WO2017204133A1 - 表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置 Download PDF

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Inventor
洋輔 青木
小嶋　俊之
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays

Definitions

  • the present invention is, for example, a head-up display device mainly used in automobiles, and more specifically, a vehicle front scenery that is visually recognized by light transmitted through the combiner via a translucent display member (combiner).
  • the present invention relates to a head-up display device capable of visually recognizing images and information provided by light reflected from a combiner in a driver (observer) field of view, a display member used therefor, and a method for manufacturing the same.
  • a head-up display device has been developed as a means of directly displaying information in the human visual field.
  • a projector such as a small liquid crystal projector
  • a combiner display member
  • the driver observeer
  • the combiner can acquire information displayed on the combiner and the like, and can simultaneously acquire external information such as an outside landscape through the combiner and the like.
  • an accurate R shape may be formed toward the side farther from the side closer to the driver on the upper end face.
  • a fine shape may be provided on the end face portion to improve the design.
  • the shape of the end face is formed by a mold or cutting.
  • a hard coat layer may be provided on the layer formed on the surface of the combiner so that the combiner has a certain degree of hardness to prevent scratches.
  • the hard coat treatment is generally performed by curing the resin after the coating liquid is applied. At this time, the end face is covered with the coating liquid, and the original shape may be buried.
  • a fine shape remains to some extent after the coating liquid is cured by making the fine shape to a certain extent during molding, and a certain effect can be expected.
  • a display member reflecting one aspect of the present invention reflects or diffracts display light from a light source in the direction of an observer and displays it as a display image.
  • a display member designed to be visually recognized by a person A hard coat layer is formed on at least one end face of the resin main body, The hard coat layer on the end face has at least one R shape and / or a rough shape having an arithmetic average roughness Ra of 20 ⁇ m or less.
  • a display member manufacturing method, a display member, and a head-up display device that can reduce the incidence of reflected light of external light from the outside of the vehicle on the eyes of an observer while being low-cost. Can do.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a drawing unit 100.
  • FIG. It is a figure which shows the cross section of the combiner. It is a figure which shows the manufacturing process of the combiner of this embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a part of a manufacturing process of a combiner in a cut state shown by a VV line in FIG. 4. It is a figure which shows a part of manufacturing process of the combiner concerning another embodiment. It is sectional drawing which expands and shows the process end surface in the combiner of each Example.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the drawing unit 100.
  • the drawing unit 100 mainly includes a drawing device 110 having a liquid crystal display panel 111, a concave mirror 120, and a housing 130.
  • the configuration of the drawing device is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-203176.
  • the projection surface (driver side) of the combiner 200 is a concave toric surface (which may be a free-form surface or a spherical surface) with a radius of curvature of 100 mm or more in order to form a virtual image, and the rear surface (vehicle front side) has a similar spherical surface or It is aspheric.
  • FIG. 3A is a diagram showing the front (driver side) of the combiner 200
  • FIG. 3B is a diagram showing the configuration of FIG. FIG.3 (c) is a figure which cuts the structure of Fig.3 (a) by CC line and shows it in the direction of an arrow.
  • the combiner 200 is formed in a plate shape having a thickness of 2 to 3 mm (preferably 10 mm or less), and is formed by integrally forming a projection part (main body part) 201 and a pair of attachment parts 202. .
  • the projection unit 201 can be molded by molding a transparent resin such as polycarbonate, COP, or acrylic by injection molding (using an in-mold pressure sensor).
  • a projection surface (one optical surface) 201a of the projection unit 201 is a concave toric surface (which may be a free-form surface or a spherical surface) with a radius of curvature of 100 mm or more to form a virtual image, and a back surface (the other optical surface) 201c. Is a similar convex spherical or aspherical surface.
  • the plate thickness of the projection unit 201 is preferably constant, but may be configured such that the thickness increases or decreases with distance from the center.
  • the end face (edge) of the projection unit 201 there are an upper end face 201b and a side end face 201e.
  • the projection surface 201a is a spherical or aspherical surface having a radius of curvature of 100 mm or more, preferably 200 mm or more and 800 mm or less, and a half mirror having a transmittance of 70% or more and 80% or less by depositing a known half mirror film. It is preferable to have a function. In addition, it is preferable that a hard coat is formed on the entire surface of the combiner 200 because scratches or the like are hardly formed. Note that the refractive index of the hard coat applied to the combiner 200 is desirably substantially equal to the refractive index of the combiner 200.
  • the hard coat is applied using a dipping method, a spray method, a flow method, a spin method, or the like, but a dipping method is used in an example described later.
