TWI842747B - 抬頭顯示器裝置 - Google Patents

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TWI842747B
TWI842747B TW108135564A TW108135564A TWI842747B TW I842747 B TWI842747 B TW I842747B TW 108135564 A TW108135564 A TW 108135564A TW 108135564 A TW108135564 A TW 108135564A TW I842747 B TWI842747 B TW I842747B
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麻野井祥明
淵田岳仁
高田勝則
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

提供一種透過偏光太陽眼鏡目視時之視辨性佳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，其可射出投影光，且包含顯示單元與附第1相位差層之偏光板；該附第1相位差層之偏光板在該顯示單元之射出側，且從顯示單元側起依序包含偏光件與第1相位差層；至少1個反射器，其可反射投影光；及附第2相位差層之偏光板，其設在反射器之反射面，且從反射器側起依序包含偏光件與第2相位差層；該第1相位差層及第2相位差層之面內相位差Re(550)分別為100nm~200nm。

Description

抬頭顯示器裝置
本發明涉及一種抬頭顯示器裝置。
發明背景
車輛駕駛員通過擋風玻璃注視前方時，同時會目視儀表板之上之儀表類並進行駕駛。亦即，視線會往前方與下方之儀表類移動。如果能在看著前方之狀態下看儀表類的話，即能不移動視線而期待期待駕駛性(最後為安全性)。基於此見解，漸開發出抬頭顯示器裝置並供於實際使用。在抬頭顯示器裝置中，為了防止會進入可收容光學系統之外殼內的塵垢等異物，會設置覆蓋光徑之開口部的覆蓋構件。並且，為了防止外殼內之高溫化(具體上是防止太陽光入射)，有時會於上述覆蓋構件貼合偏光板(譬如專利文獻1)。但，此種抬頭顯示器裝置在駕駛員戴著偏光太陽眼鏡時，會有其視辨性明顯降低(最差的情況會黑視)的問題。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2008-70504號公報
發明概要
本發明係為了解決上述以往之課題而成者，其目的在於提供一種透過偏光太陽眼鏡目視時之視辨性佳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，其可射出投影光，且包含顯示單元與附第1相位差層之偏光板；該附第1相位差層之偏光板在該顯示單元之射出側，且從該顯示單元側起依序包含偏光件與第1相位差層；至少1個反射器，其可反射該投影光；及附第2相位差層之偏光板，其設於該反射器之反射面，且從該反射器側起依序包含偏光件與第2相位差層；該第1相位差層及第2相位差層之面內相位差Re(550)分別為100nm~200nm。
在一實施形態中，上述偏光件包含下述式(1)所示芳香族雙偶氮化合物：
Figure 108135564-A0305-02-0004-1
式(1)中，Q1表示取代或非取代之芳基，Q2表示取代或非取代之伸芳基，R1分別獨立表示氫原子、取代或非取代之烷基、取代或非取代之乙醯基、取代或非取代之苯甲醯基、取代或非取代之苯基，M表示對離子，m表示0~2之整 數，n為0~6之整數；惟，m及n之至少一者非0，且1≦m+n≦6，m為2時，各自之R1可相同亦可互異。
在一實施形態中，上述偏光件之厚度為100nm~1000nm。
在一實施形態中，上述反射器之至少1個為冷光鏡，且於該冷光鏡的反射面設有上述附第2相位差層之偏光板。
根據本發明之實施形態，在抬頭顯示器裝置中，在顯示器之射出側配置從顯示器之顯示單元側起依序包含偏光件與第1相位差層之附第1相位差層之偏光板，並且於反射器之反射面側配置從反射器側起依序包含偏光件與第2相位差層之附第2相位差層之偏光板，藉此可實現一種透過偏光太陽眼鏡目視時之視辨性佳的抬頭顯示器裝置。
10:顯示器
11:顯示單元
12:附第1相位差層之偏光板
20、22:反射器
30:框體
32:開口部
40:覆蓋構件
50:附第2相位差層之偏光板
52、122:基材
54、124:偏光件
56:第2相位差層
60:擋風玻璃
100、101:抬頭顯示器裝置
126:第1相位差層
α:反射角
圖1係說明本發明之一實施形態之抬頭顯示器裝置的部分概略截面圖。
圖2係說明本發明之另一實施形態的抬頭顯示器裝置的部分概略截面圖。
圖3係說明用於本發明之抬頭顯示器裝置之附第1相位差層之偏光板之一例的概略截面圖。
圖4係說明用於本發明之抬頭顯示器裝置之附第2相位差層之偏光板之一例的概略截面圖。
圖5係說明本發明之抬頭顯示器裝置之投影光與擋風玻璃之關係的概略圖。
用以實施發明之形態
以下說明本發明之實施形態，惟本發明不受該等實施形態限定。
A.抬頭顯示器裝置之整體構成
