KR20190124784A - 헤드업 디스플레이 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은 적어도 하나의 기재와 1/2 파장판을 갖는 광학 적층체(4)와, 표시 화상을 나타내는 표시광을 S편광 또는 P편광으로 하여 출사하는 표시기(2)를 포함하며, 상기 광학 적층체(4)의 표면에 수직인 축으로부터 45°이상 65°이하로 경사진 위치에서 입사되는 상기 S편광 또는 상기 P편광의 편광축과, 상기 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도가 35°이상 44°이하이다.
Description
본 발명은 표시기로부터 투사된 표시 화상을 허상으로 유리 등의 디스플레이에 비추는 헤드업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
자동차나 항공기 등에서 운전자에게 정보를 표시하는 방법으로 내비게이션 시스템이나 헤드업 디스플레이(이하, HUD라고도 함) 등이 사용되고 있다. HUD 시스템은 액정 표시기(이하, LCD라 함)와 같은 화상 투영 수단으로부터 투사된 표시 화상을 예를 들어 자동차의 앞 유리 등에 투영하는 시스템이다.
화상 표시 수단으로부터 출사된 표시광은, 반사경에서 반사되고 나아가 앞 유리에 반사된 후 관찰자에게 도달한다. 관찰자는 앞 유리에 투영된 표시 화상을 보고 있지만, 이 표시 화상은 허상으로, 앞 유리보다 먼 곳의 화상 위치에 있는 것처럼 보인다. 이 방법에서 운전사는 앞 유리의 전방을 주시한 채 거의 시선을 옮기지 않고도 다양한 정보를 얻을 수 있으므로, 시선을 움직일 수 밖에 없는 기존의 자동차 내비게이션에 비해 안전하다.
HUD 시스템에서 표시 정보는 실제로 앞 유리를 통해 보이는 경치에 중첩되어 투영되나, 표시광은 앞 유리의 실내 쪽과 실외 쪽의 두 개의 표면에서 반사되므로, 반사되는 화상이 이중상(Double Image)이 되어 표시 정보를 보기 힘들다는 문제점이 있었다.
이 문제에 대해 편광 방향을 90°바꿀 수 있는 선광자를 자동차용 앞 유리에 이용함으로써, 반사되는 화상이 이중상이 되는 문제를 개선할 수 있다고 알려져 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 필름 형태의 선광자를 내부에 구비하는 자동차용 앞 유리에 S편광의 표시광을 브루스터 각으로 입사시킨 경우, 차량 측 앞 유리 표면에서 S편광의 일부를 반사시키며, 해당 표면을 투과한 S편광을 선광자에 의해 P편광으로 변환하고, 또한, 차량 바깥 쪽의 앞 유리 표면에서 P편광의 전부를 차 밖으로 출사시켜 이중상을 방지할 수 있는 내용이 개시되어 있다. 또 특허문헌 1에는 자동차용 앞 유리에 P편광의 표시광을 브루스터 각으로 입사시킨 경우, 차량 측 앞 유리 표면에서는 P편광을 반사하지 않으며, 해당 표면을 투과한 P편광을 선광자에 의해 S편광으로 변환하고 또한, 차량 바깥 쪽의 앞 유리 표면에서 S편광의 거의 전부를 반사시키고, 다시 선광자에 의해 S편광을 P편광으로 변환시켜 이중상을 방지하는 것에 대해 개시되어 있다.
그런데 HUD에는 앞 유리에 입사되는 P편광 또는 S편광을 보다 효율적으로 S편광 또는 P편광으로 각각 되돌릴 수 있는 뛰어난 편광 변환 성능을 가질 것이 요구된다. 특허문헌 1에는 선광자의 편광축 변환 성능에 대해서는 언급되어 있지 않다.
본 발명은 이중상의 발생을 억제하면서도 뛰어난 편광축 변환 성능을 나타내는 헤드업 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 기재와 1/2 파장판을 갖는 광학 적층체에, 표시기에서 출사된 S편광 또는 P편광을 45°이상 65°이하의 입사각으로 광학 적층체에 입사시키고 또한, 1/2 파장판의 지상축(slow axis)과 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도를 제어함으로써, 이중상의 발생을 억제하면서도 뛰어난 편광축 변환 성능을 나타내는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다는 것을 새로이 발견하였다.
즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
[1] 적어도 하나의 기재와, 1/2 파장판을 갖는 광학 적층체와,
표시 화상을 나타내는 표시광을 S편광 또는 P편광으로 하여 출사시키는 표시기를 포함하며,
상기 광학 적층체의 표면에 수직인 축으로부터 45°이상 65°이하로 경사진 위치에서 입사되는 상기 S편광 또는 상기 P편광의 편광축과, 상기 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도가 35°이상 44°이하인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
[2] 상기 [1]에 있어서,
상기 1/2 파장판의 지상축과 임의의 입사각으로 상기 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 다음 식 (2) 및 (3)을 만족하는 헤드업 디스플레이 시스템.
[수 1]
θ : 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 대해 임의의 입사각 α로 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도
α : 광학 적층체에 대한 S편광 또는 P편광의 입사각
nα : 공기의 굴절률
nβ : 1/2 파장판의 굴절률
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서,
상기 1/2 파장판은, 3/4 파장판과 1/4 파장판 각각의 지상축이 교차되도록 적층하여 구성되는 위상차층을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템.
[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서,
상기 1/2 파장판은, 편광축을 변환시키는 작용을 하는 위상차층이 존재하는 쪽에 차단층을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템.
[5] 상기 [4]에 있어서,
상기 차단층은, 자외선 경화 수지 조성물, 열 경화성 수지 조성물 또는 이들의 혼합물을 경화한 경화막인 헤드업 디스플레이 시스템.
[6] 상기 [5]에 있어서,
상기 자외선 경화 수지 조성물은, 다관능(메타)아크릴레이트, 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트, 다관능 에폭시(메타)아크릴레이트, 다관능 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 및 다관능 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 자외선 경화 수지를 1종 이상 함유하는 헤드업 디스플레이 시스템.
[7] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 있어서,
상기 표시기에서 출사되는 표시광은 P편광이며,
상기 광학 적층체에 대한 상기 P편광의 브루스터 각을 α라고 할 때, 상기 광학 적층체에 입사되는 상기 P편광의 입사각이 α-10°이상 α+10°이하의 범위인 헤드업 디스플레이 시스템.
[8] 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서,
상기 광학 적층체는, 상기 1/2 파장판이 두 장의 중간막 사이에 샌드위치된 중간 적층체를 가지며, 상기 중간 적층체는 두 장의 상기 기재 사이에 샌드위치된 헤드업 디스플레이 시스템.
[9] 상기 [8]에 있어서,
상기 두 장의 중간막 중 적어도 한 쪽의 중간막은, 사전에 상기 기재에 직접 적층된 막인 헤드업 디스플레이 시스템.
[10] 상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 있어서,
상기 기재는 유리인 헤드업 디스플레이 시스템.
[11] 상기 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 있어서,
상기 1/2 파장판은 중합성 액정층을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템.
[12] 상기 [11]에 있어서,
상기 중합성 액정층은 배향 처리된 지지 기판 상에 설치되는 헤드업 디스플레이 시스템.
본 발명은, 이중상이 발생하는 것을 억제하면서도 뛰어난 편광축 변환 성능을 나타내는 헤드업 디스플레이를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 따른 헤드업 디스플레이의 다른 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 중간 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 중간 적층체를 포함하는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 6은 1/2 파장판의 지상축과 임의의 입사각으로 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ를 나타내는 간략도이다.
도 7은 차단층을 가지는 1/2 파장판의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 8은 차단층을 가지는 1/2 파장판을 포함하는 중간 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 중간 적층체를 포함하는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 10은 광학 적층체에 P편광이 브루스터 각 근방으로 입사되는 개요를 나타내는 개략도이다.
도 11은 1/2 파장판의 편광축 변환 성능의 측정 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 따른 헤드업 디스플레이의 다른 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 중간 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 중간 적층체를 포함하는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 6은 1/2 파장판의 지상축과 임의의 입사각으로 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ를 나타내는 간략도이다.
도 7은 차단층을 가지는 1/2 파장판의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 8은 차단층을 가지는 1/2 파장판을 포함하는 중간 적층체의 일 실시형태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 중간 적층체를 포함하는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 10은 광학 적층체에 P편광이 브루스터 각 근방으로 입사되는 개요를 나타내는 개략도이다.
도 11은 1/2 파장판의 편광축 변환 성능의 측정 방법을 나타내는 개략도이다.
[헤드업 디스플레이 시스템]
이하, 본 발명에 따른 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 덧붙여 하기 실시형태는 본 발명의 일부 대표적인 실시형태를 예시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 후술할 (메타)아크릴로일기는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 나타내며, 분자 중 서로 독립하여 존재하는 것을 의미하고, (메타)아크릴레이트는, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
도 1은 본 발명의 HUD 시스템을 모식도로 나타낸 것이다. 도 1에 표시된 HUD 시스템은, 표시 화상을 나타내는 표시광을 P편광으로 하여 출사시키는 표시기(2)와, 표시기(2)에서 출사된 표시광을 반사하는 반사경(3), 표시기(2)에서 출사된 S편광 또는 P편광이 입사되는 광학 적층체(4)를 포함한다. 표시기(2)에서 출사된 S편광 또는 P편광을 반사경(3)에서 반사시키고, 이 반사된 표시광을 광학 적층체(4)에 조사함으로써 관찰자(1)에게 광로(5)를 통해 S편광 또는 P편광이 도달하여, 표시 화상의 허상(6)을 판독할 수 있다. 덧붙여 도 1에 도시된 HUD 시스템에서, 표시기(2)로부터 출사된 표시광은 반사경(3)을 통해 광학 적층체(4)에 입사되나, 표시기(2)로부터 직접 광학 적층체(4)에 입사할 수도 있다.
<표시기>
본 발명에 따른 HUD 시스템에서 사용되는 표시기(2)는, 최종적으로 광학 적층체(4)에 도달하기까지 원하는 S편광 또는 P편광을 출사할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는데, 예를 들면 액정 프로젝터와 같은 액정 표시 장치(LCD), 유기 EL 디스플레이(OLED) 등을 들 수 있다. 표시기(2)가 액정 표시 장치인 경우, 출사광은 보통 직선 편광이 되기 때문에 그대로 사용할 수 있다. 한편 표시기(2)가 유기 EL 디스플레이인 경우, 예를 들어 도 2에 나타낸 것처럼, 표시기(2)가 광원(20)과 S편광 또는 P편광을 출사할 수 있는 편광판(30)으로 구성될 수도 있다. 또한, HUD 시스템을 자동차에 사용하는 경우, 액정 표시 장치 및 유기 EL 디스플레이는, 예를 들면 대시 보드와 같은 광 출사구에 편광판이나 1/2 파장판과 같은 광학 부재를 배치하여, 표시기(2)에서 S편광 또는 P편광이 출사되도록 조정할 수 있다. 또한, 표시기(2)에 사용되는 광원에 대해서도 특별히 한정되지 않으므로, 레이저 광원이나 LED 광원 등을 사용할 수 있다. 또한, 후술할 1/2 파장판의 중심 반사 파장을 상기 광원의 발광 스펙트럼에 대응하도록 설정함으로써, 보다 효과적으로 표시되는 화상을 선명하게 할 수 있다.
<광학 적층체>
본 발명에 따른 광학 적층체는, 적어도 하나의 기재와, 1/2 파장판을 갖는다. 이러한 광학 적층체는 1/2 파장판의 한쪽 면 또는 양면에 기판을 가지고 있으면 된다. 도 3은 본 발명에 사용되는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타낸다. 도 3에 표시된 광학 적층체(4)는, 1/2 파장판(8)과 두 장의 기재(7)를 포함하며, 1/2 파장판(8)이 두 장의 기재(7) 사이에 샌드위치되어 있는 구성을 가진다. 또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 것처럼 광학 적층체(4)는 1/2 파장판(8)이 두 장의 중간막(9) 사이에 샌드위치되어 있는 중간 적층체(10)를 가지며, 이 중간 적층체(10)가 두 장의 기재(7) 사이에 샌드위치되는 구성이어도 무방하다. 1/2 파장판(8)의 한쪽 면 또는 양면, 또는 1/2 파장판(8)의 한쪽 면 또는 양면에 중간막(9)이 적층된 중간 적층체(10)의 한쪽 면 또는 양면에 기재(7)를 접합함으로써, 본 발명에 사용되는 광학 적층체(4)를 얻을 수 있다. 광학 적층체는 예를 들면, 기재를 1/2 파장판의 한쪽 면 또는 양면에 고온 및 고압에서 압착하여 얻을 수 있다. 도 5와 같이 광학 적층체(4)가 중간 적층체(10)를 갖는 경우, 중간막(9)은 기재(7)와 1/2 파장판(8)의 밀착성을 유지시키기 위한 점착제 또는 접착제로서의 기능도 가진다.