  • the film thickness is applied in the range of 0.5 to 20 ⁇ m, preferably 1 to 10 ⁇ m.
  • the attachment portion 202 connected to the lower end surface 201d of the projection portion 201 is preferably in the same rectangular shape and has an extended surface having the same radius of curvature as the projection surface 201a.
  • Each attachment portion 202 is formed with two attachment holes 202a and 202b, each having an axis parallel to the optical axis.
  • a bolt BT (see FIG. 2) is inserted into one of the mounting holes 202a and 202b and screwed into a part of the vehicle body VH, or fixed to a part of the vehicle body VH with an adhesive or the like, whereby the combiner 200 is fixed to the vehicle body. Can be attached to VH.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the combiner according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a part of the manufacturing process of the combiner in a cut state indicated by the line VV in FIG.
  • the cross-sectional outline of the lower end surface 201d of the combiner 200 is a single arc.
  • molten resin PL is injected through a gate (not shown) into the cavities of molds MD1 and MD2 (schematically shown here) that are clamped, and then cured.
  • the molds MD1 and MD2 are opened to take out the combiner 200 (main body injection molding process).
  • the end face after molding has an arithmetic average roughness of about Ra 2 ⁇ m.
  • the hard coat material HC adheres to the entire projection unit 201 in the form of a film.
  • the jig JG is transported to the drying process, where it is left at an environmental temperature of 80 ° C. for 3 minutes to dry the hard coat material HC.
  • the organic solvent contained in the hard coat material HC evaporates, but is not completely cured. Therefore, the hard coat material HC hangs down to the processing end surface 201b side by its own weight, and the film thickness on the processing end surface 201b becomes unevenly thicker than the film thickness of other portions (see FIG. 5A).
  • the maximum is about 300 ⁇ m.
  • the jig JG is lowered to press the processing end surface 201b of the combiner 200 against the pressing surface EDa of the end surface type ED.
  • the hard coat material HC adhered to the processing end surface 201b maintains a flowable state, a part of the hard coat material HC moves to the side by being pressed against the pressing surface EDa,
  • the film thickness is uniformly adjusted to about 20 to 40 ⁇ m, for example.
  • the hard coat material HC of the projection unit 201 is cured and irradiated.
  • the UV light is transmitted through the combiner 200 and emitted from the processing end face 201b, and the hard coat material HC between the end face type ED is cured and a hard coat layer is formed (curing step).
  • the integrated light quantity at this time is, for example, 1000 mJ / cm 2 , so that the combiner 200 can obtain a surface hardness of about pencil hardness H.
  • the film thickness can be adjusted using the end face type ED during the curing process, even when fine unevenness is formed on the processing end face 201b of the combiner 200, it is applied to the hard coat HC. It is possible to provide a combiner 200 that is suppressed from being buried and can effectively reduce primary reflection and window reflection while suppressing cost.
  • the combiner 200 having a desired shape can be obtained, so that the end face reflection can be accurately reduced. become.
  • the hard coat material is used as the coating material, but in addition to increasing the hardness, it is also possible to improve the antifouling performance by ensuring the water and oil repellency functions of the projection part as a secondary function. To contribute. Moreover, the function of scratch resistance and the function of chemical resistance can be imparted. In this case, since the hard coat layer remains on the processing end surface 201b, the chemical resistance is further improved. However, as a layer different from the hard coat layer, a coat imparted with antifouling, water repellency and oil repellency may be applied.
  • the cross-sectional inner shape of the pressing surface EDa of the end surface type ED has a single or plural (for example, five or less) arc shape combination or a straight shape in accordance with the cross-sectional outer shape of the processing end surface 201b of the combiner 200. May be. When it has an arc shape, an arc having a radius of 3 mm or more and 5 mm or less is preferable. It is preferable that the hard coat HC of the processing end surface 201b transferred and shaped by the pressing surface EDa has a substantially constant shape in an arbitrary cross section cut by a cross section orthogonal to the display surface of the projection unit 201. “Substantially constant” means that the dimensional variation with respect to the average value is 20% or less.
  • the hard coat HC cured on the processing end surface 201b of the combiner 200 has a rough surface with an arithmetic average roughness Ra of 20 ⁇ m or less (preferably 6 ⁇ m to 10 ⁇ m).
  • the arithmetic average roughness Ra is measured by a center line average roughness in accordance with JIS 0601-1976 (standard for arithmetic average roughness Ra).
  • the arithmetic average roughness Ra of the hard coat surface after shaping was 15 ⁇ m.
  • the arithmetic average roughness Ra of the hard coat surface after shaping was 8 ⁇ m.
  • the arithmetic average roughness Ra of the hard coat surface after shaping was 10 ⁇ m.
