WO2023190706A1 - 透明積層体 - Google Patents

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WO2023190706A1
WO2023190706A1 PCT/JP2023/012855 JP2023012855W WO2023190706A1 WO 2023190706 A1 WO2023190706 A1 WO 2023190706A1 JP 2023012855 W JP2023012855 W JP 2023012855W WO 2023190706 A1 WO2023190706 A1 WO 2023190706A1
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WO
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layer
light
base material
transparent laminate
transparent
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Application number
PCT/JP2023/012855
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English (en)
French (fr)
Inventor
朋宏 高橋
和久 橋本
伊久雄 大西
ヨン ラザー
Original Assignee
株式会社クラレ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023—Optical properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors

Definitions

  • the present disclosure relates to a transparent laminate and a head-up display (hereinafter referred to as HUD) using the transparent laminate, and particularly relates to a HUD that reduces stray light due to external light from outside a vehicle.
  • HUD head-up display
  • a HUD is a video display system that projects video light from a video source placed in the instrument panel of a vehicle such as a car onto the front window to display various information to the driver.
  • BACKGROUND ART Conventionally, laminated glass, in which a shatter-preventing intermediate layer is sandwiched between a pair of glass substrates, has been used as a front window of a vehicle such as an automobile. When this laminated glass is applied to a HUD, the image light is slightly shifted between the glass surface on the inside of the car and the glass surface on the outside of the car, causing a problem in which the image appears double.
  • Patent Document 1 proposes a laminated glass in which an optical sheet having a plurality of unit optical shapes (prism shapes) each having a reflective layer formed on an inclined surface is arranged between a pair of glass substrates.
  • Patent Document 2 proposes a laminated glass in which a reflective hologram is arranged between two glass plates. In double laminated glass, the driver sees the image light reflected by the optical functional layer, which prevents the driver from seeing double images.
  • Patent Document 2 discloses a laminated glass in which the outer glass plate is changed to colored glass in order to suppress the intensity of external light.
  • the intensity of external light can be suppressed, there is a risk that stray light due to external light from outside the vehicle may occur.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide a transparent laminate that can suppress stray light caused by external light.
  • the transparent laminate according to the present disclosure includes: an inner transparent base material, an outer transparent base material disposed opposite to the inner transparent base material; a functional layer disposed between the inner transparent base material and the outer transparent base material, or on the opposite side of the outer transparent base material with respect to the inner transparent base material,
  • the functional layer is a louver layer in which light transmission bands and light absorption bands are arranged alternately in the in-plane direction of the functional layer;
  • the reflective layer includes a reflective layer that directionally reflects a part of the incident visible light in a direction other than specular reflection.
  • louver layer may be arranged between the reflective layer and the outer transparent base material.
  • the reflective layer includes a first optical layer having an uneven surface, a half mirror layer formed on at least a part of the uneven surface, and a first optical layer formed on the half mirror layer so as to fill the uneven surface. 2 optical layers.
  • the uneven surface has a Fresnel lens shape
  • the Fresnel lens shape has the same shape as a plurality of unit lenses arranged,
  • the unit lens includes a lens surface and a non-lens surface,
  • the half mirror layer may be formed at least on the lens surface.
  • the uneven surface may have a prism lens shape.
  • the half mirror layer is made of an inorganic oxide film or a metal film
  • the inorganic oxide film is a single layer or a multilayer
  • the metal film may be a single layer.
  • the first virtual plane emits light in the normal direction of the reflective layer and the normal direction in which the normal line extends, and when the light is incident on the reflective layer, the reflected light is directionally reflected from the reflective layer.
  • the light transmission band and the light absorption band may be arranged in a direction in which a first straight line formed by intersecting the first virtual plane and the reflective layer extends.
  • the reflective layer may be a reflective hologram formed in a sheet shape.
  • the second virtual plane includes an optical axis of the reference light irradiated when the reflection hologram is exposed and a normal line of the reflection hologram
  • the light transmission band and the light absorption band may be arranged in a direction in which a second straight line formed by intersecting the second virtual plane and the reflective layer extends.
  • the louver layer may be characterized in that there is a ray vector that connects the viewer with the object to be viewed through the louver layer.
  • the visible light transmittance is 70% or more and the haze is 1.5% or less.
  • the transparent laminate is used as a vehicle window glass
  • the outer transparent base material is arranged toward the outside of the vehicle interior
  • the inner transparent base material is arranged toward the inside of the vehicle
  • the visible light may be image light from a head-up display that displays a virtual image to an observer.
  • FIG. 2 is a right side view of a transparent laminate according to an outline of an embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a louver layer of a transparent laminate according to an outline of an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the reflective layer of the transparent laminate according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method for determining the orientation of a louver layer in a transparent laminate according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the effects of the transparent laminate according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a reflective layer of a transparent laminate according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method for determining the orientation of a louver layer in a transparent laminate according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the effects of the transparent laminate according to the second embodiment.
  • 2 is a photograph showing the observation results of an external light incident test on the transparent laminate according to Example 1.
  • 3 is a photograph showing the observation results of an external light incident test on the transparent laminate according to Example 3.
  • 3 is a photograph showing the observation results of an external light incident test on a transparent laminate according to Comparative Example 1.
  • 3 is a photograph showing the observation results of an external light incident test on a transparent laminate according to Comparative Example 3.
  • 7 is a photograph showing the observation results of an external light incident test on a transparent laminate according to Comparative Example 4.
  • FIG. 2 is a right side view of a transparent laminate according to a related technique.
  • the external light L94 with very high brightness is, for example, sunlight.
  • the external light L94 with low brightness is, for example, light emitted by a street lamp (not shown).
  • FIG. 1 is a right side view of a transparent laminate according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the louver layer of the transparent laminate shown in FIG. 1.
  • the right-handed xyz coordinates shown in FIG. 1 and other drawings are for convenience in explaining the positional relationships of the components.
  • the z-axis positive direction is vertically upward
  • the x-axis positive direction is inside
  • the x-axis negative direction is outside
  • the xy plane is a horizontal plane, which are common among the drawings.
  • a transparent laminate 100 shown in FIG. 1 is a transparent optical member having directional reflection performance.
  • the transparent laminate 100 includes an inner transparent base material 2, an outer transparent base material 1, and a functional layer 45.
  • the outer transparent base material 1 is arranged to face the inner transparent base material 2.
  • the functional layer 45 is arranged between the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1.
  • Functional layer 45 includes a louver layer 4 and a reflective layer 5. When visible light is incident on the reflective layer 5, a portion of the incident visible light is directionally reflected in a direction other than regular reflection.
  • One specific example of the transparent laminate 100 is laminated glass.
  • the outer transparent base material 1 and the inner transparent base material 2 correspond to glass plates, and the functional layer 45 corresponds to an interlayer film.
  • a video element 7 is arranged on the inner transparent base material 2 side.
  • a specific example of the video element 7 is a video element mounted on a HUD.
  • the image element 7 emits the incident light L1, and the incident light L1 enters the transparent laminate 100. At least a portion of the incident light L1 is directionally reflected in the direction of the viewer 6 by the reflective layer 5, and the reflected light L2 advances toward the viewer 6.
  • the observer 6 visually recognizes the virtual image 8 of the image element 7 on the outer transparent base material 1 side.
  • the transparent laminate 100 is a transparent optical member, the observer 6 can also visually recognize the object to be viewed on the outer transparent base material 1 side.
  • the visible object may be anything that can be visually recognized by the observer 6, such as a landscape, a person, a vehicle, etc.
  • the video element 7 may be one of known technology. Specifically, it may be a display such as a liquid crystal, an LED (Light Emitting Diode), an OLED (Organic Light Emitting Diode), or a projected image in which projection light from a projector is scattered by a diffuser plate or the like.
  • a display such as a liquid crystal, an LED (Light Emitting Diode), an OLED (Organic Light Emitting Diode), or a projected image in which projection light from a projector is scattered by a diffuser plate or the like.
  • the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 may be manufactured using known techniques.
  • the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 are, for example, glass plates.
  • the manufacturing method and structure will be described.
  • the material for the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material for example, soda lime glass (blue plate glass), borosilicate glass (white plate glass), quartz glass, soda glass, potash glass, etc. can be used.
  • the thickness of the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 may be suppressed within a predetermined range, for example, preferably 1.5 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the thickness of the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 is below the upper limit of the range, the weight of the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 is suppressed, and the vehicle on which the transparent laminate 100 is mounted It is good to be able to improve fuel efficiency. Further, when the thicknesses of the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 are at least the lower limit of the range, the mechanical properties of the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 may be ensured. Examples of the mechanical properties include penetration resistance.
  • inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1 may be, for example, transparent resin plates.
  • the transparent laminate 100 may include at least one adhesive layer 3.
  • the adhesive layer 3 is a layer that can bond the outer transparent base material 1, the louver layer 4, the reflective layer 5, and the inner transparent base material 2 to each other.
  • an example of the transparent laminate 100 shown in FIG. 1 includes three adhesive layers 3.
  • the three adhesive layers 3 are provided between the outer transparent base material 1 and the louver layer 4, between the louver layer 4 and the reflective layer 5, and between the reflective layer 5 and the inner transparent base material 2, respectively. It's good to have one.
  • the adhesive layer 3 when the outer transparent base material 1 and the louver layer 4 are made of materials that adhere to each other, the adhesive layer 3 can be omitted. Similarly, when the louver layer 4 and the reflective layer 5 are made of materials that adhere to each other, the adhesive layer 3 can be omitted. Furthermore, when the reflective layer 5 and the inner transparent base material 2 are made of materials that adhere to each other, the adhesive layer 3 can be omitted.
  • the adhesive layer 3 is constructed using a resin film for an interlayer film of laminated glass.
  • the adhesive layer 3 preferably contains a resin such as polyvinyl acetal resin or polyurethane from the viewpoints of adhesion, transparency of the laminated glass, weather resistance, strength such as bending strength, and penetration resistance.
  • a plasticizer may be added to the adhesive layer 3, if necessary, in order to improve the yield in the manufacturing process of the raw material film of the adhesive layer 3 and the penetration resistance of the transparent laminate 100.
  • the content of the plasticizer is not particularly limited, but is, for example, 0% by mass or more and 40% by mass or less.
  • the type of plasticizer is not particularly limited, and one or more of the following examples (1) to (5) can be used.
  • Ester of polyvalent aliphatic or aromatic acid examples include dialkyl adipate (for example, dihexyl adipate, di-2-ethylbutyl adipate, dioctyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, hexylcyclohexyl adipate, a combination of heptyl adipate and nonyl adipate, diisononyl adipate, heptyl nonyl esters of adipic acid and alcohols containing an alicyclic ester structure or an ether structure (e.g., di(butoxyethyl)adipate, di(butoxyethoxyethyl)adipate); dialkyl sebacates (e.g., dibutyl sebacate); ); esters of sebacic acid and alcohols containing alicyclic or ether structures; esters of phthalic acid (e.g.,
  • esters or ethers of polyvalent aliphatic or aromatic alcohols or oligoether glycols having one or more aliphatic or aromatic substituents examples include esters of glycerin, diglycol, triglycol, tetraglycol, etc., and linear or branched aliphatic or alicyclic carboxylic acids.
  • examples include glycol-bis-n-heptanoate, triethylene glycol-bis-n-heptanoate, triethylene glycol-bis-n-hexanoate, tetraethylene glycol dimethyl ether, and dipropylene glycol benzoate.
