CN111051961B - 投影图像显示用半反射镜膜、投影图像显示用夹层玻璃及图像显示系统 - Google Patents

投影图像显示用半反射镜膜、投影图像显示用夹层玻璃及图像显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种密合性高的投影图像显示用半反射镜膜、抑制产生半反射镜膜的褶皱或者密合性进一步高的夹层玻璃及使用该夹层玻璃的图像显示系统。本发明通过投影图像显示用半反射镜膜解决课题,所述投影图像显示用半反射镜膜具有透明支撑体及以选择波长的方式反射光的选择反射层,透明支撑体在波长550nm中的面内相位差的绝对值为10nm以下,在透明支撑体的具有选择反射层的面的相反面侧具有热封层,热封层含有热塑性树脂,在透明支撑体与热封层之间具有混合有两者的成分的混合层。

Description

投影图像显示用半反射镜膜、投影图像显示用夹层玻璃及图 像显示系统
技术领域
本发明涉及一种投影图像显示用半反射镜膜及投影图像显示用夹层玻璃以及使用该投影图像显示用夹层玻璃的图像显示系统。
背景技术
通过在使用于汽车挡风玻璃等的夹层玻璃中内置半反射镜膜,还能够将夹层玻璃用作平视显示器系统的投影图像显示用部件。在专利文献1中,公开有将包含相位差层及多个胆甾醇型液晶层的半反射镜膜用作投影图像显示用部件。在专利文献1中,记载有在夹层玻璃结构的挡风玻璃中,将半反射镜膜设置于中间膜。
通常,夹层玻璃在2片玻璃板之间具有中间膜。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/052367号
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等进行了研究,其结果发现存在如下课题,即,制作如汽车的挡风玻璃那样宽面积的夹层玻璃时,若同时贴合中间膜和半反射镜膜,则易产生半反射镜膜的褶皱。在使用具有弯曲面的玻璃板时,褶皱的产生尤为明显。
只要发生1处褶皱,包含该玻璃板的夹层玻璃本身就会成为缺陷品,因此这是直接关系到成品率的问题。而且,微细的褶皱还存在产生光学畸变而对投影图像的可见性带来不利影响的问题。
并且,层叠多个层而成的半反射镜膜中,有时还会产生密合性低的课题。
本发明的课题在于提供一种密合性高的层叠型投影图像显示用半反射镜膜、使用该半反射镜膜的投影图像显示用夹层玻璃、密合性高的投影图像显示用夹层玻璃、抑制产生半反射镜膜的褶皱的投影图像显示用夹层玻璃及使用该夹层玻璃的图像显示系统。
用于解决技术课题的机构
本发明人等进行了深入研究,其结果发现如下内容,即,通过在透明支撑体设置了热封层的半反射镜膜,能够提高半反射镜膜的密合性,并且通过在使用半反射镜膜的夹层玻璃设置特定的热封层,可获得抑制产生半反射镜膜的褶皱或者密合性更高的夹层玻璃。
[1]一种投影图像显示用半反射镜膜,其具有透明支撑体及以选择波长的方式反射光的选择反射层,所述投影图像显示用半反射镜膜中,
透明支撑体在波长550nm中的面内相位差的绝对值为10nm以下,
在透明支撑体中,在具有选择反射层的面的相反面侧具有热封层,热封层含有热塑性树脂,而且
在透明支撑体与热封层之间形成有混合有透明支撑体的成分和热封层的成分的混合层。
[2]根据[1]所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,在透明支撑体与选择反射层之间具有相位差层,相位差层在波长550nm中的面内相位差为250~450nm或50~180nm。
[3]根据[1]或[2]所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,热封层的表面被粗糙化。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,透明支撑体和热封层中的至少一个含有衍生自如下化合物的成分,所述化合物具有多个选自由聚合性基团及能够与所述透明支撑体中含有的树脂形成键的基团组成的组中的基团。
[5]一种投影图像显示用夹层玻璃,其中,[1]至[4]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜膜和与投影图像显示用半反射镜膜的选择反射层相邻的中间膜被2片玻璃板夹持。
[6]一种投影图像显示用夹层玻璃,其中,半反射镜膜及中间膜被所述半反射镜膜侧的玻璃板和所述中间膜侧的玻璃板夹持,
在半反射镜膜与半反射镜膜侧的玻璃板之间具有包含热塑性树脂且厚度为0.1~50μm的热封层。
[7]根据[6]所述的投影图像显示用夹层玻璃,其中,半反射镜膜具有以选择波长的方式反射光的选择反射层及相位差层,热封层与选择反射层或相位差层相邻。
[8]根据[7]所述的投影图像显示用夹层玻璃,其中,热封层与选择反射层相邻。
[9]根据[6]至[8]中任一项所述的投影图像显示用夹层玻璃,其中,热封层含有形成二次粒子的无机粒子,所述二次粒子由平均一次粒径为5~50nm的一次粒子的凝聚形成。
[10]一种图像显示系统,其中,从p直线偏振光光源向[5]至[9]中任一项所述的投影图像显示用夹层玻璃投影图像。
发明效果
根据本发明,能够提供一种密合性高的投影图像显示用半反射镜膜及抑制产生半反射镜膜的褶皱或者密合性更高的投影图像显示用夹层玻璃、以及使用这些夹层玻璃的图像显示系统。
附图说明
图1是概念性地表示本发明的投影图像显示用半反射镜膜的一例的图。
图2是概念性地表示本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第1方式的一例的图。
图3是概念性地表示本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第2方式的一例的图。
图4是概念性地表示本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第2方式的另一例的图。
图5是概念性地表示本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第2方式的另一例的图。
图6是概念性地表示本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第2方式的另一例的图。
图7是概念性地表示投影图2所示的投影图像显示用夹层玻璃图像时的视觉辨认的情况的图。
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以及上限值包含的含义而使用。
并且,在本说明书中,角度(例如“90°”等角度)及其关系(例如,“平行”、“水平”、“铅垂”等)包含本发明所属的技术领域中可容许的误差范围。例如,是指精确的角度±小于10°的范围内等,与精确的角度之间的误差优选为5°以下,更优选为3°以下。
在本说明书中,对于圆偏振光提及“选择性”时,表示光的右圆偏振光成分以及左圆偏振光成分中的任一个的光量比另一圆偏振光成分的光量多。具体而言,在提及“选择性”时,光的圆偏振光度优选为0.3以上,更优选为0.6以上,进一步优选为0.8以上。实质上进一步优选为1.0。在此,圆偏振光度是指,在将光的右圆偏振光成分的强度设为IR、将左圆偏振光成分的强度设为IL时用|IR-IL|/(IR+IL)表示的值。
在本说明书中,对于圆偏振光提及“旋向(sense)”时,表示是右圆偏振光或左圆偏振光。关于圆偏振光的旋向,在以光朝向近前方行进的方式观看的情况下,将电场矢量的前端随着时间的增加而顺时针旋转的情况定义为右圆偏振光,将逆时针旋转的情况定义为左圆偏振光。
在本说明书中,有时对胆甾醇型液晶的螺旋的扭转方向也使用“旋向”这一术语。在胆甾醇型液晶的螺旋的扭转方向(旋向)为右的情况下,反射右圆偏振光,并透射左圆偏振光,在旋向为左的情况下,反射左圆偏振光,并透射右圆偏振光。
在本说明书中,表达为“光”时,若无特别限定,则表示可见光以及自然光(非偏振光)的光。可见光线是电磁波中的人眼所能观察到的波长的光,通常表示380~780nm的波长区域的光。
在本说明书中,简单表达为“反射光”或“透射光”时,以包含散射光以及衍射光的含义而使用。
另外,光的各波长的偏振状态能够利用安装有圆偏振片的分光辐射亮度计或分光计进行测定。在该情况下,在通过右圆偏振片测定的光的强度相当于IR,通过左圆偏振片测定的光的强度相当于IL。并且,即使将圆偏振片安装于光度计或分光计,也能够进行测定。通过安装右圆偏振光透射板来测定右圆偏振光量,并安装左圆偏振光透射板来测定左圆偏振光量,且能够测定比率。
在本说明书中,p偏振光是指在与光的入射面平行的方向上振动的偏振光。入射面是指与反射面(挡风玻璃表面等)垂直且包含入射光线和反射光线的面。p偏振光的电场矢量的振动面与入射面平行。
在本说明书中,面内相位差(面内相位差Re)是利用Axometrics Inc.制造的AxoScan测定的值。若没有特别指明,则测定波长设为550nm。
在本说明书中,“投影图像(projection image)”并非前方等周围的风景,而是指根据来自所使用的投影仪的光的投射的影像。从观察者角度看,投影图像被观测为浮现于挡风玻璃的投影图像显示部位的前端而能够看见的虚像。
在本说明书中,“图像(screen image)”是指显示于投影仪的描绘设备的像或通过描绘设备描绘于中间像屏幕等的像。相对于虚像,图像为实像。
图像及投影图像均可以是单色的像,也可以是2个颜色以上的多色的像,还可以是全彩的像。
在本说明书中,“可见光线透射率”设为在JIS R3212:2015(汽车用安全玻璃试验方法)中规定的A光源可见光线透射率。即,是如下求出的透射率:利用A光源并通过分光光度计,测定380~780nm的范围的各波长的透射率,将从CIE(国际照明委员会)的照明适应标准比视感度的波长分布及波长间隔获得的权重值系数乘以各波长中的透射率来进行加权平均。
并且,在本说明书中,液晶性组合物、液晶性化合物的概念还包括由于固化等而已经不示出液晶性的组合物、化合物。
以下,参考附图对本发明的投影图像显示用半反射镜膜、投影图像显示用夹层玻璃及图像显示系统进行说明。另外,以下示出的图1~图7中,对相同的部件标注相同的符号。
图1中概念性地示出本发明的投影图像显示用半反射镜膜的一例。
如图1所示,本发明的投影图像显示用半反射镜膜从图中下方具有热封层4、透明支撑体1、相位差层2及选择反射层3。
在本发明的投影图像显示用半反射镜膜中,热封层4设置于透明支撑体1的与选择反射层3相反的一侧的面。而且,在透明支撑体1与热封层4之间形成有混合有透明支撑体1的成分和热封层4的成分的混合层M。之后将在实施例中示出,本发明的投影图像显示用半反射镜膜及后述的本发明的夹层玻璃的第1方式通过具有该混合层,实现透明支撑体1与热封层4的高密合性。
在本发明的投影图像显示用半反射镜膜中,相位差层2是作为优选方式而设置的层,设置于透明支撑体1与选择反射层3之间。
图2中概念性地示出本发明的投影图像显示用夹层玻璃的第1方式的一例。另外,在以下的说明中,将《投影图像显示用夹层玻璃》还简称为《夹层玻璃》。
本发明的夹层玻璃的第1方式中,用2片玻璃板夹持上述的本发明的投影图像显示用半反射镜膜和与投影图像显示用半反射镜膜的选择反射层相邻的中间膜。
图2所示的夹层玻璃从图中下方具有第1玻璃6、热封层4、透明支撑体1、相位差层2、选择反射层3、中间膜5及第2玻璃7。如上述,本发明的投影图像显示用半反射镜膜由热封层4、透明支撑体1、相位差层2及选择反射层3构成,在热封层4与透明支撑体1之间形成混合层M。
本发明的夹层玻璃的第1方式中,通过具有这种结构,实现了投影图像显示用半反射镜膜的密合性高,而且还抑制产生投影图像显示用半反射镜膜的褶皱的夹层玻璃。
图3中概念性地示出本发明的夹层玻璃的第2方式的一例。
本发明的夹层玻璃的第2方式中,半反射镜膜及中间膜被半反射镜膜侧的玻璃板和中间膜侧的玻璃板夹持,在半反射镜膜与半反射镜膜侧的玻璃板之间具有包含热塑性树脂且厚度为0.1~50μm的热封层。本发明的夹层玻璃的第2方式通过具有这种热封层,防止在使用半反射镜膜的投影图像显示用夹层玻璃中产生半反射镜膜的褶皱。
图3所示的夹层玻璃从图中下方具有第1玻璃6、中间膜5、透明支撑体1、相位差层2、选择反射层3、热封层4及第2玻璃7。本例中,作为优选方式,由透明支撑体1、相位差层2及选择反射层3构成半反射镜膜10。
图4中示出本发明的夹层玻璃的第2方式的另一例。图4所示的夹层玻璃从图中下方具有第1玻璃6、热封层4、相位差层2、选择反射层3、透明支撑体1、中间膜5及第2玻璃7。在本例中,作为优选方式,也由相位差层2、选择反射层3及透明支撑体1构成半反射镜膜10。
图3及图4所示的夹层玻璃中,作为优选方式,热封层4与相位差层2或选择反射层3相邻,图3所示的夹层玻璃中,作为更优选的方式,热封层4与选择反射层3相邻。
图5中示出本发明的夹层玻璃的第2方式的另一例。图5所示的夹层玻璃从图中下方具有第1玻璃6、中间膜5、相位差层2、选择反射层3、透明支撑体1、热封层4及第2玻璃7。在本例中,作为优选方式,也由相位差层2、选择反射层3及透明支撑体1构成半反射镜膜10。并且,在热封层4与透明支撑体1之间形成混合层M。
在本发明的夹层玻璃的第2方式中,透明支撑体1与热封层4相邻时,如图5所示,可以在透明支撑体1与热封层4之间具有混合有透明支撑体1的成分和热封层4的成分的混合层M。
然而,本发明的夹层玻璃的第2方式并不受限于此,即使在透明支撑体1与热封层4相邻时,也可以不具有混合层M。并且,透明支撑体1与热封层4相邻且不具有混合层M时,可以对热封层4使用后面叙述的密合增强剂。
并且,本发明的夹层玻璃中,第1方式及第2方式中均优选热封层4与第1玻璃6及第2玻璃7中的任一个相接。
图3~图5所示的本发明的夹层玻璃的第2方式中,均具有透明支撑体1,但本发明的第2方式的夹层玻璃并不受限于此。即,本发明的夹层玻璃的第2方式可以不具有透明支撑体1。
例如,若是图3所示的夹层玻璃,则如在图6中概念性地示出,可以是如下结构:不具有透明支撑体1,而从图中下方具有第1玻璃6、中间膜5、相位差层2、选择反射层3、热封层4及第2玻璃7。
并且,若是图5所示的夹层玻璃,则可以是如下结构:不具有透明支撑体1,而从图中下方具有第1玻璃6、中间膜5、相位差层2、选择反射层3、热封层4及第2玻璃7。
即,本发明的夹层玻璃的第2方式中,若半反射镜膜10及中间膜5被第1玻璃6及第2玻璃7夹持,且在半反射镜膜10与任一玻璃板之间具有厚度为0.1~50μm的热封层4,则能够利用各式各样的层结构。
以下,对具有这种层结构的本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃、以及构成本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃的各层进行更详细说明。
《投影图像显示用半反射镜膜》