  • the arithmetic average roughness Ra of the hard coat surface after shaping was 10 ⁇ m.
  • the arithmetic average roughness Ra of the hard coat surface after shaping was 4 ⁇ m.
  • Curing methods in the curing process include a UV curing type and a thermosetting type.
  • the upper end surface of the combiner may have a design shape.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably substantially constant.
  • the shape in the thickness direction of the treated end face after curing is preferably a cross-sectional shape defined by combining five or less arcs or straight portions from the viewpoint of mold processing. It is preferable to accurately shape the end face shape after hard coat shaping including the chamfered portion.
  • the present invention is not limited to the embodiments and examples described in the specification, and includes other embodiments, examples, and modified examples. It will be apparent to those skilled in the art from the technical idea.
  • the display member and the head-up display device of the present invention can be used not only for automobiles but also for airplanes and heavy machinery.
  • Drawing unit 110 Drawing device 111 Liquid crystal display panel 120 Concave mirror 130 Housing 200
  • Combiner 201 Projection part 201a Projection surface (optical surface) 201b Upper end surface 201c Back surface (optical surface) 201d Lower end surface 201e Side end surface 201q End surface main surface 202 Mounting portion 202a, 202b Mounting hole BT Bolt DB Dashboard DR Driver ED, ED 'End surface type EDa, EDa' Pressing surface HC Hard coat material, Hard coat MD1, MD2 Mold VH Body WS Front window

Abstract

低コストでありながら、車両外部からの外光の反射光が観察者の目へ入射することを低減できる表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供する。表示部材の製造方法は、金型を用いて表示部材を射出成形する本体成形工程と、前記本体成形工程の後に、前記表示部材の少なくとも１つの端面に被膜材料を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記少なくとも一つの端面に対して、所定の形状を有する端面型を押し当てた状態で前記被膜材料を硬化させる硬化工程と、を有する。

Description

表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置
　本発明は、例えば自動車での使用を主たる用途とするヘッドアップディスプレイ装置、より詳細には、半透明の表示部材（コンバイナ）を介して、コンバイナを透過する光により視認される車両前方風景と、コンバイナを反射する光により提供される画像や情報をドライバー（観察者）の視野において重ねて視認させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置、及びそれに用いる表示部材並びにその製造方法に関する。