  • Phosphate ester of aliphatic or aromatic ester alcohol examples include tris(2-ethylhexyl) phosphate (TOF), triethyl phosphate, diphenyl-2-ethylhexyl phosphate, and tricresyl phosphate.
  • TOF tris(2-ethylhexyl) phosphate
  • TEZ triethyl phosphate
  • diphenyl-2-ethylhexyl phosphate diphenyl-2-ethylhexyl phosphate
  • tricresyl phosphate examples include tris(2-ethylhexyl) phosphate (TOF), triethyl phosphate, diphenyl-2-ethylhexyl phosphate, and tricresyl phosphate.
  • the adhesive layer 3 may contain arbitrary additives.
  • additives include water, ultraviolet absorbers, antioxidants, adhesion modifiers, brighteners such as optical brighteners, stabilizers, pigments, processing aids, organic or inorganic nanoparticles, and calcined silicic acid. , and surfactants.
  • the thickness of the adhesive layer 3 may be appropriately selected in consideration of the penetration resistance of the transparent laminate 100.
  • the thickness unevenness of the adhesive layer 3 affects the flatness of the reflective layer 5 in contact with the adhesive layer 3, so it is preferably flat.
  • the flatness of the surface of the reflective layer 5 is preferably low.
  • the flatness of the adhesive layer 3 is preferably 0.50° or less, preferably 0.30° or less, and more preferably 0. .10° or less.
  • the thickness of the adhesive layer may be 100 ⁇ m or less.
  • louver layer 4 shown in FIG. 2 includes a light transmission band 9 and a light absorption band 10.
  • One configuration example of the louver layer 4 has a structure in which light transmission bands 9 and light absorption bands 10 are arranged alternately. Specifically, the light transmission bands 9 and the light absorption bands 10 are arranged alternately in the in-plane direction of the functional layer 45 shown in FIG. 1 (here, the direction along the yz plane).
  • a resin material that transmits the target wavelength of visible light is used as the material for the light transmission band 9.
  • the wavelength of the light transmitted through the light transmission band 9 may include the entire range of visible light from 380 nm to 780 nm. It is preferable that such a resin material has high transparency.
  • the transmittance of such a resin material when light is incident only on the light transmission zone 9 is preferably 75% or more, more preferably 85% or more.
  • a resin material is a highly transparent thermoplastic resin or thermosetting resin. Examples of such resin materials include cellulose resins, polyolefin resins, polyester resins, silicone resins, polystyrene resins, polyvinyl chloride resins, acrylic resins, polycarbonate resins, and silicone resins.
  • the material for the light absorption band 10 a material that absorbs the target wavelength of visible light is used.
  • a material that absorbs the wavelength of visible light for this purpose for example, a colored resin made by using the resin material mentioned as the material of the light transmission band 9 as a base material and adding pigments, dyes, etc. to this base material is used.
  • the color tone of the light absorption band 10 is preferably black in order to obtain light blocking properties, and can be adjusted by the type and amount of the colorant added.
  • Specific examples of the colorant include carbon black, red iron oxide, iron oxide, titanium oxide, and the like. One type of colorant may be used, or two or more types may be used.
  • the light absorption band 10 preferably has a light-shielding property such that the transmittance when light is incident only on the light absorption band 10 is 40% or less, preferably 10% or less.
  • the resin material forming the light transmission band 9 and the resin material serving as the base material of the light absorption band 10 may be of the same type or may be of different types. From the viewpoint of adhesion between the light transmission band 9 and the light absorption band 10, it is preferable that they are of the same type.
  • the thickness of the louver layer 4 is not particularly limited. However, from the viewpoint of narrowing the light transmission angle ⁇ while suppressing the decrease in the transmittance of the louver layer 4, the thickness of the louver layer 4 is preferably kept within a predetermined range, for example, 350 ⁇ m or more and 3000 ⁇ m or less. It is preferably 400 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m, more preferably 500 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the thickness of the louver layer 4 described above is at least the lower limit of the predetermined range, the light transmittance can be reduced so that it functions as a blind, and the light transmission angle ⁇ can be narrowed.
  • the thickness of the louver layer 4 described above is below the upper limit of the predetermined range, sufficient light transmittance and light transmission angle ⁇ can be obtained. Also, installation in a light-transmitting window becomes easier.
  • the louver layer 4 it is preferable that there is a light ray vector that connects the viewer 6 with the object to be viewed through the louver layer 4 within the range of the light transmission angle ⁇ of the louver layer 4. If the light transmission angle ⁇ is too small, it may become difficult to see objects outside through the transparent laminate 100. On the other hand, if the light transmission angle ⁇ is too large, it becomes difficult to adjust the amount of light incident from the transparent laminate 100.
  • a suitable light transmission angle ⁇ is selected depending on the inclination angle of the transparent laminate 100, the position of the observer 6, and the positional relationship of the object to be viewed.
  • the light transmission angle ⁇ may be, for example, 30° or more and 120° or less, preferably 45° or more and 115° or less, and more preferably 60° or more and 100° or less.
  • the louver layer 4 may be manufactured using a known manufacturing method. For example, a plurality of first sheets made of the constituent material of the light transmission zone 9 and having a constant thickness are obtained. Next, a plurality of second sheets made of the material constituting the light absorption band 10 and having a constant thickness are obtained. Next, the plurality of first sheets and the plurality of second sheets are alternately stacked, and heated and pressurized to form the plurality of first sheets and the plurality of second sheets. The blocks are integrated to form a block body. Next, the louver layer 4 is obtained by slicing the block body with a cut plane perpendicular to the surface of each of the laminated sheets constituting the block body.
  • the transmittance angle dependence of the louver layer 4 can be shifted by the angle ⁇ .
  • the inclination angle of the transparent laminate 100 the angle formed between the main surface of the transparent laminate 100 and the axis extending in the vertical direction
  • the transparent laminate when viewed by the observer 6 in the horizontal direction It is possible to maximize the transmittance of landscapes etc. through which 100% is transmitted.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the effect of the transparent laminate according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the reflective layer of the transparent laminate shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the orientation of the louver layer in the transparent laminate shown in FIG.
  • a transparent laminate 101 according to the first embodiment shown in FIG. 5 has the same configuration as the transparent laminate 100 shown in FIG. 1 except for the reflective layer 5a.
  • the transparent laminate 101 includes a reflective layer 5a, and the reflective layer 5a is a specific example of the configuration of the reflective layer 5.
  • the reflective layer 5a shown in FIG. 3 includes a first optical layer 11, a half mirror layer 13, and a second optical layer 12.
  • the reflective layer 5a is a laminate in which a first optical layer 11, a half mirror layer 13, and a second optical layer 12 are laminated in this order.
  • the first optical layer 11 has an uneven surface 11a.
  • the half mirror layer 13 is formed on at least a portion of the uneven surface 11a.
  • the second optical layer 12 is formed on the half mirror layer 13 so as to fill the uneven surface 11a.
  • the uneven surface 11a has a Fresnel lens shape.
  • the shape of the Fresnel lens is the same as that of a plurality of arrayed unit lenses.
  • the unit lens includes a lens surface and a non-lens surface.
  • the half mirror layer 13 is formed at least on the lens surface.
  • the uneven surface 11a has a prism lens shape.
  • the observer 6 shown in FIG. 5 can visually recognize the virtual image 8 having the same magnification as the image element 7.
  • the material of the first optical layer 11 is an organic material or an inorganic material.
  • the organic material is any one of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an energy beam curable resin, and other resins.
  • the thermoplastic resin is polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • the inorganic material is glass.
  • the uneven surface 11a of the first optical layer 11 may be formed using a known method.
  • a mold is produced by cutting a shape that is an inversion of the desired shape of the uneven surface 11a.
  • An energy ray curable resin is applied to the produced mold.
  • a base material is placed on a mold coated with the energy ray curable resin. After curing the energy ray curable resin, when the base material and the cured energy ray curable resin are peeled from the mold, the first optical layer 11 with the desired uneven surface 11a formed on the base material is obtained. It will be done.
  • the first optical layer 11 may be formed using an injection mold or other molding method.
  • the half mirror layer 13 is made of an inorganic oxide film or a metal film.
  • the inorganic oxide film is a single layer.
  • the inorganic oxide film is multilayer. In order to control the reflectance of such a multilayer film, the type of inorganic oxide, the thickness of each layer, and the overall film thickness are appropriately selected. By controlling the reflectance of the multilayer film, the brightness of the virtual image 8 observed through the transparent laminate 100 is controlled.
  • the metal film is made of silver, aluminum, or the like.
  • the inorganic oxide film or the metal film can be formed using vacuum evaporation, sputtering, and other known techniques.
  • the half mirror layer 13 may be formed at least on an inclined surface of the uneven surface 11a that reflects the incident light L1 emitted from the image element 7. It is conceivable that the incident light L1 entering from the image element 7 is suppressed from being multiple reflected inside the transparent laminate 101, suppressing the occurrence of ghosts and stray light, and improving image visibility. Furthermore, since the proportion of light that passes through the transparent laminate 101 increases, the brightness when the observer 6 visually recognizes the scenery on the outer transparent base material 1 side increases. In other embodiments, the half mirror layer 13 may be formed on the entire surface of the uneven surface 11a. When the half mirror layer 13 is formed on the entire surface of the uneven surface 11a, there is no need to use a mask or the like when forming the half mirror film, which may simplify the manufacturing process.
  • the material of the second optical layer 12 is an organic material or an inorganic material, similar to the material of the first optical layer 11.
  • the organic material is a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or another resin.
  • the thermoplastic resin is polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • the inorganic material is glass.
  • the refractive index of the second optical layer 12 is preferably approximately the same as the refractive index of the first optical layer 11.
  • the refractive index of the second optical layer 12 is substantially the same as the refractive index of the first optical layer 11, refraction of light transmitted through the transparent laminate 101 is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the viewer's visibility of the scenery will deteriorate.
  • the uneven shape of the second optical layer 12 may be formed using a known method.
  • an energy beam cured product is applied on the half mirror layer 13.
  • a flat cover film is placed on the applied energy ray cured product. Energy rays are irradiated from above the cover film to cure the energy ray cured product. Thereafter, the second optical layer 12 is obtained by peeling off the cover film.
  • the direction of the louver layer 4 is the direction in which the light transmission band 9 and the light absorption band 10 of the louver layer 4 are arranged.
  • the orientation of the louver layer 4 may be determined depending on the directional reflection performance of the reflective layer 5a.
  • the incident light 14 is incident in the normal direction X5a of the main surface of the reflective layer 5a
  • the reflected light 15 is directionally reflected in a direction other than regular reflection (here, a direction other than the normal direction X5a) on the reflective layer 5a.
  • a first virtual plane SF1 including the optical axis of the incident light 14 and the optical axis of the reflected light 15 intersects with the main surface of the reflective layer 5a to form a first straight line SL1.
  • the first straight line SL1 extends in the z-axis direction. It is preferable that the light transmission band 9 and the light absorption band 10 of the louver layer 4 are arranged in the direction in which the first straight line SL1 extends.
  • the louver layer 4 is located between the outer transparent substrate 1 and the reflective layer 5a.