在本说明书中,投影图像显示用半反射镜膜表示能够利用反射光显示投影图像的半反射镜膜。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜为可见光透射性。具体而言,本发明的投影图像显示用半反射镜膜的可见光线透射率优选为85%以上,更优选为86%以上,进一步优选为87%以上。
通过具有这种高可见光线透射率,在与可见光线透射率低的玻璃组合而设为夹层玻璃时,也能够实现满足车辆挡风玻璃的标准的可见光线透射率。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜优选在发光率高的波长区域中不示出实际的反射。具体而言,相对于来自法线方向的光,对通常的夹层玻璃和组装了本发明的投影图像显示用半反射镜膜的夹层玻璃进行比较时,优选在波长550nm附近示出实际上同等的反射。尤其,更优选在490~620nm的可见光波长区域中示出实际上同等的反射。“实际上同等的反射”表示例如利用JASCO Cor poration制造的分光光度计“V-670”等分光光度计从法线方向测定的对象波长中的自然光(无偏振光)的反射率之差为10%以下。在上述波长区域中,反射率之差优选为5%以下,更优选为3%以下,进一步优选为2%以下,尤其优选为1%以下。通过在发光率高的波长区域中示出实际上同等的反射,在与可见光线透射率低的玻璃组合而设为夹层玻璃时,也能够实现满足车辆挡风玻璃的标准的可见光线透射率。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜为薄膜的膜状、片状等即可。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜在用于挡风玻璃之前,可以作为薄膜的膜而成为辊状等。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜至少对被投影的光的一部分具有作为半反射镜的功能即可,例如无需对整个可见光区域的光作为半反射镜发挥作用。并且,本发明的投影图像显示用半反射镜膜可以对所有入射角的光具有作为上述半反射镜的功能,但对至少一部分入射角的光具有上述功能即可。
如上述,本发明的投影图像显示用半反射镜膜包含透明支撑体、选择反射层及热封层。
并且,本发明的(投影图像显示用的)夹层玻璃的第1方式中,用2片玻璃板夹持本发明的投影图像显示用半反射镜膜和中间膜,中间膜与选择反射层相邻。
而且,本发明的(投影图像显示用的)夹层玻璃的第2方式中,半反射镜膜和中间膜被2片玻璃板夹持,在半反射镜膜与玻璃板之间具有热封层。
另外,本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃除了这些部件以外,还可以根据需要包含相位差层、取向层及粘结层等层。
<选择反射层>
选择反射层是以选择波长的方式反射光的层。选择反射层优选在可见光波长区域的一部分中示出选择反射。选择反射层反射用于投影图像显示的光即可。
在本发明中,在最短的波长具有选择反射的中心波长的选择反射层的选择反射的中心波长优选为650~780nm。在本说明书中,选择反射层的选择反射的中心波长λ表示位于从选择反射层的法线方向测定的反射光谱的反射峰的重心位置的波长。这种结构例如能够通过投影图像显示用半反射镜包含选择反射的中心波长为650~780nm的选择反射层,并且不包含在小于650nm的可见光波长区域中具有选择反射的中心波长的选择反射层的结构来实现。
在本发明中,在最短的波长具有选择反射的中心波长的选择反射层的选择反射的中心波长优选为750nm以下,更优选为720nm以下,进一步优选为700nm以下。
本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃可以包含2层以上的选择反射层。
2层以上的选择反射层的选择反射的中心波长可以相同,也可以不同,但优选不同。通过包含2层以上的选择反射的中心波长不同的选择反射层,能够减少重影。例如,包含2层的选择反射层时,该2层的选择反射的中心波长优选相差60nm以上,更优选相差80nm以上,进一步优选相差100nm以上。2层以上的选择反射层的选择反射的中心波长可以均在650~780nm,也可以至少其中1个在650~780nm且另一个在超过780nm的波长,但优选均在650~780nm。
选择反射层优选为偏振光反射层。偏振光反射层是反射直线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光的层。
偏振光反射层优选为圆偏振光反射层或直线偏振光反射层。圆偏振光反射层是在选择性地反射的波长区域中,反射任一旋向的圆偏振光且使另一旋向的圆偏振光透射的层。并且,直线偏振光反射层是在选择性地反射的波长区域中,反射1个偏振方向的直线偏振光且使与所反射的偏振方向正交的偏振方向的直线偏振光透射的层。
偏振光反射层能够使不反射的偏振光透射,在选择反射层示出反射的波长区域中,也能够使一部分光透射。因此,透射了投影图像显示用半反射镜的光的色调不易劣化,且可见光线透射率也不易下降,因此优选。
作为圆偏振光反射层即选择反射层,优选为胆甾醇型液晶层。
[胆甾醇型液晶层]
在本说明书中,胆甾醇型液晶层是指固定有胆甾醇型液晶相的层。
胆甾醇型液晶层是保持有已成为胆甾醇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:在将聚合性液晶化合物设为胆甾醇型液晶相的取向状态之后,通过紫外线照射、加热等而进行聚合、固化,从而形成无流动性的层,同时变为不会因外场及外力等而使取向形态发生变化的状态。
另外,在胆甾醇型液晶层中,只要在层中保持有胆甾醇型液晶相的光学性质则足够,层中的液晶化合物已经无需再表现出液晶性。例如,可以使聚合性液晶化合物通过固化反应而高分子量化,由此已经不再具有液晶性。
已知有胆甾醇型液晶层示出选择性地反射右圆偏振光及左圆偏振光中的任一旋向的圆偏振光并且透射另一旋向的圆偏振光的圆偏振光选择反射。
作为包含固定有示出圆偏振光选择反射性的胆甾醇型液晶相的层的薄膜,以往已知多种由包含聚合性液晶化合物的组合物形成的薄膜,关于胆甾醇型液晶层能够参考这些现有技术。
胆甾醇型液晶层的选择反射中心波长λ依赖于胆甾醇型相中的螺旋结构的螺距P(=螺旋的周期),遵循胆甾醇型液晶层的平均折射率n与λ=n×P的关系。从该式可知,通过调节n值和P值,能够将选择反射的中心波长调节为650~780nm。
能够如下述那样求出胆甾醇型液晶层的选择反射中心波长和半值宽度。
若利用分光光度计UV3150(SHIMADZU CORPORATION)测定胆甾醇型液晶层的透射光谱(从胆甾醇型液晶层的法线方向测定),则可在选择反射频带中观察到透射率的下降峰。在成为该峰的极小透射率与下降前的透射率之间的中间(平均)的透射率的2个波长中,若将短波长侧的波长的值设为λ1(nm),将长波长侧的波长的值设为λh(nm),则选择反射的中心波长λ和半值宽度Δλ能够用下述式表示。
λ=(λ1h)/2Δλ=(λh1)
如上述那样求出的选择反射中心波长与位于从胆甾醇型液晶层的法线方向测定的圆偏振光反射光谱的反射峰的重心位置的波长大致一致。
如后述,在平视显示器系统中,通过使光相对于挡风玻璃倾斜入射来使用,能够使投影光入射侧的玻璃板表面中的反射率变低。此时,光相对于胆甾醇型液晶层也倾斜入射。例如,在折射率为1的空气中相对于投影图像显示部位的法线以45°~70°的角度入射的光以26°~36°左右的角度透射折射率为1.61左右的胆甾醇型液晶层。在该情况下,反射波长向短波长侧位移。在选择反射的中心波长为λ的胆甾醇型液晶层中,将光线相对于胆甾醇型液晶层的法线方向(胆甾醇型液晶层的螺旋轴方向)以θ2的角度透射时的选择反射的中心波长设为λd时,λd由以下式表示。
λd=λ×cosθ2
因此,θ2为26°~36°时在650~780nm的范围具有选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层能够在520~695nm的范围反射投影光。
这种波长范围为发光率高的波长区域,因此对投影图像的亮度的贡献度高,其结果,能够实现高亮度的投影图像。
由于胆甾醇型液晶相的螺距依赖于和聚合性液晶化合物一同使用的手性试剂的种类或其添加浓度,因此能够通过调节这些来获得所希望的螺距。另外,关于螺旋的旋向及螺距的测定方法,能够采用《液晶化学实验入门》(日本液晶学会编,西格玛(Sigma)出版,2007年出版,46页)以及《液晶便览》(液晶便览编辑委员会,丸善,196页)中记载的方法。
并且,在本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃中,关于胆甾醇型液晶层,在从视觉辨认侧(车内侧)观察时优选从选择反射的中心波长短的层依次配置。
作为各胆甾醇型液晶层,使用螺旋的旋向是右或左中的任一个的胆甾醇型液晶层。胆甾醇型液晶层的反射圆偏振光的旋向与螺旋的旋向一致。选择反射的中心波长不同的胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向可以全部相同,也可以包含不同旋向,但优选相同。
并且,本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃中,作为在相同或重复的波长区域中示出选择反射的胆甾醇型液晶层,优选不包含不同螺旋的旋向的胆甾醇型液晶层。这是为了避免特定波长区域中的透射率例如降低至小于50%。
就示出选择反射的选择反射带的半值宽度Δλ(nm)而言,Δλ依赖于液晶化合物的双折射Δn和上述螺距P,并遵循Δλ=Δn×P的关系。因此,选择反射带的宽度的控制能够调节Δn来进行。Δn的调节能够通过调节聚合性液晶化合物的种类及其混合比率等或者控制取向固定时的温度来进行。
为了形成选择反射的中心波长相同的一种胆甾醇型液晶层,可将螺距P相同且螺旋的旋向相同的胆甾醇型液晶层层叠多个。通过层叠螺距P相同且螺旋的旋向相同的胆甾醇型液晶层,能够在特定波长中提高圆偏振光选择性。
在层叠多个胆甾醇型液晶层时,既可以利用粘结剂等层叠另外制作的胆甾醇型液晶层,也可以在利用后述方法形成的之前的胆甾醇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,但是优选后者。
这是因为,通过在之前形成的胆甾醇型液晶层的表面直接形成下一个胆甾醇型液晶层,之前形成的胆甾醇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醇型液晶层的下侧的液晶分子的取向方位一致,胆甾醇型液晶层的层叠体的偏振光特性变得良好。并且,是因为观测不到由于粘结层的厚度不均而有可能产生的干涉不均。
胆甾醇型液晶层的厚度优选为0.5~10μm,更优选为1.0~8.0μm,进一步优选为1.5~6.0μm。并且,投影图像显示用半反射镜中的胆甾醇型液晶层的厚度的总计优选为2.0~30μm,更优选为2.5~25μm,进一步优选为3.0~20μm。
在本发明中,通过将胆甾醇型液晶层的厚度设为上述范围,能够在不减少胆甾醇型液晶层的厚度的情况下将可见光线透射率维持为较高。
(胆甾醇型液晶层的制作方法)
以下,对胆甾醇型液晶层的制作材料以及制作方法进行说明。
作为用于形成上述胆甾醇型液晶层的材料,可举出包含聚合性液晶化合物和手性试剂(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及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、取向层、成为底层的胆甾醇型液晶层等,胆甾醇型取向熟化之后,通过液晶组合物的固化而被固定化,由此能够形成胆甾醇型液晶层。
(聚合性液晶化合物)
聚合性液晶化合物既可以是棒状液晶化合物,也可以是圆盘状液晶化合物,但是优选为棒状液晶化合物。
作为形成胆甾醇型液晶层的棒状的聚合性液晶化合物的例子,可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、环己烷甲酸苯酯类、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、苯基二噁烷类、二苯乙炔类以及环己烯基苯甲腈类。不仅能够使用低分子液晶化合物,而且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团导入液晶化合物而获得。聚合性基团的例子包含不饱和聚合性基团、环氧基团以及吖丙啶基团,优选不饱和聚合性基团,尤其优选乙烯性不饱和聚合性基团。聚合性基团能够通过各种各样的方法导入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团的个数优选为在1个分子中为1~6个,更优选为1~3个。
重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5622648号说明书、美国专利5770107号说明书、国际公开WO95/022586、国际公开WO95/024455、WO97/000600、WO98/023580、WO98/052905、日本特开平1-272551号公报、日本特开平6-016616号公报、日本特开平7-110469号公报、日本特开平11-080081号公报及日本特开2001-328973号公报等中记载的化合物。也可以同时使用两种以上的聚合性液晶化合物。若同时使用两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(除了溶剂以外的质量),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%。
(手性试剂:光学活性化合物)
手性试剂具有诱发胆甾醇型液晶相的螺旋结构的功能。手性试剂由于化合物所诱发的螺旋的旋向或螺旋螺距不同,因此根据目的选择即可。
作为手性试剂,并无特别限制,能够使用公知的化合物。作为手性试剂的例子,可举出液晶器件手册(第3章4-3项、TN、STN用手性试剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989)、日本特开2003-287623号、日本特开2002-302487号、日本特开2002-080478号、日本特开2002-080851号、日本特开2010-181852号以及特开2014-034581号等的各公报中记载的化合物。
手性试剂一般包含不对称碳原子,但是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也能够用作手性试剂。轴向不对称化合物或表面不对称化合物的例子包含联萘、螺烯、对二甲苯二聚体以及它们的衍生物。
