JP6871359B2 - 合わせガラス及びそれに用いる合わせガラス用光学フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、ウインドシールド用合わせガラスであって、情報表示パネルとしても用いることができる合わせガラス及びそれに用いる合わせガラス用光学フィルムに関する。
自動車の安全運転支援システムの拡大に伴い、運転中に少ない視線移動ですばやく各種情報をキャッチし、安全運転を支援する目的でヘッドアップディスプレイシステムの自動車への搭載が加速されている。
自動車のヘッドアップディスプレイシステムでは、情報をプロジェクターの光でフロントガラスに投影し、フロントガラスからの反射光がドライバーの目に入り、その情報をドライバーが認識することになる。ところで、プロジェクターの投影光は、フロントガラスの車室内面側及び車室外面側の２か所で反射するため、その反射光が同じ視線上になければ反射像はいわゆるゴースト（二重映り）を生じることになる。このような、ゴーストをなくすため、自動車のウインドシールドガラスは、その端面の上部の厚みが、その下部より厚い、いわゆるくさび形状の断面形状を有する合わせガラスを用いることが行われる（例えば、特許文献１）。
一方、このようなくさび形のウインドシールガラスを用いると、ゴーストは低減されるが、投影像の輝度が低くなるという課題は残っていた。この課題に対しては、コレステリック液晶を用いたハーフミラー層を設けた光学フィルムをくさび形の合わせガラスに貼り付ける方法、又は、くさび形の合わせガラスの中間膜に上記光学フィルムを挟み込む方法により、輝度の向上を図ることが提案されている（特許文献２）。
確かに、特許文献２に記載の光学フィルムを中間膜に挟み込んだウインドシールドガラスを用いると、ゴーストが低減した高輝度の投影像が確認される。しかしながら、コレステリック液晶をハーフミラー層とした光学フィルムをウインドシールドガラスに用いると、ウインドシールドガラスの耐衝撃性が劣るという問題が新たに確認された。
本発明は上記問題を解決したもので、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度が高く、耐衝撃性に優れたヘッドアップディスプレイに適用可能な合わせガラスを提供するものである。
本発明の合わせガラスは、第１のガラス基板と、第１の中間膜と、光学フィルムと、第２の中間膜と、第２のガラス基板とをこの順に含む合わせガラスであって、前記光学フィルムは、透明基材と、前記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含み、前記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、前記第２のガラス基板と外部との界面反射を除いた、前記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４である。
また、本発明の合わせガラス用光学フィルムは、透明基材と、前記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含む合わせガラス用光学フィルムであって、前記ハーフミラー層は、金属酸化物と、アクリル系樹脂とを含み、前記ハーフミラー層の屈折率が、１．７５以上であり、前記光学フィルムの反射率が、１５％以上である。
本発明によれば、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度が高く、耐衝撃性に優れたヘッドアップディスプレイに適用可能な合わせガラスを提供できる。
本発明者らは、前述のハーフミラー層としてコレステリック液晶層を設けた光学フィルムを中間膜に挟み込んだウインドシールドガラスにおいて、耐衝撃性が劣る原因について検討を進めたところ、コレステリック液晶層とポリビニルブチラール製の中間膜との接着性が、ガラスと中間膜との接着性に比較して劣るためであることが判明した。そこで、投影像の輝度が高く、光学フィルムとポリビニルブチラールとの接着性を良好とするため、フィルム上に設けるハーフミラー層の材質について検討を進めた結果、金属酸化物とポリビニルブチラールとの接着が良好であることを見出した。更に、検討を進めたところ、金属酸化物とアクリル系樹脂とを含むハーフミラー層についてもポリビニルブチラールとの接着性は良好であることを見出し、本発明を完成するに至った。
ところで、昨今の自動車はＡＶ機器、ＥＴＣ等の電子機器用のアンテナをウインドシールドガラス近傍に設けることが行われている。このため、合わせガラスを用いたウインドシールドガラスは電波透過性も必要である。従来のハーフミラー層は、アルミニウム等からなる金属蒸着膜から形成されていたが、金属蒸着膜からなるハーフミラー層を備えた合わせガラスをウインドシールドガラスに用いると、電波透過性に不都合を生じる懸念がある。このため、本発明者らはハーフミラー層に金属蒸着膜に代えて高屈折率膜を用いることにした。
例えば、ハーフミラー層の屈折率を１．７以上とすることで、空気の屈折率（約１．０）との差を大きくすると、空気との界面での反射率が高くなり、ハーフミラー効果が得られる。しかしながら、合わせガラスに用いた場合、ハーフミラー層は屈折率が約１．５のポリビニルブチラール等の樹脂製の中間膜で覆われることになり、ハーフミラー層と中間膜層との屈折率差は、空気との屈折率差より小さくなるため、空気中ほど反射率が向上せず、ハーフミラー効果は小さくなると考えられる。その結果、輝度向上はわずかと考えられる。本発明者らは、このような固定観念にとらわれずに検討を進めたところ、ハーフミラー層の屈折率を１．７５より大きくし、更にその厚みを調整して光学フィルムの反射率を１５％以上とすれば、投影情報の輝度向上効果が得られることを確認し、本発明に至った。また、ハーフミラー層の屈折率を１．７５以上とすると、金属酸化物の含有量が増えるためか、合わせガラスの耐衝撃性が向上した。
