TWI802687B - 偏光板及使用偏光板之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種偏光構件，其具備一偏光板，該偏光板在其中一面具有硬塗層16且在另一面具有黏合層10，偏光板的偏光元件含有至少一種二色性染料，偏光板的單體穿透率Ys是45%以上且60%以下並且偏光度Py是50%以上且95%以下，該單體穿透率Ys和偏光度Py是針對380nm以上且780nm以下的波長區域的光所測定並經過能見度校正而得，偏光板在單體的L*a*b*表色系的色相中，a*s是-3以上且+3以下並且b*s是-3以上且+3以下，並且在將2片偏光板14的偏光軸作成平行位時的色相中，a*p是-3以上且+3以下並且b*p是-3以上且+3以下。

Description

偏光板及使用偏光板之顯示裝置
本發明關於一種偏光板及使用偏光板之顯示裝置。
近年來，將鏡(鏡面)與顯示器(影像顯示裝置)組合而一體化而成的鏡面顯示器逐漸被廣泛地使用。尤其，當將汽車的後視鏡(後照鏡)作成鏡面顯示器時，因為利用具備於汽車的後方且外部的攝影機可映照出該後方視野，而能夠彌補被後座座椅和車輛支柱所遮蔽的死角，故能夠更安全地駕駛。
鏡面顯示器，已知有具代表性的半鏡面型，其在半鏡面下部具備顯示裝置，並能夠以自鏡中浮現的方式來顯示影像、或能夠切換鏡的狀態與影像顯示的狀態。
另一方面，已提案有一種鏡面顯示器，其在顯示裝置的前表面具備快門構造，該快門構造是用以切換顯示模式與鏡面模式(以下，稱為液晶快門型)。該型在顯示裝置部的前表面具備液晶胞，並且藉由使液晶胞驅動便能夠切換影像顯示模式與鏡面模式，該液晶胞具備有吸收型偏光板與反射型偏光板。藉此，液晶快門型可降低在半鏡面型中造成問題的重影(會同時看見影像顯示像(display image)與反射像(reflection image)的現象)，尤其較佳是作成汽車用後視鏡。
作為被用在這樣的鏡面顯示器的觀察側上的吸收型偏光板，可使用具備偏光元件之偏光板，該偏光元件是以碘或染料等的二色性色素對聚乙烯醇進行染色並延伸而成。此時，從鏡面顯示器的影像顯示性和鏡面顯示時的反射特性來看，可以作成即使為高穿透率亦具有高偏光度之偏光板。從而，可使用比起染料系偏光板在光學特性上更優異的碘系偏光板，而能夠在兼具偏光特性與顯示對比時，達到偏光板的單體穿透率為42～45%且偏光度為96.6～99.5%。藉此，能夠將來自影像顯示部的直線偏光的光加以高穿透性地射出。 [發明所欲解決的問題]
一般而言，前述高偏光度的碘系偏光板，因為在短波長側(420nm左右)的穿透率特性較低，所以若在該鏡面顯示器的快門用的偏光構件上使用前述偏光板，則在顯示模式和鏡面模式中會變得有顯示像變色為黃色調的問題，並且相較於既有的玻璃板與具有金屬光澤的鏡，外觀會變差。一般而言，偏光板的波形平衡和色相，能夠藉由調整二色性色素的調配條件和偏光薄膜的染色條件等來實行，但是在僅由碘系色素所作成的偏光板中，卻不容易將偏光板調整為中性色相。
又，為了使作為鏡的機能提升，能夠藉由提高偏光板的穿透率來使鏡面模式時的反射率提升。此時，可針對碘系偏光板減少偏光薄膜中的碘的染色量，藉此便能夠進行高穿透率化。然而，包含經減少碘量所高穿透化而成的偏光薄膜之偏光板，對於高溫和高溫高濕的光學耐久性會顯著地變低。從而，不適合作為汽車構件等被要求有高耐久性的構件。
由以上可知，在將碘系偏光板使用在液晶快門部的吸收型偏光板會無法滿足上述要件，所以謀求一種具有符合該型的特性之偏光板。又，因為鏡構件是將偏光板等的薄膜進行積層所構成，所以若薄膜的平滑性不佳、或具有變形(彎曲)，則會在顯示像產生波動。因此，針對該型的鏡面顯示器，必須要保持不遜於先前的使用了平滑玻璃面之鏡的顯示品質。
[解決問題的技術手段] 本發明的目的在於提供一種偏光構件，其是一種吸收型偏光板，用於液晶快門型鏡面顯示器中的該快門部，該偏光構件的光學特性、耐久性及顯示品質優異。亦即，本發明的一態樣，提供一種偏光構件，其特徵在於：具備一偏光板，該偏光板在其中一面具有硬塗層且在另一面具有黏合層，前述偏光板的偏光元件含有至少一種二色性染料，前述偏光板的單體穿透率Ys是45%以上且60%以下並且偏光度Py是50%以上且95%以下，該單體穿透率和偏光度是針對380nm以上且780nm以下的波長區域的光來測定並經過能見度校正而得，前述偏光板在單體的L*a*b*表色系的色相中，a*s是-3以上且+3以下並且b*s是-3以上且+3以下，並且在將2片前述偏光板的偏光軸作成平行位時的色相中，a*p是-3以上且+3以下並且b*p是-3以上且+3以下。
此處，前述黏合劑層的彎曲度為7以下，前述偏光構件的彎曲度可以是15以下。
又，前述二色性染料，可以包含由結構式(1)表示的水溶性雙偶氮化合物或其銅錯合物鹽化合物。
Figure 02_image001
