WO2016121503A1 - 表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2016121503A1
WO2016121503A1 PCT/JP2016/050919 JP2016050919W WO2016121503A1 WO 2016121503 A1 WO2016121503 A1 WO 2016121503A1 JP 2016050919 W JP2016050919 W JP 2016050919W WO 2016121503 A1 WO2016121503 A1 WO 2016121503A1
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WO
WIPO (PCT)
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display member
display
functional film
dihydroxy compound
film
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/050919
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋輔 青木
高行 神蔵
俊和 岡部
和幸 西
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters

Definitions

  • the present invention relates to a display member and a head-up display device.
  • a head-up display device is known as means for directly displaying information in the human visual field. This is because, for example, while driving a car, information such as the speed of instruments is displayed directly in front of the driver as a virtual image in the vehicle, so it can be operated without changing the line of sight and focus, and has a function that prevents accidents. is doing.
  • As one type of head-up display device there is one in which light emitted from a projector such as a small liquid crystal projector is transmitted and reflected by a combiner made of a transparent substrate on which a half mirror film is deposited. The driver can acquire the information (virtual image) displayed on the combiner (display member) and simultaneously acquire external information (real image) such as an outside landscape through the combiner.
  • Patent Documents 1 and 2 Examples of such a combiner are shown in Patent Documents 1 and 2.
  • conventional combiners include vapor deposition of a highly reflective metal half mirror film on a glass or transparent resin substrate, dielectric multilayer film such as SiO 2 or TiO 2 , metal It is known that an oxide film or the like is used.
  • JP 2013-54350 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-257226
  • the combiner is placed near the occupant, such as near the driver's seat (for example, on the dashboard of the car), so the occupant's hand touches the combiner, and small items placed on the dashboard by the occupant
  • the combiner is touched with a combiner or the combiner is wiped with a cloth when a drink is spilled on the dashboard.
  • the combiner is often in the shape of a rectangle having a curvature, and it is assumed that the other side is wiped by grasping one side of the combiner in order to remove dust and the like. Such actions may damage the combiner or cause cracks or cracks. In order to avoid such a problem, it is required that the combiner has a certain degree of hardness.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a display member and a head-up display device having high functions and excellent durability.
  • a display member reflecting one aspect of the present invention is a display member having a projection surface, and when display light is emitted to the projection surface, In the display member that allows the image represented by the display light to be observed as a virtual image by reflecting the display light on the projection surface, and allows the real image transmitted through the display member to be observed,
  • the display member is formed by bonding a functional film to the surface of a non-aromatic polycarbonate substrate.
  • the inventors considered providing a hard coat layer on the layer formed on the surface of the display member by vapor deposition or the like in order to give the display member for the head-up display device a certain degree of hardness. It was. However, as a result of the study, when a hard coat layer is formed on the surface of the display member, the layer configuration is not a little complicated, the processing steps are increased, and the thickness of the hard coat layer is slightly It became clear that there was a demerit that it would increase. In addition, when further hardness is required in the future, it has been regarded as a problem that the hard coat layer alone may be insufficient.
  • thermoplastic resin such as an acrylic resin or a polycarbonate resin
  • acrylic resin has been used as a material for the display member.
  • the use of an acrylic resin in order to obtain hardness was studied, but it was found that the acrylic resin has sufficient hardness but has poor scratch properties, flame retardancy, and heat resistance.
  • polycarbonate resin has sufficient scratch properties, flame retardancy, and heat resistance, but has problems with hardness, and has been used for a long period of time and changes in temperature and humidity. It was found that the weather resistance was low, such as yellowing and cloudiness.
  • the present inventors can sufficiently obtain performance such as desired hardness, weather resistance, and optical characteristics by using a non-aromatic polycarbonate resin for the substrate of the display member.
  • the non-aromatic polycarbonate resin can achieve the desired functions in terms of film adhesion and durability when it is attempted to form a functional film by vapor deposition instead of obtaining sufficient performance such as hardness, weather resistance and optical characteristics. It was found that the performance of the membrane could not be obtained. Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors have come to form a display member having a highly reliable high-functional layer by bonding a functional film to a non-aromatic polycarbonate resin substrate. It is.
  • the half mirror surface can be realized without using a sputtering method, a vapor deposition method, or a wet method such as printing / firing, it is not necessary to stack the layers one by one. Printing unevenness does not occur and appearance defects can be prevented.
  • a functional film is used, even when the curvature of the substrate is large to some extent, it is possible to perform bonding without unevenness as compared with the case where the film is formed by vapor deposition.
  • a functional film has a thickness of 1 mm.
  • the thickness of the substrate can be reduced, and light from the outside is reflected on the thickness portion of the substrate and is incident on the eyes of an observer observing the display member to feel dazzling, or the combiner is irradiated with light.
  • the possibility that a ghost or the like is generated when reflected light enters the drawing unit that is projecting can be suppressed.
  • the functional film is bonded to the substrate, there is a merit that it is hardly affected by the restriction of the radius of curvature as in the case of vapor deposition.
  • the “non-aromatic polycarbonate” of the present invention is a polycarbonate resin composed of a structural unit derived from an aromatic dihydroxy compound, and can be produced by reacting the aromatic dihydroxy compound with a carbonate compound such as a carbonic acid diester. it can.
  • the “non-aromatic polycarbonate” of the present invention is a polycarbonate resin containing at least a structural unit derived from a non-aromatic dihydroxy compound such as an aliphatic dihydroxy compound or an alicyclic dihydroxy compound, and the non-aromatic dihydroxy compound includes The content ratio of the derived structural unit is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more.
  • the non-aromatic dihydroxy compound can be produced by reacting a dihydroxy compound containing at least a non-aromatic dihydroxy compound such as an aliphatic dihydroxy compound or an alicyclic dihydroxy compound with a carbonate compound such as a carbonic acid diester.
  • the non-aromatic dihydroxy compound is a dihydroxy compound other than the aromatic dihydroxy compound, and an aliphatic dihydroxy compound and an alicyclic dihydroxy compound are preferable.
  • Non-aromatic dihydroxy compound is a dihydroxy compound in which at least one of the two hydroxyl groups is not bonded to an aromatic ring, and examples thereof include alicyclic dihydroxy compounds, aliphatic dihydroxy compounds, and oxyalkylene glycols. .
  • the alicyclic dihydroxy compound is a dihydroxy compound having a cyclic structure of a saturated hydrocarbon.
  • the number of rings is not particularly limited, regardless of whether the cyclic structure is a monocyclic structure or a multicyclic structure.
  • dihydroxy compounds having a heterocyclic structure such as an anhydrous sugar alcohol represented by the following general formula (1) and a cyclic ether compound represented by the following general formula (2) are also alicyclic dihydroxy compounds.
  • Examples of the alicyclic dihydroxy compound represented by the general formula (1) include isosorbide, isomannide and isoidet which are in a stereoisomeric relationship.
  • the dihydroxy compound having a heterocyclic structure the alicyclic dihydroxy compound represented by the general formula (2) includes 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2.
  • isosorbide isomannide and isoidet are particularly preferable, and isosorbide obtained by dehydration condensation of sorbitol produced from easily available glucose, which is abundant as a plant-derived resource.
