CN111226158B - 抬头显示器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供经由偏光太阳镜目视确认的情况下的目视确认性优异且耐热性优异的抬头显示器装置(100)。本发明的抬头显示器装置(100)具有：显示器(10)，该显示器出射投影光；至少1个反射器(20)，该至少1个反射器反射投影光；壳体(30)，该壳体具有开口部(32)且将显示器(10)及反射器(20)容纳在内部；罩盖构件(40)，该罩盖构件覆盖开口部(32)；及带相位差层的偏振片(50)，该带相位差层的偏振片设置于罩盖构件(40)的壳体内部侧，且自罩盖构件(40)侧起依次包含相位差层(52)和起偏器(54)。相位差层(52)的面内相位差Re(550)为3000nm以上，本发明的抬头显示器装置(100)按照经由开口部(32)自壳体出射的投影光相对于前窗玻璃的反射角成为30°以下或40°以上的方式构成。

Description

抬头显示器装置
技术领域
本发明涉及抬头显示器装置。
背景技术
车辆的驾驶员通过前窗玻璃注视前方，并且一边目视仪表盘上的仪器类，一边实施驾驶。即，视线向前方和下方的仪器类移动。若可在看着前方的状态下观察仪器类，则无须移动视线，可期待驾驶性(最终是安全性)的提高。根据该见解开发出抬头显示器装置并供于实际使用。在抬头显示器装置中，为了防止垃圾等异物进入收纳光学系统的外壳内，而设置有覆盖光路的开口部的罩盖构件。进而，存在为了防止外壳内的高温化(具体而言，为了防止太阳光的入射)而在上述罩盖构件上贴合偏振片的情况(例如，专利文献1)。然而，这样的抬头显示器装置存在在驾驶员佩戴有偏光太阳镜的情况下其目视确认性显著降低(在最差的情况下会导致眩晕)的问题。此外，以往的抬头显示器装置存在耐热性不充分的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-70504号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述以往的课题而进行的，其目的在于提供经由偏光太阳镜目视确认的情况下的目视确认性优异且耐热性优异的抬头显示器装置。
用于解决课题的手段
本发明的抬头显示器装置具有：显示器，该显示器出射投影光；至少1个反射器，该至少1个反射器反射该投影光；壳体，该壳体具有开口部，且将该显示器及该反射器容纳在内部；罩盖构件，该罩盖构件覆盖该开口部；及带相位差层的偏振片，该带相位差层的偏振片设置于该罩盖构件的壳体内部侧，且自该罩盖构件侧起依次包含相位差层和起偏器。该相位差层的面内相位差Re(550)为3000nm以上，本发明的抬头显示器装置按照经由该开口部自该壳体出射的投影光相对于前窗玻璃的反射角成为30°以下或40°以上的方式构成。
在一个实施方式中，上述起偏器包含下述式(1)所表示的芳香族二重氮化合物。
在一个实施方式中，上述罩盖构件包含聚碳酸酯系树脂。
在一个实施方式中，上述罩盖构件的厚度为10μm～1000μm。
在一个实施方式中，上述起偏器的厚度为100nm～1000nm。
发明效果
根据本发明的实施方式，在抬头显示器装置中，在覆盖壳体的开口部的罩盖构件的壳体内部侧层叠包含超高相位差的相位差层的带相位差层的偏振片，且将经由该开口部自壳体出射的投影光相对于前窗玻璃的反射角设定为规定的范围，由此可实现经由偏光太阳镜目视确认的情况下的目视确认性优异且耐热性优异的抬头显示器装置。
附图说明
图1是对本发明的一个实施方式的抬头显示器装置进行说明的局部概略截面图。
图2是对本发明的另一实施方式的抬头显示器装置进行说明的局部概略截面图。
图3是对本发明的抬头显示器装置中可使用的带相位差层的偏振片的一个例子进行说明的概略截面图。
图4是对本发明的抬头显示器装置中的投影光与前窗玻璃的关系进行说明的概略图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
A.抬头显示器装置的整体构成
图1是对本发明的一个实施方式的抬头显示器装置进行说明的局部概略截面图。抬头显示器装置100具有：显示器10，该显示器出射投影光；至少1个反射器(在图示例中为1个反射器)20，该至少1个反射器反射投影光；壳体30，该壳体具有开口部32，且将显示器10及反射器20容纳在内部；罩盖构件40，该罩盖构件覆盖开口部32；及带相位差层的偏振片50，该带相位差层的偏振片设置于罩盖构件40的壳体内部侧。在图1的实施方式中设置有1个反射器20，但也可如图2所示的抬头显示器装置101那样设置两个反射器20、22。
作为显示器10，可采用任意适当的构成。作为显示器的代表例，可列举出液晶显示装置。液晶显示装置由于包含起偏器，因此自液晶显示装置出射的投影光成为直线偏振光。
作为反射器20(及在存在反射器22的情况下，作为反射器22)，可采用任意适当的构成。反射器20例如具有镜部及将该镜部保持在壳体30的规定位置的镜支架。镜部可为平面镜，也可为凹面镜。在图示例中采用凹面镜。通过使用凹面镜，可将所投影的影像放大显示。凹面镜的曲率半径可根据目的、所投影的影像的大小等而适当设定。在设置有反射器22的情况下，反射器22例如可为仅使红外线透射且反射可见光线及紫外线的平面镜(冷镜)。
壳体30是具有可容纳显示器10及反射器20、22的内部空间的箱状构件。代表性而言，壳体30具有开口部32，自显示器10出射的投影光经由该开口部32放出至壳体30的外部。壳体30可由任意适当的材料构成。作为优选的构成材料，可列举出不易因太阳光的照射而升温且容易成型的材料。作为这样的材料的具体例子，可列举出：丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、聚烯烃系树脂、氟系树脂、苯氧基系树脂。壳体30可被组入至汽车的一部分，也可为与汽车独立的构件。例如，也可将汽车的仪表盘用作壳体。
