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抬头显示器用光学功能膜、光学层叠体、功能性玻璃、及抬头显示器系统

摘要

本发明涉及一种抬头显示器用光学功能膜,其于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带,且最大的慢轴角差为超过5°且未达30°。

著录项

  • 公开/公告号CN115004083A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-09-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日本化药株式会社;

    申请/专利号CN202180011390.0

  • 发明设计人 高桥知宏;

    申请日2021-01-29

  • 分类号G02B27/01(2006.01);B32B7/023(2006.01);B32B17/10(2006.01);B60K35/00(2006.01);C03C27/12(2006.01);G02B5/30(2006.01);

  • 代理机构北京戈程知识产权代理有限公司 11314;北京戈程知识产权代理有限公司 11314;

  • 代理人程伟;王锦阳

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-06-19 16:46:06

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-20

    实质审查的生效 IPC(主分类):G02B27/01 专利申请号:2021800113900 申请日:20210129

    实质审查的生效

  • 2022-09-02

    公开

    国际专利申请公布

说明书

技术领域

本发明涉及例如适合用于抬头显示器的光学功能膜、光学层叠体、功能性玻璃、以及使用这些的抬头显示器。

背景技术

就对汽车、飞机等的驾驶员显示信息的方法而言,使用导航系统、抬头显示器(以下也称为“HUD”)等。HUD为将液晶显示器(以下也称为“LCD”)等图像投影装置所投射的图像投影于例如汽车的挡风玻璃等的系统。

从图像显示装置所射出的射出光会于反射镜反射,并进一步在挡风玻璃反射后到达观察者。观察者会观看到投影于挡风玻璃的图像,但图像看起来会像是位于比挡风玻璃更远方的图像位置。该方法中,驾驶员可在注视挡风玻璃前方的状态下在几乎不移动视线下获得各种信息,故比必须移动视线的以往的汽车导航更为安全。

HUD系统中,显示信息会与实际从挡风玻璃看到的景色重叠而投影,但显示光会在挡风玻璃的室内侧及室外侧的2个表面反射,故反射像会成为双重像,而有不易观看显示信息的问题。

对于该问题,已知在汽车用挡风玻璃使用可将偏光方向变更90°的相位差元件,据此可改善反射像成为双重像的问题。例如专利文献1中揭示当将S偏光的显示光以布鲁斯特角入射于内部具备膜状旋光片的汽车用挡风玻璃时,S偏光的一部分在车内侧挡风玻璃表面反射,穿透该表面的S偏光会通过旋光片而转换为P偏光,并进一步在车外侧挡风玻璃表面使所有P偏光射出至车外,从而预防双重像。但是,在该汽车用挡风玻璃等中,若无法非常有效率地进行S偏光-P偏光间的转换,则会因未射出至车外而回来的S偏光而产生双重像。

另外,就抑制双重像的其它方法而言,已知有将使用胆固醇液晶层所制作的圆偏光反射膜被2片1/4波长板夹住而形成光控制膜,并使用该光控制膜使P偏光入射的技术(专利文献2)。该技术中,入射的直线偏光会通过1/4波长板而转换为圆偏光,在使用胆固醇液晶层所制作的光反射膜经转换的圆偏光会被反射,据此可让观察者观测。但是,即使是该技术,仍希望已入射于车内侧1/4波长板的P偏光尽可能有效率地转换为圆偏光,并且希望隔着胆固醇液晶层而入射于车外侧1/4波长板的圆偏光更有效率地转换为P偏光。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本特开平6-40271号公报

专利文献2:日本专利第5973109号公报。

发明内容

[发明所欲解决的课题]

本发明的目的在于提供偏光转换效率优异的抬头显示器用光学功能膜、光学层叠体、功能性玻璃、及使用这些的抬头显示器系统。

[用以解决课题的手段]

本发明人为了解决上述课题而深入探讨,结果发现通过使用在相同面内具有多个慢轴且该多个慢轴的慢轴角于一定范围内相异的抬头显示器用光学功能膜,可提高偏光转换效率,并且当将该光学功能膜用于抬头显示器时,可在广范围抑制双重像的产生,从而完成本发明。

也就是本发明是关于以下1)至8)。

1)

一种抬头显示器用光学功能膜,其于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带,且最大的慢轴角差为超过5°且未达30°。

2)

如上述1)所述的光学功能膜,其中,前述最大的慢轴角差为10°以上25°以下。

3)

一种抬头显示器用光学层叠体,具备上述1)或2)所述的光学功能膜及中间膜。

4)

一种抬头显示器用功能性玻璃,具备上述1)或2)所述的光学功能膜或上述3)所述的光学层叠体、及玻璃板。

5)

一种抬头显示器系统,具备上述1)或2)所述的光学功能膜、上述3)所述的光学层叠体、或上述4)所述的功能性玻璃。

6)

如上述5)所述的抬头显示器系统,其中,关于从显示图像投影装置所射出的光垂直入射于前述光学功能膜的入射角90°的慢轴、及前述光从前述光学功能膜的自与表面垂直的轴在水平方向倾斜10°的位置入射的入射角80°的慢轴,这两慢轴所构成的角为5°以上20°以下。

7)

如上述5)或6)所述的抬头显示器系统,其中,关于从显示图像投影装置所射出的光垂直入射于前述光学功能膜的入射角90°的慢轴、及前述光从前述光学功能膜的自与表面垂直的轴在水平方向倾斜20°的位置入射的入射角70°的慢轴,这两慢轴所构成的角为10°以上30°以下。

8)

如上述5)至7)中任一项所述的抬头显示器系统,其具备前述功能性玻璃,且从显示图像投影装置所射出的光入射于前述功能性玻璃的入射角相对于布鲁斯特角α为α-10°至α+10°的范围。

[发明的功效]

根据本发明,可实现偏光转换效率优异且适合用于抬头显示器的光学功能膜、光学层叠体、功能性玻璃、及使用这些的抬头显示器系统。

附图说明

图1是表示本发明的光学功能膜的一实施方式的前视图。

图2是表示本发明的光学功能膜的一实施方式的前视图。

图3是表示本发明的光学层叠体的一实施方式的侧面剖面图。

图4是表示本发明的功能性玻璃的一实施方式的侧面剖面图。

图5是表示本发明的抬头显示器系统的一实施方式的示意图。

图6是表示从显示投影装置射出的光入射于本发明的功能性玻璃的概要的概略图。

图7是表示从显示投影装置射出的光以布鲁斯特角附近的角度入射于本发明的功能性玻璃的概要的概略图。

图8是表示实施例中所制作的各光反射层的反射光谱的图表。

图9是表示实施例的试验例1中所制作的双层1/2波长板的自然光穿透率及偏光穿透率的分光特性的图表。

图10是表示实施例的试验例2中所制作的单层1/2波长板的自然光穿透率及偏光穿透率的分光特性的图表。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边说明本发明的实施方式。另外,下述实施方式仅为举例本发明的几个代表性实施方式,可在本发明的范围内实施各种变更。另外,以下有时会省略“抬头显示器用”而仅记载为光学功能膜、光学层叠体、功能性玻璃。另外,“(甲基)丙烯酰基”、“(甲基)丙烯酸酯”等用语分别表示“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”、“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”。另外,“抬头显示器”有时会记载为HUD。

[(A)光学功能膜]

为了获得所期望的偏光,本发明的光学功能膜具有至少1个光学功能层,该光学功能层具有转换入射光的偏光轴的功能。该光学功能层可举例如1/2波长板或1/4波长板等相位差膜、多个相位差膜的层叠体、或这些与圆偏光反射层的层叠体。具体而言可举出:(A-1)1/2波长板、(A-2)1/4波长板、(A-3)1/2波长板与圆偏光反射层的层叠体、及(A-4)1/4波长板与圆偏光反射层的层叠体。这些之中,光学功能膜较优选为(A-1)1片或2片以上的1/2波长板、或(A-4)1片或2片以上的圆偏光反射层被2片1/4波长板夹住而成的层叠体。圆偏光反射层较优选为例如使用胆固醇液晶的胆固醇液晶层。

本发明的光学功能膜为抬头显示器用光学功能膜,其于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带,且最大的慢轴角差为超过5°且未达30°。在此,慢轴是指表示对于入射于与光的行进方向垂直的面内的偏光而言折射率会成为最大的轴的方向的光轴,慢轴角是指慢轴的角度,也就是意指慢轴相对于光学功能膜的长度方向的轴(纵轴)而言的角度。另外,本发明的光学功能膜具有慢轴角相异的2个以上慢轴带。慢轴带若为2个以上,则其数量无限定,可为数百至数千个慢轴带,也就是可形成实质上的慢轴阶度。另外,最大的慢轴角差是指1片光学功能膜的相同面内的最大慢轴角与最小慢轴角的差,也就是意指在相同面内的各慢轴角中,慢轴角差为最大的值。另外,本发明的光学功能膜为用于抬头显示器用的膜,故在作为显示部分使用的部分以外的区域中有具有30°以上的慢轴角差的部分时,该区域中的该慢轴角不考虑作为最大的慢轴角差。