　自動車の運転中、車両内で計器類の速度などの情報を直接、フロントガラス等に虚像として映し出すことができれば、視野を変化させることなく運転でき、事故防止につながる。そこで、人間の視野に直接情報を映し出す手段として、ヘッドアップディスプレイ装置が開発された。かかるヘッドアップディスプレイ装置においては、通常、小型の液晶プロジェクターなどの投影機から出射された光が、ハーフミラー材を含んだ透明基材からなるコンバイナ(表示部材)や、フロントガラスにおいて透過および反射されるようになっている。従ってドライバー（観察者）は、コンバイナ等に表示された情報を取得するとともに、コンバイナ等を透かして外の風景などの外部情報を同時に取得することができる。
　ところでコンバイナにおいては、太陽光等の外光がコンバイナの上端面で反射して観察者に向かってしまい、観察者が眩しさを感じる恐れがある。これに対し特許文献１では、コンバイナの上端面を粗面化することにより光を拡散し、観察者方向への光の反射を抑制している。一方、特許文献２では外光が上端面で反射した後に自動車のフロントウィンドウで再反射して、観察者に向かってしまうことを抑制するために、コンバイナの上端面に特定の微細形状を設けている。これにより、上端面で反射した後にフロントウィンドウで再反射して観察者に向かう光の光量を低減している。また、端面反射防止のために、上端面のドライバーに近い側から遠い側に向かって精度よいＲ形状を形成することもある。さらに端面反射防止以外にも、意匠性向上のため端面部に微細形状を設けることもある。従来は、この端面部の形状は金型や切削加工により形成している。
特開２０００－３９５８１号公報 特開２０１４－２１１５３３号公報
　ここで、傷つき防止のためコンバイナにある程度の硬さを持たせるようにすべく、その表面に形成される層にハードコート層を設けることがある。ハードコート処理は、一般的にコート液の塗布後、樹脂を硬化させることで行われるが、この際に端面部がコート液に覆われてしまい，元の形状が埋没してしまう恐れがある。これに対して、成形時に微細形状をある程度大きく作り込むことによって、コート液の硬化後にも微細形状がある程度残るようにすることも考えられ、それにより一定の効果は期待できる。しかしながら、硬化時に作用するコート液の自重等の影響により、コート形状を精度良く制御することは困難であり、所望としていた形状とは異なる形状が形成されてしまう恐れがある。さらに、微細形状をある程度大きくすることで、コート液硬化後も、ある程度微細形状が残るようにすることもできるが、微細形状を細かくした場合には、これがコート液に覆われて埋没してしまう恐れがある。また、端面部にＲ形状を設ける場合にも、端面部のＲ形状に塗布されるコート液の制御が難しく、硬化後の形状が所望のＲ形状とは異なる形状となってしまう恐れがある。そのような場合には、埋没した形状を改めて創成するために、切削加工による追加工程が必要となってしまいコスト増を招くこととなる。さらに追加での切削加工を行うことによって、せっかく端面部に施したハードコートが剥がれてしまうという問題もある。
　本発明は、低コストでありながら、車両外部からの外光の反射光が観察者の目へ入射することを低減できる表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した表示部材の製造方法は、光源からの表示光を観察者の方向に反射または回折して表示像として表示し、前記観察者に視認させるようになっている表示部材の製造方法であって、
　金型を用いて前記表示部材を射出成形する本体成形工程と、
　前記本体成形工程の後に、前記表示部材の少なくとも１つの端面に被膜材料を塗布する塗布工程と、
　前記塗布工程の後に、前記少なくとも一つの端面に対して、所定の形状を有する端面型を押し当てた状態で前記被膜材料を硬化させる硬化工程と、を有するものである。
　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映した表示部材は、光源からの表示光を観察者の方向に反射または回折して表示像として表示し、前記観察者に視認させるようになっている表示部材であって、
　樹脂製の本体部の少なくとも１つの端面上には、ハードコート層が形成されており、
　前記端面上のハードコート層は、少なくとも一つのＲ形状を有し、及び／又は算術平均粗さＲａ２０μｍ以下の粗し形状を有するものである。
　本発明によれば、低コストでありながら、車両外部からの外光の反射光が観察者の目へ入射することを低減できる表示部材の製造方法、表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
本実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。 描画ユニット１００の構成を示す図である。 コンバイナ２００の断面を示す図である。 本実施形態のコンバイナの製造工程を示す図である。 図４のV-V線に示す切断した状態で、コンバイナの製造工程の一部を示す図である。 別の実施形態にかかるコンバイナの製造工程の一部を示す図である。 各実施例のコンバイナにおける処理端面を拡大して示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。車体ＶＨのダッシュボードＤＢ内には、描画ユニット１００が配置されており、ダッシュボードＤＢ上に固定配置された表示部材としてのコンバイナ２００に表示光を投影するようになっている。かかる表示光は反射又は回折により観察者であるドライバーＤＲの瞳に導かれ、虚像（表示像）を表示するようになっている。一方、ドライバーＤＲは虚像に重ねて、コンバイナを透過した風景等の実像を観察することができる。コンバイナ２００は、折りたたみ式でダッシュボード内に収納可能となっていても良い。描画ユニット１００とコンバイナ２００とでヘッドアップディスプレイ装置を構成する。