…(1) (其中，X表示氫原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基。R1 表示氫原子或甲基，R2 表示氫原子、甲基、－C2 H4 OH基、經被取代或未被取代的苯基、經被羧基取代的苯基、經被磺酸基取代的苯基)
又，上述偏光構件，亦可以使用在液晶快門型的鏡面顯示器中。
本發明的另一態樣是一種液晶快門型鏡面顯示器，其特徵在於：自觀察側依序配置有上述偏光構件、快門用液晶胞、反射型偏光板及影像顯示裝置。 [效果]
根據本發明，能夠提供一種偏光構件，其可維持與高偏光度的碘系偏光板相同程度的射出輝度，並可抑制顯示像和反射像的變色且為高耐久，並且在顯示方面不會波動。藉此，便能夠實現一種液晶快門型鏡面顯示器，其可顯示高品質的影像和反射像。
本發明的實施形態中的偏光構件100，如第1圖的剖面概要圖所示，是包含黏合劑層10、第一支撐薄膜12a、偏光薄膜14、第二支撐薄膜12b及硬塗層16所構成。第1圖僅為概要圖，各層的實際膜厚等並未限定於圖示。
偏光構件100，能夠作成液晶快門型鏡面顯示器的構件，例如，可設置在鏡面顯示器的觀察側，該鏡面顯示器是被裝配於汽車的後視鏡等。鏡面顯示器，可以是在該整面上具備顯示裝置並且鏡面與顯示影像可整面或部分地切換者，亦可以是在該整面的一部分具備至少一顯示裝置並且在該具備顯示裝置處可部分地切換鏡面與顯示影像者。再者，所謂的顯示影像，是被顯示在顯示裝置部的資訊，意指影像或影片等的彩色顯示、或英數字等的藉由點或節段(segment)進行的單純顯示等。
液晶快門型鏡面顯示器，是一種顯示裝置，其在液晶顯示裝置等的前表面上自觀察側依序設置有吸收型偏光板、液晶胞及反射型偏光板來作為快門構件，並且能夠切換鏡的狀態與影像顯示的狀態。
自顯示裝置被射出的光是直線偏光的光。該顯示器在顯示模式(影像被投放在顯示裝置)時，顯示裝置前表面的偏光板、反射型偏光板及吸收型偏光板的穿透軸呈平行的關係。亦即，相較於半鏡面型，該型能夠抑制來自顯示裝置的光量降低。此時，因為吸收型偏光板的吸收軸與反射型偏光板的穿透軸呈正交的關係，所以反射型偏光板的反射光(反射偏光的光)會被吸收型偏光板吸收。藉此，可降低顯示模式中的重影。
在鏡面模式時，反射型偏光板與吸收型偏光板的穿透軸呈正交的關係。此時，外光(自然光)反射會自吸收型偏光板穿透(成為直線偏光的光)，之後會在反射型偏光板進行反射，而會再次穿透吸收型偏光板。從而，為了獲得更高的反射率，較佳是將吸收型偏光板作成更高穿透性，藉此成為能見性高的鏡面。
液晶胞，是以透明電極夾持液晶層而成者，詳細而言，是具有下述結構之元件，該結構在入射進入的直線偏光的光穿透時，能夠藉由電性切換來選擇下述狀態：使偏光軸變化的狀態與不使偏光軸變化的狀態。藉此，可切換吸收型偏光板與反射型偏光板的偏光軸的關係，而能夠切換鏡的狀態與影像顯示的狀態。液晶胞，可使用具代表性的TN(twisted nematic，扭轉向列)型液晶。
反射型偏光板具備偏光元件，而能夠在本實施形態中的鏡面顯示器中發揮鏡的角色，該偏光元件具有可使平行於穿透軸的偏光的光穿透，並且使與穿透軸正交的偏光的光反射的機能。作為該偏光板，例如能夠使用雙折射反射型偏光薄膜，其是將複數層不同的雙折射性高分子薄膜相互地積層而成，作為市售的反射型偏光薄膜，可列舉3M股份有限公司製造的DBEF系列。作為其他的反射型偏光薄膜，可列舉一種具有將1/4波長(λ/4)的相位差層配置在膽固醇液晶層的內外的構成之薄膜。進一步，能夠將線柵型無機偏光板作為反射型偏光板來使用。該等薄膜，可經由黏合層或黏著層地貼合在液晶胞上來使用。再者，顯示裝置部與液晶快門部之間，亦即，顯示裝置部與反射型偏光板之間，為了降低內部反射，例如可設置光學黏合層來進行積層，亦可以在雙面設置抗反射層。
以下，說明本發明中的偏光板(吸收型偏光板)。
[偏光板] 偏光板具有一結構，其是在具有偏光元件之偏光薄膜14的其中一面或雙面上貼合支撐薄膜12而成(在第1圖中，雙面上各自是第一支撐薄膜12a、第二支撐薄膜12b)。能夠僅使用偏光薄膜14，但是較佳是作成以第一支撐薄膜12a和第二支撐薄膜12b夾持偏光薄膜14的雙面而成的偏光板。這是因為偏光薄膜14一般而言是將經二色性色素染色的聚乙烯醇系樹脂(PVA)薄膜進行單軸延伸而成者，且為薄膜狀的薄膜，所以在沒有被第一支撐薄膜12a和第二支撐薄膜12b夾持的狀態下，容易會因熱和水分而變形，甚至會有損害該偏光特性的疑慮。
偏光薄膜14，是具有將自然光轉換為直線偏光的機能之薄膜，可作成使二色性染料吸附且配向於PVA薄膜者。作為二色性染料，可列舉偶氮系化合物、蒽醌系化合物或四嗪(tetrazine)系化合物等，尤其，當使用偶氮系化合物的二色性染料時，在高溫條件下、高溫高濕條件下的光學特性的耐久性優異，並且容易進行色相調整。因此，當使用二色性染料時，即便將偏光薄膜14重疊地配置在顯示裝置上，相較於碘系偏光薄膜仍能夠抑制變色為黃色調的影響。