以下、本発明の実施形態について説明する。
（合わせガラス用光学フィルム）
先ず、本発明の合わせガラス用光学フィルムの実施形態について説明する。本実施形態の合わせガラス用光学フィルムは、透明基材と、上記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを備え、上記ハーフミラー層は、金属酸化物と、アクリル系樹脂とを含み、上記ハーフミラー層の屈折率は、１．７５以上であり、上記光学フィルムの反射率は、１５％以上である。
先ず、本発明の合わせガラス用光学フィルムの実施形態について説明する。本実施形態の合わせガラス用光学フィルムは、透明基材と、上記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを備え、上記ハーフミラー層は、金属酸化物と、アクリル系樹脂とを含み、上記ハーフミラー層の屈折率は、１．７５以上であり、上記光学フィルムの反射率は、１５％以上である。
本実施形態の合わせガラス用光学フィルムは、上記ハーフミラー層を備えているので、一定の可視光線を反射できると共に、樹脂層との接着性が向上する。このため、上記合わせガラス用光学フィルムを合わせガラスに組み込んだ際に、入射光の裏面反射を抑制でき、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度が高くなると共に、耐衝撃性に優れたヘッドアップディスプレイを提供できる。この点については、本発明の合わせガラスの実施形態の説明で詳述する。
具体的には、上記合わせガラス用光学フィルムの両側に樹脂層を配置し、上記樹脂層の両側に第１のガラス基板と第２のガラス基板とを配置し、上記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、上記第２のガラス基板と外部（空気）との界面反射を除いた、上記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２を０．９〜１．４、より好ましくは１．０〜１．４とすることができる。即ち、上記第２のガラス基板と外部との界面における入射光の反射（裏面反射）を抑制できる。この点についても、本発明の実施形態の合わせガラスの説明で詳述する。
以下、本実施形態の合わせガラス用光学フィルムを図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態の合わせガラス用光学フィルムの一例を示す概略断面図である。図１において、本実施形態の合わせガラス用光学フィルム１０は、透明基材１１と、透明基材１１の上に形成されたハーフミラー層１２とを備えている。
＜透明基材＞
本実施形態の合わせガラス用光学フィルムを構成する透明基材としては、透光性を有する材料で形成されていれば特に限定されない。上記透明基材としては、例えば、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート等）、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂（例えば、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等）、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂（例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等）、ノルボルネン系樹脂等の樹脂を、フィルム状又はシート状に加工したものを用いることができる。上記樹脂をフィルム状又はシート状に加工する方法としては、押し出し成形法、カレンダー成形法、圧縮成形法、射出成形法、上記樹脂を溶剤に溶解させてキャスティングする方法等が挙げられる。上記樹脂には、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、易滑剤、帯電防止剤等の添加剤を添加してもよい。上記透明基材の厚さは、例えば、１０〜５００μｍとすればよい。
本実施形態の合わせガラス用光学フィルムを構成する透明基材としては、透光性を有する材料で形成されていれば特に限定されない。上記透明基材としては、例えば、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート等）、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂（例えば、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等）、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂（例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等）、ノルボルネン系樹脂等の樹脂を、フィルム状又はシート状に加工したものを用いることができる。上記樹脂をフィルム状又はシート状に加工する方法としては、押し出し成形法、カレンダー成形法、圧縮成形法、射出成形法、上記樹脂を溶剤に溶解させてキャスティングする方法等が挙げられる。上記樹脂には、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、易滑剤、帯電防止剤等の添加剤を添加してもよい。上記透明基材の厚さは、例えば、１０〜５００μｍとすればよい。
