WO2016133186A1 - コンバイナおよびヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a combiner.
- the present invention also relates to a projected image display system such as a head-up display system using the combiner.
- Patent Document 1 describes that a double image is reduced by a vehicle curved windshield made of laminated glass having a wedge-shaped cross section.
- Patent Document 2 for example, many techniques for eliminating double images by suppressing p-polarized projection light at a Brewster angle to suppress reflected light from the windshield surface are also known. It has been.
- JP 2011-505330 A JP-T-2006-512622
- Patent Document 1 requires advanced techniques for adjusting the angle between the outer glass plate and the inner glass plate. Further, in the method using the Brewster angle as described in Patent Document 2, it is still a problem to improve the brightness of the projected image as well as to eliminate the double image. It is an object of the present invention to provide a combiner capable of displaying a projected image with high brightness with reduced double images. In particular, an object of the present invention is to provide a combiner having a simple configuration capable of reducing double images. Another object of the present invention is to provide a head-up display system that provides a high-luminance projected image with reduced double images.
- the present inventors tried to prevent double images by using a cholesteric liquid crystal layer as a combiner and using p-polarized light as projection light as described in Patent Document 2.
- a cholesteric liquid crystal layer as a combiner and using p-polarized light as projection light as described in Patent Document 2.
- the degree of double image differs depending on the order of lamination. Based on this finding, the present inventors have further studied and completed the present invention.
- a combiner Including a projected image display unit for displaying projected images by projection light, Including a substrate and at least a half mirror film in the projected image display unit, From the incident side of the projection light, the half mirror film and the base material are included in this order, The half mirror film includes two or more cholesteric liquid crystal layers, The central wavelengths of selective reflection of the two or more cholesteric liquid crystal layers are different from each other, The combiner, wherein the cholesteric liquid crystal layer closest to the projection light incident side has the longest selective reflection center wavelength.
- the half mirror film has a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 680 nm to 850 nm, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 600 nm to 680 nm, and a central wavelength of selective reflection at 490 nm to 600 nm.
- the half mirror film includes a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 680 nm to 850 nm, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 600 nm to 680 nm, and 490 nm to 490 nm from the incident side of the projection light.
- a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 680 nm to 850 nm, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 490 nm to 600 nm, and 600 nm to 600 nm from the incident side of the projection light The combiner according to [2], including a cholesteric liquid crystal layer having a selective reflection center wavelength at 680 nm in this order.
- the substrate is a glass plate.
- the substrate is a glass plate, Including a first glass plate and a second glass plate, The combiner according to any one of [7], including an intermediate layer between the first glass plate and the second glass plate, and including the half mirror film in the intermediate layer.
- the combiner according to [8], wherein the intermediate layer is a resin film.
- a head-up display system including the combiner according to any one of [1] to [10] and a projector that emits the projection light.
- a combiner capable of displaying a projected image with a high luminance with a reduced double image.
- the combiner of the present invention can reduce a double image with a simple configuration. Further, by using the combiner of the present invention, it is possible to realize a head-up display system that is difficult to generate a double image and can provide a projected image with high brightness.
- “selective” for circularly polarized light means that the amount of light of either the right circularly polarized component or the left circularly polarized component of the irradiated light is greater than that of the other circularly polarized component.
- the degree of circular polarization of light is preferably 0.3 or more, more preferably 0.6 or more, and even more preferably 0.8 or more. More preferably, it is substantially 1.0.
- sense for circularly polarized light means right circularly polarized light or left circularly polarized light.
- the sense of circularly polarized light is right-handed circularly polarized light when the electric field vector tip turns clockwise as time increases when viewed as the light travels toward you, and left when it turns counterclockwise. Defined as being circularly polarized.
- the term “sense” is sometimes used for the twist direction of the spiral of the cholesteric liquid crystal.
- the twist direction (sense) of the spiral of the cholesteric liquid crystal is right, it reflects right circularly polarized light and transmits left circularly polarized light.
- the sense When the sense is left, it reflects left circularly polarized light and transmits right circularly polarized light.
- light means visible light and natural light (unpolarized light) unless otherwise specified.
- Visible light is light having a wavelength that can be seen by the human eye among electromagnetic waves, and usually indicates light having a wavelength range of 380 nm to 780 nm.
- the measurement of the light intensity required in connection with the calculation of the light transmittance may be performed by using, for example, a normal visible spectrum meter and measuring the reference as air.
- the term “reflected light” or “transmitted light” is used to mean scattered light and diffracted light.
- the polarization state of each wavelength of light can be measured using a spectral radiance meter or a spectrometer equipped with a circularly polarizing plate.
- the intensity of light measured through the right circularly polarizing plate corresponds to I R
- the intensity of light measured through the left circularly polarizing plate corresponds to I L.
- the ratio can be measured by attaching a right circular polarized light transmission plate, measuring the right circular polarized light amount, attaching a left circular polarized light transmission plate, and measuring the left circular polarized light amount.
- p-polarized light means polarized light that vibrates in a direction parallel to the light incident surface.
- the incident surface means a surface that is perpendicular to a reflecting surface (such as a combiner surface) and includes incident light rays and reflected light rays.
- the vibration plane of the electric field vector is parallel to the incident plane.
- the front phase difference is a value measured using an AxoScan manufactured by Axometrics. The measurement wavelength is 550 nm.
- the front phase difference is a value measured by making light of a wavelength in the visible light wavelength region such as the central wavelength of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer incident in the film normal direction in KOBRA 21ADH or WR (manufactured by Oji Scientific Instruments). It can also be used.
- the wavelength selection filter can be exchanged manually, or the measurement value can be converted by a program or the like.
- the birefringence ( ⁇ n) of a liquid crystal compound is the value of p. It is a value measured according to the method described in 202. Specifically, a liquid crystal compound is injected into a wedge-shaped cell, irradiated with light having a wavelength of 550 nm, and the refraction angle of transmitted light is measured to determine ⁇ n at 60 ° C.
- a combiner is a projection image display member which has a projection image display part and can display a projection image with reflected light in a projection image display part.
- the combiner should just be what can display the projection image projected from the projector etc. so that visual recognition is possible.
- the projected image means an image based on the projection of light from the projector to be used, not the surrounding scenery.
- the projected image may be a single color image, or may be a multicolor image or a full color image.
- the projected image obtained by using the combiner of the present invention is observed as a virtual image that appears above the projected image display unit when viewed from the observer. That is, the combiner displays the projected image based on the projection light from the projector or the like as a virtual image so as to be visible. Therefore, the observer can observe surrounding information or scenery at the same time.
- the projected image display unit may be the entire combiner or a part thereof.
- the combiner should just be a reflective member.
- An example of a combiner is a projected video display half mirror.
- Examples of the projected image display half mirror include a combiner for a head-up display, a windshield glass including a portion having the combiner function, and the like.
- the combiner may be a plate shape, a film shape, or a sheet shape.
- the combiner may have a flat surface that does not have a curved surface, but may have a curved surface, and has a concave or convex shape as a whole, and displays an enlarged or reduced projection image. It may be. Further, it may be combined with another member to form the above-mentioned shape, or before being combined, it may be a roll or the like as a thin film.
- the combiner may be windshield glass.
- the windshield glass means a window glass for vehicles such as cars, trains, airplanes, ships, play equipment and the like.
- the windshield glass is preferably a windshield in the direction of travel of the vehicle.
- the windshield glass is preferably a vehicle windshield.
- Bike windshields are another type of windshield glass.
- the windshield glass includes a glass plate, and preferably includes a laminated glass.
- Laminated glass has a structure in which two glass plates are bonded via an intermediate layer.
- the glass plate located farther from the projection light incident side (usually the observer side and the vehicle interior side) is referred to as the first glass plate, and the closer position.
- the glass plate located in is sometimes referred to as a second glass plate.
- the windshield glass may be a plate shape or a sheet shape.
- the windshield glass may be formed for incorporation into an applied vehicle, and may have a curved surface, for example.
- a direction that is upward (vertically upward) and a surface that is an incident side of projection light can be specified during normal use.
- it is usually sufficient that the inside of the curved surface is the incident side of projection light.
- the combiner of the present invention has a projection image display unit, and the projection image display unit can display the projection image by projection light.
- the projected image display unit is a part or the entire surface of the combiner on the projection light incident side, but includes all of the constituent members in the thickness direction of the combiner. The part shall be indicated.
- the projection image display unit may be provided at any position on the surface that is the incident side of the projection light.
- the projection image display unit is easily visible from an observer (for example, a driver). It is preferable to provide a projected image (virtual image).
- the position of the projected image display unit may be determined from the relationship between the position of the driver's seat of the applied vehicle and the position where the projector is installed.
- the combiner includes a half mirror film including a cholesteric liquid crystal layer at least in the projected image display unit, and realizes a combiner function in the projected image display unit.
- the combiner of this invention contains a half mirror film and a base material in this order from the incident side of projection light.
- the combiner is a windshield glass and includes a laminated glass
- the half mirror film, the second glass plate, and the first glass plate may be in this order from the projection light incident side.
- the plate, the half mirror film, and the first glass plate may be in this order.
- the half mirror film includes a cholesteric liquid crystal layer.
- the half mirror film may include layers such as an alignment layer, a support, and an adhesive layer described later.
- the half mirror film may be a thin film or sheet.
- the half mirror film may have a flat surface that does not have a curved surface, but may have a curved surface, and has a concave or convex shape as a whole, and displays an enlarged or reduced projection image. You may do. Further, it may be combined with another member to form the above-mentioned shape, or before being combined, it may be a roll or the like as a thin film.
- the half mirror film may be bonded to the surface of a base material such as a glass plate or included in an intermediate layer of a combiner including laminated glass.
- a base material such as a glass plate or included in an intermediate layer of a combiner including laminated glass.
- the half mirror film is adhered to the surface of the laminated glass on the incident side of the projection light, or as described later, It may be affixed to an interlayer sheet for layer formation, or may be formed as a laminated interlayer sheet for laminated glass.
- a half mirror film is bonded to the surface on the intermediate layer side of the second glass plate, and a laminated glass is manufactured as described later using the second glass plate after bonding, and the windshield glass is used. May be obtained.
- the film thickness of the layer on the viewer side can be reduced with respect to the cholesteric liquid crystal layer described later. Is more preferable. It is preferable that the half mirror film is included in the intermediate layer of the windshield glass having a configuration including laminated glass because deterioration and scratching of the half mirror film can be prevented. In addition, since the presence of the half mirror film is not known from the outer surface, it may be aesthetically preferred.
- the half mirror film only needs to have a function as a half mirror with respect to at least the light projected in the projected image display unit.
- the half mirror film can handle light in the entire wavelength range of 380 nm to 850 nm. It is not always necessary to function as a half mirror.
- the half mirror film may have a function as the above half mirror with respect to light having all incident angles, but has a function as a half mirror with respect to light having at least a part of incident angles. If you do.
- the half mirror film has visible light transmittance in order to enable observation of information or scenery on the opposite surface side.
- the half mirror film is 80% or more of the visible light wavelength region, preferably 90% or more, more preferably 100%, 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and further preferably 70%. What is necessary is just to have the above light transmittance.
- the half mirror film includes at least two cholesteric liquid crystal layers having different selective reflection center wavelengths.
- a cholesteric liquid crystal layer means a layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed.
- the cholesteric liquid crystal layer is sometimes simply referred to as a liquid crystal layer.
- the cholesteric liquid crystal phase selectively reflects the circularly polarized light of either the right circularly polarized light or the left circularly polarized light and transmits the circularly polarized light of the other sense in a specific wavelength range. It has been known.
- the circularly polarized light selective reflection is sometimes simply referred to as selective reflection.
- Many films formed from a composition containing a polymerizable liquid crystal compound have been known as a film containing a layer in which a cholesteric liquid crystal phase exhibiting circularly polarized light selectively is fixed. You can refer to the technology.
- the cholesteric liquid crystal layer may be a layer in which the orientation of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal phase is maintained.
- the polymerizable liquid crystal compound is placed in the orientation state of the cholesteric liquid crystal phase and then irradiated with ultraviolet rays.
- Any layer may be used as long as it is polymerized and cured by heating or the like to form a layer having no fluidity, and at the same time, the layer is changed to a state in which the orientation is not changed by an external field or an external force.
- the polymerizable liquid crystal compound may have a high molecular weight due to a curing reaction and may no longer have liquid crystallinity.
- the central wavelength ⁇ of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer means a wavelength at the center of gravity of the reflection peak of the circularly polarized reflection spectrum measured from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer.
- the center wavelength of selective reflection can be adjusted by adjusting the pitch of the helical structure. Since the pitch depends on the kind of chiral agent used together with the polymerizable liquid crystal compound or the concentration of the chiral agent, the desired pitch can be obtained by adjusting these.
- the center wavelength ⁇ may be adjusted by adjusting the n value and the P value.
- the center wavelength ⁇ uses a light-efficient and clear image with high brightness. It can contribute to the display.
- the center wavelengths of selective reflection of a plurality of cholesteric liquid crystal layers in accordance with the emission wavelength range of the light source used for projection it is possible to display a clear color projection image with light utilization efficiency.
- the center wavelength of selective reflection when a light beam passes at an angle of ⁇ 2 with respect to the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer (helical axis direction of the cholesteric liquid crystal layer) is ⁇ d .
- ⁇ d is expressed by the following equation.
- ⁇ d n 2 ⁇ P ⁇ cos ⁇ 2
- the center wavelength of selective reflection ( ⁇ d ) at the transmission angle of the projection light in the cholesteric liquid crystal layer may be called the apparent center wavelength of selective reflection.
- n ⁇ P For example, light incident at an angle of 45 ° to 70 ° with respect to the normal of the combiner surface in air having a refractive index of 1 is incident at an angle of 26 ° to 36 ° in a cholesteric liquid crystal layer having a refractive index of about 1.55. Can penetrate.
- This angle and the desired selective reflection center wavelength ⁇ d may be inserted into the above equation to adjust n ⁇ P.
- the half mirror film preferably includes a cholesteric liquid crystal layer having apparent selective reflection center wavelengths for the red light wavelength region, the green light wavelength region, and the blue light wavelength region, respectively. This is because a full-color projected image can be displayed.
- the red light wavelength region may be 580 nm to 700 nm
- the green light wavelength region may be 500 nm to 580 nm
- the blue light wavelength region may be 400 nm to 500 nm.
