JP2019066774A - 反射表示板、映像表示装置、車両 - Google Patents
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Abstract
Description
このうち、コレステリック液晶層を配置した形式の反射表示板(フロントウィンドウ)については、視野角特性の広さ等から近年注目されている(例えば、特許文献1参照)。
第1の発明は、透光性を有し、投射された映像光の少なくとも一部を反射して映像を表示する反射表示板であって、透光性を有し、該反射表示板の厚み方向において映像光の入射側に設けられる第1透明基板(122)と、透光性を有し、該反射表示板の厚み方向において前記第1透明基板よりも背面側に配置される第2透明基板(127)と、前記第1透明基板及び前記第2透明基板の間に設けられ、所定の波長領域であって一方の回転方向の円偏光を反射するコレステリック液晶層(124)と、前記第1透明基板の入射側の面に積層された反射抑制層(121)と、を備える反射表示板(12,22)である。
第2の発明は、第1の発明の反射表示板(12,22)と、前記反射表示板に対して、少なくとも円偏光を含む映像光を投射する映像源(11)と、を備える映像表示装置(10)である。
第3の発明は、第2の発明の映像表示装置において、前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、入射側から入射した光の反射抑制層及び第1透明基板における反射光の反射Y値が最小となる前記光の入射角度をγ1とするとき、θ1−30°≦γ1≦θ1+30°を満たすこと、を特徴とする映像表示装置(10)である。
第4の発明は、第2の発明又は第3の発明の映像表示装置において、前記第1透明基板(122)及び前記第2透明基板(127)の間であって前記コレステリック液晶層(124)よりも背面側に設けられる1/4波長位相差層(125)を備えること、を特徴とする映像表示装置(10)である。
第5の発明は、第4の発明の映像表示装置において、前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、前記第2透明基板と空気との界面に空気側から光が入射する際のブリュースター角をβとするとき、β−20°≦θ1≦β+20°を満たすこと、を特徴とする映像表示装置(10)である。
第6の発明は、第2の発明又は第3の発明の映像表示装置において、前記第2透明基板(127)の背面側の面に積層される第2反射抑制層(228)を備えること、を特徴とする映像表示装置(10)である。
第7の発明は、第6の発明の映像表示装置において、前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、背面側から入射した光の第2反射抑制層(228)及び第2透明基板(127)における反射光の反射Y値が最小となる前記光の入射角度をγ2とするとき、θ1−30°≦γ2≦θ1+30°を満たすこと、を特徴とする映像表示装置(10)である。
第8の発明は、第2の発明から第7の発明までのいずれかの映像表示装置(10)を備える車両であって、前記映像源(11)は、該車両の内部に配置され、前記反射表示板(12)は、該車両の透光部であること、を特徴とする車両である。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
図1は、第1実施形態の映像表示装置10を説明する図である。図1(a)は、第1実施形態の映像表示装置10を説明する図であり、図1(b)は、第1実施形態のフロントウィンドウに映像が表示される領域Aを説明する図である。
図6は、第1実施形態の映像表示装置10が配置される車両である自動車30を示す図である。
本実施形態の映像表示装置10は、自動車30の透光部(窓)となるフロントウィンドウ等に映像を投影するHUD(ヘッドアップディスプレイ)であり、映像光Lを投射する映像源11と、映像光Lが投射される反射表示板であるウィンドウガラス12とを備えている。本実施形態では、このウィンドウガラス12は、自動車30のフロントウィンドウとして使用されている例を挙げて説明する。
なお、表示される映像は、文字や図形等、適宜選択可能であり、例えば、自動車30の速度や、進行方向の表示、天候、歩行者や障害物、他の自動車等の対象物の接近等を知らせる警告表示等、その内容に関しても適宜選択してよい。
本実施形態では、映像源11は、一例として、直線偏光を出射するLCD方式等のプロジェクタの投射口に、不図示の1/4波長位相差板を備え、円偏光を投射可能としたもの等が用いられる。これに限らず、映像源11は、レーザー光源等の投射口に不図示の1/4波長位相差板を備え、円偏光を投射可能としたものを用いてもよいし、スマートフォンやタブレット等の画面に映像を表示可能な携帯端末等を用いてもよい。
