WO2022075184A1 - 反射フィルム、ウインドシールドガラス、および、ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents

反射フィルム、ウインドシールドガラス、および、ヘッドアップディスプレイシステム Download PDF

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WO2022075184A1
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昭裕 安西
雄二郎 矢内
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    • G02B2027/0187Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B2027/0192Supplementary details
    • G02B2027/0194Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects

Definitions

  • the present invention relates to a reflective film that can be used as a combiner of a head-up display system, and a windshield glass and a head-up display system having this reflective film.
  • HUD head-up display
  • vehicle vehicle
  • various information such as maps, running speeds, and vehicle conditions to drivers and the like.
  • a virtual image of an image including the above-mentioned various information projected on the windshield glass is observed by a driver or the like.
  • the image formation position of the virtual image is located on the front side outside the vehicle from the windshield glass.
  • the image formation position of the virtual image is usually 1000 mm or more on the front side of the windshield glass, and is located on the outside world side of the windshield glass.
  • the driver can obtain the above-mentioned various information while looking at the outside world in front of the driver without significantly moving his / her line of sight. Therefore, when the head-up display system is used, it is expected to drive more safely while obtaining various information.
  • the head-up display system can be configured by arranging a reflective film on the windshield glass.
  • Various reflective films that can be used in head-up display systems have been proposed.
  • Patent Document 1 describes a windshield glass including a projected image display portion, wherein the projected image display portion includes a circularly polarized light reflecting layer and a ⁇ / 2 retardation layer, and the circularly polarized light reflecting layer has four or more cholesteric liquid crystal layers. Including, one layer of the four or more cholesteric liquid crystal layers is a cholesteric liquid crystal layer having a center wavelength of selective reflection at 350 nm or more and less than 490 nm, and the center wavelengths of the selective reflection of the four or more cholesteric liquid crystal layers are different from each other. Windshield glass is listed.
  • the windshield glass is irradiated with infrared light from the infrared light irradiation device, the infrared light is reflected by the reflective layer of the windshield glass, and the driver's face or pupil is irradiated with the infrared light.
  • the reflected infrared light is reflected by the reflective layer and received by the IR (infrared light) sensor to display the HUD image to the driver and detect the driver's face or iris.
  • the display location of the HUD image can be changed by following the movement of the eyes or face, and an alert can be issued or a break can be urged when the driver is dozing or looking aside for a long time.
  • infrared light having a wavelength of 810 nm is used for iris recognition.
  • infrared light having a wavelength of 850 nm or 940 nm is used for face recognition. Reflective films that can be used for various certifications using infrared light of such different wavelengths have not been considered.
  • the subject of the present invention is reflection, which can display an image when applied to a head-up display and can also support various authentications such as face authentication and iris authentication performed using various infrared light sources. It is an object of the present invention to provide a film and a windshield glass and a head-up display system using this reflective film.
  • Visible light selective reflection layer and It has an infrared light selective reflection layer and The visible light selective reflection layer has at least one reflection peak in the range of 380 nm to 850 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 5% to 25%.
  • Requirement 1 It has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of each reflection peak is 26% or more.
  • Requirement 2 It has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% or more, and the average value of the maximum value and the minimum value of the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the wavelength bandwidth of the region having higher reflectance is 120 nm to 500 nm.
  • Visible light selective reflection layer and It has an infrared light selective reflection layer and The visible light selective reflection layer has at least one reflection peak in the range of 380 nm to 850 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 5% to 25%.
  • Requirement 3 It has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of each reflection peak is 26% to 60%.
  • Requirement 4 It has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% to 60%, and the maximum value and the minimum value of the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the wavelength bandwidth in the region where the reflectance is higher than the average value is 120 nm to 500 nm.
  • the infrared light selective reflective layer has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% or more, and the maximum reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the infrared light selective reflection layer has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% to 60%, and the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer are composed of a cholesteric liquid crystal layer having a fixed cholesteric liquid crystal phase.
  • the visible light selective reflection layer is (I) It has at least one first reflection peak with a central reflection wavelength of 430 nm or more and less than 500 nm (ii) It has at least one second reflection peak with a central reflection wavelength of 530 nm or more and less than 600 nm (iii) Central reflection wavelength
  • the first glass plate and the second glass plate are curved glass, and are The second glass plate is arranged so that the concave surface faces the first glass plate.
  • the windshield glass according to [9] or [10] which has an interlayer film between the first glass plate and the reflective film.
  • the windshield glass according to any one of [9] to [11] wherein the first glass plate is clear glass and the second glass plate is green glass.
  • the present invention when applied to a head-up display, it is possible to display an image and also to support various authentications such as face authentication and iris authentication performed using various infrared light sources. Films, as well as windshield and head-up display systems using this reflective film, can be provided.
  • FIG. 7 It is a figure which shows an example of the reflective film of this invention conceptually. It is a figure which conceptually shows another example of the reflective film of this invention. It is a figure which conceptually shows an example of a visible light selective reflection layer and an infrared light selective reflection layer. It is a schematic diagram which shows an example of the head-up display provided with the windshield glass which has the reflective film of this invention. It is a figure which conceptually shows an example of the windshield glass which has the reflective film of this invention. It is a figure which conceptually shows the layer structure of the windshield glass shown in FIG. It is a figure which conceptually shows an example of the windshield glass which has the reflective film of this invention. It is a figure which conceptually shows the layer structure of the windshield glass shown in FIG. 7.
  • Angles such as “angle represented by a specific numerical value”, “parallel”, “vertical” and “orthogonal” include error ranges generally tolerated in the art, unless otherwise stated. Further, “same” includes an error range generally acceptable in the relevant technical field, and “whole surface” and the like also include an error range generally acceptable in the relevant technical field.
  • light means visible and natural (unpolarized) light unless otherwise noted.
  • Visible light is light having a wavelength visible to the human eye among electromagnetic waves, and usually indicates light in the wavelength range of 380 to 780 nm.
  • Invisible light is light in a wavelength region of less than 380 nm or in a wavelength region of more than 780 nm.
  • the light in the wavelength region of 420 nm to 490 nm is blue (B) light
  • the light in the wavelength region of 495 nm to less than 570 nm is green (G) light.
  • the light in the wavelength region of 620 nm to 750 nm is red (R) light.
  • the "visible light transmittance” is the A light source visible light transmittance defined in JIS (Japanese Industrial Standards) R 3212: 2015 (safety glass test method for automobiles). That is, the transmittance of each wavelength in the wavelength range of 380 to 780 nm is measured with a spectrophotometer using an A light source, and the transmittance is obtained from the wavelength distribution and wavelength interval of the CIE (International Lighting Commission) light adaptation standard luminosity. It is the transmittance obtained by multiplying the transmittance at each wavelength and weight averaging the weight coefficient to be obtained.
  • the term "reflected light” or “transmitted light” is used to include scattered light and diffracted light.
  • P-polarization means polarization that vibrates in a direction parallel to the incident plane of light.
  • the incident surface means a surface perpendicular to the reflecting surface (such as the surface of the windshield glass) and containing the incident light rays and the reflected light rays.
  • the vibration plane of the electric field vector is parallel to the entrance plane.
  • the front phase difference is a value measured using AxoScan manufactured by Axometrics. Unless otherwise specified, the measurement wavelength is 550 nm.
  • the measurement wavelength is 550 nm.
  • a value measured by KOBRA 21ADH or WR (manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.) in which light having a wavelength within the visible light wavelength range is incident in the film normal direction can also be used.
  • the wavelength selection filter can be replaced manually, or the measured value can be converted by a program or the like for measurement.
  • Projection image means an image based on the projection of light from the projector used, not the surrounding landscape such as the front.
  • the projected image is observed as a virtual image that appears above the reflective film of the windshield glass when viewed from the observer.
  • the “screen image” means an image displayed on a drawing device of a projector or an image drawn on an intermediate image screen or the like by a drawing device.
  • the image is a real image as opposed to a virtual image.
  • the image and the projected image may be a monochromatic image, a multicolored image of two or more colors, or a full-color image.
  • the reflective film of the present invention is Visible light selective reflection layer and It has an infrared light selective reflection layer and The visible light selective reflection layer has at least one reflection peak in the range of 380 nm to 850 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 5% to 25%.
  • the infrared light selective reflection layer is a reflective film that satisfies Requirement 1 or Requirement 2.
  • Requirement 1 It has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of each reflection peak is 26% or more.
  • Requirement 2 It has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% or more, and the average value of the maximum value and the minimum value of the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the wavelength bandwidth of the region having higher reflectance is 120 nm to 500 nm.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing an example of the reflective film of the present invention.
  • the reflective film 10a shown in FIG. 1 has a visible light selective reflection layer 12 and an infrared light selective reflection layer 14a laminated in the thickness direction.
  • the reflective film 10a having the visible light selective reflection layer 12 and the infrared light selective reflection layer 14a is incorporated in the windshield glass and used in a head-up display system.
  • the HUD having the reflective film of the present invention irradiates the windshield glass with an image from the projector like a normal HUD, and reflects the image light with the reflective film of the windshield glass to the driver. indicate.
  • the windshield glass is irradiated with infrared light from the infrared light irradiator, the infrared light is reflected by the reflective film of the windshield glass, and the driver's face or pupil is irradiated with the infrared light and reflected.
  • the reflected infrared light is reflected by the reflective layer and received by the IR (infrared light) sensor.
  • the HUD having the reflective film of the present invention can display the HUD image to the driver and detect the driver's face or iris.
  • the visible light selective reflection layer 12 is a reflection layer that selectively reflects light in the wavelength range of 380 nm to 850 nm, that is, mainly visible light, and transmits light in other wavelength ranges (infrared light), and is 380 nm. It has at least one reflected peak in the range of ⁇ 850 nm, and has a reflectance of 5% to 25% for natural light (non-polarized light) at the wavelength of the reflected peak.
  • the visible light selective reflection layer 12 selectively reflects red light
  • an R reflection layer 16R that selectively reflects red light
  • a G reflection layer 16G that selectively reflects green light
  • blue light It has a structure in which the B reflective layer 16B is laminated in the thickness direction.
  • the R reflective layer 16R is a reflective layer that selectively reflects light in the wavelength range of red light and transmits light in another wavelength range.
  • the R reflection layer 16R has at least one reflection peak in the wavelength range of red light.
  • the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak of the R reflection layer 16R is 5% to 25%.
  • the G reflection layer 16G is a reflection layer that selectively reflects light in the wavelength range of green light and transmits light in other wavelength ranges.
  • the G reflection layer 16G has at least one reflection peak in the wavelength range of green light.
  • the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak of the G reflection layer 16G is 5% to 25%.
  • the B reflective layer 16B is a reflective layer that selectively reflects light in the wavelength range of blue light and transmits light in another wavelength range.
  • the B reflection layer 16B has at least one reflection peak in the wavelength range of blue light.
  • the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak of the B reflection layer 16B is 5% to 25%.
  • the visible light selective reflection layer 12 has an R reflection layer 16R, a G reflection layer 16G, and a B reflection layer 16B, so that at least three reflection peaks in the range of 380 nm to 850 nm and a natural light reflectance of 5% to 25% are obtained. Can be configured to have. For example, when the R reflection layer 16R, the G reflection layer 16G, and the B reflection layer 16B each have one reflection peak, the visible light selective reflection layer 12 has a configuration having three reflection peaks in the range of 380 nm to 850 nm. Become.
  • the reflective film 10a was incorporated into a windshield glass by having a visible light selective reflective layer 12 having at least one reflective peak in the range of 380 nm to 850 nm, and was used in an in-vehicle head-up display system (HUD).
  • HUD in-vehicle head-up display system
  • the image projected on the windshield glass can be reflected by the driver or the like, and the virtual image of the projected image can be visually recognized by the driver or the like.
  • the visible light selective reflection layer 12 has a natural light reflectance of 25% or less at the wavelength of the reflection peak in the range of 380 nm to 850 nm, the transmittance required for an in-vehicle head-up display system is maintained. be able to.
  • the visible light selective reflection layer 12 (R reflection layer 16R, G reflection layer 16G, and B reflection layer 16B) that selectively reflects light of a specific wavelength is a cholesteric liquid crystal layer formed by fixing a cholesteric liquid crystal phase, or a cholesteric liquid crystal layer.
  • a laminated body (so-called dielectric multilayer film) in which a plurality of optically anisotropic layers and isotropic layers are alternately laminated is preferably used.
  • the cholesteric liquid crystal layer and the laminated body in which a plurality of optically anisotropic layers and isotropic layers are alternately laminated will be described in detail later.
  • the visible light selective reflection layer 12 has a configuration having three reflection layers (R reflection layer 16R, G reflection layer 16G, and B reflection layer 16B) having reflection peaks having different wavelengths.
  • the present invention is not limited to this, and the visible light selective reflective layer 12 may have a configuration having one reflective layer, a configuration having two reflective layers, or a configuration having four or more reflective layers. May be.
  • the visible light selective reflection layer 12 includes an R reflection layer 16R that reflects red light, a G reflection layer 16G that reflects green light, and a B reflection layer 16B that reflects blue light.
  • the visible light selective reflection layer 12 may have a reflection layer that selectively reflects visible light in a wavelength range other than red light, green light, and blue light.
  • the visible light selective reflection layer 12 may have a configuration having two or more R reflection layers having different wavelengths of the reflection peaks.
  • the visible light selective reflection layer has (i) at least one first reflection peak having a central reflection wavelength of 430 nm or more and less than 500 nm, and (ii) a central reflection wavelength of 530 nm or more and less than 600 nm. It is preferable to satisfy at least two of (i) to (iii) of (iii) having at least one second reflection peak and (iii) having a third reflection peak having a central reflection wavelength of 600 nm or more and 850 nm or less.
  • the B reflective layer 16B satisfies (i)
  • the G reflective layer 16G satisfies (ii)
  • the R reflective layer 16R satisfies (iii).
  • the visible light selective reflection layer satisfies at least two of the above (i) to (iii)
  • the reflective film is used for the HUD
  • the projected two-color image or the color image is reflected. Can be displayed.
  • the reflection peak is a peak having a maximum value of 2% or more in difference from the adjacent minimum value and a half width of 10 to 200 nm.
  • the infrared light selective reflection layer is a reflection layer that selectively reflects infrared light and transmits light in another wavelength range (visible light), and satisfies the following requirement 1 or requirement 2.
  • -Requirement 1 It has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of each reflection peak is 26% or more.
  • Requirement 2 It has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% or more, and the average of the maximum value and the minimum value of the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the wavelength bandwidth (hereinafter, simply referred to as “wavelength bandwidth”) in the region where the reflectance is higher than the value is 120 nm to 500 nm.
  • the infrared light selective reflection layer is composed of at least one reflective layer that selectively reflects light in a predetermined wavelength range and transmits light in another wavelength range.
  • the infrared light selective reflection layer is preferably a cholesteric liquid crystal layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed, or a laminated body in which a plurality of optically anisotropic layers and isotropic layers are alternately laminated (so-called dielectric multilayer layer). It is composed of a membrane).
  • the infrared light selective reflection layer 14a when the infrared light selective reflection layer 14a is composed of one reflection layer, the selective reflection wavelength and wavelength of the cholesteric liquid crystal layer serving as the reflection layer or the dielectric multilayer film.
  • the infrared light selective reflection layer 14a has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, and can satisfy the requirement 2.
  • the infrared light selective reflective layer 14b is configured to have the first reflective layer 18a and the second reflective layer 18b, and the first reflective layer 18a and the second reflective layer are provided.
  • the 18b may reflect polarized light having the same selective reflection wavelength and orthogonal to each other (for example, the first reflective layer 18a is a right circularly polarized light reflecting layer, and the second reflecting layer 18b is a left circularly polarized light reflecting layer).
  • the polarized light orthogonal to each other is the polarized light located on the back side of the Poincare sphere, such as the north pole point and the south pole point in the Poincare sphere.
  • the polarizations orthogonal to each other are, for example, right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light in the case of circularly polarized light, and linearly polarized light orthogonal to each other in the case of linearly polarized light.
  • the infrared light selective reflection layer 14b has a configuration including the first reflection layer 18a and the second reflection layer 18b, and the selective reflection wavelength of the first reflection layer 18a.
  • the infrared light selective reflection layer 14b has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and satisfies the requirement 1. be able to.
  • infrared light having a wavelength of 810 nm is used for iris recognition.
  • infrared light having a wavelength of 850 nm or 940 nm is used for face recognition. Reflective films that can be used for various certifications using infrared light of such different wavelengths have not been considered.
  • the reflective film of the present invention has an infrared selective reflective layer, and the infrared selective reflective layer reflects two or more with a natural light reflectance of 26% or more in the range of 900 nm to 1200 nm. It has a peak or has one reflection peak having a natural light reflectance of 26% or more and a wavelength bandwidth of 120 nm to 500 nm.
  • the reflective film of the present invention uses infrared light having different wavelengths because the infrared light selective reflection layer has a plurality of reflection peaks or reflection peaks having a wide wavelength bandwidth in the wavelength range of infrared light. It can be suitably used for various types of certification.
  • the light is irradiated so as to be incident on the main surface of the reflective film at a predetermined angle (for example, an incident angle of 60 °).
  • a predetermined angle for example, an incident angle of 60 °.
  • the wavelength reflected by the infrared light selective reflection layer is short-wave shifted. Therefore, since the infrared light selective reflection layer has a reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, infrared light having wavelengths of 810 nm, 850 nm, and 940 nm used for various certifications can be suitably reflected.
  • the infrared light selective reflection layer has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm from the viewpoint that the infrared light selective reflection layer can suitably reflect the infrared light used for various certifications.
  • the wavelength bandwidth is preferably 170 nm to 400 nm, more preferably 210 nm to 400 nm.
  • the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is preferably 26% to 100%, more preferably 26% to 90%, further preferably 26% to 80%, and particularly preferably 26% to 60%.
  • the infrared light selective reflection layer satisfies the following requirement 3 or requirement 4.
  • -Requirement 3 It has two or more reflection peaks in the range of 900 nm to 1200 nm, and the natural light reflectance at the wavelength of each reflection peak is 26% to 60%.
  • Requirement 4 It has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm, the natural light reflectance at the wavelength of the reflection peak is 26% to 60%, and the maximum and minimum values of the reflectance in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the wavelength bandwidth in the region where the reflectance is higher than the average value of is 120 nm to 500 nm.
  • the infrared light selective reflection layer 14a is composed of one reflective layer
  • the infrared light selective reflection layer 14b is composed of two reflective layers.
  • the present invention is not limited to this, and the infrared light selective reflection layer may be composed of three or more reflective layers having different selective reflection wavelengths.
  • the infrared light selective reflection layer has one reflection peak in the range of 900 nm to 1200 nm and the wavelength bandwidth is 120 nm to 500 nm
  • the infrared light selective reflection layer has a reflection wavelength band.
  • the configuration may have one reflection layer having a wide width, or the infrared light selective reflection layer may have one reflection peak having a wide bandwidth by stacking a plurality of reflection layers having similar central reflection wavelengths. good.
  • each reflective layer of the visible light selective reflection layer the cholesteric liquid crystal layer serving as each reflective layer of the infrared light selective reflection layer, and the dielectric multilayer film will be described.
  • the cholesteric liquid crystal layer means a layer in which the cholesteric liquid crystal phase is fixed.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be a layer in which the orientation of the liquid crystal compound which is the cholesteric liquid crystal phase is maintained.
  • the cholesteric liquid crystal layer is a layer obtained by setting a polymerizable liquid crystal compound in an oriented state of the cholesteric liquid crystal phase, polymerizing it by irradiation with ultraviolet rays, heating, or the like, and curing it.
  • the cholesteric liquid crystal layer is preferably a layer that has no fluidity and at the same time has changed to a state in which the orientation state is not changed by an external field or an external force.
  • the optical properties of the cholesteric liquid crystal phase are maintained in the layer, and the liquid crystal compound in the layer does not have to exhibit liquid crystal property anymore.
  • the polymerizable liquid crystal compound may have a high molecular weight due to a curing reaction and no longer have liquid crystallinity.
  • the cholesteric liquid crystal phase is known to exhibit selective reflectivity at specific wavelengths.
  • the longer the spiral pitch the longer the selective reflection center wavelength of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the spiral pitch is, that is, one pitch of the spiral structure of the cholesteric liquid crystal phase (the period of the spiral), in other words, one turn of the spiral. That is, the spiral pitch is the length in the spiral axis direction in which the director of the liquid crystal compound constituting the cholesteric liquid crystal phase (in the case of a rod-shaped liquid crystal compound, the major axis direction) rotates 360 °.
  • the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal phase depends on the type of chiral agent used together with the liquid crystal compound and the concentration of the chiral agent added when forming the cholesteric liquid crystal layer. Therefore, by adjusting these, a desired spiral pitch can be obtained. That is, when a cholesteric liquid crystal layer is used as the reflective layer of the visible light selective reflection layer, the type of chiral agent and the concentration of the chiral agent added so that the selective reflection center wavelength of the cholesteric liquid crystal layer is in the range of 380 nm to 850 nm. To adjust the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal phase. Further, as in the example shown in FIG.
  • the type of chiral agent for forming each reflection layer and the chiral when the visible light selective reflection layer has an R reflection layer, a G reflection layer, and a B reflection layer, the type of chiral agent for forming each reflection layer and the chiral.
  • the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal phase may be adjusted so that the selective reflection center wavelength of each reflective layer is in a desired range by adjusting the addition concentration of the agent.
  • the spiral pitch of the cholesteric liquid crystal phase may be adjusted by adjusting the addition concentration.
  • the cholesteric liquid crystal phase exhibits selective reflectivity for either left or right circular polarization at a specific wavelength. Whether the reflected light is right-handed or left-handed depends on the twisting direction (sense) of the spiral of the cholesteric liquid crystal phase.
  • the selective reflection of circularly polarized light by the cholesteric liquid crystal phase reflects the right circularly polarized light when the spiral twisting direction of the cholesteric liquid crystal phase is right, and reflects the left circularly polarized light when the spiral twisting direction is left.
  • the direction of rotation of the cholesteric liquid crystal phase can be adjusted by the type of the liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer and / or the type of the chiral agent added.
  • the width of the selective reflection band can be controlled by adjusting ⁇ n.
  • ⁇ n can be adjusted by the type of the liquid crystal compound forming the cholesteric liquid crystal layer, the mixing ratio thereof, and the temperature at the time of fixing the orientation. Therefore, the wavelength bandwidth can be adjusted by adjusting the half-value width ⁇ of the selective reflection band by adjusting the type of the liquid crystal compound, the mixing ratio thereof, the temperature at the time of fixing the orientation, and the like.
  • a configuration may be configured in which two or more cholesteric liquid crystal layers having different selective reflection wavelengths are provided.
  • the reflection band of the reflective layer can be widened.
  • the method for forming the cholesteric liquid crystal layer is not particularly limited, and various known methods may be used for forming the cholesteric liquid crystal layer.
  • a liquid crystal composition in which a liquid crystal compound, a chiral agent, a polymerization initiator, and a surfactant added as needed are dissolved in a solvent is placed on a support or on a support. It can be formed by applying it to the formed underlying layer and drying it to obtain a coating film, orienting the liquid crystal compound in the coating film, and irradiating the coating film with active light to cure the liquid crystal composition. ..
  • the support is formed after the cholesteric liquid crystal layer to be each reflection layer is formed on the support.
  • a visible light selective reflection layer and / or an infrared light selective reflection layer having a structure in which a plurality of cholesteric liquid crystal layers (reflection layers) are laminated may be formed by peeling from the surface and bonding them together.
