JP2016122128A - Optical element and on-vehicle display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a reduction in visibility due to reflection of external light with a simple configuration without significantly impairing transmittance; and to provide an optical element that can suppress reflection of a display image without causing moire and the like and extremely narrowing a viewing angle, and an on-vehicle display device using the same.SOLUTION: There is provided a transmissive optical element 5 attached to a display device 4, the optical element including a polarizing plate 3 on a visible side, and a phase difference layer 1 and an optical activity layer 2 having optical activity between the polarizing plate 3 and the display device 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、主に車載の表示装置に用いられる、外光反射による視認性低下の抑制および夜間の表示画像のフロントガラス、ドアガラス等への映り込みを抑止した光学素子およびこれを用いた車載用表示装置に関する。   The present invention is mainly used in an in-vehicle display device, an optical element that suppresses a decrease in visibility due to external light reflection and prevents a night display image from being reflected on a windshield, a door glass, etc., and an in-vehicle device using the same The present invention relates to a display device.

車載用表示装置では、フロントガラス、ドアガラス、リヤガラスから外光が入射する環境にあるため、表示画面に外光が入射すると、画面表面で入射した外光が散乱および反射し(以下、外光反射と呼ぶ)表示画像の視認性が損なわれる。特に、表示装置表面に意匠ガラスやタッチパネルが配置される場合には、画像表面の反射に加え、意匠ガラス裏面、タッチパネル裏面、タッチパネル電極等での反射光が生じるため、著しく視認性が損なわれるホワイトアウトという現象が生じる。   In-vehicle display devices are in an environment in which external light enters from the windshield, door glass, and rear glass. When external light enters the display screen, the external light incident on the screen surface is scattered and reflected (hereinafter referred to as external light). The visibility of the display image is impaired. In particular, when a design glass or touch panel is arranged on the display device surface, in addition to the reflection on the image surface, reflected light is generated on the design glass back surface, the touch panel back surface, the touch panel electrode, etc. The phenomenon of out occurs.

このような外光反射による視認性の低下を抑制する方法として、画像表面の反射に加え、意匠ガラス裏面、タッチパネル裏面に多層蒸着膜によるAR(Anti Reflection Coating)反射防止層を配置する方法が挙げられる。例えば、特許文献1には、液晶パネルと、該液晶パネルの表示面に対向する透明板を有する構造において、前記透明板に外光が映り込む現象などを解消するために、透明板の片面または両面および液晶表示面に低屈折率層と高屈折率層とを積層した反射防止層を配置する方法が提案されている。このような車載用表示装置の反射防止層について、特許文献2には、低屈折率層として、フッ化マグネシウム、二酸化珪素等の低屈折率物質を、高屈折率層として、二酸化チタン、酸化ジルコンニウム等の高屈折率物質を、所定の膜厚で交互に複数層を蒸着法あるいはスパッタ法で堆積する方法が提案されている。   As a method for suppressing such a decrease in visibility due to external light reflection, an AR (Anti Reflection Coating) antireflection layer using a multilayer deposited film is disposed on the back surface of the design glass and the back surface of the touch panel in addition to the reflection on the image surface. It is done. For example, in Patent Document 1, in a structure having a liquid crystal panel and a transparent plate facing the display surface of the liquid crystal panel, in order to eliminate a phenomenon in which external light is reflected on the transparent plate, A method of arranging an antireflection layer in which a low refractive index layer and a high refractive index layer are laminated on both surfaces and a liquid crystal display surface has been proposed. As for the antireflection layer of such an in-vehicle display device, Patent Document 2 discloses that a low refractive index material such as magnesium fluoride or silicon dioxide is used as a low refractive index layer, and titanium dioxide or zircon oxide is used as a high refractive index layer. There has been proposed a method of depositing a plurality of layers of high-refractive index materials such as nitrogen alternately by a vapor deposition method or a sputtering method with a predetermined film thickness.

また、外光反射を防止する方法として円偏光板を用いる方法も挙げられる。この方法は、直線偏光板と1/4波長板を上下に組み合わせ、外光が偏光板を透過後に1/4波長板を通過することにより円偏光となり、この円偏光した光が液晶パネル表示面で反射し、視認者側へ向かう際に、1/4波長板を透過することにより90度偏波面の回転した直線偏光となり、直線偏光板に吸収されることにより外光の反射防止を行う方法である。しかしこの方法では、液晶表示装置の前面に配置した場合、透過率が低下してしまい、画像の明度が低下して、明るい環境での視認率も低下する。さらに、円偏光板によって、画像の色相が変化してしまうという問題がある。この問題に対して、特許文献3では、液晶表示装置に取り付けられるタッチパネルにおいて、視認者側に円偏光板を配置し、タッチパネルの裏面側(液晶表示装置とタッチパネルの間)に、円偏光板の1/4波長板の位相差を打ち消す配置で、1/4波長板を追加することにより、透過率の低下と画像の色相変化を抑制する方法が提案されている。その他、表示画面に光が入射しないように、表示装置を庇の内側に設置するなどの方法がとられる。   Moreover, the method of using a circularly-polarizing plate is also mentioned as a method of preventing external light reflection. In this method, a linearly polarizing plate and a quarter wavelength plate are combined vertically, and external light passes through the polarizing plate and then passes through the quarter wavelength plate to become circularly polarized light. When the light is reflected on the viewer side and passes through the quarter-wave plate, it becomes linearly polarized light having a 90-degree polarization plane rotated by being transmitted through the quarter-wave plate and is absorbed by the linearly polarizing plate to prevent reflection of external light. It is. However, in this method, when the liquid crystal display device is arranged on the front surface, the transmittance is lowered, the brightness of the image is lowered, and the visibility in a bright environment is also lowered. Furthermore, there is a problem that the hue of the image changes due to the circularly polarizing plate. For this problem, in Patent Document 3, in a touch panel attached to a liquid crystal display device, a circularly polarizing plate is disposed on the viewer side, and the circularly polarizing plate is disposed on the back side of the touch panel (between the liquid crystal display device and the touch panel). There has been proposed a method of suppressing a decrease in transmittance and a change in hue of an image by adding a quarter wavelength plate in an arrangement that cancels the phase difference of the quarter wavelength plate. In addition, a method such as installing a display device inside the bag is employed so that light does not enter the display screen.

また、車載用表示装置では、このような外光反射による視認性の低下の問題の他にも、車両の夜間運転時にその表示画像がフロントガラスへ映り込むことにより、運転者の視認性を低下させる問題もある。このような表示画面のフロントガラスへの映り込みを防止する目的で、表示画面からの光を所定方向に制御する為、特許文献4及び5に記載された方法で製造されたルーバー様の構造を用いたマイクロルーバーフィルムが提案されている。更には、特許文献6には、フロントガラスへの映り込みを防止する目的で、液晶又は液晶ポリマーからなる位相差素子と、位相差素子と視認側および反視認側にそれぞれ偏光板とを備え、位相差素子が傾斜配向した捩れ位相差板を用いることが提案されている。   In addition to the problem of reduced visibility due to external light reflection, in-vehicle display devices reduce the visibility of the driver by reflecting the display image on the windshield during night driving of the vehicle. There is also a problem to make. In order to control the light from the display screen in a predetermined direction for the purpose of preventing such reflection of the display screen on the windshield, a louver-like structure manufactured by the method described in Patent Documents 4 and 5 is used. The micro louver film used has been proposed. Furthermore, in Patent Document 6, for the purpose of preventing reflection on the windshield, a retardation element made of liquid crystal or a liquid crystal polymer, and a polarizing plate on each of the retardation element and the viewing side and the non-viewing side are provided. It has been proposed to use a twisted phase difference plate in which the phase difference element is tilted.

