JP2020118827A - ヘッドアップディスプレイ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記カバー部材の上記粘着剤層側の表面の水接触角は70°以下である。
1つの実施形態においては、上記偏光子は、後述の式(1)で表される芳香族ジスアゾ化合物を含む。この場合、上記偏光子の厚みは100nm〜1000nmである。
1つの実施形態においては、上記カバー部材はポリカーボネート系樹脂を含む。
1つの実施形態においては、上記カバー部材の厚みは10μm〜1000μmである。
本発明の別の局面によれば、上記のヘッドアップディスプレイ装置の製造方法が提供される。この製造方法は、上記カバー部材の一方の面をコロナ処理すること、および、該カバー部材のコロナ処理面に、前記粘着剤層を介して前記偏光板を貼り合わせること、を含む。
図1は、本発明の1つの実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置を説明する部分概略断面図である。ヘッドアップディスプレイ装置100は、投影光を出射する表示器10と;投影光を反射する少なくとも1つの反射器(図示例では、1つの反射器)20と;開口部32を有し、かつ、表示器10および反射器20を内部に収容する筐体30と;開口部32を覆うカバー部材40と;カバー部材40の筐体内部側に設けられた偏光板50と;を有する。図1の実施形態では1つの反射器20が設けられているが、図2に示すヘッドアップディスプレイ装置101のように2つの反射器20、22が設けられてもよい。
カバー部材40は、上記のとおり、代表的には透明である。本明細書において「透明」とは、波長360nm〜830nmの可視光を透過する性質を有することを意味する。透明は、実質的に可視光を吸収せず、可視光域の全ての波長の光を透過する場合(無色透明)、および、可視光域の一部の波長の光を吸収し、かつその波長以外の光を透過する場合(有色透明)を含む。カバー部材40は、好ましくは無色透明である。カバー部材の全光線透過率は、好ましくは50%以上であり、より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。全光線透過率は、JIS K7375に準じて測定される値である。
C−1.偏光子
偏光子としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。代表例としては、ヨウ素系偏光子およびリオトロピック液晶偏光子が挙げられる。好ましくは、リオトロピック液晶偏光子である。リオトロピック液晶偏光子は耐熱性に優れるので、結果として、ヘッドアップディスプレイ装置の耐熱性をさらに向上させることができる。その結果、耐熱性と気泡の抑制という効果の両立が顕著となり得る。
工程A:基材の表面に、配向処理を施す工程。
工程B:基材の表面に上記式(1)で表される芳香族ジスアゾ化合物を含むコーティング液を塗布し、塗膜を形成する工程。
工程C:塗膜を乾燥し、乾燥塗膜である偏光子を形成する工程。
工程D:工程Cで得られた偏光子の表面に、耐水化処理を施す工程。
工程Aは、基材の表面に配向処理を行うことで、基材の表面に配向規制力を付与する工程である。予め配向規制力を有する基材を用いる場合、工程Aを実施する必要はない。配向規制力の付与方法としては、例えば、(a)基材の表面をラビング処理する方法、(b)フィルムの表面にポリイミドなどの膜を形成し、その膜の表面をラビング処理して配向膜を形成する方法、(c)フィルムの表面に光反応性化合物からなる膜を形成し、その膜に光照射して配向膜を形成する方法が挙げられる。なお、(b)および(c)の方法を用いる場合、基材と偏光子の間に配向膜を有する偏光板が作製される。基材はそのまま用いてもよく(この場合、基材が偏光子の保護層として機能し得る)、基材を剥離して当該剥離面に任意の適切な保護フィルムを設けてもよい。
工程Bは、コーティング液を用いて塗膜を形成する工程である。コーティング液は、上記芳香族ジスアゾ化合物と、芳香族ジスアゾ化合物を溶解または分散させる溶媒と、を含む。コーティング液は、溶媒に、芳香族ジスアゾ化合物を溶解または分散させることによって得られる。なお、必要に応じて、上記芳香族ジスアゾ化合物以外の他のポリマー、および/または添加剤などを溶媒に添加してもよい。
工程Cは、乾燥塗膜である偏光子を形成する工程である。基材の上に乾燥塗膜である偏光子を形成することで、基材と偏光子とを有する偏光板が得られる。
工程Dは、偏光子に耐水化処理液を接触させることによって偏光子に耐水性を付与する工程である。偏光子を耐水化処理液に接触させる方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。接触方法としては、(a)偏光子の表面に耐水化処理液を塗布する、(b)耐水化処理液が満たされた浴中に偏光板(偏光子)を浸漬する、(c)耐水化処理液が満たされた浴中に偏光板(偏光子)を通過させる、などの方法が挙げられる。前記(a)の耐水化処理液の塗布は、任意の適切なコータ、または、スプレーなどを用いて行われ得る。