  • the next cholesteric liquid crystal layer is sequentially formed on the formed cholesteric liquid crystal layer, and a plurality of cholesteric liquid crystal layers (reflective layers) are laminated.
  • a visible light selective reflection layer and / or an infrared light selective reflection layer may be formed.
  • liquid crystal compound used for forming the cholesteric liquid crystal layer is not limited, and various known rod-shaped liquid crystal compounds and disc-shaped liquid crystal compounds are used. Further, a polymerizable liquid crystal compound is preferable.
  • liquid crystal compound examples include Makromol. Chem. , 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No. 4,683,327, US Pat. No. 5,622,648 and US Pat. No. 5,770,107, International Publication No. 1995 / 22586, International Publication No. 1995/24455, International Publication No. 1997/00600, International Publication No. 1998/23580, International Publication No. 1998/52905, International Publication No. 2016/194327 and International Publication No. 2016/052367
  • the liquid crystal composition may contain two or more kinds of liquid crystal compounds.
  • the content of the liquid crystal compound in the liquid crystal composition is not particularly limited, but is preferably 80 to 99.9% by mass, preferably 84 to 99.% With respect to the solid content mass (mass excluding the solvent) of the liquid crystal composition. 5% by mass is more preferable, and 87 to 99% by mass is further preferable.
  • Chiral agent As the chiral agent, various known ones can be used. Chiral agents have the function of inducing the helical structure of the cholesteric liquid crystal phase. Since the sense or spiral pitch of the induced spiral differs depending on the chiral agent, it may be selected according to the purpose. The force by which the chiral agent induces the helical structure of the cholesteric liquid crystal phase is called the helical Twisting Power (HTP). When the same concentration of chiral agent is used, the larger the HTP, the smaller the spiral pitch.
  • HTP helical Twisting Power
  • Examples of chiral agents include liquid crystal device handbooks (Chapter 3, 4-3, TN, chiral agents for STN, p. 199, Japan Society for the Promotion of Science 142, ed., 1989), and JP-A-2003-287623. Examples of the compounds described in JP-A-2002-302487, JP-A-2002-80478, JP-A-2002-80851, JP-A-2010-181852, JP-A-2014-034581 and the like are exemplified. To.
  • the chiral agent generally contains an asymmetric carbon atom, but an axial asymmetric compound or a plane asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used as the chiral agent. Examples of axial or asymmetric compounds include binaphthyl, helicene, paracyclophane and derivatives thereof.
  • the chiral agent may have a polymerizable group.
  • the repeating unit derived from the polymerizable liquid crystal compound and the repeating unit derived from the chiral agent are derived by the polymerization reaction between the polymerizable chiral agent and the polymerizable liquid crystal compound. It is possible to form a polymer having a repeating unit.
  • the polymerizable group of the polymerizable chiral agent is preferably a group of the same type as the polymerizable group of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the chiral agent may be a liquid crystal compound.
  • the chiral agent may be a chiral agent in which HTP is changed by causing return isomerization, dimerization, isomerization, dimerization, etc. by irradiation with light.
  • the content of the chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.01 to 200 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, based on the total molar amount of the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal composition further comprises a polymerization initiator, a cross-linking agent, an orientation control agent, a surfactant, a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a coloring material, and a metal, if necessary. Oxide fine particles and the like may be contained within a range that does not deteriorate the optical performance. Further, the liquid crystal composition may contain a solvent.
  • the reflective film may include a polarization conversion layer, a support, an adhesive layer, and the like in addition to the cholesteric liquid crystal layer.
  • the reflective film when used as the reflective layer of the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer, it is preferable that the reflective film further has a retardation layer.
  • the reflective film has a retardation layer, and when incorporated into the windshield glass, the retardation layer is placed on the incident side of the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer to position the incident linear polarization.
  • the phase difference layer can be converted into circular polarization, the converted circular polarization can be reflected by the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer, and the reflected circular polarization can be converted into linear polarization again. That is, the reflective film can reflect linearly polarized light by having a retardation layer.
  • the reflective film incorporated in the windshield glass preferably reflects p-polarized light from the viewpoint of suppressing unnecessary reflection on the surface of the windshield glass. Therefore, when the cholesteric liquid crystal layer is used as the reflective layer of the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer, the reflective film is further configured to have a retardation layer so that the reflective film reflects p-polarized light. It is preferable to place it in.
  • the dielectric multilayer film has a structure in which an optically anisotropic layer 20 and an isotropic layer 22 are alternately laminated.
  • the dielectric multilayer film has a structure in which layers having a high refractive index and layers having a low refractive index are alternately laminated, and can reflect or transmit only a specific wavelength range.
  • the dielectric multilayer film in the present invention has a structure in which optically anisotropic layers 20 and isotropic layers 22 are alternately laminated, and has a layer having a high refractive index and a layer having a low refractive index only in one direction. By forming the layers alternately stacked, linearly polarized light in this direction is reflected.
  • the refractive index ne1 in the slow axis direction of the optically anisotropic layer 20 is larger than the refractive index no2 of the isotropic layer and is orthogonal to the slow axis of the optically anisotropic layer.
  • the refractive index no1 in the direction of the isotropic layer is substantially the same as the refractive index no2 of the isotropic layer.
  • the slow axes of the plurality of optically anisotropic layers are laminated so as to be parallel to each other. With such a configuration, in one direction, a layer having a high refractive index (n e1 ) and a layer having a low refractive index ( no2 ) are laminated. On the other hand, in the direction orthogonal to this one direction, layers having the same refractive index are laminated.
  • a film in which layers having a low refractive index (low refractive index layer) and layers having a high refractive index (high refractive index layer) are alternately laminated is a structural structure between a large number of low refractive index layers and high refractive index layers. It is known that interference reflects light of a specific wavelength. Therefore, the dielectric multilayer film reflects the linear polarization in the slow axis direction of the optically anisotropic layer and transmits the linear polarization orthogonal to the linear polarization.
  • the low refractive index layer and the high refractive index layer are used so that the selective reflection center wavelength of the dielectric multilayer film is in the range of 380 nm to 850 nm.
  • the difference in the refractive index, the thickness, the laminated layer, and the like may be adjusted.
  • the visible light selective reflection layer has an R reflection layer, a G reflection layer, and a B reflection layer
  • the low refractive index layer and the high refractive index layer of the dielectric multilayer film as each reflection layer are used.
  • the difference in refractive index from the refractive index layer, the thickness, the laminated layer, and the like may be adjusted so that the selective reflection center wavelength of each reflective layer is within a desired range.
  • the low refractive index layer and the high refractive index are set so that the selective reflection center wavelength of the dielectric multilayer film is in the range of 900 nm to 1200 nm.
  • the difference in refractive index from the layer, the thickness, the laminated layer, and the like may be adjusted.
  • the bandwidth of the reflection peak in the dielectric multilayer film depends on the difference between the refractive index of the optically anisotropic layer in the slow axis direction and the refractive index of the isotropic layer, and the larger the difference in refractive index, the larger the difference.
  • the bandwidth increases. Therefore, by adjusting the difference between the refractive index of the optically anisotropic layer in the slow axis direction and the refractive index of the isotropic layer to adjust the bandwidth of the reflected peak in the dielectric multilayer film, the reflective layer can be formed.
  • the reflection bandwidth can be adjusted (widened).
  • the material and method for producing the dielectric multilayer film for example, those described in Japanese Patent Publication No. 9-506837 can be used.
  • a wide variety of materials can be used to form a dielectric multilayer film.
  • the first material it is necessary for the first material to have a different index of refraction than the second material in the chosen direction. This difference in index of refraction can be achieved by a variety of methods, including stretching, extrusion, or coating during or after film formation.
  • Materials particularly preferably used as the dielectric multilayer film include PEN (polyethylene naphthalate) and PET (polyethylene terephthalate) as the optically anisotropic layer, and are (adjusted to isotropically adjusted) as the isotropic layer. ) PEN, PET and PMMA (polymethylmethacrylate resin) can be mentioned.
  • the reflective film of the present invention has a configuration in which a plurality of dielectric multilayer films having different selective reflection wavelengths are laminated.
  • a plurality of dielectric multilayer films may be formed by the above-mentioned stretching, extrusion molding, or the like, and then the dielectric multilayer films may be bonded to each other to produce a reflective film.
  • the plurality of dielectric multilayer films may be integrally formed by stretching, extrusion molding, or the like by adjusting the thickness before processing so that a plurality of different dielectric multilayer films are formed.
  • the thickness of the dielectric multilayer film is preferably in the range of 2.0 to 50 ⁇ m, more preferably in the range of 8.0 to 30 ⁇ m.
  • the reflective film may have a structure including a polarization conversion layer, a support, an adhesive layer, and the like in addition to the dielectric multilayer film.
  • the support can also be used as a substrate for forming a cholesteric liquid crystal layer as a reflective layer or a dielectric multilayer film.
  • the support used for the formation of the reflective layer may be a temporary support that is peeled off after the formation of the reflective layer. Therefore, the finished reflective film and windshield glass may not include a support.
  • the support is preferably transparent in the visible light region and the infrared light region.
  • the support includes polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane, polyamide, polyolefin, cellulose derivative, and plastic film such as silicone.
  • PET polyethylene terephthalate
  • acrylic resin epoxy resin
  • polyurethane polyurethane
  • polyamide polyamide
  • polyolefin polyolefin
  • cellulose derivative cellulose derivative
  • plastic film such as silicone.
  • glass may be used in addition to the above-mentioned plastic film.
  • the thickness of the support may be about 5.0 to 1000 ⁇ m, preferably 10 to 250 ⁇ m, and more preferably 15 to 90 ⁇ m.
  • the support has low birefringence.
  • the low birefringence means that the front phase difference is 10 nm or less in the wavelength range in which the reflective film of the windshield glass of the present invention exhibits reflection. This front phase difference is preferably 5 nm or less. Further, it is preferable that the support has a small difference in the refractive index from the average refractive index (in-plane average refractive index) of the reflective layer.
  • the windshield glass having the reflective film of the present invention and the head-up display (HUD) will be described.
  • Windshield glass Using the reflective film of the present invention, it is possible to provide a windshield glass having a projected image display function.
  • Windshield glass means windows and windshields for vehicles such as cars and trains, airplanes, ships, two-wheeled vehicles, and general vehicles such as play equipment.
  • the windshield glass is preferably used as a windshield, a windshield, or the like in front of the vehicle in the traveling direction.
  • the visible light transmittance of the windshield glass is preferably 70% or more, more preferably 70% or more, further preferably 75% or more, and particularly preferably 80% or more.
  • the above-mentioned visible light transmittance is preferably satisfied at any position of the windshield glass, and particularly preferably the above-mentioned visible light transmittance is satisfied at the position where the reflective film is present.
  • the reflective film of the present invention has a high visible light transmittance, so that the above-mentioned visible light transmittance is satisfied regardless of which glass is generally used for the windshield glass. be able to.
  • the windshield glass may be, for example, a flat surface or a three-dimensional shape having a curved surface such as a concave surface or a convex surface.
  • the upward direction during normal use, the observer side, the driver side, and the visible side surface such as the inside of the vehicle can be specified.
  • the reflective film may have a uniform thickness or may have a non-uniform thickness.
  • it may have a wedge-shaped cross-sectional shape like the vehicle glass described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-505330 and the thickness of the reflective film may be non-uniform, but the reflective film has a uniform thickness. It is preferable to have.
  • the reflective film may be provided at the projected image display portion (projected image reflecting portion) of the windshield glass.
  • a head-up display using windshield glass (hereinafter, by providing the reflective film of the present invention on the outer surface of the glass plate of the windshield glass, or between the glass plates of the windshield glass having a laminated glass structure as described later). , HUD) can be configured.
  • the reflective film of the present invention When the reflective film of the present invention is provided on the outer surface of the glass plate of the windshield glass, the reflective film may be provided inside the vehicle or the like (on the incident side of the projected image) or outside, but inside. It is preferable that it is provided.
  • the reflective film of the present invention has lower scratch resistance than the glass plate. Therefore, when the windshield glass has a laminated glass structure, it is more preferable that the reflective film is provided between the two pieces of glass constituting the laminated glass in order to protect the reflective film.
  • the reflective film is a member for displaying the projected image by reflecting the projected image. Therefore, the reflective film may be provided at a position where the projected image projected from the projector or the like can be visually displayed. That is, the reflective film of the present invention functions as a combiner of the HUD.
  • the combiner can visually display the image projected from the projector, and when the combiner is observed from the incident surface side of the projected image, the surface opposite to the incident surface of the projected light such as a landscape. It means an optical member that can simultaneously observe information on the side. That is, the combiner has a function as an optical path combiner that superimposes and displays the external light and the light of the projected image.
  • the reflective film irradiates the driver's face with infrared light by reflecting infrared light used for face recognition and / or iris recognition, and is also reflected from the face or pupil. It is a member for reflecting infrared light to the sensor. Therefore, the reflective film may be provided at a position where the infrared light projected from the infrared light irradiating device or the like that irradiates the infrared light can be reflected toward the driver.
  • the reflective film may be provided on the entire surface of the windshield glass, or may be provided on a part of the windshield glass in the surface direction, but it is preferable that the reflective film is provided on a part of the windshield glass.
  • the reflective film may be provided at any position on the windshield glass, but when used as a HUD, a virtual image is easily visible to an observer such as a driver. It is preferably provided as shown.
  • the position where the reflective film is provided on the windshield glass may be determined from the relationship between the position of the driver's seat in the vehicle on which the HUD is mounted and the position where the projector is installed.
  • the reflective film may be a flat surface having no curved surface, but may have a curved surface. Further, the reflective film may have a concave or convex shape as a whole, and the projected image may be enlarged or reduced for display.
  • the windshield glass may have a laminated glass configuration.
  • the windshield glass of the present invention is a laminated glass, and has the reflective film of the present invention described above between the first glass plate and the second glass plate.
  • the windshield glass may have a configuration in which a reflective film is arranged between the first glass plate and the second glass plate.
  • the windshield glass has a configuration in which an interlayer film (intermediate film sheet) is provided on at least one of the space between the first glass plate and the reflective film and between the reflective film and the second glass plate. Is preferable.
  • the second glass plate is arranged on the side opposite to the viewing side (outside the vehicle) of the image in the HUD, and the first glass plate is arranged on the viewing side (inside the vehicle).
  • the first and second glass plates in the first glass plate and the second glass plate have no technical meaning, and for convenience in order to distinguish between the two glass plates. It is provided. Therefore, the second glass plate may be on the inside of the vehicle and the first glass plate may be on the outside of the vehicle.
  • a glass plate generally used for windshield glass can be used as the glass plate such as the first glass plate and the second glass plate.
  • a glass plate having a visible light transmittance of 82% or less such as 73% and 76%, such as green glass having a high heat-shielding property may be used. Even when a glass plate having a low visible light transmittance is used as described above, by using the reflective film of the present invention, the windshield glass having a visible light transmittance of 70% or more even at the position of the reflective film. Can be produced.
  • the thickness of the glass plate is not particularly limited, but may be about 0.5 to 5.0 mm, preferably 1.0 to 3.0 mm, and more preferably 2.0 to 2.3 mm.
  • the material or thickness of the first glass plate and the second glass plate may be the same or different.
  • the windshield glass having a laminated glass structure can be produced by using a known laminated glass manufacturing method. Generally, after sandwiching an interlayer film 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 or the like is used. It can be manufactured by a method of performing heat treatment under pressurized conditions.
  • the windshield glass having a structure of a laminated glass having a reflective film and an interlayer film may be produced by the above-mentioned method for producing a laminated glass after forming a reflective film on the surface of a glass plate, or described above. It may be produced by the above-mentioned method for producing laminated glass by using an interlayer film for laminated glass containing the reflective film of.
  • the glass plate on which the reflective film is provided may be either a first glass plate or a second glass plate. At this time, the reflective film is attached to, for example, a glass plate with an adhesive.
  • interlayer film As the interlayer film (intermediate film sheet), any known interlayer film used as an intermediate film (intermediate layer) in laminated glass can be used.
  • a resin membrane containing a resin selected from the group of polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate copolymer and chlorine-containing resin can be used.
  • the above-mentioned resin is preferably the main component of the interlayer film.
  • the main component is a component that occupies 50% by mass or more of the interlayer film.
  • polyvinyl butyral and ethylene-vinyl acetate copolymer are 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 preferred lower limit of the degree of acetalization of polyvinyl butyral described above is 40%, the preferred upper limit is 85%, the more preferred lower limit is 60%, and the more preferred upper limit is 75%.
  • 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. Further, the preferable lower limit of the degree of polymerization of the above-mentioned polyvinyl alcohol is 200, and the preferable upper limit is 3000. When the degree of polymerization of polyvinyl alcohol is 200 or more, the penetration resistance of the obtained laminated glass is unlikely to decrease, and when it is 3000 or less, the moldability of the resin film is good and the rigidity of the resin film does not become too large. Good workability. The more preferable lower limit is 500, and the more preferable upper limit is 2000.
  • the interlayer film for laminated glass including the reflective film can be formed by laminating the reflective film on the surface of the above-mentioned interlayer film.
  • the reflective film can be formed by sandwiching it between the two above-mentioned interlayer films.
  • the two interlayer films may be the same or different, but are preferably the same.
  • a known bonding method can be used for bonding the reflective film and the interlayer film, but it is preferable to use a laminating process.
  • the laminating treatment is preferably carried out under certain heating and pressure conditions so that the laminated body and the interlayer film do not peel off after processing.
  • the film surface temperature on the side where the interlayer film is adhered is preferably 50 to 130 ° C, more preferably 70 to 100 ° C. It is preferable to pressurize at the time of laminating. There are no restrictions on the pressurizing conditions, but it is preferably less than 2.0 kg / cm 2 (less than 196 kPa), more preferably 0.5 to 1.8 kg / cm 2 (49 to 176 kPa), and more preferably 0.5 to 1.5 kg. / Cm 2 (49-147 kPa) is even more preferred.
  • the support When the reflective film has a support, the support may be peeled off at the same time as the laminating, immediately after the laminating, or immediately before the laminating. That is, the reflective film attached to the interlayer film obtained after laminating may not have a support.
  • An example of a method for manufacturing an interlayer film including a reflective film is (1) The first step of laminating a reflective film on the surface of the first interlayer film to obtain a first laminate, and (2) The second step of laminating the second interlayer film on the surface of the first laminated body opposite to the surface to which the first interlayer film of the reflective film is bonded is included. For example, in the first step, the reflective film and the first interlayer film are bonded together without facing each other between the support and the first interlayer film.
  • the support is then stripped from the reflective film. Further, in the second step, the second interlayer film is attached to the surface from which the support has been peeled off.
  • This makes it possible to manufacture an interlayer film containing a reflective film having no support. Further, by using an interlayer film containing this reflective film, it is possible to easily produce a laminated glass in which the reflective film does not have a support.
  • the temperature of the support when peeling the support from the reflective film is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 40 to 60 ° C.
  • the windshield glass can be used as a component of the HUD.
  • the HUD preferably includes a projector.
  • a "projector” is a “device that projects light or an image”, includes a “device that projects a drawn image”, and emits projected light that carries an image to be displayed.
  • the HUD projector preferably emits p-polarized projected light.
  • the projector may be arranged so that the projected light of p-polarization carrying the image to be displayed can be incident on the reflective film in the windshield glass at an oblique incident angle.
  • the projector 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.
  • a known projector used for the HUD can be used as long as it can emit the projected light of p-polarization.
  • the projector has a variable imaging distance of the virtual image, that is, the imaging position of the virtual image.
  • a method of changing the image formation distance of a virtual image in a projector for example, a method of moving an image generation surface (screen) (see JP-A-2017-21302) and a method of switching between a plurality of optical paths having different optical path lengths.
  • a method of changing the optical path length by inserting and / or moving a mirror a method of changing the focal distance using a group lens as an imaging lens, a method of moving an imager, and a method of forming a virtual image. Examples thereof include a method of switching and using a plurality of projectors having different distances, a method of using a variable focus lens (see WO2010 / 116912), and the like.
  • the projector may be one in which the imaging distance of the virtual image can be continuously changed, or one in which the imaging distance of the virtual image can be switched at two points or a plurality of points of three or more points.
  • the virtual images of the projected light by the projector it is preferable that at least two virtual images have different imaging distances of 1 m or more. Therefore, when the projector can continuously change the image formation distance of the virtual image, it is preferable that the image formation distance of the virtual image can be changed by 1 m or more.
  • it is preferable in that it can be suitably used even when the distance of the driver's line of sight is significantly different, such as when traveling at a normal speed on a general road and when traveling at a high speed on a highway. ..
  • the drawing device itself may be a device that displays an image, or may be a device that emits light capable of drawing an image.
  • the light from the light source may be adjusted by a drawing method such as an optical modulator, a laser luminance modulation means, or a light deflection means for drawing.
  • the drawing device means a device including a light source and further including a light modulator, a laser luminance modulation means, a light deflection means for drawing, and the like depending on the drawing method.
  • the light source is not limited, and known light sources used in projectors, drawing devices, displays, etc., such as LEDs (light emitting diodes), organic light emitting diodes (OLEDs), discharge tubes, and laser light sources, can be used.
  • LEDs and discharge tubes are preferable because they are suitable as a light source for a drawing device that emits linearly polarized light, and LEDs are particularly preferable. This is because the emission wavelength of the LED is not continuous in the visible light region, and therefore, as will be described later, the LED is suitable for combination with a combiner in which a cholesteric liquid crystal layer exhibiting selective reflection in a specific wavelength region is used.
  • the drawing method can be selected according to the light source to be used and the like, and is not particularly limited. Examples of drawing methods include a fluorescent display tube, an LCD (Liquid Crystal Display) method that uses a liquid crystal display, an LCOS (Liquid Crystal on Silicon) method, a DLP (registered trademark) (Digital Light Processing) method, and a laser. A scanning method and the like can be mentioned.
  • the drawing method may be a method using a fluorescent display tube integrated with a light source.
  • the LCD method is preferable as the drawing method.
  • the DLP method is a display system using a DMD (Digital Micromirror Device), and is drawn by arranging micromirrors for the number of pixels and emitting light from a projection lens.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • the scanning method is a method in which light rays are scanned on a screen and contrast is performed using the afterimage of the eyes.
  • the descriptions in JP-A-7-270711 and JP-A-2013-228674 can be referred to.
  • brightness-modulated laser light of each color for example, red light, green light, and blue light
  • the light beam is light. It suffices that it is scanned by the deflection means and drawn on the intermediate image screen described later.
  • the luminance modulation of the laser light of each color of red light, green light, and blue light may be performed directly as a change in the intensity of the light source, or may be performed by an external modulator.
  • the light deflection means include a galvano mirror, a combination of a galvano mirror and a polygon mirror, and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), of which MEMS is preferable.
  • the scanning method include a random scan method and a raster scan method, but it is preferable to use the raster scan method.
  • the laser beam can be driven by, for example, a resonance frequency in the horizontal direction and a sawtooth wave in the vertical direction. Since the scanning method does not require a projection lens, it is easy to miniaturize the device.
  • the emitted light from the drawing device may be linearly polarized or natural light (unpolarized).
  • the drawing method is an LCD method or an LCOS method and a drawing device using a laser light source
  • the emitted light is essentially linearly polarized.
  • the emitted light is a drawing device having linearly polarized light and the emitted light includes light having a plurality of wavelengths (colors)
  • the polarization directions (transmission axis direction) of the light having a plurality of wavelengths are the same. It is known that some commercially available drawing devices do not have a uniform polarization direction in the wavelength range of red, green, and blue emitted light (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-22149).
  • the polarization direction of green light is orthogonal to the polarization direction of red light and the polarization direction of blue light.
