CN110998414A - 平视显示器显示装置和用于该平视显示器显示装置的透光部件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种即便不使用昂贵的部件也简便地抑制从太阳向平视显示器的显示器的热输入、而且不损害由显示器投影的图像的亮度的透光罩。本发明是一种用于平视显示器装置的透光部件，其特征在于，由聚碳酸酯系树脂构成的树脂组合物形成，厚度在0.2～0.6mm的范围，透光部件中含有复合氧化钨粒子作为红外线屏蔽剂，复合氧化钨粒子含量A(重量％)和含有复合氧化钨粒子的层的厚度B(mm)满足下述式(1)。(式(1)为0.02≤A×B≤0.12。)

Description

平视显示器显示装置和用于该平视显示器显示装置的透光 部件

技术领域

本发明涉及平视显示器显示装置和用于该平视显示器显示装置的透光部件。

背景技术

平视显示器装置在显示装置等的显示器上显示图像，并将该图像映射到位于利用者的视野的玻璃等。此时，与在室内使用的显示器装置不同，户外光(太阳光)反向入射到显示机上，该户外光中的热射线(红外线)因使显示器的温度上升而造成损伤。

因此，为了防止该热射线的侵入，专利文献1中提出了如下方案：在从显示元件到挡风玻璃的光路内设置反射部分，在该反射部分设置涂有透过红外线而反射可见光的光学干涉膜的冷镜，或者在光路内设置反射红外线而透过可见光的红外反射板。

因此，近年来，为了进一步在不损害显示器的亮度的情况下防止热射线的侵入，开始将偏振片配置于光路。在这种情况下，专利文献2中提出了如下方案：使透光性罩具有偏光特性以避免尘埃或灰尘从将图像从装置主体投影到玻璃等投影部的投射口进入。

应予说明，在专利文献2中，为了使罩具有偏光特性而将一般的偏振片贴合于聚碳酸酯板时，有可能聚碳酸酯板因受热而发生弯曲，或者被投影的图像发生扭曲，或者因卷曲而从壳体分离，因而提出了制成层叠有多个偏振片的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61－184132号公报

专利文献2：日本特开2017－32944号公报

发明内容

平视显示器装置中的重要课题在于户外光中的热射线的屏蔽，因此采取了冷镜、偏振片等各种应对。然而，由于冷镜、偏振片等经过非常复杂的工序，因此作为部件是非常昂贵的。

因此，本发明的第一课题在于提供一种即便不使用这样昂贵的部件也简便地抑制从太阳向平视显示器的显示器的热输入、而且不损害由显示器投影的图像的亮度的透光部件、特别是透光罩。

另外，本发明的第二课题在于提供一种在解决上述课题的基础上不仅具备裸眼时的可视性还能够兼具通过偏光太阳镜的可视性的透光部件、特别是透光罩。

另外，本发明的第三课题在于提供一种针对伴随着近年来的平视显示器的大型化的热输入的增加、抑制进一步的热输入且不损害由显示器投影的图像的亮度的透光部件。

本发明人等针对上述课题，对使用于平视显示器装置的透光部件本身具备红外区域的屏蔽功能进行了深入研究，结果发现通过特定的透光部件能够体现与偏振片同等的效果，从而完成了本发明。

此外，发现通过使面内相位差在特定的范围，能够实现作为第二课题的兼具裸眼和偏光太阳镜这两者的可视性，从而完成了本发明。

即本发明为以下的(1)～(7)的透光部件和使用该透光部件的(8)的平视显示器装置。

(1)一种用于平视显示器装置的透光部件，其特征在于，由聚碳酸酯系树脂组合物形成，厚度在0.2～0.6mm的范围，透光部件中含有复合氧化钨粒子作为红外线屏蔽剂，复合氧化钨粒子含量A(重量％)和含有复合氧化钨粒子的层的厚度B(mm)满足以下的式子。

0.02≤A×B≤0.12 (1)