  • isosorbide obtained by dehydration condensation of sorbitol produced from easily available glucose, which is abundant as a plant-derived resource.
  • it is particularly preferable from the viewpoints of availability and production, optical characteristics, moldability, and carbon neutral.
  • the aliphatic dihydroxy compound is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2- Examples include butanediol, 1,5-heptanediol, and 1,6-hexanediol.
  • Non-aromatic dihydroxy compounds also include dihydroxy compounds having an aromatic ring in the molecule, but no hydroxyl group bonded to the aromatic ring.
  • the compound etc. which are represented with following General formula (3) are mentioned.
  • R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 6 to 20 carbon atoms, Represents a cycloalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and X represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted 6 carbon atoms. Represents a cycloalkylene group having 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and m and n are each independently an integer of 1 to 5).
  • dihydroxy compound represented by the general formula (3) examples include 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxy). Ethoxy) -3-methylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isopropylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-isobutyl Phenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-tert-butylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-cyclohexylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3-phenylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxy Toxi) -3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (2-hydroxyethoxy).
  • Carbonated diester examples of the carbonic acid diester of the present invention include compounds represented by the following general formula (4).
  • a ′ is an optionally substituted linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Two A's may be the same or different from each other.
  • the substituent on A ′ includes a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, a vinyl group, a cyano group, and an ester group. Amide group, nitro group and the like.
  • the carbonic acid diester compound examples include substituted diphenyl carbonates such as diphenyl carbonate and ditolyl carbonate, and dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and di-t-butyl carbonate.
  • diphenyl carbonate hereinafter sometimes abbreviated as “DPC”
  • substituted diphenyl carbonate are preferable.
  • These carbonic acid diesters can be used alone or in admixture of two or more.
  • the carbonic acid diester compound may preferably be substituted with dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester in an amount of 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less.
  • Typical dicarboxylic acids or dicarboxylic acid esters include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl terephthalate, diphenyl isophthalate, and the like. When substituted with such a dicarboxylic acid or dicarboxylic acid ester, a polyester carbonate is obtained.
  • the non-aromatic polycarbonate resin according to the present invention is a polycarbonate resin containing at least a structural unit derived from a non-aromatic dihydroxy compound such as an aliphatic dihydroxy compound or an alicyclic dihydroxy compound, and is derived from the non-aromatic dihydroxy compound.
  • the content ratio of the structural unit is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more.
  • the non-aromatic dihydroxy compound can be produced by reacting a dihydroxy compound containing at least a non-aromatic dihydroxy compound such as an aliphatic dihydroxy compound or an alicyclic dihydroxy compound with a carbonate compound such as a carbonic acid diester.
  • the non-aromatic polycarbonate resin according to the present invention is preferably a polycarbonate resin containing at least a structural unit derived from an aliphatic dihydroxy compound and / or an alicyclic dihydroxy compound, and a structural unit derived from a structural unit derived from an alicyclic dihydroxy compound. More preferably, the polycarbonate resin contains at least a structural unit derived from the alicyclic dihydroxy compound represented by the general formula (1) because it has excellent transparency and heat resistance, and has a low refractive index. It is particularly preferred.
  • the “functional film” may be a single layer film or a multilayer film.
  • Examples of functional film functions include those that control optical properties (wavelength selectivity, transmittance, reflectance, absorption, polarization), those that control hardness, weather resistance, and easy bondability. There are things to do.
  • the functional film is a hard coat layer, an antireflection layer, an ultraviolet absorption layer, a corrosion prevention layer, an adhesive layer, an adhesive layer, an antifouling coating layer, an antistatic layer, a gas barrier layer, or the like. Is preferably included.
  • the light transmittance in the film is preferably 50% or more.
  • the functional film can be produced by the method described in JP-A-2007-307893.
  • “Join” includes both adhesion and in-mold, insert, and extrusion lamination.
  • the head-up display device includes the display member described above and a drawing unit that emits display light to the display member.
  • the head-up display device is mounted on an automobile and disposed at a position where a driver can observe.
  • the head-up display device is preferably installed on a dashboard of an automobile.
  • the display member of the present invention is relatively thin, even when placed on the dashboard of an automobile, there is little reflection at the outer periphery.
  • the dashboard is heated by sunlight and may become very hot, if it is a display member according to the present invention, a functional film is bonded, so a metal film, a dielectric multilayer film, a metal oxide film As compared with the case where vapor deposition or the like is performed, problems such as deterioration of optical characteristics and a decrease in film adhesion are less likely to occur.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projector 100.
  • FIG. FIG. 3A is a diagram showing the front (projection plane side) of the combiner 200
  • FIG. 3B is a diagram showing the configuration of FIG.
  • FIG. 3C is a diagram showing the configuration of FIG. 3A along the CC line and shown in the direction of the arrow.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the wavelength characteristic (vertical reflectance, horizontal axis wavelength) of the Example of the multilayer film concerning Example 2.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the wavelength characteristic (vertical reflectance, horizontal axis wavelength) of the Example of the multilayer film concerning Example 3.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the wavelength characteristic (a vertical axis
  • FIG. It is a figure which shows the wavelength characteristic (a vertical axis
  • FIG. It is a figure which shows the wavelength characteristic (vertical reflectance, horizontal axis wavelength) of the Example of the multilayer film concerning Example 6.
  • FIG. 6 shows the wavelength characteristic (vertical reflectance, horizontal axis wavelength) of the Example of the multilayer film concerning Example 6.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the head-up display device according to the present embodiment is mounted on a vehicle body VH.
  • the projector 100 is arranged in the dashboard DB of the vehicle body VH, and the display light is projected onto the combiner 200 as a display member fixedly arranged on the dashboard DB.
  • Such display light is guided to the pupil of the driver DR and displays a virtual image (display image).
  • the driver DR can observe a real image such as a landscape that has passed through the combiner, superimposed on the virtual image.
  • the combiner 200 may be foldable and can be stored in the dashboard.
  • the projector 100 and the combiner 200 constitute a head-up display device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the drawing unit (projector) 100.
  • the drawing unit 100 mainly includes a drawing device 110 having a liquid crystal display panel 111, a concave mirror 120, and a housing 130.
  • the configuration of the drawing device is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-203176.
  • the liquid crystal display panel 111 is formed by adhering polarizing plates to both front and rear surfaces of a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sealed in a pair of translucent substrates on which a transparent electrode film is formed.
  • the light beam guided from the light source to the surface of the liquid crystal display panel 111 is transmitted through the liquid crystal display panel 111 to become display light L, which is irradiated to the concave mirror (or plane mirror) 120 constituting the projection optical system and reflected there. It goes to the combiner 200.
  • FIG. 3A is a diagram showing the front (projection plane side) of the combiner 200
  • FIG. 3B is a diagram showing the configuration of FIG.
  • FIG. 3C is a diagram showing the configuration of FIG. 3A along the CC line and shown in the direction of the arrow.
  • the combiner 200 is formed in a plate shape having a thickness of 2 to 3 mm (preferably 10 mm or less), and is integrally formed with a projection part 201 and a pair of attachment parts 202.
  • a functional film is bonded to the projection unit 201.
  • the case where a multilayer film (after-mentioned) is joined as a functional film is demonstrated as an example, and is demonstrated.
