KR20180038478A - 헤드 업 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
화상을 출력하는 표시기와, 표시기를 수납하는 박스체를 구비하고, 박스체는, 표시기로부터 출력되는 화상을 외부로 투과하는 투광 커버를 구비하고, 투광 커버는, 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 적층한 구조를 가지는 헤드 업 디스플레이 장치로 한다.
Description
본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
화상을 디스플레이 등의 표시기에 표시시키고, 당해 화상을 미러에 반사시켜 허상으로서 유리 등에 비추는 헤드 업 디스플레이 장치가 이용되고 있다. 헤드 업 디스플레이 장치는, 정보 등을 이용자의 통상의 시계(視界)와 겹쳐 표시시키기 위하여 이용된다. 헤드 업 디스플레이 장치는, 프론트 글래스에 차속 등의 정보를 표시시키는 자동차 등의 다양한 응용례가 있다.
그런데, 차량 탑재용 등의 헤드 업 디스플레이 장치에서는, 장치 본체로부터 유리 등의 투영부에 화상을 투영하는 투사구로부터 먼지나 쓰레기가 들어가지 않도록 투광성의 커버가 설치되어 있다. 투광성의 커버로서는 폴리카보네이트판이 사용되고 있다. 여기서, 출사광의 휘도를 저하시키지 않고 밖으로부터 입사하는 태양광을 차폐하기 위하여, 커버에 편광 특성을 가지게 하고 싶다는 요망이 있다.
그러나, 커버에 편광 특성을 가지게 하기 위하여 폴리카보네이트판에 일반적인 편광판을 붙인 경우, 열에 의해 폴리카보네이트판에 구부러짐이 생겨, 투영되는 화상에 일그러짐이 생기거나, 컬에 의해 박스체로부터 벗어날 우려가 있다. 또한, 폴리카보네이트판은 복굴절을 일으키는 성질을 가지고 있기 때문에, 출사되는 편광광을 흐트러뜨려, 화질이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 하나의 양태는, 화상을 출력하는 표시기와, 상기 표시기를 수납하는 박스체를 구비하고, 상기 박스체는, 상기 표시기로부터 출력되는 화상을 외부로 투과하는 투광 커버를 구비하고, 상기 투광 커버는, 복수의 편광판을 적층한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치이다.
본 발명에 의하면, 화상의 일그러짐을 억제하면서, 내열성이 우수한 커버를 구비한 헤드 업 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 헤드 업 디스플레이의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 커버의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 있어서의 커버의 구성을 나타내는 도이다.
본 발명의 실시형태에 있어서의 헤드 업 디스플레이 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 박스체(10), 표시기(12), 평면 미러(14), 오목면 미러(16), 투광 커버(18) 및 투영부(20)를 포함하여 구성된다.
박스체(10)는, 헤드 업 디스플레이 장치(100)를 구성하는 표시기(12), 평면 미러(14), 오목면 미러(16) 등의 구성 요소를 수납한다. 박스체(10)는, 플라스틱이나 금속 등의 기계적인 강도를 가지는 재료로 구성된다.
표시기(12)는, 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 의해 투영되는 화상을 출력하는 장치이다. 표시기(12)는 액정 디스플레이(LCD) 등에 의해 구성된다. 표시기(12)로부터 방사되는 화상광은 직선 편광되어 있다.
평면 미러(14)는, 표시기(12)로부터 방사된 화상광을 오목면 미러(16)를 향해 반사시키기 위하여 설치된다. 오목면 미러(16)는, 평면 미러(14)로부터 도달한 화상광을 반사시켜 투영부(20)를 향해 반사시키기 위하여 설치된다. 오목면 미러(16)는, 화상광을 원하는 배율로 확대하여 투영부(20)에 투영시킨다.
투광 커버(18)는, 박스체(10)에 설치된 개구부에 장착된 투광성의 판상 부재이다. 투광 커버(18)는, 오목면 미러(16)에 의해 반사된 화상광을 박스체(10)의 외부로 투과시킴과 함께, 박스체(10)의 내부에 먼지나 쓰레기가 들어가지 않도록 설치된다. 투광 커버(18)의 구성에 대해서는 후술한다.
투영부(20)는, 오목면 미러(16)로부터 도달한 화상광을 수광하고, 그 허상을 투영 화상으로서 비춘다. 투영부(20)는, 이용자의 통상의 시각도 확보하기 위하여 하프 미러나 홀로그래픽 소자를 이용해도 된다. 또한, 투영부(20)는, 박스체(10)에 대하여 장착 각도나 장착 위치를 변경할 수 있도록 구성하는 것도 적합하다. 이에 의해, 이용자의 시선에 맞춰, 투영된 화상이 보기 쉽도록 투영부(20)의 위치나 각도를 조정할 수 있다.