(기재)
본 발명에서 사용되는 기재는 표시되는 화상의 시인성을 확보하기 위해 가시광 영역에서 투명한 것이 바람직하며, 구체적으로는 파장 380~780nm의 가시광선 투과율이 50% 이상이면 좋고, 70% 이상이면 바람직하며, 85% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 기재는 착색되어 있어도 되나, 착색되어 있지 않거나 착색이 적은 것이 바람직하다. 또 기재의 굴절률은 1.2~2.0인 것이 바람직하며, 1.4~1.8인 것이 더욱 바람직하다. 기재의 두께는 표시광의 반사에 영향을 주지 않는 범위라면 특별히 한정되지 않으며 용도에 따라 적절하게 설계할 수 있다.
기재는 단층이거나 2층 이상의 적층체여도 무방하다. 기재 재료의 예로는, 유리, 트리아세틸셀룰로스(TAC), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등을 들 수있다. 이중에서도 입사광의 편광축을 변화시키지 않도록 복굴절성이 적은 유리, 트리아세틸셀룰로스(TAC), 폴리올레핀, 아크릴 등이 바람직하며, 유리가 더욱 바람직하다. 또한, 이들 기재의 반사면에는 다층막으로 구성된 증반사막이나, 차폐 기능을 겸하는 금속 박막층을 설치할 수도 있다. 이들 막은 입사되는 편광의 반사율을 향상시킬 수 있으나, 광학 적층체를 자동차용 앞 유리로 이용하는 경우에는 광학 적층체의 가시광선 투과율이 70% 이상이 되도록 반사율을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 기재의 형상에 대해서도 특별히 한정되지 않으므로 시트 모양, 필름 모양, 판 모양, 곡면 형상 등 용도에 따라 적절히 설계할 수 있다. 예를 들어, 기재로서 자동차용 앞 유리와 마찬가지로 유리판을 사용하는 경우 1/2 파장판 또는 중간 적층체를 유리판에 접합하는 방법으로는, 점착제 또는 접착제를 1/2 파장판 또는 중간 적층체의 한쪽 면 또는 양면에 도포한 다음 유리판을 붙여 얻을 수 있다. 점착제 및 접착제에 대해서는 특별히 제한하지 않으나, 나중에 유리를 벗겨낼 수 있는 경우 재 작업성이 뛰어난 접착성을 갖는 재료가 바람직한데, 예를 들면 실리콘 점착제 또는 아크릴계 점착제 등이 바람직하다.
(1/2 파장판)
1/2 파장판은, P편광을 S편광으로 또는 S편광을 P편광으로 변환하는 기능, 즉 편광축을 변환하는 기능을 갖는 위상차층을 포함하는 위상차 소자이다. 위상의 정도를 나타내는 위상차값은 파장에 따라 다르지만, 예를 들어 파장이 550nm인 편광에 대한 1/2 파장판의 위상차값은 275nm이다. 본 발명에 사용되는 위상차 소자에서는, 편광이 비스듬히 입사하므로 입사 각도에 따른 위상차값의 변화도 고려할 필요가 있다. 변화의 정도는 사용하는 위상차 소자에 따라 다르나, 본 발명에 사용되는 위상차 소자로서의 위상차값은, 위상차 소자의 법선 방향에서의 이론 상의 위상차값(이하, ‘이론값’이라고 함) ±30nm의 범위 내가 바람직하며, 이론값 ±25nm의 범위 내가 더욱 바람직하고, 이론값 ±20nm의 범위 내가 가장 바람직하다. 예를 들어 본 발명에 사용되는 위상차 소자(1/2 파장판)의 경우, 파장이 550nm인 편광에 대한 위상차 소자의 위상차값은 245~305nm의 범위인 것이 바람직하며, 250~300nm의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 255~295nm의 범위인 것이 가장 바람직하다. 이러한 위상차 소자는 예를 들면, 폴리카보네이트 또는 시클로올레핀폴리머로 이루어진 필름을 위상차가 파장의 1/2이 되도록 축연신하거나, 또는 수평 배향된 중합성 액정을 위상차가 파장의 1/2이 되는 두께로 배향시킴으로써 얻을 수있다. 또한, 수평 배향된 중합성 액정층을 포함하는 1/2 파장판은 일반적으로 편광축을 변환시키는 작용을 갖는 위상차층으로서의 중합성 액정층과, 해당 중합성 액정층을 형성하는 도포액이 도포되며 위상차층을 지지하는 지지 기판을 가진다. 이러한 1/2 파장판의 위상차층의 두께의 상한값은 액정의 배향성의 관점에서 10㎛ 이하가 바람직하며, 5㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 1/2 파장판의 위상차층의 두께의 하한값은 액정의 중합성의 관점에서 0.3㎛ 이상이 바람직하며, 0.5㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 상기와 같이 광이 1/2 파장판의 주 표면에 대해 비스듬한 위치에서 입사되는 경우, 광의 입사각에 따라 위상차가 변화하는 경우에서, 더욱 엄격하게 위상차를 적합시키기 때문에 예를 들어, 위상차 소자의 굴절률을 조정한 위상차 소자를 이용하여 입사각에 따른 위상차의 변화를 억제할 수 있다. 그러한 예로는 위상차 소자의 면 내에서의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 위상차 소자의 면 내에서 nx와 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 위상차 소자의 두께 방향의 굴절률을 nz로 할 때, 다음 식(1)로 구해지는 계수(Nz)가 바람직하게는 0.3~1.0, 더욱 바람직하게는 0.5~0.8이 되도록 제어한다.
[수 2]
Nz=(nx-nz)/(nx-ny)
(1)
본 발명의 HUD 시스템에서 P편광을 S편광으로 또는 S편광을 P편광으로 효율적으로 변환하기 위해 도 6에 나타낸 것과 같이, 광학 적층체의 표면에 수직인 축으로부터 45°이상 65°이하, 바람직하게는 50°이상 60°이하로 경사진 위치에서 입사되는 P편광의 편광축(15) 또는 S편광의 편광축(16)과, 1/2 파장판의 지상축(17)이 이루는 각도 θ를, 35°이상 44°이하로 제어한다. 1/2 파장판에 입사되는 S편광 또는 P편광의 입사각을 45°이상 65°이하의 범위로 함으로써, P편광이 광학 적층체에 입사된 경우 광학 적층체의 표면에서의 반사율을 이론적으로는 2% 이하로 억제할 수 있다. 투과된 P편광은 1/2 파장판에 의해 S편광으로 변환되며, 변환된 S편광은 입사된 쪽과 반대쪽의 광학 적층체의 공기와의 계면에서 반사된다. 반사된 S편광이 1/2 파장판에 의해 다시 P편광으로 변환되며, 이 P편광이 관찰자에게 도달한다. 또한, S편광이 광학 적층체에 입사된 경우에도 S편광은 광학 적층체의 표면에서 반사되며 이 S편광이 관찰자에게 도달한다. 투과된 S편광은 1/2 파장판에 의해 P편광으로 변환되고, 변환된 S편광은 입사된 쪽과 반대쪽의 광학 적층체의 공기와의 계면에서 반사되지 않고 통과한다. 이처럼 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 입사각을 45°이상 65°이하로 제어함으로써, 관찰자에게 도달하는 S편광 또는 P편광의 겹침을 방지하여 그 결과 이중상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 각도 θ가 35°미만 또는 44°보다 큰 경우, 광학 적층체에 입사된 P편광을 S편광으로 또는 S편광을 P편광으로 변환하는 편광축 변환 성능이 낮아, 그 결과 디스플레이 상에 표시되는 화상도 어두워진다. 이 때문에 이 각도 θ를 적절하게 제어함으로써 1/2 파장판은 뛰어난 편광축 변환 성능을 나타내며 그 결과 표시되는 화상을 매우 선명하게 알아볼 수 있다.
1/2 파장판이 나타내는 편광축의 변환 성능을 더욱 높이기 위해 각도 θ는, 하기 식 (2) 및 (3)으로부터 산출된 값인 것이 좋다. 여기서 하기 식 (2) 및 (3)의 기술적 의의를 설명한다. 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광이, 공기와는 다른 굴절률을 갖는 매질인 1/2 파장판을 통과할 때, 1/2 파장판에 입사되는 입사각이 변화한다. 여기서, 광학 적층체에 대한 S편광 또는 P편광의 입사각을 α, 1/2 파장판에 실제로 입사되는 입사각, 즉, 1/2 파장판의 굴절각을 β, 공기의 굴절률을 nα, 1/2 파장판의 굴절률을 nβ로 하면, 스넬의 법칙에 따라 sinα / sinβ=nβ / nα 가 성립하고, 이 식을 β를 구하는 방정식으로 간략화하면 식 (3)이 된다. 한편 광학 적층체에 입사되는 S편광의 편광축을 x축, P편광의 편광축을 y축, y축과 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도를 θ로 했을 때의 위상차값이 Re인 경우, 벡터적 해석에 따라 y축은 Re 
cosθ, x축은 Re 
sinθ로 나타낼 수 있다. 여기서, 1/2 파장판의 편광축 변환 성능은, 1/2 파장판의 지상축에 대해 45°로 광이 입사될 때 최대라고 알려져 있기 때문에, 이론적으로는 1/2 파장판의 지상축에 대한 입사각은 45°인 것이 바람직하다. 그러나 앞서 말한 것처럼 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 입사각을 θ라고 하더라도, 실제로는 1/2 편광판에 입사되는 각도는 β이다. 그래서 Re 
cosθ의 y축 (이론상의 y축)에 대해, x축을 중심으로 각도 β의 경사일 때의 y축(사실상의 y축)을 구하면, Re 
cosθ/사실상의 y축=sin(90°- β)가 성립하고, 사실상의 y축은 Re 
cosθcosβ로 표현된다. 앞서 말한 것처럼 1/2 파장판의 지상축에 대한 입사각은 45°인 것이 바람직하다. 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축과 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도를 45°로 하기 위해서는, x축(Re 
sinθ)과, 사실상의 y축(Re 
cosθcosβ)를 동일하게 할 필요가 있다. 이렇게 하여 Re 
sinθ=Re 
cosθcosβ가 구해지고, 이 식을 단순화하여 식 (2)가 만들어졌다. 이렇게 하기 식 (2) 및 (3)에서 산출된 값에 따라, 각도 θ를 실제로 1/2 편광판에 입사되는 각도 β와의 관계에 따라 엄격하게 제어함으로써, 1/2 파장판이 나타내는 편광축 변환 성능을 극대화할 수 있다.
[수 3]
θ : 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 대해 임의의 입사각 α로 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도
α : 광학 적층체에 대한 S편광 또는 P편광의 입사각
nα : 공기의 굴절률
nβ : 1/2 파장판의 굴절률
각도 θ의 범위는, 해당 각도 θ의 값의 ±7°의 범위로 제어되는 것이 바람직하며, ±5°의 범위로 제어되는 것이 보다 바람직하고, ±2°의 범위로 제어되는 것이 더욱 바람직하고, ±1°의 범위로 제어되는 것이 가장 바람직하다. 각도 θ가 하기 식 (2) 및 (3)으로부터 산출되는 값을 만족하는 각도의 ±5°의 범위를 벗어나면, 1/2 파장판이 나타내는 P편광에서 S편광으로의 편광축 변환 효율이 낮아지기 쉽다. 각도 θ의 범위를 식 (2) 및 (3)에서 산출된 값에 따라 엄격하게 제어함으로써, 1/2 파장판에 의한 P편광에서 S편광으로의 편광축 변환 효율의 저하를 억제하여, 1/2 파장판이 나타내는 편광축 변환 성능을 더욱 높일 수 있다.
식 (3)에 대입되는 1/2 파장판의 굴절률은, 1/2 파장판의 지상축 방향의 굴절률을 nx, 1/2 파장판의 면 내에서 nx와 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 1/2 파장판의 두께 방향의 굴절률을 nz로 하여, 이들의 합을 평균한 값을 평균 굴절률로 사용한다. 또한, 시판품인 1/2 파장판을 사용하는 경우, 평균 굴절률은 카탈로그 등에 실린 값을 사용할 수도 있다. 또한, 1/2 파장판의 재료로서 중합성 액정을 사용하는 경우, 액정 본래의 정상광 굴절률(no)과 이상광 굴절률(ne)을 이용하면, 평균 굴절률은 (nx+ny+nz)/3=(no+ne)/2 로 표시된다.
