JPWO2019198635A1 - 積層フィルムおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的な表示装置の例として、ヘッドアップディスプレイが上げられる。ヘッドアップディスプレイにおいては、自動車のフロントガラスやフロントガラス近傍に設けられた透明基材からなるプロンプターに向けて小型投影基材から情報を投影して用いられる。ここで、フロントガラスやプロンプターに本願の積層フィルムを用いることで、正面方向の透明性を維持しつつ情報を鮮明かつ再現性高く表示することが可能となる。この場合、積層フィルムはフロントガラスに接着剤を介して貼りあわせてもよく、フロントガラスに用いられる合わせガラス内の内部に挿入してもよい。また、プロンプターも透明基材と貼りあわせて用いてもよい。
[物性の測定方法ならびに効果の評価方法]
特性値の評価方法ならびに効果の評価方法は次の通りである。
積層フィルムの層構成は、ミクロトームを用いて断面を切り出したサンプルについて、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより求めた。すなわち、透過型電子顕微鏡H−7100FA型((株)日立製作所製)を用い、加速電圧75kVの条件でフィルムの断面写真を撮影し、層数を確認した。
日立製作所製 分光光度計(U−4100 Spectrophotomater)に付属の角度可変透過付属装置ならびに付属のグランテーラ社製偏光子を取り付け、入射角度φ=0度および70度における波長250〜1600nmの透過率ならびにφ=0度、40度および70度の反射率を測定した。測定条件:スリットは2nm(可視)/自動制御(赤外)とし、ゲインは2と設定し、走査速度を600nm/分とした。また、70°で入射したP波の反射光の彩度は、φ=70°のP波の反射スペクトルとC光源の分光分布とXYZ系の等色関数を用いてC光源下でのXYZ値、およびXYZ値を用いて算出された彩度C*値をもって算出した。
王子計測機器(株)製 位相差測定装置(KOBRA−21ADH)を用いた。3.5cm×3.5cmで切り出したフィルムサンプルを装置に設置し、入射角0°における波長590nmのレタデーションを測定した。
測定する積層フィルムからサンプリングを行い、示差熱量分析(DSC)を用いてJIS−K−7122(1987年)に従って、測定サンプルのDSC曲線を測定した。試験は、25℃から300℃の温度まで20℃/分で昇温し、その際の融点、融解エンタルピーならびにガラス転移温度を計測した。ガラス転移温度が複数ある場合には、最も高いガラス転移温度を記載した。用いた装置等は、次のとおりである。
・装置:セイコーインスツルメンツ(株)製” EXSTAR DSC6200”
・データ解析” Muse Standard Analysisソフトウェア、バージョン6.1U”
・サンプル質量:5mg。
光源が側面に設けられたエッジ型白色バックライトを用い、導光板の下面に白色反射フィルム、導光板の上に拡散フィルムを設け、さらに積層フィルム設けた場合と設けない場合の出射光分布を、受光角度を−90°〜90°の範囲で可変することができる角度可変ユニットに受光機としてトプコン製BM−7を設けて、受光角度―90°〜90°のうち、受光角度−15°〜15°の範囲を除く範囲について測定した。なお、ここで積層フィルムを設けない場合の出射光分布を積層フィルムに入射される光の入射光分布R1とし、積層フィルムを設けた場合の出射光分布を光源から積層フィルムに入射されて積層フィルムから出射される光の出射光分布R2とした。また、最大強度を100%とした際に50%以上の強度である範囲をもって入射光分布R1、出射光分布R2とし、受光角度によらず輝度が50%を下回らない場合は、R1、R2は測定範囲である150°とした。
ナトリウムD線(波長589nm)を光源とし、マウント液としてヨウ化メチレンを用い、25℃にてアッベ屈折計を用いてフィルム長手方向、幅方向および厚み方向の屈折率を求めた。ここで、フィルム長手方向と幅方向の屈折率の平均値をフィルム面に平行な方向の屈折率(面内平均屈折率)、フィルム厚み方向の屈折率をフィルム面に垂直な方向の屈折率とした。
フィルムをHFIP−d2(ヘキサフロロー2−プロパノール・2重水素化物)に溶解させ、1HNMRを測定した。得られたスペクトルについて、ケミカルシフト3.8ppmのピークをもつシグナルの面積をS1、ケミカルシフト3.9ppmにピークをもちシグナルの面積をS2とした際に、S1/S2×44(44:エチレングリコールの繰り返し単位の式量)をもってアルキレングリコールの分子量とした。
熱可塑性樹脂Aとして、融点が221℃、ガラス転移温度78℃の、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸88mol%、イソフタル酸12mol%、ジオール成分としてエチレングリコールを用いた共重合PET(樹脂1)を用いた。また、熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂でありガラス転移温度が81℃の、ジカルボン酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸70mol%、イソフタル酸30mol%、ジオール成分としてエチレングリコールを98mol%、分子量400のポリエチレングリコールを2mol%用いた共重合PEN(樹脂2)を用いた。樹脂2は非晶性の樹脂であり、その屈折率は1.63であった。
