TWI802607B - 抬頭顯示器裝置 - Google Patents

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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之視認性優異且耐熱性優異之抬頭顯示器裝置。本發明之抬頭顯示器裝置具有：顯示器，其出射投影光；至少1個反射器，其反射投影光；殼體，其具有開口部且將顯示器及反射器收容於內部；罩蓋構件，其覆蓋開口部；及附相位差層之偏光板，其設置於罩蓋構件之殼體內部側，且自罩蓋構件側依序包含相位差層與偏光元件。相位差層之面內相位差Re(550)為3000 nm以上，本發明之抬頭顯示器裝置係以經由開口部自殼體出射之投影光相對於擋風玻璃之反射角成為30°以下或40°以上之方式構成。

Description

抬頭顯示器裝置
本發明係關於一種抬頭顯示器裝置。
車輛之駕駛員通過擋風玻璃注視前方，並且一面目視儀錶盤上之儀器類，一面實施運轉。即，視線向前方及下方之儀器類移動。若可於看著前方之情況下觀察儀器類，則無須移動視線，而可期待運轉性(最終安全性)之提高。根據該見解開發出抬頭顯示器裝置並供於實際使用。於抬頭顯示器裝置中，為了防止垃圾等異物進入收納光學系統之外殼內，而設置有覆蓋光路之開口部之罩蓋構件。進而，存在為了防止外殼內之高溫化(具體而言，為了防止太陽光之入射)而於上述罩蓋構件貼合偏光板之情形(例如，專利文獻1)。然而，此種抬頭顯示器裝置存在於駕駛員佩戴有偏光太陽眼鏡之情形時其視認性顯著降低(於最差之情形時會導致眩暈)之問題。此外，先前之抬頭顯示器裝置存在耐熱性不充分之問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2008-70504號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係為了解決上述先前之課題而完成者，其目的在於提供一種經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之視認性優異且耐熱性優異之抬頭顯示器裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之抬頭顯示器裝置具有：顯示器，其出射投影光；至少1個反射器，其反射該投影光；殼體，其具有開口部，且將該顯示器及該反射器收容於內部；罩蓋構件，其覆蓋該開口部；及附相位差層之偏光板，其設置於該罩蓋構件之殼體內部側，且自該罩蓋構件側依序包含相位差層與偏光元件。該相位差層之面內相位差Re(550)為3000 nm以上，本發明之抬頭顯示器裝置係以經由該開口部自該殼體出射之投影光相對於擋風玻璃之反射角成為30°以下或40°以上之方式構成。 於1個實施形態中，上述偏光元件包含下述式(1)所表示之芳香族雙偶氮化合物。 於1個實施形態中，上述罩蓋構件包含聚碳酸酯系樹脂。 於1個實施形態中，上述罩蓋構件之厚度為10 μm~1000 μm。 於1個實施形態中，上述偏光元件之厚度為100 nm~1000 nm。 [發明之效果]
根據本發明之實施形態，於抬頭顯示器裝置中，於覆蓋殼體之開口部之罩蓋構件之殼體內部側積層包含超高相位差之相位差層之附相位差層之偏光板，且將經由該開口部自殼體出射之投影光相對於擋風玻璃之反射角設定為特定範圍，藉此可實現經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之視認性優異且耐熱性優異之抬頭顯示器裝置。
以下，對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於該等實施形態。
A.抬頭顯示器裝置之整體構成 圖1係對本發明之1個實施形態之抬頭顯示器裝置進行說明之部分概略剖視圖。抬頭顯示器裝置100具有：顯示器10，其出射投影光；至少1個反射器(於圖示例中為1個反射器)20，其反射投影光；殼體30，其具有開口部32，且將顯示器10及反射器20收容於內部；罩蓋構件40，其覆蓋開口部32；及附相位差層之偏光板50，其設置於罩蓋構件40之殼體內部側。於圖1之實施形態中設置有1個反射器20，但亦可如圖2所示之抬頭顯示器裝置101般設置2個反射器20、22。
作為顯示器10，可採用任意適當之構成。作為顯示器之代表例，可列舉液晶顯示裝置。液晶顯示裝置包含偏光元件，因此自液晶顯示裝置出射之投影光成為直線偏光。
作為反射器20(及於存在反射器22之情形時，作為反射器22)，可採用任意適當之構成。反射器20例如具有鏡部及於殼體30之特定位置保持該鏡部之反射鏡支架。鏡部為平面鏡或凹面鏡均可。於圖示例中採用凹面鏡。藉由使用凹面鏡，可將所投影之影像放大顯示。凹面鏡之曲率半徑可根據目的、所投影之影像之大小等適當設定。於設置有反射器22之情形時，反射器22例如可為僅使紅外線透過且反射可見光線及紫外線之平面鏡(冷鏡)。
殼體30係具有可收容顯示器10及反射器20、22之內部空間之箱狀構件。代表性而言，殼體30具有開口部32，自顯示器10出射之投影光經由該開口部32放出至殼體30之外部。殼體30可包含任意適當之材料。作為較佳之構成材料，可列舉不易因太陽光之照射而升溫且容易成形之材料。作為此種材料之具體例，可列舉：丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、氟系樹脂、苯氧基系樹脂。殼體30可被組入至汽車之一部分，亦可為與汽車獨立之構件。例如，亦可將汽車之儀錶盤用作殼體。