  • the projected light emitted by the projector is p-polarized.
  • the drawing device may use an intermediate image screen.
  • the "intermediate image screen” is a screen on which an image is drawn. That is, when the light emitted from the drawing device is not yet visible as an image, the drawing device forms a visible image on the intermediate image screen by this light.
  • the image drawn on the intermediate image screen may be projected on the combiner by the light transmitted through the intermediate image screen, or may be reflected on the intermediate image screen and projected on the combiner.
  • intermediate image screens include a scattering film, a microlens array, a screen for rear projection, and the like.
  • a plastic material is used as the intermediate image screen
  • the intermediate image screen if the intermediate image screen has birefringence, the polarization plane and light intensity of the polarized light incident on the intermediate image screen are disturbed, and the combiner (reflection film) has uneven color or the like.
  • the combiner by using a retardation film having a predetermined retardation, the problem of color unevenness can be reduced.
  • the intermediate image screen preferably has a function of spreading and transmitting incident light rays. This is because the projected image can be enlarged and displayed. Examples of such an intermediate image screen include a screen composed of a microlens array.
  • the microarray lens used in the HUD is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-226303, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-145745, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-523369.
  • the projector may include a reflector or the like that adjusts the optical path of the projected light formed by the drawing device.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2-141720 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-96874, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-98470, US Pat. No. 5,013,134, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006 You can refer to Japanese Patent Publication No. 512622.
  • Windshield glass is particularly useful for HUDs that use lasers, LEDs, OLEDs (organic light emitting diodes), etc., whose emission wavelength is not continuous in the visible light region, in combination with a projector as a light source. This is because the wavelength of the reflection peak of the visible light selective reflection layer can be adjusted according to each emission wavelength. It can also be used for projection of a display such as an LCD (liquid crystal display) in which the display light is polarized.
  • LCD liquid crystal display
  • the incident light is preferably incident at an oblique incident angle of 45 ° to 70 ° with respect to the normal of the reflective film.
  • the Brewster angle at the interface between glass having a refractive index of about 1.51 and air having a refractive index of 1 is about 56 °, and by incident p-polarized light within the above angle range, incident light for displaying projected images is used.
  • incident light for displaying projected images is used.
  • the above-mentioned angle is also preferably 50 ° to 65 °.
  • the projected image may be observed on the incident side of the projected light at an angle of 45 ° to 70 °, preferably 50 ° to 65 ° on the side opposite to the normal of the selective reflection layer with respect to the normal of the selective reflection layer. Any configuration that can be used will do.
  • the incident light may be incident from any direction such as up, down, left and right of the windshield glass, and may be determined in correspondence with the viewing direction. For example, it is preferable to use a configuration in which the light is incident from the lower direction at the time of use at an oblique incident angle as described above. Further, the reflective film of the windshield glass may be arranged so as to reflect the incident p-polarized light.
  • the projected light at the time of displaying the projected image in the HUD of the present invention is p-polarized light that vibrates in a direction parallel to the incident surface.
  • a linearly polarizing film polarizer
  • polarizer linearly polarizing film
  • a linearly polarizing film or the like may be used in the optical path from the projector to the windshield glass. It may be p-polarized by a known method using.
  • the member that converts the projected light that is not linearly polarized into p-polarized light is also considered to constitute the projector in the HUD of the present invention.
  • the polarization direction of the emitted light is not uniform in the wavelength range of red, green, and blue light
  • the polarization direction is adjusted in a wavelength-selective manner and used as p-polarization in the wavelength range of all colors. It is preferable to make it incident.
  • the HUD may be a projection system in which the virtual image image formation position is variable.
  • the virtual image image formation position is a position where the virtual image can be visually recognized from the driver of the vehicle, and is, for example, a position 1000 mm or more away from the tip of the windshield glass when viewed from the normal driver.
  • the glass is non-uniform (wedge shape) in the reflective film as described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 2011-505330, it is necessary to change the angle of the wedge shape when the virtual image imaging position is changed. Occurs. Therefore, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a head-up display having a reflective film according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a windshield glass having a reflective film according to an embodiment of the present invention.
  • the HUD 50 has a projector 52 and a windshield glass 30, and is used for a vehicle such as a passenger car, for example.
  • the components of the HUD 50 are as described above.
  • the windshield glass 30 includes a first glass plate 32, a heat seal layer 36, a reflective film 10, an interlayer film 38, and a second glass plate 34, as conceptually shown in FIG. , Have.
  • the reflective film 10 is the reflective film 10 shown in FIG. 1, and has a visible light selective reflection layer and an infrared light selective reflection layer.
  • the vertical direction of the windshield glass 30 and the polarization direction of the linearly polarized light reflected by the reflective film 10 are arranged to be parallel to each other.
  • the reflective film may have a support.
  • the vertical direction of the windshield glass 30 is a direction corresponding to the top-bottom direction of the vehicle or the like in which the windshield glass 30 is arranged, and is defined as the ground side as the lower side and the opposite side as the upper side.
  • the windshield glass 30 may be arranged at an angle due to structural or design reasons.
  • the vertical direction is along the surface of the windshield glass 30. Become a direction.
  • the surface is the outer surface side of the vehicle.
  • the projector 52 is as described above.
  • a known projector used for the HUD can be used as long as it can emit p-polarized projected light on which the image to be displayed is supported.
  • the projector 52 preferably has a variable image formation distance of a virtual image, that is, an image formation position of the virtual image.
  • the projector 52 irradiates the windshield glass 30 (first glass plate 32) with the projected light of p-polarization.
  • the projector 52 irradiates the windshield with p-polarized projected light at Brewster's angle. As a result, the reflection of the projected light on the first glass plate 32 and the second glass plate 34 is eliminated, and a clearer image can be displayed.
  • the windshield glass 30 is a so-called laminated glass, and has a heat seal layer 36, a reflective film 10, and an interlayer film 38 between the first glass plate 32 and the second glass plate 34.
  • the projected light emitted by the projector 52 is incident from the surface of the first glass plate 32.
  • the reflective film 10 reflects p-polarized light, and as described above, the direction of linear polarization reflected by the reflective film is set so as to reflect the p-polarized light.
  • the reflective film 10 is attached to the second glass plate 34 by the interlayer film 38, and is attached to the first glass plate 32 by the heat seal layer 36, so that the first glass plate 32 is attached. It is sandwiched between the second glass plate 34 and the second glass plate 34.
  • the first glass plate 32 and the second glass plate 34 of the windshield glass 30 are basically provided in parallel.
  • the first glass plate 32 and the second glass plate 34 are both known glass (glass plates) used for windshields of vehicles and the like. Therefore, the forming material, thickness, shape, etc. may be the same as the glass used for a known windshield.
  • the first glass plate 32 and the second glass plate 34 shown in FIG. 5 are both flat plates, but the present invention is not limited to this, and a part thereof may be a curved surface or the entire surface may be a curved surface.
  • the interlayer film 38 prevents the glass from penetrating into the vehicle and scattering in the event of an accident, and further adheres the reflective film 10 and the second glass plate 34.
  • a known interlayer film (intermediate layer) used for the windshield of laminated glass can be used.
  • the material for forming the interlayer film 38 include polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate copolymer, chlorine-containing resin, and polyurethane.
  • the thickness of the interlayer film 38 is not limited, and the thickness according to the forming material or the like may be set in the same manner as the known windshield glass interlayer film.
  • the heat seal layer 36 is, for example, a layer made of a coating type adhesive.
  • the reflective film 10 is attached to the first glass plate 32 by the heat seal layer 36.
  • the reflective film 10 may be attached to the first glass plate 32 by an interlayer film instead of the heat seal layer 36.
  • the reflective film 10 is attached to the first glass plate 32 by the interlayer film 38. You may wear it.
  • the heat seal layer 36 is not limited, and is known as long as it can secure the transparency required for the windshield glass 30 and can adhere the reflective film 10 and the glass with the necessary adhesive force.
  • a coating type adhesive is available.
  • the heat seal layer 36 the same one as the interlayer film 38 such as PVB may be used.
  • an acrylate-based adhesive or the like can also be used for the heat seal layer 36.
  • the same one as the above-mentioned adhesive layer may be used as shown below.
  • the heat seal layer 36 may be formed of an adhesive.
  • the adhesive includes a hot melt type, a thermosetting type, a photocuring type, a reaction curing type, and a pressure-sensitive adhesive type that does not require curing.
  • the adhesives of any type are acrylate-based, urethane-based, urethane acrylate-based, epoxy-based, epoxy acrylate-based, polyolefin-based, modified olefin-based, polypropylene-based, ethylene vinyl alcohol-based, vinyl chloride-based, respectively.
  • Compounds such as chloroprene rubber-based, cyanoacrylate-based, polyamide-based, polyimide-based, polystyrene-based, and polyvinyl butyral-based compounds can be used.
  • the photo-curing type is preferable as the curing method, and from the viewpoint of optical transparency and heat resistance, acrylate-based, urethane acrylate-based, epoxy acrylate-based, etc. may be used as the material. preferable.
  • the heat seal layer 36 may be formed by using a highly transparent adhesive transfer tape (OCA tape).
  • OCA tape a commercially available product for an image display device, particularly a commercially available product for the surface of an image display portion of an image display device may be used.
  • Examples of commercially available products include adhesive sheets manufactured by Panac Co., Ltd. (PD-S1 and the like), adhesive sheets of the MHM series manufactured by Niei Kako Co., Ltd., and the like.
  • the thickness of the heat seal layer 36 is preferably 0.1 to 800 ⁇ m, more preferably 0.5 to 400 ⁇ m.
  • a heat seal layer 36 is provided between the reflective film 10 and the first glass plate 32, and the reflective film 10 and the second glass plate 34 are attached by an interlayer film 38. I'm wearing it, but I'm not limited to this. That is, as in the windshield glass 30b shown in FIG. 7, a heat seal layer 36 is provided between the reflective film 10 and the second glass plate 34, and an intermediate between the reflective film 10 and the first glass plate 32. A film 38 may be provided. Further, the windshield glass 30 does not have an interlayer film 38, and is used for attaching the reflective film 10 to the first glass plate 32 and attaching the reflective film 10 to the second glass plate 34. A configuration using the heat seal layer 36 may be used.
  • the windshield glass 30 has a reflective film 10 between the first glass plate 32 and the second glass plate 34, and the reflective film 10 is attached to the first glass plate 32 by the heat seal layer 36. It has a structure in which the reflective film 10 is attached to the second glass plate 34 by the interlayer film 38.
  • the observer of the image that is, the driver D
  • the projected image of the projector is reflected by the glass of the windshield, and the reflected light is observed.
  • a general windshield is a laminated glass and has two pieces of glass, an inner surface side and an outer surface side. Therefore, the HUD has a problem that a double image is observed by the driver due to the reflected light of the two glasses.
  • the cross-sectional shape of the windshield is made wedge-shaped so that the reflection of the inner surface side glass and the reflection of the outer surface side glass overlap, and the double image cannot be seen. I am doing it.
  • the wedge-shaped windshield for example, when the imaging distance of the virtual image is changed in order to cope with the difference in the driver's line of sight between normal driving where the line of sight is close and high-speed driving where the line of sight is far away. , The angle of the wedge of the windshield does not match, and the image observed by the driver becomes a double image.
  • the projector 52 projects p-polarized light
  • the windshield glass 30 has p-polarized light between the first glass plate 32 and the second glass plate 34.
  • the driver D has a reflective film 10 that reflects the light reflected by the reflective film 10.
  • the reflection of the projected light of the projector 52 is basically dominated by the reflection of the reflective film 10, so that a double image is basically unlikely to occur. Therefore, in the HUD 50 using the reflective film 10 of the present invention for the windshield glass 30, it is not necessary to make the cross-sectional shape of the windshield glass 30 (intermediate film 38) into a wedge shape, and therefore, the imaging distance of the virtual image is changed. However, no double image is generated.
  • the reflective film of the present invention is used for HUD that displays an image and performs face authentication (face detection) and / or iris authentication using infrared light.
  • the HUD 50 that performs face recognition (face detection) and / or iris recognition further irradiates infrared light IIR toward the reflective film 10 of the windshield glass 30. It has a device and an IR sensor 54 that receives the return light I IR2 of the infrared light reflected by the face or pupil of the driver D.
  • the projector 52 also serves as an infrared light irradiating device that irradiates infrared light IIR.
  • the infrared light irradiation device As the infrared light irradiation device, a light source that irradiates infrared light having a predetermined wavelength can be appropriately used. Specifically, as the light source, known light sources such as LED (light emitting diode), organic light emitting diode (OLED), infrared laser, VCSEL (vertical cavity surface emitting semiconductor laser), glover, xenon lamp, halogen lamp and the like are used. It is available.
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • VCSEL vertical cavity surface emitting semiconductor laser
  • the face detection using infrared light specifically identifies whether the face of the driver D is a registered face, detects the position and orientation of the face, and performs the face. Detects the movement of. Therefore, it is preferable that the infrared light irradiation device irradiates the region including the region where the face of the driver D is located with infrared light. That is, it is preferable to irradiate the surface with infrared light.
  • a planar infrared light drawing method when an infrared LED is used, a face recognition device with high output and a wide directional angle is used to irradiate the surface in a planar manner (direction angle ⁇ 45 deg).
  • a relatively narrow one may be used.
  • an infrared laser for example, a VCSEL (vertical resonance surface emitting semiconductor laser) as a light source, which is converted into a dot beam by a fine diffraction element and irradiated, and the like can be mentioned.
  • VCSEL vertical resonance surface emitting semiconductor laser
  • the HUD 50 may have an infrared light irradiation device as a device different from the projector that projects an image, or the above-mentioned projector may irradiate infrared light in addition to the projected image. good.
  • the IR sensor 54 is a sensor in which the infrared light I IR emitted by the infrared light irradiating device receives the return light I IR2 reflected by the face of the driver D. As described above, in the HUD for face detection, surface infrared light is irradiated to detect the face of the driver D. Therefore, the IR sensor 54 is a two-dimensional sensor capable of detecting infrared light in a planar manner.
  • IR sensor 54 a combination of a photoelectric conversion element such as a CCD sensor or a CMOS sensor and an infrared light filter that allows infrared light to pass through, an infrared camera or the like can be used.
  • the windshield glass of the present invention when used for a vehicle, curved glass is often used as the first glass plate 32 and the second glass plate 34.
  • the first glass plate 32 is the inside of the vehicle and the second glass plate 34 is the outside of the vehicle, the first glass plate 32 is arranged with the convex side facing the second glass plate 34, and the second glass plate 32 is arranged.
  • the glass plate 34 is arranged with the concave side facing the first glass plate 32.
  • the reflective film 10 when the reflective film 10 is adhered to the first glass plate 32 via the heat seal layer 36 as in the windshield glass 30 shown in FIG. 5, the reflective film 10 is as shown in FIG. It is preferable that the infrared light selective reflection layer 14 is arranged so as to be on the side of the second glass plate 34.
  • the reflective film 10 has a support 24, a visible light selective reflection layer 12, and an infrared light selective reflection layer 14, and the windshield glass 30 is a first glass plate 32.
  • the heat seal layer 36, the support 24, the visible light selective reflection layer 12, the infrared light selective reflection layer 14, the interlayer film 38, and the second glass plate 34 are arranged in this order.
  • the reflective film 10 is adhered to the second glass plate 34 via the heat seal layer 36 as in the windshield glass 30b shown in FIG. 7, the reflective film 10 is attached as shown in FIG. It is preferable that the infrared light selective reflection layer 14 is arranged so as to be on the side of the first glass plate 32.
  • the reflective film 10 has a support 24, a visible light selective reflection layer 12, and an infrared light selective reflection layer 14, and the windshield glass 30b is a first glass plate 32.
  • the interlayer film 38, the infrared light selective reflection layer 14, the visible light selective reflection layer 12, the support 24, the heat seal layer 36, and the second glass plate 34 are arranged in this order.
  • the windshield glass preferably has a configuration in which the reflective film 10 is arranged inside the interlayer film 38, as shown in FIG.
  • the windshield glass preferably has a structure in which the reflective film 10 is arranged outside the interlayer film 38, as shown in FIG. 7.
  • the first glass plate is clear glass and the second glass plate is green glass.
  • Clear glass is a glass having a high transmittance for infrared light (infrared light transmittance is about 80% to 92%).
  • green glass is a glass having a low transmittance for infrared light (infrared light transmittance is about 10% to 60%).
  • the infrared light selective reflection layer when the infrared light selective reflection layer is composed of a cholesteric liquid crystal layer, the infrared light selective reflection layer functions as a polarization conversion layer that controls the polarization state of visible light. do.
  • the suitability of the HUD for polarized sunglasses can be improved, and the double image can be further suppressed, especially when p-polarized light is incident to form a projected image.
  • the double image can be suppressed well.
  • the polarization conversion layer has a spiral structure of the cholesteric liquid crystal phase, and the wavelength is shorter than the reflected peak wavelength in the infrared region for visible light. This is because the polarization in the visible region can be controlled because it exhibits optical rotation and birefringence.
  • the s-polarization incident from the outside of the windshield glass has a large change in polarization in the retardation layer, but the pitch and film thickness of the spiral structure in the infrared light selective reflection layer are suitable as a polarization conversion layer for visible light. It can be compensated and the suitability for polarized sunglasses can be improved.
  • the reason why the double image can be further suppressed by the function of the polarization conversion layer is that the light having a wavelength not in the selective reflection band of the visible light selective reflection layer is polarized and converted by the visible light selective reflection layer to the back surface of the windshield glass. It is presumed that this is because the double image based on the reflection in is suppressed.
  • the polarized sunglasses are designed to shield the s-polarized component from light.
  • the polarization state changes.
  • the glare component that penetrates from the outside of the windshield glass is s-polarized light. Therefore, the s polarization transmitted through the reflective layer that selectively reflects the circular polarization corresponding to the p polarization is ideally the circular polarization in the turning direction corresponding to the s polarization. This circular polarization is then converted into s polarization again by the retardation layer. Therefore, the s-polarized light, which is a glare component that penetrates from the outside of the windshield glass, can be shielded from light by using polarized sunglasses.
  • the s-polarized light incident on the windshield glass from the outside is incident on the windshield glass at various angles as well as the component incident on the reflective film of the windshield glass from the normal direction. Therefore, in the HUD in which the p-polarized light is projected by the retardation layer and the reflective layer that reflects the circularly polarized light, the s-polarized light that has penetrated from the outside and transmitted through the reflective layer becomes elliptically polarized light instead of the circularly polarized light. When such elliptically polarized light passes through the retardation layer, not only s-polarized light but also p-polarized light components are mixed in the transmitted light. Since p-polarization cannot be shielded by polarized sunglasses, it passes through polarized sunglasses. Therefore, in the case of the HUD that projects p-polarized light, the function of the polarized sunglasses that cuts the glare of the above-mentioned reflected light whose main component is s-polarized light is impaired, which hinders driving.
  • the reflective film of the present invention has an infrared light selective reflection layer that functions as a polarization conversion layer for visible light.
  • the polarization conversion layer exhibits optical rotation and birefringence with respect to visible light.
  • the reflected light that becomes a glare incident from the outside is mainly s-polarized light. Therefore, the s-polarization incident on the polarization conversion layer is converted into elliptically polarized light in the swirling direction according to the s-polarization by the optical rotation and birefringence of the polarization conversion layer.
  • the elliptically polarized light transmitted through the polarization conversion layer is then incident on the visible light selective reflection layer.
  • the elliptical polarization is transmitted through the visible light selective reflection layer and converted into circular polarization in the swirling direction corresponding to the s-polarization. This circular polarization is then converted to s polarization by passing through the retardation layer and passes through the windshield glass. That is, in the reflective film of the present invention, since the infrared light selective reflection layer functions as a polarization conversion layer, the glaring s-polarized light that has penetrated from the outside of the windshield glass is transmitted as s-polarized sunglasses. Can be shaded by. Therefore, it is possible to improve the aptitude of polarized sunglasses in the HUD that projects p-polarized light.
  • the projected light may contain a component of s-polarization that is not p-polarization.
  • This component passes through the visible light selective reflection layer and is reflected on the outer surface (back surface) of the windshield glass, which causes a double image.
  • the infrared light selective reflection layer functions as a polarization conversion layer
  • the s-polarized component transmitted through the visible light selective reflection layer is polarized with rotational and double refractive properties.
  • the conversion layer converts to a p-polarized component.
  • p-polarized light has a very low reflectance when it is obliquely incident on the glass.
  • the reflective film of the present invention it is possible to reduce the double image caused by the light transmitted through the visible light selective reflection layer and reflected on the outer surface (back surface) of the windshield glass.
  • the present invention is basically configured as described above.
  • the reflective film of the present invention and the windshield glass have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or changes have been made without departing from the gist of the present invention. Of course, it is also good.
  • the reflective film of the present invention may have other layers in addition to the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection layer. Specifically, it may have a support, a polarization conversion layer, an alignment film, a retardation layer, and the like.
  • the polarization conversion layer is described in International Publication No. 2020/080355 and the like. Further, for example, it may have a polarization conversion layer adjacent to the infrared light selective reflection layer, or a retardation layer adjacent to each other via an alignment film.
  • composition for forming cholesteric liquid crystal layer (Cholesteric liquid crystal layer forming composition B, G1 to G3, R1 to R4, IR1 to IR8)
  • Composition B for forming a cholesteric liquid crystal layer forming a cholesteric liquid crystal layer having a selective reflection center wavelength of 450 nm Composition B for forming a cholesteric liquid crystal layer forming a cholesteric liquid crystal layer having a selective reflection center wavelength of 450 nm
  • compositions R1 to R4 for forming a cholesteric liquid crystal layer having selective reflection center wavelengths of 633 nm, 720 nm, 740 nm, and 780 nm, respectively, and selective reflection center wavelengths of 835 nm and 850 nm, respectively. , 1000 nm, 1050 nm, 1100 nm, 1150 nm, 1200 nm, and 1300 nm.
  • the cholesteric liquid crystal layer forming compositions IR1 to IR8 for forming the cholesteric liquid crystal layer the following components are mixed to form a cholesteric liquid crystal layer having the following composition. The thing was prepared.
  • a single cholesteric liquid crystal layer having a thickness of 3 ⁇ m was prepared on a temporary support in the same manner as in the production of the visible light selective reflection layer shown below, and visible region light and infrared light were produced. The light reflection characteristics were confirmed. As a result, it was confirmed that all of the produced cholesteric liquid crystal layers were right-handed circularly polarized light-reflecting layers, and the selective reflection center wavelength (center wavelength) was a desired wavelength.
  • the cholesteric liquid crystal layer is formed as follows so that the visible light selective reflection layer of each Example and Comparative Example has the layer structure shown in Table 1, and is visible.
  • a light selective reflection layer was prepared.
  • a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 ⁇ m (Cosmo Shine A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was prepared.
  • a rubbing treatment (rayon cloth, pressure: 0.1 kgf (0.98N), rotation speed: 1000 rpm (revolutions per minute), transport speed: 10 m / min, number of times: 1 reciprocation) was performed on one surface of the temporary support.
  • the composition for forming the cholesteric liquid crystal layer to be the first layer was placed at room temperature using a wire bar so that the thickness of the dried film after drying would be the thickness shown in Table 1.
  • the coating layer was dried at room temperature for 30 seconds and then heated in an atmosphere of 85 ° C. for 2 minutes. Then, in an environment with an oxygen concentration of 1000 ppm or less, the cholesteric liquid crystal phase was fixed by irradiating ultraviolet rays at 60 ° C. with a D valve (90 mW / cm 2 lamp) manufactured by Fusion Co., Ltd. for 6 to 12 seconds at an output of 60%. , Cholesteric liquid crystal layer was obtained.