ウィンドウガラス12は、自動車30の前方の透光部を覆うように配置される光透過性を有する部材であり、2枚のガラス板の間に中間層等を挟み込んだ合わせガラスとして構成されている。
このウィンドウガラス12は、投射された映像光Lの少なくとも一部を反射して映像を表示する反射表示板であり、車内側(観察者E側)から順に、反射抑制層121、第1ガラス板122、第1中間層123、コレステリック液晶層124、1/4波長位相差層125、第2中間層126、第2ガラス板127を備えている。
図2等において、ウィンドウガラス12の厚み方向に平行な方向をZ方向とし、車内側(観察者側、入射側)を+Z側、車外側(背面側)を−Z側とする。
第1ガラス板122と第2ガラス板127とで、第1中間層123、コレステリック液晶層124、1/4波長位相差層125、第2中間層126を狭持している。
第1ガラス板122は、ソーダライムガラス(青板ガラス)や、硼珪酸ガラス(白板ガラス)、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等により形成されている。この第1ガラス板122は、その厚みが例えば2〜3mm程度である。
この反射抑制層121を第1ガラス板122の車内側に積層することにより、ウィンドウガラス12に映像光Lが入射する際の反射を抑制することができる。これにより、ウィンドウガラス12に入射する際に映像光Lの一部が反射することに起因する2重像を低減できる。また、これにより、ウィンドウガラス12へ入射する映像光の光量が増え、後述するコレステリック液晶層124で反射される映像光の光量が増えるので、より明るく視認性の高い映像を表示できる。
反射抑制層121の厚みは、上記の層構成と各層を成す材料の屈折率から光学的に決定されるものであるが、本実施形態では、その厚みが100〜500nm程度であることが好ましい。
なお、反射抑制層121のさらに車内側(+Z側)に、埃や汚れ等の付着を低減する不図示の防汚層を形成してもよい。この防汚層は、厚さを1〜10nm程度とすることが好ましい。
第1中間層123は、例えば、PVB(ポリビニルブリラール)によって形成され、その厚みは、0.3〜0.8mm程度とすることが好ましい。なお、第1中間層123は、PVBに限らず、COP(シクロオレフィンポリマー)等の他の樹脂を用いてもよい。
コレステリック液晶層124は、コレステリック液晶相となる重合性液晶材料により形成された層であり、所定のらせんピッチとなるように重合性液晶材料に添加するカイラル剤の量等を調整し、紫外線照射や加熱等によって液晶を硬化させ、かつ、液晶の旋回方向を固定化する等して設けられている。
なお、コレステリック液晶層124の反射率は、100%ではないために、反射されるべき映像光L(液晶のらせんピッチによって決定される所定の波長領域であって、かつ、液晶の旋回方向に一致する回転方向の円偏光)の一部も、このコレステリック液晶層124を透過する。
したがって、コレステリック液晶層124は、単層である場合には、少なくとも波長550nm又はその近傍の波長の光を中心波長とする選択波長域を備えていることが好ましい。また、コレステリック液晶層124は、多層構造である場合には、各液晶層の選択波長域の中心波長が異なることが好ましい。
本実施形態では、図2等に示すように、コレステリック液晶層124の表面の法線方向に対して斜め方向から映像光が入射し、斜め方向へ反射しているので、見かけ上の反射光の色は短波長側へ移動している。したがって、観察者Eの位置で視認される反射光のピーク輝度を有する波長(例えば、45°正反射においてピーク輝度を有する波長)を、ここでの選択波長域の中心波長とする。
映像源11から投射され、ウィンドウガラス12に入射した映像光Lは、前述のように、その多くがコレステリック液晶層124で反射されるが、一部はコレステリック液晶層124を透過して、1/4波長位相差層125へ入射する。この1/4波長位相差層125へ入射した映像光(円偏光)は、1/4波長位相差層125を透過することにより、直線偏光となる。1/4波長位相差層125は、円偏光である映像光Lが1/4波長位相差層125を透過することにより、第2ガラス板127と空気との界面へP偏光として入射するように、その遅相軸の方向等が設定されている。詳細は後述するが、これは、ウィンドウガラス12の車外側の空気との界面での一部の映像光の反射を低減するためである。なお、P偏光とは、隣り合う異なる媒質の界面(境界面)に垂直であって入射光及び反射光を含む面を入射面と呼び、この入射面内で電界が振動する偏光である。本実施形態において、境界面は、第2ガラス板127と空気との界面(第2ガラス板127の車外側の面127b)である。
また、1/4波長位相差層125の透過光における楕円率は、1に近いことが好ましく、1であることがより好ましい。
