KR20230074118A

KR20230074118A - 헤드업 디스플레이 시스템

Info

Publication number: KR20230074118A
Application number: KR1020237007158A
Authority: KR
Inventors: 신 히로세; 타카유키 우토; 유지 마츠오; 쇼헤이 요시다; 미유 시라이시
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-05-26
Also published as: US20230314800A1; WO2022054902A1; JPWO2022054902A1; JP7279814B2; CN116096598A; EP4212941A1

Abstract

본 발명은, 선글라스를 착용해도 윈드실드에 착색이 시인되기 어려운 헤드업 디스플레이(HUD) 시스템을 제공하는 것을 과제로 하고, 영상을 투사하는 영상 투사기와, 상기 영상 투사기로부터의 영상이 투사되는 수지 필름을 구비한 헤드업 디스플레이 시스템으로서, 상기 영상 투사기로부터의 영상을 구성하는 광선에 있어서, 상기 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광 성분의 강도가 전체 광선 성분의 강도의 51% 이상이며, 상기 수지 필름은 명세서 기재된 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면이 수평면에 대하여 90±10° 이내가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템인 것을 본래의 취지로 한다.
a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)
b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)

Description

헤드업 디스플레이 시스템

본 발명은 헤드업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

헤드업 디스플레이(HUD. Head Up Display) 시스템은 차량 등의 수송용 기기의 탑승자의 시야에 정보를 비추는 표시 시스템이며, 예를 들면 탑승자의 전방의 풍경에 맞춘 진로 정보, 주의 환기 정보, 건조물 정보 등을 표시함으로써 운전의 안전성이나 쾌적성을 향상시키는 것이다. 그 메커니즘에 대해서는 영상 투사기로부터 수송용 기기의 윈드실드의 투영부에 대하여 비스듬한 방향으로부터 영상을 투사하여 반사시키고, 상기 반사상을 탑승자의 시야에 들이는 방식이 가장 간단한 것이다.

이러한 예로서, 특허문헌 1에는 영상 투사기로부터 조사되는 편광만을 반사하는 반사 편광자가 투영 부재에 조립된 헤드업 디스플레이가 나타내어져 있다. 그러나, 이러한 구성의 헤드업 디스플레이는 반사 편광자의 반사에 의존하여 반사 성능이 변화하기 때문에, 윈드실드의 투영부의 광범위에 영상을 투사하는 경우에는 표시상의 휘도에 얼룩이 생기는 경우가 있다. 게다가, 외계광 중, 상기와 영상 투사기로부터의 영상의 편광 방향에 대하여 90° 상이한 직선 편광 성분을 투과하기 때문에, 차량 내에서 편광 선글라스를 착용한 탑승자는 표시상 및 외계광 중 어느 하나의 시인성이 현저하게 저하한다.

또한, 광범위에 걸치는 표시상의 휘도의 얼룩을 억제하고, 또한 편광 선글라스 착용시에 있어서의 표시상이나 외계광의 시인성을 확보하기 위한 수단으로서, 예를 들면 특허문헌 2에서는 반사 편광자와, 반사 편광자에 대하여 관측자측으로 파장판을 적층하여 이루어지는 윈드실드와, 영상 투사기를 구비한 헤드업 디스플레이 시스템이 개시되어 있다. 반사 편광자와 파장판을 조합시킨 헤드업 디스플레이 시스템은, 영상 투사기로부터 투사된 광을 파장판에 의해 원편광 또는 타원 편광화하고, 반사 편광자에서 영상의 광을 반사하는 메커니즘이기 때문에 반사 편광자의 반사축의 방향에 한정되지 않고, 광범위한 표시상을 균일한 휘도로 반사할 수 있다. 한편으로, 외계광에 대해서도 반사 편광자, 파장판을 투과하여 원편광 또는 타원 편광화됨으로써 관측자가 편광 선글라스를 착용하고 있어도 외계광을 투과하여 시인할 수 있다.

일본 특허 공표 2006-512622호 공보 일본 특허 공개 2019-113631호 공보

특허문헌 2에 개시된 헤드업 디스플레이 시스템은, 윈드실드의 투영부에 광범위에 영상을 투사하는 경우에도 균일한 반사 성능이 유지되고, 또한 외계광을 시인할 수 있다. 그렇지만, 탑승자가 편광 선글라스를 착용하고 원편광 및 타원 편광화한 외계광을 시인하면, 윈드실드에 무지개가 걸린 것 같은 착색을 시인할 우려가 있으며, 탑승자의 시야가 나빠진다는 과제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기의 과제를 해결하려고 하는 것이며, 이와 같이 윈드실드의 광범위에 영상을 투사하는 경우에도 균일한 반사 성능이 유지되고, 또한 편광 선글라스를 착용해도 윈드실드에 착색이 시인되기 어려운 헤드업 디스플레이 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하려고 하는 것으로서, 이하의 구성으로 이루어진다.

즉,

영상을 투사하는 영상 투사기와, 상기 영상 투사기로부터의 영상이 투사되는 수지 필름을 구비한 헤드업 디스플레이 시스템으로서,

상기 영상 투사기로부터 영상을 구성하는 광선에 있어서, 상기 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광 성분의 강도가 전체 광선 성분의 강도의 51% 이상이며,

상기 수지 필름은 하기 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면이 수평면에 대하여 90±10° 이내가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.

a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)

b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)

<측정법>

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°, 60° 및 80°에서 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 한 편광자에 투과시켜, 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 각각의 입사 각도에 있어서 측정한다. 또한 여기에서, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 한다. 얻어진 투과 스펙트럼과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여, 각 입사 각도에 있어서의 a^*의 절대값 및 그 최대값, 및 b^*의 절대값 및 그 최대값을 산출했다.

또한, 광선이 필름에 도달하는 점을 중심으로 상기 수지 필름을 회전시켜 같은 측정을 행하고, 상기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 조사할 수 있다.

본 발명에 의하면, 윈드실드의 광범위에 영상을 투사하는 경우에도 균일한 반사 성능이 유지되고, 또한 편광 선글라스를 착용해도 윈드실드에 착색이 시인되기 어려운 헤드업 디스플레이 시스템을 얻을 수 있다.

도 1은 제 1 측정법에 있어서, 투과율을 측정하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 입사 각도 θ에 있어서의, 투과율 T(θ, λ)(%) 및 상기 T(θ, λ)의 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 평균값 C(θ)(%)를 나타내는 그래프의 일례이다.

이하, 본 발명의 헤드업 디스플레이 시스템에 대해서 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예를 포함하는 실시형태에 한정하여 해석되는 것은 아니고, 발명의 목적을 달성할 수 있고, 또한 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서의 여러가지의 변경은 당연히 본 발명의 범위 내에 포함된다. 또한, 이하 헤드업 디스플레이에 대해서는 HUD로 기재하는 것이 있다.

본 발명의 HUD 시스템은 영상을 투사하는 영상 투사기와, 상기 영상 투사기로부터의 영상이 투사되는 수지 필름을 구비하는 것이 중요하다. 또한, 상기 영상 투사기로부터 영상을 구성하는 광선에 있어서, 상기 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광 성분의 강도가 전체 광선 성분의 강도의 51% 이상인 것이 중요하다. 여기에서, p편광이란 전계 성분이 입사면에 평행한 전자파(입사면에 평행하게 진동하는 직선 편광), s편광이란 전계 성분이 입사면에 수직한 전자파(입사면에 수직하게 진동하는 직선 편광)를 나타낸다. 영상 투사기로부터 투사되는 영상을 구성하는 광선이 p편광 성분을 많이 포함하는 것은, 수송용 기기의 윈드실드의 투영부(정보 표시부)의 표측과 이측의 표면 각각의 면에서 광을 반사하여, 그 광선의 진로에 어긋남이 생김으로써 발생하는 표시상이 다중으로 보이는 다중상을 억제하는 점에서 중요하다.

영상 투사기로부터 투사되는 영상을 구성하는 광선에 s편광이 포함되어 오는 경우, 정보 표시부를 구성하는 부재의 표면과 이면에서 반사가 발생하기 때문에 다중상이 시인되지만, p편광에 대해서는 브루스터 각 부근의 입사 각도로 입사하는 경우, 정보 표시부의 표면과 이면에서 거의 반사가 발생하지 않는다. 또한, 영상 투사기로부터 투사되는 영상을 구성하는 광선에 p편광을 많이 포함시킴으로써, 편광 선글라스 착용시에도 표시상의 휘도 저하를 억제할 수 있다. 편광 선글라스는 지표면이나 수면을 반사면으로 했을 때에, s편광 성분이 대부분을 차지하게 되는 지면의 반사나 윈드실드에서의 눈부심을 억제하여 클리어한 시야를 확보하기 때문에 상기 s편광 성분을 차단하도록 설계되어 있다. 따라서, 영상 투사기로부터 투사되는 영상을 구성하는 광선을 편광 방향이 90° 상이한 p편광을 많이 포함시킴으로써, 편광 선글라스 착용시에도 표시상의 휘도를 유지할 수 있다. 이들의 관점에서, 상기 영상 투사기로부터 투영되는 광선에 차지하는 p편광 성분의 비율은 높을수록 좋고, 보다 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 99% 이상이다. 또한, 상기 이유로부터 투영 광원으로부터 방사되는 광에 차지하는 p편광 성분의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않고, 실질 100%가 된다.