作為用於偏光薄膜14的二色性染料，從光學特性和耐久性的觀點來看，較佳是偶氮化合物系染料，可列舉例如：C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 28、 C.I.Direct Yellow 44、C.I.Direct Orange 26、C.I.Direct Orange 39、C.I.Direct Orange 107、C.I.Direct Red 2、C.I.Direct Red 31、C.I.Direct Red 79、日本特開2003-215338號公報所述之染料、WO2007/138980號公報所述之染料等。
在市售染料中，能夠列舉：Kayafect Violet P Liquid(日本化藥股份有限公司製造)、Kayafect Yellow Y和Kayafect Orange G、Kayafect Blue KW和Kayafect Blue Liquid 400等。
進一步，可使用WO2015/186681號、WO2014/162634號等所述之為了獲得非彩色的偏光板的色相所進行最佳化而成的二色性染料。
此時，較佳是：為了彌補可見光區域的各波長中的偏光特性，將2種或3種以上的該等染料進行調配來對PVA染色，藉此來作成呈現中性灰的色相。例如，當設為將包含3種以上藍色系的二色性染料之染料進行調配時，尤其，藉由調節藍色系的二色性染料的調配量，便能夠使得將偏光薄膜14重疊地配置在顯示裝置上時的變色為黃色調的情況調整至最佳的程度、或調和成色調更為偏藍。又，使用一種為了獲得非彩色的偏光板的色相所進行最佳化而成的二色性染料，藉此便能夠更容易地進行中性灰色的調整。作為市售的前述染料系偏光板，可列舉例如：寶來科技股份有限公司製造的「無彩色」系列。
作為偶氮系化合物，從耐久性的觀點來看，特佳是包含由結構式(2)表示的水溶性雙偶氮化合物或其銅錯合物鹽化合物。
Figure 02_image003
…(2) 此處，X表示氫原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基。R1 表示氫原子或甲基，R2 表示氫原子、甲基、－C2 H4 OH基、經被取代或未被取代的苯基、經被羧基取代的苯基、經被磺酸基取代的苯基。
該化合物可以使用市售品，亦能夠藉由習知的方法，例如日本特開昭59-145255號公報所述之製法來製造。
進一步，作為偶氮化合物，較佳是包含由結構式(3)表示的水溶性化合物或其銅錯合物鹽化合物。
Figure 02_image005
…(3) 此處，A表示經被甲基取代的苯基或萘基，R表示胺基、甲胺基、乙胺基或苯胺基。
該化合物可以使用市售品，亦能夠藉由習知的方法，例如日本特開平3-12606號公報所述之製法來製造。
當使用二色性染料來作為二色性色素時，在高溫條件下和高溫高濕條件下的光學特性的耐久性會比碘系更優異，又，在成形時的變色也會比碘系更少。從而，容易進行偏光薄膜14中的色相調整，並且相較於使用碘作為二色性色素時，能夠降低黃色調。
適用於偏光構件100的偏光薄膜14或偏光板，較佳是：單體穿透率Ys是45%以上且60%以下並且偏光度Py是50%以上且95%以下，該單體穿透率和偏光度是針對380nm以上且780nm以下的波長區域的光來測定並經過能見度校正而得。其中，單體穿透率Ys和偏光度Py的光學特性的關係，是使用一般的二色性染料而成的偏光薄膜的情況。藉由使各個二色性染料高性能化和提升配向性等，可能會提升光學特性。此時，相對於上述Ys的範圍，Py可超過上述範圍的上限。
當單體穿透率Ys小於45%時，偏光度Py會超過95%。此時的直線偏光的光的穿透率約為85%以下。從而會無法獲得與碘系偏光板(當單體穿透率Ys是43%且直線偏光穿透率約為86%時)相同程度的顯示輝度，又，無法改善顯示像的變色。
當是單體穿透率Ys超過60%的偏光板時，偏光度Py會小於50%，而無法獲得充分的偏光特性，所以會有無法充分地發揮鏡面顯示器的快門機能的疑慮。
從而，偏光薄膜14的較佳的光學特性，其單體穿透率Ys是45%以上且60%以下，特佳是50%以上且55%以下。藉此，直線偏光的光穿透率會成為87%以上，而能夠獲得與碘系偏光板相同程度或相同程度以上的顯示輝度。此時，相較於碘系偏光板，更能夠抑制顯示像的變色。進一步，因為是更高穿透率的偏光板，所以自然光的反射率會提升，而鏡面模式的能見度會變得更好。
藉由偏光板被設置在顯示裝置的前表面，來使得影像顯示像和反射像不會變色為黃色調時，偏光板較佳是具有不帶色彩的中性色相。具體而言，在L*a*b*表色系的色相中，偏光板的a*和b*的數值同為0或是具有接近0的數值，但是從偏光板加工和各種染料的特性上的觀點來看，製作具有這樣色相值的偏光板並不容易。從而，當應用在鏡面顯示器時，較佳是作成難以目視辨認到變色的色相值。該色相值的範圍，當是偏光板單體(s)時，較佳是：a*s是-3以上且+3以下並且b*s是-3以上且+3以下。藉此，便能夠抑制對來自資訊裝置的影像顯示像造成的變色。進一步，當將2片偏光板的偏光軸作成平行位(p)時的色相值，較佳是：a*p是-3以上且+3以下並且b*p是-3以上且+3以下。藉此，便能夠抑制對鏡面的反射像造成的變色。