第2中間層126は、前述の第1中間層123と同様の材料により形成され、厚みも同様である。
図3は、第1実施形態のウィンドウガラス12(反射表示板)の製造方法の一例を示す図である。
まず、図3(a)に示すように、PET基材101上に不図示の配向膜(光配向膜)を形成し、その上に重合性液晶材料を用いて1/4波長位相差層125を形成した。
次に、図3(b)に示すように、1/4波長位相差層125上に、カイラル剤を含有する重合性液晶材料を塗工し、紫外線を照射して硬化させ、45°正反射で波長550nmに反射光のピーク輝度(中心波長)を有するコレステリック液晶層124を形成した。
なお、本実施形態では、コレステリック液晶層124は、45°正反射で波長550nmに反射光のピーク輝度(中心波長)を有するとしたが、これに限らず、ピーク輝度を有する正反射の角度等は、映像表示装置10の使用環境等に応じて適宜設定してよい。
さらに、図3(d)に示すように、得られた積層体の1/4波長位相差層125側の表面に、接着剤となるPVBを塗付して第2中間層126を形成し、この積層体と第2ガラス板127とを接着する。
次に、図3(e)に示すように、得られた積層体の第1ガラス板122側の表面に、反射抑制層121を形成することにより、反射表示板であるウィンドウガラス12が形成される。
前述のように、映像源11は、ウィンドウガラス12に対して映像光L1として円偏光を投射する。このとき、ウィンドウガラス12への映像光L1の入射角度をθ1(°)とする。
ウィンドウガラス12へ映像光L1が入射する際に、一部の映像光L1の一部が反射されることに起因する2重像を低減するためには、第1ガラス板122に反射抑制層121が積層された状態で、車内側(+Z側)から入射した光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が最小となる入射角度γ1(°)と、ウィンドウガラス12への映像光L1の入射角度θ1とは、以下の関係を満たすことが好ましい。
θ1−30°≦γ1≦θ1+30°
上記関係を満たすことが好ましい理由は、以下の通りである。
したがって、第1ガラス板122の車内側(+Z側)に反射抑制層121が積層された状態で、車内側から入射した光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が最小となる入射角度γ1と、ウィンドウガラス12への映像光L1の入射角度θ1とが等しいとき、反射抑制層121と第1ガラス板122との界面での映像光L1の反射が最も抑制される。また、本願発明者らは、この角度γ1が、θ1±30°の範囲内であれば、十分に映像光L1の反射抑制効果が得られることを発見した。
またこれにより、ウィンドウガラス12への映像光L1の入射光量が増え、コレステリック液晶層124で反射される映像光L2の光量が増えるため、ウィンドウガラス12及び映像表示装置10は、より明るく視認性の高い映像を表示することができる。
このとき、第2ガラス板127と空気と界面(第2ガラス板127の車外側の面127b)に対して、直線偏光となった映像光L3が、P偏光として入射する。
P偏光である映像光L3が第2ガラス板127側から第2ガラス板127と空気との界面(面127b)へ入射する際、空気側への透過率を高めるためには、映像光L3が面127bへ第2ガラス板127側から入射する際のブリュースター角で入射することが好ましい。このとき、映像光L3の第2ガラス板127からの出射角度をθ2(°)とすると、その出射角度θ2は、空気側から面127bへ光が入射する際のブリュースター角β(°)に等しい。
よって、出射角度θ2とブリュースター角βとは、β−20°≦θ2≦β+20°を満たすことが、第2ガラス板127と空気との界面での映像光L3の反射を抑制してその透過率を高め、2重像を低減する観点から好ましい。
したがって、映像光L1の入射角度とブリュースター角βとは、以下の関係を満たすことが、好ましい。
β−20°≦θ1≦β+20°
これにより、コレステリック液晶層124を透過した映像光L3の一部がウィンドウガラス12と車外側の空気との界面で観察者E側へ反射することに起因する2重像を効果的に抑制できる。
また、本実施形態によれば、ウィンドウガラス12への映像光の入射光量を増大させ、明るい映像を表示することができる。
また、本実施形態によれば、外光のウィンドウガラス12の透過率を維持でき、ウィンドウガラス12を通して、観察者Eが車外を観察する際の車外の景色の視認性を向上できる。
図4は、第2実施形態のウィンドウガラス22(反射表示板)の層構成等を説明する図である。