  • the light source 16 emits external light L4, and the external light L4 enters the transparent laminate 101 from the outer transparent base material 1 side. At least a portion of the external light L4 that has entered the transparent laminate 101 is absorbed by the louver layer 4. Therefore, unlike the external light L94 shown in FIG. 14, most of the external light L4 does not travel along the same optical path as the optical path of the incident light L1 that entered the transparent laminate 101 from the image element 7. That is, much of the external light L4 is hardly Fresnel-reflected on the viewer 6 side of the inner transparent base material 2. As a result, the observer 6 hardly sees the virtual image 8 of the image element 7 and the reflected light L2 of external light at the same time. With these, stray light caused by the external light L4 can be reduced.
  • the reflected light from the external light L4 does not advance to the observer 6, so it is unlikely that securing the visibility of the observer 6 will become extremely difficult. Further, even when the brightness of the external light L4 is low, the contrast of the virtual image 8 of the image element 7 hardly decreases.
  • the extremely bright external light L4 is, for example, sunlight, and the light source 16 is the sun. Furthermore, the external light L4 with low brightness is, for example, light emitted by a street lamp, and the light source 16 is a street lamp.
  • the louver layer 4 may be arranged between the reflective layer 5a and the inner transparent base material 2.
  • the light transmission angle ⁇ may be adjusted so that the louver layer 4 does not block the image light.
  • the visible light transmittance is 70% or more and the haze is 1.5% or less.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the effect of the transparent laminate according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the reflective layer of the transparent laminate shown in FIG. 8.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the orientation of the louver layer in the transparent laminate shown in FIG. 8.
  • a transparent laminate 102 according to the second embodiment shown in FIG. 8 has the same configuration as the transparent laminate 100 shown in FIG. 1 except for the reflective layer 5b.
  • the transparent laminate 101 includes a reflective layer 5b, and the reflective layer 5b is a specific example of the configuration of the reflective layer 5.
  • ⁇ Reflection layer> It includes a reflective layer 5b, a third optical layer 17, a reflective hologram layer 19, and a fourth optical layer 18 shown in FIG.
  • the reflective layer 5b is a laminate in which a third optical layer 17, a reflective hologram layer 19, and a fourth optical layer 18 are laminated in this order.
  • a reflective hologram layer 19 is formed on the third optical layer 17.
  • the reflective hologram layer 19 is formed into a sheet shape.
  • the fourth optical layer 18 is formed on the reflective hologram layer 19.
  • the third optical layer 17 and the fourth optical layer 18 are made of transparent resin material.
  • the resin material is an organic material.
  • the organic material is a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or another resin.
  • the thermoplastic resin is polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene terephthalate (PET), or polyvinyl butyral (PVB).
  • the third optical layer 17 and the fourth optical layer 18 may have a function of protecting the reflective hologram layer 19. Specifically, this function is a function of preventing deterioration of the reflective hologram layer 19 from light such as ultraviolet rays and infrared rays. Another function is to prevent the optical function of the reflective hologram layer 19 from changing due to migration of the plasticizer contained in the adhesive layer.
  • the third optical layer 17 and the fourth optical layer 18 may have a function of maintaining the shape of the reflective hologram layer 19. Specifically, from the viewpoint of maintaining the shape of the reflective hologram layer 19, it is conceivable to apply a hologram material on the third optical layer 17.
  • the reflective hologram layer 19 can be manufactured using a known technique.
  • the reflective hologram layer 19 preferably has an area of several tens of mm to several hundred mm square, although it varies depending on the size of the desired display image. Further, the thickness of the reflective hologram layer 19 may be appropriately selected from several ⁇ m to several tens of ⁇ m.
  • the reflective hologram layer 19 preferably has a light diffraction function.
  • other types of holograms can be widely used, and volume/phase type holograms such as Lippmann type are preferable because they can obtain high diffraction efficiency, but holograms such as embossed type and rainbow type are preferable. can also be widely used.
  • hologram material various photosensitive materials can be used, such as other photopolymers such as polyvinyl carbazole, dichromate gelatin, and silver salt.
  • FIG. 7 A method for determining the orientation of the louver layer 4 will be explained using FIG. 7.
  • the object beam 22 and the reference beam 21 are irradiated onto the reflective hologram layer 19, and interference fringes thereof are recorded on the reflective hologram layer 19.
  • a second virtual plane SF2 including the normal 20 to the main surface of the reflective hologram layer 19 and the optical axis of the reference beam 21 is defined.
  • the second virtual plane SF2 and the main surface of the reflective layer 5b intersect to form a second straight line SL2.
  • the second straight line SL2 extends in the z-axis direction. It is preferable that the light transmission band 9 and the light absorption band 10 of the louver layer 4 are arranged in the direction in which the second straight line SL2 extends.
  • the louver layer 4 is located between the outer transparent substrate 1 and the reflective layer 5.
  • External light L4 enters the transparent laminate 102 from the outer transparent base material 1 side. At least a portion of the external light L4 that has entered the transparent laminate 102 is absorbed by the louver layer 4. Therefore, unlike the external light L94 shown in FIG. 14, most of the external light L4 does not travel along the same optical path as the optical path of the incident light L1 that entered the transparent laminate 102 from the image element 7. That is, much of the external light L4 is hardly Fresnel-reflected on the viewer 6 side of the inner transparent base material 2. As a result, the observer 6 hardly sees the virtual image 8 of the image element 7 and the reflected light L2 of external light at the same time. With these, stray light caused by the external light L4 can be reduced.
  • the reflected light from the external light L4 does not advance to the observer 6, so it is unlikely that securing the visibility of the observer 6 will become extremely difficult. Further, even when the brightness of the external light L4 is low, the contrast of the virtual image 8 of the image element 7 hardly decreases.
  • the louver layer 4 may be arranged between the reflective layer 5 and the inner transparent base material 2.
  • the light transmission angle ⁇ may be adjusted so that the louver layer 4 does not block the image light.
  • a laminate in which the outer glass plate, the first adhesive layer, the louver layer, the second adhesive layer, the reflective layer, the third adhesive layer, and the inner glass plate are sequentially stacked is bonded by thermocompression ( heat compression bonding process). Thereby, a transparent laminate can be manufactured.
  • thermocompression bonding step is preferably performed in two steps: a preliminary compression bonding step and a main compression bonding step.
  • the preliminary pressure bonding step a laminate in which an outer glass plate, a first adhesive layer, a louver layer, a second adhesive layer, a reflective layer, a third adhesive layer, and an inner glass plate are sequentially stacked. is pressurized at a relatively low pressure. While applying the pressure, preliminary bonding is performed by heating at a relatively low temperature at which the first adhesive layer, second adhesive layer, and third adhesive layer are softened. In the main compression bonding step, thermocompression bonding is performed on the transparent laminate after the preliminary compression bonding step using an autoclave or the like at higher pressure and higher temperature.
  • Preliminary bonding methods include vacuum bag method, vacuum ring method, vacuum laminator method, etc., from the viewpoint of preliminarily bonding adjacent layers while removing air between the layers, and preheating while degassing under reduced pressure.
  • Preferred methods include a method of performing degassing and preheating using a pair of nip rolls, and a method of compressing while heating.
  • the pre-pressing step can be carried out at a pressure of about 2 ⁇ 10 4 Pa and a temperature of 130 to 145° C. (see, for example, European Patent No. 1235683). .)
  • a chamber that can be heated and decompressed is used, usually at a pressure of 1 to 3 x 10 4 Pa, a temperature of 100 to 200°C, preferably 130 to 160°C, and a treatment time of about 20 to about 60 minutes.
  • the preliminary pressure bonding process can be carried out under certain conditions.
  • the thermocompression bonding process using an autoclave may not be performed.
  • the main pressure bonding step using an autoclave is carried out under conditions such as a pressure of about 1 ⁇ 10 6 to about 1.5 ⁇ 10 6 Pa, a temperature of about 100 to about 145° C., and a processing time of about 20 minutes to 2 hours. be able to.
  • One mode of use of the transparent laminate 100, the transparent laminate 101, and the transparent laminate 102 is as a window for a vehicle or a window for a structure.
  • the vehicle or structure is equipped with a projector that projects image light onto a window.
  • the structure is constructed from a plurality of materials, members, etc., like a building, and has a structure whose weight is supported by a foundation or the like.
  • the vehicle window is, for example, a vehicle window glass.
  • one aspect of the use of the transparent laminate 100, the transparent laminate 101, and the transparent laminate 102 is a screen.
  • the screen is a material that constitutes either a transparent door, a showcase, or a transparent partition.
  • the screen displays the vehicle's destination to an observer inside the vehicle.
  • the image light source is installed near the ceiling inside the vehicle. The image light source emits image light diagonally downward.
  • the screen displays a description of the items in the showcase to an observer in front of the showcase.
  • the screen displays other communications to an observer in front of it.
  • one aspect of the use of the transparent laminate 100, the transparent laminate 101, and the transparent laminate 102 may be used as one configuration of a HUD.
  • the HUD is a combiner type HUD or a windshield type HUD.
  • the transparent laminate 100, the transparent laminate 101, and the transparent laminate 102 are used as window glass for a vehicle
  • the outer transparent base material 1 is disposed toward the outside of the vehicle interior
  • the inner transparent base material 2 is placed toward the inside of the vehicle.
  • This visible light is the image light of the HUD that displays a virtual image to the observer 6.
  • one aspect of the use of the transparent laminate 100, the transparent laminate 101, and the transparent laminate 102 may be used as a configuration of a glasses-type information terminal.
  • Examples 1 and 2 according to the first embodiment The manufacturing method and structure of Example 1 using the transparent laminate 101 according to the first embodiment will be described.
  • a mold was made by cutting a prism lens in which a plurality of unit lenses were arranged.
  • the prism lens has a period of 277 ⁇ m, a height of 100 ⁇ m, a lens slope of 28°, and a non-lens surface of 52°.
  • a UV (ultraviolet) curable resin was applied to a mold, and a PET film was placed on the mold coated with the UV curable resin. UV irradiation was applied from above the PET film to completely cure the UV curable resin.
  • a prism lens made of the UV curable resin was obtained on the PET film.
  • a half mirror layer was formed on the prism lens. Specifically, a laminate of TiO 2 and SiO 2 was deposited to form the half mirror layer. The half mirror layer was designed to have a reflectance of 10% inside the medium with a refractive index of 1.5.
  • a UV curable resin from which a prism lens was made was applied onto the half mirror layer, and a PET film whose surface had been subjected to mold release treatment was placed thereon. UV irradiation was applied from above the PET film to completely cure the UV curable resin.
  • the release-treated PET film was peeled off from this completely cured UV curable resin to obtain a reflective layer.
  • a film with a light transmission angle of 60° (-30° to +30° with respect to the normal direction of the main surface of the louver layer) is used.
  • the light transmission band and the light absorption band of the louver layer were arranged so as to be arranged in the direction in which the first straight line SL1 extends.
  • the inner glass plate, the adhesive layer, the reflective layer, the adhesive layer, the louver layer, and the outer glass plate were laminated in this order, and then thermocompression bonded at 140° C. and 1.2 MPa.
  • the transparent laminate according to Example 1 could be manufactured.
  • the image light of the HUD was incident on the inner glass plate side of the transparent laminate according to Example 1 from an incident angle of 68° (68° with respect to the normal direction of the main surface of the louver layer).
  • a virtual image of the image light of the HUD could be visually recognized from the direction of the emission angle of 27 degrees (27 degrees with respect to the normal direction of the main surface of the louver layer).
