半透明扩散型偏光叠层体及其用图_4

文档序号:9221526阅读:来源:国知局
br>[0110] 扩散型偏光层,由于其缓和连续相的双折射而表现出偏光特性,因此通过以拉伸 温度或者比拉伸温度更高的温度进行拉伸下的热处理(原样保持膜的长度的热处理),可 以一边保持偏光特性,一边赋予耐热性。热处理温度例如,可以从拉伸温度以上到比拉伸温 度高50°C左右的温度的范围内选择,例如,也可以是从拉伸温度以上到比拉伸温度高30°C 左右的温度,例如,也可以是与拉伸温度大致相同的温度。热处理时间,例如为0. 1~30分 钟,优选为1~10分钟,进一步优选为2~5分钟左右,可以根据温度选择,例如,165°C左 右的温度的情况,可以为2~3分钟左右。通过该热处理,可以减少连续相的折射率差,由 于在与拉伸方向垂直的方向可以使连续相与分散相的折射率一致,因此也可以提高光学特 性。进一步,可以提高扩散型偏光层的尺寸稳定性等耐热性、强度。
[0111] 需要说明的是,叠层透明树脂层时,可以通过惯用的方法,例如,共挤出成型法、层 压法(挤出层压法、干燥层压法等)等,在扩散型偏光层的至少一面上进行叠层。
[0112] (吸收型偏光层)
[0113] 作为吸收型偏光层,可以利用惯用的吸收型偏振片,例如,二色性色素类偏振片、 多烯类偏振片、线栅偏振片等。其中,从偏光特性及常用性优异的观点出发,优选为二色性 色素类偏振片。二色性色素类偏振片包含二色性色素及透明树脂。
[0114] 作为二色性色素,可列举例如,碘、二色性染料(偶氮类二色性色素,C. I.直接黄 12、C. I.直接红81、C. I.直接桔39、C. I.直接蓝1等)等。这些二色性色素,可以单独使 用或将两种以上组合使用。这些二色性色素之中,从偏光特性优异的方面,优选为碘。
[0115] 作为透明树脂,可以利用在上述扩散型偏光层的连续相的项目中所示例的透明热 塑性树脂等。上述透明热塑性树脂之中,从容易使二色性色素吸附取向的观点出发,优选为 乙烯醇类树脂。作为乙烯醇类树脂,可列举例如,聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等。乙烯 醇类树脂的平均聚合度为例如1000~10000 (特别是1500~5000)左右。乙烯醇类树脂 可以用惯用的交联剂进行交联。其中,常用由硼酸交联的聚乙烯醇。聚乙烯醇的皂化度例 如为85~100摩尔% (特别是90~100摩尔% )左右。
[0116] 吸收型偏光层对于与透射轴大致平行的直线偏振光的总光线透射率(在与吸收 型偏光层的面垂直的方向入射的直线偏振光的总光线透射率)高,例如,透射轴的直线偏 振光的总光线透射率为80 %以上,例如80~95%,优选为85~95%,进一步优选为89~ 93%左右。如果该总光线透射率过小,则透过的直线偏振光的亮度降低,背景的视认性降 低。
[0117] 进一步,从可以提高背景的视认性的观点出发,透射轴的直线偏振光的扩散光线 透射率(在垂直于吸收型偏光层的面的方向入射的直线偏振光的扩散光线透射率)也可以 是例如20 %以下,优选为0. 1~20%,进一步优选为1~15 %左右。如果该扩散光线透射 率过大,则透过的直线偏振光的散射变大,因此背景的清晰性降低。
[0118] 另一方面,吸收轴的直线偏振光的吸收性高,吸收轴的直线偏振光的总光线透射 率为20%以下,优选为0. 1~20%,进一步优选为1~10 %左右。
[0119] 进一步,在作为反射型屏幕使用时,为了成为吸收在背向散射的直线偏振光成分, 从没有配置投影仪的一侧(屏幕的背面侧)几乎不能看到投影图像的方式,上述总光线透 射率也可以为3%以下,例如,0.001~3%,优选为0.01~1%,也可以是进一步优选为 0. 05~0. 8%左右。作为为了在这样的反射型屏幕中显示功能所需要的吸收型偏光层的功 能,也可以是偏光度为95%以上,且单体透射率为40%以上,优选也可以是偏光度为99% 以上,且单体透射率为44%以上。需要说明的是,对本说明书而言,偏光度及单体透射率可 以由以下的方法测定。
[0120]偏光度={[Tp-To] / [Tp+To]} X 100 %
