CN106716229A - 投影图像显示用部件及投影图像显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影图像显示用部件及投影图像显示系统。根据本发明,作为无重影且能够以高反射率及高透射率显示清晰的图像的投影图像显示用部件及投影图像显示系统,所述投影图像显示用部件包括反射层及λ/2相位差层,上述反射层包括在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层,所述投影图像显示系统包括上述投影图像显示用部件,相对于上述反射层,上述λ/2相位差层配置于入射光侧,上述入射光为向与入射面平行的方向振动的p偏振光。

Description

投影图像显示用部件及投影图像显示系统
技术领域
本发明涉及一种投影图像显示用部件。更详细而言,本发明涉及一种能够在平视显示器(head up display)系统中作为组合器而使用的投影图像显示用部件。本发明还涉及一种利用了上述投影图像显示用部件的投影图像显示系统。
背景技术
投影图像显示系统中通过投影仪投影的影像由投影图像显示用部件显示。例如,作为投影图像显示系统之一的平视显示器系统中使用投影图像显示用部件,所述投影图像显示用部件具有组合器的功能,所述组合器能够同时显示投影的影像和前方的风景。将挡风玻璃作为这样的投影图像显示用部件而使用的平视显示器系统中,因投影光在玻璃的表面或背面反射而重影的现象容易变得显著,一直以来尝试着各种解决方法。
例如,专利文献1中提出有将作为夹层玻璃的挡风玻璃的中间膜的截面设为楔形而使来自汽车的外侧的玻璃板与内侧的玻璃板的反射影像一致的方法。如下技术也广为人知,即,使p偏振光入射于玻璃面,并利用布儒斯特角,使来自投影图像显示用部件表面的反射光接近于零而消除重影(例如,专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利说明书第5013134号
专利文献2:日本特表2006-512622号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1中所记载的技术中,在外侧玻璃板与内侧玻璃板的角度调节需要高度的技术。并且,如专利文献2中所记载的利用布儒斯特角的方法中也还残留消除重影,并且同时确保充分的光反射率及光透射率的课题。
本发明的课题在于提供一种能够提供没有重影的问题的平视显示器系统,并且投影光的反射率高且可见光的透射率高的投影图像显示用部件。本发明的课题还在于提供一种无重影且能够以高反射率及高透射率显示清晰的图像的平视显示器系统等投影图像显示系统。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题,本发明着眼于在反射层中使用胆甾型液晶层。即,尝试将p偏振光用作入射光,抑制来自投影图像显示用部件表面的反射光而防止重影,并且利用胆甾型液晶层的选择性反射而得到投影图像。此时,胆甾型液晶层反射圆偏振光,因此加入将直线p偏振光变更为圆偏振光的λ/4相位差层来使用,并预测可得到清晰的投影图像。但是,实际上组合胆甾型液晶层和λ/4相位差层来使用的结果,仅得到比理论上预测的光量低的光量下的投影图像。而且,关于这一方面,即使对入射p偏振光改变慢轴方位也未见较大改善。因此,本发明人对将胆甾型液晶层用作反射层的投影图像显示用部件的结构进行了进一步的研究而完成了本发明。
即,本发明提供下述的[1]~[14]。
[1]一种投影图像显示用部件,其包括反射层及λ/2相位差层,
上述反射层包括在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层。
[2]根据[1]所述的投影图像显示用部件,其中,
上述λ/2相位差层的正面相位差为190nm~390nm的范围。
[3]根据[1]或[2]所述的投影图像显示用部件,其中,
上述反射层包括3层以上在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层,上述3层以上的胆甾型液晶层示出彼此不同的选择性反射的中心波长。
[4]根据[3]所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件包括:在490nm~570nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;在580nm~680nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;及在700nm~830nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层。
[5]根据[3]或[4]所述的投影图像显示用部件,其中,
所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向相同。
[6]根据[1]~[5]中任一个所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于上述反射层在上述λ/2相位差层侧的层的厚度的总计为0.5mm。
[7]根据[1]~[6]中任一个所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件包括第一玻璃板、第二玻璃板及第一玻璃板与第二玻璃板之间的中间层,在上述中间层的至少一部分包括上述反射层及上述λ/2相位差层,第一玻璃板、上述反射层、上述λ/2相位差层及第二玻璃板依次层叠。
[8]根据[7]所述的投影图像显示用部件,所述投影图像显示用部件为挡风玻璃。
[9]根据[7]或[8]所述的投影图像显示用部件,其中,
上述中间层为树脂膜。
[10]根据[9]所述的投影图像显示用部件,其中,
上述树脂膜含有聚乙烯醇缩丁醛。
[11]根据[1]~[10]中任一个所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用上述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,上述λ/2相位差层的慢轴在+40°~+65°或-40°~-65°的范围。
[12]根据[1]~[10]中任一个所述的投影图像显示用部件,其中,
上述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为右,相对于使用上述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,上述λ/2相位差层的慢轴相对于上述反射层从上述λ/2相位差层侧观察时在顺时针40°~65°的范围。
[13]根据[1]~[10]中任一个所述的投影图像显示用部件,其中,
上述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为左,相对于使用上述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,上述λ/2相位差层的慢轴相对于上述反射层从上述λ/2相位差层侧观察时在逆时针40°~65°的范围。
[14]根据[1]~[13]中任一个所述的投影图像显示用部件,其中,
上述胆甾型液晶层的任意1个以上的选择性反射带的半宽度Δλ为50nm以下。
[15]根据[1]~[14]中任一个所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件依次包括上述λ/2相位差层、上述反射层及第2相位差层。
[16]根据[15]所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用上述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,上述第2相位差层的慢轴在+10°~+35°或-10°~-35°的范围,且上述第2相位差层的波长550nm下的相位差为160nm~460nm。
[17]根据[15]所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用上述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,上述第2相位差层的慢轴在+100°~+140°或-100°~-140°的范围,且上述第2相位差层的波长550nm下的相位差为200nm~460nm。
[18]根据[1]~[17]中任一个所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件用作平视显示器的组合器。
[19]一种投影图像显示系统,其包括[1]~[18]中任一个所述的投影图像显示用部件,相对于上述反射层,上述λ/2相位差层配置于入射光侧,
上述入射光为向与入射面平行的方向振动的p偏振光。
[20]根据[19]所述的投影图像显示系统,其中,
上述入射光相对于上述投影图像显示用部件的法线以45°~70°的角度入射。
[21]根据[19]或[20]所述的投影图像显示系统,其中,
上述入射光从使用上述投影图像显示用部件时的下方向入射。
[22]根据[19]~[21]中任一个所述的投影图像显示系统,
所述投影图像显示系统为平视显示器系统。
发明效果
根据本发明提供一种投影图像显示用部件,该投影图像显示用部件使没有重影问题的平视显示器系统成为可能,并且投影光的反射率高且可见光的透射率高。本发明还提供一种无重影且能够以高反射率及高透射率显示清晰的图像的平视显示器系统。
本发明的平视显示器系统中,用偏振光太阳镜观察也能够观测到清晰的投影图像。
附图说明
图1是表示评价作为实施例的投影图像显示用部件的挡风玻璃时的挡风玻璃、液晶面板、亮度计的配置。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
在本说明书中,以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值来包含的意义而使用。
并且,在本说明书中,关于角度(例如“90°”等角度)及其关系(例如“平行”、“水平”、“铅垂”等),视为包含本发明所属的技术领域中所允许的误差的范围。例如,是指在小于精密的角度±10°的范围内等,与精密的角度的误差优选为5°以下,更优选为3°以下。