手性试剂也可以具有聚合性基团。在手性试剂和液晶化合物均具有聚合性基团的情况下,能够通过聚合性手性试剂和聚合性液晶化合物的聚合反应来形成具有由聚合性液晶化合物衍生的重复单元和由手性试剂衍生的重复单元的聚合物。在该方式中,聚合性手性试剂所具有的聚合性基团优选为与聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团相同种类的基团。从而,手性试剂的聚合性基团也优选为不饱和聚合性基团、环氧基团或吖丙啶基团,更优选为不饱和聚合性基团,进一步优选为乙烯性不饱和聚合性基团。
并且,手性试剂也可以是液晶化合物。
作为手性试剂,优选使用异山梨醇衍生物、异甘露醇衍生物或联萘衍生物等。作为异山梨醇衍生物,也可以使用BASF公司制的LC-756等市售品。
液晶组合物中的手性试剂的含量优选为聚合性液晶化合物量的0.01~200摩尔%,更优选为1~30摩尔%。
(聚合引发剂)
优选液晶组合物含有聚合引发剂。在通过紫外线照射而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而开始聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的例子,可举出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)、酰基氧化膦化合物(日本特公昭63-040799号公报、特公平5-029234号公报、日本特开平10-095788号公报、日本特开平10-029997号公报、日本特开2001-233842号公报、日本特开2000-080068号公报、日本特开2006-342166号公报、日本特开2013-114249号公报、日本特开2014-137466号公报、日本专利4223071号公报、日本特开2010-262028号公报、日本特表2014-500852号公报记载)、肟化合物(日本特开2000-066385号公报、日本专利第4454067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。例如,还能够参考日本特开2012-208494号公报的[0500]~[0547]段的记载。
作为聚合引发剂,优选使用酰基氧化膦化合物或肟化合物。
作为酰基氧化膦化合物,例如,能够使用市售品的BASF JAPAN LTD.制的IRGACURE810(化合物名:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)。作为肟化合物,能够使用IRGACURE OXE01(BASF公司制)、IRGACURE OXE02(BASF公司制)、TR-PBG-304(常州强力电子新材料有限公司制)、ADEKA ARKLS NCI-831、ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION制)、以及ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION制)等市售品。
聚合引发剂可以仅使用一种,也可以同时使用两种以上。
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%,更优选为0.5~5质量%。
(交联剂)
液晶组合物也可以为了提高固化后的膜强度并提高耐久性而任意地含有交联剂。作为交联剂,能够适当使用利用紫外线、热及湿气等固化的交联剂。
作为交联剂,并无特别限制,能够根据目的适宜地选择,例如可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;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、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使用公知的催化剂,除了能够提高膜强度以及耐久性,而且还能够提高生产率。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
交联剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量,优选为3~20质量%,更优选为5~15质量%。通过将交联剂的含量设为3质量%以上,能够获得提高交联密度的效果,通过将交联剂的含量设为20质量%以下,能够防止胆甾醇型液晶层的稳定性的下降。
(取向控制剂)
也可以在液晶组合物中添加有助于稳定或迅速地形成平面取向的胆甾醇型液晶层的取向控制剂。作为取向控制剂的例子,可举出日本特开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段等中记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物、日本特开2012-203237号公报的[0031]~[0034]段等中记载的式(I)~(IV)所示的化合物及日本特开2013-113913号公报中记载的化合物等。
另外,作为取向控制剂,可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
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0.01~10质量%,更优选为0.01~5质量%,尤其优选为0.02~1质量%。
(其他添加剂)
此外,液晶组合物也可以含有选自用于调节涂膜的表面张力而使厚度均匀的表面活性剂以及聚合性单体等各种各样的添加剂中的至少一种。并且,在液晶组合物中,能够根据需要在不会使光学性能降低的范围内进一步添加阻聚剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、色材、金属氧化物微粒等。
就胆甾醇型液晶层而言,将使聚合性液晶化合物以及聚合引发剂、进一步根据需要添加的手性试剂、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醇型液晶层等上,使其干燥而获得涂膜,并向该涂膜照射活性光线来聚合胆甾醇型液晶性组合物,由此能够形成胆甾醇规则性被固定化的胆甾醇型液晶层。
另外,包含多个胆甾醇型液晶层的层叠膜能够通过反复进行胆甾醇型液晶层的上述制造工序而形成。
(溶剂)
作为用于制备液晶组合物的溶剂,并无特别限制,能够根据目的适宜地选择,但是优选使用有机溶剂。
作为有机溶剂,并无特别限制,能够根据目的适宜地选择,例如可举出酮类、卤代烷类、酰胺类、亚砜类、杂环化合物、烃类、酯类以及醚类等。这些可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。这些中,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)
液晶组合物的涂布方法并无特别限制,能够根据目的适宜地选择,例如可举出绕线棒涂布法、帘式涂布法、挤压涂布法、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、喷涂法及滑动涂布法等。并且,还能够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,可以获得聚合性液晶化合物以在与膜面实质上垂直的方向上具有螺旋轴的方式扭转取向的光学薄膜。
能够通过使被取向的液晶化合物进一步聚合而使液晶组合物固化。聚合可以是热聚合以及利用光照射的光聚合中的任一种,但是优选为光聚合。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100~1,500mJ/cm2
为了促进光聚合反应,也可以在加热条件下和/或氮气氛下实施光照射。照射紫外线波长优选为350~430nm。从稳定性的观点考虑,优选聚合反应速率较高,优选70%以上,更优选80%以上。关于聚合反应率,能够通过利用IR吸收光谱测定聚合性的官能团的消耗比例来确定。
[直线偏振光反射层]
作为选择反射层,可以使用直线偏振光反射层。作为直线偏振光反射层,例如可举出层叠折射率各向异性不同的薄膜而成的起偏器。
这种起偏器与胆甾醇型液晶层相同,能够设为高可见光线透射率且在650~780nm的特定波长区域中示出选择反射的中心波长的结构。并且,能够在发光率高的波长中反射在用于平视显示器系统时倾斜入射的投影光。
作为层叠折射率各向异性不同的薄膜而成的起偏器,例如能够使用日本特表平9-506837号公报等中记载的起偏器。具体而言,若在为了获得折射率关系而选择的条件下进行加工,则能够广泛使用各式各样的材料来形成起偏器。
通常,第1材料之一需在所选择的方向上具有与第2材料不同的折射率。该折射率的不同能够通过包括薄膜的形成中或形成薄膜之后的拉伸、挤出成型或者涂布的各式各样的方法实现。而且,优选具有相似的流变特性(例如,熔融粘度),以便能够同时挤出2个材料。
作为层叠折射率各向异性不同的薄膜而成的起偏器,能够使用市售品。作为市售品,可以使用成为反射型偏振片和伪支撑体的层叠体的市售品。作为市售品,例如可举出DBEF(3M Company制造)及APF(高级偏振膜(Advanced Polarizing Film(3M Company制造))等。
反射型偏振片的厚度优选为2.0~50μm的范围,更优选为8.0~30μm的范围。
<相位差层>
本发明的投影图像显示用半反射镜膜(即,夹层玻璃的第1方式)及夹层玻璃的第2方式可以包含相位差层。尤其,包含胆甾醇型液晶层的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃优选包含相位差层。
通过将相位差层与胆甾醇型液晶层进行组合来利用,能够显示清晰的投影图像。通过调节面内相位差及慢轴方向,能够提供在平视显示器系统中赋予高亮度并且还能够防止重影的投影图像显示用半反射镜。
在投影图像显示用半反射镜中,相位差层设置成在使用时相对于所有选择反射层(胆甾醇型液晶层),位于视觉辨认侧。
另外,即使在投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃包含胆甾醇型液晶层的情况下,例如平视显示器系统(图像显示系统)的投影仪照射圆偏振光的投影图像时,投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃也可以不包含相位差层。
作为相位差层,并无特别限制,能够根据目的适当选择,例如,可举出经延展的聚碳酸酯膜、经延展的降莰冰片烯类聚合物膜、含有碳酸锶那样具有双折射的无机粒子来取向的透明薄膜、在支撑体上倾斜蒸镀无机电介质而成的薄膜、使液晶化合物单轴取向来取向固定的薄膜等。
作为相位差层,优选为使聚合性液晶化合物单轴取向来取向固定的薄膜。例如,能够通过如下来形成相位差层:在伪支撑体或取向层表面涂布包含聚合性液晶化合物的液晶组合物,在将液晶组合物中的聚合性液晶化合物在液晶状态下形成为向列取向之后,通过固化来固定化。此时的相位差层的形成中,在液晶组合物中未添加手性试剂,除此以外,能够以与上述胆甾醇型液晶层的形成同样的方式进行。其中,涂布液晶组合物之后的向列取向时,加热温度优选为50~120℃,更优选为60~100℃。
相位差层可以是将包含高分子液晶化合物的组合物涂布于伪支撑体或取向层等的表面并在液晶状态下形成为向列取向之后进行冷却,由此固定化该取向来获得的层。
相位差层的厚度优选为0.2~300μm,更优选为0.5~150μm,进一步优选为1.0~80μm。由液晶组合物形成的相位差层的厚度并无特别限定,但优选为0.2~10μm,更优选为0.5~5.0μm,进一步优选为1.0~2.0μm。
优选根据作为平视显示器系统时用于显示投影图像的入射光的入射方向及胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向确定相位差层的慢轴方向。
例如,在本发明的夹层玻璃的第1方式(投影图像显示用半反射镜膜)及第2方式中,当确定了在平视显示器系统中使用时的方向时,且入射光从夹层玻璃(投影图像显示用半反射镜膜)的下(铅垂下)方向且相对于胆甾醇型液晶层从相位差层侧入射的情况,能够根据面内相位差在如下范围内确定慢轴的方向。
例如,使用波长550nm中的面内相位差为250~450nm的相位差层时,相对于夹层玻璃(投影图像显示用半反射镜)的铅垂上方向,相位差层的慢轴优选为+30°~+85°或-30°~-85°的范围。并且,使用波长550nm中的面内相位差为50~180nm的相位差层时,相对于夹层玻璃的铅垂上方向,相位差层的慢轴优选为+120°~+175°或-120°~-175°的范围。
设置于汽车等交通工具的挡风玻璃(迭像镜)中,通常使用时,能够确定挡风玻璃(迭像镜)的面内的方向且以驾驶员为基准而成为上下(铅垂方向的上下方向)的方向及成为视觉辨认侧(观察者侧、驾驶员侧、车内侧)的面。
在本说明书中,对于挡风玻璃、夹层玻璃及投影图像显示用半反射镜膜称为铅垂上方向时,是指在能够如上述那样确定的挡风玻璃、夹层玻璃及投影图像显示用半反射镜膜的视觉辨认侧的面上,能够如上述那样确定的使用时沿着铅垂方向的方向。
而且,使用波长550nm中的面内相位差为250~450nm的相位差层时,相对于夹层玻璃的铅垂上方向,相位差层的慢轴更优选为-35°~+70°或-35°~-70°的范围。
并且,使用波长550nm中的面内相位差为50~180nm的相位差层时,相对于夹层玻璃的铅垂上方向,相位差层的慢轴更优选为+125°~+160°或-125°~-160°的范围。
另外,关于慢轴,在上述中定义有+及-,这表示固定了视觉辨认位置时的顺时针方向和逆时针方向。优选的方向取决于夹层玻璃(投影图像显示用半反射镜膜)所具有的胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向。
例如,夹层玻璃中包含的所有胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向为右时,相对于胆甾醇型液晶层从相位差层侧观察时,相位差层的慢轴的方向相对于铅垂上方向,以顺时针方向,为30°~85°或120°~175°即可。夹层玻璃中包含的所有胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向为左时,相对于胆甾醇型液晶层从相位差层侧观察时,相位差层的慢轴方向以逆时针方向,为30°~85°或120°~175°即可。
[第2相位差层]
本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃除了上述相位差层以外,还可以包含第2相位差层。
设置第2相位差层时,依次设置上述相位差层(以下,还称为“第1相位差层”)、所有胆甾醇型液晶层及第2相位差层即可。尤其,从视觉辨认侧依次设置成第1相位差层、选择反射层及第2相位差层即可。