第2実施形態のウィンドウガラス22は、1/4波長位相差層125を備えず、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228を備える点が前述の第1実施形態のウィンドウガラス12と異なる以外は、第1実施形態のウィンドウガラス12と同様の形態である。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態のウィンドウガラス22は、反射抑制層(第1反射抑制層)121、第1ガラス板122、第1中間層123、コレステリック液晶層124、第2中間層126、第2ガラス板127、第2反射抑制層228を備えている。
このウィンドウガラス22は、前述の第1実施形態に示した映像表示装置10へ適用可能である。また、第2実施形態のウィンドウガラス22を備える映像表示装置10は、前述の第1実施形態に示した自動車30へ適用可能である。
第2中間層126は、本実施形態では、第2ガラス板127とコレステリック液晶層124との間に設けられ、第2ガラス板127とコレステリック液晶層124とを接合している。この第2中間層126の厚みや材料は、前述の第1実施形態と同様である。
本実施形態では、第2反射抑制層228は、前述の反射抑制層121と同様の形態であるが、異なる形態であってもよい。また、第2反射抑制層228は、ウィンドウガラス12の車外側の面を形成しており、耐候性や耐久性を有することが望ましい。
まず、図5(a)に示すように、PET基材101上に、カイラル剤を含有する重合性液晶材料を塗工し、紫外線を照射して硬化させ、45°正反射で波長550nmに反射ピーク(中心波長)を有するコレステリック液晶層124を形成した。なお、本実施形態では、コレステリック液晶層124は、45°正反射で波長550nmに反射光の輝度ピーク(中心波長)を有するとしたが、これに限らず、反射ピークを有する正反射の角度等は、映像表示装置10の使用環境等に応じて適宜設定してよい。
次に、図5(b)に示すように、コレステリック液晶層124の表面に接着剤となる第2中間層126を形成し、第2ガラス板127に転写し、PET基材101を剥離する。
次に、図5(c)に示すように、得られた積層体のコレステリック液晶層124側の表面に、接着剤を塗布して第1中間層123を形成し、この第1中間層123により、この積層体と第1ガラス板122とを接着する。
なお、上述の例に限らず、PET基材101上にコレステリック液晶層124を形成して第1中間層123を介して第1ガラス板122へ転写し、その後、第2中間層126により第2ガラス板127と接合する工程としてもよい。
なお、図4では、ウィンドウガラス22内を進む映像光L(L1〜L3)及び外光G(G1〜G3)の様子について示しており、理解を容易にするために、ウィンドウガラス22内の各層間における光の屈折を省略して示しているが、実際には各層間において光は適宜屈折しているものとする。
また、これにより、ウィンドウガラス12への映像光L1の入射光量が増え、コレステリック液晶層124で反射される光量が増えることにより、映像表示装置10及びウィンドウガラス22は、より明るい映像を表示することができる。
このとき、第2ガラス板127の車外側(−Z側)の面には第2反射抑制層228が形成されているので、ウィンドウガラス22と空気と界面での映像光L3の反射が抑制される。これにより、コレステリック液晶層124を透過した映像光L3の一部が第2ガラス板127と空気との界面で観察者E側へ反射することに起因する2重像を効果的に抑制できる。
θ1−30≦γ2≦θ1+30°
これは、以下の理由によるものである。
したがって、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228が積層された状態で、車外側(−Z側)からウィンドウガラス22へ入射した光の第2反射抑制層228及び第2ガラス板127における反射光の反射Y値が最小となる入射角度γ2と、ウィンドウガラス22からの映像光L3の出射角度θ2(すなわち、映像光L1のウィンドウガラス22へ入射角度θ1)とが等しいとき、ウィンドウガラス22の車外側の空気との界面での映像光L3の反射が最も抑制される。また、本願発明者らは、角度γ2が、θ2±30°の範囲内、すなわち、θ1±30°の範囲内であれば、ウィンドウガラス22の車外側の空気との界面での映像光L3の反射を十分に抑制する効果が得られることを発見した。
以上のことから、角度γ2と角度θ1とは、θ1−30≦γ2≦θ1+30°を満たすことにより、ウィンドウガラス22における2重像低減効果をさらに高めることができる。
なお、本実施形態では、第2反射抑制層228は、反射抑制層121と同様であるので、γ2=γ1であるとしたが、角度γ2と角度γ1とは、異なる値であってもよい。
また、ウィンドウガラス22は、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228を備えているので、コレステリック液晶層124で反射した外光G2の一部が、第2ガラス板127と空気との界面で反射して観察者E側へ向かい、映像や車外の景色の視認の妨げとなることも抑制できる。