罩盖构件40是覆盖壳体30的开口部32从而使垃圾不会进入至壳体30的内部的板状构件。罩盖构件40代表性而言为透明，自反射器20反射的投影光透过罩盖构件40后放出至壳体30的外部。关于罩盖构件的详细内容，以下在B项中进行叙述。
代表性而言，带相位差层的偏振片50经由粘合剂贴合在罩盖构件40的壳体内部侧。带相位差层的偏振片50如图3所示的那样，自罩盖构件40侧起依次包含相位差层52、起偏器54及根据需要使用的基材56。相位差层52的面内相位差Re(550)为3000nm以上。若相位差层的面内相位差像这样非常大，则即便因目视确认角度而导致相位差产生变化，由于相位差层整体的相位差非常大，因此也可减小对目视确认性造成的影响。其结果是，可实现经由偏光太阳镜目视确认的情况下的优异的目视确认性。进而，通过配置带相位差层的偏振片，由于可通过带相位差层的偏振片的起偏器抑制太阳光的入射(透射)，因此可提高抬头显示器装置的耐热性。关于带相位差层的偏振片的详细内容，以下在C项中进行叙述。需要说明的是，在本说明书中，“Re(λ)”是23℃下的由波长为λnm的光测定得到的膜的面内相位差。因此，“Re(550)”是23℃下的由波长为550nm的光测定得到的膜的面内相位差。在将膜的厚度设为d(nm)时，Re(λ)通过式：Re＝(nx-ny)×d而求出。其中，“nx”是面内的折射率成为最大的方向(即慢轴方向)的折射率，“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即快轴方向)的折射率。
代表性而言，带相位差层的偏振片50的吸收轴的方向被设定为实质上与投影光(代表性而言，直线偏振光)的偏振光方向正交的方向。在本说明书中，“实质上正交”及“大致正交”的表述包含两个方向所成的角度为90°±7°的情况，优选为90°±5°，进一步优选为90°±3°。“实质上平行”及“大致平行”的表述包含两个方向所成的角度为0°±7°的情况，优选为0°±5°，进一步优选为0°±3°。进而，在本说明书中，在简称为“正交”或“平行”时，可包含实质上正交或实质上平行的状态。
在本发明的实施方式中，如图4所示的那样，按照经由开口部32自壳体30出射的投影光相对于前窗玻璃60的反射角α成为30°以下或40°以上的方式构成。若为这样的构成，则可通过与上述带相位差层的偏振片的效果的协同效应实现经由偏光太阳镜目视确认的情况下的目视确认性优异且耐热性优异的抬头显示器装置。反射角α优选为2°～25°或45°～89°，更优选为5°～20°或55°～85°。反射角α可通过调整反射器20的角度进行控制。具体而言，只要将镜支架设为可调整角度的构成即可。镜支架例如具有其周面连接于镜部的背面的轴及与轴的端部连接的控制部。镜部的角度随着轴的旋转而变化，因此可通过利用控制部控制轴的旋转而间接地调整镜部的角度。代表性而言，镜部的角度可根据前窗玻璃的形状进行调整。需要说明的是，如由图4表明的那样，反射角与入射角成为相同值。
关于抬头显示器装置的详细构成，采用业界惯用的任意适当的构成，因此省略详细的说明。以下，对罩盖构件及带相位差层的偏振片进行具体说明。
B.罩盖构件
罩盖构件40如上所述，代表性而言为透明。在本说明书中，所谓“透明”，是指具有使波长为360nm～830nm的可见光透射的性质。透明包含实质上不吸收可见光而使可见光区域的所有波长的光透射的情况(无色透明)、及吸收可见光区域的一部分波长的光且使该波长以外的光透射的情况(有色透明)。罩盖构件40优选为无色透明。罩盖构件的总光线透射率优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为90％以上。总光线透射率是依据JISK7375所测得的值。
罩盖构件的表面形状可根据开口部32的形状而适当地设计。例如，罩盖构件的覆盖开口部的部分可仅由平面或仅由曲面构成，覆盖开口部的部分也可由多个平面和/或多个曲面构成。代表性而言，罩盖构件的表面形状仅由平面或仅由曲面构成。在图示例中，使用覆盖开口部的部分仅由曲面构成的罩盖构件。
罩盖构件的厚度例如可为10μm～1000μm。若罩盖构件过厚，则有可能投影光的透射率降低(投影光的光损耗增多)，进而成为产生双重像的一个原因。若罩盖构件过薄，则有可能机械强度变得不充分而被覆功能变得不充分。
罩盖构件可由任意适当的透明材料构成。作为代表例，可列举出树脂、玻璃。作为树脂的具体例子，可列举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等酯系树脂；二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素系树脂；双酚A系聚碳酸酯等聚碳酸酯系树脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、内酯改性丙烯酸树脂等丙烯酸系树脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯系树脂；聚乙烯、聚丙烯、具有环状结构或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等烯烃系树脂；氯乙烯系树脂；芳香族聚酰胺等酰胺系树脂；酰亚胺系树脂；砜系树脂；聚醚砜系树脂；聚醚醚酮系树脂、聚苯硫醚系树脂；乙烯醇系树脂；偏氯乙烯系树脂；乙烯醇缩丁醛系树脂；芳酯系树脂；聚甲醛系树脂；环氧系树脂。这些树脂可单独使用，也可将两种以上组合使用。
