JP6934703B2

JP6934703B2 - 表示装置、及び赤外光カットフィルム

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Publication number: JP6934703B2
Application number: JP2016018699A
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Inventors: 敦司小野; 岩田　昇; 昇岩田; 裕司齋藤; 健太郎田村
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Filing date: 2016-02-03
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Description

本発明は、表示装置、及び赤外光カットフィルムに関する。

表示装置の一つである車両用ヘッドアップディスプレイは、例えば、表示情報を有する液晶パネルを車室内のインストルメントパネルの内側に配置し、液晶パネルを透過するバックライトからの光を反射鏡によってフロントウインドシールドに向けて出射させている。この出射光は、フロントウインドシールドによって反射された後に運転者の目に入射し、運転者は、液晶パネルからの表示情報を虚像として視認することができる。車両では、外光（太陽光）中の赤外線（赤外光）による液晶パネルへの熱エネルギーの影響を低減することが重要であり、特許文献１には、液晶パネルの前にフィルタを設けて、液晶パネルに入射する赤外光を遮断する車両用ヘッドアップディスプレイが開示されている。

特開平１１−２３９９７号公報

上記特許文献に記載のフィルタでは、透過率が可視光の波長領域（約３５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長領域）において高く、赤外光の波長領域（７００ｎｍ以上の波長領域）では零となっている。しかし、フィルタが、例えば、延伸されたポリマフィルムを含むときは、フィルタに屈折率の異方性が生じて複屈折を示すようになる。このため、液晶パネルなどを含む表示部から出射された表示情報を有する直線偏波の可視光がフィルタを透過するとき、直線偏波から楕円偏波に変わることがある。楕円偏波の可視光がフロントウインドシールドによって反射されると、偏波成分に応じて可視光の反射率が変化するので、運転者が認識する表示情報が、表示部から出射されたときの表示情報と異なってしまい視認性に劣ることがある。運転者の視認性を維持した上で、表示部に入射する赤外光を遮断するためには、フィルタについての更なる改善が必要である。

本発明の一態様に係る表示装置は、表示装置であって、表示情報を有する直線偏波の可視光を出射する表示部と、表示部からの可視光を透過させ、且つ表示部への赤外光の入射量を低減させる赤外光カット部と、赤外光カット部を透過した可視光を反射させる反射部と、を備え、赤外光カット部は、第１のポリマフィルム及び、当該第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムを有し、第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムは、共に屈折率の異方性を有し、且つ屈折率の最も高い第１軸を有し、平面視で、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸とは交差する。

この態様によれば、赤外光カット部に含まれる第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムの少なくとも一つは、表示部への赤外光の入射量を低減させるので、表示装置の外部の光、例えば、太陽光中の赤外光による表示部への熱エネルギーの影響が低減する。また、赤外光カット部は、表示情報を有する可視光を透過させるので、表示情報の明るさが保持される。さらに、赤外光カット部に含まれる第１のポリマフィルムの第１軸は、第２のポリマフィルムの第１軸と交差している。このため、屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルムが複屈折を示しても、その複屈折は、第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムによって概ね補償される。これにより、表示部から出射された可視光が赤外光カット部を透過するとき、可視光が、直線偏波から楕円偏波に変化する割合を大幅に減少させることができる。その結果、楕円偏波の可視光がフロントウインドシールドなどの反射部によって反射され、偏波成分に応じて反射率が変化しても、赤外光カット部を透過した可視光に占める楕円偏波の割合が小さくなるので、運転者が認識する表示情報は、表示部から出射された表示情報に近似するようになる。

別の態様に係る表示装置において、第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムは、共に多層のポリマフィルムを含んでもよい。

別の態様に係る表示装置において、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸との交差角度は、４５〜９０度であってもよい。

別の態様に係る表示装置において、赤外光カット部は、第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムの少なくとも一方に積層され、赤外光の透過量を低減させる赤外光カット層を有してもよい。