- the half mirror film is, for example, a cholesteric liquid crystal layer having an apparent selective reflection center wavelength of 400 nm to 500 nm, preferably 420 nm to 480 nm, and an apparent selective reflection center wavelength of 500 nm to 580 nm, preferably 510 nm to 570 nm. And a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of apparent selective reflection at 580 nm to 700 nm, preferably 600 nm to 680 nm.
- the half mirror film has a selective reflection center wavelength as measured from the normal direction of the cholesteric liquid crystal layer of 490 nm to 600 nm, preferably 500 nm to 570 nm, a cholesteric liquid crystal layer having a selective reflection center wavelength, 600 nm to 680 nm, It is preferable to include a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 610 nm to 670 nm, and a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of selective reflection at 680 nm to 850 nm, preferably 700 nm to 830 nm.
- n 2 ⁇ P blue light, green light, and red light can be given to the projected image, respectively.
- n 2 ⁇ P selected by inserting the value of ⁇ d as follows.
- each cholesteric liquid crystal layer a cholesteric liquid crystal layer whose spiral sense is either right or left is used.
- the sense of reflected circularly polarized light in the cholesteric liquid crystal layer coincides with the sense of a spiral.
- the spiral senses of the cholesteric liquid crystal layers having different central wavelengths of selective reflection may be the same or different, but it is preferable that the spiral senses of the cholesteric liquid crystal layers are all the same.
- the width of the selective reflection band In order to widen the width of the selective reflection band, two or more kinds of cholesteric liquid crystal layers having different center wavelengths of reflected light with different pitches P may be stacked. At this time, it is preferable to stack cholesteric liquid crystal layers having the same spiral sense. Further, the width of the selective reflection band can be widened by gradually changing the pitch P in the film thickness direction in one cholesteric liquid crystal layer.
- the width of the selective reflection band is not particularly limited, but may be a wavelength width such as 1 nm, 10 nm, 50 nm, 100 nm, 150 nm, or 200 nm. The width is preferably about 100 nm or less.
- the half mirror film in the combiner of the present invention includes two or more cholesteric liquid crystal layers having different selective reflection center wavelengths.
- the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projection light is arranged so as to have the longest selective reflection center wavelength. The present inventors have found that such a configuration can reduce double images.
- the present inventors presume that the double image can be reduced as follows.
- the light transmitted through the cholesteric liquid crystal layer is circularly polarized with the opposite sense to the circularly polarized light reflected from the cholesteric liquid crystal layer, and the interfacial reflected light from the back surface has low birefringence at the layer on the back side from the cholesteric liquid crystal layer.
- the sense circularly polarized light that is usually reflected by the cholesteric liquid crystal layer is large, so that it does not return to the incident light (observer side) surface of the projection light, and a remarkable double image is generated. Hateful.
- the cholesteric liquid crystal layer functions as a retardation layer for light other than the wavelength that selectively reflects
- the circularly polarized light that is transmitted through the cholesteric liquid crystal layer on the incident side of the projection light is transmitted to other cholesteric liquid crystal layers.
- the circularly polarized light is disturbed, and the light component returning to the viewer side is generated in the light reflected at the back surface side, which causes a double image.
- the double image is reduced when the thickness of the film passing therethrough is reduced.
- the cholesteric liquid crystal layer having the longest selective reflection center wavelength has the largest pitch and the largest film thickness
- the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident light incident side should be arranged so as to have the longest selective reflection center wavelength. Thus, double images can be suppressed.
- the half mirror film includes a cholesteric liquid crystal layer having an apparent center wavelength of selective reflection for red light, green light, and blue light
- the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projection light is red.
- a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of apparent selective reflection with respect to light is used.
- the order of the other two layers is not particularly limited. From the incident side of the projection light, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of apparent selective reflection with respect to red light, and the center of apparent selective reflection with respect to green light
- a cholesteric liquid crystal layer having a wavelength, and a cholesteric liquid crystal layer having an apparent selective reflection center wavelength for blue light may be in this order, and a cholesteric having an apparent selective reflection central wavelength for red light.
- the order may be a liquid crystal layer, a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of apparent selective reflection with respect to blue light, and a cholesteric liquid crystal layer having a central wavelength of apparent selective reflection with
- the film thickness of the cholesteric liquid crystal layer may be a film thickness that satisfies the number of pitches that can achieve sufficient selective reflection. For example, it may be 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, and preferably 2 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- the film thickness of the cholesteric liquid crystal layer having the apparent central wavelength of selective reflection with respect to red light is preferably 3 ⁇ m to 10 ⁇ m, and more preferably 4 ⁇ m to 8 ⁇ m.
- the film thickness of the cholesteric liquid crystal layer having the apparent center wavelength of selective reflection with respect to green light is preferably 2.5 ⁇ m to 8 ⁇ m, and more preferably 3 ⁇ m to 7 ⁇ m.
- the film thickness of the cholesteric liquid crystal layer having the apparent center wavelength of selective reflection with respect to blue light is preferably 2 ⁇ m to 6 ⁇ m, and more preferably 2 ⁇ m to 5 ⁇ m. It is preferable that the thickness of the layer farther from the incident side of the projection light is smaller.
- cholesteric liquid crystal layer a manufacturing material and a manufacturing method of the cholesteric liquid crystal layer
- the material used for forming the cholesteric liquid crystal layer include a liquid crystal composition containing a polymerizable liquid crystal compound and a chiral agent (optically active compound). If necessary, apply the above liquid crystal composition mixed with a surfactant or a polymerization initiator and dissolved in a solvent to the support, alignment film, lower cholesteric liquid crystal layer, etc., and after ripening cholesteric alignment, A cholesteric liquid crystal layer can be formed by being fixed by curing the liquid crystal composition.
- the polymerizable liquid crystal compound may be a rod-like liquid crystal compound or a disk-like liquid crystal compound, but is preferably a rod-like liquid crystal compound.
- Examples of the rod-like polymerizable liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer include a rod-like nematic liquid crystal compound.
- rod-like nematic liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines.
- Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only low-molecular liquid crystal compounds but also high-molecular liquid crystal compounds can be used.
- the polymerizable liquid crystal compound can be obtained by introducing a polymerizable group into the liquid crystal compound.
- the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group, preferably an unsaturated polymerizable group, and particularly preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group.
- the polymerizable group can be introduced into the molecule of the liquid crystal compound by various methods.
- the number of polymerizable groups possessed by the polymerizable liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. Examples of polymerizable liquid crystal compounds are described in Makromol. Chem. , 190, 2255 (1989), Advanced Materials, Volume 5, 107 (1993), US Pat. Nos.
- the addition amount of the polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal composition is preferably 80 to 99.9% by mass with respect to the solid content mass (mass excluding the solvent) of the liquid crystal composition, and is preferably 85 to 99. It is more preferably 5% by mass, particularly preferably 90 to 99% by mass.
- the cholesteric liquid crystal layer farther from the projection light incident side is preferably formed using a composition containing a liquid crystal compound having low birefringence. This is because as the ⁇ n of the liquid crystal compound is lower, the influence of the phase difference received by the circularly polarized light incident on the cholesteric liquid crystal layer is reduced, and a double image is less likely to occur.
- the birefringence of the liquid crystal compound that forms the cholesteric liquid crystal layer closest to the projection light incident side is not particularly limited.
- the low birefringence liquid crystal compound a liquid crystal compound having an ⁇ n of 0.10 or less, preferably about 0.08 or less may be used.
- the chiral agent has a function of inducing a helical structure of a cholesteric liquid crystal phase.
- the chiral compound may be selected according to the purpose because the helical sense or helical pitch induced by the compound is different.
- the chiral agent is not particularly limited, and known compounds (for example, liquid crystal device handbook, Chapter 3-4-3, TN, chiral agent for STN, 199 pages, Japan Society for the Promotion of Science, 142nd edition, 1989) Description), isosorbide, and isomannide derivatives can be used.
- a chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent.
- the axial asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
- the chiral agent may have a polymerizable group. When both the chiral agent and the liquid crystal compound have a polymerizable group, they are derived from the repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and the chiral agent by a polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound.
- the polymerizable group possessed by the polymerizable chiral agent is preferably the same group as the polymerizable group possessed by the polymerizable liquid crystal compound. Therefore, the polymerizable group of the chiral agent is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenically unsaturated polymerizable group. Particularly preferred.
- the chiral agent may be a liquid crystal compound.
- the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 mol% to 200 mol%, more preferably 1 mol% to 30 mol% of the amount of the liquid crystal compound.
- the liquid crystal composition preferably contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator to be used is preferably a photopolymerization initiator that can start the polymerization reaction by ultraviolet irradiation.
- photopolymerization initiators include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), ⁇ -hydrocarbon substituted aromatics.
- Group acyloin compounds described in US Pat. No. 2,722,512
- polynuclear quinone compounds described in US Pat.
- the content of the photopolymerization initiator in the liquid crystal composition is preferably 0.1 to 20% by mass, and preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the content of the polymerizable liquid crystal compound. Further preferred.
- the liquid crystal composition may optionally contain a crosslinking agent in order to improve the film strength after curing and improve the durability.
- a crosslinking agent one that can be cured by ultraviolet rays, heat, moisture, or the like can be suitably used.
- polyfunctional acrylate compounds such as a trimethylol propane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate
- Glycidyl (meth) acrylate Epoxy compounds such as ethylene glycol diglycidyl ether; aziridine compounds such as 2,2-bishydroxymethylbutanol-tris [3- (1-aziridinyl) propionate], 4,4-bis (ethyleneiminocarbonylamino) diphenylmethane; hexa Isocyanate compounds such as methylene diisocyanate and biuret type isocyanate; polyoxazoline compounds having an oxazoline group in the side chain; vinyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylto Alkoxysilane compounds such as methoxy silane.
- a well-known catalyst can be used according to the reactivity of a crosslinking agent, and productivity can be improved in addition to membrane strength and durability improvement. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
- the content of the crosslinking agent is preferably 3% by mass to 20% by mass, and more preferably 5% by mass to 15% by mass. When the content of the crosslinking agent is less than 3% by mass, the effect of improving the crosslinking density may not be obtained. When the content exceeds 20% by mass, the stability of the cholesteric liquid crystal layer may be decreased.
- an alignment control agent that contributes to stably or rapidly forming a cholesteric liquid crystal layer having a planar alignment may be added.
- the alignment control agent include fluorine (meth) acrylate polymers described in paragraphs [0018] to [0043] of JP-A-2007-272185, and paragraphs [0031] to [0034] of JP-A-2012-203237. And compounds represented by the formulas (I) to (IV) as described above.
- 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
- the addition amount of the alignment control agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass with respect to the total mass of the polymerizable liquid crystal compound. 0.02% by mass to 1% by mass is particularly preferable.
- the liquid crystal composition may contain at least one selected from a surfactant for adjusting the surface tension of the coating film to make the film thickness uniform, and various additives such as a polymerizable monomer.
- a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a colorant, metal oxide fine particles, and the like may be added as long as the optical performance is not deteriorated. Can be added.
- a cholesteric liquid crystal layer is prepared by preparing a liquid crystal composition in which a polymerizable liquid crystal compound and a polymerization initiator, a chiral agent added as necessary, a surfactant, and the like are dissolved in a solvent, a support, an alignment layer, or first.
- a cholesteric liquid crystal layer in which the cholesteric regularity is fixed by coating the cholesteric liquid crystal layer on the coated cholesteric liquid crystal layer and drying it to obtain a coating film, and irradiating the coating film with an actinic ray to polymerize the cholesteric liquid crystalline composition Can be formed.
- a laminated film including a plurality of cholesteric liquid crystal layers can be formed by repeatedly performing a manufacturing process of the cholesteric liquid crystal layer.
- solvent there is no restriction
- the organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ketones, alkyl halides, amides, sulfoxides, heterocyclic compounds, hydrocarbons, esters, ethers, etc. Is mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, ketones are particularly preferable in consideration of environmental load.
- the method for applying the liquid crystal composition to the support, the alignment film, the underlying cholesteric liquid crystal layer, etc. is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
- a wire bar coating method, a curtain coating method examples include extrusion coating, direct gravure coating, reverse gravure coating, die coating, spin coating, dip coating, spray coating, and slide coating. It can also be carried out by transferring a liquid crystal composition separately coated on a support.
- the liquid crystal molecules are aligned by heating the applied liquid crystal composition.
- the heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or lower.
- the aligned liquid crystal compound can be further polymerized to cure the liquid crystal composition.
- the polymerization may be either thermal polymerization or photopolymerization utilizing light irradiation, but photopolymerization is preferred. It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation.
- the irradiation energy is preferably 20mJ / cm 2 ⁇ 50J / cm 2, 100mJ / cm 2 ⁇ 1,500mJ / cm 2 is more preferable.
- light irradiation may be performed under heating conditions or in a nitrogen atmosphere.
- the irradiation ultraviolet wavelength is preferably 350 nm to 430 nm.
- the polymerization reaction rate is preferably as high as possible from the viewpoint of stability, preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
- the polymerization reaction rate can determine the consumption rate of a polymerizable functional group using an IR absorption spectrum.
- a separately prepared cholesteric liquid crystal layer may be laminated using an adhesive or the like, and the polymerizable liquid crystal is directly applied to the surface of the previous cholesteric liquid crystal layer formed by the method described later.
- a liquid crystal composition containing a compound or the like may be applied and the alignment and fixing steps may be repeated, but the latter is preferred.
- the orientation direction of the liquid crystal molecules on the air interface side of the previously formed cholesteric liquid crystal layer and the cholesteric liquid crystal layer formed thereon This is because the orientation directions of the lower liquid crystal molecules coincide with each other, and the polarization property of the laminate of cholesteric liquid crystal layers is improved.
- the adhesive layer may be laminated without using the adhesive layer. It is because it is preferable.
- the half mirror film may include a layer other than the cholesteric liquid crystal layer. All other layers are preferably transparent in the visible light region. In this specification, being transparent in the visible light region means that the transmittance of visible light is 70% or more. Moreover, it is preferable that all other layers have low birefringence. In the present specification, low birefringence means that the front phase difference is 10 nm or less in the wavelength region where the half mirror film shows reflection, and the front phase difference is preferably 5 nm or less. Further, it is preferable that the other layers have a small difference in refractive index from the average refractive index (in-plane average refractive index) of the cholesteric liquid crystal layer. Examples of other layers include a support, an alignment layer, and an adhesive layer.