このようにして得られた一軸延伸フィルムをテンターに導き、90℃の温度の熱風で予熱後、95℃の温度でフィルム幅方向に3.2倍延伸した。延伸したフィルムは、そのまま、テンター内で240℃の熱風にて熱処理を行い、続いて同温度条件で幅方向に2%の弛緩処理を、さらに100度まで急冷した後に幅方向に5%の弛緩処理を施し、その後、巻き取り積層フィルムを得た。
フィルム幅方向への延伸倍率を3.6倍とした以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して位相差がやや高く熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bのフィルム面に平行な方向の屈折率差は0.01であることから若干透明性の低下は見られるものの正面方向の透明性は高く視認性に優れており、かつフィルム面に垂直な方向の屈折率差は0.12であり斜め方向の反射率が高く、反射光の彩度も低いことから投影された情報の表示の明るさや色の再現性にも優れるものであった。
フィルム幅方向への延伸倍率を4.0倍とした以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して位相差がやや高く熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bのフィルム面に平行な方向の屈折率差は0.02であることから若干透明性の低下は見られるものの正面方向の透明性は高く視認性に優れており、かつフィルム面に垂直な方向の屈折率差は0.12であり斜め方向の反射率が高く、反射光の彩度も低いことから投影された情報の表示の明るさや色の再現性にも優れるものであった。
フィルム長手方向への延伸倍率を3.3倍とした以外は、実施例3と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して位相差が高く熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bのフィルム面に平行な方向の屈折率差は0.02であることから透明性の低下は見られるものの、外部の風景を視認するための透明性は維持されているものであった。また、フィルム面に垂直な方向の屈折率差は0.12であり斜め方向の反射率が高く、反射光の彩度も低いことから投影された情報の表示の明るさや色の再現性にも優れるものであった。
熱可塑性樹脂Aとして、融点が254℃、ガラス転移温度78℃のポリエチレンテレフタレート(樹脂3)を用いた以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して熱可塑性樹脂Aのフィルム面に平行な方向の屈折率が高く、熱可塑性樹脂Bとのフィルム面に平行な方向の屈折率差が0.03と大きくなったことを反映して透明性の低下は見られるものの、外部の風景を視認するための透明性は維持されているものであった。一方で、熱可塑性樹脂Aのフィルム面に垂直な方向の屈折率が低下し熱可塑性樹脂Bとのフィルム面に垂直な方向の屈折率差が0.14と大きくなったことを反映して、斜め方向の反射率が高く情報の表示の明るさに優れるものであったが、若干色づきがあることから使用可能ではあるものの色再現性は若干低下した。
熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂でありガラス転移温度が95℃の、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸70mol%、2,6−ナフタレンジカルボン酸30mol%、ジオール成分としてエチレングリコール100mol%を共重合した共重合PET(樹脂4)を用いた以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。樹脂4は非晶性の樹脂であり、その屈折率は1.60であった。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して熱可塑性樹脂Bのフィルム面に平行な方向の屈折率が低くなるため熱可塑性樹脂Aとのフィルム面に平行な方向の屈折率差が0.03大きくなったことを反映して若干透明性の低下は見られるものの正面方向の透明性は高く視認性に優れており、かつフィルム面に垂直な方向の屈折率差は0.08であり斜め方向の反射率も若干低下しているが、反射光の彩度も低いことから投影された情報の色の再現性にも優れるものであった。
