JP2019086622A - 偏光部材及びそれを備えたヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投影される画像の白表示に黄色がかる現象を改善された偏光部材及びそれを用いたヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】偏光子を有し、偏光子の透過軸と平行な偏光光の視感度補正透過率Ｋｙが７０≦Ｋｙ≦９５であり、色相ａ＊及びｂ＊が−２≦ａ＊、ｂ＊≦２である染色系偏光材料を用いた偏光板３４と、偏光板３４の表面に粘接着層３２を介して貼り合わされた第１支持板３０と、偏光板３４の裏面に粘接着層３６を介して貼り合わされた第２支持板３８と、を備える偏光カバー１８とする。【選択図】図２
Description
本発明は、偏光部材及びそれを備えたヘッドアップディスプレイ装置に関する。
画像をディスプレイ等の表示器に表示させ、当該画像をミラーに反射させて虚像としてガラス等に映し出すヘッドアップディスプレイ装置が用いられている。ヘッドアップディスプレイ装置は、情報等を利用者の通常の視界と重ね合わせて表示させるために用いられる。ヘッドアップディスプレイ装置は、フロントガラスに車速等の情報を表示させる自動車等の多様な応用例がある。
車載用等のヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ装置」という）では、装置本体からフロントガラス等の投影部に画像を投影する投射口から埃やゴミが入り込まないよう透光性のカバーが設けられている。透光性のカバーとしては、通常、ポリカーボネイト板が使用されている。ここで、出射光の輝度を低下させることなく、外から太陽光等の入射による熱負荷を低減する目的で、透光カバーに偏光特性をもたせることが提案されている（特許文献１）。
また、ＨＵＤ装置用透光カバーについて、従来の透明な透光カバーでは当該装置の内部構造が見えてしまう課題に対し、偏光子による光吸収層を設けた透光カバーとする構成が開示されている（特許文献２）。
車載用ＨＵＤ装置はダッシュボード上に装着される。装置光源の熱だけでなく、太陽光により発生する熱に晒されるため、この熱が特には装置内部のディスプレイの寿命に影響を及ぼすことから、熱や外光へ何等かの対策が必要となっており、前記偏光機能を有する透光カバーはその目的に有効とされる。また、装着される前記透光カバーにおいても車載規格で必要とされている耐久性や当該内装規格で求められる難燃性を付与しなければならない。
また、偏光特性が付与されたカバー（以下、「偏光カバー」という）の吸収軸は、投射側にある液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」と示す）のフロント側の偏光板の吸収軸と平行となるように設置される。このとき、フロントガラスに投射される虚像の輝度、即ち、反射率が最大となるようにするため、投射される偏光光は水平方向の成分となるように偏光板あるいは装置内の光路上に位相差板が配置される。
特許文献２に開示された技術では、偏光カバーに偏光特性を持たせるためにポリカーボネイトなどのプラスチック基板に一般的な偏光板を貼り合わせた場合、熱によりプラスチック板に曲がりが生じ、投影される画像にゆがみが生じたり、カールによって筐体から外れたりするおそれがある。また、車両等の内装部品に用いられる場合、偏光特性を持たせた偏光カバーも燃焼試験の要求基準を満たすことが必要であるが、当該構成が前記要求基準を有するかについては言及されていない。
また、偏光カバーに中性色（平行位ではグレーで、直交位では黒色）を呈する一般的な二色性の偏光板を貼り合わせた場合、紫外線に近い側の波長、即ち、４００ｎｍ近傍の偏光特性が低いため、投影される画像の白表示に黄色がかってしまい、ディスプレイに設定された本来の色表示の再現性を損ねてしまう問題がある。
また、ＨＵＤ装置内のＬＣＤには高い耐熱性が要求されている。そのため、前記ＬＣＤの偏光部材にはヨウ素系偏光板よりも高耐久を有する染料件偏光板が使用される可能性がある。そのため、一般的な染料系偏光板を積層した偏光カバーを用いると、染料系偏光板の二色性はヨウ素系偏光板よりも低いため、表示像の黄色味が一層強くなることが懸念される。