通过除了第1相位差层以外,在上述位置还包含第2相位差层,由此能够进一步防止重影。尤其,能够进一步防止使p偏振光入射来形成投影图像时的重影。关于通过利用第2相位差层能够进一步防止重影的理由,推断是因为能够防止由于胆甾醇型液晶层的选择反射带域中不存在的波长的光在胆甾醇型液晶层进行偏振光转换并被挡风玻璃的背面反射而引起的重影。
关于第2相位差层的面内相位差,在波长550nm中在160~460nm的范围、优选在240~420nm的范围内适当调节即可。
第2相位差层的材料及厚度等能够在与第1相位差层相同的范围选择。
第2相位差层的慢轴方向优选根据用于显示投影图像的入射光的入射方向及胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向进行确定。
例如,若为具有波长550nm中的160~400nm的范围的面内相位差的第2相位差层,则优选相对于夹层玻璃(投影图像显示用半反射镜膜)的铅垂上方向,使慢轴成为+10°~+35°或-10°~-35°的范围。若为具有波长550nm中的200~400nm的范围的面内相位差的第2相位差层,则优选相对于夹层玻璃的铅垂上方向,使慢轴成为+100°~+140°或-100°~-140°的范围。
[其他层]
投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃除了必需的构成要件以外,还可以包含其他层。优选其他层均在可见光区域透明。
并且,优选其他层均为低双折射性。在本说明书中,低双折射性是指在用于本发明的挡风玻璃的投影图像显示用半反射透镜示出反射的波长区域中面内相位差为10nm以下,面内相位差优选为5nm以下。而且,优选其他层的与胆甾醇型液晶层的平均折射率(面内平均折射率)之间的折射率之差均小。作为其他层,可举出支撑体、取向层、粘结层等。
(透明支撑体)
在本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃的第1方式中,透明支撑体为必需的构成要件。相对于此,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,如上述,可以省略透明支撑体,并且,还可以是相位差层兼作透明支撑体。或者,也可以是透明支撑体兼作相位差层。
在本发明中优选使用的透明支撑体中,波长550nm中的面内相位差的绝对值为10nm以下,优选面内相位差的绝对值为5nm以下。并且,厚度方向的相位差Rth的绝对值优选为40nm以下,更优选为30nm以下。通过相位差小,透明支撑体引起的偏振光的紊乱变小,并且通过面内的物理特性小,提高了本发明的效果。
透明支撑体优选由纤维素酰化物、丙烯酸等树脂组成,尤其优选由纤维素酰化物树脂组成,尤其优选由三乙酰纤维素树脂或醋酸丁酸纤维素树脂组成。
在本发明中,优选一边对透明支撑体进行加热一边密合2片玻璃板、半反射镜膜及中间膜,以使透明支撑体的储能模量成为2.0GPa以下。
而且,还优选一边对透明支撑体进行加热一边密合2片玻璃板、半反射镜膜及中间膜,以使包含透明支撑体的半反射镜膜(层叠体)的储能模量成为2.0GPa以下。
并且,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,如图4所示的例子,热封层与相位差层相邻时,透明支撑体1比选择反射层3更靠户外侧而配置,因此还能够对透明支撑体1添加紫外线吸收剂来赋予紫外线截止功能。
作为透明支撑体的厚度,5.0~1000μm左右即可,优选为10~250μm,更优选为15~90μm。
(热封层)
在本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃的第1方式中,在用于投影图像显示用半反射镜膜的透明支撑体中,在具有选择反射层的面的相反面侧具有热封层。
并且,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,半反射镜膜及中间膜被半反射镜膜侧的玻璃板和中间膜侧的玻璃板夹持,在半反射镜膜与半反射镜膜侧的玻璃板之间具有厚度为0.1~50μm且包含热塑性树脂的热封层。
在本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃的第1方式中,“热封层”是用于物理地接合投影图像显示用半反射镜膜的透明支撑体和玻璃板的层,具有热封层中包含的热塑性树脂通过制作夹层玻璃时的加热而熔接的作用。并且,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,“热封层”是用于物理地接合玻璃板和相邻的层的层,具有热封层中包含的热塑性树脂通过制作夹层玻璃时的加热而熔接的作用。
在本发明中,通过设置热封层,确保半反射镜膜与夹层玻璃的玻璃板之间的滑动性,从而在能够一边加热夹层玻璃一边密合2片玻璃板、半反射镜膜及中间膜时,能够抑制在制作时产生褶皱并且使半反射镜膜和玻璃板牢固地密合。
尤其,在本发明的投影图像显示用半反射镜膜及夹层玻璃的第1方式中,通过在透明支撑体与热封层之间形成混合有透明支撑体的成分和热封层的成分的混合层,透明支撑体与热封层之间的密合性也变得牢固,防止夹层玻璃内部的剥离故障。
并且,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,透明支撑体和热封层相邻时,优选通过在透明支撑体与热封层之间形成相同的混合层,透明支撑体与热封层之间的密合性也变得牢固,能够防止夹层玻璃内部的剥离故障(参考图5)。
在本发明的夹层玻璃的第2方式中,半反射镜膜具有以选择波长的方式反射光的选择反射层及相位差层,优选热封层与选择反射层或相位差层相邻,更优选热封层与选择反射层相邻。尤其,选择反射层及相位差层由已固化的液晶层组成时,与它们相邻的热封层的表面会平滑化,因此不易产生在制作夹层玻璃时产生褶皱的契机,较优选。
在此,热封层与选择反射层或相位差层相邻时,热封层与选择反射层或相位差层可以直接相接,也可以在其之间隔着粘结层等而间接相接。
在本发明的夹层玻璃的第2方式中,热封层的厚度为0.1~50μm,优选为0.1~25μm,更优选为0.1~10μm,进一步优选为0.1~5.0μm,尤其优选为0.1~3.0μm。
并且,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,如上述,与热封层相邻的透明支撑体或者相位差层或选择反射层与热封层之间的混合层并非必需。在该情况下,通过对热封层和与热封层相邻的层之间的界面使用化学地键结的密合增强剂,或者通过与热封层和/或热封层相邻的层所含有的交联剂的作用,能够获得两者的良好的密合性。
而且,如上述,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,可以省略透明支撑体。在该情况下,例如,可以是兼作透明支撑体的相位差层。在本发明的夹层玻璃的第2方式中,当为兼作透明支撑体的相位差层时,优选能够通过对含有纤维素酰化物、丙烯酸及环状烯烃等双折射性热塑性树脂的薄膜进行拉伸处理,显现上述优选范围的相位差,其中尤其优选为由纤维素酰化物树脂组成的相位差层,尤其优选为由三乙酰纤维素树脂或乙酰纤维素树脂组成的相位差层。
[热封层中包含的热塑性树脂]
热封层含有热塑性树脂。热封层优选为透明。并且,热塑性树脂优选为非晶性树脂。
作为这种热塑性树脂,优选为与玻璃板的亲和性、粘结性良好的树脂,能够使用选自由以聚乙烯醇丁缩醛(PVB)树脂为代表的聚乙烯醇缩醛树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及含氯树脂组成的组中的树脂。热封层的主要成分优选为上述树脂。另外,主要成分是指占热封层总质量中的50质量%以上的比例的成分。
上述树脂中,优选为以聚乙烯醇丁缩醛树脂为代表的聚乙烯醇缩醛树脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,更优选为以聚乙烯醇丁缩醛树脂为代表的聚乙烯醇缩醛树脂(还称为烷基缩醛化聚乙烯醇)。树脂优选为合成树脂。
聚乙烯醇缩丁醛能够利用丁醛使聚乙烯醇缩醛化而获得。上述以聚乙烯醇丁缩醛树脂为代表的聚乙烯醇缩醛树脂的缩醛化度的优选的下限为40%,优选的上限为85%,更优选的下限为60%,更优选的上限为80%。
成为这些树脂的原料的聚乙烯醇通常通过使聚乙酸乙烯酯皂化来获得,通常使用皂化度为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的下限为200,优选的上限为10000。若聚乙烯醇的聚合度为200以上,则所获得的夹层玻璃的耐贯穿性不易下降,若为10000以下,则树脂膜的成型性良好,而且树脂膜的刚性不会变得过大,加工性良好。更优选的下限为500,更优选的上限为5000。在此所说的聚合度表示平均聚合度。
作为优选用于热封层的聚乙烯醇缩醛树脂,例如可举出SEKISUI CHEMI CAL CO.,LTD制造的KS-10、KS-1、KS-3及KS-5等。这些聚乙烯醇缩醛树脂在涂布于透明支撑体时易形成与透明支撑体的混合层。尤其,从与透明支撑体的密合性优异的角度考虑,能够优选使用计算分子量为10万以上的KS-3及KS-5。
并且,为了将热封层涂布为薄层,重要的是涂布液为低粘性。从该观点考虑,计算分子量优选为1万以上且5万以下,优选为KS-10及KS-1。在本发明中,计算分子量定义为成为原料的聚乙烯醇的平均聚合度乘以已缩醛化的单元的分子量的值。
热封层中除了聚乙烯醇缩醛树脂以外,还包含对聚乙烯醇缩醛树脂结构中的聚乙烯醇单元进行交联的交联剂,这也是优选方式之一。
作为交联剂,可举出环氧系的添加剂,尤其优选为在1个分子中具有2个以上的环氧基的化合物,优选为由下述通式(EP1)表示的化合物。
Ep-CH2-O-(R-O)n-CH2-Ep(EP1)
上述通式(EP1)中,Ep为环氧基,R为碳原子数2~4的亚烷基,n为1~30。但是,n为2以上时,多个R可以相同也可以不同。
作为由上述通式(EP1)表示的化合物,具体而言,可举出Nagase Chemt eXCorporation制造的Denacol EX-810、811、821、830、832、841、850、851、861、911、920、931及941等。
将环氧系的添加剂用作交联剂时,能够使用作为由光吸收性阳离子部及作为酸产生源的阴离子部组成的鎓盐的阳离子聚合引发剂(光酸产生剂),能够使用公知的锍盐系、碘盐系的阳离子聚合引发剂。尤其优选碘鎓系的阳离子聚合引发剂。
[热封层的涂布组合物的溶剂]
在本发明中,形成热封层的涂布组合物相对于所有溶剂量,含有30~70质量%的相对于透明支撑体具有渗透性的至少1种溶剂。
相对于透明支撑体的“渗透性”表示该溶剂涂布于透明支撑体时会渗入,也可以通过溶剂渗入到支撑体,由此透明支撑体示出溶胀性。通过渗透性的溶剂渗入到透明支撑体,在涂布热封层时,在热封层与透明支撑体之间形成混合有热封层的成分和透明支撑体的成分的混合层。
作为相对于透明支撑体具有渗透性的溶剂的具体例,当透明支撑体为三乙酰纤维素时,可举出酮类:丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮及二丙酮醇等;酯类:甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯及乳酸乙酯等;含氮化合物:硝基甲烷、乙腈、N-甲基吡咯烷酮及N,N-二甲基甲酰胺等;二醇类:甲基二醇及甲基二醇乙酸酯等;醚类:四氢呋喃、1,4-二噁烷、二氧戊环及二异丙醚等;卤代烃:二氯甲烷、氯仿及四氯乙烷等;二醇醚类:甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂及溶纤剂乙酸酯等;其他:二甲基亚砜及碳酸丙烯酯等,还可举出它们的混合物,可优选举出酯类、酮类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯及甲基乙基酮等。此外,甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及异丁醇等醇类、以及甲苯及二甲苯等芳香族烃类也能够与上述渗透性溶剂混合来使用。
如上述,在本发明的第2方式的夹层玻璃中,优选热封层与选择反射层或相位差层相邻。
在该情况下,热封层中包含的热塑性树脂优选使用上述树脂。
并且,作为热封层的涂布组合物的溶剂,优选为溶解热封层中包含的热塑性树脂的溶剂,当为聚乙烯醇丁缩醛时,可举出醇类:甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇及二丙酮醇等;芳香族烃类:甲苯及二甲苯等;二醇醚类:甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂及溶纤剂乙酸酯等;酮类:丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮及异佛尔酮等;酰胺类:N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺及N-甲基-2-吡咯烷酮等;酯类:甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯及乳酸乙酯等;醚类:四氢呋喃、1,4-二噁烷、二氧戊环、二异丙醚及乙醚等;卤代烃:二氯甲烷、氯仿及四氯乙烷等;含氮化合物:硝基甲烷、乙腈、N-甲基吡咯烷酮及N,N-二甲基甲酰胺等;二醇类:甲基二醇及甲基二醇乙酸酯等;其他:二甲基亚砜、碳酸丙烯酯及水等,或可举出它们的混合物。
为了提高热封层与选择反射层或相位差层中的任一个的密合,将制作与热封层相邻的选择反射层或相位差层中的任一个时的聚合反应率调节为70%以下,由此热封层的一部分渗入到选择反射层或相位差层中的任一个的表面,能够提高密合。聚合反应率优选为5~60%,更优选为10~40%。即,在本发明的夹层玻璃的第2方式中,可以在热封层与相位差层之间或在热封层与选择反射层之间具有混合有2个层的成分的混合层。
而且,为了提高热封层与选择反射层或相位差层中的任一个的密合,除了将制作与热封层相接的选择反射层或相位差层中的任一个时的聚合反应率调节为70%以下以外,还可以在热封层添加交联剂。作为交联剂,优选为能够以液晶组合物添加的前述交联剂。此时,还能够添加引发、促进交联的聚合引发剂。在通过紫外线照射而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而开始聚合反应的前述光聚合引发剂。
关于交联剂的添加量,若过多则与玻璃的密合降低,因此相对于热塑性树脂,优先设定在0.01~50%的范围内,更优选为0.1~30%。
