JP6743385B2 - カバー部材 - Google Patents

Description

本発明は、カバー部材に関する。

近年、自動車に搭載して用いられるヘッドアップディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、レーザ光源からの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のレーザ光をそれぞれ照射して、フロントガラスをスクリーンとして、当該スクリーン上に画像を形成することができる。また、このヘッドアップディスプレイ装置は、レーザ光源がハウジングに収納されている。そして、ハウジングには、レーザ光がスクリーンに向かって出射される出射窓が設けられている。

出射窓は、通常、強化ガラスで構成されている。このため、外からの太陽光は、出射窓を透過して、ハウジング内に入ってくる。しかしながら、太陽光には、紫外線が含まれており、当該紫外線が当たることによって、ハウジング内のレーザ光源等が経時的に劣化していくという問題があった。

特開２０１５−２２５２４４公報

本発明の目的は、収納体に収納されている光源等が外光によって劣化するのを防止することができるカバー部材を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 偏光子で構成された偏光層と、
前記偏光層の両面側にそれぞれ設けられ、主としてポリカーボネート樹脂で構成され、厚さが０．２ｍｍ以上、リタデーションが２４００ｎｍ以上、６０００ｎｍ以下の樹脂層であって、その遅相軸が前記偏光層の吸収軸と同じ方向となるように配置された樹脂層と、
前記各樹脂層上にそれぞれ設けられ、主として紫外線硬化性樹脂で構成されたハードコート層と、
一方の前記偏光層と一方の前記樹脂層とを接合する接合層および他方の前記偏光層と他方の前記樹脂層とを接合する接合層とを備え、
前記各樹脂層の屈折率は、それぞれ、１．５８以上、１．６０以下であり、
前記各ハードコート層の屈折率は、それぞれ、１．４０以上、１．６０以下であり、
前記各接合層の屈折率は、それぞれ、１．４６以上、１．５５以下であり、
光を発する光源を収納し、該光源からの光が外部に向かって出射される窓部を有する収納体の前記窓部を覆うように設置して用いられ、その使用状態で、前記外部からの外光の前記収納体内への侵入を抑制することを特徴とするカバー部材。

（２） 前記樹脂層は、主として前記ポリカーボネート樹脂で構成されたシート材を一方向に向かって延伸した状態のものである上記（１）に記載のカバー部材。

（３） 前記樹脂層の厚さは、０．３５ｍｍ以下である上記（１）または（２）に記載のカバー部材。

（４） 前記各樹脂層の厚さは、同じである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のカバー部材。
（５） 前記各樹脂層のうちの１つの樹脂層には、金属酸化物が含有されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のカバー部材。

（６） 前記使用状態では、前記金属酸化物が含有されている樹脂層側が前記外部に臨む上記（５）に記載のカバー部材。

（７） 前記偏光層は、主としてポリビニルアルコール樹脂で構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のカバー部材。

（８） 前記偏光層は、主として前記ポリビニルアルコール樹脂で構成されたシート材を一方向に向かって延伸した状態のものである上記（７）に記載のカバー部材。

（９） 前記偏光層の厚さは、０．０１ｍｍ以上、０．０３ｍｍ以下である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のカバー部材。

（１０） 前記使用状態で湾曲している上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のカバー部材。

（１１） 前記収納体側が凸、前記外部側が凹となるように湾曲している上記（１０）に記載のカバー部材。

（１２） 前記カバー部材の総厚は、０．４ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載のカバー部材。

本発明によれば、収納体に収納されている光源等が外光によって劣化するのを防止することができる。

図１は、本発明のカバー部材を自動車のヘッドアップディスプレイを構成する一部材に適用した場合の実施形態を示す側面図である。 図２は、図１中の一点鎖線で囲まれた領域［Ａ］の拡大断面図である。 図３は、図２中のカバー部材の拡大断面図である。

以下、本発明のカバー部材を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のカバー部材を自動車のヘッドアップディスプレイを構成する一部材に適用した場合の実施形態を示す側面図である。図２は、図１中の一点鎖線で囲まれた領域［Ａ］の拡大断面図である。図３は、図２中のカバー部材の拡大断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１、図２中の左側を「前」または「前方」、右側を「後」または「後方」と言う。また、図３中では、理解を容易にするため、カバー部材を平坦な状態で図示するとともに、厚さ方向を誇張して模式的に図示している。