　図２は、描画ユニット１００の概略構成を示す図である。描画ユニット１００は、液晶表示パネル１１１を備えた描画デバイス１１０と、凹面鏡１２０と、ハウジング１３０とから主に構成されている。描画デバイスの構成は、例えば特開２０１２－２０３１７６号公報に詳細が記載されている。
　液晶表示パネル１１１は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着してなるものであり、描画デバイス１１０内の不図示の光源から液晶表示パネル１１１面へ導かれた光線は、液晶表示パネル１１１を透過して表示光Ｌとなり、投射光学系を構成する凹面鏡（又は平面ミラー）１２０に照射され、ここで反射した後コンバイナ２００に向かうようになっている。コンバイナ２００は、厚さ２～３ｍｍ(１０ｍｍ以下であると好ましい)の板状に形成された板材となっている。コンバイナ２００の投影面（ドライバー側）は、虚像を形成するために曲率半径が１００ｍｍ以上の凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面（車両前方側）はそれに類似した球面又は非球面である。
　図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(ドライバー側)を示す図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)の構成をB-B線で切断して矢印方向に示す図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)の構成をC-C線で切断して矢印方向に示す図である。図において、コンバイナ２００は、厚さ２～３ｍｍ(１０ｍｍ以下であると好ましい)の板状に成形され、投影部（本体部）２０１と、一対の取付部２０２とを一体的に成形してなる。
　投影部２０１は、ポリカーボネート、ＣＯＰ、アクリルなどの透明な樹脂を射出成形(型内圧センサ利用)により成形することによって成形できる。投影部２０１の投影面（一方の光学面）２０１ａは、虚像を形成するために曲率半径が１００ｍｍ以上の凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面（他方の光学面）２０１ｃはそれに類似した凸状の球面又は非球面である。投影部２０１の板厚は一定であると好ましいが、中心から離れるにしたがって厚みが増大又は減少するように構成しても良い。
　投影部２０１の端面(エッジ)として上端面２０１ｂと側端面２０１ｅなどがある。
　投影面２０１ａは、曲率半径が１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上、８００ｍｍ以下の球面又は非球面であって、公知のハーフミラー膜を蒸着することで、透過率７０％以上、８０％以下のハーフミラー機能を有すると好ましい。又、コンバイナ２００の表面全体にハードコートを形成すると、傷などがつきにくく好ましい。尚、コンバイナ２００に付与するハードコートの屈折率は、コンバイナ２００の屈折率と略等しくすることが望ましい。ハードコートは、ディッピング法、スプレー法、フロー法、スピン法等を用いて塗工するが、後述する例ではディッピング式を用いる。膜厚は０．５μ～２０μｍの範囲で塗布し、好ましくは１～１０μｍである。
　投影部２０１の下端面２０１ｄにつながる取付部２０２は、互いに同じ形状の矩形状であり、投影面２０１ａと同一曲率半径である延長面を有すると好ましい。各取付部２０２には、２つの取付孔２０２ａ、２０２ｂが形成されており、それぞれ光軸に平行な軸線を有する。いずれかの取付孔２０２ａ、２０２ｂにボルトＢＴ(図２参照)を挿通して車体ＶＨの一部に螺合させたり、接着剤などにより車体ＶＨの一部に固定させことで、コンバイナ２００を車体ＶＨに取り付けることができる。
　次に、コンバイナ２００の製造方法について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態のコンバイナの製造工程を示す図である。図５は、図４のV-V線に示す切断した状態で、コンバイナの製造工程の一部を示す図である。この例では、コンバイナ２００の下端面２０１ｄの断面外形を単一円弧状としている。
　図４（ａ）において、型締めした金型ＭＤ１，ＭＤ２（ここでは模式的に示す）のキャビティ内に，不図示のゲートを介して溶融した樹脂ＰＬを射出し、これを硬化させた後に、図４（ｂ）に示すように、金型ＭＤ１，ＭＤ２を型開きしてコンバイナ２００を取り出す（本体射出成形工程）。射出成形後の段階では、コンバイナ２００の上端面２０１ｂを粗面化しない方が、金型ＭＤ１，ＭＤ２の加工が単純になるので好ましい。通常成形後の端面は算術平均粗さでＲａ２μｍ程度である。
　その後、図４（ｃ）に示すように、コンバイナ２００の取付部２０２を治具ＪＧで把持して、上端面（以下、処理端面という）２０１ｂを下方に向けた状態で、液体状のハードコート材料（被膜材料）ＨＣが貯留された容器ＶＬ上へと搬送する。ハードコート材料ＨＣとしては、ＵＶ光で硬化する、例えば中国塗料株式会社製の商品名「フォルシード」を好適に用いることができる。ハードコート材料ＨＣの粘度としては１０ｍＰａ・ｓ～５０ｍＰａ・ｓであると好ましい。
　次いで、図４（ｄ）の矢印で示すように、治具ＪＧを下降させて、コンバイナ２００の投影部２０１全体を容器ＶＬ内のハードコート材料ＨＣ内に浸漬（ディッピング）する（塗布工程）。このとき、治具ＪＧ及び取付部２０２はハードコート材料ＨＣに漬けないようにすることが望ましい。