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、車載使用における信頼性を有し、且つ、投影される画像の白表示に黄色がかる現象を抑える偏光部材及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、染料系偏光子とする偏光板の両辺に難燃性を有するプラスチック支持体を貼り合せ、且つ、当該偏光部材の透過軸に対して平行な偏光光の透過率及び色相を最適化することによって、投影される画像の白表示に黄色がかる現象を抑えることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の１つの態様は、偏光部材であって、偏光子の透過軸と平行な偏光光の視感度補正透過率Ｋｙが７０≦Ｋｙ≦９５であり、色相値ａ＊及びｂ＊が−２≦ａ＊、ｂ＊≦２である染色系偏光材料を用いた偏光子を有する偏光板と、前記偏光板の表面に粘接着層を介して貼り合わされた第１支持板と、前記偏光板の裏面に粘接着層を介して貼り合わされた第２支持板と、を備えることを特徴とする偏光部材である。
また、上記偏光部材と、画像を出力する表示器と、前記表示器を収納する筐体と、を備え、前記表示器から出力される画像を前記筐体の外部へ透過する偏光カバーとして用いられているＨＵＤ装置とすることが好適である。
本発明によれば、難燃性を有するため、高温に晒されても形状の変形や変色等の光学劣化が少なく、且つ、当該染料系偏光子により偏光部材の色相が最適化することにより、投影される画像の白表示に黄色がかる現象を改善された偏光部材及びそれを用いたＨＵＤ装置を提供することができる。
本発明の実施の形態におけるＨＵＤ装置１００は、図１に示すように、筐体１０、表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６、偏光カバー（偏光部材）１８及び投影部２０を含んで構成される。
筐体１０は、ＨＵＤ装置１００を構成する表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６等の構成要素を収納する。筐体１０は、プラスチックや金属等の機械的な強度を有する材料で構成される。
表示器１２は、ＨＵＤ装置１００によって投影される画像を出力する装置である。表示器１２は、ＬＣＤ等によって構成される。表示器１２から放射される画像光は直線偏光されている。
平面ミラー１４は、表示器１２から放射された画像光を凹面ミラー１６へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、平面ミラー１４から到達した画像光を反射させて投影部２０へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、画像光を所望の倍率で拡大して投影部２０へ投影させる。
偏光カバー１８は、筐体１０に設けられた開口部に装着された透光性の板状部材である。偏光カバー１８は、凹面ミラー１６によって反射された画像光を筐体１０の外部へ透過させると共に、筐体１０の内部に埃やゴミが入り込まないように設けられる。偏光カバー１８の構成については後述する。
投影部２０は、凹面ミラー１６から到達した画像光を受光し、その虚像を投影画像として映し出す。投影部２０は、利用者の通常の視覚も確保するためにハーフミラーやホログラフィック素子を用いてもよい。また、投影部２０は、筐体１０に対して取付け角度や取付け位置が変更できるように構成することも好適である。これにより、利用者の視線に合わせて、投影された画像が見易いように投影部２０の位置や角度を調整することができる。
偏光カバー１８は、偏光子を有する偏光板３４を含んで構成される。図２は、偏光カバー１８の一例の断面構造を示す。本実施の形態では、偏光カバー１８は、第１支持板３０、粘接着層３２、偏光板３４、粘接着層３６及び第２支持板３８を積層した構成とされる。
他の好ましい実施の形態としては、図３に示すように、偏光カバー１８は、第１支持板３０、粘接着層３２、位相差板３１、粘接着層３３、偏光板３４、粘接着層３６及び第２支持板３８を積層した構成が挙げられる。
偏光板３４は、特定の方向に偏光した光のみを透過する偏光子を含む層である。偏光板３４は、任意に選択することができるが、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを二色性染料により染色した染料系偏光板とすることが好適である。ＰＶＡフィルムは、一例として、クラレ製ＶＦ−ＰＳ＃７５００等を適用することができる。ＰＶＡフィルムは、例えば、延伸前に厚さ７５μｍのフィルムを延伸後において３０μｍ程度となるまで延伸する。