  • Example 1 External light was incident on the outer glass plate side of the transparent laminate according to Example 1 at an incident angle of 68°. As shown in FIG. 9, at this time, an observer located in the direction of the emission angle of 27° could not see any stray light. Therefore, the transparent laminate according to Example 1 was able to suppress stray light.
  • Example 1 A transparent laminate according to Comparative Example 1 was manufactured.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 1 has the same configuration as the transparent laminate according to Example 1, except that the louver layer 4 is not provided.
  • the method for manufacturing the transparent laminate according to Comparative Example 1 is the same as the method for manufacturing the transparent laminate according to Example 1, except that the louver layer is not used.
  • Example 1 when external light is incident at an incident angle of 68°, as shown in FIG. A linear stray light M1 was confirmed.
  • the point-like stray light M2 with high brightness is considered to be caused by light that follows the same optical path as the reflected light L95 shown in FIG. 14. It is thought that the linear stray light M1 is caused by external light reflected by the half mirror layer propagating in the lens arrangement direction, and then entering the half mirror layer and undergoing multiple reflections.
  • Comparative example 2 A transparent laminate according to Comparative Example 2 was manufactured.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 2 has the same configuration as the transparent laminate according to Example 1, except that the orientation of the louver layer was rotated by 90°.
  • the method for manufacturing the transparent laminate according to Comparative Example 1 is the same as the method for manufacturing the transparent laminate according to Example 1, except for the orientation of the louver layer.
  • Example 2 The transparent laminate according to Example 2 is the same as the transparent laminate according to Example 1, except that the incident angle of external light in the external light incident test was 0°. External light was applied to the transparent laminate according to Example 2 from an angle of incidence of 0°. Stray light could not be confirmed by an observer located at an emission angle of 27°. Therefore, the transparent laminate according to Example 2 was able to suppress stray light.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 3 has the same configuration as the transparent laminate according to Comparative Example 1, except that the incident angle of external light in the external light incident test is 0°.
  • the incident angle of external light in the external light incident test is 0°.
  • an observer located at an exit angle of 27° observed linear stray light M3 as shown in FIG. 12.
  • the external light incident angle is 0°, the external light passes through the louver layer. After that, a portion of the external light is reflected by the half mirror layer and propagates toward the lens arrangement direction. At that time, scattered light is generated because it enters the half mirror layer again.
  • the scattered light is linearly scattered on the main surface of the transparent laminate according to Comparative Example 3, and is observed by an observer as linear stray light M3.
  • the reason why stray light could not be confirmed is considered to be that when external light propagated in the lens arrangement direction, it was absorbed by the light absorption band of the louver layer.
  • Example 3 and 4 production of reflective layer> The manufacturing method and structure of Example 3 using the transparent laminate 102 according to the second embodiment will be described.
  • a holographic photosensitive material was coated on a PET film, and then a PET film was further placed on top of the laminate to produce a laminate.
  • a reference beam is irradiated from one side of the photosensitive material of the hologram and an object beam is irradiated from the other side to record a diffraction grating. Exposure was carried out under the conditions that the light source was a laser beam with a wavelength of 532 nm, the reference light had an incident angle of 45°, and the object light had an incident angle of 0°.
  • a film with a light transmission angle of 60° (-30° to +30° with respect to the normal direction) is used.
  • the light transmission band and the light absorption band of the louver layer were arranged so as to be aligned in the direction in which the second straight line SL2 extends.
  • the inner glass plate, the adhesive layer, the reflective layer, the adhesive layer, the louver layer, and the outer glass plate were laminated in this order, and then thermocompression bonded at 140° C. and 1.2 MPa.
  • a transparent laminate according to Example 3 could be manufactured.
  • the image light of the HUD was incident on the inner glass plate side of the transparent laminate according to Example 3 from an incident angle of 68° (68° with respect to the normal direction of the main surface of the louver layer).
  • a virtual image of the image light of the HUD could be visually recognized from the direction of the emission angle of 27 degrees (27 degrees with respect to the normal direction of the main surface of the louver layer).
  • Example 3 External light was incident on the outer glass plate side of the transparent laminate according to Example 3 at an incident angle of 45°. As shown in FIG. 10, at this time, an observer located in the direction of the emission angle of 0° could not see any stray light. Therefore, the transparent laminate according to Example 3 was able to suppress stray light.
  • Example 4 A transparent laminate according to Comparative Example 4 was manufactured.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 4 has the same configuration as the transparent laminate according to Example 3, except that it does not include a louver layer.
  • the method for manufacturing the transparent laminate according to Comparative Example 4 is the same as the method for manufacturing the transparent laminate according to Example 3, except that the louver layer is not used.