さらに本発明の一態様に係る赤外光カットフィルムは、一方の面からの可視光を透過させ、他方の面からの赤外光の入射量を低減させる赤外光カットフィルムであって、屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルムと、屈折率の異方性を有し、且つ第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムと、を備え、第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムは、共に屈折率の最も高い第１軸を有し、平面視で、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸とは交差する。

本発明の一側面によれば、表示情報の視認性を維持した上で、表示部への赤外光の入射量を低減し易くなる。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る赤外光カットフィルムの一例を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る赤外光カットフィルムの一例を示す図である。図４は、赤外光カット部を通過した直線偏波の可視光の偏波状態を調べる測定系を示す概略図である。図５は、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸との交差角度を示す図である。

本発明の実施形態は、表示装置であって、表示情報を有する直線偏波の可視光を出射する表示部と、表示部からの可視光を透過させ、且つ表示部への赤外光の入射量を低減させる赤外光カット部と、赤外光カット部を透過した可視光を反射させる反射部と、を備え、赤外光カット部は、第１のポリマフィルム及び、当該第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムを有し、第１のポリマフィルム及び第２のポリマフィルムは、共に屈折率の異方性を有し、且つ屈折率の最も高い第１軸を有し、平面視で、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸とは交差する。

なお、本明細書における「表示情報」とは、視認によって特定の意味を把握させたり、識別させたりすることが可能な情報を広く含み、例えば、車載の表示装置の場合には、地図や交通標識、その他のナビ情報が広く含まれる。「表示部への赤外光の入射量を低減させる」とは、赤外光を吸収または反射することで表示部への赤外光の入射量を低減させることを意味する。また、「屈折率の異方性」とは、ポリマフィルムなどの二次元的な媒質において、屈折率が二次元平面の各方向によって相違すること、つまり屈折率が面内異方性を有することを意味する。

以下、図面を参照しながら、表示装置及び赤外光カットフィルムの実施形態について詳細に説明する。本説明において、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す図である。図１は、本発明に係る表示装置が車両用ヘッドアップディスプレイとして適用された例を示している。表示装置１は、車両２内において、光源１０、表示部２０、赤外光カット部３０、及び反射部４０を備える。光源１０は、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、発光ダイオード又は冷陰極管を含み、表示部２０に向けて直線偏波の可視光Ｌ１を出射する。表示部２０は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬパネル、デジタルミラーデバイス、ＭＥＭＳディスプレイ、レーザーディスプレイを含み、表示情報を有する。表示部２０は、光源１０からの可視光Ｌ１を受けて、表示情報を有する直線偏波の可視光Ｌ２を赤外光カット部３０に向けて出射する。表示部２０が有機ＥＬパネルを含むときは、表示部２０と光源１０とが一体化されていてもよいので、この光源１０と一体化された表示部２０が、可視光Ｌ２を赤外光カット部３０に向けて出射することができる。

赤外光カット部３０は、赤外光カットフィルム３を含む。赤外光カット部３０は、表示部２０からの可視光Ｌ２を透過させ、透過後の可視光Ｌ３を反射部４０に向けて出射し、また、表示部２０への赤外光の入射量を低減させる。反射部４０は、例えば、フロントウインドシールドを含み、赤外光カット部３０を透過した可視光Ｌ３を運転者Ｄ１に向けて反射させる。この反射された可視光Ｌ４を受けて、運転者Ｄ１は、フロントウインドシールド越しに、車両２の外部前方の視界に加えて、位置ＳＲにおいて表示情報を視認することができる。

図２は、本発明の実施形態に係る赤外光カットフィルムの一例を示す図である。赤外光カットフィルム３は、その一方の面からの可視光を透過させ、他方の面からの赤外光の入射量を低減させることができる。図２の（ａ）部に示されるように、赤外光カットフィルム３は、例えば、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２を有し、第２のポリマフィルム３２は、第１のポリマフィルム３１上に配置されることができる。