本说明书中,对于圆偏振光表达为“选择性”时,表示光的右旋圆偏振光成分或左旋圆偏振光成分的任一光量比另一圆偏振光成分多。具体而言,表达为“选择性”时,光的圆偏振度优选0.3以上,更优选0.6以上,进一步优选0.8以上。实际上进一步优选为1.0。在此,圆偏振度是指将光的右旋圆偏振光成分的强度设为IR,将左旋圆偏振光成分的强度设为IL时,|IR-IL|/(IR+IL)所表示的值。
本说明书中,对于圆偏振光表达为“旋向”时,表示是右旋圆偏振光还是左旋圆偏振光。圆偏振光的旋向定义为如下,即,以光朝向正前方行进的方式观察时,电场矢量的前端随着时间的增加而顺时针旋转的情况为右旋圆偏振光,逆时针旋转的情况为左旋圆偏振光。
本说明书中,有时也对胆甾型液晶的螺旋的扭转方向使用“旋向”这一术语。基于胆甾型液晶的选择性反射中,胆甾型液晶的螺旋的扭转方向(旋向)为右的情况下,反射右旋圆偏振光,并透射左旋圆偏振光,旋向为左的情况下,反射左旋圆偏振光,并透射右旋圆偏振光。
本说明书中,表达为“光”时,若无特别指明,则表示可见光且自然光(非偏振光)的光。可见光线为在电磁波中人眼可观察到的波长的光,通常表示380nm~780nm的波长区域的光。
本说明书中,关于光透射率的计算所需的光强度的测定,例如利用通常的可见分光计,将参考试料设为空气而进行测定即可。
本说明书中,简单表达为“反射光”或“透射光”时,以包含散射光及衍射光的含义而使用。
另外,光的各波长的偏振状态能够使用安装有圆偏振片的分光辐射亮度计或分光计测定。此时,在通过右旋圆偏振片后所测定的光的强度相当于IR,在通过左旋圆偏振片后所测定的光的强度相当于IL。并且,组合大致发出自然光的白炽灯、水银灯、荧光灯、LED等一般光源和安装于这些的滤波器等测定对象物的光源的偏振状态例如能够使用AXOMETRICS,Inc制造的偏振光相位差分析装置AxoScan等测定圆偏振光分离膜的圆偏振光形成能力的波长依赖性,并将使用分光计另行测定的一般光源的发光强度的波长依赖性乘以圆偏振光形成能力值来求出。
并且,还能够将圆偏振片安装于光度计或分光计上来进行测定。安装右旋圆偏振光透射板来测定右旋圆偏振光量,安装左旋圆偏振光透射板来测定左旋圆偏振光量,由此能够测定比例。
本说明书中,p偏振光是指向与光的入射面平行的方向振动的偏振光。入射面是指垂直于反射面(投影图像显示用部件表面等)且包括入射光线和反射光线的面。关于p偏振光,电场矢量的振动面与入射面平行。
本说明书中,正面相位差为使用AXOMETRICS,Inc制造的AxoScan所测定的值。测定波长设为550nm。正面相位差还可以使用KOBRA 21ADH或WR(Oji Scientific InstrumentsCo.,Ltd.制造)中使可见光波长区域内的波长的光向薄膜法线方向入射来测定的值。在选择测定波长时,可通过手动操作交换波长选择滤波器,或通过程序等转换测定值来测定。
本说明书中,液晶化合物的双折射(Δn)为按照液晶·基础篇(岗野光治、小林骏介编辑)的p.214记载的方法进行测定的值。具体而言,将液晶化合物向经平行取向表面处理的楔形单元注入,使用安装干渉滤波器且能够以波长550nm的光观察的偏振光显微镜,对其测定干涉条纹的间隔,由此能够求出60℃下的Δn。
<投影图像显示用部件>
本说明书中,投影图像显示用部件只要是能够以反射光显示投影图像的部件即可,只要是能够将从投影仪等投影的投影图像可辨识地显示的部件即可。投影图像显示用部件只要是反射部件即可。作为投影图像显示用部件的例,可以举出投影屏、投影图像显示用半反射镜等。作为投影图像显示用半反射镜的例,可以举出平视显示器用组合器、包括具有平视显示器用组合器功能的部位的挡风玻璃等。
本发明的投影图像显示用部件包括反射层及λ/2相位差层。投影图像显示用部件除了反射层及λ/2相位差层以外,还可以包括后述的防反射层、取向层、支撑体、粘合层、基材等层。
投影图像显示用部件只要是薄膜状、片状或板状等即可。投影图像显示用部件可以为不具有曲面的平面状,但也可以具有曲面,还可以整体上具有凹型或凸型的形状,从而放大或缩小显示投影图像。并且,可以通过与其他部件粘合等来组合而呈上述形状,在组合之前可作为较薄的薄膜而呈卷状等。
投影图像显示用部件为投影图像显示用半反射镜的情况下,投影图像显示用部件只要是对至少投影的光具有作为反射镜或半反射镜的功能的部件即可。例如,无需对可见光区域的整个区域的光发挥半反射镜的功能。并且,投影图像显示用部件可以对所有入射角的光具有作为上述半反射镜的功能,但只要是对至少一部分的入射角的光具有上述功能即可。
投影图像显示用部件为了能够观察相反面侧的信息或风景,优选具有可见光透射性。投影图像显示用部件只要在可见光的波长区域的80%以上、优选90%以上、更优选100%下具有40%以上、优选50%以上、更优选60%以上、进一步优选70%以上的光透射率即可。光透射率设为使用JIS-K7105中记载的方法求出的光线透射率。
对可见光区域以外的紫外光或红外光的投影图像显示用部件的光学特性并无特别限定,投影图像显示用部件分别可透射可反射可吸收紫外光或红外光。为了防止投影图像显示用部件的劣化并为了隔热或保护观察者的眼睛等目的,还优选具有紫外光反射层或红外光反射层。
[反射层]
反射层为反射用于投影图像显示的光的层,本发明的投影图像显示用部件中,表示作为能够与相位差层区別的层而被包括的层。反射层至少包括1层在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层,并且反射光。反射层可以包括2层以上的胆甾型液晶层,也可以包括支撑体、取向层等其他层。
(胆甾型液晶层)
本说明书中,胆甾型液晶层是指固定有胆甾型液晶相的层。有时将胆甾型液晶层简称为液晶层。
已知胆甾型液晶相表现出选择性地反射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一旋向的圆偏振光,并且使另一旋向的圆偏振光透射的圆偏振光选择性反射。本说明书中,有时将圆偏振光选择性反射简称为选择性反射。
作为包括固定有示出圆偏振光选择性反射性的胆甾型液晶相的层的薄膜,以往已知有许多由含有聚合性液晶化合物的组合物形成的薄膜,对于胆甾型液晶层,能够参考这些现有技术。
胆甾型液晶层只要是保持有已成为胆甾型液晶相的液晶化合物的取向的层即可,代表性的为如下层即可,即,在将聚合性液晶化合物设为胆甾型液晶相的取向状态之后,通过紫外线照射、加热等进行聚合、固化,从而形成无流动性的层,同时又通过外磁场或外力而改变为不会使取向形态发生变化的状态的层。另外,胆甾型液晶层中,只要在层中保持有胆甾型液晶相的光学性质则足够,层中的液晶性化合物可以不再示出液晶性。例如,聚合性液晶化合物可通过固化反应而高分子量化,从而已经失去液晶性。
胆甾型液晶层的选择性反射的中心波长λ依赖于胆甾型相中的螺旋结构的间距P(=螺旋的周期),遵循胆甾型液晶层的平均折射率n与λ=n×P的关系。
另外,胆甾型液晶层的选择性反射中心波长及半宽度能够如下述求出。
若利用分光光度计UV3150(SHIMADZU CORPORATION)测定胆甾型液晶层的透射光谱(从胆甾型液晶层的法线方向测定的透射光谱),则在选择性反射区域会看到透射率的降低峰值。在成为该最大峰值的高度的1/2高度的透射率的2个波长中,若将短波侧的波长的值设为λ1(nm),将长波侧的波长的值设为λ2(nm),则选择性反射的中心波长λ和半宽度Δλ能够由下述式表示。
λ=(λ1+λ2)/2
Δλ=(λ2-λ1)
如上述求出的选择性反射中心波长与位于从胆甾型液晶层的法线方向测定的圆偏振光反射光谱的反射峰值的重心位置的波长大致一致。
从上述λ=n×P的关系可知,通过调节螺旋结构的间距,能够调整选择性反射的中心波长。优选在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层在可见光区域具有选择性反射的中心波长。调节n值及P值,例如为了针对红色光、绿色光、蓝色光而选择性地反射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中的任一个,而能够调节中心波长λ。
优选在平视显示器系统中,以光倾斜地入射于反射层的方式来使用,以使在投影光入射侧的玻璃表面的反射率降低。如此,光倾斜地入射于胆甾型液晶层的情况下,选择性反射的中心波长向短波长侧移动。因此,相对于为了投影图像显示所需的选择性反射的波长,优选以按照上述λ=n×P的式计算的λ成为长波长的方式调整n×P。折射率n2的胆甾型液晶层中,将相对于胆甾型液晶层的法线方向(胆甾型液晶层的螺旋轴方向)光线以θ2的角度通过时的选择性反射的中心波长设为λd时,λd由以下的式表示。
λd=n2×P×cosθ2
例如,在折射率1的空气中,相对于投影图像显示用部件的法线,以45°~70°的角度从λ/2相位差层侧入射的光以相对于投影图像显示用部件的法线的23°~40°的角度透射通常折射率1.45~1.80左右的λ/2相位差层,并入射于折射率1.61左右的胆甾型液晶层。胆甾型液晶层中,光以26°~36°的角度透射,因此将该角度和求出的选择性反射的中心波长插入上述式并调整n×P即可。
胆甾型液晶相的间距依赖于与聚合性液晶化合物一同使用的手性剂的种类或其添加浓度,因此能够通过调整这些来获得所希望的间距。另外,有关螺旋的旋向和间距的测定法,能够使用“液晶化学实验入门”日本液晶学会编Sigma出版2007年出版、46页及“液晶便览”液晶便览编辑委员会丸善196页中记载的方法。
作为各胆甾型液晶层,使用螺旋的旋向为右或左中的任一个的胆甾型液晶层。胆甾型液晶层的反射圆偏振光的旋向与螺旋的旋向一致。
表现出选择性反射的选择性反射带的半宽度Δλ(nm)中,Δλ依赖于液晶化合物的双折射Δn与上述间距P,并遵循Δλ=Δn×P的关系。因此,选择性反射带的宽度的控制能够通过调整Δn来进行。Δn的调整能够通过调整聚合性液晶化合物的种类或其混合比例或者通过控制取向固定时的温度来进行。
为了形成选择性反射的中心波长相同的1种胆甾型液晶层,可层叠多个间距P相同且相同螺旋的旋向的胆甾型液晶层。通过层叠间距P相同且相同螺旋的旋向的胆甾型液晶层,能够在特定波长下提高圆偏振光选择性。
选择性反射带的宽度例如在可见光区域中,在通常1种材料中为15nm~100nm左右。为了加宽选择性反射带的宽度,层叠2种以上间距P发生变化的反射光的中心波长不同的胆甾型液晶层即可。此时,优选层叠相同螺旋的旋向的胆甾型液晶层。并且,还能够在1个胆甾型液晶层内,使间距P相对于膜厚方向缓慢发生变化,从而加宽选择性反射带的宽度。选择性反射带的宽度并无特别限定,但可以是1nm、10nm、50nm、100nm、150nm或200nm等波长宽度。宽度优选100nm宽度左右以下。
