JP2019015884A - ハーフミラー及びミラーディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
[1]画像表示パネルの前面側に配置されるハーフミラーであって、透明基板と、前記透明基板上に設けられた干渉膜とを備え、前記干渉膜が高屈折率膜を含み、前記高屈折率膜が、チタン化合物及びジルコニウム化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物又はケイ素化合物と高屈折率用無機粒子を含み、前記透明基板の前記干渉膜と反対側から入射する波長550nmの光の反射率が15〜40%であり、前記干渉膜側から入射する波長550nmの光の吸収率が5%以下であり、全光線透過率が60〜85%である、ハーフミラー。
[2]前記高屈折率用無機粒子がチタニア粒子又はジルコニア粒子である、屈折率が1.60〜2.30の高屈折率膜を有する請求項1に記載のハーフミラー。
[3]前記高屈折率膜が金属キレート化合物をさらに含み、前記高屈折率膜中の前記金属化合物100質量部又は前記ケイ素化合物100質量部に対する前記金属キレート化合物の割合が0.1〜20質量部である、[1]又は[2]に記載のハーフミラー。
[4]前記干渉膜が、ケイ素化合物と低屈折率用無機粒子を含む低屈折率膜をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかに記載のハーフミラー。
[5]前記低屈折率用無機粒子が中空シリカ粒子である、屈折率が1.29〜1.48の低屈折率膜を有する、[4]に記載のハーフミラー。
[6]前記低屈折率膜が金属キレート化合物をさらに含み、前記低屈折率膜中の前記ケイ素化合物100質量部に対する前記低屈折率用無機粒子の割合が2〜200質量部あり、かつ前記金属キレート化合物の割合が0.1〜20質量部である、[4]又は[5]に記載のハーフミラー。
[7]画像表示パネルと、前記画像表示パネルの前面側に設けられた[1]〜[6]のいずれかに記載のハーフミラーとを備える、ミラーディスプレイ。
本発明のハーフミラーは、画像表示パネルの前面側に配置されるハーフミラーである。
本発明のハーフミラーは、透明基板と、前記透明基板上に設けられた干渉膜とを備える。干渉膜は、チタン化合物及びジルコニウム化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物又はケイ素化合物と高屈折率用無機粒子を含む高屈折率膜を含む。
ハーフミラーにおける波長550nmの光の反射率、吸収率及び全光線透過率は、干渉膜を形成する材料の種類及び割合を調節することで調節できる。
本実施形態のハーフミラー10は、図1に示すように、透明基板12と、透明基板12上に設けられた干渉膜14とを備えている。ハーフミラー10は、干渉膜14が画像表示パネル側となるように、画像表示パネルの前面側に配置される。
透明基板12の厚みは、例えば、0.5〜5mmとすることができる。
干渉膜における低屈折率膜と高屈折率膜の数は、3つには限定されず、2つ以下であってもよく、4つ以上であってもよい。干渉膜における低屈折率膜と高屈折率膜の数が多いほど、反射率が高くなる。
ハードコート層16の厚さは、耐擦傷性を発揮でき、十分な強度を有するものであればよく、例えば、0.5〜30μmとすることができる。
ジルコニウム化合物としては、例えば、ジアセチルアセトントリブトキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、n−プロポキシドジルコニウム等が挙げられる。
Rn−Si(OR1)4−n ・・・(1)
ただし、式(1)中、Rはアルキル基又はアルケニル基であり、R1はアルキル基又はアルコキシアルキル基であり、nは0〜2の整数である。
Rのアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基が挙げられる。
Rのアルキル基又はアルケニル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、塩素等のハロゲン原子、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクロイル基、オキシラン環含有基等が挙げられる。
R1のアルコキシアルキル基としては、上記のアルキル基のうち、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基を置換基として有している基が挙げられる。
RとR1は、互いに同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
ケイ素化合物としては、1種のみを使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
高屈折率膜20中の金属化合物100質量部又はケイ素化合物100質量部に対する金属キレート化合物の割合は、0.1〜20質量部が好ましく、0.1〜15質量部がより好ましく、5〜10質量部がさらに好ましい。前記金属キレート化合物の割合が前記範囲の下限値以上であれば、良好な光学特性が得られる。前記金属キレート化合物の割合が前記範囲の上限値以下であれば、キレートの析出が無く良好な膜が得られる。
高屈折率膜20の屈折率は、1.60〜2.30が好ましく、1.70〜2.10がより好ましい。