C.带相位差层的偏振片
C-1.起偏器
作为起偏器，可采用任意适当的起偏器。作为代表例，可列举出碘系起偏器及溶致液晶起偏器。
形成碘系起偏器的树脂膜可为单层的树脂膜，也可使用两层以上的层叠体来制作。
作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例子，可列举出：对聚乙烯醇(PVA)系树脂膜、部分缩甲醛化PVA系树脂膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜实施通过碘或二色性染料等二色性物质进行的染色处理及拉伸处理而得到的起偏器、PVA的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。从光学特性优异的方面出发，优选使用利用碘对PVA系树脂膜进行染色并单轴拉伸所获得的起偏器。
上述通过碘而进行的染色例如通过将PVA系树脂膜浸渍在碘水溶液中来进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3～7倍。拉伸可在染色处理后进行，也可一边进行染色，一边进行拉伸。另外，也可在拉伸后进行染色。根据需要对PVA系树脂膜实施溶胀处理、交联处理、洗涤处理、干燥处理等。例如，通过在染色之前将PVA系树脂膜浸渍在水中进行水洗，不仅可将PVA系树脂膜表面的污渍及抗粘连剂洗涤掉，也可使PVA系树脂膜溶胀而防止染色不均等。
作为使用层叠体而获得的起偏器的具体例子，可列举出使用树脂基材与层叠于该树脂基材的PVA系树脂层(PVA系树脂膜)的层叠体、或者树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的层叠体而获得的起偏器。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的层叠体而获得的起偏器例如可通过如下方式而制作：将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材，并进行干燥而在树脂基材上形成PVA系树脂层，从而获得树脂基材与PVA系树脂层的层叠体；及对该层叠体进行拉伸及染色而将PVA系树脂层制成起偏器。在本实施方式中，代表性而言，拉伸包含使层叠体浸渍在硼酸水溶液中进行拉伸。进而，拉伸可根据需要进一步包含在于硼酸水溶液中进行拉伸之前将层叠体在高温(例如95℃以上)下进行空气中拉伸。所获得的树脂基材/起偏器的层叠体可直接使用(即，可将树脂基材作为起偏器的保护层)，也可将树脂基材自树脂基材/起偏器的层叠体剥离，并在该剥离面层叠与目的相应的任意适当的保护层后使用。这样的起偏器的制造方法的详细内容例如记载在日本特开2012-73580号公报。该公报的整体记载作为参考被援引于本说明书中。
溶致液晶起偏器由于耐热性优异，因此结果是可进一步提高抬头显示器装置的耐热性。溶致液晶起偏器例如包含下述式(1)所表示的芳香族二重氮化合物：
Figure BDA0002454752360000071
在式(1)中，Q1表示取代或未取代的芳基，Q2表示取代或未取代的亚芳基，R1分别独立地表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的乙酰基、取代或未取代的苯甲酰基、取代或未取代的苯基，M表示平衡离子，m为0～2的整数，n为0～6的整数；其中，m及n的至少一者不为0，1≤m+n≤6，在m为2的情况下，各个R1可相同也可不同。
式(1)所示的OH、(NHR1)m及(SO3M)n可分别键合在萘基环的7个取代部位的任一者。
式(1)的萘基与偶氮基(-N＝N-)的键合位置没有特别限定。优选萘基与偶氮基在萘基的1位或2位键合。
在式(1)的R1的烷基、乙酰基、苯甲酰基或苯基具有取代基的情况下，作为该取代基，可列举出在下述芳基或亚芳基中例示的取代基。R1优选为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的乙酰基，更优选为氢原子。作为取代或未取代的烷基，可列举出取代或未取代的碳数为1～6的烷基。
式(1)的M(平衡离子)优选可列举出：氢离子；Li、Na、K、Cs等碱金属离子；Ca、Sr、Ba等碱土类金属离子；其他金属离子；可经烷基或羟基烷基取代的铵离子；有机胺的盐等。作为金属离子，例如可列举出：Ni+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Al3+、Pd2+、Cd2+、Sn2+、Co2+、Mn2+、Ce3+。作为有机胺，可列举出：碳数为1～6的烷基胺、具有羟基的碳数为1～6的烷基胺、具有羧基的碳数为1～6的烷基胺等。在式(1)中，在SO3M存在两个以上的情况下，各个M可相同也可不同。另外，在式(1)中，在SO3M的M为2价以上的阳离子的情况下，可与相邻的另一偶氮系化合物的SO3 -键合而形成超分子缔合体。
式(1)的m优选为1。另外，通式(1)的n优选为1或2。
作为式(1)的萘基的具体例子，可列举出下述式(a)～式(l)所表示的萘基。式(a)～式(l)的R1及M如对式(1)说明的那样。
Figure BDA0002454752360000091
式(1)中，Q1所表示的芳基除苯基以外，还可列举出如萘基等那样的两个以上苯环缩合而成的缩合环基。Q2所表示的亚芳基除亚苯基以外，还可列举出如亚萘基等那样的两个以上苯环缩合而成的缩合环基。