位相差層は、偏光板の任意の構成要素であり、必要に応じて設けられる。偏光板に位相差層が設けられる場合、位相差層は、上記のとおり、面内位相差Re(550)が3000nm以上という超高位相差を有する。位相差層は、代表的には屈折率特性がnx>nyの関係を示す。位相差フィルムの面内位相差Re(550)は、好ましくは4000nm以上であり、より好ましくは5000nm以上である。面内位相差Re(590)の上限は、例えば30000nmであり、好ましくは20000nmである。面内位相差がこのような範囲であれば、材料および製造方法(延伸方法)を適切に組み合わせて選択することにより、フィルムを破断させることなくこのような面内位相差を実現することが可能となる。結果として、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも良好な視認性を確保し得る偏光板(結果として、ヘッドアップディスプレイ装置)を、工業的に実現することができる。
基材56は、偏光板の任意の構成要素であり、必要に応じて設けられる。基材は、偏光子の保護フィルムとして使用できる任意の適切なフィルムで構成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、環状オレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。好ましくは、(メタ)アクリル系樹脂、環状オレフィン系樹脂が用いられ得る。
粘着剤層52としては、任意の適切な構成が採用され得る。粘着剤層を構成する粘着剤の具体例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、およびポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤のベース樹脂を形成するモノマーの種類、数、組み合わせおよび配合比、ならびに、架橋剤の配合量、反応温度、反応時間等を調整することにより、目的に応じた所望の特性を有する粘着剤を調製することができる。粘着剤のベース樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。透明性、加工性および耐久性などの観点から、アクリル系粘着剤が好ましい。粘着剤層を構成する粘着剤の詳細は、例えば、特開2016−155981号公報に記載されており、当該公報の記載は本明細書に参考として援用されている。粘着剤層の厚みは、例えば10μm〜100μmであり得る。
偏光板は、必要に応じて、基材の偏光子と反対側にハードコート層および/またはアンチブロッキング層をさらに有していてもよい。ハードコート層の詳細は、例えば、特開2007−171943号公報に記載されている。アンチブロッキング層の詳細は、例えば、特開2015−115171号公報、特開2015−141674号公報、特開2015−120870号公報、特開2015−005272号公報に記載されている。これらの公報の記載は、参考として本明細書に援用される。
以下、ヘッドアップディスプレイ装置の製造方法の一例について簡単に説明する。当該製造方法は、カバー部材の一方の面をコロナ処理すること;および、カバー部材のコロナ処理面に、粘着剤層52を介して偏光板50を貼り合わせること;を含む。コロナ処理は、高周波電源のコロナ表面処理装置を用いて、カバー部材の一方の面に放電照射することにより実施される。放電出力強度は、好ましくは0.5kW以上であり、より好ましくは0.8kW以上であり、さらに好ましくは0.10kW以上である。
自動接触角計((株)共和界面科学社製、製品名;DM500)を用いて、カバー部材表面の水接触角を測定した。
(2)層間接着力
実施例および比較例で得られた積層体を、長さ100mm、幅25mmに切り出し、層間接着力測定用のサンプルを得た。次いで、引張試験機(商品名:TCM−1kNB、ミネベア社製)を用いて、カバー部材から粘着剤層/偏光子/基材を引き剥がす180°剥離試験を行い、カバー部材に対する層間接着力(180度引き剥がし接着力)(N/25mm)を測定した。測定は、23℃、50%RHの雰囲気下、剥離角度180°、引張速度300mm/分の条件で行った。
(3)気泡
実施例および比較例で得られた積層体を、110℃/50時間の加熱信頼性試験に供した。試験後の積層体の気泡の有無を目視により観察し、以下の基準で評価した。
○:気泡は認められなかった
×:気泡が認められた
1.有機色素(芳香族ジアゾ化合物)の合成
4−ニトロアニリンと8−アミノ−2−ナフタレンスルホン酸とを、常法(細田豊著「理論製造 染料化学 第5版」昭和43年7月15日技法堂発行、135ページ〜152ページに記載の方法)により、ジアゾ化およびカップリング反応させて、モノアゾ化合物を得た。得られたモノアゾ化合物を、前記常法によりジアゾ化し、さらに、1−アミノ−8−ナフトール−2,4−ジスルホン酸リチウム塩とカップリング反応させて粗生成物を得た。これを塩化リチウムで塩析することによって、下記式(4)の芳香族ジスアゾ化合物を得た。