本實施形態中的穿透率(單位：%)和偏光度(單位：%)，是藉由日本分光股份有限公司製造的V-7100或日立製作所股份有限公司製造的U-4100所測定出的數值。具體而言，製作偏光板，並將使用1片該偏光板時的穿透率設為單體穿透率Ys，將2片該偏光板以吸收軸方向設為相同的方式重疊時的穿透率設為平行位穿透率Yp，將2片該偏光板以吸收軸設為正交的方式重疊時的穿透率設為正交位穿透率Yc。各自的穿透率，是在380～780nm的波長區域中每隔特定波長間隔dλ(此處是5nm)求出分光穿透率τλ，並藉由公式(1)求出穿透率。在公式(1)中，Pλ表示標準光(C光源)的分光分布，yλ表示2°視角等的色彩方程式，τλ表示分光穿透率。
Figure 02_image007
…(1)
又，由平行位穿透率Yp和正交位穿透率Yc，藉由公式(2)求得偏光度Py。 Py={(Yp－Yc)/(Yp＋Yc)}1／2×100…(2)
直線偏光的光的穿透率，是將絕對偏光的光入射進入偏光板，並以該絕對偏光的光的振動方向與偏光板的吸收軸方向作成正交的方式所測定而得的穿透率，並以絕對平行穿透率Ky來表示。此處，絕對平行穿透率Ky，能夠將上述求得的單體穿透率Ys和正交位穿透率Yc代入公式(3)來求出。再者，絕對平行穿透率Ky，可以依據該顯示裝置的設計和偏光板的波形特性，例如僅求出在380nm以上且780nm以下的各波長中的特定波長的穿透率，亦可以利用特定波長範圍的平均值來表示。
Figure 02_image009
…(3)
當使用支撐薄膜12作為偏光板時，經由黏著層將支撐薄膜12貼合在偏光薄膜14的其中一面或雙面上。作為支撐薄膜12(第一支撐薄膜12a、第二支撐薄膜12b)，能夠應用環烯烴系樹脂薄膜、聚酯系樹脂薄膜、丙烯酸系樹脂薄膜、聚碳酸酯系樹脂薄膜、聚碸系樹脂薄膜、脂環式聚醯亞胺系樹脂薄膜、乙酸纖維素系樹脂薄膜等。從容易與偏光薄膜黏著而獲得偏光板這樣的觀點來看，較佳是使用乙酸纖維素系樹脂，更佳是使使用三乙酸纖維素(TAC，triacetyl cellulose)。
再者，會因為被添加在支撐體薄膜中的UV吸收劑等的種類，而造成短波長側(420nm左右)的穿透率降低，其結果，會影響到作為偏光板的b*s而使其增加。該增加的程度，與支撐體的厚度成正比。從而，支撐體薄膜的厚度較佳是100μm，更佳是40～80μm，並且較佳是作成可抑制變色的影響的偏光板結構。
當汽車的駕駛配戴偏光太陽眼鏡時，偏光構件100的偏光薄膜18與偏光太陽眼鏡的偏光軸會一致，而會有無法目視辨認顯示影像、或無法作為鏡面來使用的疑慮。因此，藉由在偏光構件100的觀察側也就是偏光板的觀察側設置相位差薄膜，便能夠解決能見性的問題。在本實施形態中，可在偏光板的觀察側經由黏著層或黏合層來貼合，又，可以作成偏光板的支撐薄膜12b來使用。此時，針對成為相位差的觀察側的面，較佳是設置硬塗層。
所謂的相位差薄膜，是利用雙折射材料製成的薄膜狀的光學構件。相位差薄膜的厚度，可作成5μm以上且200μm已下，進一步可作成10μm以上且150μm以下。相位差薄膜的厚度若小於5μm，作為工業材料的操作性會降低。又，若膜厚超過200μm時，伴隨製造薄膜的變形和彎曲會變得容易顯現，而會有損害鏡面顯示器的顯示像的品質的疑慮。
相位差薄膜的材料，例如能夠選擇：將下述樹脂作為主成分之薄膜進行延伸者，該樹脂是聚碳酸酯系樹脂和聚酯系樹脂、環烯烴系樹脂等；或，使紫外線硬化性的高分子液晶塗覆在透明的薄膜上並配向而成者。
相位差薄膜的延遲作用(retardation)，可以在100nm以上且30000nm以下的範圍內。作為相位差薄膜，例如可列舉：λ/4相位差薄膜和λ/2相位差薄膜，除此之外，還有具超雙折射之高相位差薄膜。
相位差薄膜，較佳是將以慢軸(slow axis)與偏光板100的吸收軸所夾的角度的關係，設在大於0°且小於90°的角度範圍內。亦即，較佳是不包含相位差薄膜的慢軸與偏光板100的吸收軸成為一致的情況(相關角為0°)和正交(相關角為90°)的情況，在一態樣中，較佳是將相位差薄膜與偏光板100以成為40～50度、更佳是成為45度的方式來進行積層。在這樣的關係中，自鏡面顯示器射出或進行反射的偏光的光，不會全部被偏光太陽眼鏡的吸收軸所吸收，所以即便在穿戴偏光太陽眼鏡時仍能夠目視確認該裝置的顯示資訊。
具備相位差薄膜之偏光構件100，較佳是利用後述定義的彎曲度成為15以下的方式來選擇用於前述的相位差薄膜、黏著層或黏合層、硬塗層等的材料和製造方法。尤其，當在偏光板與相位差薄膜之積層中使用黏合層時，較佳是使用可抑制後述的「彎曲」的發生的黏合層。藉此，即便在具備相位差薄膜之偏光構件100中，亦能夠獲得一種鏡面顯示器，其具有變形較少的高品質的鏡面。