식 (2) 및 (3)에서 산출되는 θ의 구체적인 예를 나타내면, 공기의 굴절률을 1.00로 하고, 굴절률 1.55인 1/2 파장판을 사용하여, S편광 또는 P편광의 입사각이 45°인 경우, 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 42°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 35°이상 44°이하이며, 보다 바람직하게는 37° 이상 44° 이하이고, 더욱 바람직하게는 40°이상 44°이하이며, 가장 바람직하게는 41°이상 43°이하가 된다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 50°인 경우, 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 41°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 35°이상 44°이하이며, 보다 바람직하게는 38° 이상 44° 이하이고, 더욱 바람직하게는 39°이상 43°이하이며, 가장 바람직하게는 40°이상 42°이하가 된다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 56°또는 60°인 경우, 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 40°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 35°이상 44°이하이며, 보다 바람직하게는 37° 이상 43° 이하이고, 더욱 바람직하게는 38°이상 42°이하이며, 가장 바람직하게는 39°이상 41°이하가 된다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 65°인 경우, 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 39°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 35°이상 44°이하이며, 보다 바람직하게는 36° 이상 42° 이하이고, 더욱 바람직하게는 37°이상 41°이하이며, 가장 바람직하게는 38°이상 40°이하가 된다.
기재로서 굴절률 1.48의 유리를 사용하여, 기재에 브루스터 각(약 56°)으로 P편광을 입사시키면, 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 40°이며, θ의 범위는 바람직하게는 35°이상 44°이하이고, 보다 바람직하게는 37°이상 43°이하이고, 더욱 바람직하게는 38°이상 42°이하이며, 가장 바람직하게는 39°이상 41°이하가 된다.
(위상차층)
앞서 말한 것처럼 본 발명에서는 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축과 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도 θ를 엄격하게 제어함으로써, 1/2 파장판이 나타내는 편광축 변환 성능을 더욱 높일 수 있다. 그런 경우 1/2 파장판의 지상축의 제어성 및 생산 비용적인 관점에서, 편광축을 변환하는 작용을 하는 위상차층으로서 중합성 액정층을 포함하는 1/2 파장판을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 위상차층은 P편광을 S편광으로 또는 S편광을 P편광으로 변환하는 작용을 하므로, 투과광에 1/2 파장분의 위상차를 부여하는 1/2 파장 위상차층을 의미한다.
위상차층에 파장 의존성이 있는 경우, 사용하는 광원의 파장에 따라 위상차값을 조정함으로써 더욱 정밀하게 편광축을 변환할 수 있다. 예를 들어 광원의 파장이 550nm인 경우에는 위상차층의 위상차값이 275nm인 것이 바람직하며, 광원의 파장이 450nm인 경우에는 위상차층의 위상차값이 225nm인 것이 바람직하고, 광원의 파장이 650nm인 경우에는 위상차층의 위상차값이 325nm인 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어, 풀 컬러 디스플레이에 대응할 목적으로 복수의 파장을 포함하는 백색 광원 등을 사용하는 경우에, 모든 파장에 대해 거의 균일한 위상차를 부여하는 바람직한 방법으로는 예를 들면, 일본 특허 제 3,325,560 호 공보, 일본 특허 제 4,186,981 호 공보, 일본 특허 제 5,375,644 호 공보에 기재된 이른바 역파장 분산성을 갖는 위상차층이 형성된 1/2 파장판을 이용하는 방법이나, 동일한 파장 의존성을 갖는 3/4 파장판과 1/4 파장판을 각각의 지상축이 교차하도록 적층한 위상차층을 이용하는 방법이 있다. 후자의 방법에서는 동일한 파장 분산성을 갖는 3/4 파장판과 1/4 파장판을 광원으로부터의 광이 입사되는 각도에서 볼 때, 각각의 지상축이 직교하도록 교차시켜 적층한 위상차층을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 위상차층을 사용함으로써, 예를 들어 풀 컬러 디스플레이와 같은 목적으로 백색 광원을 이용하는 경우에도, 백색 광원을 포함하는 각 파장의 S편광을 P편광으로 또는 각 파장의 P편광을 S편광으로 정밀하게 편광축을 변환할 수 있기 때문에, 이중상이 발생하는 것을 더욱 억제할 수 있다. 덧붙여 3/4 파장판은, 투과광에 3/4 파장분의 위상차를 부여하는 3/4 파장 위상차층을 포함하는 위상차 소자를 의미하며, 1/4 파장판은 투과광에 1/4 파장분의 위상차를 부여하는 1/4 파장 위상차층을 포함하는 위상차 소자를 의미한다.
3/4 파장판과 1/4 파장판을 교차시키는 경우, 광원으로부터의 S편광 또는 P편광의 입사각이 정면에서 수직, 즉 입사각이 0°에서 각각의 지상축을 직교시키는 것이 바람직하다. 한편 예를 들어 공기의 굴절률을 1.00으로 하고, 굴절률이 1.55가 되도록 1/4 파장판과 3/4 파장판을 이용하여, S편광 또는 P편광의 입사각이 45°인 경우에 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 42°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 35°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -35°이하가 되도록 교차시키고, 보다 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 37°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -37°이하가 되도록 교차시키고, 더욱 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 40°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -40°이하가 되도록 교차시키고, 가장 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축을 41°이상 43°이하이며 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -42°이상 -40°이하가 되도록 교차시킨다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 50°인 경우 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 41°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 3/4 파장판이나 1/4 파장판의 지상축이 35°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -35°이하가 되도록 교차시키고, 보다 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 38°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축을 -44°이상 -38°이하가 되도록 교차시키고, 더욱 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 39°이상 43°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -43°이상 -39°이하가 되도록 교차시키고, 가장 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 40°이상 42°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -42°이상 -40°이하로 되도록 교차시킨다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 56°또는 60°인 경우 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 40°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 35°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -35°이하가 되도록 교차시키고, 보다 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 37°이상 43°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -43°이상 -37°이하가 되도록 교차시키고, 더욱 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 38°이상 42°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -42°이상 -38°이하가 되도록 교차시키고, 가장 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 39°이상 41°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -41°이상 -39°이하가 되도록 교차시킨다.
S편광 또는 P편광의 입사각이 65°인 경우 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 39°이므로, θ의 범위는 바람직하게는 3/4 파장판이나 1/4 파장판의 지상축이 35°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -35°이하가 되도록 교차시키고, 보다 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 36°이상 42°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축을 -42°이상 -36°이하가 되도록 교차시키고, 더욱 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 37°이상 41°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -41°이상 -37°이하가 되도록 교차시키고, 가장 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 38° 이상 40° 이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -40° 이상 -38° 이하가 되도록 교차시킨다.
기재로서 굴절률 1.48의 유리를 사용하여 기재에 브루스터 각(약 56°)으로 P편광을 입사시키면 식 (2) 및 (3)에 따라 θ의 값은 40°이 되고, θ의 범위는 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 35°이상 44°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -44°이상 -35°이하가 되도록 교차시키고, 보다 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 37°이상 43°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -43°이상 -37°이하가 되도록 교차시키고, 더욱 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 38°이상 42°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -42°이상 -38°이하가 되도록 교차시키고, 가장 바람직하게는 3/4 파장판 또는 1/4 파장판의 지상축이 39°이상 41°이하이며, 다른 한쪽의 1/4 파장판 또는 3/4 파장판의 지상축이 -41°이상 -39°이하가 되도록 교차시킨다.
이와 같이 3/4 파장판과 1/4 파장판을 광원으로부터 광이 입사되는 각도에서 본 경우에는, 3/4 파장판과 1/4 파장판 각각의 지상축을 대체로 직교한 것 같은 상태가 된다. 즉, 3/4 파장판과 1/4 파장판을 각각의 지상축이 교차하도록 적층하여 이루어진 위상차층은 실질적으로 1/2 파장판이 된다. 또한, 3/4 파장판과 1/4 파장판이 적층된 위상차층은 해당 위상차층을 지지하는 지지 기판을 가질 수도 있다. 이 지지 기판으로서 1/2 파장판에서 사용되는 후술할 지지 기판을 사용할 수 있다. 덧붙여 적층된 위상차층의 지상축의 방향은 3/4 파장판의 지상축의 방향으로 간주할 수 있다.
중합성 액정이란, 분자 내에 중합성기가 있고 어느 온도 범위 또는 농도 범위에서 액정성을 나타내는 네마틱 액정 모노머를 말한다. 중합성기로는, (메타)아크릴로일기, 비닐기, 칼코닐기, 신나모일기, 에폭시기 등을 들 수 있다. 또한, 중합성 액정이 액정성을 나타내기 위해서는, 분자 내에 메소겐기가 있는 것이 바람직한데, 메소겐기란, 예를 들면 비페닐기, 터페닐기, (폴리)안식향산페닐에스테르기, (폴리)에테르기, 벤질리덴아닐린기, 또는 아세나프토퀴녹살린기와 같은 막대 모양, 판 모양의 치환기, 또는 트리페닐렌기, 프탈로시아닌기, 또는 아자 크라운기와 같은 원반 모양의 치환기, 즉 액정 상거동을 유도하는 능력을 갖는 기를 의미한다. 막대 모양 또는 판 모양의 치환기를 갖는 액정 화합물은, 칼라미틱 액정으로 해당 기술 분야에 알려져 있다. 이러한 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머는, 예를 들면 일본특허공개 2003-315556호 공보 및 일본특허공개 2004-29824호 공보에 기재되어 있는 중합성 액정, PALIOCOLOR 시리즈(BASF사 제품) 및 RMM 시리즈(Merck사 제품) 등의 중합성 액정을 들 수 있다. 이러한 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머는 단독으로 사용할 수도 있고 여럿을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머와 반응 가능한 액정성을 가지지 않는 중합성 화합물을 첨가하는 것도 가능하다. 이러한 화합물로는, 예를 들면 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있다. 자외선 경화형 수지로는, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트와 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트의 반응생성물, 이소시아누릭 고리를 갖는 트리이소시아네이트와 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트의 반응생성물, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트와 이소포론디이소시아네이트의 반응생성물, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 트리스(메타아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 글리세롤트리글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 카프로락톤변성트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 트리글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 비스(아크릴옥시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트, 비스(메타아크릴옥시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트, 비스페놀A디글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 카프로락톤변성 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 에틸카르비톨(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-시아노에틸(메타)아크릴레이트, 부틸글리시딜에테르와 (메타)아크릴산의 반응생성물, 부톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 부탄디올모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로도 사용할 수도 있고 여럿을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이들 액정성을 갖지 않는 자외선 경화형 수지는, 네마틱 액정 모노머를 포함하는 조성물이 액정성을 손실하지 않는 정도로 첨가하는 것이 좋은데, 바람직하게는, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머 100 중량부에 대해 0.1~20 중량부, 더욱 바람직하게는 1.0~10 중량부 정도가 좋다.
앞서 말한 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머나 중합성 화합물이 자외선 경화형인 경우, 이들을 포함하는 조성물을 자외선으로 경화시키기 위해 광중합 개시제가 첨가된다. 광중합 개시제로는, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1(BASF사 제품 Irgacure 907), 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(BASF사 제품 Irgacure 184), 4-(2-히드록시에톡시)-페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤(BASF사 제품 Irgacure 2959), 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온(Merck사 제품 Darocur 953), 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온(Merck사 제품 Darocur 1116), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(BASF사 제품 Irgacure 1173), 디에톡시아세트페논 등의 아세트페논계 화합물; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논(BASF사 제품 Irgacure 651) 등의 벤조인계 화합물; 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논(일본화약사 제품 KAYACURE MBP) 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-클로르티오크산톤(일본화약사 제품 KAYACURE CTX), 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤(일본화약사 제품 KAYACURE RTX), 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤(일본화약사 제품 KAYACURE CTX), 2,4-디에틸티오크산톤(일본화약사 제품 KAYACURE DETX), 2,4-디이소프로필티오크산톤(일본화약사 제품 KAYACURE DITX) 등의 티오크산톤계 화합물 등을 들 수 있다. 광중합 개시제로서 바람직하게는, Irgacure TPO, Irgacure TPO-L, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02, Irgacure 1300, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 379, Irgacure 819, Irgacure 127, Irgacure 907, Irgacure 1173(모두 BASF사 제품)을 들 수 있으며, 가장 바람직하게는 Irgacure TPO, Irgacure TPO-L, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02, Irgacure 1300, Irgacure 907을 들 수 있다. 이들 광중합 개시제는 한 종류를 사용할 수도 있고 복수를 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.