图1为于相同面内具有2个慢轴带的光学功能膜的实施态样的例示。图1中,光学功能膜30所具有的2个区域中,若使一区域为慢轴带A,另一区域为慢轴带B,则慢轴带A的慢轴32中的慢轴角与慢轴带B的慢轴34中的慢轴角表示互相相异的角度。接着,慢轴带A中的慢轴角31与慢轴带B中的慢轴角33的差为超过5°且未达30°,也就是最大的慢轴角差为超过5°且未达30°。该实施态样中,最大的慢轴角差的下限较优选为6°,更优选为7°,又更优选为8°,特优选为10°,最优选为15°或16°。另外,最大的慢轴角差的上限较优选为28°,更优选为27°,又更优选为26°,特优选为25°,最优选为22°。因此,最优选的最大的慢轴角差为16°以上22°以下。

另外,图2为于相同面内具有3个慢轴带的光学功能膜的实施态样的例示。图2中,光学功能膜30所具有的3个区域中,若以左侧区域为慢轴带C,中央区域为慢轴带D,右侧区域为慢轴带E,则慢轴带C的慢轴42中的慢轴角、慢轴带D的慢轴44中的慢轴角、慢轴带E的慢轴46中的慢轴角中,至少2个慢轴角表示相异角度。假设各慢轴角中,慢轴带C中的慢轴角41<慢轴带D中的慢轴角43<慢轴带E中的慢轴角45,则慢轴带C中的慢轴角41与慢轴带E中的慢轴角45的差为超过5°且未达30°,也就是最大的慢轴角差为超过5°且未达30°。该实施态样中,最大的慢轴角差的下限较优选为6°,更优选为7°,又更优选为8°,特优选为10°,最优选为15°或16°。另外,最大的慢轴角差的上限较优选为28°,更优选为27°,又更优选为26°,特优选为25°,最优选为22°。因此,最优选的最大的慢轴角差为16°以上22°以下。

另外,本发明的光学功能膜为于相同面内具有慢轴角相异的3个以上慢轴带的膜,并且在邻接的慢轴带间,慢轴角可相异5°以上20°以下。例如图2中,在与慢轴带C邻接的慢轴带D中,慢轴角43相对于慢轴角41相异5°以上20°以下,也就是具有慢轴角的偏差,同样地,在与慢轴带D邻接的慢轴带E中,慢轴角45相对于慢轴角43相异5°以上20°以下,也就是具有慢轴角的偏差。该邻接的慢轴带间的慢轴角偏差的下限较优选为6°,又更优选为7°,特优选为8°。另外,邻接的慢轴带间的慢轴角偏差的上限较优选为19°,又更优选为18°,特优选为17°。也就是,邻接的慢轴带间的慢轴角偏差最优选为8°以上17°以下。

本发明的光学功能膜中,较优选为于相同面内具有各慢轴角分别相异的3个以上慢轴带,更优选为具有各慢轴角皆相异的慢轴带。例如图2中的慢轴带C、慢轴带D及慢轴带E具有互相相异的慢轴角,较优选为慢轴角41、慢轴角43及慢轴角45皆相异。在此,各慢轴皆相异是指例如慢轴带C中的慢轴为25°、慢轴带D中的慢轴为30°、慢轴带E中的慢轴为35°这样的构成。

本发明的光学功能膜的特优选实施态样为:(i)光学功能层为1片1/2波长板时,最大的慢轴角差较优选为7°以上13°以下,更优选为9°以上11°以下。并且,(ii)光学功能层为多个(尤其是2片)1/2波长板的层叠体时,最大的慢轴角差较优选为10°以上25°以下,更优选为18°以上22°以下。更且,(iii)光学功能层为1或2个以上圆偏光反射层被2片1/4波长板夹住而成的层叠体时,最大的慢轴角差较优选为10°以上25°以下,更优选为18°以上22°下。

<1/2波长板>

使用1/2波长板作为光学功能膜时,1/2波长板为具有将P偏光转换为S偏光或将S偏光转换为P偏光的功能,也就是具有转换偏光轴的功能的相位差元件,例如可将由聚碳酸酯或环烯烃聚合物所构成的膜以相位差会成为波长的1/2的方式单轴延伸,或将水平配向的聚合性液晶以相位差会成为波长的1/2的厚度配向,据此而获得。一般而言,使用了水平配向的聚合性液晶的1/2波长板是由作为具有转换偏光轴的作用的层的聚合性液晶层、及被涂布会形成该聚合性液晶层的涂布液的支持基板所构成。但支持基板并非本发明的光学功能膜的必须构成构件,也可将聚合性液晶层转印至其它基材(例如中间膜或玻璃板)而使用。以液晶的配向性的观点来看,该1/2波长板的厚度上限值较优选为10μm以下,更优选为5μm以下。另一方面,以液晶的聚合性的观点来看,1/2波长板的厚度下限值较优选为0.3μm以上,更优选为0.5μm以上。当光从相对于1/2波长板的主表面倾斜的位置入射时,会有相位差依据光的入射角而变化的情形。此时为了更严密地使相位差合适,例如可使用已调整相位差元件的折射率的相位差元件,据此可抑制伴随入射角而来的相位差变化。例如当以相位差元件的在面内的慢轴方向的折射率为nx,相位差元件的在面内与nx正交的方向的折射率为ny,相位差元件的厚度方向的折射率为nz时,以使由下式(1)所示的系数Nz较优选成为0.3以上1.0以下,更优选成为0.5以上0.8以下的方式进行控制。

Nz=(nx-nz)/(nx-ny) (1)

1/2波长板含有聚合性液晶层时,构成聚合性液晶层的液晶组合物涂布于支持基板上。在1/2波长板用于HUD时,为了保持显示图像的观测性,该支持基板较优选为在可见光区域中为透明,具体而言为波长380至780nm的可见光线穿透率为50%以上即可,较优选为70%以上,更优选为85%以上。另外,支持基板虽可着色,但较优选为不着色或着色较少。另外,支持基板的折射率较优选为1.2至2.0,更优选为1.4至1.8。支持基板的厚度可因应用途而适当地选择,较优选为5μm至1000μm,更优选为10μm至250μm,特优选为15μm至150μm。

支持基板可为单层或双层以上的层叠体。支持基板的例可举例如三乙酸纤维素(TAC)、丙烯酸类、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚烯烃及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。这些之中,较优选为双折射性较少的三乙酸纤维素(TAC)、聚烯烃及丙烯酸类等。

接着,说明使用上述具有聚合性基的向列型液晶单体制作1/2波长板的方法。该方法例如将具有聚合性基的向列型液晶单体溶解于溶剂,接着添加光聚合引发剂。该溶剂只要可溶解所使用液晶单体即可,无特别限定,但可举例如环戊酮、甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等,较优选为环戊酮及甲苯等。其后将该溶液以厚度尽可能均一的方式涂布于被使用来作为支持基板的PET膜或TAC膜等塑胶基板上,一边通过加热去除溶剂,一边以可在支持基板上形成液晶并配向的温度条件放置一定时间。此时,可在涂布前先将塑胶膜表面在所期望的配向方向进行摩擦处理、或将会通过照射偏光而发挥光配向性的光配向材料成膜于塑胶膜表面并照射偏光等的配向处理,据此可使液晶的配向更均一。据此可将1/2波长板的慢轴控制在所期望的角度,且可降低1/2波长板的雾度值。接着,在保持该配向状态下以高压汞灯等对于向列列型液晶单体照射紫外线,使液晶的配向固定化,据此可得具有所期望的慢轴的1/2波长板。

1/2波长板的主要目的为使不于表面反射而穿透的S偏光或P偏光转换为P偏光或S偏光。据此可降低来自配置于外侧的支持基板的反射,可抑制双重像。

<1/4波长板>

可因应HUD系统的设计而使用1/4波长板作为光学功能层。1/4波长板为具有将圆偏光转换为直线偏光的功能的相位差元件,例如可将由聚碳酸酯或环烯烃聚合物所构成的膜以相位差会成为波长的1/4的方式单轴延伸、或将水平配向的聚合性液晶以相位差会成为波长的1/4的厚度配向,据此而获得。另外,与1/2波长板同样地,1/4波长板较优选为具有聚合性液晶层。此时,1/4波长板是由作为具有转换偏光轴的作用的层的聚合性液晶层、及被涂布会形成该聚合性液晶层的涂布液的支持基板所构成。聚合性液晶层及支持基板可使用与上述1/2波长板所使用的向列型液晶单体、支持基板相同的材料。

在波长色散所造成的相位差偏差较大时,1/4波长板也可使用被称为宽带域1/4波长板的相位差元件。宽带域1/4波长板是指已降低相位差的波长依存性的相位差元件,可举例如将具有相同波长色散的1/2波长板及1/4波长板以各别的慢轴所构成的角度成为60°的方式层叠而成的相位差元件、已降低相位差的波长依存性的聚碳酸酯系相位差元件(帝人公司制:PUREACE WR-S)等。另外,如HUD般,光的入射角为相对于1/4波长板倾斜入射时,有依相位差元件而定,相位差会依据光的入射角度而变化的情形。此时,作为更严密地使相位差合适的方法,例如可使用已调整相位差元件的折射率的相位差元件,据此可抑制伴随入射角而来的相位差变化。作为该例,当以相位差元件的在面内的慢轴方向的折射率为nx,相位差元件的在面内与nx正交的方向的折射率为ny,相位差元件的厚度方向的折射率为nz时,以使由上述式(1)所示的系数Nz较优选成为0.3以上1.0以下,更优选成为0.5以上0.8以下的方式进行控制。