상기 수지 필름은 하기의 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면이 수평면에 대하여 90°±10°이내가 되도록 배치되어 있는 것이 중요하다.

a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)

b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)

<측정법> (이 측정법을 「제 1 측정법」이라고 칭하는 경우가 있음)

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을, 입사 각도 40°, 60° 및 80°에서 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 하는 편광자에 투과시켜 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 각각의 입사 각도에 있어서 측정한다. 또한 여기에서, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 한다. 얻어진 투과 스펙트럼과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여, 각 입사 각도에 있어서의 a^*의 절대값 및 그 최대값, 및 b^*의 절대값 및 그 최대값을 산출했다.

덧붙이면, 상기 측정법의 s편광은 상기 광원으로부터 발하는 p편광의 HUD 투영광은 아니고, 후술 대로 밖의 풍경으로부터 들어오는 광을 상정한 것이다. 또한, 입사각이란 수지 필름면의 법선과 수지 필름에 입사하는 광이 이루는 각도를 말한다.

도 1은 상기 제 1 측정법에 의한 투과율의 측정을 설명하기 위한 도이다. 우선, 수지 필름(1)을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여, s편광이 되는 편광을 입사각 θ으로(입사광(i)) 조사하여 투과광 t1을 얻는다. 계속해서, 투과광 t1이 입사각 0°로 편광자(2)를 투과하여 얻어지는 투과광 t2의, 각 파장 λ에서의 투과율(T(θ, λ))을 검출기(3)에 의해 얻는다. 또한, 이러한 양태에서 수지 필름(1) 및 편광자(2)를 배치하는 것은 일반적인 편광 선글라스를 착용하여 밖의 풍경을 시인하는 형태를 모델로 한 것으로 할 수 있다. 상술한 대로, 밖의 풍경으로부터의 광은 지표면이나 수면을 반사면으로 했을 때에 s편광 성분이 대부분을 차지하고 있어, 편광 선글라스는 클리어한 시야를 확보하기 위해서 상기 s편광 성분을 차단하도록 설계되어 있기 때문이다.

또한, 색도 a^*, b^*란, 입사각 θ에서 얻어진 각 파장 λ의 투과율 T(θ, λ)과, D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여 얻어지는 색도를 나타낸다. 이 색도에 있어서는 a^*가 정의 방향이 될수록 적색이 강해지고, 부의 방향이 될수록 녹색이 강해진다. 또한, b^*가 정의 방향이 될수록 황색이 강해지고, 부의 방향이 될수록 청색이 강해진다. 색도 a^*, b^* 모두 0인 경우에는 무채색이 된다.

입사각 θ=40°, 60°, 80°에 있어서의 a^*, b^*의 절대값을 산출하고, 그들 중에서의 최대값을 구한다. 이들의 입사각에 있어서의 색도 a^*의 절대값의 최대값,및 색도 b^*의 절대값의 최대값이 모두 30 이하임으로써, 편광 선글라스 착용시의 윈드실드의 착색이 시인되기 어려워진다. 이 최대값의 바람직한 값은 모두 22 이하이며, 더욱 바람직하게는 모두 20 이하이며, 특히 바람직하게는 모두 10 이하이다. 이 최대값이 모두 10 이하이면, 편광 선글라스 착용시의 윈드실드의 착색이 시인되지 않아 투명하고 양호한 시야를 제공할 수 있다.

본 발명의 HUD 시스템에 있어서는, 입사각 θ=40°, 60°, 80°에 있어서의 a^*, b^*의 절대값을 산출하고, 그들의 최대값이 모두 30 이하인 것을 충족하는 입사면이, 수평면에 대하여 90±10°이내가 되도록 배치되어 있는 것이 중요하다. 이와 같이 함으로써, 상기 입사면이 수평면에 대하여 90°인 경우, 상술의, 운전자가 편광 선글라스를 쓰고 밖의 풍경을 시인해도 착색이 시인되지 않게 된다. 또한, 상기 입사면이 수평면에 대하여 90°±10° 이내인 경우, 편광 선글라스를 쓴 운전자가 자세를 바꾸거나, 목을 기울이더라도, 윈드실드의 착색이 시인되기 어려워진다. 또한, 입사각 θ=40°, 60°, 80°에 있어서의 a^*, b^*의 절대값을 산출하고, 그들의 최대값이 모두 30 이하인 것을 충족하는 입사면 조사하는 방법으로서, 광선이 필름에 도달하는 점을 중심으로 상기 수지 필름을 회전시켜 같은 측정을 행함으로써 결정할 수 있다.

입사각 θ에 있어서의 a^*, b^*의 절대값을 작게 하는 법으로서, 수지 필름으로서 상이한 광학적 성질을 가진 적어도 2개의 수지의 층이 적층된 적층 필름을 사용하여, 상기 적층 필름을 구성하는 각 층의 주성분인 열가소성 수지의 적어도 일방에 복굴절성을 갖는 것을 사용하고, 1축 연신 혹은 어느 일방 방향의 연신 배율을 높게 한 2축 연신을 행하는 것, 및 연신 배율이 높은 방향을 상기 입사면에 수직한 방향으로 배치함으로써 달성할 수 있다. 여기서 2축 연신의 방향에 대해서, 연신 배율이 높은 방향을 고배율 방향, 연신 배율이 낮은 방향을 저배율 방향이라고 부른다. 입사각 θ에 있어서의 a^*, b^*의 절대값을 더욱 작게 하는 방법으로서, 고배율 방향의 연신 배율을 더욱 높게 하거나, 저배율 방향의 연신 배율을 보다 낮게 하고, 고배율 방향과 저배율 방향의 배율차를 크게 함으로써 a^*, b^*의 절대값을 더욱 작게 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 고배율 연신 방향과 저배율 연신 방향의 배율차를 0.5배 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 배율차는 0.8배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.0배 이상이다. 또한, 여기에서 말하는 입사각 40° 내지 80°의 범위는, 일반적인 HUD 시스템의 윈드실드의 설치 각도에 상당하는 각도이며, 입사각 40° 내지 80°로 조사된 광이 윈드실드를 투과하고, 편광 선글라스 착용시에 윈드실드에 착색이 보이지 않으면, 다양다종한 윈드실드에 탑재하는 것이 가능해진다. 또한, 수지 필름의 고배율 방향은 후술하는 측정 방법(1)의 수지 필름의 배향축을 측정함으로써 조사한다.

본 발명의 HUD 시스템에 있어서는, 윈드실드에 있어서 착색이 시인되는 것을 경감하는 관점에서, 상기 제 1 측정법에 의해 얻어지는 입사 각도 θ, 파장 λ㎚에 있어서의 상기 투과율을 T(θ, λ)(%), 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 상기 T(θ, λ)의 평균값을 C(θ)(%), T(θ, λ)=C(θ)를 만족시키는 λ의 수를 N(θ)으로 했을 때에, N(40), N(60), N(80) 중 최소값이 4 이상인 것이 바람직하다.

도 2에, 투과율 T(θ, λ) 및 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 상기 T(θ, λ)의 평균값 C(θ)를 나타내는 그래프의 일례를 나타낸다. N(θ)은 상기 투과율 T(θ, λ) 중, 연속해서 C(θ)보다 높은 파장 대역과 낮은 파장 대역을 나누는 것이 되는 파장의 수에 상당한다. 도 2의 투과율 T(θ, λ)의 그래프의 예에서는 N(θ)=2이며, 파장 450㎚∼750㎚의 T(θ, λ) 중, C(θ)보다 높은 파장 대역이 1개 존재한다. 따라서 편광 선글라스를 착용한 탑승자는, 그 파장 대역의 광의 색이 강하게 시인된다. 여기에서, N(θ)의 증대에 따라 C(θ)보다 T(θ, λ)가 높은 파장 대역의 수가 증가할수록, 그 파장 대역의 광의 색이 서로 섞인 색이 시인된다. 단, N(θ)이 4 이상이면 C(θ)보다 T(θ, λ)가 높은 파장 대역의 광의 색이 증가하고, 시인되는 색은 무채색이 되고, 편광 선글라스를 착용한 탑승자는 윈드실드의 착색이 시인되기 어려워진다. 상기 관점에서, 보다 바람직한 N(θ)은 5 이상이며, 더욱 바람직한 N(θ)은 6 이상이다. 한편, N(θ)에 상한은 없지만, 실현가능성의 관점에서, N(θ)은 8 이하로 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 설명하는 입사각 40° 내지 80°의 범위는 상술 대로, 일반적인 HUD 시스템의 윈드실드의 설치 각도를 상정한 각도이다. N(40), N(60), N(80) 중 최소값이 4 이상이면, HUD 시스템을 다종다양한 윈드실드에 탑재하는 것이 가능해진다. N(θ)을 크게 하는 방법으로서는, 수지 필름의 적층 구성을 구성하는 2종류의 수지층의 적어도 일방에 복굴절성을 갖는 수지를 사용하고, 1축 연신 혹은 연신 배율차를 크게 한 2축 연신을 행하는 방법, 및 연신 배율이 높은 방향(1축 연신의 경우는 연신 방향)을 투영 광원의 입사면에 수직한 방향으로 배치하는 방법 등으로 달성할 수 있다. 2축 연신을 행하는 경우는, 고배율 연신 방향과 저배율 연신 방향의 배율차가 0.5배 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 배율차는 0.8배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1배 이상이다.