- the half mirror film may include a support that becomes a substrate when the cholesteric liquid crystal layer is formed.
- the support is not particularly limited.
- the support used for forming the cholesteric liquid crystal layer is a temporary support that is peeled off after forming the cholesteric liquid crystal layer, and may not be included in the half mirror film.
- the support include plastic films such as polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane, polyamide, polyolefin, cellulose derivative, and silicone.
- PET polyethylene terephthalate
- acrylic resin epoxy resin
- polyurethane polyamide
- polyolefin polyamide
- cellulose derivative polyolefin
- silicone silicone
- glass may be used as the temporary support.
- the thickness of the support may be about 5 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 250 ⁇ m, more preferably 15 ⁇ m to 90 ⁇ m.
- the half mirror film may include an alignment layer as a lower layer to which the liquid crystal composition is applied when forming the cholesteric liquid crystal layer.
- the alignment layer has a rubbing treatment of organic compounds such as polymers (resins such as polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, polyamide, modified polyamide), oblique deposition of inorganic compounds, and microgrooves. It can be provided by means such as formation of a layer or accumulation of an organic compound (for example, ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate) using the Langmuir-Blodgett method (LB film).
- LB film Langmuir-Blodgett method
- an alignment layer that generates an alignment function by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation may be used.
- the alignment layer made of a polymer is preferably subjected to a rubbing treatment and a liquid crystal composition is applied to the rubbing treatment surface.
- the rubbing treatment can be performed by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth. You may apply
- the alignment film does not have to be peeled off together with the temporary support to form a layer constituting a half mirror film.
- the thickness of the alignment layer is preferably 0.01 to 5 ⁇ m, more preferably 0.05 to 2 ⁇ m.
- the half mirror film may include an adhesive layer for adhesion of each layer.
- the adhesive layer may be provided, for example, between cholesteric liquid crystal layers or between a cholesteric liquid crystal layer and another layer.
- An adhesive layer may also be provided between the half mirror film and the intermediate film and between the half mirror film and the substrate.
- the adhesive layer may be formed from an adhesive.
- Adhesives include hot melt type, thermosetting type, photocuring type, reactive curing type, and pressure-sensitive adhesive type that does not require curing, from the viewpoint of curing method, and the materials are acrylate, urethane, urethane acrylate, epoxy , Epoxy acrylate, polyolefin, modified olefin, polypropylene, ethylene vinyl alcohol, vinyl chloride, chloroprene rubber, cyanoacrylate, polyamide, polyimide, polystyrene, polyvinyl butyral, etc. can do.
- the photocuring type is preferable as the curing method, and from the viewpoint of optical transparency and heat resistance, it is preferable to use an acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, or the like material.
- a highly transparent adhesive transfer tape OCA tape: Optically Clear Adhesive Tape
- the thickness of the adhesive layer may be 0.5 to 10 ⁇ m, preferably 1 to 5 ⁇ m. In order to reduce color unevenness of the half mirror film, it is preferable that the half mirror film be provided with a uniform film thickness.
- the combiner includes a substrate.
- the substrate may be the same as the support used in forming the cholesteric liquid crystal layer, or may be provided separately from the support. It is preferable to be provided separately from the support.
- Other articles such as a windshield of a vehicle may function as a base material.
- a glass plate used for forming the windshield glass may function as a base material.
- the base material is included so that the half mirror film and the base material are in this order from the incident side of the projection light.
- the combiner may include two or more layers of the base material. When two or more layers are included, the base material, the half mirror film, and the base material may be in this order from the incident side of the projection light.
- the same materials as those mentioned as examples of the support can be used.
- a film thickness of a base material although the same film thickness as said support body may be sufficient, it may be larger than 1000 micrometers and may be 10 mm or more. Moreover, what is necessary is just 200 mm or less, 100 mm or less, 80 mm or less, 60 mm or less, 50 mm or less, 40 mm or less, 30 mm or less, 20 mm or less.
- it is sufficient that the cholesteric liquid crystal layer is disposed on one side of the substrate, and it is preferable that the cholesteric liquid crystal layer is not disposed on the other side.
- a substrate that is transparent in the visible light region and has low birefringence may be used.
- the transparent and low birefringent base material in the visible light region include inorganic glass (glass plate) and polymer resin.
- Low birefringence polymer resins include optical disk substrates, pickup lenses, cameras, microscopes and video camera lenses, liquid crystal display substrates, prisms, and optical interconnections where birefringence is the source of image formation and signal noise.
- Low birefringence organic materials used in parts, optical fibers, light guide plates for liquid crystal displays, laser lenses, projector lenses, facsimile lenses, Fresnel lenses, contact lenses, polarizing plate protective films, microlens arrays, etc. be able to.
- polymer resin materials that can be used for this purpose include acrylic resins (acrylic esters such as polymethyl (meth) acrylate), polycarbonates, cyclic polyolefins such as cyclopentadiene-based polyolefins and norbornene-based polyolefins, and polypropylene.
- acrylic resins acrylic esters such as polymethyl (meth) acrylate
- polycarbonates cyclic polyolefins such as cyclopentadiene-based polyolefins and norbornene-based polyolefins
- polypropylene examples include polyolefins, aromatic vinyl polymers such as polystyrene, polyarylate, and cellulose acylate.
- a preferable example of the substrate is a glass plate.
- a glass plate generally used for windshield glass can be used.
- the glass plate is preferably transparent in the visible light region.
- the thickness of the glass plate is not particularly limited, but may be about 0.5 mm to 5 mm, preferably 1 mm to 3 mm, more preferably 2.0 to 2.3 mm.
- the glass plate is preferably included in the windshield glass as a part of the laminated glass.
- the laminated glass has a structure in which two glass plates are bonded via an intermediate layer.
- Laminated glass can be manufactured using a known laminated glass manufacturing method. Generally, after sandwiching an interlayer film sheet for laminated glass between two glass plates, heat treatment and pressure treatment (treatment using a rubber roller, etc.) are repeated several times, and finally an autoclave is used. Thus, it can be produced by a method of performing a heat treatment under a pressurized condition.
- Laminated glass has a wedge-shaped intermediate layer as described in paragraphs 0047 to 0050 of JP2011-505330A, US Pat. No. 5013134, or JP2008-2016667A. There may be.
- the intermediate layer having the wedge-shaped cross-sectional shape has a film thickness of the intermediate layer at the upper end of the projected image display unit larger than the film thickness of the intermediate layer at the lower end of the projected image display unit.
- Interlayer sheet Any known interlayer sheet may be used as the interlayer sheet when an interlayer sheet not including a half mirror film is used.
- a resin film containing a resin selected from the group of polyvinyl butyral (PVB), an ethylene-vinyl acetate copolymer, and a chlorine-containing resin can be used.
- the resin is preferably a main component of the interlayer sheet.
- the main component means a component that occupies a ratio of 50% by mass or more of the interlayer film.
- polyvinyl butyral or ethylene-vinyl acetate copolymer is preferable, and polyvinyl butyral is more preferable.
- the resin is preferably a synthetic resin.
- Polyvinyl butyral can be obtained by acetalizing polyvinyl alcohol with butyraldehyde.
- the preferable lower limit of the degree of acetalization of the polyvinyl butyral is 40%, the preferable upper limit is 85%, the more preferable lower limit is 60%, and the more preferable upper limit is 75%.
- the polyvinyl butyral can be prepared by acetalizing polyvinyl alcohol with butyraldehyde.
- Polyvinyl alcohol is usually obtained by saponifying polyvinyl acetate, and polyvinyl alcohol having a saponification degree of 80 to 99.8 mol% is generally used.
- the preferable minimum of the polymerization degree of the said polyvinyl alcohol is 200, and a preferable upper limit is 3000. If it is less than 200, the penetration resistance of the resulting laminated glass may be lowered, and if it exceeds 3000, the moldability of the resin film is deteriorated, and the rigidity of the resin film is excessively increased, resulting in poor workability. Sometimes. A more preferred lower limit is 500, and a more preferred upper limit is 2000.
- the laminated interlayer film for laminated glass including the half mirror film can be formed by bonding the half mirror film to the surface of the interlayer sheet. Alternatively, a half mirror film can be formed between the two intermediate film sheets.
- the two interlayer sheets may be the same or different, but are preferably the same.
- a known bonding method can be used for bonding the half mirror film and the intermediate film, but it is preferable to use a laminating process. In order to prevent the laminate and the interlayer film from being peeled off after processing, it is preferable that the lamination process is performed under a certain degree of heating and pressurization.
- the film surface temperature on the side to which the intermediate film sheet adheres is preferably 50 to 130 ° C., more preferably 70 to 100 ° C. It is preferable to apply pressure during lamination. Pressurization condition is preferably less than 2.0 kg / cm 2, more preferably in the range of 0.5 ⁇ 1.8kg / cm 2, in the range of 0.5 ⁇ 1.5kg / cm 2 More preferably it is.
- a method for producing a laminated interlayer sheet for laminated glass is as follows: (1) The 1st process of bonding a half mirror film on the surface of the 1st interlayer film sheet, and obtaining the 1st layered product, and (2) a second step of bonding the second interlayer film sheet to the surface opposite to the surface where the first interlayer film sheet of the half mirror film in the first laminate is bonded; Including In the first step, the infrared light reflector and the first intermediate film sheet are bonded together, and the support is peeled off.
- the second intermediate film sheet is peeled off from the substrate. It is the manufacturing method of the laminated
- a double image is formed by overlapping an image based on reflected light from a layer that reflects projection light and an image based on interface reflected light from the front or back surface when viewed from the light incident side of the combiner. (Or multiple images) problems occur.
- the light transmitted through the cholesteric liquid crystal layer is circularly polarized light having a sense opposite to that of the circularly polarized light reflected by the cholesteric liquid crystal layer, and the interface reflected light from the back surface is on the back side from the cholesteric liquid crystal layer.
- the sense circularly polarized light that is usually reflected by the cholesteric liquid crystal layer is large, so that it is difficult to form a remarkable double image.
- the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projection light have the longest selective reflection center wavelength, circularly polarized light having a specific wavelength that is transmitted through the cholesteric liquid crystal layer can be reduced.
- the double image can be reduced by preventing the influence of the retardation of the cholesteric liquid crystal layer.
- the reflected light from the incident-side surface of the projection light can cause a remarkable double image.
- the distance from the center of gravity of the cholesteric liquid crystal layer to the front surface when viewed from the light incident side of the combiner is a certain value or more, a double image can be prominent.
- the total thickness of the layers on the observation side of the cholesteric liquid crystal layer (not including the thickness of the cholesteric liquid crystal layer), that is, the cholesteric liquid crystal layer on the most incident side of the projection light
- the distance from the outermost surface on the projection light incident side to the outermost surface of the combiner on the incident side of the projection light with respect to the cholesteric liquid crystal layer is 0.5 mm or more, a double image can be prominent. It can be noticeable at 1.5 mm and above, and can be particularly noticeable at 2.0 mm and above.
- the layer closer to the viewing side than the cholesteric liquid crystal layer include substrates such as a support, an interlayer film, and a second glass plate.
- the combiner of the present invention can reduce the double image in the projected image by arranging the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projected light to have the longest selective reflection center wavelength.
- the combiner of the present invention can reduce the double image in the projected image by arranging the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projected light to have the longest selective reflection center wavelength.
- the total thickness of the layers closer to the viewing side than the cholesteric liquid crystal layer is as described above, there is no noticeable double image.
- the projected image can be viewed.
- the combiner can be used in combination with means for emitting projection light, such as a projector, and can display the projection image on the projection image display unit. Utilizing this, the combiner of the present invention can be used as a component of a head-up display system.
- the head-up display system may be a combination of a combiner and a projector that emits projection light, or may be used as a combination of a combiner and a projector that emits projection light.
- the head-up display system is a kind of projection image display system.
- the projection image is a virtual image as described above
- a double image problem is more likely to occur than other projection image display systems using a projection screen.
- the deviation of the reflected light is directly observed in the projected image on the projection screen that displays the real image, but the difference in the reflected light can be projected on the head-up display system that displays the virtual image. Tends to be noticeable.
- the head-up display system it is difficult to make the projection light in the normal direction of the reflecting surface of the combiner, and since it is normally incident at an oblique incident angle, the reflected light from the front or back surface of the combiner and The optical path length of any of the reflected light from the half mirror surface becomes long, and a double image is easily visible.
- the present inventors have arranged the cholesteric liquid crystal layer closest to the incident side of the projected light so as to have the longest selective reflection center wavelength, compared to other arrangements. It has been found that double images can be remarkably reduced. By using the above arrangement, double images can be reduced even when p-polarized light is not used for projection light.
- the projection light (incident light) at the time of the projected image display may be polarized light or natural light including p-polarized light and s-polarized light. Of these, p-polarized light is preferable.
- the projection light (incident light) is p-polarized light
- the projection light is preferably incident at an oblique incident angle of 45 ° to 70 ° with respect to the normal line of the projection image display unit.
- the Brewster angle at the interface between the glass having a refractive index of about 1.51 and the air having a refractive index of about 1 is about 56 °.
- the interface reflection light from the combiner surface is less than the selective reflection light from the layer, and the image display with a small influence of the double image is possible.
- the angle is preferably 50 ° to 65 °. At this time, it is sufficient that the projected image can be observed at an angle of 45 ° to 70 °, preferably 50 ° to 65 ° with respect to the normal line of the combiner in the direction of the reflected light on the incident surface.
- the projection light may be incident from any direction such as up, down, left and right of the combiner, and may be determined in correspondence with the direction of the observer.
- the incident light may be incident at an oblique incident angle as described above from the downward direction during use.
- JP2013-79930A JP2013-178422A
- International Publication WO2005 / 124431 JP2013-79930A
- JP2013-178422A JP2013-178422A
- International Publication WO2005 / 124431 JP2013-79930A
- JP2013-178422A JP2013-178422A
- International Publication WO2005 / 124431 JP2013-79930A
- JP2013-178422A JP2013-178422A
- International Publication WO2005 / 124431 JP-A-2-141720
- JP-A-10-96874 JP-A-2003-98470
- US Pat. No. 5,013,134 Reference can be made to Table 2006-512622.
- the “projector” is “an apparatus that projects light or an image”, and includes an “apparatus that projects a drawn image”.
- the projector preferably includes a drawing device and reflects and displays an image (real image) drawn on a small intermediate image screen as a virtual image by a combiner.