  • the extension line is crossed, the interval W1 between the upper intersections P1 and P2 is 150 mm, and the interval W2 between the lower intersections P3 and P4 is 180 mm, but it has an arbitrary size within a range of 200 mm ⁇ 300 mm. Can do.
  • the projection surface 201a of the projection unit 201 is a concave toric surface (which may be a free-form surface or a spherical surface) having a curvature radius of 100 mm or more in order to form a virtual image, and the back surface 201f is a spherical surface or an aspheric surface similar thereto.
  • An antireflection structure can be provided on the upper edge 201b and the side edge 201c of the projection unit 201.
  • As the antireflection structure there are a concavo-convex structure with fine pitch and a textured process.
  • the edge of the projection unit 201 is preferably chamfered by 0.3 mm. Further, chamfering can be provided at the four corners of the projection unit 201. In FIG. 3, “R2” means chamfering with an arc having a radius of 2 mm.
  • the projection surface 201a has a radius of curvature of 100 mm or more, preferably 200 mm or more and 800 mm or less, and has a reflectance of 20% or more and 30% or less (at 400 nm to 700 nm) and a transmittance of 70 by joining multilayer films. %, And a half mirror function of 80% or less.
  • Each attachment portion 202 has two attachment holes 202a ( ⁇ 6 mm) and 202b ( ⁇ 4 mm), each having an axis parallel to the optical axis.
  • the combiner 200 can be attached to the vehicle body VH by inserting a bolt BT (see FIG. 2) into any of the attachment holes 202a and 202b and screwing it into a part of the vehicle body VH.
  • the surface of the mounting portion 202 is subjected to a texture process during molding. A date mark or a lot number can be given to the mounting portion by molding, but other modes may be used.
  • a step may be provided between the rear surface 201f of the projection unit 201 and the attachment portion 202 so that the plate thickness of the
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of forming the combiner 200.
  • the multilayer film MF is formed by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-307893, and an adhesive layer is formed on the layer closest to the surface of the multilayer film MF.
  • the adhesive layer it is preferable to use a transparent optical adhesive (Optically (Clear Adhesive) having high transparency.
  • a multilayer film MF is disposed between the mold MD2. Furthermore, the molds MD1 and MD2 are heated to a first temperature (150 ° C. or lower) at which the adhesive layer does not melt, and as shown in FIG. 4B, the multilayer film MF is transferred from both sides on the transfer surfaces MD1a and MD2a. When pressed, the multilayer film MF becomes a curved surface following the transfer surfaces MD1a and MD2a. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the molds MD1 and MD2 are opened, and the multilayer film MF is taken out.
  • the multilayer film MF is trimmed using the cutter CT in accordance with the projection surface 201a of the combiner 200.
  • the trimmed multilayer film MF has a third mold MD3 having a concave transfer surface MD3a having a predetermined radius of curvature, and a convex transfer surface MD4a having a predetermined radius of curvature. It arrange
  • a gate GT is formed in the fourth mold MD4.
  • the gate GT is disposed in the transfer surface MD4a.
  • a side gate method in which a material flows in from a direction perpendicular to the paper surface may be used.
  • the molds MD3 and MD4 are clamped as shown in FIG. 4 (f) and melted by heating to a second temperature (350 ° C. or lower) at which the adhesive layer of the multilayer film MF melts through the gate GT.
  • the non-aromatic polycarbonate resin material PL is injected into the cavity CV at a predetermined pressure.
  • the multilayer film MF is pressed toward the transfer surface MD3a and closely contacts the transfer surface MD3a without any gap.
  • the adhesive layer of the multilayer film MF is melted and joined to the injected resin material PL. This is joining by a so-called hot melt method.
  • the functional film preferably has a laminated structure of 50 layers or more.
  • the functional film has a laminated structure of 50 layers or more, sufficient reflectance can be obtained in a desired wavelength band.
  • the functional film preferably has a laminated structure of 3 to 20 layers.
  • a laminated structure of 3 to 20 layers is sufficient, and a laminated structure of 3 to 20 layers simplifies the layer structure and displays. Since manufacture of a member becomes easy, manufacturing cost can be reduced. In particular, when a display member as a half mirror having a maximum reflectance of 35% or less of optical characteristics is manufactured, a desired reflection characteristic can be obtained even if the number of layers is not so large, and therefore it can be preferably used. .
  • the functional film does not have a hard coat layer, the layer structure is simplified and the number of processing steps is reduced.
  • the functional film has a hard coat layer, so that one layer of hardness can be obtained.
  • the maximum protective function can be exhibited, leading to reduction of scratches.
  • the substrate and the functional film are preferably bonded by a hot melt method. Since the said board
  • the non-aromatic polycarbonate preferably has an oxygen-containing alicyclic skeleton.
  • the non-aromatic polycarbonate of the outstanding characteristic can be obtained.
  • By having an oxygen-containing alicyclic skeleton it does not have biodegradability and is excellent in durability.
  • a plant-derived raw material having an oxygen-containing alicyclic skeleton non-aromatic skeleton
  • it has excellent optical characteristics and has transparency and optical homogeneity exceeding those of an aromatic polycarbonate resin.
  • there is little yellowing by light and it can be widely applied to applications that require light resistance. In addition to transparent applications, there is almost no fear of color due to yellowing even in material applications that require a light shade.
  • the surface hardness is high, and the scratch resistance is greatly improved as compared with the aromatic polycarbonate resin.
  • the surface impact strength is also excellent, and even under the condition of brittle fracture with acrylic resin, it exhibits ductile fracture similar to that of aromatic polycarbonate resin and has impact characteristics comparable to aromatic polycarbonate resin.
  • it since it is highly transparent, in addition to showing a vivid hue with transparent coloring, it also shows a deep hue when colored with a metallic tone or the like, and has a high toning design.
  • An example of such a resin is “Durabio (registered trademark)” marketed by Mitsubishi Chemical Corporation.
  • the thickness of the display member is preferably 0.1 to 10 mm. Thereby, since the thickness of a display member can be suppressed, the reflection from an outer periphery can be reduced.
  • the display member has a thickness of 1 to 4 mm. Roughening may be performed on the outer peripheral edge of the display member.
  • the radius of curvature of the projection surface of the display member is preferably 100 mm or more.
  • the curvature radius of the projection surface of the display member is 200 mm or more.
  • the multilayer film to be bonded to the substrate includes a thermoplastic resin layer having a first refractive index as a high refractive index layer and a lower refractive index layer than a first refractive index layer as a low refractive index layer.
  • a thermoplastic resin layer having a refractive index of 2 is laminated.
  • Example 1 shown in FIG. 5 12 layers are stacked with the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer being 0.05.
  • a reflectance peak exists at a wavelength of 550 nm, and the maximum reflectance is 15%.
  • Example 2 shown in FIG. 6 13 layers are stacked with a refractive index difference of 0.05 between the high refractive index layer and the low refractive index layer.
  • Example 2 a reflectance peak exists at a wavelength of 525 nm, and the maximum reflectance is 11%.
  • Example 3 50 layers are stacked with the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer being 0.05.
  • the reflectance is relatively flat over a wavelength range of 400 to 700 nm, and the average reflectance is around 30%.