圖1是說明本發明之一實施形態之抬頭顯示器裝置的部分概略截面圖。抬頭顯示器裝置100具有：可射出投影光的顯示器10，其包含顯示單元11與附第1相位差層之偏光板12；可反射投影光之至少1個反射器(在圖式例中為1個反射器)20；及設於反射器20之反射面的第2附相位差層之偏光板50。抬頭顯示器裝置100代表上具有開口部32，且更具有：可將顯示器10及反射器20收容至內部的框體30、與可覆蓋開口部32之覆蓋構件40。
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設置2個反射器20、22。此時，亦可於反射器22之反射面設置附第2相位差層之偏光板50。通常，反射器之反射面的面積比覆蓋構件的面積(代表上為200cm2~1000cm2)小。因此，於反射器(尤其是反射器22)設置附第2相位差層之偏光板50時，相較於例如將附相位差層之偏光板設置在覆蓋構件之情況，可減低所使用之附相位差層之偏光板的尺寸(面積)，而可有助於降低成本。於反射器22設置附第2相位差層之偏光板50時，附第2相位差層之偏光板50的面積宜為25cm2~200cm2。
顯示器10可採用任意適當之構成。顯示器之 代表例可舉液晶顯示裝置。因此，顯示單元11可舉液晶單元。液晶單元之構成(譬如驅動模式)可採用任意適當的構成。
在本發明之實施形態中，顯示器10如上所述，包含顯示單元11與附第1相位差層之偏光板12。附第1相位差層之偏光板12代表上係透過黏著劑貼合在顯示單元11之射出側。附第1相位差層之偏光板12如圖3所示，從顯示單元11側起依序包含偏光件124與第1相位差層126。如圖式例所示，附第1相位差層之偏光板12亦可因應需要於偏光件124的顯示單元11側含有基材122。本發明之實施形態中，第1相位差層126之面內相位差Re(550)為100nm~200nm。第1相位差層之面內相位差只要在所述範圍內，便可將第1相位差層之慢軸與偏光件之吸收軸的角度設定在預定角度(後述)，藉此具有將來自顯示器之射出光轉換成圓偏光或橢圓偏光之功能。所述射出光(圓偏光或橢圓偏光)可藉由後述之附第2相位差層之偏光板轉換成直線偏光。並且，上述直線偏光會被反射器20(或反射器22)反射，並被附第2相位差層之偏光板再次轉換成圓偏光，而從抬頭顯示器裝置射出。本發明之抬頭顯示器裝置具有附第1相位差層之偏光板與附第2相位差層之偏光板，藉此可以高亮度射出圓偏光，結果可如後述實現優異之透過偏光太陽眼鏡目視時之視辨性。關於附第1相位差層之偏光板，將與附第2相位差層之偏光板一同於C項後述。另，本說明書中「Re(λ)」係於23℃下以波長λnm之光測得之薄膜的 面內相位差。因此，「Re(550)」係於23℃下以波長550nm之光測得之薄膜的面內相位差。Re(λ)係令薄膜厚度為d(nm)時，利用式：Re=(nx-ny)×d求得。此處，「nx」為面內之折射率為最大方向(亦即慢軸方向)的折射率，「ny」為於面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)的折射率。
反射器20(及有存在時之反射器22)可採用任意適當之構成。反射器20譬如具有鏡部及可將該鏡部保持在框體30之預定位置之鏡架。鏡部可為平面鏡亦可為凹面鏡。圖式例中係採用凹面鏡。藉由使用凹面鏡，可放大所投影之影像。凹面鏡之曲率半徑可因應目的、欲投影之影像的大小等適當設定。設置反射器22時，反射器22譬如可為可僅透射紅外線且可反射可見光線及紫外線的平面鏡(冷光鏡)。
框體30為具有可容置顯示器10及反射器20、22之內部空間的箱型構件。框體30在代表上具有開口部32，並且從顯示器10射出的投影光會透過該開口部32放出至框體30之外部。框體30可以任意適當的材料構成。較佳構成材料可舉如不易因照射而升溫且易成形之材料。所述材料之具體例可舉丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚酯系樹脂、胺甲酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、氟系樹脂、苯氧樹脂。框體30可組裝於汽車的一部分，亦可為與汽車獨立的構件。譬如，亦可將儀表板作為框體使用。
覆蓋構件40係可覆蓋框體30之開口部32的板狀構件，以不使塵垢進入框體30內部。覆蓋構件40代表 上為透明，從而從反射器20反射之投影光會穿透覆蓋構件40放出至框體30的外部。覆蓋構件之詳細內容將於B項後述。
在本發明之實施形態中，附第2相位差層之偏光板50係透過黏著劑貼合於反射器20(反射器22)的反射面。附第2相位差層之偏光板50如圖4所示，從反射器側起依序包含偏光件54與第2相位差層56。如圖式例所示，附第2相位差層之偏光板50亦可因應需要於偏光件54之反射器側包含基材52。在本發明之實施形態中，第2相位差層56之面內相位差Re(550)為100nm~200nm。第2相位差層之面內相位差只要在所述範圍內，便可將第2相位差層之慢軸與偏光件之吸收軸的角度設定在預定角度(後述：特別理想的是45°附近)，藉此具有將直線偏光轉換成圓偏光或橢圓偏光之功能、或將圓偏光或橢圓偏光轉換成直線偏光之功能。結果，可將從顯示器(液晶顯示裝置)射出的投影光(圓偏光或橢圓偏光)轉換成直線偏光後入射至反射器，並將被反射器之反射面反射的直線偏光再次轉換成圓偏光，而可從抬頭顯示器裝置射出。藉此，可實現優異之透過偏光太陽眼鏡目視時的視辨性。關於附第2相位差層之偏光板，將與附第1相位差層之偏光板一同於C項後述。