- the drawing device of the projector is not particularly limited as long as it has a function of projecting an image.
- Examples of the projector include a liquid crystal projector, a DLP (Digital Light Processing) projector using a DMD (Digital Micromirror device), a GLV (Grating Light Valve) projector, an LCOS (Liquid Crystal on Silicon) projector, and a CRT projector.
- the DLP projector and the GLV (Grating Light Valve) projector may use MEMS (Microelectromechanical systems).
- a laser light source As a light source of the projector, a laser light source, an LED, a discharge tube, or the like can be used.
- the projector may include a reflecting mirror that adjusts the optical path of the projection light formed by the drawing device.
- a linearly polarizing film When the light emitted from the projector is not linearly polarized light, a linearly polarizing film may be disposed on the light emitted from the projector and may be linearly polarized in the optical path from the projector to the projected image display unit. Incident light is incident so as to be p-polarized light oscillating in a direction parallel to the incident surface to the projected image display unit.
- the combiner of the present invention is particularly useful for a head-up display system that uses a laser, LED, OLED or the like whose emission wavelength is not continuous in the visible light region in combination with a projector that uses a light source. This is because the central wavelength of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer can be adjusted according to each emission wavelength. Moreover, it can also be used for the projection of a display in which display light is polarized, such as an LCD (Liquid Crystal Display) or OLED.
- LCD Liquid Crystal Display
- a cholesteric liquid crystalline mixture (R) was prepared by mixing a liquid crystal compound, a horizontal alignment agent, a right-turning chiral agent, and a polymerization initiator in a solvent.
- Coating liquids (R1) to (R3) were prepared by adjusting the prescription amount of the chiral agent.
- a single layer of cholesteric liquid crystal layer was prepared on the temporary support in the same manner as in the preparation of the following circularly polarized reflective layer, and the reflection characteristics were confirmed. It was a circularly polarized light reflection layer, and the center wavelengths of selective reflection were 540 nm, 623 nm, and 766 nm, respectively.
- the central wavelengths of apparent selective reflection observed from the reflection spectrum observed at an incident angle of 60 degrees with respect to the normal line of the cholesteric liquid crystal layer and observed at an output angle of 60 degrees are 450 nm, 520 nm, and 640 nm, respectively. It was. Using the prepared coating solution, a half mirror film was produced by the following procedure.
- the 1st layer coating liquid was apply
- UV irradiation was performed to fix the cholesteric liquid crystal phase to produce a cholesteric liquid crystal layer, which was cooled to room temperature.
- (3) The second coating solution was applied to the surface of the obtained cholesteric liquid crystal layer, and the above steps (1) and (2) were repeated. Further, a half mirror having three cholesteric liquid crystal layers on a temporary support is obtained by applying a third layer coating solution to the surface of the obtained second cholesteric liquid crystal and repeating the steps (1) and (2). A film was formed.
- the cholesteric liquid crystal layer (R film thickness 5.15 ⁇ m) was directly laminated in the lamination order shown in Table 1 to obtain a half mirror film 1.
- n is an average refractive index of cholesteric.
- the half mirror film 1 with the temporary support obtained above is adhered to a 50 ⁇ 50 mm glass plate using an adhesive layer (OCA :), the temporary support is peeled off, and the half mirror film 1 and the adhesive layer Sample 1 including glass plates in this order was prepared.
- Sample 2 in which a light absorbing material (black PET) was attached to the outside of the glass plate of sample 1 was similarly prepared.
- p-polarized light is irradiated at an incident angle of 60 degrees with respect to the normal of the half mirror film as shown in FIG.
- the intensity of reflected light with wavelengths of 450 nm, 520 nm, and 640 nm was measured with a spectrophotometer (using an integrating sphere).
- the average value of the intensity of the reflected light is obtained, and the difference in the average intensity of the reflected light between Sample 1 and Sample 2 is defined as the intensity of the reflected light from the glass plate interface (outermost surface).
- Value) / reflected light intensity from the glass plate interface (outermost surface) was compared as" degree of double image ". The larger the value, the more prominent the double image.
- an image is displayed by Amazon (registered trademark) KidleFire HD 8.9, and the irradiation light from the display is p-polarized with respect to the laminated glass so that the angle is 60 degrees with respect to the laminated glass. It was set as follows. The projected image was visually confirmed, and the double image was evaluated according to the following criteria. A: Double image is not visible B: Double image is thin C: Double image is visible D: Double image is clearly visible
- a cholesteric liquid crystal layer (B, film thickness 3.55 ⁇ m) having a selective reflection center wavelength at 540 nm, a cholesteric liquid crystal layer (G, film thickness 4.15 ⁇ m) having a selective reflection central wavelength at 623 nm, and 766 nm are selected.
- a half mirror film 2 in which a cholesteric liquid crystal layer (R film thickness: 3.00 ⁇ m) having a central wavelength of reflection was directly laminated in the lamination order shown in Table 2 was prepared in the same procedure as the half mirror film 1. Only the cholesteric liquid crystal layer R was formed using a coating solution different from that in Evaluation 1.
- This half mirror film 2 was used in place of the half mirror 1, and the degree of double image was compared in the same manner as in evaluation 1.
- the degree of double image is lower.
- the double image was reduced as the phase difference between the two layers far from the light incident side was smaller.
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Abstract
本発明により、投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、基材を含み、少なくとも上記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、上記投映光の入射側から上記ハーフミラーフィルムおよび上記基材をこの順に含み、上記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を2層以上含み、上記2層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は互いに異なっており、上記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するコンバイナ、ならびに、上記投映像表示用部材を含むヘッドアップディスプレイシステムが提供される。本発明のコンバイナにより、二重像が低減された、輝度の高い投映像表示が可能である。
Description
本発明は、コンバイナに関する。本発明はまた、上記コンバイナを利用したヘッドアップディスプレイシステムなどの投映像表示システムに関する。
ヘッドアップディスプレイシステムにおいては投映される映像と前方の風景とを同時に表示させることのできるコンバイナが用いられる。ウインドシールドガラスをこのようなコンバイナとして使用しているヘッドアップディスプレイシステムでは、従来からガラスの表面または裏面の反射光に基づく二重像が顕著となり易いことが指摘されており、様々な解決手段が提案されている。
例えば、特許文献1では、楔形の断面形状の合わせガラスからなる車両用曲面フロントガラスで二重像を低減させることについて記載されている。また、例えば、特許文献2に記載があるように、p偏光の投映光をブリュースター角で入射させることにより、フロントガラス表面からの反射光を抑えて、二重像を解消する技術も多く知られている。
例えば、特許文献1では、楔形の断面形状の合わせガラスからなる車両用曲面フロントガラスで二重像を低減させることについて記載されている。また、例えば、特許文献2に記載があるように、p偏光の投映光をブリュースター角で入射させることにより、フロントガラス表面からの反射光を抑えて、二重像を解消する技術も多く知られている。
特許文献1に記載の技術では、外側のガラス板と内側のガラス板との角度調節に高度な技術が必要となる。また、特許文献2に記載のようなブリュースター角を利用する方法においても、二重像の解消とともに、投映像の輝度を向上させることはまだ課題として残っている。
本発明は、二重像が低減された、輝度の高い投映像表示が可能であるコンバイナの提供を課題とする。本発明は特に、二重像を低減させることができる単純な構成のコンバイナの提供を課題とする。本発明はまた、二重像が低減された、輝度の高い投映像を与えるヘッドアップディスプレイシステムの提供を課題とする。
本発明は、二重像が低減された、輝度の高い投映像表示が可能であるコンバイナの提供を課題とする。本発明は特に、二重像を低減させることができる単純な構成のコンバイナの提供を課題とする。本発明はまた、二重像が低減された、輝度の高い投映像を与えるヘッドアップディスプレイシステムの提供を課題とする。
本発明者らは、上記課題の解決のため、コレステリック液晶層をコンバイナに用い、特許文献2に記載のようにp偏光を投映光として使用し、二重像を防止することを試みた。その過程で、選択反射の中心波長が異なる複数のコレステリック液晶層を設ける際、その積層順により、二重像の程度が異なることを見出した。本発明者らは、この知見に基づいて、さらに検討を重ね、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の[1]~[14]を提供するものである。
[1]コンバイナであって、
投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、
基材を含み
少なくとも上記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、
上記投映光の入射側から上記ハーフミラーフィルムおよび上記基材をこの順に含み、
上記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を2層以上含み、
上記2層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は、互いに異なっており、
上記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有する上記コンバイナ。
[2]上記ハーフミラーフィルムが、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含む[1]に記載のコンバイナ。
[1]コンバイナであって、
投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、
基材を含み
少なくとも上記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、
上記投映光の入射側から上記ハーフミラーフィルムおよび上記基材をこの順に含み、
上記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を2層以上含み、
上記2層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は、互いに異なっており、
上記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有する上記コンバイナ。
[2]上記ハーフミラーフィルムが、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含む[1]に記載のコンバイナ。
[3]上記ハーフミラーフィルムが、上記投映光の入射側から、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層をこの順に含む[2]に記載のコンバイナ。
[4]上記ハーフミラーフィルムが、上記投映光の入射側から、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層をこの順に含む[2]に記載のコンバイナ。
[5]上記ハーフミラーフィルムが上記基材の上記投映光の入射側の面に接着されている[1]~[4]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[6]上記基材がガラス板である[1]~[5]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[4]上記ハーフミラーフィルムが、上記投映光の入射側から、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層をこの順に含む[2]に記載のコンバイナ。
[5]上記ハーフミラーフィルムが上記基材の上記投映光の入射側の面に接着されている[1]~[4]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[6]上記基材がガラス板である[1]~[5]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[7]ウインドシールドガラスである[1]~[6]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[8]上記基材がガラス板であり、
第一のガラス板と第二のガラス板とを含み、