  • the same step is repeated using the cholesteric liquid crystal layer forming composition on the surface of the obtained cholesteric liquid crystal layer, and the cholesteric liquid crystal of the second and subsequent layers is repeated. Layers of the layer-forming composition were sequentially formed.
  • the composition IR for forming a cholesteric liquid crystal layer was applied to the surface of the visible light selective reflection layer so as to have the layer structure shown in Table 2, to form a cholesteric liquid crystal layer to be an infrared light selective reflection layer.
  • the formation of the cholesteric liquid crystal layer was carried out in the same manner as the formation of the cholesteric liquid crystal layer of the visible light selective reflection layer described above. From the above, a reflective film was produced.
  • Examples 4 to 5, Comparative Examples 2 to 5 After forming the retardation layer on the temporary support as described below, the cholesteric liquid crystal layer to be the visible light selective reflection layer and the cholesteric liquid crystal layer to be the infrared light selective reflection layer are sequentially formed on the retardation layer. A reflective film was produced.
  • the method for forming the cholesteric liquid crystal layer to be the visible light selective reflection layer and the cholesteric liquid crystal layer to be the infrared light selective reflection layer is the same as in Example 1.
  • the layer structures of each Example and Comparative Example are as shown in Tables 1 and 2.
  • ⁇ Mixture 1 100 parts by mass ⁇ Fluorine-based horizontal alignment agent 1 (Orientation control agent 1) 0.05 parts by mass ⁇ Fluorine-based horizontal alignment agent 2 (Orientation control agent 2) 0.01 parts by mass ⁇ Polymerization initiator IRGACURE OXE01 (BASF) Made by the company) 1.0 part by mass ⁇ Solvent (methyl ethyl ketone) Amount that makes the solute concentration 20% by mass
  • a coating liquid for forming a retardation layer was applied to the surface of the temporary support on the rubbing surface using a wire bar, and then dried. Next, it was placed on a hot plate at 50 ° C., and in an environment with an oxygen concentration of 1000 ppm or less, ultraviolet rays were irradiated for 6 seconds by an electrodeless lamp "D bulb" (60 mW / cm 2 ) manufactured by Fusion UV Systems, and the liquid crystal phase was heated. Fixed. As a result, a retardation layer having a desired front retardation, that is, a thickness adjusted so as to obtain a desired retardation, was obtained. The retardation of the produced retardation layer was measured by AxoScan and found to be 126 nm (Example 4).
  • Example 6 to 9, Comparative Example 6 In the same manner as above, the retardation layer and the visible light selective reflection layer are used in the same manner as above, except that a TAC (triacetyl cellulose) film having a saponification treatment to form an alignment film as described below is used as the support instead of the temporary support. And an infrared light selective reflection layer was formed to prepare a reflective film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • a 40 ⁇ m-thick cellulose acylate film was prepared by the same production method as in Example 20 of International Publication No. 2014/112575.
  • the produced cellulose acylate film was passed through a dielectric heating roll having a temperature of 60 ° C., and the film surface temperature was raised to 40 ° C.
  • an alkaline solution having the composition shown below was applied to one side of the film at a coating amount of 14 mL / m 2 using a bar coater, and heated to 110 ° C. under a steam-type far-infrared heater (manufactured by Noritake Company Limited). Was allowed to stay for 10 seconds.
  • a coating liquid for forming an alignment film having the composition shown below was applied to the saponified surface of the saponified cellulose acylate film (transparent support) at 24 mL / m 2 with a wire bar coater, and warm air at 100 ° C. for 120 seconds. It was dry.
  • Rubbing treatment (rayon cloth, pressure: 0.1 kgf (0.98N), rotation speed: 1000 rpm (revolutions per minute), transport speed: 10 m / min, number of times: 1 round trip) was applied.
  • PEN 2,6-Polyethylene naphthalate
  • coPEN copolyester
  • naphthalate 70 / terephthalate 30 2,6-Polyethylene naphthalate
  • PEN and coPEN single layer films After extrusion molding of PEN and coPEN single layer films, they were stretched at about 150 ° C. with a draw ratio of 5: 1 and heat treated at about 230 ° C. for 30 seconds. It was confirmed that the refractive index of PEN with respect to the slow axis (orientation axis) was about 1.86, the refractive index with respect to the transverse axis was 1.64, and the refractive index of the coPEN film was about 1.64.
  • the refractive index of the PEN with respect to the slow phase axis is about 1.71
  • the refractive index with respect to the transverse axis is 1.64
  • the refractive index of the coPEN film is about 1.64. confirmed. That is, the difference ⁇ n between the refractive index of the optically anisotropic layer in the slow axis direction and the refractive index of the isotropic layer is 0.07.
  • Example 10 (Formation of visible light selective reflection layer) Subsequently, in Example 10, PEN and coPEN are simultaneously extruded onto the infrared selective reflection layer using a 25-slot supply block equipped with a standard extrusion die, whereby the film thickness shown in (1) of Table 4 below is shown. A visible light selective reflection layer having 16 layers of PEN and coPEN alternately was formed. Further, in Examples 11 and 12, by repeating the same operation, 16 layers of PEN and coPEN having the thicknesses shown in Table 4 (2) to (6) are alternately arranged on the infrared selective reflection layer. , In order to form a visible light selective reflection layer formed by stacking a total of 96 layers.
  • the stretched laminate was heat-treated in an air oven at about 230 ° C. for 30 seconds to prepare a reflective film composed of an infrared selective reflection layer and a visible light selective reflection layer.
  • the thickness of the produced reflective film was about 20 ⁇ m.
  • the reflections of the layers formed in the configurations (1) and (2) of Table 3 were combined to form one reflection peak having a wavelength of 1100 nm and a half width of 220 nm.
  • the reflection spectrum of the visible light selective reflection layer is shown in Table 5, and the reflection spectrum of the infrared light selective reflection layer is shown in Table 6.
  • the windshield glass having each reflective film produced above was produced as follows.
  • a glass plate green glass, visible light transmittance 81%, transmittance 40% at 1100 m having a length of 120 mm ⁇ width of 100 mm and a thickness of 2 mm was prepared.
  • a PVB film was placed as an interlayer film having a thickness of 0.76 mm manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., which was cut to the same size.
  • a sheet-shaped reflective film cut into a size of 110 mm in length ⁇ 90 mm in width was placed on the interlayer film with the slow phase axis direction aligned with the vertical direction. Further, the front and back sides of the reflective film were arranged so as to have the layer structure shown in Table 7.
  • a first glass plate having a length of 120 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 2 mm was placed on the reflective film.
  • the same green glass as the second glass plate is used in Examples 1 to 7, 10 and Comparative Examples 1 to 6, and in Examples 8, 9, 11 and 12, clear glass (central) is used.
  • FL2 manufactured by Glass Co., Ltd., visible light transmittance 90%, transmittance 84% at 1100 nm) was used.
  • This laminate was held at 90 ° C. and 10 kPa (0.1 atm) for 1 hour, and then heated in an autoclave (manufactured by Kurihara Seisakusho) at 115 ° C. and 1.3 MPa (13 atm) for 20 minutes to remove air bubbles. , Obtained a windshield glass.
  • Example 7 and 8 and 11 and Comparative Examples 3 to 5 the first glass plate and the second glass plate were replaced. That is, the interlayer film is arranged on the side of the first glass plate. Further, in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the reflective film was peeled off from the temporary support and placed on the interlayer film. Further, in Example 11 and Comparative Examples 3 to 5, a heat seal layer formed as follows was arranged between the second glass plate and the reflective film. Further, in Example 12, a heat seal layer formed as follows was arranged between the first glass plate and the reflective film. Further, in Examples 6 to 9, a heat seal layer formed as follows was arranged between the support of the reflective film and the glass plate on the side where the interlayer film was not arranged.
  • Example 13 to 20 a reflective film having an infrared light selective reflection layer composed of a right-turning cholesteric liquid crystal layer and a left-turning cholesteric liquid crystal layer was produced.
  • ⁇ Preparation of composition for forming left-turning cholesteric liquid crystal layer> (Cholesteric liquid crystal layer forming composition IR9)
  • the following components were mixed to prepare a composition for forming a cholesteric liquid crystal layer having the following composition.
  • a single cholesteric liquid crystal layer having a thickness of 3 ⁇ m was prepared on a temporary support in the same manner as in the production of the visible light selective reflection layer shown below, and visible region light and infrared light were produced. The light reflection characteristics were confirmed. As a result, it was confirmed that the produced cholesteric liquid crystal layer was a left circularly polarized light reflecting layer, and the selective reflection center wavelength (center wavelength) was a desired wavelength.
  • the selective reflection center wavelength ⁇ was determined by preparing a single cholesteric liquid crystal layer having a film thickness of 3 ⁇ m on the temporary support and measuring by FTIR (PerkinElmer, Spectrum Two).
  • the film thickness d of the spiral structure can be expressed by "pitch P of the spiral structure x number of pitches".
  • the pitch P of the spiral structure is the length of one pitch in the spiral structure, and the spirally oriented liquid crystal compound rotates 360 ° at one pitch.
  • the coating liquid for forming the polarization conversion layer was applied so as to have a desired film thickness, the polarization conversion layer was formed, and the number of pitches was determined.
  • Table 8 shows a combination of the pitch number, the film thickness, and the selective reflection center wavelength ⁇ (center wavelength ⁇ ) of the target polarization conversion layer of the prepared coating liquid for forming the polarization conversion layer.
  • a TAC (triacetyl cellulose) film having an alignment film formed was used, and the same procedure as above was performed.
  • a retardation layer is formed on the TAC film in the same manner as described above, and then the composition for forming a cholesteric liquid crystal layer prepared above is appropriately used to appropriately use the visible light selective reflection layer and the infrared light selective reflection of each embodiment.
  • a cholesteric liquid crystal layer was formed so that the layers had the layer configurations shown in Tables 9 and 10, and a visible light selective reflection layer and an infrared light selective reflection layer were produced.
  • Example 13 to 16 the infrared light selective reflection layer and the visible light selective reflection layer are formed in this order on the retardation layer, and in Examples 17 to 20, the visible light selective reflection layer is formed on the retardation layer. , The infrared light selective reflection layer was formed in this order.
  • the coating liquid for forming a polarization conversion layer shown in Table 8 is further applied to the surface of the obtained cholesteric liquid crystal layer so as to have the target film thickness shown in Table 8 to form a polarization conversion layer.
  • a reflective film was made.
  • the formation of the polarization conversion layer was carried out in the same manner as the formation of the cholesteric liquid crystal layer described above. From the above, a reflective film was produced.
  • Table 11 shows the configuration of the windshield glass, the type of glass plate, and the position of the infrared light selective reflection layer in each embodiment.
  • the position of the infrared light selective reflection layer in Table 11 indicates which glass plate side the infrared light selective reflection layer is arranged on with respect to the visible light selective reflection layer.
  • the reflectance and wavelength bandwidth at each reflection peak in each Example and Comparative Example were measured as follows.
  • the prepared linearly polarized light-reflecting film was attached to the front surface of the glass plate, and a black PET film (light absorber) was attached to the back surface of the glass plate.
  • a spectrophotometer manufactured by JASCO Corporation, V-670
  • P-polarized light and S-polarized light are incident from the surface of the linearly polarized light-reflecting film from a direction of 5 ° to the normal direction, respectively, and reflected from 400 nm to 1500 nm.
  • the spectra were measured respectively.
  • the average value (average reflection spectrum) of the measured P-polarized reflection spectrum and S-polarized reflection spectrum was obtained.
  • the average value of the reflectance when P-polarized light is incident and the reflectance when S-polarized light is incident is synonymous with the reflectance when unpolarized (natural light) is incident. That is, the average value of the P-polarized reflection spectrum and the S-polarized reflection spectrum is synonymous with the reflection spectrum when natural light is incident.
  • a reflection peak (maximum value of the maximum value) in the band of wavelength 780 nm to 1500 nm was extracted as a reflection peak, and its reflectance and wavelength bandwidth were calculated.
  • the wavelength band width of the reflection peak is the width of the region where the reflectance is higher than the average value of the maximum value and the minimum value of the reflectance in the band of the wavelength 780 nm to 1500 nm.
  • Infrared light (wavelengths 810 nm, 850 nm and 940 nm, both of which are natural light) is incident from the first glass plate side at 65 ° to the normal direction of the glass surface using infrared light LEDs having different wavelengths. Then, the face of the person sitting in front of the windshield glass was illuminated. The infrared light reflected by the human face, specularly reflected from the first glass surface at 65 ° in the normal direction of the glass, and returned is detected by the IR sensor attached to the infrared light LED, and the image processor. Face authentication and iris recognition were performed by sending information to, and evaluation was performed according to the following criteria.
  • -A Face recognition and iris recognition could be sufficiently carried out.
  • face recognition Authentication was possible in a sufficient area.
  • iris recognition Authentication was possible regardless of the position of the face.
  • -B Part of face recognition and iris recognition was inadequate, but there was no problem in practical use.
  • face recognition There was an area that could not be authenticated in some areas, but authentication was possible in most areas.
  • iris recognition Iris recognition was not possible in some positions, but it was practical. It was within the range where there was no problem.
  • -C Face recognition and iris recognition were slightly inadequate, but there was no problem in practical use.
  • Natural light is incident from the second glass surface side in the directions of 5 °, 15 °, 30 °, 45 °, and 60 ° with respect to the normal direction of the glass, and a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-670). The reflection spectrum was measured with. From the spectrum, a * and b * of the reflected tint of the D65 light source were calculated and evaluated according to the following criteria.
  • P-polarized light is incident from the first glass plate side at 65 ° to the normal direction of the glass, and its specular reflected light (the normal direction opposite to the normal direction with respect to the normal direction in the incident plane).
  • the reflectance spectrum was measured with a specular photometric meter (manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd., V-670). At this time, the long side direction of the reflective film and the transmission axis of the incident p-polarized light of the spectrophotometer were made parallel.
  • the projected image reflectance was calculated by multiplying the reflectance by a coefficient corresponding to the visual sensitivity and the emission spectrum of the D65 light source at wavelengths of every 10 nm from 380 to 780 nm, and evaluated as brightness.
  • the brightness was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • Evaluation criteria for p-polarized reflectance ⁇ A 25% or more (Images can be seen with HUD's p-polarized reflectance system, and double images are difficult to see.) -B: 20% or more and less than 25% (The image can be seen with the HUD's p-polarization reflection system, but a double image can be seen.) -C: Less than 20% (The image is difficult to see clearly with the HUD's p-polarization reflection system, and the double image can be seen well.)
  • ⁇ Aptitude for polarized sunglasses> The s-polarized light is incident from the glass surface on the second glass plate side with respect to the normal direction of the glass from 65 °, and the p-polarized light transmitted from the first glass plate side of the windshield glass is measured by a spectrophotometer (Nippon Spectroscopy). The transmittance spectrum was measured with V-670) manufactured by Co., Ltd. At this time, a linear polarizing plate was placed on the light receiving portion of the spectrophotometer so that the vertical direction of the windshield glass and the transmission axis of the incident p-polarized light of the spectrophotometer were parallel to each other.
  • the visible light transmittance was calculated by multiplying the coefficient according to the luminosity factor and the emission spectrum of the D65 light source at wavelengths of every 10 nm from 380 to 780 nm, and evaluated as suitability for polarized sunglasses.
  • the aptitude of polarized sunglasses was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • the examples have better responsiveness to face recognition and iris recognition than the comparative examples.
  • the peak of the reflected wavelength was out of the range of 900 nm to 1200 nm, and the reflected wavelength bandwidth was narrow, so that face recognition and iris recognition by infrared light could not be performed.
  • Comparative Example 3 since the reflectance of the infrared light selective reflection layer was less than 26%, face recognition and iris recognition using infrared light could not be performed.
  • the peak of the reflected wavelength was out of the range of 900 nm to 1200 nm, face recognition and iris recognition by infrared light could not be performed.
  • Comparative Example 6 since the reflection wavelength bandwidth of the peak of the reflection wavelength is narrow, face recognition and iris recognition by infrared light could not be performed.
  • Example 1 From the comparison between Example 1 and Example 2, it can be seen that the half width of the reflected peak of the infrared light selective reflection layer is preferably 170 nm or more. From the comparison between Example 2 and Example 4, it can be seen that having the retardation layer improves the p-polarized reflectance and the aptitude for polarized sunglasses. From the comparison between Examples 4 and 5, it can be seen that the reflected color is improved by satisfying two of the above-mentioned (i) to (iii) in the visible light selective reflection layer. From the comparison between Examples 5 and 6 to 9 and the comparison between Examples 10 and 11 to 12, it can be seen that the impact resistance is improved by having the heat seal layer.
  • Table 13 shows the results of Examples 13 to 20.