第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２は、単層のポリマフィルム又は多層のポリマフィルムであることができる。第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の少なくとも一方が単層のポリマフィルムであるときには、その単層のポリマフィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、ポリイミド樹脂を含むことができ、厚さは、例えば、５０〜２００μｍである。

図２の（ｂ）部に示されるように、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の少なくとも一方が多層のポリマフィルムであるときには、その多層のポリマフィルムは、第１のポリマ層５１と第２のポリマ層５２とが交互に積層された構造を有することができる。

第１のポリマ層５１は、例えば、結晶質、半結晶質、又は液晶のポリマ及びコポリマなどを含む。第１のポリマ層５１の平均厚さは、例えば、０．５ミクロン以下である。

第１のポリマ層５１に含まれる好適な材料は、例えば、ナフタレンジカルボン酸ポリエステルのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びその異性体（例えば、２，６−、１，４−、１，５−、２，７−、及び２，３−ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート、ポリアルキレンテレフタレート（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）、ポリイミド（例えば、ポリアクリル酸イミド）、ポリエーテルイミド、アタクチックポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート（例えば、ポリイソブチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、及びポリメチルメタクリレート）、ポリアクリレート（例えば、ポリブチルアクリレート及びポリメチルアクリレート）、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）、シンジオタクチックポリ-α-メチルスチレン、シンジオタクチックポリジクロロスチレン、これらの任意のポリスチレンから成るコポリマ及びブレンド、セルロース誘導電体（例えば、エチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、及びニトロセルロース）、ポリアルキレンポリマ（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、及びポリ（４−メチル）ペンテン）、フッ素化ポリマ（例えば、ペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマ、ポリフッ化ビニリデン、及びポリクロロトリフルオロエチレン）、塩素化ポリマ（例えば、ポリ塩化ビニリデン及びポリ塩化ビニル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルアミド、イオノマ樹脂、エラストマ（例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、及びネオプレン）、ならびにポリウレタンを含む。

第１のポリマ層５１に含まれる好適な他の材料は、例えば、ｃｏＰＥＮ、即ち、ＰＥＮのコポリマ（例えば、２，６−、１，４−、１，５−、２，７−、及び／又は２，３−ナフタレンジカルボン酸あるいはそれらのエステルと、（ａ）テレフタル酸もしくはそのエステル、（ｂ）イソフタル酸もしくはそのエステル、（ｃ）フタル酸もしくはそのエステル、（ｄ）アルカングリコール、（ｅ）シクロアルカングリコール（例えば、シクロヘキサンジメタノールジオール）、（ｆ）アルカンジカルボン酸、及び／又は（ｇ）シクロアルカンジカルボン酸（例えば、シクロヘキサンジカルボン酸）とのコポリマ）、ポリアルキレンテレフタレートのコポリマ（例えば、テレフタル酸もしくはそのエステルと、（ａ）ナフタレンジカルボン酸もしくはそのエステル、（ｂ）イソフタル酸もしくはそのエステル、（ｃ）フタル酸もしくはそのエステル、（ｄ）アルカングリコール、（ｅ）シクロアルカングリコール（例えば、シクロヘキサンジメタノールジオール）、（ｆ）アルカンジカルボン酸、及び／又は（ｇ）シクロアルカンジカルボン酸（例えば、シクロヘキサンジカルボン酸）とのコポリマ）、スチレンコポリマ（例えば、スチレン−ブタジエンコポリマ及びスチレン−アクリロニトリルコポリマ）、並びに４，４‘−二安息香酸及びエチレングリコールのコポリマなどのコポリマを含む。

第１のポリマ層５１には、それぞれ、２つ以上の上記のポリマ又はコポリマのブレンド（例えば、ｓＰＳとアタクチックポリスチレンとのブレンド）が含まれていてもよい。また、ｃｏＰＥＮは、ペレットのブレンドであってもよく、少なくとも１つの成分がナフタレンジカルボン酸を基材とするポリマであり、かつ他の成分がＰＥＴ、ＰＥＮ、又はｃｏＰＥＮなどの他のポリエステル又はポリカーボネートであることができる。