偏光板３４は、ＰＶＡフィルムの一面に形成される。偏光板３４は、偏光子の透過軸と平行な偏光光の視感度補正透過率Ｋｙが７０≦Ｋｙ≦９５であり、このときのＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における偏光板の色相値は、ａ＊及びｂ＊がそれぞれ、−２≦ａ＊、ｂ＊≦２となるように、１種または２種以上の二色性を有する染料系材料によって構成することが好適である。すなわち、液晶パネルから出射される光は偏光板を透過した光となっているため偏光光となっており、ＨＵＤ用の偏光カバー１８を透過する際には透過軸に対して平行な偏光光の影響を大きく受ける。このため透過軸と平行な偏光光に対する透過光がニュートラルとなるように最適化することで表示の着色を抑えることが出来る。また、ＨＵＤ用の偏光カバー１８は太陽光にさらされる位置に設置されるために耐久性が必要となるため染料系偏光板が好適である。ヨウ素系偏光板においては、外光、熱等により偏光特性が消失する可能性があるため適していない。
染料系材料は、アゾ化合物及び／又はその塩を含有することが好適である。例えば、以下の化学式を満たす染料系材料を用いることが好適である。
（１）式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎは１又は２で示されるアゾ化合物及びその塩。
（２）Ｒ１、Ｒ２が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
（３）Ｒ１、Ｒ２が水素原子である（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
（２）Ｒ１、Ｒ２が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
（３）Ｒ１、Ｒ２が水素原子である（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
例えば、以下に示す工程で得られる材料を用いることが好適である。４−アミノ安息香酸１３．７部を水５００部に加え、水酸化ナトリウムで溶解する。得られた物質を冷却して１０℃以下で３５％塩酸３２部を加え、次に亜硝酸ナトリウム６．９部を加え、５〜１０℃で１時間攪拌する。そこへアニリン−ω−メタンスルホン酸ソーダ２０．９部を加え、２０〜３０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてｐＨ３．５とする。さらに、攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過して、モノアゾ化合物を得る。得られたモノアゾ化合物を水酸化ナトリウム存在下、９０℃で攪拌し、化学式（２）のモノアゾ化合物１７部を得る。
化学式（２）のモノアゾ化合物１２部、４，４’−ジニトロスチルベン−２，２’−スルホン酸２１部を水３００部に溶解させた後、水酸化ナトリウム１２部を加え、９０℃で縮合反応させる。続いて、グルコース９部で還元し、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過して化学式（３）で示されるアゾ化合物１６部を得る。
さらに、化合物（３）の染料を０．０１％、シー・アイ・ダイレクト・レッド８１を０．０１％、特許２６２２７４８号公報の実施例１において示されている下記構造式（４）で示される染料を０．０３％、特開昭６０−１５６７５９号公報の実施例２３において公開されている下記構造式（５）で示される染料０．０３％及び芒硝０．１％の濃度とした４５℃の水溶液に基板として厚さ７５μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を４分間浸漬する。このフィルムを３％ホウ酸水溶液中において５０℃で５倍に延伸し、緊張状態を保ったまま水洗、乾燥する。これによって、中性色（平行位ではグレーで、直交位では黒色）となる染料系材料を得ることができる。また、これらの染料系材料を１種または２種以上用いることで、例えば、前記中性色の光学特性に比べ４００ｎｍ付近の透過率が高くすることや、平行位の色相がより色づきの少ない波形に調整することもできる。