罩蓋構件40係覆蓋殼體30之開口部32從而使垃圾不會進入至殼體30之內部之板狀構件。罩蓋構件40代表性而言為透明，自反射器20反射之投影光透過罩蓋構件40後放出至殼體30之外部。關於罩蓋構件之詳細內容，以下於B項中進行敍述。
代表性而言，附相位差層之偏光板50經由黏著劑貼合於罩蓋構件40之殼體內部側。附相位差層之偏光板50如圖3所示，自罩蓋構件40側依序包含相位差層52、偏光元件54、及視需要之基材56。相位差層52之面內相位差Re(550)為3000 nm以上。若相位差層之面內相位差如上述般非常大，則即便因視認角度而導致相位差產生變化，由於相位差層整體之相位差非常大，故而亦可減小對視認性造成之影響。其結果為可實現經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之優異之視認性。進而，藉由配置附相位差層之偏光板，可藉由附相位差層之偏光板之偏光元件抑制太陽光之入射(透過)，因此可提高抬頭顯示器裝置之耐熱性。關於附相位差層之偏光板之詳細內容，以下於C項中進行敍述。再者，於本說明書中，「Re(λ)」係以23℃下之波長λ nm之光測定所得之膜之面內相位差。因此，「Re(550)」係以23℃下之波長550 nm之光測定所得之膜之面內相位差。於將膜之厚度設為d(nm)時，Re(λ)係藉由式：Re=(nx-ny)×d而求出。此處，「nx」係面內之折射率成為最大之方向(即遲相軸方向)之折射率，「ny」係於面內與遲相軸正交之方向(即進相軸方向)之折射率。
代表性而言，附相位差層之偏光板50之吸收軸之方向被設定為實質上與投影光(代表性而言，直線偏光)之偏光方向正交之方向。於本說明書中，「實質上正交」及「大致正交」之表述包含2個方向所成之角度為90°±7°之情形，較佳為90°±5°，進而較佳為90°±3°。「實質上平行」及「大致平行」之表述包含2個方向所成之角度為0°±7°之情形，較佳為0°±5°，進而較佳為0°±3°。進而，於本說明書中，於簡稱為「正交」或「平行」時，可包含實質上正交或實質上平行之狀態。
於本發明之實施形態中，如圖4所示，抬頭顯示器裝置係以經由開口部32自殼體30出射之投影光相對於擋風玻璃60之反射角α成為30°以下或40°以上之方式構成。若為此種構成，則可藉由與上述附相位差層之偏光板之效果之協同效應實現經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之視認性優異且耐熱性優異之抬頭顯示器裝置。反射角α較佳為2°~25°或45°~89°，更佳為5°~20°或55°~85°。反射角α可藉由調整反射器20之角度進行控制。具體而言，只要將反射鏡支架設為可調整角度之構成即可。反射鏡支架例如具有其周面連接於鏡部之背面之軸、及與軸之端部連接之控制部。鏡部之角度隨著軸之旋轉而變化，因此可藉由利用控制部控制軸之旋轉而間接地調整鏡部之角度。代表性而言，鏡部之角度可根據擋風玻璃之形狀進行調整。再者，根據圖4明確反射角與入射角成為相同值。
抬頭顯示器裝置之詳細構成採用業界慣用之任意適當之構成，因此省略詳細之說明。以下，具體對罩蓋構件及附相位差層之偏光板進行說明。
B.罩蓋構件 罩蓋構件40如上所述，代表性而言為透明。於本說明書中，所謂「透明」，意指具有使波長360 nm~830 nm之可見光透過之性質。透明包含實質上不吸收可見光而使可見光區域之所有波長之光透過之情形(無色透明)、及吸收可見光區域之一部分波長之光且使該波長以外之光透過之情形(有色透明)。罩蓋構件40較佳為無色透明。罩蓋構件之全光線透過率較佳為50%以上，更佳為70%以上，進而較佳為90%以上。全光線透過率係依據JIS K7375所測得之值。
罩蓋構件之表面形狀可根據開口部32之形狀適當地設計。例如，罩蓋構件覆蓋開口部之部分可僅包含平面或僅包含曲面，覆蓋開口部之部分亦可包含複數個平面及/或複數個曲面。代表性而言，罩蓋構件之表面形狀僅包含平面或僅包含曲面。於圖示例中，使用覆蓋開口部之部分僅包含曲面之罩蓋構件。
罩蓋構件之厚度例如可為10 μm~1000 μm。若罩蓋構件過厚，則有投影光之透過率降低(投影光之光損耗增多)，進而成為產生雙重像之一個原因之虞。若罩蓋構件過薄，則有機械強度變得不充分而被覆功能變得不充分之虞。
罩蓋構件可包含任意適當之透明材料。作為代表例，可列舉樹脂、玻璃。作為樹脂之具體例，可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等酯系樹脂；二乙醯纖維素、三乙醯纖維素等纖維素系樹脂；雙酚A系聚碳酸酯等聚碳酸酯系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂、內酯改性丙烯酸系樹脂等丙烯酸系樹脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯系樹脂；聚乙烯、聚丙烯、具有環狀結構或降𦯉烯結構之聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物等烯烴系樹脂；氯乙烯系樹脂；芳香族聚醯胺等醯胺系樹脂；醯亞胺系樹脂；碸系樹脂；聚醚碸系樹脂；聚醚醚酮系樹脂、聚苯硫醚系樹脂；乙烯醇系樹脂；偏二氯乙烯系樹脂；乙烯基丁醛系樹脂；芳酯系樹脂；聚甲醛系樹脂；環氧系樹脂。該等樹脂可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
C.附相位差層之偏光板 C-1.偏光元件 作為偏光元件，可採用任意適當之偏光元件。作為代表例，可列舉碘系偏光元件及向液性液晶偏光元件。