Q1的芳基或Q2的亚芳基可分别具有取代基，也可不具有取代基。在上述芳基或亚芳基为取代或未取代的任一者的情况下，具有极性基团的式(1)的芳香族二重氮化合物对于水系溶剂的溶解性均优异。
在上述芳基或亚芳基具有取代基的情况下，作为其取代基，例如可列举出：碳数为1～6的烷基、碳数为1～6的烷氧基、碳数为1～6的烷基氨基、苯基氨基、碳数为1～6的酰基氨基、二羟基丙基等碳数为1～6的羟基烷基、COOM基等羧基、SO3M基等磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤素基等。优选上述取代基为选自碳数为1～6的烷氧基、碳数为1～6的羟基烷基、羧基、磺酸基及硝基中的1个。具有这样的取代基的芳香族二重氮化合物的水溶性特别优异。上述芳基或亚芳基可经这些取代基的1种取代，也可经两种以上取代。另外，取代基可以任意比率取代。
式(1)的Q1优选为取代或未取代的苯基，更优选为具有上述取代基的苯基。Q2优选为取代或未取代的亚萘基，更优选为具有上述取代基的亚萘基，特别优选为具有上述取代基的1,4-亚萘基。
式(1)的Q1为取代或未取代的苯基且Q2为取代或未取代的1,4-亚萘基的芳香族二重氮系化合物由下述式(2)表示。
Figure BDA0002454752360000101
式(2)中，R1、M、m及n如对上述式(1)说明的那样。式(2)中，A及B表示取代基，a及b表示其取代数。A及B分别独立地表示碳数为1～6的烷基、碳数为1～6的烷氧基、碳数为1～6的烷基氨基、苯基氨基、碳数为1～6的酰基氨基、二羟基丙基等碳数为1～6的羟基烷基、COOM基等羧基、SO3M基等磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤素基。a为0～5的整数，b表示0～4的整数。其中，a及b的至少一者不为0。在a为2以上的情况下，取代基A可相同也可不同。在b为2以上的情况下，取代基B可相同也可不同。
式(2)中所包含的芳香族二重氮化合物中，优选为下述式(3)所表示的芳香族二重氮化合物。式(3)的芳香族二重氮化合物的取代基A以偶氮基(-N＝N-)为基准键合在对位。进而，式(3)的芳香族二重氮化合物的萘基的OH基键合在与偶氮基相邻的位置(邻位)。若使用这样的式(3)的芳香族二重氮化合物，则可容易地形成不易因加热而导致收缩的起偏器。
Figure BDA0002454752360000102
式(3)中，R1、M、m及n如对上述式(1)说明的那样，A如对上述式(2)说明的那样。式(3)中，p表示0～4的整数。p优选为1或2，更优选为1。
上述式(1)～(3)所表示的芳香族二重氮化合物例如可按照细田丰著“理论制造染料化学(5版)”(昭和43年7月15日技报堂出版，135页～152页)来合成。例如，式(3)的芳香族二重氮化合物可通过使苯胺衍生物与萘磺酸衍生物进行重氮化及偶联反应而获得单偶氮化合物后，使该单偶氮化合物重氮化，进而与1-氨基-8-萘磺酸衍生物进行偶联反应而合成。
溶致液晶起偏器例如可通过包含下述工序B及工序C的方法来制造。根据需要，可在工序B之前进行工序A，也可在工序C之后进行工序D。
工序A：对基材的表面实施取向处理的工序。
工序B：在基材的表面涂布包含上述式(1)所表示的芳香族二重氮化合物的涂敷液而形成涂膜的工序。
工序C：对涂膜进行干燥，形成作为干燥涂膜的起偏器的工序。
工序D：对在工序C中所获得的起偏器的表面实施耐水化处理的工序。
(工序A)
工序A是通过对基材的表面进行取向处理而对基材的表面赋予取向限制力的工序。在使用预先具有取向限制力的基材的情况下，无须实施工序A。作为取向限制力的赋予方法，例如可列举出：(a)对基材的表面进行摩擦处理的方法；(b)在膜的表面形成聚酰亚胺等膜，并对该膜的表面进行摩擦处理而形成取向膜的方法；(c)在膜的表面形成由光反应性化合物形成的膜，并对该膜照射光而形成取向膜的方法。需要说明的是，在使用(b)及(c)的方法的情况下，制作在基材与起偏器之间具有取向膜的带相位差层的偏振片。基材可直接使用(在该情况下，基材可作为起偏器的保护层发挥功能)，也可将基材剥离并在该剥离面设置任意适当的保护膜。
(工序B)
工序B是使用涂敷液形成涂膜的工序。涂敷液包含上述芳香族二重氮化合物及使芳香族二重氮化合物溶解或分散的溶剂。涂敷液通过使芳香族二重氮化合物溶解或分散于溶剂中而获得。需要说明的是，也可根据需要将上述芳香族二重氮化合物以外的其他聚合物、和/或添加剂等添加至溶剂中。
使芳香族二重氮化合物溶解或分散的溶剂可使用任意适当的溶剂。优选为水系溶剂。作为水系溶剂，可列举出：水、亲水性溶剂、水与亲水性溶剂的混合溶剂等。亲水性溶剂是大致均匀地溶解于水中的溶剂。作为亲水性溶剂，例如可列举出：甲醇、异丙醇等醇类；乙二醇等二醇类；甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类；丙酮、甲基乙基酮等酮类；乙酸乙酯等酯类。上述水系溶剂优选使用水或水与亲水性溶剂的混合溶剂。
上述式(1)所表示的芳香族二重氮化合物是具有溶致液晶性的有机化合物。因此，涂敷液通过使液温或芳香族二重氮化合物的浓度等变化而表现出溶致液晶相。溶致液晶相通过芳香族二重氮化合物在液体中形成超分子缔合体而产生。溶致液晶相可通过以偏光显微镜观察到的光学样式进行确认、识别。需要说明的是，超分子缔合体是多个芳香族二重氮化合物通过氢键等键合而形成的1个大的复合体。
