在特性上与液晶快门式反射镜显示器相称的偏光片。此外，由于反射镜元件通过将偏光片等膜片层叠的方式形成，因此当此类膜片的平滑度欠佳或存在变形(起伏不平)时，显示图像将产生波动。因此液晶快门式反射镜显示器必须保持不亚于采用平滑玻璃表面的传统反射镜的显示质量。

解决问题的技术手段

本发明的目的在于提供一种液晶快门式反射镜显示器的快门部件的吸收型偏光片，该偏光片为具有优异的光学特性、耐用性及显示质量的偏光元件。也就是说，本发明的一个方面为一种偏光元件，其特征在于，包括偏光片，该偏光片的一面上设有硬涂层，另一面上设有粘接层，其中，所述偏光片的偏光物含有至少一种二向色性染料，该偏光片在针对380nm及以上780nm及以下波长范围的光测定时且经光谱光视效率校正后，单片透射率Ys为45％及以上60％及以下，偏光度Py为50％及以上95％及以下，单片该偏光片在L*a*b*色彩空间中的色调a*s为-3及以上+3及以下且b*s为-3及以上+3及以下，两片该偏光片在偏光轴处于平行态时的色调a*p为-3及以上+3及以下且b*p为-3及以上+3及以下。

其中，所述粘接层的起伏度可以为小于等于7，所述偏光元件的起伏度可以为小于等于15。

所述二向色性染料可以含化学式(1)所示的水溶性双偶氮化合物或其铜络合盐化合物：

(化学式1)

其中，X表示氢原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基，R₁表示氢原子或甲基，R₂表示氢原子、甲基、-C₂H₄OH基、取代或未取代的苯基、羧基取代的苯基、磺酸基取代的苯基。

此外，上述偏光元件可用于液晶快门式反射镜显示器。

本发明的另一方面为一种液晶快门式反射镜显示器，其特征在于，上述偏光元件、快门液晶单元、反射型偏光片以及图像显示装置按此顺序自观视一侧依次设置。

发明效果

根据本发明，可以提供一种偏光元件，该偏光元件保持与高偏光度碘类偏光片同等的出射亮度，可抑制显示图像和反射图像的泛杂色问题，具有高耐用型，而且无显示波动。如此，可以实现一种能够显示高质量的显示图像和反射图像的液晶快门式反射镜显示器。

附图说明

图1为本发明实施方式偏光元件结构的截面示意图。

图2为实施例1和比较例1中波长与线性偏振光透射率关系的测定结果图。

具体实施方式

如图1截面示意图所示，本发明实施方式的偏光元件100结构包括粘接层10、第一承托膜12a、偏光膜14、第二承托膜12b以及硬涂层16。图1仅为示意图，各层实际厚度等并不如图所示。

偏光元件100可作为液晶快门式反射镜显示器的部件，例如设于汽车后视镜等物中安装的反射镜显示器的观视一侧。反射镜显示器既可包括占据其整个表面的显示装置且在整个表面或部分表面上进行反射镜与显示图像之间的切换，也可包括占据整个表面的一部分的至少一个显示装置且在该部位的部分表面上进行反射镜与显示图像之间的切换。此外，显示图像是指显示装置部件显示的信息，既可以为彩色显示的图像、视频等，也可以为简单的点阵显示或分段显示的字母数字符号等。

液晶快门式反射镜显示器为将吸收型偏光片、液晶单元及反射型偏光片作为快门部件自观视一侧按此顺序依次设于液晶显示装置等的前方且可在反射镜状态和图像显示状态之间切换的显示装置。

显示装置的出射光为线性偏振光。当该显示装置处于显示模式(在显示装置上显示图像)下时，显示装置前方偏光片、反射型偏光片及吸收型偏光片的透射轴为平行关系。也就是说，与半反射镜式反射镜显示器相比，液晶快门式反射镜显示器能够减小显示装置发出的光量的下降。此时，由于吸收型偏光片的吸收轴与反射型偏光片的透射轴为正交关系，反射型偏光片的反射光(反射偏振光)被吸收型偏光片吸收。如此，可以减轻显示模式下的重叠显示。

在反射镜模式下，反射型偏光片和吸收型偏光片的透射轴成正交关系。在该情形中，外部光(自然光)的反射光透射通过吸收型偏光片(成为线性偏振光)后，在反射型偏光片上发生反射，从而再次透射通过吸收型偏光片。因此，为了获得更高的反射率，吸收型偏光片优选为高透射偏光片。通过这种方式，可获得良好观视效果的反射镜。