第一のガラス板と第二のガラス板との間の中間層を含み、上記中間層に上記ハーフミラーフィルムを含む[7]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[9]上記中間層が樹脂膜である[8]に記載のコンバイナ。
[10]上記樹脂膜がポリビニルブチラールを含む[9]に記載のコンバイナ。
[11][1]~[10]のいずれか一項に記載のコンバイナと、上記投映光を出射するプロジェクターとを含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
[12]上記投映光が入射面に平行な方向に振動するp偏光である[11]に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
[13]上記投映光が、上記投映像表示部の上記投映光の入射側の面の法線に対し45°~70°の角度で入射する、[11]または[12]に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
[14]上記投映光が、上記コンバイナの下方向から入射する[11]~[13]のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
[8]上記基材がガラス板であり、
第一のガラス板と第二のガラス板とを含み、
第一のガラス板と第二のガラス板との間の中間層を含み、上記中間層に上記ハーフミラーフィルムを含む[7]のいずれか一項に記載のコンバイナ。
[9]上記中間層が樹脂膜である[8]に記載のコンバイナ。
[10]上記樹脂膜がポリビニルブチラールを含む[9]に記載のコンバイナ。
[11][1]~[10]のいずれか一項に記載のコンバイナと、上記投映光を出射するプロジェクターとを含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
[12]上記投映光が入射面に平行な方向に振動するp偏光である[11]に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
[13]上記投映光が、上記投映像表示部の上記投映光の入射側の面の法線に対し45°~70°の角度で入射する、[11]または[12]に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
[14]上記投映光が、上記コンバイナの下方向から入射する[11]~[13]のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
本発明により、二重像が低減された輝度の高い投映像表示が可能であるコンバイナが提供される。本発明のコンバイナは簡素な構成で二重像の低減が可能である。また、本発明のコンバイナを用いて、二重像が生じにくいとともに、輝度の高い投映像を与えることができるヘッドアップディスプレイシステムが実現できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば、「平行」、「水平」、「鉛直」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
また、本明細書において、角度(例えば「90°」等の角度)、およびその関係(例えば、「平行」、「水平」、「鉛直」等)については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
本明細書において、円偏光につき「選択的」というときは、照射される光の右円偏光成分または左円偏光成分のいずれかの光量が、他方の円偏光成分よりも多いことを意味する。具体的には「選択的」というとき、光の円偏光度は、0.3以上であることが好ましく、0.6以上がより好ましく、0.8以上がさらに好ましい。実質的に1.0であることがさらに好ましい。ここで、円偏光度とは、光の右円偏光成分の強度をIR、左円偏光成分の強度をILとしたとき、|IR-IL|/(IR+IL)で表される値である。光の円偏光成分の比を表すため、本明細書においては、円偏光度を用いることがある。
本明細書において、円偏光につき「センス」というときは、右円偏光であるか、または左円偏光であるかを意味する。円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の増加に従って時計回りに回る場合が右円偏光であり、反時計回りに回る場合が左円偏光であるとして定義される。
本明細書においては、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向について「センス」との用語を用いることもある。コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向(センス)が右の場合は右円偏光を反射し、左円偏光を透過し、センスが左の場合は左円偏光を反射し、右円偏光を透過する。
本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光かつ自然光(非偏光)の光を意味する。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、通常、380nm~780nmの波長域の光を示す。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。
なお、光の各波長の偏光状態は、円偏光板を装着した分光放射輝度計またはスペクトルメータを用いて測定することができる。この場合、右円偏光板を通して測定した光の強度がIR、左円偏光板を通して測定した光の強度がILに相当する。また、照度計や光スペクトルメータに測定対象物を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
本明細書において、p偏光は光の入射面に平行な方向に振動する偏光を意味する。入射面は反射面(コンバイナ表面など)に垂直で入射光線と反射光線を含む面を意味する。p偏光は電場ベクトルの振動面が入射面に平行である。
本明細書において、正面位相差は、Axometrix社製のAxoScanを用いて測定した値である。測定波長は550nmとする。正面位相差はKOBRA 21ADHまたはWR(王子計測機器(株)製)においてコレステリック液晶層の選択反射の中心波長などの可視光波長域内の波長の光をフィルム法線方向に入射させて測定した値を用いることもできる。測定波長の選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
本明細書において、正面位相差は、Axometrix社製のAxoScanを用いて測定した値である。測定波長は550nmとする。正面位相差はKOBRA 21ADHまたはWR(王子計測機器(株)製)においてコレステリック液晶層の選択反射の中心波長などの可視光波長域内の波長の光をフィルム法線方向に入射させて測定した値を用いることもできる。測定波長の選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
本明細書において、液晶化合物の複屈折(Δn)は、液晶便覧(液晶便覧編集委員会)のp.202に記載の方法に従って測定した値である。具体的には、液晶化合物を楔型セルに注入し、これに波長550nmの光を照射し、透過光の屈折角を測定することにより、60℃におけるΔnを求める。
<コンバイナ>
本明細書において、コンバイナとは、投映像表示部を有し、投映像表示部において、反射光で投映像を表示することができる投映像表示用部材である。コンバイナはプロジェクター等から投映された投映像を視認可能に表示することができるものであればよい。
本明細書において、コンバイナとは、投映像表示部を有し、投映像表示部において、反射光で投映像を表示することができる投映像表示用部材である。コンバイナはプロジェクター等から投映された投映像を視認可能に表示することができるものであればよい。
本明細書において、投映像とは、周囲風景ではない、使用するプロジェクターからの光の投射に基づく映像を意味する。投映像は単一色の映像であってもよく、多色またはフルカラーの映像であってもよい。本発明のコンバイナを使用して得られる投映像は、観察者から見て投映像表示部の先に浮かび上がって見える虚像として観測される。すなわち、コンバイナはプロジェクター等からの投映光に基づく投映像を虚像として視認可能に表示する。そのため、観察者は周囲の情報または風景を同時に観察することができる。
投映像表示部はコンバイナの全体であってもよく、一部であってもよい。コンバイナは、反射部材であればよい。コンバイナの例としては、投映像表示用ハーフミラーが挙げられる。投映像表示用ハーフミラーの例としては、ヘッドアップディスプレイ用のコンバイナ、同コンバイナ機能を有する部位を含むウインドシールドガラスなどが挙げられる。
コンバイナは、板状、フィルム状、またはシート状などであればよい。コンバイナは、曲面を有していない平面状であってもよいが、曲面を有していてもよく、全体として凹型または凸型の形状を有し、投映像を拡大または縮小して表示するものであってもよい。また、他の部材と接着することなどにより組み合わされて、上記の形状となるものであってもよく、組み合わされる前は、薄膜のフィルムとしてロール状等になっていてもよい。
[ウインドシールドガラス]
コンバイナはウインドシールドガラスであってもよい。本明細書において、ウインドシールドガラスは、車、電車などの車両、飛行機、船、遊具などの乗り物一般の窓ガラスを意味する。ウインドシールドガラスは乗り物の進行方向にあるフロントガラスであることが好ましい。ウインドシールドガラスは車両のフロントガラスであることが好ましい。バイクのウインドシールド等もウインドシールドガラスの1種である。
ウインドシールドガラスはガラス板を含み、特に合わせガラスを含んでいることが好ましい。合わせガラスは2枚のガラス板が中間層を介して接着している構造を有する。本明細書においては、ウインドシールドガラスにおいて、投映光の入射側(通常観察者側であって、乗り物の内部側)からより遠い位置にあるガラス板を第一のガラス板といい、より近い位置にあるガラス板を第二のガラス板ということがある。
コンバイナはウインドシールドガラスであってもよい。本明細書において、ウインドシールドガラスは、車、電車などの車両、飛行機、船、遊具などの乗り物一般の窓ガラスを意味する。ウインドシールドガラスは乗り物の進行方向にあるフロントガラスであることが好ましい。ウインドシールドガラスは車両のフロントガラスであることが好ましい。バイクのウインドシールド等もウインドシールドガラスの1種である。
ウインドシールドガラスはガラス板を含み、特に合わせガラスを含んでいることが好ましい。合わせガラスは2枚のガラス板が中間層を介して接着している構造を有する。本明細書においては、ウインドシールドガラスにおいて、投映光の入射側(通常観察者側であって、乗り物の内部側)からより遠い位置にあるガラス板を第一のガラス板といい、より近い位置にあるガラス板を第二のガラス板ということがある。
ウインドシールドガラスは、板状、シート状などであればよい。ウインドシールドガラスは、適用される乗り物への組み込み用に成形されていてもよく、例えば、曲面を有していてもよい。適用される乗り物用に成形されたウインドシールドガラスにおいては、通常使用時に上(鉛直上)となる方向や投映光の入射側となる面が特定できる。例えば、車両用に曲面を有するように成形されたウインドシールドガラスにおいては、通常、曲面の内側が投映光の入射側となっていればよい。
[投映像表示部]
本発明のコンバイナは投映像表示部を有し、投映像表示部は、投映光により投映像を表示することができる。なお、本明細書において、投映像表示部とは、コンバイナの投映光の入射側となる面の一部または全面であるが、その一部または全面の、コンバイナの厚み方向の構成部材を全て含む部分を示すものとする。
コンバイナにおいて、投映像表示部は、投映光の入射側となる面のいずれの位置に設けてもよいが、ヘッドアップディスプレイシステムとしての使用時に、観察者(例えば運転者)から視認しやすい位置に投映像(虚像)が示されるように設けられていることが好ましい。例えば、適用される乗り物の運転席の位置とプロジェクターを設置する位置との関係から投映像表示部の位置を決定すればよい。
本発明のコンバイナは投映像表示部を有し、投映像表示部は、投映光により投映像を表示することができる。なお、本明細書において、投映像表示部とは、コンバイナの投映光の入射側となる面の一部または全面であるが、その一部または全面の、コンバイナの厚み方向の構成部材を全て含む部分を示すものとする。
コンバイナにおいて、投映像表示部は、投映光の入射側となる面のいずれの位置に設けてもよいが、ヘッドアップディスプレイシステムとしての使用時に、観察者(例えば運転者)から視認しやすい位置に投映像(虚像)が示されるように設けられていることが好ましい。例えば、適用される乗り物の運転席の位置とプロジェクターを設置する位置との関係から投映像表示部の位置を決定すればよい。
コンバイナは少なくとも投映像表示部においてコレステリック液晶層を含むハーフミラーフィルムを含み、投映像表示部でのコンバイナ機能を実現している。本発明のコンバイナは、投映光の入射側からハーフミラーフィルムおよび基材をこの順で含む。コンバイナがウインドシールドガラスであって、合わせガラスを含む場合、投映光の入射側からハーフミラーフィルム、第二のガラス板、および第一のガラス板がこの順であってもよく、第二のガラス板、ハーフミラーフィルム、および第一のガラス板がこの順であってもよい。
[ハーフミラーフィルム]
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層を含む。ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の他に後述の配向層、支持体、接着層などの層を含んでいてもよい。
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層を含む。ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の他に後述の配向層、支持体、接着層などの層を含んでいてもよい。
ハーフミラーフィルムは薄膜のフィルム状、シート状などであればよい。ハーフミラーフィルムは、曲面を有していない平面状であってもよいが、曲面を有していてもよく、全体として凹型または凸型の形状を有し、投映像を拡大または縮小して表示するものであってもよい。また、他の部材と接着することなどにより組み合わされて、上記の形状となるものであってもよく、組み合わされる前は、薄膜のフィルムとしてロール状等になっていてもよい。
ハーフミラーフィルムは、本発明のコンバイナにおいて、例えば、ガラス板などの基材の表面に接着されているか、または合わせガラスを含む構成のコンバイナの中間層に含まれていればよい。コンバイナがウインドシールドガラスであって、合わせガラスを含む構成である場合、ハーフミラーフィルムは、合わせガラスの投映光の入射側の面に接着されるか、または、後述のように、合わせガラスの中間層形成のための中間膜シートに貼付されるか、もしくは合わせガラス用積層中間膜シートとして形成されてもよい。あるいは、第二のガラス板の中間層側の面となる面にハーフミラーフィルムを接着し、接着後の第二のガラス板を用いて後述のように合わせガラスを製造して、ウインドシールドガラスを得てもよい。ハーフミラーフィルムがガラス板または合わせガラスの投映光の入射側の面に接着されると、後述のコレステリック液晶層に対して視認側にある層の膜厚を小さくすることができるため、二重像がより低減され、好ましい。ハーフミラーフィルムが合わせガラスを含む構成のウインドシールドガラスの中間層に含まれていると、ハーフミラーフィルムの劣化や傷付きを防止できるため好ましい。また、外面からハーフミラーフィルムの存在が分からないため、美観上好まれる場合もある。
ハーフミラーフィルムは、上記投映像表示部において、少なくとも投映されている光に対して、ハーフミラーとしての機能を有しているものであればよく、例えば380nm~850nmの波長域全域の光に対してハーフミラーとして機能していることを必ずしも必要とするものではない。また、ハーフミラーフィルムは、全ての入射角の光に対して上記のハーフミラーとしての機能を有していてもよいが、少なくとも一部の入射角の光に対してハーフミラーとしての機能を有していればよい。
ハーフミラーフィルムは反対の面側にある情報または風景の観察を可能とするために、可視光透過性を有することが好ましい。ハーフミラーフィルムは、可視光の波長域の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは100%で、40%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上の光透過率を有していればよい。
[コレステリック液晶層]
ハーフミラーフィルムは、互いに異なる選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を少なくとも2層含む。
本明細書において、コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定した層を意味する。コレステリック液晶層を単に液晶層ということもある。
コレステリック液晶相は、特定の波長域において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方のセンスの円偏光を選択的に反射させるとともに他方のセンスの円偏光を透過する円偏光選択反射を示すことが知られている。本明細書において、円偏光選択反射を単に選択反射ということもある。
円偏光選択反射性を示すコレステリック液晶相を固定した層を含むフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶層については、それらの従来技術を参照することができる。
ハーフミラーフィルムは、互いに異なる選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を少なくとも2層含む。
本明細書において、コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定した層を意味する。コレステリック液晶層を単に液晶層ということもある。
コレステリック液晶相は、特定の波長域において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方のセンスの円偏光を選択的に反射させるとともに他方のセンスの円偏光を透過する円偏光選択反射を示すことが知られている。本明細書において、円偏光選択反射を単に選択反射ということもある。
円偏光選択反射性を示すコレステリック液晶相を固定した層を含むフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶層については、それらの従来技術を参照することができる。
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている層であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した層であればよい。なお、コレステリック液晶層においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、層中の液晶化合物はもはや液晶性を示していなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
コレステリック液晶層の選択反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射の中心波長を調整できる。ピッチは重合性液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望のピッチを得ることができる。
本発明のコンバイナに含まれるコレステリック液晶層では、n値とP値を調節して、中心波長λを調節すればよい。中心波長λを、投映像表示部で反射させたい投映光の波長や、想定する投映光の入射角度に応じて調整することにより、コレステリック液晶層は光利用効率良く鮮明な輝度の高い投映像の表示に寄与することができる。特に複数のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長をそれぞれ投映に用いられる光源の発光波長域などに応じてそれぞれ調整することにより、光利用効率良く鮮明なカラー投映像を表示することができる。
本発明のコンバイナをヘッドアップディスプレイシステムに用いる場合、後述のようにコンバイナの投映像表示部の投映光入射側の面での反射率を低くするため、この面に対して斜めに光が入射するように用いられることが好ましい。この場合、コレステリック液晶層に対して斜めに光が入射するが、そのとき、コレステリック液晶層の選択反射の中心波長は短波長側にシフトする。そのため、投映像表示のために必要とされる選択反射の波長に対して、上記のλ=n×Pの式に従って計算されるλが長波長となるようにn×Pを調整することが好ましい。屈折率n2のコレステリック液晶層中でコレステリック液晶層の法線方向(コレステリック液晶層の螺旋軸方向)に対して光線がθ2の角度で通過するときの選択反射の中心波長をλdとするとき、λdは以下の式で表される。
λd=n2×P×cosθ2
本明細書において、投映光のコレステリック液晶層における透過角度での選択反射の中心波長(上記λd)を見かけ上の選択反射の中心波長ということがある。
λd=n2×P×cosθ2
本明細書において、投映光のコレステリック液晶層における透過角度での選択反射の中心波長(上記λd)を見かけ上の選択反射の中心波長ということがある。
例えば、屈折率1の空気中でコンバイナ表面の法線に対し45°~70°の角度で入射した光は、屈折率1.55程度のコレステリック液晶層において光は26°~36°の角度で透過し得る。この角度と求める選択反射の中心波長λdを上記の式に挿入してn×Pを調整すればよい。