(2)根据上述(1)所述的透光部件，其中，复合氧化钨粒子为通式MxWyOz(其中，M为选自H、He、碱金属、碱土金属、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、I中的1种以上元素，W为钨，O为氧，0.1≤x≤0.5，0.5≤y≤1.5，2.0≤z≤3.5)表示的复合氧化钨粒子。

(3)根据上述(1)所述的透光部件，其中，波长380～780nm的平均透光率为70％以上且波长700～2500nm的平均透射率为50％以下。

(4)根据上述1～3中任一项所述的透光部件，其中，面内相位差在20～170nm的范围。

(5)根据上述1～3中任一项所述的透光部件，其中，面内相位差在100nm以下的范围。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的透光部件，其中，用于平视显示器装置的透光罩。

(7)根据上述(6)所述的透光部件，其中，进一步赋予偏光功能。

(8)一种平视显示器装置，具备上述(1)～(7)所述的透光部件、和通过该透光部件将图像向外部输出的显示器。

透光部件本身具有与偏振片同等的透光性和对从太阳向显示装置的热输入的高热射线屏蔽性能，因此能够更简便地抑制平视显示器装置的温度上升。另外，通过进一步使面内相位差在特定的范围，能够兼具裸眼和偏光太阳镜的可视性这两者。另外，由于与偏振片、冷镜等迄今为止的屏蔽热射线的方法不同，因此通过与其并用，也能够作为对用于应对平视显示器装置的大型化的更多的热射线进行屏蔽的方法使用。

附图说明

图1是平视显示器的结构例。

图2是试验片的亮度评价方法的概略。

具体实施方式

通常平视显示器如图1那样由显示器(1)、透光部件(2)构成，输出的图像被映射到玻璃等投影面(3)。这里，由于能够抑制由尘埃、灰尘等所致的显示异常，而且进一步缓和由热射线所致的影响，因此优选的形态为显示装置配置于被壳体(4)和透光部件隔开的空间，其中配置偏振片、反射镜(反射板、冷镜等)等。

显示器(1)是在平视显示器装置中输出被投影的图像的装置。显示器(1)可以采用其本身公知的显示器，由于能够利用偏振光在户外光存在的状况下映射出可视性优异的图像，因而优选液晶显示器(LCD)。在显示器中使用的光源没有特别限制，优选热射线的照射少的光源，从这样的观点考虑，可以优选例示有机EL、LED。

本发明的透光部件优选配置于显示器(1)与透光罩(2)之间，且安装于壳体(4)，特别优选作为透光罩使用来避免尘埃、灰尘从投射口进入。

以下，对本发明的透光部件进行详述。

本发明的透光部件的特征在于，由聚碳酸酯系树脂组合物形成，含有作为红外线屏蔽剂的复合氧化钨粒子的厚度0.2～0.6mm，复合氧化钨粒子含量A(重量％)和含有复合氧化钨粒子的层的厚度B(mm)满足以下的式子。

0.02≤A×B≤0.12

发现通过使这样薄的部件含有特定浓度的复合氧化钨粒子，能够兼具与偏振片同等的亮度和热射线屏蔽。

可以通过使复合氧化钨粒子的含量(A)与透光部件的厚度(B)的积在上述范围内而高度具备亮度和热射线屏蔽。优选为0.03≤A×B≤0.09，进一步优选为0.05≤A×B≤0.07。A×B值小于下限时，热射线屏蔽效果少，A×B值超过上限时亮度下降很多。另外，优选的透光部件的厚度在0.3～0.55mm，进一步优选0.35～0.5mm的范围。透光部件的厚度超过上限时雾度容易变高。另一方面，厚度小于下限时，使复合氧化钨粒子含量相对地增加，容易发生分散不良。

本发明中的聚碳酸酯树脂可以通过例如使二元酚与碳酸酯前体反应而制造。作为这里使用的二元酚，没有特别限制，从透明性等观点考虑，优选双(4－羟基苯基)烷烃，其中，从耐冲击性的方面考虑，特别优选双酚A。