광중합 개시제로 벤조페논계 화합물이나 티오크산톤계 화합물을 사용하는 경우에는, 광중합 반응을 촉진시키기 위해 보조제를 병용할 수 있다. 그러한 보조제로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, n-부틸아민, N-메틸디에탄올아민, 디에틸아미노에틸메타아크릴레이트, 미힐러케톤, 4,4'-디에틸아미노페논, 4-디메틸아미노안식향산에틸, 4-디메틸아미노안식향산(n-부톡시)에틸, 4-디메틸아미노안식향산이소아밀 등의 아민계 화합물을 들 수 있다.
앞서 말한 광중합 개시제 및 보조제의 첨가량은 네마틱 액정 모노머를 포함하는 조성물의 액정에 영향을 주지 않는 범위에서 사용할 수 있으며, 해당 조성물 중 자외선으로 경화되는 화합물 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.5 중량부 이상 10 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 2 중량부 이상 8 중량부 이하가 좋다. 또한, 보조제는 광중합 개시제에 대해 0.5배에서 2배의 양인 것이 좋다.
또한, 하기 식 (4)로 표시되는 화합물, 하기 식 (5)로 표시되는 화합물 및 하기 식 (6)으로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 화합물(이하, 간단히 ‘첨가 화합물’이라고 함)이 액정성 화합물과 함께 첨가됨으로써, 1/2 파장판의 내열성이 향상되며 고온 분위기 하에서도 1/2 파장판의 위상차값의 변화를 적게할 수 있다.
[화 1]
식 (4)~식 (6), R1-1, R1-2, R1-3은 각각 독립적으로 탄소수 5 이상의 분기 구조를 가지는 알킬기를 나타낸다. R1-1, R1-2, R1-3가 각각 독립적으로 분기 구조를 가지는 알킬기인 경우, 고온 분위기 하에서 1/2 파장판의 위상차값의 변화가 특히 작아진다. 탄소수는 6 이상 18 이하인 것이 바람직하다. R1-1, R1-2, R1-3은 각각 독립적으로 CH3-(CH2)m-CH(RX)-기인 것이 보다 바람직하다. 여기서 RX는, 탄소수 1~5의 알킬기를 나타내며, R1-1, R1-2, R1-3은 각각 독립적으로 CH3-(CH2)m-CH(C2H5)-기인 것이 더욱 바람직하며, 2-에틸헥실기 또는 2-에틸부틸기인 것이 가장 바람직하다. 여기서 m은 1~6의 정수를 나타낸다. 식 (5)에서, R3는 -(CH2)p-기 또는 페닐렌기를 나타내며, p는 4~8의 정수를 나타낸다. R3이 페닐렌기인 경우 페닐렌기는 o 위치, m 위치, p 위치 중 어느 것에 치환기를 가질 수 있으나, o 위치에 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 식 (6)에서, R4는 치환 페닐렌기를 나타내며, 치환 페닐렌기는 o 위치, m 위치, p 위치 중 어느 것에 치환기를 가질 수 있으나, o 위치 및 p 위치에 치환기를 갖는 것이 바람직하다. 식 (4)에서, R2는 -CH2-CH2-기, -CH2-CH(CH3)-기 또는 -CH2-CH2-CH2-기를 나타내고, -CH2-CH2-기가 바람직하다.
식 (4)로 표시되는 화합물은, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트(3GO), 테트라에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트(4GO), 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트(3GH), 테트라에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 펜타에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 옥타에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 노나에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 데카에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트 등을 들 수 있다.
식 (5)로 표시되는 화합물은, 아디프산 비스(2-에틸헥실), 아디프산 비스(2-에틸부틸), 아젤라산 비스(2-에틸헥실), 아젤라산 비스(2-에틸부틸), 세바스산-디-2-에틸헥실, 세바스산-디-2-에틸부틸, 프탈산-디-2-에틸헥실, 프탈산-디-2-에틸부틸 등을 들 수 있다.
식 (6)으로 표시되는 화합물은, 트리멜리트산-트리-2-에틸헥실 및 트리멜리트산-트리-2-에틸부틸 등을 들 수 있다.
식 (4)로 표시되는 화합물, 식 (5)로 표시되는 화합물, 식 (6)으로 표시되는 화합물은 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 함께 사용할 수도 있다. 이들 중, 식 (4)로 표시되는 화합물은 앞서 말한 액정성 화합물과의 상용성이 우수하여 안정된 위상차 소자를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 식 (4)로 표시되는 화합물 중 액정성 화합물과의 상용성이 우수하고, 고온 분위기 하에서 1/2 파장판의 위상차값의 변화의 억제 효과에 특히 뛰어나다는 점에서, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트(3GO), 테트라에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트(4GO), 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트(3GH)가 보다 바람직하며, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트(3GO)가 더욱 바람직하다.
식 (4)로 표시되는 화합물, 식 (5)로 표시되는 화합물, 식 (6)으로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 첨가 화합물의 함량에 대해서는 특별히 한정되지 않으나, 상기 액정성 화합물 100 중량부에 대해 0.1 중량부 이상 300 중량부 이하인 것이 바람직하고, 0.5 중량부 이상 50 중량부 이하가 보다 바람직하며, 0.8 중량부 이상 30 중량부 이하가 더욱 바람직하고, 1 중량부 이상 15 중량부 이하가 가장 바람직하다. 상기 첨가 화합물의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 고온 분위기 하에서의 1/2 파장판의 위상차값 변화의 억제 효과를 얻지 못할 수 있다. 한편, 상기 첨가 화합물의 함량이 300 중량부를 초과하더라도 고온 분위기 하에서의 1/2 파장판의 위상차값 변화의 억제 효과는 변하지 않으므로, 상기 첨가 화합물의 함유량의 상한값은 재료 비용의 관점에서 300 중량부 이하인 것이 바람직하다.
(지지 기판)
1/2 파장판은, 위상차층을 지지하기 위해 지지기판을 가질 수 있다. 이러한 지지 기판은, 표시되는 화상의 시인성을 확보하기 위해, 가시광 영역에서 투명한 것이 좋은데, 구체적으로는 파장 380~780nm의 비편광 투과율이 50% 이상이면 좋으며, 70% 이상이면 바람직하고, 85% 이상이면 더욱 바람직하다. 여기서 비편광 투과율이란, 광의 진동에 규칙성이 없는 광의 투과율, 즉 자연광의 투과율을 의미한다. 또한, 지지 기판은 착색되어 있어도 되나, 착색되어 있지 않거나 착색이 적은 것이 좋다. 또한, 지지 기판의 굴절률은 1.2~2.0인 것이 바람직하며, 1.4~1.8인 것이 더욱 바람직하다. 지지 기판의 두께는 용도에 따라 적절히 선택하면 되는데, 5㎛~1000㎛가 바람직하고, 10㎛~250㎛가 더욱 바람직하며, 15㎛~150㎛가 가장 바람직하다.
지지 기판은 단층이거나 2층 이상의 적층체여도 무방하다. 지지 기판의 예로는 트리아세틸셀룰로스(TAC), 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등을 들 수 있다. 이중에서도 입사되는 P편광 또는 S편광의 편광축을 변화시키지 않도록 하기 위해 복굴절성이 적은 트리아세틸셀룰로스(TAC), 폴리올레핀, 아크릴 등이 바람직하다. 덧붙여 이들 지지 기판은 후술할 차단층으로도 사용할 수 있다.
(차단층)
본 발명에 사용되는 1/2 파장판은 편광축을 변환시키는 작용을 하는 위상차층이 존재하는 쪽에 차단층을 갖는 것이 바람직하다. 도 7은 차단층을 갖는 1/2 파장판의 일 실시형태를 나타낸다. 도 7에 표시된 1/2 파장판(11)은, 지지 기판(13)과, 지지 기판(13) 상에 형성된 위상차층(12)과, 위상차층(12) 상에 형성된 차단층(14)를 가진다. 도 7은 차단층(14)은, 1/2 파장판(11)의 한쪽 면에 형성되어 있으나, 1/2 파장판(11)의 양면, 즉 지지 기판(13)을 차단층으로 볼 수도 있으며, 지지 기판(13)의 바깥 쪽에 추가로 차단층(14)을 형성할 수도 있다.
1/2 파장판의 한쪽 면 또는 양면에 설치되는 차단층은 고분자 필름 또는 수지 조성물에서 형성되는 도막을 건조 또는 경화시켜 얻어지는 경화막으로 구성된다. 차단층이 고분자 필름인 경우, 차단층은 상기 지지 기판으로도 사용할 수 있는데, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스필름(TAC), 시클로올레핀폴리머필름(COP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트필름(PET), 아크릴필름 등이 있다. 또한, 이러한 지지 기판은 위상차값의 저하를 억제할 수 있는 것으로서, 본 발명의 편광축 변환 성능을 크게 해치지 않도록 사용할 수 있다면 연신되어 있어도 무방하다. 한편, 차단층이 경화막인 경우, 구체적으로는 1/2 파장판의 표면에 차단층 형성용 수지 조성물인 도포액을 도포하고, 얻어진 도막을 건조 또는 경화시킴으로써 1/2 파장판 상에 차단층을 적층시킨다.
1/2 파장판은 차재용 중간막과 접한 상태로 고온 환경에서, 예를 들어 자동차의 앞 유리의 사용 환경과 같은 경우에 있으면 위상차값이 저하될 수 있다. 이는 차재용 중간막의 재료 자체에 의한 침식, 중간막에 포함되는 가소제 등의 영향에 의한 것이라 생각된다. 이처럼 1/2 파장판이 위상차층 쪽에 차단층을 가짐으로써 차재용 중간막 등의 위상차값의 변화 원인이 될 수 있는 층과 1/2 파장판의 편광축을 변환시키는 작용을 하는 위상차층이 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 1/2 파장판의 위상차값의 저하를 억제할 수 있으며 그 결과, 내열성이 뛰어나고 고온 분위기 하에서 1/2 파장판의 위상차값의 변화가 적어, 안정된 광학 성능을 유지할 수 있는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있게 된다.
차단층 형성용 수지 조성물은, 예를 들면 폴리비닐알코올 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 수지를 포함하며, 해당 수지 조성물을 도포 및 건조하여 차단층을 형성할 수 있다. 또는 차단층 형성용 수지 조성물은, 예를 들어 자외선 경화형 수지 조성물, 열 경화형 수지 조성물 및 이들의 혼합물이며, 해당 경화형 수지 조성물을 도포 및 건조하고, 이어서 경화시킴으로써 차단층을 얻을 수 있다. 이러한 경화형 수지 조성물은 투명성, 도포성, 생산 비용 등의 관점에서 자외선 경화형 수지 조성물인 것이 바람직하다.
자외선 경화형 수지 조성물은, 자외선 경화형 수지와 광중합 개시제를 적어도 함유하며 임의로 추가 성분을 함유한다. 자외선 경화형 수지로는, 분자 중에 적어도 하나 또는 둘 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 다관능 (메타)아크릴레이트가 바람직하며, 예를 들어 디(메타)아크릴레이트, 다관능 폴리에스테르아크릴레이트류, 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트류, 다관능 에폭시(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이러한 자외선 경화형 수지를 이용하여 1/2 파장판의 위상차값이 저하되는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
디(메타)아크릴레이트로는, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노네인디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜의 ε-카프로락톤 부가물의 디(메타)아크릴레이트(예를 들어, 일본화약사 제품, KAYARADHX-220, HX-620 등), 비스페놀 A의 EO 부가물의 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 폴리에스테르(메타)아크릴레이트류로는, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판폴리에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 옥타(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 우레탄(메타)아크릴레이트류로는, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트디올 또는 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리올류와, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 지환식 폴리이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트 또는 4,4’-디페닐메탄 디이소시아네이트 등의 유기 폴리이소시아네이트류와, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 모노(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트의 ε-카프로락톤 부가물 또는 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 등의 수산기 함유 에틸렌성 불포화 화합물류와의 반응물인 우레탄(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다.
다관능 에폭시(메타)아크릴레이트류로는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 트리스페놀메탄형 에폭시 수지, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린폴리글리시딜에테르 또는 트리메틸올프로판폴리글리시딜에테르 등의 폴리글리시딜 화합물과, (메타)아크릴산의 반응물인 에폭시(메타)아크릴레이트류를 들 수 있다.
3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 다관능(메타)아크릴레이트로는, 예를 들면, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴 레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴 레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 등의 펜타에리스리톨류; 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트 등의 메틸올류; 트리스아크릴옥시에틸이소시아누레이트, 트리스아릴이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트류를 들 수 있다.