形成碘系偏光元件之樹脂膜可為單層之樹脂膜，亦可使用兩層以上之積層體製作。
作為包含單層之樹脂膜之偏光元件之具體例，可列舉：對聚乙烯醇(PVA)系樹脂膜、部分縮甲醛化PVA系樹脂膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜實施藉由碘或二色性染料等二色性物質進行之染色處理及延伸處理所得者、PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系配向膜等。就光學特性優異之方面而言，較佳為使用利用碘對PVA系樹脂膜進行染色並單軸延伸所獲得之偏光元件。
上述藉由碘而進行之染色例如係藉由將PVA系樹脂膜浸漬於碘水溶液中進行。上述單軸延伸之延伸倍率較佳為3~7倍。延伸可於染色處理後進行，亦可一面進行染色，一面進行延伸。又，亦可於延伸後進行染色。視需要對PVA系樹脂膜實施膨潤處理、交聯處理、洗淨處理、乾燥處理等。例如，藉由於染色之前將PVA系樹脂膜浸漬於水中進行水洗，不僅可將PVA系樹脂膜表面之污漬及抗黏連劑洗淨，亦可使PVA系樹脂膜膨潤而防止染色不均等。
作為使用積層體而獲得之偏光元件之具體例，可列舉使用樹脂基材與積層於該樹脂基材之PVA系樹脂層(PVA系樹脂膜)之積層體、或者樹脂基材與塗佈於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體而獲得之偏光元件。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體而獲得之偏光元件例如可藉由如下方式而製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材，並進行乾燥而於樹脂基材上形成PVA系樹脂層，從而獲得樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體；及對該積層體進行延伸及染色而將PVA系樹脂層製成偏光元件。於本實施形態中，代表性而言，延伸包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中進行延伸。進而，延伸可進而包含視需要於在硼酸水溶液中進行延伸之前將積層體於高溫(例如95℃以上)下進行空氣中延伸。所獲得之樹脂基材/偏光元件之積層體可直接使用(即，可將樹脂基材作為偏光元件之保護層)，亦可將樹脂基材自樹脂基材/偏光元件之積層體剝離，並於該剝離面積層與目的相應之任意適當之保護層後使用。此種偏光元件之製造方法之詳細內容例如記載於日本專利特開2012-73580號公報。該公報之整體記載係作為參考而被援用至本說明書中。
向液性液晶偏光元件由於耐熱性優異，結果可進而提高抬頭顯示器裝置之耐熱性。向液性液晶偏光元件例如包含下述式(1)所表示之芳香族雙偶氮化合物： [化1]
Figure 02_image001
於式(1)中，Q1 表示經取代或未經取代之芳基，Q2 表示經取代或未經取代之伸芳基，R1 分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之乙醯基、經取代或未經取代之苯甲醯基、經取代或未經取代之苯基，M表示抗衡離子，m為0~2之整數，n為0~6之整數；其中，m及n之至少一者不為0，1≤m+n≤6，於m為2之情形時，各個R1 可相同亦可不同。
式(1)所示之OH、(NHR1 )m 、及(SO3 M)n 可分別鍵結於萘基環之7個取代部位之任一者。
式(1)之萘基與偶氮基(-N=N-)之鍵結位置並無特別限定。較佳為萘基與偶氮基於萘基之1位或2位鍵結。
於式(1)之R1 之烷基、乙醯基、苯甲醯基或苯基具有取代基之情形時，作為該取代基，可列舉於下述芳基或伸芳基中例示之取代基。R1 較佳為氫原子、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之乙醯基，更佳為氫原子。作為經取代或未經取代之烷基，可列舉經取代或未經取代之碳數1~6之烷基。
式(1)之M(抗衡離子)較佳為列舉：氫離子；Li、Na、K、Cs等鹼金屬離子；Ca、Sr、Ba等鹼土金屬離子；其他金屬離子；可經烷基或羥基烷基取代之銨離子；有機胺之鹽等。作為金屬離子，例如可列舉：Ni+ 、Fe3+ 、Cu2+ 、Ag+ 、Zn2+ 、Al3+ 、Pd2+ 、Cd2+ 、Sn2+ 、Co2+ 、Mn2+ 、Ce3+ 。作為有機胺，可列舉：碳數1~6之烷基胺、具有羥基之碳數1~6之烷基胺、具有羧基之碳數1~6之烷基胺等。於式(1)中，於SO3 M存在2個以上之情形時，各個M可相同亦可不同。又，於式(1)中，於SO3 M之M為2價以上之陽離子之情形時，可與鄰接之另一偶氮系化合物之SO3 - 鍵結而形成超分子聚集體。
式(1)之m較佳為1。又，通式(1)之n較佳為1或2。
作為式(1)之萘基之具體例，可列舉下述式(a)~式(l)所表示者。式(a)~式(l)之R1 及M如針對式(1)說明所述。
[化2]
Figure 02_image003
式(1)中，Q1 所表示之芳基除苯基以外，亦可列舉如萘基等之苯環2個以上縮合而成之縮合環基。Q2 所表示之伸芳基除伸苯基以外，亦可列舉如伸萘基等之苯環2個以上縮合而成之縮合環基。
Q1 之芳基或Q2 之伸芳基可分別具有取代基，亦可不具有取代基。於上述芳基或伸芳基為經取代或未經取代之任一者之情形時，具有極性基之式(1)之芳香族雙偶氮化合物對水系溶劑之溶解性均優異。