ハーフミラーフィルムは、見かけ上の選択反射の中心波長を、赤色光波長領域、緑色光波長領域、および青色光波長領域に対してそれぞれ有するコレステリック液晶層を含むことも好ましい。フルカラーの投映像の表示が可能となるからである。赤色光波長領域は580nm~700nmであればよく、緑色光波長領域は500nm~580nmであればよく、および青色光波長領域は400nm~500nmであればよい。ハーフミラーフィルムは、例えば、400nm~500nm、好ましくは420nm~480nm、に見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、500nm~580nm、好ましくは510nm~570nmに見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および580nm~700nm、好ましくは600nm~680nmに見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含むことが好ましい。
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の法線方向から測定した時の選択反射の中心波長としては、490nm~600nm好ましくは500nm~570nm、に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nm、好ましくは610nm~670nm、に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および680nm~850nm、好ましくは700nm~830nm、に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含むことが好ましい。なお、これらの値は、λd=n2×P×cosθ2のθ2として26°~36°を想定し、投映像に、それぞれ青色光、緑色光、および赤色光、を与えることを可能とするλdの値を挿入して選出したn2×Pの値となっている。
各コレステリック液晶層としては、螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層が用いられる。コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。選択反射の中心波長が異なるコレステリック液晶層の螺旋のセンスは全て同じであっても、異なるものが含まれていてもよいが、コレステリック液晶層の螺旋のセンスは全て同じであることが好ましい。
周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによっては、特定の波長での円偏光選択性を高くすることもできる。
周期Pが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによっては、特定の波長での円偏光選択性を高くすることもできる。
なお、螺旋のセンスやピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版2007年出版、46頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 196頁に記載の方法を用いることができる。
選択反射を示す選択反射帯の半値幅Δλ(nm)は、Δλが液晶化合物の複屈折Δnと上記ピッチPに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射帯の幅の制御は、Δnを調整して行うことができる。Δnの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
選択反射帯の幅は、例えば可視光領域において、通常1種の材料では15nm~100nm程度である。選択反射帯の幅を広げるためには、ピッチPを変えた反射光の中心波長が異なるコレステリック液晶層を2種以上積層すればよい。この際、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することが好ましい。また、1つのコレステリック液晶層内において、ピッチPを膜厚方向に対して緩やかに変化させることで選択反射帯の幅を広げることもできる。選択反射帯の幅は、特に限定されないが、1nm、10nm、50nm、100nm、150nm、または200nmなどの波長幅であってもよい。幅は、100nm幅程度以下であることが好ましい。
選択反射帯の幅は、例えば可視光領域において、通常1種の材料では15nm~100nm程度である。選択反射帯の幅を広げるためには、ピッチPを変えた反射光の中心波長が異なるコレステリック液晶層を2種以上積層すればよい。この際、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することが好ましい。また、1つのコレステリック液晶層内において、ピッチPを膜厚方向に対して緩やかに変化させることで選択反射帯の幅を広げることもできる。選択反射帯の幅は、特に限定されないが、1nm、10nm、50nm、100nm、150nm、または200nmなどの波長幅であってもよい。幅は、100nm幅程度以下であることが好ましい。
(選択反射の中心波長が異なる複数のコレステリック液晶層の積層順)
本発明のコンバイナにおけるハーフミラーフィルムは、選択反射の中心波長が互いに異なっているコレステリック液晶層を2層以上含む。本発明のコンバイナにおいては、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置される。本発明者らは、このような構成により、二重像を低減することができることを見出した。
本発明のコンバイナにおけるハーフミラーフィルムは、選択反射の中心波長が互いに異なっているコレステリック液晶層を2層以上含む。本発明のコンバイナにおいては、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置される。本発明者らは、このような構成により、二重像を低減することができることを見出した。
二重像を低減することができた理由として、本発明者らは、以下のように推定している。二重像を減らすためには、ハーフミラーフィルムから見て投映像入射側の反対側にあるガラス界面での反射を減らす必要がある。コレステリック液晶層を透過する光は上記コレステリック液晶層を反射する円偏光と逆のセンスの円偏光となっており、裏面からの界面反射光は、コレステリック液晶層より裏面側にある層が低複屈折性である場合は、通常上記コレステリック液晶層で反射されるセンスの円偏光が大部分となるため、投映光の入射側(観察者側)の面に戻らず、顕著な二重像を生じさせにくい。しかし、コレステリック液晶層は選択反射する波長以外の光に対しては、位相差層として機能するため、より投映光の入射側にあるコレステリック液晶層を透過して生じる円偏光が他のコレステリック液晶層を透過すると、円偏光が乱れ、裏面側で界面反射される光に、観察者側に戻る光の成分が生じて、二重像の原因になる。ここで、コレステリック液晶層の位相差(Δnd)の影響を少なくするため、通過する膜厚を減らすと、二重像が減ると考えられる。最も長い選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層がピッチが大きく膜厚が最も大きくなるため、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置することにより、二重像が抑えられる。
ハーフミラーフィルムが、赤色光、緑色光、および青色光に対してそれぞれ見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含む場合は、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が、赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層とする。他の二層の順番は特に限定されず、投映光の入射側から、赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、緑色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および青色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層の順番であってもよく、赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、青色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および緑色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層の順番であってもよい。
コレステリック液晶層の膜厚は、十分な選択反射が達成できるピッチの数を満たす膜厚であればよい。例えば、1μm~20μmであればよく、2μm~10μmが好ましい。特に、赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層の膜厚は、3μm~10μmが好ましく、4μm~8μmがより好ましい。緑色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層の膜厚は、2.5μm~8μmが好ましく、3μm~7μmがより好ましい。青色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層の膜厚は、2μm~6μmが好ましく、2μm~5μmがより好ましい。投映光の入射側から遠い層ほど、膜厚が小さいことが好ましい。
(コレステリック液晶層の作製方法)
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤(光学活性化合物)とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などに塗布し、コレステリック配向熟成後、液晶組成物の硬化により固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤(光学活性化合物)とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などに塗布し、コレステリック配向熟成後、液晶組成物の硬化により固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
(重合性液晶化合物)
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個である。重合性液晶化合物の例は、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1-272551号公報、同6-16616号公報、同7-110469号公報、同11-80081号公報、および特開2001-328973号公報などに記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量(溶媒を除いた質量)に対して、80~99.9質量%であることが好ましく、85~99.5質量%であることがより好ましく、90~99質量%であることが特に好ましい。
本発明のコンバイナにおいて、投映光入射側から遠いコレステリック液晶層ほど、低複屈折性の液晶化合物を含む組成物を用いて形成されていることが好ましい。液晶化合物のΔnが低いほど、コレステリック液晶層に入射する円偏光が受ける位相差の影響が少なくなり、二重像が生じにくいからである。一方、最も投映光入射側にあるコレステリック液晶層を形成する液晶化合物の複屈折性は特に限定されない。低複屈折性の液晶化合物としては、Δnが0.10以下、好ましくは、0.08以下程度の液晶化合物を用いればよい。
(キラル剤:光学活性化合物)
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の量の0.01モル%~200モル%が好ましく、1モル%~30モル%がより好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の量の0.01モル%~200モル%が好ましく、1モル%~30モル%がより好ましい。
(重合開始剤)
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがさらに好ましい。
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがさらに好ましい。
(架橋剤)
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、3質量%~20質量%が好ましく、5質量%~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が、3質量%未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、20質量%を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2-ビスヒドロキシメチルブタノール-トリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、3質量%~20質量%が好ましく、5質量%~15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が、3質量%未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、20質量%を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。
(配向制御剤)
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開2007-272185号公報の段落〔0018〕~〔0043〕等に記載のフッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、特開2012-203237号公報の段落〔0031〕~〔0034〕等に記載の式(I)~(IV)で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開2007-272185号公報の段落〔0018〕~〔0043〕等に記載のフッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、特開2012-203237号公報の段落〔0031〕~〔0034〕等に記載の式(I)~(IV)で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して0.01質量%~10質量%が好ましく、0.01質量%~5質量%がより好ましく、0.02質量%~1質量%が特に好ましい。
(その他の添加剤)
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
コレステリック液晶層は、重合性液晶化合物および重合開始剤、更に必要に応じて添加されるキラル剤、界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、支持体、配向層、または先に作製されたコレステリック液晶層等の上に塗布し、乾燥させて塗膜を得、この塗膜に活性光線を照射してコレステリック液晶性組成物を重合し、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶層を形成することができる。なお、複数のコレステリック液晶層からなる積層膜は、コレステリック液晶層の製造工程を繰り返し行うことにより形成することができる。
(溶媒)
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
(塗布、配向、重合)
支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などへの液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、200℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。
支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などへの液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、200℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。
配向させた液晶化合物は、更に重合させ、液晶組成物を硬化することができる。重合は、熱重合、光照射を利用する光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20mJ/cm2~50J/cm2が好ましく、100mJ/cm2~1,500mJ/cm2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は350nm~430nmが好ましい。重合反応率は安定性の観点から、高いほうが好ましく70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、IR吸収スペクトルを用いて決定することができる。
(複数のコレステリック液晶層の積層)
複数のコレステリック液晶層の積層の際は、別に作製したコレステリック液晶層を接着剤等を用いて積層してもよく、後述の方法で形成された先のコレステリック液晶層の表面に直接、重合性液晶化合物等を含む液晶組成物を塗布し、配向および固定の工程を繰り返してもよいが、後者が好ましい。先に形成されたコレステリック液晶層の表面に直接次のコレステリック液晶層を形成することにより、先に形成したコレステリック液晶層の空気界面側の液晶分子の配向方位と、その上に形成するコレステリック液晶層の下側の液晶分子の配向方位が一致し、コレステリック液晶層の積層体の偏光特性が良好となるからである。また、通常0.5~10μmの膜厚で設けられる接着層を用いると、接着層の厚みムラに由来する干渉ムラが観測されることがあるため、接着層を用いないで積層されることが好ましいからである。
複数のコレステリック液晶層の積層の際は、別に作製したコレステリック液晶層を接着剤等を用いて積層してもよく、後述の方法で形成された先のコレステリック液晶層の表面に直接、重合性液晶化合物等を含む液晶組成物を塗布し、配向および固定の工程を繰り返してもよいが、後者が好ましい。先に形成されたコレステリック液晶層の表面に直接次のコレステリック液晶層を形成することにより、先に形成したコレステリック液晶層の空気界面側の液晶分子の配向方位と、その上に形成するコレステリック液晶層の下側の液晶分子の配向方位が一致し、コレステリック液晶層の積層体の偏光特性が良好となるからである。また、通常0.5~10μmの膜厚で設けられる接着層を用いると、接着層の厚みムラに由来する干渉ムラが観測されることがあるため、接着層を用いないで積層されることが好ましいからである。
[他の層]
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層以外の他の層を含んでいてもよい。他の層はいずれも可視光領域で透明であることが好ましい。本明細書において可視光領域で透明であるとは、可視光の透過率が70%以上であることをいう。
また、他の層はいずれも低複屈折性であることが好ましい。本明細書において低複屈折性であるとは、ハーフミラーフィルムが反射を示す波長域において、正面位相差が10nm以下であることを意味し、上記正面位相差は5nm以下であることが好ましい。さらに、他の層はいずれもコレステリック液晶層の平均屈折率(面内平均屈折率)との屈折率の差が小さいことが好ましい。他の層としては支持体、配向層、接着層などが挙げられる。
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層以外の他の層を含んでいてもよい。他の層はいずれも可視光領域で透明であることが好ましい。本明細書において可視光領域で透明であるとは、可視光の透過率が70%以上であることをいう。
また、他の層はいずれも低複屈折性であることが好ましい。本明細書において低複屈折性であるとは、ハーフミラーフィルムが反射を示す波長域において、正面位相差が10nm以下であることを意味し、上記正面位相差は5nm以下であることが好ましい。さらに、他の層はいずれもコレステリック液晶層の平均屈折率(面内平均屈折率)との屈折率の差が小さいことが好ましい。他の層としては支持体、配向層、接着層などが挙げられる。
(支持体)
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に基板となる支持体を含んでいてもよい。
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であって、ハーフミラーフィルムにおいては含まれていなくてもよい。支持体としてはポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどのプラスチックフィルムが挙げられる。仮支持体としては、上記のプラスチックフィルムのほか、ガラスを用いてもよい。
支持体の膜厚としては、5μm~1000μm程度であればよく、好ましくは10μm~250μmであり、より好ましくは15μm~90μmである。
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に基板となる支持体を含んでいてもよい。
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であって、ハーフミラーフィルムにおいては含まれていなくてもよい。支持体としてはポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどのプラスチックフィルムが挙げられる。仮支持体としては、上記のプラスチックフィルムのほか、ガラスを用いてもよい。
支持体の膜厚としては、5μm~1000μm程度であればよく、好ましくは10μm~250μmであり、より好ましくは15μm~90μmである。
(配向層)
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に液晶組成物が塗布される下層として、配向層を含んでいてもよい。