본 발명의 HUD 시스템은 N(40), N(60), N(80)이, N(40)≤N(60)N(80)의 관계식을 만족시키는 것이 바람직하다. 이 관계식을 만족시킬 때, 편광 선글라스를 착용시의 윈드실드의 착색이 시인되기 어려워진다. N(40)≤N(60)≤N(80)의 관계식을 만족시키기 위한 달성 수단으로서는, N(θ)을 크게 하는 방법과 같은 방법을 사용할 수 있다. 한편으로 N(40)≤N(60)≤N(80)의 관계식을 만족시키지 않을 때, N(40), N(60), N(80)이 각각 이 관계식을 만족시킬 때보다 값이 작고, 입사 각도에 따라 착색이 시인될 수 있다.

상기 수지 필름이 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각으로서 각각 20°, 40° 및 70°로 입사시켰을 때의 반사율(%)을 Rp20， Rp40， Rp70으로 했을 때, Rp20≤Rp40<Rp70의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 입사면은 수지 필름면에 대한 영상 투사기로부터의 영상을 구성하는 광선의 입사면과 일치시키는 것이 정보의 시인성을 평가하는 것에 적합한다.

본 발명의 HUD 시스템에 있어서는, 상기 수지 필름이 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각으로서 각각 20°, 40°, 70°의 각도로 입사했을 때의 각각의 반사율(%)을 Rp20， Rp40， Rp70으로 했을 때, Rp20≤Rp40<Rp70의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 반사율이란, 파장 450㎚∼650㎚에 있어서의 광의 평균 반사율이다. 유리나 투명 필름등의 일반적인 투명한 재료로 구성된 기판의 경우, 기판면의 법선에 대하여 20°로부터 서서히 입사 각도를 크게 해 가는 것에 따라, 편광의 하나인 p편광의 반사율이 저하되어 가고, 브루스터 각이라고 불리는 각도에서 반사율은 극소가 된다. 따라서, 브루스터 각 근방의 입사각에서 수지 필름에 대하여 영상을 투사한 경우, 반사율이 낮기 때문에 표시상의 시인성이 매우 나빠진다. 그래서, 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각으로서 각각 20°, 40° 및 70°로 입사시켰을 때의 반사율(%)을 Rp20， Rp40， Rp70으로 했을 때, Rp20≤Rp40<Rp70의 관계를 만족하는 경우, 브루스터 각에 상당하는 각도를 구비하고 있지 않기 때문에, 비스듬한 방향으로부터 영상을 투사한 경우에 표시상을 선명하게 시인할 수 있다. 이러한 수지 필름을 얻기 위해서는, 후술하는 다층 구성으로서 2개의 열가소성 수지 사이의 필름면에 대하여 평행한 방향의 굴절률의 차를 작게, 필름면에 대하여 수직한 방향의 굴절률차를 크게 하는 방법을 사용할 수 있다.

본 발명의 HUD 시스템은, 상기 수지 필름이 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율이 10% 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 「조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율」은 수지 필름의 배향축을 기준으로 면내에 5°씩 0∼90°회전시킨 경우에 있어서의 파장역 450㎚∼650㎚에 있어서의 각 파장의 반사율의 값을 평균한 것으로서 측정할 수 있다.

이 평균 반사율이 10% 이상인 것은, 본 발명의 HUD 시스템을 사용하여 수송용 기기의 윈드실드의 광범위에 영상을 투사하는 경우에도, 영상이 투사되는 범위 내에서 일정한 반사 성능이 유지되고, 얼룩이 적은 고휘도한 표시상을 표시할 수 있는 것을 의미한다. 한편, 이 평균 반사율이 10% 미만인 경우, 윈드실드의 광범위에 영상을 투사하는 경우에, 투사 범위 내의 표시상의 일부에 시인성에 영향을 주는 정도의 휘도의 얼룩이 생기는 경우가 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 헤드업 디스플레이는 반사 편광자를 구비하고 있으며, 반사 편광자의 반사축 방향과, 투사의 입사면 방향을 일치시키지 않으면 입사광의 비스듬한 반사율이 저하한다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 헤드업 디스플레이의 윈드실드에 광범위에 영상을 투사하는 경우, 투사 범위 내의 어느 하나에서 투사 광원의 입사면과 반사 편광자의 반사축이 일치하지 않고, 표시상의 시인성의 악화가 걱정된다. 또한, 반사 편광자의 반사축의 방위각 의존성의 관점에서, 설치하는 영상 투사기의 위치에 제한이 생겨버린다.

상기 관점에서, 이 평균 반사율은 보다 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 60% 이상이다. 또한, 이 평균 반사율은 높을수록, 윈드실드의 광범위에 영상을 투영했을 때에 고휘도한 표시상을 얻을 수 있는 한편, 윈드실드를 통한 외부 정보의 시인성도 악화함으로써 상한값은 90%이다. 또한, 수지 필름의 면에 대하여 입사각 60°로 p편광을 조사하고, 수지 필름을 조사 점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율은, 각도 가변 유닛과 편광자를 구비하는 분광 광도계, 예를 들면 Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 의해 측정할 수 있다.

수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율의 측정은 이하의 순서로 행할 수 있다. 우선, 배향축이 입사면과 평행하게 배치된 수지 필름에 대하여 입사 각도가 60°가 되도록 p편광을 조사하고, 파장 400∼1600㎚의 범위의 반사 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 반사 스펙트럼으로부터 파장 450∼650㎚의 범위의 반사율의 평균값을 구한다. 그 후, 수지 필름의 배향축을 기준으로, 5°씩 우 방향으로 면내 회전시켜 같은 측정을 행하고, 이것을 합계의 회전 각도가 90°에 도달할 때까지 반복한다. 이와 같이 하여 얻어진 각 각도에 있어서 얻어진 반사율의 평균값을 모두 더하여 평균함으로써, 수지 필름의 배향축을 기준으로 0∼90°의 범위에서 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율(%)로 한다.

수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율을 10% 이상 또는 상기의 바람직한 범위로 하는 방법으로서는, 예를 들면 수지 필름을 구성하는 수지의 성분을 바람직한 것으로 하는 방법, 수지 필름의 구성을 바람직한 적층 구성으로 하는 방법, 연신 프로세스를 거쳐서 수지 필름을 제조할 때에 연신 방법이나 연신 속도, 연신 배율, 연신 온도 등의 연신 조건을 바람직한 범위로 하는 방법, 및 제조된 롤 형상 필름이 정해진 폭 범위에서 수지 필름을 채취하거나 하는 방법을 들 수 있다.

보다 구체적으로는, 수지 필름의 구성으로서 주성분이 상이한 2종류의 폴리에스테르 수지층을 교호로 적층되어 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 2종류의 폴리에스테르 수지 중 일방이 결정성 폴리에스테르, 타방이 비결정성 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 연신 방법으로서는 축차 2축 연신보다 동시 2축 연신이 바람직하지만, 생산성의 관점에서 축차 2축 연신을 사용하는 경우에는 길이 방향의 연신 속도를 평면성이 악화하지 않는 범위에서 느리게 하는 것이 바람직하고, 폭 방향의 연신 배율이 길이 방향의 연신 배율에 대하여 보다 높고, 또한 너무 높아지지 않도록 조정하는 것이 바람직하다. 연신 온도는 각 층의 주성분의 폴리에스테르 수지의 내유리전이온도가 높은 수지의 유리전이온도로부터 상기 수지의 유리전이온도+100℃까지의 범위가 바람직하다. 또한, 연신 후에 열처리를 실시할 때에, 열처리의 전반에서 폭 방향으로 추가의 연신을 행하거나, 열처리의 후반에서 이완 처리를 행하거나 하는 것도 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템이 구비하는 수지 필름은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 여기에서 폴리에스테르 수지란, 디카르복실산과 디올을 탈수 축합하여 에스테르 결합을 형성시킴으로써 합성된 중축합체를 말한다. 「폴리에스테르 수지를 주성분으로 한다」란, 수지 필름 중에 합계로 50질량%를 초과하여 100질량% 이하의 폴리에스테르 수지가 포함되는 것을 말한다. 수지 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 그 중에서도 방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산과 디올을 주된 구성 성분으로 하는 단량체로부터의 중합에 의해 얻어지는 폴리에스테르를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 「방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산을 주된 구성 성분으로 한다」란, 폴리에스테르 수지를 구성하는 전체 디카르복실산 단위를 100몰%로 했을 때에, 방향족 디카르복실산 단위 또는 지방족 디카르복실산 단위를 80몰% 이상 100몰% 이하 포함하는 것을 말한다.

여기에서, 방향족 디카르복실산으로서, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 4,4'-디페닐 디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르 디카르복실산, 4,4'-디페닐술폰 디카르복실산 등을 들 수 있다. 지방족 디카르복실산으로서는, 예를 들면 아디프산, 수베르산, 세바신산, 다이머산, 도데칸디온산, 시클로헥산 디카르복실산과 그것들의 에스테르 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 테레프탈산, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌 디카르복실산이 특히 바람직하다. 이것들의 산 성분은 1종만 사용해도 좋지만, 2종 이상을 병용해도 좋다.

또한, 디올 성분으로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 파라크실렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜, 2,2-비스(4-히드록시에톡시페닐)프로판, 이소소르베이트, 스피로글리콜, 비스페녹시에탄올플루오렌(BPEF) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜 및 파라크실렌글리콜이 특히 바람직하다. 이것들의 디올 성분은 1종만 사용해도 좋고, 2종 이상 병용해도 좋다.