  • Example 4 shown in FIG. 8 the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is 0.05, and 81 layers are stacked.
  • the reflectance is relatively flat over a wavelength range of 400 to 700 nm, and the average reflectance is around 30%.
  • Example 5 shown in FIG. 9, 149 layers are stacked with the difference in refractive index between the high refractive index layer and the low refractive index layer being 0.05.
  • the reflectance is relatively flat over a wavelength range of 400 to 700 nm, and the average reflectance is around 30%.
  • the reflectance is relatively flat over a wavelength range of 400 to 700 nm, and the average reflectance is around 30%.
  • Example 7 shown in FIG. 11 compared with Example 6, a hard coat layer having a refractive index of 1.55 and a thickness of 1 ⁇ m is provided on the layer closest to the surface. Compared with Example 6 in which the hard coat layer is not provided, the reflectance is greatly varied like noise.
  • Example 8 shown in FIG. 12 compared with Example 6, a hard coat layer having a refractive index of 1.40 and a thickness of 1 ⁇ m is provided on the layer closest to the surface. Compared with Example 6 in which the hard coat layer is not provided, the reflectance greatly fluctuates like noise.
  • a hard coat layer when a hard coat layer is provided on a multilayer film, it is generally preferable to provide the hard coat layer on the surface side of the functional film in order to maximize the effects of the hard coat layer.
  • the hard coat layer should be selected according to the application.
  • Example 1 A multilayer film was bonded to a non-aromatic polycarbonate as a substrate by a hot melt method.
  • Comparative Example 1 A half mirror film was deposited on non-aromatic polycarbonate as a substrate.
  • Comparative Example 2 A multilayer film was bonded to acrylic as a substrate by a hot melt method.
  • Comparative Example 3 A half mirror film was deposited on acrylic as a substrate.
  • Comparative Example 4 A multilayer film was bonded to an aromatic polycarbonate as a substrate by a hot melt method.
  • Comparative Example 5 A half mirror film was deposited on an aromatic polycarbonate as a substrate.
  • the evaluation items and the evaluation criteria are as follows. In Table 1, when the evaluation criteria are satisfied, ⁇ is indicated, and when the evaluation criteria are not satisfied, ⁇ is indicated.
  • Hardness Pencil hardness HB or higher
  • Abrasion property No increase in light scattering after test by reciprocating 20 times using # 80 cotton cloth while applying 4.1N / cm 2 pressure to the test piece.
  • Properties Passability of flammability test FMVSS (Federal Motor-Vehicle Safety Standard) No.
  • the present invention is not limited to the embodiments and examples described in the specification, and includes other embodiments, examples, and modified examples. It will be apparent to those skilled in the art from the technical idea.
  • the display member and the head-up display device of the present invention can be used not only for automobiles but also for airplanes and heavy machinery, whether installed in the vicinity of a sun visor above a driver or used for a wearable terminal. Good.
  • the functional film may be formed on both sides of the substrate.
  • the present invention can of course be used for a substrate made of non-aromatic polycarbonate, but even if it is a substrate other than that made of non-aromatic polycarbonate, the hardness, scratch characteristics, flame retardancy, When heat resistance and weather resistance are high and film adhesion to a substrate by vapor deposition is not high, it can be suitably used.
  • Specific examples include Iupilon (registered trademark / especially KS3410, KH4210, etc.) marketed by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., Panlite (registered trademark) marketed by Teijin Limited, and the like.

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Abstract

　高い機能を有し、耐久性に優れた表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。非芳香族ポリカーボネート樹脂製の基板に対して、機能性フィルムを接合することにより、信頼性の高い高機能層を有する表示部材を形成することができる。

Description

表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。