상기 자외선 경화형 수지로, 분자 중에 아크릴로일기를 2개 갖는 에폭시아크릴레이트류 또는 아크릴로일기를 3개 이상 갖는 우레탄아크릴레이트류를 5 중량% 이상 60 중량% 이하, 바람직하게는 20 중량% 이상 50 중량% 이하 함유하는 수지 조성물로부터 형성되는 차단층은, 1/2 파장판과의 밀착성이 좋고, 또한, 자외선으로 경화시켰을 때의 경화 수축이 적기 때문에 가공성의 관점에서 바람직하다. 또한, 자외선 경화형 수지로서, 분자 중에 적어도 3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물을 5 중량% 이상 80 중량% 이하, 바람직하게는 15 중량% 이상 70 중량% 이하 함유하는 수지 조성물로부터 형성되는 차단층은, 가소제 등의 침식에 의한 1/2 파장판의 위상차값 저하를 막는 효과가 더욱 높아지므로 바람직하다. 분자 중에 적어도 3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물의 함유율의 상한값이 80 중량%보다 크면 경화 수축이 크기때문에 가공성 및 1/2 파장판과의 밀착성이 저하되는 경향이 있고, 또한, 광학 적층체를 절단 가공할 때 절편이 발생하기 쉽다. 한편 상기 화합물의 함유량의 하한값이 5 중량% 미만에서는 차단층의 상기 성능이 저하되는 경향이 있다.
또한, 차단층 형성용 재료로, 유리 전이 온도(Tg)가 비교적 높은 수지, 수용성 수지, 분자 중에 아크릴로일기를 3개 이상 가지는 아크릴레이트류를 사용하는 것이 바람직하다. 이를 통해 차단층의 내구성을 향상시키는 효과를 높일 수 있다. 유리 전이 온도(Tg)는 80℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하며, 150℃ 이상 250℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 특히 수용성 수지, 유리 전이 온도가 150℃ 이상인 수지, 분자 중에 아크릴로일기를 3개 이상 가지는 아크릴레이트류는, 1/2 파장판의 위상차값 저하를 막는 효과가 더욱 뛰어나다.
광중합 개시제로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인류; 아세토페논, 2,2- 디에톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-페닐프로판-1-온, 디에톡시아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논류; 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 2- 클로로티오크산톤 등의 티오크산톤류; 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논, 4-벤조일-4’-메틸디페닐설파이드, 4,4’-비스메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류; 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 포스핀옥사이드류 등을 들 수 있다.
광중합 개시제의 구체적인 예로는, 치바 스페셜티 케미컬즈사의 Irgacure 184(1-히드록시시클로헥실페닐케톤) 및 Irgacure 907(2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온), BASF사의 LUCIRIN TPO(2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드) 등의 시판품을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
광중합 개시제는 차단층 형성용 수지 조성물의 고형분 중에 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하로 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량% 이상 7 중량% 이하 함유되는 것이 더욱 바람직하다.
차단층 형성용 수지 조성물에는 용제가 추가로 포함된다. 이러한 용제는 사용하는 수지 및 광중합 활성제 등을 용해할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 이소프로판올, 시클로펜탄올 등을 들 수 있는데, 메틸에틸케톤이 바람직하다. 또한, 이들 용제는 임의의 비율로 추가할 수 있으며, 한 종류만을 더해도 되고, 복수의 용제를 병용해도 된다. 이들 용제는 건조 공정에서 건조 제거된다.
차단층 형성용 수지 조성물은 경화 촉진제를 추가로 함유할 수도 있다. 경화 촉진제로는, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 2-메틸아미노에틸벤조에이트, 디메틸아미노아세토페논, p-디메틸아미노안식향산이소아미노에스테르, EPA 등의 아민류; 2-메르캅토벤조티아졸 등의 수소 공여체를 들 수 있다. 이들 경화 촉진제의 함유량은 차단층 형성용 수지 조성물의 고형분 중 0 중량% 이상 5 중량% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 차단층 형성용 수지 조성물은, 필요에 따라 레벨링제, 소포제, 자외선 흡수제, 광 안정화제, 산화 방지제, 중합 금지제, 가교제 등의 첨가제를 하나 이상 함유하여, 각각 그 목적 기능을 부여할 수 있다. 레벨링제로는, 불소계 화합물, 실리콘계 화합물, 아크릴계 화합물 등을 들 수 있다. 자외선 흡수제로는, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다. 광 안정화제로는, 힌더드 아민계 화합물 및 벤조에이트계 화합물 등을 들 수 있다. 산화 방지제로는, 페놀계 화합물 등을 들 수 있다. 중합 금지제로는, p-메톡시페놀, 메틸히드로퀴논, 히드로퀴논 등을 들 수 있다. 가교제로는, 지환식 폴리이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 4,4’-디페닐메탄디이소시아네이트 등 폴리이소시아네이트류와 멜라민 화합물 등을 들 수 있다. 이들 각 첨가제의 첨가량은 부여해야 하는 기능에 따라 적절하게 설계된다.
차단층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 자외선 경화형 수지로 구성된 차단층의 두께의 상한값은 경화 수축의 관점에서 50㎛가 바람직하며, 20㎛가 더욱 바람직하다. 한편 자외선 경화형 수지로 구성된 차단층의 두께의 하한값은 경화성의 관점에서 0.1㎛가 바람직하고, 1㎛가 더욱 바람직하다. 차단층의 두께가 0.1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위인 것을 통해 1/2 파장판의 위상차값 저하를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다. 차단층은 차단층 형성용 수지 조성물을, 건조 후의 막 두께가 0.1㎛ 이상 50㎛ 이하의 범위가 되도록 도포하고 도막을 건조시킨 다음, 자외선 조사 또는 가열을 통해 경화시켜 경화막을 형성시키는 과정으로 얻을 수 있다.
차단층 형성용 수지 조성물의 도포 방법에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 바 코터 코팅, 와이어바 코팅, 에어나이프 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 마이크로 리버스 그라비아 코터 코팅, 디 코터 코팅, 딥 코팅, 스핀 코터 코팅, 스프레이 코팅 등을 들 수 있다.
차단층 형성용 수지 조성물에 포함된 수지가 자외선 경화형 수지인 경우, 수지의 경화를 위해 자외선을 조사하나, 전자선 등을 사용할 수도 있다. 자외선에 의해 수지를 경화시키는 경우, 광원으로는 제논 램프, 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프 또는 LED 등을 갖는 자외선 조사 장치를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 광량 및 광원이 조정 배치된다. 고압 수은 램프를 사용하는 경우, 80~120W/cm2의 에너지를 갖는 램프 한 개에 대해 이송 속도 5~60m/분으로 수지를 경화시키는 것이 바람직하다. 한편 전자선에 의해 수지를 경화시키는 경우에는 100~500eV의 에너지를 갖는 전자선 가속 장치를 사용하는 것이 바람직한데, 이 때 광중합 개시제를 사용하지 않아도 무방하다.
다음으로, 상기 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머를 이용하여 본 발명에 사용되는 1/2 파장판을 제작하는 방법을 설명한다. 이러한 방법으로는 예를 들면, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머를 용제에 용해시킨 다음, 용액 중에 광중합 개시제를 첨가한다. 이러한 용제는 사용하는 액정 모노머를 용해할 수 있는 것이라면 따로 한정되지 않으나, 예를 들면 시클로펜탄온, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 들 수 있으며, 시클로펜탄온 및 톨루엔 등이 바람직하다. 그 후, 이 용액을 지지 기판으로 사용되는 PET 필름 또는 TAC 필름과 같은 플라스틱 필름 위에 두께가 생기도록 균일하게 도포하고 가열하여 용제를 제거시키면서, 도포 필름 상에 액정이 되며, 배향되는 온도 조건에서 일정 시간 방치한다. 이 때, 지지 기판의 표면을 도포하기 전에 원하는 배향 방향으로 러빙 처리 또는, 편광 조사에 의해 광 배향성을 발휘하는 광 배향재료를 지지 기판의 표면에 성막하고 편광 조사하는 등의 배향 처리를 해두면, 액정의 배향을 보다 균일하게 만들 수 있다. 이를 통해 1/2 파장판의 지상축을 원하는 각도로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 1/2 파장판의 헤이즈값을 낮출 수 있게 된다. 계속해서 이 배향 상태를 유지하면서, 고압 수은 램프 등으로 네마틱 액정 모노머에 자외선을 조사하여, 액정의 배향을 고정화시킴으로써 원하는 지상축을 갖는 1/2 파장판을 얻을 수 있다.
중합성 액정 모노머는 앞서 말한 것과 같이 배향 처리된 지지 기판 상에 직접 도포되어 있는 경우, 즉 1/2 파장판이 배향 처리된 지지 기판 상에 형성된 중합성 액정층을 가지는 경우, 1/2 파장판은 도포 필름을 가지므로 다루기 쉽다. 또한, 이러한 구성은 중합성 액정층을 다른 기판에 접착제 또는 점착제 등을 이용하여 붙이는 구성에 비해 제조 공정이 적으므로, 보다 저렴하게 본 발명에 사용되는 광학 적층체를 제작하는 것이 가능하다. 덧붙여 지지 기판에 앞서 말한 배향 처리를 하고, 배향 처리된 지지 기판에 중합성 액정 모노머를 직접 도포하는 경우에는, 1/2 파장판의 편광축을 변화시키지 않기 위해 복굴절성이 작은 조정된 트리아세틸셀룰로스(TAC), 폴리올레핀(COP), 아크릴, 나일론, 폴리에스테르(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐알코올계 수지(PVA), 폴리비닐부티랄 수지(PVB), 폴리우레탄 또는 에틸렌-아세트산비닐 공중합계 수지(EVA) 등을 지지 기판으로 사용할 수 있다. 또한, 지지 기판이 연신 등에 의해 복굴절성이 높은 플라스틱 필름이더라도, P편광의 편광축에 대해 지상축을 평행 또는 직교하도록 배치함으로써 복굴절성이 높은 플라스틱 필름을 사용할 수 있다.
또한, 차단층을 갖는 1/2 파장판에서, 중합성 액정 모노머가 앞서 말한 것과 같이 배향 처리된 지지 기판 상에 직접 도포되어 있는 경우, 즉 1/2 파장판이 배향 처리된 지지 기판 상에 형성된 중합성 액정층을 갖는 경우, 지지 기판이 차단층과 마찬가지로 1/2 파장판의 위상차값의 저하를 방지하는 기능을 한다. 1/2 파장판이 이러한 구성을 가짐으로써, 차재용 중간막 등의 위상차값의 변화 원인이 될 수 있는 층이, 지지 기판 쪽에서도 1/2 파장판의 중합성 액정층과 직접 접촉하지 않고도 1/2 파장판의 위상차값의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 구성은 1/2 파장판의 양면에 차단층을 마련하는 구성과 비교하여 차단층을 한 층 분량 형성하는 제조 공정을 줄일 수 있기 때문에 보다 저렴하게 본 발명에 사용되는 광학 적층체를 제조할 수 있다.
본 발명에 사용되는 광학 적층체는 차단층을 갖는 1/2 파장판 상에 중간막이 형성된 중간 적층체를 포함할 수도 있다. 도 8은 이러한 중간 적층체의 일 실시형태를 나타낸다. 도 8에 표시된 중간 적층체(10’)는 한쪽 면에 차단층을 갖는 1/2 파장판(11)과 두 장의 중간막(9)을 포함하며, 1/2 파장판(11)이 두 장의 중간막(9) 사이에 샌드위치된 구성을 가진다. 또한, 도 9는 이러한 중간 적층체를 포함하는 광학 적층체의 일 실시형태를 나타내며, 도 9에 도시된 광학 적층체(4)는, 차단층을 포함하는 중간 적층체(10’)가 두 장의 기재(7) 사이에 샌드위치된 구성을 가진다. 중간 적층체(10’)에는 중간막(9)이 차단층(14) 쪽에 형성되면 되는데, 1/2 파장판(11)의 지지 기판(13) 쪽에 형성되어도 된다. 또한, 광학 적층체(4)가 중간 적층체(10’)를 가지는 경우, 도 5에 도시된 광학 적층체(4)와 마찬가지로 중간막(9)은 기재(7)와 1/2 파장판(11)의 밀착성을 유지하는 위한 점착제 또는 접착제로서의 기능도 가진다.