特開2008−256728号公報JP 2008-256728 A 特開2000−321428号公報JP 2000-32428 A 特開平10−186136号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-186136 特開昭50−92751号公報Japanese Patent Laid-Open No. 50-92751 特表2004−514167号公報JP-T-2004-514167 特開2006−209021号公報JP 2006-209021 A

外光反射による視認性低下を抑制する目的で提案されている、特許文献1、特許文献2に記載の反射防止層として、蒸着法、スパッタ法により形成される低屈折率物質と高屈折率物質の複数層の積層体からなる反射防止層を施す場合には、意匠ガラス裏面、タッチパネル裏面の各面に多層蒸着膜を形成する必要があり、構成、製造工程が煩雑になるなどの問題がある。特許文献3に提案されている方法では、円偏光板に加え、別の1/4波長板を配置する必要があり、この方法でも構成、製造工程が煩雑になるなどの問題がある。   The low-refractive-index material and the high-refractive-index material formed by vapor deposition or sputtering as the antireflection layers described in Patent Document 1 and Patent Document 2, which have been proposed for the purpose of suppressing visibility degradation due to external light reflection When an antireflection layer composed of a multi-layered laminate is applied, it is necessary to form a multilayer deposited film on each surface of the design glass back surface and the touch panel back surface, and there is a problem that the configuration and the manufacturing process become complicated. . In the method proposed in Patent Document 3, it is necessary to dispose another quarter-wave plate in addition to the circularly polarizing plate, and this method also has problems such as a complicated configuration and manufacturing process.

また、表示画面のフロントガラスへの映り込みを防止する目的で提案されている特許文献4および5に提案されているマイクロルーバーフィルムは、製造工程が煩雑で高価である上、ルーバーの設置角度によっては、表示装置の画素配列との間でモアレが発生する問題がある。更に、表示画面の視野角特性が極端に狭くなるという問題があるとともに、外光反射を低減する効果はない。同様の表示画面のフロントガラスへの映り込みを防止する目的で特許文献6に提案されている偏光板と傾斜配向した捩れ位相差板による光学素子でも外光反射を低減する効果はない。   In addition, the micro louver films proposed in Patent Documents 4 and 5 which are proposed for the purpose of preventing the display screen from being reflected on the windshield are complicated and expensive in manufacturing process, and also depend on the installation angle of the louvers. However, there is a problem that moire occurs between the pixel arrangement of the display device. Furthermore, there is a problem that the viewing angle characteristic of the display screen becomes extremely narrow, and there is no effect of reducing external light reflection. The optical element by the twisted phase difference plate and the polarizing plate which is proposed in Patent Document 6 and inclined for the purpose of preventing the reflection of the same display screen on the windshield has no effect of reducing the reflection of external light.

その他、表示画面に外光が入射しないように、あるいは、フロントガラスへの映り込みを防止するために表示装置を庇の内部に設置するなどの方法がとられるが、庇を設置する場合には、表示装置の配置が庇の内部に限定され、表示装置周辺のデザインの自由性が損なわれてしまうという問題がある。   Other methods such as installing a display device inside the bag to prevent external light from entering the display screen or to prevent reflection on the windshield are available. There is a problem that the arrangement of the display device is limited to the inside of the bag and the design freedom around the display device is impaired.

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものである。光学素子およびこれを用いた車載用表示装置において、より簡便な構成で、透過率を大幅に損なうことなく、外光反射による視認性低下を抑制することを目的とする。加えて、モアレ等の発生や視野角を極端に狭くすること無く、表示画像の映り込みを抑止可能である光学素子およびこれを用いた車載用表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems. In an optical element and a vehicle-mounted display device using the optical element, an object is to suppress a reduction in visibility due to reflection of external light without greatly impairing transmittance with a simpler configuration. In addition, it is an object to provide an optical element capable of suppressing the reflection of a display image without causing moiré or the like and extremely narrowing the viewing angle, and an in-vehicle display device using the optical element.

本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、以下の本発明によって従来技術の問題点を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the following problems can be solved by the present invention, and the present invention has been completed.

本発明に係る光学素子は、表示ユニットに装着される透過性の光学素子であって、視認される側に偏光板を備え、該偏光板と前記表示ユニットの間に位相差層および旋光性を有する旋光性層を備えていることを特徴とする。   An optical element according to the present invention is a transmissive optical element mounted on a display unit, and includes a polarizing plate on the side to be visually recognized, and a retardation layer and optical rotation between the polarizing plate and the display unit. It has the optical rotation layer which has.

上記の構成により、本発明に係る光学素子の、偏光板と表示ユニットの間に位相差層および旋光性を有する旋光性層を備えていることによって、より簡便な構成で、透過率を大幅に損なうことなく、外光反射による視認性低下を抑制でき、加えて、モアレ等の発生や視野角を極端に狭くすること無く、表示画像の映り込みを抑止することができる。   With the above-described configuration, the transmittance of the optical element according to the present invention is greatly improved by providing a retardation layer and an optical rotation layer having optical rotation between the polarizing plate and the display unit. Without impairing, it is possible to suppress a decrease in visibility due to reflection of external light, and in addition, it is possible to suppress the reflection of a display image without generating moiré or the like and extremely narrowing the viewing angle.

好ましくは、本発明に係る光学素子では、前記位相差層の面内位相差が、波長が550nmの光に対して90nm〜185nmである。この構成により、偏光板を介して入射した外光、および該外光が光学素子裏面および表示ユニット表面で反射した反射光に位相差を与えることにより、少なくとも反射光の一部が視認者側へ出射する際に偏光板に吸収されるので、外光反射を抑え視認性低下を抑制することができる。すなわち、面内位相差が90nm未満のときは、反射光の偏光状態の変化が小さく、出射する際に偏光板に吸収される光量が小さく、外光反射を十分に抑えることができない。面内位相差が185nm超過のときは、反射光が偏光板を透過する偏光状態に近づくため、出射する際に偏光板に吸収される光量が小さく、外光反射を十分に抑えることができない   Preferably, in the optical element according to the present invention, an in-plane retardation of the retardation layer is 90 nm to 185 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm. With this configuration, a phase difference is given to the external light incident through the polarizing plate and the reflected light reflected by the external light and the display unit surface, so that at least a part of the reflected light is directed to the viewer side. Since the light is absorbed by the polarizing plate at the time of emission, it is possible to suppress external light reflection and suppress deterioration in visibility. That is, when the in-plane phase difference is less than 90 nm, the change in the polarization state of the reflected light is small, the amount of light absorbed by the polarizing plate when emitted is small, and external light reflection cannot be sufficiently suppressed. When the in-plane retardation exceeds 185 nm, the reflected light approaches the polarization state that passes through the polarizing plate, so that the amount of light absorbed by the polarizing plate is small when exiting, and external light reflection cannot be sufficiently suppressed.