基材としてノルボルネン系樹脂フィルム(日本ゼオン(株)製:製品名「ゼオノア」、ZF14−100)を用意し、このフィルムの表面にラビング処理および親水化処理(コロナ処理)を施した。上記式(4)の芳香族ジスアゾ化合物をイオン交換水に溶解させ、濃度4重量%のコーティング液を調製した。ラビング処理および親水化処理を施した基板の表面にコーティング液をバーコータ(BUSHMAN社製:製品名「Mayer rot HS4」)を用いて塗布し、23℃の恒温室内で自然乾燥することで、基材表面に乾燥塗膜(偏光子)を形成した。なお、偏光子の厚みは300nmであった。
続いて、基材/偏光子の積層体を耐水化処理液に2秒間浸漬した。耐水化処理液としては、1,3−プロパンジアミン塩酸塩(東京化成工業(株)製)、1,2−エチレンジアミン塩酸塩(東京化成工業(株)製)、およびビスヘキサメチレントリアミン(東京化成工業(株)製)を質量比55:15:30で含む水溶液を用いた。耐水化処理液から取り出した基材/偏光子の積層体を水洗し、乾燥させることにより、耐水性が付与された偏光板(基材/偏光子の積層体)を得た。
カバー部材として厚さ250μmのポリカーボネート系樹脂シート((株)シャインテクノ製:製品名「AW−10U」)を用いた。このカバー部材の一方の面にコロナ処理を施した。コロナ処理は、コロナ表面処理装置の高周波電源((株)春日電機社製、製品名;AGI−023)を使用し、放電管との距離が5mmとなるようにカバー部材を設置し、放電出力を0.11kWとして、カバー部材を放電管の下で2m/minの速度で移動させることにより実施した。カバー部材のコロナ処理面の水接触角は62°であった。カバー部材のコロナ処理面に、アクリル系粘着剤(日東電工(株)製:製品名「CS9862UA」)を介して偏光板を貼り合わせ、カバー部材/粘着剤層/偏光子/基材の積層体を作製した。得られた積層体におけるカバー部材と粘着剤層との層間接着力は43N/25mmであった。さらに、得られた積層体を上記(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
コロナ処理におけるカバー部材の移動速度を5m/minに変更したこと以外は実施例1と同様にして積層体を作製した。カバー部材のコロナ処理面の水接触角は63°であった。得られた積層体におけるカバー部材と粘着剤層との層間接着力は36N/25mmであった。さらに、得られた積層体を上記(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
コロナ処理におけるカバー部材の移動速度を10m/minに変更したこと以外は実施例1と同様にして積層体を作製した。カバー部材のコロナ処理面の水接触角は66°であった。得られた積層体におけるカバー部材と粘着剤層との層間接着力は36N/25mmであった。さらに、得られた積層体を上記(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
コロナ処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして積層体を作製した。カバー部材の偏光板が積層される面の水接触角は82°であった。得られた積層体におけるカバー部材と粘着剤層との層間接着力は27N/25mmであった。さらに、得られた積層体を上記(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
20 反射器
30 筐体
40 カバー部材
50 偏光板
52 粘着剤層
54 偏光子
56 基材
100 ヘッドアップディスプレイ装置
Claims (7)
- 投影光を出射する表示器と;
該投影光を反射する少なくとも1つの反射器と;
開口部を有し、かつ、該表示器および該反射器を内部に収容する筐体と;
該開口部を覆うカバー部材と;
該カバー部材の筐体内部側に設けられた、該カバー部材側から順に粘着剤層と偏光子とを含む偏光板と;を有し、
該カバー部材と該粘着剤層との層間接着力が30N/25mm以上である、
ヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記カバー部材の前記粘着剤層側の表面の水接触角が70°以下である、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記偏光子が、下記式(1)で表される芳香族ジスアゾ化合物を含む、請求項1または2に記載のヘッドアップディスプレイ装置:
- 前記偏光子の厚みが100nm〜1000nmである、請求項3に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記カバー部材がポリカーボネート系樹脂を含む、請求項1から4のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 前記カバー部材の厚みが10μm〜1000μmである、請求項1から5のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置の製造方法であって、
前記カバー部材の一方の面をコロナ処理すること、および
該カバー部材のコロナ処理面に、前記粘着剤層を介して前記偏光板を貼り合わせること、
を含む、製造方法。
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