  • Example 3 when external light was incident at an incident angle of 45°, as shown in FIG. 13, an observer located in the direction of the emission angle of 0° observed point-like stray light M4. It is considered that the point-like stray light M4 is caused by light that follows the same optical path as the reflected light L95 shown in FIG.
  • Comparative example 5 A transparent laminate according to Comparative Example 5 was manufactured.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 5 has the same configuration as the transparent laminate according to Example 3, except that the orientation of the louver layer was rotated by 90°.
  • the method for manufacturing the transparent laminate according to Comparative Example 5 is the same as the method for manufacturing the transparent laminate according to Example 3, except for the orientation of the louver layer.
  • Example 4 The transparent laminate according to Example 4 is the same as the transparent laminate according to Example 2, except that the incident angle of external light in the external light incident test was ⁇ 45°. External light was incident on the transparent laminate according to Example 4 from an incident angle of ⁇ 45°. Stray light could not be confirmed by an observer located at an emission angle of 0°. Therefore, the transparent laminate according to Example 4 was able to suppress stray light.
  • the transparent laminate according to Comparative Example 6 has the same configuration as the transparent laminate according to Comparative Example 4, except that the incident angle of external light in the external light incident test was ⁇ 45°.
  • the incident angle of external light in the external light incident test was ⁇ 45°.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit. Further, the present invention may be implemented by appropriately combining the above embodiments and examples thereof.
  • the functional layer 45 shown in FIG. 1 is arranged between the inner transparent base material 2 and the outer transparent base material 1, but it is arranged on the opposite side of the outer transparent base material 1 to the inner transparent base material 2. You can.

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Abstract

外光による迷光を抑制することができる透明積層体を提供する。本開示に係る透明積層体（１００）は、内側透明基材（２）と、内側透明基材（２）と対向配置された外側透明基材（１）と、内側透明基材（２）と外側透明基材（１）との間、または内側透明基材（２）に対して外側透明基材（１）と反対側に配置された機能層（４５）とを備える。機能層（４５）は、光透過帯（９）と光吸収帯（１０）とが機能層（４５）の面内方向に交互に配列するルーバー層（４）と、可視光が入射された場合、入射した可視光の一部を正反射以外の方向に指向反射する反射層（５）とを含む。

Description

透明積層体
　本開示は、透明積層体、および、この透明積層体を用いたヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤとする）に関し、特に、車外からの外光による迷光を低減したＨＵＤに関する。
　ＨＵＤは、例えば、自動車等の乗り物のインストルメントパネル内に配置された映像源からフロントウィンドウに映像光を投影し、運転者に対して各種の情報を表示する映像表示システムである。従来、自動車等の乗り物のフロントウィンドウとしては、一対のガラス基板の間に飛散防止用の中間層を挟み込んだ合わせガラスが使用されている。この合わせガラスをＨＵＤに適用すると、映像光が車内側のガラス表面と車外側のガラス表面でわずかにずれるため、映像が二重に見える問題が発生する。
　そこで中間層の内部に、光学機能層を配置する方法が各社から提案されている。例えば、特許文献１は、反射層を斜面に形成した単位光学形状（プリズム形状）を複数有する光学シートを一対のガラス基板の間に配置した合わせガラスが提案されている。また例えば、特許文献２では、反射型のホログラムを２枚のガラス板間に配置した合わせガラスが提案されている。両合わせガラスにおいて、運転者は光学機能層が反射した映像光を視認するため、映像が二重に見えることを防ぐことが出来る。
特開２０１７－０５３９４６号公報 特開平８－１７１０１８号公報
　本出願の発明者等は、以下の課題を見出した。
　特許文献１に開示の合わせガラスに、外光を車外から特定角度で入射した場合、指向性の高い反射光が運転者に反射され、迷光が発生するおそれがあった。その結果、運転手の視界は確保し難い。またＨＵＤ画像の視認性が低下し得る。
　特許文献２には、外光の強度を抑制するため、外側ガラス板を色ガラスに変更した合わせガラスが開示されている。しかし、このような合わせガラスにおいて、外光の強度を抑制できるものの、車外からの外光による迷光が発生するおそれがあった。
　本開示は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、外光による迷光を抑制することができる透明積層体を提供することを目的とする。
　本開示に係る透明積層体は、
　内側透明基材と、
　前記内側透明基材と対向配置された外側透明基材と、
　前記内側透明基材と前記外側透明基材との間、または前記内側透明基材に対して前記外側透明基材と反対側に配置された機能層と、を備え、
　前記機能層は、
　光透過帯と光吸収帯とが前記機能層の面内方向に交互に配列するルーバー層と、
　可視光が入射された場合、前記入射した可視光の一部を正反射以外の方向に指向反射する反射層と、を含む。
　また、前記ルーバー層は、前記反射層と前記外側透明基材との間に配置されたことを特徴としてもよい。
　また、前記反射層は、凹凸面を有する第１光学層と、前記凹凸面の少なくとも一部に形成されたハーフミラー層と、前記凹凸面を埋める様に前記ハーフミラー層上に形成された第２光学層と、を含むことを特徴としてもよい。
　また、前記凹凸面は、フレネルレンズ形状を有し、
　前記フレネルレンズ形状は、複数配列された単位レンズと同じ形状であり、
　前記単位レンズは、レンズ面と、非レンズ面と、を備え、
　前記ハーフミラー層は少なくとも前記レンズ面に形成されていることを特徴としてもよい。
　また、前記凹凸面は、プリズムレンズ形状を有することを特徴としてもよい。
　また、前記ハーフミラー層が、無機酸化膜、又は金属膜からなり、
　前記無機酸化膜は、単層、又は多層であり、
　前記金属膜は、単層であることを特徴としてもよい。
　また、第１の仮想平面は、前記反射層の法線と、前記法線が延びる法線方向に光を出射し、前記反射層に入射した場合に前記反射層から指向反射する反射光の光軸と、を含み、
　前記光透過帯と前記光吸収帯とは、前記第１の仮想平面と前記反射層とが交差して成す第１の直線の延びる方向に、配列されたことを特徴としてもよい。
　また、前記反射層は、シート状に形成された反射型ホログラムであることを特徴としてもよい。
　また、第２の仮想平面は、前記反射型ホログラムが露光されたときに照射された参照光の光軸と、前記反射型ホログラムの法線と、を含み、
　前記光透過帯と前記光吸収帯とは、前記第２の仮想平面と前記反射層とが交差して成す第２の直線の延びる方向に、配列されたことを特徴としてもよい。
　また、前記ルーバー層の光透過角度θの範囲内に、
　前記ルーバー層を通した視認対象と観察者とを結ぶ光線ベクトルがあることを特徴としてもよい。
　また、前記光線ベクトルの方向において、
　可視光線の透過率が７０％以上、かつヘイズが１．５％以下であることを特徴としてもよい。
　また、前記透明積層体は、車両用窓ガラスとして利用され、
　前記外側透明基材が車室外側に向けて配置されており、
　前記内側透明基材が車室内側に向けて配置されており、
　前記可視光が観察者に虚像表示するヘッドアップディスプレイの映像光であることを特徴としてもよい。
　本開示によれば、外光による迷光を抑制することができる透明積層体を提供することができる。
実施の形態の概要にかかる透明積層体の右側面視図である。 実施の形態の概要にかかる透明積層体のルーバー層の構成図である。 第１の実施形態にかかる透明積層体の反射層の断面図である。 第１の実施形態にかかる透明積層体におけるルーバー層の向きの決定方法を説明するための概略図である。 第１の実施形態にかかる透明積層体の効果を説明するための概略図である。 第２の実施形態にかかる透明積層体の反射層の断面図である。 第２の実施形態にかかる透明積層体におけるルーバー層の向きの決定方法を説明するための概略図である。 第２の実施形態にかかる透明積層体の効果を説明するための概略図である。 実施例１にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。 実施例３にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。 比較例１にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。 比較例３にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。 比較例４にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。 関連する技術にかかる透明積層体の右側面視図である。
［関連する技術］
　実施の形態の説明に先立って、図１４を参照して、関連する技術にかかる透明積層体について説明する。
　図１４に示す透明積層体９０１がある。外光Ｌ９４が外側ガラス板９１側から透明積層体９０１に入射する。すると、透明積層体９０１に入射した外光Ｌ９４は、内側ガラス板９２の観察者９６側でフレネル反射する。フレネル反射した後の反射光Ｌ９５は、映像素子９７から透明積層体９０１に入射した入射光Ｌ９１の光路と同じ光路を辿る。その結果、観察者９６は、映像素子９７の虚像９８と、外光Ｌ９４の反射光Ｌ９５とを同時に視認することになる。外光Ｌ９４の輝度が非常に高い場合、強い反射光Ｌ９５が観察者９６に進むため、観察者９６の視界確保が著しく困難になる可能性が考えられる。また外光Ｌ９４の輝度が低い場合、映像素子９７の虚像９８のコントラストが低下する可能性が考えられる。なお、輝度が非常に高い外光Ｌ９４は、例えば、太陽光である。また、輝度が弱い外光Ｌ９４は、例えば、街灯（図示省略）が発する光である。
　以下、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本開示が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
［実施の形態の概要］
　以下、図１及び図２を参照して実施の形態の概要について説明する。図１は、実施の形態の概要にかかる透明積層体の右側面視図である。図２は、図１に示す透明積層体のルーバー層の構成図である。
　なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘ軸正方向が内側、ｘ軸負方向が外側、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
＜透明積層体構成＞
　図１に示す透明積層体１００は指向反射性能を有する透明な光学部材である。透明積層体１００は、内側透明基材２と、外側透明基材１と、機能層４５とを備える。外側透明基材１は、内側透明基材２と対向配置されている。機能層４５は、内側透明基材２と外側透明基材１との間に配置されている。機能層４５は、ルーバー層４と、反射層５とを含む。反射層５は、可視光が入射された場合、この入射した可視光の一部を正反射以外の方向に指向反射する。透明積層体１００の一具体例は、合わせガラスである。透明積層体１００の一具体例は、合わせガラスである場合、外側透明基材１、及び内側透明基材２は、ガラス板に相当し、機能層４５は、中間膜に相当する。内側透明基材２側に映像素子７が配置される。映像素子７の一具体例は、ＨＵＤに搭載された映像素子である。映像素子７は入射光Ｌ１を出射し、入射光Ｌ１は透明積層体１００に入射する。入射光Ｌ１の少なくとも一部は反射層５によって観察者６方向に指向反射し、反射光Ｌ２が観察者６へ進む。観察者６は、外側透明基材１側において映像素子７の虚像８を視認する。また透明積層体１００は透明な光学部材であるため、観察者６は外側透明基材１側の視認対象を視認することも出来る。視認対象は、観察者６が視認可能なものであればよく、例えば、風景、人物、車両等である。