본 발명의 HUD 시스템이 구비하는 수지 필름은 상기의 폴리에스테르 수지 중, 주성분이 상이한 2종류의 폴리에스테르 수지층을 교호로 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 2종류의 폴리에스테르 수지 중 일방이 결정성 폴리에스테르, 타방이 비결정성 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 비결정성 수지란, JIS K 7122(1999)에 준하여 승온 속도 20℃/분으로 수지를 25℃로부터 300℃의 온도까지 20℃/분의 승온 속도로 가열(1st RUN), 그 상태로 5분간 유지 후, 이어서 25℃의 온도 이하가 되도록 30℃/분으로 냉각하고, 재차 실온으로부터 20℃/분의 승온 속도로 300℃의 온도까지 승온을 행하여 얻어진 2nd RUN의 시차주사 열량측정 차트에 있어서, 융해 피크의 피크 면적으로부터 구해지는 결정 융해 열량 ΔHm이 5J/g 이하의 수지이다. 비결정성 폴리에스테르는 3종류 이상의 공중합 성분으로 이루어지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 공중합 성분으로서 나프탈렌이나 안트라센과 같은 다환 방향족 화합물과, 수 평균 분자량 200 이상의 폴리알킬렌글리콜을 포함한다.

본 발명의 HUD 시스템이 구비하는 수지 필름은, 예를 들면 이하에 나타내는 방법으로 상기 수지를 적층하여 제조할 수 있다. 우선, 2종류의 열가소성 수지를 펠렛 등의 형태로 준비한다. 펠렛은 필요에 따라서, 열풍중 혹은 진공하에서 건조한 후, 따로따로 압출기에 공급한다. 압출기 내에 있어서 융점 이상의 온도로 열가소성 수지를 가열 용융하고, 기어 펌프 등으로 압출량을 균일화하여 수지를 압출하고 필터 등을 통해서 이물이나 변성한 수지 등을 제거한다. 이어서, 2종류의 열가소성 수지를 따로따로 유로에서 다층 적층 장치로 보내어 교호로 적층한다. 다층 적층 장치로서는, 멀티 매니폴드 다이나 피드 블록이나 스태틱 믹서 등을 사용할 수 있지만, 특히 50개 이상의 미세 슬릿을 갖는 피드 블록을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 피드블록을 사용하면, 장치가 극단으로 대형화하는 경우가 없기 때문에, 열열화에 의한 이물이 적고 적층수가 극단으로 많은 경우에도 고정밀도한 적층이 가능해진다. 또한, 폭 방향의 적층 정밀도도 종래 기술에 비해 현격히 향상한다. 또한, 이러한 장치로는 각 층의 두께를 슬릿의 형상(길이, 폭)으로 조정할 수 있기 때문에, 임의의 층 두께를 달성하는 것도 용이하다.

다음에, 적층된 용융 수지를 구금에 의해 시트 형상으로 성형하고, 캐스팅 드럼 등의 냉각체 상에 압출하여 냉각 고화하고, 캐스팅 필름을 얻는다. 이 때, 와이어 형상, 테이프 형상, 침 형상 혹은 나이프 형상 등의 전극을 사용하고, 정전기력에 의해 용융 수지 시트 형상물을 캐스팅 드럼 등의 냉각체에 밀착시켜 급냉 고화시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 얻어진 캐스팅 필름은 2축 연신하는 것이 바람직하다. 여기에서 2축 연신이란, 길이 방향 및 폭 방향으로 연신하는 것을 말하고, 길이 방향이란 필름의 주행 방향을 말하고, 폭 방향이란 길이 방향과 필름면 내에서 직교하는 방향을 말한다. 연신은 축차로 2방향으로 연신(축차 2축 연신)해도 좋고, 동시에 2방향으로 연신(동시 2축 연신)해도 좋다. 또한, 또한 길이 방향 및/ 또는 폭 방향으로 재연신을 행해도 좋다.

동시 2축 연신의 경우, HUD 시스템의 시인성을 높이기 위해 연신 속도를 5∼80%/초로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼50%/초이다. 통상, 동시 2축 연신은 텐터를 사용하여 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하여 행해지고, 연신 배율은 길이 방향, 폭 방향 모두 2∼5배가 바람직하다. 연신 온도는 연신하는 캐스팅 필름을 구성하는 각 층의 주성분의 폴리에스테르 수지의 내유리전이온도가 높은 수지의 유리전이온도∼상기 수지의 유리전이온도+100℃가 바람직하다.

이와 같이 하여 2축 연신된 필름은, 텐터 내에서 상기 연신 온도+100℃∼상기 연신 온도+150℃의 온도에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 때, 이완 속도 0.01∼2%/초로 길이 방향 및 폭 방향으로 이완 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이완 배율은 이완 직전의 필름 폭에 대하여 0.90배∼0.99배가 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 수지 필름을, 그 후 균일하게 서냉하여 실온까지 차갑게 한 후, 텐터의 클립으로 파지되어 있던 양단의 에지 부분을 재단하여 권취한다.

축차 2축 연신의 경우, HUD 시스템의 시인성을 높이기 위해 길이 방향의 연신 속도를 50∼300%/초로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70∼150%/초이다. 통상, 길이 방향의 연신은 롤의 주속차에 의해 행해지고, 연신 배율은 1.5∼5배가 바람직하다. 연신 온도는 연신하는 캐스팅 필름을 구성하는 2종류의 수지의 평균 유리전이온도∼평균 유리전이온도+100℃가 바람직하다. 계속해서, 길이 방향의 연신으로 얻어진 1축 연신 필름을 연신 속도 5∼40%/초이고, 보다 바람직하게는 8∼30%/초로 폭 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 통상, 폭 방향의 연신은 텐터를 사용하여 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하여 행하고, 연신 배율은 1.5∼6.5배가 바람직하다.

본 발명의 편광 선글라스 착용시의 윈드실드의 착색이 억제된 HUD 시스템에 사용되는 수지 필름을 제조하기 위해서는, 필름 길이 방향과 폭 방향의 연신 배율차를 0.5배 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 배율차는 0.8배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.0배 이상이다. 배율차가 0.5배 미만인 경우, 수지 필름면에 입사하는 광의 각도에 따라서는 편광 선글라스를 착용하면서 수지 필름을 구비한 투영부를 시인했을 때에 착색이 발생하는 경우가 있다. 또한, 저배율 방향의 연신 배율이 1.5배 미만이면 저배율 방향의 기계 강도가 낮아지기 때문에, 저배율 방향의 연신 배율은 적어도 1.5배 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0배 이상이다. 연신 온도는 연신하는 1축 연신 필름을 구성하는 2종류의 수지의 유리전이온도∼유리전이온도+100℃가 바람직하다.

이와 같이 하여 2축 연신된 필름은, 텐터 내에서 폭 방향 연신 온도+100℃∼폭 방향 연신 온도+150℃의 온도에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 때, 열처리의 전반에서는 연신 속도 5∼20%/초로 폭 방향으로 추가의 연신을 행하고, 열처리의 후반에서는 이완 속도 0.01∼1%/초로 폭 방향으로 이완 처리를 행하는 것이 바람직하다. 폭 방향의 추가의 연신의 배율은 1.05∼1.20배가 바람직하고, 이완 배율은 이완 직전의 필름 폭에 대하여 0.90배∼0.99배가 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 수지 필름을, 그 후 균일하게 서냉하여 실온까지 차갑게 한 후, 텐터의 클립으로 파지되어 있던 양단의 에지 부분을 재단하여 권취한다. 이와 같이 하여, 본 발명의 HUD 시스템에 적합한 수지 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 HUD 시스템은, 상기 수지 필름이 상기 수지 필름에 있는 입사면에 대해서 p편광이 되는 광선을 수직 입사시켰을 때의 파장 450∼650㎚의 범위에서의 평균 반사율과, 상기 입사면에 대해서 s편광이 되는 광선을 수직 입사시켰을 때의 파장 450∼650㎚의 범위에서의 평균 반사율 편광이 모두 80% 이상인 것이 바람직하다.

파장 450∼650㎚의 p편광 및 s편광의 투과율을 각각 80% 이상으로 함으로써, 수송용 기기의 윈드실드의 일부에 본 발명의 HUD 시스템을 조립한 경우에, 풍경 등의 외계광의 정보를 명료하게 시인할 수 있다. 상기 관점에서 상기 투과율은 보다 바람직하게는 85% 이상이다. 상기 투과율이 85% 이상이면, 투명성의 향상에 의해 외계광의 정보를 보다 명료하게 시인할 수 있다.

이러한 수지 필름을 얻기 위해서는, 예를 들면 수지 필름을 구성하는 수지의 성분을 바람직한 것으로 하는 방법이나, 수지 필름의 구성을 바람직한 적층 구성으로 하는 방법, 연신 프로세스를 거쳐서 수지 필름을 제조할 때에 연신 방법이나 연신 속도, 연신 배율, 연신 온도 등의 연신 조건을 바람직한 범위로 하거나 하는 방법 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 수지 필름의 구성 성분으로서 비결정성의 것을 포함하는 것이 바람직하다. 연신 방법으로서는 축차 2축 연신을 사용하는 경우에는, 평면성이 악화하지 않는 범위에서 연신 속도나 연신 배율을 낮게 하는 것이 바람직하다. 연신 온도는 사용하는 2종류의 수지층의 평균 유리전이온도보다 높고, 또한 필름 반송성이나 필름의 평면성이 저해되지 않는 범위에서 가능한 한 높을수록 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템에 사용되는 수지 필름은, 수지 필름을 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량이 10% 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 「100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량」이란, 수지 필름의 적어도 일방의 면에 대하여 입사각 70°로 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광을 조사했을 경우의 파장 450㎚∼650㎚에 있어서의 투과율의 평균값와, 동일 수지 필름을 100℃의 분위기 하에서 250시간 둔 후에 동일면측으로부터 동일 개소에 입사각 70°로 p편광을 조사한 경우의 파장 450㎚∼650㎚에 있어서의 투과율의 평균값의 차이다.