ＰＥＮは、第１のポリマ層５１に含まれる材料として特に好適であり、約１５５℃から約２３０℃まで熱に対して安定である。ＰＥＮの他には、例えば、ポリブチレンナフタレートならびに他の結晶質ナフタレンジカルボン酸ポリエステルが、特に好適な材料として挙げられる。

第１のポリマ層５１では、その屈折率が実質的に変更されない範囲で、少量のコモノマがナフタレンジカルボン酸ポリエステル中に置換されてもよい。好適なモノマとしては、イソフタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、二安息香酸、テレフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、又はシクロヘキサンジカルボン酸に基づくものが挙げられる。少量のコモノマがナフタレンジカルボン酸ポリエステル中に置換されると、屈折率が低下する場合がある。しかし、屈折率が低下しても、所定のポリマ層への接着、フィルム作製時の押出温度の低下、溶融粘度のマッチングの良化、及びフィルム作製時のフィルム延伸のためのガラス転移温度のマッチングの良化のいずれかによって補償されることができる。

第２のポリマ層５２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はｃｏＰＥＮを含むことができる。第２のポリマ層５２の平均厚さは、例えば、０．５ミクロン以下であり、第１のポリマ層５１に含まれる樹脂と第２のポリマ層５２に含まれる樹脂との屈折率は０．０３以上異なっていてもよい。

第１のポリマ層５１に含まれる材料と第２のポリマ層５２に含まれる材料とは、共に類似する溶融粘度を持ち、それらの作製時において均一な多層押出を可能にすることが好ましい。第１のポリマ層５１に含まれる材料は、押出時の典型的な剪断速度において、第２のポリマ層５２に含まれる材料の５倍以内の溶融粘度を有することが好ましい。第１のポリマ層５１と第２のポリマ層５２とは、互いに良好な接着性を呈する一方で、多層のポリマフィルム内で別々の層として存在することができる。

また、第１のポリマ層５１に含まれる材料と第２のポリマ層５２に含まれる材料とは、互いにほぼ等しいガラス転移温度を有することが好ましい。このときには、作製時にフィルムが延伸されても、どちらか一方のポリマ層に亀裂が生じるということが起こり難い。ほぼ等しいガラス転移温度とは、第２のポリマ層に含まれる材料のガラス転移温度が第２のポリマ層に含まれる材料のガラス転移温度よりも低いことを意味する。第２のポリマ層に含まれる材料のガラス転移温度が第１のポリマ層に含まれる材料のガラス転移温度よりもわずかに高くなってもよいが、その温度差は４０℃を超えないことが好ましい。

多層のポリマフィルムに含まれる各層の数は、多層のポリマフィルムの厚さ、可撓性、及び経済性などの理由から最小の数の層によって所望の光学的性質を達成するように選ばれる。各層の数は、好ましくは約１０，０００未満、より好ましくは約５，０００未満、更に好ましくは約２，０００未満である。

本実施形態において、第１のポリマフィルム３１上に第２のポリマフィルム３２を配置する方法は、特に制限されず、従来公知の方法によって行うことができる。一つの配置方法として、接着剤を使用して各フィルムを固定的に配置してもよい。具体的には、例えば、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等が使用でき、その種類は、各ポリマフィルムの材質等によって適宜決定できる。例えば、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系等の接着剤が使用でき、透明性の高い接着剤が使用できる。これらの接着剤は、例えば、そのまま各ポリマフィルムの表面に塗布してもよいし、接着剤から構成されたテープまたはシート等の層をポリマフィルムの表面の全面または一部に貼り付けてもよい。また、別の第１のポリマフィルムに第２のポリマフィルムを配置する方法として、少なくとも部分的に各ポリマフィルムの端部を囲むことができるフレームを用意し、そのフレームで第１のポリマフィルムと第２のポリマフィルムとを重ね固定的に配置してもよい。