투광 커버(18)는 복수의 편광판을 적층하여 구성된다. 도 2는, 투광 커버(18)의 일례의 단면 구조를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 투광 커버(18)는 제 1 편광판(30), 점접착층(32) 및 제 2 편광판(34)을 적층한 구성으로 된다. 단, 편광판은 2층으로 한정되는 것은 아니며, 3층 이상의 편광판을 적층한 구성으로 해도 된다.
제 1 편광판(30) 및 제 2 편광판(34)은, 특정 방향으로 편광된 광만을 투과하는 편광자를 포함하는 층이다. 제 1 편광판(30) 및 제 2 편광판(34)은 임의로 선택할 수 있지만, 예를 들면 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 이색성(二色性) 염료에 의해 염색한 염료계 편광판으로 하는 것이 적합하다. PVA 필름은, 일례로서, 쿠라레 제 VF-PS #7500 등을 적용할 수 있다. PVA 필름은, 예를 들면, 연신 전에 두께 75㎛의 필름을 연신 후에 있어서 30㎛ 정도가 될 때까지 연신한다.
제 1 편광판(30)은 PVA 필름의 일면에 형성된다. 제 1 편광판(30)은 염료계 재료에 의해 구성하는 것이 적합하다. 염료계 재료는 이색성 염료로 하는 것이 보다 적합하다. 여기서, 염료계 재료는 아조 화합물 및/또는 그 염을 함유하는 것이 적합하다.
즉, 이하의 화학식을 충족시키는 염료계 재료를 이용하는 것이 적합하다.
[화학식 1]
(1) 식 중 R1, R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 저급 알킬기, 저급 알콕실기를 나타내고, n은 1 또는 2로 나타내어지는 아조 화합물 및 그 염.
(2) R1, R2가 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 메톡시기 중 어느 하나인 (1)에 기재된 아조 화합물 및 그 염.
(3) R1, R2가 수소 원자인 (1)에 기재된 아조 화합물 및 그 염.
예를 들면, 이하에 나타내는 공정에서 얻어지는 재료를 이용하는 것이 적합하다. 4-아미노벤조산 13.7부를 물 500부에 추가하여, 수산화나트륨으로 용해한다. 얻어진 물질을 냉각하여 10℃ 이하에서 35% 염산 32부를 추가하고, 다음에 아질산 나트륨 6.9부를 추가하여, 5∼10℃에서 1시간 교반한다. 그것에 아닐린-ω-메탄술폰산 소다 20.9부를 추가하고, 20∼30℃에서 교반하면서, 탄산나트륨을 추가하여 pH 3.5로 한다. 또한, 교반하여 커플링 반응을 완결시키고, 여과하여, 모노아조 화합물을 얻는다. 얻어진 모노아조 화합물을 수산화나트륨 존재하, 90℃에서 교반하여, 화학식 (2)의 모노아조 화합물 17부를 얻는다.
[화학식 2]
화학식 (2)의 모노아조 화합물 12부, 4,4'-디니트로스틸벤-2,2'-술폰산 21부를 물 300부에 용해시킨 후, 수산화나트륨 12부를 추가하여, 90℃에서 축합 반응시킨다. 계속해서, 글루코스 9부로 환원하고, 염화나트륨으로 염석(鹽析)한 후, 여과하여 화학식 (3)으로 나타내어지는 아조 화합물 16부를 얻는다.
[화학식 3]
또한, 화합물 (3)의 염료를 0.01%, 시·아이·다이렉트·레드 81을 0.01%, 일본특허 2622748호 공보의 실시예 1에서 나타내어져 있는 하기 구조식 (4)로 나타내어지는 염료를 0.03%, 일본공개특허 특개소60-156759호 공보의 실시예 23에서 공개되어 있는 하기 구조식 (5)로 나타내어지는 염료 0.03% 및 망초 0.1%의 농도로 한 45℃의 수용액에 기판으로서 두께 75㎛의 폴리비닐알코올(PVA)을 4분간 침지한다. 이 필름을 3% 붕산 수용액 중에서 50℃에서 5배로 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채 수세, 건조한다. 이에 의해, 중성색(평행 위치에서는 그레이이고, 직교 위치에서는 흑색)이 되는 염료계 재료를 얻을 수 있다.