以液晶的配向性的观点来看,1/4波长板的厚度上限值较优选为10μm以下,更优选为5μm以下。另一方面,1/4波长板的厚度下限值较优选为0.3μm以上,更优选为0.5μm以上。另外,以液晶的配向性的观点来看,圆偏光反射层的厚度上限值较优选为10μm以下,更优选为5μm以下。另一方面,以液晶的聚合性的观点来看,圆偏光反射层的厚度下限值较优选为0.3μm以上,更优选为0.5μm以上。

本发明的光学功能膜含有1/2波长板或1/4波长板的相位差膜时,这些相位差膜较优选含有具有聚合性液晶化合物的聚合性液晶层。聚合性液晶化合物是指分子内具有聚合性基且在某个温度范围或浓度范围表示液晶性的向列型液晶单体。聚合性基可举例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、查耳酮基(chalconyl)、桂皮酰基及环氧基等。另外,为了使聚合性液晶显示液晶性,较优选为在分子内具有液晶原基团(mesogen group)。液晶原基团是指例如联苯基、三联苯基、(聚)安息香酸苯酯基、(聚)醚基、亚苄基苯胺基、或苊并喹喔啉基等棒状、板状的取代基、或三亚苯基、酞青基、或氮杂冠基等圆盘状的取代基,也就是意指具有诱导液晶相行为的能力的基。具有棒状或板状的取代基的液晶化合物是作为杆状(calamitic)液晶而为该技术领域所公开已知。该具有聚合性基的向列型液晶单体可举例如日本特开2003-315556号公报及日本特开2004-29824号公报等所记载的聚合性液晶、PALIOCOLOR系列(BASF公司制)及RMM系列(Merck公司制)等聚合性液晶。这些具有聚合性基的向列型液晶单体可单独使用或混合多种使用。

另外,也可添加可与具有聚合性基的向列型液晶单体反应的不具液晶性的聚合性化合物。该化合物可举例如紫外线硬化型树脂等。紫外线硬化型树脂可举例如二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯与1,6-六亚甲基二异氰酸酯的反应生成物、具有异三聚氰酸环的三异氰酸酯与季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯的反应生成物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的反应生成物、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异三聚氰酸酯、三(甲基丙烯酰氧基乙基)异三聚氰酸酯、甘油三缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、二(甲基)丙烯酸三甘油酯、丙二醇二缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、乙二醇二缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、二乙二醇二缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、双(丙烯酰氧基乙基)羟基乙基异三聚氰酸酯、双(甲基丙烯酰氧基乙基)羟基乙基异三聚氰酸酯、双酚A二缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、己内酯改性(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基羟基丙酯、丙烯酰基吗啉、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酯、丁基缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的反应生成物、丁氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯及丁二醇单(甲基)丙烯酸酯等,这些可单独使用或混合多种使用。需以含有向列型液晶单体的组合物不会失去液晶性的程度添加这些不具液晶性的紫外线硬化型树脂,较优选为相对于具有聚合性基的向列型液晶单体100质量份为0.1质量份以上20质量份以下,更优选为1.0质量份以上10质量份以下。

上述具有聚合性基的向列型液晶单体及不具液晶性的聚合性化合物为紫外线硬化型时,为了使包含这些的组合物通过紫外线而硬化,故添加光聚合引发剂。光聚合引发剂可举例如2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1(BASF公司制IRGACURE 907)、1-羟基环己基苯基酮(BASF公司制IRGACURE 184)、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)酮(BASF公司制IRGACURE 2959)、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮(Merck公司制DAROCUR 953)、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮(Merck公司制DAROCUR1116)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(BASF公司制IRGACURE 1173)及二乙氧基苯乙酮等苯乙酮系化合物;安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(BASF公司制IRGACURE 651)等安息香系化合物;苯甲酰基安息香酸、苯甲酰基安息香酸甲酯、4-苯基二苯基酮、羟基二苯基酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯基酮(日本化药公司制KAYACURE MBP)等二苯基酮系化合物;以及噻吨酮、2-氯噻吨酮(日本化药公司制KAYACURE CTX)、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮(日本化药公司制KAYACURE RTX)、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮(日本化药公司制KAYACURE CTX)、2,4-二乙基噻吨酮(日本化药公司制KAYACURE DETX)及2,4-二异丙基噻吨酮(日本化药公司制KAYACURE DITX)等噻吨酮系化合物等。光聚合引发剂较优选可举例如Irgacure TPO、Irgacure TPO-L、Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure1300、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 379、Irgacure 819、Irgacure 127、Irgacure 907及Irgacure 1173(皆为BASF公司制),特优选可举出Irgacure TPO、IrgacureTPO-L、Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure 1300及Irgacure 907。这些光聚合引发剂可使用1种或将多种以任意比例混合并使用。

使用二苯基酮系化合物或噻吨酮系化合物作为光聚合引发剂时,为了促进光聚合反应而可并用助剂。该助剂可举例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、正丁胺、N-甲基二乙醇胺、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、米氏酮、4,4’-二乙基氨基苯酮、4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸(正丁氧基)乙酯、及4-二甲基氨基安息香酸异戊酯等胺系化合物。

上述光聚合引发剂及助剂的添加量较优选为在不会影响上述组合物的液晶性的范围内使用,其量相对于该组合物中以紫外线硬化的化合物100质量份较优选为0.5质量份以上10质量份以下,更优选为2质量份以上8质量份以下。另外,助剂相对于光聚合引发剂较优选为0.5倍量以上2倍量以下。

本发明的光学功能膜中可设置2片以上光学功能层。此时,在光学功能层间可不使用其它层,也就是可直接层叠各光学功能层,但较优选为在各光学功能层间设置黏合层或接合层。用来形成黏合层的黏合剂可举出丙烯酸系或橡胶系的黏合剂,较优选为容易调整接合性、保持力等的丙烯酸系黏合剂。接合剂可举出紫外线硬化型树脂组合物、热硬化型树脂组合物、及这些的混合物。在紫外线硬化型树脂时,可混合多种具有丙烯酰基或环氧基的单体而形成组合物,并将该组合物在光聚合引发剂存在下照射紫外线而使其硬化,据此使光学功能层间接合。在热硬化型树脂组合物时,可混合多种具有环氧基的单体而形成组合物,并将该组合物在酸催化剂存在下加热而使其硬化,据此使光学功能层间接合。或者将由具有氨基、羧基、羟基的多种单体或聚合物所构成的组合物在具有异氰酸酯基或三聚氰胺的化合物存在下加热而使其硬化,据此使光学功能层间接合。

[光学功能膜的制造方法]

本发明的光学功能膜较优选为通过相位差膜而实现多个慢轴带,也就是较优选为含有具有多个慢轴的相位差膜。此时并非意指结合多个相位差膜,而是意指在1片相位差膜中具有多个慢轴的构成。为了实现慢轴角相异的2个以上慢轴带,故在光学功能膜的相同面内将多个慢轴控制为所期望的角度。该方法可举例如在光学功能层表面中对每个既定区域于所期望的配向方向进行摩擦处理。另外,可将会通过照射偏光而发挥因应偏光角度的光配向性的光配向材料成膜于既定光学功能层表面,事先以在照射偏光时于每个既定区域使偏光照射的角度于所期望的角度配向的方式设定,据此在光学功能层表面中于每个既定区域使光配向材料的配向角度成为相异角度,于这些配向处理面上配向并固定液晶。通过于光学功能膜的相同面内实施该配向处理,而可制作具有慢轴角相异的2个以上慢轴带的光学功能膜。

[(B)光学层叠体]

本发明的光学层叠体中,于上述光学功能膜层叠有中间膜。中间膜较优选为热塑性树脂的树脂膜,特优选为聚乙烯醇缩丁醛的膜。中间膜可为1片或多片,但较优选为具有光学功能膜被2片中间膜夹住的结构的光学层叠体。另外,光学层叠体较优选为使用2片光学功能膜。此时,2片光学功能膜特优选为在相同面内的各慢轴角的差为相同。

图3表示本发明的光学层叠体的一实施方式,光学层叠体10形成为光学功能膜101被2片中间膜102夹住的构成,光学功能膜101例如相当于图1或图2所示光学功能膜(30、40)。图3中,光学层叠体10中可设置有在相同面内的各慢轴角的差为相同的2片光学功能膜101。

[中间膜]