[0121]单体透射率={[Tp+To]/2} X100%
[0122] (式中,Tp ;透过具有与测定的偏振片的透射轴平行的振动面的偏振光时的透射 率,To ;透过具有与测定的偏振片的透射轴正交的振动面的偏振光时的透射率)。
[0123] 吸收型偏光层的厚度(平均厚度)为10~300 ym,优选为15~100 ym,进一步 优选为20~50 ym左右。
[0124] 吸收型偏光层,也可以在至少一个面上叠层不破坏光学特性的透明树脂层(保护 层)。可以从作为上述连续相或者分散相的构成成分示例的透明热塑性树脂、透明热固性树 脂等中选择。优选的透明树脂层包括三乙酸纤维素等纤维素酯、聚甲基丙烯酸甲酯等(甲 基)丙烯酸类树脂、乙烯-降冰片烯共聚物等环状聚烯烃、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯等。 透明树脂层可以包含在扩散型偏光层的项目中所示例的惯用的添加剂(例如,紫外线吸收 剂等)。
[0125] 进一步,为了提高视认性,吸收型偏光层也可以在与叠层扩散型偏光层的一侧相 反的一侧的面上叠层防反射层等。
[0126] 吸收型偏光层可以由惯用的方法制备,例如,包含二色性色素的吸收型偏光层可 以经由以下工序制备:利用二色性色素(碘与碘化钾的组合等)染色乙烯醇类树脂膜的染 色工序,在包含交联剂(硼酸等)的水溶液中,对染色的乙烯醇类树脂膜进行加热拉伸处理 的拉伸工序。对拉伸工序而言,也可以例如以2~10倍(特别是3~8倍)左右的拉伸倍 率进行单轴拉伸。作为拉伸方法,可以利用扩散型偏光层的制造方法的项目中所示例的方 法等。
[0127] (调光层)
[0128] 为了调整室外与室内或者与车内的照度、提高投影像及透射像的视认性,偏光叠 层体可以进一步包含调光层。
[0129] 调光层可以设置在偏光叠层体的任意侧,但从有效调节照度大的太阳光等户外光 的光量的观点来看,优选将调光层配置在吸收型偏光层侧,从而在调光层与扩散型偏光层 之间夹着吸收型偏光层。
[0130] 调光层,只要是可以相对于入射光的光量减少出射光的光量即可,可以是以恒定 的比例减少光量的固定调光层,也可以是可以调节光量的减少量的可变调光层。
[0131] 作为固定调光层,可以利用具有光吸收性的色素的透明树脂层,例如,可以利用惯 用的减光过滤器(ND过滤器)等。作为构成减光过滤器的透明树脂,可列举扩散型偏光层 的连续相的项目中所示例的透明热塑性树脂(特别是纤维素酯、聚酯等)等。作为光吸收 性的色素,可列举例如,花青类色素、酞菁类色素、偶氮类色素、咕吨类色素等。
[0132] 固定调光层的减光量(光减少量)可以根据目的进行选择,出射光量相对于入射 光量的比例为,也可以是例如1~90 %,优选为3~50 %,进一步优选为5~30 % (特别是 8~20% )左右。
[0133] 作为可变调光层,可以利用以电开关(electrical swithcing)等的各种机构使光 量的减少量可以调节的惯用的调光层,可列举例如,利用通过施加电压改变液晶层的取向 状态而调光的液晶光阀,通过施加电压改变氧化钨等金属氧化物、色素的光吸收性而调光 的电致变色层,通过紫外线使卤化银进行分解反应而生色的变色层,通过施加电压、导入氢 气等气体改变镁镍合金薄膜等金属膜的光透过性(反射性)而调光的调光镜,通过机械的 开关操作而调节光量的百叶片等。
[0134] 可变调光层的减光量可以根据目的进行选择,可以在宽范围内调节减光量,出射 光量相对于入射光量的比例可以在例如〇~90 %,优选为1~80 %,进一步优选为3~70 % (特别是5~50%)左右的范围进行调节。本发明的半透明屏幕,为了使投影像的视认性 与外景的视认性兼容,需要将可变调光层的减光量调节至高于〇%的范围,可以将可变调光 层的出射光量暂时调整为大约〇%,在该情况下,本发明的半透明屏幕可以暂时地作为不透 明屏幕使用。例如,也可以根据时间段区分使用,也可以白天作为半透明屏幕使投影像的视 认性与外景的视认性兼容,夜晚通过可变调光层使屏幕不透明,作为从室内仅看到投影像 的屏幕使用。