[黏合層10] 黏合層10，被設置來作為在將偏光構件100貼合在其他構件上時所使用的層。黏合層10，被設置在第一支撐薄膜12a中的與偏光薄膜14相反的一側的面上。黏合層10，例如能夠藉由將黏合劑塗佈在脫模薄膜上並使其乾燥來形成，該黏合劑是利用甲苯或甲基乙基酮(MEK)等溶劑將丙烯酸系或聚酯系的黏合劑的固體成分稀釋而成。黏著劑只要是丙烯酸系、聚酯系則沒有特別限定，進一步可使用丙烯酸系、聚酯系以外的黏合劑。又，將硬化劑或矽烷耦合劑等的添加劑調配在黏合劑中，便能夠調整與被黏著體的密合性、或針對耐久性作成可抑制剝離和發泡產生的特性。此處，利用溶劑而達成的固體成分的稀釋率可設為5倍以下。藉此，便能夠作成可抑制後述的「彎曲」的產生的黏合層。
繼而，將該調配而成的黏合劑塗佈在脫模薄膜上，並在乾燥步驟中使溶劑揮發。乾燥步驟可使用各自被設定在40℃～100℃的溫度範圍的複數個乾燥爐，來使溶劑自塗佈有黏合劑之脫模薄膜揮發。
此時，能夠以乾燥後的黏合劑的厚度成為1μm以上且30μm以下、更佳是5μm以上且25μm以下的方式來調整塗佈量。之後，將黏合劑側朝向第一支撐薄膜12a來進行貼合。
[硬塗層16] 硬塗層16是用以保護偏光構件100的表面之層。硬塗層16，被設置在第二支撐薄膜12b的與偏光薄膜14相反的一側的面上。硬塗層16，例如將紫外線硬化樹脂塗佈在第二支撐薄膜12b的表面上，並藉由利用照射紫外線來使其硬化便能夠獲得。具體而言，能夠藉由下述方式來形成硬塗層16：在溶劑也就是甲基乙基酮中一併混合1～2種以上的多官能(甲基)丙烯酸酯、聚合起始劑及表面調整劑來製作塗料，然後塗佈在TAC薄膜的其中一面，並在40℃～80℃中使溶劑乾燥後再使用高壓水銀燈照射紫外線來進行硬化。硬塗層16的膜厚，從該硬度、硬度後的翹曲(捲曲)的觀點來看，可作成1μm以上且20μm以下。雖然膜厚是20μm以上仍可獲得高硬度性，但是薄膜會劇烈地翹曲，而因此變得無法容易地貼合在偏光薄膜上，並且會由於加工時的彎曲而會有在硬塗層產生裂縫的疑慮、或者成為在耐久性試驗中造成剝離的原因。從而，膜厚可作成2μm以上且10μm以下，便能夠獲得兼備硬度與加工性之硬塗層。再者，為了提升硬度和降低翹曲，亦可以調配一種使奈米等級的膠體二氧化矽分散而成的溶劑(例如，日產化學工業股份有限公司製造的ORGANOSILICASOL)。
此時，藉由對支撐薄膜使用具有侵蝕性的稀釋溶劑，就能夠使所形成的硬塗層與支撐薄膜的界面變得模糊，而能夠抑制在硬塗層與支撐薄膜之間產生的反射光的薄膜干涉(干涉條紋)。
又，藉由將紫外線照射在氮氣氣氛下實行，便能夠提高耐擦傷性。耐擦傷性是藉由利用鋼絲絨進行的擦傷試驗(#0000，250g載重，重複10～100次)來評價，較佳是不會因為該試驗而在硬塗層表面產生傷痕。
硬塗層的硬度，可基於日本工業規格JIS 5600-5-4並藉由鉛筆硬度試驗(刮痕硬度(鉛筆法))來評價。例如，當形成有硬塗層之支撐薄膜是TAC薄膜(40～80μm)時，前述硬度在該評價法中，一般而言，較佳是在750g載重下為2H以上，更佳是在750g載重下為4H以上，由此來判定為具有高硬度的硬塗層。但是，藉由該評價法所獲得的硬度，不只會受到硬塗層的膜厚的影響，亦與成為底層的支撐薄膜的厚度和按壓硬度(塌陷容易度)等的物性有關，所以並未限定於上述指標。
可使硬塗層16含有表面調整劑。藉此，可促進經塗佈的塗佈液進行調平而形成平滑的表面，而能夠形成平面感優異的表面來作為鏡面顯示器用的構件。又，藉由使用矽氧系和氟系的表面調整劑，便能夠對硬塗層16賦予防污性和抗指紋性的機能。
[有關彎曲度] 當支撐薄膜12和其他膜等，尤其是將以溶液稀釋而成的樹脂等藉由壓鑄法來進行製膜時，當製膜時在去除溶劑而使得濃度持續濃縮的過程中，樹脂與溶劑會對流，所以在製膜後會有起因於該對流而造成的波動仍殘留的情況。除此之外，也會起因於風乾時的風等的影響而產生波動的情況。「彎曲」意指這樣的膜厚的波動的分布和相位差不均勻地分布的狀態。
當在偏光構件100的支撐薄膜12和黏合層10存在有彎曲時，會在應用了偏光構件100之液晶顯示器中成為產生顯示影像變形的原因。從而，被使用在偏光構件100中的構件，較佳是彎曲度極低者。
彎曲度是用以將鏡面顯示器的顯示影像的品質進行數值性地評價的評價值。支撐薄膜12、偏光板、黏合層10等的彎曲度，能夠使用日本FUSION股份有限公司製造的偏光板彎曲度檢查裝置來進行測定。
針對彎曲度的測定進行說明。在4K解析度的螢幕顯示器上使等距的點狀圖樣顯示，並利用攝影機，隔著設置為45度的角度的平滑鏡面來拍攝被映照在鏡面部上的點狀圖樣的螢幕像。將此設為標準測定。繼而，在鏡面與攝影機之間配置支撐薄膜12、偏光板、黏合層10等的被測定物，利用攝影機來測定經穿透被測定物時的點狀圖樣的影像。此時，被測定物使用的是經使用黏著劑來貼合在平滑的玻璃板上者。藉由將拍攝到的點狀圖樣進行影像分析，求出點狀圖樣的歪斜的標準差(Totalσ)，並將其值當作彎曲度。