反射层还优选针对红色光、绿色光及蓝色光分别具有表观上的选择性反射的中心波长。表观上的选择性反射的中心波长是指位于从实际使用时的观察方向测定的胆甾型液晶层的圆偏振光反射光谱的反射峰值的重心位置的波长。因为能够显示全彩的投影图像。上述特性能够通过包括3种以上的胆甾型液晶层作为反射层的结构来实现。具体而言,设为包含3种以上因间距P不同而选择性反射的中心波长不同的胆甾型液晶层的结构即可。具体而言,优选反射层包含选择性反射红色光的胆甾型液晶层、选择性反射绿色光的胆甾型液晶层、选择性反射蓝色光的胆甾型液晶层。优选反射层包含例如在490nm~570nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层、在580nm~680nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层及在700nm~830nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层。另外,在此所示出的选择性反射的中心波长为从胆甾型液晶层的法线方向所测定时的中心波长。
根据用于投影的光源的发光波长区域及反射层的使用方式,调整所使用的胆甾型液晶层的选择性反射的中心波长,由此能够显示光利用效率良好且清晰的投影图像。尤其,分别根据用于投影的光源的发光波长区域等而分别调整多个胆甾型液晶层的选择性反射的中心波长,由此能够显示光利用效率良好且清晰的彩色投影图像。作为反射层的使用方式,尤其举出对反射层的投射光的入射角、反射层表面的投影图像观察方向等。
选择性反射的中心波长不同的胆甾型液晶层的螺旋的旋向可全部相同也可包含不同的旋向,但胆甾型液晶层的螺旋的旋向优选全部相同。
层叠多个胆甾型液晶层时,可使用粘合剂等层叠独立制作的胆甾型液晶层,也可在通过后述方法形成的之前的胆甾型液晶层的表面直接涂布包含聚合性液晶化合物等的液晶组合物,并反复进行取向及固定的工序,但优选为后者。这是因为,通过在之前形成的胆甾型液晶层的表面直接形成下一层胆甾型液晶层,之前形成的胆甾型液晶层的空气界面侧的液晶分子的取向方位与形成于其上的胆甾型液晶层的下侧的液晶分子的取向方位一致,且胆甾型液晶层的层叠体的偏振特性变得良好。并且,是因为,若使用通常以0.5~10μm的膜厚设置的粘合层,则有可能观测到因粘合层的厚度不均引起的干渉不均,由此优选不利用粘合层而层叠。
(固定有胆甾型液晶相的层的制作方法)
以下,对胆甾型液晶层的制作材料及制作方法进行说明。
作为用于形成上述胆甾型液晶层的材料,可以举出含有聚合性液晶化合物及手性剂(光学活性化合物)的液晶组合物等。根据需要,将进一步与表面活性剂和聚合引发剂等混合并溶解于溶剂等的上述液晶组合物涂布于支撑体、取向膜、成为下层的胆甾型液晶层等,胆甾型取向熟化之后,通过液晶组合物的固化而固定化,能够形成胆甾型液晶层。
(聚合性液晶化合物)
聚合性液晶化合物可以是棒状液晶化合物,也可以是圆盘状液晶化合物,但优选为棒状液晶化合物。
作为形成胆甾型液晶层的棒状聚合性液晶化合物的例子,可以举出棒状向列相液晶化合物。作为棒状向列相液晶化合物,优选使用甲亚胺类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二恶烷类、二苯乙炔类及环己烯基苯甲腈类。不仅能够使用低分子液晶化合物,还能够使用高分子液晶化合物。
聚合性液晶化合物通过将聚合性基导入到液晶化合物来获得。聚合性基的例子中包含不饱和聚合性基、环氧基及吖丙啶基,优选为不饱和聚合性基,尤其优选为乙烯性不饱和聚合性基。聚合性基能够通过各种方法导入到液晶化合物的分子中。聚合性液晶化合物所具有的聚合性基的个数优选为1~6个,更优选为1~3个。聚合性液晶化合物的例子包含Makromol.Chem.,190卷、2255页(1989年)、Advanced Materials 5卷、107页(1993年)、美国专利第4683327号说明书、美国专利第5622648号说明书、美国专利第5770107号说明书、国际公开WO95/22586号公报、国际公开WO95/24455号公报、国际公开WO97/00600号公报、国际公开WO98/23580号公报、国际公开WO98/52905号公报、日本特开平1-272551号公报、日本特开平6-16616号公报、日本特开平7-110469号公报、日本特开平11-80081号公报及日本特开2001-328973号公报等中记载的化合物。可同时使用2种以上的聚合性液晶化合物。若同时使用2种以上的聚合性液晶化合物,则能够降低取向温度。
并且,液晶组合物中的聚合性液晶化合物的添加量相对于液晶组合物的固体成分质量(除了溶剂的质量),优选为80~99.9质量%,更优选为85~99.5质量%,尤其优选为90~99质量%。
(低Δn聚合性液晶化合物)
从示出上述选择性反射的选择性反射带的半宽度Δλ的式也可知,利用低Δn聚合性液晶化合物形成胆甾型液晶相,并制作固定有该胆甾型液晶相的薄膜,由此能够获得选择性反射的波长范围较窄的反射膜,即,反射波长区域的选择性较高的反射膜。作为低Δn聚合性液晶化合物的例子,除了国际公开WO2015/115390所记载的化合物以外,还可以举出以下式(I)所表示的化合物。
式(Ⅰ):
[化学式1]
式中,
A表示可以具有取代基的亚苯基或可以具有取代基的反式-1,4-亚环己基。其中,式(I)所表示的化合物含有至少1个可以具有取代基的亚苯基且含有至少1个可以具有取代基的反式-1,4-亚环己基。
L表示单键、选自包含-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2OC(=O)-、-C(=O)O(CH2)2-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-CH=CH-C(=O)O-及-OC(=O)-CH=CH-的组中的连接基团,
m表示3~12的整数,
Sp1及Sp2分别独立地表示单键、碳原子数1至20的直链或分支的亚烷基及选自包含碳原子数1至20的直链或分支的亚烷基中1个或2个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-C(=O)-、-OC(=O)-或-C(=O)O-取代的基团的组中的连接基团,
Q1及Q2分别独立地表示氢原子或选自包含以下的式Q-1~式Q-5所表示的基团的组中的聚合性基,其中Q1及Q2的任一个表示聚合性基。
[化学式2]
作为式(I)所表示的化合物,可以举出以下式(II-2)所表示的化合物作为优选例。
[化学式3]
式中,A1及A2分别独立地表示可以具有取代基的亚苯基或可以具有取代基的反式-1,4-亚环己基。此时,上述取代基均分别独立地为烷基及选自包含烷氧基、-C(=O)-X3-Sp3-Q3的组中的1至4个取代基即可。R1、R2分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、以及选自包含-C(=O)-X3-Sp3-Q3所表示的基团的组中的基团。其中,X3表示单键、-O-、-S-、或-N(Sp4-Q4)-,或表示与Q3及Sp3一起形成环结构的氮原子。X3优选为单键或-O-。Sp3、Sp4分别独立地表示单键、碳原子数1至20的直链或分支的亚烷基及选自包含碳原子数1至20的直链或分支的亚烷基中1个或2个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-C(=O)-、-OC(=O)-或-C(=O)O-取代的基团的组中的连接基团。Q3及Q4分别独立地表示氢原子、环烷基、环烷基中1个或2个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-C(=O)-、-OC(=O)-、或-C(=O)O-取代的基团或选自包含式Q-1~式Q-5所表示的基团的组中的任一聚合性基。
R1、R2优选为-C(=O)-X3-Sp3-Q3。并且,R1、R2优选为彼此相同。R1、R2各自的在亚苯基的键合位置并无特别限定。
L1及L2表示单键、选自包含-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2OC(=O)-、-C(=O)O(CH2)2-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-CH=CH-C(=O)O-、-OC(=O)-CH=CH-的组中的连接基团。并且,n1、n2分别独立地表示0至9的整数,且n1+n2为9以下。
式(II-2)还优选可以具有取代基的亚苯基及可以具有取代基的反式-1,4-亚环己基(优选未取代的反式-1,4-亚环己基)交替排列的结构。
(手性剂:光学活性化合物)
手性剂具有诱发胆甾型液晶相的螺旋结构的功能。手性化合物根据化合物诱发的螺旋旋向或螺旋间距不同,因此根据目的选择即可。
作为手性剂,并无特别限定,能够使用公知的化合物(例如,液晶器件手册、第3章4-3项、TN、STN用手性剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989中记载)、异山梨醇、异甘露糖醇衍生物。
手性剂通常包含不对称碳原子,但也能够将不包含不对称碳原子的轴向不对称化合物或者表面不对称化合物用作手性剂。轴向不对称化合物或表面不对称化合物的例子中包含联萘、螺烯、对二甲苯二聚体及它们的衍生物。手性剂可具有聚合性基。手性剂与液晶化合物均具有聚合性基时,通过聚合性手性剂与聚合性液晶化合物的聚合反应,能够形成具有由聚合性液晶化合物衍生的重复单元及由手性剂衍生的重复单元的聚合物。该方式中,优选聚合性手性剂所具有的聚合性基为与聚合性液晶化合物所具有的聚合性基相同种类的基团。因此,手性剂的聚合性基也优选为不饱和聚合性基、环氧基或吖丙啶基,进一步优选为不饱和聚合性基,尤其优选为乙烯性不饱和聚合性基。
并且,手性剂可以是液晶化合物。
液晶组合物中的手性剂的含量优先为聚合性液晶性化合物量的0.01摩尔%~200摩尔%,更优选为1摩尔%~30摩尔%。
(聚合引发剂)