涂敷液中的芳香族二重氮化合物的浓度优选按照涂敷液显示出液晶相的方式制备。涂敷液中的芳香族二重氮化合物的浓度通常为0.05重量％～50重量％，优选为0.5重量％～40重量％，更优选为1重量％～10重量％。另外，涂敷液被调整成适当的pH值。涂敷液的pH值优选为2～10左右，更优选为6～8左右。进而，涂敷液的温度优选调整成10℃～40℃，更优选调整成15℃～30℃。
通过将涂敷液涂布于基材上而形成涂膜。在涂膜内，芳香族二重氮化合物通过基材的取向限制力而沿规定方向取向。作为涂敷液的涂布方法，可采用使用任意适当的涂布机的涂布方法。作为涂布机，例如可列举出：棒涂机、辊涂机、旋转涂布机、逗号涂布机、凹版涂布机、气刀涂布机、模涂机。
(工序C)
工序C是形成作为干燥涂膜的起偏器的工序。通过在基材上形成作为干燥涂膜的起偏器，获得具有基材和起偏器的偏振片。
通过使工序B中所获得的涂膜干燥而使涂膜中所包含的溶剂挥发，从而形成包含固形的芳香族二重氮化合物的干燥涂膜(溶致液晶起偏器)。在起偏器的内部，芳香族二重氮化合物在形成超分子缔合体的状态下其取向被固定。作为涂膜的干燥方法，例如可列举出自然干燥、强制性干燥。作为强制性干燥，例如可列举出：减压干燥、加热干燥、减压加热干燥。优选使用自然干燥。涂膜的干燥时间可根据干燥温度或溶剂的种类而适当设定。例如在自然干燥的情况下，干燥时间优选为1秒～120分钟，更优选为10秒～5分钟。干燥温度优选为10℃～100℃，更优选为10℃～90℃，特别优选为10℃～80℃。需要说明的是，所谓干燥温度，并非为涂膜的表面或内部的温度，而是指对涂膜进行干燥的气氛温度。
(工序D)
工序D是通过使耐水化处理液与起偏器接触而对起偏器赋予耐水性的工序。作为使起偏器与耐水化处理液接触的方法，可采用任意适当的方法。作为接触方法，可列举出如下等方法：(a)在起偏器的表面涂布耐水化处理液；(b)将偏振片(起偏器)浸渍在充满耐水化处理液的浴中；(c)使偏振片(起偏器)通过充满耐水化处理液的浴中。上述(a)的耐水化处理液的涂布可使用任意适当的涂布机或喷雾器等来进行。
耐水化处理液可使用任意适当的液体。耐水化处理液例如包含具有使有机色素交联的功能的交联剂及使该交联剂溶解或分散的溶剂。作为交联剂，例如可列举出有机氮化合物；作为溶剂，例如可列举出水系溶剂。作为有机氮化合物，可优选使用其分子中具有两个以上的阳离子性基(优选为包含氮原子的阳离子性基)的非环式的有机氮化合物等。作为非环式的有机氮化合物(非环式的脂肪族氮化合物)，例如可列举出：亚烷基二胺等脂肪族二胺或其盐；亚烷基三胺等脂肪族三胺或其盐；亚烷基四胺等脂肪族四胺或其盐；亚烷基五胺等脂肪族五胺或其盐；亚烷基醚二胺等脂肪族醚二胺或其盐等。作为水系溶剂，可使用关于上述工序B所说明的水系溶剂。
耐水化处理液中的交联剂的浓度优选为1质量％～50质量％，进一步优选为5质量％～30质量％。若使起偏器与耐水化处理液接触，则起偏器内部的有机色素经由交联剂而交联。通过交联可获得耐水性及机械强度优异的起偏器。
碘系起偏器的厚度优选为15μm以下，更优选为13μm以下，进一步优选为10μm，特别优选为8μm以下。起偏器的厚度的下限在一个实施方式中为2μm，在另一实施方式中为3μm。溶致液晶起偏器的厚度优选为1000nm以下，更优选为700nm以下，特别优选为500nm以下。溶致液晶起偏器的厚度的下限优选为100nm，更优选为200nm，特别优选为300nm。若起偏器的厚度为这样的范围，则可使投影光自壳体良好地放出，且可抑制太阳光向壳体内部的入射(透射)。
起偏器优选在波长380nm～780nm的任一波长下显示出吸收二色性。起偏器的单体透射率优选为35.0％～50.0％，更优选为40.0％～45.0％。
起偏器的偏光度如上述那样为88％以上，优选为89％以上，进一步优选为90％以上。
C-2.相位差层
相位差层如上所述，具有面内相位差Re(550)为3000nm以上的超高相位差。相位差层代表性而言，折射率特性显示出nx>ny的关系。相位差膜的面内相位差Re(550)优选为4000nm以上，更优选为5000nm以上。面内相位差Re(590)的上限例如为30000nm，优选为20000nm。若面内相位差为这样的范围，则通过将材料及制造方法(拉伸方法)适当组合并选择，可在不使膜断裂的情况下实现这样的面内相位差。结果是可在工业上实现即便在经由偏光太阳镜等偏光透镜目视确认显示画面的情况下也可确保良好的目视确认性的偏振片(结果是抬头显示器装置)。
相位差层的双折射Δnxy为0.085以上，优选为0.09以上，更优选为0.10以上。双折射Δnxy的上限例如为0.15。若双折射Δnxy为这样的范围，则能以可操作或容易操作的拉伸倍率实现所期望的面内相位差。双折射Δnxy通过式：Δnxy＝nx-ny而求出。
相位差层只要具有nx>ny的关系，则显示出任意适当的折射率椭球。优选相位差层的折射率椭球显示出nx>ny≥nz的关系。
起偏器与相位差层按照起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴形成规定角度的方式层叠。起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴所成的角度优选为35°～55°，更优选为38°～52°，进一步优选为40°～50°，特别优选为42°～48°，尤其优选为45°左右。通过将相位差层以这样的轴关系配置在较起偏器更靠罩盖构件侧，在经由偏光太阳镜等偏光透镜目视确认的情况下，可实现优异的目视确认性。