  • HUD head-up display system

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Abstract

ヘッドアップディスプレイに適用した際に、映像表示が可能で、かつ、種々の赤外光源を用いて実施される顔認証および光彩認証などの種々の認証にも対応できる反射フィルム、ウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供する。可視光選択反射層と赤外光選択反射層とを有し、可視光選択反射層が380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し反射ピークの自然光反射率が5%~25%であり、赤外光選択反射層が要件1または要件2を満たす。 要件1:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、反射ピークの自然光反射率が26%以上である。 要件2:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの自然光反射率が26%以上であり、反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。

Description

反射フィルム、ウインドシールドガラス、および、ヘッドアップディスプレイシステム
 本発明は、ヘッドアップディスプレイシステムのコンバイナとして使用できる反射フィルム、ならびに、この反射フィルムを有するウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステムに関する。
 現在、車両等のウインドシールドガラスに画像を投映し、運転者等に、地図、走行速度、および、車両の状態等の様々な情報を提供する、ヘッドアップディスプレイ(HUD)またはヘッドアップディスプレイシステムと呼ばれるものが知られている。
 ヘッドアップディスプレイシステムでは、ウインドシールドガラスに投映された、上述の様々な情報を含む画像の虚像が、運転者等に観察される。虚像の結像位置は、ウインドシールドガラスより車外前方側に位置する。虚像の結像位置は、通常、ウインドシールドガラスより1000mm以上、前方側であり、ウインドシールドガラスよりも外界側に位置する。これにより、運転者は、前方の外界を見ながら、視線を大きく動かすことなく、上述の様々な情報を得ることができる。そのため、ヘッドアップディスプレイシステムを用いた場合、様々な情報を得ながら、より安全に運転を行うことが期待されている。
 ヘッドアップディスプレイシステムは、ウインドシールドガラスに、反射フィルムを配置することにより構成できる。ヘッドアップディスプレイシステムに利用可能な反射フィルムが、種々、提案されている。
 特許文献1には、投映像表示部位を含むウインドシールドガラスであって、投映像表示部位に円偏光反射層およびλ/2位相差層を含み、円偏光反射層がコレステリック液晶層を4層以上含み、4層以上のコレステリック液晶層のうちの一層が350nm以上490nm未満に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層であり、4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いるウインドシールドガラスが記載されている。
特開2018-081296号公報
 ところで、ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、運転者の顔あるいは虹彩を検出して、HUDの機能の付加価値を上げることが考えられる。具体的には、赤外光照射装置から赤外光をウインドシールドガラスに照射し、ウインドシールドガラスが有する反射層で赤外光を反射して運転者の顔あるいは瞳に赤外光を照射し、反射した赤外光を反射層で反射してIR(赤外光)センサーで受光することで、運転者にHUD画像を表示するとともに、運転者の顔あるいは虹彩を検出する。
 このように運転手の顔あるいは虹彩を検出することができれば、例えば、目線または顔の動きに追従させてHUD画像の表示場所を変えたり、居眠りおよびわき見時間が長い時にアラートを出したり休憩を促したり、顔認証が登録されてない場合にエンジンがかからないようにして盗難防止に役立てる等の機能を付加することができる。
 一般に、虹彩認証には、波長810nmの赤外光が用いられている。一方、顔認証には、波長850nm、または、940nmの赤外光が用いられている。このような異なる波長の赤外光を用いる各種の認証に使用可能な反射フィルムは考えられていなかった。
 本発明の課題は、ヘッドアップディスプレイに適用した際に、映像表示が可能で、かつ、種々の赤外光源を用いて実施される顔認証および虹彩認証などの種々の認証にも対応できる、反射フィルム、ならびに、この反射フィルムを用いるウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供することにある。
 [1] 可視光選択反射層と、
 赤外光選択反射層とを、有し、
 可視光選択反射層が、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光反射率が5%~25%であり、
 赤外光選択反射層が、要件1または要件2を満たす、反射フィルム。
要件1:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上である。
要件2:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
 [2] 可視光選択反射層と、
 赤外光選択反射層とを、有し、
 可視光選択反射層が、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光反射率が5%~25%であり、
 赤外光選択反射層が、要件3または要件4を満たす、[1]に記載の反射フィルム。
要件3:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%である。
要件4:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
 [3] 赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が170nm~400nmである、[1]に記載の反射フィルム。
 [4] 赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が170nm~400nmである、[1]~[3]のいずれかに記載の反射フィルム。
 [5] 反射フィルムは、可視光および赤外光の直線偏光を反射する、[1]~[4]のいずれかに記載の反射フィルム。
 [6] 可視光選択反射層および赤外光選択反射層は、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層からなり、
 反射フィルムは、位相差層を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の反射フィルム。
 [7] 可視光選択反射層および赤外光選択反射層は、光学異方性層と等方性層との積層体である、[1]~[5]のいずれかに記載の反射フィルム。
 [8] 可視光選択反射層は、
(i)中心反射波長が430nm以上500nm未満の第1の反射ピークを少なくとも1つ有する
(ii)中心反射波長が530nm以上600nm未満の第2の反射ピークを少なくとも1つ有する
(iii)中心反射波長が600nm以上850nm以下の第3の反射ピークを有する
の少なくとも2つを満たす、[1]~[7]のいずれかに記載の反射フィルム。
 [9] 第1のガラス板と、第2のガラス板との間に、ヒートシール層と、[1]~[8]のいずれかに記載の反射フィルムとを有する、ウインドシールドガラス。
 [10] 第1のガラス板および第2のガラス板は、曲面ガラスであり、
 第2のガラス板は凹面を第1のガラス板に向けて配置されており、
 第2のガラス板、ヒートシール層、反射フィルムの順に隣接する、[9]に記載のウインドシールドガラス。
 [11] 第1のガラス板と反射フィルムとの間に、中間膜を有する、[9]または[10]に記載のウインドシールドガラス。
 [12] 第1のガラス板はクリアガラスであり、第2のガラス板はグリーンガラスである、[9]~[11]のいずれかに記載のウインドシールドガラス。
 [13] [9]~[12]のいずれかに記載のウインドシールドガラスと、
 ウインドシールドガラスの反射フィルムにp偏光の投映画像光を照射するプロジェクターと、を有するヘッドアップディスプレイシステム。
 本発明によれば、ヘッドアップディスプレイに適用した際に、映像表示が可能で、かつ、種々の赤外光源を用いて実施される顔認証および虹彩認証などの種々の認証にも対応できる、反射フィルム、ならびに、この反射フィルムを用いるウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供することができる。
本発明の反射フィルムの一例を概念的に示す図である。 本発明の反射フィルムの他の一例を概念的に示す図である。 可視光選択反射層および赤外光選択反射層の一例を概念的に示す図である。 本発明の反射フィルムを有するウインドシールドガラスを備えるヘッドアップディスプレイの一例を示す模式図である。 本発明の反射フィルムを有するウインドシールドガラスの一例を概念的に示す図である。 図5に示すウインドシールドガラスの層構成を概念的に示す図である。 本発明の反射フィルムを有するウインドシールドガラスの一例を概念的に示す図である。 図7に示すウインドシールドガラスの層構成を概念的に示す図である。
 以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の反射フィルム、ならびに、ウインドシールドガラスおよびヘッドアップディスプレイシステムを詳細に説明する。
 なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
 なお、以下において数値範囲を示す「~」とは両側に記載された数値を含む。例えば、ε1が数値α1~数値β1とは、ε1の範囲は数値α1と数値β1を含む範囲であり、数学記号で示せばα1≦ε1≦β1である。
 「具体的な数値で表された角度」、「平行」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
 また、「同一」とは該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、「全面」等も該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
 「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。可視光は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、通常、380~780nmの波長域の光を示す。非可視光は、380nm未満の波長領域または780nmを超える波長領域の光である。
 また、これに制限されるものではないが、可視光のうち、420nm~490nmの波長領域の光は青色(B)光であり、495nm~570nm未満の波長領域の光は緑色(G)光であり、620nm~750nmの波長領域の光は赤色(R)光である。
 「可視光線透過率」はJIS(日本工業規格) R 3212:2015(自動車用安全ガラス試験方法)において定められたA光源可視光線透過率とする。すなわち、A光源を用い分光光度計にて、波長380~780nmの範囲の各波長の透過率を測定し、CIE(国際照明委員会)の明順応標準比視感度の波長分布および波長間隔から得られる重価係数を各波長での透過率に乗じて加重平均することによって求められる透過率である。
 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。
 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(ウインドシールドガラス表面等)に垂直で入射光線と反射光線と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。
 正面位相差は、Axometrics社製のAxoScanを用いて測定した値である。測定波長は特に言及のないときは、波長550nmとする。正面位相差はKOBRA 21ADHまたはWR(王子計測機器社製)において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。
 「投映像(projection image)」は、前方等の周囲の風景ではない、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、観察者から見てウインドシールドガラスの反射フィルムの先に浮かび上がって見える虚像として観測される。
 「画像(screen image)」はプロジェクターの描画デバイスに表示される像または、描画デバイスにより中間像スクリーン等に描画される像を意味する。虚像に対して、画像は実像である。
 画像および投映像は、いずれも単色の像であっても、2色以上の多色の像であっても、フルカラーの像であってもよい。
[反射フィルム]
 本発明の反射フィルムは、
 可視光選択反射層と、
 赤外光選択反射層とを、有し、
 可視光選択反射層が、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光反射率が5%~25%であり、
 赤外光選択反射層が、要件1または要件2を満たす、反射フィルムである。
要件1:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上である。
要件2:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
 図1は、本発明の反射フィルムの一例を概念的に示す図である。図1に示す反射フィルム10aは、厚さ方向に積層された可視光選択反射層12と赤外光選択反射層14aとを有する。
 可視光選択反射層12と赤外光選択反射層14aとを有する反射フィルム10aは、ウインドシールドガラスに組み込まれてヘッドアップディスプレイシステムに用いられる。
 具体的には、本発明の反射フィルムを有するHUDは、通常のHUDと同様に、プロジェクターから画像をウインドシールドガラスに照射し、ウインドシールドガラスが有する反射フィルムで画像光を反射して運転者に表示する。これとともに、赤外光照射装置から赤外光をウインドシールドガラスに照射し、ウインドシールドガラスが有する反射フィルムで赤外光を反射して運転者の顔あるいは瞳に赤外光を照射し、反射した赤外光を反射層で反射してIR(赤外光)センサーで受光する。これにより、本発明の反射フィルムを有するHUDは、運転者にHUD画像を表示するとともに、運転者の顔あるいは虹彩を検出することができる。
<可視光選択反射層>
 可視光選択反射層12は、380nm~850nmの波長範囲の光、すなわち、主に可視光を選択的に反射し、他の波長域の光(赤外光)を透過する反射層であり、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光(非偏光)に対する反射率が5%~25%である。
 図1に示す例では、可視光選択反射層12は、赤色光を選択的に反射するR反射層16Rと、緑色光を選択的に反射するG反射層16Gと、青色光を選択的に反射するB反射層16Bとが厚さ方向に積層された構成を有する。
 R反射層16Rは、赤色光の波長域の光を選択的に反射し、他の波長域の光を透過する反射層である。R反射層16Rは、赤色光の波長域に少なくとも1つの反射ピークを有する。R反射層16Rの反射ピークの波長における自然光反射率は5%~25%である。
 G反射層16Gは、緑色光の波長域の光を選択的に反射し、他の波長域の光を透過する反射層である。G反射層16Gは、緑色光の波長域に少なくとも1つの反射ピークを有する。G反射層16Gの反射ピークの波長における自然光反射率は5%~25%である。
 B反射層16Bは、青色光の波長域の光を選択的に反射し、他の波長域の光を透過する反射層である。B反射層16Bは、青色光の波長域に少なくとも1つの反射ピークを有する。B反射層16Bの反射ピークの波長における自然光反射率は5%~25%である。
 可視光選択反射層12は、R反射層16R、G反射層16GおよびB反射層16Bを有することにより、380nm~850nmの範囲に少なくとも3つの、自然光反射率が5%~25%となる反射ピークを有する構成とすることができる。例えば、R反射層16R、G反射層16GおよびB反射層16Bがそれぞれ1つの反射ピークを有する場合には、可視光選択反射層12は、380nm~850nmの範囲に3つの反射ピークを有する構成となる。
 反射フィルム10aは、380nm~850nmの範囲に少なくとも1つの反射ピークを有する可視光選択反射層12を有することにより、ウインドシールドガラスに組み込まれ、車載用のヘッドアップディスプレイシステム(HUD)に利用された際に、ウインドシールドガラスに投映された画像を運転者等に反射して、投映された画像の虚像を運転者等に視認させることができる。また、可視光選択反射層12は、380nm~850nmの範囲にある反射ピークの波長における自然光反射率がいずれも25%以下であるため、車載用のヘッドアップディスプレイシステムとして求められる透過率を維持することができる。
 特定の波長の光を選択的に反射する可視光選択反射層12(R反射層16R、G反射層16GおよびB反射層16B)としては、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層、または、光学異方性層と等方性層とを交互に複数層積層した積層体(いわゆる誘電体多層膜)が好適に用いられる。コレステリック液晶層、および、光学異方性層と等方性層とを交互に複数層積層した積層体については後に詳述する。
 ここで、図1に示す例では、可視光選択反射層12は、波長が異なる反射ピークを有する3つの反射層(R反射層16R、G反射層16GおよびB反射層16B)を有する構成としたがこれに限定はされず、可視光選択反射層12は、1つの反射層を有する構成であってもよく、2つの反射層を有する構成であってもよく、4以上の反射層を有する構成であってもよい。
 また、図1に示す例では、可視光選択反射層12は、赤色光を反射するR反射層16R、緑色光を反射するG反射層16G、および、青色光を反射するB反射層16Bを有する構成としたが、これに限定はされない。例えば、可視光選択反射層12は、赤色光、緑色光、青色光以外の波長域の可視光を選択的に反射する反射層を有していてもよい。あるいは、例えば、可視光選択反射層12は、反射ピークの波長が異なる2つ以上のR反射層を有する構成としてもよい。
 ここで、本発明においては、可視光選択反射層は、(i)中心反射波長が430nm以上500nm未満の第1の反射ピークを少なくとも1つ有する、(ii)中心反射波長が530nm以上600nm未満の第2の反射ピークを少なくとも1つ有する、(iii)中心反射波長が600nm以上850nm以下の第3の反射ピークを有する、の(i)~(iii)のうち少なくとも2つを満たすことが好ましい。
 例えば、図1に示す反射フィルム10aの可視光選択反射層12では、B反射層16Bが(i)を満たし、G反射層16Gが(ii)を満たし、R反射層16Rが(iii)を満たすものとすることで、上記(i)~(iii)の要件をすべて満足する可視光選択反射層とするができる。
 可視光選択反射層が上記(i)~(iii)のうち少なくとも2つを満たすことで、反射フィルムがHUDに用いられた際に、投映された二色画像、あるいは、カラー画像を反射して表示することができる。
 なお、本発明において、反射ピークとは、隣接する極小値との差が2%以上の極大値を持ち、かつ、半値幅が10~200nmのピークとする。
<赤外光選択反射層>
 赤外光選択反射層は、赤外光を選択的に反射し、他の波長域の光(可視光)を透過する反射層であり、以下の要件1または要件2を満たす。
・要件1:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上である。
・要件2:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅(以下、単に「波長帯域幅」という)が120nm~500nmである。
 赤外光選択反射層は、所定の波長域の光を選択的に反射し、他の波長域の光を透過する少なくとも1層の反射層からなる。赤外光選択反射層は、好ましくは、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層、または、光学異方性層と等方性層とを交互に複数層積層した積層体(いわゆる誘電体多層膜)により構成される。
 例えば、図1に示す例のように、赤外光選択反射層14aが、1つの反射層からなる場合には、反射層となるコレステリック液晶層、または、誘電体多層膜の選択反射波長および波長帯域幅等を調整することで、赤外光選択反射層14aは、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、要件2を満たすものとすることができる。
 また、例えば、図2に示す反射フィルム10bのように、赤外光選択反射層14bが第1反射層18aと第2反射層18bとを有する構成とし、第1反射層18aと第2反射層18bとを同じ選択反射波長かつ互いに直交する偏光を反射するものとすることもできる(例えば、第1反射層18aが右円偏光反射層、第2反射層18bが左円偏光反射層)。
 ここで、互いに直交する偏光とは、例えばポアンカレ球における北極点と南極点など、互いにポアンカレ球の裏側に位置する偏光である。具体的には、互いに直交する偏光とは、例えば、円偏光であれば右円偏光と左円偏光であり、直線偏光であれば互いに直交する直線偏光である。
 また、例えば、図2に示す反射フィルム10bのように、赤外光選択反射層14bが第1反射層18aと第2反射層18bとを有する構成とし、第1反射層18aの選択反射波長と第2反射層18bの選択反射波長とを異なるものとすることで、赤外光選択反射層14bは、900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、要件1を満たすものとすることができる。
 前述のとおり、ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、運転手の顔あるいは虹彩を検出して、HUDの機能の付加価値を上げることが考えられる。例えば、目線または顔の動きに追従させてHUD画像の表示場所を変えたり、居眠りおよびわき見時間が長い時にアラートを出したり休憩を促したり、顔認証が登録されてない場合にエンジンがかからないようにして盗難防止に役立てる等の機能が考えられる。
 一般に、虹彩認証には、波長810nmの赤外光が用いられている。一方、顔認証には、波長850nm、または、940nmの赤外光が用いられている。このような異なる波長の赤外光を用いる各種の認証に使用可能な反射フィルムは考えられていなかった。
 これに対して、本発明の反射フィルムは、赤外光選択反射層を有し、赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において、自然光反射率が26%以上の2つ以上の反射ピークを有する、または、自然光反射率が26%以上で波長帯域幅が120nm~500nmの1つの反射ピークを有する。本発明の反射フィルムは、赤外光選択反射層が、赤外光の波長範囲に複数の反射ピーク、または、波長帯域幅の広い反射ピークを有することで、異なる波長の赤外光を用いた各種の認証に好適に利用することができる。
 なお、HUDにおいて、光は、反射フィルムの主面に対して、所定の角度(例えば、入射角60°)で入射するように照射される。赤外光選択反射層に斜め方向から光が入射した場合、赤外光選択反射層による反射波長は短波シフトする。従って、赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲に反射ピークを有することで、各種の認証に用いられる波長810nm、850nm、および、940nmの赤外光を好適に反射することができる。
 赤外光選択反射層が、各種の認証に用いられる赤外光を好適に反射することができる観点から、赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有する場合の波長帯域幅は、170nm~400nmであることが好ましく、210nm~400nmがより好ましい。
 反射ピークの波長における自然光反射率は26%~100%が好ましく、26%~90%がより好ましく、26%~80%がさらに好ましく、26%~60%が特に好ましい。
 赤外光選択反射層は、以下の要件3または要件4を満たすことも好ましい。
・要件3:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%である。
・要件4:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
 ここで、図1においては、赤外光選択反射層14aは1層の反射層からなるものとし、図2においては、赤外光選択反射層14bは、2層の反射層からなるものとしたがこれに限定はされず、赤外光選択反射層は、3層以上の選択反射波長の異なる反射層からなるものとしてもよい。
 また、赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において反射ピークを1つ有し、波長帯域幅が120nm~500nmの構成とする場合には、赤外光選択反射層は、反射波長帯域幅が広い1つの反射層を有する構成としてもよいし、中心反射波長が近い複数の反射層を積層することで、赤外光選択反射層が広い帯域幅の反射ピークを1つ有する構成としてもよい。
 次に、可視光選択反射層の各反射層、および、赤外光選択反射層の各反射層となる、コレステリック液晶層、および、誘電体多層膜の構成について説明する。
<コレステリック液晶層>
 本発明において、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い。例えば、コレステリック液晶層は、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、紫外線照射または加熱等によって重合させて、硬化させて得られる層である。コレステリック液晶層は、流動性が無く、同時に、外場または外力によって配向状態に変化を生じさせることがない状態に変化した層であることが好ましい。
 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相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。一般的なコレステリック液晶相において、選択反射の中心波長(選択反射中心波長)λは、コレステリック液晶相における螺旋ピッチPに依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋ピッチを調節することによって、選択反射中心波長を調節できる。コレステリック液晶相の選択反射中心波長は、螺旋ピッチが長いほど、長波長になる。
 なお、螺旋ピッチとは、すなわち、コレステリック液晶相の螺旋構造1ピッチ分(螺旋の周期)であり、言い換えれば、螺旋の巻き数1回分である。すなわち、螺旋ピッチとは、コレステリック液晶相を構成する液晶化合物のダイレクター(棒状液晶化合物であれば長軸方向)が360°回転する螺旋軸方向の長さである。
 コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、コレステリック液晶層を形成する際に、液晶化合物と共に用いるカイラル剤の種類、および、カイラル剤の添加濃度に依存する。従って、これらを調節することによって、所望の螺旋ピッチを得ることができる。
 すなわち、可視光選択反射層の反射層としてコレステリック液晶層を用いる場合には、コレステリック液晶層の選択反射中心波長が380nm~850nmの範囲となるようにカイラル剤の種類、および、カイラル剤の添加濃度を調整してコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調整すればよい。また、図1に示す例のように、可視光選択反射層がR反射層、G反射層およびB反射層を有する場合には、各反射層を形成する際のカイラル剤の種類、および、カイラル剤の添加濃度をそれぞれ調整して、各反射層の選択反射中心波長がそれぞれ所望の範囲となるようにコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調整すればよい。
 同様に、赤外光選択反射層の反射層としてコレステリック液晶層を用いる場合には、コレステリック液晶層の選択反射中心波長が900nm~1200nmの範囲となるようにカイラル剤の種類、および、カイラル剤の添加濃度を調整してコレステリック液晶相の螺旋ピッチを調整すればよい。
 なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告No.50(2005年)p.60-63に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよび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頁に記載される方法を用いることができる。
 また、コレステリック液晶相は、特定の波長において左右いずれかの円偏光に対して選択反射性を示す。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向(センス)による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
 なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類および/または添加されるカイラル剤の種類によって調節できる。
 また、コレステリック液晶層において、選択反射を示す選択反射帯域(円偏光反射帯域)の半値幅Δλ(nm)は、コレステリック液晶相のΔnと螺旋のピッチPとに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、Δnを調節して行うことができる。Δnは、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。したがって、液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度等を調整して、選択反射帯域の半値幅Δλを調整することで、波長帯域幅を調整することができる。
