JPWO2016056617A1 - 光反射フィルム、ならびにこれを用いた光制御フィルム、光学フィルム、機能性ガラスおよびヘッドアップディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
(1)400nm以上500nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−1と、500nm以上600nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−2と、600nm以上700nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−3のうち、1つ以上の光反射層を含み、互いに異なる中心反射波長をもつ少なくとも2つ以上の光反射層が積層され、積層される前記少なくとも2つ以上の光反射層は、いずれも同じ向きの偏光を反射する特性を有することを特徴とする光反射フィルム。
(2)前記少なくとも2つ以上の光反射層は、前記光反射層PRL−1と、前記光反射層PRL−2と、前記光反射層PRL−3のうち、2つもしくは3つの光反射層を含むことを特徴とする、(1)に記載の光反射フィルム。
(3)前記少なくとも2つ以上の光反射層は、700nm以上950nm以下の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下であって、かつ、(1)または(2)に記載された前記光反射層PRL−1、前記光反射層PRL−2および前記光反射層PRL−3と同じ向きの偏光を反射する特性を有する光反射層PRL−4を含むことを特徴とする、(1)または(2)に記載の光反射フィルム。
(4)各光反射層の半値幅が100nm以上、500nm以下であることを特徴とする、(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の光反射フィルム。
(5)各光反射層が、固定化された螺旋配向を有するコレステリック液晶層であることを特徴とする、(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の光反射フィルム。
(6)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルムと、1/4波長板および光吸収層の少なくとも一方の光制御層とが積層されていることを特徴とする光制御フィルム。
(7)前記光制御層が、1/4波長板であることを特徴とする(6)に記載の光制御フィルム。
(8)前記光制御層が、2枚の1/4波長板であり、前記光反射フィルムは、前記2枚の1/4波長板で挟持されるように積層されていることを特徴とする(7)に記載の光制御フィルム。
(9)前記2枚の1/4波長板は、遅相軸が互いに直交する位置関係で積層されていることを特徴とする、(8)に記載の光制御フィルム。
(10)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルムまたは(6)ないし(9)のいずれか1項に記載の光制御フィルムと、中間膜とを積層してなる光学フィルム。
(11)前記光反射フィルムまたは光制御フィルムが、2枚の中間膜で挟持されるように積層されていることを特徴とする、(10)に記載の光学フィルム。
(12)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルム、(6)ないし(9)のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または(10)もしくは(11)に記載の光学フィルムのいずれかを有する機能性ガラス。
(13)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルム、(6)ないし(9)のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または(10)もしくは(11)に記載の光学フィルムのいずれかを、2枚のガラス板によって挟持した合わせガラスにしたことを特徴とする、(12)に記載の機能性ガラス。
(14)(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルム、(6)ないし(9)のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または(10)もしくは(11)に記載の光学フィルム、または(12)もしくは(13)に記載の機能性ガラスのいずれかを用いたヘッドアップディスプレイ。
(15)画像表示するための投影機を有し、該投影機に、(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の光反射フィルムの選択反射する円偏光と同じ向きの円偏光出射手段を設けたことを特徴とする、(14)に記載のヘッドアップディスプレイ。
(16)画像表示するための投影機を有し、該投影機に、P偏光を出射する手段を設けたことを特徴とする(14)に記載のヘッドアップディスプレイ。
(17)(6)ないし(9)のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または、(10)もしくは(11)に記載の光学フィルムおよび(12)もしくは(13)に記載の機能性ガラスのうち、1/4波長板を積層した、光学フィルムおよび機能性ガラスのいずれかは、出射されたP偏光に対し、前記1/4波長板の遅相軸が45度になるように積層配置されていることを特徴とする(16)に記載のヘッドアップディスプレイ。
(λ1+λ3)/2=λ2 (1)
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) (2)