彎曲度在標準情況時是5左右。亦即，彎曲度越接近5就幾乎沒有彎曲，越是大於5則顯示在被測定物中有內在的光學性的變形。
被應用於液晶顯示器的一般的偏光構件(包含偏光板和黏合層)的彎曲度是20以上且23以下。當使用這樣的偏光構件來作為鏡面顯示器的構件時，相較於直視液晶顯示器的情況更容易辨識到彎曲。其理由是因為：鏡面顯示器較常在沒有影像顯示的鏡面狀態下使用，所以若欲觀察經反射的像，表面形狀是重要的。從而，當作成鏡面的偏光構件100具有彎曲，則映照出的風景像作為反射像看起來就會變形，而無法發揮作為鏡面顯示器的充分的機能。
因此，適於鏡面顯示器的偏光構件100的彎曲度，較佳是15以下，更佳是8以下。藉由設為這樣的彎曲度，在使用了偏光構件100之鏡面顯示器中，便能夠獲得一種變形較少而高品質的鏡面。
為了實現這樣的偏光構件100的彎曲度，支撐薄膜12可使用彎曲度較小者。支撐薄膜12的彎曲度可以是12以下，更佳是7以下。此時的彎曲度，是使用彎曲度為6以下的黏合劑層(幾乎不會受到黏合劑層影響)所測定時測得的值。因為支撐薄膜12的彎曲度與其厚度有關，所以支撐薄膜12的厚度可設為200μm以下，進一步，較佳是80μm以下，更佳是40～60μm。
又，黏合層10，其黏合層的彎曲度可以是7以下。
[有關耐久性] 被用於汽車內裝的構件，要求有高的耐久性。例如，液晶顯示器等的顯示裝置，被要求滿足下述條件：在乾熱試驗95℃中1000小時以上的可靠性、在溼熱試驗65℃且濕度93%中1000小時以上的可靠性。這是以被使用在顯示裝置部的TFT液晶顯示裝置等的構件中的耐久性作為基準。在用於該顯示裝置的偏光構件中，較佳是具有相同程度或相同程度以上的可靠性。此時的耐久性，例如可列舉：在乾熱試驗105℃中1000小時以上、在溼熱試驗85℃且濕度85%中240小時以上。從而，較佳是使用一種包含二色性染料之染料性偏光薄膜來作為偏光構件。再者，作為偏光構件的耐久性的評價項目，例如是光學特性的變化、變色、剝離及變形等的外觀變化。 [實施例1]
[偏光薄膜14的製作] 在30℃的水中使聚乙烯醇樹脂製造的薄膜(可樂麗股份有限公司製造的VF-PS(75μm))膨潤5分鐘後，在30℃的染色液(在1000重量份的水與0.3重量份的三聚磷酸鈉中，添加0.11重量份的C.I. direct Oragne 39、0.11重量份的C.I. direct Red 81、0.10重量份的藉由日本特開平3-12606號公報所述之方法所獲得的藍色系染料及0.11重量份的藉由日本特開昭59-145255號公報所述之方法所獲得的綠系染料而成)中浸泡5分鐘來實行藉由染料進行的染色處理，繼而在50℃的3重量%硼酸水溶液中延伸為5.5倍來獲得延伸薄膜。延伸處理之後，將延伸薄膜浸泡在50℃的5重量%硼酸水溶液中2分鐘並進行水洗後，在30～80℃的空氣中進行乾燥而獲得本發明的偏光薄膜14。所獲得的偏光薄膜14的厚度是30μm。
[硬塗層的製作] 將下述成分混合來製作塗料並利用微凹版塗佈機塗佈在厚度60μm的TAC薄膜的其中一面上：40重量份的作為多官能(甲基)丙烯酸酯的季戊四醇三丙烯酸酯(日本化藥股份有限公司製造，KAYARAD PET-30)；60重量份的作為溶劑的甲基乙基酮；0.2重量份的丙烯酸聚合物系的調平劑；及，2重量份的作為聚合起始劑的Irgacure 184(汽巴精化公司製造)。之後，在40～80℃中乾燥2分鐘來去除溶劑之後，在氮氣氣氛下藉由高壓水銀燈對塗膜照射紫外線，來使塗膜硬化，而在TAC薄膜上形成硬塗層。所獲得的硬塗層的膜厚約為5μm。該硬塗層的鉛筆硬度是在750g載重下為2H。
[偏光板的製作] 使用包含聚乙烯醇(PVA)之水系黏著劑，將厚度60μm的TAC薄膜疊層在藉由上述方法所獲得的偏光薄膜的雙面上。之後，在70℃中進行乾燥5分鐘來獲得偏光板。此時，在欲進行疊層的其中一側使用在上述方法中所獲得的附有硬塗層之TAC薄膜來作為第二支撐薄膜12b，並將不具硬塗層之TAC薄膜作為第一支撐薄膜12a來黏著在偏光薄膜上。使用日立製作所製造的分光光度計U-4100來測定所獲得的偏光板的光學特性，並將其結果表示於表1。此時，該偏光板的單體穿透率Ys是50.1%，偏光度Py是73.7%。又，使用日本分光有限公司製造的V-7100來測定直線偏光的光穿透率，並將在可見光區域中的該偏光板的穿透率波形表示於第1圖中。
[黏合劑層10的製作] 依據習知的文獻(日本特開2016-206468號)，將丙烯酸系黏合劑塗佈在脫模薄膜上，並藉由乾燥來製作黏合層10。藉由將所獲得的塗佈面朝向第一支撐薄膜12a來貼合，藉此對偏光構件100上賦予黏合層10。之後，為了促進黏合層10中的硬化劑的交聯反應，在35℃中保持3天以上，來獲得本實施例中的偏光構件100。