이 평균 투과율의 변화량이 10% 이하인 것은, 열에 의한 수지 필름의 광학 특성의 변화가 낮게 억제되어 있는 것을 의미한다. 이러한 수지 필름을 HUD 시스템에 사용함으로써, 장기 사용에 있어서도 HUD 시스템의 표시 성능의 저하를 경감할 수 있다. 상기 관점에서, 이 평균 투과율의 변화량은 5.0% 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.0% 이하이다. 또한, 이 평균 투과율의 변화량은 작으면 작을수록 바람직하기 때문에 하한에 제한은 없지만, 실현가능성의 면에서 하한은 0.1%이다.

수지 필름을, 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량을 10% 이하 또는 상기의 바람직한 범위로 하는 방법으로서는, 수지 필름을 구성하는 열가소성 수지의 적어도 하나를, 방향족 디카르복실산 단위, 방향족 디올 단위 및 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜 단위를 포함하는 폴리에스테르 수지로 하는 방법을 들 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지를 구성하는 전체 디올 단위 중에 파라크실렌글리콜 단위를 10몰% 이상 40몰% 이하 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 25몰% 이상 40몰% 이하 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 파라크실렌글리콜 단위 대신에 BPEF 단위를 포함하는 것도 바람직하고, 이 경우의 BPEF 단위는 5몰% 이상 10몰% 이하가 바람직하다. 이것에 의해, HUD 시스템의 높은 표시 성능을 가지면서, 고온 환경 하에서의 수지 필름의 안정성이 높아지기 때문에 장기 사용에 있어서도 표시 성능의 저하를 경감할 수 있다.

본 발명의 HUD 시스템에 있어서는, 수지 필름을 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈가 1% 이하인 것이 바람직하다. 수지 필름을 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈를 1% 이하로 함으로써, 수지 필름을 열가공 처리에 의해 수송용 기기의 윈드실드에 부착했을 때에, HUD에의 가공성이 향상하고 또한 내광성도 향상할 수 있다. 상기 관점에서, 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈는 0.5% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 내부 헤이즈는 낮을수록 윈드실드의 투명성이 우수함으로써 하한에 특별히 제한은 없지만, 실현가능성의 관점에서 하한은 0.1% 이하가 된다.

수지 필름을 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈를 1% 이하 혹은 상기의 바람직한 범위로 하는 방법으로서는, 수지 필름을 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량을 10% 이하 또는 상기의 바람직한 범위로 하는 방법과 같은 방법을 들 수 있다. 이 관점에서는, 특히 방향족 디카르복실산 단위, 방향족 디올 단위 및 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜 단위를 포함하는 폴리에스테르 수지를 구성하는 전체 디올 단위 중에, 파라크실렌글리콜 단위를 25몰% 이상 40몰% 이하 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템은 수지 필름의 편면에 접착층을 개재해서 유리가 적층 된 구성(이 구성을 「구성A」라고 칭하는 경우가 있음)을 갖는 것이, 윈드실드의 내구성을 높이는 점에서 바람직하다. 또한, 본 발명의 HUD 시스템은 구성A를 가진 후에, 유리 이외의 지지 부재를 더 구비할 수도 있다. 이러한 지지 부재로서는, 예를 들면 수지를 들 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 및 그 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 접착층으로서는 아세트산비닐 수지계, 염화비닐·아세트산비닐 공중합체계, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐에테르, 니트릴 고무계, 스티렌·부타디엔 고무계, 천연 고무계, 클로로프렌 고무계, 폴리아미드계, 에폭시 수지계, 폴리우레탄계, 아크릴 수지계, 셀룰로오스계, 폴리염화비닐, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리이소부틸렌 등을 들 수 있다.

또한, 접착층에는 점착성조정제, 가소제, 열안정제, 산화방지제, 자외선흡수제, 대전방지제, 윤활제, 착색제, 가교제 등을 첨가해도 좋다. 이들 접착층의 가공전의 형태로서는 액상, 겔상, 괴상, 분말상, 필름상 등을 들 수 있다. 접착층의 고화 방법으로서는 용제 휘산, 습기 경화, 가열 경화, 경화제 혼합, 혐기 경화, 자외선 경화, 열용융 냉각, 감압 등을 들 수 있다. 적층 방법으로서는 라미네이트 성형이나 인젝션 성형 등을 들 수 있어 가열, 가압, 상술한 접착층의 고화 방법을 사용함으로써 정보 표시 부재가 작성된다. 또한, 투영 화상 표시 부재의 표면에 하드코트층, 내마모성층, 상처방지층, 반사방지층(이하, 「AR층」이라고 칭하는 경우가 있음), 색보정층, 자외선흡수층, 광안정화층(HALS), 열선흡수층, 인쇄층, 가스배리어층, 점착층, 투명전극층 등의 기능성층을 갖고 있어도 좋다.

본 발명의 HUD 시스템이 구성A를 구비하는 경우, 수지 필름의 접착층과 접하지 않는 면측에 영상 투사기를 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 수지 필름의 유리가 적층되어 있지 않은 면에 AR층을 갖는 것이, 다중상 발생을 억제하기 때문에 바람직하다. 여기에서 AR층이란, 수지 필름의 표면보다 굴절률이 낮은 층을 말하고, 광의 간섭 효과에 의해 반사율을 저감하는 것이다. AR층의 형성 방법으로서는 롤 코트, 그라비어 코트, 스핀 코트, 스프레이 등의 습식법과, 진공증착법, 스퍼터법, CVD법 등의 건식법이 있지만, 이들 중 어느 것을 사용해도 상관없지만, 생산성의 관점에서 습식법이 보다 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템은, 수지 필름의 양면에 접착층을 개재해서 유리가 적층 된 구성(이 구성을 「구성B」라고 칭하는 경우가 있음)을 갖는 것도, 윈드실드의 내구성을 향상시키면서 현저한 다중상 억제 효과를 얻기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명의 HUD 시스템은 구성B를 가진 후에, 또한 유리 이외의 지지 부재를 구비할 수도 있다. 이러한 지지 부재로서는 수지를 들 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 및 그 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 공중합체 등을 들 수 있다. 접착층으로서는 아세트산비닐 수지계, 염화비닐·아세트산비닐 공중합체계, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 폴리비닐에테르, 니트릴 고무계, 스티렌·부타디엔계, 천연 고무계, 클로로프렌 고무계, 폴리아미드계, 에폭시 수지계, 폴리우레탄계, 아크릴 수지계, 셀룰로오스계, 폴리염화비닐, 폴리아크릴산에스테르, 폴리이소부틸렌 등을 들 수 있다.

또한, 접착층에는 점착성조정제, 가소제, 열안정제, 산화방지제, 자외선흡수제, 대전방지제, 윤활제, 착색제, 가교제 등을 첨가해도 좋다. 이들 접착층의 가공전의 형태로서는 액상, 겔상, 괴상, 분말상, 필름상 등을 들 수 있다. 접착제로서, 보다 바람직하게는 유리면 형상에의 추종성이 높고, 가공성이 우수한 비닐계 접착제이다. 더욱 바람직하게는 유리와의 사이의 굴절률차가 작고 접착성이 우수한 폴리비닐아세탈계 접착제이며, 그 중에서도 폴리비닐부티랄 수지가 특히 바람직하게 사용된다. 이들 접착제는 윈드실드에 차열성을 부여할 목적으로 적외선흡수제를 함유해도 상관없다. 적외선흡수제로서는 차열 입자 이외에, 프탈로시아닌 화합물, 나프탈로시아닌 화합물 및 안트라시아닌 화합물 등을 들 수 있다. 여기에서 말하는 차열 입자란, 란탄계 입자, 안티몬계 입자, 인듐계 입자, 주석계 입자, 산화텅스텐계 입자 등을 들 수 있다.

본 발명의 HUD 시스템이 구성A 혹은 구성B 중 어느 하나를 취하는 경우, 그들 구성에서 사용되는 유리의 두께는 각각 0.5㎜∼6.0㎜의 범위인 것이 윈드실드의 경량성과 강도의 높이를 양립하는 관점에서 바람직하다. 상기 관점에서 유리의 두께는, 보다 바람직하게는 1.0㎜∼5.0㎜이다.

본 발명의 HUD 시스템이 구성A를 취하는 경우, 윈드실드의 내구성을 높이는 관점에서 접착층의 두께는 2㎛∼500㎛인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 HUD 시스템이 구성B를 취하는 경우, 윈드실드의 내구성을 높이는 것이나 양호한 가공성을 얻거나 하기 위해서, 접착층의 두께는 30㎛∼800㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템이 구성A 혹은 구성B 중 어느 하나를 취하는 경우, 이들의 구성체를 제작할 때에, 수지 필름이나 유리의 표면에 코로나 처리나 플라즈마 처리, 프라이머 처리 등의 표면 처리를 실시하는 것은, 적층 계면의 밀착 강도를 높이기 위해서 바람직하다. 본 발명의 HUD 시스템은, 수지 필름을 포함하는 적층체의 최외층의 표면에, 표면 보호의 목적으로 하드코트층을 가져도 상관없다. 또한, 하드코트층은 AR층의 기능을 겸비한 것이어도 상관없다.