＜ハーフミラー層＞
本実施形態の合わせガラス用光学フィルムを構成するハーフミラー層は、金属酸化物とアクリル系樹脂とを含んでおり、上記ハーフミラー層の屈折率は、１．７５以上とすることが必要であり、１．８以上がより好ましい。
本実施形態の合わせガラス用光学フィルムを構成するハーフミラー層は、金属酸化物とアクリル系樹脂とを含んでおり、上記ハーフミラー層の屈折率は、１．７５以上とすることが必要であり、１．８以上がより好ましい。
上記ハーフミラー層の厚さは、上記光学フィルムの反射率が１５％以上になるように調整することが好ましい。上記透明基材、上記金属酸化物の種類、添加量、上記アクリル系樹脂の種類等により、上記光学フィルムの反射率が１５％以上となる上記ハーフミラーの厚さは異なる。また、上記ハーフミラー層の厚さを３０ｎｍ以上とすると、後述する放射線硬化性官能基を含むアクリル系樹脂の放射線硬化反応が十分に進むためか、光学フィルム作製時の擦り傷を抑制できる。
以下、上記ハーフミラー層の構成材料について説明する。
［金属酸化物］
上記金属酸化物としては、上記ハーフミラー層の屈折率を１．７５以上とできる金属酸化物であれば特に限定されず、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、五酸化二ニオブ、酸化タンタル、酸化セリウム等を用いることができる。これらの中でも酸化チタンは、屈折率が高いので、屈折率１．７５以上のハーフミラー層を形成しやすいため、最も好ましい。
上記金属酸化物としては、上記ハーフミラー層の屈折率を１．７５以上とできる金属酸化物であれば特に限定されず、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、五酸化二ニオブ、酸化タンタル、酸化セリウム等を用いることができる。これらの中でも酸化チタンは、屈折率が高いので、屈折率１．７５以上のハーフミラー層を形成しやすいため、最も好ましい。
上記金属酸化物の平均粒子径は、７０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、更に好ましくは３０ｎｍ以下である。また、上記金属酸化物の平均粒子径の下限値は、５ｎｍ程度である。これより粒子径が小さくなると、分散処理が困難となる、あるいは金属酸化物の添加量を高められず、ハーフミラー層の屈折率を１．８以上とすることが困難になる。上記平均粒子径は、金属酸化物粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等を用いて、少なくとも１０個の粒子の長軸径の平均値と短軸径の平均値とを求め、更に上記長軸径平均値と上記短軸径平均値とを平均して求める。
［アクリル系樹脂］
上記アクリル系樹脂としては、放射線硬化性樹脂が好ましい。上記放射線硬化性樹脂は、例えば、放射線硬化性官能基を含むアクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を放射線硬化処理することにより得ることができる。
上記アクリル系樹脂としては、放射線硬化性樹脂が好ましい。上記放射線硬化性樹脂は、例えば、放射線硬化性官能基を含むアクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等を放射線硬化処理することにより得ることができる。
＜光学フィルム＞
上記光学フィルムの製造方法は特に限定されず、例えば、上記金属酸化物と、上記放射線硬化性のモノマーと、光重合開始剤と、溶剤と、必要に応じて分散剤とを混合した後に、分散処理を行ってハーフミラー層形成用塗料を作製し、上記ハーフミラー層形成用塗料を上記透明基材に塗布した後、乾燥し、紫外線等の照射を行って上記ハーフミラー層形成用塗料を硬化することにより作製できる。
上記光学フィルムの製造方法は特に限定されず、例えば、上記金属酸化物と、上記放射線硬化性のモノマーと、光重合開始剤と、溶剤と、必要に応じて分散剤とを混合した後に、分散処理を行ってハーフミラー層形成用塗料を作製し、上記ハーフミラー層形成用塗料を上記透明基材に塗布した後、乾燥し、紫外線等の照射を行って上記ハーフミラー層形成用塗料を硬化することにより作製できる。
上記ハーフミラー層形成用塗料の分散処理は、ボールミル、サンドミル、超音波分散等の手法により行うことができる。また、上記ハーフミラー層形成用塗料の塗布は、グラビア塗布、リバースロール塗布、バーコート、スリットダイコート等の手法により行うことができる。更に、上記溶剤には、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族系溶剤、その他、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤等を用いることができる。
（合わせガラス）
次に、本発明の合わせガラスの実施形態を説明する。本実施形態の合わせガラスは、第１のガラス基板と、第１の中間膜と、光学フィルムと、第２の中間膜と、第２のガラス基板とをこの順に備え、上記光学フィルムは、透明基材と、上記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含み、上記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、上記第２のガラス基板と外部（空気）との界面反射を除いた、上記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４である。