　人間の視野に直接情報を映し出す手段として、ヘッドアップディスプレイ装置が知られている。これは、例えば、自動車の運転中、車両内で計器類の速度などの情報を直接、ドライバーの前方に虚像として映し出すため、視線及び焦点を変化させることなく運転でき、事故防止につながる機能を有している。ヘッドアップディスプレイ装置の１タイプとして、小型の液晶プロジェクターなどの投影機から放たれた光が、ハーフミラー膜が蒸着された透明基材からなるコンバイナで透過および反射されるものがある。ドライバーは、コンバイナ(表示部材)に表示された情報(虚像)を取得するとともに、コンバイナを透かして外の風景などの外部情報(実像)を同時に取得することができる。このようなコンバイナの例が、特許文献１，２に示されている。これらに開示されているように、従来のコンバイナとしては、ガラスや透明樹脂基板上に、反射率の高い金属のハーフミラー膜等の蒸着や、ＳｉＯ2やＴｉＯ2などの誘電体多層膜、金属酸化物膜などが用いられることが知られている。
特開２０１３－５４３５０号公報 特開平０７－２５７２２６号公報
　ところで、コンバイナは運転席の近く（例えば車のダッシュボードの上）などの乗員の近くに配置されるため、乗員の手がコンバイナに接触してしまったり、乗員がダッシュボードに置いた小物などがコンバイナに接触してしまったり、或いは飲み物等をダッシュボードにこぼした際にコンバイナを布などで拭く場合などが想定される。更に、コンバイナは曲率を有する長方形の形状をしていることが多く、埃などを除去するためにコンバイナの片側をつかんで反対側の面を拭くようなことも想定される。このような行為によって、コンバイナに傷がついてしまったり、ヒビや割れが生じてしまう恐れがある。かかる不具合を回避する為には、コンバイナにある程度の硬さを持たせることが要求されている。
　本発明は、上記した問題に鑑みてなされ、高い機能を有し、耐久性に優れた表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した表示部材は、投影面を備えた表示部材であって、前記投影面へ表示光が出射されたとき、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す像を虚像として観察可能とすると共に、前記表示部材を透過した実像を観察可能とする表示部材において、
　前記表示部材は、非芳香族ポリカーボネート製の基板の表面に、機能性フィルムを接合してなることを特徴とする。
　本発明者らは、事前検討において、ヘッドアップディスプレイ装置用の表示部材に、ある程度の硬さを持たせるため、蒸着などにより表示部材の表面に形成される層にハードコート層を設けることを考えた。しかし、検討の結果、表示部材の表面にハードコート層を形成する場合には、層構成が少なからず複雑になってしまうこと、処理工程が増えてしまうこと、及びハードコート層の厚みが若干ながらも増えてしまうというデメリットがあることが判明した。また、将来的により一層の硬さを要求された場合には、ハードコート層だけでは不十分となる可能性があることも問題視された。
　そこでハードコート層を設けなくとも硬さを得ることができないかを更に検討した結果、基板自体をより硬度の高いものとすることに思い至った。従来から、表示部材の材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられている。当初、硬さを得るためにアクリル樹脂を用いることを検討したが、アクリル樹脂は、硬さは十分ではあるが擦傷特性、難燃性、耐熱性に難があることが分かった。また、ポリカーボネート樹脂についても同様の検討を行ったところ、ポリカーボネート樹脂は擦傷特性、難燃性、耐熱性は十分であるが、硬さに問題があり、さらに長期間の使用や温度・湿度の変化で黄変・白濁してしまうことなど、耐候性が低いことが分かった。加えて、基板に用いる材料によっては基板成形後に、表示部材の表面に層を形成することが困難になるという場合があることが判明した。例えば、アクリル樹脂を基板とした場合には、ハーフミラー膜等を蒸着した際の膜密着性が悪くなり、耐久性が低下し、結果として信頼性が低下してしまうという問題があることが判明した。他にも、ディップ処理により、表示部材の表面にハードコート層を形成させる場合には、液だれや熱履歴などの工程上の課題があることが判明した。
　これらの事前検討を元に、本発明者らは、表示部材の基板に非芳香族ポリカーボネート樹脂を使用することで、所望の硬さ及び耐候性、光学特性などの性能も十分に得ることができることを見出した。しかしながら、非芳香族ポリカーボネート樹脂は、硬さや耐候性、光学特性などの性能を十分得ることができる代わりに、蒸着により機能膜を成形しようとした場合に、膜密着性や耐久性において所望の機能膜の性能を得られないことが判明した。そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、非芳香族ポリカーボネート樹脂製の基板に対して、機能性フィルムを接合することにより、信頼性の高い高機能層を有する表示部材を形成するに至ったのである。
　本発明によれば、スパッタ法、蒸着法などや印刷・焼成などの湿式法を用いずにハーフミラー面を実現できるから、一層ずつ積み上げて積層しなくて済み、工程上において発生する蒸着ムラや印刷ムラが起きず、外観不良を防止できる。また、機能性フィルムを用いているため、蒸着にて成膜する場合に比べ、基板の曲率がある程度大きくとも、ムラなく接合することが可能である。加えて、蒸着の場合には、基板の厚みが薄くなると、応力に負けて基板が歪んでしまい、均一に蒸着することが困難になるのに対し、機能性フィルムであれば基板の厚みが１ｍｍ以下となったとしてもその変形を抑えて接合することができる。これにより基板の厚みを薄くすることができ、基板の厚み部分に外部からの光が反射し、表示部材を観察する観察者の目に入射して眩しさを感じさせたり、或いはコンバイナに光を投影している描画ユニットに反射光が入射することでゴーストなどを発生させる恐れを抑制できる。また、機能性フィルムは基板に接合するので、蒸着の場合のように曲率半径の制約の影響を受けにくいというメリットもある。
　本発明の「非芳香族ポリカーボネート」とは、芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位からなるポリカーボネート樹脂であり、前記芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル等のカーボネート化合物とを反応させることにより製造することができる。また、本発明の「非芳香族ポリカーボネート」とは、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物等の非芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂であり、該非芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の含有割合は好ましくは３０モル％以上、更に好ましくは５０モル％以上である。前記非芳香族ジヒドロキシ化合物は脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物等の非芳香族ジヒドロキシ化合物を少なくとも含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル等のカーボネート化合物とを反応させることにより製造することができる。
　非芳香族ジヒドロキシ化合物とは前記芳香族ジヒドロキシ化合物以外のジヒドロキシ化合物であり、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物が好ましい。
（非芳香族ジヒドロキシ化合物）
　非芳香族ジヒドロキシ化合物とは二つの水酸基のうち少なくとも一つの水酸基は芳香環に結合していないジヒドロキシ化合物であり、例えば、脂環式ジヒドロキシ化合物、脂肪族ジヒドロキシ化合物、オキシアルキレングリコール類等が挙げられる。
（脂環式ジヒドロキシ化合物）
　脂環式ジヒドロキシ化合物としては、飽和炭化水素の環状構造を有するジヒドロキシ化合物である。また、環状構造は単環構造でも複環構造であっても環の数には特に制限は無い。具体的には、１，２－シクロヘキサンジメタノール、１，３－シクロヘキサンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペンタシクロペンタデカンジメタノール、２，６－デカリンジメタノール、１，５－デカリンジメタノール、２，３－デカリンジメタノール、２，３－ノルボルナンジメタノール、２，５－ノルボルナンジメタノール、１，３－アダマンタンジメタノールが挙げられる。更に、下記一般式（１）で表される無水糖アルコールや、下記一般式（２）で表される環状エーテル化合物等のヘテロ環構造を有するジヒドロキシ化合物も脂環式ジヒドロキシ化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　前記一般式（１）で表される脂環式ジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられる。また、前記ヘテロ環構造を有するジヒドロキシ化合物としては、上記一般式（２）で表される脂環式ジヒドロキシ化合物としては、３，９－ビス（１，１－ジメチル－２－ヒドロキシエチル）－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５．５）ウンデカン（慣用名：スピログリコール）、３，９－ビス（１，１－ジエチル－２－ヒドロキシエチル）－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５．５）ウンデカン、３，９－ビス（１，１－ジプロピル－２－ヒドロキシエチル）－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５．５）ウンデカン、ジオキサングルコールなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。
　これらの脂環式ジヒドロキシ化合物のうち、特にイソソルビド、イソマンニド、イソイデットが好ましく、更に、植物由来の資源として豊富に存在し、容易に入手可能なグルコースから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手及び製造のし易さ、光学特性、成形性、カーボンニュートラルの面から特に好ましい。
