JPS6364003A - 光学フイルタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ（産業上の利用分野 本発明は光学フィルターに関する。さらに詳しくは、あ
る特定の波長の光を透過（反射）させる光学フィルター
に関し、航空機や自動車など車両の操組（運転）席の指
示パネルを、操縦席前方のフロントガラスに映しだすヘ
ッドアップディスプレーに、とくに有効に利用できる光
学フィルターに関する。

（○）　従来の技術 ヘッドアップディスプレーとは、自動車等の車両の運転
上必要な諸情報を、前方視野内、または視野近辺に光学
的な虚像として映しだし、運転者に視認させるディスプ
レーである。

従来のへラドアップディスプレー装置は、車両のフロン
トガラス、またはフロントガラスの内面に貼りつけたフ
ィルター（反射鏡）にティスプレーを反射させるもので
あるが、かかる目的を達するためにフロントガラスの一
部に高低屈折率の誘電体を多層に積層した部分をつくる
。このため。

フロントガラスを真空装置の中に挿入し、その一部分の
みに多層膜を形成することが普通性われている。

また、別の方法として小面積のＪｆｆｉガラス、あるい
は高分子フィルムなどに、多層薄膜を形成したのち合せ
ガラスの中に挿入したり、フロントガラスの上に貼りあ
わせたりすることも（１われている。

し→　発明が解決しようとする問題点 本発明は、ヘッドアップディスプレーＩＩに用いられる
フィルター（反射鏡）を安価に提供しようというもので
ある。さらに９本発明の他の目的は、湾曲したフロント
ガラスに貼りつけたり、あるいは合せガラスのなかに挿
入してもクラックなどの発生しないフィルター（反射鏡
〉を提供することにある。

直接フロントガラスの一部に、誘電体の多層膜からなる
フィルターを形成しようとすると、大きなフロントガラ
スを、真空層の中にいれて膿形成の不要な部分は、何等
かの方法でマスクしたのち。

高屈折率、低屈折率の誘電体を交互に蒸着、スパッタリ
ング、イオンブレーティングなどのいわゆる物理的模形
成（ＰＶＤ）法で形成する。このような方法で形成する
場合、フィルタは小さいが基板であるフロントガラスが
大きいため、製造装置が大掛りになり、コスト的な意味
での問題があつに０ 一方、かかる多１ｆｆｌｌを薄板ガラスに形成した場合
には１合せガラス加工時や、フロントガラスへの貼りつ
け時に割れるという問題があった。すなわち、フロント
ガラスは、湾曲しているためにフロントガラスのカーブ
にそったハロエがむつがしいためである。

また、フレキシブルな基板上に多層Ｒ１を形成すること
も行われているが９層の数を重ねるにつれてフレキシビ
リティがなくなり上述の問題は依然として残る。

に）問題点を解決するための手段 本発明者等は鋭意研究の結果１以上の問題点を解決する
ための方法として、高屈折率の誘電体■としては従来か
ら用いられている無機物層まで形成するが、低屈折率の
誘電体層は有曙樹ｑ旨層で形成すればよいとの結論に到
達した。すなわち、本発明は高分子フィルムを基板とし
、そのうえに無機物層からなる高屈折率の誘電体層（Ｈ
哨）と有機樹脂層からなる低屈折率の誘電体層（１層）
と交互に積層した（第１図参照）ことを特徴とするもの
である。Ｈ層はＰＶＤ法で形成し、Ｌ＠はコーティング
法で形成し、同じ操作を繰返し、Ｈ層。

１層の形成を行いトータルで３〜１５層程度の積層摸と
する。

ここで、高屈折率の１１体としては９例えばＺｎ　Ｓ　
（屈折率２．３５　＞　、　Ｔｉ　０２　　（同２．２
−２．７）　、　Ｃｅ　０２　　（同２．４２　）　、
　Ｓ　ｉ　Ｏ（ｎｏ　２．０＞などが用いられる。これ
らの躾は、たとえば電子銃による蒸着やスパッタリング
などの通常よく用いられるＰＶＤ法で形成することがで
きる。