在本發明之實施形態中，附第1相位差層之偏光板與附第2相位差層之偏光板代表上係配置成各自之偏光件之吸收軸實質上平行。並且，附第1相位差層之偏光板與附第2相位差層之偏光板代表上係配置成各自之相位 差層之慢軸實質上正交。藉由將附第1相位差層之偏光板與附第2相位差層之偏光板配置成所述軸角度，可使2個附相位差層之偏光板所行之直線偏光與圓偏光或橢圓偏光之相互轉換機能充分。另，本說明書中，「實質上平行」及「大致平行」表示2個方向構成之角度為0°±7°之情況，宜為0°±5°，更宜為0°±3°。「實質上正交」及「大致正交」的表現包含2個方向構成之角度為90°±7°之情況，宜為90°±5°，更宜為90°±3°。此外，本說明書中單純提到「正交」或「平行」時，係包含實質上正交或實質上平行的狀態。
在本發明之實施形態中，如圖5所示，係構成為透過開口部32從框體30射出之投影光相對於擋風玻璃60的反射角α為30°以下或40°以上。只要為所述構成，藉由與上述附相位差層之偏光板之效果的相乘效果，可實現透過偏光太陽眼鏡目視時的視辨性優異且耐熱性優異的抬頭顯示器裝置。反射角α宜為2°~25°或45°~89°，較宜為5°~20°或55°~85°。反射角α可藉由調整反射器20之角度來控制。具體而言，只要做成可調整鏡架之角度的構成即可。鏡架具有例如：軸的周面與鏡部之背面連接之軸部；及，與軸之端部連接之控制部。鏡部之角度會追隨軸的旋轉而變化，因此藉由控制部來控制軸的旋轉可間接調整鏡部的角度。鏡部之角度代表上可因應擋風璃之形狀來調整。
關於抬頭顯示器裝置的詳細構成可採用業界慣用之任意適當構成，因此省略詳細說明。以下，具體說明覆蓋構件及附相位差層之偏光板。
B.覆蓋構件
覆蓋構件40如上述，代表上為透明。本說明書中「透明」意指具有可穿透波長360nm~830nm之可見光的性質。透明一詞包含：實質上不吸收可見光，而透射可見光區域之所有波長的光之情況(無色透明)；及，吸收可見光區域之一部分波長的光，並且透射該波長以外的光之情況(有色透明)。覆蓋構件40宜為無色透明。覆蓋構件之全光線透射率宜為50%以上，較佳為70%以上，更佳為90%以上。全光線透射率係遵照JIS K7375測得之值。
覆蓋構件之表面形狀可因應開口部32之形狀適當設計。譬如，覆蓋構件之覆蓋開口部的部分可僅由平面或僅由曲面構成，覆蓋開口部之部分亦可由多個平面及/或多個曲面構成。代表上，覆蓋構件之表面形狀係僅由平面或僅由曲面構成。在圖式例中，係採用覆蓋開口部之部分僅以曲面構成之覆蓋構件。
覆蓋構件之厚度譬如可為10μm~1000μm。覆蓋構件厚度一旦過厚，投影光的透射率就會降低(投影光的光損耗變多)，進而有造成產生雙重影像之一原因之虞。覆蓋構件一旦過薄，機械強度就會變得不充分，而有被覆機能不足之虞。
覆蓋構件可以任意適當之透明材料構成。代表例可舉如樹脂、玻璃。樹脂之具體例可舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等酯系樹脂；二醋酸纖維素、三醋酸纖維素等纖維素系樹脂；雙酚A系聚碳酸酯系等聚 碳酸酯系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂、內酯改質丙烯酸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、具有環狀結構或降莰烯結構之聚烯烴、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、聚伸苯硫系樹脂；乙烯醇系樹脂；氯乙烯系樹脂；乙烯醇縮丁醛樹脂；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.附第1相位差層之偏光板及附第2相位差層之偏光板
關於附第1相位差層之偏光板及附第2相位差層之偏光板的各構成要素(代表上為偏光件124及54、第1相位差層126及第2相位差層56、基材122及52)適用相同說明，故除了有必要分別記載之情況係一併說明。另，譬如偏光件124及54可分別相同亦可互異。而關於第1相位差層56及第2相位差層126以及基材122及52亦同。
C-1.偏光件
偏光件可採用任意適當的偏光件。就代表例而言，可舉如碘系偏光件及溶致液晶偏光件。
形成碘系偏光件之樹脂薄膜可為單層樹脂薄膜亦可使用二層以上之積層體來製作。
由單層樹脂薄膜構成之偏光件的具體例，可舉利用碘或二色性染料等二色性物質對聚乙烯醇(PVA)系 樹脂薄膜、部分縮甲醛化PVA系薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜施予染色處理及延伸處理者；及，PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系定向薄膜等。從光學特性優異的觀點來看，宜使用以碘將PVA系樹脂薄膜染色並進行單軸延伸所得的偏光件。
上述利用碘進行之染色譬如可將PVA系樹脂薄膜浸漬於碘水溶液中來進行。上述單軸延伸之延伸倍率宜為3~7倍。延伸可在染色處理後進行，亦可邊染色邊進行。又，亦可延伸後再染色。可因應需求對PVA系樹脂薄膜施行膨潤處理、交聯處理、洗淨處理、乾燥處理等。譬如，在染色前將PVA系樹脂薄膜浸漬於水中進行水洗，不僅可洗淨PVA系樹脂薄膜表面的污垢或抗黏結劑，還可使PVA系樹脂薄膜膨潤，從而防止染色不均等情況。