上記の視感度補正（平行光）透過率Ｋｙ、色相値ａ＊及びｂ＊が上記範囲である場合、投影される画像の白表示に黄色がかる現象を抑え、ニュートラルな色相を示し、偏光カバーの光学特性とパネルの光学特性が最適な関係になる。また、ディスプレイの光が遮られ、視認性が低下することを防ぐために、偏光板の視感度補正平行光透過率を７０％以上とすることが好適である。また、太陽光による熱負荷低減の効果が低下することを防ぐためには、偏光板の視感度補正平行光透過率を９５％以下とすることが好適である。
また、投影されたＨＵＤの表示色が着色してしまうことを防ぐためには、偏光板の色相値ａ＊又はｂ＊の少なくとも一方において上記範囲外とすることが好適である。
なお、上記特性を満たす市販の染料系偏光板は、例えば、ポラテクノ社製の反射型ＬＣＤ用においてペーパーホワイトを呈するＳＨＣ−２１５Ｕ、又は、ブルー偏光板ＳＨＣ−Ｂ１５Ｕ、無彩色偏光板ＡＣＰ−１１５Ｕ等が挙げられる。
また、偏光板３４は、上記製造方法で得られた偏光膜を基材に貼り合わせた構造としてもよい。基材は、偏光板３４の保護層となる部材である。基材は、任意に選択することができるが、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、アクリルフィルム、環状オレフィン系フィルム等を用いることが好適である。一例として、ＴａｃＢｒｉｇｈｔ社製Ｐ９６０ＧＬ等を適用することができる。基材の厚さは、これに限定されるものではないが、２０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。熱や湿度に対する光学変化が少なく、且つ収縮や反りを抑えた偏光子を得るためには、偏光膜の両面に基材を設けることが好適である。
粘接着層３２は、偏光板３４と第１支持板３０とを貼り合わせるための層である。また、粘接着層３６は、偏光板３４と第２支持板３８とを貼り合わせるための層である。粘接着層３２及び粘接着層３６に用いられる粘着剤又は接着剤は、アクリル系、またはポリエステル系であれば特に限定されるものではなく、さらにこれら以外のものを使用してもよい。粘接着層３２及び粘接着層３６は、偏光板３４と第１支持板３０又は第２支持板３８との間に熱応力等の力が働いた場合にその力を吸収（緩衝）させるような材料とすることで発生する偏光カバーの反りを軽減させることができる。その場合、粘着剤を使用する方が好適であり、粘着層の膜厚を、１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好適である。
また、粘接着層３２は、粘着剤または接着剤に染料または顔料等の添加剤を添加したものとしてもよい。添加剤は、５００〜６００ｎｍの光の吸収率が高いものを用いることが好ましい。これにより、偏光板の色相がニュートラルになるように最適化することができる。
また、図３に示した構成のように位相差板３１を設けてもよい。位相差板３１は、その光軸に対して平行な偏光成分と垂直な偏光成分との間で位相差を生じさせる部材である。位相差板３１は、表示器１２から出力された表示光に対して、出力側に配置することが好ましい。位相差板３１は、粘接着層３３を介して偏光板３４の表面に張り付けられる。
ＨＵＤ装置において、車両運転者が偏光サングラスを着用していた場合、投影された画像を明瞭に視認できない虞がある。即ち、偏光サングラスは水平方向の直線偏光を遮る特性があり、２分の１波長板にて水平方向に調整された直線偏光である表示光が偏光サングラスで遮られるため、車両運転者が視認する虚像の輝度が低くなるおそれがある。位相差板３１は、表示器１２が発した直線偏光である表示光の偏光軸を回転させ、水平方向の偏光を低減して、虚像の視認性を向上させることができる。したがって、車両運転者が偏光サングラスを着用していた場合であっても、視認性が低下する虞が少ないＨＵＤ装置とすることができる。
第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光カバー１８を機械的に支持するための部材である。すなわち、第１支持板３０は、粘接着層３２を介して偏光板３４の表面に貼り付けられ、又は、位相差板３１が設けられている構成では粘接着層３２を介して位相差板３１に貼り付けられる。第２支持板３８は、粘接着層３６を介して偏光板３４の裏面に貼り付けられる。