また、好ましくは、本発明に係る光学素子では、前記旋光性層の旋光角が±20°〜±80°である。この構成により、表示ユニットから視認者へ向かう出射光に対しては、旋光性層および位相差層を透過した際に効率良く偏光板を透過する偏光状態に変換し、透過率の低下を抑えることができる一方、表示ユニットからフロントガラスへ向かう出射光に対しては偏光板に吸収される偏光状態に変換できるので、フロントガラスへ向かう光を抑えることができる。すなわち、旋光角の絶対値が20°未満のときは、表示ユニットから視認者へ向かう出射光に対して、効率良く偏光板を透過する偏光状態に変換することが不十分で、透過率が低下してしまう、更に、表示ユニットからフロントガラスへ向かう出射光に対しては偏光板に吸収される偏光状態への変換が不十分で、フロントガラスへ向かう光を抑えることができない。旋光角の絶対値が80°超過のときは、表示ユニットから視認者へ向かう出射光に対して、効率良く偏光板を透過する偏光状態に変換することが不十分で、透過率が低下してしまう。   Preferably, in the optical element according to the present invention, the optical rotation angle of the optical rotatory layer is ± 20 ° to ± 80 °. With this configuration, the outgoing light from the display unit toward the viewer is efficiently converted to a polarization state that is transmitted through the polarizing plate when transmitted through the optical rotatory layer and the retardation layer, thereby suppressing a decrease in transmittance. On the other hand, since light emitted from the display unit toward the windshield can be converted into a polarization state absorbed by the polarizing plate, light directed toward the windshield can be suppressed. That is, when the absolute value of the optical rotation angle is less than 20 °, it is insufficient to efficiently convert the outgoing light from the display unit toward the viewer into a polarization state that transmits the polarizing plate, resulting in a decrease in transmittance. Furthermore, the light emitted from the display unit toward the windshield is not sufficiently converted to the polarization state absorbed by the polarizing plate, and the light directed toward the windshield cannot be suppressed. When the absolute value of the optical rotation angle exceeds 80 °, it is insufficient to efficiently convert the outgoing light from the display unit toward the viewer to a polarization state that transmits the polarizing plate, and the transmittance decreases. End up.

好ましくは、本発明に係る光学素子では、前記偏光板の透過軸が垂直方向に対して±15度以内の範囲に設置されている。この構成により、表示ユニットから出射しフロントガラスに映り込む光はフロントガラスへ入射する際に、ブリュースター角の範囲内であるので、反射光を生じないようにすることができ、映り込み抑制効果を奏することができる。ここで、垂直方向とは、表示ユニットの画面上の上下方向と合致する方向であり、通常、偏光板の上下方向とも合致する方向である。   Preferably, in the optical element according to the present invention, the transmission axis of the polarizing plate is set within a range of ± 15 degrees with respect to the vertical direction. With this configuration, the light emitted from the display unit and reflected on the windshield is within the range of the Brewster angle when entering the windshield, so that no reflected light can be generated, and the reflection suppression effect Can be played. Here, the vertical direction is a direction that matches the vertical direction on the screen of the display unit, and is usually a direction that also matches the vertical direction of the polarizing plate.

また、好ましくは、本発明に係る光学素子では、視認される側から、前記偏光板、前記位相差層、前記旋光性層の順で積層され、前記偏光板の透過軸と前記位相差層の遅相軸との間の角度が±20度〜±70度の範囲で設置されている。この構成により、偏光板を介して入射した外光に位相差を与えることができ、外光反射を抑え視認性低下を抑制することができる。すなわち、当該角度が±20度未満のときは、外光に位相差を与えることが不十分で、外光反射を抑え視認性低下を抑制することができない。当該角度が±70度超過のときも、外光に位相差を与えることが不十分で、外光反射を抑え視認性低下を抑制することができない。   Preferably, in the optical element according to the present invention, the polarizing plate, the retardation layer, and the optical rotatory layer are laminated in this order from the visually recognized side, and the transmission axis of the polarizing plate and the retardation layer The angle between the slow axis is set in a range of ± 20 degrees to ± 70 degrees. With this configuration, a phase difference can be given to external light incident through the polarizing plate, and reflection of external light can be suppressed and visibility degradation can be suppressed. That is, when the angle is less than ± 20 degrees, it is insufficient to give a phase difference to the external light, and it is not possible to suppress external light reflection and suppress deterioration of visibility. Even when the angle exceeds ± 70 degrees, it is insufficient to give a phase difference to the external light, and it is impossible to suppress the reflection of the external light and suppress the deterioration of the visibility.

好ましくは、本発明に係る光学素子では、視認される側もしくは前記視認される側と対向する側、または前記視認される側および前記視認者側と対向する側の両側に、アンチグレア処理、アンチリフレクション処理、およびローリフレクション処理のうちの少なくとも1種による反射防止層が形成されている。この構成により、外光反射を低減することができる。   Preferably, in the optical element according to the present invention, anti-glare treatment and anti-reflection are provided on the side to be viewed, the side facing the side to be viewed, or both sides of the side to be viewed and the side facing the viewer. An antireflection layer is formed by at least one of processing and low reflection processing. With this configuration, external light reflection can be reduced.

本発明に係る車載用表示装置は、上記光学素子のいずれか一つが装着されている。この構成により、より簡便な構成で、透過率を大幅に損なうことなく、外光反射による視認性低下を抑制でき、加えて、モアレ等の発生や視野角を極端に狭くすること無く、表示画像の映り込みを抑止した車載用表示装置を使用することができる。   The vehicle-mounted display device according to the present invention is equipped with any one of the above optical elements. With this configuration, it is possible to suppress a reduction in visibility due to external light reflection without significantly impairing the transmittance with a simpler configuration, and in addition, display images can be generated without causing moiré or extremely narrowing the viewing angle. An in-vehicle display device that suppresses the reflection of the image can be used.

また、上記車載用表示装置は、好ましくは、当該表示ユニットと前記光学素子の間に操作用タッチパネル装置を備えている。表示ユニットにタッチパネルが配置される場合、タッチパネルで反射光が発生するため視認性が低下するが、この構成により、外光反射を低減することができる。   The on-vehicle display device preferably includes an operation touch panel device between the display unit and the optical element. When a touch panel is arranged on the display unit, the reflected light is generated on the touch panel and thus the visibility is reduced. However, this configuration can reduce external light reflection.

本発明の光学素子およびこれを用いた車載用表示装置では、簡便な構成で、透過率を大幅に損なうことなく、外光反射による視認性低下を抑制することができる。加えて、モアレ等の発生や視野角を極端に狭くすること無く、表示画像の映り込みを抑止可能とすることができる。   In the optical element of the present invention and the in-vehicle display device using the optical element, it is possible to suppress a decrease in visibility due to reflection of external light with a simple configuration without significantly impairing the transmittance. In addition, it is possible to suppress the reflection of the display image without generating moiré or the like or extremely narrowing the viewing angle.

本発明の一実施形態の光学素子を示す概略分解斜視図である。It is a general | schematic disassembled perspective view which shows the optical element of one Embodiment of this invention. 同実施形態の光学素子の反射率等を膜厚計により測定する様子を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows a mode that the reflectance etc. of the optical element of the embodiment are measured with a film thickness meter. 同実施形態の光学素子の映り込み防止効果を計測する実験態様を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the experiment aspect which measures the reflection prevention effect of the optical element of the embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。なお、各図において同一の符号は、同一または相当する部分を示し、特段変更等の説明がない限り、適宜その説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted as appropriate unless there is a specific change or the like.