 また、反射層において波長帯域幅を広くする場合には、選択反射波長が異なるコレステリック液晶層を2層以上有する構成としてもよい。反射層を、選択反射波長が異なる2層以上のコレステリック液晶層を積層した構成とすることで、反射層の反射帯域を広帯域化することができる。
 (コレステリック液晶層の形成方法)
 コレステリック液晶層の形成方法は特に制限されず、種々の公知の方法で形成すればよい。例えば、コレステリック液晶層は、液晶化合物、カイラル剤および重合開始剤、さらに必要に応じて添加される界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、支持体上に、あるいは支持体上に形成された下地層に塗布し、乾燥させて塗膜を得て、塗膜中の液晶化合物を配向させて、この塗膜に活性光線を照射して液晶組成物を硬化することで、形成できる。
 また、可視光選択反射層および/または赤外光選択反射層が、複数の反射層を有する構成の場合には、各反射層となるコレステリック液晶層をそれぞれ支持体上に形成した後に、支持体から剥離して貼合することで、複数のコレステリック液晶層(反射層)が積層された構成を有する可視光選択反射層および/または赤外光選択反射層を形成すればよい。あるいは、1つ目のコレステリック液晶層を支持体上に形成した後に、次のコレステリック液晶層を形成したコレステリック液晶層上に順次形成して、複数のコレステリック液晶層(反射層)が積層された構成を有する可視光選択反射層および/または赤外光選択反射層を形成してもよい。
 (液晶化合物)
 また、コレステリック液晶層の形成に用いられる液晶化合物としても制限はなく、種々の公知の棒状液晶化合物および円盤状液晶化合物が用いられる。また、重合性液晶化合物が好ましい。
 液晶化合物としては、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号、米国特許第5622648号および米国特許第5770107号の各明細書、国際公開第1995/22586号、国際公開第1995/24455号、国際公開第1997/00600号、国際公開第1998/23580号、国際公開第1998/52905号、国際公開第2016/194327号および国際公開第2016/052367号公報、特開平1-272551号公報、特開平6-16616号公報、特開平7-110469号公報および特開平11-80081号公報、ならびに、特開2001-328973号公報等に記載されている各化合物が例示される。
 液晶組成物は、2種類以上の液晶化合物を含んでいてもよい。
 また、液晶組成物中の液晶化合物の含有量は特に制限されないが、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%が好ましく、84~99.5質量%がより好ましく、87~99質量%がさらに好ましい。
 (カイラル剤)
 カイラル剤としては各種公知のものを使用することができる。
 カイ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。カイラル剤によって、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。カイラル剤がコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する力は、螺旋誘起力(HTP:Helical Twisting Power)と呼ばれる。同じ濃度のカイラル剤を用いた場合、HTPが大きいカイラル剤ほど螺旋ピッチは小さくなる。
 カイラル剤の例としては、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)、ならびに、特開2003-287623号公報、特開2002-302487号公報、特開2002-80478号公報、特開2002-80851号公報、特開2010-181852号公報および特開2014-034581号公報等に記載される化合物が例示される。
 カイラル剤は、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または面性不斉化合物もカイ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。カイラル剤は、重合性基を有していてもよい。
 カイ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、重合性カイ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、カイ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、重合性カイ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。
 また、カイラル剤は、液晶化合物であってもよい。また、カイラル剤は、光の照射によって、戻り異性化、二量化、ならびに、異性化および二量化等を生じて、HTPが変化するカイラル剤であってもよい。
 液晶組成物における、カイラル剤の含有量は、液晶化合物全モル量に対して、0.01~200モル%が好ましく、1~30モル%がより好ましい。
 (その他の添加剤)
 液晶組成物は、必要に応じて、さらに、重合開始剤、架橋剤、配向制御剤、界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学性能を低下させない範囲で含んでいてもよい。また、液晶組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
 反射フィルムがコレステリック液晶層を有する構成である場合、反射フィルムは、コレステリック液晶層に加え、偏光変換層、支持体、および、接着層等を含む構成でもよい。
 ここで、可視光選択反射層および赤外光選択反射層の反射層としてコレステリック液晶層を用いる場合には、反射フィルムは、さらに、位相差層を有することが好ましい。反射フィルムが位相差層を有し、ウインドシールドガラスに組み込む際に、位相差層を可視光選択反射層および赤外光選択反射層よりも入射側に配置することで、入射する直線偏光を位相差層で円偏光に変換し、変換された円偏光を可視光選択反射層および赤外光選択反射層で反射し、反射された円偏光を再び直線偏光に変換する構成とすることができる。すなわち、反射フィルムが位相差層を有する構成とすることで、直線偏光を反射するものとすることができる。後述するとおり、ウインドシールドガラスに組み込まれた反射フィルムは、ウインドシールドガラスの表面での不要な反射を抑制する観点からp偏光を反射することが好ましい。従って、可視光選択反射層および赤外光選択反射層の反射層としてコレステリック液晶層を用いる場合には、反射フィルムは、さらに、位相差層を有する構成とし、反射フィルムがp偏光を反射するように配置することが好ましい。
<誘電体多層膜>
 本発明において、誘電体多層膜は、図3に示すように、光学異方性層20と等方性層22とを交互に積層した構成を有する。
 一般に、誘電体多層膜は、屈折率が高い層と屈折率が低い層とを交互に積層した構成を有し、特定の波長域だけを反射したり透過したりすることができる。
 これに対して、本発明における誘電体多層膜は、光学異方性層20と等方性層22とを交互に積層した構成として、一方向においてのみ、屈折率が高い層と屈折率が低い層とを交互に積層した構成とすることで、この方向の直線偏光を反射するものである。
 例えば、誘電体多層膜において、光学異方性層20の遅相軸方向の屈折率ne1は、等方性層の屈折率no2よりも大きく、光学異方性層の遅相軸と直交する方向の屈折率no1は、等方性層の屈折率no2と略同じとする。また、複数の光学異方性層の各遅相軸は平行になるように積層される。このような構成によって、ある一方向においては、屈折率(ne1)が高い層と屈折率(no2)が低い層とが積層された状態となる。一方、この一方向と直交する方向においては、屈折率が同じ層が積層された状態となる。
 屈折率が低い層(低屈折率層)と屈折率が高い層(高屈折率層)とを交互に積層したフィルムは、多数の低屈折率層と高屈折率層との間の構造的な干渉によって、特定の波長の光を反射することが知られている。従って、誘電体多層膜は、光学異方性層の遅相軸方向の直線偏光を反射し、これに直交する直線偏光を透過するものとなる。
 誘電体多層膜が反射する波長、および、反射率は、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差、厚み、積層層等によって調整することができる。具体的には、低屈折率層および高屈折率層の厚さdを、反射する光の波長λと屈折率nから、d=λ/(4×n)に設定することで、反射する光の波長λを調整することができる。また、反射率は、低屈折率層および高屈折率層の積層数が多いほど高くなるため、積層数を調整することで反射率を調整することができる。また、反射帯域の幅は、低屈折率層と高屈折率層との屈折率差によって調整することができる。
 従って、可視光選択反射層の反射層として誘電体多層膜を用いる場合には、誘電体多層膜の選択反射中心波長が380nm~850nmの範囲となるように低屈折率層と高屈折率層との屈折率差、厚み、積層層等を調整すればよい。また、図1に示す例のように、可視光選択反射層がR反射層、G反射層およびB反射層を有する場合には、各反射層としての誘電体多層膜の低屈折率層と高屈折率層との屈折率差、厚み、積層層等をそれぞれ調整して各反射層の選択反射中心波長がそれぞれ所望の範囲となるようにすればよい。
 同様に、赤外光選択反射層の反射層として誘電体多層膜を用いる場合には、誘電体多層膜の選択反射中心波長が900nm~1200nmの範囲となるように低屈折率層と高屈折率層との屈折率差、厚み、積層層等を調整すればよい。
 ここで、誘電体多層膜における反射ピークの帯域幅は、光学異方性層の遅相軸方向の屈折率と、等方性層の屈折率との差に依存し、屈折率差が大きいほど帯域幅が大きくなる。従って、光学異方性層の遅相軸方向の屈折率と、等方性層の屈折率との差を調整して誘電体多層膜における反射ピークの帯域幅を調整することで、反射層の反射帯域幅を調整(広帯域化)することができる。
 誘電体多層膜の作製材料および作製方法は、例えば、特表平9-506837号公報等に記載されたものを用いることができる。具体的には、屈折率関係を得るために選ばれた条件下で加工すると、広く様々な材料を用いて、誘電体多層膜を形成できる。一般に、第一の材料が、選ばれた方向において、第二の材料とは異なる屈折率を有することが必要である。この屈折率の違いは、フィルムの形成中、またはフィルムの形成後の延伸、押出成形、或いはコーティングを含む様々な方法で達成できる。更に、2つの材料が同時押出することができるように、類似のレオロジー特性(例えば、溶融粘度)を有することが好ましい。
 誘電体多層膜として、特に好適に用いられる材料は、光学異方性層としてはPEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)が挙げられ、等方性層として、(等方性に調整された)PEN、PETおよびPMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)が挙げられる。
 上述のとおり、本発明の反射フィルムにおいて、選択反射波長の異なる誘電体多層膜を複数層積層した構成を有する。本発明においては、複数の誘電体多層膜をそれぞれ上述した延伸、押出成形等によって形成した後、誘電体多層膜を貼り合わせて反射フィルムを作製すればよい。あるいは、異なる複数の誘電体多層膜が形成されるように加工前の厚さを調整して延伸、押出成形等によって複数の誘電体多層膜を一体的に形成してもよい。
 誘電体多層膜の厚さは好ましくは2.0~50μmの範囲、より好ましくは8.0~30μmの範囲であればよい。
 反射フィルムが誘電体多層膜を有する構成である場合、反射フィルムは、誘電体多層膜に加え、偏光変換層、支持体、および、接着層等を含む構成でもよい。
 (支持体)
 支持体は、反射層としてのコレステリック液晶層または誘電体多層膜を形成する際の基板として使用することもできる。反射層の形成のために用いられる支持体は、反射層の形成後に剥離される、仮支持体であってもよい。従って、完成した反射フィルムおよびウインドシールドガラスには、支持体は含まれていなくてもよい。なお、仮支持体として剥離するのではなく、完成した反射フィルムまたはウインドシールドガラスが支持体を含む場合には、支持体は、可視光領域および赤外光領域で透明であることが好ましい。
 支持体の材料には制限はない。支持体としてはポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、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、および、シリコーン等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、上述のプラスチックフィルムのほか、ガラスを用いてもよい。
 支持体の厚さとしては、5.0~1000μm程度であればよく、10~250μmが好ましく、15~90μmがより好ましい。
 また、支持体は低複屈折性であることが好ましい。低複屈折性とは、本発明のウインドシールドガラスの反射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する。この正面位相差は5nm以下であることが好ましい。さらに、支持体は、反射層の平均屈折率(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。
 以下、本発明の反射フィルムを有するウインドシールドガラス、および、ヘッドアップディスプレイ(HUD)について説明する。
[ウインドシールドガラス]
 本発明の反射フィルムを用いて、投映像表示機能を有するウインドシールドガラスを提供することができる。
 ウインドシールドガラスは、車および電車等の車両、飛行機、船舶、二輪車、ならびに、遊具等の乗り物一般の窓ガラスおよび風防ガラスを意味する。ウインドシールドガラスは、乗り物の進行方向の前方にあるフロントガラスおよび風防ガラス等として利用することが好ましい。
 ウインドシールドガラスの可視光線透過率には制限はないが、高い方が好ましい。ウインドシールドガラスの可視光線透過率は、70%以上が好ましく、70%超がより好ましく、75%以上がさらに好ましく、80%以上が特に好ましい。
 上述の可視光線透過率は、ウインドシールドガラスのいずれの位置においても満たされていることが好ましく、特に反射フィルムが存在する位置において、上述の可視光線透過率を満たされていることが好ましい。本発明の反射フィルムは、上述のように、可視光線透過率が高いため、ウインドシールドガラスに一般的に用いられるガラスのいずれを用いた場合においても、上述の可視光線透過率を満たす構成とすることができる。
 ウインドシールドガラスの形状には制限はなく、ウインドシールドガラスが配置される対象に応じて適宜決定されるものである。ウインドシールドガラスは、例えば、平面状でもよく、凹面または凸面等の曲面を有する3次元形状でもよい。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では、通常使用時に上となる方向、観察者側、運転者側、および車内側等の視認側となる面が特定できる。
 ウインドシールドガラスにおいて、反射フィルムは厚さが均一であってもよく、厚さが不均一であってもよい。例えば、特表2011-505330号公報に記載の車両用ガラスのように楔形の断面形状を有し、反射フィルムの厚さが不均一であってもよいが、反射フィルムにおいて、厚さが均一であることが好ましい。
 ウインドシールドガラスにおいて、反射フィルムは、ウインドシールドガラスの投映像表示部位(投映像反射部位)に設けられていればよい。
 本発明の反射フィルムをウインドシールドガラスのガラス板の外面に設ける、または、後述のように合わせガラスの構成のウインドシールドガラスのガラス板の間に設けることにより、ウインドシールドガラスを用いたヘッドアップディスプレイ(以下、HUDともいう)を構成できる。
 本発明の反射フィルムをウインドシールドガラスのガラス板の外面に設ける場合、反射フィルムは、車両等の内部(投映像の入射側)に設けられても、外部に設けられてもよいが、内部に設けられていることが好ましい。
 なお、本発明の反射フィルムは、耐擦傷性がガラス板に比較して低い。そのため、ウインドシールドガラスが、合わせガラス構造である場合には、反射フィルムを保護するために、反射フィルムは、合わせガラスを構成する2枚のガラスの間に設けることがより好ましい。
 上述のように、反射フィルムは、投映像を反射することで投映像を表示するための部材である。従って、反射フィルムは、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位置に設ければよい。
 すなわち、本発明の反射フィルムはHUDのコンバイナとして機能する。HUDにおいて、コンバイナは、プロジェクターから投映された画像を視認可能に表示することができるとともに、投映像の入射面側からコンバイナを観察したときに、風景などの投映光の入射面とは逆の面側にある情報を同時に観察することができる光学部材を意味する。すなわち、コンバイナは、外界光と投映像の光とを重ねあわせて表示する、光路コンバイナとしての機能を有する。
 さらに、本発明においては、反射フィルムは、顔認証および/または虹彩認証に用いられる赤外光を反射することで運転者の顔に赤外光を照射し、また、顔あるいは瞳から反射された赤外光をセンサーに反射するための部材である。従って、反射フィルムは、赤外光を照射する赤外光照射装置等から投映された赤外光を運転者に向けて反射することができる位置に設ければよい。
 反射フィルムはウインドシールドガラスの全面に設けてもよく、または、ウインドシールドガラスの面方向の一部に設けてもよいが、一部であることが好ましい。
 反射フィルムをウインドシールドガラスの一部に設ける場合、反射フィルムはウインドシールドガラスのいずれの位置に設けてもよいが、HUDとしての使用時に、運転者等の観察者から視認しやすい位置に虚像が示されるように設けられるのが好ましい。例えば、HUDが搭載される乗り物における運転席の位置と、プロジェクターを設置する位置との関係から、ウインドシールドガラスにおいて反射フィルムを設ける位置を決定すればよい。
 反射フィルムは、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い。また、反射フィルムは、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ようになっていてもよい。
<合わせガラス>
 ウインドシールドガラスは、合わせガラスの構成を有していてもよい。本発明のウインドシールドガラスは、合わせガラスであり、第1のガラス板と第2のガラス板との間に、上述した本発明の反射フィルムを有する。
 ウインドシールドガラスは、第1のガラス板と第2のガラス板との間に反射フィルムが配置される構成でもよい。しかしながら、ウインドシールドガラスは、第1のガラス板と反射フィルムとの間、および、反射フィルムと第2のガラス板との間の、少なくとも一方に中間膜(中間膜シート)が設けられる構成であるのが好ましい。
 ウインドシールドガラスにおいて、一例として、第2のガラス板は、HUDにおける映像の視認側とは逆側(車外側)に配置され、第1のガラス板は視認側(車内側)に配置される。なお、本発明のウインドシールドガラスにおいて、第1のガラス板および第2のガラス板における第1および第2には、技術的な意味は無く、2枚のガラス板を区別するために便宜的に設けたものである。従って、第2のガラス板が車内側で、第1のガラス板が車外側であってもよい。
 第1のガラス板および第2のガラス板の等のガラス板には、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使用することができる。例えば、遮熱性の高いグリーンガラス等の、可視光線透過率が73%および76%等の82%以下となるガラス板を使用してもよい。このように可視光線透過率が低いガラス板を使用したときであっても、本発明の反射フィルムを使用することにより、反射フィルムの位置においても70%以上の可視光線透過率を有するウインドシールドガラスを作製することができる。
 ガラス板の厚さは、特に制限はないが、0.5~5.0mm程度であればよく、1.0~3.0mmが好ましく、2.0~2.3mmがより好ましい。第1のガラス板および第2のガラス板の材料または厚さは、同一であっても異なっていてもよい。
 合わせガラスの構成を有するウインドシールドガラスは、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。
 反射フィルムと中間膜とを有する合わせガラスの構成を有するウインドシールドガラスは、一例として、反射フィルムをガラス板表面に形成した後、上述した合わせガラスの作製方法で作製してもよく、あるいは、上述の反射フィルムを含む合わせガラス用の中間膜を用いて、上述した合わせガラスの作製方法で作製してもよい。
 反射フィルムをガラス板表面に形成する場合、反射フィルムを設けるガラス板は、第1のガラス板でも第2のガラス板でもよい。この際において、反射フィルムは、例えば、ガラス板に接着剤で貼合される。
(中間膜)
 中間膜(中間膜シート)としては、合わせガラスにおいて中間膜(中間層)として用いられる、公知のいずれの中間膜も利用可能である。例えば、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。上述の樹脂は、中間膜の主成分であることが好ましい。なお、主成分であるとは、中間膜の50質量%以上を占める成分のことをいう。
 上述の樹脂のうち、ポリビニルブチラールおよびエチレン-酢酸ビニル共重合体が好ましく、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。上述の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、上述の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。ポリビニルアルコールの重合度が200以上であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下しにくく、3000以下であると、樹脂膜の成形性がよく、しかも樹脂膜の剛性が大きくなり過ぎず、加工性が良好である。より好ましい下限は500、より好ましい上限は2000である。
(反射フィルムを含む中間膜)
 反射フィルムを含む合わせガラス用の中間膜は、反射フィルムを上述の中間膜の表面に貼合して形成することができる。または、反射フィルムを2枚の上述の中間膜に挟んで形成することもできる。2枚の中間膜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。
 反射フィルムと中間膜との貼合には、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。ラミネート処理は、積層体と中間膜とが加工後に剥離してしまわないように、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ために、中間膜の接着する側の膜面温度は、50~130℃が好ましく、70~100℃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。加圧条件には制限はないが、2.0kg/cm2未満(196kPa未満)が好ましく、0.5~1.8kg/cm2(49~176kPa)がより好ましく、0.5~1.5kg/cm2(49~147kPa)がさらに好ましい。
 また、反射フィルムが支持体を有する場合には、ラミネートと同時に、または、ラミネートの直後、または、ラミネートの直前に、支持体を剥離してもよい。すなわち、ラミネート後に得られる中間膜に貼着された反射フィルムは、支持体がなくてもよい。
 反射フィルムを含む中間膜の製造方法の一例は、
(1)第1の中間膜の表面に反射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の積層体中の反射フィルムの第1の中間膜が貼合されている面とは反対の面に、第2の中間膜を貼合する第2の工程、を含む。
 例えば、第1の工程において、支持体と第1の中間膜とを対面しないで、反射フィルムと第1の中間膜とを貼合する。次いで、反射フィルムから支持体を剥離する。さらに、第2の工程において、第2の中間膜を、支持体を剥離した面に貼合する。これにより、支持体を有さない反射フィルムを含む中間膜を製造することができる。また、この反射フィルムを含む中間膜を用いることで、反射フィルムが支持体を有さない合わせガラスを容易に作製することができる。
 破損等なく、安定的に支持体を剥離するためには、反射フィルムから支持体を剥離する際の支持体の温度は、40℃以上が好ましく、40~60℃がより好ましい。
[HUD(ヘッドアップディスプレイシステム)]
 ウインドシールドガラスはHUDの構成部材として用いることができる。HUDはプロジェクターを含むことが好ましい。
<プロジェクター>
 「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」を含み、表示する画像を担持する投映光を出射するものである。本発明において、HUDのプロジェクターは、p偏光の投映光を出射することが好ましい。
 HUDにおいて、プロジェクターは、ウインドシールドガラス中の反射フィルムに対して、表示する画像を担持するp偏光の投映光を斜めの入射角度で入射できるように配置されていればよい。
 HUD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。
 プロジェクターは、p偏光の投映光を出射できれば、HUDに用いられる公知のプロジェクターを利用できる。また、プロジェクターは、虚像の結像距離、すなわち、虚像の結像位置が可変であるものであるのが好ましい。
 プロジェクターにおける虚像の結像距離の変更方法としては、例えば、画像の生成面(スクリーン)を移動する方法(特開2017-21302号公報参照)、光路長の異なる複数の光路を切り換えて使用する方法(WO2015/190157号参照)、ミラーの挿入および/または移動によって光路長を変更する方法、結像レンズとして組レンズを用いて焦点距離を変更する方法、イメージャーの移動による方法、虚像の結像距離が異なる複数台のプロジェクターを切り換えて使用する方法、および可変焦点レンズを用いる方法(WO2010/116912号参照)等が挙げられる。
 なお、プロジェクターは、連続的に虚像の結像距離が変更可能なものでも、2点あるいは3点以上の複数点で、虚像の結像距離を切り換え可能なものでもよい。
 ここで、プロジェクターによる投映光の虚像のうち、少なくとも2つの虚像は、結像距離が、1m以上、異なるのが好ましい。従って、プロジェクターが、連続的に虚像の結像距離が変更可能なものである場合には、虚像の結像距離を1m以上、変更可能であるのが好ましい。このようなプロジェクターを用いることにより、一般道における通常速度での走行と、高速道路での高速走行とのように運転者の視線の距離が大きく異なる場合にも好適に対応できる等の点で好ましい。
(描画デバイス)
 描画デバイスは、それ自体が画像を表示するデバイスであってもよく、画像を描画できる光を発するデバイスであってもよい。
 描画デバイスでは、光源からの光が、光変調器、レーザー輝度変調手段、または描画のための光偏向手段等の描画方式で調整されていればよい。描画デバイスは、光源を含み、さらに、描画方式に応じて光変調器、レーザー輝度変調手段、または描画のための光偏向手段等を含むデバイスを意味する。
(光源)
 光源には制限はなく、LED(発光ダイオード)、有機発光ダイオード(OLED)、放電管、および、レーザー光源等、プロジェクター、描画デバイスおよびディスプレイ等で用いられる公知の光源が利用可能である。
 これらのうち、LEDおよび放電管は、直線偏光を出射する描画デバイスの光源に適していることから好ましく、特にLEDが好ましい。LEDは発光波長が可視光領域において連続的でないため、後述するように特定波長域で選択反射を示すコレステリック液晶層が用いられているコンバイナとの組み合わせに適しているためである。
(描画方式)
 描画方式は、使用する光源等に応じて選択することができ、特に限定されない。
 描画方式の例としては、蛍光表示管、液晶を利用するLCD(Liquid Crystal Display)方式およびLCOS(Liquid Crystal on Silicon)方式、DLP(登録商標)(Digital Light Processing)方式、ならびに、レーザーを利用する走査方式等が挙げられる。描画方式は、光源と一体となった蛍光表示管を用いた方式であってもよい。描画方式としてはLCD方式が好ましい。
 LCD方式およびLCOS方式では、各色の光が光変調器で変調、合波され、投射レンズから光が出射する。
 DLP方式は、DMD(Digital Micromirror Device)を用いた表示システムであり、画素数分のマイクロミラーを配置して描画され投射レンズから光が出射する。
 走査方式は光線をスクリーン上で走査させ、目の残像を利用して造影する方式であり、例えば、特開平7-270711号公報、および、特開2013-228674号公報の記載が参照できる。レーザーを利用する走査方式では、輝度変調された、例えば、赤色光、緑色光、青色光の各色のレーザー光が合波光学系または集光レンズ等で1本の光線に束ねられ、光線が光偏向手段により走査されて後述する中間像スクリーンに描画されていればよい。
 走査方式において、例えば、赤色光、緑色光、青色光の各色のレーザー光の輝度変調は光源の強度変化として直接行ってもよく、外部変調器により行ってもよい。光偏向手段としては、ガルバノミラー、ガルバノミラーとポリゴンミラーの組み合わせ、および、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等が挙げられ、このうちMEMSが好ましい。走査方法としては、ランダムスキャン方式、および、ラスタースキャン方式等が挙げられるが、ラスタースキャン方式を用いることが好ましい。ラスタースキャン方式において、レーザー光を、例えば、水平方向は共振周波数で、垂直方向はのこぎり波で駆動することができる。走査方式は投射レンズが不要であるため、装置の小型化が容易である。
 描画デバイスからの出射光は、直線偏光であっても自然光(非偏光)であってもよい。