使用積層體獲得之偏光件的具體例，可舉出樹脂基材與積層在該樹脂基材之PVA系樹脂層(PVA系樹脂薄膜)的積層體，或者是使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光件。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體獲得之偏光件，譬如可透過以下方式製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材並使其乾燥，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，將該積層體延伸並染色以將PVA系樹脂層製成偏光件。在本實施形態中，延伸在代表上包含將積層體浸漬 於硼酸水溶液中並延伸。並且，延伸因應需求更包含：在硼酸水溶液中延伸之前，在高溫(例如95℃以上)下將積層體進行空中延伸。可以直接使用所得樹脂基材/偏光件之積層體(即，可將樹脂基材作為偏光件之保護層)，亦可從樹脂基材/偏光件之積層體剝離樹脂基材並於該剝離面視目的積層任意適當的保護層後來使用。所述偏光件之製造方法的詳細內容記載於例如日本特開2012-73580號公報。本說明書中係援用該公報整體之記載作為參考。
溶致液晶偏光件因為耐熱性優異，所以就結果而言可進一步提升抬頭顯示器裝置之耐熱性。溶致液晶偏光件包含例如下述式(1)所示芳香族雙偶氮化合物：
Figure 108135564-A0305-02-0014-2
式(1)中，Q1表示取代或非取代之芳基，Q2表示取代或非取代之伸芳基，R1分別獨立表示氫原子、取代或非取代之烷基、取代或非取代之乙醯基、取代或非取代之苯甲醯基、取代或非取代之苯基，M表示對離子，m為0~2之整數，n為0~6之整數；惟，m及n之至少一者非0，且1≦m+n≦6，m為2時，各自之R1可相同亦可互異。
式(1)所示OH、(NHR1)m及(SO3M)n可分別與萘環之7個取代部位之任一者鍵結。
式(1)之萘基與偶氮基(-N=N-)的鍵結位置 並無特別限定。理想的是萘基與偶氮基在萘基之1位或2位鍵結。
式(1)之R1的烷基、乙醯基、苯甲醯基或苯基具有取代基時，其取代基可舉如下述芳基或伸芳基所例示之取代基。R1宜為氫原子、取代或非取代之烷基、取代或非取代之乙醯基，且較宜為氫原子。取代或非取代之烷基可舉取代或非取代之碳數1~6之烷基。
式(1)之M(對離子)宜舉氫離子；Li、Na、K、Cs等鹼金屬離子；Ca、Sr、Ba等鹼土族金屬離子；其他金屬離子；烷基或可被羥烷基取代之銨離子；有機胺鹽等。金屬離子可舉例如Ni+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Al3+、Pd2+、Cd2+、Sn2+、Co2+、Mn2+、Ce3+。有機胺可舉具有碳數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。式(1)中，存在2個以上SO3M時，各自之M可相同亦可互異。又，式(1)中，SO3M之M為2價以上陽離子時，會與鄰接之其他偶氮系化合SO3 -鍵結而形成超分子締合物。
式(1)之m宜為1。且，通式(1)之n宜為1或2。
式(1)之萘基的具體例可舉下述式(a)~式(l)所示者。式(a)~式(l)之R1及M如於式(1)所說明。
[化學式3]
Figure 108135564-A0305-02-0016-3
式(1)中，Q1所示芳基除苯基外，還可舉如萘基等之苯環縮合2個以上之縮合環基。以Q2表示之伸芳基除伸苯基外，還可舉如萘基等之苯環縮合2個以上之縮合環基。
Q1之芳基或Q2的伸芳基可分別具有取代基，亦可不具有取代基。上述芳基或伸芳基不論為取代或非取代之任一者之情況下，具有極性基之式(1)的芳香族雙偶氮化合物對水系溶劑之溶解性均優異。
上述芳基或伸芳基具有取代基時，其取代基 可舉如碳數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之醯基胺基、二羥丙基等碳數1~6之羥烷基、COOM等羧基、SO3M等磺酸基、羥基、氰基、硝基、胺基、鹵基等。上述取代基宜選自碳數1~6之烷氧基、碳數1~6之羥烷基、羧基、磺酸基及硝基中之1種。具有所述取代基的芳香族雙偶氮化合物之水溶性由佳。上述芳基或伸芳基可經該等取代基中之1種取代，亦可經2種以上取代。並且，取代基可以任意比率取代。
式(1)之Q1宜為取代或非取代之苯基，且較宜為具有上述取代基之苯基。Q2宜為取代或非取代之伸萘基，且較宜為具有上述取代基之伸萘基，尤宜為具有上述取代基之1,4-伸萘基。
式(1)之Q1為取代或非取代之苯基且Q2為取代或非取代之1,4-伸萘基的芳香族雙偶氮化合物係以下述式(2)表示。
Figure 108135564-A0305-02-0017-4
式(2)中，R1、M、m及n如上述式(1)所說明。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之醯基胺基、二羥丙基等 碳數1~6之羥烷基、COOM等羧基、SO3M等磺酸基、羥基、氰基、硝基、胺基、鹵基。a為0~5之整數，b表示0~4之整數。惟，a及b之至少一者非0。a為2以上時，取代基A可相同亦可互異。b為2以上時，取代基B可相同亦可互異。