본 발명의 HUD 시스템이 상기 구성B를 취하는 경우, 상기 수지 필름의 양면의 접착층을 각각 C1, C2로 한 경우에, 상기 C1의 가시·적외광 투과율 T1과 상기 C2의 가시·적외광 투과율 T2이 T2≠T1을 만족시키는 것이 바람직하다. 여기에서 가시·적외광 투과율이란, 파장 400∼1600㎚에 있어서의 평균 투과율을 나타낸다. T2≠T1인 경우, 접착층 C2측으로부터 HUD 표시 화상을 투사하여 사용함으로써, 보다 고세밀한 HUD 표시 화상을 얻을 수 있는 점, 및 투사 광원이 적외선에 의한 열로 가열되어 축열하는 것을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템이 구성A 혹은 구성B 중 어느 하나를 취하는 경우, 상기 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 입사시킨 경우의 투과광에 포함되는 p편광 성분의 비율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 상기 투과광 중의 p편광 성분의 비율이 80% 이상임으로써, 입사한 p편광이 수지 필름을 투과하는 과정에서 s편광으로 변환되고, 변환된 s편광이 정보 표시부를 구성하는 부재와 대기의 계면에서 반사하여 탑승자에게 시인되어, 다중상이 되는 것을 억제할 수 있다. 상기 관점에서, 투과광 중의 p편광 성분의 비율은 보다 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다.

투과광 중의 p편광 성분의 비율을 바람직한 범위로 하는 수단으로서는, 예를 들면 수지 필름을 구성하는 수지의 성분을 바람직한 것으로 하거나, 수지 필름의 구성을 바람직한 적층 구성으로 하거나, 연신 프로세스를 거쳐서 수지 필름을 제조할 때에 연신 방법이나 연신 속도, 연신 배율, 연신 온도 등의 연신 조건을 바람직한 범위로 하거나, 제조된 롤 형상 필름의 정해진 폭 범위로부터 수지 필름을 채취하거나 하는 방법을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 수지 필름의 구성으로서 주성분이 상이한 2종류의 폴리에스테르 수지층을 교호로 적층되어 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 2종류의 폴리에스테르 수지 중 일방이 결정성 폴리에스테르, 타방이 비결정성 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 연신 방법으로서는, 축차 2축 연신보다 동시 2축 연신이 바람직하지만, 생산성의 관점에서 축차 2축 연신을 사용하는 경우에는 길이 방향의 연신 속도를 평면성이 악화하지 않는 범위에서 느리게 하는 것이 바람직하고, 폭 방향의 연신 배율이 길이 방향의 연신 배율에 대하여 보다 높고, 또한 너무 높아지지 않도록 조정하는 것이 바람직하다. 연신 온도는 사용하는 2종류의 수지의 평균 유리전이온도보다 높고, 또한 필름 반송성이나 필름의 평면성이 저해되지 않는 범위에서 가능한 한 높을수록 바람직하다. 또한, 연신 후에 열처리를 실시할 때에, 열처리의 전반에서 폭 방향으로 추가 연신을 행하거나, 열처리의 후반에서 이완 처리를 행하거나 하는 것도 바람직하다. 필름을 채취하는 폭 범위로서는 폭 방향의 중앙에 가까울수록 바람직하다.

본 발명의 HUD 시스템은 수송용 기기나 건축물, 전자 간판 등에 탑재되어 사용된다. 수송용 기기란, 항공기, 선박, 자동차, 철도 등 탑승자가 운전하는 이동 수단이며, 본 발명의 HUD 시스템은 수송용 기기의 윈드실드, 예를 들면 자동차 이면 프론트글라스 등에 조립되어 탑승자가 필요로 하는 정보를 정보 표시부에 비추어 사용된다. 그 때, 투영 광원으로부터 투사된 화상이 정보 표시부에서 반사하여 탑승자의 시야에 도달하도록 투사 광원과 윈드실드의 위치 관계를 조정하여 사용된다. 투사의 입사각은 40∼75°의 범위인 것이 HUD 시스템의 크기 절약화나 시인성 향상의 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼70°이다.

이하, 본 발명의 수지 필름에 대해서 설명한다. 본 발명의 수지 필름은 하기 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 적어도 하나 갖는 수지 필름이다. 본 발명의 수지 필름은 HUD 시스템에 탑재함으로써, 편광 선글라스를 착용해도 윈드실드에 착색이 시인되기 어려운 것이 된다. 본 발명의 필름을 얻기 위한 수단은 상술한 바와 같다.

a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)

b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)

<측정법>

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°, 60° 및 80°로 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 하는 편광자에 투과시켜 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 각각의 입사 각도에 있어서 측정한다. 또한 여기에서, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 한다. 얻어진 투과 스펙트럼과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여, 각 입사 각도에 있어서의 a^*의 절대값 및 그 최대값 및 b^*의 절대값 및 그 최대값을 산출했다.

또한, 광선이 필름에 도달하는 점을 중심으로 상기 수지 필름을 회전시켜 동일한 측정을 행하고, 상기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 조사할 수 있다.

또한, 상기 측정법으로 구해지는 투과 스펙트럼에 있어서, 투과율 측정을 행했을 때의 입사각을 θ로 했을 때, 입사각 θ에서 측정한 투과 스펙트럼 중, 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 파장 λ㎚에 있어서의 상기 투과율을 T(θ, λ)(%), 상기 범위에서의 투과율의 평균값을 C(θ)(%), 상기 범위 내에 있어서 T(θ, λ)=C(θ)을 만족시키는 λ의 수를 N(θ)로 했을 때, N(40), N(60), N(80) 중 최소값이 4 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 N(40), N(60), N(80)이 N(40)≤N(60)≤N(80)의 관계를 만족시키는 것도 바람직하다. 이러한 양태의 수지 필름을 얻기 위한 수단은 상술한 바와 같다.

또한, 상기 수지 필름은 수지 필름의 면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 회전시킨 경우의 평균 반사율이 10% 이상인 것이 바람직하다. 이러한 형태의 수지 필름을 얻기 위한 수단은 상술한 바와 같다.

본 발명의 수지 필름은 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량이 10% 이하인 것이 바람직하고, 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈가 1% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 형태의 수지 필름을 얻기 위한 수단은 상술한 바와 같다.

실시예

이하, 본 발명의 HUD 시스템에 대해서 실시예를 사용하여 설명한다. 단, 본 발명의 HUD 시스템은 이하의 형태에 한정되지 않는다.

[물성의 측정 방법 및 효과의 평가 방법]

물성값의 평가 방법 및 효과의 평가 방법은 다음과 같다.

(1) 배향축

Oji Scientific Instruments제 위상차 측정 장치(KOBRA-21ADH)를 사용했다. 3.5㎝×3.5㎝으로 잘라낸 필름 샘플을 장치에 설치하고, 입사각 0°에 있어서의 필름면 내의 배향축 방향을 측정했다.

(2) a^*값, b^*값

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 측정 검체인 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°로 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 하는 편광자에 투과시켜 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 측정했다. 측정 조건으로서는, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 하여, 얻어진 투과율과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여 a^*값, b^*값을 산출했다. 입사각 60° 및 80°로 한 것 이외에는 상기와 동일한 조작으로 a^*값, b^*값을 각각의 각도에 대하여 산출했다.

(3) N(θ)

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 측정 검체인 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°로 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 하는 편광자에 투과시켜 파장λ=450∼1600㎚의 범위의 투과율 T(λ)를 측정했다. 측정 조건으로서는, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 하여 검출기의 직전에 편광자를 부착하여 투과광 중 s편광 성분만을 검출기에 입광시켰다. 얻어진 투과율 중, 파장 λ=450㎚∼650㎚의 평균 투과율을 C(40)로 하면, 파장 λ=450㎚∼650㎚의 투과 스펙트럼과 직선 T(40,λ)=C(40)의 교점의 수를 N(40)으로 했다. 입사각 60° 및 80°로 한 것 이외에는 상기와 동일한 조작으로 N(60) 및 N(80)을 얻었다.

(4) 평균 반사율·투과율

Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 측정 검체인 수지 필름면에 대하여 입사 각도 20°, 40° 및 70°의 각각으로 광을 입사시키고, 필름면을 반사면으로 한 입사면에 대하여 p편광이 되는 광의 파장 400∼1600㎚의 범위의 반사율을 구하고, 또한 입사 각도를 0°로 하여 상기 p편광과 동 편광축의 광선(편의상 「p편광」의 용어를 사용함) 및 이것에 직교하는 편광축의 광선(편의상 「s편광」의 용어를 사용함)의 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 측정하고, 각각 파장 450㎚∼650㎚의 평균 반사율, 평균 투과율을 구했다. 측정 조건으로서는, 슬릿은 2㎚(가시), 자동 제어(적외)로 하고 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 했다.

(5) 수지 필름을 면내 회전시켰을 경우의 평균 반사율

하기 (a1)∼(a4)의 순서로 구했다.