液晶单元为以透明电极夹持液晶层后形成之物，具体为一种具有能够在入射线性偏振光透射通过之际以电学方式在改变其偏光轴的状态和不改变其偏光轴的状态之间切换选择的结构的元件。如此，可以实现吸收型偏光片偏光轴和反射型偏光片偏光轴之间关系的切换，从而实现反射镜状态与图像显示状态之间的切换。液晶单元通常采用TN(扭曲向列)液晶。

反射型偏光片含有具有允许与透射轴平行的偏振光透射通过且反射与透射轴垂直的偏振光的功能的偏光物，在本实施方式反射镜显示器中起到反射镜的作用。作为此类偏光片，可例如采用将多层不同双折射性高分子膜交替层叠形成的双折射反射型偏光膜，作为市售反射型偏光膜可列举出的为3M公司的DBEF系列产品。作为其他反射型偏光膜，可列举出的为具有在胆甾相液晶层的正反两面设置1/4波长相位差层结构的偏光膜。此外，金属线栅型的无机偏光片也可用作反射型偏光片。此类偏光膜在使用时，通过粘接层或粘附层粘贴在液晶单元上。此外，为了减小内部反射，还可例如在显示装置部件与液晶快门部件之间，即与反射型偏光片之间，设置光学粘接层并进行层叠，或者在两表面上设置防反射层。

以下，对本发明偏光片(吸收型偏光片)进行说明。

<偏光片>

偏光片具有在含偏光物的偏光膜14的单面或双面上粘贴承托膜12(在图1中，双面分别粘贴第一承托膜12a和第二承托膜12b)的结构。虽然也可仅使用偏光膜14，但是优选以第一承托膜12a和第二承托膜12b在偏光膜14双面对其进行夹持的偏光片。其原因在于，偏光膜14一般为通过将染有二向色性色素的聚乙烯醇类树脂(PVA)膜单轴拉伸而形成且呈薄膜状之物，如果不以第一承托膜12a和第二承托膜12b夹持，不但容易在热量或水分的作用下变形，而且还可能因此有损偏光特性。

偏光膜14为具有将自然光转换为线性偏振光功能的膜，且可以为使二向色性染料在PVA膜上吸附并取向后形成之物。作为二向色性染料，可列举出的为偶氮类化合物、蒽醌类化合物或四嗪类化合物等，尤其在采用偶氮类化合物二向色性染料时，可以在高温条件下或高温高湿条件下实现优异的光学特性持久性，并易于实现色调的调整。因此，在使用二向色性染料时，即使在显示装置上重叠设置偏光膜14，也可实现比碘类偏光膜更佳的泛黄影响抑制效果。

作为偏光膜14所用的二向色性染料，从光学特性及耐用性的观点来看，优选偶氮化合物类染料，可列举出的此类染料例如为C.I.直接黄12、C.I.直接黄28、C.I.直接黄44、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙107、C.I.直接红2、C.I.直接红31、C.I.直接红79、公开号为2003-215338的日本专利申请中描述的染料、WO2007/138980中描述的染料等。

市售染料中可列举出的为Kayafect Violet P Liquid(日本化药株式会社)、Kayafect Yellow Y、Kayafect Orange G、Kayafect Blue KW及Kayafect Blue Liquid400等。

此外，也可使用WO2015/186681、WO2014/162634中所述为了使偏光片获得消色差色调而进行优化的二向色性染料。

其中，为了增补可见光范围各波长下的偏光特性，优选将以上两种、三种或更多种染料相互混合后对PVA进行染色，从而最终呈现中性灰色调。例如，当将含蓝色系二向色性染料的三种或更多种染料混合时，并尤其通过调节蓝色系二向色性染料的配比，可以使偏光膜14重叠设置于显示装置上后的泛黄程度达到最合适的程度，或者转而呈靠近蓝色的程度。此外，通过使用为了获得消色差色调而进行优化的二向色性染料，可以使中性灰色的调整更加容易。作为市售的上述染料类偏光片，可列举出的为宝来技术有限公司的“消色差”系列产品。

作为偶氮类化合物，从耐用性的观点来看，尤其优选含有化学式(2)所示的水溶性双偶氮化合物或其铜络合盐化合物。

(化学式2)

其中，X表示氢原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基。R₁表示氢原子或甲基，R₂表示氢原子、甲基、-C₂H₄OH基、取代或未取代的苯基、羧基取代的苯基、磺酸基取代的苯基。

该化合物既可使用市售之物，也可通过已知制造方法，如公开号为JPS59-145255的日本专利申请描述的制造方法制造。

此外，作为偶氮类化合物优选含化学式(3)所示的水溶性化合物或其铜络合盐化合物。

(化学式3)