配向層は、ポリマーなどの有機化合物(ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)を用いた有機化合物(例えば、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向層を用いてもよい。
特にポリマーからなる配向層はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向層を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
仮支持体を用いて液晶層を形成する場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されてハーフミラーフィルムを構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは0.01~5μmであることが好ましく、0.05~2μmであることがさらに好ましい。
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に液晶組成物が塗布される下層として、配向層を含んでいてもよい。
配向層は、ポリマーなどの有機化合物(ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)を用いた有機化合物(例えば、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向層を用いてもよい。
特にポリマーからなる配向層はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向層を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
仮支持体を用いて液晶層を形成する場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されてハーフミラーフィルムを構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは0.01~5μmであることが好ましく、0.05~2μmであることがさらに好ましい。
(接着層)
ハーフミラーフィルムは、各層の接着のため、接着層を含んでいてもよい。接着層は、例えばコレステリック液晶層間、コレステリック液晶層と他の層との間に設けられていてもよい。なお、ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの間、およびハーフミラーフィルムと基材との間にも接着層を設けてもよい。
ハーフミラーフィルムは、各層の接着のため、接着層を含んでいてもよい。接着層は、例えばコレステリック液晶層間、コレステリック液晶層と他の層との間に設けられていてもよい。なお、ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの間、およびハーフミラーフィルムと基材との間にも接着層を設けてもよい。
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
ハーフミラーフィルムと基材との間の接着には、高透明性接着剤転写テープ(OCAテープ:Optically Clear Adhesive Tape)を用いてもよい。
接着層の膜厚は0.5~10μm、好ましくは1~5μmであればよい。ハーフミラーフィルムの色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
ハーフミラーフィルムと基材との間の接着には、高透明性接着剤転写テープ(OCAテープ:Optically Clear Adhesive Tape)を用いてもよい。
接着層の膜厚は0.5~10μm、好ましくは1~5μmであればよい。ハーフミラーフィルムの色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。
[基材]
コンバイナは、基材を含む。基材は、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。支持体とは別に設けられるものであることが好ましい。
車両のフロントガラス等の他の物品が基材として機能していてもよい。また、コンバイナがウインドシールドガラスである場合などにおいて、ウインドシールドガラス形成に用いられるガラス板が基材として機能していてもよい。基材は投映光の入射側からハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となるように含まれる。コンバイナは基材を2層以上含んでいてもよく、二層以上含まれる場合は、投映光の入射側から、基材、ハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となっていてもよい。
コンバイナは、基材を含む。基材は、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。支持体とは別に設けられるものであることが好ましい。
車両のフロントガラス等の他の物品が基材として機能していてもよい。また、コンバイナがウインドシールドガラスである場合などにおいて、ウインドシールドガラス形成に用いられるガラス板が基材として機能していてもよい。基材は投映光の入射側からハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となるように含まれる。コンバイナは基材を2層以上含んでいてもよく、二層以上含まれる場合は、投映光の入射側から、基材、ハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となっていてもよい。
基材としては、上記の支持体の例として挙げたものと同様の材料を使用することができる。また、基材の膜厚としては、上記の支持体と同様の膜厚であってもよいが、1000μmより大きくてもよく、10mm以上であってもよい。また、200mm以下、100mm以下、80mm以下、60mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下などであればよい。
本発明のコンバイナにおいては、基材の片面にコレステリック液晶層が配置されていればよく、他方の面にはコレステリック液晶層が配置されていないことが好ましい。
本発明のコンバイナにおいては、基材の片面にコレステリック液晶層が配置されていればよく、他方の面にはコレステリック液晶層が配置されていないことが好ましい。
基材は可視光領域で透明で低複屈折性であるものを用いればよい。可視光領域で透明で低複屈折性の基材の例としては、無機ガラス(ガラス板)や高分子樹脂が挙げられる。低複屈折性の高分子樹脂としては、複屈折が像形成の障害や信号ノイズの元となる光ディスク基板、ピックアップレンズ、カメラや顕微鏡やビデオカメラのレンズ、液晶ディスプレイ用基板、プリズム、光インターコネクション部品、光ファイバー、液晶表示用導光板 レーザービームプリンターやプロジェクターやファクシミリ用のレンズ、フレネルレンズ、コンタクトレンズ、偏光板保護膜、マイクロレンズアレイなどに用いられている低複屈折率有機素材を同様に用いることができる。
本目的に使用できる高分子樹脂素材の具体例としては、アクリル樹脂(ポリメチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸エステル類など)、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。
本目的に使用できる高分子樹脂素材の具体例としては、アクリル樹脂(ポリメチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸エステル類など)、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。
[ガラス板、合わせガラス]
基材の好ましい例としてガラス板が挙げられる。ガラス板としては、ウインドシールドガラスに一般的に用いられるガラス板を利用することができる。ガラス板は可視光領域で透明であることが好ましい。
ガラス板の厚みについては特に制限はないが、0.5mm~5mm程度であればよく、1mm~3mmが好ましく、2.0~2.3mmがより好ましい。
コンバイナがウインドシールドガラスである場合、ガラス板は合わせガラスの一部として、ウインドシールドガラスに含まれていることも好ましい。
基材の好ましい例としてガラス板が挙げられる。ガラス板としては、ウインドシールドガラスに一般的に用いられるガラス板を利用することができる。ガラス板は可視光領域で透明であることが好ましい。
ガラス板の厚みについては特に制限はないが、0.5mm~5mm程度であればよく、1mm~3mmが好ましく、2.0~2.3mmがより好ましい。
コンバイナがウインドシールドガラスである場合、ガラス板は合わせガラスの一部として、ウインドシールドガラスに含まれていることも好ましい。
上記のように、合わせガラスは2枚のガラス板が中間層を介して接着している構造を有する。合わせガラスは、公知の合わせガラス作製方法を用いて製造することができる。一般的には、合わせガラス用の中間膜シートを2枚のガラス板に挟んだ後、加熱処理と加圧処理(ゴムローラーを用いた処理等)とを数回繰り返し、最後にオートクレーブ等を利用して加圧条件下での加熱処理を行う方法により製造することができる。
合わせガラスは、特開2011-505330号公報、米国特許明細書第5013134号、または特開2008-201667号公報の段落0047~0050に記載のように、楔形の断面形状の中間層を有するものであってもよい。特に、楔形の断面形状を有する中間層により、投映像表示部上端の中間層の膜厚が投映像表示部下端の中間層の膜厚より大きくなっていることが好ましい。このような構造により、より二重像を低減することができる。
合わせガラスは、特開2011-505330号公報、米国特許明細書第5013134号、または特開2008-201667号公報の段落0047~0050に記載のように、楔形の断面形状の中間層を有するものであってもよい。特に、楔形の断面形状を有する中間層により、投映像表示部上端の中間層の膜厚が投映像表示部下端の中間層の膜厚より大きくなっていることが好ましい。このような構造により、より二重像を低減することができる。
(中間膜シート)
ハーフミラーフィルムを含まない中間膜シートを用いる場合の中間膜シートとしては、公知のいずれの中間膜シートを用いてもよい。たとえば、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン-酢酸ビニル共重合体および塩素含有樹脂の群から選ばれる樹脂を含む樹脂膜を用いることができる。上記樹脂は、中間膜シートの主成分であることが好ましい。なお、主成分であるとは、中間膜シートの50質量%以上の割合を占める成分のことをいう。
ハーフミラーフィルムを含まない中間膜シートを用いる場合の中間膜シートとしては、公知のいずれの中間膜シートを用いてもよい。たとえば、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン-酢酸ビニル共重合体および塩素含有樹脂の群から選ばれる樹脂を含む樹脂膜を用いることができる。上記樹脂は、中間膜シートの主成分であることが好ましい。なお、主成分であるとは、中間膜シートの50質量%以上の割合を占める成分のことをいう。
上記の樹脂のうち、ポリビニルブチラールまたはエチレン-酢酸ビニル共重合体であることが好ましく、ポリビニルブチラールがより好ましい。樹脂は、合成樹脂であることが好ましい。
ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりアセタール化して得ることができる。上記ポリビニルブチラールのアセタール化度の好ましい下限は40%、好ましい上限は85%であり、より好ましい下限は60%、より好ましい上限は75%である。
ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりアセタール化して得ることができる。上記ポリビニルブチラールのアセタール化度の好ましい下限は40%、好ましい上限は85%であり、より好ましい下限は60%、より好ましい上限は75%である。
上記ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりアセタール化することにより調製することができる。ポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより得られ、鹸化度80~99.8モル%のポリビニルアルコールが一般的に用いられる。
また、上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は200、好ましい上限は3000である。200未満であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下することがあり、3000を超えると、樹脂膜の成形性が悪くなり、しかも樹脂膜の剛性が大きくなり過ぎ、加工性が悪くなることがある。より好ましい下限は500、より好ましい上限は2000である。
また、上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は200、好ましい上限は3000である。200未満であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下することがあり、3000を超えると、樹脂膜の成形性が悪くなり、しかも樹脂膜の剛性が大きくなり過ぎ、加工性が悪くなることがある。より好ましい下限は500、より好ましい上限は2000である。
(合わせガラス用積層中間膜シート)
ハーフミラーフィルムを含む合わせガラス用積層中間膜シートは、ハーフミラーフィルムを上記中間膜シートの表面に貼合して形成することができる。または、ハーフミラーフィルムを2枚の上記中間膜シートに挟んで形成することもできる。2枚の中間膜シートは同一であってもよく異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの貼合には、公知の貼合方法を用いることができるが、ラミネート処理を用いることが好ましい。積層体と中間膜シートとが加工後に剥離してしまわないように、ラミネート処理を実施する場合には、ある程度の加熱および加圧条件下にて実施することが好ましい。
ラミネートを安定的に行なうには、中間膜シートの接着する側の膜面温度が50~130℃であることが好ましく、70~100℃であることがより好ましい。
ラミネート時には加圧することが好ましい。加圧条件は、2.0kg/cm2未満であることが好ましく、0.5~1.8kg/cm2の範囲であることがより好ましく、0.5~1.5kg/cm2の範囲であることがさらに好ましい。
ハーフミラーフィルムを含む合わせガラス用積層中間膜シートは、ハーフミラーフィルムを上記中間膜シートの表面に貼合して形成することができる。または、ハーフミラーフィルムを2枚の上記中間膜シートに挟んで形成することもできる。2枚の中間膜シートは同一であってもよく異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの貼合には、公知の貼合方法を用いることができるが、ラミネート処理を用いることが好ましい。積層体と中間膜シートとが加工後に剥離してしまわないように、ラミネート処理を実施する場合には、ある程度の加熱および加圧条件下にて実施することが好ましい。
ラミネートを安定的に行なうには、中間膜シートの接着する側の膜面温度が50~130℃であることが好ましく、70~100℃であることがより好ましい。
ラミネート時には加圧することが好ましい。加圧条件は、2.0kg/cm2未満であることが好ましく、0.5~1.8kg/cm2の範囲であることがより好ましく、0.5~1.5kg/cm2の範囲であることがさらに好ましい。
また、ラミネートと同時に、またはその直後、もしくはその直前に、ハーフミラーフィルムが含んでいてもよい支持体を剥離してもよい。即ち、ラミネート後に得られる積層中間膜シートには、支持体が無くてもよい。
合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法の一例は、
(1)第1の中間膜シートの表面にハーフミラーフィルムを貼合して第1の積層体を得る第1の工程、および、
(2)第1の積層体中のハーフミラーフィルムの第1の中間膜シートが貼合されている面とは反対の面に、第2の中間膜シートを貼合する第2の工程、を含み、
第1の工程において、赤外光反射板と第1の中間膜シートとを貼合するとともに、支持体を剥離し、第2の工程において、第2の中間膜シートを、基板を剥離した面に貼合する、合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法である。
この方法により、支持体を含まない、合わせガラス用積層中間膜シートを製造することができ、合わせガラス用積層中間膜シートを用いることで、支持体を含まない、合わせガラスを容易に作製することができる。
合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法の一例は、
(1)第1の中間膜シートの表面にハーフミラーフィルムを貼合して第1の積層体を得る第1の工程、および、
(2)第1の積層体中のハーフミラーフィルムの第1の中間膜シートが貼合されている面とは反対の面に、第2の中間膜シートを貼合する第2の工程、を含み、
第1の工程において、赤外光反射板と第1の中間膜シートとを貼合するとともに、支持体を剥離し、第2の工程において、第2の中間膜シートを、基板を剥離した面に貼合する、合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法である。
この方法により、支持体を含まない、合わせガラス用積層中間膜シートを製造することができ、合わせガラス用積層中間膜シートを用いることで、支持体を含まない、合わせガラスを容易に作製することができる。
[コレステリック液晶層に対して視認側にある層]
一般的に、コンバイナにおいて、投映光を反射する層からの反射光に基づく像と、コンバイナの光入射側から見て手前の面または裏面からの界面反射光に基づく像が重なることによって二重像(または多重像)の問題が生じている。本発明のコンバイナにおいては、コレステリック液晶層を透過する光は上記コレステリック液晶層を反射する円偏光と逆のセンスの円偏光となっており、裏面からの界面反射光は、コレステリック液晶層より裏面側にある層が低複屈折性である場合は、通常上記コレステリック液晶層で反射されるセンスの円偏光が大部分となるため顕著な二重像を生じさせにくい。また、上述のように、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するようにすることにより、コレステリック液晶層を透過して生じる特定波長の円偏光が他のコレステリック液晶層の位相差に影響を受けることを防止して、二重像を低減することができる。
一般的に、コンバイナにおいて、投映光を反射する層からの反射光に基づく像と、コンバイナの光入射側から見て手前の面または裏面からの界面反射光に基づく像が重なることによって二重像(または多重像)の問題が生じている。本発明のコンバイナにおいては、コレステリック液晶層を透過する光は上記コレステリック液晶層を反射する円偏光と逆のセンスの円偏光となっており、裏面からの界面反射光は、コレステリック液晶層より裏面側にある層が低複屈折性である場合は、通常上記コレステリック液晶層で反射されるセンスの円偏光が大部分となるため顕著な二重像を生じさせにくい。また、上述のように、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するようにすることにより、コレステリック液晶層を透過して生じる特定波長の円偏光が他のコレステリック液晶層の位相差に影響を受けることを防止して、二重像を低減することができる。
一方で、投映光の入射側の面からの反射光は顕著な二重像を生じさせ得る。特にコレステリック液晶層の重心からコンバイナの光入射側から見て手前の面までの距離が一定値以上であると二重像が顕著になり得る。具体的には、本発明のコンバイナの構造において、コレステリック液晶層より観察側にある層の厚みの総計(コレステリック液晶層の厚みを含まない)、すなわち、最も投映光の入射側にあるコレステリック液晶層の投映光の入射側の最外面から、コレステリック液晶層に対して投映光の入射側のコンバイナの最外面までの距離が0.5mm以上となると二重像が顕著になり得、1mm以上でより顕著となり得、1.5mm以上でより顕著となり得, 2.0mm以上で特に顕著になり得る。コレステリック液晶層より視認側にある層としては、支持体、中間膜シート、第2のガラス板などの基材などが挙げられる。
本発明のコンバイナは上述のように、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置することにより、投映像における二重像を低減することができるが、さらに、後述のようにp偏光を利用した投映像表示を行うことにより、コレステリック液晶層より視認側にある層の厚みの総計が上記のようである場合でも、顕著な二重像なしに投映像を視認することができる。
<ヘッドアップディスプレイシステム>
コンバイナはプロジェクター等の投映光を出射する手段と組み合わせて用い、投映像表示部で投映像を表示することができる。これを利用して、本発明のコンバイナはヘッドアップディスプレイシステムの構成部材として用いることができる。ヘッドアップディスプレイシステムは、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターが一体となったものであってもよく、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターとの組み合わせとして使用されるものであってもよい。