 描画方式がLCD方式またはLCOS方式である描画デバイスおよびレーザー光源を用いた描画デバイスは、本質的には出射光が直線偏光となる。出射光が直線偏光である描画デバイスであって出射光が複数の波長(色)の光を含むものである場合は、複数の波長の光の偏光方向(透過軸方向)は同一であることが好ましい。市販の描画デバイスは、出射光の赤、緑、青の光の波長域での偏光方向が均一ではないものがあることが知られている(特開2000-221449号公報参照)。具体的には、緑色光の偏光方向が赤色光の偏光方向および青色光の偏光方向と直交している例が知られている。
 なお、本発明のHUDにおいては、プロジェクターが出射する投影光は、p偏光であるのは、上述したとおりである。
(中間像スクリーン)
 上述のように、描画デバイスは中間像スクリーンを使用するものであってもよい。「中間像スクリーン」は、画像が描画されるスクリーンである。すなわち、描画デバイスを出射した光がまだ画像として視認できるものではない場合等において、この光によって描画デバイスは中間像スクリーンに視認可能な画像を形成する。中間像スクリーンにおいて描画された画像は中間像スクリーンを透過する光によりコンバイナに投映されていてもよく、中間像スクリーンを反射してコンバイナに投映されていてもよい。
 中間像スクリーンの例としては、散乱膜、マイクロレンズアレイ、および、リアプロジェクション用のスクリーン等が挙げられる。中間像スクリーンとしてプラスチック材料を用いる場合等において、中間像スクリーンが複屈折性を有すると、中間像スクリーンに入射した偏光の偏光面および光強度が乱され、コンバイナ(反射フィルム)において、色ムラ等が生じやすくなるが、所定の位相差を有する位相差膜を用いることにより、この色ムラの問題を低減できる。
 中間像スクリーンとしては、入射光線を広げて透過させる機能を有するものが好ましい。投映像拡大表示が可能となるからである。このような中間像スクリーンとしては、例えば、マイクロレンズアレイで構成されるスクリーンが挙げられる。HUDで用いられるマイクロアレイレンズについては、例えば、特開2012-226303号公報、特開2010-145745号公報、および、特表2007-523369号公報に記載がある。
 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等を含んでいてもよい。
 ウインドシールドガラスを反射フィルムとして用いたHUD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、米国特許第5013134号明細書、および、特表2006-512622号公報等を参照することができる。
 ウインドシールドガラスは、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、LED、OLED(有機発光ダイオード)等を光源に用いたプロジェクターと組み合わせて用いるHUDに有用である。各発光波長に合わせて、可視光選択反射層の反射ピークの波長を調整できるからである。また、LCD(液晶表示装置)等の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。
<投映光(入射光)>
 入射光は、反射フィルムの法線に対し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、上述の角度の範囲でp偏光を入射させることにより、投映像表示のための入射光の、視認側のウインドシールドガラスの表面からの反射光が少なく、二重像の影響が小さい画像表示が可能である。
 上述の角度は50°~65°であることも好ましい。このとき、投映像の観察を投映光の入射側において、選択反射層の法線に対し、入射光とは反対側で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。
 入射光は、ウインドシールドガラスの上下左右等、いずれの方向から入射してもよく、視認方向と対応させて、決定すればよい。例えば、使用時の下方向から上述のような斜め入射角度で入射する構成が好ましい。
 また、ウインドシールドガラスの反射フィルムは、入射するp偏光を反射するように配置されていればよい。
 上述のように、本発明のHUDにおける投映像表示の際の投映光は、入射面に平行な方向に振動するp偏光であることが好ましい。
 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(偏光子)をプロジェクターの出射光側に設けることによりp偏光としてもよく、プロジェクターからウインドシールドガラスまでの光路中において、直線偏光フィルム等を用いる公知の方法でp偏光としてもよい。この際には、直線偏光ではない投映光をp偏光にする部材も、本発明のHUDにおけるプロジェクターを構成するものと見なす。
 上述のように、出射光の赤、緑、青の光の波長域での偏光方向が均一ではないプロジェクターについては、波長選択的に偏光方向を調整し、全ての色の波長域でp偏光として入射させることが好ましい。
 上述したように、HUD(プロジェクター)は、虚像結像位置を可変とする投映システムであってもよい。虚像結像位置を可変とすることにより、運転者はより快適に利便性高く虚像を視認することができる。
 虚像結像位置は、車両の運転者から虚像を視認できる位置であり、例えば、通常運転者から見てウインドシールドガラスの先、1000mm以上離れた位置である。
 ここで、上述の特表2011-505330号公報に記載のようにガラスが反射フィルムにおいて不均一(楔形)であると、虚像結像位置を変化させたときに、その楔形の角度も変更する必要が生じる。そのため、例えば、特開2017-15902号公報に記載のように、部分的に楔形の角度を変えて投映位置を変えることによって擬似的に虚像結像位置変化に対応する等の必要が生じる。
 しかしながら、本発明のウインドシールドガラスを用い、かつ上述のようにp偏光を利用するHUDでは、楔形のガラスの利用は不要であり、反射フィルムにおいてガラスの厚さを均一とすることができるため、上述の虚像結像位置を可変とする投映システムを好適に採用することができる。
 次に、HUDおよびウインドシールドガラスについて、図4~図8を参照してより具体的に説明する。
 図4は、本発明の実施形態の反射フィルムを有するヘッドアップディスプレイの一例を示す模式図であり、図5は本発明の実施形態の反射フィルムを有するウインドシールドガラスの一例を示す模式図である。
 HUD50は、プロジェクター52と、ウインドシールドガラス30とを有し、例えば、乗用車等の車両に用いられる。なお、HUD50の各構成要素については、既に説明した通りである。
 HUD50において、ウインドシールドガラス30は、図5に概念的に示すように、第1のガラス板32と、ヒートシール層36と、反射フィルム10と、中間膜38と、第2のガラス板34と、を有する。
 反射フィルム10は、図1に示す反射フィルム10であり、可視光選択反射層と赤外光選択反射層とを有する。HUD50では、ウインドシールドガラス30の上下方向と、反射フィルム10が反射する直線偏光の偏光方向とが平行になるように配置している。なお、本発明のウインドシールドガラス(HUD)においては、反射フィルムが支持体を有してもよい。
 ウインドシールドガラス30の上下方向は、ウインドシールドガラス30が配置された車両等の天地方向に対応する方向であり、地面側を下側とし、反対側を上側として規定される方向である。なお、ウインドシールドガラス30は、車両等に配置された場合、構造、またはデザインの都合、傾斜して配置されることがあるが、この場合、上下方向は、ウインドシールドガラス30の表面に沿った方向になる。表面とは、車両の外面側である。
 プロジェクター52は上述の通りである。プロジェクター52は、表示する画像が担持された、p偏光の投映光を出射できるものであれば、HUDに用いられる公知のプロジェクターが利用可能である。また、プロジェクター52は、好ましくは、虚像の結像距離、すなわち、虚像の結像位置が可変なものである。
 HUD50において、プロジェクター52は、p偏光の投映光をウインドシールドガラス30(第1のガラス板32)に照射する。プロジェクター52がウインドシールドガラス30に照射する投映光をp偏光とすることにより、ウインドシールドガラス30の第1のガラス板32および第2のガラス板34による投映光の反射を大幅に低減して、二重像が観察される等の不都合を抑制できる。
 好ましくは、プロジェクター52は、p偏光の投映光をブリュースター角でウインドシールドに照射する。これにより、第1のガラス板32および第2のガラス板34での投映光の反射をなくして、より鮮明な画像の表示が可能になる。
 ウインドシールドガラス30は、いわゆる合わせガラスであって、第1のガラス板32と第2のガラス板34との間に、ヒートシール層36と、反射フィルム10と、中間膜38と、を有する。
 第1のガラス板32の表面から、プロジェクター52が出射した投映光が入射される。反射フィルム10は、p偏光を反射するものであり、上述したように、p偏光を反射するように、反射フィルムが反射する直線偏光の方向が設定される。
 図5に示す例では、反射フィルム10は、中間膜38によって第2のガラス板34に貼着され、ヒートシール層36によって第1のガラス板32に貼着されて、第1のガラス板32と第2のガラス板34との間に挟持される。
 本発明において、ウインドシールドガラス30の第1のガラス板32と第2のガラス板34とは、基本的に平行に設けられるのが好ましい。
 第1のガラス板32および第2のガラス板34は、いずれも車両等のウインドシールドに利用される公知のガラス(ガラス板)である。従って、形成材料、厚さ、および形状等は、公知のウインドシールドに用いられるガラスと同様でよい。図5に示す第1のガラス板32および第2のガラス板34は、いずれも平板状であるが、これに限定されるものではなく、一部が曲面でもよいし、全面が曲面でもよい。
 中間膜38は、事故が起きた際にガラスが車内に突き抜け、かつ、飛散することを防止するものであり、さらに反射フィルム10と第2のガラス板34とを接着するものである。中間膜38には、合わせガラスのウインドシールドに用いられる公知の中間膜(中間層)を用いることができる。中間膜38の形成材料としては、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素含有樹脂、およびポリウレタン等が例示される。
 また、中間膜38の厚さにも、制限はなく、形成材料等に応じた厚さを、公知のウインドシールドガラスの中間膜と同様に設定すればよい。
 ヒートシール層36は、例えば塗布型の接着剤からなる層である。反射フィルム10は、ヒートシール層36により第1のガラス板32に貼着される。なお、本発明のウインドシールドガラスにおいては、ヒートシール層36に変えて、中間膜によって、反射フィルム10を第1のガラス板32に貼着してもよい。また、第2のガラス板34と反射フィルム10とを貼着する中間膜38に対して、反射フィルム10が小さい場合には、中間膜38によって、反射フィルム10を第1のガラス板32に貼着してもよい。
 ヒートシール層36には、制限はなく、ウインドシールドガラス30として必要な透明性を確保でき、かつ、必用な貼着力で反射フィルム10とガラスとを貼着可能なものであれば、公知の各種の塗布型の接着剤からなるものが利用可能である。ヒートシール層36は、PVBなどの中間膜38と同じものを用いてもよい。これ以外に、ヒートシール層36には、アクリレート系接着剤等を用いることもできる。また、ヒートシール層36には、以下に示すように、上述の接着層と同じものを用いてもよい。
 ヒートシール層36は、接着剤から形成されるものであってもよい。
 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、および、硬化の不要な感圧接着タイプがある。また、接着剤は、いずれのタイプでも、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、および、ポリビニルブチラール系等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、および、エポキシアクリレート系等を使用することが好ましい。
 ヒートシール層36は、高透明性接着剤転写テープ(OCAテープ)を用いて形成されたものであってもよい。高透明性接着剤転写テープとしては、画像表示装置用の市販品、特に画像表示装置の画像表示部表面用の市販品を用いればよい。市販品の例としては、パナック株式会社製の粘着シート(PD-S1等)、日栄化工株式会社のMHMシリーズの粘着シート等が挙げられる。
 ヒートシール層36の厚さにも、制限はない。従って、ヒートシール層36の形成材料に応じて、十分な貼着力が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
 ここで、ヒートシール層36が厚すぎると、平面性を十分に保って、反射フィルム10を第1のガラス板32または第2のガラス板34に貼着できない場合がある。この点を考慮すると、ヒートシール層36の厚さは、0.1~800μmが好ましく、0.5~400μmがより好ましい。
 なお、図5に示すウインドシールドガラス30は、反射フィルム10と第1のガラス板32との間にヒートシール層36を設け、反射フィルム10と第2のガラス板34とを中間膜38で貼着しているが、これに制限はされない。すなわち、図7に示すウインドシールドガラス30bのように、反射フィルム10と第2のガラス板34との間にヒートシール層36を設け、反射フィルム10と第1のガラス板32との間に中間膜38を設ける構成でもよい。
 また、ウインドシールドガラス30が中間膜38を有さない構成であり、反射フィルム10と第1のガラス板32との貼着、および反射フィルム10と第2のガラス板34との貼着に、ヒートシール層36を用いた構成でもよい。
 HUD50では、ウインドシールドガラス30は、第1のガラス板32と第2のガラス板34との間に反射フィルム10を有し、ヒートシール層36によって反射フィルム10を第1のガラス板32に貼着し、中間膜38によって反射フィルム10を第2のガラス板34に貼着する構成を有する。
 図4に示すように、HUD50では、画像の観察者すなわち運転者Dは、プロジェクター52が投映して、ウインドシールドガラス30が反射した、プロジェクター52による投映像Ivの虚像を観察している。
 一般的なHUDでは、プロジェクターの投映像は、ウインドシールドのガラスによって反射され、その反射光を観察する。ここで、一般的なウインドシールドは、合わせガラスであり、内面側と外面側との2枚のガラスを有する。そのため、HUDでは、2枚のガラスの反射光によって、運転者に二重像が観察されるという問題がある。
 これに対応するために、通常のHUDでは、内面側ガラスの反射と外面側ガラスの反射とが重なるように、ウインドシールド(中間膜)の断面形状をクサビ型にして、二重像が見えないようにしている。
 ところが、前述のように、クサビ型のウインドシールドでは、例えば、視線が近い通常走行と視線が遠くなる高速走行とにおける運転者の視線の違いに対応するために、虚像の結像距離を変更すると、ウインドシールドのクサビの角度が合わなくなり、運転者が観察する画像が二重像になってしまう。
 これに対し、本発明の反射フィルムを有するHUD50は、プロジェクター52がp偏光を投映して、ウインドシールドガラス30が、第1のガラス板32と第2のガラス板34との間に、p偏光を反射する反射フィルム10を有し、運転者Dが、反射フィルム10による反射光を観察する。このような構成では、プロジェクター52の投映光の反射は、基本的に、反射フィルム10での反射が支配的になるため、基本的に、二重像が生じにくい。
 そのため、ウインドシールドガラス30に本発明の反射フィルム10を用いるHUD50では、ウインドシールドガラス30(中間膜38)の断面形状をクサビ型にする必要がなく、従って、虚像の結像距離を変更しても、二重像が生じることがない。
 ここで、前述のとおり、本発明の反射フィルムは、画像を表示するとともに、赤外光を用いた顔認証(顔検出)および/または虹彩認証を行うHUDに用いられる。
 顔認証(顔検出)および/または虹彩認証を行うHUD50は、上述したHUD50の構成に加えて、さらに、ウインドシールドガラス30の反射フィルム10に向けて赤外光IIRを照射する赤外光照射装置と、運転者Dの顔または瞳で反射された赤外光の戻り光IIR2を受光するIRセンサー54とを有する。図4に示す例では、プロジェクター52が赤外光IIRを照射する赤外光照射装置を兼ねている。
 (赤外光照射装置)
 赤外光照射装置としては、所定の波長の赤外光を照射する光源が適宜利用可能である。具体的には、光源としては、LED(発光ダイオード)、有機発光ダイオード(OLED)、赤外レーザ、VCSEL(垂直共振面発光型半導体レーザ)、グローバー、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の公知の光源が利用可能である。
 また、HUD50において、赤外光を用いた顔検出は、具体的には、運転者Dの顔が登録されている顔であるかを識別したり、顔の位置、向きを検出したり、顔の動きを検出したりする。そのため、赤外光照射装置は、運転者Dの顔が位置する領域を含む領域に赤外光を照射することが好ましい。すなわち、面状に赤外光を照射することが好ましい。このような面状の赤外光の描画方式としては、赤外線LEDを利用する場合には、顔認証用は、高出力および広指向角で、面状に照射するもの(指向角±45deg程度)を用いればよい。また、虹彩認証用は、目の付近に集中的に照射するため、比較的狭い(指向角±10deg程度)ものを用いればよい。他の方式としては、赤外レーザを利用するものの場合、例えば、VCSEL(垂直共振面発光型半導体レーザ)を光源とし、微細回折素子でドットビームに変換して照射するもの等が挙げられる。
 また、HUD50は、赤外光照射装置を、画像を投映するプロジェクターとは別の装置として有していてもよく、あるいは、上述したプロジェクターが投映画像に加えて赤外光を照射するものとしてもよい。
 (IRセンサー)
 IRセンサー54は、赤外光照射装置が照射した赤外光IIRが運転者Dの顔で反射された戻り光IIR2を受光するセンサーである。前述のとおり、顔検出を行うHUDにおいて運転者Dの顔を検出するために面状の赤外光を照射する。従って、IRセンサー54は、面状に赤外光を検出可能な2次元センサーである。
 IRセンサー54としては、CCDセンサー、CMOSセンサー等の光電変換素子と、赤外光を通す赤外光フィルターとを組み合わせたもの、赤外線カメラ等が利用可能である。
 本発明の反射フィルムを用いるHUDにおいて行われる、赤外線照射装置およびIRセンサーを用いた顔検出(顔認証)および虹彩認証の方法については特に制限はなく、種々の公知の方法が利用可能である。例えば、国際公開第2019/026925号、特開2019-005576号公報、特開2018-045437号公報等に記載された方法が挙げられる。
 ここで、本発明のウインドシールドガラスが、車両に用いられる場合には、第1のガラス板32および第2のガラス板34としては、曲面ガラスが用いられる場合が多い。その場合、第1のガラス板32を車内側とし、第2のガラス板34を車外側とすると、第1のガラス板32は凸面側を第2のガラス板34に向けて配置され、第2のガラス板34は凹面側を第1のガラス板32に向けて配置される。
 また、図5に示すウインドシールドガラス30のように、反射フィルム10が第1のガラス板32にヒートシール層36を介して接着される場合には、図6に示すように、反射フィルム10は、赤外光選択反射層14が、第2のガラス板34側となるように配置されることが好ましい。図6に示す例では、反射フィルム10は、支持体24と、可視光選択反射層12と、赤外光選択反射層14とを有し、ウインドシールドガラス30は、第1のガラス板32、ヒートシール層36、支持体24、可視光選択反射層12、赤外光選択反射層14、中間膜38、および、第2のガラス板34の順に配置されている。
 一方、図7に示すウインドシールドガラス30bのように、反射フィルム10が第2のガラス板34にヒートシール層36を介して接着される場合には、図8に示すように、反射フィルム10は、赤外光選択反射層14が、第1のガラス板32側となるように配置されることが好ましい。図8に示す例では、反射フィルム10は、支持体24と、可視光選択反射層12と、赤外光選択反射層14とを有し、ウインドシールドガラス30bは、第1のガラス板32、中間膜38、赤外光選択反射層14、可視光選択反射層12、支持体24、ヒートシール層36、および、第2のガラス板34の順に配置されている。
 HUDにおける表示画像の輝度をより高くできる観点からは、ウインドシールドガラスは、図5に示すように、反射フィルム10が中間膜38よりも内側に配置される構成が好ましい。一方、耐衝撃性の観点からは、ウインドシールドガラスは、図7に示すように、反射フィルム10が中間膜38よりも外側に配置される構成が好ましい。
 また、本発明のウインドシールドガラスにおいて、第1のガラス板はクリアガラスであり、第2のガラス板は、グリーンガラスであることが好ましい。クリアガラスは、赤外光に対する透過率が高い(赤外光透過率が80%~92%程度)のガラスである。一方、グリーンガラスは赤外光に対する透過率が低い(赤外光透過率が10%~60%程度)のガラスである。
 車内側の第1のガラス板として赤外光の透過率が高いクリアガラスを用いることで、赤外光を用いた顔認証および虹彩認証を好適に行うことができる。また、車外側の第2のガラス板として赤外光の透過率が低いグリーンガラスを用いることで、遮熱性を向上できる。
 ここで、本発明の反射フィルムにおいて、赤外光選択反射層がコレステリック液晶層からなる場合には、赤外光選択反射層は、可視光に対してその偏光状態を制御する偏光変換層として機能する。
 赤外光選択反射層が偏光変換層として機能することによって、HUDの偏光サングラス適性を改善し、さらに二重像を抑制することができ、特にp偏光を入射させて投映像を形成する場合の二重像を良好に抑制することができる。
 偏光変換層の機能により偏光サングラス適性が改善することができる理由は、偏光変換層がコレステリック液晶相の螺旋構造を有しており、赤外域の反射ピーク波長よりも短波長である可視光に対して旋光性と複屈折性を示すため、可視域の偏光を制御できるためである。特に、ウインドシールドガラスの外側から入射したs偏光は、位相差層で偏光が大きく変わるが、赤外光選択反射層における螺旋構造のピッチおよび膜厚は、可視光に対する偏光変換層として好適に光学補償でき、偏光サングラス適性が改善できる。
 偏光変換層の機能により二重像をさらに抑制することができる理由は、可視光選択反射層の選択反射帯域にない波長の光が、可視光選択反射層で偏光変換されてウインドシールドガラスの裏面で反射されることに基づく二重像を抑制できるためと推定される。
 水たまりの反射光、対向車のウインドシールドガラスの反射光、および、ボンネットの反射光など、車両等においてウインドシールドガラスの外部から侵入する、いわゆるギラツキ成分は、多くがs偏光である。そのため、偏光サングラスは、s偏光成分を遮光するようになっている。
 ここで、コレステリック液晶層のように、所定の円偏光を選択的に反射する反射層に、非反射成分の偏光が入射して透過すると、偏光状態が変化する。上述のように、ウインドシールドガラスの外部から侵入するギラツキ成分は、s偏光である。従って、p偏光に対応する円偏光を選択的に反射する反射層を透過したs偏光は、理想的には、s偏光に対応する旋回方向の円偏光になる。この円偏光は、次いで、位相差層によって、再度、s偏光に変換される。そのため、ウインドシールドガラスの外部から侵入するギラツキ成分であるs偏光は、偏光サングラスを用いることで、遮光できる。
 ところが、外部からウインドシールドガラスに入射するs偏光は、ウインドシールドガラスの反射フィルムに法線方向から入射する成分のみではなく、様々な角度でウインドシールドガラスに入射する。そのため、位相差層と円偏光を反射する反射層によってp偏光を投映するHUDでは、外部から侵入して、反射層を透過したs偏光は、円偏光ではなく、楕円偏光になってしまう。このような楕円偏光が位相差層を透過すると、透過光には、s偏光のみならず、p偏光の成分も混在してしまう。p偏光は、偏光サングラスで遮光できないので、偏光サングラスを透過してしまう。そのため、p偏光を投映するHUDの場合には、s偏光が主成分である上述の反射光のギラツキをカットする偏光サングラスの機能が損なわれ、運転の支障となる。
 これに対して、本発明の反射フィルムは、可視光に対して偏光変換層として機能する赤外光選択反射層を有する。上述のとおり、偏光変換層は、可視光に対して旋光性および複屈折性を示す。また、外部から入射するギラツキとなる反射光は、主にs偏光である。従って、偏光変換層に入射したs偏光は、偏光変換層が有する旋光性および複屈折性によって、s偏光に応じた旋回方向の楕円偏光に変換される。偏光変換層を透過した楕円偏光は、次いで、可視光選択反射層に入射する。s偏光から変換された楕円偏光は、旋回方向が可視光選択反射層による反射成分ではないので、可視光選択反射層を透過して、s偏光に対応する旋回方向の円偏光に変換される。この円偏光は、次いで、位相差層を透過することにより、s偏光に変換され、ウインドシールドガラスを透過する。
 すなわち、本発明の反射フィルムでは、赤外光選択反射層が偏光変換層として機能するため、ウインドシールドガラスの外部から侵入した、ギラツキとなるs偏光は、s偏光のまま透過するので、偏光サングラスによって遮光できる。従って、p偏光を投映するHUDにおいて、偏光サングラス適性を改善できる。
 また、投映光の中には、p偏光ではないs偏光の成分が混ざっている場合も有る。この成分は、可視光選択反射層を透過して、ウインドシールドガラスの外面(裏面)で反射されるため、二重像の原因となってしまう。
 これに対して、本発明の反射フィルムは、赤外光選択反射層が偏光変換層として機能するので、可視光選択反射層を透過したs偏光の成分を、旋光性および複屈折性を有する偏光変換層がp偏光の成分に変換する。上述したように、p偏光は、ガラスに斜めに入射すると反射率が非常に低い。そのため、投映光の中にs偏光成分が混ざっていても、p偏光に変換するため、s偏光のウインドシールドガラスの外面による反射を抑制できる。従って、本発明の反射フィルムによれば、可視光選択反射層を透過して、ウインドシールドガラスの外面(裏面)で反射される光に起因する二重像も低減できる。
 本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の反射フィルム、および、ウインドシールドガラスについて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
 例えば、本発明の反射フィルムは、可視光選択反射層および赤外光選択反射層以外に、他の層を有していてもよい。具体的には、支持体、偏光変換層、配向膜、位相差層等を有していてもよい。偏光変換層は、国際公開第2020/080355号等に記載されている。また、例えば、赤外光選択反射層に隣接する偏光変換層、または、配向膜を介して隣接する位相差層を有していてもよい。
 以下に実施例を挙げて本発明の特徴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、および、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。
[実施例1~3、比較例1]
<コレステリック液晶層形成用組成物の調製>
(コレステリック液晶層形成用組成物B、G1~G3、R1~R4、IR1~IR8)
 選択反射中心波長が450nmであるコレステリック液晶層を形成するコレステリック液晶層形成用組成物B、選択反射中心波長がそれぞれ540nm、550nm、および、590nmであるコレステリック液晶層を形成するコレステリック液晶層形成用組成物G1~G3、選択反射中心波長がそれぞれ633nm、720nm、740nm、および、780nmであるコレステリック液晶層を形成するコレステリック液晶層形成用組成物R1~R4、ならびに、選択反射中心波長がそれぞれ835nm、850nm、1000nm、1050nm、1100nm、1150nm、1200nm、および、1300nmであるコレステリック液晶層を形成するコレステリック液晶層形成用組成物IR1~IR8に関して、下記の成分を混合し、下記組成のコレステリック液晶層形成用組成物を調製した。
・混合物1                      100質量部
・フッ素系水平配向剤1(配向制御剤1)       0.05質量部
・フッ素系水平配向剤2(配向制御剤2)       0.02質量部
・右旋回性キラル剤LC756(BASF社製)
                   目標の反射波長に合わせて調節
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製)
                           1.0質量部
・溶媒(メチルエチルケトン)     溶質濃度が20質量%となる量
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 各コレステリック液晶層形成用組成物を用いて、以下に示す可視光選択反射層の作製と同様に仮支持体上に膜厚3μmの単一層のコレステリック液晶層を作製し、可視域光および赤外光の反射特性を確認した。
 その結果、作製されたコレステリック液晶層は全て右円偏光反射層であり、選択反射中心波長(中心波長)は、所望の波長であることを確認した。
<可視光選択反射層の作製>
 調製したコレステリック液晶層形成用組成物を適宜用いて、各実施例および比較例の可視光選択反射層が表1に示す層構成になるように以下のようにしてコレステリック液晶層を形成し、可視光選択反射層を作製した。
 仮支持体として、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製、コスモシャインA4100)を用意した。
 仮支持体の一面にラビング処理(レーヨン布、圧力:0.1kgf(0.98N)、回転数:1000rpm(revolutions per minute)、搬送速度:10m/min、回数:1往復)を行った。
 仮支持体のラビング処理面に、1層目となるコレステリック液晶層形成用組成物を、乾燥後の乾膜の厚さが表1に記載の厚さになるようにワイヤーバーを用いて室温にて塗布して塗布層を得た。
 塗布層を室温で30秒間乾燥させた後、85℃の雰囲気で2分間加熱した。その後、酸素濃度1000ppm以下の環境で、60℃でフュージョン社製のDバルブ(90mW/cm2のランプ)によって、出力60%で6~12秒間、紫外線を照射し、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得た。