熱可塑性樹脂Aとして、融点が215℃、ガラス転移温度77℃の、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸82mol%、イソフタル酸18mol%と、ジオール成分としてエチレングリコール100mol%とを共重合した共重合PET(樹脂5)を用いた以外は、実施例5と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例5と比較して熱可塑性樹脂Aのフィルム面に平行な方向の屈折率が低く熱可塑性樹脂Bとのフィルム面に平行な方向の屈折率差が0.01と小さくなったことを反映して外部の風景を視認するために優れた透明性のものであった。一方で、熱可塑性樹脂Aのフィルム面に垂直な方向の屈折率が大きくなり熱可塑性樹脂Bとのフィルム面に垂直な方向の屈折率差が0.05と小さくなったことを反映して斜め方向の反射率が若干低いものの、投影された情報を確認することはできるものであった。
熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂でありガラス転移温度が91℃の、ジカルボン酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸80mol%、イソフタル酸20mol%、ジオール成分としてエチレングリコールを96mol%、分子量400のポリエチレングリコールを4mol%用いた共重合PEN(樹脂6)を用いた以外は、実施例5と同様に積層フィルムを得た。樹脂6は非晶性の樹脂であり、その屈折率は1.64であった。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例5と比較して熱可塑性樹脂Bとのフィルム面に平行な方向の屈折率が高く、熱可塑性樹脂Aとの屈折率差が0.02と小さくなったことを反映して外部の風景を視認するために優れた透明性のものであった。また、熱可塑性樹脂Aとのフィルム面に垂直な方向の屈折率差が0.13と大きくなったことを反映して斜め方向の反射率も向上し、優れた投影された情報の視認性を示すものであった。
熱可塑性樹脂Bとして融点を持たない非晶性樹脂でありガラス転移温度が93℃の、ジカルボン酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸80mol%、イソフタル酸20mol%、ジオール成分としてエチレングリコールを92mol%、分子量190のポリエチレングリコールを8mol%用いた共重合PEN(樹脂7)を用いた以外は、実施例8と同様に積層フィルムを得た。樹脂7は非晶性の樹脂であり、その屈折率は1.64であった。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例8と比較して外部の風景の視認性、投影された情報の視認性のいずれも大きな違いはないものの、ガラス転移温度の違いを反映して若干厚みムラが見られるものとなっていた。
実施例1で得られた積層フィルム2枚を粘着剤を介して貼りあわせて1603層の積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れており、さらに層数が増加したことで実施例1よりもさらに斜め方向の反射性能に優れるものであった。
合計層数401層、反射帯域400〜800nmとなるように設計された積層装置を用いた以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れている一方で、層数が減少したことで実施例1よりは斜め方向の反射性能が若干低いものとなったが、投影された情報を確認することはできるものであった。
合計層数201層、反射帯域400〜800nmとなるように設計された積層装置を用いた以外は、実施例3と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れている一方で、層数が減少したことで実施例3よりは斜め方向の反射性能が若干低いものとなったが、投影された情報を確認することはできるものであった。
積層装置を用いず樹脂3からなる単層フィルムとした以外は請求項1と同様に積層フィルムを得た。
得られたフィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れている一方で、単層であることから斜め方向の反射性を示さず、投影された情報を確認することはできないものであった。
熱可塑性樹脂Bとして、融点を持たない非晶性樹脂でありガラス転移温度が78℃の、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸100mol%、ジオール成分としてエチレングリコール68mol%、シクロヘキサンジメタノール32mol%を共重合した共重合PET(樹脂8)を用いた以外は、実施例1と同様に積層フィルムを得た。樹脂8の屈折率は1.57である。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、実施例1と比較して熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bのフィルム面に平行な方向の屈折率差は0.10であることから正面方向での反射性能が高いために風景を視認できるものではなかった。