在制作热封层时,通过以使热封层与选择反射层或相位差层之间也交联的方式促进反应,由此能够进一步提高密合。
当为紫外线照射时,优选将形成与热封层相接的选择反射层时的紫外线照射量设定为聚合反应率成为70%以下,在形成热封层时,再次进行紫外线照射,从而促进热封层与选择反射层之间的交联。在此,关于聚合反应率,能够利用IR吸收光谱来确定聚合性官能团的消耗比例。
[热封层的粗糙化]
在本发明中,为了提高半反射镜膜与夹层玻璃的玻璃板之间的滑动性,优选热封层的表面被粗糙化。
作为使热封层的表面粗糙化的优选方法,可举出作为形成热封层的涂布组合物的溶剂而使用适量的水。认为通过使用水,通过干燥固化热封层时的水蒸气的作用,其表面被粗糙化。关于热封层的涂布组合物中的水的优选量,相对于所有溶剂,为2~8质量%。
并且,作为使热封层的表面粗糙化的其他优选方法,可举出对热封层添加适量的无机微粒的方法,该无机微粒包含二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙等的至少1种。此时,通过所添加的无机微粒分布在热封层表面,其表面被粗糙化。
作为添加于热封层的无机微粒,优选为无机氧化物微粒,更优选为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛或氧化锆。
作为添加于热封层的无机微粒,优选为由一次粒子组成且形成由该一次粒子的凝聚而形成的二次粒子。
作为添加于热封层的无机微粒,优选含有其平均一次粒径为5~50nm而且平均二次粒径为100~500nm的无机微粒,尤其优选平均二次粒径为150~400nm。添加于热封层的无机微粒优选为二氧化硅微粒,例如能够直接或者任意地添加有机溶剂来使用市售的含二氧化硅微粒的组合物(市售的胶体二氧化硅分散液)。
热封层的涂布组合物中的无机微粒(固体成分)的优选量相对于热封层的所有固体成分,优选为1~40质量%,更优选为3~30质量%。
并且,在形成热封层时,从密合性及滑动性的观点考虑,优选残留溶剂量少。作为减少残留溶剂量的方法,优选提高干燥时的温度或者加长干燥时间。关于干燥温度,优选为使用溶剂的沸点以上且200℃以下,更优选为80~150℃。关于干燥时间,优选为0.2分钟~300分钟为止,更优选为0.5分钟~10分钟。并且,还优选在形成热封层之后在大气压环境下放置1天以上。
上述无机微粒的平均一次粒径为测定该分散液组合物中包含的无机微粒或热封层中包含的无机微粒而得的值。
测定通过透射性电子显微镜观察来进行。具体而言,对任意选择的50个一次粒子,求出与一次粒子外切的圆的直径,并将其算术平均设为平均一次粒径。将透射性电子显微镜的观察倍率设为能够判别50万倍~500万倍之间的一次粒径的任意倍率。
上述无机微粒的平均二次粒径是利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置进行圆球形拟合(折射率为1.46)来测定的值。作为测定装置,例如能够使用MicrotracBEL Corp制造的MicroTrac MT3000。
(密合增强剂)
具有多个选自由聚合性基团及能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团组成的组的基团的化合物(以下,还称为密合增强剂)具有增强热封层与透明支撑体的密合性的功能。并且,透明支撑体及热封层中的至少一个含有上述的衍生自密合增强剂的成分是本发明的优选方式之一。另外,上述衍生自密合增强剂的成分表示密合增强剂中的选自由聚合性基团及能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团组成的组的基团产生反应而得的成分。例如,通过密合增强剂包含在热封层形成用涂布液中,在所形成的热封层中包含衍生自密合增强剂的成分。
密合增强剂中,聚合性基团的定义如上述。聚合性基团的数量并无特别限制,可以是1个也可以是多个(2个以上),密合增强剂不具有能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团时,具有多个聚合性基团。
作为密合增强剂,具体而言,能够从市售的具有多个聚合性基团的单体、低聚物中选择,尤其优选具有3个以上的聚合性基团。作为这种单体或者低聚物,例如,可举出Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的U6HA(6官能聚氨酯丙烯酸酯低聚物)及NipponKayaku Co.,Ltd.制造的PET-30等。
密合增强剂具有聚合性基团时,优选适当选择上述聚合引发剂来使用。
密合增强剂中包含的能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团(之后,还称为反应性基团)表示与透明支撑体中含有的构成树脂的材料所具有的基团相互作用,从而能够化学吸附在透明支撑体中含有的树脂的基团。
作为这种反应性基团,作为一例可举出硼酸基、硼酸酯基、环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、羟基、羧基、异氰酸酯基及-SiX3(X表示卤素、烷氧基或烷基,至少一个为卤素或者烷氧基)等。其中,上述透明支撑体中含有的树脂为已部分皂化的纤维素酯树脂时,作为反应性基团,优选为所例示的基团中的能够与纤维素酯树脂中残留的羟基形成键的基团(例如,硼酸基、硼酸酯基、异氰酸酯基及-SiX3等),更优选为硼酸基、硼酸酯基或异氰酸酯基。反应性基团的数量并无特别限制,可以是1个也可以是多个(2个以上)。
作为密合增强剂,可以是仅具有多个聚合性基团的化合物或仅具有多个能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团的化合物。作为仅具有多个聚合性基团的化合物,能够使用市售的多官能单体化合物。并且,作为仅具有多个能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团的化合物,例如可举出聚异氰酸酯,作为一例,可举出TOSOH CORPORATION制造的CORONATE L。
作为密合增强剂,从透明支撑体与热封层的密合性高的角度考虑,尤其优选为在分子中具有至少1个聚合性基团且在分子中具有至少1个能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团的化合物。
并且,在透明支撑体与热封层之间形成它们的混合层时,基于密合增强剂的密合性提高作用较大,即,形成有混合层且使用密合增强剂时,具有相乘效果,从而优选。
作为密合增强剂的最优选的方式,从透明支撑体与热封层之间的密合性更优异的角度考虑,可举出由式(A)表示的化合物。
式(A)(Z)n-X-Q
式(A)中,Z表示具有聚合性基团的取代基。聚合性基团的定义如上述。作为具有该聚合性基团的取代基的具体例,优选为包含(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、乙烯酮基、乙烯基、丁二烯基、乙烯醚基、环氧乙烷基、氮丙啶基或氧杂环丁烷基等的取代基,更优选为包含(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、乙烯基、环氧乙烷基或氧杂环丁烷基的取代基,进一步优选为包含(甲基)丙烯酰基或苯乙烯基的取代基,尤其优选为包含(甲基)丙烯酰基的取代基。
其中,Z优选为具有由下述式(II)表示的基团或环氧乙烷基或者氧杂环丁烷基的取代基。
[化学式1]
Figure GDA0002400695490000311
式(II)中,R3为氢原子或甲基,优选为氢原子。
L1为单键或选自-O-、-CO-、-NH-、-CO-NH-、-COO-、-O-COO-、亚烷基、亚芳基、杂环基(杂芳基)及它们的组合的2价的连结基团,优选为单键、-CO-NH-或-COO-,最优选为单键或-CO-NH-。*表示键合位置。
式(A)中,Q为能够与透明支撑体中含有的树脂形成键的基团。该基团的定义如上述。
式(A)中,X表示n+1价的连结基团。
n表示1~4的整数,但更优选表示1。
另外,n为1时,X表示2价的连结基团,例如优选为选自-O-、-CO-、-NH-、-CO-NH-、-COO-、-O-COO-、亚烷基、亚芳基、杂芳基及它们的组合的2价的连结基团,更优选为取代或未取代的亚芳基。
X优选为-COO-亚芳基-、-亚芳基-、-CONH-亚芳基-,更优选为-COO-亚芳基-。
由式(A)表示的化合物优选包含至少1个硼原子,优选为由下述式(I)表示的化合物。
[化学式2]
Figure GDA0002400695490000312
式(I)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、取代或未取代的脂肪族烃基、芳基或杂芳基。
并且,R1与R2可以经由由亚烷基、亚芳基或它们的组合组成的连结基团彼此连结。
另外,式(I)中,Z及X1的定义如上述。
式(I)中,R1及R2所分别表示的取代或未取代的脂肪族烃基中包含取代或未取代的烷基、烯基及炔基。
作为烷基的具体例,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-甲基己基、环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-降冰片基等直链状、支链状或环状的烷基。
作为烯基的具体例,可举出乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-环戊烯基、1-环己烯基等直链状、支链状或环状的烯基。作为炔基的具体例,可举出乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基及1-辛炔基等。
作为芳基的具体例,能够举出由1个至4个苯环形成稠环的芳基、苯环与不饱和五元环形成稠环的芳基,作为具体例,可举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基及芘基等。
另外,如果可能,R1、R2及X1可以进一步被1个以上的取代基取代。取代基的种类并无特别限制,可举出日本特开2006-309120号公报的0054段中例示的取代基组Y等。
以下,示出密合增强剂的具体例,但本发明并不限定于此。
[化学式3]
Figure GDA0002400695490000331
[化学式4]
Figure GDA0002400695490000332
[化学式5]
Figure GDA0002400695490000341
(取向层)
投影图像显示用半反射镜可以包含取向层作为形成胆甾醇型液晶层或相位差层时被涂布液晶组合物的底层。
取向层能够通过如下方法设置: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利用朗缪尔-布洛杰特法(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,也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。
尤其是在包含聚合物的取向层中,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、布沿规定方向擦拭聚合物层的表面来实施。
也可以不设置取向层而在支撑体表面或对支撑体进行摩擦处理后的表面涂布液晶组合物。
在利用伪支撑体形成液晶层的情况下,取向层也可以与伪支撑体一同被剥离而不成为构成投影图像显示用半反射镜的层。
取向层的厚度优选为0.01~5.0μm,进一步优选为0.05~2.0μm。
(粘结层)
粘结层例如可以设置于胆甾醇型液晶层之间、选择反射层(胆甾醇型液晶层)与相位差层之间、选择反射层与第2相位差层之间及选择反射层与透明支撑体之间。并且,粘结层还可以设置于选择反射层与中间膜之间、相位差层(第1或第2)与中间膜之间等。
粘结层由粘结剂形成即可。
作为粘结剂,从固化方式的观点考虑,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,作为各个类型的原材料,能够使用丙烯酸酯类、氨基甲酸乙酯类、氨酯丙烯酸酯类、环氧类、环氧丙烯酸酯类、聚烯烃类、改性烯烃类、聚丙烯类、乙烯-乙烯醇类、氯乙烯类、氯丁橡胶类、氰基丙烯酸酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇缩丁醛类等化合物。从操作性、生产率的观点考虑,作为固化方式优选为光固化型,从光学上的透明性、耐热性的观点考虑,原材料优选使用丙烯酸酯类、氨酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类等。
粘结层可以是利用高透明性粘结剂转移胶带(OCA胶带)形成的层。作为高透明性粘结剂转移胶带,使用图像显示装置用的市售品、尤其是图像显示装置的图像显示部表面用的市售品即可。作为市售品的例子,可举出PANAC Co.,Ltd.制造的粘合片(PD-S1等)及NICHIEI KAKOH CO.,LTD.的MHM系列的粘合片等。
粘结层的厚度优选为0.5~10μm,更优选为1.0~5.0μm。并且,利用OCA胶带形成的粘结层的厚度可以是10μm~50μm,优选为15μm~30μm。为了减轻投影图像显示用半反射镜的颜色不均等,优先以均匀的厚度设置。
<挡风玻璃>
能够使用本发明的夹层玻璃提供具有投影图像显示功能的挡风玻璃。
在本说明书中,挡风玻璃是指汽车、电车等车辆、飞机、船、游乐设备等交通工具的一般的窗户玻璃。挡风玻璃优选为位于交通工具的行进方向的前挡风玻璃。挡风玻璃优选为车辆的前挡风玻璃。
挡风玻璃的可见光线透射率优选为70%以上,更优选超过70%,进一步优选为75%以上,尤其优选为80%以上。该可见光线透射率优选在挡风玻璃的任意位置均被满足,尤其优选投影图像显示部位满足上述可见光线透射率。
如上述,本发明的夹层玻璃(投影图像显示用半反射镜膜)在发光率高的波长区域中可见光线透射率高,因此在使用通常用于挡风玻璃的任意玻璃时,也能够设为满足上述可见光线透射率的结构。
挡风玻璃(本发明的夹层玻璃)只要是平面状即可。并且,挡风玻璃(本发明的夹层玻璃)可以成型为向所适用的交通工具的组装用,例如可以具有曲面。
挡风玻璃中,在投影图像显示部位中可以厚度均匀,也可以厚度不均匀。例如,可以如在日本特表2011-505330号公报中记载的车辆用玻璃那样具有楔形的截面形状,且投影图像显示部位的厚度不均匀,但优选在投影图像显示部位中厚度均匀。
[投影图像显示部位]
本发明的投影图像显示用半反射镜膜及本发明的夹层玻璃的第2方式中的半反射镜膜设置于挡风玻璃的投影图像显示部位即可。以下,将本发明的投影图像显示用半反射镜膜及本发明的夹层玻璃的第2方式中的半反射镜膜还统称为半反射镜膜。
