JPH0640271A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
して多色表示を可能にするとともに、表示品質が高く、
微細パターンの表示ができるようにした車両用などの表
示装置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は表示光をフロントガラスで反射させる
ことにより、該表示光を前方視野に結像させて運転者に
視認させる表示装置において、前記表示光がフロントガ
ラスに対してブリュスタ角近傍の角度で入射されるよう
に配置された表示手段と該表示手段の光路中に配置され
た偏光手段と、前記フロントガラスの内部あるいは車内
側表面に設けられる、液晶状態でねじれネマチック配向
し、液晶転移点以下ではガラス状態となる液晶高分子よ
りなる旋光子を少なくとも具備するようにしたことを特
徴とする。
Description
などの風防ガラスに運転上必要な表示情報を光学的に投
射し、前近視野内あるいはその近傍の前景を重畳し、運
転者等に視認させるヘッドアップディスプレイ(以下、
HUDと略称する)などの表示装置に関する。
膜を風防ガラスに直接コーティングしたもの、反射膜を
形成したフィルムを風防ガラスの2枚の板ガラス間に挟
持したもの、反射膜が設けられたコンバイナーを風防ガ
ラスの手前に別置きしたものなどが提案されているが、
反射膜による反射率が高いためにダッシュボード等から
の不要な反射があり、表示品質を低下させていた。
ムを応用したHUDが注目され、数多くの提案もされて
いる。しかしながら、光学装置が複雑になる上に像歪、
色収差等の問題点が未解決であり、外観品質が十分でな
いという欠点がある。
フロントガラス表面で表示光を反射させるHUDが提案
されているが、二重像が見えるという問題点があるの
で、この欠点を解消するために、特開平2−14172
0号、特開平2−294615号などが提案されてい
る。
しては90°旋光することができ、二重像を防ぐことが
できるが、広い範囲の波長の光に対して二重像が見えな
いようにすることは不可能であった。
のであり、広い範囲の波長の光に対して二重像を見えな
くして多色表示を可能にするとともに、表示品質が高
く、微細パターンの表示ができるようにした車両用など
の表示装置を提供することを目的とする。
ントガラスで運転者の方向に反射させることにより、該
表示光を前方視野に結像させて運転者に視認させる表示
装置において、前記表示光がフロントガラスに対してブ
リュスタ角近傍の角度で入射されるように配置された表
示手段と該表示手段の光路中に配置された偏光手段と、
前記フロントガラスの内部あるいは車内側表面に設けら
れる、液晶状態でねじれネマチック配向し、液晶転移点
以下ではガラス状態となる液晶高分子よりなる旋光子を
少なくとも具備するようにしたことを特徴とする。
表示手段からの表示光は電界ベクトルEの方向をフロン
トガラス入射面に垂直(S偏光)あるいは平行(P偏
光)に偏光する偏光手段により、S波あるいはP波に偏
光され、S波の場合には光が最初に到達する車内側板ガ
ラスの表面(空気との界面)で一部の光が反射され、運
転者の目に到るが残りの光は板ガラスに入り、旋光子で
P波に旋光され、車外側表面(空気との界面)では反射
されず、全ての光が車外に出射するので、二重に反射す
ることはない。また、P波がフロントガラスに入射され
る場合には、光が最初に到達する車内側板ガラス表面
(空気との界面)では反射されることなく、全ての光が
板ガラスに入り、、旋光子でS波に旋光され車外側表面
(空気との界面)でほぼ全ての光が反射され、さらに旋
光子でP波に旋光され運転者の目に到るのでこの場合に
も表示光が二重に反射されることはない。
720号ではλ/2フィルムなどの位相フィルムが用い
られているが、こらは本来特定波長λの光に対して90
度偏光する機能はあるが、その他の波長に対してまで9
0度旋光するものではない。
サンプルSとしてλ/2フィルムまたは本発明の旋光子
をθ=8°になるように配置して、400〜750nm
の波長の光を光源Lから照射して他方に出てくる光の透
過率を分光光度計Phにより測定したところ、図4に示
すような結果が得られた。図中実線が本発明の旋光子、
点線がλ/2フィルムを示す。
ルムは600〜700nmの波長の光い対しては90°
旋光子として作用するが、600nm以下の波長の光に
対しては透過率が高くなって旋光性能が低下しているの
に対して本発明の旋光子は400〜800nmの可視域
全域にわたり、透過率がほとんど0となり、90°旋光
子として作用し、この旋光子をフロントガラスに設ける
と、旋光子がP波をS波に、あるいはS波をP波に完全