式(2)所示芳香族雙偶氮化合物中，宜為下述式(3)所示芳香族雙偶氮化合物。式(3)之芳香族雙偶氮化合物中，取代基A係以偶氮基(-N=N-)為基準鍵結於對位。並且，式(3)之芳香族雙偶氮化合物其萘基之OH基鍵結於與偶氮基鄰接之位置(鄰位)。只要使用所述式(3)的芳香族雙偶氮化合物，即可易形成不易因加熱而收縮的偏光件。
Figure 108135564-A0305-02-0018-5
式(3)中，R1、M、m及n如上述式(1)所說明，A如上述式(2)所說明。式(3)中，p表示0~4之整數。p宜為1或2，更宜為1。
上述式(1)~(3)所示芳香族雙偶氮化合物例如可依循細田豐著「理論製造 染料化學(第5版)」(昭和43年7月15日技報堂發行，135頁~152頁)合成。譬如，式(3)之芳香族雙偶氮化合物可藉由以下方式合成：使苯胺衍生物與萘磺酸衍生物進行雙偶氮化及耦合反應而獲得單偶氮化合物後，將該單偶氮化合物進行雙偶氮化，並使其與1- 胺基-8-萘酚磺酸衍生物進行耦合反應來合成。
溶致液晶偏光件可藉由例如包含下述步驟B及步驟C之方法來製造。亦可視需求在步驟B之前進行步驟A，亦可在步驟C後進行步驟D。
步驟A：對基材表面施行定向處理之步驟。
步驟B：於基材表面塗佈含有上述式(1)所示芳香族雙偶氮化合物的塗佈液，形成塗膜之步驟。
步驟C：將塗膜乾燥而形成乾燥塗膜之偏光件的步驟。
步驟D：對步驟C所得偏光件表面施行耐水化處理的步驟。
(步驟A)
步驟A係藉由對基材表面進行定向處理而賦予基材表面定向調控力的步驟。當預先使用具有定向調控力之基材時，則無須實施步驟A。定向調控力之賦予方法可舉例如以下方法：(a)將基材表面進行磨擦處理之方法；(b)於薄膜表面形成聚醯亞胺等之膜，並將該膜表面進行摩擦處理而形成定向膜之方法；及，(c)於薄膜表面形成由光反應性物構成之膜，並對該膜照射光而形成定向膜之方法。此外，使用(b)及(c)之方法時，可製作於基材與偏光件之間具有定向膜之附相位差層之偏光板。基材可直接使用(此時，基材可作為偏光件之保護層發揮功能)，亦可剝離基材並於該剝離面設置任意適當的保護薄膜。
(步驟B)
步驟B係使用塗佈液來形成塗膜之步驟。塗佈液包含 上述芳香族雙偶氮化合物與可使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散的溶劑。塗佈液可藉由使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散於溶劑中而得。此外，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/或添加劑等添加於溶劑中。
可使芳香族雙偶氮化合物溶解或分散的溶劑可使用任意適當的溶劑。以水系溶劑為宜。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。親水性溶劑係可大致均勻溶解於水的溶劑。親水性溶劑可舉如甲醇、異丙醇等醇類；乙二醇等二醇類；甲賽璐蘇、乙賽璐蘇等賽璐蘇類；丙酮、甲基乙基酮等酮類；乙酸乙酯等酯類。上述水系溶劑宜使用水、或水與親水性溶劑之混合溶劑。
上述式(1)所示芳香族雙偶氮化合物為具有溶致液晶性之有機化合物。因此，塗佈液可藉由改變液溫或芳香族雙偶氮化合物之濃度等顯示溶致液晶相。溶致液晶相係藉由芳香族雙偶氮化合物在液中形成超分子締合物而產生。溶致液晶相可藉由以偏光顯微鏡觀察到之光學圖案來確認、識別。此外，超分子締合物係多個芳香族雙偶氮化合物透過氫鍵鍵結而形成之1個很大的複合物。
塗佈液中之芳香族雙偶氮化合物之濃度可調整成其可顯示液晶相。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%，且宜為0.5重量%~40重量%，更宜為1重量%~10重量%。又，塗佈液可調整成適 當的pH。塗佈液之pH宜為2~10左右，較宜為6~8左右。並且，塗佈液之溫度宜調整成10℃~40℃，更宜調整成15℃~30℃。
藉由將塗佈液塗佈於基材上，形成塗膜。在塗膜內，芳香族雙偶氮化合物係藉由基材的定向調控力而於預定方向定向。塗佈液之塗佈方法可採用使用任意適當之塗佈機的塗佈方法。塗佈機可舉如棒塗機、輥塗機、旋塗機、刮刀逗式塗佈機、凹版塗佈機、氣刀塗佈機、模塗機。
(步驟C)
步驟C係形成乾燥塗膜之偏光件的步驟。藉由於基材上形成乾燥塗膜之偏光件，可獲得具有基材與偏光件之偏光板。
藉由將步驟B所得塗膜乾燥，可使塗膜所含溶劑揮發，形成包含固態芳香族雙偶氮化合物之乾燥塗膜(溶致液晶偏光件)。而在偏光件之內部，芳香族雙偶氮化合物在形成超分子締合物之狀態下其定向已受固定。塗膜之乾燥方法可舉如自然乾燥、強制乾燥。強制乾燥可舉如減壓乾燥、加熱乾燥、減壓加熱乾燥。較宜採用自然乾燥。塗膜之乾燥時間可按乾燥溫度或溶劑種類適當設定。例如，在自然乾燥的情況下，乾燥時間宜為1秒~120分鐘，更宜為10秒~5分鐘。乾燥溫度宜為10℃~100℃，更宜為10℃~90℃，尤宜為10℃~80℃。另，乾燥溫度非指塗膜表面或內部的溫度，而是指將塗膜乾燥的氣體環境的溫度。