また、本実施形態によれば、ウィンドウガラス22への映像光の入射光量を増大させ、明るい映像を表示することができる。
また、本実施形態によれば、外光の透過率を維持でき、ウィンドウガラス22を通して観察者Eが車外を観察する際の視認性を向上できる。
また、本実施形態によれば、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228が設けられているので、観察者Eが車外の景色を観察する際の視認性の向上効果を高めることができる。
また、本実施形態によれば、第1ガラス板122と第2ガラス板127との間の層数を低減できるので、製造時のハンドリングの向上等を図ることができ、より容易に製造できる。
第1実施形態のウィンドウガラス12の実施例は、実施例1〜4であり、第2実施形態のウィンドウガラス22の実施例は、実施例5,6である。実施例1〜4のウィンドウガラス12は、第1ガラス板122から第2ガラス板127までの各層は同様であり、反射抑制層121の形態がそれぞれ異なる。また、実施例5,6のウィンドウガラス22は、第1ガラス板122から第2ガラス板127までの各層は実施例1〜4と同様であり、反射抑制層121及び第2反射抑制層228の形態がそれぞれ異なる。また、各実施例において、コレステリック液晶層124は、45°正反射で波長550nmに反射光のピーク輝度(中心波長)を有する。
実施例1のウィンドウガラス12(反射表示板)は、第1ガラス板122の表面に下記の低屈折率層用組成物1を塗工して熱硬化させて低屈折率層を形成することにより、反射抑制層121が形成されている。実施例1の反射抑制層121は、屈折率が1.34、層厚が150nmである。
実施例1では、車内側からの入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が45°正反射で最小(すなわち、反射Y値が最小となる入射角度γ1=45°)である。
(低屈折率層用組成物1)
中空シリカ(粒子径60nm) 1.2部
TEOS(テトラエトキシシラン)加水分解物 1部
IPA 97.8部
実施例2のウィンドウガラス12は、第1ガラス板122の表面に下記の高屈折率層用組成物2を塗工して熱硬化させて高屈折率層を形成し、その上にさらに下記の低屈折率層用組成物3を塗工して熱硬化させて低屈折率層を形成することにより反射抑制層121が形成されている。実施例2において、高屈折率層は、屈折率が1.50、層厚が260nmであり、低屈折率層は、屈折率が1.32、層厚が150nmである。
実施例2では、車内側からの入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が45°正反射で最小(γ1=45°)である。
(高屈折率層用組成物2)
酸化ジルコニウム粒子 0.2部
TEOS(テトラエトキシシラン)加水分解物 1部
IPA 98.8部
(低屈折率層用組成物3)
中空シリカ(粒子径60nm) 1.5部
TEOS(テトラエトキシシラン)加水分解物 1部
IPA 97.5部
実施例3のウィンドウガラス12は、第1ガラス板122の表面にシリカによる低屈折率層と酸化ニオブによる高屈折率層とを交互に計5層形成することにより、反射抑制層121が形成されている。実施例3において、高屈折率層の屈折率は2.3であり、低屈折率層の屈折率は、1.47である。また、各層の厚さは、第1ガラス板122側から順に、低屈折率層(シリカ)10nm、高屈折率層(酸化ニオブ)60nm、低屈折率層(シリカ)30nm、高屈折率層(酸化ニオブ)70nm、低屈折率層(シリカ)160nmであり、反射抑制層121全体の厚さは、330nmである。この低屈折率層及び高屈折率層は、スパッタリングにより形成されている。
実施例3では、車内側から入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が45°正反射で最小(γ1=45°)である。
実施例4のウィンドウガラス12は、実施例3ウィンドウガラス12と同様の反射抑制層121を有し、この反射抑制層121の上に、さらに、オプツールDSX(ダイキン工業株式会社製)を塗工して、層厚5nmの防汚層を形成したものである。
実施例5のウィンドウガラス22は、第1ガラス板122の車内側に反射抑制層121が形成され、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228が形成されている。
実施例5において、反射抑制層121は、第1ガラス板122の表面にシリカによる低屈折率層と酸化ニオブによる高屈折率層とを交互に計5層形成することにより形成され、同様に、第2反射抑制層228も、第2ガラス板127の表面に、シリカによる低屈折率層と酸化ニオブによる高屈折率層とを交互に計5層形成することにより形成されている。すなわち、反射抑制層121と第2反射抑制層228とは同様の形態である。