　その後、図４（ｅ）に示すように、治具ＪＧを上昇させて、ハードコート材料ＨＣから引き上げると、投影部２０１全体にハードコート材料ＨＣが膜状に付着した状態になるから、図４（ｆ）に示すように、治具ＪＧを乾燥工程へと搬送し、ここで環境温度８０℃にて３分間放置して、ハードコート材料ＨＣを乾燥させる。このとき、ハードコート材料ＨＣは含有されていた有機溶媒が蒸散するが、完全には硬化していない状態である。従って、ハードコート材料ＨＣは自重にて処理端面２０１ｂ側に垂れてゆき、処理端面２０１ｂ上の膜厚が、それ以外の部位の膜厚より不均一に厚くなり（図５（ａ）参照）、例えば最大で３００μｍ程度となる。
　更に、図４（ｇ）に示すように、治具ＪＧをコンバイナ２００と共に、端面型ＥＤの上方へと搬送する。かかる状態が、視点を変えて図５（ａ）に示されている。端面型ＥＤは全体的に矩形板状であって、ガラス製又は透明樹脂製（金属製でも良い）であり、その上面に押し当て面ＥＤａを形成している。本例の押し当て面ＥＤａは鏡面であり、押し当て面ＥＤａの内形は、コンバイナ２００の処理端面２０１ｂの外形に略一致しており、すなわち断面Ｕ字状（図５参照）の溝が，長手方向に円弧状又はストレート状（図４（ｇ）参照）に延在しているごとき形状を有する。押し当て面ＥＤａの断面内形は、略均一であることが好ましい。
　次に、図４（ｈ）、図５（ｂ）に示すように、治具ＪＧを下降させて、コンバイナ２００の処理端面２０１ｂを、端面型ＥＤの押し当て面ＥＤａに対して押しつける。この段階では、処理端面２０１ｂに付着していたハードコート材料ＨＣは流動可能な状態を維持しているので、押し当て面ＥＤａに対して押しつけられることで一部が側方へと移動して、膜厚が例えば２０～４０μｍ程度に均一に調整されることとなる。
　かかる状態で、図４（ｈ）、図５（ｂ）に示すように、コンバイナ２００の外側の光源ＯＳからＵＶ光を照射すると、投影部２０１のハードコート材料ＨＣを硬化させると共に、照射されたＵＶ光がコンバイナ２００の内部を透過して処理端面２０１ｂから出射し、端面型ＥＤとの間のハードコート材料ＨＣを硬化させ，ハードコート層を形成することとなる（硬化工程）。このときの積算光量は，一例を挙げると１０００ｍJ/ｃｍ2であり、それによりコンバイナ２００は鉛筆硬度Ｈ程度の表面硬さを得ることができる。
　その後、図４（ｉ）、図５（ｃ）の矢印で示すように、治具ＪＧを上昇させて、コンバイナ２００を端面型ＥＤから離間させる。コンバイナ２００の処理端面２０１ｂで硬化したハードコートＨＣは、押し当て面ＥＤａの内形が転写され、算術平均粗さが最小で４ｎｍ程度となっている。
　更に後工程として、投影面２０１ａに、ＡＲコート層として、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2を含む膜構成を設け、ハーフミラー層として、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2を含む膜構成を設けることができる。尚、ハーフミラーコートの膜構成としては、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層することで所望の反射率特性を確保する。また、より良好な反射率特性を確保するため、あるいは基材、ハードコートとの密着性確保の観点から適宜任意の層間に中間屈折率層を挿入してもよく、成膜時にはＩＡＤ等のイオンアシスト処理を実施しても良い。高屈折率材料としては、ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2等を含む酸化物もしくは混合酸化物であり、低屈折率材料としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等を含む酸化物もしくは混合酸化物であり、挿入する中間屈折率層としてはＡｌ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ2等を含む酸化物もしくは混合酸化物である。更に防汚コート層としてフッ素系の材料を使用し、真空蒸着による膜が構成される。成膜順序は、基材側から、ハーフミラーに関しては、ハードコート、ハーフミラーコート、防汚コートの順が好ましく、ARコートに関しては、ハードコート、ARコート、防汚コートの順であることが好ましい。
　コンバイナ２００において、一次反射やウィンドウ反射を低減するために、金型転写により処理端面２０１ｂを粗し面としたり微細な凹凸形状を設けることがあるが、その上から、キズ対策として表面の硬度を確保するなどの理由でハードコートＨＣを施すと、ハードコートＨＣの膜厚が厚いために凹凸が埋まってしまい光の散乱効果が消失する恐れがある。かかる不具合を解消させるには、処理端面２０１ｂの厚すぎるハードコートＨＣを切除するなどの後工程が必要になり、コストの増大を招くこととなる。
　これに対し本実施形態によれば、硬化工程時に端面型ＥＤを用いて膜厚の調整を行えるので、例えコンバイナ２００の処理端面２０１ｂに微細な凹凸を形成した場合でも、それがハードコートＨＣに埋没することが抑制され、コストを抑えながら一次反射やウィンドウ反射を有効に低減することができるコンバイナ２００を提供できる。特に、端面型ＥＤの押し当て面ＥＤａを転写することで、硬化したハードコートＨＣの形状にバラツキがほとんどなく、所望の形状通りのコンバイナ２００とできるため、端面反射を正確に低減することが可能になる。