(步驟D)
步驟D係藉由使偏光件接觸耐水化處理液而賦予偏光件耐水性的步驟。使偏光件接觸耐水化處理液之方法可採用任意適當的方法。接觸方法可舉以下方法：(a)於偏光件表面塗佈耐水化處理液；(b)將偏光板(偏光件)浸漬於注滿耐水化處理液之浴中；(c)使偏光板(偏光件)通過注滿耐水化處理液的浴中等。前述(a)之耐水化處理液之塗佈可使用任意適當的塗佈機或噴霧等來進行。
耐水化處理液可使用任意適當的液體。耐水化處理液包含例如：具有可交聯有機色素之功能的交聯劑、與可將該交聯劑溶解或分散之溶劑。交聯劑可舉例如有機氮化合物，而溶劑可舉例如水系溶劑。有機氮化合物可適宜使用在其分子中具有2個以上陽離子性基(較佳為含有氮原子之陽離子性基)之非環式有機氮化合物等。非環式有機氮化合物(非環式脂肪族氮化合物)可舉例如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。水系溶劑可使用關於上述步驟B所說明之物。
耐水化處理液中之交聯劑的濃度宜為1質量%~50質量%，更宜為5質量%~30質量%。一旦使偏光件接觸耐水化處理液，偏光件內部的有機色素即會透過交聯劑交聯。藉由交聯，可獲得耐水性及機械強度優異的偏光件。
碘系偏光件的厚度宜為15μm以下，13μm以 下較佳，10μm更佳，8μm以下尤佳。偏光件之厚度下限在一實施形態中為2μm，在另一實施形態中為3μm。溶致液晶偏光件之厚度宜為1000nm以下，更宜為700nm以下，尤宜為500nm以下。溶致液晶偏光件之厚度下限宜為100nm，較佳為200nm，尤佳為300nm。只要偏光件之厚度在所述範圍內，即可良好地將投影光從框體放出。
偏光件宜在波長380nm~780nm的任一波長下顯示吸收二色性。偏光件之單體透射率宜為35.0%~50.0%，較宜為40.0%~45.0%。
偏光件之偏光度如上述為88%以上，宜為89%以上，且90%以上更佳。
C-2.相位差層
相位差層如上述具有將直線偏光轉換成圓偏光或橢圓偏光之功能、或是將圓偏光或橢圓偏光轉換成直線偏光之功能。相位差層代表上顯示折射特性為nx>ny之關係。相位差層之面內相位差Re(550)如上述為100nm~200nm，且宜為110nm~170nm，較宜為130nm~150nm。面內相位差只要在上述範圍內，即可以優異生產性及妥當之成本獲得具有適當橢圓偏光性能之相位差薄膜。結果可以優異生產性及妥當之成本獲得一種即使透過偏光太陽眼鏡等偏光透鏡目視顯示畫面時，仍能確保良好的視辨性之附相位差層之偏光板(結果而言為抬頭顯示器裝置)。
相位差層只要具有nx>ny之關係，即可展示任意適當的折射率橢圓體。相位差層之折射率橢圓體宜顯 示nx>ny≧nz之關係。相位差層之Nz係數宜為1~2，較宜為1~1.5，更宜為1~1.3。Nz係數係從式：Rth(λ)/Re(λ)算出。Re(λ)如上述。「Rth(λ)」係於23℃下以波長λnm之光測得之薄膜厚度方向的相位差。Rth(λ)係令薄膜厚度為d(nm)時，利用式：Rth=(nx-nz)×d求得。「nz」為厚度方向之折射率。
偏光件與相位差層係以偏光件之吸收軸與相位差層之慢軸構成預定角度之方式積層。偏光件之吸收軸與相位差層之慢軸構成的角度宜為35°~55°，更宜為38°~52°，又更宜為40°~50°，尤宜為42°~48°，特別宜為45°附近。藉由將第1相位差層以所述軸關係配置在比偏光件更靠射出側(與顯示單元相反之側)，且將第2相位差層以所述軸關配置在比偏光件更靠顯示器側(與反射器相反之側)，可實現一種即使透過偏光太陽眼鏡等偏光透鏡目視顯示畫面時，仍可確保良好的視辨性之抬頭顯示器裝置。
相位差層係以可滿足如上述之光學特性之任意適當的相位差薄膜構成。形成相位差薄膜之樹脂的代表例可舉環狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂。以相位差層顯示逆分散波長特性之樹脂薄膜構成時，可適宜使用聚碳酸酯系樹脂，而以顯示平坦波長分散特性之樹脂薄膜構成時，可適宜使用環狀烯烴系樹脂。
環狀烯烴系樹脂係以環狀烯烴為聚合單元 聚合而成之樹脂的總稱，可舉例如日本特開平1-240517號公報、日本特開平3-14882號公報、日本特開平3-122137號公報等所記載之樹脂。具體例可舉環狀烯烴之開環(共)聚合物、環狀烯烴之加成聚合物、環狀烯烴與乙烯、丙烯等α-烯烴之共聚物(代表上為無規共聚物)、及將該等以不飽和羧酸或其衍生物改質的接枝改質物、以及該等之氫化物。
聚碳酸酯樹脂只要可獲得本發明之效果，即可使用任意適當之聚碳酸酯樹脂。理想係聚碳酸酯樹脂含有源自茀二羥基之結構單元、源自異山梨醇系二羥基之結構單元及源自脂環式二醇、脂環式二醇、脂環式二甲醇、二或聚乙二醇、以及由伸烷基二醇或螺甘油所構成群組中之至少1個二羥基化合的結構單元。理想上，聚碳酸酯樹脂含有源自四氟乙烯系二羥基之結構單元、源自異山梨醇系二羥基之結構單元及源自脂環式二甲醇之結構單元以及/或源自三或聚乙二醇之結構單元；此外，宜含有源自茀系統二羥基之結構單元及源自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元、以及源自二乙二醇之結構單元及單元。聚碳酸酯樹脂亦可視需求含有源自其他二羥基之結構單元。此外，本說明書中適於使用之聚碳酸酯樹脂的詳細記載於例如日本專利特開2014-10291號公報、日本專利特開2014-26266號公報，其等記載作為參考。