能够通过将半反射镜膜设置于挡风玻璃的玻璃板的外表面或挡风玻璃(夹层玻璃)中的2片玻璃板之间来形成投影图像显示部位。将半反射镜膜设置于挡风玻璃的玻璃板的外表面时,半反射镜膜可以设置于从玻璃板观察时的视觉辨认侧,也可以设置于其相反侧,但优选设置于视觉辨认侧。半反射镜膜更优选设置于2片玻璃板之间。这是因为耐刮擦性比玻璃板低的半反射镜膜可得到保护。
在本说明书中,投影图像显示部位是能够用反射光显示投影图像的部位,只要是能够以可视的方式显示从投影仪等投影的投影图像的部位即可。
投影图像显示部位作为平视显示器系统的组合器发挥功能。在平视显示器系统中,组合器是指能够以可视的方式显示从投影仪投影的图像,并且从显示有图像的相同的面侧观察组合器时,能够同时观察位于相反的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界光和影像光的光路组合器的功能。
投影图像显示部位(迭像镜)可以存在于挡风玻璃的整面,或也可以相对于挡风玻璃的整个面积存在于一部分。当为一部分时,投影图像显示部位可以设置于挡风玻璃的任意位置,但是在用作平视显示器系统时,优选设置成在观察者(例如,驾驶员)容易辨识的位置显示虚像。例如,根据所适用的交通工具的驾驶座的位置与设置投影仪的位置之间的关系确定设置投影图像显示部位的位置即可。
投影图像显示部位可以是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。
[夹层玻璃的玻璃板]
在本说明书中,挡风玻璃中,将视觉辨认侧的玻璃板称为第1玻璃板,将位于离视觉辨认侧远的位置的玻璃板称为第2玻璃板。
作为玻璃板,能够使用通常用于挡风玻璃的玻璃板。例如,可以使用隔热性高的绿色玻璃等可见光线透射率为73%、76%等,80%以下的玻璃板。即使在使用这种可见光线透射率低的玻璃板时,通过使用本发明中使用的投影图像显示用半反射镜,也能够制作在投影图像显示部位也具有70%以上的可见光线透射率的挡风玻璃。
本发明的夹层玻璃中优选2片玻璃板具有弯曲面,尤其优选半反射镜膜侧的玻璃板的半反射镜膜侧的面为凹型的弯曲面,如作为本发明的夹层玻璃的第2方式之一的图3所示,优选在该弯曲面隔着热封层密合半反射镜膜。
本发明的夹层玻璃优选用作挡风玻璃。
关于玻璃板的厚度,并无特别限制,0.5~5.0mm左右即可,优选为1.0~3.0mm,更优选为2.0~2.3mm。
第1玻璃板及第2玻璃板的材料或厚度可以相同也可以不同。
(中间膜)
中间膜可以使用在公知的夹层玻璃中使用的公知的任意中间膜。例如,能够使用包含选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物以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的主要成分。另外,主要成分是指占中间膜的50质量%以上的比例的成分。
上述树脂中,优选为聚乙烯醇缩丁醛或乙烯醋酸乙烯酯共聚物,更优选聚乙烯醇缩丁醛。树脂优选为合成树脂。
聚乙烯醇缩丁醛能够通过利用丁醛使聚乙烯醇缩醛化而获得。聚乙烯醇缩丁醛的缩醛化度的优选的下限为40%,优选的上限为85%,更优选的下限为60%,更优选的上限为75%。
聚乙烯醇通常通过使聚乙酸乙烯酯皂化来获得,通常使用皂化度为80~99.8摩尔%的聚乙烯醇。
并且,聚乙烯醇的聚合度的优选的下限为200,优选的上限为3000。若聚乙烯醇的聚合度为200以上,则所获得的夹层玻璃的耐贯穿性不易下降,若为3000以下,则树脂膜的成型性良好,而且树脂膜的刚性不会变得过大,加工性良好。更优选的下限为500,更优选的上限为2000。
作为本发明的优选方式,以透明支撑体的所有端部及选择反射层的所有端部成为比中间膜的端部向内侧靠5mm以上的方式配置半反射镜膜和中间膜,之后,一边加热透明支撑体一边密合2片玻璃板、半反射镜膜及中间膜。通过端部成为比中间膜的端部更靠内侧,端部被中间膜密封,抑制空气从侧面侵入,因此不会产生褶皱。
优选透明支撑体的所有端部及选择反射层的所有端部比中间膜的端部靠内侧10mm以上,尤其优选靠内侧15mm以上。
(包含半反射镜膜的中间膜)
包含半反射镜膜的夹层玻璃用层叠中间膜能够将半反射镜膜贴合在中间膜的表面来形成。或者,还能够将半反射镜膜夹在2张中间膜来形成。2张中间膜可以相同也可以不同,但优选相同。
为了贴合半反射镜膜与中间膜,能够使用公知的贴合方法,但是优选使用层压处理。在以层叠体与中间膜在加工之后不剥离的方式实施层压处理的情况下,优选在某种程度的加热以及加压条件下实施。
为了稳定地进行层压,优选中间膜的粘接侧的膜面温度为50~130℃,更优选为70~100℃。
在层压时,优选进行加压。加压条件优选为小于2.0kg/cm2(小于196kPa),更优选在0.5~1.8kg/cm2(49~176kPa)的范围,进一步优选在0.5~1.5kg/cm2(49~147kPa)的范围。
[相对于选择反射层位于视觉辨认侧的层]
通常,在投影图像显示用部件中,由于基于来自反射投影光的层的反射光的像和基于来自从投影图像显示用部件的光入射侧观察时的近前方的面或里侧面的反射光的像重叠,产生重影(或多重像)的问题。
在本发明的夹层玻璃中,透射选择反射层的光成为与选择反射层所反射的圆偏振光相反的旋向的圆偏振光或成为与选择反射层所反射的直线偏振光正交的方向的偏振光,位于比选择反射层更靠里侧面侧的层具有低双折射性时,来自里侧面的反射光的大部分通常会成为被上述选择反射层反射的偏振光,因此不易产生明显的重影。尤其通过将偏振光用作投影光,能够构成为投影光的大部分被选择反射层反射。
另一方面,来自近前侧的面的反射光有可能产生明显的重影。尤其,若从选择反射层的重心至从夹层玻璃的光入射侧观察时的近前侧的面为止的距离为恒定值以上,则重影有可能变得明显。具体而言,在本发明的夹层玻璃的结构中,若位于比选择反射层更靠第1相位差层侧的层的厚度的总计(不包含选择反射层的厚度),即,从选择反射层的视觉辨认侧的面至夹层玻璃(挡风玻璃)的视觉辨认侧的面为止的距离成为0.5mm以上,则重影有可能变得明显,若为1mm以上,则有可能变得更明显,若为1.5mm以上,则有可能变得更明显,若为2.0mm以上,则有可能变得特别明显。作为位于比选择反射层更靠视觉辨认侧的层,除了第1相位差层以外,还可举出支撑体、中间膜片、第2玻璃板等。
但是,本发明的夹层玻璃在如后述那样利用p偏振光的投影图像显示中,在位于比选择反射层更靠视觉辨认侧的层的厚度的总计如上述那样的情况下,也能够没有明显的重影而识别投影图像。
<平视显示器系统(图像显示系统)>
本发明的夹层玻璃能够用作平视显示器系统(图像显示系统)的构成部件。作为一例,本发明的夹层玻璃能够用作在车辆等中构成平视显示器系统的挡风玻璃。平视显示器系统优选包含投影仪。
图7中,概念性地示出将本发明的夹层玻璃用作挡风玻璃的平视显示器系统的一例。图7所示的例为将图2所示的本发明的夹层玻璃的第1方式用作夹层玻璃的例,投影仪100从第1玻璃6侧向挡风玻璃(夹层玻璃)投影图像,使用者从第1玻璃6侧视觉辨认图像。
另外,图7所示的例中将图2所示的本发明的夹层玻璃的第1方式用作夹层玻璃,但在将图3~图6所示的本发明的夹层玻璃的第2方式用作夹层玻璃的情况下,也同样能够构成平视显示器系统。在使用图3~图6所示的本发明的夹层玻璃的第2方式的情况下,作为一例,同样从第1玻璃6侧投影图像,并从第1玻璃6侧视觉辨认图像。
[投影仪]
在本说明书中,“投影仪”是“将光或图像进行投影的装置”,包含“将描绘出的图像进行投射的装置”。在本发明中使用的平视显示器系统中,投影仪配置成能够以上述的倾斜入射角度入射于挡风玻璃中的投影图像显示用半反射镜即可。在平视显示器系统中,投影仪包含描绘设备,优选通过组合器将描绘到小型的中间像屏幕的图像(实像)作为虚像反射显示。
(描绘设备)
描绘设备可以是其本身显示图像的设备,也可以是发出能够描绘图像的光的设备。描绘设备中,来自光源的光通过光调制器、激光亮度调制机构或用于描绘的光偏向机构等描绘方式进行调节即可。在本说明书中,描绘设备是指包含光源,而且根据描绘方式包含光调制器、激光亮度调制机构或用于描绘的光偏向机构等的设备。
(光源)
光源并无特别限定,能够使用包含LED(Light Emitting Diode,发光二极管)、有机电致发光二极管(OLED(Organic Light Emitting Diode))、放电管及激光光源等。这些中,优选为LED及放电管。这是因为适于射出直线偏振光的描绘设备的光源。这些中,尤其优选为LED。
这是因为LED的发光波长在可见光区域中并不连续,因此适于与使用如后述那样在特定波长区域中示出选择反射的胆甾醇型液晶层的组合器的组合。
(描绘方式)
作为描绘方式,能够根据所使用的光源及用途等进行选择,并无特别限定。
作为描绘方式的例子,可举出荧光显示管、利用液晶的LCD(液晶显示器,LiquidCrystal Display)方式及LCOS(硅基液晶,Liquid Crystal on Silic on)方式、DLP(数字光处理,Digital Light Processing)方式、利用激光的扫描方式等。描绘方式可以是利用与光源成为一体的荧光显示管的方式。作为描绘方式,优选为LCD。
在LCD方式及LCOS方式中,各颜色的光通过光调制器调制、组合,从投影透镜射出光。
DLP方式是利用DMD(数字显微装置,Digital Micromirror Device)的显示系统,配置数个像素量的微镜来描绘,并从投影透镜射出光。
扫描方式是使光线屏幕上扫描,利用眼睛的残影进行造影的方式,例如,能够参考日本特开平7-270711号公报、以及日本特开2013-228674号公报等的记载。在利用激光的扫描方式中,亮度被调制的各颜色(例如,红色光、绿色光、蓝色光)的激光束通过合波光学系统或聚光透镜等而集束为1条光线,通过光偏向机构扫描光线并描绘于后述的中间像屏幕即可。
在扫描方式中,各颜色(例如,红色光、绿色光、蓝色光)的激光束的亮度调制可以作为光源的强度变化来直接进行,也可以通过外部调制器进行。
作为光偏向机构,可举出加尔瓦诺镜、加尔瓦诺镜与多面镜的组合、或MEMS(MicroElectro Mechanical Systems,微机电系统),其中,优选为MEMS。作为扫描方法,可举出随机扫描方式及光栅扫描方式等,优选利用光栅扫描方式。在光栅扫描方式中,例如能够在水平方向上以谐振频率且在垂直方向上以锯齿波驱动激光束。扫描方式不需要投影透镜,因此能够轻松地实现装置的小型化。
来自描绘设备的射出光可以是直线偏振光,也可以是自然光(非偏振光)。
来自在本发明中使用的平视显示器系统中包含的描绘设备的射出光优选为直线偏振光。利用描绘方式为LCD或LCOS的描绘设备及利用激光光源的描绘设备中,本质上其射出光成为直线偏振光。当为射出光为直线偏振光的描绘设备且射出光包含多个波长(颜色)的光的设备时,多个光的偏振光的偏振方向(透射轴方向)优选相同或相互正交。关于市售的描绘设备,已知有射出光在红、绿、蓝光的波长区域中的偏振方向并不均匀的描绘设备(参考日本特开2000-221449号公报)。具体而言,已知有绿色光的偏振方向与红色光的偏振方向及蓝色光的偏振方向正交的例子。
(中间像屏幕)
如上述,描绘设备可以是使用中间像屏幕的设备。在本说明书中,“中间像屏幕”是被描绘图像的屏幕。即,在从描绘设备射出的光尚无法识别为图像的情况等中,通过该光,描绘设备在中间像屏幕形成能够识别的图像。
中间像屏幕中描绘的图像可以通过透射中间像屏幕的光投影于组合器,也可以在中间像屏幕反射而投影于组合器。
作为中间像屏幕的例子,可举出散射膜、微透镜阵列、后投影用的屏幕等。作为中间像屏幕利用塑料材料的情况等中,若中间像屏幕具有双折射性,则入射于中间像屏幕的偏振光的偏振面及光强度被扰乱,其结果,在组合器中,变得易产生颜色不均等,但通过使用具有规定的相位差的相位差层,能够减少该颜色不均的问题。
作为中间像屏幕,优选为具有扩散入射光线来使其透射的功能的中间像屏幕。这是因为能够放大显示投影图像。作为这种中间像屏幕,例如可举出由微透镜阵列构成的屏幕。关于在平视显示器中使用的微透镜阵列,例如日本特开2012-226303号公报、日本特开2010-145745号公报及日本特表2007-523369号公报等中有记载。
投影仪也可以包含调节利用描绘设备形成的投影光的光路的反射镜等。
关于将挡风玻璃用作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10-096874号公报、日本特开2003-098470号公报、美国专利第5013134号说明书、以及日本特表2006-512622号公报等。
本发明的夹层玻璃在构成平视显示器系统的挡风玻璃中尤其有用,该平视显示器系统与将发光波长在可见光区域中并不连续的激光、LED及OLED等用于光源的投影仪进行组合来使用。这是因为,能够对应各发光波长而调节胆甾醇型液晶层的选择反射中心波长。并且,还能够用于LCD(液晶显示装置)等显示光偏振的显示器的投影。
[投影光(入射光)]
通过从p直线偏振光光源向本发明的夹层玻璃投影图像,可获得视觉辨认者能够视觉辨认反射图像的本发明的图像显示系统。例如,将本发明的夹层玻璃用于挡风玻璃来构成平视显示器系统时,通过从p直线偏振光光源向挡风玻璃投影图像,可获得视觉辨认者能够视觉辨认反射图像的本发明的图像显示系统。
使p直线偏振光入射的方向为内置于夹层玻璃的半反射镜膜作为直线偏振光的反射起偏器而发挥作用的方向,半反射镜膜具有选择反射层和相位差层时,将光源配置成从相位差层侧入射p直线偏振光。
优选使入射光相对于投影图像显示用半反射镜的法线以45°~70°的倾斜入射角度入射。折射率为1.51左右的玻璃与折射率为1的空气之间的界面的布儒斯特角约为56°,通过使p偏振光以上述角度的范围入射,能够实现如下图像显示,即,用于显示投影图像的入射光相对于选择反射层,来自视觉辨认侧的挡风玻璃表面的反射光少,且重影的影响小。上述角度优选为50°~65°。此时,只要是能够在投影光的入射侧相对于选择反射层的法线,在入射光的相反侧以45°~70°、优选以50°~65°的角度进行投影图像的观察的结构即可。
将本发明的夹层玻璃用于挡风玻璃时,入射光可以从挡风玻璃的上下左右等任一方向入射,只要与视觉辨认方向相对应而确定即可。例如,优选为从使用时的下方向以如上述的倾斜入射角度入射的结构。
并且,更优选挡风玻璃中的相位差层的慢轴相对于入射p偏振光的振动方向(入射光的入射面),根据相位差层的面内相位差,呈30°~85°或120°~175°的角度。
如上述,平视显示器(本发明的图像显示系统)中的显示投影图像时的投影光优选为在与入射面平行的方向上振动的p偏振光。投影仪的射出光不是直线偏振光时,可以通过将直线偏振膜配置在投影仪的射出光侧来设为p偏振光,也可以在从投影仪到挡风玻璃的光路中成为p偏振光。如上述,关于射出光在红、绿、蓝光的波长区域中的偏振方向并不均匀的投影仪,优选以选择波长的方式调节偏振方向,并在所有颜色的波长区域中作为p偏振光来入射。