次に、本発明の合わせガラスの実施形態を説明する。本実施形態の合わせガラスは、第１のガラス基板と、第１の中間膜と、光学フィルムと、第２の中間膜と、第２のガラス基板とをこの順に備え、上記光学フィルムは、透明基材と、上記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含み、上記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、上記第２のガラス基板と外部（空気）との界面反射を除いた、上記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４である。
本実施形態の合わせガラスでは、Ｒ１／Ｒ２を０．９〜１．４、より好ましくは１．０〜１．４とすることができる。これにより、上記第２のガラス基板と外部との界面における入射光の反射（裏面反射）を抑制できるため、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度を高くすることができる。
本実施形態の合わせガラスに用いる光学フィルムは、上記特性を発揮できれば特に限定されないが、前述の本発明の実施形態の合わせガラス用光学フィルムを用いることが好ましい。上記実施形態の合わせガラス用光学フィルムは、前述のハーフミラー層を備えているので、一定の可視光線を反射できると共に、樹脂層からなる中間膜との接着性が向上する。このため、上記合わせガラス用光学フィルムを合わせガラスに組み込んだ際に、入射光の裏面反射を抑制でき、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度が高くなると共に、耐衝撃性に優れたヘッドアップディスプレイを提供できる。
以下、本実施形態の合わせガラスを図面に基づき説明する。
図２は、本実施形態の合わせガラスの一例を示す概略断面図である。図２において、本実施形態の合わせガラス２０は、第１のガラス基板２２ａと、第１の中間膜２１ａと、光学フィルム１０と、第２の中間膜２１ｂと、第２のガラス基板２２ｂとをこの順に備えている。また、光学フィルム１０は、透明基材１１と、透明基材１１の上に形成されたハーフミラー層１２とを備えている。
また、図２において、ガラス基板２２ａ側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、上記第２のガラス基板と外部（空気）との界面反射を除いた、上記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４、より好ましくは１．０〜１．４に設定されている。即ち、Ｒ１は、入射光に対するガラス基板２２ａの外表面、ハーフミラー層１２の表面及び第２のガラス基板と外部との界面における反射光に基づく反射率であり、Ｒ２は、入射光に対するガラス基板２２ａの外表面及びハーフミラー層１２の表面における反射光に基づく反射率である。
また、合わせガラス２０の、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ３２１１に準拠して測定した可視光線透過率は、７０％以上であることが好ましい。これにより、上記合わせガラスをウインドシールドとして用いることができる。
＜光学フィルム＞
本実施形態の合わせガラスで用いる光学フィルムは、前述の本発明の実施形態の合わせガラス用光学フィルムが好ましいが、その説明は省略する。
本実施形態の合わせガラスで用いる光学フィルムは、前述の本発明の実施形態の合わせガラス用光学フィルムが好ましいが、その説明は省略する。
＜中間膜＞
本実施形態で用いる中間膜は、透明樹脂から形成されている。上記中間膜は、２枚のガラス基板を接合させる接着層として機能する。従って、上記中間膜を形成する透明樹脂は、接着性を有していれば特に限定されず、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂等を用いることができる。
本実施形態で用いる中間膜は、透明樹脂から形成されている。上記中間膜は、２枚のガラス基板を接合させる接着層として機能する。従って、上記中間膜を形成する透明樹脂は、接着性を有していれば特に限定されず、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂等を用いることができる。
上記中間膜は、くさび形の断面形状を有することが好ましい。これにより、より確実にゴースト（二重映り）の発生を防止できる。上記中間膜の断面形状をくさび形に加工する方法は特に限定されないが、例えば、特許文献１（特開平２−２７９４３７号公報）に記載の方法で行うことができる。
また、上記中間膜には、紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤等の各種調整剤を含めることができる。
上記中間膜の厚さは特に限定されないが、透明性と合わせガラスにした際の耐貫通性を確保するためには例えば、０．０５〜３ｍｍとすればよい。
＜ガラス基板＞
本実施形態で用いるガラス基板は特に限定されず、例えば、厚さが１〜３ｍｍの透明ガラス基板を用いることができる。
本実施形態で用いるガラス基板は特に限定されず、例えば、厚さが１〜３ｍｍの透明ガラス基板を用いることができる。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、特に指摘がない場合、下記において、「部」は「質量部」を意味する。
（実施例１）
＜光学フィルムの作製＞
先ず、透明基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ社製、商品名“ルミラーＵ３４”、厚さ：５０μｍ）を用意した。
＜光学フィルムの作製＞