下記表に示す組成の塗布液(R1)、(R2)、(R3)、(R4)をそれぞれ調製した。
<光反射フィルムの作製>
調製した塗布液(R1)、(R2)、(R3)を用い、下記の手順にてそれぞれ光反射層PRL−1、光反射層PRL−2、光反射層PRL−3を作製し、次いでそれらを積層して本発明の光反射フィルムを作製した。プラスチック基板としては、特開2002−90743号公報の実施例1に記載された方法で下塗り層無し面を予めラビング処理した東洋紡績社製PETフィルム(商品名 A4100、厚さ50μm)を使用した。
(2)各塗布膜を、150℃にて5分間加熱して溶剤を除去するとともに、コレステリック液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ(ハリソン東芝ライティング社製)を120W出力、5〜10秒間UV照射し、コレステリック液晶相を固定して、PETフィルム上に光反射層を得た。
(3)(1)〜(2)にて作製した、PETフィルム上の光反射層PRL−1(塗布液(R1)使用)と光反射層PRL−2(塗布液(R2)使用)の光反射層側同士を、アクリル系粘着剤(綜研化学社製、アクリル粘着剤SKダイン906)を用いて積層した。
(4)光反射層PRL−2のPETフィルムを剥離した。
(5)(1)〜(2)と同様に作製したPETフィルム上の光反射層PRL−3(塗布液(R3)使用)の光反射層側と、(4)における光反射層PRL−2のうちPETフィルムを剥離させた光反射層側同士を、(3)と同じアクリル系粘着剤を用いて積層した。
(6)最後に、積層した光反射層PRL−1と、PRL−3の両外側にあるPETフィルムを剥離した。
厚さが0.38mmの透明なポリビニルブチラール中間膜を2枚用い、上記本発明の光反射フィルムをポリビニルブチラールフィルム間に配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、本発明の光学フィルムを得た。
1枚の厚さが2mmのガラス板2枚の間に、上記光学フィルムを配置し、次いで、加圧・加熱することにより、本発明の機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記本発明の光学フィルム、透明なガラス板を重ねた。次にガラス板のエッジ部からはみ出した光学フィルムの余分な部分を切断・除去した。これ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分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、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の高圧下で30分間加熱・加圧し、外観が良好な本発明の光学フィルムを挿入した本発明の機能性ガラスを作製した。得られた本発明の機能性ガラスの可視光透過率は72%であった。
図6に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、画像表示手段2としては液晶プロジェクター、1/4波長板19としては、高帯域1/4波長板(帝人社製:ピュアエースWR−S)、反射鏡3は市販の鏡を用い、機能性ガラス18は、上記で作製した合わせガラスを用いた。次に、暗室内にて、液晶プロジェクターから、機能性ガラスへ画像を投影したところ、表示画像は極めて明るく鮮明に投影された。一方、観察位置を斜め方向(正面方向から約50度)に傾けたところ、表示画像の赤色表示がやや不鮮明であった。
塗布液(R4)を用いたこと以外は、実施例1と同様の作製法により、PETフィルム上に光反射層PRL−4(塗布液(R4)使用)を得た。実施例1の(1)〜(5)により得られた光反射フィルムの光反射層PRL−3側にあるPETフィルムを剥離し、PETフィルム上の光反射層PRL−4の光反射層側と、光反射層PRL−3のうちPETフィルムを剥離させた光反射層側同士を、アクリル系粘着剤を用いて積層し、次いで積層した光反射層PRL−1と、光反射層PRL−4の両外側にあるPETフィルムを剥離することにより、光反射層PRL−1、光反射層PRL−2、光反射層PRL−3、光反射層PRL−4の順序で積層された4層からなる本発明の光反射フィルムを得た。光反射層PRL−4の中心反射波長は、図10および表3からもわかるように、800nm(半値幅は178nm)であり、かつ光反射層PRL−4の中心反射波長における反射率は、約20%であった。
実施例2で得られた光反射フィルムの光反射層PRL−4側に、光制御層としての広帯域1/4波長板(帝人社製:ピュアエースWR−S)を粘着剤にて貼り合わせて、本発明の光制御フィルムを得た。この光学フィルムを実施例1と同様の作製法により、2枚のポリビニルブチラール中間膜に挟持することにより、本発明の光学フィルムを得た。さらには、実施例1と同様の作製法により、2枚のガラスを用いて本発明の光学フィルムを1枚の1/4波長板が車外側のガラス側になるように挟持して合わせガラスとすることにより、本発明の機能性ガラスを得た。得られた本発明の機能性ガラスの可視光透過率は72%であった。次に、実施例1と同様の作製法により、HUDを作製し、同様の評価を行ったところ、正面方向の表示画像は極めて明るく鮮明であった。また、観察位置を斜め方向(正面方向から約50度)に傾けても、表示画像の色は変化がなく、正面方向と同様に鮮明であった。さらには、表示画像が明るくなるように、かつ、1/4波長板の遅相軸が45度となるように配置し、表示画像を裸眼にて観察したところ、ゴースト現象が実施例1および2よりも軽減し、表示画像の視認性がさらに向上した。次に、この表示画像を市販の偏光サングラス(吸収軸が地面と水平方向)をかけて観察したところ、ゴーストは大幅に軽減し、表示画像を鮮明に見ることができた。