於上述芳基或伸芳基具有取代基之情形時，作為其取代基，例如可列舉：碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數1~6之烷基胺基、苯基胺基、碳數1~6之醯胺基、二羥基丙基等碳數1~6之羥基烷基、COOM基等羧基、SO3 M基等磺酸基、羥基、氰基、硝基、胺基、鹵素基等。較佳為上述取代基為選自碳數1~6之烷氧基、碳數1~6之羥基烷基、羧基、磺酸基、及硝基中之1個。具有此種取代基之芳香族雙偶氮化合物之水溶性尤其優異。上述芳基或伸芳基可經該等取代基之1種取代，亦可經2種以上取代。又，取代基可以任意比率取代。
式(1)之Q1 較佳為經取代或未經取代之苯基，更佳為具有上述取代基之苯基。Q2 較佳為經取代或未經取代之伸萘基，更佳為具有上述取代基之伸萘基，尤佳為具有上述取代基之1,4-伸萘基。
式(1)之Q1 為經取代或未經取代之苯基且Q2 為經取代或未經取代之1,4-伸萘基之芳香族雙偶氮系化合物係由下述式(2)所表示。
[化3]
Figure 02_image005
式(2)中，R1 、M、m及n如針對上述式(1)說明所述。式(2)中，A及B表示取代基，a及b表示其取代數。A及B分別獨立地表示碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數1~6之烷基胺基、苯基胺基、碳數1~6之醯胺基、二羥基丙基等碳數1~6之羥基烷基、COOM基等羧基、SO3 M基等磺酸基、羥基、氰基、硝基、胺基、鹵素基。a為0~5之整數，b表示0~4之整數。其中，a及b之至少一者不為0。於a為2以上之情形時，取代基A可相同亦可不同。於b為2以上之情形時，取代基B可相同亦可不同。
式(2)中所包含之芳香族雙偶氮化合物之中，較佳為下述式(3)所表示之芳香族雙偶氮化合物。式(3)之芳香族雙偶氮化合物之取代基A以偶氮基(-N=N-)為基準鍵結於對位。進而，式(3)之芳香族雙偶氮化合物之萘基之OH基鍵結於與偶氮基鄰接之位置(鄰位)。若使用此種式(3)之芳香族雙偶氮化合物，則可容易地形成不易因加熱而導致收縮之偏光元件。
[化4]
Figure 02_image007
式(3)中，R1 、M、m及n如針對上述式(1)說明所述，A如針對上述式(2)說明所述。式(3)中，p表示0~4之整數。p較佳為1或2，更佳為1。
上述式(1)~(3)所表示之芳香族雙偶氮化合例如可依據細田豐著「理論製造 染料化學(5版)」(昭和43年7月15日技報堂出版，135頁~152頁)合成。例如，式(3)之芳香族雙偶氮化合物可藉由使苯胺衍生物與萘磺酸衍生物進行重氮化及偶合反應而獲得單偶氮化合物後，使該單偶氮化合物重氮化，進而與1-胺基-8-萘磺酸衍生物進行偶合反應而合成。
向液性液晶偏光元件例如可藉由包含下述步驟B及步驟C之方法製造。可視需要於步驟B之前進行步驟A，亦可於步驟C之後進行步驟D。 步驟A：對基材之表面實施配向處理之步驟。 步驟B：於基材之表面塗佈包含上述式(1)所表示之芳香族雙偶氮化合物之塗佈液而形成塗膜之步驟。 步驟C：對塗膜進行乾燥，形成作為乾燥塗膜之偏光元件之步驟。 步驟D：對在步驟C中所獲得之偏光元件之表面實施耐水化處理之步驟。
(步驟A) 步驟A係藉由對基材之表面進行配向處理而對基材之表面賦予配向限制力之步驟。於使用預先具有配向限制力之基材之情形時，無須實施步驟A。作為配向限制力之賦予方法，例如可列舉：(a)對基材之表面進行摩擦處理之方法；(b)於膜之表面形成聚醯亞胺等膜，並對該膜之表面進行摩擦處理而形成配向膜之方法；(c)於膜之表面形成包含光反應性化合物之膜，並對該膜照射光而形成配向膜之方法。再者，於使用(b)及(c)之方法之情形時，製作於基材與偏光元件之間具有配向膜之附相位差層之偏光板。基材可直接使用(於該情形時，基材可作為偏光元件之保護層發揮功能)，亦可將基材剝離並於該剝離面設置任意適當之保護膜。
(步驟B) 步驟B係使用塗佈液形成塗膜之步驟。塗佈液包含上述芳香族雙偶氮化合物及使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散之溶劑。塗佈液係藉由使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散於溶劑中而獲得。再者，亦可視需要將上述芳香族雙偶氮化合物以外之其他聚合物、及/或添加劑等添加至溶劑中。
使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散之溶劑可使用任意適當之溶劑。較佳為水系溶劑。作為水系溶劑，可列舉：水、親水性溶劑、水與親水性溶劑之混合溶劑等。親水性溶劑係大致均勻地溶解於水中之溶劑。作為親水性溶劑，例如可列舉：甲醇、異丙醇等醇類；乙二醇等二醇類；甲基溶纖素、乙基溶纖素等溶纖素類；丙酮、甲基乙基酮等酮類；乙酸乙酯等酯類。上述水系溶劑較佳為使用水或水與親水性溶劑之混合溶劑。
上述式(1)所表示之芳香族雙偶氮化合物係具有向液性液晶性之有機化合物。因此，塗佈液藉由使液溫或芳香族雙偶氮化合物之濃度等變化而表現出向液性液晶相。向液性液晶相係藉由芳香族雙偶氮化合物於液體中形成超分子聚集體而產生。向液性液晶相可藉由利用偏光顯微鏡進行觀察所得之光學樣式進行確認、識別。再者，超分子聚集體係複數個芳香族雙偶氮化合物藉由氫鍵等鍵結而形成之1個大的複合體。
塗佈液中之芳香族雙偶氮化合物之濃度較佳為以塗佈液顯示出液晶相之方式製備。塗佈液中之芳香族雙偶氮化合物之濃度通常為0.05重量%~50重量%，較佳為0.5重量%~40重量%，更佳為1重量%~10重量%。又，塗佈液被調整成適當之pH值。塗佈液之pH值較佳為2~10左右，更佳為6~8左右。進而，塗佈液之溫度較佳為調整成10℃~40℃，更佳為調整成15℃~30℃。