低屈折率用無機粒子としては、例えば、中空シリカ粒子(屈折率=1.25)、フッ化マグネシウム(屈折率=1.38)等が挙げられる。なかでも、膜の機械的強度の点から、中空シリカ粒子が好ましい。
低屈折率用無機粒子は、低屈折率の点から、無機中空粒子であることが好ましく、中空シリカ粒子が特に好ましい。
低屈折率用無機粒子としては、1種のみを使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
なお、無機粒子の平均粒径は、レーザ回折散乱法により測定される体積基準の平均粒径である。
低屈折率膜18の屈折率は、1.29〜1.48が好ましく、1.29以上1.45未満がより好ましい。
低屈折率膜18の屈折率と高屈折率膜20の屈折率との差は、0.15〜1.0が好ましく、0.20〜0.80がより好ましい。
高屈折率層30aを形成する材料としては、特に限定されず、例えば、チタン化合物、ジルコニウム化合物等又はケイ素化合物と高屈折率用無機粒子が挙げられる。高屈折率層30aを形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
低屈折率層30bを形成する材料としては、特に限定されず、例えば、低屈折率用無機粒子、ケイ素化合物、非晶性フッ素系樹脂等と低屈折率用無機粒子の組み合わせが挙げられる。低屈折率層30bを形成する材料としては、ケイ素化合物と非晶性フッ素系樹脂は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
低屈折率層30bの屈折率は、1.29〜1.48が好ましく、1.29以上1.45未満がより好ましい。
高屈折率層30aの屈折率と低屈折率層30bの屈折率との差は、0.15〜1.0が好ましく、0.20〜0.80がより好ましい。
高屈折率層30a及び低屈折率層30bの形成方法としては、均一な膜厚で形成できるものであればよく、例えば、公知のコーティング法を用いることができる。
本発明のミラーディスプレイは、画像表示パネルの前面側に設けられた本発明のハーフミラーとを備える。本発明のミラーディスプレイの態様は、本発明のハーフミラーを画像表示パネルの前面側に設ける以外は特に限定されない。
本実施形態のミラーディスプレイ100は、図3及び図4に示すように、画像表示装置40が備える画像表示パネル42と、ハーフミラー10を備える画像表示パネル用前面ミラー50とを備えている。
なお、枠体52の形状は、前記した形状には限定されず、装着対象の画像表示パネルの形状に応じて適宜設定すればよい。例えば画像表示パネルの正面視形状が縦長の長方形状の場合は、枠体52の正面視形状も縦長の長方形状とすることができる。
枠体52を形成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用可能である。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロビレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS共重合体樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。
一方、ハーフミラー10における遮光体56が設けられていない領域では、ハーフミラー10の背面側に位置する画像表示パネル42から発せられた光がハーフミラー10を透過するため、画像表示パネルに表示された画像をハーフミラー10の前面側から視認することができる。
遮光体56の厚さは、特に限定されず、例えば、0.2〜3mmとすることができる。
遮光体56の透過率は、1%以下であることが好ましい。
遮光体56の色は、画像表示パネル42の映像が表示されていない状態の色と同じ黒とすることが好ましい。
遮光体56を形成する材料としては、光を遮ることができるものであればよく、例えば、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。遮光体56を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
背面板58の厚さは、特に限定されず、例えば、1〜5mmとすることができる。
ミラーディスプレイ200は、画像表示パネル210と、ハーフミラー10と、遮光体220とを備えている。ハーフミラー10は、枠体230(図11では不図示)に取り付けられた状態で、画像表示パネル210の前面側に、画像表示パネル210の表示部全体を覆うように設けられている。遮光体220は、画像表示パネル210とハーフミラー10の間に、ハーフミラー10における半分の領域を覆うように設けられている。
遮光体220としては、遮光体56と同じものが挙げられる。
[略号]
略号は以下の意味を示す。
TEOS:テトラエトキシシラン、
γ−GPS:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
ALCH:アルミニウムキレート、
TTB:テトラ−n−ブトキシチタン、
IPA:イソプロピルアルコール。
反射率は、日本分光(株)社製 分光光度計「V−570」により測定した。
吸収率は、計算値(吸収率=100−反射率−透過率)により算出した。
全光線透過率は、日本分光(株)社製 分光光度計「V−570」により測定した。