其中，A表示甲基取代的苯基或萘基，R表示氨基、甲氨基、乙氨基或苯氨基。

该化合物既可使用市售之物，也可通过已知制造方法，如公开号为JPH03-12606的日本专利申请描述的制造方法制造。

当将二向色性染料用作二向色性色素时，其不但在高温条件下或高温高湿条件下的光学特性持久性方面优于碘，而且在成型时颜色变化也少于碘。如此，不但使得偏光膜14的色调易于调整，而且与将碘作为二向色性色素的情形相比，还可降低泛黄程度。

优选地，适用于偏光元件100的偏光膜14或偏光片在针对380nm及以上780nm及以下波长范围的光测定时且经光谱光视效率校正后，单片透射率Ys为45％及以上60％及以下，偏光度Py为50％及以上95％及以下。然而，其中，单片透射率Ys与偏光度Py的光学特性关系为使用普通二向色性染料的偏光膜情形下的关系。通过提高各二向色性染料的性能和取向性等方式，可以实现光学特性的改善。在该情形中，针对上述Ys范围，Py可超出上述范围上限。

当单片透射率Ys小于45％时，偏光度Py将超过95％。在该情形中，线性偏振光的透射率为约85％及以下。因此，无法获得与碘类偏光片(单片透射率Ys为43％且线性偏振光透射率为约86％时)同等的显示亮度，也无法改善显示图像泛杂色的问题。

当偏光片的单片透射率Ys大于60％时，偏光度Py将小于50％。此时，由于无法获得足够高的偏光特性，因此反射镜显示器的快门功能可能无法充分发挥其作用。

因此，偏光膜14的光学特性优选单片透射率Ys为45％及以上60％及以下，尤其50％及以上55％及以下。如此，将使得线性偏振光透射率为87％及以上，从而能够获得与碘类偏光片同等或更高的显示亮度。在该情形中，可以比碘类偏光片更好地抑制显示图像的泛杂色问题。此外，由于偏光片的透射率更高，因此可以改善对自然光的反射率，并在反射镜模式下获得更好的观视性。

为了使显示图像和反射图像不因偏光片设于显示装置前方而泛黄色等杂色，偏光片优选具有不带颜色的中性色调。具体而言，这表示在L*a*b*色彩空间的色调中，偏光片的a*值和b*值同时为0或接近于0。然而，考虑到偏光片的加工以及各种染料的特性，制作具有上述色调值的偏光片并非易事。因此，色调值优选为在应用于反射镜显示器时所泛杂色在视觉上不易察觉的值。该色调值的范围在单片(s)偏光片的情形下优选a*s为-3及以上+3及以下，且b*s为-3及以上+3及以下。如此，可以抑制来自信息设备的显示图像泛杂色的问题。此外，当偏光片为两片且其偏光轴为平行态(p)时，色调值优选a*p为-3及以上+3及以下，b*p为-3及以上+3及以下。如此，可以抑制反射镜反射图像的泛杂色问题。

本实施方式中的透射率(单位：％)及偏光度(单位：％)为以日本分光株式会社的V-7100或株式会社日立制作所的U-4100测定的值。具体而言，在制作偏光片后，将使用单片偏光片时的透射率作为单片透射率Ys，将使用两片偏光片且将其以吸收轴方向相同的方式叠合时的透射率作为平行态透射率Yp，将两片偏光片以吸收轴相互垂直的方式叠合时的透射率作为垂直态透射率Yc。对于各透射率，均先在380～780nm波长范围隔一定波长间隔dλ(此处为5nm)求其光谱透射率τλ，然后根据数学式(1)计算。在数学式(1)中，Pλ表示标准光(C光源)的光谱分布，yλ表示2度视场等颜色方程，τλ表示光谱透射率。

(数学式1)

此外，偏光度Py根据平行态透射率Yp和垂直态透射率Yc并按照数学式(2)求出。

(数学式2)

Py＝((Yp-Yc)/(Yp+Yc)}1/2×100···(2)

线性偏振光的透射率为使绝对偏振光入射至偏光片上且使绝对偏振光的偏光方向与偏光片的吸收轴方向垂直时测得的透射率，以绝对平行透射率Ky表示。其中，绝对平行透射率Ky可通过将上述求得的单片透射率Ys和垂直态透射率Yc代入数学式(3)求出。此外，取决于显示装置的设计和偏光片的波形特性，绝对平行透射率Ky既可求得为例如380nm及以上780nm及以下各波长当中预定波长下的透射率，也可求得为预定波长范围下的平均值。

(数学式3)