中间膜可使用热塑性树脂,较优选可使用一般使用的车载用中间膜。该车载用中间膜可举例如聚乙烯醇缩丁醛系树脂(PVB)、聚乙烯醇树脂(PVA)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚系树脂(EVA)、或环烯烃聚合物(COP)。由这些树脂制作的中间膜是作为层合玻璃用中间膜而通用,因此为较优选。另外,中间膜的厚度只要为在将光学层叠体使用于后述HUD系统时不会影响显示光的反射的范围,则无特别限定,可因应用途而适当地设计。

本发明所使用的中间膜中可适当地添加掺配紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、热稳定剂、着色剂、接合调整剂等,特别是分散有吸收红外线的微粒子的中间膜在制作高性能的隔热层合玻璃时较为重要。吸收红外线的微粒子是使用Sn、Ti、Zn、Fe、Al、Co、Ce、Cs、In、Ni、Ag、Cu、Pt、Mn、Ta、W、V、Mo的金属、该金属的氧化物、该金属的氮化物、或含有这些中的至少2种以上的复合物等具有导电性的材料的微粒子。另外,这些材料中可掺杂Sn、Sb、F等。尤其,在可见光线的区域中为透明的锡掺杂氧化铟(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氟掺杂氧化锡在作为要求透明性的建筑用、汽车用窗使用时为较优选。分散于中间膜的吸收红外线的微粒子的粒径较优选为0.2μm以下。若微粒子的粒径为0.2μm以下,则可抑制在可见光线区域的光散射并吸收红外线,可在不产生雾度下确保电波穿透性及透明性,且可维持与未添加的中间膜同等的接合性、透明性、耐久性等物性,还可由在一般层合玻璃生产线的作业而进行层合玻璃化处理。另外,于中间膜使用PVB时,为了使中间膜的含水率保持为最优选,故在恒温恒湿房间进行层合化处理。另外,中间膜可使用其一部分经着色的膜、于其间夹有具有隔音功能的层的膜、为了减轻HUD中的鬼影现象(双重图像)而于厚度有倾斜的膜(楔形)等。

上述中间膜与光学功能膜的层合方法并无特别限制,可举例如使用夹辊同时压接中间膜与光学功能膜而层合的方法。层合时,当夹辊可加热的情形,也可一边加热一边压接。另外,中间膜与光学功能膜的密接性较差时,可预先进行通过电晕处理、等离子体处理等而施行的表面处理再层合。

中间膜可在溶解于溶剂的状态下直接层叠于光学功能膜的单面或两面。使用聚乙烯醇缩丁醛系树脂(PVB)时,丁醛化度下限值较优选为40摩尔%,更优选为55摩尔%,特优选为60摩尔%。另一方面,丁醛化度上限值较优选为85摩尔%,更优选为80摩尔%,特优选为75摩尔%。另外,丁醛化度可通过红外线吸收光谱(IR)法测定,例如可使用FT-IR测定。

聚乙烯醇缩丁醛系树脂的羟基量下限值较优选为15摩尔%,上限值较优选为35摩尔%。若羟基量未达15摩尔%,则会降低层合玻璃用中间膜与玻璃的接合性、或降低层合玻璃的耐贯通性。另一方面,羟基量若超过35摩尔%,则中间膜会变硬。

聚乙烯醇缩丁醛系树脂可通过将聚乙烯醇以醛进行缩醛化而调制。聚乙烯醇通常通过使聚乙酸乙烯酯皂化而获得,一般使用皂化度80摩尔%以上99.8摩尔%以下的聚乙烯醇。另外,聚乙烯醇的聚合度上限值较优选为4000,更优选为3000,特优选为2500。聚合度若超过4000,则难以成形中间膜。

[(C)功能性玻璃]

本发明的功能性玻璃中层叠有上述光学功能膜或光学层叠体及玻璃板。玻璃板可为1片或多片,但较优选为具有上述光学功能膜或光学层叠体被2片玻璃板夹住的结构的功能性玻璃。该功能性玻璃适合作为HUD系统中的显示媒体来使用。

功能性玻璃例如可通过将上述光学功能膜或光学层叠体贴合于玻璃板而制作。作为将光学功能膜或光学层叠体贴合于玻璃板的方法的一例,可将黏合剂或接合剂涂布于该光学功能膜或光学层叠体的单侧或两侧,然后贴合玻璃板,据此可获得。黏合剂或接合剂并无特别限制,但较优选为在之后要剥离时重工性较优异的黏合性良好的材料,例如聚硅氧黏合剂、丙烯酸系黏合剂等。

[玻璃板]

玻璃板例如只要具有即使将本发明的功能性玻璃利用来作为挡风玻璃也可充分观测前方景色的透明性,则无特别限定。另外,玻璃板的折射率较优选为1.2以上2.0以下,更优选为1.4以上1.8以下。另外,玻璃板的厚度、形状等只要在不会影响显示光的反射的范围内,则无特别限定,可因应用途而适当地设计。另外,这些玻璃板中可于反射面设置由多层膜所构成的增反射膜、兼具隔热功能的金属薄膜层。这些膜可提高要入射的偏光的反射率,但例如使用本发明的功能性玻璃作为汽车用挡风玻璃时,较优选为以使功能性玻璃的可见光线穿透率成为70%以上的方式调整反射率。

使用本发明的光学功能膜或光学层叠体时,于2片玻璃板之间配置光学功能膜或光学层叠体,并以高温、高压压接,据此可得于层合玻璃内配置有光学层叠体的功能性玻璃。图4表示本发明的功能性玻璃的一实施方式。图4所示的功能性玻璃20为光学层叠体10被2片玻璃板201夹住的构成,光学层叠体10例如相当于图3的光学层叠体,光学功能膜101被2片中间膜102夹住。如图4所示,光学层叠体10构成功能性玻璃20时,中间膜102也具有作为用以保持2片玻璃板201与光学层叠体10的密接性的黏合剂或接合剂的功能。

具体说明使用本发明的光学功能膜或光学层叠体而制作功能性玻璃的方法的一例。首先准备2片玻璃板。当作为汽车的挡风玻璃用层合玻璃使用时,使用以浮法制作的钠钙玻璃。玻璃可为透明、着色为绿色的玻璃中的任一种,并无特别限制。这些玻璃板的厚度通常使用约为2mmt,但因应近年来的玻璃质轻化的要求,也可使用厚度稍微比2mmt更薄的玻璃板。将玻璃板裁切为既定形状,并对玻璃边缘实施倒角并洗涤。当需要黑色的框状或点状印刷时,则将其印刷于玻璃板。当如挡风玻璃般需要曲面形状时,则将玻璃板加热至650℃以上,其后通过利用模具所施行的压制或因自重所致的弯曲等而以使2片成为相同面形状的方式整形,然后冷却玻璃。此时,若冷却速度过快,则会于玻璃板产生应力分布而形成强化玻璃,故慢慢地冷却。将如上述方式制作的玻璃板中的1片水平放置,于其上重叠本发明的光学功能膜或光学层叠体,进一步放置另1片玻璃板。接着,以切割机裁切、去除从玻璃边缘突出的光学功能膜、中间膜。其后,一边将在层叠为三明治状的玻璃板、光学功能膜或光学层叠体之间存在的空气予以脱气,一边将温度从80℃加热至100℃,而进行预备接合。使空气脱气的方法有将玻璃板/光学功能膜或光学层叠体/玻璃板的层叠体以由耐热橡胶等所制成的橡胶包(rubber bag)包住而进行的包法、仅将玻璃板端部以橡胶圈覆盖并密封的圈法等2种,可使用任一种方法。预备接合结束后,将从橡胶包取出的玻璃板/光学功能膜或光学层叠体/玻璃板的层叠体、或取下橡胶圈的层叠体放入高压釜,在10至15kg/cm

如此所得的功能性玻璃可作为普通汽车、小型汽车、轻型汽车等、还有大型特殊汽车、小型特殊汽车的挡风玻璃、侧边玻璃、后挡玻璃、天窗玻璃使用。另外,也可作为铁路车辆、船舶、飞机的窗户使用,另外,也可作为建材用及产业用窗材使用。作为一使用形态,可与具有抗UV或调光功能的构件进行层叠或贴合而使用。

[抬头显示器系统]

图5是以示意图表示本发明的HUD系统的一实施方式。图5所示的HUD系统具备使会表示显示图像的显示光成为S偏光或P偏光并射出的显示图像投影装置(显示器)2、将显示图像投影装置2所射出的显示光反射的反射镜3、及显示图像投影装置2所射出的S偏光或P偏光要入射的本发明的抬头显示器用功能性玻璃(功能性玻璃4)。显示图像投影装置2所射出的S偏光或P偏光于反射镜3反射,该反射的显示光照射于作为挡风玻璃而发挥功能的功能性玻璃4,据此S偏光或P偏光会经由光路5到达观察者1,并可观测显示图像的虚像6。另外,图5所示的HUD系统中,显示图像投影装置2所射出的显示光会经由反射镜3而入射于功能性玻璃4,但也可从显示图像投影装置2直接入射于功能性玻璃4。另外,也可从显示图像投影装置2将会表示显示图像的显示光以随机光射出并于反射镜3反射,该反射光在到达功能性玻璃4前会通过偏光板,据此调整显示图像投影装置2所射出的偏光,并使所期望的偏光照射于功能性玻璃4。