　又、被膜材料としてハードコート材料を用いているが、硬度を高める以外にも、その副次的機能としての投影部の撥水、撥油機能を確保して、防汚性能を高めることにも貢献する。又、耐擦傷性の機能や、耐薬品性の機能を付与することができる。かかる場合、処理端面２０１ｂもハードコート層が残っているので、耐薬品性が一層向上する。但し、ハードコート層とは別の層として、防汚、撥水、撥油性が付与されるコートを行っても良い。
　端面型ＥＤの押し当て面ＥＤａの断面内形は、コンバイナ２００の処理端面２０１ｂの断面外形に合わせて、単一もしくは複数（例えば５個以下）の円弧形状の組み合わせ、或いはストレート形状を有していても良い。円弧形状を有する場合、半径３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の円弧であると好ましい。押し当て面ＥＤａにより転写整形された処理端面２０１ｂのハードコートＨＣは、投影部２０１の表示面に直交する断面で切断した任意の断面において、略一定の形状となっていると好ましい。略一定とは、平均値に対する寸法バラツキが２０％以下であることをいう。特に単一もしくは複数の円弧を組み合わせた断面形状を持つ曲面形状をＲ形状といったとき、ハードコートＨＣのＲ形状における円弧は半径３ｍｍ以上、５ｍｍ以下であると好ましい。
　図６は、別の実施形態にかかるコンバイナの製造工程の一部を示す図であり、図５と同様な断面で示しているが，凹凸を誇張して図示している。図６（ａ）に示すように、本実施形態の端面型ＥＤ’は，押し当て面ＥＤａ’が粗し面となっている。それ以外の構成については、上述した実施形態と同様である。
　治具ＪＧを下降させて、図６（ｂ）に示すように、コンバイナ２００の処理端面２０１ｂを、端面型ＥＤ’の押し当て面ＥＤａ’に対して押しつけ、更に押し当て面ＥＤａ’を押し当てた状態で、ＵＶ光により処理端面２０１ｂのハードコート材料ＨＣを硬化させる。その後、図６（ｃ）の矢印で示すように、治具ＪＧを上昇させて、コンバイナ２００を端面型ＥＤ’から離間させると、押し当て面ＥＤａ’の内形状がハードコート材料ＨＣに転写され、同時に粗し形状も転写される。
　コンバイナ２００の処理端面２０１ｂで硬化したハードコートＨＣは、算術平均粗さＲａ２０μｍ以下（好ましくは６μｍ～１０μｍ）の粗し面となると好ましい。ここで、算術平均粗さＲａとは、ＪＩＳ０６０１－１９７６（算術平均粗さＲａの規格）に準拠した中心線平均粗さにより測定される。
　以下、実施例について説明する。図７は、各実施例のコンバイナにおける処理端面を拡大して示す、図５と同方向に見た断面図である。図７において、左側が凹面（投影面２０１ａ）側である。
（実施例１）
　図７（ａ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は単一の円弧（半径Ｒ１＝１．５ｍｍ）からなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、１５μｍだった。
（実施例２）
　図７（ｂ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は２つの円弧（半径Ｒ２＝１．５ｍｍ、半径Ｒ３＝３．５ｍｍ）の組み合わせからなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、８μｍだった。
（実施例３）
　図７（ｃ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は３つの円弧（半径Ｒ４＝１．５ｍｍ、半径Ｒ５＝３．５ｍｍ，半径Ｒ６＝１．５ｍｍ）の組み合わせからなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、１０μｍだった。
（実施例４）
　図７（ｄ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は３つの円弧（半径Ｒ７＝５．５ｍｍ、半径Ｒ８＝１２ｍｍ，半径Ｒ９＝２５ｍｍ）の組み合わせからなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、１０μｍだった。
（実施例５）
　図７（ｅ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は２つの円弧（半径Ｒ１０＝１．５ｍｍ）の間にストレート部とを組み合わせからなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、２０μｍだった。
（実施例６）
　図７（ｆ）に示す断面にて、コンバイナの厚さｔ＝３ｍｍであり、処理端面の断面外形は投影面に対して角度θで傾いたストレート部からなる。整形後のハードコート面の算術平均粗さＲａは、４μｍだった。
　処理端面のハードコートを、端面型を用いて整形しない場合（比較例）では、ハードコートの膜厚がいずれも最大３００μｍを超えていた。これに対して、上述した実施例では、処理端面のハードコートを、端面型を用いて整形することで２０～４０μｍとバラツキを抑えることができた。
　尚、面取り部は無くても構わないが、設ける場合には０ｍｍを超え、０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。一例として，図７（ｆ）の実施例のように、凸面側を半径０．１５ｍｍ，凹面側を半径０．３ｍｍの面取り部を設けることができる。但し、片側にのみ面取り部を設けても良い。また、Ｒ形状に限らず別の形状でもよい。