相位差层由可满足如上所述的光学特性的任意适当的相位差膜构成。作为形成相位差膜的树脂的代表例，可列举出：聚酯系树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯系树脂、聚醚系树脂(例如聚醚醚酮)、聚苯乙烯系树脂、环状烯烃系树脂。特别是聚酯系树脂的固有双折射较大，即便拉伸倍率较低且即便厚度较薄，也可相对容易地获得较大的面内相位差，因此可优选使用。
相位差层(相位差膜)代表性而言通过将由如上所述的树脂形成的树脂膜沿至少一个方向进行拉伸而制作。
作为树脂膜的形成方法，可采用任意适当的方法。例如可列举出：熔融挤出法(例如T型模成型法)、流延涂装法(例如流延法)、压延成型法、热压法、共挤出法、共熔融法、多层挤出、吹胀成型法等。优选使用T型模成型法、流延法及吹胀成型法。
树脂膜(未拉伸膜)的厚度可根据所期望的光学特性、下述拉伸条件等而设定成任意适当的值。优选为50μm～300μm，更优选为80μm～250μm。
上述拉伸可采用任意适当的拉伸方法、拉伸条件(例如拉伸温度、拉伸倍率、拉伸方向)。具体而言，可单独使用自由端拉伸、固定端拉伸/自由端收缩、固定端收缩等各种拉伸方法，也可以同时或逐步使用这些拉伸方法。关于拉伸方向，也可在水平方向、垂直方向、厚度方向、对角方向等各个方向上或维度上进行。拉伸温度优选为树脂膜的玻璃化转变温度(Tg)±20℃的范围。
通过适当选择上述拉伸方法、拉伸条件，可获得具有上述所期望的光学特性(例如折射率椭球、面内相位差、Nz系数)的相位差膜(结果是相位差层)。
在一个实施方式中，相位差层通过将树脂膜进行单轴拉伸或者固定端单轴拉伸而制作。作为单轴拉伸的具体例子，可列举出使树脂膜一边沿长条方向移动，一边沿长度方向(纵向)拉伸的方法。作为单轴拉伸的另一具体例子，可列举出使用拉幅机横向拉伸的方法。拉伸倍率优选为10％～500％。
在另一实施方式中，相位差层通过将长条状的树脂膜相对于长条方向沿角度θ的方向连续地倾斜拉伸而制作。通过采用倾斜拉伸，获得相对于膜的长条方向具有角度θ的取向角的长条状的拉伸膜，例如在与起偏器层叠时可实现卷对卷，从而可简化制造工序。角度θ与如上所述的起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴所成的角度对应。
作为倾斜拉伸所使用的拉伸机，例如可列举出可在横向和/或纵向上赋予左右不同的速度的进给力或拉伸力或拉拽力的拉幅式拉伸机。拉幅式拉伸机有横向单轴拉伸机、同时双轴拉伸机等，只要可使长条状的树脂膜连续地倾斜拉伸，则可使用任意适当的拉伸机。
作为倾斜拉伸的方法，例如可列举出日本特开昭50-83482号公报、日本特开平2-113920号公报、日本特开平3-182701号公报、日本特开2000-9912号公报、日本特开2002-86554号公报、日本特开2002-22944号公报等所记载的方法。
拉伸膜(结果是相位差层)的厚度优选为20μm～80μm，更优选为30μm～60μm。
C-3.基材
基材是带相位差层的偏振片的任意构成要素，且根据需要而设置。基材由可用作起偏器的保护膜的任意适当的膜构成。作为成为该膜的主要成分的材料的具体例子，可列举出：三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、环状烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。另外，还可列举出(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热硬化型树脂或紫外线硬化型树脂等。此外，例如还可列举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外，也可使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)所记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可使用含有在侧链中具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂及在侧链中具有取代或未取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可列举出具有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成型物。可优选使用(甲基)丙烯酸系树脂、环状烯烃系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上，更优选为120℃以上，进一步优选为125℃以上，特别优选为130℃以上。原因在于可使耐久性优异。上述(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值没有特别限定，从成型性等观点出发，优选为170℃以下。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，可在不损害本发明的效果的范围内采用任意适当的(甲基)丙烯酸系树脂。例如可列举出：聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选可列举出聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选可列举出以甲基丙烯酸甲酯作为主要成分(50～100重量％，优选为70～100重量％)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂的具体例子，例如可列举出：MITSUBISHI RAYONCO.,LTD.制造的Acrypet VH或Acrypet VRL20A、日本特开2004-70296号公报所记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸系树脂、通过分子内交联或分子内环化反应而获得的高Tg(甲基)丙烯酸系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂，在具有较高的耐热性、较高的透明性、较高的机械强度的方面而言，特别优选为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