先ず、透明基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ社製、商品名“ルミラーＵ３４”、厚さ：５０μｍ）を用意した。
次に、下記材料を攪拌して混合した後、サンドグラインドミルにより分散処理を行い、分散液を作製した。
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：８０部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：７．６部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：１１．７８部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：０．６２部
（５）メチルエチルケトン：１５０部
（６）シクロヘキサノン：１５０部
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：８０部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：７．６部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：１１．７８部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：０．６２部
（５）メチルエチルケトン：１５０部
（６）シクロヘキサノン：１５０部
次に、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比５０：５０の混合溶剤を準備し、上記分散液を上記混合溶剤で１２．５倍に希釈し、その希釈液をフィルターに通してろ過し、ハーフミラー層形成用塗布液を得た。
続いて、上記ハーフミラー層形成用塗布液を上記ＰＥＴフィルムの上に、バーコーターを用いて硬化後のハーフミラー層の厚さが８０ｎｍとなるように塗布し、１００℃で乾燥させて塗膜を形成した。その塗膜に紫外線（最大波長：３６５ｎｍ、光源：高圧水銀ランプ、積算光量：４００ｍＪ／ｃｍ2）を照射して塗膜を硬化させ、上記ＰＥＴフィルムの上にハーフミラー層を形成し、実施例１の光学フィルムを作製した。
＜合わせガラスの作製＞
先ず、中間膜に用いるポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルム（積水化学工業社製のＰＶＢフィルム、商品名“エスレックフィルム”、厚さ：０．３８ｍｍ）を、特許文献１（特開平２−２７９４３７号公報）の実施例２に記載の方法と同様にして加工し、くさび形の断面形状を有するＰＶＢフィルムを２枚用意した。更に、ガラス基板として、厚さ２ｍｍのフロートガラス（日本板硝子社製）を２枚用意した。
先ず、中間膜に用いるポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルム（積水化学工業社製のＰＶＢフィルム、商品名“エスレックフィルム”、厚さ：０．３８ｍｍ）を、特許文献１（特開平２−２７９４３７号公報）の実施例２に記載の方法と同様にして加工し、くさび形の断面形状を有するＰＶＢフィルムを２枚用意した。更に、ガラス基板として、厚さ２ｍｍのフロートガラス（日本板硝子社製）を２枚用意した。
次に、上記で作製した光学フィルムを上記２枚のＰＶＢフィルムで断面形状がくさび形状となるように挟み込み、更に、ＰＶＢフィルムの両面に上記２枚のフロートガラスをそれぞれ重ね合わせて積層体を作製した。その後、この積層体をゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間真空脱気して、上記積層体の各層を予備接着した。続いて、予備接着した積層体を室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で３０分間加熱・加圧し、実施例１の合わせガラスを作製した。
（実施例２）
硬化後のハーフミラー層の厚さが１００ｎｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２の合わせガラスを作製した。
硬化後のハーフミラー層の厚さが１００ｎｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２の合わせガラスを作製した。
（実施例３）
下記材料を攪拌して混合した後、サンドグラインドミルにより分散処理を行い、分散液を作製した。
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：８０部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：７．６部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：２５.３６部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：１．３３部
（５）メチルエチルケトン：１７１．１部
（６）シクロヘキサノン：１７１．１部
下記材料を攪拌して混合した後、サンドグラインドミルにより分散処理を行い、分散液を作製した。
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：８０部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：７．６部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：２５.３６部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：１．３３部