合計層数401層、反射帯域400〜800nmとなるように設計された積層装置を用いた以外は、実施例7と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れている一方で、斜め方向の反射性能が低く、投影された情報を確認することはできないことがあるため、HUDやHMDに用いるには不適なものであった。
合計層数401層、反射帯域580〜620nmとなるように設計された積層装置を用いた以外は、実施例7と同様に積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムの物性を表1に示すが、正面方向の透明性が高く視認性に優れている一方で、彩度が高く特定の色のみしか反射しないためフルカラーの情報表示性が低く、HUDやHMDに用いるには不適なものであった。
実施例1で得られた積層フィルムをエッジ型のバックライト上に設け、積層フィルムの有無による出射光分布の測定を実施した。その結果、積層フィルムがない場合、その出射光分布は受光角度によらずほぼ均等なものであった(R1=150°)。一方、積層フィルムを設けた場合、光はフィルム面に垂直な方向に集光され、正面での出射光強度は1.8倍、R2は100°であった。
Claims (16)
- 異なる複数の熱可塑性樹脂が50層以上積層されている積層フィルムであって、フィルム面に垂直に入射する光の透過率が50%以上であり、フィルム面の法線に対して20°、40°、70°の角度で入射したときのそれぞれのP波の反射率(%)をR20、R40、R70とした場合にR20≦R40<R70の関係を満足し、かつR70の反射率が30%以上であり、フィルム面の法線に対して70°の角度で入射したときのP波の反射光の彩度が20以下である積層フィルム。
- 前記積層フィルムの位相差が2000nm以下である請求項1に記載の積層フィルム。
- 積層フィルム面の法線に対して70°の角度で入射したときのP波の波長450〜650nmの透過率の偏差が10%以下である請求項1または2に記載の積層フィルム。
- 積層フィルム面の法線に対して70°の角度で入射したときのP波の波長450〜650nmの反射率の最大値と最小値の差が40%未満である請求項1〜3いずれかに記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムが融点を一つ示し、かつ融解エンタルピーが20J/g以上である請求項1〜4いずれかに記載の積層フィルム。
- 前記積層フィルムの最表層の面内平均屈折率が1.61以上であり、かつ前記積層フィルムのガラス転移温度が90℃以下である請求項1〜5いずれかに記載の積層フィルム。
- 異なる複数の熱可塑性樹脂が交互に積層されている請求項1〜6いずれかに記載の積層フィルム。
- 2種の熱可塑性樹脂からなり、第一の熱可塑性樹脂からなる層(層A)を構成する樹脂が結晶性ポリエステルを含み、第二の熱可塑性樹脂からなる層(層B)を構成する樹脂が非晶性ポリエステルであり、かつ層Aと層Bの面内屈折率の差が0.04以下、ガラス転移温度の差が20℃以下である請求項7に記載の積層フィルム。
- 層Bを構成する熱可塑性樹脂が、数平均分子量200以上のアルキレングリコールに由来する構造を含んでなる請求項8に記載の積層フィルム。
- 層Bを構成する熱可塑性樹脂が、2種類以上の芳香族ジカルボン酸と2種類以上のアルキルジオールに由来する構造を含んでおり、少なくとも数平均分子量200以上のアルキレングリコールに由来する構造を含んでいる請求項7または8に記載の積層フィルム。
- 請求項1〜10いずれかに記載の積層フィルムと、前記積層フィルムに積層フィルム面の法線に対して40°以上の角度をもって入射される光源を備えた表示装置。
- 請求項1〜10いずれかに記載の積層フィルムと、前記積層フィルムに光を入射する光源とを備えた表示装置であって、前記光源が波長400〜700nmに発光帯域を備えており、前記光源から積層フィルムに入射される光の入射光分布をR1、前記光源から積層フィルムに入射されて積層フィルムから出射される光の出射光分布をR2とした場合、R1>R2である表示装置。
- 前記光源から積層フィルムに入射されて積層フィルムから出射される光の出射光分布を変化させる光学部材および前記光源から積層フィルムに入射されて積層フィルムから出射される光の偏光状態を変化させる光学部材から選ばれる1種以上の光学部材をさらに有する請求項11または12に記載の表示装置。
- 前記光学部材が、表面にプリズム状またはレンズ状の複数の凸部を有する請求項13に記載の表示装置。
- 前記光学部材が、透明部材と着色部材が交互に配置されている請求項13または14に記載の表示装置。
- 前記光学部材が、偏光反射性能を有する請求項13〜15いずれかに記載の表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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