図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display）１０は、自動車１００に搭載して用いられる。このヘッドアップディスプレイ１０は、ダッシュボード１０１の上部に内蔵されている。

図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ１０は、光源１１と、反射部材１２と、収納体１３とを備えている。

光源１１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれの色のレーザ光ＬＳを独立して照射することができる。そして、光源１１を走査しつつ、各色のレーザ光ＬＳの照射タイミング等を制御することにより、画像を形成することができる。

反射部材１２は、例えばプリズムで構成されており、光源１１からのレーザ光ＬＳを反射することができる。反射部材１２で反射されたレーザ光ＬＳは、フロントガラス１０２をスクリーンとして、当該フロントガラス１０２の裏面（内側の面）１０２ａに投影される。この投影光は、前記画像として運転手Ｈに認識される（図１、図２参照）。

図２に示すように、収納体１３は、箱状をなし、その内側に、光源１１や反射部材１２、その他、ヘッドアップディスプレイ１０を構成する部品等を収納することができる。また、収納体１３は、フロントガラス１０２側に向かって開口した開口部で構成された窓部１３１を有している。この窓部１３１を介して、レーザ光ＬＳは、収納体１３の外部、すなわち、フロントガラス１０２に向かって出射される。

また、収納体１３の窓部１３１には、カバー部材１が当該窓部１３１を覆うように設置されている。これにより、塵や埃等の異物が窓部１３１を介して収納体１３内に侵入するのを防止することができ、よって、光源１１のレンズや反射部材１２が当該異物によって曇ったり汚れたりするのを防止することができる。

図３に示すように、カバー部材１は、光透過性を有し、第１の樹脂層２と、第２の樹脂層３Ａおよび第２の樹脂層３Ｂと、接合層４Ａおよび接合層４Ｂと、ハードコート層５Ａおよびハードコート層５Ｂとを備える積層板である。以下、各層について説明する。

第１の樹脂層２は、カバー部材１の厚さ方向の中央に位置する中間層であり、その厚さｔ_２がカバー部材１の面方向に一定の部分である。

この第１の樹脂層２は、主としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂で構成されている。本実施形態では、第１の樹脂層２は、ポリビニルアルコール樹脂に、ヨウ素や二色性染料などに代表される二色性色素を染色し、ホウ素化合物等で架橋したものとなっている。なお、第１の樹脂層２におけるポリビニルアルコール樹脂の含有量は、１％以上、８％以下であるのが好ましく、２％以上、５％以下であるのがより好ましい。

また、第１の樹脂層２は、前記構成材料からなるシート材（フィルム）を加工したものとなっている。すなわち、当該シート材は、カバー部材１での第１の樹脂層２の厚さｔ_２よりも厚いシート材であり、そのシート材を厚さｔ_２となるまで一方向に向かって延伸した延伸状態とすることにより、第１の樹脂層２として用いられる（得られる）。これにより、第１の樹脂層２は、偏光子として機能する偏光層となる。

厚さｔ_２としては、特に限定されず、例えば、０．０１ｍｍ以上、０．０３ｍｍ以下であるのが好ましい。厚さｔ_２が０．０１ｍｍ未満であると、第１の樹脂層２が偏光子として機能が十分に図れないことがあり、また、厚さｔ_２が０．０３ｍｍを超えても、それ以上の偏光子として機能の向上は望めない。

第１の樹脂層２の屈折率としては、特に限定されず、例えば、１．５２以上、１．６７以下であるのが好ましく、１．５４以上、１．６０以下であるのがより好ましい。

図３に示すように、第１の樹脂層２の上面２１側には、第２の樹脂層３Ａが配置され、下面２２側には、第２の樹脂層３Ｂが配置されている。第２の樹脂層３Ａと第２の樹脂層３Ｂとは、配置箇所が異なり、また第２の樹脂層３Ａが金属酸化物の粒子３１を含むこと以外は、同じ構成であるため、以下、第２の樹脂層３Ａについて代表的に説明する。