平视显示器系统可以是将虚像成像位置设为可变的投影系统。关于这种投影系统,例如在日本特开2009-150947号公报中有记载。通过将虚像成像位置设为可变,驾驶员能够更舒适且高便利性地识别虚像。虚像成像位置为能够从车辆的驾驶员识别虚像的位置,例如,通常从驾驶员侧观察时,在挡风玻璃的前方远离1000mm以上的位置。
其中,如上述日本特表2011-505330号公报中记载的玻璃,若玻璃在投影图像显示部位中不均匀(楔形),则在改变虚像成像位置时,还需要变更该楔形的角度。因此,例如,如日本特开2017-015902号公报中记载,需要通过局部地改变楔形的角度来改变投影位置,从而模拟地应对虚像成像位置变化等。
将本发明的夹层玻璃用作挡风玻璃且如上述那样利用p偏振光构建的平视显示器系统中,无需利用楔形的玻璃,能够在投影图像显示部位中使玻璃的厚度均匀,因此能够较好地采用将上述虚像成像位置设为可变的投影系统。
实施例
以下,列举实施例及参考例对本发明进行进一步具体说明。只要不脱离本发明的宗旨,则以下实施例、比较例、制作例中示出的材料、试剂、物质量及其比例、操作等能够进行适当的变更。因此,本发明的范围并不限定于以下实施例及参考例。
<涂布液的制备>
(胆甾醇型液晶层形成用涂布液)
混合下述成分来制备了下述组成的胆甾醇型液晶层形成用涂布液B、G及R。
----------------------------------
涂布液B的组成
----------------------------------
·化合物180质量份
·化合物220质量份
·氟系化合物10.02质量份
·氟系化合物30.01质量份
·右旋性手性试剂LC756(BASF公司制造)
根据目标反射波长进行调节
·聚合引发剂IRGACURE OXE01(BASF公司制造)0.75质量份
·溶剂(乙酸甲酯)溶解物浓度成为20质量%的量
----------------------------------
----------------------------------
涂布液G、R的组成
----------------------------------
·混合物1100质量份
·氟系化合物10.05质量份
·氟系化合物20.04质量份
·右旋性手性试剂LC756(BASF公司制造)
根据目标反射波长进行调节
·聚合引发剂IRGACURE OXE01(BASF公司制造)
1.0质量份
·溶剂(甲基乙基酮)溶解物浓度成为25质量%的量
----------------------------------
·混合物1
[化学式6]
Figure GDA0002400695490000461
[化学式7]
Figure GDA0002400695490000462
[化学式8]
Figure GDA0002400695490000463
[化学式9]
Figure GDA0002400695490000464
[化学式10]
Figure GDA0002400695490000471
[化学式11]
Figure GDA0002400695490000472
调节上述涂布液组成的手性试剂LC-756的配方量来制备了涂布液B、G及R。使用各涂布液,以与制作以下功能层时相同的方法,在剥离性支撑体上制作单层的胆甾醇型液晶层,并确认了反射特性,其结果,所制作的胆甾醇型液晶层全部为右圆偏振光反射层,中心反射波长如下述表1。
[表1]
涂布液 中心反射波长
涂布液B 515nm
涂布液G 685nm
涂布液R 775nm
(相位差层形成用涂布液)
混合下述成分来制备了下述组成的相位差层形成用涂布液。
----------------------------------
相位差层形成用涂布液的组成
----------------------------------
·混合物1100质量份
·氟系化合物10.05质量份
·氟系化合物20.01质量份
·聚合引发剂IRGACURE OXE01(BASF公司制造)
0.75质量份
·溶剂(甲基乙基酮)溶解物浓度成为25质量%的量
----------------------------------
<纤维素酰化物薄膜的皂化>
使利用与国际公开第2014/112575号的实施例20相同的制作方法获得的40μm纤维素酰化物薄膜通过温度60℃的介电加热辊,将薄膜表面温度升温至40℃之后,利用棒涂布机以涂布量14mL/m2,在薄膜的单面涂布下述中示出的组成的碱溶液,并使其在加热至110℃的蒸汽型远红外加热器(NoritakeCompany,Limited制造)的下方滞留10秒钟。
接着,同样利用棒涂布机涂布了3mL/m2的纯水。
接着,在反复进行3次基于喷注式涂布机的水洗和基于气刀的脱水之后,使其在70℃的干燥区滞留5秒钟来进行干燥,由此制作了已皂化处理的纤维素酰化物薄膜1。
用AxoScan测定了纤维素酰化物薄膜1的面内相位差,其结果,为1nm。
----------------------------------
碱溶液的组成
----------------------------------
·氢氧化钾4.7质量份
·水15.7质量份
·异丙醇64.8质量份
·表面活性剂(C16H33O(CH2CH2O)10H)1.0质量份
·丙二醇14.9质量份
----------------------------------
<取向膜的形成>
利用线棒涂布机以24mL/m2在上述中获得的已皂化处理的纤维素酰化物薄膜1(透明支撑体)的皂化处理面涂布下述中示出的组成的取向膜形成用涂布液,并用100℃的暖风进行了120秒的干燥。
----------------------------------
取向膜形成用涂布液的组成
----------------------------------
·下述中示出的改性聚乙烯醇28质量份
·柠檬酸酯(AS3、Sankyo Kagaku Yakuhin Co.,Ltd.制造)1.2质量份
·光聚合引发剂(Irgacure 2959、BASF公司制造)0.84质量份
·戊二醛2.8质量份
·水699质量份
·甲醇226质量份
----------------------------------
(改性聚乙烯醇)
[化学式12]
Figure GDA0002400695490000491
<胆甾醇型液晶层层叠体的制作>
对上述制作的取向膜,沿以短边方向为基准向逆时针方向旋转31.5°的方向,实施了摩擦处理(人造纤维布、压力:0.1kgf(0.98N)、转速:1000rpm、传送速度:10m/min、次数:往返1次)。
利用线棒在纤维素酰化物薄膜1的已摩擦的表面涂布相位差层形成用涂布液之后,使其干燥,并在55℃下进行1分钟的加热处理,放置在50℃的热板上,通过Fusion UVSystems Ltd.制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定液晶相来获得了厚度1.9μm的相位差层。此时,利用Ax oScan测定了相位差层的延迟和慢轴角度,其结果,延迟为349nm,慢轴角度相对于所完成的夹层玻璃的铅垂上方向(短边方向),为+58.5°。
利用线棒在所获得的相位差层的表面涂布涂布液B之后,使其干燥,并在85℃下进行1分钟的加热处理,放置在80℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度2.3μm的胆甾醇型液晶层。
利用线棒在所获得的胆甾醇型液晶层的表面进一步涂布涂布液G之后,使其干燥,并在70℃下进行1分钟的加热处理,放置在75℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度0.7μm的胆甾醇型液晶层。
利用线棒在所获得的胆甾醇型液晶层的表面进一步涂布涂布液R之后,使其干燥,并在70℃下进行1分钟的加热处理,放置在75℃的热板上,利用Her aeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度2.8μm的胆甾醇型液晶层。
如此获得了具有由相位差层及3层胆甾醇型液晶层组成的功能层的胆甾醇型液晶层层叠体A(半反射镜膜)。利用分光光度计(JASCO Corporation制造、V-670)测定了层叠体A的透射光谱,其结果,获得了在515nm、685nm、775nm具有选择反射中心波长的透射光谱。
作为透明支撑体使用了Toyobo Co.,Ltd.制造的PET薄膜(Cosmo Shine A4100、厚度:100μm),除此以外,通过相同的步骤制作了胆甾醇型液晶层层叠体B。用作透明支撑体的PET薄膜中,在其中一个面设置有底涂层,在另一面不设置底涂层而成为实施了摩擦处理的面。在该PET薄膜的摩擦处理面层叠相位差层、胆甾醇型液晶层,从而获得了胆甾醇型液晶层层叠体B。
利用AxoScan测定了PET薄膜的550nm中的面内相位差,其结果,超过了1000nm。
<热封层的制作1>
(热封层形成用涂布液1)
混合下述成分来制备了下述表2的组成的热封层形成用涂布液1~18。
Figure GDA0002400695490000511
<二氧化硅粒子分散液的制备>
作为在本发明中优选用作热封层的无机微粒,将AEROSIL RX300(NIPPON AEROSILCO.,LTD.制造)以固体成分浓度成为5质量%的方式添加到MiBK(甲基异丁基酮)中,利用磁力搅拌器搅拌了30分钟。之后,利用超声波分散机(SMT Corporation制造、UltrasonicHomogenizer UH-600S)进行10分钟的超声波分散,从而制作了二氧化硅粒子分散液。
作为平均二次粒径测定用,从所获得的分散液采集一部分,利用MicrotracMT3000(MicrotracBEL Corp.制造)测定了分散液中的二氧化硅粒子的平均二次粒径,其结果,为190nm。
MEK-ST L(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES.LTD.制造)使用了市售的MEK分散液(固体成分浓度30质量%)。
表中,无机微粒的添加量记载了分散液的添加量。
<热封层叠体的制作1>
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体A的背面(未涂布胆甾醇型液晶的面侧)涂布热封层形成用涂布液1~18之后,使其干燥,并在50℃下进行了1分钟的加热处理,从而获得了厚度0.5μm的热封层1~18。如此获得了在透明支撑体的一面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)且在透明支撑体的另一面具有热封层1~18的热封层叠体Ah1~18。
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体B的背面(未涂布胆甾醇型液晶且具有PET薄膜的底涂层的面侧)涂布热封层形成用涂布液4之后,使其干燥,并在50℃下进行了1分钟的加热处理,从而获得了厚度0.5μm的热封层18。如此获得了在表面具有由相位差层及3层胆甾醇型液晶层组成的功能层且在背面具有热封层18的热封层叠体Ah19。
<夹层玻璃的制作>
在纵260mm×横330mm厚度2mm且向上凸出的曲面玻璃板上,以使热封层侧朝下的方式将纵220mm×横290mm的热封层叠体Ah1~19配置于玻璃板的中央部。由此,形成了依次具有第1玻璃板、热封层、透明支撑体、相位差层及选择反射层(胆甾醇型液晶层)的层叠体。
在该层叠体上配置纵260mm×横330mm厚度0.38mm的SEKISUI CHEMI CAL CO.,LTD制造的PVB薄膜(中间膜),进一步在其上配置了纵260mm×横330mm厚度2mm的向上凸出的曲面玻璃板(第2玻璃板)。将其在90℃、10kPa(0.1气压)下保持1小时之后,利用高压釜(KURIHARA company制造)在140℃、1.3Mpa(13气压)下加热20分钟来去除气泡,从而获得了夹层玻璃A~S。该夹层玻璃A~S具有与图2所示的夹层玻璃相同的层结构。
(储能模量的测定)
将用作透明支撑体的纤维素酰化物薄膜1、用作透明支撑体的Toyobo Co.,Ltd.制造的PET薄膜(Cosmo Shine A4100、厚度:100μm)的试样5mm×30mm在25℃、相对湿度60%下进行2小时以上的调湿之后,利用动态粘弹性测定装置(IT Keisoku Seigyo Co.,Ltd.制造、Vibron:DVA-225),在夹钳间距离20mm、升温速度2℃/分钟、测定温度范围30℃~220℃、频率1Hz下测定储能模量,并读取了各高压釜的设定温度的储能模量的值。
(在热封层与透明支撑体之间有无混合层的评价)
关于热封层叠体的热封层与透明支撑体之间有无混合层,利用SEM观察热封层叠体的剖面,评价有无混合层,表中标记为有无混合层。
(热封层与透明支撑体的密合性的评价)
关于热封层叠体的热封层与透明支撑体的密合性,实施JISK5600-5-6中规定的交叉划格法试验,并以下述基准评价了此时自透明支撑体的剥离性。
热封层剥落的面积越少,越不存在夹层玻璃制作作业中的热封层的剥落,能够抑制产生微小褶皱。并且,热封层剥落的部分越少,夹层玻璃的强度越强,可承受冲击试验。
A:热封层剥落的面积为20%以下。
B:热封层剥落的面积超过20且60%以下。
C:热封层剥落的面积超过60%。
(热封层对玻璃的粘贴性的评价(贴付性))
对各层叠体,以下述基准评价了贴合液晶层涂布面的相反面的表面和玻璃时的粘贴性。粘贴感越消失,滑动性越提高,夹层玻璃加工时的层叠体的操作性得到提高,具有不易产生褶皱的效果。
A:完全没有粘贴感。
B:几乎没有粘贴感。
C:粘贴感较强。
(褶皱的评价)
通过肉眼观察并以下述基准评价了在夹层玻璃加工之后在层叠体是否产生了微细的褶皱状不均匀。
A:完全没有产生微细的褶皱。
B:没有微细的褶皱但可见轻微的凹凸。
C:产生了微细的褶皱。
(图像可见性的评价)
关于图像可见性,如图7所示,将p偏振光照射于夹层玻璃的凹面来投影影像,并以下述基准评价了所产生的虚像的畸变、颜色不均匀的有无作为图像可见性。
A:无畸变、颜色不均匀。
C:有畸变、颜色不均匀。
(夹层玻璃的雾度的评价)
关于各夹层玻璃的雾度,利用雾度计(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.制造、雾度计NDH2000)测定了各夹层玻璃的雾度。评价结果设为下述基准。
A:0.5以下
B:0.5以上且1.0以下
C:1.0以上
Figure GDA0002400695490000551
在该表中,Re[nm]是作为透明支撑体的纤维素酰化物薄膜及PET薄膜的面内相位差。