屈折率は、反射率から導いた計算式により算出した。
各例で得たミラーディスプレイを前面側から見たときの反射像を目視にて確認し、鏡面性を以下の評価基準で評価した。
◎:反射像が鮮明に見える。
○:反射像が充分に見える。
×:反射像が充分に見えない。
各例で得たミラーディスプレイについて、画像表示パネルに画像を表示し、該画像を目視にて確認し、色相変化及び明度変化を以下の評価基準で評価した。
(色相変化)
○:画像の色相の変化があまりない。
×:画像の色相の変化が大きい。
(明度変化)
○:画像が充分に明るい。
×:画像が暗くなる。
IPAに0.05N塩酸を加えた液に、TEOSを100質量部、中空シリカ粒子(平均粒径:40nm、屈折率=1.25)を5質量部、及びALCHを2.5質量部加えて混合して溶液Aを調製した。また、IPA液に、TTBを100質量部及びALCHを5質量部加えて混合して溶液Bを調製した。
透明基板としてガラス板(厚み3mm)を用い、透明基板を溶液Aに浸漬し、引き上げた後に乾燥して低屈折率膜を形成した。次いで、透明基板を溶液Bに浸漬し、引き上げた後に乾燥して低屈折率膜上に高屈折率膜を形成し、透明基板上に干渉膜を備えるハーフミラーを得た。
得られたハーフミラーを用い、図1及び図2に例示したミラーディスプレイ100と同様の態様のミラーディスプレイを作製した。なお、ハーフミラーは干渉膜を画像表示パネル側に向けて画像表示パネルの前面側に配置した。
低屈折率膜を形成する溶液Aに用いる成分の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にしてハーフミラーを作製し、ミラーディスプレイを得た。
IPAに0.05N塩酸を加えた液に、γ−GPSを100質量部及び中空シリカ粒子(平均粒径:40nm,屈折率=1.25)を150質量部加えて混合して溶液Cを調製した。また、IPAに0.05N塩酸を加えた液に、γ−GPSを100質量部及びジルコニア粒子(平均粒径:60nm,屈折率=2.40)を360質量部加えて混合して溶液Dを調製した。
透明基板としてアクリル樹脂板(厚み3mm)を用い、透明基板にハードコート層を設けた後に溶液Cに浸漬し、引き上げた後に乾燥して低屈折率膜を形成した。次いで、透明基板を溶液Dに浸漬し、引き上げた後に乾燥して、低屈折率膜上に高屈折率膜が形成された干渉膜を形成した。
次いで、干渉膜形成側にマスキングし、透明基板からハードコート層、高屈折率膜、低屈折率膜の順に積層し、透明基板の干渉膜の反対側に反射防止層を形成してハーフミラーを得た。
得られたハーフミラーを用いる以外は、実施例1と同様にしてミラーディスプレイを得た。
透明基板としてガラス板(厚み3mm)の一方の表面にクロム蒸着を施し、厚み30nmの干渉膜を形成してハーフミラーを得た。
低屈折率膜を形成する溶液Aに用いる成分の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にしてハーフミラーを作製し、ミラーディスプレイを得た。
一方、クロム蒸着により干渉膜を形成した比較例1では、画像表示パネルに表示された画像が変色し、全光線透過率が低いため視認性が劣っていた。また、ハーフミラーの反射率が15%未満で、全光線透過率が85%超である比較例2では、ミラーとしての機能が充分に確保されなかった。
Claims (7)
- 画像表示パネルの前面側に配置されるハーフミラーであって、
透明基板と、前記透明基板上に設けられた干渉膜とを備え、
前記干渉膜が高屈折率膜を含み、
前記高屈折率膜が、チタン化合物及びジルコニウム化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物又はケイ素化合物と高屈折率用無機粒子を含み、
前記透明基板の前記干渉膜と反対側から入射する波長550nmの光の反射率が15〜40%であり、
前記干渉膜側から入射する波長550nmの光の吸収率が5%以下であり、全光線透過率が60〜85%である、ハーフミラー。 - 前記高屈折率用無機粒子がチタニア粒子又はジルコニア粒子である、屈折率が1.60〜2.30の高屈折率膜を有する、請求項1に記載のハーフミラー。
- 前記高屈折率膜が金属キレート化合物をさらに含み、
前記高屈折率膜中の前記金属化合物100質量部又は前記ケイ素化合物100質量部に対する前記金属キレート化合物の割合が0.1〜20質量部である、請求項1又は2に記載のハーフミラー。 - 前記干渉膜が、ケイ素化合物と低屈折率用無機粒子を含む低屈折率膜をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハーフミラー。
- 前記低屈折率用無機粒子が中空シリカ粒子である、屈折率が1.29〜1.48の低屈折率膜を有する、請求項4に記載のハーフミラー。
- 前記低屈折率膜が金属キレート化合物をさらに含み、
前記低屈折率膜中の前記ケイ素化合物100質量部に対する前記低屈折率用無機粒子の割合が2〜200質量部であり、かつ前記金属キレート化合物の割合が0.1〜20質量部である、請求項4又は5に記載のハーフミラー。 - 画像表示パネルと、前記画像表示パネルの前面側に設けられた請求項1〜6のいずれか一項に記載のハーフミラーとを備える、ミラーディスプレイ。
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