当偏光片使用承托膜12时，通过粘附层在偏光膜14的单面或双面粘贴承托膜12。作为承托膜12(第一承托膜12a，第二承托膜12b)，可以采用环烯烃系树脂膜、聚酯类树脂膜、丙烯酸类树脂膜、聚碳酸酯类树脂膜、聚砜类树脂膜、脂环族聚酰亚胺类树脂膜、醋酸纤维素类树脂膜等。从易于与偏光膜粘接而获得偏光片的观点来看，优选使用醋酸纤维素类树脂，更优选使用三醋酸纤维素(TAC)。

此外，取决于承托膜中添加的UV吸收剂等物的种类，短波长一侧(420nm附近)的透射率会降低，从而产生使偏光片的b*s增大的影响。该增大的程度与承托膜的厚度成比例。因此，承托膜的厚度优选为100μm及以下，更优选为40～80μm，而且优选形成能够抑制泛杂色影响的偏光片构造。

当汽车驾驶人员佩戴偏光太阳镜时，可能会发生因偏光元件100的偏光膜18的偏光轴与偏光太阳镜的偏光轴一致而导致无法观视到显示图像或无法作为反射镜使用的情况。其中，通过在偏光元件100的观视一侧，即偏光片的观视一侧设置相位差膜，可以解决无法观视的问题。在本实施方式中，该相位差膜既可通过粘附层或粘接层粘贴于偏光片的观视一侧，也可用作偏光片的承托膜12b。在该情形中，相位差膜的观视一侧表面优选设置硬涂层。

相位差膜为由双折射材料制成的膜状光学元件。相位差膜的厚度可以为5μm及以上200μm及以下，进一步可以为10μm及以上150μm及以下。当相位差膜的厚度不足5μm时，其作为工业材料的可操作性将会降低。此外，当该膜厚度超出200μm时，成膜时容易发生变形和起伏，从而可能有损反射镜显示器的显示图像质量。

相位差膜的材料可例如选择将以聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、环烯烃系树脂等为主要成分的膜拉伸后获得的材料，或者选择在透明膜上涂布可紫外线固化的高分子液体产品并使其取向后获得的材料。

相位差膜的相位延迟量可处于100nm及以上30000nm及以下范围。作为相位差膜，可列举出的例如为λ/4相位差膜或λ/2相位差膜。此外，还可列举出的为具有超高双折射性的高相位差膜。

相位差膜的相位延迟轴与偏光片100的吸收轴之间所成的角度关系优选为处于大于0°且小于90°的角度范围。也就是说，优选排除相位差膜的相位延迟轴与偏光片100的吸收轴相互一致(关联角度为0°)以及相互垂直(关联角度为90°)这两种情形，在一种实施方式中，相位差膜和偏光片100层叠时优选使得上述角度为40～50度，更优选使得上述角度为45度。在这一关系下，从反射镜显示器出射或反射的偏振光，不会被偏光太阳镜的吸收轴完全吸收，因此即使在佩戴偏光太阳镜时，也能够观视该装置所显示的信息。

含相位差膜的偏光元件100优选在上述相位差膜、粘附层或粘接层、硬涂层等的材料和制造方法上选择为使得以下定义的起伏度为15及以下。当偏光片与相位差膜的层叠中使用粘接层时，尤其优选使用能够减小下述“起伏”发生的粘接层。如此，即使对于含相位差膜的偏光元件100，也能获得具有变形较小的高质量反射面的反射镜显示器。

<粘接层10>

粘接层10用作在将偏光元件100与其他部件粘贴时使用的层。粘接层10设于第一承托膜12a的与偏光膜14相反一侧的表面上。粘接层10例如通过将以甲苯或甲乙酮(MEK)等溶剂将丙烯酸类或聚酯类粘接剂固态成分稀释后形成的粘接剂涂布于离型膜上且将其干燥的方式形成。粘接剂只要为丙烯酸类、聚酯类即可，并无特定限制。此外，也可使用上述之外的其他粘接剂。另外，粘接剂中可混入固化剂、硅烷偶联剂等添加剂，以调节其与粘接对象的紧密程度，或者赋予耐用性方面的防剥离防起泡特性。其中，溶剂对固态成分的稀释比率可以为5倍及以下。如此，可以获得能够减小下述“起伏”发生的粘接层。

随后，将上述配制的粘接剂涂于离型膜上，然后通过干燥步骤使溶剂挥发。在干燥步骤中，可通过分别设置于40℃～100℃温度范围内的多个干燥箱使溶剂自涂有粘接剂的离型膜挥发。