(光学素子の基本構成)
本実施形態の光学素子5は、図1に示すように、例えばフィルム状の面内位相差層1(以下、単に位相差層とも呼ぶ)および旋光性を有する旋光性層2と、偏光板3とを積層した構成であり、例えば、ダッシュボード上に配置された車載表示ユニット4の前面に装着される。光学素子5と表示ユニット4により、本実施形態の表示装置が構成される。具体的には、光学素子5は、例えば、車載表示ユニット4の意匠ガラスやタッチパネルTP(たとえば図1の一点鎖線参照)等のビューエリア部に装着され、このビューエリア部と車載表示ユニット4との間、またはビューエリア部の視認される側(以下、視認者側とも呼ぶ)に配置され、粘着剤などによってビューエリア部の表面または裏面に空気層を含むことなく密着されることが望ましい。具体的には、光学素子5は、視認される側に偏光板3を備え、偏光板3と表示ユニット4の間に位相差層1および旋光性層2を備えている。
(Basic configuration of optical element)
As shown in FIG. 1, the optical element 5 of the present embodiment includes, for example, a film-like in-plane retardation layer 1 (hereinafter also simply referred to as a retardation layer), an optical rotatory layer 2 having optical rotation, and a polarizing plate 3. And is mounted on the front surface of the in-vehicle display unit 4 arranged on the dashboard, for example. The optical element 5 and the display unit 4 constitute the display device of this embodiment. Specifically, the optical element 5 is mounted on a view area part such as a design glass of the in-vehicle display unit 4 or a touch panel TP (see, for example, an alternate long and short dash line in FIG. 1). It is desirable that it is disposed between or on the side where the view area is viewed (hereinafter also referred to as the viewer side), and is in close contact with the front or back surface of the view area without including an air layer by an adhesive or the like. Specifically, the optical element 5 includes the polarizing plate 3 on the side to be visually recognized, and includes the retardation layer 1 and the optical rotation layer 2 between the polarizing plate 3 and the display unit 4.

本実施形態の光学素子5は、偏光板3と、面内位相差層1および旋光性層2とに加えて、必要に応じて、反射防止層を含んで構成されている。本実施形態の構成では、光学素子5の視認者側に装着された偏光板3を透過した入光した自然光たる外光は直線偏光となり、位相差層1および旋光性層2を透過する。透過した光は、位相差が生じ、かつ偏波面が回転する。更に、光学素子5の裏面、表示ユニット4の表面で反射し、再度、当該裏面側から入射し位相差層1および旋光性層2を透過する。再度位相差層1および旋光性層2に入射した光は更に位相差が生じ、かつ偏波面が回転することにより偏光状態が変化する。この偏光状態が変化した反射光が光学素子5の視認者側に装着された偏光板3を再度透過するときに、吸収され外光反射を抑制することができる。   The optical element 5 of the present embodiment includes an antireflection layer as necessary in addition to the polarizing plate 3, the in-plane retardation layer 1 and the optical rotation layer 2. In the configuration of the present embodiment, the incident natural light that has passed through the polarizing plate 3 attached to the viewer side of the optical element 5 becomes linearly polarized light and is transmitted through the retardation layer 1 and the optical rotation layer 2. The transmitted light has a phase difference and the plane of polarization rotates. Further, the light is reflected from the back surface of the optical element 5 and the surface of the display unit 4, and is incident again from the back surface side and passes through the retardation layer 1 and the optical rotation layer 2. The light incident on the phase difference layer 1 and the optical rotatory layer 2 again has a phase difference, and the polarization state changes as the polarization plane rotates. When the reflected light whose polarization state has changed passes through the polarizing plate 3 mounted on the viewer side of the optical element 5 again, it is absorbed and the reflection of external light can be suppressed.

(偏光板)
本実施形態において、偏光板3は、特定方向に偏光、又は偏波した光だけに限って通過させる板である。なお、図1には、偏光板3の透過軸nが上下の垂直方向に対してφだけ傾いていることが示されている。ここで、垂直方向とは、表示ユニット4の画面上の上下方向と合致する方向であり、この実施形態では、偏光板3の面上の上下方向とも合致する方向である。このような偏光板3として、ヨウ素や2色性色素により染色された一軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルムをホウ酸処理後、その両面または片面にトリアセチルセルロースフィルムなどの保護フィルムを積層して製造したものを用いることができる。
(Polarizer)
In the present embodiment, the polarizing plate 3 is a plate that allows only light polarized or polarized in a specific direction to pass therethrough. FIG. 1 shows that the transmission axis n of the polarizing plate 3 is inclined by φ with respect to the vertical direction. Here, the vertical direction is a direction that matches the vertical direction on the screen of the display unit 4, and in this embodiment, the vertical direction on the surface of the polarizing plate 3 also matches the vertical direction. As such a polarizing plate 3, a monoaxially stretched polyvinyl alcohol resin film dyed with iodine or a dichroic dye is treated with boric acid, and then a protective film such as a triacetyl cellulose film is laminated on both sides or one side. Can be used.

(位相差層)
本実施形態において、位相差層1は、透過した光に位相差を生じさせる層である。このような位相差層1としては、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、などの高分子材料を延伸して製造されたもの、配向膜上で液晶化合物を配向させて製造されたもの、特開2002−202409号または特開2004−170595号公報に記載された光配向材料により作製されたものなどを用いることができる。尚、本発明者が鋭意検討した結果、位相差層1の面内位相差としては、90nm〜185nmであることが好ましく、さらに好ましくは100nm〜175nmであることが好ましい。ここで、位相差の値は、波長550nmの光に対する値である。但し、ここに記載されたものに限定されるものではない。
(Retardation layer)
In the present embodiment, the retardation layer 1 is a layer that causes a retardation in transmitted light. Examples of such a retardation layer 1 include those produced by stretching a polymer material such as polycarbonate and cycloolefin polymer, those produced by aligning a liquid crystal compound on an alignment film, and JP-A-2002-202409. Or a photo-alignment material described in JP 2004-170595 A can be used. As a result of intensive studies by the present inventors, the in-plane retardation of the retardation layer 1 is preferably 90 nm to 185 nm, and more preferably 100 nm to 175 nm. Here, the value of the phase difference is a value for light having a wavelength of 550 nm. However, it is not limited to what was described here.

(旋光性層)
本実施形態において、旋光性層2は、その層を通過する直線偏光の偏波面を回転させる性質を有する層である。このような旋光性層2としては、ラビング処理、光配向処理などの液晶配向処理を施した配向膜を有する基材を対向させ、対向する基材の配向方向を所定の角度回転させた配置とし、両基材間に液晶化合物を充填して配向を誘起する工程で製造されたもの、特開2006−72273号に記載されたような、配向膜を形成した基材に液晶化合物を塗布し配向させ、次いで、所定方向の磁場を印加することにより製造されたもの、または液晶化合物にカイラル剤を添加して製膜し製造されたものなどを用いることができる。尚、本発明者が鋭意検討した結果、旋光性層2の旋光角が±20°〜±80°であることが好ましい。但し、ここに記載された材料または旋光角に限定されるものではない。
(Optical rotation layer)
In the present embodiment, the optical rotatory layer 2 is a layer having a property of rotating the polarization plane of linearly polarized light passing through the layer. As such an optical rotation layer 2, a substrate having an alignment film subjected to a liquid crystal alignment process such as a rubbing process or a photo-alignment process is opposed to each other, and the alignment direction of the opposed substrate is rotated by a predetermined angle. , Manufactured by a step of inducing alignment by filling a liquid crystal compound between both substrates, and applying a liquid crystal compound to a substrate on which an alignment film is formed as described in JP-A-2006-72273. Then, those manufactured by applying a magnetic field in a predetermined direction, or those manufactured by adding a chiral agent to a liquid crystal compound to form a film can be used. In addition, as a result of intensive studies by the inventors, it is preferable that the optical rotation angle of the optical rotatory layer 2 is ± 20 ° to ± 80 °. However, it is not limited to the materials or optical rotation angles described here.