藉由將塗佈液塗佈於基材之上而形成塗膜。於塗膜內，芳香族雙偶氮化合物藉由基材之配向限制力而沿特定方向配向。作為塗佈液之塗佈方法，可採用使用任意適當之塗佈機之塗佈方法。作為塗佈機，例如可列舉：棒式塗佈機、輥式塗佈機、旋轉塗佈機、缺角輪塗佈機、凹版塗佈機、氣刀塗佈機、模嘴塗佈機。
(步驟C) 步驟C係形成作為乾燥塗膜之偏光元件之步驟。藉由於基材之上形成作為乾燥塗膜之偏光元件，而獲得具有基材與偏光元件之偏光板。
藉由使步驟B中所獲得之塗膜乾燥而使塗膜中所包含之溶劑揮發，從而形成包含固形之芳香族雙偶氮化合物之乾燥塗膜(向液性液晶偏光元件)。於偏光元件之內部，芳香族雙偶氮化合物於形成超分子聚集體之情況下其配向直接被固定。作為塗膜之乾燥方法，例如可列舉自然乾燥、強制乾燥。作為強制性乾燥，例如可列舉：減壓乾燥、加熱乾燥、減壓加熱乾燥。較佳為使用自然乾燥。塗膜之乾燥時間可根據乾燥溫度或溶劑之種類適當設定。例如於自然乾燥之情形時，乾燥時間較佳為1秒~120分鐘，更佳為10秒~5分鐘。乾燥溫度較佳為10℃~100℃，更佳為10℃~90℃，尤佳為10℃~80℃。再者，所謂乾燥溫度，並非為塗膜之表面或內部之溫度，而是意指對塗膜進行乾燥之環境溫度。
(步驟D) 步驟D係藉由使耐水化處理液與偏光元件接觸而對偏光元件賦予耐水性之步驟。作為使偏光元件與耐水化處理液接觸之方法，可採用任意適當之方法。作為接觸方法，可列舉如下等方法：(a)於偏光元件之表面塗佈耐水化處理液；(b)將偏光板(偏光元件)浸漬於充滿耐水化處理液之浴中；(c)使偏光板(偏光元件)通過充滿耐水化處理液之浴中。上述(a)之耐水化處理液之塗佈可使用任意適當之塗佈機或噴霧器等進行。
耐水化處理液可使用任意適當之液體。耐水化處理液例如包含具有使有機色素交聯之功能之交聯劑及使該交聯劑溶解或分散之溶劑。作為交聯劑，例如可列舉有機氮化合物，作為溶劑，例如可列舉水系溶劑。作為有機氮化合物，可較佳地使用其分子中具有2個以上之陽離子性基(較佳為包含氮原子之陽離子性基)之非環式之有機氮化合物等。作為非環式之有機氮化合物(非環式之脂肪族氮化合物)，例如可列舉：伸烷基二胺等脂肪族二胺或其鹽；伸烷基三胺等脂肪族三胺或其鹽；伸烷基四胺等脂肪族四胺或其鹽；伸烷基五胺等脂肪族五胺或其鹽；伸烷基醚二胺等脂肪族醚二胺或其鹽等。作為水系溶劑，可使用關於上述步驟B所說明者。
耐水化處理液中之交聯劑之濃度較佳為1質量%~50質量%，進而較佳為5質量%~30質量%。若使偏光元件與耐水化處理液接觸，則偏光元件內部之有機色素經由交聯劑交聯。藉由交聯獲得耐水性及機械強度優異之偏光元件。
碘系偏光元件之厚度較佳為15 μm以下，更佳為13 μm以下，進而較佳為10 μm，尤佳為8 μm以下。偏光元件之厚度之下限於1個實施形態中為2 μm，於另一實施形態中為3 μm。向液性液晶偏光元件之厚度較佳為1000 nm以下，更佳為700 nm以下，尤佳為500 nm以下。向液性液晶偏光元件之厚度之下限較佳為100 nm，更佳為200 nm，尤佳為300 nm。若偏光元件之厚度為此種範圍，則可使投影光自殼體良好地放出，且可抑制太陽光向殼體內部之入射(透過)。
偏光元件較佳為於波長380 nm~780 nm之任一波長下顯示出吸收二色性。偏光元件之單體透過率較佳為35.0%~50.0%，更佳為40.0%~45.0%。
偏光元件之偏光度如上所述般為88%以上，較佳為89%以上，進而較佳為90%以上。
C-2.相位差層 相位差層如上所述，具有面內相位差Re(550)為3000 nm以上之超高相位差。相位差層代表性而言，折射率特性顯示出nx＞ny之關係。相位差膜之面內相位差Re(550)較佳為4000 nm以上，更佳為5000 nm以上。面內相位差Re(590)之上限例如為30000 nm，較佳為20000 nm。若面內相位差為此種範圍，則藉由將材料及製造方法(延伸方法)適當組合並選擇，可於不使膜斷裂之情況下實現此種面內相位差。結果為可工業性地實現即便於經由偏光太陽眼鏡等偏光透鏡視認顯示畫面之情形時亦可確保良好之視認性之偏光板(結果為抬頭顯示器裝置)。
相位差層之雙折射Δnxy 為0.085以上，較佳為0.09以上，更佳為0.10以上。雙折射Δnxy 之上限例如為0.15。若雙折射Δnxy 為此種範圍，則能以可操作或容易操作之延伸倍率實現所需之面內相位差。雙折射Δnxy 係藉由式：Δnxy =nx-ny而求出。
相位差層只要具有nx＞ny之關係，則顯示出任意適當之折射率橢圓體。較佳為相位差層之折射率橢圓體顯示出nx＞ny≥nz之關係。
偏光元件與相位差層係以偏光元件之吸收軸與相位差層之遲相軸形成特定角度之方式積層。偏光元件之吸收軸與相位差層之遲相軸所成之角度較佳為35°~55°，更佳為38°~52°，進而較佳為40°~50°，尤佳為42°~48°，尤佳為45°左右。藉由將相位差層以此種軸關係配置於較偏光元件更靠罩蓋構件側，於經由偏光太陽眼鏡等偏光透鏡視認之情形時，可實現優異之視認性。
相位差層係包含可滿足如上述之光學特性之任意適當之相位差膜。作為形成相位差膜之樹脂之代表例，可列舉：聚酯系樹脂(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、聚碳酸酯系樹脂、聚醚系樹脂(例如聚醚醚酮)、聚苯乙烯系樹脂、環狀烯烴系樹脂。尤其是聚酯系樹脂之固有雙折射較大，即便延伸倍率較低且即便厚度較薄，亦可相對容易地獲得較大之面內相位差，因此可較佳地使用。
相位差層(相位差膜)代表性而言，係藉由使由如上述之樹脂形成之樹脂膜沿至少一方向延伸而製作。