作为碳酸酯前体，可使用羰基卤化物、碳酸二酯或卤代甲酸酯等，具体而言，可举出光气、碳酸二苯酯或二元酚的二卤代甲酸酯等。

当将上述二元酚和碳酸酯前体利用界面聚合法来制造聚碳酸酯树脂时，可以根据需要使用其本身公知的催化剂、末端终止剂，用于防止二元酚氧化的抗氧化剂等。另外，本发明的聚碳酸酯树脂包含将三官能以上的多官能性芳香族化合物共聚而得的支链聚碳酸酯树脂、将芳香族或脂肪族(包含脂环族)的二官能性羧酸共聚而得的聚酯碳酸酯树脂、将二官能性醇(包含脂环族)共聚而得的共聚聚碳酸酯树脂、以及将上述二官能性羧酸和二官能性醇一起共聚而得的聚酯碳酸酯树脂。

如前所述，本发明的透光部件由聚碳酸酯系树脂组合物形成，该树脂组合物含有聚碳酸酯树脂和红外线屏蔽剂，进而可以根据需要在不损害本发明的目的的范围内含有其它添加剂、树脂。该聚碳酸酯系树脂组合物中的聚碳酸酯系树脂的比例以树脂组合物的重量为基准，优选为50重量％以上，更优选为70重量％以上，进一步优选为90重量％以上。

在本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中并用除聚碳酸酯系树脂以外的其它树脂时，从本发明的效果的方面考虑，优选与聚碳酸酯系树脂的相容性好的树脂，例如可以使用透过性优异的丙烯酸系树脂。

另外，作为添加于本发明的聚碳酸酯系树脂组合物中的其它添加剂，可优选举出稳定剂、耐候剂。

聚碳酸酯树脂的粘均分子量优选为14000～100000，更优选为20000～30000，进一步优选为22000～28000，最优选为23000～26000。分子量超出上述范围而过低时，冲击值等机械物性变得不充分，容易产生裂纹。另外，分子量超出上述范围而较高时，注射成型变得困难，容易因残余应力等而发生裂纹不良。在更进一步的优选的范围内耐冲击性和成型加工性均优异。应予说明，上述聚碳酸酯树脂可以是将其粘均分子量在上述范围外的聚碳酸酯树脂混合而得到的。

聚碳酸酯树脂的粘均分子量(MV)是将由使0.7g聚碳酸酯树脂溶解于100ml二氯甲烷的溶液在20℃下求出的比粘度(ηsp)代入下式而求出的。

ηsp/c＝[η]+0.45×[η]2c(其中，[η]为极限粘度)

[η]＝1.23×10－4MV 0.83

c＝0.7

本发明中的复合氧化钨粒子优选为MxWyOz(其中，M表示选自H、He、碱金属、碱土金属、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、I中的元素。x、y、z为满足0.01≤x≤1、0.001≤x/y≤1、2.2≤z/y≤3.0的式子的数。)表示的粒子。

其中，M优选为选自Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr和Ba中的元素，最优选为K、Rb或Cs。另外，x的范围优选0.01≤x≤0.5，更优选0.2≤x≤0.4的范围。此外，x/y、z/y的范围分别优选0.01≤x/y≤0.5、2.7≤z/y≤3.0，更优选0.2≤x/y≤0.4、2.8≤z/y≤3.0。

复合氧化钨粒子可以通过将作为起始原料的钨化合物在非活性气体气氛或还原性气体气氛中进行热处理而得到。经过该热处理而得到的复合氧化钨粒子具有足够的近红外线屏蔽能力，具有作为红外线屏蔽微粒子理想的性质。

复合氧化钨粒子的粒径优选为1nm～800nm，更优选为1nm～600nm，进一步优选为1nm～300nm。如果粒径小于1nm，则凝聚效果变大，因此容易产生分散性不良，如果大于上限，则有时发生透明树脂成型品的雾度变高等不良。