(貼合角度)
本実施形態の光学素子5において、外光反射の抑制は、上述のように、光学素子5の視認者側に装着された偏光板3を透過し、直線偏光に変換された外光が、位相差層1および旋光性層2を透過し、更に、光学素子5の裏面、表示ユニット4の表面で反射し、再度、裏面側から入射し位相差層1および旋光性層2を透過することによって、位相差が生じ、かつ偏波面が回転することで、偏光状態が変化することにより、偏光板3に吸収され出射光量が抑えられることによる。このような観点から、視認者側より、偏光板3、位相差層1、旋光性層2の順で積層される場合は、偏光板3の透過軸nと位相差層1の遅相軸mとの成す角度(以下、貼合角度とも呼ぶ)θは、±20度〜±70度であることが好ましい。また、偏光板3、旋光性層2、位相差層1の順で積層される場合は、旋光性層2の旋光角およびその他の条件によって、貼合角度θが適宜設定されることが好ましい。
(Lamination angle)
In the optical element 5 of the present embodiment, as described above, the suppression of external light reflection is performed by transmitting the polarizing plate 3 attached to the viewer side of the optical element 5 and converting the external light converted into linearly polarized light. By passing through the phase difference layer 1 and the optical rotatory layer 2, further reflecting from the back surface of the optical element 5 and the surface of the display unit 4, entering again from the back surface side, and passing through the phase difference layer 1 and the optical rotatory layer 2. This is because the phase difference is generated and the polarization plane is rotated, so that the polarization state is changed, so that the amount of emitted light is absorbed by the polarizing plate 3. From such a viewpoint, when the polarizing plate 3, the retardation layer 1, and the optical rotation layer 2 are laminated in this order from the viewer side, the transmission axis n of the polarizing plate 3 and the slow axis m of the retardation layer 1. Is preferably ± 20 degrees to ± 70 degrees (hereinafter also referred to as a bonding angle) θ. Moreover, when laminating | stacking in order of the polarizing plate 3, the optical rotatory layer 2, and the phase difference layer 1, it is preferable that the bonding angle (theta) is suitably set with the optical rotation angle of the optical rotatory layer 2, and other conditions.

(反射防止処理層)
本実施形態では傾斜配向フィルムと偏光板3を組み合わせることにより、外光の反射を抑制するものであるが、本実施形態の光学素子5の視認側もしくは視認側と対向する側、または視認側および視認側と対向する側の両面に反射防止処理を施すことによって、反射光をより一層抑制することが可能となる。この反射防止処理層としては、アンチリフレクション(AR)処理、ローリフレクション(LR)処理、アンチグレア(AG)処理による層、モスアイ構造の層が挙げられる。
(Antireflection treatment layer)
In the present embodiment, the inclined alignment film and the polarizing plate 3 are combined to suppress reflection of external light. However, the viewing side of the optical element 5 of the present embodiment or the side facing the viewing side, or the viewing side and By applying an antireflection treatment to both sides facing the viewing side, it is possible to further suppress the reflected light. Examples of the antireflection treatment layer include an antireflection (AR) treatment, a low reflection (LR) treatment, an antiglare (AG) treatment layer, and a moth-eye structure layer.

AR処理、LR処理は、真空蒸着、スパッタリング、あるいは溶液コーティングなど、塗布〜乾燥および硬化させる工程により、単層または複数の屈折率の異なる膜を積層することにより形成される。反射防止処理層を施した表面での反射光と、反射防止層を形成する各層の各界面および素材との界面(単層の場合は基材との界面のみ)で反射する光が干渉により打ち消しあい、反射を抑制することができる。AR処理は、反射率が1%以下、LR処理は、反射率が1〜2%程度のものを指すことが多い。   The AR process and the LR process are formed by laminating a single layer or a plurality of films having different refractive indexes by a process of coating, drying, and curing such as vacuum deposition, sputtering, or solution coating. The light reflected on the surface with the antireflection treatment layer and the light reflected at each interface of the layers forming the antireflection layer and the interface with the material (only the interface with the base material in the case of a single layer) cancels out due to interference. On the other hand, reflection can be suppressed. In many cases, the AR processing indicates a reflectance of 1% or less, and the LR processing indicates a reflectance of about 1 to 2%.

AG処理は、表面に凹凸形状を形成し、反射光を拡散させることにより、正反射による反射像をぼやかし、眩しさをカットする防眩処理である。基材表面にシリカなどの無機粒子やスチレン、アクリルまたはスチレンとアクリルの共重合体からなる有機微粒子をコーティングする方法、基材表面に凹凸形状の転写型にて、UV硬化樹脂による転写や熱による腑形により表面に凹凸を形成する方法、あるいは、サンドブラストなどの方法により表面を荒らすことにより凹凸を形成する方法などが挙げられる。   The AG treatment is an anti-glare treatment that forms a concavo-convex shape on the surface and diffuses reflected light, thereby blurring a reflected image by regular reflection and cutting glare. A method of coating the surface of the substrate with inorganic particles such as silica, or organic fine particles made of styrene, acrylic or a copolymer of styrene and acrylic, a transfer mold with a concavo-convex shape on the surface of the substrate, transfer by UV curing resin or heat Examples thereof include a method of forming irregularities on the surface by a saddle shape, or a method of forming irregularities by roughening the surface by a method such as sandblasting.

モスアイ構造は、例えば、表面に波長よりも短い周期で錘形の構造物を形成したものである。このような構造体を表面に配置すると、空気から基材内部に向かう光は屈折率が徐変することと同等の効果が得られ、屈折率の変化する急激な界面が存在しないため、反射光を生じない。このような構造はUV硬化樹脂を用いたナノインプリント法などで形成したものや、熱と圧力により微細構造を転写したものを用いることができる。また、別体でこのような処理を施したフィルムを表面に貼り付けることも可能である。   The moth-eye structure is formed, for example, by forming a spindle-shaped structure on the surface with a period shorter than the wavelength. When such a structure is arranged on the surface, the light directed from the air into the base material has the same effect as the refractive index gradually changing, and there is no sharp interface where the refractive index changes. Does not occur. As such a structure, a structure formed by a nanoimprint method using a UV curable resin or a structure having a fine structure transferred by heat and pressure can be used. Moreover, it is also possible to affix the film which performed such a process separately on the surface.

〔フロントガラス映り込み防止効果〕
本実施形態の光学素子5は、外光反射の抑制に関して、組み合わされる表示ユニット4としては情報を表示するものであれば特に限定されることなく、効果を奏することができる。しかし、フロントガラス映り込みに関しては、偏光板3が視認者側に装着される表示ユニットが液晶表示ユニットや有機EL表示ユニットなどの場合では、表示ユニットから出射される光が直線偏光性であるので、旋光性層および位相差層で偏光状態が変わり、映り込み防止効果を奏することが可能となる。視認者側に装着される偏光板3の軸角度にもよるが、センターインフォメーションディスプレイのような車載用であってダッシュボード上部に配置される表示ユニットの場合、正面方向に出射する光と比較して、フロントガラスへ向かう光すなわち斜め上方向に向かう光は、前面に装着される光学素子5の位相差層1と旋光性層2に斜めに入射することから、位相差層1と旋光性層2を透過することによって、垂直に透過する光に比べ偏光状態が大きく変化する。このため、偏光板3を透過する際に、フロントガラスへ向かう光は吸収され透過率が低くなる。以上のことから、本実施形態の光学素子5によると、フロントガラスへ到達する光の量が少なくなるため、フロントガラスへの映り込みを抑える効果も得られる。
[Prevention of windshield reflection]
The optical element 5 of the present embodiment is not particularly limited as long as it can display information as the combined display unit 4 in terms of suppressing external light reflection, and can provide an effect. However, regarding the windshield reflection, when the display unit on which the polarizing plate 3 is mounted on the viewer side is a liquid crystal display unit or an organic EL display unit, the light emitted from the display unit is linearly polarized. The polarization state changes between the optical rotatory layer and the retardation layer, and an effect of preventing reflection can be achieved. Depending on the axial angle of the polarizing plate 3 mounted on the viewer side, in the case of a vehicle-mounted display unit such as a center information display and arranged at the top of the dashboard, it is compared with the light emitted in the front direction. Thus, the light traveling toward the windshield, that is, the light traveling obliquely upward, is incident obliquely on the phase difference layer 1 and the optical rotation layer 2 of the optical element 5 mounted on the front surface. By transmitting 2, the polarization state changes greatly compared to light transmitted vertically. For this reason, when passing through the polarizing plate 3, the light toward the windshield is absorbed and the transmittance is lowered. From the above, according to the optical element 5 of the present embodiment, since the amount of light reaching the windshield is reduced, the effect of suppressing the reflection on the windshield is also obtained.