　映像素子７は公知の技術のものを使用して良い。具体的には、液晶、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などのディスプレイ、あるいはプロジェクタからの投影光を拡散板等で散乱させた投影画像でも良い。
＜透明基材＞
　一態様において、内側透明基材２と外側透明基材１とは公知の技術を用いて作製して良い。内側透明基材２と外側透明基材１とが、例えば、ガラス板である。内側透明基材２と外側透明基材１とがガラス板である場合、製造方法や構成について述べる。内側透明基材２と外側透明基材１との材料は、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等を用いることができる。また、内側透明基材２及び外側透明基材１の厚みは、所定の範囲内に抑えるとよく、例えば、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるとよい。内側透明基材２及び外側透明基材１の厚みが当該範囲の上限値以下であると、内側透明基材２及び外側透明基材１の重量を抑制し、透明積層体１００が搭載された車両等の燃費を向上することができてよい。また、内側透明基材２及び外側透明基材１の厚みが当該範囲の下限値以上であると、内側透明基材２及び外側透明基材１の力学物性を確保できてよい。当該力学物性は、例えば、耐貫通性等が挙げられる。
　なお、内側透明基材２と外側透明基材１とは、例えば、透明な樹脂板であってよい。
＜接着層＞
　透明積層体１００は、接着層３を少なくとも１つ備えてもよい。接着層３は、外側透明基材１と、ルーバー層４と、反射層５と、内側透明基材２とを互いに接着可能な層である。一態様において、図１に示す透明積層体１００の一例は、３つの接着層３を備える。当該３つの接着層３は、それぞれ、外側透明基材１とルーバー層４との間、ルーバー層４と反射層５との間、及び反射層５と内側透明基材２との間に設けられているとよい。
　一態様において、外側透明基材１とルーバー層４とが互いに接着する材料から構成される場合、接着層３を省略することも出来る。同様に、ルーバー層４と反射層５とが互いに接着する材料から構成される場合、接着層３を省略することも出来る。また、反射層５と内側透明基材２とが互いに接着する材料から構成される場合、接着層３を省略することも出来る。
　接着層３は、合わせガラスの中間膜用の樹脂フィルムを用いて構成されることが好ましい。接着層３は、接着性、合わせガラスの透過視認性、耐候性、曲げ強度等の強度、および耐貫通性の観点から、ポリビニルアセタール樹脂、ポリウレタン等の樹脂を含むことが好ましい。
　接着層３には、必要に応じて、接着層３の原料フィルムの製造工程における収率および透明積層体１００の耐貫通性を向上させるために、可塑剤が添加されていてもよい。
　接着層３が可塑剤を含む場合、可塑剤の含有量は特に制限されないが、例えば、０質量％以上４０質量％以下である。可塑剤の種類は特に制限されず、下記例示（１）～（５）のうち１種または２種以上用いることができる。
　（１）多価の脂肪族または芳香族酸のエステル。該エステルとしては例えば、ジアルキルアジペート（例えば、ジヘキシルアジペート、ジ－２－エチルブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジ－２－エチルヘキシルアジペート、ヘキシルシクロヘキシルアジペート、ヘプチルアジペートとノニルアジペートとの組合せ、ジイソノニルアジペート、ヘプチルノニルアジペート）；アジピン酸と、脂環式エステル構造またはおよびエーテル構造を含むアルコールとのエステル（例えば、ジ（ブトキシエチル）アジペート、ジ（ブトキシエトキシエチル）アジペート）；ジアルキルセバケート（例えば、ジブチルセバケート）；セバシン酸と脂環構造またはエーテル構造を含むアルコールとのエステル；フタル酸のエステル（例えば、ブチルベンジルフタレート、ビス－２－ブトキシエチルフタレート）；および脂環式多価カルボン酸と脂肪族アルコールとのエステル（例えば、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル）等が挙げられる。
　（２）多価の脂肪族または芳香族のアルコール、若しくは、１つ以上の脂肪族または芳香族置換基を有するオリゴエーテルグリコールのエステルまたはエーテル。該エステルまたはエーテルとしては例えば、グリセリン、ジグリコール、トリグリコール、テトラグリコール等と、線状または分岐状の脂肪族または脂環式のカルボン酸とのエステルが挙げられる。具体的には、ジエチレングリコール－ビス－（２－エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコール－ビス－（２－エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコール－ビス－（２－エチルブタノエート）、テトラエチレングリコール－ビス－ｎ－ヘプタノエート、トリエチレングリコール－ビス－ｎ－ヘプタノエート、トリエチレングリコール－ビス－ｎ－ヘキサノエート、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、およびジプロピレングリコールベンゾエート等が挙げられる。
　（３）脂肪族または芳香族のエステルアルコールのリン酸エステル。該リン酸エステルとしては例えば、トリス（２－エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＦ）、トリエチルホスフェート、ジフェニル－２－エチルヘキシルホスフェート、およびトリクレジルホスフェート等が挙げられる。
　（４）クエン酸、コハク酸、またはフマル酸のエステル。
　（５）多価アルコールと多価カルボン酸とから得られたポリエステルまたはオリゴエステル；これらの末端エステル化物またはエーテル化物；ラクトンまたはヒドロキシカルボン酸から得られたポリエステルまたはオリゴエステル；これらの末端エステル化物またはエーテル化物。
　接着層３は任意の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、水、紫外線吸収剤、酸化防止剤、接着調整剤、蛍光増白剤等の増白剤、安定剤、色素、加工助剤、有機または無機のナノ粒子、焼成ケイ酸、および表面活性剤等が挙げられる。
　接着層３の厚みは、透明積層体１００の耐貫通性を考慮して適宜選択して良い。接着層３の厚みムラは、接着層３と接触する反射層５の平坦性に影響するため、平坦であることが好ましい。反射層５の平坦性が良好であると、指向反射した光の直進性の低下を抑制するため、虚像視認性の低下を抑制し得る。反射層５の表面の平坦度は低いとよく、具体的には、接着層３の平坦度が、０．５０°以下であるとよく、好ましくは０．３０°以下であり、より好ましくは０．１０°以下である。反射層５の平坦性を向上させるため、接着層の厚みを１００μｍ以下にしても良い。
＜ルーバー層＞
　図２に示すルーバー層４の一構成例は、光透過帯９と、光吸収帯１０とを備える。ルーバー層４の一構成例は、光透過帯９と光吸収帯１０とが交互に配列した構造を有する。具体的には、光透過帯９と光吸収帯１０とは、図１に示す機能層４５の面内方向（ここでは、ｙｚ平面に沿った方向）に交互に配列する。
　光透過帯９の材料としては、目的の可視光の波長を透過する樹脂材料が用いられる。光透過帯９を透過する光の波長は、可視光の全範囲３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下を含んでいれば良い。このような樹脂材料は、高い透明性を有するとよい。このような樹脂材料の、光透過帯９のみに対して光を入射させたときの透過率は７５％以上であると好ましく、さらに好ましくは８５％以上である。具体的には、このような樹脂材料は、透明性が高い熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂である。このような樹脂材料として、例えば、セルロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
　光吸収帯１０の材料としては、目的の可視光の波長を吸収する材料が用いられる。このような目的の可視光の波長を吸収する材料としては、例えば、光透過帯９の材料として挙げた樹脂材料を基材とし、この基材に顔料や染料等を添加してなる着色樹脂が好適に用いられる。光吸収帯１０の色調は、遮光性を得るために黒色が好ましく、着色剤の種類および添加量によって調整できる。着色剤の具体例としては、カーボンブラック、ベンガラ、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられる。着色剤は１種でもよく、２種以上を用いても良い。樹脂基材に添加する着色剤の添加量は所定の値以上であれば十分な遮光性を得ることができ、所定の値以下であれば、加工性を確保することができる。これらを考慮して樹脂基材に添加する着色剤の添加量を適時設計すれば良い。光吸収帯１０は、光吸収帯１０のみに対して光を入射させたときの透過率が４０％以下、好ましくは１０％以下となるような遮光性を有することが好ましい。
　ルーバー層４において、光透過帯９をなす樹脂材料と、光吸収帯１０の基材材料としての樹脂材料とは同じ種類であってもよく、異なった種類でも良い。光透過帯９と光吸収帯１０との接着性の観点から、両者が同じ種類であることが好ましい。
　ルーバー層４の厚みは、特に限定されない。しかし、ルーバー層４の厚みは、ルーバー層４の透過率の低減を抑制しつつ、光透過角度θを狭める観点に立つと、所定の範囲内に抑えるとよく、例えば、３５０μｍ以上３０００μｍ以下であるとよく、好ましくは４００μｍ以上２０００μｍであり、さらに好ましくは、５００μｍ以上１０００μｍ以下である。
　上記したルーバー層４の厚みが所定の範囲の下限値以上であると、ブラインドとして機能するように光線透過率を低減し、光透過角度θ を狭めることができる。上記したルーバー層４の厚みが所定の範囲の上限値以下であると、十分な光線透過率及び光透過角度θが得られる。また、光透過窓における設置がより容易になる。
　ルーバー層４の光透過角度θの範囲内に、ルーバー層４を通した視認対象と観察者６とを結ぶ光線ベクトルがあると良い。光透過角度θが小さすぎると、透明積層体１００を通した外側の視認対象を見づらくなることがある。一方、光透過角度θが大きすぎると、透明積層体１００から入射する光量を調節することが困難になる。
　光透過角度θは、透明積層体１００の傾斜角度、観察者６の位置、視認対象の位置関係によって好適な光透過角度θを選ぶ。光透過角度θは、例えば、３０°以上１２０°以下であるとよく、好ましくは４５°以上１１５°以下であり、さらに好ましくは６０°以上１００°以下である。
　ルーバー層４は公知の製造方法を用いて製造してもよい。例えば、光透過帯９の構成材料からなり厚さが一定である第１のシートの複数枚を取得する。次いで、光吸収帯１０の構成材料からなり厚さが一定である第２のシートの複数枚を取得する。次いで、当該第１のシートの複数枚と、当該第２のシートの複数枚とを交互に積層し、加熱および加圧して、当該第１のシートの複数枚と当該第２のシートの複数枚とが一体化してなるブロック体を形成する。次いで、当該ブロック体を構成する積層された各シートの表面に対して垂直な切断面で当該ブロック体をスライスすることにより、ルーバー層４が得られる。また切断面を所定の角度αに設定することで、ルーバー層４の透過率角度依存性を角度αだけシフトすることが出来る。透明積層体１００の傾斜角度（透明積層体１００の主面と鉛直方向に延びる軸との成す角）を角度αに設定することで、観察者６が水平方向に見た時の、透明積層体１００を透過した風景等の透過率を最大にすることが出来る。
［第１の実施形態］
　図３～図５を参照して、第１の実施の形態にかかる透明積層体について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる透明積層体の効果を説明するための概略図である。図３は、図５に示す透明積層体の反射層の断面図である。図４は、図５に示す透明積層体におけるルーバー層の向きを説明するための概略図である。
　図５に示す第１の実施の形態にかかる透明積層体１０１は、反射層５ａを除いて、図１に示す透明積層体１００と同じ構成を有する。透明積層体１０１は、反射層５ａを備え、反射層５ａは、反射層５の具体的な一構成例である。
＜反射層＞
　図３に示す反射層５ａは、第１光学層１１と、ハーフミラー層１３と、第２光学層１２とを備える。反射層５ａは、第１光学層１１と、ハーフミラー層１３と、第２光学層１２とがこの順に積層した積層体である。第１光学層１１は、凹凸面１１ａを有する。ハーフミラー層１３は、凹凸面１１ａの少なくとも一部に形成されている。第２光学層１２は、凹凸面１１ａを埋めるようにハーフミラー層１３上に形成されている。
　一態様において、凹凸面１１ａはフレネルレンズ形状を有する。当該フレネルレンズ形状は、複数配列された単位レンズと同じ形状である。当該単位レンズは、レンズ面と、非レンズ面とを備える。ハーフミラー層１３は少なくとも当該レンズ面に形成されている。凹凸面１１ａがフレネルレンズ形状を有する場合、図５に示す観察者６はフレネルレンズ形状の曲率に応じて映像素子７を拡大・縮小した虚像８を視認することが出来る。
　一態様において、凹凸面１１ａはプリズムレンズ形状を有する。凹凸面１１ａがプリズムレンズ形状を有する場合、図５に示す観察者６は映像素子７と同倍率の虚像８を視認することが出来る。
　一態様において、第１光学層１１の材料は、有機材料、又は無機材料である。一態様において、当該有機材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エネルギー線硬化性樹脂及びその他の樹脂のいずれかである。一態様において、当該熱可塑性樹脂は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）である。一態様において、当該無機材料はガラスである。