第１支持板３０及び第２支持板３８は、難燃性プラスチック板を含むことが好適である。すなわち、第１支持板３０及び第２支持板３８を難燃性プラスチック板で構成とすることによって、自動車等に搭載するための規格にあったＨＵＤ装置１００を実現することができる。
ここで、第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光カバー１８を透過した像に歪みを生じさせないために表面が平坦なものを使用することが好適である。また、偏光カバー１８を透過した光（偏光光）が乱されないように、透過光に位相差を生じさせないような低位相差のものを使用することが好適である。
例えば、第１支持板３０及び第２支持板３８は、ポリカーボネイト（ＰＣ）板、アクリル樹脂板、セルロース板、ナイロン板等とすることが好適である。また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、可燃材料を不燃処理した材料としてもよい。偏光カバー１８の機械的な強度を考慮すると、第１支持板３０及び第２支持板３８は、それぞれ５０μｍ以上の厚さを有することが好適である。
また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、単層ではなく、複数の層を積層した構造としてもよい。例えば、図４に示すように、主板Ａをポリカーボネイト（ＰＣ）板とし、それに副板Ｂとしてアクリル樹脂板を積層した構造とすることが好適である。アクリル樹脂板は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等とすることができる。
さらに、第１支持板３０及び第２支持板３８には、表面保護のためにＨＣ（Ｈａｒｄ Ｃｏａｔ）、ＡＧ（Ａｎｔｉ−Ｇｌａｒｅ）、ＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、ＬＲ（Ｌｏｗ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）等の保護層Ｃを設けてもよい。ＨＣは、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に規定する鉛筆硬度試験（７．４８Ｎ荷重）で、ＨＢ以上の硬度を示すものが望ましい。
ただし、偏光カバー１８の曲がりの発生を抑制するために、これらの副板Ｂや保護層Ｃを設ける場合には偏光カバー１８の膜厚方向に沿って上下対称の構造とすることが好適である。
偏光カバー１８をＨＵＤ装置１００に搭載する際には、表示器１２から出力されて偏光カバー１８を透過する光（直線偏光光）の偏光方向と偏光カバー１８の偏光板３４の偏光方向とが平行になるように配置することが好適である。
これにより、ＨＵＤ装置１００の外部から偏光カバー１８に入射する光（太陽光等）を大幅にカットできると共に、表示器１２から出力される光の大部分を透過できる偏光カバー１８を提供することができる。したがって、画像の視認性を高めたＨＵＤ装置１００を実現することができる。
また、偏光板３４の表面及び裏面を第１支持板３０及び第２支持板３８で支持することによって偏光カバー１８の機械的な強度を高めることができる。
さらに、偏光板３４を表面側及び裏面側から板厚方向に対照となるように第１支持板３０及び第２支持板３８で挟み込むことによって、偏光カバー１８に熱応力が加わったときの反りを抑制することができる。すなわち、表示器１２からの光や外部からの太陽光の照射によって偏光カバー１８が加熱された場合に、偏光板３４の表面側において第１支持板３０との界面に発生する応力と偏光板３４の裏面側において第２支持板３８との界面に発生する応力とをバランスさせることで偏光カバー１８に生ずる反り（曲がり）や変形を抑制することができる。
また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、難燃性プラスチック板を含むことが好適であるとしたが、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）に難燃性を付与する手段として、金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つを混合させる方法、又は、難燃性化させた材料を用いてコーティングあるいは共押しすることが好適である。価格、色づき、ポリカーボネイト（ＰＣ）の特性及び環境への影響を考慮すると、ハロゲンのうち臭素を用いることがより好適である。ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つを混合させる場合、選択した原料をポリカーボネート（ＰＣ）に混練させることが好適である。