作为上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂，可列举出日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等所记载的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂的质均分子量(有时也称为重均分子量)优选为1000～2000000，更优选为5000～1000000，进一步优选为10000～500000，特别优选为50000～500000。
上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂的Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上，更优选为125℃以上，进一步优选为130℃以上，特别优选为135℃，最优选为140℃以上。原因在于可使耐久性优异。上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂的Tg的上限值没有特别限定，从成型性等观点出发，优选为170℃以下。
需要说明的是，在本说明书中，所谓“(甲基)丙烯酸系”，是指丙烯酸系和/或甲基丙烯酸系。
作为环状烯烃系树脂，可采用任意适当的环状烯烃系树脂。
在采用溶致液晶起偏器的情况下，基材可直接使用涂布有包含芳香族重氮化合物的涂敷液的基材，也可将该基材剥离，并在剥离面贴合如上所述的保护膜。
基材优选为光学各向同性。在本说明书中，所谓“光学各向同性”，是指面内相位差Re(550)为0nm～10nm且厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm～+10nm。
基材的厚度优选为20μm～80μm，更优选为30μm～60μm。
C-4.其他
带相位差层的偏振片也可根据需要在基材的与起偏器相反侧进一步具有硬涂层和/或抗粘连层。硬涂层的详细内容例如记载在日本特开2007-171943号公报中。抗粘连层的详细内容例如记载在日本特开2015-115171号公报、日本特开2015-141674号公报、日本特开2015-120870号公报、日本特开2015-005272号公报中。这些公报的记载作为参考被援引于本说明书中。
起偏器54与相位差层52经由任意适当的粘接层而贴合。在使用碘系起偏器的情况下，起偏器54与基材56经由任意适当的粘接层而贴合。粘接层可为粘合剂层，也可为粘接剂层。构成粘合剂层的粘合剂代表性而言可为丙烯酸系粘合剂。构成粘接剂层的粘接剂代表性而言可为能量射线硬化型粘接剂。
实施例
以下，通过实施例对本发明具体地进行说明，但本发明并不受这些实施例的限定。需要说明的是，实施例中的评价项目如下所述。
(1)反射率的测定
使S偏振光入射至实施例1中所获得的罩盖构件/带相位差层的偏振片的层叠体或比较例1中所获得的罩盖构件/偏振片的层叠体，使所透射的S偏振光在入射角30°～80°之间反射至厚度为1.3mm的矩形状玻璃板(松浪硝子工业公司制造，制品名“S200423”)，并使用光谱式椭偏仪(J.A.Woollam公司制造，制品名“M-2000VI”)对反射光的P偏振光进行测定。需要说明的是，入射至层叠体的S偏振光的振动方向设置为与起偏器的透射轴方向平行。将各入射角度下的P偏振光的反射率示于下述表1中。
[实施例1]
1.有机色素(芳香族重氮化合物)的合成
通过常规方法(细田丰著“理论制造染料化学第5版”昭和43年7月15日技法堂出版，135页～152页所记载的方法)使4-硝基苯胺与8-氨基-2-萘磺酸进行重氮化及偶联反应，而获得单偶氮化合物。通过上述常规方法使所获得的单偶氮化合物进行重氮化，进而与1-氨基-8-萘酚-2,4-二磺酸锂盐进行偶联反应而获得粗产物。利用氯化锂对该粗产物进行盐析，而获得下述式(4)的芳香族二重氮化合物。
Figure BDA0002454752360000191
2.偏振片的制作
准备降冰片烯系树脂膜(日本瑞翁公司制造：制品名“ZEONOR”，ZF14-100)作为基材，并对该膜的表面实施摩擦处理及亲水化处理(电晕处理)。使上述式(4)的芳香族二重氮化合物溶解于离子交换水中，而制备浓度为4重量％的涂敷液。使用棒涂机(BUSHMAN公司制造：制品名“Mayer rot HS4”将涂敷液涂布于实施了摩擦处理及亲水化处理的基板的表面，并在23℃的恒温室内进行自然干燥，由此在基材表面形成干燥涂膜(起偏器)。需要说明的是，起偏器的厚度为300nm。
接着，将基材/起偏器的层叠体在耐水化处理液中浸渍2秒。作为耐水化处理液，使用以质量比55：15：30包含1,3-丙二胺盐酸盐(东京化成工业公司制造)、1,2-乙二胺盐酸盐(东京化成工业公司制造)、及双六亚甲基三胺(东京化成工业公司制造)的水溶液。将自耐水化处理液中取出的基材/起偏器的层叠体进行水洗并使其干燥，由此获得赋予了耐水性的起偏器(基材/起偏器的层叠体)。