低屈折率の誘電体としては、たとえばアクリル樹脂、ス
チレン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。

これらの樹脂は屈折率がいずれも１．４〜１．６であり
１通常よく用いられているコーティング法によって膜の
形成がなされる。なかでも、特にグラビヤ塗工、リバー
スロール塗工法が筒伸であり汎用的に使用できる。

膜の厚さ１層の数は要求される分光特性から決定される
が、ヘッドアップディスプレーとしてはできるだけ透明
性にすぐれ、必要な光のみを反射する構成が好ましい。

通常、ディスプレーとしては緑色が多いため５００〜５
５０ｎｍの波長で反射があるような特性が好ましい。こ
のような特性に必要な腹のＭ４成は、たとえば、コンピ
ューターシミュレーションで決定できる。各層の厚さ９
層の数は積層する高低屈折率の物質に依存するが、普通
５０〜２００ｎｍの膜厚である。一般に層の数は多いほ
ど要求される分光特性に近くなるが、製造の容易さから
５〜１１層とすることが多い。

なお、基板の高分子フィルムは、透明なものであればよ
く、ポリエステル、ポリカーボネート。

ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等からなる公
知の高分子フィルムがそのまま適用できる。

又着色されていても良いことは言うまでもない。

（ホ）　作用 本発明の構成は高低の屈折率の膜を、無芸物と有機物の
交互積層により形成する。かかる構成のＰＩ層体はフレ
キシブルな高分子フィルムの上に形成されており、また
無機物の間に有様物がサンドイッチされていることによ
り、無機物の剛性を有薇物で吸収することになり全体の
層の厚さが５００ｎｍ〜２μとかなり厚いにもかかわら
ず、自動車のフロントガラス程度の曲げには十分耐える
ことができる。さらに９層構成の半分を形成速度の速い
コーティング法で行なうことにより生産性の大幅な改良
がなされ、コストダウンもはかれるという利点もある。

（へ）実施例 本発明の１実施例であるヘッドアップディプレー用フィ
ルター（反射膜）の構成を第１図に示す。

図のＢは高分子フィルム基板、Ｈは高屈折率の無償物層
、Ｌは低屈折率の有機樹脂層である。

また高屈折率の無機物を形成するために用いたスパッタ
リング装置の概略を第２図に、低屈折客の有機層を形成
するために用いたコーティング装置の概略図を第３図に
示す。第２図において、　１０は真空容器、２０は真空
容器１０内を所定の真空度に排気する真空排気系である
。３０は蒸発装置で本実施例ではＲＦマグネトロンカソ
ードをあられす。

目的の蒸発源（スパッタ物質）３１としＵＺｎＳの焼結
体を銅のバッキングプレートに張合せたものを用いた。

また、基板としては１００μ厚のポリエステルフィルム
を用いた。４０は基板移送系である。

ポリエステルフィルムは繰出し装置の原反ロール４２か
ら、蒸発装置３０に対向配置した冷却ドラム４３の、蒸
着物質３１が飛来する蒸着領域りを通して図の矢印方向
Ａに移送し１巻取り装置４４に巻とられる。５０は遮蔽
壁、６０はガス導入口である。

第３図は本実施例で用いたリバースコーターである。第
３図において、１１０はコータ一部で。

１１１はコーティングロール、１１２はメタリングロー
ル、１１３はパツキングロールである。１２１の繰出し
ロールから巻だされたフィルム１２０は図の矢印の方向
に移動し、コーティングヘッドで所定の厚さに樹脂がコ
ーティングされたのら、乾燥炉１３０を通る間に乾燥さ
れ１巻とりロール１２２に巻とられる。