このフロントガラス映り込み防止効果に関して、光学素子5の視認者側における偏光板3の配置が効果の程度に影響する。一般的な車載用表示ユニットにおいて、フロントガラスへ向かう光がフロントガラスに対してP偏光となり、ブリュースター角で入射するような、反射が少なくなる角度は、光学素子5において更に偏光板3の透過軸nが垂直方向に対して、±15°の範囲内にあることが望ましく、これにより前述のフロントガラスへ到達する光の量を偏光板3に吸収させることにより少なくすることと併せて、フロントガラスへの映り込みをより抑えることが可能となる。光学素子5の視認側に配置される偏光板3の透過軸nが垂直方向に対して、±15°より大きくなると、ブリュースター角から外れてくるため、反射光が生じるようになり、映り込みの抑制効果が損なわれることがある。但し、表示ユニット4の視認者側に装着される偏光板3の透過軸角度、表示ユニット4とフロントガラスの位置関係、視認者のアイポイントによって、適宜調整することができる。   Regarding the effect of preventing windshield reflection, the arrangement of the polarizing plate 3 on the viewer side of the optical element 5 affects the degree of the effect. In a general in-vehicle display unit, an angle at which reflection is reduced such that light traveling toward the windshield becomes P-polarized light with respect to the windshield and incident at a Brewster angle is further transmitted through the polarizing plate 3 in the optical element 5. It is desirable that the axis n is within a range of ± 15 ° with respect to the vertical direction, thereby reducing the amount of light reaching the windshield described above by absorbing it into the polarizing plate 3. It is possible to further suppress the reflection on the glass. When the transmission axis n of the polarizing plate 3 arranged on the viewing side of the optical element 5 is larger than ± 15 ° with respect to the vertical direction, the Brewster angle is deviated, so that reflected light is generated and reflected. The inhibitory effect may be impaired. However, it can be appropriately adjusted according to the transmission axis angle of the polarizing plate 3 mounted on the viewer side of the display unit 4, the positional relationship between the display unit 4 and the windshield, and the eye point of the viewer.

〔実施例〕
実施例1から実施例9、および比較例1の測定結果を表1および表2にまとめる。この実施例において、偏光板3は、偏光素子がPVA/ヨウ素系、保護フィルムがTAC(トリアセチルセルロース)フィルムである市販の偏光板を使用した。各実施例における、偏光板3の配置、すなわち垂直方向に対する透過軸nの角度φ(偏光板3の透過軸角度φ)はゼロ度である(φ=0°)。
〔Example〕
The measurement results of Example 1 to Example 9 and Comparative Example 1 are summarized in Tables 1 and 2. In this example, as the polarizing plate 3, a commercially available polarizing plate in which the polarizing element is a PVA / iodine-based film and the protective film is a TAC (triacetyl cellulose) film is used. In each example, the arrangement of the polarizing plates 3, that is, the angle φ of the transmission axis n with respect to the vertical direction (the transmission axis angle φ of the polarizing plate 3) is zero degrees (φ = 0 °).

位相差層1は、ポリカーボネートを延伸して製造された一般的な位相差フィルム(面内位相差値=130〜140nm)を用いた。面内遅相軸mの偏光板3の透過軸nに対する角度θ(位相差フィルムの貼合角度θ:時計回りをプラス(+)、反時計回りをマイナス(−)とする)を表1および表2に記載する。   As the retardation layer 1, a general retardation film (in-plane retardation value = 130 to 140 nm) manufactured by stretching polycarbonate was used. Table 1 shows the angle θ of the in-plane slow axis m with respect to the transmission axis n of the polarizing plate 3 (the retardation angle θ of the retardation film: plus (+) for clockwise and minus (-) for counterclockwise). It is described in Table 2.

旋光性層2は、重合性液晶化合物(BASF社製LC242)100重量部、カイラル剤(BASF社製LC756、右潜)0.15〜1重量部、および重合開始剤〔BASF社製イルガキュア907(右旋性)〕5重量部をテトラヒドロフランに溶解し、スピンコート法にてPETフィルム上に塗布、乾燥後、高圧水銀灯からのUV光を照射して重合性液晶化合物の配向を固定して作製し、PET基材より粘着剤にて転写して用いた。更に保護の目的でTACフィルムを貼合した。   The optical rotatory layer 2 is composed of 100 parts by weight of a polymerizable liquid crystal compound (LC242 manufactured by BASF), 0.15 to 1 part by weight of a chiral agent (LC756 manufactured by BASF, right latent), and a polymerization initiator [Irgacure 907 manufactured by BASF Dextrorotatory)] 5 parts by weight dissolved in tetrahydrofuran, coated on a PET film by spin coating, dried, and then irradiated with UV light from a high-pressure mercury lamp to fix the orientation of the polymerizable liquid crystal compound. The material was transferred from a PET substrate with an adhesive and used. Furthermore, a TAC film was bonded for the purpose of protection.

本実施例において、図2に示すように、光学素子5は、表面をアンチグレアアンチリフレクション(AGAR)処理したガラス板6の裏面に、空気界面が生じないように全面を粘着剤で貼合した。尚、実施例1から9において、積層順は、視認者側から偏光板3、旋光性層2、位相差層1とした。比較例1では、偏光板3と位相差フィルム(面内位相差値=130〜140nm)のみの積層品を用いた。表示ユニット4は、ディスプレイ表面に出荷時から貼合されている偏光フィルムの透過軸が垂直方向であるIPS型液晶ディスプレイの表示ユニットを用いた。透過率は、上記表示ユニット4に本実施形態の光学素子5を装着する前後間での正面方向における輝度変化から求めた。反射率は、フィルメトリックス社製多目的膜厚測定システムF20にて、鏡7の上に本実施例の光学素子5を配置し、垂直入射の反射率(@550nm)は投光部/受光部8を用いて測定した。   In this example, as shown in FIG. 2, the entire surface of the optical element 5 was bonded to the back surface of the glass plate 6 whose surface was treated with antiglare antireflection (AGAR) with an adhesive so as not to cause an air interface. In Examples 1 to 9, the stacking order was the polarizing plate 3, the optical rotatory layer 2, and the retardation layer 1 from the viewer side. In Comparative Example 1, a laminate including only the polarizing plate 3 and the retardation film (in-plane retardation value = 130 to 140 nm) was used. As the display unit 4, a display unit of an IPS liquid crystal display in which the transmission axis of the polarizing film bonded to the display surface from the time of shipment is the vertical direction was used. The transmittance was obtained from the luminance change in the front direction before and after mounting the optical element 5 of the present embodiment on the display unit 4. The reflectivity is the multi-objective film thickness measurement system F20 manufactured by Filmetrics. The optical element 5 of this example is placed on the mirror 7, and the reflectivity (@ 550 nm) of the normal incidence is the light projecting part / light receiving part 8 It measured using.