液晶组合物优选含有聚合引发剂。通过紫外线照射进行聚合反应的方式中,所使用的聚合引发剂优选为能够通过紫外线照射引发聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的例子,可以举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书记载)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书记载)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书记载)、多核醌化合物(美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书记载)、三芳基咪唑二聚体与对氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书记载)、吖啶及吩嗪化合物(日本特开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书记载)及噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书记载)等。
液晶组合物中的光聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量,优选为0.1~20质量%,进一步优选为0.5质量%~5质量%。
(交联剂)
为了提高固化后的膜强度、耐久性,液晶组合物可任意含有交联剂。作为交联剂,能够适当使用通过紫外线、热、湿气等固化的交联剂。
作为交联剂,并无特别限定,能够根据目的适当选择,例如可以举出:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯化合物;缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚等环氧化合物;2,2-双羟甲基丁醇-三[3-(1-吖丙啶基)丙酸酯]、4,4-双(乙烯亚氨基羰基氨)二苯基甲烷等吖丙啶化合物;六亚甲基二异氰酸酯、缩二脲型异氰酸酯等异氰酸酯化合物;在侧链具有噁唑啉基的聚噁唑啉化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物等。并且,能够根据交联剂的反应性而使用公知的催化剂,并且除了提高膜强度及耐久性之外还能够提高生产率。这些可单独使用1种,也可同时使用2种以上。
交联剂的含量优选为3质量%~20质量%,更优选为5质量%~15质量%。若交联剂的含量小于3质量%,则有时无法获得提高交联密度的效果,若超过20质量%,则有时会导致胆甾型液晶层的稳定性的下降。
(取向控制剂)
液晶组合物中可添加有助于稳定地或迅速地制作平面取向的胆甾型液晶层的取向控制剂。作为取向控制剂的例子,可以举出日本特开2007-272185号公报的〔0018〕~〔0043〕段落等中记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物、日本特开2012-203237号公报的〔0031〕~〔0034〕段落等中记载的以公式(II)~(IV)表示的化合物等。
另外,作为取向控制剂,可单独使用1种,也可同时使用2种以上。
液晶组合物中的取向控制剂的添加量相对于聚合性液晶化合物的总质量,优选为0.01质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~5质量%,尤其优选为0.02质量%~1质量%。
(其他添加剂)
此外,液晶组合物可含有选自用于调整涂膜的表面张力并使膜厚均匀的表面活性剂及聚合性单体等各种添加剂的至少1种。并且,液晶组合物中,根据需要,在不会降低光学性能的范围内能够进一步添加聚合抑制剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、色材、金属氧化物微粒等。
关于胆甾型液晶层,将使聚合性液晶化合物及聚合引发剂、进一步根据需要而添加的手性剂、表面活性剂等溶解于溶剂而成的液晶组合物涂布于支撑体、取向层或之前制作的胆甾型液晶层等上,使其干燥来获得涂膜,向该涂膜照射光化射线来对胆甾型液晶性组合物进行聚合,由此能够形成胆甾醇规则性被固定化的胆甾型液晶层。另外,包含多个胆甾型液晶层的层叠膜能够通过反复进行胆甾型液晶层的制造工序来形成。
(溶剂)
作为液晶组合物的制备中所使用的溶剂,并无特别限制,可根据目的而适当选择,优选使用有机溶剂。
作为有机溶剂,并无特别限制,能够根据目的而适当选择,例如可以举出酮类、卤代烷类、酰胺类、亚砜类、杂环化合物、烃类、酯类、醚类等。这些有机溶剂可单独使用1种,也可同时使用2种以上。这些有机溶剂中,在考虑到对环境的负荷的情况下,尤其优选酮类。
(涂布、取向、聚合)
向支撑体、取向膜、成为下层的胆甾型液晶层等的液晶组合物的涂布方法并无特别限制,能够根据目的而适当选择,例如可以举出线棒涂布法、帘式涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、旋转涂布法、浸涂法、喷涂法、滑动涂布法等。另外,还可通过转印另外涂设于支撑体上的液晶组合物来实施。通过加热所涂布的液晶组合物,使液晶分子进行取向。加热温度优选为200℃以下,更优选为130℃以下。通过该取向处理,可获得聚合性液晶化合物以在与薄膜面实质上垂直的方向上具有螺旋轴的方式进行扭转取向的光学薄膜。
使经取向的液晶化合物能够进一步进行聚合,从而固化液晶组合物。聚合可以是热聚合、利用光照射的光聚合中的任一个,但优选为光聚合。光照射优选使用紫外线。照射能量优选为20mJ/cm2~50J/cm2,更优选为100mJ/cm2~1,500mJ/cm2。为了促进光聚合反应,也可在加热条件下或氮气氛下实施光照射。照射紫外线波长优选为350nm~430nm。从稳定性观点考虑,优选聚合反应率较高,优选为70%以上,更优选为80%以上。聚合反应率能够通过使用IR吸收光谱测定聚合性官能团的消耗比例来确定。
[λ/2相位差层]
本发明人发现令人惊讶的是并不是将直线p偏振光变更为圆偏振光的λ/4相位差层,而是将λ/2相位差层与上述反射层组合来使用,由此能够显示清晰的投影图像。如后述的实施例中所示,组合λ/2相位差层与上述反射层而制作的投影图像显示用部件与组合λ/4相位差层与上述反射层而使用的投影图像显示用部件相比,提供更高的亮度。并且还能够防止重影。
λ/2相位差层的正面相位差为可见光波长区域的1/2的长度或“中心波长*n±中心波长的1/2(n为整数)”即可。尤其为反射层(例如,任一胆甾型液晶)的反射波长或光源的发光波长的中心波长的1/2的长度等即可。例如为190nm~390nm的范围的相位差即可,优选为200nm~350nm的范围的相位差。
作为λ/2相位差层,并无特别限定,可根据目的适当选择,例如可以举出经延伸的聚碳酸酯膜、经延伸的降冰片烯系聚合物膜、含有如碳酸锶般具有双折射的无机粒子并进行取向而成的透明膜、对液晶化合物进行单轴取向而取向固定的膜、在支撑体上倾斜蒸镀无机电介质的薄膜等。
λ/2相位差层的厚度优选0.2μm~300μm,更优选0.5μm~150μm,进一步优选1μm~80μm。
优选λ/2相位差层的慢轴方向根据作为投影图像显示系统而使用时的用于投影图像显示的入射光的入射方向及胆甾型液晶层的螺旋的旋向来确定。例如,当入射光从投影图像显示用部件的下(铅垂下)方并且相对于反射层从λ/2相位差层侧(本说明书中有时称为“从观察者侧”)入射时,优选相对于使用投影图像显示用部件时的铅垂上方向,λ/2相位差层的慢轴在+40°~+65°或-40°~-65°的范围。并且,优选根据反射层中的胆甾型液晶层的螺旋的旋向,如下设定慢轴方向。上述旋向为右的情况下(优选所有胆甾型液晶层的旋向为右的情况),相对于使用投影图像显示用部件时的铅垂上方向,从观察者侧观察λ/2相位差层的慢轴时在顺时针40°~65°的范围,优选在45°~60°的范围。上述旋向为左的情况下(优选所有胆甾型液晶层的旋向为左的情况),相对于使用投影图像显示用部件时的铅垂上方向,从观察者侧观察λ/2相位差层的慢轴时在逆时针40°~65°的范围,优选在45°~60°的范围。
[第2相位差层]
本发明的投影图像显示用部件除了λ/2相位差层以外还可以包含第2相位差层。第2相位差层以λ/2相位差层、反射层及第2相位差层的顺序设置即可。尤其使用时从成为观察者侧的侧以λ/2相位差层、反射层及第2相位差层的顺序设置即可。本说明书中,第2相位差层具有λ/2相位差的情况下,也与更接近观察者侧的λ/2相位差层区分而称为第2相位差层。通过在上述的位置含有第2相位差层,能够进一步防止重影。尤其,能够进一步防止入射p偏振光而形成投影图像时的重影。该效果在反射层中的胆甾型液晶层的形成中使用低Δn聚合性液晶化合物时更显著。
通过利用第2相位差层而能够进一步防止重影的原因推定为如下:能够防止因包含于反射层的胆甾型液晶层的选择性反射频带中没有的波长的光在胆甾型液晶层进行偏振光转换而在挡风玻璃的背面反射引起的重影。
第2相位差层的相位差在波长550nm下以160nm~460nm的范围进行适当调整,优选以240nm~420nm的范围进行适当调整即可。
第2相位差层的材料及膜厚等能够在与λ/2相位差层相同的范围进行选择。
优选第2相位差层的慢轴方向根据作为投影图像显示系统而使用时的用于投影图像显示的入射光的入射方向及胆甾型液晶层的螺旋的旋向来确定。例如,优选相对于使用投影图像显示用部件时的铅垂上方向,将波长550nm下160nm~400nm的范围的相位差的第2相位差层设为慢轴成为+10°~+35°或-10°~-35°的范围。或优选相对于使用投影图像显示用部件时的铅垂上方向,将波长550nm下200nm~400nm的范围的相位差的第2相位差层设为慢轴成为+100°~+140°或-100°~-140°的范围。
[其他层]
本发明的投影图像显示用部件还可以含有除了胆甾型液晶层及λ/2相位差层以外的其他层。优选其他层在可见光区域均为透明。本说明书中在可见光区域为透明是指,可见光的透射率为70%以上。
并且,优选其他层均为低双折射性。本说明书中为低双折射性是指,在本发明的投影图像显示用部件示出反射的波长区域中,正面相位差为10nm以下,优选上述正面相位差为5nm以下。而且,优选其他层与胆甾型液晶层的平均折射率(面内平均折射率)的折射率之差均小。作为其他层,可以举出支撑体、取向层、粘合层、基材等。
(支撑体)
投影图像显示用部件在形成胆甾型液晶层或λ/2相位差层时,可以含有成为基板的支撑体。
支撑体并无特别限定。用于形成胆甾型液晶层或λ/2相位差层的支撑体可以是在形成胆甾型液晶层之后剥离的伪支撑体,并且可以不包含于投影图像显示用部件。作为支撑体,可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物、硅酮等塑料薄膜。作为伪支撑体,除了上述塑料薄膜之外,还可使用玻璃。
作为支撑体的膜厚,为5μm~1000μm左右即可,优选为10μm~250μm,更优选为15μm~90μm。