実施例3で得られた光制御フィルムの光反射層PRL−1側に、実施例3で用いた光制御層としての広帯域1/4波長板をそれぞれの1/4波長板の遅相軸が直交に配置されるように同様の方法にてさらに貼り合せ、光反射フィルムを2枚の1/4波長板で挟持した本発明の光制御フィルムを得た。この光学フィルムを実施例1と作製法の操作により、2枚のポリビニルブチラール中間膜に挟持することにより、本発明の光学フィルムを得た。さらには、実施例1と作製法の操作により、2枚のガラスを用いて本発明の光学フィルムを挟持するようにして合わせガラスとすることにより、本発明の機能性ガラスを得た。得られた本発明の機能性ガラスの可視光透過率は72%であった。次に、画像表示手段として実施例1と同じ液晶プロジェクターを用い、図6における1/4波長板19を取り除き、反射鏡3と機能性ガラス18との間に、偏光板(ポラテクノ社製:SHC−13U)を配設して、機能性ガラス18に入射する光をP偏光とする以外は実施例1と同様の作製法により、本発明のHUDを作製した。次に本発明の機能性ガラス内にある位相差素子の遅相軸を投影した画像が明るくなるような位置(入射P偏光に対して約45度)となるように配置し、さらには、P偏光の入射角度を本発明の機能性ガラスの正面方向から約60度の位置から投影し、表示画像を裸眼にて観察したところ、ガラスに投影された正面方向の表示画像は極めて明るく鮮明であった。また、投影された反射光はP偏光であった。次に、観察位置を斜め方向(正面方向から約50度)に傾けたところ、表示画像の色は変化がなく、正面方向と同様に鮮明であった。さらには、ゴースト現象が実施例1〜3よりも軽減し、表示画像の視認性がさらに向上した。次に、この表示画像を市販の偏光サングラス(吸収軸が地面と水平方向)をかけて観察したところ、ゴーストは大幅に軽減し、表示画像を鮮明に見ることができた。
光反射層PRL−1〜PPL−4の代わりに、光反射層PRL−1、光反射層PRL−3、光反射層PRL−4の3層を積層した以外は、実施例2と同様の作製法により本発明の光反射フィルムを得た。光反射層PRL−1、PRL−3、PRL−4の中心反射波長は、図13および下記の表4からもわかるように、それぞれ481nm(半値幅は192nm)、613nm(半値幅は246nm)、843nm(半値幅は242nm)であり、かつ光反射層PRL−1、PRL3、PRL−4の中心反射波長における反射率は、それぞれ約16%、約16%、約18%であった。
光反射層PRL−1〜PPL−4の代わりに、光反射層PRL−2とPRL−4の2層のみを積層したこと以外は、実施例2と同様の作製法により本発明の光反射フィルムを得た。光反射層PRL−2、PRL−4の中心反射波長は、図15および下記表5からもわかるように、それぞれ540nm(半値幅は158nm)、732nm(半値幅は170nm)であり、かつ光反射層PRL−2、PRL−4の中心反射波長における反射率は、それぞれ約17%、約18%であった。
本発明の光反射フィルムの代わりに、可視光域での反射率が23%となるようにアルミニウムを蒸着したPETフィルムを用いる以外は実施例1と同様の作製法により、合わせガラスを作製した。次に、実施例1と同様の作製法により、HUDを作製し、同様の評価を行ったところ、正面方向の表示画像は実施例に比べて暗く、鮮明さに劣るものであった。
実施例1と同様の作製法により、実施例1とは異なる半値幅を有する3つの光反射層を用いて、3つの光反射層を積層した光反射フィルムを得た。各光反射層の中心反射波長は、それぞれ450nm(半値幅は40nm)、540nm(半値幅は40nm)、650nm(半値幅は50nm)であり、かつ各光反射層の中心反射波長における反射率は、それぞれ約40%、約40%、約40%であった。得られた光反射フィルムの正面方向における可視光の平均透過率は約55%であり、550nm付近における反射率は約40%であった。次に得られた光反射フィルムを正面から50°傾けた位置から見ると、赤味を帯びており、正面方向とは異なる色味となった。次に、実施例1と同様の作製法により、得られた光反射フィルムを2枚のポリビニルブチラール中間膜に挟持し、次いで2枚のガラスを用いて合わせガラスを作製した。得られた合わせガラスの可視光透過率は50%であった。次に、実施例1と同様の作製法により、HUDを作製し、同様の評価を行ったところ、透過率の増大により表示画像の視認性が悪くなったが、正面方向の表示画像は非常に明るくなった。しかしながら、観察位置を斜め方向(正面方向から約50度)に傾けると明るさは低下し、さらには表示画像の色が変化した。特に赤色表示が不鮮明であった。
本発明における光反射フィルムを用いることなく、実施例1で用いた2枚のガラス板の間に、中間膜としてイソブチレン樹脂(BASF社製:オパノールB10)を100℃の溶融状態で挟み込み、合わせガラスの一方の端において樹脂層の厚さを約100μm、合わせガラスの他方の端において当該樹脂層の厚さを約400μmになるように成形して室温で冷却することにより、厚さ方向の断面が楔型である擬似的な楔型中間膜を挟持した合わせガラスを作製した。この1/4波長板を含んでいない合わせガラスを、樹脂層の厚さが薄い方(約100μm)を下向にして、図6の機能性ガラス18の代わりに配置し、当該合わせガラスに入射する光をS偏光とする以外は実施例4と同様の作製法により、HUDを作製した。これを実施例4と同様の方法により裸眼にて観察したところ、観察位置によっては、ゴースト現象が低減する場所があるものの、観察位置をわずかに変えるだけでゴースト現象が現われてしまい、表示画像の視認性の評価にバラツキが生じた。さらに、この表示画像を市販の偏光サングラス(吸収軸が地面と水平方向)をかけて観察したところ、表示画像はほとんど見えなくなり、HUDとしての機能を有してはいなかった。
2 画像表示手段
3 反射鏡
4 フロントガラス