纖維素系樹脂的具體例可舉(二、三)醋酸纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、醋酸 丁酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、鄰苯二甲酸纖維素。
相位差層(相位差薄膜)代表上可藉由將由如上述之樹脂形成之樹脂薄膜沿至少一方向延伸來製作。
樹脂薄膜之形成方法可採用任意適當的方法。譬如，可列舉熔融擠製法(譬如T型模成形法)、澆鑄塗敷法(譬如流延法)、砑光成形法、熱壓法、共擠製法、共熔融法、多層擠製、充氣成形法等。理想係使用T型模成形法、流延法及充氣成形法。
樹脂薄膜之厚度(未延伸薄膜)之厚度可因應所期望之光學特性、後述之延伸條件等設定成任意適當之值。且宜為50μm~300μm，較宜為80μm~250μm。
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，可單獨使用自由端延伸、固定端延伸/自由端收縮、固定端收縮等各種延伸方法，亦可同時或逐次使用。關於延伸方向，亦可沿水平方向、垂直方向、厚度方向、對角方向等各種方向及維度進行。延伸之溫度宜為樹脂薄膜的玻璃轉移溫度(Tg)±20℃之範圍內。
藉由適當選擇上述延伸方法、延伸條件，可獲得具有上述所期望之光學特性(譬如折射率橢圓體、面內相位差、Nz係數)之相位差薄膜(就結果而言為相位差層)。
在一實施形態中，相位差層可將樹脂薄膜進行單軸延伸或固定端單軸延伸來製作。單軸延伸之具體例可舉如使樹脂薄膜沿著長條方向移動，同時沿長邊方向(縱 向)進行延伸之方法。單軸延伸之另一具體例可舉使用拉幅機沿橫向進行延伸之方法。延伸倍率宜為10%~500%。
在另一實施形態中，相位差層係藉由將長條狀的樹脂薄膜沿相對於長邊方向呈角度θ之方向連續進行斜向延伸來製作。藉由採用斜向延伸，可製得具有相對於薄膜之長邊方向呈角度θ之定向角的長條狀延伸薄膜，從而例如在與偏光件之積層時可進行捲對捲，而可簡化製造步驟。角度θ係對應於如上述之偏光件的吸收軸與相位差層之慢軸構成的角度。
斜向延伸的延伸機可舉例如拉幅延伸機，其可對橫向及/或縱向附加左右不同速度的輸送力或是拉伸力或拉抽力。拉幅式延伸機有橫向單軸延伸機、同時雙軸延伸機等，只要可將長條狀樹脂薄膜連續地進行斜向延伸，即可使用任意適當的延伸機。
斜向延伸方法可舉如：日本特開昭50-83482號公報、日本特開平2-113920號公報、日本特開平3-182701號公報、日本特開2000-9912號公報、日本特開2002-86554號公報、日本特開2002-22944號公報等所記載之方法。
延伸薄膜(就結果而言為相位差層)之厚度宜為20μm~80μm，更宜為30μm~60μm。
C-3.基材
基材為附相位差層之偏光板的任意構成要素，可視需要而設置。基材係以可作為偏光件之保護薄膜使用之任意 適當的薄膜構成。成為該薄膜之主成分的材料之具體例可舉出：三醋酸纖維素(TAC)等之纖維素系樹脂、或是聚酯系、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、聚降莰烯系、聚烯烴系、環狀烯烴系、(甲基)丙烯酸系及乙酸酯系等之透明樹脂等。又，還可舉出(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。其他還可舉出例如矽氧烷系聚合物等之玻璃質系聚合物。並且，亦可使用日本特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物薄膜。該薄膜之材料例如可以使用含有在側鏈具有取代或非取代之醯亞胺基的熱塑性樹脂與在側鏈具有取代或非取代之苯基以及腈基的熱塑性樹脂之樹脂組成物，例如可舉具有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺構成之交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組成物。該聚合物薄膜例如可為上述樹脂組成物之擠製成形物。理想可使用(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀烯烴系樹脂。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg(玻璃轉移溫度)宜為115℃以上，更宜為120℃以上，又更宜為125℃以上，尤宜為130℃以上。其是因為可具有優異耐久性之故。上述(甲基)丙烯酸系樹脂之Tg的上限值並無特別限定，但由成形性等觀點宜為170℃以下。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂可在不損本發明效果之範圍內採用任意適當之(甲基)丙烯酸系樹脂。舉例而 言如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)丙烯酸降莰酯共聚物等)。較佳可舉聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更佳可舉以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50~100重量%，且宜為70~100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂之具體例可舉例如三菱RAYON公司製之ACRYPET VH或ACRYPET VRL20A、日本特開2004-70296號公報所記載之分子內具有環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂、藉由分子內交聯或分子內環化反應所獲得之高Tg(甲基)丙烯酸系樹脂。