第２の樹脂層３Ａは、主としてポリカーボネート樹脂で構成されている。このポリカーボネート樹脂としては、重量平均分子量が１９０００以上、４００００以下であるのが好ましく、１９５００以上、３５０００以下であるのがより好ましい。これにより、第２の樹脂層３Ａは、例えば十分な耐衝撃性を有するものとなる。

また、第２の樹脂層３Ａは、金属酸化物の粒子３１を含有するポリカーボネート樹脂のシート材を加工したものである。すなわち、当該シート材は、カバー部材１での第２の樹脂層３Ａの厚さｔ_３Ａよりも厚いシート材であり、そのシート材を厚さｔ_３Ａとなるまで一方向に向かって延伸した延伸状態とすることにより、第２の樹脂層３Ａとして用いられる。これにより、第２の樹脂層３Ａは、リタデーション（複屈折率×厚さ）を有するものとなる。このリタデーションとしては、例えば、２４００ｎｍ以上、６０００ｎｍ以下となるのが好ましく、３０００ｎｍ以上、５６００ｎｍ以下となるのがより好ましい。

厚さｔ_３Ａ（第２の樹脂層３Ｂの厚さｔ_３Ｂについても同様）は、０．２ｍｍ以上、０．３５ｍｍ以下であり、好ましくは０．２３ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以下である。厚さｔ_３Ａが０．２ｍｍ未満であると、第２の樹脂層３Ａが前記リタデーションを有するものとなるのが望めないことがあり、また、厚さｔ_３Ａが０．３５ｍｍを超えても、それ以上の機能の向上を望めない。また、厚さｔ_３Ａと厚さｔ_３Ｂとは、異なっていてもよいが、同じであるのが好ましい。厚さｔ_３Ａと厚さｔ_３Ｂとが同じである場合、高温下にさらされた際、反りの発生が少ないと言う利点がある。

このような構成の第２の樹脂層３Ａと、第２の樹脂層３Ａから粒子３１を省略した構成の第２の樹脂層３Ｂとは、それぞれ、その遅相軸が第１の樹脂層２の吸収軸と同じ方向となるように配置されている。「遅相軸」とは、第２の樹脂層３Ａや第２の樹脂層３Ｂを透過する光の進む速度が遅い（位相が遅れる）方位のことであり、これと反対に、光の進む速度が速い（位相が進む）方位をその位相子の「進相軸」と言う。なお、遅相軸と吸収軸とのズレは、±５度以内までなら許容される。

そして、カバー部材１をヘッドアップディスプレイ１０に用いた使用状態では、図３に示すように、ヘッドアップディスプレイ１０の外部から照射される外光、すなわち、太陽光（自然光）ＯＬは、カバー部材１を透過する際に、所定の偏光方向の光がカバー部材１で吸収され、残りの光ＯＬ’が収納体１３にまで到達することとなる。これにより、太陽光ＯＬの収納体１３内への侵入が抑制され、よって、収納体１３内の光源１１や反射部材１２等が太陽光ＯＬ（特に紫外線や熱）によって経時的に劣化するのをできる限り防止することができる。一方、光源１１から発せられ、フロントガラス１０２上で画像を形成するレーザ光ＬＳは、偏光光であるため、カバー部材１を透過しても当該カバー部材１で吸収されずにそのまま外部へ出射される。なお、レーザ光ＬＳの偏光方向と、光ＯＬ’の偏光方向とは、同じである。このようにカバー部材１は、偏光板としても機能する。

また、前述したように、第１の樹脂層２の両面側にそれぞれ第２の樹脂層３Ａおよび第２の樹脂層３Ｂが設けられている。この構成は、第１の樹脂層２の片面側に第２の樹脂層３Ａまたは第２の樹脂層３Ｂが設けられている場合に比べて、太陽光ＯＬを吸収する効果が増大するのに寄与する。

図２に示すように、カバー部材１は、その使用状態で収納体１３側が凸、フロントガラス１０２側が凹となるように湾曲している。これにより、カバー部材１は、太陽光ＯＬを反射し易いものとなり、当該太陽光ＯＬの収納体１３内への侵入をさらに抑制することができる。また、例えばカバー部材１がダッシュボード１０１から突出するのを防止することができ、よって、当該カバー部材１が運転手Ｈの視界を遮るのを防止することができる。