(取向层)
投影图像显示用部件在形成胆甾型液晶层或λ/2相位差层时,可以包含取向层作为涂布有液晶组合物的下层。
取向层能够通过如下方法设置,即,聚合物等有机化合物(聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、改性聚酰胺等树脂)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成或基于朗缪尔-布洛杰特(Langmuir-Blodgett)法(LB膜)的有机化合物(例如,ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积。而且,还可以使用通过赋予电场、赋予磁场或光照射而产生取向功能的取向层。
尤其包括聚合物的取向层中,优选在进行摩擦处理之后,在摩擦处理面涂布液晶组合物。摩擦处理能够通过利用纸、布沿一定方向将聚合物层的表面擦拭来实施。
也可不设置取向层而在支撑体表面或对支撑体进行摩擦处理的表面涂布液晶组合物。
使用伪支撑体形成液晶层时,取向膜可与伪支撑体一同剥离而不成为构成投影图像显示用部件的层。
取向层的厚度优选为0.01~5μm,进一步优选为0.05~2μm。
(粘合层)
投影图像显示用部件为了各层的粘合,可以含有粘合层。粘合层例如设置于胆甾型液晶层之间、反射层与λ/2相位差层之间、胆甾型液晶层与支撑体之间、反射层与中间膜片之间及λ/2相位差层与中间膜片之间等即可。
粘合层为由粘合剂形成的层即可。
作为粘合剂,从固化方式的观点出发,有热熔型、热固化型、光固化型、反应固化型、无需固化的压敏粘合型,作为各个原材料,可使用丙烯酸酯系、氨酯系、氨酯丙烯酸酯系、环氧系、环氧丙烯酸酯系、聚烯烃系、改性烯烃系、聚丙烯系、乙烯-乙烯醇系、氯乙烯系、氯丁橡胶系、氰基丙烯酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚苯乙烯系、聚乙烯醇缩丁醛系等化合物。从操作性、生产率的观点出发,作为固化方式,优选为光固化型,从光学上的透明性、耐热性的观点出发,原材料优选使用丙烯酸酯系、氨酯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系等。
粘合层的膜厚为0.5~10μm,优选为1~5μm即可。为了减轻投影图像显示用部件的颜色不均等,优选以均匀的膜厚设置。
(基材)
投影图像显示用部件可以含有基材。基材可与形成胆甾型液晶层时使用的支撑体相同,也可与支撑体分开设置。
车辆的前玻璃等其他物品可以作为基材而发挥作用。并且,如投影图像显示用部件为挡风玻璃的后述的例子,用于形成挡风玻璃的玻璃板可以作为基材而发挥作用。基材从反射层观察时,可以位于λ/2相位差层侧,也可以位于其相反侧,还可以位于两侧,但优选至少位于λ/2相位差层侧。即,优选本发明的投影图像显示用部件具有依次含有反射层、λ/2相位差层、基材的结构。
作为基材,能够使用与作为上述支撑体的例子而举出的材料相同的材料。并且,作为基材的膜厚,可以是与上述支撑体相同的膜厚,可大于1000μm,也可以是10mm以上。并且,为200mm以下、100mm以下、80mm以下、60mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下等即可。
本发明的投影图像显示用部件中,在基材的一面设置有胆甾型液晶层即可,优选另一面不设置胆甾型液晶层。
通过与设置有胆甾型液晶层的基材的一面相反侧的基材的一面或设置于该面的其他层的空气面中的界面反射,在设置有胆甾型液晶层的一面中的投影图像的辨识中,有时可观察到重影。为了防止这种现象,可在相反侧的基材的一面设置防反射层。
优选基材在可见光区域透明且为低双折射性。
作为在可见光区域透明且低双折射性的基材的例子,可以举出无机玻璃和高分子树脂。作为低双折射性的高分子树脂,能够同样使用用于如下的低双折射率有机原料,即,双折射成为图像形成的障碍或信号噪声的原因的光盘基板、拾取透镜、相机或显微镜或摄像机的透镜、液晶显示器用基板、棱镜、光学互连部件、光纤、液晶显示用导光板、激光束打印机或投影仪或传真机用透镜、菲涅尔透镜、接触透镜、偏振片保护膜、微透镜阵列等。
作为能够用于本目的的高分子树脂原料的具体例,可以举出丙烯酸树脂(聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸酯类等)、聚碳酸酯、环戊二烯系聚烯烃或降冰片烯系聚烯烃等环状聚烯烃、聚丙烯等聚烯烃类、聚苯乙烯等芳香族乙烯基聚合物类、聚芳酯、纤维素酰化物。
[相对于反射层位于辨识侧的层]
通常,投影图像显示用部件中,基于来自反射投影光的层的反射光的图像与从投影图像显示用部件的光入射侧观察时基于来自正前方的面或背侧面的反射光的图像重叠而产生重影(或多重影)的问题。本发明的投影图像显示用部件中,透射反射层中的胆甾型液晶层的光成为与反射上述胆甾型液晶层的圆偏振光相反旋向的圆偏振光,来自背侧面的反射光在位于比反射层更靠背侧面侧的层为低双折射性的情况下,通常被上述胆甾型液晶层反射的圆偏振光成为大部分,因此难以产生显著的重影。尤其,通过利用偏振光作为投影光,能够构成为使投影光的大部分在反射层反射。另一方面,来自正前方的面的反射光可产生显著的重影。尤其,若自胆甾型液晶层的重心起从投影图像显示用部件的光入射侧观察时至正前方的面的距离为恒定值以上,则重影能够变得显著。具体而言,本发明的投影图像显示用部件的结构中,位于比反射层更靠λ/2相位差层侧的层的厚度的总计(不包含反射层的厚度而包含λ/2相位差层的厚度)即,从反射层的λ/2相位差层侧的最外表面至相对于反射层λ/2相位差层侧的投影图像显示用部件的最外表面的距离若为0.5mm以上,则重影能够变得显著,若为1mm以上则能够变得更显著,若为1.5mm以上,则能够变得更显著,若为2.0mm以上,则能够变得尤其显著。作为位于比反射层更靠辨识侧的层,除了λ/2相位差层以外,还可以举出支撑体、中间膜片、第2玻璃板等基材等。
但是,本发明的投影图像显示用部件如后述利用了p偏振光的投影图像显示中,即使位于比反射层更靠辨识侧的层的厚度的总计为如上述的情况也能够无显著的重影地辨识投影图像。
[组合器]
本发明的投影图像显示用部件能够用作平视显示器系统的组合器。平视显示器系统中,组合器是指能够可辨识地显示从投影仪投影的图像,并且从显示有图像的相同面侧观察组合器时,能够同时观察位于相反面侧的信息或风景的光学部件。即,组合器具有作为重叠显示外部光与影像光的光路组合器的功能。从另一观点考虑,组合器具有作为将由反射光构成的图像与由透射光构成的图像一并显示的半反射镜的功能。
[挡风玻璃]
本发明的投影图像显示用部件可以为挡风玻璃。换言之,挡风玻璃的至少一部分可以具有能够投影图像显示的结构。挡风玻璃的至少一部分可以具有作为上述组合器的功能。本说明书中,挡风玻璃是指汽车、电车等车辆、飞机、船舶、游乐器具等交通工具通常的窗户玻璃。优选挡风玻璃为在交通工具的行进方向的前玻璃。挡风玻璃优选为车辆的前玻璃。
挡风玻璃为平面状即可。挡风玻璃可以成型为用于组装于所适用的交通工具,例如,可以具有曲面。成型为所适用的交通工具用的挡风玻璃中,通常在使用时,能够特定上(铅垂上)方向或成为观察者侧的面。挡风玻璃在交通工具中使用时,构成为从成为观察者侧(通常交通工具内侧)的一侧成为λ/2相位差层、反射层的顺序即可。
λ/2相位差层、反射层作为包含它们的反射膜(半反射镜膜),可以设置于挡风玻璃的玻璃板的外表面,并且,如后述,可以设置于夹层玻璃的结构的挡风玻璃的中间层。当设置于挡风玻璃的玻璃板的外表面时,从玻璃板观察时上述反射膜可以设置于观察者侧,也可以设置于其相反侧,但优选设置于观察者侧。尤其优选上述反射膜设置于夹层玻璃的中间层。
反射层及λ/2相位差层可分别独立制作并彼此粘合而成为反射膜,也可以在反射层(胆甾型液晶层)上形成λ/2相位差层,也可以在λ/2相位差层上形成反射层(胆甾型液晶层)。
反射膜除了反射层及λ/2相位差层以外,还可以包含第2相位差层、取向层、支撑体、粘合层等层。
(夹层玻璃)
优选挡风玻璃具有夹层玻璃的结构。即,优选具有2张玻璃板隔着中间层粘合而成的结构。本说明书中,挡风玻璃中,有时将位于更远离观察者侧的位置的玻璃板称为第一玻璃板,将位于更靠近的位置的玻璃板称为第二玻璃板。
作为玻璃板,能够利用挡风玻璃中通常使用的玻璃板。关于玻璃板的厚度并无特别限制,但为0.5mm~5mm左右即可,优选为1mm~3mm,更优选为2.0~2.3mm。
具有夹层玻璃的结构的挡风玻璃能够利用公知的夹层玻璃制作方法来制造。通常能够通过如下方法制造:将夹层玻璃用中间膜片夹于2张玻璃板之后,多次重复加热处理及加压处理(利用橡胶辊进行的处理等),最后利用高压釜等在加压条件下进行加热处理。
具有将含有上述反射层及λ/2相位差层的反射膜包含于中间层的夹层玻璃的结构的挡风玻璃可以在将反射膜形成于玻璃板表面之后,经过通常的夹层玻璃制作工序而形成,也可以将包含上述反射膜的夹层玻璃用层叠中间膜片用作中间膜片,进行上述加热处理及加压处理而形成。当将反射膜形成于玻璃板表面时,形成反射膜的玻璃板可以为第一玻璃板,也可以为第二玻璃板。此时,反射膜例如使用粘合剂贴合于玻璃板即可。
(中间膜片)
作为使用不包含上述反射膜的中间膜片时的中间膜片,可以使用公知任一中间膜片。例如,能够使用含有选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及含氯树脂的组中的树脂的树脂膜。优选上述树脂为中间膜片的主要成分。另外,主要成分是指占中间膜片的50质量%以上的比例的成分。
上述树脂中,优选聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,更优选聚乙烯醇缩丁醛。优选树脂为合成树脂。
聚乙烯醇缩丁醛能够对聚乙烯醇利用丁醛进行缩醛化而获得。上述聚乙烯醇缩丁醛的缩醛化度的优选下限为40%,优选上限为85%,更优选下限为60%,更优选上限为75%。
聚乙烯醇通常通过对聚乙酸乙烯酯进行皂化而获得,通常使用皂化度80~99.8摩尔%的聚乙烯醇。
并且,上述聚乙烯醇的聚合度的优选下限为200,优选上限为3000。若聚乙烯醇的聚合度大于200,则获得的夹层玻璃的耐贯通性不易降低,若为3000以下,则树脂膜的成型性良好,且树脂膜的刚性不会变得过大,加工性良好。更优选下限为500,更优选上限为2000。
(包含反射层及λ/2相位差层的中间膜片)
包含反射层及λ/2相位差层的夹层玻璃用层叠中间膜片能够将上述反射膜贴合于上述中间膜片的表面而形成。或者,还能够将上述反射膜夹于2张上述中间膜片而形成。2张中间膜片可以相同也可以不同,但优选相同。