[0135] 其中,从不论白天与夜晚户外光的光量如何大幅变化也可以保持视认性的观点来 看,优选可变调光层,从可以宽范围地调整光量、且响应性优异、调整方便的观点来看,特别 优选液晶光阀(liquid crystal shutter)。
[0136] 作为液晶光阀,可以通过施加电场使液晶分子的取向变化而使光的透过性、取向 变化导致减光即可,可以利用惯用的液晶光阀,通常,包括在电气进行开关的液晶层的两面 叠层第1及第2吸收型偏光层而成的叠层体。
[0137] 对这样的液晶光阀而言,通过利用液晶层改变相对于透过了第1吸收型偏光层的 偏振光的偏振光的取向方向,调节相对于第2吸收型液晶层的透过性。对第1及第2吸收 型偏光层的透射轴而言,可以任意为平行及垂直的,可以根据目的减光程度,调整液晶层中 取向的大小而进行选择。
[0138] 作为第1及第2吸收型偏光层,可以利用构成偏光叠层体的吸收型偏光层的项中 所示例的吸收型偏光层。液晶光阀通常与偏光叠层体的扩散型偏光层接触而叠层,可以在 构成偏光叠层体的吸收型偏光层上叠层3层结构的液晶光阀,也可以使构成偏光叠层体的 吸收型偏光层兼为液晶光阀的吸收型偏光层(第2吸收型偏光层)。后者的情况,可以通过 仅在市售的液晶光阀上叠层扩散型偏光层来制作本发明的半透明屏幕,使调光层表面上为 第1吸收型偏光层和液晶层2层结构。
[0139] 作为构成液晶层的液晶,例如可列举,向列型液晶(nematic liquid crystal)、近 晶型液晶(smectic liquid crystal)、胆留相液晶(cholesteric liquid crystal)、盘状 液晶(discotic liquid crystal)等。其中,从电场的取向性优异的方面来看,优选为向列 型液晶、胆甾相液晶。
[0140] 液晶光阀也可以是例如,日本特开平5-88209号公报,日本特表平11-514457号公 报,日本特开2002-268069号公报等中所述的液晶光阀。
[0141] 从可以减光太阳光等照度大的户外光,可以提高室内、车内的观察者对投影像的 视认性的观点来看,具备调光层的偏光叠层体适合用于反射型屏幕的情况。
[0142] 调光层的厚度(平均厚度)为1 um~1mm,优选为10~500 ym,进一步优选为 30~300 ym左右。
[0143](粘接层)
[0144] 叠层体的各层(例如,扩散型偏光层与吸收型偏光层)可以隔着透明的粘接层进 行叠层。作为粘接层包括使两层可以一体化的透明粘合剂树脂即可。作为透明粘合剂树脂, 例如,可以示例惯用的粘接性树脂或者粘结性树脂等。
[0145] 作为粘接性树脂(接着性樹脂),可列举例如,热塑性树脂(聚烯烃、环状聚烯烃、 丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、乙酸乙烯基酯类树脂、聚酯、聚酰胺、热塑性聚氨酯等)、热固 性树脂(环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、不饱和聚酯、乙烯基酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树 月旨、多官能团的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸氨基甲酸乙酯、含硅(甲基)丙烯酸酯、 硅树脂、氨基树脂、纤维素衍生物等)等。这些粘接性树脂,可以单独使用或将两种以上组 合使用。
[0146] 作为粘结性树脂(粘着性樹脂),可列举例如,萜烯树脂,松香类树脂,石油树脂, 橡胶类粘结剂,改性聚烯烃,丙烯酸类粘结剂,硅系粘结剂等。这些粘结性树脂,任选具有交 联性基团(异氰酸基、羟基、羧基、氨基、环氧基、羟甲基、烷氧基甲硅烷基等)。这些粘合剂 成分,可以单独使用或将两种以上组合使用。
[0147] 这些透明粘合剂树脂之中,从光学特性及操作性优异的观点来看,优选为丙烯酸 类粘结剂,娃系粘结剂。