に旋光するので、表示像が二重反射されることがない。
される恐れががあり、好ましくないが、本発明の表示装
置はかかる問題点がなく微細な表示に適している。
説明する。図1は本発明の表示装置をヘッドアップディ
スプレイとして自動車の風防ガラス(フロントガラス)
に応用した例を示す要部概略図である。 実施例1 図1に示すように、2枚の板ガラス1、1’をポリビニ
ールブチラールなどの中間膜2で接着した合わせガラを
車両のフロントガラスとして装着した例であり、その合
わせ面側に、液晶状態でねじれネマチック配向し、液晶
転移点以下ではガラス状態となる液晶高分子よりなる旋
光子3を接着する。
スタ角(θB =56.3°)近傍で入射するように配置
したCRTなどの表示手段、5はこの表示手段4とフロ
ントガラスの間の表示光路上に配設したS偏光手段であ
り、表示手段4に内蔵させて一体化したものでもよい。
レート(PET)などの透明プラスチックフィルムなど
の透光性基板上にポリマーを塗布し、せん断力をかけた
後、熱処理、冷却して液晶配向を固定化したものであ
り、ポリマーとしては、液晶状態でねじれネマチック配
向し、液晶転移点以下ではガラス状態となるものはすべ
て使用することができ、例えば光学活性なポリエステ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミ
ドなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいは光学活性なポリ
アクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、
ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどを用いる
ことができる。また光学活性でないこれらの主鎖型ある
いは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光
学活性化合物を加えたポリマー組成物などを例示するこ
とができる。
うな各種のポリマーを使用するとことができる。これら
のポリマーはいずれも0°C〜150°Cの範囲のガラ
ス転移点(液晶転移点)を有し、ガラス転移点より高い
温度ではねじれネマチック配向を示し、ガラス転移点以
下の温度ではガラス状態となる。
9/0.1〜80/20、さらに好ましくは99/1〜
95/5)。(式中のChは化学式2で示されるコレス
テリル基を表す)
9/0.1〜80/20、さらに好ましくは99/1〜
95/5)。(式中のChは化学式2で示されるコレス
テリル基を表す)
9/0.1〜70/30、好ましくは99.5/0.5
〜90/10、さらに好ましくは99/1〜95/5、
pとqは2〜20の整数)。(式中の*は光学活性炭素
を示す)
9/0.1〜70/30、好ましくは99.5/0.5
〜90/10、さらに好ましくは99/1〜95/5、
pとqは2〜20の整数)。
9.9/0.1〜70/30、好ましくは99.5/
0.5〜90/10、さらに好ましくは99/1〜95
/5)。
9.5〜10/90、好ましくは1/99〜5/9
5)。
/n=99.5/0.5〜90/10、好ましくは99
/1〜95/5、l/m=5/95〜95/55)。
/n=99.5/0.5〜90/10、好ましくは99
/1〜95/5、l/m=5/95〜95/55)。
(B)=通常99.9/0.1〜80/20(重量
比)、好ましくは99.5/0.5〜85/5、さらに
好ましくは99/1〜95/5、K=l+m、l/m=
75/25〜25/75、p=q+r、p/q=80/
20〜20/80)。
(B)=通常99.9/0.1〜70/30(重量
比)、好ましくは99.5/0.5〜80/20、さら
に好ましくは99/1〜90/10、m=K+l、K/
l=80/20〜20/80)。
(B)=通常99.9/0.1〜70/30(重量
比)、好ましくは99.5/0.5〜80/20、さら
に好ましくは99/1〜90/10、K=l+m、l/
m=25/75〜75/25、p=q+r、p/r=2
0/80〜80/20)。(式中の*は光学活性炭素を
示す)これらのポリマーの分子量は、各種溶媒中例えば
テトラヒドロフラン、アセトン、フェノール/テトラク
ロロエタン(60/40)混合溶媒などで、30°Cで
測定した対数粘度が0.05から3.0の範囲が好まし
く、さらに好ましくは0.07から2.0の範囲であ
る。
れた高分子液晶の強度が弱くなり好ましくない。また
3.0より大きい場合、液晶形成時の粘性が高すぎて、
配向性の低下や配向に要する時間がかかるなどの問題が
生じる。
手段からS波、P波をともに含む運転情報等の、波長が
400〜700nm(可視域)なる表示光を出射する