<显示图像投影装置>

显示图像投影装置2只要可在最终到达功能性玻璃4为止射出所期望的P偏光或S偏光,则无特别限定,可举例如液晶显示装置(LCD)、有机EL显示器(OELD)等。显示图像投影装置2为液晶显示装置时,射出光通常为直线偏光,故可直接使用。另一方面,显示图像投影装置2为有机EL显示器时,例如显示图像投影装置2可由光源、及可射出P偏光或S偏光的偏光板所构成。另外,将HUD系统用于汽车时,例如以于仪表板等光射出口配置偏光板、1/2波长板等光学构件并可从显示图像投影装置2射出P偏光或S偏光的方式,而调整液晶显示装置、有机EL显示器。另外,显示图像投影装置2所使用的光源并无特别限定,可使用激光光源或LED光源等。另外,以使构成光学功能层的相位差元件的中心反射波长对应上述光源的发光光谱的方式设定,据此可更有效地使显示图像鲜明。

<反射镜>

本发明的HUD系统可任选而具备反射镜3。反射镜3只要可使来自显示图像投影装置2的显示光朝向功能性玻璃4反射,则无特别限定,例如可由平面镜、凹面镜等所构成。使用凹面镜作为反射镜3时,凹面镜也可将来自显示器的显示光以既定放大率放大。

本发明的HUD系统中,显示图像投影装置所射出的光垂直入射于光学功能膜的入射角90°的慢轴、以及显示图像投影装置所射出的光从光学功能膜的自与表面垂直的轴在水平方向倾斜10°的位置入射的入射角80的慢轴,这两慢轴所构成的角,也就是入射角80°相对于入射角90°的慢轴的偏差的范围较优选为5°以上20°以下。另外,如图6所示,入射角7意指光学功能膜101表面与入射于光学功能膜101表面的光所构成的角度。例如显示图像投影装置2所射出的光经由反射镜3而垂直入射于光学功能膜101的正面,也就是垂直入射于光学功能膜101表面时,入射角7为90°,从光学功能膜101的自与表面垂直的轴在水平方向往右或左倾斜10°的位置入射时,入射角7为80°。也就是,图6中,显示部分9A中的慢轴角与显示部分9B中的慢轴角的偏差为5°以上20°以下,此为本发明的抬头显示器的较优选实施态样。另外,显示部分9A中的慢轴角与显示部分9B中的慢轴角的偏差更优选为7°以上13°以下,又更优选为9°以上11°以下。

本发明中,可通过上述慢轴的修正而改善因该入射角7的倾斜所造成的光学功能膜的偏光转换效率降低,而有助于降低双重像的产生。入射角90°的慢轴与入射角80°的慢轴所构成的角的下限较优选为7°,更优选为8°,特优选为9°。另外,入射角90°的慢轴与入射角80°的慢轴所构成的角的上限较优选为19°,更优选为18°,特优选为17°。也就是,入射角90°的慢轴与入射角80°的慢轴所构成的角最优选为8°以上17°以下。

另外,本发明的HUD系统中,显示图像投影装置所射出的光垂直入射于光学功能膜的入射角90°的慢轴、以及显示图像投影装置所射出的光从光学功能膜的自与表面垂直的轴在水平方向倾斜20°的位置入射的入射角70的慢轴,这两慢轴所构成的角,也就是入射角70°相对于入射角90°的慢轴的偏差的范围较优选为10°以上30°以下。入射角90°的慢轴与入射角70°的慢轴所构成的角的下限更优选为14°,特优选为16°。另外,入射角90°的慢轴与入射角70°的慢轴所构成的角的上限更优选为28°,特优选为24°。也就是入射角90°的慢轴与入射角70°的慢轴所构成的角最优选为16°以上24°以下。

如图7所示,本发明的HUD系统中,以S偏光或P偏光相对于功能性玻璃4的布鲁斯特角为α时,显示图像投影装置2所射出的光入射于作为显示媒体的功能性玻璃4的入射角8较优选为α-10°至α+10°的范围,更优选为α-5°至α+5°的范围。另外,如图7所示,入射角8意指“显示媒体(功能性玻璃4)的与表面垂直的轴”与“入射于显示媒体表面的光”所构成的角度(以下也将该入射角称为“入射角X”)。

本发明的HUD系统的一实施态样中,当使用1/2波长板作为光学功能膜,且显示媒体为功能性玻璃4,并且显示图像投影装置2所射出的显示光为S偏光时,使显示图像投影装置2所射出的S偏光经由反射镜3而以α-10°至α+10°的范围入射,也就是相对于功能性玻璃4的与表面垂直的轴以布鲁斯特角附近的角度入射,较优选为以布鲁斯特角α的入射角8入射,据此可抑制通过功能性玻璃4所转换的P偏光的因车外侧玻璃板所致的反射,而可抑制双重像的产生。也就是,若S偏光的入射角8为未达α-10°或超过α+10°时,S偏光的入射角8会从布鲁斯特角附近的角度偏移,故通过1/2波长板所转换的P偏光的反射会增加,而有产生双重像的情形。

另外,本发明的HUD系统的其它实施态样中,当使用1片或2片以上的圆偏光反射层(胆固醇液晶层)被2片1/4波长板夹住而成的层叠体作为光学功能膜,且显示媒体为功能性玻璃4,并且显示图像投影装置2所射出的显示光为P偏光时,也同上述。一般而言来自路面的反射光为S偏光,故偏光太阳眼镜是以可吸收S偏光的方式设计。因此,在利用S偏光的以往的HUD系统中,经由偏光太阳眼镜的HUD的显示图像的观测性会极端降低。另一方面,若为P偏光会到达观察者的利用P偏光的HUD系统,则可抑制双重像的产生,并且即使在配戴偏光太阳眼镜时也可提高显示图像的观测性。另外,圆偏光反射层为胆固醇液晶层时,穿透圆偏光反射层的圆偏光会通过第二1/4波长板而转换为原来的P偏光,该第二1/4波长板是以与第一1/4波长板的慢轴正交的位置关系设置慢轴。经转换的P偏光相对于第二1/4波长板外侧的车外侧玻璃面也同样地以布鲁斯特角附近的角度入射。因此也可大幅降低第二1/4波长板外侧的车外侧玻璃面的P偏光的反射,其结果可大幅改善双重像的产生。

本发明的抬头显示器系统中,例如设置有含有具备1/2波长板的光学功能膜的功能性玻璃时,为了有效率地进行偏光转换(例如将P偏光转换为S偏光,或将S偏光转换为P偏光),较优选为将从功能性玻璃的自与表面垂直的轴倾斜45°以上65°以下的位置入射的S偏光的偏光轴或P偏光的偏光轴、与光学功能膜的慢轴所构成的角度θ控制为35°以上47°以下。通过将入射于功能性玻璃的S偏光或P偏光的入射角设为45°以上65°以下的范围,在P偏光入射于功能性玻璃时,理论上可将功能性玻璃表面的反射率抑制在2%以下。穿透的P偏光通过1/2波长板转换为S偏光,经转换的S偏光会在入射侧的相反侧的功能性玻璃与空气的界面反射。反射的S偏光通过1/2波长板再次转换为P偏光,该P偏光会到达观察者。另外,S偏光入射于功能性玻璃时,S偏光会在功能性玻璃表面反射,该S偏光会到达观察者。穿透的一部分S偏光会通过1/2波长板转换为P偏光,经转换的P偏光不会在入射侧的相反侧的功能性玻璃或功能性玻璃与空气的界面反射而会通过。如上述,通过控制入射于功能性玻璃的S偏光或P偏光的入射角X,而可抑制双重像的产生。另外,角度θ为未达35°或超过47°时,将入射于功能性玻璃的P偏光转换为S偏光或将S偏光转换为P偏光的偏光轴转换性能较低,其结果会有产生双重像之忧。通过适当控制该角度θ,1/2波长板可表示良好的偏光轴转换性能,其结果可更鲜明地观测显示图像。

光学功能膜具备1/2波长板时,为了适当控制偏光轴转换性能,故角度θ较优选为由下式(2)及(3)计算出的值。在此说明下式(2)及(3)的技术意义。入射于功能性玻璃的S偏光或P偏光在通过属于具有与空气相异的折射率的介质的1/2波长板时,入射于1/2波长板的入射角X会变化。在此,以S偏光或P偏光相对于功能性玻璃的入射角X为α,以实际入射于1/2波长板的入射角X,也就是1/2波长板的折射角为β,以空气的折射率为n

tanθ=cosθ (2)

θ:1/2波长板的慢轴与相对于功能性玻璃以任意的入射角α入射的S偏光或P偏光的偏光轴所构成的角。

α:S偏光或P偏光相对于功能性玻璃的入射角。

n

n

角度θ的范围较优选为控制于该角度θ的值的±5°的范围,更优选为控制于±3°的范围。角度θ若为满足由上述式(2)及(3)计算出的值的角度的±5°的范围外,则1/2波长板所表示的偏光转换效率会变低。根据由上述式(2)及(3)计算出的值控制角度θ的范围,据此可抑制1/2波长板的偏光转换效率的降低。