[0148] 作为丙烯酸类粘结剂,可以使用例如,包括以丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸 2-乙基己酯等丙烯酸C 2_1(l烷基酯为主要成分的丙烯酸类共聚物的粘结剂。作为丙烯酸类共 聚物的共聚性单体,可列举例如,(甲基)丙烯酸类单体[例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙 烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基 乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等]、聚合性腈化 合物[例如(甲基)丙烯腈等],不饱和二羧酸或者其衍生物(例如马来酸酐、衣康酸等)、 乙烯基醋类(例如,乙酸乙稀醋、丙酸乙稀醋等)、芳族乙烯基类(例如,苯乙稀等)等。
[0149] 作为硅系粘结剂,可以使用例如,包括将硅橡胶成分[由单官能的R3Si0 1/2(式中, R表不甲基等烷基、苯基等芳基等。以下,相同)和四官能的Si02构成的MQ树脂等]及娃 树脂成分(两官能的R 2SiO单独,或者两官能的R2SiO和单官能的R3Si01/2组合成的油状或 者胶质状成分等)溶解在有机溶剂中而成的粘结剂等。上述硅橡胶成分可以经交联。
[0150] 粘接层可以包含在扩散型偏光层的项目中所示例的惯用的添加剂(例如,紫外线 吸收剂等)。
[0151] 粘接层的厚度(平均厚度)例如为1~100 ym,优选为2~80 ym,进一步优选为 3~70ym(特别是5~50ym)左右。
[0152] (偏光叠层体的结构及特性)
[0153] 在偏光叠层体中,扩散型偏光层和吸收型偏光层是使透射轴大致平行地进行叠 层。因此,从吸收型偏光层侧照射、透过吸收型偏光层所生成的直线偏振光,可以以高透射 率透过扩散型偏光层,且从扩散型偏光层侧照射、透过扩散型偏光层所生成的直线偏振光, 也可以以高透射率透过吸收型偏光层,并且可以将投影仪的映像投影在扩散型偏光层上, 因此从扩散型偏光层侧及吸收型偏光层侧可以清晰地看到背景(外景),并且也可以清晰 地看到从投影仪投影于屏幕的映像。
[0154] 偏光叠层体对于与透射轴大致平行的直线偏振光的总光线透射率高,从吸收型偏 光层侧入射与透射轴大致平行的直线偏振光时(沿垂直于吸收型偏光层的面的方向入射 直线偏振光时),总光线透射率可以为80 %以上,例如,80~99 %,优选为82~98 %,进一 步优选为85~95%左右。如果该总光线透射率过小,则透过的直线偏振光的亮度降低,背 景的视认性降低。进一步,在作为透射型屏幕利用的情况下,从投影仪投影的映像的亮度降 低,映像的清晰性降低。
[0155] 进一步,从吸收型偏光层侧入射与透射轴大致平行的直线偏振光时(沿垂直于吸 收型偏光层的面的方向入射直线偏振光时),扩散光线透射率也可以为50%以下,从可以 提高背景的视认性的观点来看,也可以是例如,25%以下(例如,0. 1~25% ),优选为1~ 20%,进一步优选为5~18% (特别是10~15% )左右。如果该散射光线透射率过大,则 透过的直线偏振光的散射变大,因此背景的清晰性降低。另一方面,在用于透射型屏幕的情 况下,优选扩散光线透射率为10%以上(特别是15~25 %左右),如果扩散光线的透射率 过小,则正面亮度降低,投影图像的视认性降低。
[0156] 另一方面,在大致垂直透射轴的方向(扩散型偏光层的散射轴及吸收型偏光层的 吸收轴)的直线偏振光的反射率高,在入射大致垂直于透射轴的直线偏振光时,总光线反 射率可以为50%以上,也可以是例如,60%以上(例如,60~95% ),优选为65~90%,进 一步优选为70~85% (特别是75~85% )左右。像这样对本发明而言,由于大致垂直于 透射轴的直线偏振光的反射率高,因此从扩散型偏光层侧入射投影仪的光(特别是大致垂 直于透射轴的直线偏振光)时,光的反射率高,在作为反射型屏幕使用时,可以提高投影仪 的投影像的视认性。
[0157]在偏光叠层体中,也可以叠层其他的功能层,例如,其他的偏光层、防眩层、防反射 层、防静电层、硬涂层、波长修正层、低折射率层、高折射率层、光吸收层(含色素层)、相位 差层等。对本发明而言,在偏光叠层体利用直线偏振光的情况下,由于不需要相位差板,因
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