JP7757404B2 - 画像投影システム - Google Patents
画像投影システムInfo
- Publication number
- JP7757404B2 JP7757404B2 JP2023529741A JP2023529741A JP7757404B2 JP 7757404 B2 JP7757404 B2 JP 7757404B2 JP 2023529741 A JP2023529741 A JP 2023529741A JP 2023529741 A JP2023529741 A JP 2023529741A JP 7757404 B2 JP7757404 B2 JP 7757404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anisotropic layer
- image projection
- light
- group
- liquid crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- 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
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
- B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
- B60K35/23—Head-up displays [HUD]
- B60K35/234—Head-up displays [HUD] controlling the brightness, colour or contrast of virtual images depending on the driving conditions or on the condition of the vehicle or the driver
-
- 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
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/281—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for attenuating light intensity, e.g. comprising rotatable polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/003—Light absorbing elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
- G03B21/604—Polarised screens
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
- G03B21/62—Translucent screens
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/25—Optical features of instruments using filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/20—Optical features of instruments
- B60K2360/33—Illumination features
- B60K2360/349—Adjustment of brightness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
- B60K2360/92—Manufacturing of instruments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
- B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
-
- 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
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
- G02B2027/012—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility comprising devices for attenuating parasitic image effects
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Description
本発明は、画像投影システムに関する。
スクリーン上に各種の画像および文字情報などを投影する画像投影システムが、広く用いられている。
例えば、特許文献1においては、車載用ディスプレイの一つとして、画像投影装置によりウインドウガラス上などに各種の情報を画像として投影し運転者に伝える、いわゆるヘッドアップディスプレイが開発されている。
例えば、特許文献1においては、車載用ディスプレイの一つとして、画像投影装置によりウインドウガラス上などに各種の情報を画像として投影し運転者に伝える、いわゆるヘッドアップディスプレイが開発されている。
画像投影システムにおいては、投影像がより見えやすいことが求められている。
本発明者らは、特許文献1に記載の画像投影システムについて検討したところ、上記特性が必ずしも十分でなく、更なる改良が必要であることを知見した。
本発明者らは、特許文献1に記載の画像投影システムについて検討したところ、上記特性が必ずしも十分でなく、更なる改良が必要であることを知見した。
本発明は、上記実情に鑑みて、投影像がより見えやすい、画像投影システムを提供することを課題とする。
本発明者らは、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
(1) 直線偏光である投影光を出射する画像投影装置と、
画像投影装置より出射される投影光が照射されるスクリーンと、
画像投影装置とスクリーンとの間に配置され、投影光が通過する、光吸収異方性層とを有する、画像投影システムであって、
光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
光吸収異方性層の透過率中心軸が、スクリーンの方向を向いている、画像投影システム。