（５）メチルエチルケトン：１７１．１部
（６）シクロヘキサノン：１７１．１部
次に、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比５０：５０の混合溶剤を準備し、上記分散液を上記混合溶剤で１２．５倍に希釈し、その希釈液をフィルターに通してろ過し、ハーフミラー層形成用塗布液を得た。
上記ハーフミラー層形成用塗布液を用いた以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の合わせガラスを作製した。
（比較例１）
実施例１で作製した光学フィルムを用いなかった以外は、実施例１と同様にして、フロートガラス／中間膜／中間膜／フロートガラスの構成を有する比較例１の合わせガラスを作製した。
実施例１で作製した光学フィルムを用いなかった以外は、実施例１と同様にして、フロートガラス／中間膜／中間膜／フロートガラスの構成を有する比較例１の合わせガラスを作製した。
（比較例２）
ＰＥＴフィルムにハーフミラー層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、フロートガラス／中間膜／ＰＥＴフィルム／中間膜／フロートガラスの構成を有する比較例２の合わせガラスを作製した。
ＰＥＴフィルムにハーフミラー層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、フロートガラス／中間膜／ＰＥＴフィルム／中間膜／フロートガラスの構成を有する比較例２の合わせガラスを作製した。
（比較例３）
硬化後のハーフミラー層の厚さが１４０ｎｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３の合わせガラスを作製した。
硬化後のハーフミラー層の厚さが１４０ｎｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３の合わせガラスを作製した。
（比較例４）
下記材料を攪拌して混合した後、サンドグラインドミルにより分散処理を行い、分散液を作製した。
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：７２部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：６．８４部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：３９．１０部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：２．０６部
（５）メチルエチルケトン：１８０部
（６）シクロヘキサノン：１８０部
下記材料を攪拌して混合した後、サンドグラインドミルにより分散処理を行い、分散液を作製した。
（１）金属酸化物（石原産業社製の超微粒子酸化チタン、商品名“ＴＴＯ５１（Ａ）”、平均粒子径：２０ｎｍ）：７２部
（２）分散剤（ルーブリゾール社製、商品名“ソルスパーズ３２０００”）：６．８４部
（３）紫外線硬化性樹脂（日本化薬社製のウレタンアクリレート、商品名“ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ−４０Ｈ”）：３９．１０部
（４）光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名“イルガキュア９０７”）：２．０６部
（５）メチルエチルケトン：１８０部
（６）シクロヘキサノン：１８０部
次に、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンとの質量比５０：５０の混合溶剤を準備し、上記分散液を上記混合溶剤で１２．５倍に希釈し、その希釈液をフィルターに通してろ過し、ハーフミラー層形成用塗布液を得た。
上記ハーフミラー層形成用塗布液を用いた以外は、実施例１と同様にして光学フィルムを作製し、この光学フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４の合わせガラスを作製した。
次に、作製した実施例１〜３及び比較例１〜４の合わせガラスを用いて下記特性を評価した。
＜光学フィルムの反射率＞
光学フィルムの反射率は、日本電色工業社製の同時測光方式分光式色差計“ＳＱ−２０００”を用いて測定した。測定条件は、光学フィルムの直径１０ｍｍの円形領域を測定領域とし、正反射入りの条件で反射測定を行い、Ｙ値を求め、求めたＹ値を光学フィルムの反射率とした。
光学フィルムの反射率は、日本電色工業社製の同時測光方式分光式色差計“ＳＱ−２０００”を用いて測定した。測定条件は、光学フィルムの直径１０ｍｍの円形領域を測定領域とし、正反射入りの条件で反射測定を行い、Ｙ値を求め、求めたＹ値を光学フィルムの反射率とした。
＜ハーフミラー層の屈折率＞
ハーフミラー層の屈折率は、大塚電子社製の反射分光膜厚計“ＦＥ３０００”及び標準ソフトウェア“ＦＥ Ｓｅｒｉｅｓ ｖｅｒ４”を用いて測定した。測定条件は、絶対反射、マニュアルモードで、レファランスにアルミニウムの反射板を用い、レンズはＲｅｆｒｅｃ×２０、ＮＡ＝０．４００、フィルターなしとし、スリットは０．２×２ｍｍ、サンプリングは５２４ｍｓｅｃ、積算は９回、ゲインはノーマルとした。
ハーフミラー層の屈折率は、大塚電子社製の反射分光膜厚計“ＦＥ３０００”及び標準ソフトウェア“ＦＥ Ｓｅｒｉｅｓ ｖｅｒ４”を用いて測定した。測定条件は、絶対反射、マニュアルモードで、レファランスにアルミニウムの反射板を用い、レンズはＲｅｆｒｅｃ×２０、ＮＡ＝０．４００、フィルターなしとし、スリットは０．２×２ｍｍ、サンプリングは５２４ｍｓｅｃ、積算は９回、ゲインはノーマルとした。