以上説明した本実施形態の作用効果を以下に説明する。
（実施例１，比較例１，２）
例えば、偏光板３４としてポラテクノ社製のＳＨＣ−２１５Ｕ（膜厚２１５μｍ）を適用し、偏光板３４の両面に第１支持板３０及び第２支持板３８として三菱ガス化学社製のＭＲＦ０８Ｕを粘接着層３２及び粘接着層３６により貼り合わせて偏光カバー１８を構成することができる。この偏光カバー１８では、自然光（太陽光）の透過率は約４４％であり、約５６％をカットすることができる。一方、直線偏光光の透過率は約８４％であり、表示器１２からの出射光は約８４％透過できる。
例えば、偏光板３４としてポラテクノ社製のＳＨＣ−２１５Ｕ（膜厚２１５μｍ）を適用し、偏光板３４の両面に第１支持板３０及び第２支持板３８として三菱ガス化学社製のＭＲＦ０８Ｕを粘接着層３２及び粘接着層３６により貼り合わせて偏光カバー１８を構成することができる。この偏光カバー１８では、自然光（太陽光）の透過率は約４４％であり、約５６％をカットすることができる。一方、直線偏光光の透過率は約８４％であり、表示器１２からの出射光は約８４％透過できる。
当該偏光カバー１８を１０５℃で２４時間加熱した場合に反りや変形は生じなかった。一方、第１支持板３０又は第２支持板３８の一方のみを設けた場合、１０５℃で２４時間加熱した場合には４０ｍｍ程度の曲がりが発生した。
また、偏光カバー１８にヨウ素系の偏光膜を適用した場合、９０℃以上の加熱によって偏光膜に変色が生じて光の透過性が低下してしまう。これに対して、本実施の形態のように、偏光板３４として染料系材料を用いることによって、９０℃以上の使用環境であっても偏光カバー１８の変形を抑制しつつ、変色することなく高い光透過性を維持することができる。
以下、第１支持板３０及び第２支持板３８に難燃性プラスチック板を適用した実施例１及びそれに対する比較例１，２について示す。実施例では、上記実施の形態における第１支持板３０及び第２支持板３８として、ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、臭素、リン、ハロゲンの少なくとも１つを混合させた難燃性ＰＣを適用した。これに対して、比較例１では、第１支持板３０及び第２支持板３８として一般的なポリカーボネイト（ＰＣ）（ＳＡＢＩＣ製 ＬＥＸＡＮ８０１０Ｑ）を適用した。また、比較例２では、第１支持板３０として難燃性ＰＣを適用し、第２支持板３８を設けない構成とした。
実施例では、米国の連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）における自動車の内装に対する燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）において標線前で自己消火された。これに対して、比較例１では、燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアできなかった。また、比較例２では、第１支持板３０を設けた側からの着火については燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアしたが、第２支持板３８を設けなかった偏光板３４側からの着火については燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアできなかった。
また、実施例１、比較例１及び比較例２において１０５℃の加熱を４８時間行った場合の反りについて確認した。実施例及び比較例１では、形状の変化はみられなかった。すなわち、実施例及び比較例１では、曲がりやうねりは見られなかった。これに対して、比較例２では、形状の大きな変化がみられた。
なお、一般的なポリカーボネイト（ＰＣ）（例えば、ＳＡＢＩＣ製 ＬＥＸＡＮ８０１０Ｑ）よりも金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つの混合量が多いものであれば当該効果はより顕著となった。