反射膜与中间膜片的贴合中,能够利用公知的贴合方法,但优选利用层压处理。当加工层叠体与中间膜片后以免剥离而实施层压处理时,优选在某种程度的加热及加压条件下实施。
为了稳定地进行层压,中间膜片所粘合的侧的膜面温度优选为50~130℃,更优选为70~100℃。
层压时优选进行加压。加压条件优选小于2.0kg/cm2,更优选0.5~1.8kg/cm2的范围,进一步优选0.5~1.5kg/cm2的范围。
并且,包含支撑体的反射膜中,可以在层压的同时或在层压之后,或将要层压之前剥离支撑体。即,层压后获得的层叠中间膜片中可以没有支撑体。
夹层玻璃用层叠中间膜片的制造方法的一例包括:
(1)在第1中间膜片的表面贴合反射膜而获得第1层叠体的第1工序;及
(2)在第1层叠体中的反射膜的与贴合有第1中间膜片的面相反的面贴合第2中间膜片的第2工序。
为如下夹层玻璃用层叠中间膜片的制造方法:第1工序中,贴合反射膜和第1中间膜片,并且剥离支撑体,第2工序中,将第2中间膜片贴合于剥离了支撑体的面。
通过该方法,能够制造不包含支撑体的夹层玻璃用层叠中间膜片,并通过使用该夹层玻璃用层叠中间膜片,能够容易制作不包含支撑体的夹层玻璃。为了无破损等且稳定地剥离支撑体,从反射膜剥离支撑体时的基板的温度优选为40℃以上,更优选40~60℃。
(具有组合器功能的部位的位置)
挡风玻璃中,具有组合器功能的部位例如包含反射层及λ/2相位差层的反射膜可以设置于任一位置,但在作为平视显示器系统而使用时,优选以显示虚像的方式,设置在由观察者(例如,驾驶员)容易辨识的位置。例如根据所适用的交通工具的驾驶席的位置与设置投影仪的位置的关系来确定设置具有组合器功能的部位的位置即可。
<投影图像显示系统>
投影图像显示用部件能够与投影仪等射出投影光的机构组合来使用,并且用于显示投影图像。即,本发明的投影图像显示用部件能够用作投影图像显示系统的构成部件。投影图像显示系统例如只要是投影图像显示装置即可,可以是投影图像显示用部件与射出投影光的机构成为一体的系统,也可以是作为投影图像显示用部件与射出投影光的机构的组合而使用的系统。
本说明书中,投影图像是指基于来自使用的投影仪的光的投射的影像,而非周边风景。投影图像可以为单色的影像,也可以为多色或全彩的影像。投影图像为基于投影图像显示用部件的反射光的图像即可。投影图像显示用部件包括具有组合器功能的部位时,投影图像作为虚像而被观测即可,所述虚像从观察者角度观察时浮现于投影图像显示用部件的具有组合器功能的部位的前面。
优选投影图像显示时的投影光(入射光)为向与入射面平行的方向振动的p偏振光。入射光相对于反射层从λ/2相位差层侧入射并经由λ/2相位差层而入射于反射层即可。即,相对于反射层将相位差层配置于入射光侧即可。并且,优选使入射光相对于投影图像显示用部件的法线以45°~70°的倾斜入射角度入射。折射率1.51左右的玻璃与折射率1的空气的界面的布儒斯特角约为56°,通过以上述角度的范围入射p偏振光,能够显示相对于用于投影图像显示的入射光的反射层,来自λ/2相位差层表面的反射光较少且重影的影响较小的图像。还优选上述角度为50°~65°。此时,能够在入射光平面侧中,相对于λ/2相位差层的法线,在与入射光的相反侧以45°~70°,优选以50°~65°的角度进行投影图像的观察的结构即可。
入射光可以从投影图像显示用部件的上下左右等任一方向入射,与观察者的方向对应地确定即可。例如,从使用时的下方以如上述的倾斜入射角度入射即可。
并且,投影图像显示用部件中的λ/2相位差层的慢轴优选相对于入射p偏振光的振动方向(入射光的入射面),呈40°~65°的角度,优选呈45°~60°的角度。
[平视显示器系统]
作为投影图像显示系统的较佳例子,可以举出平视显示器系统。
关于使用挡风玻璃作为投影图像显示用部件的平视显示器系统,能够参考日本特开平2-141720号公报、日本特开平10-96874号公报、日本特开2003-98470号公报、美国专利说明书第5013134号、特表2006-512622号公报等。
[投影仪]
本说明书中,“投影仪”为“投影光或图像的装置”,包括“投射所描绘的图像的装置”。平视显示器系统中,投影仪包括描绘设备,优选利用组合器将在小型中间图像屏幕上描绘的图像(实像)作为虚像来反射显示的投影仪。
作为投影仪的描绘设备,只要具有投射图像的功能则并无特别限定。作为投影仪的例子,可以举出液晶投影仪、利用DMD(Digital Micromirror device)的DLP(DigitalLight Processing)投影仪、GLV(Grating Light Valve)投影仪、LCOS(Liquid Crystal onSilicon)投影仪、CRT投影仪等。DLP投影仪及GLV(Grating Light Valve)投影仪可以是利用MEMS(Microelectromechanical systems)的投影仪。
作为投影仪的光源,可使用激光光源、LED、放电管等。投影仪可以包括对利用描绘设备所形成的投影光的光路进行调整的反射镜等。
如上述,优选向投影图像显示用部件入射p偏振光而形成投影图像。投影仪的出射光不是直线偏振光的情况下,可以将直线偏振光膜配置于投影仪的出射光侧来使用,也可以在从投影仪至投影图像显示用部件的光路设为直线偏振光。
本发明的投影图像显示用部件在与将发光波长在可见光区域中不连续的激光或LED、OLED等用于光源的投影仪组合来使用的平视显示器系统时尤其有用。这是因为能够结合各发光波长来调整胆甾型液晶层的选择性反射的中心波长。并且,还能够用于LCD(液晶显示装置)或OLED等显示光偏振的显示器的投影。
[实施例]
以下,举出实施例对本发明进行进一步具体说明。以下的实施例所示的材料、试剂、物质量及其比例、操作等,只要不脱离本发明的宗旨,则能够进行适当变更。因此,本发明的范围并不限定于以下的实施例。
<液晶层BR的制作>
在TOYOBO CO.,LTD.制造Cosmo Shine A-4100(PET、厚度75μm)的未进行易粘合处理的面上实施摩擦处理,以干燥后的干膜的厚度成为3.4μm的方式,在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液1。另外,表1所示的涂布液1~7中,溶剂使用甲乙酮(MEK),并以固体成分浓度成为35质量%的方式对溶剂量进行调整。在室温下将涂布层干燥30秒钟之后,在85℃的气氛下加热2分钟,之后以80℃利用FUSION Corporation制造的D阀(灯90mW/cm),以输出功率60%进行6~12秒钟的UV照射,从而在PET基层上获得液晶层BR。
<液晶层GR、GR、RR、BL、GL、RL的制作>
分别使用表1所示的涂布液2~6(溶剂为MEK)来代替涂布液1,以干燥后的干膜的厚度成为表2所示的厚度的方式,在室温下利用线棒进行涂布,除此以外,以与液晶层BR的制作相同的步骤在PET基层上分别制作液晶层GR、GR、RR、BL、GL、RL。
<相位差层RE-1的制作>
在TOYOBO CO.,LTD.制造Cosmo Shine A-4300(PET、厚度75μm)的未进行易粘合处理的面上实施摩擦处理,以干燥后的干膜的厚度成为1.74μm的方式,在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液7。在室温下将所获得的涂布膜干燥30秒钟之后,在85℃的气氛下加热1分钟,之后以30℃利用FUSION Corporation制造的D阀(灯90mW/cm),以输出功率60%进行6~12秒钟的UV照射来制作液晶层,从而在PET基层上获得相位差层RE-1(λ/2相位差层)。
<相位差层RE-2的制作>
以干燥后的干膜的厚度成为0.87μm的方式,在室温下利用线棒进行涂布,除此以外,以与相位差层RE-1的制作相同的步骤在PET基层上制作相位差层RE-2(λ/2相位差层)。
<液晶层nBR、nGR、nGR的制作>
分别使用表2所示的涂布液8~10(溶剂为乙酸甲酯:环己酮=4:1(质量比))来代替涂布液1,以干燥后的干膜的厚度成为表3所示的厚度的方式,在室温下利用线棒进行涂布,除此以外,以与液晶层BR的制作相同的步骤在PET基层上分别制作液晶层nBR、nGR、nGR。
<相位差层RE-3的制作>
以干燥膜厚成为2.4μm的方式进行涂布,除此以外,与RE-1进行相同的操作,在PET基层上制作相位差层RE-3(第2相位差层)。
表3中示出各液晶层的厚度及关于对液晶层侧的面垂直入射及从垂直入射倾斜60度的入射光的选择性反射中心波长以及反射光的圆偏振光的旋向。关于中心波长的测定,利用JASCO Corporation制造的分光光度计V-670,并且关于反射光的圆偏振光的旋向,在分光光度计的受光侧设置选择性反射的圆偏振光的旋向已知的圆偏振片并测定反射光强度来确定。
表4中揭示出相位差层(λ/2相位差层及第2相位差层)的膜厚及对于波长550nm的光的相位差。对于在粘贴有粘结片的玻璃板上贴合PET上的相位差层面,接着剥离PET基层,并将相位差层转印于玻璃板上的试料,利用AXOMETRICS,Inc制造的AxoScan来进行相位差的测定。
[表1]
表中的数值单位为质量份
[化学式4]
[表2]
表中的单位为质量
[化学式5]
表2中,化合物1-3及化合物2-3按以下步骤合成。
(化合物1-3的合成)
[化学式6]
将反式-1,4-环已烷二羧酸(10g)、甲磺酰氯(1.9mL)及二丁基羟基甲苯(BHT)(0.2g)在四氢呋喃(THF)(72mL)中搅拌,将内温保持为25℃以下,并滴加三乙胺(3.7mL)。在室温下搅拌2小时后,添加N,N-二甲基氨基吡啶(0.3g)及4-羟基丙烯酸丁酯(3.1g),在内温25℃以下滴加三乙胺(3.7mL)。在室温下搅拌3小时后,加入水(0.5mL)和甲醇(2mL),进一步对加入了乙酸乙酯的反应液进行硅藻土过滤,向滤液加入稀盐酸并去除水层,以碳酸氢钠水、食盐水的顺序进行清洗。使用硫酸镁干燥有机层,过滤干燥剂后,减压下蒸馏除去溶剂,由此得到羧酸A(7.1g)。
[化学式7]
加热搅拌反式-1,4-环已烷二羧酸(5g)、甲苯(40mL)及N,N-二甲基甲酰胺(0.05mL)的混合物,在内温80℃下滴加亚硫酰氯(8.3g)后,在内温80℃下进行2小时的加热搅拌。冷却至内温30℃后,加入2-乙氧基乙基-2,5-二羟基苯甲酸酯(13.1g)后,在内温90℃下进行4小时的加热搅拌。在内温40℃下加入甲醇(60mL)后,进一步在内温5℃下搅拌30分钟,过滤所生成的晶体,由此得到11.5g的苯酚衍生物B。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):