＜反射率の比Ｒ１／Ｒ２＞
反射率の比Ｒ１／Ｒ２は、日本分光社製の分光光度計“Ｖ-５７０”と、日本分光社製の積分球ユニット“ＩＬＮ−４７２”とを組み合わせて測定した。測定は、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲で行い、全光線反射率に換算して行った。具体的には、先ず、合わせガラスのフロートガラスの片面側から光を入射させた際の反射率を測定しＲ１とした。次に、入射光側とは反対側のフロートガラスの外表面の外側をサンドペーパにて荒らした後に油性黒インクにて塗りつぶし、更に黒テープを貼りつけた状態で反射率を測定しＲ２とした。最後に、反射率の比Ｒ１／Ｒ２を算出した。
反射率の比Ｒ１／Ｒ２は、日本分光社製の分光光度計“Ｖ-５７０”と、日本分光社製の積分球ユニット“ＩＬＮ−４７２”とを組み合わせて測定した。測定は、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲で行い、全光線反射率に換算して行った。具体的には、先ず、合わせガラスのフロートガラスの片面側から光を入射させた際の反射率を測定しＲ１とした。次に、入射光側とは反対側のフロートガラスの外表面の外側をサンドペーパにて荒らした後に油性黒インクにて塗りつぶし、更に黒テープを貼りつけた状態で反射率を測定しＲ２とした。最後に、反射率の比Ｒ１／Ｒ２を算出した。
＜投影像の輝度＞
投影像の輝度は、村上色彩技術研究所製の変角光度計“ＧＰ２００”を用いて測定した。具体的には、合わせガラスについて入射角６０°で入射する光の反射特性を測定し、反射角６０°の光強度を相対評価し、求めた相対値を輝度とした。作製した合わせガラスは、断面形状がくさび形となっているが、光の入射は合わせガラスの断面が薄い方から行い、反射光は合わせガラスの断面が厚い方から出射するように、合わせガラスを装置にセットした。
投影像の輝度は、村上色彩技術研究所製の変角光度計“ＧＰ２００”を用いて測定した。具体的には、合わせガラスについて入射角６０°で入射する光の反射特性を測定し、反射角６０°の光強度を相対評価し、求めた相対値を輝度とした。作製した合わせガラスは、断面形状がくさび形となっているが、光の入射は合わせガラスの断面が薄い方から行い、反射光は合わせガラスの断面が厚い方から出射するように、合わせガラスを装置にセットした。
＜合わせガラスの耐衝撃性＞
先ず、合わせガラスを室温及び−２０℃で２４時間以上それぞれ保存した。次に、保存後の合わせガラスを厚さ１０ｍｍのアルミニウム板の上に置き、合わせガラスの中央部をハンマーで強くたたいた。−２０℃に保存したサンプルは、冷凍庫から取り出して直ぐにアルミニウム板の上に置いてハンマーでたたいた。比較例１及び２以外の合わせガラスは、光学フィルムのハーフミラー層側のガラス面を上にして、アルミニウム板の上に置いた。上記合わせガラスの耐衝撃性の評価は、下記の基準で行った。
（１）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の３０％未満の場合、耐衝撃性は「良好」と判断した。
（２）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の３０％以上５０％未満の場合、耐衝撃性は「良」と判断した。
（３）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の５０％以上の場合、耐衝撃性は「不良」と判断した。
先ず、合わせガラスを室温及び−２０℃で２４時間以上それぞれ保存した。次に、保存後の合わせガラスを厚さ１０ｍｍのアルミニウム板の上に置き、合わせガラスの中央部をハンマーで強くたたいた。−２０℃に保存したサンプルは、冷凍庫から取り出して直ぐにアルミニウム板の上に置いてハンマーでたたいた。比較例１及び２以外の合わせガラスは、光学フィルムのハーフミラー層側のガラス面を上にして、アルミニウム板の上に置いた。上記合わせガラスの耐衝撃性の評価は、下記の基準で行った。
（１）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の３０％未満の場合、耐衝撃性は「良好」と判断した。
（２）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の３０％以上５０％未満の場合、耐衝撃性は「良」と判断した。
（３）中間膜と光学フィルムとの接着面の剥離領域が、全接着面の５０％以上の場合、耐衝撃性は「不良」と判断した。
＜表示像の良否＞
合わせガラスの下側に設置した表示ユニットからの表示情報光を、合わせガラスに対して入射角６０°となる状態で投影し、所定の位置でゴーストの有無を目視で確認し、以下の基準により表示像の良否を評価した。上記合わせガラスは、その上端断面が厚くなるようにセットした。
（１）表示像に顕著にゴーストが確認されなかった場合、表示像は「良好」と判断した。
（２）表示像に顕著にゴーストが確認された場合、表示像は「不良」と判断した。
合わせガラスの下側に設置した表示ユニットからの表示情報光を、合わせガラスに対して入射角６０°となる状態で投影し、所定の位置でゴーストの有無を目視で確認し、以下の基準により表示像の良否を評価した。上記合わせガラスは、その上端断面が厚くなるようにセットした。
（１）表示像に顕著にゴーストが確認されなかった場合、表示像は「良好」と判断した。
（２）表示像に顕著にゴーストが確認された場合、表示像は「不良」と判断した。
以上の結果を表１に示す。