以上のように、第１支持板３０及び第２支持板３８に難燃性プラスチック板を適用することで、米国の連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）における自動車の内装に対する燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）の基準をクリアすることができた。また、従来は防ぐことができなかった、曲がりやうねりを抑制することができた。
次に、偏光特性が付与された偏光カバーの装着によるＨＵＤ表示像の色相の確認方法について説明するが、ＨＵＤ装置の表示原理に基づき簡易的に効果を検証するための方法であり、以下に限定されるものではない。
（実施例２）
ポラテクノ社製染料系偏光板ＳＨＣ−２１５Ｕを偏光板として使用し、当該偏光板を分光光度計（日本分光社製Ｖ−７１００）で測定を行ったところ、Ｋｙ＝８４．５、ａ＊＝−０．５、ｂ＊＝０．４５であった。この偏光板の両辺のＴＡＣ面に厚みが２５μのアクリル系粘着トランスファーを介して、ポリカーボネイトフィルム（三菱ガス化学社製のＭＲＦ０８Ｕ）を貼合することで偏光部材を作製した。
ポラテクノ社製染料系偏光板ＳＨＣ−２１５Ｕを偏光板として使用し、当該偏光板を分光光度計（日本分光社製Ｖ−７１００）で測定を行ったところ、Ｋｙ＝８４．５、ａ＊＝−０．５、ｂ＊＝０．４５であった。この偏光板の両辺のＴＡＣ面に厚みが２５μのアクリル系粘着トランスファーを介して、ポリカーボネイトフィルム（三菱ガス化学社製のＭＲＦ０８Ｕ）を貼合することで偏光部材を作製した。
［ＨＵＤ表示色の色相測定］
市販のヨウ素系偏光板からなるＩＰＳ液晶モニター（ＫＥＩＡＮ製、ＬＥＤバックライト、白色輝度２５０ｃｄ／ｃｍ２）を駆動させ、暗室下で色彩輝度計（コニカミノルタ製ＣＡ−２０００）を用い、正面０度方位で５０ｃｍの高さにおける全画面白表示時の色相を計測し、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ１９３１表色系）に基づく色度値ｘ及びｙを算出した。
市販のヨウ素系偏光板からなるＩＰＳ液晶モニター（ＫＥＩＡＮ製、ＬＥＤバックライト、白色輝度２５０ｃｄ／ｃｍ２）を駆動させ、暗室下で色彩輝度計（コニカミノルタ製ＣＡ−２０００）を用い、正面０度方位で５０ｃｍの高さにおける全画面白表示時の色相を計測し、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ１９３１表色系）に基づく色度値ｘ及びｙを算出した。
上記偏光部材をＨＵＤ用の偏光カバー１８として、偏光カバー１８の偏光板の吸収軸と上記モニターのフロント側の偏光板の吸収軸が平行位となるように設置した。上記モニターを駆動させ、暗室下で色彩輝度計（コニカミノルタ製ＣＡ−２０００）を用い、正面０度方位で５０ｃｍの高さにおける全画面白表示時の色相を計測し、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ１９３１表色系）に基づく色度値ｘ及びｙを算出した。測定した液晶モニターのみの色相からＨＵＤ用の偏光カバー１８を設置した状態での色相を差し引くことで色相の変化を算出した。
（実施例３）
ポラテクノ社製染料系カラー偏光板ＳＨＣ−Ｂ１５Ｕを偏光板として用い、実施例１と同様に分光測定をしたところ、Ｋｙ＝８６．０、ａ＊＝−１．１、ｂ＊＝０．９７であった。これを実施例１と同じ方法で、ＨＵＤ用の偏光カバー１８と同構成のものを作製した。
ポラテクノ社製染料系カラー偏光板ＳＨＣ−Ｂ１５Ｕを偏光板として用い、実施例１と同様に分光測定をしたところ、Ｋｙ＝８６．０、ａ＊＝−１．１、ｂ＊＝０．９７であった。これを実施例１と同じ方法で、ＨＵＤ用の偏光カバー１８と同構成のものを作製した。
当該偏光カバー１８を用い、実施例２と同様にＩＰＳ液晶モニター上に設置し、色相測定を行い、ＨＵＤ用偏光カバーによる色相変化を算出した。
（実施例４）
実施例２のＩＰＳ液晶モニターの液晶パネル両辺に実装されているヨウ素偏光板をポラテクノ製染料系偏光板ＧＨＣ−１２Ｕ（Ｙｓ４０．５％、Ｐｙ９９．９％）に貼り換え、実施例２で作製したＨＵＤ用の偏光カバー１８を設置し、実施例２と同様に色相測定を行い、偏光カバー１８による色相変化を算出した。
実施例２のＩＰＳ液晶モニターの液晶パネル両辺に実装されているヨウ素偏光板をポラテクノ製染料系偏光板ＧＨＣ−１２Ｕ（Ｙｓ４０．５％、Ｐｙ９９．９％）に貼り換え、実施例２で作製したＨＵＤ用の偏光カバー１８を設置し、実施例２と同様に色相測定を行い、偏光カバー１８による色相変化を算出した。