 次に、2層以上のコレステリック液晶層を有する場合には、得られたコレステリック液晶層の表面にさらに、コレステリック液晶層形成用組成物を用いて同様の工程を繰り返し、2層目以降のコレステリック液晶層形成用組成物の層を順次、形成した。
<赤外光選択反射層の作製>
 次に、表2に示す層構成になるように、可視光選択反射層の表面にコレステリック液晶層形成用組成物IRを塗布して、赤外光選択反射層となるコレステリック液晶層を形成した。
 なお、コレステリック液晶層の形成は、上述した可視光選択反射層のコレステリック液晶層の形成と同様に行った。
 以上により、反射フィルムを作製した。
[実施例4~5、比較例2~5]
 仮支持体上に下記のようにして位相差層を形成した後に、位相差層上に可視光選択反射層となるコレステリック液晶層および赤外光選択反射層となるコレステリック液晶層を順に形成して反射フィルムを作製した。可視光選択反射層となるコレステリック液晶層および赤外光選択反射層となるコレステリック液晶層の形成方法は実施例1と同様である。
 各実施例および比較例の層構成は表1および表2に示すとおりである。
(位相差層形成用塗布液)
 下記の成分を混合し、下記組成の位相差層形成用塗布液を調製した。
・混合物1                       100質量部
・フッ素系水平配向剤1(配向制御剤1)        0.05質量部
・フッ素系水平配向剤2(配向制御剤2)        0.01質量部
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製)
                            1.0質量部
・溶媒(メチルエチルケトン)      溶質濃度が20質量%となる量
 仮支持体のラビング面した表面に、位相差層形成用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布した後、乾燥させた。
 次いで、50℃のホットプレート上に置き、酸素濃度1000ppm以下の環境で、フュージョンUVシステムズ社製の無電極ランプ「Dバルブ」(60mW/cm2)によって6秒間、紫外線を照射し、液晶相を固定した。これによりして、所望の正面位相差、すなわち、所望のレタデーションとなるように厚さを整除した位相差層を得た。
 作製した位相差層のレタデーションをAxoScanで測定したところ、126nmであった(実施例4)。
[実施例6~9、比較例6]
 仮支持体に代えて、下記のように鹸化処理し配向膜を形成したTAC(トリアセチルセルロース)フィルムを支持体として用いた以外は、上記と同様にして、位相差層、可視光選択反射層および赤外光選択反射層を形成して反射フィルムを作製した。
 各実施例および比較例の層構成は表1および表2に示すとおりである。
<セルロースアシレートフィルムの鹸化>
 国際公開第2014/112575号の実施例20と同一の作製方法で、厚さ40μmセルロースアシレートフィルムを作製した。
 作製したセルロースアシレートフィルムを、温度60℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を40℃に昇温した。その後、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量14mL/m2で塗布し、110℃に加熱したスチーム式遠赤外ヒーター(ノリタケカンパニーリミテド社製)の下に、10秒間滞留させた。
 次いで、同じくバーコーターを用いて、純水を3mL/m2塗布した。
 次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りとを、3回繰り返した後に、70℃の乾燥ゾーンに5秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
 鹸化処理したセルロースアシレートフィルムの面内位相差をAxoScanで測定したところ、1nmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
アルカリ溶液の組成
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・水酸化カリウム                    4.7質量部
・水                         15.7質量部
・イソプロパノール                  64.8質量部
・界面活性剤(C16H33O(CH2CH2O)10H)     1.0質量部
・プロピレングリコール                14.9質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
<配向膜の形成>
 鹸化処理したセルロースアシレートフィルム(透明支持体)の鹸化処理面に、下記に示す組成の配向膜形成用塗布液を、ワイヤーバーコーターで24mL/m2塗布し、100℃の温風で120秒乾燥した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
配向膜形成用塗布液の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記に示す変性ポリビニルアルコール           28質量部
・クエン酸エステル(AS3、三共化学社製)       1.2質量部
・光開始剤(イルガキュア2959、BASF社製)   0.84質量部
・グルタルアルデヒド                  2.8質量部
・水                          699質量部
・メタノール                      226質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
(変性ポリビニルアルコール)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 セルロースアシレートフィルムに形成した配向膜に、支持体の長辺方向を基準に時計回りに45°回転させた方向にラビング処理(レーヨン布、圧力:0.1kgf(0.98N)、回転数:1000rpm(revolutions per minute)、搬送速度:10m/min、回数:1往復)を施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
[実施例10~12]
<反射フィルムの作製>
 特表平9-506837号公報に記載された方法に基づき、以下のようにして、誘電体多層膜からなる可視光選択反射層および赤外光選択反射層を有する反射フィルムを作製した。
(赤外光選択反射層の形成)
 2,6-ポリエチレンナフタレート(PEN)と、ナフタレート70/テレフタレート30のコポリエステル(coPEN)とを、ジオールとしてエチレングリコールを用いて、標準ポリエステル樹脂合成釜において合成した。PENおよびcoPENの単層フィルムを押出成型した後、約150℃で、延伸比5:1で延伸し、約230℃で30秒間、熱処理した。遅相軸(配向軸)に関するPENの屈折率は約1.86、横断軸に関する屈折率は1.64、coPENフィルムの屈折率は、約1.64となることを確認した。
 続いて、標準押出ダイを装着した25スロット供給ブロックを用いて、PENおよびcoPENを同時押出することにより、下記表3の(1)に示す膜厚のPENとcoPENとを交互に32層有する層を形成した。さらに、同様の操作を繰返すことにより、表3の(2)に示す厚さのPENとcoPENとを、交互に32層有する層を形成し、計64層を積層してなる赤外光選択反射層の積層体を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 次に、延伸比を調整することにより、遅相軸に関するPENの屈折率は約1.71、横断軸に関する屈折率は1.64、coPENフィルムの屈折率は、約1.64となることを確認した。すなわち、光学異方性層の遅相軸方向の屈折率と、等方性層の屈折率との差Δnは0.07である。
(可視光選択反射層の形成)
 続いて、実施例10は、標準押出ダイを装着した25スロット供給ブロックを用いて、赤外選択反射層上にPENおよびcoPENを同時押出することにより、下記表4の(1)に示す膜厚のPENとcoPENとを交互に16層有する可視光選択反射層を形成した。
 また、実施例11、12は、同様の操作を繰返すことにより、赤外選択反射層上に表4の(2)~(6)に示す厚さのPENとcoPENとを、交互に16層ずつを、順に形成することにより、計96層を積層してなる可視光選択反射層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 次いで、延伸した積層体を、エアーオーブン内において、約230℃で30秒間、熱処理して、赤外選択反射層と可視光選択反射層から成る反射フィルムを作製した。作製した反射フィルムの厚さは約20μmであった。この反射フィルムの反射スペクトルを、分光光度計(日本分光株式会社製、V-670)で測定したところ、反射帯域が450nm、550nm、650nm、700nm、750nm、800nmおよび1100nmにおいて反射率ピークのある反射スペクトルが得られた。なお、赤外光選択反射層は表3の(1)および(2)の構成で形成した層による反射が合わさり、波長1100nmで半値幅220nmの1つの反射ピークとなった。
 可視光選択反射層の反射スペクトルを表5に示し、赤外光選択反射層の反射スペクトルを表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
<ウインドシールドガラスの作製>
 上記で作製した各反射フィルムを有するウインドシールドガラスを以下のようにして作製した。
 第2のガラス板として、縦120mm×横100mm、厚さ2mmのガラス板(グリーンガラス、可視光透過率81%、1100mにおける透過率40%)を用意した。
 この第2のガラス板の上に、同じサイズにカッティングした積水化学社製の厚さ0.76mmの中間膜としてPVBフィルムを設置した。中間膜の上に、縦110mm×横90mmサイズにカットしたシート状の反射フィルムを、遅相軸方向を縦方向に合わせて設置した。また、反射フィルムの表裏の向きは表7に示す層構成になるように配置した。
 反射フィルムの上に、縦120mm×横100mm、厚さ2mmの第1のガラス板を設置した。第1のガラス板としては、実施例1~7、10、比較例1~6では、第2のガラス板と同じグリーンガラスを用い、実施例8、9、11、12では、クリアガラス(セントラル硝子社製、FL2、可視光透過率90%、1100nmにおける透過率84%)を用いた。
 この積層体を90℃、10kPa(0.1気圧)下で一時間保持した後に、オートクレーブ(栗原製作所製)にて115℃、1.3MPa(13気圧)で20分間加熱して気泡を除去し、ウインドシールドガラスを得た。
 なお、実施例7、8、11、比較例3~5では、第1のガラス板と第2のガラス板とを入れ替えた。すなわち、第1のガラス板側に中間膜を配置するものとした。
 また、実施例1~5、比較例1~5は、反射フィルムを仮支持体から剥離して中間膜の上に配置した。
 また、実施例11、比較例3~5は、第2のガラス板と反射フィルムとの間に下記のようにして形成したヒートシール層を配置した。
 また、実施例12は、第1のガラス板と反射フィルムとの間に下記のようにして形成したヒートシール層を配置した。
 また、実施例6~9では、反射フィルムの支持体と中間膜が配置されない側のガラス板との間に下記のようにして形成したヒートシール層を配置した。
<ヒートシール層の作製>
(ヒートシール層形成用塗布液)
 下記の成分を混合し、ヒートシール層形成用塗布液を調製した。
 PVBシート片(積水化学社製、エスレックフィルム)  5.0質量部
 メタノール                    90.25質量部
 ブタノール                     4.75質量部
(ヒートシール層の形成)
 反射フィルム、または、支持体を有する場合には支持体上にヒートシール層形成用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布後、乾燥させて50℃にて1分間加熱処理を行い、厚み1μmのヒートシール層を得た。
 各実施例および比較例のウインドシールドガラスの構成、ガラス板の種類、および、赤外光選択反射層の位置を表7に示す。なお、表7中の赤外光選択反射層の位置とは、可視光選択反射層に対して、赤外光選択反射層がどちらのガラス板側に配置されているかを示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
[実施例13~20]
 実施例13~20では、赤外光選択反射層を右旋回性コレステリック液晶層と左旋回性コレステリック液晶層の積層構成とした反射フィルムを作製した。
<左旋回性コレステリック液晶層形成用組成物の調製>
(コレステリック液晶層形成用組成物IR9)
 選択反射中心波長が1200nmである、左旋回性コレステリック液晶層を形成するコレステリック液晶層形成用組成物IR9に関して、下記の成分を混合し、下記組成のコレステリック液晶層形成用組成物を調製した。
・混合物1                      100質量部
・フッ素系水平配向剤1(配向制御剤1)       0.05質量部
・フッ素系水平配向剤2(配向制御剤2)       0.02質量部
・左旋回性キラル剤 化合物1
                   目標の反射波長に合わせて調節
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製)
                           1.0質量部
・溶媒(メチルエチルケトン)     溶質濃度が20質量%となる量
・化合物1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 各コレステリック液晶層形成用組成物を用いて、以下に示す可視光選択反射層の作製と同様に仮支持体上に膜厚3μmの単一層のコレステリック液晶層を作製し、可視域光および赤外光の反射特性を確認した。
 その結果、作製されたコレステリック液晶層は左円偏光反射層であり、選択反射中心波長(中心波長)は、所望の波長であることを確認した。
 (偏光変換層形成用塗布液)
下記の成分を混合し、下記組成の偏光変換層形成用塗布液を調製した。
・混合物1                       100質量部
・フッ素系水平配向剤1(配向制御剤1)        0.05質量部
・フッ素系水平配向剤2(配向制御剤2)        0.02質量部
・右旋回性キラル剤LC756(BASF社製)
          目標のピッチ数と膜厚に合う反射波長に合わせて調整
・重合開始剤IRGACURE OXE01(BASF社製)
                            1.0質量部
・溶媒(メチルエチルケトン)      溶質濃度が20質量%となる量
 上述の偏光変換層形成用塗布液の右旋回性キラル剤LC756の処方量を調整して、コレステリック液晶層とした場合に、所望の選択反射中心波長λとなるように、偏光変換層形成用塗布液を調製した。選択反射中心波長λは、仮支持体上に、膜厚3μmの単一層のコレステリック液晶層を作製してFTIR(パーキンエルマー社製、Spectrum Two)の測定により決定した。
 螺旋構造の膜厚dは『螺旋構造のピッチP×ピッチ数』で表せる。上述のように、螺旋構造のピッチPとは、螺旋構造における1ピッチの長さであり、螺旋配向された液晶化合物が360°回転するのが1ピッチである。また、コレステリック液晶層では、選択反射中心波長λは『1ピッチの長さP×面内の平均屈折率n』と一致する(λ=P×n)。従って、ピッチPは『選択反射中心波長λ/面内の平均屈折率n』となる(P=λ/n)。
 このことから、コレステリック液晶層とした場合に、選択反射中心波長λが所望の波長となるように、偏光変換層形成用塗布液を調製した。後述する偏光変換層の形成では、この偏光変換層形成用塗布液を、所望の膜厚となるよう塗工し、偏光変換層を形成してピッチ数を決定した。
 表8に、調製した偏光変換層形成用塗布液の目標となる偏光変換層のピッチ数、膜厚、および、選択反射中心波長λ(中心波長λ)の組み合わせを示す。
<可視光選択反射層、赤外光選択反射層の作製>
 支持体は配向膜を形成したTAC(トリアセチルセルロース)フィルムを用い、上記と同様に行った。TACフィルム上に、上記と同様に位相差層を形成し、次に、上記で調製したコレステリック液晶層形成用組成物を適宜用いて、各実施例の可視光選択反射層、赤外光選択反射層が表9および表10に示す層構成になるようにコレステリック液晶層を形成し、可視光選択反射層および赤外光選択反射層を作製した。
 なお、実施例13~16は、位相差層の上に赤外光選択反射層、可視光選択反射層の順に形成し、実施例17~20は、位相差層の上に可視光選択反射層、赤外光選択反射層の順に形成した。
 次に、得られたコレステリック液晶層の表面に、さらに表8に示した偏光変換層形成用塗布液を、表8に示す目標の膜厚となるように塗布して、偏光変換層を形成し、反射フィルムを作製した。
 なお、偏光変換層の形成は、上述したコレステリック液晶層の形成と同様に行った。
 以上により、反射フィルムを作製した。
<ウインドシールドガラスの作製>
 上記で作製した各反射フィルムを有するウインドシールドガラスは、上記と同様にして作製した。各実施例におけるウインドシールドガラスの構成、ガラス板の種類、および、赤外光選択反射層の位置を表11に示す。なお、表11中の赤外光選択反射層の位置とは、可視光選択反射層に対して、赤外光選択反射層がどちらのガラス板側に配置されているかを示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 また、各実施例および比較例における各反射ピークにおける反射率および波長帯幅は、以下のようにして測定した。
 作製した直線偏光反射フィルムをガラス板の表面に貼り、ガラス板の裏面に黒色PETフィルム(光吸収体)を貼り合わせた。
 分光光度計(日本分光株式会社製、V-670)を用いて、直線偏光反射フィルムの表面から法線方向に対し5°の方向からP偏光およびS偏光をそれぞれ入射し、400nm~1500nmの反射スペクトルをそれぞれ測定した。測定したP偏光の反射スペクトルとS偏光の反射スペクトルの平均値(平均の反射スペクトル)を求めた。
 なお、P偏光を入射した際の反射率とS偏光を入射した際の反射率との平均値は、無偏光(自然光)を入射した際の反射率と同義である。すなわち、P偏光の反射スペクトルとS偏光の反射スペクトルの平均値は、自然光を入射した際の反射スペクトルと同義である。
 算出したP偏光とS偏光の反射スペクトルの平均値から、
・波長780nm~1500nmの帯域にある反射ピーク(極大値の最大値)を反射ピークとして抽出し、その反射率および波長帯幅とを算出した。
 なお、反射ピークの波長帯幅は、波長780nm~1500nmの帯域における反射率の最大値と最小値の平均値よりも反射率が高い領域の幅である。
[評価]
 作製したウインドシールドガラスについて、下記評価を行った。
<顔認証の応答性>
 第1のガラス板側からガラス面の法線方向に対し65°の方向から、波長の異なる赤外光LEDを用いて、それぞれ赤外光(波長810nm、850nmおよび940nm、いずれも自然光)を入射し、ウインドシールドガラスの前に座る人の顔を照射した。人の顔で反射し、第1のガラス面からガラスの法線方向65°の方向から正反射して戻った赤外光を、赤外光LEDに併設されたIRセンサーで検出し、イメージプロセッサーに情報を送って顔認証と虹彩認証を行ない、以下の基準で評価した。
・A:顔認証および虹彩認証が十分に実施できた。(顔認証の場合:十分な面積での認証ができた。虹彩認証の場合:顔の位置によらず認証ができた。)
・B:顔認証および虹彩認証の一部が不十分であったが、実用上問題なし。(顔認証の場合:一部の面積において認証できない領域があったが、大部分の面積での認証ができた。虹彩認証の場合:一部の位置においては虹彩認証ができなかったが、実用上問題ない範囲であった。)
・C:顔認証および虹彩認証がやや不十分であったが、実用上問題なし。(顔認証の場合:Bよりも認証できない領域が多かったが、実用上使用可能な範囲。虹彩認証の場合:Bよりも虹彩認証ができない位置が多かったが、実用上使用可能な範囲。)
・D:顔認証および虹彩認証ができなかった。
<反射色味>
 第2のガラス面側からガラスの法線方向に対し5°、15°、30°、45°、60°の方向から自然光を入射し、分光光度計(日本分光株式会社製、V-670)で反射スペクトルを測定した。そのスペクトルからD65光源における反射色味のa*、b*を算出し、以下の基準で評価した。
 反射色味の評価基準
 5°、15°、30°、45°、60°の角度で最もa*、b*の値が大きいもので評価し、
・A:|a*|≦5、かつ、|b*|≦5:どの角度から見ても透明色
・B:|a*|≦5、かつ、|b*|≦18(ただしAの範囲は除く):いずれかの角度でやや黄色く見える
・C:A、Bに該当する以外:透明色の反射色味に見えない
<p偏光反射率>
 第1のガラス板側からガラスの法線方向に対し65°の方向からp偏光を入射し、その正反射光(入射面内で法線方向に対して入射方向と反対側の、法線方向に対し65°の方向)を分光光度計(日本分光株式会社製、V-670)で反射率スペクトルを測定した。このとき、反射フィルムの長辺方向と分光光度計の入射するp偏光の透過軸とを平行にした。
 JIS R3106に従って、380~780nmでの10nm毎の波長において、反射率に視感度に応じた係数およびD65光源の発光スペクトルをそれぞれ乗じて投映像反射率を計算し、輝度として評価した。輝度の評価は、下記評価基準にて評価した。
 p偏光反射率の評価基準
・A:25%以上 (HUDのp偏光反射システムで画像が見え、二重像が見えにくい。)
・B:20%以上~25%未満 (HUDのp偏光反射システムで画像が見えるが、二重像が見える。)
・C:20%未満 (HUDのp偏光反射システムで画像が鮮明に見えにくく、二重像がよく見える。)
<偏光サングラス適性>
 第2のガラス板側のガラス面からガラスの法線方向に対し65°方向からs偏光を入射し、ウインドシールドガラスの第1のガラス板側から透過光のp偏光を分光光度計(日本分光株式会社製、V-670)で透過率スペクトルを測定した。
 このとき分光光度計の受光部に直線偏光板を配置して、ウインドシールドガラスの垂直方向と分光光度計の入射するp偏光の透過軸とを平行にした。観察したJIS R3106に従って、380~780nmでの10nm毎の波長において、視感度に応じた係数およびD65光源の発光スペクトルをそれぞれ乗じて可視光線透過率を計算し、偏光サングラス適性として評価した。偏光サングラス適性の評価は、下記評価基準にて評価した。
 偏光サングラス適性の評価基準
・A:3%未満
・B:3%以上~5%未満
・C:5%以上
<耐衝撃性>
 300mm×300mmサイズで同様のウインドシールドガラスを作製し、JIS 3212 Rに基づく落球試験を実施した。
 -20℃で冷却したウインドシールドガラスに鋼球(227g、直径38mm)を9mの高さから落とし、ガラスの落下量を測定し、以下の基準で評価した。
・A:ガラスの落下量が10g以下
・B:ガラスの落下量が10g以上15g未満
・C:ガラスの落下量が15g以上
 結果を表12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 表12に示すように、実施例は、比較例に比して、顔認証および虹彩認証の応答性が良好であることがわかる。
 比較例1、2および5は、反射波長のピークが900nm~1200nmの範囲から外れており、また、反射波長帯域幅が狭いため、赤外光による顔認証および虹彩認証ができなかった。比較例3は、赤外光選択反射層の反射率が26%未満であるため、赤外光による顔認証および虹彩認証ができなかった。比較例4は、反射波長のピークが900nm~1200nmの範囲から外れているため、赤外光による顔認証および虹彩認証ができなかった。比較例6は、反射波長のピークの反射波長帯域幅が狭いため、赤外光による顔認証および虹彩認証ができなかった。
 実施例1と実施例2との対比から、赤外光選択反射層の反射ピークの半値幅は、170nm以上であることが好ましいことがわかる。
 実施例2と実施例4との対比から、位相差層を有することで、p偏光反射率および偏光サングラス適性が向上することがわかる。
 実施例4と実施例5との対比から、可視光選択反射層が、上述した(i)~(iii)のうち2つを満たすことで反射色味が向上することがわかる。
 実施例5と実施例6~9との対比、および、実施例10と実施例11~12との対比から、ヒートシール層を有することで耐衝撃性が向上することがわかる。また、実施例6~9の対比、および、実施例11と12との対比から、ヒートシール層を第2のガラス板側に有することで耐衝撃性が向上することがわかる。
 実施例6~9の対比、ならびに、実施例10~12の対比から、第1のガラス板にクリアガラスを用いることで顔認証の応答性が向上することがわかる。
 また、実施例13~20の結果を表13に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表13に示すように、赤外光選択反射層が右旋回性コレステリック液晶層と左旋回性コレステリック液晶層を積層した実施例13~20についても、比較例に比して、顔認証および虹彩認証の応答性が良好であることがわかる。
 以上の結果から、本発明の効果は明らかである。
 車載用のヘッドアップディスプレシステム(HUD)等に、好適に利用可能である。
 10、10a、10b 反射フィルム
 12 可視光選択反射層
 14a、14b 赤外光選択反射層
 16R R反射層
 16G G反射層
 16B B反射層
 18a 第1反射層
 18b 第2反射層
 20 光学異方性層
 22 等方性層
 24 基材
 30 ウインドシールドガラス
 32 第1のガラス板
 34 第2のガラス板
 36 ヒートシール層
 38 中間膜
 50 ヘッドアップディスプレイシステム(HUD)
 52 イメージャー
 D 運転者
 IIR 赤外光
 IV 可視光

Claims (13)

  1.  可視光選択反射層と、
     赤外光選択反射層とを、有し、
     前記可視光選択反射層が、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光反射率が5%~25%であり、
     前記赤外光選択反射層が、要件1または要件2を満たす、反射フィルム。
    要件1:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上である。
    要件2:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
  2.  可視光選択反射層と、
     赤外光選択反射層とを、有し、
     前記可視光選択反射層が、380nm~850nmの範囲に反射ピークを少なくとも1つ有し、反射ピークの波長における自然光反射率が5%~25%であり、
     前記赤外光選択反射層が、要件3または要件4を満たす、請求項1に記載の反射フィルム。
    要件3:900nm~1200nmの範囲において2つ以上の反射ピークを有し、それぞれの反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%である。
    要件4:900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が120nm~500nmである。
  3.  前記赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%以上であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が170nm~400nmである、請求項1に記載の反射フィルム。
  4.  前記赤外光選択反射層が、900nm~1200nmの範囲において1つの反射ピークを有し、反射ピークの波長における自然光反射率が26%~60%であり、900nm~1200nmの範囲における反射率の最大値と最小値との平均値よりも反射率が高い領域の波長帯域幅が170nm~400nmである、請求項1~3のいずれか1項に記載の反射フィルム。
  5.  前記反射フィルムは、可視光および赤外光の直線偏光を反射する、請求項1~4のいずれか1項に記載の反射フィルム。
  6.  前記可視光選択反射層および赤外光選択反射層は、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層からなり、
     前記反射フィルムは、位相差層を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の反射フィルム。
  7.  前記可視光選択反射層および赤外光選択反射層は、光学異方性層と等方性層との積層体である、請求項1~5のいずれか一項に記載の反射フィルム。
  8.  前記可視光選択反射層は、
    (i)中心反射波長が430nm以上500nm未満の第1の反射ピークを少なくとも1つ有する
    (ii)中心反射波長が530nm以上600nm未満の第2の反射ピークを少なくとも1つ有する
    (iii)中心反射波長が600nm以上850nm以下の第3の反射ピークを有する
    の少なくとも2つを満たす、請求項1~7のいずれか一項に記載の反射フィルム。
  9.  第1のガラス板と、第2のガラス板との間に、ヒートシール層と、請求項1~8のいずれか一項に記載の反射フィルムとを有する、ウインドシールドガラス。
  10.  前記第1のガラス板および前記第2のガラス板は、曲面ガラスであり、
     前記第2のガラス板は凹面を前記第1のガラス板に向けて配置されており、
     前記第2のガラス板、前記ヒートシール層、前記反射フィルムの順に隣接する、請求項9に記載のウインドシールドガラス。
  11.  前記第1のガラス板と前記反射フィルムとの間に、中間膜を有する、請求項9または10に記載のウインドシールドガラス。
  12.  前記第1のガラス板はクリアガラスであり、前記第2のガラス板はグリーンガラスである、請求項9~11のいずれか一項に記載のウインドシールドガラス。
  13.  請求項9~12のいずれか一項に記載のウインドシールドガラスと、
     前記ウインドシールドガラスの反射フィルムにp偏光の投映画像光を照射するプロジェクターと、を有するヘッドアップディスプレイシステム。
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