作为使复合氧化钨粒子分散于聚碳酸酯树脂中的方法，可举出直接添加被覆有复合氧化钨粒子或表面的复合氧化钨粒子的方法、制作用1～100倍的聚碳酸酯树脂稀释的母料后进行添加的方法。

将聚碳酸酯系树脂与复合氧化钨粒子复合时，可以添加热稳定剂、耐候剂等。

本发明的透光部件优选波长380～780nm的平均透光率为70％以上且波长700nm～2500nm的平均透射率为50％以下，更优选波长380～780nm的平均透光率为75％以上且波长700nm～2500nm的平均透射率为30％以下。如果波长380～780nm的平均透光率低于70％，则亮度下降较大，如果波长700nm～2500nm的平均透射率高于50％，则热射线屏蔽效果小。

本发明的透光部件可以为单层结构，也可以为多层结构。为多层结构时，只要其中的一层至少由聚碳酸酯树脂组合物形成即可，例如可举出在由聚碳酸酯树脂组合物形成的层上层叠有丙烯酸系树脂的层的多层结构等。另外，本发明的透光部件可以对单面或双面的一部分或全部实施涂覆。本发明的透光部件的铅笔硬度例如为了清洁而进行擦拭也不易造成划伤，优选为铅笔硬度B以上，进一步优选为HB以上。从这样的观点考虑，可以优选举出设置了涂布有硬涂剂的硬涂层的透光部件，作为硬涂剂，可以适当地使用其本身公知的硬涂剂。

作为具体的市售的硬涂剂，可举出荒川化学工业社制BEAMSET 575、新中村化学工业社制U15HA等。

在本发明的显示装置中，为了进一步防止热射线(红外线)的侵入，可以在从显示元件到挡风玻璃的光路内除了本发明的透光部件以外还设置反射部分，在该反射部分设置涂覆有透过红外线而反射可见光的光学干涉膜的冷镜，或者可以在光路内设置反射红外线而透过可见光的红外反射板，为了在不损害显示器的亮度的情况下防止热射线的侵入，可以将偏振片配置于光路。

本发明的透光部件的相位差和慢轴的方向优选偏差较少。从抑制亮度的偏差的观点考虑，本发明的透光部件的面内相位优选为100nm以下，更优选为75nm以下，进一步优选为50nm以下。如果在相位差高时不考虑透光部件的慢轴的方向而使用，则容易对亮度造成影响。

然而，本发明的特征在于由复合氧化钨粒子来屏蔽红外线，而且使裸眼的可视性高度平衡。

另外，通过进一步使面内相位差在特定范围，还能够使裸眼和偏光太阳镜这两者的可视性都高度平衡。从这样的观点考虑，透光部件的面内相位的下限优选为20nm，更优选为35nm，进一步优选为60nm。面内相位差小于下限时，难以得到通过偏光太阳镜时的亮度。另一方面，重视偏光太阳镜的可视性的情况下的透光部件的面内相位差的上限优选为170nm，更优选为160nm，进一步优选为140nm，特别是优选为100nm。面内相位差超过上限时，虽然通过偏光太阳镜时的亮度变高，但是透光部件的慢轴的方向稍微变化时亮度就大幅变化。

实施例

以下示出本实施方式的实施例。本发明并不限于这些实施例。

以下，举出实施例对本发明进行更具体的说明。

[实施例1]

使用帝人株式会社制L－1250作为聚碳酸酯树脂，使用住友金属矿山株式会社制YMDS－874(复合氧化钨粒子浓度约23重量％)作为红外线屏蔽剂。以聚碳酸酯树脂和红外线屏蔽剂以复合氧化钨粒子的配合量为表1、表2所记载的比例利用搅拌机进行整体混合，进行熔融混炼。熔融混炼使用排气式双螺杆挤出机(株)日本制钢所制：TEX30α(完全啮合，同向旋转，双头螺纹螺杆)，是混炼区域在排气口跟前为1处的类型。挤出条件为排出量20kg/h、螺杆转速150rpm、排气的真空度3kPa，另外，挤出温度从第1供给口到模头部分为280℃。应予说明，上述的树脂组合物的制造在通过HEPA过滤器的清洁的空气循环的气氛中实施，另外作业时充分注意地进行以避免混入异物。