所獲得的黏合層10的膜厚是20μm。僅將該黏合層10貼合在玻璃板上，當利用日本FUSION股份有限公司製造的偏光板彎曲度檢查裝置進行測定時，其彎曲度是6.6。又，同樣地進行測定所獲得的上述厚度60μm的TAC薄膜的彎曲度為6.5，並且偏光構件100的彎曲度為7.4。 [實施例2]
在30℃的水中使聚乙烯醇樹脂製造的薄膜(可樂麗股份有限公司製造的VF-PS(75μm))膨潤5分鐘後，在30℃的染色液(在1000重量份的水與0.3重量份的三聚磷酸鈉中，添加0.10重量份的C.I. direct Oragne 39、0.10重量份的C.I. direct Red 81、0.13重量份的藉由日本特開平3-12606號公報所述之方法所獲得的藍色系染料及0.10重量份的藉由日本特開昭59-145255號公報所述之方法所獲得的綠系染料而成)中浸泡5分鐘來實行藉由染料進行的染色處理，繼而在50℃的3重量%硼酸水溶液中延伸為5.5倍來獲得延伸薄膜。延伸處理之後，將延伸薄膜浸泡在50℃的5重量%硼酸水溶液中2分鐘並進行水洗後，在30～80℃的空氣中進行乾燥而獲得本發明的偏光薄膜14。所獲得的偏光薄膜14的厚度是30μm。使用日立製作所製造的分光光度計U-4100來測定所獲得的偏光板的光學特性時，單體穿透率Ys為50.1%，偏光度Py為73.8%。又，因為針對染料調配增加了藍色系染料的比例，所以相較於實施例1的色相被作成色偏為藍色調。
偏光板的製作和偏光構件的製作，與實施例1所述的方法相同。 [比較例]
使用了市售的偏光構件也就是附有硬塗層之碘系偏光板SKN-18243T-HC(寶來科技股份有限公司製造)。該製品的厚度(不含保護薄膜、脫模薄膜)是220μm，詳細而言，硬塗層的膜厚是5μm，支撐薄膜是厚度80μm的TAC薄膜，黏合層是25μm。測定該偏光構件的光學特性時，單體穿透率Ys是42.8%，偏光度Py是99.9%。又，使用日本分光有限公司製造的V-7100測定直線偏光的光穿透率，並將其在可見光區域中的該偏光板的穿透率的波形表示於第1圖中。
與實施例1同樣地操作，將該偏光構件貼合在玻璃板上來測定彎曲度時，彎曲度是22.2。
[光學特性的評價] 將實施例1和比較例1的偏光構件貼合在厚度1.1mm的超白玻璃(super white glass)的其中一面上，並在玻璃板的另一側的面上使用前述黏合層來貼合反射型偏光板也就是3M股份有限公司製造的DBEF，來製成針對液晶快門部進行檢視的評價樣品。此時，分別製作偏光構件的偏光軸與反射型偏光板的穿透軸的關係成為正交、平行的評價樣品。當為正交關係時，相當於鏡面顯示器中的鏡面模式的態樣，測定此時的樣品的偏光板構件面的總光線反射率，並算出反射的色相(a*r、b*r)。總光線反射率Yr(單位：%)，使用日立製作所製造的分光光度計U-4100來測定，在該積分球的白色板之處將評價樣品的偏光構件面朝向積分球側設置來進行測定。以與公式(1)的計算方法同樣地來求得總光線反射率Yr。
又，當為平行關係時，相當於鏡面顯示器中的顯示模式的態樣。測定此時的樣品的穿透率並算出其色相。將其測定結果顯示於表2。
[耐久性試驗] 將由上述所獲得的偏光構件裁切成45×40mm尺寸(吸收軸與長邊平行)，然後貼合在超白玻璃(厚度1.1mm)來作成耐久性試驗用樣品。之後，將該樣品置入高壓釜中，在氣壓0.5MPa、溫度60℃的條件下實施15分鐘的加壓處理，來使偏光構件的黏合層與玻璃充分地密合。
耐久性試驗的條件，將乾熱試驗設為105℃，並將濕熱試驗設為85℃且濕度85%，並將樣品置入各別條件中。耐久性能的評價，是在置入耐久試驗器的前後使用分光光度計U-4100來測定，並藉由求得置入前後的穿透率(Ys)及色相(a*s、b*s)的變化量(置入後－置入前)來實行。
表1～表4和第2圖顯示了針對各實施例和比較例1的測定結果。 [表1]
Figure 108114498-A0304-0001
 [表2]
Figure 108114498-A0304-0002
 [表3]
Figure 108114498-A0304-0003
 [表4]
Figure 108114498-A0304-0004
如表1所示，相較於使用了碘系偏光板之比較例1，由實施例1和2所獲得的偏光板的色相值較小。如第2圖的分光波形所示，比起比較例1，實施例的短波長側的穿透率較為提升，並且在可見光區域中呈現平坦的波形，所以相較於比較例1，能夠達到更為中性的色相。又，藉由將單體穿透率Ys設為50.1%，便能夠達成獲得與比較例1相同程度的直線偏光的光穿透率。從而，來自顯示裝置部的光量，不遜於使用了高偏光度的碘系偏光板的情況，所以能夠獲得相同程度的顯示輝度。