図３は、実施形態に係る赤外光カットフィルムの一例を示す図である。図３に示されるように、一例としての赤外光カットフィルム３は、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の少なくとも一方に積層された赤外光カット層３３を有する。赤外光カット層３３は、赤外光の透過量を低減させる。

図３の（ａ）部に示されるように、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２のどちらか一方、例えば、第２のポリマフィルム３２に赤外光カット層３３が積層されていてもよい。また、赤外光カットフィルム３は、図３の（ｂ）部に示されるように、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の両方に積層された赤外光カット層３３を有していてもよい。なお、図３の（ｂ）部に示される例では、第１のポリマフィルム３１と第２のポリマフィルム３２とが互いに接し、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の接触面とは反対側の面に、それぞれ赤外光カット層３３が積層されている。しかしながら、この例に限られず、第１のポリマフィルム３１と第２のポリマフィルム３２との間に赤外光カット層３３を配置してもよい。いずれの構成であっても、赤外光カット部３０は、同様の光学特性を有することができる。

赤外光カット層３３は、例えば、金属、金属合金、又は酸化物半導体を含み、主として、波長１μｍ以上の近赤外域及び赤外域の光を反射する。金属は、例えば、銀、金、銅、又はアルミニウムを含む。銀は、薄いフィルム形状にし易く、また、近赤外域及び赤外域の光を反射し易いので、特に好ましい金属である。金属合金は、銀合金、ステンレス鋼、又はインコネルを含む。金属合金のうち、少なくとも３０重量％の銀を含有する銀合金は、薄いフィルムの作製を容易にし、また、近赤外域及び赤外域の光を反射し易いので、特に好ましい材料である。銀、５０質量％未満の金及び／又は２０質量％未満の銅を含む銀合金も、耐久性に優れるので、好ましい材料である。酸化物半導体は、例えば、二酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又は酸化スズインジウム（ＩＴＯ）を含み、特にＩＴＯを含むことが好ましい。金属、金属合金、又は酸化物半導体は、単一の層を形成してもよいし、複数の層を形成してもよい。

赤外光カット層３３の形成は、例えば、熱分解、粉末塗布、蒸着、カソードスパッタ、イオンプレーティングなどによって行われ、金属、酸化物半導体、又は金属合金がポリマフィルム上に形成される。カソードスパッタ及びイオンプレーティングは、均一なフィルム構造や厚さが得られるので、好ましい作製法である。赤外光カット層３３は、接着剤を用いて多層のポリマフィルムにラミネートされる別の金属化ポリマ又はガラスシートであってもよい。接着剤は、例えば、ホットメルト接着剤（例えば、4040 Embassy Parkway Akron，Ohio44333のShell Chemical Companyから入手可能なVITEL 3300接着剤）又は感圧接着剤（例えば、St．Paul，MM55144の3M Companyから入手可能な90/10 IOA/AA及び95/5 IOA/アクリルアミドのアクリル系接着剤）を含む。

金属及び金属合金は、約１０ｎｍ〜約４０ｎｍ、好ましくは約１２ｎｍ〜約３０ｎｍの厚さに塗布されることができる。酸化物半導体層は、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、好ましくは約８０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚さに塗布されることができる。赤外光カット層３３が、多層のポリマフィルムにラミネートされた金属化ポリマ又はガラスシートであるときには、シート上の金属又は金属合金のコーティングの厚さは、例えば、約１０ｎｍ〜約４０ｎｍであり、シート上の酸化物半導体コーティング厚さは、例えば、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍである。