1.25(t,6H),1.6-1.7(m,4H),2.2-2.4(m,4H),2.5-2.6(m,2H),3.55-3.65(m,4H),3.8-3.85(m,4H),4.45-4.5(m,4H),7.0(d,2H),7.2(dd,2H),7.6(d,2H)
[化学式8]
将羧酸A(13.4g)、TsCl(10.3g)及BHT(0.2g)在THF(40mL)、1-乙基-2-吡咯烷酮(25mL)中搅拌,在冰冷下滴加1-甲基咪唑(11mL),并在室温下搅拌1小时。添加苯酚衍生物B(10.6g),在室温下进一步搅拌2小时。加入水(10mL)之后,去除水层,加入水、甲醇,在冰冷下搅拌1小时,过滤所生成的晶体,由此得到化合物1-3(18.3g)。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):
1.2(t,6H),1.4-1.8(m,18H),2.1-2.2(m,4H),2.2-2.4(m,12H),2.5-2.7(m,4H),3.5(q,4H),3.7-3.8(m,4H),4.1-4.3(m,8H),4.4-4.5(m,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.1(d,2H),7.3(dd,2H),7.7(d,2H)
(化合物2-3的合成)
[化学式9]
参考专利第4397550号公报的18页[0085]~[0087]所记载的方法来合成4-(4-丙烯酰氧基丁氧基)安息香酸。
向甲烷磺酰氯(1.62mL)的四氢呋喃(10mL)溶液中加入二丁基羟基甲苯(BHT、60mg),将内温冷却至-5℃。以防内部温度上升至0℃以上滴加另行制备的4-(4-丙烯酰氧基丁氧基)安息香酸(5.5g)和二异丙基乙胺(3.7mL)的四氢呋喃(8mL)溶液。在-5℃下搅拌1小时后,加入少量的N-甲基咪唑,加入苯酚衍生物B(5.2g),追加四氢呋喃5mL后,滴加三乙胺(3.1mL),之后在室温下搅拌3小时。加入水(13mL)并停止反应,加入乙酸乙酯并去除水层,以稀盐酸、食盐水的顺序进行清洗。加入干燥剂并滤除之后,加入甲醇(15mL)后过滤所产生的晶体,由此得到8.5g的化合物2-3。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):
1.2(t,6H)1.65-1.8(m,4H),1.85-1.95(m,8H),2.3-2.4(m,4H),2.6-2.7(m,2H),3.4(q,4H),3.5-3.6(m,4H),4.1(m,4H),4.15-4.25(m,8H),5.85(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.0(d,4H),7.25(d,2H),7.35(dd,2H),7.8(d,2H),8.15(d,4H)
[表3]
表3:反射层的膜厚及选择性反射光的光学特性
[表4]
表4:相位差层的光学特性
<光学功能层HM-1~HM-4的制作>
将所制作的反射层BR、GR、GR、RR、BL、GL、RL及相位差层RE-1、RE-2以成为表5所示的组合和层叠顺序的方式进行贴合而制作光学功能层HM-1~HM-4。贴合在上述中制作的反射层彼此或贴合其与相位差层时,按以下的步骤进行。
在表5所示的最下层的反射层3的液晶层侧的表面,以干燥后的干膜的厚度成为5μm的方式,在室温下利用线棒涂布DIC Corporation制造的UV固化型粘合剂Exp.U12034-6。以避免气泡进入的方式贴合涂布面与表5所示的其上层的反射膜的液晶层侧的面,在30℃下,利用FUSION Corporation制造的D阀(灯90mW/cm)以输出功率60%进行12秒钟的UV照射。之后剥离成为上层的支撑体的PET膜。反复进行该步骤而制作光学功能层HM-1~HM-4。
<光学功能层HM-5的制作>
在上述中制作的PET基层上的相位差层RE-1上,以干燥后的干膜的厚度成为4.9μm的方式,在室温下利用线棒涂布表2所示的涂布液8。另外,表2所示的涂布液8~10中溶剂使用乙酸甲酯:环己酮=4:1(质量比)的混合溶剂,以固体成分浓度成为35质量%的方式,调整溶剂量。在室温下干燥涂布层30秒钟后,在100℃的气氛下加热2分钟,之后在60℃下利用FUSION Corporation制造的D阀(灯90mW/cm)以输出功率60%进行6~12秒钟的UV照射,从而使液晶层固定化。
而且,在其上,以干燥后的干膜的厚度成为5.8μm的方式,在室温下利用线棒涂布表2所示的涂布液9,在与涂布液8相同的条件下使液晶层取向固定化。最后,在其上,以干燥后的干膜的厚度成为7.2μm的方式,在室温下利用线棒涂布表2所示的涂布液10,在与涂布液8相同的条件下使液晶层取向固定化,从而得到表5所示的层叠顺序的光学功能层HM-5。
<光学功能层HM-6的制作>
在上述中制作的PET上的相位差层RE-3上,以干燥后的干膜的厚度成为5μm的方式,在室温下利用线棒涂布DIC Corporation制造的UV固化型粘合剂Exp.U12034-6。以避免气泡进入的方式在其上贴合光学功能层HM-5的液晶层侧的面,在30℃下利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)以输出功率60%进行12秒钟的UV照射。此时,以RE-1和RE-3的慢轴的交差角度成为35度的方式调整方向。之后剥离成为RE-3的支撑体的PET膜,从而得到表5所示的层叠顺序的光学功能层HM-6。
[表5]
表5:光学功能层的结构
<实施例1~4、比较例1~4>
实施例1的挡风玻璃的制作
在长度40cm宽度25cm厚度2mm的玻璃板上设置切割成相同形状的SEKISUICHEMICAL CO.,LTD.制造的厚度0.38mmPVB(聚乙烯醇缩丁醛),在其上以如上述制作的光学功能层HM-1的相位差层成为PVB侧的方式重叠后,利用辊使光学功能层与PVB密合。接着,剥离光学功能层的最上面的PET基层,进一步在其上设置切割的PVB,在其上设置长度40cm宽度25cm厚度3mm的玻璃板。此时,配置成光学功能层HM-1的相位差层的慢轴方向从厚度2mm的玻璃侧观察时,以玻璃的短边方向为基准成为顺时针方向55度的方向。
接着,将该层叠体在90℃、0.1气压下保持一小时后,以115℃、13气压加热20分钟并去除气泡,从而得到实施例1的挡风玻璃。
实施例2、比较例1~4的挡风玻璃的制作
将光学功能层HM-1如表6所示改变为HM-2~HM-4中的任一个或未使用光学功能层HM-1、及以相位差层的慢轴方位角成为表6所示的值的方式形成以外,与实施例1的挡风玻璃进行相同的操作来进行实施例2、比较例1~4的挡风玻璃的制作。
实施例3的挡风玻璃的制作
在长度40cm宽度25cm厚度3mm的玻璃板上设置切割成相同形状的SEKISUICHEMICAL CO.,LTD.制造的厚度0.38mmPVB(聚乙烯醇缩丁醛),在其上以如上述制作的光学功能层HM-5的液晶层成为PVB侧的方式重叠后,利用辊使光学功能层与PVB密合。接着,剥离光学功能层的最上面(RE-1侧)的PET基层,进一步在其上设置切割的PVB,在其上设置长度40cm宽度25cm厚度2mm的玻璃板。此时,配置成光学功能层HM-5的λ/2相位差层(RE-1)的慢轴方向从厚度2mm的玻璃侧观察时,以玻璃的短边方向为基准成为顺时针方向55度的方向。
接着,将该层叠体在90℃、0.1气压下保持一小时后,以115℃、13气压加热20分钟并去除气泡,从而得到实施例3的挡风玻璃。
实施例4的挡风玻璃的制作
在长度40cm宽度25cm厚度2mm的玻璃板上设置切割成相同形状的SEKISUICHEMICAL CO.,LTD.制造的厚度0.38mmPVB(聚乙烯醇缩丁醛),在其上以如上述制作的光学功能层HM-6的第2相位差层(RE-3)成为PVB侧的方式重叠后,利用辊使光学功能层与PVB密合。接着,剥离光学功能层的最上面的PET基层,进一步在其上设置切割的PVB,在其上设置长度40cm宽度25cm厚度3mm的玻璃板。此时,配置成光学功能层HM-6的λ/2相位差层(RE-1)的慢轴方向从厚度2mm的玻璃侧观察时,以玻璃的短边方向为基准成为顺时针方向55度的方向,相位差层2的慢轴方向从厚度2mm的玻璃侧观察时,以玻璃的短辺方向为基准成为顺时针方向20度的方向。
接着,将该层叠体在90℃、0.1气压下保持一小时后,以115℃、13气压加热20分钟并去除气泡,从而得到实施例4的挡风玻璃。
<光学性能的评价>
光学评价以图1所示的配置进行。图1中,以长边为横向、短边为纵向、厚度2mm的玻璃侧成为下方的方式,倾斜所制作的挡风玻璃,并在该玻璃侧投影图像。该配置中,观察者的铅垂方向为玻璃的短辺方向,并且从厚度2mm的玻璃侧投影图像而观察该图像。关于投影图像,使用白色亮度为200cdm-2,色度为x=0.32、y=0.32的LG Electronics Incorporated制造的液晶面板23EA53VA。对表6所示的投影图像的偏振方向进行了评价。表6的P波在图1中其电场矢量振动面与纸面平行的直线偏振光,S波为与纸面垂直的直线偏振光。
关于亮度及色度,在液晶面板上显示白实心图像并利用TOPCON CORPORATION制造的亮度计BM-5A进行测定。此时,为了消除偏振光依赖性,将测定光作为旋转轴,使亮度计旋转0度及90度进行测定并将这些进行平均。
关于重影的评价,将黑底白色文字显示于液晶面板上,并对文字图像以目视进行评价。评价的基准如下。
A:文字在室内照明下及室内黑暗状态下可以阅读
B:文字在室内照明下被辨识且可以阅读。室内黑暗状态下难以阅读(非容许水平)
C:文字在室内照明下和室内黑暗状态下均难以阅读
关于佩戴偏振光太阳镜时的辨识性,将黑底白色文字显示于液晶面板上,对文字的图像佩戴偏振光太阳镜以目视进行评价。评价的基准如下。
A:文字在室内照明下及室内黑暗状态下可以阅读
B:文字在室内照明下被辨识且可以阅读。室内黑暗状态下难以阅读(非容许水平)
C:文字在室内照明下和室内黑暗状态下均难以阅读
将评价结果示于表6。
符号说明
1-挡风玻璃
2-液晶面板
3-亮度计
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种投影图像显示用部件,其依次包括:反射层及λ/2相位差层,
该投影图像显示用部件只包含一个所述反射层,