3.构成相位差层的相位差膜
使用面内相位差Re(550)为8400nm且由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂形成的厚度为80μm的高相位差膜(东洋纺公司制造，制品名“COSMOSHINE SRF”)。
4.带相位差层的偏振片的制作
将上述基材/起偏器的层叠体与上述相位差膜以起偏器与相位差膜相对的方式贴合。贴合使用丙烯酸系粘合剂(日东电工公司制造，制品名“CS9861”)。另外，贴合以起偏器的吸收轴与相位差膜的慢轴形成45°的角度的方式进行。如此，获得具有基材/起偏器/相位差膜(相位差层)的构成的带相位差层的偏振片。
5.带相位差层的偏振片与罩盖构件的贴合
使用厚度为300μm的聚碳酸酯系树脂片(三菱瓦斯化学公司制造：制品名“MRF08U”)作为罩盖构件。将该罩盖构件与上述带相位差层的偏振片以罩盖构件与相位差层相对的方式经由丙烯酸系粘合剂(日东电工公司制造：制品名“CS9862UA”)贴合，而制作罩盖构件/带相位差层的偏振片的层叠体。将所获得的层叠体供于上述(1)的评价。将结果示于表1中。
[实施例2]
将构成相位差层的相位差膜变更成以下的材料，除此以外，以与实施例1相同的方式制作罩盖构件/带相位差层的偏振片的层叠体。将市售的聚碳酸酯树脂(三菱化学公司制造：商品名“DURABIO D7340”)在100℃下真空干燥5小时后，使用具备单螺杆挤出机(东芝机械公司制造，汽缸温度为230℃)、T型模(宽为1700mm，温度为230℃)、流延辊(温度为120℃)及卷取机的膜制膜装置制作厚度为220μm的膜。将制膜所得的膜在125℃下进行2.5倍自由端拉伸，获得厚度为140μm、Re(550)＝3292nm的相位差膜。将所获得的层叠体供于与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例3]
将构成相位差层的相位差膜变更成以下的材料，除此以外，以与实施例1相同的方式制作罩盖构件/带相位差层的偏振片的层叠体。将市售的聚碳酸酯树脂(三菱化学公司制造：商品名“DURABIO D7340”)在100℃下真空干燥5小时后，使用具备单螺杆挤出机(东芝机械公司制造，汽缸温度为230℃)、T型模(宽为1700mm，温度为230℃)、流延辊(温度为120℃)及卷取机的膜制膜装置制作厚度为220μm的膜。将制膜所得的膜在122℃下进行2.5倍自由端拉伸，获得厚度为140μm、Re(550)＝4004nm的相位差膜。将所获得的层叠体供于与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[比较例1]
除了未设置相位差层以外，以与实施例1相同的方式制作罩盖构件/偏振片的层叠体。将所获得的层叠体供于与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0002454752360000211
如由表1表明的那样，实施例的层叠体在规定的入射角度下反射率增加。该情况是指经由偏光太阳镜观察抬头显示器的图像的情况下不会眩晕。即获知，根据本发明的实施例，可实现经由偏光太阳镜目视确认的情况下的目视确认性优异的抬头显示器装置。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的抬头显示器装置可适当用于具备前窗玻璃的车辆(代表性而言为汽车)。
符号说明
10 显示器
20 反射器
30 壳体
40 罩盖构件
50 带相位差层的偏振片
52 相位差层
54 起偏器
56 基材
100 抬头显示器装置

Claims (5)

1.一种抬头显示器装置，其具有：
显示器，该显示器出射投影光；
至少1个反射器，该至少1个反射器反射所述投影光；
壳体，该壳体具有开口部，且将所述显示器及所述反射器容纳在内部；
罩盖构件，该罩盖构件覆盖所述开口部；及
带相位差层的偏振片，该带相位差层的偏振片设置于所述罩盖构件的壳体内部侧，且自所述罩盖构件侧起依次包含相位差层和起偏器，
所述相位差层的面内相位差Re(550)为3000nm以上，
按照经由所述开口部自所述壳体出射的投影光相对于前窗玻璃的反射角成为30°以下或40°以上的方式构成，
起偏器的吸收轴与相位差层的慢轴所成的角度为35°～55°。
2.根据权利要求1所述的抬头显示器装置，其中，所述起偏器包含下述式(1)所表示的芳香族二重氮化合物：
Figure FDA0003493866670000011
在式(1)中，Q1表示取代或未取代的芳基，Q2表示取代或未取代的亚芳基，R1分别独立地表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的乙酰基、取代或未取代的苯甲酰基、取代或未取代的苯基，M表示平衡离子，m为0～2的整数，n为0～6的整数；其中，m及n的至少一者不为0，1≤m+n≤6，在m为2的情况下，各个R1可相同也可不同。
3.根据权利要求1或2所述的抬头显示器装置，其中，所述罩盖构件包含聚碳酸酯系树脂。
4.根据权利要求1或2所述的抬头显示器装置，其中，所述罩盖构件的厚度为10μm～1000μm。
5.根据权利要求1或2所述的抬头显示器装置，其中，所述起偏器的厚度为100nm～1000nm。
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