実施例5において、高屈折率層の屈折率は2.3であり、低屈折率層の屈折率は、1.47である。また、各層の厚さは、第1ガラス板122及び第2ガラス板127側から順に、低屈折率層(シリカ)10nm、高屈折率層(酸化ニオブ)60nm、低屈折率層(シリカ)30nm、高屈折率層(酸化ニオブ)70nm、低屈折率層(シリカ)160nmであり、反射抑制層121及び第2反射抑制層228全体の厚さは、330nmであ。この低屈折率層及び高屈折率層は、スパッタリングにより形成されている。
実施例5では、車内側からの入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が45°正反射で最小(γ1=45°)である。また、実施例5では、車外側から入射する光の第2反射抑制層228及び第2ガラス板127における反射光の反射Y値が45°正反射で最小(γ2=45°)である。
実施例6のウィンドウガラス22は、実施例5と同様の反射抑制層121及び第2反射抑制層228を備え、その上に、オプツールDSX(ダイキン社製)を塗工して層厚5nmの防汚層をそれぞれ形成したものである。
比較例1のウィンドウガラスは、第1ガラス板122の表面に上記の低屈折率層用組成物1を塗工して低屈折率層を形成することにより、反射抑制層121が形成されている。比較例1の反射抑制層121(低屈折率層)は、屈折率が1.34、層厚が100nmである。
比較例1では、車内側から入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が5°正反射で最小(γ1=5°)である。
比較例2のウィンドウガラスは、第1ガラス板122の表面に上記の高屈折率層用組成物2を塗工して熱硬化させて高屈折率層を形成し、その上に上記の低屈折率層用組成物3を塗工して熱硬化させて低屈折率層を形成することにより、反射抑制層121が形成されている。比較例2において、高屈折率層は、屈折率が1.57、層厚が160nmであり、低屈折率層は、屈折率が1.32、層厚が100nmである。
比較例2では、車内側から入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が5°正反射で最小(γ1=5°)である。
比較例3のウィンドウガラスは、第1ガラス板122の表面にシリカによる低屈折率層と酸化ニオブによる高屈折率層とを交互に計5層形成することにより反射抑制層121が形成されている。比較例3において、高屈折率層の屈折率は、2.3であり、低屈折率層の屈折率は、1.47である。
また、各層の厚さは、第1ガラス板122側から順に、低屈折率層(シリカ)5nm、高屈折率層(酸化ニオブ)40nm、低屈折率層(シリカ)20nm、高屈折率層(酸化ニオブ)50nm、低屈折率層(シリカ)110nmであり、反射抑制層121全体の厚さは、225nmである。この低屈折率層と高屈折率層とは、スパッタリングにより形成されている。
比較例3では、車内側から入射する光の反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が5°正反射で最小(γ1=5°)である。
比較例4のウィンドウガラス12は、第1ガラス板122から第2ガラス板127までの各層については実施例1〜4と同様であるが、第1ガラス板122の車内側に反射抑制層121が積層されていない点が異なる。
比較例5のウィンドウガラス22は、第1ガラス板122から第2ガラス板127までの各層については実施例5,6と同様であるが、第1ガラス板122の車内側に反射抑制層121が積層されておらず、かつ、第2ガラス板127の車外側に第2反射抑制層228が積層されていない点が異なる。
実施例1〜4のウィンドウガラス12において、反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が最小となる角度γ1は、θ1−30°≦γ1≦θ1+30°を満たしている。実施例5,6のウィンドウガラス22についても、反射抑制層121及び第1ガラス板122における反射光の反射Y値が最小となる入射角度γ1、第2反射抑制層228及び第2ガラス板127における反射光の反射Y値が最小となる入射角度γ2は、θ1−30°≦γ1≦θ1+30°、θ1−30°≦γ2≦θ1+30°を満たしている。比較例1〜3のウィンドウガラスは、θ1−30°≦γ1≦θ1+30°を満たしていない。また、比較例4のウィンドウガラスは、反射抑制層121を備えておらず、比較例5のウィンドウガラスは反射抑制層121及び第2反射抑制層228を備えていない。
また、実施例1〜4のウィンドウガラス12において、第2ガラス板127と空気との界面において空気側から入射する際のブリュースター角β=56°であり、ウィンドウガラス12への入射角度θ1=45°であり、β−20°≦θ1≦β+20°を満たしている。