5 光路
6 表示画像
7 光反射層PRL−1
8 光反射層PRL−2
9 光反射層PRL−3
10 接着層
11 光反射フィルム
12 光反射層PRL−4
13 光反射フィルム
14 光反射フィルムまたは光制御フィルム
15 中間膜
16 光学フィルム
17 ガラス
18 機能性ガラス
19 1/4波長板
20 光制御フィルム
21 光吸収層
22 光制御フィルム
23 1/4波長板
24 光制御フィルム
Claims (17)
- 400nm以上500nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−1と、500nm以上600nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−2と、600nm以上700nm未満の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下である光反射層PRL−3のうち、1つ以上の光反射層を含み、かつ互いに異なる中心反射波長をもつ少なくとも2つ以上の光反射層が積層され、
積層される前記少なくとも2つ以上の光反射層は、いずれも同じ向きの偏光を反射する特性を有することを特徴とする光反射フィルム。 - 前記少なくとも2つ以上の光反射層は、前記光反射層PRL−1と、前記光反射層PRL−2と、前記光反射層PRL−3のうち、2つもしくは3つの光反射層を含むことを特徴とする請求項1に記載の光反射フィルム。
- 前記少なくとも2つ以上の光反射層は、700nm以上950nm以下の中心反射波長をもち該中心反射波長での通常光に対する反射率が5%以上25%以下であって、かつ、請求項1または2に記載された前記光反射層PRL−1、前記光反射層PRL−2および前記光反射層PRL−3と同じ向きの偏光を反射する特性を有する光反射層PRL−4を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の光反射フィルム。
- 各光反射層の半値幅が100nm以上、500nm以下であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光反射フィルム。
- 各光反射層が、固定化された螺旋配向を有するコレステリック液晶層であることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光反射フィルム。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルムと、1/4波長板および光吸収層の少なくとも一方の光制御層とが積層されていることを特徴とする光制御フィルム。
- 前記光制御層が、1/4波長板であることを特徴とする請求項6に記載の光制御フィルム。
- 前記光制御層が、2枚の1/4波長板であり、前記光反射フィルムは、前記2枚の1/4波長板で挟持されるように積層されていることを特徴とする請求項7に記載の光制御フィルム。
- 前記2枚の1/4波長板は、遅相軸が互いに直交する位置関係で積層されていることを特徴とする、請求項8に記載の光制御フィルム。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルムまたは請求項6ないし9のいずれか1項に記載の光制御フィルムと、中間膜とを積層してなる光学フィルム。
- 前記光反射フィルムまたは光制御フィルムは、2枚の中間膜で挟持されるように積層されていることを特徴とする、請求項10に記載の光学フィルム。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルム、請求項6ないし9のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または請求項10もしくは11に記載の光学フィルムのいずれかを有する機能性ガラス。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルム、請求項6ないし9のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または請求項10もしくは11に記載の光学フィルムのいずれかを、2枚のガラス板によって挟持した合わせガラスにしたことを特徴とする、請求項12に記載の機能性ガラス。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルム、請求項6ないし9のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または請求項10もしくは11に記載の光学フィルム、または請求項12もしくは13に記載の機能性ガラスのいずれかを用いたヘッドアップディスプレイ。
- 画像表示するための投影機を有し、該投影機に、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の光反射フィルムの選択反射する円偏光と同じ向きの円偏光出射手段を設けたことを特徴とする、請求項14に記載のヘッドアップディスプレイ。
- 画像表示するための投影機を有し、該投影機に、P偏光を出射する手段を設けたことを特徴とする請求項14に記載のヘッドアップディスプレイ。
- 請求項6ないし9のいずれか1項に記載の光制御フィルム、または、請求項10もしくは11に記載の光学フィルムおよび請求項12もしくは13に記載の機能性ガラスのうち、1/4波長板を積層した、光学フィルムおよび機能性ガラスのいずれかは、出射されたP偏光に対し、前記1/4波長板の遅相軸が45度になるように積層配置されていることを特徴とする請求項16に記載のヘッドアップディスプレイ。
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