（脂肪族ジヒドロキシ化合物）
　脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、特に制限はないが、例えば、エチレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，２－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，２－ブタンジオール、１，５－ヘプタンジオール、１，６－ヘキサンジオール等が挙げられる。
（その他のジヒドロキシ化合物）
　非芳香族ジヒドロキシ化合物は、分子内に芳香環を有するが、芳香環に水酸基が結合していないジヒドロキシ化合物も含まれる。例えば、下記一般式（３）で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 （一般式（３）中、Ｒ1～Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１～炭素数２０のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数６～炭素数２０のシクロアルキル基、又は、置換若しくは無置換の炭素数６～炭素数２０のアリール基を表し、Ｘは置換若しくは無置換の炭素数２～炭素数１０のアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数６～炭素数２０のシクロアルキレン基、又は、置換若しくは無置換の炭素数６～炭素数２０のアリーレン基を表し、ｍ及びｎはそれぞれ独立に１～５の整数である。）
　前記一般式（３）で表されるジヒドロキシ化合物としては、具体的には、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－メチルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－イソプロピルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－イソブチルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－シクロヘキシルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－フェニルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３，５－ジメチルフェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－ｔｅｒｔ－ブチル－６－メチルフェニル）フルオレン等が例示され、好ましくは、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレン、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－メチルフェニル）フルオレンであり、特に好ましくは、９，９－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル）フルオレンである。
（炭酸ジエステル）
　本発明の炭酸ジエステルとしては、下記一般式（４）で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　ここで、一般式（４）中、Ａ’は、置換されていてもよい炭素数１～炭素数１０の直鎖状、分岐状又は環状の１価の炭化水素基である。２つのＡ’は、同一でも相互に異なるものでもよい。なお、Ａ’上の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数１～炭素数１０のアルキル基、炭素数１～炭素数１０のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、ビニル基、シアノ基、エステル基、アミド基、ニトロ基等が例示される。
　炭酸ジエステル化合物の具体例としては、例えば、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート等の置換ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ－ｔ－ブチルカーボネート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。これらの中でも、ジフェニルカーボネート（以下、「ＤＰＣ」と略記することがある。）、置換ジフェニルカーボネートが好ましい。これらの炭酸ジエステルは、単独又は２種以上を混合して用いることができる。
　また、上記の炭酸ジエステル化合物は、好ましくはその５０モル％以下、さらに好ましくは３０モル％以下の量を、ジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換してもよい。代表的なジカルボン酸又はジカルボン酸エステルとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニル等が挙げられる。このようなジカルボン酸又はジカルボン酸エステルで置換した場合には、ポリエステルカーボネートが得られる。
(非芳香族ポリカーボネート樹脂)
　本発明に係る非芳香族ポリカーボネート樹脂としては、脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物等の非芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂であり、該非芳香族ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位の含有割合は好ましくは３０モル％以上、更に好ましくは５０モル％以上である。前記非芳香族ジヒドロキシ化合物は脂肪族ジヒドロキシ化合物、脂環式ジヒドロキシ化合物等の非芳香族ジヒドロキシ化合物を少なくとも含むジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル等のカーボネート化合物とを反応させることにより製造することができる。
　本発明に係る非芳香族ポリカーボネート樹脂は脂肪族ジヒドロキシ化合物及び／又は脂環式ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂が好ましく、脂環式ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位に由来する構造単位を少なくとも含むポリカーボネート樹脂が更に好ましく、透明性、耐熱性に優れ、屈折率が小さい特性を有することから、前記一般式（１）で表される脂環式ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を少なくとも含むことが特に好ましい。
　「機能性フィルム」は、単層フィルムであってもよいし多層フィルムであってもよい。又、機能性フィルムの機能の例としては、光学特性（波長選択性、透過率、反射率、吸収、偏光）を制御するものや、硬さを制御するもの、耐候性、易接合性を付与するものなどがある。具体的には、機能性フィルムは、ハードコート層、反射防止層、紫外線吸収層、腐食防止層、接着層、粘着層、防汚コート層、帯電防止層、ガスバリア層など，これら少なくとも１つ以上を含むと好ましい。フィルムにおける光の透過率は５０％以上であると好ましい。機能性フィルムは、特開２００７－３０７８９３号公報に記載の方法より製造することができる。
　「接合」とは、接着およびインモールド、インサート、押し出しラミネートのいずれも含む。
　本ヘッドアップディスプレイ装置は、上述の表示部材と、前記表示部材に対して表示光を出射する描画ユニットとを有することを特徴とする。
　上記ヘッドアップディスプレイ装置において、前記ヘッドアップディスプレイ装置は自動車に搭載され、ドライバーが観察可能な位置に配置されることが好ましい。また、前記ヘッドアップディスプレイ装置は自動車のダッシュボードに設置されることが好ましい。
　本発明の表示部材は比較的厚みが薄いので、自動車のダッシュボード上に置かれた場合でも、外周縁反射が少ない。又、ダッシュボード上は太陽光により熱せられ非常に熱くなることがあるが、本発明による表示部材であれば機能性フィルムを接合しているので、金属膜や誘電体多層膜、金属酸化物膜を蒸着等した場合に比べて、光学特性の劣化や膜密着度の低下などの不具合が生じにくい。
　本発明によれば、高い機能を有し、耐久性に優れた表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。