其中，涂胶量调整为使得干燥后粘接剂的厚度为1μm及以上30μm及以下，优选为5μm及以上25μm及以下。之后，将粘接剂一侧朝着第一承托膜12a粘贴。

<硬涂层16>

硬涂层16为对偏光元件100表面进行保护的层。硬涂层16设于第二承托膜12b的与偏光膜14相反一侧的表面上。硬涂层16可例如通过将紫外线固化树脂涂于第二承托膜12b表面且以紫外线照射将其固化的方式获得。具体而言，例如，可先将一种至两种以上的多官能团丙烯酸(甲)酯、聚合引发剂及表面调理剂与作为溶剂的甲乙酮共同混合而制得涂料，在将该涂料涂于TAC膜的单面上后，通过在40～80℃下干燥而去除溶剂，再以高压汞灯紫外线照射将其固化，从而形成硬涂层16。从硬涂层16的硬度及固化后的翘曲(卷曲)的观点来看，硬涂层16的厚度可以为1μm及以上20μm及以下。当厚度为20μm及以上时，虽然可以获得高的硬度，但是会发生严重的翘曲，从而不但使得难以粘贴至偏光膜上，还可能会使得硬涂层因加工时的弯曲操作而产生裂纹，导致耐用性试验中发生剥离。因此，硬涂层的厚度可以为2μm及以上10μm及以下，以使其兼具硬度和可加工性。此外，为了提高硬度或降低翘曲，还可添加分散有纳米级胶态氧化硅的溶剂(如日产化学工业株式会社的有机硅溶胶)。

其中，通过使用对承托膜有侵蚀性的稀释溶剂，可以使所形成的硬涂层与承托膜之间的界面相互融合，从而减少反射光在硬涂层与承托膜之间发生薄膜干涉(干涉条纹)。

此外，通过在氮气氛下进行紫外线照射，可以提高耐刮擦性。耐刮擦性例如优选在以钢丝棉进行刮擦试验(#0000；250g载荷；10～100次往复刮擦)评价时，硬涂层表面不因该试验而损伤。

硬涂层的硬度根据JIS5600-5-4铅笔硬度试验(刻划硬度(铅笔法))评价。例如，当形成硬涂层的承托膜为TAC膜(40～80μ)时，在所述评价方法中，作为高硬度硬涂层的评判指标，其硬度通常优选在750g载荷下为2H及以上，更优选在750g载荷下为4H及以上。然而，由于该评价方法判定的硬度不但取决于硬涂层的厚度，而且还取决于作为其衬垫物的承托膜的厚度、抗压硬度(压碎难易度)等物理性质，因此不限于上述指标。

硬涂层16中可含有表面调理剂。如此，可以促进所涂液体的流平以及平滑表面的形成，从而使其作为反射镜显示器部件具有优异的表面形态。此外，通过使用硅类或氟类表面调理剂，可以使硬涂层16具有防污性和耐指纹性。

<关于起伏度>

对于承托膜12以及其他膜，尤其以使溶剂稀释后的树脂等物流延成膜的方法制造的膜，随着成膜时溶剂的去除以及浓度的升高，树脂与溶剂将发生对流，该对流引起的起伏波动有时会残留至成膜之后。除此之外，空气干燥期间，空气的影响有时也会导致此类起伏波动。“起伏”是指此类起伏波动的厚度分布或不均匀的相位差分布。

当偏光元件100的承托膜12或粘接层10存在起伏波动时，将导致使用偏光元件100的液晶显示器所显示的图像发生变形。因此，偏光元件100所使用的部件优选具有尽可能小的起伏度。

起伏度为以数值方式对反射镜显示器的显示图像质量进行评价时的评价值。承托膜12、偏光片、粘接层10等物的起伏度可通过Fusion Inc.公司制造的偏光片起伏度检测装置测定。

以下，对起伏度的测定进行说明。在4K分辨率的显示器上显示等间距点阵图形后，以相机拍摄以45度角设置且表面平滑的反射镜中映照出的点阵图形显示图像，并将此作为空白测量结果。随后，在反射镜与相机之间设置承托膜12、偏光片、粘接层10等测定对象，并以相机拍摄经测定对象透射后的点阵图形图像。其中，测定对象以粘接剂粘贴于表面平滑的玻璃板上。所拍摄的点阵图形经图像分析而求得表示该点阵图形偏离情况的标准差(Totalσ)，并以此值作为起伏度。

空白测量结果的起伏度为5左右。也就是说，起伏度越接近5，越说明几乎不存在起伏不平；起伏度约大于5，越说明测定对象在光学上存在固有的失真。

液晶显示器所用普通偏光元件(含偏光片和粘接层)的起伏度为20及以上23及以下。当将此类偏光元件用作反射镜显示器的部件时，与直接观看液晶显示器的情形相比，将更加容易地察觉到起伏波动。其原因在于，反射镜显示器的使用状态多为不显示图像的反射镜状态，在该状态下看到的是反射图像，因此表面形状非常重要。出于这一原因，当作为反射镜面的偏光元件100存在起伏不平时，作为反射图像映照的场景图像将会在观视时发生变形，从而使得反射镜显示器无法充分发挥其作用。