表１から、反射率比が１．４以下であった実施例１〜３の合わせガラスは、光学フィルムの反射率が１５％以上であったためか、投影像の輝度が高く、表示像が良好であることが分かる。また、実施例１〜３の合わせガラスでは、光学フィルムに金属酸化物を含むハーフミラー層を設けたので、室温及び低温ともに耐衝撃性が良好であった。
一方、比較例１では、光学フィルムを用いなかったため、合わせガラスの反射率比が大きく、投影像の輝度が低いことが分かる。比較例２では、光学フィルムにハーフミラー層を設けていないＰＥＴフィルムを用いたので、光学フィルムの反射率が小さく、合わせガラスの反射率比が１．４より大きく、投影像の輝度は光学フィルムを用いない比較例１と大差ないことが分かる。また、比較例２では、光学フィルムに金属酸化物を含むハーフミラー層を設けていないため、耐衝撃性が劣ることが分かる。比較例３では、ハーフミラー層を設けているが、反射率が１５％より小さい光学フィルムを用いたので、合わせガラスの反射率比が１．４より大きく、投影像の輝度が比較例１と大差ないことが分かる。比較例４では、合わせガラスの反射率比が１．４より大きいので、投影像の輝度が比較例１と大差ないことが分かる。これは、比較例４に用いたハーフミラー層を設けた光学フィルムの反射率が１５％より小さいためと考えられる。また、比較例４では、ハーフミラー層の屈折率が１．７５より低いため、−２０℃の耐衝撃性が劣ることが分かる。
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本発明の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。
本発明によれば、投影情報にゴーストの発生がなく、投影像の輝度が高く、耐衝撃性に優れたヘッドアップディスプレイに適用可能な合わせガラスを提供できる。
１０ 合わせガラス用光学フィルム
１１ 透明基材
１２ ハーフミラー層
２０ 合わせガラス
２１ａ、ｂ 中間膜
２２ａ、ｂ ガラス基板
１１ 透明基材
１２ ハーフミラー層
２０ 合わせガラス
２１ａ、ｂ 中間膜
２２ａ、ｂ ガラス基板
Claims (15)
- 第１のガラス基板と、第１の中間膜と、光学フィルムと、第２の中間膜と、第２のガラス基板とをこの順に含む合わせガラスであって、
前記光学フィルムは、透明基材と、前記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含み、
前記ハーフミラー層は、金属酸化物と、アクリル系樹脂とを含み、
前記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、前記第２のガラス基板と外部との界面反射を除いた、前記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４であることを特徴とする合わせガラス。 - 前記金属酸化物の平均粒子径が、７０ｎｍ以下である請求項１に記載の合わせガラス。
- 前記金属酸化物が、酸化チタンである請求項１又は２に記載の合わせガラス。
- 前記ハーフミラー層の屈折率が、１．７５以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- 前記光学フィルムの反射率が、１５％以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- Ｒ１／Ｒ２が、１．０〜１．４である請求項１〜５のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- 前記第１の中間膜及び前記第２の中間膜は、透明樹脂からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- 前記第１の中間膜及び前記第２の中間膜は、くさび形の断面形状を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- ＪＩＳ Ｒ３２１１に準拠して測定した可視光線透過率が、７０％以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載の合わせガラス。
- 透明基材と、前記透明基材の上に形成されたハーフミラー層とを含む合わせガラス用光学フィルムであって、
前記ハーフミラー層は、金属酸化物と、アクリル系樹脂とを含み、
前記ハーフミラー層の屈折率が、１．７５以上であり、
前記光学フィルムの反射率が、１５％以上であることを特徴とする合わせガラス用光学フィルム。 - 前記金属酸化物の平均粒子径が、７０ｎｍ以下である請求項１０に記載の合わせガラス用光学フィルム。
- 前記金属酸化物が、酸化チタンである請求項１０又は１１に記載の合わせガラス用光学フィルム。
- 前記アクリル系樹脂が、放射線硬化性樹脂を含む請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の合わせガラス用光学フィルム。
- 前記合わせガラス用光学フィルムの両側に樹脂層を配置し、
前記樹脂層の両側に第１のガラス基板と第２のガラス基板とを配置し、
前記第１のガラス基板の側から光を入射させた際の入射光の反射率をＲ１とし、前記第２のガラス基板と外部との界面反射を除いた、前記入射光の反射率をＲ２とすると、Ｒ１／Ｒ２が０．９〜１．４である請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の合わせガラス用光学フィルム。 - Ｒ１／Ｒ２が、１．０〜１．４である請求項１４に記載の合わせガラス用光学フィルム。
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