(2) 光吸収異方性層の透過率中心軸の延びる方向に、スクリーンにおける投影光の照射領域がある、(1)に記載の画像投影システム。
(3) 画像投影装置の透過窓の中心とスクリーンにおける投影光の照射領域の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層の透過率中心軸とのなす角度が0~30°である、(1)または(2)に記載の画像投影システム。
(4) 光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
二色性物質の含有量が、光吸収異方性層全質量に対して、10.0質量%以上である、(1)~(3)のいずれかに記載の画像投影システム。
(5) スクリーンが、投影光を反射する反射層を含む、(1)~(4)のいずれかに記載の画像投影システム。
(6) 反射層が、コレステリック液晶層または多層反射膜である、(5)に記載の画像投影システム。
(7) 画像投影装置と光吸収異方性層との間に配置され、投影光が通過する、Bプレートをさらに有する、(1)~(6)のいずれかに記載の画像投影システム。
(8) 車載型のヘッドアップディスプレイとして用いられる、(1)~(7)のいずれかに記載の画像投影システム。
(9) 車両のフロントガラスがスクリーンとして用いられる、(8)に記載の画像投影システム。
画像投影装置より出射される投影光が照射されるスクリーンと、
画像投影装置とスクリーンとの間に配置され、投影光が通過する、光吸収異方性層とを有する、画像投影システムであって、
光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
光吸収異方性層の透過率中心軸が、スクリーンの方向を向いている、画像投影システム。
(2) 光吸収異方性層の透過率中心軸の延びる方向に、スクリーンにおける投影光の照射領域がある、(1)に記載の画像投影システム。
(3) 画像投影装置の透過窓の中心とスクリーンにおける投影光の照射領域の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層の透過率中心軸とのなす角度が0~30°である、(1)または(2)に記載の画像投影システム。
(4) 光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
二色性物質の含有量が、光吸収異方性層全質量に対して、10.0質量%以上である、(1)~(3)のいずれかに記載の画像投影システム。
(5) スクリーンが、投影光を反射する反射層を含む、(1)~(4)のいずれかに記載の画像投影システム。
(6) 反射層が、コレステリック液晶層または多層反射膜である、(5)に記載の画像投影システム。
(7) 画像投影装置と光吸収異方性層との間に配置され、投影光が通過する、Bプレートをさらに有する、(1)~(6)のいずれかに記載の画像投影システム。
(8) 車載型のヘッドアップディスプレイとして用いられる、(1)~(7)のいずれかに記載の画像投影システム。
(9) 車両のフロントガラスがスクリーンとして用いられる、(8)に記載の画像投影システム。
本発明によれば、投影像がより見えやすい、画像投影システムを提供できる。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリルおよびメタクリルのいずれか一方または双方」の意味で使用される。「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイルおよびメタクリロイルのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において表記される2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は特に制限されず、例えば、X-L-Y中のLが-COO-である場合、X側に結合している位置を*1、Y側に結合している位置を*2とすると、Lは*1-O-CO-*2であってもよく、*1-CO-O-*2であってもよい。
本明細書において表記される2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は特に制限されず、例えば、X-L-Y中のLが-COO-である場合、X側に結合している位置を*1、Y側に結合している位置を*2とすると、Lは*1-O-CO-*2であってもよく、*1-CO-O-*2であってもよい。
本発明において、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、380~780nmの波長領域の光を示す。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。
本発明の画像投影システムの特徴点としては、画像投影装置とスクリーンとの間に、投影光が通過する、光吸収異方性層が配置されている点が挙げられる。
後述するように、光吸収異方性層中の透過率中心軸がスクリーンの方向を向いており、特に、スクリーンにおける投影光の照射領域の方向を向いている。そのため、画像投影装置から出射される投影光のうち、透過率中心軸と平行でない光は吸収されやすく、投影像が投映される照射領域の周りを明るく照らしてしまう光が吸収される。結果として、投影像がより視認しやすくなる。
後述するように、光吸収異方性層中の透過率中心軸がスクリーンの方向を向いており、特に、スクリーンにおける投影光の照射領域の方向を向いている。そのため、画像投影装置から出射される投影光のうち、透過率中心軸と平行でない光は吸収されやすく、投影像が投映される照射領域の周りを明るく照らしてしまう光が吸収される。結果として、投影像がより視認しやすくなる。
<第1実施態様>
図1に、本発明の画像投影システムの第1実施態様の概略図を示す。
図1に示す画像投影システム10Aは、画像投影装置12と、スクリーン14Aと、光吸収異方性層16Aとを有する。図1中の破線で示されるように、画像投影装置12の透過窓20より出射される投影光の大部分は、光吸収異方性層16Aを通って、スクリーン14Aにおける所定の投影光の照射領域に照射され、照射領域において反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aに投影された画像の虚像を観察できる。より具体的には、図1に示す画像投影システム10Aにおいては、図2に示すスクリーン14Aにおける一部の照射領域22に向けて投影光が出射され、その照射領域22において投影光が反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域22において投影像を観察できる。つまり、照射領域22は、スクリーン14内の投影光が投影(反射)される領域に該当する。