基於具有高耐熱性、高透明性、高機械強度之觀點，上述(甲基)丙烯酸系樹脂尤宜為具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂可列舉日本特開2000-230016號公報、日本特開2001-151814號公報、日本特開2002-120326號公報、日本特開2002-254544號公報、日本特開2005-146084號公報等中記載之具有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂。
上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂的質量平均分子量(有時亦稱重量平均分子量)宜為 1000~2000000，更宜為5000~1000000，又更宜為10000~500000，尤宜為50000~500000。
上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂的Tg(玻璃轉移溫度)宜為115℃以上，更宜為125℃以上，又更宜為130℃以上，尤宜為135℃，最宜為140℃以上。其是因為可具有優異耐久性之故。上述具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂的Tg之上限值並無特別限定，但由成形性等觀點宜為170℃以下。
此外，本說明書中，「(甲基)丙烯酸系」意指丙烯酸系及/或甲基丙烯酸系。
環狀烯烴系樹脂係如於上述C-2項中針對相位差薄膜所說明。
當採用溶致液晶偏光件時，基材可直接使用可塗佈包含芳香族雙偶氮化合物之塗佈液的基材，亦可剝離該基材並於剝離面貼合如上述之保護薄膜。
基材宜在光學上為各向同性。本說明書中，「在光學上為各向同性」意指面內相位差Re(550)為0nm~10nm，且厚度方向之相位差Rth(550)為-10nm~+10nm。
基材的厚度宜為20μm~80μm，較宜為30μm~60μm。
C-4.其他
附相位差層之偏光板可因應需求在基材之與偏光件相反之側進一步具有硬塗層及/或抗結塊層。硬塗層之詳細 內容例如記載於日本特開2007-171943號公報中。抗結塊層之詳細內容例如記載於日本特開2015-115171號公報、日本特開2015-141674號公報、日本特開2015-120870號公報、日本特開2015-005272號公報中。本說明書中係援用該等公報之記載作為參考。
偏光件與相位差層係透過任意適當的接著層而貼合。使用碘系偏光件時，偏光件與基材係透過任意適當的接著層貼合。接著層可為黏著劑層亦可為黏著劑層。構成黏著劑層之黏著劑代表上為丙烯酸系黏著劑。構成接著劑層之接著劑代表上可為能量線硬化型接著劑。
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用於具備擋風玻璃之車輛(代表上為汽車)。
10:顯示器
11:顯示單元
12:附第1相位差層之偏光板
20:反射器
30:框體
32:開口部
40:覆蓋構件
50:附第2相位差層之偏光板
100:抬頭顯示器裝置

Claims (4)

  1. 一種抬頭顯示器裝置，具有：顯示器，其可射出投影光，且包含顯示單元與附第1相位差層之偏光板；該附第1相位差層之偏光板在該顯示單元之射出側，且從該顯示單元側起依序包含偏光件與第1相位差層；至少1個反射器，其可反射該投影光；及附第2相位差層之偏光板，其設於該反射器之反射面，且從該反射器側起依序包含偏光件與第2相位差層；該第1相位差層及該第2相位差層之面內相位差Re(550)分別為100nm~200nm。
  2. 如請求項1之抬頭顯示器裝置，其中前述偏光件包含下述式(1)所示芳香族雙偶氮化合物：
    Figure 108135564-A0305-02-0033-6
     式(1)中，Q1表示取代或非取代之芳基，Q2表示取代或非取代之伸芳基，R1分別獨立表示氫原子、取代或非取代之烷基、取代或非取代之乙醯基、取代或非取代之苯甲醯基、取代或非取代之苯基，M表示對離子，m表示0~2之整數，n為0~6之整數；惟，m及n之至少一者非0，且1≦m+n≦6，m為2時，各自之R1可相同亦可互異。
  3. 如請求項1或2之抬頭顯示器裝置，其中前 述偏光件之厚度為100nm~1000nm。
  4. 如請求項1或2之抬頭顯示器裝置，其中前述反射器之至少1個為冷光鏡，且於該冷光鏡反射面設有前述附第2相位差層之偏光板。
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