(试验片制作)

利用热风循环式干燥机将得到的粒料以110～120℃干燥6小时后，使用成膜装置[株式会社TECHNOVEL制KZW15TW－30MG－NH、FPU15－240]，以挤出温度280℃、冷却辊温度148℃的条件制作厚度0.4mm的评价用试验片。

[实施例2～5和比较例1～2]

实施例2～5和比较例1～2如表1和表2所示地变更，除此以外，与实施例1同样地实施。

(评价项目)

(1)亮度

从试验片中切出50mm见方，如图2那样配置光源(1)、偏振片(7)、试验片(2)、玻璃(3)。对于试验片(2)，旋转试验片(2)进行调整以使反射到玻璃(3)可见的文字看起来最亮。目视观察确认反射到玻璃可见的文字。应予说明，可以利用亮度计(TOPCON公司制，BM－7)进行确认。将与比较例4的偏振片相比明亮且可视性明显好的情况评价为〇，将暗的情况评价为×，将同等的情况评价为△。

然后，将上述评价中未在玻璃与亮度计之间配置偏振片的结果作为裸眼评价，配置有偏振片的结果作为偏光太阳镜评价。

(2)温度上升

从试验片中切出50×100mm，在晴天的户外将试验片配置于棒状温度计测温部的约50mm上方用以屏蔽太阳光。应予说明，为了防止来自棒状温度计主体的传热，考虑将棒状温度计的太阳光未被试验片屏蔽的部分置于背阴处。评价以实施例3为基准，将与其相比温度较低的情况评价为〇，将温度较高的情况评价为×，将同等的情况评价为△。

(3)平均透射率(380～780nm)

使用日本电色工业株式会社制SH－7000依据JIS K7361进行测定。

(4)平均透射率(700～2500nm)

通过利用VARIAN制CARY5000以波长5nm间隔、扫描速度600nm/min测定分光光线透射率，通过计算求出700～2500nm的值的平均值。

(5)面内相位差

使用王子计测机器制KOBRA21SDH来测定试验片的面内相位差。

进行以上的评价，将实施例1～5和比较例1～2的评价结果示于表1和表2。

[表1]

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						A：复合氧化钨粒子含有浓度(％)	0.14	0.14	0.14	0.18	0.07
B：厚度(mm)	0.4	0.6	0.2	0.4	0.4
						A(％)×B(mm)	0.06	0.08	0.03	0.07	0.03
平均透射率(％)(380～780nm)	81	76	85	78	85
						亮度	○	△	○	○	○
平均透射率(％)(700～2500nm)	23	13	44	16	44
						温度上升	○	○	△	○	△

[表2]

	比较例1	比较例2
			A：复合氧化钨粒子含有浓度(％)	0.09	0.09
B：厚度(mm)	1.5	0.1
			A(％)×B(mm)	0.14	0.01
平均透射率(％)(380～780nm)	67	88
			亮度	×	○
平均透射率(％)(700～2500nm)	4	66
			温度上升	○	×

[比较例3]

利用与实施例1相同的方法来制作不含有复合氧化钨粒子的试验片，利用与实施例1相同的方法进行评价。

[比较例4]

从实际车辆中切出用于车载平视显示器透光罩的偏振片，利用与实施例1相同的方法进行评价。其中，对于平均透射率(380～780nm)，使用日本分光株式会社制VAP-7070以5nm间隔测定透射轴方向的透射率，通过计算而算出平均值。

进行以上评价并将比较例3～4的评价结果示于表3。

[表3]