所述反射层包括在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层。
2.根据权利要求1所述的投影图像显示用部件,其中,
所述λ/2相位差层的正面相位差在190nm~390nm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层包括3层以上的胆甾型液晶层,该胆甾型液晶层在可见光区域中表现出选择性反射,所述3层以上的胆甾型液晶层示出彼此不同的选择性反射的中心波长。
4.根据权利要求3所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件包括:在490nm~570nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;在580nm~680nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;及在700nm~830nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层。
5.根据权利要求3或4所述的投影图像显示用部件,其中,
所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向相同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于所述反射层在所述λ/2相位差层侧的层的厚度的总计为0.5mm以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件包括第一玻璃板、第二玻璃板及第一玻璃板与第二玻璃板之间的中间层,在所述中间层的至少一部分包括所述反射层及所述λ/2相位差层,第一玻璃板、所述反射层、所述λ/2相位差层及第二玻璃板依次层叠。
8.根据权利要求7所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件为挡风玻璃。
9.根据权利要求7或8所述的投影图像显示用部件,其中,
所述中间层为树脂膜。
10.根据权利要求9所述的投影图像显示用部件,其中,
所述树脂膜含有聚乙烯醇缩丁醛。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述λ/2相位差层的慢轴在+40°~+65°或-40°~-65°的范围内。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为右,在相对于所述反射层从所述λ/2相位差层侧观察时,所述λ/2相位差层的慢轴相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向处于顺时针40°~65°的范围内。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为左,在相对于所述反射层从所述λ/2相位差层侧观察时,所述λ/2相位差层的慢轴相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向处于逆时针40°~65°的范围内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述胆甾型液晶层的任意1个以上的选择性反射带的半宽度Δλ为50nm以下。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,所述投影图像显示用部件依次包括所述λ/2相位差层、所述反射层及第2相位差层。
16.根据权利要求15所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述第2相位差层的慢轴在+10°~+35°或-10°~-35°的范围内,且所述第2相位差层在波长550nm下的相位差为160nm~460nm。
17.根据权利要求15所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述第2相位差层的慢轴在+100°~+140°或-100°~-140°的范围内,且所述第2相位差层在波长550nm下的相位差为200nm~460nm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件用作平视显示器的组合器。
19.一种投影图像显示系统,其包括权利要求1至18中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于所述反射层,所述λ/2相位差层配置于入射光侧,
所述入射光为在与入射面平行的方向上振动的p偏振光。
20.根据权利要求19所述的投影图像显示系统,其中,
相对于所述投影图像显示用部件的法线,所述入射光以45°~70°的角度入射。
21.根据权利要求19或20所述的投影图像显示系统,其中,
所述入射光从使用所述投影图像显示用部件时的下方向入射。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的投影图像显示系统,
所述投影图像显示系统为平视显示器系统。

Claims (22)

1.一种投影图像显示用部件,其包括:
反射层及λ/2相位差层,
所述反射层包括在可见光区域表现出选择性反射的胆甾型液晶层。
2.根据权利要求1所述的投影图像显示用部件,其中,
所述λ/2相位差层的正面相位差在190nm~390nm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层包括3层以上的胆甾型液晶层,该胆甾型液晶层在可见光区域中表现出选择性反射,所述3层以上的胆甾型液晶层示出彼此不同的选择性反射的中心波长。
4.根据权利要求3所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件包括:在490nm~570nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;在580nm~680nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层;及在700nm~830nm具有选择性反射的中心波长的胆甾型液晶层。
5.根据权利要求3或4所述的投影图像显示用部件,其中,
所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向相同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于所述反射层在所述λ/2相位差层侧的层的厚度的总计为0.5mm以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件包括第一玻璃板、第二玻璃板及第一玻璃板与第二玻璃板之间的中间层,在所述中间层的至少一部分包括所述反射层及所述λ/2相位差层,第一玻璃板、所述反射层、所述λ/2相位差层及第二玻璃板依次层叠。
8.根据权利要求7所述的投影图像显示用部件,其中,
所述投影图像显示用部件为挡风玻璃。
9.根据权利要求7或8所述的投影图像显示用部件,其中,
所述中间层为树脂膜。
10.根据权利要求9所述的投影图像显示用部件,其中,
所述树脂膜含有聚乙烯醇缩丁醛。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述λ/2相位差层的慢轴在+40°~+65°或-40°~-65°的范围内。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为右,在相对于所述反射层从所述λ/2相位差层侧观察时,所述λ/2相位差层的慢轴相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向处于顺时针40°~65°的范围内。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述反射层中所包含的所有胆甾型液晶层的螺旋的旋向为左,在相对于所述反射层从所述λ/2相位差层侧观察时,所述λ/2相位差层的慢轴相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向处于逆时针40°~65°的范围内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
所述胆甾型液晶层的任意1个以上的选择性反射带的半宽度Δλ为50nm以下。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,所述投影图像显示用部件依次包括所述λ/2相位差层、所述反射层及第2相位差层。
16.根据权利要求15所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述第2相位差层的慢轴在+10°~+35°或-10°~-35°的范围内,且所述第2相位差层在波长550nm下的相位差为160nm~460nm。
17.根据权利要求15所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于使用所述投影图像显示用部件时的铅垂上方向,所述第2相位差层的慢轴在+100°~+140°或-100°~-140°的范围内,且所述第2相位差层在波长550nm下的相位差为200nm~460nm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的投影图像显示用部件,
所述投影图像显示用部件用作平视显示器的组合器。
19.一种投影图像显示系统,其包括权利要求1至18中任一项所述的投影图像显示用部件,其中,
相对于所述反射层,所述λ/2相位差层配置于入射光侧,
所述入射光为在与入射面平行的方向上振动的p偏振光。
20.根据权利要求19所述的投影图像显示系统,其中,
相对于所述投影图像显示用部件的法线,所述入射光以45°~70°的角度入射。
21.根据权利要求19或20所述的投影图像显示系统,其中,
所述入射光从使用所述投影图像显示用部件时的下方向入射。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的投影图像显示系统,
所述投影图像显示系统为平视显示器系统。
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