(a1) (4)와 동등한 순서, 측정 조건으로 입사면과 배향축이 평행이 되도록 배치된 측정 검체의 수지 필름면의 입사 각도 60°의 p편광의 파장 400∼1600㎚의 범위의 반사 스펙트럼을 측정했다.

(a2) 상기 (a1)에서 얻은 반사 스펙트럼으로부터, 파장 450∼650㎚의 범위의 반사율의 평균값을 산출했다.

(a3) 수지 필름을 5°씩 우 방향으로 면내 회전시키면서, 각 회전 각도를 두고 상기 (a1) 및 (a2)를 반복하고, 합계의 회전 각도가 90°에 도달한 곳에서 측정을 마쳤다.

(a4) 상기 (a1)∼(a3)의 각 회전 각도에 있어서 얻어진 반사율의 평균값을 모두 더하여 평균함으로써, 수지 필름을 면내 회전시켰을 경우의 평균 반사율(%)로 했다.

(6) 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량

수지 필름을 25℃ 분위기 하에서 250시간 두고, 입사 각도 70°에서 상기 필름면을 반사면으로 한 입사면에 대하여 p편광이 되는 광을 입사한 것 이외에는, 평가 방법(5)과 마찬가지로 하여 평균 투과율을 구했다. 계속해서, 상기 수지 필름을 100℃의 분위기 하에서 250시간 방치하고, 25℃ 분위기 하 250시간 방치 후의 평균 투과율 측정시와 동일한 필름면, 동일 측정 개소에 대하여 입사각 70°로 상기 필름면을 반사면으로 한 입사면에 대하여 p편광이 되는 광을 입사시키고, 평가 방법(4)과 마찬가지로 하여 평균 투과율을 구했다. 이들의 값으로부터 양자의 차를 구하고, 이것을 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량으로 했다.

(7) 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈

수지 필름을 150℃의 분위기 하에서 2시간 두고, 그 후 액체 측정용 석영 셀에 넣어 유동 파라핀을 충전하고, Suga Test Instruments Co., Ltd.제 헤이즈 미터(HGM-2DP)를 사용하여 측정을 행함으로써 필름 표면 헤이즈를 제외한 내부 헤이즈를 측정했다. 상기 측정을, 무작위로 측정 위치를 변경하여 10회 반복하고, 그 평균값을 상기 필름의 내부 헤이즈 값으로 했다.

(8) 투과광 중의 p편광 성분의 비율

하기 (b1)∼(b3)의 순서로 구했다.

(b1) Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 측정 검체인 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 편광을 입사 각도 60°가 되도록 입사시키고, 파장 450∼1600㎚의 범위의 투과 스펙트럼을 측정했다. 측정 조건으로서는, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 하여, 검출기의 직전에 편광자를 부착하고 투과광 중 p편광 성분만을 검출기에 입광시켰다. 얻어진 투과 스펙트럼으로부터, 파장 450∼650㎚의 범위의 투과율의 평균값을 산출하고, 투과광 중의 p편광 성분량 Tpp로 했다.

(b2) 상기 (c1)과 동일한 실험을, 검출기에 입광시키는 광을 s편광 성분으로 변경하여 실시하고, 투과광 중의 s편광 성분량 Tps를 구했다.

(b3) 하기 식 1에서 p편광 성분의 비율(%)을 산출했다.

투과광 중의 p편광 성분의 비율(%)=Tpp/(Tpp+Tps)×100···식 1

(9) 정보 표시성

영상 투사기로서, Dream Maker제 디스플레이(SP-133CM)를 사용하고 편광자를 장착하여, 실시예 및 비교예에서 나타내는 수지 필름 혹은 적층체(정보 표시부)에 입사 각도 60°로 상기 수지 필름 혹은 적층체를 반사면으로 했을 때 p편광 또는 s편광이 되는 광선에 의해 영상을 투사하고, 표시상의 선명성과 휘도의 얼룩의 유무를 목시에 의해 평가했다. 평가 기준은 다음과 같다.

◎: 정보 표시부에 투영한 표시상은 고선명이며, 휘도의 얼룩도 없어 사용상 문제없다.

○: 정보 표시부에 투영한 표시상은 약간 휘도의 얼룩이 보여지지만, 선명성이 높아 사용상 문제없다.

×: 정보 표시부에 투영한 표시상은 선명성이 나쁘거나, 혹은 휘도의 얼룩이 강하여 사용상 문제있다.

(10) 착색 시인성

쾌청의 옥외에서, 실시예 및 비교예에서 얻은 수지 필름 혹은 적층체를 연직 방향에 대하여 60°경사시키고, 수지 필름 혹은 적층체의 중심을 300㎜ 떨어진 위치부터 편광 선글라스를 착용하면서 수평으로 본 경우의 착색의 시인성 평가를 행했다. 평가 기준은 다음과 같다.

◎: 착색이 거의 보이지 않는다.

○: 착색이 극히 약간 보이지만, 사용상 문제없다.

×: 강한 착색이 보인다.

[수지 필름을 얻기 위해 사용한 수지]

각 실시예, 각 비교예에서 사용한 수지 필름을 얻기 위해 표 1에 나타내는 수지를 사용했다. 또한, 수지 1은 결정성 수지이며, 수지 2∼10은 비결정성 수지이다. 또한, 「mol%」은 디카르복실산 단위, 디올 단위의 각각에 있어서, 그 총량을 100몰%로 한 비율이다.

[수지 필름]

수지 필름 A, Q:

열가소성 수지 A로서 IV=0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트(수지 1)를 사용했다. 또한, 열가소성 수지 B로서, 폴리에틸렌나프탈레이트의 공중합체(2,6-나프탈렌 디카르복실산 성분을 산 성분 전체에 대하여 80mol%, 이소프탈산 성분을 산 성분 전체에 대하여 20mol%, 분자량 400의 폴리에틸렌글리콜을 디올 성분 전체에 대하여 4mol% 공중합한 폴리에틸렌나프탈레이트, IV=0.65)(수지 2)를 사용했다. 준비한 열가소성 수지 A와 열가소성 수지 B를 2대의 단축 압출기에 각각 투입하고, 290℃의 온도로 용융시켰다. 다음에, 열가소성 수지 A와 열가소성 수지 B를, 각각 FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, 기어 펌프로 계량하면서 열가소성 수지 A와 열가소성 수지 B의 중량비가 1이 되도록 슬릿수 801개의 적층 장치로 합류시켜, 열가소성 수지 A가 양측의 최표층에 위치하도록 두께 방향으로 교호로 801층 적층 된 용융 수지 적층체를 얻었다. 그 후, 용융 수지 적층체를 구금으로부터 토출하고, 온도 25℃의 캐스팅 드럼에서 냉각, 고화하여 캐스트 필름을 얻었다. 얻어진 캐스트 필름을, 60℃의 온도로 설정한 롤군에서 가열한 후, 필름 길이 방향으로 85℃의 온도로 설정된 롤에서 50%/초의 연신 속도로 3.0배로 연신하고, 그 후 일단 냉각했다. 이와 같이 하여 얻어진 1축 연신 필름을 텐터로 이끌고, 90℃의 온도의 열풍으로 예열 후, 95℃의 온도로 필름 폭 방향으로 5%/초의 연신 속도로 4.0배로 연신했다. 연신한 필름은 그대로 텐터 내에서 215℃의 열풍으로 열처리를 행하고, 계속해서 동 온도 조건 하에서 폭 방향으로 1%의 이완 처리를 한 후에 실온까지 냉각했다. 계속해서 폭 방향의 양단 에지 부분을 균등하게 재단 제거하고, 두께 75㎛, 폭 400㎜의 수지 필름의 롤을 얻었다. 필름 폭 방향의 중앙 위치를 100㎜×100㎜을 채취하여 두께 75㎛의 수지 필름 A를 얻었다. 또한, 마찬가지로 롤의 폭 방향의 단부로부터 100㎜×100㎜을 채취하여 두께 75㎛의 수지 필름 Q를 얻었다.

수지 필름 B∼P:

층수, 각 층의 수지, 연신 배율, 두께를 표 2에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는 수지 필름 A와 마찬가지로 수지 필름 B∼P를 얻었다. 또한, 두께의 조정은 캐스팅 드럼의 회전 속도의 조절에 의해 행했다. 또한, 수지 필름 F 및 수지 필름 G에 있어서는 2대의 단축 압출기에 동일한 수지를 공급하여 제막했다.

(실시예 1)

수지 필름 A를 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 투사하는 투영 광원, 및 수지 필름 A를 구비하고, 상기 수지 필름 A의 고배율 연신 방향과 광원으로부터의 광의 입사면과 수직한 방향이 되도록 배치되어 이루어지는 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

(실시예 2)

수지 필름 A의 편면에, 아크릴계 접착제를 개재해서 두께 2㎜의 유리판을 접합시켜, 다음 구성의 적층체를 얻었다. p편광을 발생하여 방사하는 투영 광원, 및 얻어진 적층체에 포함되는 수지 필름 A의 고배율 연신 방향을 입사면과 수직한 방향이 되도록 배치되어 이루어지는 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

구성: 수지 필름/접착층(두께 10㎛)/유리(두께 2㎜).