实施例1～5中得到的透光部件具有高透光性和对从太阳向显示装置的热输入的高热射线屏蔽性能。与此相对，厚度和A×B不在权利要求范围的比较例1的透光性差，A×B不在权利要求范围的比较例2中，温度的上升较高且热射线屏蔽性能差。

另外，不含有复合氧化钨粒子的比较例3中，温度的上升较高且热射线屏蔽性能差，使用作为市售品的用于车载平视显示器透光罩的偏振片的比较例4中，虽然具有热射线屏蔽性能，但透光性差。

[实施例6～9]

在片材的不与冷却辊相接的一侧设置触控辊并调整压力以达到表4中示出的面内相位差，除此以外，重复与实施例1同样的操作而制成试验片。

得到的试验片按用于评价亮度的图2的构成进行评价。对于试验片(2)，旋转试验片(2)进行调整以使反射到玻璃(3)可见的文字看到起来最亮。通过目视来观察自该位置旋转试验片(2)使慢轴的方向改变360度时的亮度的变化，以实施例7为基准，将亮度(裸眼)的变化小的情况评价为〇，将变化大的情况评价为×。应予说明，作为目视的指标，可以使用前述的亮度计。

将实施例6～9的评价结果示于表4。

[实施例10～15]

在片材的不与冷却辊相接的一侧设置触控辊，在片材的两面分别以5μm的厚度设置UV固化型硬涂层，达到表5中示出的面内相位差，除此以外，重复与实施例1同样的操作而制作试验片。

得到的试验片按用于评价亮度的图2的构成进行评价。对于试验片(2)，旋转试验片(2)而进行调整以反射到玻璃(3)可见的文字看起来最明亮。通过目视来观察自该位置旋转试验片(2)使慢轴的方向改变360度时的亮度的变化，以实施例7为基准，将亮度(裸眼)的变化小的情况评价为〇，将变化大的情况评价为×。应予说明，作为目视的指标，可以使用前述的亮度计。

另外，以实施例11为基准，将亮度(偏光太阳镜)的变化小的情况评价为○，将变化大的情况评价为×。

将实施例10～15的评价结果示于表5。

产业上的可利用性

本发明的透光部件由于具有与偏振片同等的对从平视显示器显示装置到挡风玻璃的光线的高透光性、和对从太阳向显示装置的热输入的高热射线屏蔽性能，因此能够用于平视显示器，是有用的。

符号说明

(1)显示器(光源(在上表面标记带透明色的文字)

(2)透光部件(试验片)

(3)投影面(玻璃板(调整角度以使文字易于被观察者看到))

(4)壳体

(5)偏振片(吸收轴方向：图示)

Claims (8)

1.一种用于平视显示器装置的透光部件，其特征在于，由聚碳酸酯系树脂组合物形成，厚度在0.2～0.6mm的范围，透光部件中含有复合氧化钨粒子作为红外线屏蔽剂，复合氧化钨粒子含量A和含有复合氧化钨粒子的层的厚度B满足以下的式子，其中，A的单位为重量％，B的单位为mm，

0.02≤A×B≤0.12 (1)。

2.根据权利要求1所述的透光部件，其中，复合氧化钨粒子为通式MxWyOz表示的复合氧化钨粒子，

其中，M为选自H、He、碱金属、碱土金属、稀土元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、I中的1种以上的元素，W为钨，O为氧，0.1≤x≤0.5，0.5≤y≤1.5，2.0≤z≤3.5。

3.根据权利要求1所述的透光部件，其中，波长380～780nm的平均透光率为70％以上且波长700～2500nm的平均透射率为50％以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的透光部件，其中，面内相位差在20～170nm的范围。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的透光部件，其中，面内相位差在100nm以下的范围。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的透光部件，其中，用于平视显示器装置的透光罩。

7.根据权利要求6所述的透光部件，其中，进一步赋予偏光功能。

8.一种平视显示器装置，具备权利要求1～7所述的透光部件、和通过该透光部件将图像向外部输出的显示器。

Images