有关代入式(3)的1/2波长板的折射率,以1/2波长板的慢轴方向的折射率为nx,以1/2波长板的在面内与nx正交的方向的折射率为ny,以1/2波长板的厚度方向的折射率为nz,将这些的和的平均化的值作为平均折射率使用。另外,使用市面贩卖品的1/2波长板时,平均折射率也可使用目录等所记载的值。另外,使用后述聚合性液晶作为1/2波长板的材料时,若使用液晶原本的寻常光折射率no与非寻常光折射率ne,则平均折射率表示为(nx+ny+nz)/3=(no+no+ne)/3。若表示由式(2)及(3)计算出的θ的具体例,例如当空气的折射率设为1.00,使用折射率1.55的1/2波长板,且S偏光或P偏光的入射角X为45°时,根据式(2)及(3),θ的值为42°,故θ的范围较优选为37°以上47°以下,更优选为39°以上45°以下。S偏光或P偏光的入射角X为50°时,根据式(2)及(3),θ的值为41°,故θ的范围较优选为36°以上46°以下,更优选为38°以上44°以下。另外,S偏光或P偏光的入射角X为56°或60°时,根据式(2)及(3),θ的值为40°,故θ的范围较优选为35°以上45°以下,更优选为37°以上43°以下。另外,S偏光或P偏光的入射角X为65°时,根据式(2)及(3),θ的值为39°,故θ的范围较优选为34°以上44°以下,更优选为36°以上42°以下。

如上述,本发明中,通过控制入射于光学功能膜的S偏光或P偏光的偏光轴与1/2波长板的慢轴所构成的角θ,而可进一步提高1/2波长板所表示的偏光轴转换性能。此时,以1/2波长板的慢轴的控制性及生产成本的观点来看,特优选为作为具有转换偏光轴的作用的层而使用含有聚合性液晶层的1/2波长板。另外,如上述的1/2波长板的波长色散性只要适合于抬头显示器用途,则无特别限制,但为了在可见光区域的宽广波长范围内正确地进行偏光转换,故较优选为具有逆波长色散性。一般而言,高分子为双折射的绝对值在短波长侧变大的正常分散,但若为通过控制可见光的各波长的双折射Δn的值而在长波长侧双折射会变大的液晶化合物,则可获得逆波长色散性。另外,通过以因应化合物的波长色散特性的适当相位差值的多个相位差板的适当慢轴的组合的层叠,也可获得逆波长色散性。当使用如上述的多个相位差板的组合的层叠所形成的1/2波长板时,有关于分别的相位差板的慢轴角,以上述方式适当控制入射于光学功能膜的S偏光或P偏光的偏光轴与1/2波长板的慢轴所构成的角θ,据此可使1/2波长板表示良好的偏光轴转换性能,其结果可进一步鲜明地观测显示图像。

(实施例)

以下通过实施例详细说明本发明。实施例中“份”意指质量份。另外,本发明在不超出其主旨范围内并不限定于以下实施例。另外,在未特别说明下,室温为20℃±5℃的范围内。

<使用1/4波长板时的试验例>

[涂布液(胆固醇液晶组合物)的调制]

调制具有表1所示组成的涂布液(R1)。

[表1]

接着,将涂布液(R1)的手性剂的处方量变更为表2所示处方量,除此之外以相同处方分别调整涂布液(R2)、(R3)及(R4)。

[表2]

另外,调整1/4波长板的制作所使用的具有表3所示组成的涂布液(QWP)。

[表3]

[实施例1]

<光学功能膜的制作>

使用所调制的涂布液(R1)、(R2)、(R3)及(R4),依照下述工序分别制作光反射层PRL-1、光反射层PRL-2、光反射层PRL-3及光反射层PRL-4,然后将这些层叠并制作圆偏光反射层。接着,于所得的圆偏光反射层的两面进一步层叠1/4波长板,而制作光控制层叠体。作为支持基板的塑胶基板是使用以日本特开2002-90743号公报的实施例1所记载方法将无底涂层的面预先进行过摩擦处理的东洋纺绩公司制PET膜(商品名A4100,厚度50μm)。

(1)将表1、2所示的涂布液(R1)、(R2)、(R3)及(R4)的各涂布液使用线棒涂器以干燥后分别获得的各光反射层的厚度成为0.5μm的方式于室温涂布于各PET膜的摩擦处理面上。

(2)将所得的各涂膜于80℃加热2分钟而去除溶剂,并且形成胆固醇液晶相。接着,将高压汞灯(HARISON TOSHIBA LIGHTING公司制)以120W输出照射5至10秒UV,使胆固醇液晶相固定,于各PET膜上分别形成由涂布液(R1)、(R2)、(R3)及(R4)所形成的胆固醇液晶层,也就是分别形成光反射层PRL-1、光反射层PRL-2、光反射层PRL-3及光反射层PRL-4。

(3)将表3所示的涂布液使用线棒涂器以干燥后分别获得的1/4波长板的厚度成为1μm的方式于室温涂布于各PET膜的摩擦处理面上。接着,将各PET膜的表面于宽度方向以各20cm而从左边起分为P、Q、R的3个区域,对每个个别的区域如表4所示般以PET膜的长度方向的轴(纵轴)与1/4波长板的慢轴所构成的角度成为既定角度的方式设定摩擦角度,并实施摩擦处理。另外,长度方向是指例如图2中的纵方向(短边),宽度方向是指横方向(长边)。以下以同样方式定义。

[表4]

(4)将所得的各涂膜于80℃加热2分钟而去除溶剂,并且形成液晶相。接着,将高压汞灯(HARISON TOSHIBA LIGHTING公司制)以120W输出照射5至10秒UV,使液晶相固定,而制作于PET膜上形成有聚合性液晶层的具有既定慢轴带的1/4波长板合计14片。1/4波长板裁切为包含区域P、Q及R所有区域的宽度方向60cm、长度方向50cm的尺寸。于宽度方向以各20cm而从左边起在相同面内分别形成区域P、Q及R的慢轴带(与表4所示范围一致)。另外,以自动双折射计(王子计测公司制“KOBRA-21ADH”)测定所得的1/4波长板的各区域的相位差值,结果在546nm的相位差值皆为136nm。

(5)将(1)至(2)所制作的PET膜上的光反射层PRL-1(使用涂布液(R1))、及光反射层PRL-2(使用涂布液(R2))的各光反射层侧彼此使用丙烯酸系黏合剂(综研化学公司制,丙烯酸黏合剂SK-Dyne 906)而层叠。

(6)将光反射层PRL-2的PET膜剥离。

(7)将(1)至(2)所制作的PET膜上的光反射层PRL-3(使用涂布液(R3))的光反射层侧、及(6)中的光反射层PRL-2中的已剥离PET膜的光反射层侧彼此使用与(5)所使用黏合剂相同的丙烯酸系黏合剂而层叠。

(8)以与(7)相同方法将光反射层PRL-4(使用涂布液(R4))的光反射层侧层叠于光反射层PRL-3。

(9)分别将位于光反射层PRL-1外侧及PRL-4外侧的PET膜剥离,而制作含有4个胆固醇液晶层的圆偏光反射层。

(10)分别使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-4及Y-4的1/4波长板而作为(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,于所制作的圆偏光反射层的两面经由与(5)所使用黏合剂相同的丙烯酸系黏合剂,将聚合性液晶层侧朝圆偏光反射层并以使面内的宽度方向的区域成为表4中X-4的P与Y-4的R、X-4的Q与Y-4的Q、X-4的R与Y-4的P的组合的方式配合宽度方向分别层叠1/4波长板。接着,为了实施下述测定、评估而剥离各1/4波长板的PET膜。

如上述方式而制作光学功能膜,该光学功能膜具有依次层叠有光反射层PRL-1、光反射层PRL-2、光反射层PRL-3及光反射层PRL-4的圆偏光反射层、以及层叠于圆偏光反射层的两面的2片1/4波长板。图8为将形成单一的各光反射层PRL-1、PRL-2、PRL-3及PRL-4时,各光反射层的波长与反射率的关系进行作图(plot)所得的图。如图8及表5所示,光反射层PRL-1、PRL-2、PRL-3及PRL-4的中心反射波长分别为450nm(半值宽度为123nm)、540nm(半值宽度为131nm)、650nm(半值宽度为148nm)及800nm(半值宽度为178nm),且光反射层PRL-1、PRL2、PRL-3及PRL-4的在中心反射波长的反射率分别为约20%、约21%、约22%及约20%。

[表5]

所得的各光反射层的在正面方向(入射角0°)的可见光的平均穿透率约为77%,在550nm附近的反射率约为22%。另外,即使从由正面倾斜50°的位置观看所得的各光反射层,红色区域的穿透率并无变化,而为与正面方向相同的色调。另外,以自动双折射计(王子计测公司制“KOBRA-21ADH”)测定当各光反射层倾斜50°时的相位差值,结果在546nm的相位差值为55nm。