本実施形態に係る赤外光カットフィルム３は、赤外光カット層３３を有するので、赤外光カット部３０として用いた場合に、表示部２０への赤外光の入射量を低減できる。具体的には、赤外光カット部３０として用いられた赤外光カットフィルム３は、表示部２０側の面と、表示部２０側とは反対となる反射部４０側の面とを有する。そして赤外光カットフィルム３により、反射部４０側の面に入射される外部の光、例えば、太陽光中の赤外光による表示部への熱エネルギーの影響が低減する。また、赤外光カット部３０は、表示情報を有する可視光を透過させるので、表示情報の明るさが保持される。なお、本実施形態では、赤外光カット層３３を有する形態を説明しているが、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２の少なくとも一方が多層のポリマフィルムである場合、程度の差はあるものの、赤外光カット層３３を設けなくても表示部２０への赤外光の入射量を低減できる。

第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２は、それらの作製工程において、単層及び多層のフィルムの双方において、それぞれのフィルムに含まれるポリマ材料が同時押出されて形成されることができる。フィルムの作製工程では、次に、所定の温度下で延伸によってフィルムの配向処理がなされ、所望の厚さを有するフィルムが形成されることができる。必要に応じて、所定の温度で熱硬化処理がなされることもある。押出処理及び配向処理は、同時になされることができる。

第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２は、屈折率の最も高い第１軸を有する。フィルムの作製時に、一方向にのみフィルムが延伸（一軸配向）されたときは、その延伸方向が、第１軸Ａｘ１となる。フィルムの作製時に、二方向にフィルムが延伸（二軸配向）されたときは、その二つの延伸方向のうちどちらかが第１軸Ａｘ１となる。

なお、延伸によって作製されたポリマフィルムの場合、フィルム内に屈折率の異方性が生じて複屈折を示すようになる。このため、例えば、このポリマフィルム単体に赤外光カット層を積層するなどして赤外光カットフィルムを作製し、この赤外光カットフィルムを赤外光カット部として用いた場合、直線偏波の可視光が赤外光カットフィルムを透過するとき、直線偏波から楕円偏波に変わることがある。この場合、楕円偏波の可視光がフロントウインドシールドによって反射されると、偏波成分に応じて可視光の反射率が変化し、その結果、運転者が認識する表示情報（反射された可視光に含まれる表示情報）が、表示部から出射されたときの表示情報と異なってしまい視認性に劣ることがある。

一方、本実施形態では、単体のポリマフィルムを用いるのではなく、第１のポリマフィルム３１上に第２のポリマフィルム３２が配置された赤外光カットフィルム３を赤外光カット部３０として用いている。更に、赤外光カット部３０では、平面視で、第１のポリマフィルム３１の第１軸Ａｘ１と第２のポリマフィルム３２の第１軸Ａｘ１とが交差する。このため、屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルム３１が複屈折を示しても、その複屈折は、第１のポリマフィルム３１上に配置された第２のポリマフィルム３２によって概ね補償される。これにより、表示部２０から出射された可視光Ｌ２が赤外光カット部３０を透過するとき、可視光Ｌ２が直線偏波から楕円偏波に変化する割合を大幅に減少させることができる。その結果、楕円偏波の可視光Ｌ３がフロントウインドシールドなどの反射部４０によって反射され、偏波成分に応じて反射率が変化しても、赤外光カット部３０を透過した可視光Ｌ３に占める楕円偏波の割合が小さくなっているので、運転者Ｄ１が認識する表示情報は、表示部２０から出射された表示情報に近似するようになる。

図４は、赤外光カット部３０を通過した直線偏波の可視光の偏波状態を調べる測定系を示す概略図である。この測定系では、光源１０及び表示部２０として、液晶モニタＬＭ（ＥＩＺＯ社製ＤｕｒａＶｉｓｉｏｎＦＤＸ１５０３、１５インチＴＮ型カラー液晶モニタ）が用いられ、反射部４０として、フロート板ガラスＦＧが用いられる。フロート板ガラスＦＧは、可視域でほぼ透明であり、その厚さは約１ｍｍである。反射部４０への可視光Ｌ３の入射角φは、約４５度である。運転者Ｄ１に該当する観察者への可視光Ｌ４の反射角も４５度であり、観察者は、その正面で反射部４０を観察することができる。