図1に、本発明の画像投影システムの第1実施態様の概略図を示す。
図1に示す画像投影システム10Aは、画像投影装置12と、スクリーン14Aと、光吸収異方性層16Aとを有する。図1中の破線で示されるように、画像投影装置12の透過窓20より出射される投影光の大部分は、光吸収異方性層16Aを通って、スクリーン14Aにおける所定の投影光の照射領域に照射され、照射領域において反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aに投影された画像の虚像を観察できる。より具体的には、図1に示す画像投影システム10Aにおいては、図2に示すスクリーン14Aにおける一部の照射領域22に向けて投影光が出射され、その照射領域22において投影光が反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域22において投影像を観察できる。つまり、照射領域22は、スクリーン14内の投影光が投影(反射)される領域に該当する。
光吸収異方性層16Aに示す黒矢印は、透過率中心軸を示す。後述するように、透過率中心軸とは、光吸収異方性層16Aの法線方向に対する傾き角度(極角)と傾き方向(方位角)とを変化させて透過率を測定した際に最も透過率の高い方向を意味する。従って、この透過率中心軸に沿って光が進行する場合、その光は吸収されにくい。それに対して、光吸収異方性層16Aを通過する光のうち、この透過率中心軸との平行関係がずれればずれるほど、吸収されやすくなる。
図1に示す画像投影システム10Aにおいては、画像投影装置12の透過窓20から破線で示されるように出射される投影光の進行方向と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とが平行である。従って、このような投影光は、光吸収異方性層16Aによって吸収されにくい。
それに対して、画像投影装置12の透過窓20から出射される投影光のうち、白抜き矢印で示すような所望の方向には出射されない光もある。このような光は、観察者が投影像を観察する領域の周りを明るく照らしてしまうため、結果として、投影像のコントラストを低下させ、観察者が投影像を視認しづらくなる。
画像投影システム10Aにおいては、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸がスクリーンの方向を向いている。より具体的には、透過率中心軸が延在する方向に、スクリーンが配置されている。そのため、白抜き矢印で示す、所望の方向とは異なる方向に出射される光のスクリーン14A側への透過を抑制でき、結果として、投影像のコントラストを上げて、観察者が投映像を視認しやすくすることができる。
図1に示す画像投影システム10Aにおいては、画像投影装置12の透過窓20から破線で示されるように出射される投影光の進行方向と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とが平行である。従って、このような投影光は、光吸収異方性層16Aによって吸収されにくい。
それに対して、画像投影装置12の透過窓20から出射される投影光のうち、白抜き矢印で示すような所望の方向には出射されない光もある。このような光は、観察者が投影像を観察する領域の周りを明るく照らしてしまうため、結果として、投影像のコントラストを低下させ、観察者が投影像を視認しづらくなる。
画像投影システム10Aにおいては、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸がスクリーンの方向を向いている。より具体的には、透過率中心軸が延在する方向に、スクリーンが配置されている。そのため、白抜き矢印で示す、所望の方向とは異なる方向に出射される光のスクリーン14A側への透過を抑制でき、結果として、投影像のコントラストを上げて、観察者が投映像を視認しやすくすることができる。
図1においては、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸の延びる方向に、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域22がある。
また、図1においては、画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とが平行である。なお、本発明は、上記平行の態様に限定されず、画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とがなす角が0~30°であることが好ましく、0~20°であることがより好ましく、0~15°であることがさらに好ましい。上記範囲内であれば、本発明の効果がより優れる。
上記画像投影装置12の透過窓20の中心とは、透過窓20を内接する外接円を記載したときの、外接円の中心の位置を意味する。
また、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とは、照射領域22を内接する外接円を記載したときの、外接円の中心の位置を意味する。
また、図1においては、画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とが平行である。なお、本発明は、上記平行の態様に限定されず、画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とがなす角が0~30°であることが好ましく、0~20°であることがより好ましく、0~15°であることがさらに好ましい。上記範囲内であれば、本発明の効果がより優れる。
上記画像投影装置12の透過窓20の中心とは、透過窓20を内接する外接円を記載したときの、外接円の中心の位置を意味する。
また、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とは、照射領域22を内接する外接円を記載したときの、外接円の中心の位置を意味する。
なお、光吸収異方性層の透過率中心軸と、光吸収異方性層表面の法線方向とのなす角度θは特に制限されないが、0~60°が好ましい。
図1においては、画像投影装置12と光吸収異方性層16Aとは離間して配置されているが、この態様に限定されず、両者は接触していてもよい。また、画像投影装置12と光吸収異方性層16Aとは、粘着剤層または接着剤層を介して接合されていてもよい。