因此，反射镜显示器所用的偏光元件100的起伏度优选为15及以下，更优选为8及以下。通过将起伏度置于这一范围，可以使偏光元件100所使用的反射镜显示器获得变形较小的高质量反射镜面。

为了实现以上所述的偏光元件100起伏度，承托膜12可采用起伏度较小之物。承托膜12的起伏度可以为12及以下，更优选为7及以下。该情形中的起伏度为以起伏度为6及以下的粘接层(粘接层的影响几乎为零)测得的值。由于承托膜12的起伏度取决于其厚度，因此承托膜12的厚度可以为200μm及以下，优选为80μm及以下，更优选为40～60μm。

此外，粘接层10的起伏度可以为7及以下。

<关于耐用性>

汽车内饰使用的部件需要具有高耐用性。例如，对于液晶显示器等显示装置，要求能够在95℃的干燥高温试验中满足1000小时及以上的可靠性，并在65℃及93％的高湿高温试验中满足1000小时及以上的可靠性。这些要求为显示装置部件所使用的TFT液晶显示装置等部件的耐用性标准。本显示装置所用的偏光元件优选具有同等或更高的可靠性。该情形中的耐用性可列举出的例如为105℃干燥高温试验中1000小时及以上，85℃及85％的高湿高温试验中240小时及以上。因此，偏光元件优选使用含二向色性染料的染料类偏光膜。此外，作为偏光元件的耐用性评价项目，可例如为光学特性的变化、颜色变化以及剥离和变形等外观变化。

实施例1

<偏光膜14的制作>

将聚乙烯醇树脂膜(株式会社可乐丽所制VF-PS(75μm))在30℃的水中溶胀5分钟后，将其在30℃的染色液(相对于重量为1000份的水、重量为0.3份的三聚磷酸钠，C.I.直接橙39的重量为0.11份，C.I.直接红81的重量为0.11份，公开号为JPH03-12606的日本专利申请所述方法获得的蓝色系染料的重量为0.10份，公开号为JPS59-145255的日本专利申请所述方法获得的绿色系染料的重量为0.11份)中浸渍5分钟，以进行染料染色处理。随后，将该膜在50℃的重量百分比为3％的硼酸水溶液中拉伸5.5倍，获得拉伸膜。拉伸处理后，将拉伸膜在50℃的重量百分比为5％的硼酸水溶液中浸没2分钟，以水洗涤后，再在30～80℃的空气中干燥，从而获得本发明的偏光膜14。所得偏光膜14的厚度为30μm。

<硬涂层的制作>

在将重量为40份且作为多官能团丙烯酸的季戊四醇三丙烯酸酯(日本化药株式会社的KAYARAD PET-30)，重量为60份且作为溶剂的甲乙酮，重量为0.2份的丙烯酸聚合物类流平剂，以及重量为2份且作为聚合引发剂的Irgacure184(希巴特殊化学控股公司)相互混合而制得涂料后，以微型凹版涂布机将其涂于厚度为60μm的TAC膜单面上。随后，通过在40～80℃下干燥2分钟而去除溶剂，然后通过氮气氛下的高压汞灯紫外线照射将涂敷物固化，从而在TAC膜上形成硬涂层。所得硬涂层的厚度大约为5μm。该硬涂层在750g载荷下的铅笔硬度为2H。

<偏光片的制作>

利用含聚乙烯醇(PVA)的水系粘合剂，将通过上述方法获得的偏光膜的双面层叠厚度为60μm的TAC膜。随后，通过在70℃下干燥5分钟而获得偏光片。其中，所层叠的其中一侧将上述方法获得的带硬涂层的TAC膜用作第二承托膜12b，而无硬涂层的TAC膜作为第一承托膜12a粘贴在偏光膜上。所得偏光片的光学特性以株式会社日立制作所的分光光度计U-4100进行测定，结果示于表1。其中，该偏光片的单片透射率Ys为50.1％，偏光度Py为73.7％。此外，还以日本分光株式会社的V-7100测定线性偏振光透射率，该偏光片的可见光范围透射率波形示于图1。

<粘接层10的制作>

根据已知文献(公开号为2016-206468的日本专利申请)，将丙烯酸类粘接剂涂于离型膜上后将其干燥，从而制得粘接层10。通过将所得涂布一面朝向第一承托膜12a贴合而将粘接层10粘附至偏光元件100上。随后，为了促进粘接层10中固化剂的交联反应，在35℃下保持3天及以上，从而获得本实施例的偏光元件100。