　第１光学層１１の凹凸面１１ａは公知の方法を用いて形成してもよい。一態様において、所望の凹凸面１１ａの形状を反転した形状を切削した金型を作製する。この作製した金型にエネルギー線硬化性樹脂を塗布する。当該エネルギー線硬化性樹脂が塗布された金型に、基材を載せる。当該エネルギー線硬化性樹脂を硬化させた後、当該基材と硬化したエネルギー線硬化性樹脂を金型から剥離すると、当該基材上に所望の凹凸面１１ａを形成した第１光学層１１が得られる。他の態様において、射出成形型又はその他の成形法を用いて第１光学層１１を形成しても良い。
　一態様において、ハーフミラー層１３は、無機酸化膜または金属膜からなる。一態様において、当該無機酸化膜は単層である。他の態様において、当該無機酸化膜は多層である。かかる多層膜の反射率を制御するために、無機酸化物の種類、各層の厚さ、さらに全体の膜厚を適切に選択する。多層膜の反射率を制御することで、透明積層体１００を通して観察する虚像８の輝度を制御する。当該金属膜は、銀やアルミニウムなどから構成される。当該無機酸化膜または当該金属膜は、真空蒸着、スパッタリング及びその他の公知技術を用いて形成できる。
　一態様において、ハーフミラー層１３は、少なくとも凹凸面１１ａのうち、映像素子７から出射された入射光Ｌ１を反射する斜面に形成されていれば良い。映像素子７から入射した入射光Ｌ１が透明積層体１０１内部で多重反射するのを抑え、ゴーストや迷光の発生を抑制して映像視認性が向上することが考えられる。また透明積層体１０１を透過する光の割合が増加するため、観察者６が外側透明基材１側の風景を視認する際の明るさが増加する。他の態様において、ハーフミラー層１３は凹凸面１１ａの全面に形成されても良い。ハーフミラー層１３を凹凸面１１ａの全面に形成した場合、ハーフミラー成膜時にマスク等を使用する必要が無いため、製造工程が簡易になる等が考えられる。
　一態様において、第２光学層１２の材料は、第１光学層１１の材料と同様に、有機材料、又は無機材料である。一態様において、当該有機材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及びその他の樹脂のいずれかである。一態様において、当該熱可塑性樹脂は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）である。一態様において、当該無機材料はガラスである。
　第２光学層１２の屈折率は第１光学層１１の屈折率と略同一であることが好ましい。第２光学層１２の屈折率は第１光学層１１の屈折率と略同一であると、透明積層体１０１を透過する光が屈折することが抑制される。そのため、観察者の風景視認性が低下するおそれを抑制してよい。
　第２光学層１２の凹凸形状は公知の方法を用いて形成してもよい。一態様において、ハーフミラー層１３の上にエネルギー線硬化物を塗布する。この塗布されたエネルギー線硬化物に、平坦なカバーフィルムを載せる。エネルギー線を当該カバーフィルムの上方から照射し、当該エネルギー線硬化物を硬化させる。その後、当該カバーフィルムを剥離することで第２光学層１２が得られる。
＜ルーバー層４の向き＞
　図４を用いて、ルーバー層４の向きの決定方法を説明する。ルーバー層４の向きは、具体的には、ルーバー層４の光透過帯９と光吸収帯１０とを配列した配列方向である。ルーバー層４の向きは反射層５ａの指向反射性能に応じて決めるとよい。反射層５ａの主面の法線方向Ｘ５ａに入射光１４を入射した場合、反射層５ａでは正反射以外の方向（ここでは、法線方向Ｘ５ａ以外の方向）に反射光１５が指向反射する。入射光１４の光軸と反射光１５の光軸とを含む第１の仮想平面ＳＦ１と、反射層５ａの主面とが交差して、第１の直線ＳＬ１をなす。ここでは、第１の直線ＳＬ１は、ｚ軸方向に延びる。ルーバー層４の光透過帯９と光吸収帯１０とは、第１の直線ＳＬ１の延びる方向に配列されると好ましい。
　図５を用いて、ルーバー層４の向きを上記方法で決定した場合の効果を説明する。一態様においてルーバー層４は外側透明基材１と反射層５ａとの間に位置している。光源１６が外光Ｌ４を出射し、外光Ｌ４が外側透明基材１側から透明積層体１０１に入射する。透明積層体１０１に入射した外光Ｌ４の少なくとも一部は、ルーバー層４に吸収される。そのため、外光Ｌ４の殆どは、図１４に示す外光Ｌ９４と異なり、映像素子７から透明積層体１０１に入射した入射光Ｌ１の光路と同じ光路に沿って進まない。つまり、外光Ｌ４の多くは、内側透明基材２の観察者６側で殆どフレネル反射しない。その結果、観察者６は映像素子７の虚像８と外光の反射光Ｌ２とを同時に殆ど視認しない。これらによって、外光Ｌ４による迷光を低減することが出来る。
　また、外光Ｌ４の輝度が非常に高い場合、外光Ｌ４による反射光が観察者６に進まないため、観察者６の視界確保が著しく困難になる可能性が少ない。また外光Ｌ４の輝度が低い場合でも、映像素子７の虚像８のコントラストが殆ど低下しない。輝度が非常に高い外光Ｌ４は、例えば、太陽光であり、光源１６は太陽である。また、輝度が弱い外光Ｌ４は、例えば、街灯が発する光であり、光源１６は街灯である。
　また、外光や映像光が透明積層体１０１内部で全反射し、透明積層体１０１の面内方向を伝搬する場合、ルーバー層４の光吸収帯１０によって光が吸収されるため、迷光やゴーストを減らす効果がある。
　一態様において、ルーバー層４は反射層５ａと内側透明基材２との間に配置しても良い。ルーバー層４が反射層５ａと内側透明基材２との間に配置された場合、ルーバー層４は映像光を遮蔽しないように光透過角度θを調整するとよい。また、ルーバー層４の光透過角度θの範囲内に、ルーバー層４を通した視認対象と観察者６とを結ぶ光線ベクトルがあるとよい。当該光線ベクトルの方向において、可視光線の透過率が７０％以上、かつヘイズが１．５％以下であるとよい。
［第２の実施形態］
　図６～図８を参照して、第２の実施の形態にかかる透明積層体について説明する。図８は、第２の実施形態にかかる透明積層体の効果を説明するための概略図である。図６は、図８に示す透明積層体の反射層の断面図である。図７は、図８に示す透明積層体におけるルーバー層の向きを説明するための概略図である。
　図８に示す第２の実施の形態にかかる透明積層体１０２は、反射層５ｂを除いて、図１に示す透明積層体１００と同じ構成を有する。透明積層体１０１は、反射層５ｂを備え、反射層５ｂは、反射層５の具体的な一構成例である。
＜反射層＞
　図６に示す反射層５ｂ、第３光学層１７と、反射型ホログラム層１９と、第４光学層１８とを備える。反射層５ｂは、第３光学層１７と、反射型ホログラム層１９と、第４光学層１８とがこの順に積層した積層体である。反射型ホログラム層１９は、第３光学層１７上に形成されている。反射型ホログラム層１９は、シート状に形成されている。第４光学層１８は、反射型ホログラム層１９上に形成されている。
　第３光学層１７と第４光学層１８とは、透明な樹脂材料である。一態様において、当該樹脂材料は、有機材料である。一態様において、当該有機材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及びその他の樹脂のいずれかである。一態様において熱可塑性樹脂はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）である。
　一態様において、第３光学層１７と第４光学層１８とは、反射型ホログラム層１９を保護する機能を有しても良い。具体的には、当該機能は、紫外線や赤外線などの光から反射型ホログラム層１９の劣化を防止する機能である。また別の機能としては、接着層に含まれる可塑剤の移行によって反射型ホログラム層１９の光学機能が変化するのを防止する機能である。
　一態様において、第３光学層１７と第４光学層１８とは、反射型ホログラム層１９の形状を保持する機能を有しても良い。具体的には、反射型ホログラム層１９の形状を保持する観点から、第３光学層１７上にホログラム材料を塗布する等が考えられる。
　反射型ホログラム層１９は公知の技術を用いて作製することが出来る。反射型ホログラム層１９は求められる表示像の大きさ等により異なるが、数十ｍｍから数百ｍｍ角程度の面積を有するとよい。また反射型ホログラム層１９の厚みは数μｍから数十μｍ程度の厚みのものが適宜選択されるとよい。反射型ホログラム層１９は、光回折機能を持つとよい。反射型ホログラム層１９として、その他ホログラムと呼ばれるものを広く使用でき、リップマンタイプ等の体積・位相型のホログラムが高い回折効率を得られる点で望ましいが、エンボスタイプ、レインボータイプ等のホログラムと呼ばれるものも広く使用できる。
　当該ホログラム材料としては、ポリビニルカルバゾール系などのその他のフォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、銀塩など種々の感光材を使用できる。
＜ルーバー層４の向き＞
　図７を用いて、ルーバー層４の向きの決定方法を説明する。反射型ホログラム層１９を露光する際、物体光２２と参照光２１を反射型ホログラム層１９に照射し、その干渉縞を反射型ホログラム層１９に記録する。反射型ホログラム層１９の主面の法線２０と参照光２１の光軸とを含む第２の仮想平面ＳＦ２を定義する。第２の仮想平面ＳＦ２と、反射層５ｂの主面とが交差して、第２の直線ＳＬ２を成す。ここでは、第２の直線ＳＬ２は、ｚ軸方向に延びる。ルーバー層４の光透過帯９と光吸収帯１０とは、第２の直線ＳＬ２の延びる方向に配列されると好ましい。
　図８を用いて、ルーバー層４の向きを上記方法で決定した場合の効果を説明する。一態様においてルーバー層４は外側透明基材１と反射層５との間に位置している。外光Ｌ４が外側透明基材１側から透明積層体１０２に入射する。透明積層体１０２に入射した外光Ｌ４の少なくとも一部は、ルーバー層４に吸収される。そのため、外光Ｌ４の殆どは、図１４に示す外光Ｌ９４と異なり、映像素子７から透明積層体１０２に入射した入射光Ｌ１の光路と同じ光路に沿って進まない。つまり、外光Ｌ４の多くは、内側透明基材２の観察者６側で殆どフレネル反射しない。その結果、観察者６は映像素子７の虚像８と外光の反射光Ｌ２を同時に殆ど視認しない。これらによって、外光Ｌ４による迷光を低減することが出来る。
　また、外光Ｌ４の輝度が非常に高い場合であっても、外光Ｌ４による反射光が観察者６に進まないため、観察者６の視界確保が著しく困難になる可能性が少ない。また外光Ｌ４の輝度が低い場合であっても、映像素子７の虚像８のコントラストが殆ど低下しない。
　また、外光や映像光が透明積層体１０２内部で全反射し、透明積層体１０２の面内方向を伝搬する場合、ルーバー層４の光吸収帯１０によって光が吸収されるため、迷光やゴーストを減らす効果がある。
　一態様において、ルーバー層４は反射層５と内側透明基材２の間に配置しても良い。ルーバー層４が反射層５と内側透明基材２との間に配置された場合、ルーバー層４は映像光を遮蔽しないように光透過角度θを調整するとよい。
＜透明積層体の製造方法＞
　次に、第１の実施形態及び第２の実施形態にかかる透明積層体の製造方法について説明する。なお、内側透明基材及び外側透明基材として、内側ガラス板及び外側ガラス板をそれぞれ用いた。
　外側ガラス板と、第１の接着層と、ルーバー層と、第２の接着層と、反射層と、第３の接着層と、内側ガラス板とを順次重ねた積層体を、熱圧着する（熱圧着工程）。これによって、透明積層体を製造することが出来る。
　上記した透明積層体の製造方法において、当該熱圧着工程は、具体的には、予備圧着工程と、本圧着工程との２段階で行うことが好ましい。
　当該予備圧着工程において、外側ガラス板と、第１の接着層と、ルーバー層と、第２の接着層と、反射層と、第３の接着層と、内側ガラス板とを順次重ねた積層体を、比較的低い圧力で加圧する。当該加圧をしながら、第１の接着層と第２の接着層と第３の接着層とが軟化する比較的低い温度で加熱して予備接合を行う。当該本圧着工程において、当該予備圧着工程後の透明積層体に対して、オートクレーブ等を用いて、より高い圧力とより高い温度で熱圧着を行う。
　予備圧着工程では、各層間の空気を除去するために、脱気しながら実施することが好ましい。予備圧着方法としては、層間の空気を除去しながら互いに隣接する層を予備接合する観点から、バキュームバッグ法、バキュームリング法、および真空ラミネーター法等の方法を用いて、減圧脱気しながら予備加熱を行う方法；一対のニップロールを用いて脱気と予備加熱を行う方法；および加熱しながら圧縮する方法等が好ましい。
　バキュームバッグ法またはバキュームリング法では、例えば約２×１０４Ｐａの圧力、１３０～１４５℃の温度で予備圧着工程を実施することができる（例えば、欧州特許第１２３５６８３号明細書等を参照されたい。）
　真空ラミネーター法では、加熱かつ減圧可能なチャンバーを用い、通常は、１～３×１０４Ｐａの圧力、１００～２００℃、好ましくは１３０～１６０℃の温度、処理時間約２０～約６０分の条件で、当該予備圧着工程を実施することができる。真空ラミネーター法を用いる場合、温度および圧力によっては、オートクレーブを用いた熱圧着工程を実施しなくてもよい。
　オートクレーブを用いた本圧着工程は例えば、約１×１０６～約１．５×１０６Ｐａの圧力、約１００～約１４５℃の温度、処理時間２０分～２時間程度の条件で、実施することができる。
＜用途＞
　透明積層体１００、透明積層体１０１、及び透明積層体１０２の用途の一態様は、乗り物の窓、構造物の窓である。当該乗り物、又は当該構造物は、映像光を窓に投射する投影機を備える。一態様において当該構造物は、ビルのように複数の材料や部材などから構成され、基礎などにより重量を支えられた構造で造作されたものである。一態様において当該乗り物の窓は、例えば、車両用窓ガラスである。
　他の態様において、透明積層体１００、透明積層体１０１、及び透明積層体１０２の用途の一態様は、スクリーンである。当該スクリーンは、透明な扉、ショーケース及び透明なパーティションのいずれかを構成する材料である。一態様においてスクリーンは車両の中にいる観察者に対してその車両の行き先を表示する。一態様において映像光源を車両内部の天井付近に設置する。当該映像光源が斜め下方に向けて映像光を照射する。他の態様においてスクリーンはショーケースの前にいる観察者に対してショーケース内の商品の説明を表示する。他の態様においてスクリーンはその前にいる観察者に対してその他の伝達事項を表示する。他の態様において、透明積層体１００、透明積層体１０１、及び透明積層体１０２の用途の一態様は、ＨＵＤの一構成として利用されてもよい。当該ＨＵＤは、具体的には、コンバイナー型ＨＵＤ、ウィンドシールド型ＨＵＤである。例えば、透明積層体１００、透明積層体１０１、及び透明積層体１０２が車両用窓ガラスとして利用された場合、外側透明基材１が車室外側に向けて配置されており、内側透明基材２が車室内側に向けて配置されている。また、ルーバー層４を通した視認対象と観察者６とを結ぶ光線ベクトルにかかる可視光がある。この可視光が、観察者６に虚像表示するＨＵＤの映像光である。他の態様において、透明積層体１００、透明積層体１０１、及び透明積層体１０２の用途の一態様は、メガネ型情報端末の一構成として利用されても良い。