光学特性の判定では、透過率については、50%以上であれば実用レベルと判断し、透過率が50%未満の場合は、実用レベルでは無いと判断した。また、反射率については、10%以下であれば実用レベルと判断し、透過率が10%を超えた場合は、実用レベルでは無いと判断した。なお、表1および表2では、双方が実用レベルのものに○を記載し、それ以外には×を記載している。また、表中の網掛けが施されたセルは、記載されている値が実用レベルではないことを示している。   In the determination of optical characteristics, the transmittance was determined to be a practical level if it was 50% or more, and determined to be not a practical level if the transmittance was less than 50%. The reflectance was determined to be a practical level if it was 10% or less, and determined to be not a practical level if the transmittance exceeded 10%. In Tables 1 and 2, both are marked with a mark of practical use and marked with x for others. Also, the shaded cells in the table indicate that the values described are not at a practical level.

外光反射により表示が見難くなるのを防ぐ効果(ホワイトアウト防止効果)は、晴天の日の窓付近にて、光学素子5を装着した表示ユニット4を目視で確認することによって確認した。尚、効果の程度については、効果が優れる場合には◎、効果有りの場合には○、効果が弱い場合には△、効果無しの場合には×、と記載した。   The effect of preventing the display from becoming difficult to see due to external light reflection (whiteout prevention effect) was confirmed by visually confirming the display unit 4 equipped with the optical element 5 in the vicinity of a window on a sunny day. The degree of effect is described as ◎ when the effect is excellent, ◯ when the effect is effective, Δ when the effect is weak, and × when there is no effect.

フロントガラス映り込み防止効果は、図3に示すように、フロントガラスに見立てたガラス板9を水平方向に対して30°傾けた角度で配置し、車載搭載時のフロントガラス(ガラス板9)、表示ユニット4、本実施形態の光学素子5の配置を模擬的に暗室内に再現して、左ハンドル車でのドライバーのアイポイントにおける、表示ユニット4の点灯時の映り込み像Qを目視することにより確認した。尚、効果の程度については、効果が優れる場合には◎、効果有りの場合には○、効果が弱い場合には△、効果無しの場合には×、と記載した。   As shown in FIG. 3, the windshield reflection preventing effect is arranged by tilting the glass plate 9 that looks like the windshield at an angle of 30 ° with respect to the horizontal direction, and the windshield (glass plate 9) when mounted on the vehicle, The arrangement of the display unit 4 and the optical element 5 of the present embodiment is simulated and reproduced in the dark room, and the reflected image Q when the display unit 4 is lit at the eye point of the driver in the left-hand drive vehicle is visually observed. Confirmed by The degree of effect is described as ◎ when the effect is excellent, ◯ when the effect is effective, Δ when the effect is weak, and × when there is no effect.

表1および表2により、実施例1から実施例9の結果と比較例1の結果とを比較すると、本実施形態の構成を用いることにより、透過率を保ったまま、外光の反射率を低減できることが確認された。これによりホワイトアウト防止効果が得られ、更には、フロントガラス映り込み防止効果も得られることが確認された。なお、比較例1は、ホワイトアウト防止効果は得られるが、透過率が低く実用に耐え得るものではなかった。   When comparing the results of Example 1 to Example 9 and the result of Comparative Example 1 with Tables 1 and 2, by using the configuration of the present embodiment, the reflectance of outside light is maintained while maintaining the transmittance. It was confirmed that it can be reduced. As a result, it was confirmed that a whiteout prevention effect was obtained, and further a windshield reflection prevention effect was also obtained. In addition, although the comparative example 1 was able to acquire the whiteout prevention effect, the transmittance | permeability was low and was not able to endure practical use.

Figure 2016122128
Figure 2016122128

Figure 2016122128
Figure 2016122128

これらの実施例において、更に光学素子5の裏面に反射防止処理したフィルム(TACフィルム表面を上記LR処理)を空気界面が無いよう全面を粘着剤で貼合すると、ホワイトアウト防止効果がより高められることを確認した。更に、実施例6の位相差フィルム貼合角度が35°の光学素子5を用いて、取り付け角度の影響(すなわち光学素子5の偏光板3の透過軸nの影響)を調べた。左ハンドル車でのドライバーのアイポイントから観察することを想定し、光学素子5の取り付け角度を変えると、前記垂直方向に直交する水平方向(0°)に対して+15°〜0°までは、透過率の大きな低下もなく、映り込み防止効果が優れていることが確認された。この範囲を超えると徐々に、映り込み防止効果が低減することが確認できた。   In these examples, when the back surface of the optical element 5 is further anti-reflective treated (TAC film surface is subjected to the above LR treatment) and the entire surface is bonded with an adhesive so that there is no air interface, the whiteout prevention effect is further enhanced. It was confirmed. Furthermore, the influence of the mounting angle (that is, the influence of the transmission axis n of the polarizing plate 3 of the optical element 5) was examined using the optical element 5 having a retardation film bonding angle of 35 ° in Example 6. Assuming observation from the driver's eyepoint in a left-hand drive vehicle, changing the mounting angle of the optical element 5 will result in + 15 ° to 0 ° with respect to the horizontal direction (0 °) perpendicular to the vertical direction. It was confirmed that the reflection preventing effect was excellent without a significant decrease in transmittance. Beyond this range, it was confirmed that the effect of preventing reflection gradually decreased.

〔実施例10〕
ディスプレイ表面の偏光フィルムの透過軸が水平方向に対して135°であるTN型液晶ディスプレイの表示ユニットに本実施形態の光学素子5を装着して、特性を確認した。偏光板3の透過軸nを垂直方向とし、旋光性層2として、旋光角56.5°のフィルム、位相差層1として、面内位相差値140nmの位相差フィルムを用い、光学素子偏光板の透過軸nに対して、位相差フィルムの遅相軸mを+15°とした。光学素子5において、積層順は、視認者側から偏光板3、旋光性層2、位相差層1とした。この構成での光学素子5の透過率は、59.3%で、外光反射率は、8.3%であった。晴天の日の窓付近にて、光学素子5を装着した表示ユニット4を目視で確認して、ホワイトアウト防止効果も有することを確認した。また、フロントガラス映り込み防止効果についても、装着前後で映り込み像に輝度低下が確認された。
Example 10
The optical element 5 of this embodiment was mounted on a display unit of a TN liquid crystal display in which the transmission axis of the polarizing film on the display surface was 135 ° with respect to the horizontal direction, and the characteristics were confirmed. An optical element polarizing plate using a transmission axis n of the polarizing plate 3 as a vertical direction, a film having an optical rotation angle of 56.5 ° as the optical rotatory layer 2, and a retardation film having an in-plane retardation value of 140 nm as the retardation layer 1. The slow axis m of the retardation film was set to + 15 ° with respect to the transmission axis n. In the optical element 5, the stacking order was the polarizing plate 3, the optical rotatory layer 2, and the retardation layer 1 from the viewer side. The transmittance of the optical element 5 in this configuration was 59.3%, and the external light reflectance was 8.3%. In the vicinity of the window on a clear day, the display unit 4 equipped with the optical element 5 was visually confirmed to confirm that it also had a whiteout prevention effect. In addition, with regard to the effect of preventing windshield reflection, a decrease in luminance was confirmed in the reflected image before and after installation.