（実施例５）
実施例４で設定したＩＰＳ液晶モニターの液晶パネル上に、実施例３で作製したＨＵＤ用の偏光カバー１８を設置し、実施例１と同様に色相測定を行い、偏光カバー１８による色相変化を算出した。
実施例４で設定したＩＰＳ液晶モニターの液晶パネル上に、実施例３で作製したＨＵＤ用の偏光カバー１８を設置し、実施例１と同様に色相測定を行い、偏光カバー１８による色相変化を算出した。
（比較例３）
ポラテクノ製染料系偏光板ＥＨＣ−１１５Ｕを使用した。分光測定より、Ｋｙ＝８５．６％、ａ＊＝−０．２６、ｂ＊＝２．６６であった。これを実施例１と同じ方法で、ＨＵＤ用偏光カバーと同構成のものを作製した。当該偏光カバーを用い、実施例１と同様にＩＰＳ液晶モニター上に設置し、色相測定を行い、偏光カバーによる色相変化を算出した。
ポラテクノ製染料系偏光板ＥＨＣ−１１５Ｕを使用した。分光測定より、Ｋｙ＝８５．６％、ａ＊＝−０．２６、ｂ＊＝２．６６であった。これを実施例１と同じ方法で、ＨＵＤ用偏光カバーと同構成のものを作製した。当該偏光カバーを用い、実施例１と同様にＩＰＳ液晶モニター上に設置し、色相測定を行い、偏光カバーによる色相変化を算出した。
（比較例４）
比較例３のＨＵＤ用偏光カバーを用い、実施例４で設定したＩＰＳ液晶モニター上に設置し、色相測定を行い、偏光カバーによる色相変化を算出した。
比較例３のＨＵＤ用偏光カバーを用い、実施例４で設定したＩＰＳ液晶モニター上に設置し、色相測定を行い、偏光カバーによる色相変化を算出した。
表１に各実施例及び比較例における光学特性及び色相測定を行った結果を示す。
表１におけるΔＬはＨＵＤ用偏光カバーを用いた場合の輝度の変化、Δｘ、ΔｙはＨＵＤ用偏光カバーによる色度の変化を示す。実施例２、実施例３及び比較例３は、当該発明の偏光カバーと従来の中性色を呈する染料系偏光板を用いた偏光カバーを用いた場合の色相変化の比較である。比較例１では、偏光カバーを用いることよって、Δｘ及びΔｙ共にプラスにシフトし、白表示が黄味側に着色している。一方、実施例２及び実施例３では、Δｘ及びΔｙ共に変化量は小さく、比較例３よりも偏光カバーの使用による色相変化は抑えられている。
また、車載向けのＨＵＤ用液晶パネルには高耐熱性が要求されており、液晶パネルの偏光部材には沃素系偏光板の代りに耐久性の高い染料偏光板を適用することが検討されている。そのため、一般的な染料系偏光板からなるカバーが用いられると、表示像の黄色味が一層強くなることが懸念される。実施例４、実施例５及び比較例４では、液晶パネルの偏光部材に染料系偏光板を用いた場合である。比較例４に比べ、実施例４及び実施例５は、Δｘ及びΔｙの変化が小さくなっており、白表示の黄色味が十分に抑えられることが分かった。
以上のように、従来の中性色を呈する染料系偏光板からなる偏光カバーを適用すると、表示色が黄色味を帯びてしまうが、当該発明のカバーを用いることで、表示色の色相変化を小さくしディスプレイ本来の表示色を再現することができる。
１０ 筐体、１２ 表示器、１４ 平面ミラー、１６ 凹面ミラー、１８ 偏光カバー、２０ 投影部、３０ 第１支持板、３１ 位相差板、３２ 粘接着層、３３ 粘接着層、３４ 偏光板、３６ 粘接着層、３８ 第２支持板、１００ ヘッドアップディスプレイ装置。
Claims (4)
- 偏光部材であって、
偏光子を有し、偏光子の透過軸と平行な偏光光の視感度補正透過率Ｋｙが７０≦Ｋｙ≦９５であり、色相ａ＊及びｂ＊が−２≦ａ＊、ｂ＊≦２である染色系偏光材料を用いた偏光板と、
前記偏光板の表面側に粘接着層を介して貼り合わされた第１支持板と、
前記偏光板の裏面側に粘接着層を介して貼り合わされた第２支持板と、
を備えることを特徴とする偏光部材。 - 請求項１に記載の偏光部材であって、
前記第１支持板及び前記第２支持板は、難燃性プラスチック板を含むことを特徴とする偏光部材。 - 請求項１または２のいずれか一項に記載の偏光部材と、
画像を出力する表示器と、
前記表示器を収納する筐体と、を備える表示装置。 - 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の偏光部材と、
画像を出力する表示器と、
前記表示器を収納する筐体と、を備えるヘッドアップディスプレイ。
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