かかる装置を用いて以下に述べる多賢摸を形成した。ポ
リエステルフィルムベースの上に、高低の屈折率の膜を
交互に計７層形成した。高屈折率の誘電体はＺｎ　Ｓ　
（屈折率２．３５　）で、膜厚は６５０人とし、第２図
のスパッタリング装置で形成した。その後、このフィル
ムの上に低屈折率の有償層としてアクリル樹脂を第３図
の装置で、９００人の膜厚に形成した。このような操作
を繰返すことにより、全部で７層の膜を形成した。

高屈折率のＺｎＳ膜の形成条件は次の通りである。

スパッタ雰囲気　　　　Ａｒガス　１００％スパッタ圧
力　　　　　２×１０→Ｔ　ｏｒｒＡｒガス流ｆＪ　　
　　　　１００　ｓｃｃ＋＋電力密度（ターゲット面積
に対して） １．８６’ｉｌＴ／ｃａｔ 膜形成速度　　　　　　　２３０人／ｍｉｎフィルム移
送速度　　　９ｃｍ／ｓｉｎ更に、低屈折率のアクリル
樹脂の膜形成条件は次の通りである。

樹脂の濃度　　　　　　２．１２ｗｔ％溶　　媒 ＭＩＢＫ＜メチルイソブチルケトン）／キシレン（２／
　１）混合溶媒 コーティング速度　　　１３　ｍ／　ｍｉｎ乾燥温度　
　　　　　　　１３０℃ 乾燥時間　　　　　　　４５１ｎ 得られたフィルター（反ｔＡｌｉＧｌ）の分光特性を。

第４図に示す。さらにこのフィルターを＋　Ｏｃｔｒ＋
角に切って、二枚のガラスの間にポリビニルブチラール
（ＰＶＢ）樹脂を接着剤として合せガラスとしたところ
、クラックの発生もなく良好な外観のフィルターがえら
れた。また、この多重膜を形成したフィルムを曲率半径
３００１ｍ　Ｒの曲率で曲げてもクラックの発生は認め
られなかった。

（ト）　　比較例 低屈折率の誘電体としてＭ（ｌＦ２（屈折率１．３６　
）の膜を第２図のスパッタリング装置で１１５０人の厚
さに形成した。高屈折率の模は実施例と同じである。Ｍ
（ｌＦ２の形成条件は次の通りであり、その他の条件は
ＺｎＳの場合と同じである。

電力密度（ターゲット面積に対して） １．５８ｗ／ｉ 膜形収速１３１［１８０人／ｌｌ１ｉｎフィルム移送速
度　　　５ｃ！Ｒ／ｍｉｎ出来た膜を、実！Ａ例と同じ
ように合せガラスとしたが２作成過程で膜にクラックが
入りフィルターとしての機能をなくした。このフィルタ
ーは、はんの少しの曲げ応力でクラックが入り１曲げテ
ストを実施するレベルにはなかった。

（チ）発明の効果 実施例と比較例の結果より明らかなように９本構成のフ
ィルター（反射膜）は、フレキシブルで工業的に有利な
生産形態の、ヘッドアップディスプレー用に好適なフィ
ルター（反射膜）である。

また本発明によれば多層模の半分を速度の速いコーティ
ング法で行うため、コストが大巾にさげられも。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の断面図、第２図はその無機物層形成に
用いたスパッタリング装置の説明図、第３図はその有機
樹脂層形成に用いたコーティング装置の説明図、第４図
は実施例の分光特性を示すグラフである。 １０：真空容器３０：マグネトロン式カソード１１０；
コータ一部　　１３０：乾燥炉特許出願人　　帝　　人
　　株　　式　　会　　社才４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高屈折率の誘電体層と低屈折率の誘電体層を高分子
   フィルムの上に順次積層してなる光学フィルターにおい
   て高屈設率の誘電体層を無機物層となし、低屈折率の誘
   電体層を有機樹脂層となしたことを特徴とする光学フィ
   ルター。 ２、前記高屈折率の誘電体層は物理的蒸着（ＰＶＤ）法
   で形成され、前記低屈折率の誘電体層は塗工法で形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の光学フィルター。