以下、画像投影システム10Aを構成する各部材(画像投影装置12、スクリーン14、光吸収異方性層16A)について詳述する。
(画像投影装置)
画像投影装置12は、直線偏光である投影光を出射することができれば、その構成は特に制限されず、公知の画像表示装置が利用可能である。
画像投影装置12は、直線偏光である投影光を出射することができれば、その構成は特に制限されず、公知の画像表示装置が利用可能である。
画像投影装置12は、直線偏光である投影光を出射するために、偏光子を含んでいてもよい。
本発明に用いられる偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の偏光子を利用することができる。
偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できる。塗布型偏光子としては、液晶化合物の配向を利用して二色性有機色素を配向させた偏光子が好ましく、延伸型偏光子としては、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
画像投影装置12においては、偏光子が配置される位置は特に制限されず、例えば、画像投影装置12の透過窓20上であってもよい。
画像投影装置12内に液晶表示装置が含まれている場合、液晶表示装置の視認側に配置される偏光子を上記偏光子として用いてもよい。
本発明に用いられる偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の偏光子を利用することができる。
偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、および、ポリエン系偏光子が挙げられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できる。塗布型偏光子としては、液晶化合物の配向を利用して二色性有機色素を配向させた偏光子が好ましく、延伸型偏光子としては、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
画像投影装置12においては、偏光子が配置される位置は特に制限されず、例えば、画像投影装置12の透過窓20上であってもよい。
画像投影装置12内に液晶表示装置が含まれている場合、液晶表示装置の視認側に配置される偏光子を上記偏光子として用いてもよい。
画像投影装置12においては、透過窓20から投影光が出射される。
透過窓20は、単なる開口部であってもよいし、投影光が透過する透明部であってもよい。透明部は、ガラス基板、および、透明樹脂フィルムなどから構成されていてもよい。
透過窓20を平面視したときの形状は特に制限されず、円状であってもよいし、多角形状であってもよい。
透過窓20は、単なる開口部であってもよいし、投影光が透過する透明部であってもよい。透明部は、ガラス基板、および、透明樹脂フィルムなどから構成されていてもよい。
透過窓20を平面視したときの形状は特に制限されず、円状であってもよいし、多角形状であってもよい。
画像投影装置12における虚像の結像距離の変更方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
画像投影装置12における虚像の結像距離の変更方法としては、一例として、画像の生成面(スクリーン)を移動する方法(特開2017-021302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(国際公開第2015/190157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、画像投影装置12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(国際公開第2010/116912号参照)等が例示される。
画像投影装置12における虚像の結像距離の変更方法としては、一例として、画像の生成面(スクリーン)を移動する方法(特開2017-021302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(国際公開第2015/190157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、画像投影装置12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(国際公開第2010/116912号参照)等が例示される。
画像投影装置12としては、一例として、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)プ
ロジェクター、レーザープロジェクター、および、液晶プロジェクター(液晶表示装置)などが挙げられる。
ロジェクター、レーザープロジェクター、および、液晶プロジェクター(液晶表示装置)などが挙げられる。
(スクリーン14A)
スクリーン14Aの構成は特に制限されず、例えば、画像が担持された投影光を反射し、投影光の反射光で、投影光に担持された画像を、投映像として表示することができる部材(例えば、ハーフミラー)が挙げられ、より具体的には、ガラス板が挙げられる。
また、スクリーン14Aとしては、2枚のガラス板の間に中間膜が配置された合わせガラスであってもよい。中間膜は特に制限されず、中間膜の形成材料としては、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、塩素含有樹脂、および、ポリウレタンが挙げられる。
スクリーン14Aの構成は特に制限されず、例えば、画像が担持された投影光を反射し、投影光の反射光で、投影光に担持された画像を、投映像として表示することができる部材(例えば、ハーフミラー)が挙げられ、より具体的には、ガラス板が挙げられる。
また、スクリーン14Aとしては、2枚のガラス板の間に中間膜が配置された合わせガラスであってもよい。中間膜は特に制限されず、中間膜の形成材料としては、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、塩素含有樹脂、および、ポリウレタンが挙げられる。
図1において、スクリーン14Aは平板状であるが、一部に曲面を有してもよく、全面が曲面であってもよい。
スクリーン14Aにおいては、図2に示すように、その一部の領域のみを画像投影装置12から出射される投影光の照射領域22としてもよいし、全面を照射領域としてもよい。