所得粘接层10的厚度为20μm。在仅将该粘接层10粘贴在玻璃板上的状态下，以Fusion Inc.公司制造的偏光片起伏度检测装置测定后，起伏度为6.6。以同样的方式测定后，上述厚度为60μm的TAC膜的起伏度为6.5，偏光元件100的起伏度为7.4。

实施例2

将聚乙烯醇树脂膜(株式会社可乐丽所制VF-PS(75μm))在30℃的水中溶胀5分钟后，将其在30℃的染色液(相对于重量为1000份的水、重量为0.3份的三聚磷酸钠，C.I.直接橙39的重量为0.10份，C.I.直接红81的重量为0.10份，公开号为JPH03-12606的日本专利申请所述方法获得的蓝色系染料的重量为0.13份，公开号为JPS59-145255的日本专利申请所述方法获得的绿色系染料的重量为0.10份)中浸渍5分钟，以进行染料染色处理。随后，将该膜在50℃的重量百分比为3％的硼酸水溶液中拉伸5.5倍，获得拉伸膜。拉伸处理后，将拉伸膜在50℃的重量百分比为5％的硼酸水溶液中浸没2分钟，以水洗涤后，再在30～80℃的空气中干燥，从而获得本发明的偏光膜14。所得偏光膜14的厚度为30μm。所得偏光片的光学特性以株式会社日立制作所的分光光度计U-4100测定，单片透射率Ys为50.1％，偏光度Py为73.8％。此外，由于染料调配时增大了蓝色系染料的比例，因此与实施例1的色调相比，本实施例能够获得更加偏向蓝色的色调。

偏光片和偏光元件的制作方法与实施例1所述方法相同。

比较例

本比较例使用作为市售偏光元件的带硬涂层碘类偏光片SKN-18243T-HC(宝来技术有限公司)。该产品的厚度(不含保护膜、离型膜)为220μm。具体而言，硬涂层厚度为5μm，承托膜为80μm厚TAC膜，粘接层厚度为25μm。该偏光元件的光学特性测定结果显示，单片透射率Ys为42.8％，偏光度Py为99.9％。此外，还以日本分光株式会社的V-7100测定线性偏振光透射率，该偏光片的可见光范围透射率波形示于图1。

与实施例1相同，将该偏光元件贴于玻璃板上后测定其起伏度，起伏度测定结果为22.2。

<光学特性评价>

将实施例1及比较例1的偏光元件贴于厚度为1.1mm的超白玻璃单面，并在该玻璃板的相反一面以上述粘接层粘贴美国3M公司的DBEF反射型偏光片，从而制成模拟液晶快门部件的评价样品。其中，所制样品中偏光元件的偏光轴与反射型偏光片的透射轴间关系分别为垂直和平行。垂直关系情形对应于反射镜显示器的反射镜模式，该情形中先测定样品偏光元件表面的全反射率，然后计算反射色调(a*r，b*r)。全反射率Yr(单位：％)以株式会社日立制作所的分光光度计U-4100测定，其中，评价样品以偏光元件表面朝向积分球一侧的方式设置于积分球的白板位置。求取全反射率Yr的计算方法与式(1)计算方法相同。

此外，平行关系情形对应于反射镜显示器的显示模式。在该情形中，先测定样品的透射率，然后计算其色调。测定结果示于表2。

<耐用性试验>

将以上获得的偏光元件裁剪成45mm×40mm的尺寸(吸收轴与长边平行)，并贴于超白玻璃(厚度1.1mm)上，以作为耐用性试验样品。随后，将样品放入高压釜中，然后在0.5MPa气压及60℃温度下加压处理15分钟，以使得偏光元件的粘接层与玻璃充分贴紧。

作为耐用性试验的条件，干燥高温试验的温度为105℃，高湿高温试验的温度为85℃且湿度为85％，并分别在这些条件下对样本进行了测试。作为耐用性的评价方式，分别在将样品以耐久性试验器具测试前后以分光光度计U-4100测定样品的光学特性，并求得测试前后的透射率(Ys)和色调(a*s，b*s)的变化量(测试后-测试前)。

表1至表4以及图2所示为各实施例及比较例1的测定结果。

表1

表2

表3

表4

如表1所示，根据实施例1和实施例2获得的偏光片的色调值小于采用碘类偏光片的比较例1。如图2光谱波形所示，实施例的短波长一侧透射率优于比较例1，在整个可见光范围内波形平坦，比比较例1更能实现中性色调。此外，通过使单片透射率Ys为50.1％，实施例可获得与比较例1同等的线性偏振光透射率。如此，来自显示装置部件的光量将不亚于使用高偏光度的碘类偏光片的情形，因此能够得到同等的显示亮度。