作為樹脂膜之形成方法，可採用任意適當之方法。例如可列舉：熔融擠出法(例如T模成形法)、澆鑄塗佈法(例如流延法)、軋光成形法、熱壓法、共擠出法、共熔融法、多層擠出、吹脹成形法等。較佳為使用T模成形法、流延法及吹脹成形法。
樹脂膜(未延伸膜)之厚度可根據所需之光學特性、下述延伸條件等設定成任意適當之值。較佳為50 μm~300 μm，更佳為80 μm~250 μm。
上述延伸可採用任意適當之延伸方法、延伸條件(例如延伸溫度、延伸倍率、延伸方向)。具體而言，將自由端延伸、固定端延伸・自由端收縮、固定端收縮等各種延伸方法單獨使用或同時或者逐次使用均可。關於延伸方向，亦可於水平方向、垂直方向、厚度方向、對角方向等各種方向上進行或因次進行。延伸溫度較佳為樹脂膜之玻璃轉移溫度(Tg)±20℃之範圍。
藉由適當選擇上述延伸方法、延伸條件，可獲得具有上述所需之光學特性(例如折射率橢圓體、面內相位差、Nz係數)之相位差膜(結果為相位差層)。
於1個實施形態中，相位差層係藉由使樹脂膜進行單軸延伸或者固定端單軸延伸而製作。作為單軸延伸之具體例，可列舉使樹脂膜一面沿長條方向移動，一面沿長邊方向(縱向)延伸之方法。作為單軸延伸之另一具體例，可列舉使用拉幅機橫向延伸之方法。延伸倍率較佳為10%~500%。
於另一實施形態中，相位差層係藉由使長條狀之樹脂膜相對於長條方向沿角度θ之方向連續地傾斜延伸而製作。藉由採用傾斜延伸，獲得相對於膜之長條方向具有角度θ之配向角之長條狀之延伸膜，例如於與偏光元件積層時可實現卷對卷，從而可使製造步驟簡略化。角度θ與如上述之偏光元件之吸收軸與相位差層之遲相軸所成之角度對應。
作為傾斜延伸所使用之延伸機，例如可列舉可附加橫向及/或縱向、左右不同之速度之傳送力或者拉伸力或牽引力之拉幅機式延伸機。拉幅機式延伸機有橫向單軸延伸機、同時二軸延伸機等，只要可使長條狀之樹脂膜連續地傾斜延伸，則可使用任意適當之延伸機。
作為傾斜延伸之方法，例如可列舉日本專利特開昭50-83482號公報、日本專利特開平2-113920號公報、日本專利特開平3-182701號公報、日本專利特開2000-9912號公報、日本專利特開2002-86554號公報、日本專利特開2002-22944號公報等所記載之方法。
延伸膜(結果為相位差層)之厚度較佳為20 μm~80 μm，更佳為30 μm~60 μm。
C-3.基材 基材係附相位差層之偏光板之任意構成要素，且視需要設置。基材係包含可用作偏光元件之保護膜之任意適當之膜。作為成為該膜之主成分之材料之具體例，可列舉：三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降𦯉烯系、聚烯烴系、環狀烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂等。又，亦可列舉(甲基)丙烯酸系、胺基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。此外，例如亦可列舉矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又，亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物膜。作為該膜之材料，例如可使用含有側鏈具有經取代或未經取代之醯亞胺基之熱塑性樹脂及側鏈具有經取代或未經取代之苯基以及腈基之熱塑性樹脂的樹脂組合物，例如可列舉具有包含異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺之交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組合物。該聚合物膜例如可為上述樹脂組合物之擠出成形物。可較佳地使用(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀烯烴系樹脂。
作為上述(甲基)丙烯酸系樹脂，Tg(玻璃轉移溫度)較佳為115℃以上，更佳為120℃以上，進而較佳為125℃以上，尤佳為130℃以上。原因在於可使耐久性優異。上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg之上限值並無特別限定，就成形性等觀點而言，較佳為170℃以下。
作為上述(甲基)丙烯酸系樹脂，可於無損本發明之效果之範圍內採用任意適當之(甲基)丙烯酸系樹脂。例如可列舉：聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂等)、具有脂環族烴基之聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降𦯉酯共聚物等)。較佳為列舉聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6 烷基酯。更佳為列舉將甲基丙烯酸甲酯作為主成分(50~100重量%，較佳為70~100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
作為上述(甲基)丙烯酸系樹脂之具體例，例如可列舉：三菱麗陽公司製造之Acrypet VH或Acrypet VRL20A、日本專利特開2004-70296號公報所記載之分子內具有環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂、藉由分子內交聯或分子內環化反應而獲得之高Tg(甲基)丙烯酸系樹脂。
作為上述(甲基)丙烯酸系樹脂，於具有較高之耐熱性、較高之透明性、較高之機械強度之方面而言，尤佳為具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。