　硬化工程における硬化方法には、UV硬化タイプと熱硬化タイプがある。コンバイナの上端面を意匠性のある形状としても良い。ハードコート層の厚みは略一定であることが好ましい。硬化後の処理端面の厚み方向の形状は、５つ以下の円弧もしくはストレート部を組み合わせて規定される断面形状とすることが、金型加工の観点から好ましい。面取り部分も含めハードコート整形後の端面形状を精度よく成形することが好ましい。
　本発明は、明細書に記載の実施形態、実施例に限定されるものではなく、他の実施形態・実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、本発明の表示部材及びヘッドアップディスプレイ装置は、自動車に限らず、飛行機や重機にも用いることが出来る。
１００　　　　　　描画ユニット
１１０　　　　　　描画デバイス
１１１　　　　　　液晶表示パネル
１２０　　　　　　凹面鏡
１３０　　　　　　ハウジング
２００　　　　　　コンバイナ
２０１　　　　　　投影部
２０１ａ　　　　　投影面（光学面）
２０１ｂ　　　　　上端面
２０１ｃ　　　　　裏面（光学面）
２０１ｄ　　　　　下端面
２０１ｅ　　　　　側端面
２０１ｑ　　　　　端面主面
２０２　　　　　　取付部
２０２ａ、２０２ｂ　　取付孔
ＢＴ　　　　　　　ボルト
ＤＢ　　　　　　　ダッシュボード
ＤＲ　　　　　　　ドライバー
ＥＤ、ＥＤ’　　　端面型
ＥＤａ、ＥＤａ’　押し当て面
ＨＣ　　　　　　　ハードコート材料、ハードコート
ＭＤ１，ＭＤ２　　金型
ＶＨ　　　　　　　車体
ＷＳ　　　　　　　フロントウィンドウ

Claims (17)

  1. 　光源からの表示光を観察者の方向に反射または回折して表示像として表示し、前記観察者に視認させる表示部材の製造方法であって、
    　金型を用いて前記表示部材を射出成形する本体成形工程と、
    　前記本体成形工程の後に、前記表示部材の少なくとも１つの端面に被膜材料を塗布する塗布工程と、
    　前記塗布工程の後に、前記少なくとも１つの端面に対して、所定の形状を有する端面型を押し当てた状態で前記被膜材料を硬化させる硬化工程と、を有する表示部材の製造方法。
  2. 　前記被膜材料はハードコート材料である請求項１に記載の表示部材の製造方法。
  3. 　前記塗布工程において、ディッピング法により前記少なくとも１つの端面に前記被膜材料を塗布する請求項１又は２に記載の表示部材の製造方法。
  4. 　前記塗布工程と前記硬化工程との間に、前記被膜材料を乾燥させる乾燥工程を有する請求項１～３のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  5. 　前記本体成形工程において、前記少なくとも１つの端面は平面形状又はＲ形状を有するように成形される請求項１～４のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  6. 　前記硬化工程において、ＵＶ光を照射することで前記被膜材料を硬化させる請求項１～５のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  7. 　前記端面型は、ガラス又は透明樹脂から形成されている請求項１～６のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  8. 　前記端面型により、前記被膜材料に平面形状又はＲ形状が転写される請求項１～７のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  9. 　前記Ｒ形状は、半径３ｍｍ以上、半径５ｍｍ以下の曲面である請求項８に記載の表示部材の製造方法。
  10. 　前記Ｒ形状は、複数の半径を組み合わせた曲面から形成されている請求項８又は９に記載の表示部材の製造方法。
  11. 　前記端面型により、粗し面が転写される請求項１～１０のいずれかに記載の表示部材の製造方法。
  12. 　前記粗し面は、算術平均粗さで２０μｍ以下の面粗度を有する請求項１１に記載の表示部材の製造方法。
  13. 　光源からの表示光を観察者の方向に反射または回折して表示像として表示し、前記観察者に視認させるようになっている表示部材であって、
    　樹脂製の本体部の少なくとも１つの端面上には、ハードコート層が形成されており、
    　前記端面上のハードコート層は、少なくとも一つのＲ形状を有し、及び／又は、算術平均粗さＲａ２０μｍ以下の粗し形状を有する表示部材。
  14. 　前記Ｒ形状は、半径３ｍｍ以上、半径５ｍｍ以下の曲面である請求項１３に記載の表示部材。
  15. 　前記Ｒ形状は、複数の半径を組み合わせた曲面から形成されている請求項１３又は１４に記載の表示部材。
  16. 　前記Ｒ形状は、前記表示像を表示する前記本体部の表示面に直交する断面で切断した任意の断面において、略一定の形状となっている請求項１３～１５のいずれかに記載の表示部材。
  17. 　請求項１３～１６のいずれかに記載の表示部材と、前記表示部材に対して前記表示光出射する描画ユニットと、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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