夹层玻璃C~E、G~I、K~M、O~Q能够不在层叠体中产生微细的褶皱状不均匀而进行夹层玻璃加工,外光反射、图像可见性也良好。尤其,夹层玻璃H、I,L、M、P、Q中热封层相对于玻璃的粘贴性良好,因此夹层玻璃加工时的操作性得到提高,褶皱进一步良好。
夹层玻璃A及B中,热封层与纤维素酰化物薄膜的密合性差,产生了微细的褶皱状不均匀。夹层玻璃S中,用作透明支撑体的PET薄膜(Toyobo Co.,Ltd.制造,Cosmo ShineA4100、厚度:100μm)的延迟大,因此外光反射中出现彩虹状的变色纹路而成为问题,而且投影图像的p偏振光紊乱,在胆甾醇型液晶层中无法高效地反射光,因此视觉辨认虚像的色调发生变化,像的亮度下降。
另外,夹层玻璃S(参考例19)不具有混合层,但使用具有底涂层作为透明支撑体的PET薄膜,在具有底涂层的面形成了热封层,因此即使不具有混合层,也在底涂层与热封层之间获得了高密合性。
<胆甾醇型液晶层层叠体的制作2>
对在纤维素酰化物薄膜1上制作的取向膜,沿以短边方向为基准向逆时针方向旋转31.5°的方向,实施了摩擦处理(人造纤维布、压力:0.1kgf(0.98N)、转速:1000rpm、传送速度:10m/min、次数:往返1次)。
利用线棒在已摩擦的表面涂布相位差层形成用涂布液之后,使其干燥,并在55℃下进行1分钟的加热处理,放置在50℃的热板上,通过Fusion UV Systems Ltd.制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定液晶相来获得了厚度1.9μm的相位差层。此时,利用AxoScan(Axometrics Inc.制造)测定了相位差层的延迟和慢轴角度,其结果,延迟为349nm,慢轴角度相对于所完成的夹层玻璃的铅垂上方向(短边方向),为+58.5°。
利用线棒在所获得的相位差层的表面涂布涂布液B之后,使其干燥,并在85℃下进行1分钟的加热处理,放置在80℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度2.3μm的胆甾醇型液晶层。
利用线棒在所获得的胆甾醇型液晶层的表面进一步涂布涂布液G之后,使其干燥,并在70℃下进行1分钟的加热处理,放置在75℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度0.7μm的胆甾醇型液晶层。
利用线棒在所获得的胆甾醇型液晶层的表面进一步涂布涂布液R之后,使其干燥,并在70℃下进行1分钟的加热处理,放置在75℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射1秒钟的紫外线,固定胆甾醇型液晶相来获得了厚度2.8μm的胆甾醇型液晶层。
如此获得了具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)的胆甾醇型液晶层层叠体C(半反射镜膜)。
利用分光光度计(JASCO Corporation制造、V-670)测定了层叠体C的透射光谱,其结果,获得了在515nm、685nm、775nm具有选择反射中心波长的透射光谱。
<热封层的制作1>
(热封层形成用涂布液1)
混合下述成分来制备了下述表4的组成的热封层形成用涂布液19、20。
[表4]
Figure GDA0002400695490000571
<热封层叠体的制作2>
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体A的未形成胆甾醇型液晶层的面涂布热封层形成用涂布液8、19之后,使其干燥,并在120℃下进行了5分钟的加热处理,从而获得了厚度0.5μm的热封层。如此获得了在透明支撑体的一个表面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)且在透明支撑体的另一个表面具有热封层的热封层叠体Bh1、2。
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体C的胆甾醇型液晶层涂布热封层形成用涂布液19之后,使其干燥,并在120℃下进行5分钟的加热处理,从而获得了厚度0.5μm的热封层。如此获得了在透明支撑体的表面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)以及热封层的热封层叠体Bh3。
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体C的胆甾醇型液晶层涂布热封层形成用涂布液20之后,使其干燥,并在120℃下进行5分钟的加热处理之后,放置在75℃的热板上,利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射6秒钟的紫外线,从而获得了厚度0.5μm的热封层。如此获得了在透明支撑体的表面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)以及热封层的热封层叠体Bh4。
<夹层玻璃的制作>
利用纵260mm×横330mm厚度2mm的向上凸出的曲面玻璃板、纵260mm×横330mm厚度0.38mm的SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD制造的PVB薄膜(中间膜)及纵220mm×横290mm的热封层叠体Bh1~4制作了夹层玻璃。
首先,制作了夹层玻璃2A及2B。
以使热封层侧朝下的方式将热封层叠体Bh1、2配置于曲面玻璃板(第1玻璃板)的中央部,并在其上配置了中间膜。在这种层叠体上配置了纵260mm×横330mm厚度2mm的凸出的曲面玻璃板(第2玻璃板)。
将其在90℃、10kPa(0.1气压)下保持1小时之后,利用高压釜(KURIHARA company制造)在140℃、1.3Mpa(13气压)下加热20分钟来去除气泡,从而获得了夹层玻璃2A及2B。
它们均为依次层得第1玻璃板、热封层、透明支撑体、相位差层、选择反射层(胆甾醇型液晶层)、中间膜及第2玻璃板而成的夹层玻璃,具有与图2所示的夹层玻璃相同的层结构。但是,在夹层玻璃2B(热封层叠体Bh2)中并未形成混合层。
接着,制作了夹层玻璃2C及2D。
在曲面玻璃板(第1玻璃板)的中央部配置中间膜,并在其上配置了使热封层侧朝上的热封层叠体Bh3、4。之后,以与夹层玻璃2A的情况相同的方法贴合第2玻璃板,从而获得了夹层玻璃2C及2D。
它们均为依次层叠第1玻璃板、中间膜、透明支撑体、相位差层、选择反射层(胆甾醇型液晶层)、热封层及第2玻璃板的而成的夹层玻璃,具有与图3所示的夹层玻璃相同的层结构。
对所制作的热封层叠体及夹层玻璃进行了与之前相同的评价。
另外,进行热封层叠体的密合性评价时,对于实施例B1及B2(夹层玻璃2A及2B),评价了热封层叠体的热封层与透明支撑体的密合性,对于实施例B3及B4(夹层玻璃2C及2D),评价了热封层叠体的热封层与选择反射层(胆甾醇型液晶层)的密合性。
Figure GDA0002400695490000601
夹层玻璃2A~2D能够不在层叠体中产生微细的褶皱状不均匀而进行夹层玻璃加工,外光反射、图像可见性也良好。尤其,夹层玻璃2C及2D中热封层相对于玻璃的粘贴性良好,因此夹层玻璃加工时的操作性得到提高,褶皱进一步良好。
并且,夹层玻璃2D通过密合增强剂的作用获得了良好的密合性结果。
<热封层的制作2>
(热封层形成用涂布液2)
混合下述成分来制备了下述表6的组成的热封层形成用涂布液21~25。
Figure GDA0002400695490000621
密合增强剂1(具有聚合性基团和硼酸基的化合物)
[化学式13]
Figure GDA0002400695490000631
密合增强剂2(TOSOH CORPORATION制造,CORONATE L:在1个分子中具有3个异氰酸酯基的化合物)
密合增强剂3(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造,PET-30:在1个分子中具有3~4个聚合性基团的化合物)
<热封层叠体的制作3>
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体A的背面(未涂布胆甾醇型液晶的面侧)涂布热封层形成用涂布液21~25之后,使其干燥,并在50℃下进行了1分钟的加热处理,从而分别获得了厚度0.5μm、1.5μm的热封层。如此获得了在透明支撑体的一面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)且在透明支撑体的另一面具有热封层的热封层叠体Ch1~10。
热封层叠体Ch1~10的热封层与透明支撑体的密合性的评价全部为A。
<夹层玻璃的制作>
在纵260mm×横330mm厚度2mm且向上凸出的曲面玻璃板上,以使热封层侧朝下的方式将纵220mm×横290mm的热封层叠体Ch1~10配置于玻璃板的中央部。接着,在热封层叠体的选择反射层上配置了纵260mm×横330mm厚度0.38mm的SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD制造的PVB薄膜(中间膜)。由此,形成了依次具有第1玻璃板、热封层、透明支撑体、相位差层、选择反射层(胆甾醇型液晶层)及中间膜的层叠体。
在这种层叠体上进一步配置了纵260mm×横330mm、厚度2mm的凸出的曲面玻璃板(第2玻璃板)。将其在90℃、10kPa(0.1气压)下保持1小时之后,利用高压釜(KURIHARAcompany制造)在140℃、1.3Mpa(13气压)下加热20分钟来去除气泡,从而获得了夹层玻璃3A~3J。
对所制作的夹层玻璃进行了与之前相同的评价。
另外,该夹层玻璃3A~3J基本上具有与图2所示的夹层玻璃相同的层结构。
Figure GDA0002400695490000651
夹层玻璃3A~3J能够不在层叠体中产生微细的褶皱状不均匀而进行夹层玻璃加工,外光反射、图像可见性也良好。
<热封层的制作3>
(热封层形成用涂布液的制备)
混合下述成分来制备了下述表8的组成的热封层形成用涂布液26~29。
另外,在制备热封层形成用涂布液时,使用了下述材料。
ESREC KS-5(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD制造)
[化学式14]
Figure GDA0002400695490000661
在此,l为74±3,m为3以下,n约为25,计算分子量约为130000。
ESREC KS-10(SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD制造)
[化学式15]
Figure GDA0002400695490000662
在此,l为74±3,m为3以下,n约为25,计算分子量约为17000。
作为热封层的树脂的交联剂(环氧系添加剂),使用了Denacol EX832(NagaseChemteX Corporation制造)。
[化学式16]
Figure GDA0002400695490000663
阳离子聚合引发剂1
[化学式17]
Figure GDA0002400695490000671
Figure GDA0002400695490000681
<热封层叠体Dh1~4的制作>
利用线棒在胆甾醇型液晶层层叠体A的背面(未涂布胆甾醇型液晶的面侧)涂布热封层形成用涂布液26~29之后,使其干燥,并在50℃下进行1分钟的加热处理,从而获得了厚度0.5μm的热封层26~29。
另外,对于热封层29,进一步在氮气氛下,在室温下利用Heraeus公司制造的无电极灯“D灯泡”(60mW/cm2)照射了33秒钟的紫外线。
如此获得了在透明支撑体的一面具有相位差层及3层胆甾醇型液晶层(选择反射层)且在透明支撑体的另一面具有热封层26~29的热封层叠体Dh1~4。
<夹层玻璃的制作>
在纵260mm×横330mm厚度2mm的向上凸出的曲面玻璃板上,以使热封层侧朝下的方式将纵220mm×横290mm的热封层叠体Dh1~4配置于玻璃板的中央部。由此,形成了依次具有第1玻璃板、热封层、透明支撑体、相位差层及选择反射层(胆甾醇型液晶层)的层叠体。
在选择反射层上配置纵260mm×横330mm的SEKISUI CHEMICAL CO.,LTD制造的厚度0.38mm的PVB薄膜(中间膜),进一步在其上配置了纵260mm×横330mm厚度2mm且向上凸出的曲面玻璃板(第2玻璃板)。将其在90℃、10kPa(0.1气压)下保持1小时之后,利用高压釜(KURIHARA company制造)在140℃、1.3Mpa(13气压)下加热20分钟来去除气泡,从而获得了夹层玻璃4A~4D。
另外,该夹层玻璃4A~4D具有与图2所示的夹层玻璃相同的层结构。
对所制作的热封层叠体及夹层玻璃进行了与之前相同的评价。其结果,如下述表9所示,获得了良好的结果。
Figure GDA0002400695490000701
符号说明
1-透明支撑体,2-相位差层,3-选择反射层,4-热封层,5-中间膜,6-第1玻璃,7-第2玻璃,10-半反射镜膜,100-投影仪(p偏振光图像)。

Claims (6)

1.一种投影图像显示用半反射镜膜,其具有透明支撑体及以选择波长的方式反射光的选择反射层,所述投影图像显示用半反射镜膜中,
所述透明支撑体在波长550nm中的面内相位差的绝对值为10nm以下,
在所述透明支撑体中,在具有所述选择反射层的面的相反面侧具有热封层,所述热封层含有热塑性树脂,而且,
在所述透明支撑体与所述热封层之间,形成有所述透明支撑体的成分和所述热封层的成分混合而成的混合层。
2.根据权利要求1所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,
在所述透明支撑体与所述选择反射层之间具有相位差层,所述相位差层在波长550nm中的面内相位差为250~450nm或50~180nm。
3.根据权利要求1或2所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,
所述热封层的表面被粗糙化。
4.根据权利要求1或2所述的投影图像显示用半反射镜膜,其中,
所述透明支撑体和所述热封层中的至少一个含有衍生自如下化合物的成分,所述化合物具有多个选自由聚合性基团及能够与所述透明支撑体中含有的树脂形成键的基团组成的组中的基团。
5.一种投影图像显示用夹层玻璃,其中,
权利要求1至4中任一项所述的投影图像显示用半反射镜膜和与所述投影图像显示用半反射镜膜的所述选择反射层相邻的中间膜被2片玻璃板夹持。
6.一种图像显示系统,其中,
从p直线偏振光光源向权利要求5所述的投影图像显示用夹层玻璃投影图像。
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