〔実施例11〕
実施例1〜実施例9と同様に、表示ユニット4に、偏光フィルムガラスの透過軸が垂直方向であるIPS型液晶ディスプレイに本実施形態の光学素子5を装着して、特性を確認した。偏光板3の透過軸nを垂直方向とし、旋光性層2として、重合性液晶化合物(BASF社製LC242)100重量部、カイラル剤〔メルク社製,S811(左旋性)〕4重量部、および重合開始剤(BASF社製イルガキュア907)5重量部をテトラヒドロフランに溶解し、スピンコート法にてPETフィルム上に塗布、乾燥後、高圧水銀灯からのUV光を照射して重合性液晶化合物の配向を固定して作製したものを、PETフィルムから粘着剤にて転写して用いた。この旋光性層2は、旋光角が73.0°のフィルムであり、位相差層1として、面内位相差値140nmの位相差フィルムを用い、光学素子偏光板の透過軸nに対して、位相差フィルムの遅相軸mの角度を−35°とした。光学素子5において、積層順は、視認者側から偏光板3、旋光性層2、位相差層1とした。この構成での光学素子5の透過率は、60.5%で、外光反射率は、6.3%であった。晴天の日の窓付近にて、光学素子5を装着した表示ユニット4を目視で確認して、ホワイトアウト防止効果も有することを確認した。また、右ハンドル車でのドライバーのアイポイントから観察した場合にも、フロントガラス映り込み防止効果が確認された。
Example 11
In the same manner as in Examples 1 to 9, the display unit 4 was mounted with the optical element 5 of this embodiment on an IPS liquid crystal display in which the transmission axis of the polarizing film glass was vertical, and the characteristics were confirmed. With the transmission axis n of the polarizing plate 3 as the vertical direction, as the optical rotation layer 2, 100 parts by weight of a polymerizable liquid crystal compound (LC242 manufactured by BASF), 4 parts by weight of a chiral agent [manufactured by Merck, S811 (left-handed)], and 5 parts by weight of a polymerization initiator (BASF Irgacure 907) is dissolved in tetrahydrofuran, applied onto a PET film by spin coating, dried, and then irradiated with UV light from a high-pressure mercury lamp to align the polymerizable liquid crystal compound. What was fixed and produced was transferred from a PET film with an adhesive and used. This optical rotatory layer 2 is a film having an optical rotation angle of 73.0 °, and a retardation film having an in-plane retardation value of 140 nm is used as the retardation layer 1, and with respect to the transmission axis n of the optical element polarizing plate, The angle of the slow axis m of the retardation film was −35 °. In the optical element 5, the stacking order was the polarizing plate 3, the optical rotatory layer 2, and the retardation layer 1 from the viewer side. The transmittance of the optical element 5 in this configuration was 60.5%, and the external light reflectance was 6.3%. In the vicinity of the window on a clear day, the display unit 4 equipped with the optical element 5 was visually confirmed to confirm that it also had a whiteout prevention effect. In addition, when observed from the driver's eyepoint in a right-hand drive vehicle, the effect of preventing windshield reflection was confirmed.

以上のように、本実施例により、透過率を保ったまま、外光の反射率を低減できることが確認された。これによりホワイトアウト防止効果が得られ、更には、フロントガラス映り込み防止効果も得られることが確認された。よって、本発明の光学素子によれば、ダッシュボートの上に配置されるような車載用表示装置において、簡便な構成で外光に対して、視認者方向への反射光を低減し、外光反射による視認性低下を抑制できる。更には、簡便な構成でフロントガラス映り込み防止の効果を発現させることもできる。   As described above, according to this example, it was confirmed that the reflectance of external light can be reduced while maintaining the transmittance. As a result, it was confirmed that a whiteout prevention effect was obtained, and further a windshield reflection prevention effect was also obtained. Therefore, according to the optical element of the present invention, in an in-vehicle display device arranged on a dashboard, the reflected light in the viewer direction is reduced with respect to the external light with a simple configuration, and the external light Visibility degradation due to reflection can be suppressed. Furthermore, the effect of preventing windshield reflection can be exhibited with a simple configuration.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、右ハンドルまたは左ハンドルの相違、車両への搭載位置、フロントガラスの配置、アイポイントの位置などにより、適宜、貼合順や貼合角度を変更することができ、そうした変更がなされたものも本発明に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various additions, changes, or deletions can be made without departing from the gist of the present invention. For example, depending on the difference between the right or left handle, the mounting position on the vehicle, the position of the windshield, the position of the eye point, etc., the bonding order and bonding angle can be changed as appropriate, and those changes have been made. Are also included in the present invention.

1: 位相差層
2: 旋光性層
3: 偏光板
4: 表示装置
5: 光学素子
6: 表面をAGAR処理したガラス板
7: 鏡
8: 投光部/受光部
9: ガラス板
1: Retardation layer 2: Optical rotation layer 3: Polarizing plate 4: Display device 5: Optical element 6: Glass plate whose surface has been subjected to AGAR 7: Mirror 8: Light projecting unit / light receiving unit 9: Glass plate

Claims (8)

表示ユニットに装着される透過性の光学素子であって、
視認される側に偏光板を備え、
該偏光板と前記表示ユニットの間に位相差層および旋光性を有する旋光性層を備えている
ことを特徴とする光学素子。
A transmissive optical element mounted on a display unit,
A polarizing plate is provided on the side to be visually recognized,
An optical element comprising a retardation layer and an optical rotation layer having optical activity between the polarizing plate and the display unit.
請求項1に記載の光学素子において、前記位相差層の面内位相差が、波長が550nmの光に対して90nm〜185nmであることを特徴とする光学素子。   2. The optical element according to claim 1, wherein an in-plane retardation of the retardation layer is 90 nm to 185 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm. 請求項1または請求項2に記載の光学素子において、前記旋光性層の旋光角が±20°〜±80°であることを特徴とする光学素子。   The optical element according to claim 1 or 2, wherein an optical rotation angle of the optical rotatory layer is ± 20 ° to ± 80 °. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学素子において、前記偏光板の透過軸が垂直方向に対して±15度以内の範囲に設置されていることを特徴とする光学素子。   The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein a transmission axis of the polarizing plate is set within a range of ± 15 degrees with respect to a vertical direction. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学素子において、視認される側から、前記偏光板、前記位相差層、前記旋光性層の順で積層され、前記偏光板の透過軸と前記位相差層の遅相軸との間の角度が±20度〜±70度の範囲で設置されていることを特徴とする光学素子。   5. The optical element according to claim 1, wherein the polarizing plate, the retardation layer, and the optical rotatory layer are laminated in this order from the visually recognized side, and the transmission axis of the polarizing plate. And an angle between the slow axis of the retardation layer and the retardation axis is set in a range of ± 20 degrees to ± 70 degrees. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光学素子において、視認される側もしくは前記視認される側と対向する側、または前記視認される側および前記視認者側と対向する側の両側に、アンチグレア処理、アンチリフレクション処理、およびローリフレクション処理のうちの少なくとも1種による反射防止層が形成されていることを特徴とする光学素子。   The optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein the side to be viewed, the side facing the side to be viewed, or the side facing the side to be viewed and the viewer side are disposed. An optical element comprising an anti-reflection layer formed on at least one of anti-glare treatment, anti-reflection treatment, and low reflection treatment on both sides. 請求項1から6のいずれか一項に記載の光学素子が装着されている
ことを特徴する車載用表示装置。
An in-vehicle display device, wherein the optical element according to any one of claims 1 to 6 is mounted.
請求項7に記載の車載用表示装置において、当該表示ユニットと前記光学素子の間に操作用タッチパネル装置を備えていることを特徴する車載用表示装置。   8. The in-vehicle display device according to claim 7, further comprising an operation touch panel device between the display unit and the optical element.
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