(중간막)
광학 적층체에 추가로 중간막이 적층되는 경우, 중간막으로는 열가소성 수지를 사용할 수 있으며, 일반적으로 사용되는 차재용 중간막을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 차재용 중간막으로는, 예를 들면 폴리비닐부티랄계 수지(PVB), 폴리비닐알코올계 수지(PVA) 또는 에틸렌-아세트산비닐 공중합계 수지(EVA)를 들 수 있다. 이들은 접합 유리용 중간막으로서 널리 쓰이므로 바람직하다. 또한, 중간막의 두께는 표시광의 반사에 영향을 주지 않는 범위라면 따로 한정되지 않으며, 용도에 따라 적절하게 설계할 수 있다.
중간막은 가공성의 관점에서 가소제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이러한 가소제로는 일염기성 유기산 에스테르, 다염기성 유기산 에스테르 등의 유기산 에스테르 가소제나 유기 인산 가소제, 유기 아인산 가소제 등의 인산 가소제 등을 들 수 있다. 일염기성 유기산 에스테르로는, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 또는 트리프로필렌글리콜 등의 글리콜과, 낙산, 이소낙산, 카프론산, 2-에틸부틸산, 헵틸산, n-옥틸산, 2-에틸헥실산, 펠라르곤산(n-노닐산) 또는 데실산 등의 일염기성 유기산과의 반응을 통해 얻어진 글리콜에스테르 등을 들 수 있다.
다염기성 유기산 에스테르로는, 아디프산, 세바스산, 아젤라산 등의 다염기성 유기산과, 탄소수 4~8의 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 알코올의 에스테르 화합물을 들 수 있다. 이러한 유기 에스테르 가소제로는, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 트리에틸렌글리콜 디카프릴레이트, 트리에틸렌글리콜-디-n-옥타노에이트, 트리에틸렌글리콜-디-n-헵타노에이트, 테트라에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 테트라에틸렌글리콜-디-n-헵타노에이트, 디부틸세바케이트, 디옥틸아젤레이트, 디부틸카르비톨아디페이트, 에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 1,3-프로필렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 1,2-부틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 디에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 디에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트, 디프로필렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸펜타노에이트, 테트라에틸렌글리콜-디-2-에틸부틸레이트, 디에틸렌글리콜 디카프릴레이트, 트리에틸렌글리콜-디-n-헵타노에이트, 테트라에틸렌글리콜-디-n-헵타노에이트, 트리에틸렌글리콜 디헵타노에이트, 테트라에틸렌글리콜 디헵타노에이트, 아디프산디헥실, 아디프산디옥틸, 아디프산헥실시클로헥실, 아디프산헵틸과 아디프산노닐의 혼합물, 아디프산디이소노닐, 아디프산헵틸노닐, 세바스산디부틸, 유변성 세바스산알키드, 인산에스테르와 아디프산에스테르의 혼합물 등을 들 수 있다.
유기 인산 가소제로는, 트리부톡시에틸포스페이트, 이소데실페닐포스페이트, 트리이소프로필포스페이트 등을 들 수 있다.
중간막에는 추가로 자외선 흡수제, 항산화제, 대전 방지제, 열 안정제, 착색제, 접착 조정제 등이 적절하게 첨가 배합되어 있어도 되는데, 특히 적외선을 흡수하는 미립자가 분산된 중간막은, 고성능의 열 차단 접합 유리를 제작하는데 있어 중요하다. 적외선을 흡수하는 미립자에는, Sn, Ti, Zn, Fe, Al, Co, Ce, Cs, In, Ni, Ag, Cu, Pt, Mn, Ta, W, V, Mo으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, Sb 또는 F를 도핑한 상기 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 또는 이들 중에서 적어도 2종 이상을 포함하는 복합물 등의 도전성을 갖는 재료의 초미립자를 이용할 수 있다. 특히 열 차단 접합 유리를 투명성이 요구되는 건축용이나 자동차용 창으로서 사용되는 경우에는, 가시광선의 영역에서 투명한 주석 도핑 산화 인듐(ITO), 안티몬 도핑 산화 주석(ATO), 불소 도핑 산화 주석이 가장 바람직하다. 중간막에 분산시키는 적외선을 흡수하는 미립자의 입경은, 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 미립자의 입경이 0.2㎛ 이하이면 가시광 영역에서의 광의 산란을 억제하면서도 미립자가 적외선을 흡수할 수 있고, 또 헤이즈를 발생시키지 않으며, 전파 투과성과 투명성을 확보하면서도 접착성, 투명성, 내구성 등의 물성이 미첨가된 중간막과 동등하게 유지될 뿐만 아니라, 통상의 접합 유리의 제조 라인에서 작업하여 접합 유리화 처리를 실시할 수 있다. 덧붙여 중간막으로 PVB를 이용하는 경우에는, 중간막의 함수율을 최적으로 유지하기 위해, 항온 항습의 방에서 맞춤 처리를 실시한다. 또 중간막으로는 그 일부가 착색된 것도 사용할 수 있으며, 소리 차단 기능을 갖는 층이 샌드위치된 것도 사용할 수 있고, 또는 HUD 시스템에서 이중상이 발생되는 것을 경감시키기 위해 중간막의 두께에 경사가 있는 것(쐐기형(wedge-shaped)) 등도 사용할 수 있다.
특히 중간막이 PVB 수지인 경우, 위상차층으로 중합성 액정층을 가지는 1/2 파장판은 중간막과 중합성 액정층의 접촉에 의해 고온 조건에서 열화하고, 위상차값이 저하될 우려가 있다. 이는 1/2 파장판에 인접한 PVB 수지 자체의 침식, PVB 수지에 포함된 상술한 가소제 등의 영향인 것으로 생각된다. 본 발명에서 사용되는 광학 적층체가 차단층을 가지는 1/2 파장판을 포함하고 있으면, 이러한 PVB 수지로 된 중간막 또는 가소제를 포함하는 PVB 수지로 된 중간막이 1/2 파장판의 위상차층과 직접 접하도록 적층되어 있어도, 1/2 파장판의 열화가 억제되며 또한, 위상차값의 변화를 억제할 수 있다.
광학 적층체가 1/2 파장판이 두 장의 중간막 사이에 샌드위치된 중간 적층체를 갖는 경우, 두 장의 중간막은 라미네이트에 의해 형성된 막인 것이 좋다. 중간막을 라미네이트하는 방법에 대해서는 따로 제한하지 않으나, 예를 들어 닙롤(nip roll)을 이용하여 중간막, 1/2 파장판, 중간막을 동시에 압착하여 라미네이트하는 방법을 들 수있다. 라미네이트 시 닙롤을 가열할 수 있는 경우에는, 가열하면서 압착하는 것도 가능하다. 또한, 중간막과 1/2 파장판의 밀착성이 떨어지는 경우에는, 중간막에 코로나 처리나 플라즈마 처리 등을 통해 사전에 표면 처리를 실시한 후 라미네이트 할 수도 있다.
중간막은 용제에 용해시킨 상태에서 1/2 파장판의 한쪽 면 또는 양면에 직접 적층할 수도 있다. 중간막으로 폴리비닐부티랄계 수지(PVB)를 사용하는 경우 부티랄화 정도의 하한값은 40몰%인 것이 바람직하고, 55몰%인 것이 더욱 바람직하며, 60몰%인 것이 가장 바람직하다. 한편 부티랄화 정도의 상한값은 85몰%인 것이 바람직하고, 80몰%인 것이 더욱 바람직하며, 75몰%인 것이 가장 바람직하다. 덧붙여 부티랄화 정도는, 적외 흡수 스펙트럼(IR)법에 의해 측정할 수 있는데, 예를 들면 FT-IR을 이용하여 측정할 수 있다.
폴리비닐부티랄계 수지의 수산기의 양의 하한값은 15몰%인 것이 바람직하며, 상한값은 35몰%인 것이 바람직하다. 수산기의 양이 15몰% 미만이면, 기재로 유리를 사용하는 경우에 접합 유리용 중간막과 유리의 접착성이 저하되거나 접합 유리의 내관통성이 저하될 수 있다. 한편 수산기의 양이 35몰%를 초과하면 중간막이 딱딱해질 수 있다.
폴리비닐부티랄 수지는 폴리비닐알코올을 알데히드로 아세탈화하여 제조할 수 있다. 폴리비닐알코올은 일반적으로 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻을 수 있는데, 일반적으로 비누화 정도가 80~99.8몰%인 폴리비닐알코올이 사용된다. 또한, 폴리비닐알코올의 중합도의 상한값은 4,000인 것이 바람직하고, 3,000인 것이 더욱 바람직하며, 2,500인 것이 가장 바람직하다. 중합도가 4,000을 넘으면 중간막을 성형하기 어려워질 수 있다.
<반사경>
본 발명에 따른 HUD 시스템은 반사경을 포함할 수도 있다. 반사경은, 표시기로부터의 표시광을 광학 적층체를 향해 반사할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 평면 거울, 오목 거울 등으로 구성된다. 반사경으로 오목 거울을 이용하는 경우, 오목 거울은 표시기로부터의 표시광을 소정의 배율로 확대할 수 있다.
<광학 적층체의 제조방법>
다음으로, 기재로서 유리를 이용하여 광학 적층체를 제조하는 방법의 일례를 구체적으로 설명한다. 먼저 두 장의 유리판을 준비한다. 유리판을 자동차 앞 유리용의 접합 유리로 이용하는 경우에는, 플로트법으로 만들어진 소다라임 유리를 사용하는 것이 좋다. 유리는 투명인 것과 녹색으로 착색된 것 중 어느 것이라도 괜찮으며 특별히 제한되지 않는다. 이들 유리판의 두께는 일반적으로 약 2mmt의 것을 사용하나, 최근 유리의 경량화 요구에 따라 이것보다 약간 얇은 두께의 유리판을 사용할 수도 있다. 유리판을 소정의 형상으로 잘라, 유리판의 모서리를 모따기한 후 세정한다. 흑색의 가장자리 모양이나 도트 모양의 프린트가 필요한 경우에는, 유리판에 이를 인쇄한다. 앞 유리처럼 곡면 형상이 필요한 경우에는, 유리판을 650℃ 이상으로 가열한 후, 몰드에 의한 프레스나 자체 무게(empty weight)에 의한 휨 등을 통해 두 장이 같은 면의 형상이 되도록 정형하고, 유리를 냉각한다. 이 때, 냉각 속도를 너무 빠르게 하면, 유리판에 응력 분포가 생겨 강화 유리가 되므로 천천히 냉각시킨다. 이와 같이 제작한 유리판 중 한 장을 수평으로 놓고, 그 위에 1/2 파장판을 겹쳐 놓은 다음, 그 위에 다른 한 장의 유리판을 놓는다. 또는 유리판 위에 중간막, 1/2 파장판, 중간막을 순서대로 겹쳐 놓거나, 1/2 파장판, 중간막을 순서대로 겹쳐 놓고 마지막에 다른 한 장의 유리판을 놓는 방법이어도 무방하다. 이어서 유리판의 모서리에서 비어져 나온 1/2 파장판과 중간막은 커터로 절단 및 제거한다. 그 후, 샌드위치 모양으로 적층한 유리, 중간막, 1/2 파장판 사이에 존재하는 공기를 탈기하면서 온도 80℃~100℃로 가열하여, 예비 접착을 실시한다. 공기를 탈기하는 방법으로는 유리/(중간막)/1/2 파장판/(중간막)/유리의 예비 적층체를 내열 고무 등으로 만든 고무백으로 감싸서 행하는 백(bag)법과, 예비 적층체의 유리의 단부만을 고무링으로 덮어 밀봉하는 링(ring)법의 두 종류가 있는데, 어느 방법을 이용해도 무방하다. 예비 접착이 종료된 후, 고무백에서 꺼낸 유리/(중간막)/1/2 파장판/(중간막)/유리의 예비 적층체, 또는 고무링을 떼어낸 예비 적층체를 오토클레이브(autoclave)에 넣어, 10~15kg/cm2의 고압 조건에서, 120℃~150℃로 가열하고, 이 조건에서 20분~40분간, 가열 및 가압 처리한다. 가열 및 가압 처리 후, 예비 적층체를 50℃ 이하로 냉각한 다음 감압하여, 유리/(중간막)/1/2 파장판/(중간막)/유리로 구성된 기능성 광학 적층체를 오토클레이브에서 꺼낸다.
이렇게 얻어진 기능성 광학 적층체는, 보통 자동차, 소형 자동차, 경자동차 등은 물론이고, 대형 특수 자동차, 소형 특수 자동차의 앞 유리, 측면 유리, 후면 유리, 지붕 유리로 사용할 수 있다. 이뿐만 아니라, 철도 차량, 선박, 항공기의 창으로도, 또 건재용 및 산업용 창재로도 사용할 수 있다. 또한, 광학 적층체는 UV 차단 기능이나 조광기능을 갖는 부재와, 적층 또는 접합하여 이용 가능하다.