第２の樹脂層３Ａや第２の樹脂層３Ｂの屈折率としては、特に限定されず、例えば、１．５８以上、１．６０以下であるのが好ましく、１．５８５以上、１．５９５以下であるのがより好ましい。

図３に示すように、第２の樹脂層３Ａには、金属酸化物の粒子３１が分散して含有されている。この粒子３１は、太陽光ＯＬに含まれる赤外線を吸収することができるＩＲ（Infrared Rays）カット材である。これにより、例えば炎天下での収納体１３内の温度上昇を抑制して、熱による光源１１等の劣化を防止することができる。

また、使用状態のカバー部材１は、金属酸化物を含有する第２の樹脂層３Ａ側がフロントガラス１０２に臨み、第２の樹脂層３Ｂ側が収納体１３に臨む。これにより、収納体１３内からできる限り遠位で赤外線を吸収することができ、よって、収納体１３内の温度上昇抑制に寄与する。

また、第１の樹脂層２と第２の樹脂層３Ａとは、接合層４Ａを介して接合され、第１の樹脂層２と第２の樹脂層３Ｂとは、接合層４Ｂを介して接合されている。接合層４Ａおよび接合層４Ｂは、ウレタン接着剤、エポキシ接着剤、アクリル接着剤、アクリル粘着剤等の各種接着剤または粘着剤である。これにより、各層同士の接合を確実に行なうことができ、カバー部材１は長期間の使用に耐え得るものとなる。

接合層４Ａの厚さｔ_４Ａ、接合層４Ｂの厚さｔ_４Ｂとしては、特に限定されず、例えば、０．００５ｍｍ以上、０．０２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．００６ｍｍ以上、０．０１５ｍｍ以下であるのがより好ましい。厚さｔ_４Ａ、厚さｔ_４Ｂが０．００５ｍｍ未満であると、接着力の低下を招くことがあり、また、厚さｔ_４Ａ、厚さｔ_４Ｂが０．０２ｍｍを超えても、それ以上の接着力の向上を望めない。また、厚さｔ_４Ａと厚さｔ_４Ｂとは、異なっていてもよいが、同じであるのが好ましい。

接合層４Ａや接合層４Ｂの屈折率としては、特に限定されず、例えば、１．４６以上、１．５５以下であるのが好ましく、１．４６１以上、１．５４５以下であるのがより好ましい。

第２の樹脂層３Ａ上には、ハードコート層５Ａが設けられている。これにより、比較的傷がつき易い第２の樹脂層３Ａを保護することができる。なお、ハードコート層５Ａは、当該ハードコート層５Ａとなるワニス状の材料を第２の樹脂層３Ａ上に塗布して、この塗布されたものに紫外線を照射することにより硬化したものである。

同様に、第２の樹脂層３Ｂ上にも、ハードコート層５Ｂが設けられている。これにより、比較的傷がつき易い第２の樹脂層３Ｂを保護することができる。ハードコート層５Ｂも、当該ハードコート層５Ｂとなるワニス状の材料を第２の樹脂層３Ｂ上に塗布して、この塗布されたものに紫外線を照射することにより硬化したものである。なお、カバー部材１では、ハードコート層５Ｂを省略することもできる。

ハードコート層５Ａおよびハードコート層５Ｂは、それぞれ、紫外線硬化性樹脂で構成され、紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはポリエステルウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする紫外線硬化性樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルフェノール系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。そして、これらの中でもアクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂が好ましい。これにより、各樹脂層との密着性を向上することができる。

ハードコート層５Ａの厚さｔ_５Ａ、ハードコート層５Ｂの厚さｔ_５Ｂとしては、特に限定されず、例えば、０．００２ｍｍ以上、０．０２０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．００３ｍｍ以上、０．０１５ｍｍ以下であるのがより好ましい。また、厚さｔ_５Ａと厚さｔ_５Ｂとは、異なっていてもよいが、同じであるのが好ましい。

ハードコート層５Ａやハードコート層５Ｂの屈折率としては、特に限定されず、例えば、１．４０以上、１．６０以下であるのが好ましく、１．４５０以上、１．５９５以下であるのがより好ましい。