また、実施例3と実施例5の映像表示装置10を比較すると、第2実施形態の実施例に相当する実施例5の映像表示装置10は、第1実施形態の実施例に相当する実施例3の表示装置10に比べてが、車外が明るく観察され、車外の景色の視認性が高かった。
さらに、実施例4,6の映像表示装置10では、防汚層により、ウィンドウガラス12,22への汚れが付着しにくく、これにより映像の視認性が向上した。また、実施例6では、ウィンドウガラス22の車外側の汚れの付着が低減され、車外の景色の視認性が高かった。
これに対して、比較例1〜5の映像表示装置では、2重像が生じて映像が視認し難く、また、外光の反射によって車内に入射する外光が減少し、車外が暗く観察され、車外の景色の視認性が低下していた。特に、比較例4,5の映像表示装置では、他の比較例よりも2重像が著しく生じていた。
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、映像源11からウィンドウガラス12,22(反射表示板)に映像光Lを投射する際に、映像源11とウィンドウガラス12,22との位置関係等に応じて、映像源11から投射された映像光を不図示の反射鏡で反射し、ウィンドウガラス12,22へ投射する形態としてもよい。
また、各実施形態において、反射表示板は、自動車30のサイドウィンドウやリアウィンドウ、サンルーフ等に適用してもよい。
また、反射表示板は、例えば、店舗等の建築物の窓に適用してもよい。反射表示板を店舗のショーウィンドウに適用した場合には、客に店舗の外側からショーウィンドウに表示されている商品を見せるとともに、ショーウィンドウに商品情報等を表示すること等も可能である。
11 映像源
12,22 ウィンドウガラス(反射表示板)
121 反射抑制層
122 第1ガラス板
123 第1中間層
124 コレステリック液晶層
125 1/4波長位相差層
126 第2中間層
127 第2ガラス板
228 第2反射抑制層
30 自動車
Claims (8)
- 透光性を有し、投射された映像光の少なくとも一部を反射して映像を表示する反射表示板であって、
透光性を有し、該反射表示板の厚み方向において映像光の入射側に設けられる第1透明基板と、
透光性を有し、該反射表示板の厚み方向において前記第1透明基板よりも背面側に配置される第2透明基板と、
前記第1透明基板及び前記第2透明基板の間に設けられ、所定の波長領域であって一方の回転方向の円偏光を反射するコレステリック液晶層と、
前記第1透明基板の入射側の面に積層された反射抑制層と、
を備える反射表示板。 - 請求項1に記載の反射表示板と、
前記反射表示板に対して、少なくとも円偏光を含む映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示装置。 - 請求項2に記載の映像表示装置において、
前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、
入射側から入射した光の反射抑制層及び第1透明基板における反射光の反射Y値が最小となる前記光の入射角度をγ1とするとき、
θ1−30°≦γ1≦θ1+30°
を満たすこと、
を特徴とする映像表示装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の映像表示装置において、
前記第1透明基板及び前記第2透明基板の間であって前記コレステリック液晶層よりも背面側に設けられる1/4波長位相差層を備えること、
を特徴とする映像表示装置。 - 請求項4に記載の映像表示装置において、
前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、
前記第2透明基板と空気との界面に空気側から光が入射する際のブリュースター角をβとするとき、
β−20°≦θ1≦β+20°
を満たすこと、
を特徴とする映像表示装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の映像表示装置において、
前記第2透明基板の背面側の面に積層される第2反射抑制層を備えること、
を特徴とする映像表示装置。 - 請求項6に記載の映像表示装置において、
前記反射表示板への映像光の入射角度をθ1とし、
背面側から入射した光の第2反射抑制層及び第2透明基板における反射光の反射Y値が最小となる前記光の入射角度をγ2とするとき、
θ1−30°≦γ2≦θ1+30°
を満たすこと、
を特徴とする映像表示装置。 - 請求項2から請求項7までのいずれか1項に記載の映像表示装置を備える車両であって、
前記映像源は、該車両の内部に配置され、
前記反射表示板は、該車両の透光部であること、
を特徴とする車両。
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