この測定系では、赤外光カットフィルム３としては、第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２を含む多層のポリマフィルムが用いられる。第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２は、共に、３Ｍ^ＴＭスコッチティント^ＴＭウインドウフィルムマルチレイヤーＮＡＮＯ９０Ｓ（３Ｍ社製）である。ポリマフィルムのサイズは、約２０ｃｍ×３０ｃｍであり、ポリマフィルムＮＡＮＯ９０Ｓからは、粘着剤層と表面ハードコート層とが取り除かれている。第１のポリマフィルム３１及び第２のポリマフィルム３２は、共に、２００層以上のレイヤーを有する。

液晶モニタＬＭは、直線偏波の可視光Ｌ２を反射部４０としてのフロート板ガラスＦＧに向けて出射する。出射される可視光Ｌ２の偏波方向は、液晶モニタの偏光方向Ｐｘ１にほぼ沿っている。偏波状態を調べる測定では、液晶モニタＬＭ上に第１のポリマフィルム３１が載せられ、その第１のポリマフィルム３１の上に、第２のポリマフィルム３２が載せられる。偏光方向Ｐｘ１と第１のポリマフィルム３１の第１軸Ａｘ１とのなす角は、ほぼ０度である。

図５は、第１のポリマフィルムの第１軸と第２のポリマフィルムの第１軸との交差角度を示す図である。偏波状態を調べる測定では、初めに、交差角度θを０度として、液晶モニタＬＭからの可視光を観察した。フロート板ガラスＦＧによって反射された可視光Ｌ４には、虹色の虹彩模様が見られた。この結果は、屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルム３１を通過した可視光Ｌ３の直線偏波の一部が、第１のポリマフィルム３１の複屈折によって楕円偏波に変化し、更に、その楕円偏波の一部が、第２のポリマフィルム３２の複屈折によっては十分に補償されずに、楕円偏波として残ったことを意味する。赤外光カット部３０を透過した可視光Ｌ３が楕円偏波を含み、また、フロート板ガラスＦＧによる反射時に楕円偏波の各偏波成分の反射率が互いに異なるので、可視光Ｌ４が虹色の虹彩模様として視認されたことになる。交差角度θが０度のとき、フロート板ガラスＦＧを反射した後の可視光Ｌ４から視認される色彩は、反射する前の可視光Ｌ３から視認される色彩と異なる。

次に、交差角度θを４５度として、液晶モニタＬＭからの可視光Ｌ４を観察した。フロート板ガラスＦＧによって反射された可視光Ｌ４において、虹色が薄まって薄い青色又は薄い黄色が視認されるように改善された。虹色の虹彩模様から薄い青色又は薄い黄色に変化したことは、交差角度θが０度のときに比べて、可視光Ｌ３に占める楕円偏波の割合が減少したことを意味する。

交差角度θを７５度とした測定では、観察者がフロート板ガラスＦＧによって反射された可視光Ｌ４を観察すると、可視光Ｌ４の色づきが著しく低減することを確認できた。このことは、観察者の目視による観察レベルでは、可視光Ｌ３に占める楕円偏波の割合が、観察者の視認する色に対して色づきが現れない程度にまで減少したことを意味する。偏波状態を調べる測定の結果から、交差角度θが４５度から９０度に向けて増大するに従って、第１のポリマフィルム３１の複屈折によって生じた楕円偏波が、第２のポリマフィルム３２の複屈折によって補償されて、可視光Ｌ３に占める直線偏波の割合が増大することが示される。

交差角度θが４５度〜９０度、より好ましくは７５度〜９０度になると、屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルム３１が複屈折を示しても、その複屈折は、第１のポリマフィルム３１上に配置された第２のポリマフィルム３２によって概ね補償されることができる。このため、表示部２０から出射された可視光Ｌ２は、赤外光カット部３０を透過した後に、直線偏波から楕円偏波に変化する割合を大幅に減少させることができる。その結果、楕円偏波の可視光Ｌ３がフロントウインドシールドなどの反射部４０によって反射され、偏波成分に応じて反射率が異なっても、赤外光カット部３０を透過した可視光Ｌ３に占める楕円偏波の割合が小さくなるので、観察者が認識する表示情報は、表示部２０から出射された表示情報に近似するようになる。