<光学层叠体的制作>

将厚度为0.38mm的透明且含有三乙二醇二-2-乙基已酸酯作为增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛中间膜裁切为与所制作的光学功能膜相同的尺寸,将上述光学功能膜配置于2片聚乙烯醇缩丁醛中间膜之间,然后以层叠机加压压接,据此而制作光学层叠体。

<功能性玻璃的制作>

于2片尺寸与所制作的光学层叠体相同且厚度为2mm的玻璃板之间配置上述光学层叠体,然后加压、加热,据此而获得功能性玻璃。首先,于透明玻璃板上依次重叠上述光学层叠体、透明玻璃板。将其以橡胶包包住,并在已加热至90℃的高压釜中脱气10分钟,进行预备接合。将其冷却至室温后,从橡胶包取出,再次在高压釜中于135℃、12kg/cm

<抬头显示器的制作及显示图像的评估>

以如图5所示的配置制作抬头显示器。另外,就显示图像投影装置2、反射镜3而言,设置可对于功能性玻璃4射出P偏光的液晶显示面板,使用上述所制作的功能性玻璃作为功能性玻璃4。于暗室内,以显示图像投影装置2所射出的P偏光会以P偏光的入射角X相对于功能性玻璃4为布鲁斯特角(约56°)入射的方式而调整功能性玻璃4的构成中的光学功能膜的宽度方向。将含有表4的Y-4的1/4波长板侧的玻璃设置于来自显示图像投影装置的P偏光会入射的侧,在投影图像时可明亮且鲜明地投影显示图像。

<双重像亮度比的评估:1/4波长板的偏光转换性能的评估>

以图7所示的配置将来自图像投影装置(显示图像投影装置2)的线图像以用P偏光射出的条件投影于功能性玻璃4,以KONICA MINOLTA公司制色彩亮度计(Prometric IC-PMI)拍摄反射像,并评估显示图像。针对在宽60cm中的从左边起5cm的位置I(X-4的P与Y-4的R的组合区域)、从左边起30cm的位置II(X-4的Q与Y-4的Q的组合区域)、从左边起43cm的位置III(X-4的R与Y-4的P的组合区域)的3点,位置I的评估图像是从以位置I为起点而从玻璃面垂直离开了142cm的点X拍摄。位置II的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜10°的位置拍摄。位置III的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜15°的位置拍摄。通过各位置的拍摄图像分析,将由功能性玻璃的构成中在光学功能膜面的线图像的反射亮度(主像)除以在相对于图像投影装置为背侧的玻璃的空气界面的线图像的反射亮度(双重像)而得的数值乘以100,据此计算出双重像亮度比。结果示于表6。另外,表6所示的双重像亮度比低的例,其投影于功能性玻璃的图像不易被观测为双重,可判断图像的观测性良好。

[实施例2]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-5及Y-5的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[实施例3]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-6及Y-6的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[实施例4]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-3及Y-3的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[比较例1]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-1及Y-1的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[比较例2]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-2及Y-2的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[比较例3]

关于上述(3)至(4)所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-7及Y-7的1/4波长板分别层叠于圆偏光反射层的两面,除此之外以与实施例1相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表6。

[表6]

慢轴角差P为基准,故设为0°。

慢轴角差Q为区域P的慢轴角与区域Q的慢轴角的差。

慢轴角差R为区域P的慢轴角与区域R的慢轴角的差。

由实施例1至4及比较例1至3的结果可知,在于相同面内不具有慢轴角相异的2个以上慢轴带的比较例1、及虽然于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带但最大的慢轴角差却为超过5°且未达30°的范围外的比较例2至3中,会因为投影位置不同,而当入射的P偏光穿透光学功能膜时,S偏光成分会变多,因此S偏光会在入射面的相反侧的玻璃板界面反射。因此,双重像亮度比会提高,而投影于功能性玻璃的图像容易被观测为双重。其结果双重像的产生不均会变大,在广范围的图像的观测性会降低。

<使用1/2波长板时的试验例1>

<实施例5>

上述(3)中,将表3所示的涂布液使用线棒涂器以使干燥后分别获得的1/2波长板的厚度成为约为2μm的方式于室温涂布于各PET膜的摩擦处理面上。将各PET膜的表面于宽度方向以各20cm而从左边起分为P、Q、R的3个区域,对每个个别的区域如表7所示般以PET膜的长度方向的轴(纵轴)与1/2波长板的慢轴所构成的角度成为既定角度的方式设定摩擦角度,并实施摩擦处理。

[表7]

将所得的各涂膜于80℃加热2分钟而去除溶剂,并且形成液晶相。接着,将高压汞灯(HARISON TOSHIBA LIGHTING公司制)以120W输出照射5至10秒UV,使液晶相固定,而制作于PET膜上形成有聚合性液晶层的具有既定慢轴带的1/2波长板的X组、Y组2种类各7片,合计14片。1/2波长板裁切为包含区域P、Q及R所有区域的宽度方向60cm、长度方向50cm的尺寸。于宽度方向以各20cm而从左边起在相同面内分别形成P、Q及R的慢轴带(与表7所示范围一致)。另外,以自动双折射计(王子计测公司制“KOBRA-21ADH”)测定所得的1/2波长板的各区域的相位差值,结果在546nm的相位差值为X组7片为290nm,Y组7片为250nm。

分别使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表4中的X-4及Y-4的1/2波长板而作为所制作的PET膜上的聚合性液晶层,使用与上述(5)所使用的黏合剂相同的丙烯酸系黏合剂,将聚合性液晶层侧彼此以面内的宽度方向的区域成为X-4的P与Y-4的R、X-4的Q与Y-4的Q、X-4的R与Y-4的P的组合的方式配合宽度方向分别层叠1/2波长板。接着,为了实施下述测定、评估而剥离各1/2波长板的PET膜。

如上述方式而制作层叠有2片1/2波长板的光学功能膜。测定所得的双层1/2波长板的自然光穿透率、偏光穿透率的分光特性,其结果示于图9。另外,双层1/2波长板中,在正面方向(入射角56°)的可见光波长区域的平均穿透率约为79%,偏光穿透率约为10%。此外。使用岛津制作所制“紫外线-可见光-近红外线分光光度计UV-3600”,于平行的偏光板间将双层1/2波长板以入射角成为56°的方式设置并测定偏光穿透率。

<光学层叠体的制作>

将厚度为0.38mm的透明且含有三乙二醇二-2-乙基已酸酯作为增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛中间膜裁切为与所制作的双层1/2波长板相同的尺寸,将上述双层1/2波长板配置于2片聚乙烯醇缩丁醛中间膜之间,然后以层叠机加压压接,据此而制作光学层叠体。

<功能性玻璃的制作>

于2片尺寸与所制作的双层1/2波长板相同且厚度为2mm的玻璃板之间配置上述光学层叠体,然后加压、加热,据此而获得功能性玻璃。首先,于透明玻璃板上依次重叠上述光学层叠体、透明玻璃板。将其以橡胶包包住,并在已加热至90℃的高压釜中脱气10分钟,进行预备接合。将其冷却至室温后,从橡胶包取出,再次在高压釜中于135℃、12kg/cm

<抬头显示器的制作及显示图像的评估>

以如图5所示的配置制作抬头显示器。另外,就显示图像投影装置2、反射镜3而言,设置可对于功能性玻璃4射出S偏光的液晶显示面板,使用上述所制作的功能性玻璃作为功能性玻璃4。于暗室内,以显示图像投影装置2所射出的S偏光以S偏光的入射角X相对于功能性玻璃4为布鲁斯特角(约56°)入射的方式而调整功能性玻璃4的构成中的光学功能膜的宽度方向。将含有表7的Y组的1/2波长板侧的玻璃设置于会从显示图像投影装置射出S偏光的侧,投影图像时可明亮且鲜明地投影显示图像。

<双重像亮度比的评估:1/2波长板的偏光转换性能的评估>

以图7所示的配置将来自图像投影装置(显示图像投影装置2)的线图像以用S偏光射出的条件投影于功能性玻璃4,以KONICA MINOLTA公司制色彩亮度计(Prometric IC-PMI)拍摄反射像,并评估显示图像。针对在宽60cm中的从左边起5cm的位置I(X-4的P与Y-4的R的组合区域)、从左边起30cm的位置II(X-4的Q与Y-4的Q的组合区域)、从左边起43cm的位置III(X-4的R与Y-4的P的组合范区域)的3点,位置I的评估图像是从以位置I为起点而从玻璃面垂直离开了142cm的点X拍摄。位置II的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜10°的位置拍摄。位置III的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜15°的位置拍摄。通过各位置的拍摄图像分析,将由功能性玻璃的构成中在图像投影装置侧的玻璃的空气界面的线图像的反射亮度(主像)除以在相对于图像投影装置为背侧的玻璃的空气界面的线图像的反射亮度(双重像)而得的数值乘以100,据此计算出双重像亮度比。结果示于表8。另外,表8所示的双重像亮度比低的例,其投影于功能性玻璃的图像不易被观测为双重,可判断图像的观测性良好。