コンバイナはプロジェクター等の投映光を出射する手段と組み合わせて用い、投映像表示部で投映像を表示することができる。これを利用して、本発明のコンバイナはヘッドアップディスプレイシステムの構成部材として用いることができる。ヘッドアップディスプレイシステムは、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターが一体となったものであってもよく、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターとの組み合わせとして使用されるものであってもよい。
ヘッドアップディスプレイシステムは投映像表示システムの1種であるが、投映像が上述のように虚像であるという点において、投映スクリーンを用いる他の投映像表示システムよりも二重像の問題が生じ易くなる。すなわち、実像を表示する投映スクリーンでは反射光のズレは投映像においてそのまま直接観測されるが、虚像を表示するヘッドアップディスプレイシステムでは反射光のズレが、拡大して投映され得るため、二重像が顕著になりやすい。また、ヘッドアップディスプレイシステムでは、投映光をコンバイナの反射面の法線方向とすることはその使用形態上困難であり、通常斜め入射角度で入射させるため、コンバイナの表面または裏面からの反射光およびハーフミラー面からの反射光のいずれかの光路長が長くなり、二重像が視認されやすい。
本発明者らは、特に、投映像が虚像となるコンバイナにおいて、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置すると、他の配置に比較して顕著に二重像を低減することができることを見出したものである。上記の配置を用いることにより、投映光にp偏光を用いない場合であっても二重像を低減することができる。
投映像表示の際の投映光(入射光)は、偏光でもよく、p偏光およびs偏光を含む自然光でもよい。これらのうち、p偏光であることが好ましい。特に、投映光(入射光)がp偏光である場合、投映光は、投映像表示部の法線に対し45°~70°の斜め入射角度で入射させることが好ましい。屈折率1.51程度のガラスと屈折率1の空気との界面のブリュースター角は約56°であり、上記の角度の範囲でp偏光を入射させることにより、投映像表示のためのコレステリック液晶層からの選択反射光に対してコンバイナ表面からの界面反射光が少なく、二重像の影響が小さい画像表示が可能である。上記角度は50°~65°であることも好ましい。このとき、投映像の観察は、入射面の反射光方向において、コンバイナの法線に対し、45°~70°、好ましくは50°~65°の角度で行うことができる構成であればよい。
投映光は、コンバイナの上下左右等、いずれの方向から入射してもよく、観察者の方向と対応させて、決定すればよい。例えば使用時の下方向から上記のような斜め入射角度で入射していればよい。
ヘッドアップディスプレイのコンバイナとしての用途に関しては、特開2013-79930号公報、特開2013-178422号公報、国際公開WO2005/124431を参照することができる。特に、ウインドシールドガラスをコンバイナとして用いたヘッドアップディスプレイシステムについては、特開平2-141720号公報、特開平10-96874号公報、特開2003-98470号公報、米国特許明細書第5013134号、特表2006-512622号公報などを参照することができる。
[プロジェクター]
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投射する装置」を含む。ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、プロジェクターは、描画デバイスを含み、小型の中間像スクリーンに描画された画像(実像)をコンバイナにより虚像として反射表示するものが好ましい。
プロジェクターの描画デバイスとしては、特に限定されず、画像を投射する機能を有するものであれば特に限定されない。プロジェクターの例としては、液晶プロジェクター、DMD(Digital Micromirror device)を用いたDLP(Digital Light Processing)プロジェクター、GLV(Grating Light Valve)プロジェクター、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)プロジェクター、CRTプロジェクターなどが挙げられる。DLPプロジェクターおよびGLV(Grating Light Valve)プロジェクターはMEMS(Microelectromechanical systems)を用いたものであってもよい。
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投射する装置」を含む。ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、プロジェクターは、描画デバイスを含み、小型の中間像スクリーンに描画された画像(実像)をコンバイナにより虚像として反射表示するものが好ましい。
プロジェクターの描画デバイスとしては、特に限定されず、画像を投射する機能を有するものであれば特に限定されない。プロジェクターの例としては、液晶プロジェクター、DMD(Digital Micromirror device)を用いたDLP(Digital Light Processing)プロジェクター、GLV(Grating Light Valve)プロジェクター、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)プロジェクター、CRTプロジェクターなどが挙げられる。DLPプロジェクターおよびGLV(Grating Light Valve)プロジェクターはMEMS(Microelectromechanical systems)を用いたものであってもよい。
プロジェクターの光源としてはレーザー光源、LED、放電管などを用いることができる。プロジェクターは描画デバイスで形成された投映光の光路を調整する反射鏡などを含んでいてもよい。
上述のように、コンバイナの投映像表示部にはp偏光を入射させて投映像を形成することが好ましい。プロジェクターの出射光が直線偏光ではない場合は、直線偏光フィルムをプロジェクターの出射光側に配して用いてもよく、プロジェクターから投映像表示部までの光路で直線偏光とされていてもよい。投映像表示部への入射面に平行な方向に振動するp偏光となるように入射させる。
上述のように、コンバイナの投映像表示部にはp偏光を入射させて投映像を形成することが好ましい。プロジェクターの出射光が直線偏光ではない場合は、直線偏光フィルムをプロジェクターの出射光側に配して用いてもよく、プロジェクターから投映像表示部までの光路で直線偏光とされていてもよい。投映像表示部への入射面に平行な方向に振動するp偏光となるように入射させる。
本発明のコンバイナは、特に、発光波長が可視光領域において連続的でないレーザーやLED、OLEDなどを光源に用いたプロジェクターと組み合わせて用いるヘッドアップディスプレイシステムに有用である。各発光波長に合わせて、コレステリック液晶層の選択反射の中心波長を調整できるからである。また、LCD(液晶表示装置)やOLEDなど表示光が偏光しているディスプレイの投映に用いることもできる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
<評価1>
(ハーフミラーフィルム1の作製)
液晶化合物、水平配向剤、右旋回性キラル剤、重合開始剤を溶媒中で混合しコレステリック液晶性混合物(R)を調製した。キラル剤の処方量を調整して塗布液(R1)~(R3)を調製した。それぞれの塗布液を用いて、以下の円偏光反射層作製時と同様に仮支持体上に単一層のコレステリック液晶層を作製し、反射特性を確認したところ、作製されたコレステリック液晶層はすべて右円偏光反射層であり、選択反射の中心波長はそれぞれ540nm、623nm、766nmであった。また、コレステリック液晶層法線に対し60度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される反射スペクトルから観測される見かけ上の選択反射の中心波長は、それぞれ450nm、520nm、640nmであった。
調製した塗布液を用い、下記の手順にてハーフミラーフィルムを作製した。
(ハーフミラーフィルム1の作製)
液晶化合物、水平配向剤、右旋回性キラル剤、重合開始剤を溶媒中で混合しコレステリック液晶性混合物(R)を調製した。キラル剤の処方量を調整して塗布液(R1)~(R3)を調製した。それぞれの塗布液を用いて、以下の円偏光反射層作製時と同様に仮支持体上に単一層のコレステリック液晶層を作製し、反射特性を確認したところ、作製されたコレステリック液晶層はすべて右円偏光反射層であり、選択反射の中心波長はそれぞれ540nm、623nm、766nmであった。また、コレステリック液晶層法線に対し60度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される反射スペクトルから観測される見かけ上の選択反射の中心波長は、それぞれ450nm、520nm、640nmであった。
調製した塗布液を用い、下記の手順にてハーフミラーフィルムを作製した。
(1)1層目の塗布液を、ワイヤーバーを用いて、仮支持体のラビング処理面表面に、室温にて塗布した。
(2)室温にて乾燥させて溶剤を除去した後、加熱しコレステリック液晶相とした。次いで、UV照射し、コレステリック液晶相を固定して、コレステリック液晶層を作製し、室温まで冷却した。
(3)得られたコレステリック液晶層表面に2層目の塗布液を塗布して上記工程(1)および(2)を繰り返した。さらに、得られた2層目のコレステリック液晶表面に3層目の塗布液を塗布して上記工程(1)および(2)を繰り返して、仮支持体上にコレステリック液晶層3層を有するハーフミラーフィルムを形成した。
(2)室温にて乾燥させて溶剤を除去した後、加熱しコレステリック液晶相とした。次いで、UV照射し、コレステリック液晶相を固定して、コレステリック液晶層を作製し、室温まで冷却した。
(3)得られたコレステリック液晶層表面に2層目の塗布液を塗布して上記工程(1)および(2)を繰り返した。さらに、得られた2層目のコレステリック液晶表面に3層目の塗布液を塗布して上記工程(1)および(2)を繰り返して、仮支持体上にコレステリック液晶層3層を有するハーフミラーフィルムを形成した。
540nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(B,膜厚3.55μm)、623nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(G,膜厚4.15μm)、766nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(R膜厚5.15μm)は表1に示す積層順で直接積層し、ハーフミラーフィルム1を得た。各コレステリック液晶層の屈折率の異方性はΔn=0.07であった。
Δnは、各選択反射ピーク(選択反射の中心波長:λ)における反射率を測定して半値幅Wを求め、W=Δn×P(ピッチ)の関係から、以下の式より算出した。nは、コレステリックの平均屈折率である。
Δn=W/P=W/(λ/n)
Δnは、各選択反射ピーク(選択反射の中心波長:λ)における反射率を測定して半値幅Wを求め、W=Δn×P(ピッチ)の関係から、以下の式より算出した。nは、コレステリックの平均屈折率である。
Δn=W/P=W/(λ/n)
(評価)
上記で得られた仮支持体付きのハーフミラーフィルム1を接着層(OCA:)、を用いて50×50mmのガラス板に接着し、仮支持体を剥離して、ハーフミラーフィルム1、接着層ガラス板をこの順で含むサンプル1を準備した。サンプル1のガラス板の外側に光吸収材(黒色PET)を貼付したサンプル2を同様に準備した。ハーフミラーフィルム側から白色光源と直線偏光板とを用いて、p偏光を、図1に示すようにハーフミラーフィルムの法線に対し60度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される波長450nm、520nm、640nmの反射光の強度を分光光度計(積分球使用)で測定した。それらの反射光の強度の平均値を求め、サンプル1とサンプル2との反射光強度平均値の差異をガラス板界面(最外面)からの反射光強度として、「サンプル1の反射光強度(平均値)/ガラス板界面(最外面)からの反射光強度」を、「二重像の程度」として比較した。値が大きいほど二重像が顕著である。また、図2に示すようにAmazon(登録商標)社KidleFireHD8.9で画像表示させ、ディスプレイからの照射光が合わせガラスに対し角度が60度になる様にまた、合わせガラスに対しp偏光となるようにセットした。投映像を目視で確認し、二重像を以下の基準で評価した。
A:二重像が見えない
B:二重像が薄く見える
C:二重像が見える
D:二重像がはっきり見える
上記で得られた仮支持体付きのハーフミラーフィルム1を接着層(OCA:)、を用いて50×50mmのガラス板に接着し、仮支持体を剥離して、ハーフミラーフィルム1、接着層ガラス板をこの順で含むサンプル1を準備した。サンプル1のガラス板の外側に光吸収材(黒色PET)を貼付したサンプル2を同様に準備した。ハーフミラーフィルム側から白色光源と直線偏光板とを用いて、p偏光を、図1に示すようにハーフミラーフィルムの法線に対し60度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される波長450nm、520nm、640nmの反射光の強度を分光光度計(積分球使用)で測定した。それらの反射光の強度の平均値を求め、サンプル1とサンプル2との反射光強度平均値の差異をガラス板界面(最外面)からの反射光強度として、「サンプル1の反射光強度(平均値)/ガラス板界面(最外面)からの反射光強度」を、「二重像の程度」として比較した。値が大きいほど二重像が顕著である。また、図2に示すようにAmazon(登録商標)社KidleFireHD8.9で画像表示させ、ディスプレイからの照射光が合わせガラスに対し角度が60度になる様にまた、合わせガラスに対しp偏光となるようにセットした。投映像を目視で確認し、二重像を以下の基準で評価した。
A:二重像が見えない
B:二重像が薄く見える
C:二重像が見える
D:二重像がはっきり見える
<評価2>
ハーフミラーフィルムとして、540nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(B,膜厚3.55μm)、623nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(G,膜厚4.15μm)、766nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(R膜厚3.00μm)を表2に示す積層順で直接積層したハーフミラーフィルム2をハーフミラーフィルム1と同様の手順で準備した。コレステリック液晶層Rのみ、評価1とは異なる塗布液を用いて形成した。コレステリック液晶層B,コレステリック液晶層Gの屈折率の異方性はΔn=0.07であり、コレステリック液晶層Rの屈折率の異方性はΔn=0.15であった。このハーフミラーフィルム2をハーフミラー1の代わりに用いて評価1と同様に二重像の程度を比較した。
ハーフミラーフィルムとして、540nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(B,膜厚3.55μm)、623nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(G,膜厚4.15μm)、766nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(R膜厚3.00μm)を表2に示す積層順で直接積層したハーフミラーフィルム2をハーフミラーフィルム1と同様の手順で準備した。コレステリック液晶層Rのみ、評価1とは異なる塗布液を用いて形成した。コレステリック液晶層B,コレステリック液晶層Gの屈折率の異方性はΔn=0.07であり、コレステリック液晶層Rの屈折率の異方性はΔn=0.15であった。このハーフミラーフィルム2をハーフミラー1の代わりに用いて評価1と同様に二重像の程度を比較した。
投射光入射側が最も長い選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層Rである場合が、より二重像の程度が低かった。また、光入射側から遠い二層の位相差が小さいほど二重像が軽減した。
<評価3>
ハーフミラーフィルムとして、540nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(B)、623nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(G)、766nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(R)を表3に示す積層順と、それぞれの層の膜厚で直接積層したハーフミラーフィルム3をハーフミラーフィルム1と同様の手順で準備した。各コレステリック液晶層屈折率の異方性はΔn=0.07であった。このハーフミラーフィルム3をハーフミラーフィルム1の代わりに用いて評価1と同様に二重像の程度を比較した。
ハーフミラーフィルムとして、540nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(B)、623nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(G)、766nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層(R)を表3に示す積層順と、それぞれの層の膜厚で直接積層したハーフミラーフィルム3をハーフミラーフィルム1と同様の手順で準備した。各コレステリック液晶層屈折率の異方性はΔn=0.07であった。このハーフミラーフィルム3をハーフミラーフィルム1の代わりに用いて評価1と同様に二重像の程度を比較した。
積層順が同じものを比較すると、光入射側から遠い2層の膜厚が薄い方が、二重像の程度が低いことが分かる。RGBの積層順よりBGRの積層順の二重像の程度がより高いことから、短波長の楕円偏光の方がより通過する層の位相差の影響を受けやすい傾向があることがわかる。
1 サンプル
2 光源
3 分光光度計(積分球)
4 KidleFireHD(傾けて固定)
5 観察者
6 黒マット
2 光源
3 分光光度計(積分球)
4 KidleFireHD(傾けて固定)
5 観察者
6 黒マット
Claims (14)
- コンバイナであって、
投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、
基材を含み
少なくとも前記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、
前記投映光の入射側から前記ハーフミラーフィルムおよび前記基材をこの順に含み、
前記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を2層以上含み、
前記2層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は、互いに異なっており、
前記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有する前記コンバイナ。 - 前記ハーフミラーフィルムが、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を含む請求項1に記載のコンバイナ。
- 前記ハーフミラーフィルムが、前記投映光の入射側から、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層をこの順に含む請求項2に記載のコンバイナ。
- 前記ハーフミラーフィルムが、前記投映光の入射側から、680nm~850nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、490nm~600nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および600nm~680nmに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層をこの順に含む請求項2に記載のコンバイナ。
- 前記ハーフミラーフィルムが前記基材の前記投映光の入射側の面に接着されている請求項1~4のいずれか一項に記載のコンバイナ。
- 前記基材がガラス板である請求項1~5のいずれか一項に記載のコンバイナ。
- ウインドシールドガラスである請求項1~6のいずれか一項に記載のコンバイナ。
- 前記基材がガラス板であり、
第一のガラス板と第二のガラス板とを含み、
第一のガラス板と第二のガラス板との間の中間層を含み、前記中間層に前記ハーフミラーフィルムを含む請求項7に記載のコンバイナ。 - 前記中間層が樹脂膜である請求項8に記載のコンバイナ。
- 前記樹脂膜がポリビニルブチラールを含む請求項9に記載のコンバイナ。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載のコンバイナと、前記投映光を出射するプロジェクターとを含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記投映光が入射面に平行な方向に振動するp偏光である請求項11に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記投映光が、前記投映像表示部の前記投映光の入射側の面の法線に対し45°~70°の角度で入射する、請求項11または12に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記投映光が前記コンバイナの下方向から入射する、請求項11~13のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
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