(실시예 3)

수지 필름 A의 양면에, 차열성을 갖지 않는 폴리비닐부티랄 수지 A(접착층)를 개재해서 두께 2㎜의 유리판을 접합시켜, 다음 구성의 적층체를 얻었다. p편광을 발생하여 방사하는 투영 광원, 및 얻어진 적층체에 포함되는 수지 필름 A의 고배율 연신 방향을 입사면과 수직한 방향이 되도록 배치되어 이루어지는 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

구성: 유리(두께 2㎜)/접착층(두께 350㎛)/수지 필름/접착층(두께 350㎛)/유리(두께 2㎜).

(실시예 4∼16, 21, 비교예 1∼3)

수지 필름, 투영 광원, 고배율 연신 방향을 입사면의 관계(수직/평행)를 표 3과 같이 한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

(실시예 17)

실시예 2의 적층체의 수지 필름의 유리가 적층되어 있지 않은 측의 면에 대하여, 스퍼터링법에 의해 불화마그네슘막을 AR층으로서 설치하고, 다음 구성의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체와, p편광을 발생하여 방사하는 투영 광원을 구비한 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 효과의 평가에 있어서는 하기 구성의 AR층측에 광원을 두었다.

구성: AR층(두께 0.1㎛)/수지 필름(두께 75㎛)/접착층(두께 10㎛)/유리(두께 2㎜)

(실시예 18)

수지 필름 A의 양면에, 세슘 도프 산화텅스텐 입자 0.035중량%와, 주석 도프 산화인듐 입자 0.14중량%를 함유하는 차열성을 갖는 폴리비닐 부티랄 수지 B(접착층)를 개재해서 두께 2㎜의 유리판을 접합시켜, 다음 구성의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체와, p편광을 발생하여 방사하는 투영 광원을 구비한 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

구성: 유리(두께 2㎜)/접착층(두께 350㎛)/수지 필름(두께 75㎛)/접착층(두께 350㎛)/유리(두께 2㎜).

(실시예 19)

수지 필름 A의 편면에 실시예 3의 폴리비닐 부티랄 수지 A(접착층)를, 이미 타방의 면에 실시예 18의 폴리비닐 부티랄 수지 B(접착층)를 각각 개재하여 두께 2㎜의 유리판을 접합시켜, 다음 구성의 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체와, p편광을 발생하여 방사하는 투영 광원을 구비한 HUD 시스템을 제작했다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 효과의 평가에 있어서는 폴리비닐 부티랄 A 측과 접하는 유리측에 광원을 두었다.

또한, 표 3에 있어서의 「a^*(θ), b^*(θ)의 최대값」이란, |a^*(40)|, |a^*(60)|, |a^*(80)|, |b^*(40)|, |b^*(60)|, |b^*(80)| 중, 가장 큰 값을 의미한다.

본 발명에 의해, 윈드실드의 광범위에 영상을 투사하는 경우에도 균일한 반사 성능이 유지되고, 또한 편광 선글라스를 착용해도 간섭색이 시인되기 어려운 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명의 헤드업 디스플레이 시스템은 상기 특징을 구비하기 때문에, 항공기, 선박, 자동차, 철도 등의 수송용 기기나 건축물, 전자 간판에 바람직하게 사용할 수 있다.

1: 수지 필름 2: 편광자
3: 검출기 i: 입사광(s편광)
t1: 투과광(투영부 투과 후) t2: 투과광(투영부와 편광자 투과 후)
θ: 입사각
T(θ, λ): 광원으로부터 입사각 θ°로 조사한 s편광이 상기 수지 필름 및 상기 편광자를 투과했을 때에 얻어지는, 파장 λ㎚에 있어서의 투과율
C(θ): 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 T(θ, λ)의 평균값

Claims

영상을 투사하는 영상 투사기와, 상기 영상 투사기로부터의 영상이 투사되는 수지 필름을 구비한 헤드업 디스플레이 시스템으로서,
상기 영상 투사기로부터 영상을 구성하는 광선에 있어서, 상기 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광 성분의 강도가 전체 광선 성분의 강도의 51% 이상이며,
상기 수지 필름은 하기 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면이 수평면에 대하여 90±10° 이내가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)
b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)
<측정법>
Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°, 60° 및 80°에서 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 한 편광자에 투과시켜, 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 각각의 입사 각도에 있어서 측정한다. 또한 여기에서, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 한다. 얻어진 투과 스펙트럼과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여, 각 입사 각도에 있어서의 a^*의 절대값 및 그 최대값, 및 b^*의 절대값 및 그 최대값을 산출했다.
또한, 광선이 필름에 도달하는 점을 중심으로 상기 수지 필름을 회전시켜 같은 측정을 행하고, 상기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 조사할 수 있다.
제 1 항에 있어서,
상기 측정법으로 구해지는 투과 스펙트럼에 있어서, 투과율 측정을 행했을 때의 입사각을 θ로 했을 때, 입사각 θ에서 측정한 투과 스펙트럼 중, 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 파장 λ㎚에 있어서의 투과율을 T(θ, λ)(%), 상기 범위에서의 투과율의 평균값을 C(θ)(%), 상기 범위 내에 있어서 T(θ, λ)=C(θ)를 만족시키는 λ의 수를 N(θ)으로 했을 때, N(40), N(60), N(80) 중 최소값이 4 이상인 헤드업 디스플레이 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 N(40), N(60), N(80)이 N(40)≤N(60)≤N(80)의 관계를 만족시키는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름이 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각으로서 각각 20°, 40° 및 70°로 입사시켰을 때의 반사율(%)을 Rp20， Rp40， Rp70으로 했을 때, Rp20≤Rp40<Rp70의 관계를 만족하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름은 수지 필름면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 면내 회전시킨 경우의 평균 반사율이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름이 상기 수지 필름에 있는 입사면에 대해서 p편광이 되는 광선을 수직 입사시켰을 때의 파장 450∼650㎚의 범위에서의 평균 반사율과, 상기 입사면에 대하여 s편광이 되는 광선을 수직 입사시켰을 때의 파장 450∼650㎚의 범위에서의 평균 반사율이 모두 80% 이상인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름이 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량이 10% 이하의 필름인 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름이 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈가 1% 이하의 필름인 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름의 편면에 접착층을 개재해서 유리판이 적층된 구성(구성A)을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름의 양면에 접착층을 개재해서 유리판이 적층된 구성(구성B)을 갖는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 수지 필름의, 유리판이 적층되어 있지 않은 측의 면에 반사방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 유리판의 적어도 일방의 유리판이, 상기 접착층과 면하고 있지 않는 측의 면에 반사방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 수지 필름의 양면의 접착층을 각각 C1, C2로 한 경우에, 상기 C1의 가시·적외광 투과율 T1과 상기 C2의 가시·적외광 투과율 T2가 T2≠T1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름에 대하여 입사각 60°에서 p편광을 조사한 경우의 투과광에 포함되는 p편광 성분의 비율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 헤드업 디스플레이 시스템을 탑재하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수송용 기기.
하기 측정법에 의해 구한 a^*의 절대값의 최대값 및 b^*의 절대값의 최대값이 하기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 적어도 하나 갖는 수지 필름.
a^*의 절대값의 최대값≤30 (1)
b^*의 절대값의 최대값≤30 (2)
<측정법>
Hitachi, Ltd.제의 분광 광도계(U-4100 Spectrophotometer)에 부속의 각도 가변 유닛 및 Glan-Taylor제 편광자를 부착하고, 수지 필름을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 s편광이 되는 편광을 입사 각도 40°, 60° 및 80°에서 조사하고, 또한 상기 수지 필름을 투과한 광을 상기 s편광을 흡수축으로 한 편광자에 투과시켜, 파장 400∼1600㎚의 범위의 투과율을 각각의 입사 각도에 있어서 측정한다. 또한 여기에서, 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 한다. 얻어진 투과 스펙트럼과 D65 광원의 분광 분포와 XYZ계의 등색 함수를 사용하여, 각 입사 각도에 있어서의 a^*의 절대값 및 그 최대값, 및 b^*의 절대값 및 그 최대값을 산출했다.
또한, 광선이 필름에 도달하는 점을 중심으로 상기 수지 필름을 회전시켜 같은 측정을 행하고, 상기 식(1) 및 식(2)을 충족하는 입사면을 조사할 수 있다.
제 16 항에 있어서,
상기 측정법으로 구해지는 투과 스펙트럼에 있어서, 투과율 측정을 행했을 때의 입사각을 θ로 하고, 입사각 θ에서 측정한 투과 스펙트럼 중, 파장 450㎚∼750㎚의 범위 내에 있어서의 파장 λ㎚에 있어서의 상기 투과율을 T(θ, λ)(%), 상기 범위에서의 투과율의 평균값을 C(θ)(%), 상기 범위 내에 있어서 T(θ, λ)=C(θ)를 만족시키는 λ의 수를 N(θ)으로 했을 때, N(40), N(60), N(80) 중 최소값이 4 이상인 수지 필름.
제 17 항에 있어서,
상기 N(40), N(60), N(80)이 N(40)≤N(60)≤N(80)의 관계를 만족시키는 수지 필름.
제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름은 수지 필름의 면을 반사면으로 했을 때의 입사면에 대하여 p편광이 되는 광선을 입사각 60°로 조사하면서, 조사점을 중심으로 0∼90°의 범위에서 필름면을 회전시킨 경우의 평균 반사율이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 수지 필름.
제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름은 100℃에서 250시간 처리했을 때의 파장 450∼650㎚의 평균 투과율의 변화량이 10% 이하인 수지 필름.
제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 필름은 150℃에서 2시간 처리한 후의 내부 헤이즈가 1% 이하인 수지 필름.