作為上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂，可列舉日本專利特開2000-230016號公報、日本專利特開2001-151814號公報、日本專利特開2002-120326號公報、日本專利特開2002-254544號公報、日本專利特開2005-146084號公報等所記載之具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之質量平均分子量(有時亦稱為重量平均分子量)較佳為1000~2000000，更佳為5000~1000000，進而較佳為10000~500000，尤佳為50000~500000。
上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg(玻璃轉移溫度)較佳為115℃以上，更佳為125℃以上，進而較佳為130℃以上，尤佳為135℃，最佳為140℃以上。原因在於可使耐久性優異。上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg之上限值並無特別限定，就成形性等觀點而言，較佳為170℃以下。
再者，於本說明書中，所謂「(甲基)丙烯酸系」，係指丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系。
作為環狀烯烴系樹脂，可採用任意適當之環狀烯烴系樹脂。
於採用向液性液晶偏光元件之情形時，基材可直接使用塗佈有包含芳香族重氮化合物之塗佈液之基材，亦可將該基材剝離，並於剝離面貼合如上述之保護膜。
基材較佳為光學各向同性。於本說明書中，所謂「光學各向同性」，係指面內相位差Re(550)為0 nm~10 nm且厚度方向之相位差Rth(550)為-10 nm~+10 nm。
基材之厚度較佳為20 μm~80 μm，更佳為30 μm~60 μm。
C-4.其他 附相位差層之偏光板亦可視需要於基材之與偏光元件相反側進而具有硬塗層及/或抗黏連層。硬塗層之詳細內容例如記載於日本專利特開2007-171943號公報中。抗黏連層之詳細內容例如記載於日本專利特開2015-115171號公報、日本專利特開2015-141674號公報、日本專利特開2015-120870號公報、日本專利特開2015-005272號公報中。該等公報之記載係作為參考而被援用至本說明書中。
偏光元件54與相位差層52係經由任意適當之接著層貼合。於使用碘系偏光元件之情形時，偏光元件54與基材56係經由任意適當之接著層貼合。接著層可為黏著劑層，亦可為接著劑層。構成黏著劑層之黏著劑代表性而言可為丙烯酸系黏著劑。構成接著劑層之接著劑代表性而言可為能量線硬化型接著劑。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明具體地進行說明，但本發明並不受該等實施例限定。再者，實施例中之評價項目如以下所述。
(1)反射率之測定 使S偏光入射至實施例1中所獲得之罩蓋構件/附相位差層之偏光板之積層體或比較例1中所獲得之罩蓋構件/偏光板之積層體，使所透過之S偏光於入射角30°~80°之範圍內反射至厚度1.3 mm之矩形狀玻璃板(松浪硝子工業(股)製造，製品名「S200423」)，並使用光譜式橢圓儀(J.A.Woollam公司製造，製品名「M-2000VI」)對反射光之P偏光進行測定。再者，入射至積層體之S偏光之振動方向設置為與偏光元件之透過軸方向平行。將各入射角度下之P偏光之反射率示於下述表1。
[實施例1] 1.有機色素(芳香族重氮化合物)之合成 藉由常規方法(細田豐著「理論製造 染料化學 第5版」昭和43年7月15日技法堂出版，135頁~152頁所記載之方法)使4-硝基苯胺與8-胺基-2-萘磺酸進行重氮化及偶合反應，而獲得單偶氮化合物。藉由上述常規方法使所獲得之單偶氮化合物進行重氮化，進而與1-胺基-8-萘酚-2,4-二磺酸鋰鹽進行偶合反應而獲得粗產物。利用氯化鋰對該粗產物進行鹽析，而獲得下述式(4)之芳香族雙偶氮化合物。 [化5]
Figure 02_image009
2.偏光板之製作 準備降𦯉烯系樹脂膜(日本ZEON(股)製造：製品名「ZEONOR」，ZF14-100)作為基材，並對該膜之表面實施摩擦處理及親水化處理(電暈處理)。使上述式(4)之芳香族雙偶氮化合物溶解於離子交換水中，而製備濃度4重量%之塗佈液。使用棒式塗佈機(BUSHMAN公司製造：製品名「Mayer rot HS4」將塗佈液塗佈於實施有摩擦處理及親水化處理之基板之表面，並於23℃之恆溫室內進行自然乾燥，藉此於基材表面形成乾燥塗膜(偏光元件)。再者，偏光元件之厚度為300 nm。 繼而，將基材/偏光元件之積層體於耐水化處理液中浸漬2秒。作為耐水化處理液，使用以質量比55：15：30包含1,3-丙二胺鹽酸鹽(東京化成工業(股)製造)、1,2-乙二胺鹽酸鹽(東京化成工業(股)製造)、及雙六亞甲基三胺(東京化成工業(股)製造)之水溶液。將自耐水化處理液中取出之基材/偏光元件之積層體進行水洗並使之乾燥，藉此獲得被賦予耐水性之偏光元件(基材/偏光元件之積層體)。
3.構成相位差層之相位差膜 使用面內相位差Re(550)為8400 nm且包含聚對苯二甲酸乙二酯樹脂之厚度80 μm之高相位差膜(TOYOBO公司製造，製品名「COSMOSHINE SRF」)。