本実施形態では、第１のポリマフィルムにおける複屈折が、その第１のポリマフィルム３１の上に、第２のポリマフィルム３２を一枚のみ配置されることによって補償される例が示されたが、必要に応じて複数枚の第２のポリマフィルム３２を使うこともできる。

１…表示装置、１０…光源、２０…表示部、２１…赤外光カットフィルム、３０…赤外光カット部、３１…第１のポリマフィルム、３２…第２のポリマフィルム、３３…赤外光カット層、４０…反射部、Ａｘ１…第１軸、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…可視光。

Claims

表示装置であって、
表示情報を有する直線偏波の可視光を出射する表示部と、
前記表示部からの前記可視光を透過させ、且つ前記表示部への赤外光の入射量を低減させる赤外光カット部と、
前記赤外光カット部を透過した前記可視光を反射させると共に、前記表示部からの前記可視光を反射させる面とは反対側の面から入射する可視光を透過させる透明性を有する反射部と、
を備え、
前記赤外光カット部は、第１のポリマフィルムと、当該第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムと、前記第１のポリマフィルム及び前記第２のポリマフィルムの少なくとも一方に積層され、赤外光の透過量を低減させる赤外光カット層と、を有し、
前記第１のポリマフィルム及び前記第２のポリマフィルムは、共に屈折率の異方性を有し、且つ前記屈折率の最も高い第１軸を有し、
平面視で、前記第１のポリマフィルムの前記第１軸と前記第２のポリマフィルムの前記第１軸とは、前記直線偏波の可視光が前記第１のポリマフィルムに入射する際に、当該第１のポリマフィルムが前記直線偏波の可視光を第１の楕円偏波として前記第２のポリマフィルムに入射させるように透過させ、且つ前記第２のポリマフィルムが前記第１の楕円偏波を当該第１の楕円偏波よりも楕円偏波の割合が小さい第２の楕円偏波として透過させるように、前記第１のポリマフィルムの複屈折が、前記第２のポリマフィルムによって補償されるように交差する、表示装置。
前記第１のポリマフィルム及び前記第２のポリマフィルムは、共に多層のポリマフィルムを含む、請求項１に記載の表示装置。
前記第１のポリマフィルムの前記第１軸と前記第２のポリマフィルムの前記第１軸との交差角度は、４５〜９０度である、請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
一方の面からの直線偏波の可視光を透過させ、他方の面からの赤外光の入射量を低減させる赤外光カットフィルムであって、
屈折率の異方性を有する第１のポリマフィルムと、
屈折率の異方性を有し、且つ前記第１のポリマフィルム上に配置された第２のポリマフィルムと、
前記第１のポリマフィルム及び前記第２のポリマフィルムの少なくとも一方に積層され、赤外光の透過量を低減させる赤外光カット層と、
を備え、
前記第１のポリマフィルム及び前記第２のポリマフィルムは、共に前記屈折率の最も高い第１軸を有し、
平面視で、前記第１のポリマフィルムの前記第１軸と前記第２のポリマフィルムの前記第１軸とは、前記直線偏波の可視光が前記第１のポリマフィルムに入射する際に、当該第１のポリマフィルムが前記直線偏波の可視光を第１の楕円偏波として前記第２のポリマフィルムに入射させるように透過させ、且つ前記第２のポリマフィルムが前記第１の楕円偏波を当該第１の楕円偏波よりも楕円偏波の割合が小さい第２の楕円偏波として透過させるように、前記第１のポリマフィルムの複屈折が、前記第２のポリマフィルムによって補償されるように交差する、赤外光カットフィルム。
前記赤外光カット層は、金属、金属合金、又は酸化物半導体を含んでいる、請求項４に記載の赤外光カットフィルム。