本実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。 投影機１００の構成を示す図である。 図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(投影面側)を示す図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)の構成をB-B線で切断して矢印方向に示す図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)の構成をC-C線で切断して矢印方向に示す図である。 コンバイナ２００を成形する工程を示す図である。 実施例１にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例２にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例３にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例４にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例５にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例６にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例７にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。 実施例８にかかる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。車体ＶＨのダッシュボードＤＢ内には、投影機１００が配置されており、ダッシュボードＤＢ上に固定配置された表示部材としてのコンバイナ２００に表示光を投影するようになっている。かかる表示光はドライバーＤＲの瞳に導かれ、虚像（表示像）を表示するようになっている。一方、ドライバーＤＲは虚像に重ねて、コンバイナを透過した風景等の実像を観察することができる。コンバイナ２００は、折りたたみ式でダッシュボード内に収納可能となっていても良い。投影機１００とコンバイナ２００とでヘッドアップディスプレイ装置を構成する。
　図２は、描画ユニット（投影機）１００の概略構成を示す図である。描画ユニット１００は、液晶表示パネル１１１を備えた描画デバイス１１０と、凹面鏡１２０と、ハウジング１３０とから主に構成されている。描画デバイスの構成は、例えば特開2012-203176号公報に詳細が記載されている。
　液晶表示パネル１１１は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着してなるものであり、描画デバイス１１０内の不図示の光源から液晶表示パネル１１１面へ導かれた光線は、液晶表示パネル１１１を透過して表示光Ｌとなり、投射光学系を構成する凹面鏡（又は平面ミラー）１２０に照射され、ここで反射した後コンバイナ２００に向かうようになっている。
　図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(投影面側)を示す図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)の構成をB-B線で切断して矢印方向に示す図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)の構成をC-C線で切断して矢印方向に示す図である。図において、コンバイナ２００は、厚さ２～３ｍｍ(１０ｍｍ以下であると好ましい)の板状に形成され、投影部２０１と、一対の取付部２０２とを一体的に形成してなる。投影部２０１には、機能性フィルムが接合されている。以下では、機能性フィルムとして多層フィルム(後述)を接合した場合を例とし説明する。
　投影部２０１は、略台形の形状を有し、高さＨ１＝７５ｍｍであり、上縁２０１ｂと側縁２０２ｃはラウンド形状をしており、上縁２０１ｂと側縁２０１ｃの接線及び下縁２０１ｄの延長線とを交差させたとき、上側交点Ｐ１，Ｐ２の間隔Ｗ１は１５０ｍｍであり、下側交点Ｐ３，Ｐ４の間隔Ｗ２は１８０ｍｍであるが、２００ｍｍ×３００ｍｍの範囲内で任意のサイズをとることができる。投影部２０１の投影面２０１ａは、虚像を形成するために曲率半径が１００ｍｍ以上の凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面２０１ｆはそれに類似した球面又は非球面である。
　投影部２０１の上縁２０１ｂと側縁２０１ｃには反射防止構造を設けることができる。反射防止構造としては、微細なピッチでの凹凸構造やシボ加工がある。投影部２０１のエッジは０．３ｍｍの面取りを施すことが好ましい。又、投影部２０１の４つの角部には面取りを設けることができる。図３において、「Ｒ２」とは半径２ｍｍの円弧で面取りしていることを意味する。
　投影面２０１ａは、曲率半径が１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上、８００ｍｍ以下であって、多層フィルムを接合することにより、反射率が２０％以上、３０％以下（４００ｎｍ～７００ｎｍにおいて）、透過率７０％以上、８０％以下のハーフミラー機能を有する。
　投影部２０１の下縁２０１ｄに連結した取付部２０２は、互いに同じ形状であって、高さＨ２＝２０ｍｍ、幅Ｗ３＝３５ｍｍの矩形状であり、投影面２０１ａと同一曲率半径である延長面を有すると好ましい。各取付部２０２には、２つの取付孔２０２ａ(φ６ｍｍ)、２０２ｂ(φ４ｍｍ)が形成されており、それぞれ光軸に平行な軸線を有する。いずれかの取り付け孔２０２ａ、２０２ｂにボルトＢＴ(図２参照)を挿通して車体ＶＨの一部に螺合させることで、コンバイナ２００を車体ＶＨに取り付けることができる。取付部２０２の表面には、成形時にシボ加工が施されている。取付部には、成形によってデートマークやロット番号を付与できるが、それ以外の態様でも良い。投影部２０１の裏面２０１ｆと取付部２０２との間に、取付部２０２の板厚が薄くなるような段差を設けても良い。
　図４は、コンバイナ２００を成形する工程を示す図である。前工程として、特開２００７－３０７８９３号公報に開示された方法で多層フィルムＭＦを形成するが、多層フィルムＭＦの表面に最も近い層には接着層が形成されている。接着層は、高い透明性を持つ光学用透明粘着剤（Optically Clear Adhesive）を用いると好ましい。
　次いで、図４(ａ)に示すように、所定の曲率半径を有する凹状の転写面ＭＤ１ａを備えた第１金型ＭＤ１と、所定の曲率半径を有する凸状の転写面ＭＤ２ａを備えた第２金型ＭＤ２との間に、多層フィルムＭＦを配置する。更に、金型ＭＤ１，ＭＤ２を、接着層が溶けない第１の温度（１５０℃以下）に加熱して、図４（ｂ）に示すように、転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａで多層フィルムＭＦを両側から押圧すると、多層フィルムＭＦは転写面ＭＤ１ａ、ＭＤ２ａに倣って曲面状となる。その後、図４（ｃ）に示すように、金型ＭＤ１，ＭＤ２を型開きして、多層フィルムＭＦを取り出す。
　まず、図４（ｄ）に示すように、多層フィルムＭＦを、コンバイナ２００の投影面２０１ａに合わせてカッタＣＴを用いてトリミングする。トリミングした多層フィルムＭＦを、図４（ｅ）に示すように、所定の曲率半径を有する凹状の転写面ＭＤ３ａを備えた第３金型ＭＤ３と、所定の曲率半径を有する凸状の転写面ＭＤ４ａを備えた第４金型ＭＤ４との間に配置する。更に、第４金型ＭＤ４にはゲートＧＴが形成されている。ここでは理解しやすいように、ゲートＧＴを転写面ＭＤ４ａ内に配置しているが、紙面垂直方向から素材を流入させるサイドゲート方式でも良い。
　更に、金型ＭＤ３，ＭＤ４を、図４（ｆ）に示すように型締めし、ゲートＧＴを介して、多層フィルムＭＦの接着層が溶ける第２の温度（３５０℃以下）に加熱して溶融した非芳香族ポリカーボネート樹脂素材ＰＬを、所定の圧力でキャビティＣＶ内に射出する。これにより多層フィルムＭＦは転写面ＭＤ３ａに向かって押圧され、転写面ＭＤ３ａに隙間なく密着する。これと同時に、多層フィルムＭＦの接着層が溶融して、射出された樹脂素材ＰＬと接合することとなる。いわゆるホットメルト法による接合である。その後、多層フィルムＭＦと樹脂素材ＰＬとが接合した成形品が固化した後に取り出し（図４（ｇ））、点線で示す位置でゲートカットを行うことで転写面を精度良く転写したコンバイナ２００が作製される（図４（ｈ））。
　以下、上記表示部材についての好ましい態様について、まとめて説明する。
　上記表示部材において、前記機能性フィルムは、５０層以上の積層構造であることが好ましい。前記機能性フィルムは５０層以上の積層構造とすることで、所望の波長帯において十分な反射率を得ることができる。
　また、前記機能性フィルムは、３～２０層の積層構造であることが好ましい。前記表示部材に表示する像が単色もしくは２色等である場合には、３～２０層の積層構造で十分であり、また３～２０層の積層構造であると層構成が単純になるため表示部材の製造が容易となるから、製造コストの低減が可能となる。特に、光学特性の最大反射率が３５%以下のハーフミラーとしての表示部材を製造する場合には、層数がそれほど多くなくとも所望の反射特性を得ることができるため、好適に用いることができる。
　また、前記機能性フィルムはハードコート層を有しないことで、層構成が簡素化され、処理工程が減少する。
　また、前記機能性フィルムはハードコート層を有することで、一層の硬さを得ることができる。特に機能性フィルムの表面にハードコート層を設けることによって、最大限の保護機能を発揮でき、傷の低減につながる。
　また、前記基板と前記機能性フィルムとは、ホットメルト法により接着されていることが好ましい。前記基板と前記機能性フィルムとをホットメルト法により接合するので、基板に対してインサート成形が可能で接合工程を簡略化できるというメリットがある。
　また、前記非芳香族ポリカーボネートは、含酸素脂環式骨格を有することが好ましい。これにより、優れた特性の非芳香族ポリカーボネートを得ることができる。含酸素脂環式骨格を有することで、生分解性を有さず、耐久性に優れる。含酸素脂環式骨格（非芳香族骨格）を有する植物由来原料を利用することで、光学特性に優れており、芳香族ポリカーボネート樹脂を超える透明性、光学的均質性を有する。また、光による黄変が少なく、耐光性を必要とする用途へも幅広く展開が可能である。透明用途はもちろんのこと、薄い色合いを必要とする材料用途でも黄変による色目の懸念がほとんどない。更に、表面硬度が高く、芳香族ポリカーボネート樹脂と比較して耐傷付き性が大きく改善されている。面衝撃強度にも優れており、アクリル樹脂では脆性破壊してしまう条件でも、芳香族ポリカーボネート樹脂と同様の延性破壊を示し、芳香族ポリカーボネート樹脂に匹敵する衝撃特性を有する。そのほか、透明性が高いため透明着色で鮮やかな色合いを示すことに加え、メタリック調などの着色を施した場合も奥行きのある色合いを示し、調色意匠性が高い。このような樹脂としては、例えば三菱化学株式会社から上市されている「デュラビオ（登録商標）」がある。