將針對液晶快門部進行檢視的評價樣品的光學特性的評價結果顯示於表2。針對鏡面模式的反射率，實施例高於使用了碘系偏光板之比較例1中的偏光構件。亦即，在實施例1中的偏光構件100中，能夠提升鏡面狀態的能見性。又，相較於比較例1，實施例1中的偏光構件100的b*r的數值較低。亦即，藉由使用實施例1中的偏光構件100能夠抑制鏡面的變色。又，在顯示模式中，相較於比較例1，實施例1中的偏光構件100的色相值較小。從而，能夠達到與鏡面模式相同的變色較少的顯示影像。
將耐久性試驗結果表示於表3和表4。在乾熱試驗(表示於表3)中，相較於比較例1，實施例1和2的b*s的變化較小。亦即，即便經過長期間的高溫曝曬，對於顯示造成的色調變黃的程度較少。又，在濕熱試驗(表示於表4)中，雖然在實施例1和2中的穿透率的變化量少而能夠維持偏光性能，但在比較例1中則呈現偏光度Py大幅降低而偏光性能消失的狀態。
從而，染料系的偏光板也就是實施例1和2，在高溫和高濕的兩種條件中仍具有優異的光學耐久性。
如同上述，根據本實施形態的偏光構件100，能夠作成彎曲度低的偏光構件，故能夠抑制顯示像和反射像的波動。又，藉由使用偏光構件100，在被使用來作為汽車用等的後視鏡的液晶快門型鏡面顯示器中，能夠在鏡面模式時賦予高反射率，又能夠在顯示模式時降低由於變色對偏光板所造成的影響。進一步，能夠提供一種染料系偏光板和使用該染色系偏光板之鏡面顯示器，該染料系偏光板是鏡面顯示器用，並且在長期使用時具有優異的耐久性。
10‧‧‧黏合層 12a‧‧‧第一支撐薄膜 12b‧‧‧第二支撐薄膜 14‧‧‧偏光薄膜 16‧‧‧硬塗層 100‧‧‧偏光構件
第1圖是顯示本發明的一實施形態中的偏光構件的結構的剖面概要圖。 第2圖是顯示實施例1和比較例1對應於波長的直線偏光的光穿透率的測定結果的圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10‧‧‧黏合層
12a‧‧‧第一支撐薄膜
12b‧‧‧第二支撐薄膜
14‧‧‧偏光薄膜
16‧‧‧硬塗層
100‧‧‧偏光構件

Claims (10)

  1. 一種偏光構件，其被用於液晶快門型鏡面顯示器，該偏光構件具備一吸收型偏光板，該偏光板在其中一面具有硬塗層且在另一面具有黏合層，前述偏光板的偏光元件被第一支撐薄膜與第二支撐薄膜夾持並且含有至少一種偶氮系化合物的二色性染料，前述偏光板的單體穿透率Ys是45%以上且60%以下並且偏光度Py是50%以上且95%以下，該單體穿透率Ys和偏光度Py是針對380nm以上且780nm以下的波長區域的光所測定並經過能見度校正而得，前述偏光板在單體的L*a*b*表色系的色相中，a*s是-3以上且+3以下並且b*s是-3以上且+3以下，並且在將2片前述偏光板的偏光軸作成平行位時的色相中，a*p是-3以上且+3以下並且b*p是-3以上且+3以下，前述第一支撐薄膜及前述第二支撐薄膜彎曲度為7以下。
  2. 如請求項1所述之偏光構件，其中，前述黏合層的彎曲度為7以下，並且，前述偏光構件的彎曲度為15以下。
  3. 如請求項1所述之偏光構件，其中，前述二色性染料包含由結構式(1)表示的水溶性雙偶氮化合物 或其銅錯合物鹽化合物：
    Figure 108114498-A0305-02-0033-1
     結構式(1)中，X表示氫原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基，R1表示氫原子或甲基，R2表示氫原子、甲基、-C2H4OH基、經被取代或未被取代的苯基。
  4. 如請求項2所述之偏光構件，其中，前述二色性染料包含由結構式(2)表示的水溶性雙偶氮化合物或其銅錯合物鹽化合物：
    Figure 108114498-A0305-02-0033-2
     結構式(2)中，X表示氫原子、甲基、甲氧基或乙氧基，Y表示甲氧基或乙氧基，R1表示氫原子或甲基，R2表示氫原子、甲基、-C2H4OH基、經被取代或未被取代的苯基。
  5. 如請求項3所述之偏光構件，其中，前述R2表示的經被取代的苯基為經被羧基取代的苯基、經被磺酸基取代的苯基。
  6. 如請求項4所述之偏光構件，其中，前述R2表示的經被取代的苯基為經被羧基取代的苯基、經被磺酸 基取代的苯基。
  7. 一種液晶快門型鏡面顯示器，其特徵在於：自觀察側依序配置有請求項1所述之偏光構件、快門用液晶胞、反射型偏光板及影像顯示裝置。
  8. 一種液晶快門型鏡面顯示器，其特徵在於：自觀察側依序配置有請求項2所述之偏光構件、快門用液晶胞、反射型偏光板及影像顯示裝置。
  9. 一種液晶快門型鏡面顯示器，其特徵在於：自觀察側依序配置有請求項3所述之偏光構件、快門用液晶胞、反射型偏光板及影像顯示裝置。
  10. 一種液晶快門型鏡面顯示器，其特徵在於：自觀察側依序配置有請求項4所述之偏光構件、快門用液晶胞、反射型偏光板及影像顯示裝置。
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