以上のような構成のカバー部材１は、その総厚ｔ_１が例えば０．４ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．４ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、カバー部材１をできる限り薄いものとすることができるとともに、自動車１００内での通常の使用に耐え得る程度の剛性を有するものとすることができる。

また、カバー部材１は、その平面視で長方形をなすものであり、縦が５０ｍｍ以上、２００ｍｍ以下であるのが好ましく、６０ｍｍ以上、１９０ｍｍ以下であるのがより好ましく、横が１００ｍｍ以上、４００ｍｍ以下であるのが好ましく、１３０ｍｍ以上、３８０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

以上、本発明のカバー部材を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、カバー部材を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、カバー部材は、第１の樹脂層の両面にそれぞれ第２の樹脂層が設けられているが、これに限定されず、一方の第２の樹脂層を省略してもよい。

１ カバー部材
２ 第１の樹脂層
２１ 上面
２２ 下面
３Ａ、３Ｂ 第２の樹脂層
３１ 粒子
４Ａ、４Ｂ 接合層
５Ａ、５Ｂ ハードコート層
１０ ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display）
１１ 光源
１２ 反射部材
１３ 収納体
１３１ 窓部
１００ 自動車
１０１ ダッシュボード
１０２ フロントガラス
１０２ａ 裏面（内側の面）
Ｈ 運転手
ＬＳ レーザ光
ＯＬ 太陽光（自然光）
ＯＬ’ 光
ｔ_１ 総厚
ｔ_２、ｔ_３Ａ、ｔ_３Ｂ、ｔ_４Ａ、ｔ_４Ｂ、ｔ_５Ａ、ｔ_５Ｂ 厚さ

Claims (12)

1. 偏光子で構成された偏光層と、
   前記偏光層の両面側にそれぞれ設けられ、主としてポリカーボネート樹脂で構成され、厚さが０．２ｍｍ以上、リタデーションが２４００ｎｍ以上、６０００ｎｍ以下の樹脂層であって、その遅相軸が前記偏光層の吸収軸と同じ方向となるように配置された樹脂層と、
   前記各樹脂層上にそれぞれ設けられ、主として紫外線硬化性樹脂で構成されたハードコート層と、
   一方の前記偏光層と一方の前記樹脂層とを接合する接合層および他方の前記偏光層と他方の前記樹脂層とを接合する接合層とを備え、
   前記各樹脂層の屈折率は、それぞれ、１．５８以上、１．６０以下であり、
   前記各ハードコート層の屈折率は、それぞれ、１．４０以上、１．６０以下であり、
   前記各接合層の屈折率は、それぞれ、１．４６以上、１．５５以下であり、
   光を発する光源を収納し、該光源からの光が外部に向かって出射される窓部を有する収納体の前記窓部を覆うように設置して用いられ、その使用状態で、前記外部からの外光の前記収納体内への侵入を抑制することを特徴とするカバー部材。
2. 前記樹脂層は、主として前記ポリカーボネート樹脂で構成されたシート材を一方向に向かって延伸した状態のものである請求項１に記載のカバー部材。
3. 前記樹脂層の厚さは、０．３５ｍｍ以下である請求項１または２に記載のカバー部材。
4. 前記各樹脂層の厚さは、同じである請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカバー部材。
5. 前記各樹脂層のうちの１つの樹脂層には、金属酸化物が含有されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカバー部材。
6. 前記使用状態では、前記金属酸化物が含有されている樹脂層側が前記外部に臨む請求項５に記載のカバー部材。
7. 前記偏光層は、主としてポリビニルアルコール樹脂で構成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカバー部材。
8. 前記偏光層は、主として前記ポリビニルアルコール樹脂で構成されたシート材を一方向に向かって延伸した状態のものである請求項７に記載のカバー部材。
9. 前記偏光層の厚さは、０．０１ｍｍ以上、０．０３ｍｍ以下である請求項１ないし８のいずれか１項に記載のカバー部材。
10. 前記使用状態で湾曲している請求項１ないし９のいずれか１項に記載のカバー部材。
11. 前記収納体側が凸、前記外部側が凹となるように湾曲している請求項１０に記載のカバー部材。
12. 前記カバー部材の総厚は、０．４ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のカバー部材。

Images