　また、前記表示部材の厚みは０．１～１０ｍｍであることが好ましい。これにより表示部材の厚みを抑えることができるので、外周縁からの反射を低減できる。好ましくは、前記表示部材の厚みは１～４ｍｍである。前記表示部材の外周縁に、粗し加工が施されていても良い。
　また、前記表示部材の投影面の曲率半径は１００ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、低コストで、機能性フィルムを皺や折り目なく基板に貼り付けることが出来る。
　また、前記表示部材の投影面の曲率半径は２００ｍｍ以上であることが好ましい。
　尚、金属膜や誘電体多層膜、金属酸化物膜の蒸着等の場合には、対象物の曲率半径が８００ｍｍ以下であると、光学特性ムラが起こる可能性がある。本発明によれば、機能性フィルムを接合しているため、曲率半径が８００ｍｍ以下である基板でも問題なく接合することができる。
　以下、本実施形態に好適な実施例について説明する。図５～１２は、上述した実施形態に用いることができる多層フィルムの実施例の波長特性（縦軸反射率、横軸波長）を示す図である。尚、以下の実施例で、基板に接合する多層フィルムは、高屈折率層としての第１の屈折率を持つ熱可塑性樹脂層と、低屈折率層としての第１の屈折率層より低い第２の屈折率を持つ熱可塑性樹脂層とを積層してなる。
　図５に示す実施例１では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、１２層重ねたものである。実施例１では、波長５５０ｎｍに反射率のピークが存在し、最大反射率は１５％である。図６に示す実施例２では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、１３層重ねたものである。実施例２では、波長５２５ｎｍに反射率のピークが存在し、最大反射率は１１％である。
　図７に示す実施例３では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、５０層重ねたものである。実施例３では、波長４００～７００ｎｍにわたって比較的フラットな反射率を有し、平均反射率は３０％前後である。図８に示す実施例４では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、８１層重ねたものである。実施例４では、波長４００～７００ｎｍにわたって比較的フラットな反射率を有し、平均反射率は３０％前後である。
　図９に示す実施例５では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、１４９層重ねたものである。実施例５では、波長４００～７００ｎｍにわたって比較的フラットな反射率を有し、平均反射率は３０％前後である。図１０に示す実施例６では、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を０．０５として、２３３層重ねたものである。実施例６では、波長４００～７００ｎｍにわたって比較的フラットな反射率を有し、平均反射率は３０％前後である。
　図１１に示す実施例７では、実施例６に対して、更に最も表面に近い層に屈折率１．５５、厚さ１μｍのハードコート層を設けたものである。ハードコート層を設けていない実施例６に対して、反射率が大きくノイズ状に変動するようになる。図１２に示す実施例８では、実施例６に対して、更に最も表面に近い層に屈折率１．４０、厚さ１μｍのハードコート層を設けたものである。ハードコート層を設けていない実施例６に対して、反射率がノイズ状に大きく変動するようになる。
　実施例７，８にように、多層フィルムにハードコート層を設ける場合、ハードコート層の効果を最大限発揮させるため、一般的にハードコート層を機能性フィルムの表面側に設けることが好ましい。しかしながら、例えば、多層フィルムの表面にハードコート層を設けた場合には、図１１，１２に示すような高次の反射特性ノイズが発生してしまい、多層フィルムの機能を弱めてしまう恐れがあるため、用途に応じてハードコート層は取捨選択すべきである。
　以下、本発明者らが行った比較評価結果について説明する。比較評価に用いた実施例と比較例は、以下に示すとおりである。比較評価結果を表１に示す。
実施例：基板としての非芳香族ポリカーボネートに多層フィルムをホットメルト法で接合した。
比較例１：基板としての非芳香族ポリカーボネートにハーフミラー膜の蒸着を行った。
比較例２：基板としてのアクリルに多層フィルムをホットメルト法で接合した。
比較例３：基板としてのアクリルにハーフミラー膜の蒸着を行った。
比較例４：基板としての芳香族ポリカーボネートに多層フィルムをホットメルト法で接合した。
比較例５：基板としての芳香族ポリカーボネートにハーフミラー膜の蒸着を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　評価項目と、評価基準は以下の通りであり、表１において評価基準を満たした場合に○、満たさない場合に×とした。
硬度：鉛筆硬度ＨＢ以上であること
擦傷特性：#80綿布を用いて4.1N／cm2の圧力を試験片に加えながら20回往復させた試験後の光散乱増加が2%以上なきこと
難燃性：燃焼性試験FMVSS（Federal Motor-Vehicle Safety Standard） No.302に合格すること
耐熱性：試験片を110℃で1000時間放置試験し、形状特性変化により焦点距離が1%以上変化なきこと
耐候性（無黄変性、無白濁性）：波長が300-400nmで強度が60W/m2の光を試験片に照射しつつ（照射時間：1080時間）、供試温度が83℃（BPT）の環境で黄変、白濁無きこと
膜密着性：試験片を高温高湿環境（65℃、95％で1000時間）、低温環境（-40℃で1000時間）、高温環境（105℃ドライで1000時間）に曝露し、更に熱衝撃（-40℃から85℃までの温度の上げ下げを１サイクルとして1000サイクル）を付与した後、テープ剥離試験（JISZ0237）で合格のこと
　評価結果によれば、比較例１では膜密着性が劣ることが確認され、比較例２、３では擦傷特性、難燃性、耐熱性に劣ることが確認され、比較例４、５では硬度、耐候性が劣ることが確認された。これに対し、実施例では全ての評価項目で優れていることが確認された。
　本発明は、明細書に記載の実施形態・実施例に限定されるものではなく、他の実施形態・実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、本発明の表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置は、自動車に限らず、飛行機や重機にも用いることが出来、ドライバーの上方にあるサンバイザ付近に設置されて用いても、ウェラブル端末に用いてもよい。更に機能性フィルムは、基板の両側に形成されていても良い。
　また、本発明は、非芳香族ポリカーボネート製の基板には、勿論用いることができるが、非芳香族ポリカーボネート製の以外基板であっても、基板に用いる材料の硬度、擦傷特性、難燃性、耐熱性、耐候性が高く、蒸着による基板との膜密着性が高くない場合には好適に用いることができる。具体的には、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社から上市されているユーピロン（登録商標／特にＫＳ３４１０やＫＨ４２１０など）や、帝人株式会社から上市されているパンライト（登録商標）などが挙げられる。
１００　　　　　　投影機、描画ユニット
１１１　　　　　　液晶表示パネル
１２０　　　　　　凹面鏡
１３０　　　　　　ハウジング
２００　　　　　　コンバイナ
２０１　　　　　　投影部
２０１ａ　　　　　投影面
２０１ｂ　　　　　上縁
２０１ｃ　　　　　側縁
２０１ｄ　　　　　下縁
２０１ｆ　　　　　裏面
２０２　　　　　　取付部
２０２ａ　　　　　取付孔
２０２ｃ　　　　　側縁
ＤＢ　　　　　　　ダッシュボード
ＤＲ　　　　　　　ドライバー
ＧＴ　　　　　　　ゲート
ＶＨ　　　　　　　車体

Claims (10)

  1. 　投影面を備えた表示部材であって、前記投影面へ表示光が出射されたとき、前記表示光が前記投影面で反射することによって、前記表示光が表す像を虚像として観察可能とすると共に、前記表示部材を透過した実像を観察可能とする表示部材において、
    　前記表示部材は、非芳香族ポリカーボネート製の基板の表面に、機能性フィルムを接合してなることを特徴とする表示部材。
  2. 　前記機能性フィルムは５０層以上の積層構造である請求項１に記載の表示部材。
  3. 　前記機能性フィルムは３～２０層の積層構造である請求項１に記載の表示部材。
  4. 　前記機能性フィルムはハードコート層を有しない請求項１～３のいずれかに記載の表示部材。
  5. 　前記機能性フィルムはハードコート層を有する請求項１～３のいずれかに記載の表示部材。
  6. 　前記非芳香族ポリカーボネートは含酸素脂環式骨格を有する請求項１～５のいずれかに記載の表示部材。
  7. 　前記表示部材の厚みは０．１～１０ｍｍである請求項１～６のいずれかに記載の表示部材。
  8. 　前記表示部材の投影面の曲率半径は１００ｍｍ以上である請求項１～７のいずれかに記載の表示部材。
  9. 　前記表示部材の投影面の曲率半径は２００ｍｍ以上である請求項１～８のいずれかに記載の表示部材。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の表示部材と、前記表示部材に対して表示光を出射する描画ユニットと、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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