본 발명에 따른 HUD 시스템은 도 10에 나타낸 것처럼, 표시기(2)에서 출사된 표시광이 P편광이며, 나아가 광학 적층체(4)에 대한 P편광의 브루스터 각을 α라 할 때, 광학 적층체(4)에 입사되는 P편광의 입사각이 α-10°이상 α+10°이하의 범위인 것이 바람직하다. 즉, 표시기(2)에서 나온 P편광을, 광학 적층체의 표면에 수직인 축(18)에 대해 브루스터 각 근방의 입사각(19)으로 광학 적층체(4)에 입사시킴으로써, 광학 적층체 표면에서의 P편광의 반사가 크게 감소된다. 광학 적층체를 투과한 P편광은, 광학 적층체를 구성하는 1/2 파장판에서 S편광으로 변환되고, 변환된 S편광은 다른 광학 적층체(4)의 계면에서 반사된다. 반사된 S편광이 1/2 파장판에 의해 다시 P편광으로 변환되고, 이 P편광이 관찰자에게 도달한다. 이를 통해 표시되는 화상은 허상으로 관찰자에게 시인 가능해진다. 한편, P편광의 입사각이 α-10°미만, 또는 α+10°보다 큰 경우 P편광의 입사각은 브루스터 각 근방에서 벗어나 버리기 때문에, P편광의 반사율이 증가하여 이중상이 발생할 수도 있다. 이처럼 P편광의 입사각을 브루스터 각 근방으로 조정함으로써 이중상이 발생하는 것을 크게 경감시킬 수있다. 또한, 일반적으로 노면에서 반사되는 반사광은 S편광이기 때문에 편광 선글라스는 S편광을 흡수할 수 있도록 설계되어 있다. 따라서, S편광을 이용한 기존의 HUD 시스템에서는, 편광 선글라스를 통한 HUD의 표시되는 화상의 시인성이 극단적으로 저하하게 된다. 한편 관찰자에게 P편광이 도달하는, P편광을 이용한 HUD 시스템이라면 이중상이 발생하는 것을 억제할 수 있는 동시에 편광 선글라스의 착용 시에도 표시되는 화상의 시인성을 높일 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 중간막은 하나의 독립적인 막으로써 기재와 1/2 파장판 사이에 겹쳐서 배치되어 있으나, 그 대신에 중간막이 미리 기재에 직접 적층된 상태로 배치되어 있어도 된다. 구체적으로는 두 장의 중간막 중 적어도 하나의 중간막이 미리 기재에 직접 적층된 막이어도 무방하다. 이러한 중간막을 사용하면 1/2 파장판과 기재 사이에 중간막을 배치하는 공정을 생략할 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다.
실시예
다음에서 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 나타낸다. 실시예에서 ‘부’는 중량부를 의미한다.
[실시예 1]
<도포액(액정조성물)의 제조>
표 1의 조성을 갖는 도포액(A)을 제조했다.
[표 1]
<1/2 파장판의 제작>
제조한 도포액(A)을 이용하여 아래의 순서로 각각 1/2 파장판을 제작했다. 지지 기판으로는 일본 특허 공개 2002-090743호 공보의 실시예 1에 기재된 방법으로 러빙 처리된 TAC 필름(두께 80㎛)을 사용했다.
(1) 도포액(A)을 와이어 바를 이용하여 건조 후 각각 얻어지는 1/2 파장판의 두께가 2㎛가 되도록, TAC 필름의 러빙 처리면에 실온에서 도포했다.
(2) 얻어진 도포막을 50℃에서 2분간 가열하여 용매를 제거하고 액정상으로 했다. 이어서, 액정상에 대해 고압 수은 램프(해리슨토시바라이팅사 제품)를 120W의 출력으로 5~10 초간 UV 조사하여 액정상을 고정하고, TAC 필름 상에 중합성 액정층을 적층한 1/2 파장판을 제작했다.
<중간 적층체의 제조>
두께가 0.38mm로, 가소제로서 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트를 함유한 투명한 폴리비닐부티랄 중간막 두 장을 이용해, 제작한 1/2 파장판을 두 장의 폴리비닐부티랄 필름 사이에 배치하고, 이어서 라미네이터로 가압 및 압착하여 중간 적층체를 제조했다.
<광학 적층체의 제조>
한 장의 두께가 2mm인 두 장의 투명한 유리판 사이에 제작한 중간 적층체를 배치한 다음, 아래 방법으로 가압 및 가열하여 광학 적층체를 제조했다.
먼저 하나의 유리판 위에, 제작한 중간 적층체, 다른 하나의 유리판 순으로 겹쳐 놓았다. 그 다음 겹쳐진 유리판의 가장자리부에서 비어져 나온 중간 적층체의 여분의 부분을 절단 및 제거했다. 이것을 고무백으로 싸서 90℃로 가열한 오토클레이브에서 10분간 탈기하고, 예비 접착했다. 예비 접착한 중간 적층체를 실온까지 냉각한 다음, 이것을 고무백에서 꺼내 다시 오토클레이브에서 135℃, 12kg/cm2의 압력에서 30분간 가열 및 가압했다. 이렇게 하여 외관이 양호한 본 발명에 사용되는 광학 적층체를 제조했다. 얻어진 광학 적층체의 위상차값을 자동 복굴절계(오지계측사의 ‘KOBRA-21ADH’)로 측정한 결과, 546nm의 위상차값은 252nm였다.
<1/2 파장판의 편광축 변환 성능의 측정>
시마쯔제작소 제품의 분광 광도계(MPC-3100)를 이용하여 도 11에 나타낸 측정방법으로 1/2 파장판의 편광축 변환 성능을 측정했다. 도 11에서, 측정 샘플(40)에 광원으로부터의 P편광을 입사각(60)으로 출사시켜, 수광기 쪽과 측정 샘플(40) 사이에 S편광을 흡수하는 편광판(50)이 설치되었다. 덧붙여 이 측정 방법은 P편광을 광원으로 하며, 수광기 쪽에 S편광을 흡수하는 편광판을 설치하였기 때문에, 편광축 변환 성능이 높은 측정 샘플일수록 수광기가 검지하는 광(평균 투과율)이 낮아진다. 이 측정 방법으로 1.2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 입사되는 P편광의 편광측이 이루는 각도 θ가 50°, 45°, 40°, 35°, 30°가 되도록 실시예 1에서 제작한 광학 적층체를 측정 샘플(40)로 설치하여, P편광의 입사각이 0°, 30°, 50°, 56°, 65°의 조건에서 각 입사각에서의 광학 적층체의 평균 투과율을 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
<편광축 변환 성능 평가>
표 2에 나타낸 평균 투과율은 400nm~700nm의 가시광 영역에서의 평균 투과율이며, 앞서 말한 것과 같이 평균 투과율이 낮을수록, 편광축 변환 성능이 우수하다고 판단할 수 있다. 또한, 광학 적층체에 입사되는 P편광의 입사각이 45°이상 65°이하의 범위인 경우에는 광학 적층체의 표면에서의 반사율을 이론적으로 2% 이하로 억제할 수 있다. 이러한 점에서 1/2 파장판의 지상축과 50°, 56°, 65°의 입사각으로 광학 적층체에 입사된 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 35°및 40°, 즉, 35°이상 44°이하의 범위인 경우에는 1/2 파장판은 뛰어난 편광축 변환 성능을 보이면서도 광학 적층체 표면에서의 P편광의 높은 반사도 억제할 수 있음을 알 수 있다.
[표 2]
<더욱 높은 편광축 변환 성능의 산출>
아래 식 (2)와 (3)에서 광학 적층체에 대한 P편광의 입사각이 0°, 30°, 50°, 56°, 65°인 경우의 1/2 파장판의 지상축과, 이들 각도로 입사되는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ를 구했다. 그 결과, P편광의 입사각이 0°, 30°, 50°, 56°, 65°에 대해 θ의 값은 각각 45°, 43°, 41°, 40°, 39°였다. 덧붙여 공기의 굴절률은 1.00로, 1/2 파장판의 굴절률은 1.55로 설정했다. 표 2에서, P편광의 입사각이 0°, 30°인 경우에 평균 투과율이 가장 높은 θ의 값은 45°이고, P편광의 입사각이 50°, 56°, 65°인 경우에 θ의 값은 40°에서 평균 투과율이 가장 높았다. 즉, 아래 식 (2)와 (3)에서 산출된 θ의 값 부근에서 1/2 파장판의 편광축 변환 성능이 가장 높다. 따라서 아래 식 (2)와 (3)을 만족하도록 각도 θ를 엄격하게 제어함으로써, 1/2 파장판의 편광축 변환 성능을 더욱 높일 수 있다.
[수 4]
θ : 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 대해 임의의 입사각 α로 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도
α : 광학 적층체에 대한 S편광 또는 P편광의 입사각
nα : 공기의 굴절률
nβ : 1/2 파장판의 굴절률
<헤드업 디스플레이의 제작 및 표시 화상에 대한 평가>
도 2에 나타낸 것과 같은 배치로 헤드업 디스플레이를 제작했다. 덧붙여 표시기(2)에는 광원(20)으로 액정 프로젝터, 편광판(30)으로 P편광을 출사할 수 있도록 편광판을 각각 설치했다. 광학 적층체(4)는 실시예 1에서 제작한 광학 적층체를 사용하여, 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체(4)로 입사되는 P편광의 지상축이 이루는 각도 θ가 40°가 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 또한, 광학 적층체(4)에 대한 P편광의 입사각이 브루스터 각(약 56°)이 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 다음으로 암실 내에서 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체(4)에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상에 이중상은 관찰되지 않았다. 또한, 시판 편광 선글라스(S편광을 흡수함)를 착용하고 표시되는 화상을 관찰한 결과, 표시 화상의 시인성이 높아 매우 선명한 표시 화상을 확인할 수 있었다.
[실시예 2]
편광판(30)으로서 S편광이 출사되도록 편광판을 설치하고 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체(4)에 입사되는 S편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 40°이며 또한, 광학 적층체(4)에 대한 S편광의 입사각이 브루스터 각(약 56°)가 되도록 광학 적층체(4)를 설치하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방식으로 헤드업 디스플레이를 제작했다. 암실 내에서 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체(4)에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상에서 이중상은 관찰되지 않았다.
[실시예 3]
1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 입사된 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 35°가 되도록 광학 적층체를 설치하는 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 방식으로 헤드업 디스플레이를 제작했다. 암실 내에서 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상에서 이중상은 관찰되지 않았다.
[비교예 1]
1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체(4)에 입사되는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ를 50°로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 평가했다. 그 결과 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상은 실시예 1에서 관찰된 표시 화상에 비해 어둡고, 종합적으로 시인성이 낮은 것이었다.
[실시예 4]
<차단층 형성용 자외선 경화 수지 도포액의 제조>
표 3에 나타낸 조성을 갖는 자외선 경화 수지 조성물의 도포액(B)을 제조했다.
[표 3]
<광학 적층체의 제조>
실시예 1에 기재된 공정 (1)과 (2)를 통해 제작한 1/2 파장판에 추가로 다음 공정 (3)과 (4)를 추가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방식으로 광학 적층체를 제작했다. 이를 통해 위상차층이 존재하는 쪽에 차단층이 형성되어 있는 1/2 파장판을 갖는 광학 적층체를 제조했다.
<1/2 파장판의 제작>
실시예 1에 기재된 공정 (1) 및 (2)를 거친 다음,
(3) 1/2 파장판의 중합성 액정층 쪽에 건조 후 얻은 차단층의 두께가 1.5㎛가 되도록 차단층 형성용 자외선 경화 수지 조성물인 도포액(B)을, 와이어 바를 이용하여 실온에서 도포했다.
(4) 얻어진 도막을 40℃에서 1분간 가열하여 용매를 제거했다. 그 다음 도막에 고압 수은 램프(해리슨토시바라이팅사 제품)를 120W의 출력으로 5~10초간 UV 조사하여 위상차층 쪽에 차단층을 갖는 1/2 파장판을 제작했다.
[실시예 5]
폴리비닐부티랄 수지(KURARAY사 제품의 Mowital B20H)를 고형분이 30 중량%가 되도록 메틸에틸케톤에 용해하여 얻은 용액을, 실시예 2에서 제작한 1/2 파장판의 차단층 상에 건조 후의 두께가 100㎛가 되도록 콤마코터를 이용하여 도포했다. 다음으로 얻어진 도막을 80℃에서 3분간 건조시켜 도포성 폴리비닐부티랄 수지의 중간막을 차단층 상에 적층했다. 1/2 파장판의 지지 기판쪽 면에는 실시예 1과 2에서 이용한 폴리비닐부티랄수지의 중간막 한 장을 배치한 다음, 라미네이터로 가압 및 압착하여 중간 적층체를 얻었다. 얻어진 중간 적층체를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조했다. 얻어진 광학 적층체의 위상차값은 546nm에서 252nm였다.