[实施例6]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-5及Y-5的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[实施例7]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-6及Y-6的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[实施例8]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-3及Y-3的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[比较例4]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-1及Y-1的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[比较例5]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-2及Y-2的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[比较例6]

关于PET膜上的聚合性液晶层,分别层叠区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表7中的X-7及Y-7的1/2波长板,除此之外以与实施例5同样方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表8。

[表8]

慢轴角差P为基准,故设为0°。

慢轴角差Q为区域P的慢轴角与区域Q的慢轴角的差。

慢轴角差R为区域P的慢轴角与区域R的慢轴角的差。

由实施例5至8及比较例4至6的结果可知,在于相同面内不具有慢轴角相异的2个以上慢轴带的比较例4、及虽然于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带但最大的慢轴角差却为超过5°且未达30°的范围外的比较例5至6中,会因为投影位置不同,而当入射的S偏光穿透光学功能膜时不会转换为P偏光而S偏光成分残留较多,因此S偏光会在入射面的相反侧的玻璃板的空气界面反射。因此,双重像亮度比会提高,而投影于功能性玻璃的图像容易被观测为双重。其结果双重像的产生不均会变大,在广范围的图像的观测性会降低。

<使用1/2波长板时的试验例2>

<实施例9>

上述(3)中,将表3所示的涂布液使用线棒涂器以使干燥后分别获得的1/2波长板的厚度成为约为2μm的方式于室温涂布于各PET膜的摩擦处理面上。将各PET膜的表面于宽度方向以各20cm而从左边起分为P、Q、R的3个区域,对每个个别的区域如表9所示般以PET膜的长度方向的轴(纵轴)与1/2波长板的慢轴所构成的角度成为既定角度的方式设定摩擦角度,并实施摩擦处理。

[表9]

将所得的各涂膜于80℃加热2分钟而去除溶剂,并且形成液晶相。接着,将高压汞灯(HARISON TOSHIBA LIGHTING公司制)以120W输出照射5至10秒UV,使液晶相固定,而制作于PET膜上形成有聚合性液晶层的具有既定慢轴带的1/2波长板7片。1/2波长板裁切为包含区域P、Q及R所有区域的宽度方向60cm、长度方向50cm的尺寸。于宽度方向以各20cm而从左边起在相同面内分别形成P、Q及R的慢轴带(与表9所示范围一致)。另外,以自动双折射计(王子计测公司制“KOBRA-21ADH”)测定所得的1/2波长板的各区域的相位差值,结果在546nm的相位差值为275nm。

使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-4的1/2波长板而作为所制作的PET膜上的聚合性液晶层,将与上述(5)所使用的黏合剂相同的丙烯酸系黏合剂涂布于聚合性液晶层,并贴合于尺寸与1/2波长板相同且厚度为2mm的平板玻璃板。其后,为了实施下述测定、评估而从1/2波长板剥离PET膜。

如上述方式而制作含有1片1/2波长板的光学功能膜。测定所得的1/2波长板的自然光穿透率、偏光穿透率的分光特性,其结果示于图10。另外,所得的1/2波长板中,在正面方向(入射角56°)的可见光波长区域的平均穿透率约为84%,偏光穿透率约为18%。另外,使用岛津制作所制“紫外线-可见光-近红外线分光光度计UV-3600”,于平行的偏光板间将1/2波长板以入射角成为56°的方式设置并测定偏光穿透率。

<光学层叠体的制作>

将厚度为0.38mm的透明且含有三乙二醇二-2-乙基已酸酯作为增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛中间膜裁切为与所制作的1/2波长板相同的尺寸,于上述1/2波长板的聚合性液晶层侧配置1片聚乙烯醇缩丁醛中间膜,然后以层叠机加压压接,据此而获得光学层叠体。

<功能性玻璃的制作>

将所制作的光学层叠体的聚乙烯醇缩丁醛中间膜侧配置于1片尺寸与1/2波长板相同且厚度为2mm的玻璃板上,然后加压、加热,据此而获得功能性玻璃。首先,于透明玻璃板上重叠上述光学层叠体。将其以橡胶包包住,并在已加热至90℃的高压釜中脱气10分钟,进行预备接合。将其冷却至室温后,从橡胶包取出,再次在高压釜中于135℃、12kg/cm

<抬头显示器的制作及显示图像的评估>

以如图5所示的配置制作抬头显示器。另外,就显示图像投影装置2、反射镜3而言,设置可对于功能性玻璃4射出S偏光的液晶显示面板,使用上述所制作的功能性玻璃作为功能性玻璃4。于暗室内,以显示图像投影装置2所射出的S偏光以S偏光的入射角X相对于功能性玻璃4为布鲁斯特角(约56°)入射的方式而调整功能性玻璃4的构成中的光学功能膜的宽度方向。将含有表9的X-4的1/2波长板侧的玻璃设置于会从显示图像投影装置射出S偏光的侧,投影图像时可明亮且鲜明地投影显示图像。

<双重像亮度比的评估:1/2波长板的偏光转换性能的评估>

以图7所示的配置将来自图像投影装置(显示图像投影装置2)的线图像以用S偏光射出的条件投影于功能性玻璃4,以KONICA MINOLTA公司制色彩亮度计(Prometric IC-PMI)拍摄反射像,并评估显示图像。针对在宽60cm中的从左边起18cm的位置I(X-4的P的区域)、从左边起30.5cm的位置II(X-4的Q的区域)、从左边起43cm的位置III(X的R的区域)的3点,位置I的评估图像是从以位置I为起点而从玻璃面垂直离开了142cm的点X拍摄。位置II的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜5°的位置拍摄。位置III的评估图像是从使亮度计从自点X到位置I的垂线往右倾斜10°的位置拍摄。通过各位置的拍摄图像分析,将由功能性玻璃的构成中在图像投影装置侧的玻璃的空气界面的线图像的反射亮度(主像)除以在相对于图像投影装置为背侧的玻璃的空气界面的线图像的反射亮度(双重像)而得的数值乘以100,据此计算出双重像亮度比。结果示于表10。另外,表10所示的双重像亮度比低的例,其投影于功能性玻璃的图像不易被观测为双重,可判断图像的观测性良好。

[实施例10]

关于PET膜上的聚合性液晶层,使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-5的1/2波长板,除此之外以与实施例9相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表10。

[实施例11]

关于PET膜上的聚合性液晶层,使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-6的1/2波长板,除此之外以与实施例9相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表10。

[实施例12]

关于PET膜上的聚合性液晶层,使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-3的1/2波长板,除此之外以与实施例9相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表10。

[比较例7]

关于PET膜上的聚合性液晶层,使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-1的1/2波长板,除此之外以与实施例9相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表10。

[比较例8]

关于PET膜上的聚合性液晶层,使用区域P、Q及R中的各慢轴角表示为表9中的X-2的1/2波长板,除此之外以与实施例9相同方式制作光学功能膜、光学层叠体及功能性玻璃。另外,使用所得的功能性玻璃以相同方式评估双重像亮度比。结果示于表10。

[表10]

慢轴角差P为基准,故设为0°。

慢轴角差Q为区域P的慢轴角与区域Q的慢轴角的差。

慢轴角差R为区域P的慢轴角与区域R的慢轴角的差。

由实施例9至12及比较例7至8的结果可知,于相同面内不具有慢轴角相异的2个以上慢轴带的比较例7、及虽然于相同面内具有慢轴角相异的2个以上慢轴带但最大的慢轴角差却为超过5°且未达30°的范围外的比较例8中,会因为投影位置不同,而当入射的S偏光穿透光学功能膜时不会转换为P偏光而S偏光成分残留较多,因此S偏光会在入射面的相反侧的玻璃板的空气界面反射。因此,双重像亮度比会提高,而投影于功能性玻璃的图像容易被观测为双重。其结果双重像的产生不均会变大,在广范围的图像的观测性会降低。

由以上可知,通过使用本发明的抬头显示器用光学功能膜,可将以任意入射角入射的S偏光或P偏光更有效率地转换回原来的S偏光或P偏光。因此可获得在广范围表现优异偏光转换效率的光学功能膜。另外,将本发明的光学功能膜使用于HUD系统,据此可在广范围观测极为鲜明的显示图像。

(产业利用性)

具备本发明的光学功能膜的抬头显示器系统可消除因投影位置所造成的双重像的产生不均,也就是可在不依存于拍摄位置的情况下抑制双重像的产生。因此,观测者可无压力地利用抬头显示器系统。

附图标记说明

1 观察者

2 显示图像投影装置

3 反射镜

4 功能性玻璃

5 光路

6 虚像

7 入射角

8 入射角

9A 显示部分

9B 显示部分

10 光学层叠体

101 光学功能膜

102 中间膜

20 功能性玻璃

201 玻璃板

30 光学功能膜

31 慢轴带A中的慢轴角

32 慢轴带A的慢轴

33 慢轴带B中的慢轴角

34 慢轴带B的慢轴

40 光学功能膜

41 慢轴带C中的慢轴角

42 慢轴带C的慢轴

43 慢轴带D中的慢轴角

44 慢轴带D的慢轴

45 慢轴带E中的慢轴角

46 慢轴带E的慢轴。

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