4.附相位差層之偏光板之製作 將上述基材/偏光元件之積層體與上述相位差膜以偏光元件與相位差膜對向之方式貼合。貼合使用丙烯酸系黏著劑(日東電工(股)製造，製品名「CS9861」)。又，貼合係以偏光元件之吸收軸與相位差膜之遲相軸形成45°之角度之方式進行。如此，獲得具有基材/偏光元件/相位差膜(相位差層)之構成之附相位差層之偏光板。
5.附相位差層之偏光板與罩蓋構件之貼合 使用厚度300 μm之聚碳酸酯系樹脂片(三菱瓦斯化學(股)製造：製品名「MRF08U」)作為罩蓋構件。將該罩蓋構件與上述附相位差層之偏光板以罩蓋構件與相位差層對向之方式經由丙烯酸系黏著劑(日東電工(股)製造：製品名「CS9862UA」)貼合，而製作罩蓋構件/附相位差層之偏光板之積層體。將所獲得之積層體供於上述(1)之評價。將結果示於表1。
[實施例2] 將構成相位差層之相位差膜變更成以下之材料，除此以外，以與實施例1相同之方式製作罩蓋構件/附相位差層之偏光板之積層體。將市售之聚碳酸酯樹脂(三菱化學公司製造：商品名「DURABIO D7340」)於100℃下真空乾燥5小時後，使用具備單軸擠出機(東芝機械公司製造，汽缸溫度230℃)、T模(寬1700 mm，溫度230℃)、流延輥(溫度120℃)及捲取機之膜製膜裝置製作厚度220 μm之膜。將製膜所得之膜於125℃下進行2.5倍自由端延伸，獲得厚度140 μm、Re(550)=3292 nm之相位差膜。將所獲得之積層體供於與實施例1相同之評價。將結果示於表1。
[實施例3] 將構成相位差層之相位差膜變更成以下之材料，除此以外，以與實施例1相同之方式製作罩蓋構件/附相位差層之偏光板之積層體。將市售之聚碳酸酯樹脂(三菱化學公司製造：商品名「DURABIO D7340」)於100℃下真空乾燥5小時後，使用具備單軸擠出機(東芝機械公司製造，汽缸溫度230℃)、T模(寬1700 mm，溫度230℃)、流延輥(溫度120℃)及捲取機之膜製膜裝置製作厚度220 μm之膜。將製膜所得之膜於122℃下進行2.5倍自由端延伸，獲得厚度140 μm、Re(550)=4004 nm之相位差膜。將所獲得之積層體供於與實施例1相同之評價。將結果示於表1。
[比較例1] 並未設置相位差層，除此以外，以與實施例1相同之方式製作罩蓋構件/偏光板之積層體。將所獲得之積層體供於與實施例1相同之評價。將結果示於表1。
[表1]
Figure 107136909-A0304-0001
根據表1明確，實施例之積層體於特定之入射角度下反射率增加。該情況意指經由偏光太陽眼鏡觀察抬頭顯示器之圖像之情形時不會眩暈。即得知，根據本發明之實施例，可實現經由偏光太陽眼鏡視認之情形時之視認性優異之抬頭顯示器裝置。 [產業上之可利用性]
本發明之實施形態之抬頭顯示器裝置可適當用於具備擋風玻璃之車輛(代表性而言為汽車)。
10‧‧‧顯示器20‧‧‧反射器22‧‧‧反射器30‧‧‧殼體32‧‧‧開口部40‧‧‧罩蓋構件50‧‧‧附相位差層之偏光板52‧‧‧相位差層54‧‧‧偏光元件56‧‧‧基材60‧‧‧擋風玻璃100‧‧‧抬頭顯示器裝置101‧‧‧抬頭顯示器裝置α‧‧‧反射角
圖1係對本發明之1個實施形態之抬頭顯示器裝置進行說明之部分概略剖視圖。 圖2係對本發明之另一實施形態之抬頭顯示器裝置進行說明之部分概略剖視圖。 圖3係對本發明之抬頭顯示器裝置可使用之附相位差層之偏光板之一例進行說明之概略剖視圖。 圖4係對本發明之抬頭顯示器裝置中之投影光與擋風玻璃之關係進行說明之概略圖。
10‧‧‧顯示器
20‧‧‧反射器
30‧‧‧殼體
32‧‧‧開口部
40‧‧‧罩蓋構件
50‧‧‧附相位差層之偏光板
100‧‧‧顯示器裝置

Claims (7)

  1. 一種抬頭顯示器裝置，其構成為具有：顯示器，其出射投影光；至少1個反射器，其反射該投影光；殼體，其具有開口部，且將該顯示器及該反射器收容於內部；罩蓋構件，其覆蓋該開口部；及附相位差層之偏光板，其設置於該罩蓋構件之殼體內部側，且自該罩蓋構件側依序包含相位差層與偏光元件；且該相位差層之面內相位差Re(550)為3000nm以上，經由該開口部自該殼體出射之投影光相對於擋風玻璃之反射角成為2°~45°或65°~89°。
  2. 如請求項1之抬頭顯示器裝置，其中上述偏光元件包含下述式(1)所表示之芳香族雙偶氮化合物：
    Figure 107136909-A0305-02-0029-1
     於式(1)中，Q1表示經取代或未經取代之芳基，Q2表示經取代或未經取代之伸芳基，R1分別獨立地表示氫原子、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之乙醯基、經取代或未經取代之苯甲醯基、經取代或未經取代之苯基，M表示抗衡離子，m為0~2之整數，n為0~6之整數；其中，m及n之至少一者不為0，1
    Figure 107136909-A0305-02-0029-2
    m+n
    Figure 107136909-A0305-02-0029-4
    6，於m為2之情形時，各個R1可相同亦可不同。
  3. 如請求項1之抬頭顯示器裝置，其中上述罩蓋構件包含聚碳酸酯系樹脂。
  4. 如請求項2之抬頭顯示器裝置，其中上述罩蓋構件包含聚碳酸酯系樹脂。
  5. 如請求項1至4中任一項之抬頭顯示器裝置，其中上述罩蓋構件之厚度為10μm~1000μm。
  6. 如請求項1至4中任一項之抬頭顯示器裝置，其中上述偏光元件之厚度為100nm~1000nm。
  7. 如請求項5之抬頭顯示器裝置，其中上述偏光元件之厚度為100nm~1000nm。
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