と、S偏光手段によりS偏光された光が車内側板ガラス
に到る。この表面(空気との界面)で反射された光はS
波として運転者の目に到り運転情報等が視認される。
た一部の光が旋光子により90°旋光されてP波となっ
た光は作用の項で説明したように、透過光として車外側
板ガラスから出射するので、車外側板ガラスの表面での
反射はほとんどなく、従って運転者の目には表示像が可
視域全域の光に対して二重に見えることなく良好に視認
することができる。
に代えた以外は実施例1と同じ構成にしたものである。
手段からS波、P波をともに含む運転情報等の、波長が
400〜700nm(可視域)なる表示光を出射する
と、P偏光手段によりP偏光された光が車内側板ガラス
に到る。しかしながら、この光はP偏光されているの
で、車内側板ガラスの凹面では反射されず、全量がフロ
ントガラスに入り、合わせガラス内部で旋光子により9
0°旋光されてS波となり、車外側板ガラスの表面では
透過する光もあるが、一部は反射され、旋光子によりさ
らに旋光されてP波として運転者の目に到り運転情報等
が視認される。
発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が
可能である。旋光子について、液晶高分子は化学式1〜
化学式12で例示したような各種の高分子を採用するこ
とができる。また、旋光子の製造方法についは、実施例
の方法以外に、ガラス、透明プラスチックフィルムなど
の透光性基板板上に前記液晶高分子ポリマーを塗布し、
電場あるいは磁場をかけた後、熱処理、冷却して液晶配
向を固定化する方法、透光性基板上にラビングポリイミ
ド膜、ラビングポリビニールアルコール膜あるいは酸化
珪素を斜め蒸着した膜などの配向膜を形成し、その上に
高分子液晶ポリマーを塗布し、熱処理、冷却して液晶配
向を固定化する方法なども採用することができる。ま
た、前記手段により液晶配向を形成させ、ついでそれを
固定化した高分子液晶フィルムそのものを、透明基板を
用いずに単体で旋光子として用いることもできる。な
お、旋光子の厚さは0.5μm〜20μmであり、好ま
しくは1μm〜15μmである。
ントガラスは法規上、合わせガラスにすることが義務づ
けられているので、この場合には実施例1に示すよう
に、車内側板ガラスと中間膜の間に設けるもの以外に
も、車外側板ガラスと中間膜の間、2枚の中間膜の間で
ある合わせガラスの内部に旋光子を設けてよく、また車
内側板ガラスの表面に旋光子を透明接着材で接着しても
よい。この場合には旋光子の表面をハードコートしたプ
ラスチックフィルムで保護するとさらに好ましい。
には単板ガラス、好ましくは強化ガラスの使用も可能で
あり、この場合には車内側板ガラスの表面に旋光子を接
着すればよい。
ライム系の無機ガラスに限らず、ポリカーボネート樹
脂、アクリル樹脂などの透明な樹脂ガラスを使用しても
よい。用途については、自動車、電車、航空機など各種
乗り物のフロントガラスガラスに装着してヘッドアップ
ディスプレイとして応用するだけでなく、各種装飾用な
どの表示装置として応用することができる。
単板ガラスには旋光子を内部あるいは、車内側ガラスの
表面に設ける表示装置を例示したが、この旋光子に加え
て、従来使用されている反射膜を車内側ガラス表面に設
けて、この部分で表示光を反射させても勿論よい。この
場合にも二重像をほとんど完全に見えなくすることがで
きる。
晶状態でねじれネマチック配向し、液晶転移点以下では
ガラス状態となる液晶高分子よりなる旋光子を使用する
ことにより、可視域全域にわたる広範囲の光に対して二
重像が見えないようにするもので、微細パターンの表示
や多色表示を行う表示装置として好適なものである。
として自動車のフロントガラスに応用した実施例1をを
示す要部概略図である。
として自動車のフロントガラスに応用した実施例2を示
す要部概略図である。
る。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】表示光をフロントガラスで運転者の方向に
反射させることにより、該表示光を前方視野に結像させ
て運転者に視認させる表示装置において、前記表示光が
フロントガラスに対してブリュスタ角近傍の角度で入射
されるように配置された表示手段と該表示手段の光路中
に配置された偏光手段と、前記フロントガラスの内部あ
るいは車内側表面に設けられる、液晶状態でねじれネマ
チック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態となる液
晶高分子よりなる旋光子を少なくとも具備するようにし
たことを特徴とする表示装置。
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