模拟液晶快门部件的评价样品的光学特性评价结果示于表2。该样品反射镜模式下的反射率高于采用碘类偏光片的比较例1中的偏光元件。也就是说，实施例1中的偏光元件100在反射镜状态下的观视效果获得改善。此外，实施例1的偏光元件100的b*r值小于比较例1。也就是说，通过使用实施例1的偏光元件100，可以减轻反射镜的泛杂色问题。另外，在实施例1的偏光元件100的显示模式下色调值小于比较例1。因此，与反射镜模式类似，其可以降低显示图像的泛杂色程度。

耐用性试验结果示于表3和表4。在干燥高温试验(表3)中，实施例1和实施例2的b*s变化量小于比较例1。也就是说，即使长时间在高温下暴露，泛黄程度也较小。此外，在高湿高温试验(表4)中，实施例1和实施例2的透射率变化量较小且偏光性能得到维持，而比较例1的偏光度Py大幅下降且偏光性能完全消失。

由此可见，实施例1和实施例2的染料类偏光片在高温和高湿两种条件下具有优异的光学持久性。

综上所述，由于本实施方式的偏光元件100为低起伏度的偏光元件，因此可以抑制显示图像和反射图像的波动。此外，通过使用偏光元件100，使得作为汽车后视镜使用的液晶快门式反射镜显示器不但可以在反射镜模式下获得高反射率，而且还可在显示模式下减小偏光片所导致的发杂色影响。此外，还可提供一种在长时间使用下具有优异耐用性且用于反射镜显示器的染料类偏光片，以及使用该偏光片的反射镜显示器。

Claims (11)

1.一种偏光元件，其特征在于，

包括一偏光片，所述偏光片的一面上设有一硬涂层且另一面上设有一粘接层，

其中，所述偏光片的偏光物含有至少一种二向色性染料，

所述偏光片在针对380mm及以上780nm及以下波长范围的光测定时且经光谱光视效率校正后，单片透射率Ys为45％及以上60％及以下，偏光度Py为50％及以上95％及以下，

单片所述偏光片在L*a*b*色彩空间中的色调a*s为-3及以上+3及以下且b*s为-3及以上+3及以下，两片所述偏光片在偏光轴处于平行态时的色调a*p为-3及以上+3及以下且b*p为-3及以上+3及以下。

2.如权利要求1所述的偏光元件，其特征在于，

所述粘接层的起伏度为7及以下，

所述偏光元件的起伏度为15及以下。

3.如权利要求1所述的偏光元件，其特征在于，

所述二向色性染料含化学式(1)所示的水溶性双偶氮化合物或其铜络合盐化合物：

(化学式1)

其中，X表示氢原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基，R₁表示氢原子或甲基，R₂表示氢原子、甲基、-C₂H₄OH基、取代或未取代的苯基、羧基取代的苯基、磺酸基取代的苯基。

4.如权利要求2所述的偏光元件，其特征在于，

所述二向色性染料含化学式(2)所示的水溶性双偶氮化合物或其铜络合盐化合物：

(化学式2)

其中，X表示氢原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基，R₁表示氢原子或甲基，R₂表示氢原子、甲基、-C₂H₄OH基、取代或未取代的苯基、羧基取代的苯基、磺酸基取代的苯基。

5.如权利要求1所述的偏光元件，其特征在于，

用于液晶快门式反射镜显示器。

6.如权利要求2所述的偏光元件，其特征在于，

用于液晶快门式反射镜显示器。

7.如权利要求3所述的偏光元件，其特征在于，

用于液晶快门式反射镜显示器。

8.一种液晶快门式反射镜显示器，其特征在于，包括

如权利要求1所述的偏光元件，

自观视一侧依次设置的快门液晶单元、反射型偏光片以及图像显示装置。

9.一种液晶快门式反射镜显示器，其特征在于，包括

如权利要求2所述的偏光元件，

自观视一侧依次设置的快门液晶单元、反射型偏光片以及图像显示装置。

10.一种液晶快门式反射镜显示器，其特征在于，包括

如权利要求3所述的偏光元件，

自观视一侧依次设置的快门液晶单元、反射型偏光片以及图像显示装置。

11.一种液晶快门式反射镜显示器，其特征在于，包括

如权利要求4所述的偏光元件，

自观视一侧依次设置的快门液晶单元、反射型偏光片以及图像显示装置。

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