　図９～図１３を参照して、以下の実施例に基づいて、本開示をさらに詳細に説明する。具体的には、各実施例について外光入射試験を行い、その結果について説明する。図９～図１３は、それぞれ、実施例１、３、比較例１、３、及び４にかかる透明積層体の外光入射試験の観察結果を示す写真である。
＜第１の実施形態による実施例１、２＞
　第１の実施の形態に係る透明積層体１０１による実施例１の製造方法や構成について説明する。まず、単位レンズが複数配列したプリズムレンズを切削した金型を作製した。プリズムレンズは周期２７７μｍであり、高さが１００μｍであり、レンズ斜面が２８°であり、非レンズ面が５２°である。金型にＵＶ（紫外線）硬化性樹脂を塗布し、当該ＵＶ硬化性樹脂を塗布した金型に、ＰＥＴフィルムを載せた。当該ＰＥＴフィルム上方からＵＶ照射をして当該ＵＶ硬化性樹脂を完全に硬化した。当該ＰＥＴフィルムと硬化したＵＶ硬化性樹脂とを当該金型から剥離することで、当該ＰＥＴフィルム上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズムレンズを得た。次いで、当該プリズムレンズ上にハーフミラー層を形成した。具体的には、ＴｉＯ２とＳｉＯ２の積層体を蒸着して、当該ハーフミラー層を成層した。当該ハーフミラー層は屈折率が媒質１．５内部において、反射率１０％になるように設計した。当該ハーフミラー層の上にプリズムレンズを作製したＵＶ硬化性樹脂を塗布し、表面を離型処理したＰＥＴフィルムを載せた。当該ＰＥＴフィルム上方からＵＶ照射をして、ＵＶ硬化性樹脂を完全に硬化した。当該離型処理したＰＥＴフィルムを、この完全硬化したＵＶ硬化性樹脂から剥離して反射層を得た。
　ルーバー層は光透過角度６０°（ルーバー層の主面の法線方向に対して－３０°～＋３０°）のフィルムを使用する。図４を用いて説明した決定方法により、ルーバー層の光透過帯と光吸収帯とを、第１の直線ＳＬ１の延びる方向に配列されるように配置した。
　次いで、内側ガラス板、接着層、反射層、接着層、ルーバー層、外側ガラス板の順番に積層した後、１４０℃、１．２ＭＰａで熱圧着した。実施例１にかかる透明積層体を製造することができた。ここで、入射角度６８°方向（ルーバー層の主面の法線方向に対して６８°）からＨＵＤの映像光を実施例１にかかる透明積層体の内側ガラス板側に入射した。すると、出射角度２７°方向（ルーバー層の主面の法線方向に対して２７°）からＨＵＤの映像光の虚像を視認することが出来た。
（実施例１）
　実施例１にかかる透明積層体の外側ガラス板側から、入射角度６８°で外光を入射する。図９に示すように、この時、出射角度２７°方向にいる観察者からは迷光を確認できなかった。したがって、実施例１にかかる透明積層体は、迷光を抑制することができた。
（比較例１）
　比較例１にかかる透明積層体を製造した。比較例１にかかる透明積層体は、ルーバー層４を備えないところを除いて、実施例１にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例１にかかる透明積層体の製造方法は、ルーバー層を用いないところを除いて、実施例１にかかる透明積層体の製造方法と同じである。実施例１と同じく、入射角度６８°で外光を入射すると、図１１に示すように、出射角度２７°方向にいる観察者は、輝度の高い迷光Ｍ２と、プリズムレンズの配列方向に沿った線状の迷光Ｍ１とを確認した。輝度の高い点状の迷光Ｍ２は、図１４に示す反射光Ｌ９５と同じ光路を辿る光が原因と考えられる。線状の迷光Ｍ１は、ハーフミラー層で反射した外光がレンズ配列方向に伝搬し、その後、ハーフミラー層に入射して多重反射したためと考えられる。
（比較例２）
　比較例２にかかる透明積層体を製造した。比較例２にかかる透明積層体は、ルーバー層の向きが９０°回転したところを除いて、実施例１にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例１にかかる透明積層体の製造方法は、ルーバー層の向きを除いて、実施例１にかかる透明積層体の製造方法と同じである。入射角度６８°で外光を比較例２にかかる透明積層体入射すると、出射角度２７°方向にいる観察者は、比較例１と同様の迷光を確認した。
（実施例２）
　実施例２にかかる透明積層体は、外光入射試験における外光の入射角度０°であることを除いて、実施例１にかかる透明積層体と同一である。実施例２にかかる透明積層体に、外光を入射角度０°方向から入射した。出射角度２７°方向にいる観察者からは迷光を確認できなかった。したがって、実施例２にかかる透明積層体は、迷光を抑制することができた。
（比較例３）
　比較例３にかかる透明積層体は、外光入射試験における外光の入射角度０°であることを除いて、比較例１にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例３にかかる透明積層体に入射角度０°で外光を入射すると、出射角度２７°方向にいる観察者は、図１２に示すように線状の迷光Ｍ３を確認した。外光入射角度が０°の場合、外光はルーバー層を透過する。その後、外光の一部はハーフミラー層で反射し、レンズ配列方向に向かって伝搬する。その際、ハーフミラー層に再度入射するため散乱光が発生する。当該散乱光は、比較例３にかかる透明積層体の主面において線状に散乱し、線状の迷光Ｍ３として観察者に観察される。一方、実施例２において、迷光を確認できなかった要因は、外光がレンズ配列方向に向かって伝搬した際、ルーバー層の光吸収帯によって吸収されたためと考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜第２の実施形態による実施例３、４、反射層の作製＞
　第２の実施の形態に係る透明積層体１０２による実施例３の製造方法や構成について説明する。まず、ＰＥＴフィルム上にホログラムの感光材料を塗布し、更にＰＥＴフィルムを載せた積層体を作製した。反射型のホログラムを作製するため、ホログラムの感光材料の一方の面から参照光、他方の面から物体光を照射して、回折格子を記録する。光源が波長５３２ｎｍのレーザー光、参照光が入射角度４５°、物体光が入射角度０°の条件で露光した。
　ルーバー層は光透過角度６０°（法線方向に対して－３０°～＋３０°）のフィルムを使用する。図７を用いて説明した方法により、ルーバー層の光透過帯と光吸収帯とを、第２の直線ＳＬ２の延びる方向に配列されるように配置した。
　次いで、内側ガラス板、接着層、反射層、接着層、ルーバー層、外側ガラス板の順番に積層した後、１４０℃、１．２ＭＰａで熱圧着した。実施例３係る透明積層体を製造することができた。ここで、入射角度６８°方向（ルーバー層の主面の法線方向に対して６８°）からＨＵＤの映像光を実施例３にかかる透明積層体の内側ガラス板側に入射した。すると、出射角度２７°方向（ルーバー層の主面の法線方向に対して２７°）からＨＵＤの映像光の虚像を視認することが出来た。
（実施例３）
　実施例３にかかる透明積層体の外側ガラス板側から、入射角度４５°で外光を入射する。図１０に示すように、この時、出射角度０°方向にいる観察者からは迷光を確認できなかった。したがって、実施例３にかかる透明積層体は、迷光を抑制することができた。
（比較例４）
　比較例４にかかる透明積層体を製造した。比較例４にかかる透明積層体は、ルーバー層を備えないところを除いて、実施例３にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例４にかかる透明積層体の製造方法は、ルーバー層を用いないところを除いて、実施例３にかかる透明積層体の製造方法と同じである。実施例３と同じく、入射角度４５°で外光を入射すると、図１３に示すように、出射角度０°方向にいる観察者は点状の迷光Ｍ４を確認した。点状の迷光Ｍ４は図１４に示す反射光Ｌ９５と同じ光路を辿る光が要因と考えられる。
（比較例５）
　比較例５にかかる透明積層体を製造した。比較例５にかかる透明積層体は、ルーバー層の向きが９０°回転したところを除いて、実施例３にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例５にかかる透明積層体の製造方法は、ルーバー層の向きを除いて、実施例３にかかる透明積層体の製造方法と同じである。入射角度４５°で外光を比較例５にかかる透明積層体に入射すると、出射角度０°方向にいる観察者は、比較例４と同様の迷光を確認した。
（実施例４）
　実施例４にかかる透明積層体は、外光入射試験における外光の入射角度－４５°であることを除いて、実施例２にかかる透明積層体と同一である。実施例４にかかる透明積層体に、外光を入射角度－４５°方向から入射した。出射角度０°方向にいる観察者からは迷光を確認できなかった。したがって、実施例４にかかる透明積層体は、迷光を抑制することができた。
（比較例６）
　比較例６にかかる透明積層体は、外光入射試験における外光の入射角度－４５°であることを除いて、比較例４にかかる透明積層体と同じ構成を備える。比較例６にかかる透明積層体に入射角度－４５°で外光を入射すると、出射角度０°方向にいる観察者は、比較例４と同様の迷光を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。例えば、図１に示す機能層４５は、内側透明基材２と外側透明基材１との間に配置されたが、内側透明基材２に対して外側透明基材１と反対側に配置されてもよい。
　この出願は、２０２２年３月３１日に出願された日本出願特願２０２２－０５９０８４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１００、１０１、１０２　透明積層体
１　外側透明基材、２　内側透明基材、３　接着層、４　ルーバー層、４５　機能層、５、５ａ、５ｂ　反射層、６　観察者、７　映像素子、８　虚像、９　光透過帯、１０　光吸収帯、１１　第１光学層、１１ａ　凹凸面、１２　第２光学層、１３　ハーフミラー層、１４　入射光、１５　反射光、１６　光源、１７　第３光学層、１８　第４光学層、１９　反射型ホログラム層、２０　（反射層の主面の）法線、２１　参照光、２２　物体光、Ｍ１、Ｍ３　迷光（線状）、Ｍ２、Ｍ４　迷光（点状）、Ｌ１　入射光、Ｌ２　反射光、Ｌ４　外光、ＳＦ１　第１の仮想平面、ＳＦ２　第２の仮想平面、ＳＬ１　第１の直線、ＳＬ２　第２の直線、Ｘ５ａ　法線方向、θ　光透過角度

Claims (12)

  1. 　内側透明基材と、
    　前記内側透明基材と対向配置された外側透明基材と、
    　前記内側透明基材と前記外側透明基材との間、または前記内側透明基材に対して前記外側透明基材と反対側に配置された機能層と、を備え、
    　前記機能層は、
    　光透過帯と光吸収帯とが前記機能層の面内方向に交互に配列するルーバー層と、
    　可視光が入射された場合、前記入射した可視光の一部を正反射以外の方向に指向反射する反射層と、を含む、
    ことを特徴とする透明積層体。
  2. 　前記ルーバー層は、前記反射層と前記外側透明基材との間に配置された、
    ことを特徴とする請求項１に記載の透明積層体。
  3. 　前記反射層は、凹凸面を有する第１光学層と、前記凹凸面の少なくとも一部に形成されたハーフミラー層と、前記凹凸面を埋める様に前記ハーフミラー層上に形成された第２光学層と、を含む、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の透明積層体。
  4. 　前記凹凸面は、フレネルレンズ形状を有し、
    　前記フレネルレンズ形状は、複数配列された単位レンズと同じ形状であり、
    　前記単位レンズは、レンズ面と、非レンズ面と、を備え、
    　前記ハーフミラー層は少なくとも前記レンズ面に形成されている、
    ことを特徴とする請求項３に記載の透明積層体。
  5. 　前記凹凸面は、プリズムレンズ形状を有する、
    ことを特徴とする請求項４に記載の透明積層体。
  6. 　前記ハーフミラー層が、無機酸化膜、又は金属膜からなり、
    　前記無機酸化膜は、単層、又は多層であり、
    　前記金属膜は、単層である、
    ことを特徴とする請求項３に記載の透明積層体。
  7. 　第１の仮想平面は、前記反射層の法線と、前記法線が延びる法線方向に光を出射し、前記反射層に入射した場合に前記反射層から指向反射する反射光の光軸と、を含み、
    　前記光透過帯と前記光吸収帯とは、前記第１の仮想平面と前記反射層とが交差して成す第１の直線の延びる方向に、配列された、
    ことを特徴とする請求項３に記載の透明積層体。
  8. 　前記反射層は、シート状に形成された反射型ホログラムである、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の透明積層体。
  9. 　第２の仮想平面は、前記反射型ホログラムが露光されたときに照射された参照光の光軸と、前記反射型ホログラムの法線と、を含み、
    　前記光透過帯と前記光吸収帯とは、前記第２の仮想平面と前記反射層とが交差して成す第２の直線の延びる方向に、配列された、
    ことを特徴とする請求項８に記載の透明積層体。
  10. 　前記ルーバー層の光透過角度θの範囲内に、
    　前記ルーバー層を通した視認対象と観察者とを結ぶ光線ベクトルがある、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の透明積層体。
  11. 　前記光線ベクトルの方向において、
    　可視光線の透過率が７０％以上、かつヘイズが１．５％以下である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の透明積層体。
  12. 　前記透明積層体は、車両用窓ガラスとして利用され、
    　前記外側透明基材が車室外側に向けて配置されており、
    　前記内側透明基材が車室内側に向けて配置されており、
    　前記可視光が観察者に虚像表示するヘッドアップディスプレイの映像光である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の透明積層体。
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