[실시예 6]
<3/4 파장판과 1/4 파장판이 적층된 1/2 파장판의 제작>
(1) 실시예 1에서 이용한 도포액(A)을 와이어 바를 이용하여 건조 후 3/4 파장판 및 1/4 파장판이 되도록 각각 두께를 조정하여 PET 필름의 러빙 처리면에 실온에서 도포했다.
(2) 얻어진 각각의 도포막을 50℃에서 2분간 가열하여 용매를 제거하고, 이어서 고압 수은 램프(해리슨토시바라이팅사 제품)를 120W의 출력으로 5~10초간 UV 조사하여 PET 필름 상에 중합성 액정층으로 이루어진 위상차층을 갖는 필름을 각각 제작했다.
(3) 다음으로 이들 PET 필름 상에 형성되어 있는 위상차층들을 아크릴계 점착제를 사용하여 3/4 파장판의 지상축과 1/4 파장판의 지상축이 80°로 교차하도록 적층하고, 3/4 파장판과 1/4 파장판이 각각의 지상축이 80°로 교차하도록 적층된 위상차층을 갖는 1/2 파장판을 제작했다.
<광학 적층체의 제조>
(4) 상기 공정 (3)을 통해 제작한 1/2 파장판의 한쪽의 PET 필름만을 박리하여, 실시예 4와 동일한 방법으로 위상차층의 한쪽 면에 차단층을 형성했다.
(5) 또 다른 쪽의 PET 필름을 박리하여, 실시예 2와 동일한 방법으로 위상차층의 다른쪽 면에도 차단층을 형성하고, 3/4 파장판과 1/4 파장판이 적층된 위상차층의 양면에 차단층을 형성했다.
(6) 상기 공정 (5)에서 얻어진 위상차층의 양면에 차단층이 형성된 1/2 파장판을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 중간막 적층체, 나아가 광학 적층체를 제작했다.
상기 공정 (2)를 통해 제작한 3/4 파장판과 1/4 파장판의 PET 필름을 각각 박리하여, 각 위상차층의 위상차값을 실시예 1에서 이용한 자동 복굴절계를 사용하여 측정했다. 그 결과 3/4 파장판을 갖는 위상차층은 546nm의 위상차값이 410nm였으며, 또 1/4 파장판을 갖는 위상차층은 546nm의 위상차값이 137nm였다.
<헤드업 디스플레이의 제작 및 표시 화상에 대한 평가>
실시예 1과 동일한 방법으로 도 2에 나타낸 헤드업 디스플레이를 제작했다. 덧붙여 표시기(2)에는 광원(20)으로 액정 프로젝터, 편광판(30)으로 S편광을 출사할 수 있도록 편광판을 각각 설치했다. 광학 적층체(4)는 상기 공정(6)에서 제작한 광학 적층체를 사용하여, 적층된 위상차층을 구성하는 3/4 파장판의 지상축과 광학 적층체(4)로 입사되는 S편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 40°가 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 또한, 광학 적층체(4)에 대한 S편광의 입사각이 브루스터 각(약 56°)이 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 다음으로 암실 내에서 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체(4)에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상은 어느 색을 표시하더라도 이중상은 관찰되지 않았으며 매우 선명한 표시 화상을 확인할 수 있었다.
[실시예 7]
3/4 파장판과 1/4 파장판을 각각 지상축이 70°로 교차하도록 적층시키는 것을 제외하고는 실시예 6과 같은 방식으로 3/4 파장판과 1/4 파장판을 각각 지상축이 70°로 교차하도록 적층하여 구성되는 위상차층을 갖는 1/2 파장판, 중간막 적층체, 광학 적층체를 순차적으로 제작했다.
S편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 35°, S편광의 입사각이 브루스터 각(약 56°)이 되도록 광학 적층체 3/4 파장판의 지상축과 광학 적층체에 입사되는 S편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 35°가 되도록 광학 적층체를 설치하는 것을 제외하고는 실시예 6과 같은 방식으로 헤드업 디스플레이를 제작했다. 얻어진 헤드업 디스플레이를 실시예 6과 마찬가지로 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상은 어느 색을 표시하더라도 이중상은 관찰되지 않았으며, 선명한 표시 화상을 확인할 수 있었다.
[실시예 8]
<3/4 파장판과 1/4 파장판이 적층된 지지 기판을 포함하는 1/2 파장판의 제작>
(1) 지지 기판 겸 차단층으로 일축 연신된 PET 필름을 사용하여 실시예 6과 동일한 방법으로 PET 필름의 지상축 방향에 대해 40°경사진 방향으로 배향된 3/4 파장판과, PET 필름의 지상축 방향에 대하여 40°경사진 방향으로 배향된 1/4 파장판을 각각 제작했다.
(2) 다음으로 이들 PET 필름을 각각의 PET 필름의 지상축 방향이 평행이 되도록 하고 또한, 각 PET 필름 상에 형성되어 있는 3/4 파장판의 위상차층과 1/4 파장판의 위상차층을 서로 마주 보도록 아크릴계 점착제를 이용하여 적층하고, 3/4 파장판과 1/4 파장판이 각각의 PET 필름의 지상축이 평행하도록 적층된 위상차층을 갖는 1/2 파장판을 제작했다.
<광학 적층체의 제작>
(3) 상기 공정 (2)를 통해 제작한 1/2 파장판의 PET 필름을 박리하지 않고, 실시예 6과 동일한 방법으로 중간막 적층체, 나아가 광학 적층체를 제작했다.
<헤드업 디스플레이의 제작 및 표시 화상에 대한 평가>
실시예 1과 동일한 방법으로 도 2에 나타낸 헤드업 디스플레이를 제작했다. 덧붙여 표시기(2)에는 광원(20)으로 액정 프로젝터, 편광판(30)으로 S편광을 출사할 수 있도록 편광판을 각각 설치했다. 광학 적층체(4)는 상기 공정(3)에서 제작한 광학 적층체를 사용하여, 적층된 위상차층을 구성하는 3/4 파장판의 지상축과 광학 적층체(4)로 입사되는 S편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 40°가 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 동시에 일축 연신된 PET 필름의 지상축은, 입사되는 S편광에 대해 90°가 되었다. 또한, 광학 적층체(4)에 대한 S편광의 입사각이 브루스터 각(약 56°)이 되도록 광학 적층체(4)를 설치했다. 다음으로 암실 내에서 액정 프로젝터를 통해 광학 적층체(4)에 표시되는 화상을 투영한 결과, 표시된 화상은 어느 색을 표시하더라도 이중상은 관찰되지 않았으며 매우 선명한 표시 화상을 확인할 수 있었다.
[비교예 2]
1/2 파장판에 차단층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 광학 적층체를 제작했다. 얻어진 광학 적층체의 위상차값은 546nm에서 252nm였다.
<1/2 파장판의 내열성 평가>
실시예 4, 5 및 비교예 2에서 얻어진 광학 적층체의 546nm의 초기 위상차값을 자동 복굴절계(오지계측사의 ‘KOBRA-21ADH’)로 측정했다. 또한, 이들 광학 적층체를 100℃의 고온 분위기 하에서 500시간 방치하고 방치 전후의 위상차값의 변화율을 측정했다. 결과는 표 4에 나타낸 것과 같았다. 덧붙여 위상차 값의 변화율은 아래 식을 통해 구한 값이다.
[수 5]
[표 4]
표 4로부터, 실시예 4~5에서 제작한 차단층을 갖는 광학 적층체는 비교예 1에서 제작한 차단층을 갖지 않는 광학 적층체에 비해 고온 분위기 하에서 위상차값의 변화가 크게 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 표시되는 화상을 선명하게 알아볼 수 있으면서 또한, 뛰어난 편광축 변환 성능을 나타내는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다. 특히 P편광을 입사시킨 경우에 관찰자가 편광 선글라스를 착용하고 있더라도 표시되는 화상을 선명하게 알아볼 수 있다. 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은 각종 자동차의 앞 유리, 측면 유리, 후면 유리, 지붕 유리로 적합하게 사용할 수 있으며, 철도 차량, 선박, 항공기 창문, 나아가 건축용 자재 및 산업용 창재로도 적합하게 사용할 수 있는 등 모든 분야에 적용될 것을 기대한다.
또한, 1/2 파장판을 차단층을 가짐으로써, 내열성이 뛰어나 고온 분위기 하에서 1/2 파장판의 위상차값의 변화가 적어, 광학 성능을 안정적으로 유지하는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다.
1 관찰자
2 표시기
3 반사경
4 광학 적층체
5 광로
6 허상
7 기재
8 1/2 파장판
9 중간막
10, 10’ 중간 적층체
11 1/2 파장판
12 위상차층
13 지지 기판
14 차단층
15 P편광의 편광축
16 S편광의 편광축
17 1/2 파장판의 지상축
18 광학 적층체 표면에 수직인 축
19 브루스터 각 근방의 입사각
20 광원
30 편광판
40 측정 샘플
50 S편광을 흡수하는 편광판
60 입사각
2 표시기
3 반사경
4 광학 적층체
5 광로
6 허상
7 기재
8 1/2 파장판
9 중간막
10, 10’ 중간 적층체
11 1/2 파장판
12 위상차층
13 지지 기판
14 차단층
15 P편광의 편광축
16 S편광의 편광축
17 1/2 파장판의 지상축
18 광학 적층체 표면에 수직인 축
19 브루스터 각 근방의 입사각
20 광원
30 편광판
40 측정 샘플
50 S편광을 흡수하는 편광판
60 입사각
Claims (12)
- 적어도 하나의 기재와 1/2 파장판을 갖는 광학 적층체와,
표시 화상을 나타내는 표시광을 S편광 또는 P편광으로 하여 출사시키는 표시기를 포함하며,
상기 광학 적층체의 표면에 수직인 축으로부터 45°이상 65°이하로 경사진 위치에서 입사되는 상기 S편광 또는 상기 P편광의 편광축과, 상기 1/2 파장판의 지상축이 이루는 각도가 35°이상 44°이하인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항에 있어서,
상기 1/2 파장판의 지상축과 임의의 입사각으로 상기 광학 적층체에 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도 θ가 다음 식 (2) 및 (3)을 만족하는 헤드업 디스플레이 시스템.
[수 1]
θ : 1/2 파장판의 지상축과 광학 적층체에 대해 임의의 입사각 α로 입사되는 S편광 또는 P편광의 편광축이 이루는 각도
α : 광학 적층체에 대한 S편광 또는 P편광의 입사각
nα : 공기의 굴절률
nβ : 1/2 파장판의 굴절률 - 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
상기 1/2 파장판은, 3/4 파장판과 1/4 파장판 각각의 지상축이 교차되도록 적층하여 구성되는 위상차층을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1/2 파장판은, 편광축을 변환시키는 작용을 하는 위상차층이 존재하는 쪽에 차단층을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 4항에 있어서,
상기 차단층은, 자외선 경화 수지 조성물, 열 경화성 수지 조성물 또는 이들의 혼합물을 경화한 경화막인 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 5항에 있어서,
상기 자외선 경화 수지 조성물은, 다관능(메타)아크릴레이트, 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트, 다관능 에폭시(메타)아크릴레이트, 다관능 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 및 다관능 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트로 이루어진 그룹에서 선택되는 자외선 경화 수지를 1종 이상 함유하는 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표시기에서 출사되는 표시광은 P편광이며,
상기 광학 적층체에 대한 상기 P편광의 브루스터 각을 α라고 할 때, 상기 광학 적층체에 입사되는 상기 P편광의 입사각이 α-10°이상 α+10°이하의 범위인 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 적층체는, 상기 1/2 파장판이 두 장의 중간막 사이에 샌드위치된 중간 적층체를 가지며, 상기 중간 적층체는 두 장의 상기 기재 사이에 샌드위치된 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 8항에 있어서,
상기 두 장의 중간막 중 적어도 한 쪽의 중간막은, 사전에 상기 기재에 직접 적층된 막인 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재는 유리인 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 1/2 파장판은 중합성 액정층을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템. - 청구항 11항에 있어서,
상기 중합성 액정층은 배향 처리된 지지 기판 상에 설치되는 헤드업 디스플레이 시스템.
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