[화학식 4]
[화학식 5]
또한, 제 1 편광판(30)은, 상기 제조 방법으로 얻어진 편광막을 기재(基材)에 붙인 구조로 해도 된다. 기재는 제 1 편광판(30)의 보호층이 되는 부재이다. 기재는 임의로 선택할 수 있지만, 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴 필름, 고리형 올레핀계 필름 등을 이용하는 것이 적합하다. 일례로서, TacBright사 제 P960GL 등을 적용할 수 있다. 기재의 두께는 이에 한정되는 것은 아니지만, 20㎛ 이상 200㎛ 이하로 하는 것이 적합하다.
이상과 같이, 제 1 편광판(30)을 형성할 수 있다. 또한, 제 2 편광판(34)도 제 1 편광판(30)과 동일하게 형성할 수 있다.
점접착층(32)은, 제 1 편광판(30)과 제 2 편광판(34)을 붙이기 위한 부재이다. 점접착층(32)은, 아크릴계의 점착제를 이용하여 형성하는 것이 적합하다. 점접착층(32)은, 아크릴계 또는 폴리에스테르계의 점착제의 고형 성분을 톨루엔이나 메틸에틸케톤(MEK) 등의 용제로 희석한 점착제를 건조시킴으로써 형성된다. 즉, 제 1 편광판(30)의 일면에 점착제를 도포하고, 제 2 편광판(34)과 붙인 상태에서 점착제를 건조시킴으로써 점접착층(32)이 형성된다. 단, 점착제는 아크릴계, 폴리에스테르계이면 특별히 한정되는 것이 아니며, 추가로 이들 이외의 점착제를 사용해도 된다. 점접착층(32)의 막 두께는 10㎛ 이상 50㎛ 이하로 하는 것이 적합하다.
제 1 편광판(30)과 제 2 편광판(34)을 붙일 때에는, 각각의 편광 방향을 적절한 각도가 되도록 붙인다. 예를 들면, 제 1 편광판(30)과 제 2 편광판(34)의 편광 방향이 일치, 즉 편광 방향이 서로 병행이 되도록 붙이는 것이 적합하다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 기계적으로 충분한 강도를 가진 투광 커버(18)를 제공할 수 있다. 즉, 수 100㎛의 두께의 편광 특성을 가지는 투광 커버(18)를 제공할 수 있다. 편광 특성을 가지는 투광 커버(18)를 이용함으로써, 외부로부터 박스체(10) 내에 입사하는 광의 투과율을 저감할 수 있다. 한편, 표시기(12)로부터 방사되는 화상광의 편광 방향과 투광 커버(18)의 편광 방향을 일치시킴으로써, 화상광은 외부로부터의 입사광에 비하여 높은 투과율로 박스체(10)의 외부로 투과시킬 수 있다.
또한, 투광 커버(18)에 요오드계의 편광막을 적용한 경우, 90℃ 이상의 가열에 의해 편광막에 변색이 생겨 광의 투과성이 저하되어 버린다. 이에 대하여, 본 실시형태와 같이, 제 1 편광판(30) 및 제 2 편광판(34)으로서 염료계 재료를 이용함으로써, 90℃ 이상의 사용 환경이라도 투광 커버(18)의 구부러짐을 억제하여, 변색되지 않고 높은 광 투과성을 유지할 수 있다. 특히, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투광 커버(18)를 면 대칭, 즉 막 두께 방향을 따라 상하 대칭의 구조로 함으로써 열에 의한 구부러짐의 발생을 보다 억제할 수 있다.
또한, 제 1 편광판(30) 및 제 2 편광판(34)에는, 표면 보호를 위해 HC(Hard Coat), AG(Anti-Glare), AR(Anti-Reflection), LR(Low-Reflection) 등의 보호층을 형성해도 된다. 단, 투광 커버(18)의 구부러짐의 발생을 억제하기 위하여, 이러한 보호층을 설치하는 경우에는 투광 커버(18)의 막 두께 방향을 따라 상하 대칭의 구조로 하는 것이 적합하다.
Claims (8)
- 화상을 출력하는 표시기와, 상기 표시기를 수납하는 박스체를 구비하고,
상기 박스체는, 상기 표시기로부터 출력되는 화상을 외부로 투과하는 투광 커버를 구비하고,
상기 투광 커버는, 복수의 편광판을 적층한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 편광판은, 염색계 편광판인 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 점접착층을 개재하여 복수의 편광판을 접착한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 점접착층을 개재하여 복수의 편광판을 접착한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 두께 방향을 따라 면 대칭의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 두께 방향을 따라 면 대칭의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 두께 방향을 따라 면 대칭의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 투광 커버는, 두께 방향을 따라 면 대칭의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
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