なお、後述するように、本発明の画像表示システムを車載型のヘッドアップディスプレイとして用いられる場合においては、車両のフロントガラスをスクリーンとして用いることができる。
(光吸収異方性層16A)
光吸収異方性層16Aは、透過率中心軸を有し、透過率中心軸の方向において光の透過率がより高い。
透過率中心軸とは、光吸収異方性層表面に対する法線方向に対する傾き角度(極角)と傾き方向(方位角)とを変化させて透過率を測定した際に最も透過率の高い方向を透過率中心軸とする。具体的には、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて、波長550nmにおけるミュラーマトリックスを実測する。より具体的には、測定の際には、透過率中心軸が傾いている方位角を最初に探し、次に、その方位角に沿った光吸収異方性層の法線方向を含む面(透過率中心軸を含み、層表面に直交する平面)内で、光吸収異方性層表面の法線方向に対する角度である極角を-70~70°まで1°毎に変更しつつ、波長550nmのミュラーマトリックスを実測し、光吸収異方性層の透過率を導出する。この結果、最も透過率の高い方向を透過率中心軸とする。
なお、透過率中心軸は、光吸収異方性層に含まれる二色性物質の吸収軸の方向(分子の長軸方向)を意味している。
光吸収異方性層16Aは、透過率中心軸を有し、透過率中心軸の方向において光の透過率がより高い。
透過率中心軸とは、光吸収異方性層表面に対する法線方向に対する傾き角度(極角)と傾き方向(方位角)とを変化させて透過率を測定した際に最も透過率の高い方向を透過率中心軸とする。具体的には、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用いて、波長550nmにおけるミュラーマトリックスを実測する。より具体的には、測定の際には、透過率中心軸が傾いている方位角を最初に探し、次に、その方位角に沿った光吸収異方性層の法線方向を含む面(透過率中心軸を含み、層表面に直交する平面)内で、光吸収異方性層表面の法線方向に対する角度である極角を-70~70°まで1°毎に変更しつつ、波長550nmのミュラーマトリックスを実測し、光吸収異方性層の透過率を導出する。この結果、最も透過率の高い方向を透過率中心軸とする。
なお、透過率中心軸は、光吸収異方性層に含まれる二色性物質の吸収軸の方向(分子の長軸方向)を意味している。
光吸収異方性層16Aは、上述した透過率中心軸を有していればその構成は特に制限されないが、図3および4に示すように、二色性物質Dを含むことが好ましい。
なお、図3は、光吸収異方性層16Aの断面図であり、図4は、図3に示す光吸収異方性層16Aの平面図である。なお、図3は、図4中のA線-A線での断面図である。
図3において、方向Xおよび方向Zは、観察面において互いに直交する2つの座標軸の向きを示す。方向Zは、光吸収異方性層16Aの厚さ方向と平行である。
図4において、方向Xおよび方向Yは、観察面において互いに直交する2つの座標軸の向きを示す。
二色性物質Dとは、後述するように、光の電気ベクトルの方向が90°異なる2つの直線偏光を照射したとき、吸収強度の差を生じる物質である。
なお、図3は、光吸収異方性層16Aの断面図であり、図4は、図3に示す光吸収異方性層16Aの平面図である。なお、図3は、図4中のA線-A線での断面図である。
図3において、方向Xおよび方向Zは、観察面において互いに直交する2つの座標軸の向きを示す。方向Zは、光吸収異方性層16Aの厚さ方向と平行である。
図4において、方向Xおよび方向Yは、観察面において互いに直交する2つの座標軸の向きを示す。
二色性物質Dとは、後述するように、光の電気ベクトルの方向が90°異なる2つの直線偏光を照射したとき、吸収強度の差を生じる物質である。
光吸収異方性層16Aにおいては、二色性物質Dの長軸方向が光吸収異方性層16Aの表面に対して傾いて、配列している。
より具体的には、図3および4に示す二色性物質Dの長軸方向を光吸収異方性層16A表面に投影した方向は、X軸方向(紙面の左右方向)に平行となっている。そのため、X軸方向(紙面の左右方向)が、光吸収異方性層16Aの面内方向において直線偏光に対する透過率が最も低くなる方位に該当する。つまり、図4に示す、白抜き破線矢印の方向(紙面の左右方向)が、透過率中心軸が傾いている方位角に該当する。
そして、図3に示すように、光吸収異方性層16A中において二色性物質Dは、光吸収異方性層16Aの法線方向に対して、θ°傾いている。そのため、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、X方向に平行で、かつ、光吸収異方性層16Aの表面の法線方向に対してθ°傾いた方向に位置している。
上記θの角度は、上述した画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とがなす角が所定の範囲になるように調整されることが好ましい。
より具体的には、図3および4に示す二色性物質Dの長軸方向を光吸収異方性層16A表面に投影した方向は、X軸方向(紙面の左右方向)に平行となっている。そのため、X軸方向(紙面の左右方向)が、光吸収異方性層16Aの面内方向において直線偏光に対する透過率が最も低くなる方位に該当する。つまり、図4に示す、白抜き破線矢印の方向(紙面の左右方向)が、透過率中心軸が傾いている方位角に該当する。
そして、図3に示すように、光吸収異方性層16A中において二色性物質Dは、光吸収異方性層16Aの法線方向に対して、θ°傾いている。そのため、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、X方向に平行で、かつ、光吸収異方性層16Aの表面の法線方向に対してθ°傾いた方向に位置している。
上記θの角度は、上述した画像投影装置12の透過窓20の中心とスクリーン14Aにおける投影光の照射領域22の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸とがなす角が所定の範囲になるように調整されることが好ましい。
光吸収異方性層16Aの透過率中心軸の方位角(透過率中心軸が傾いている方位角)は特に制限されないが、透過率中心軸を光吸収異方性層16Aの表面に正射影した方向(透過率中心軸が傾いている方位角に対応)と、画像投影装置12から出射される投影光である直線偏光の方向とが平行であることが好ましい。
より具体的には、透過率中心軸を光吸収異方性層の表面に正射影した方向とは、光吸収異方性層の表面の法線方向から観察した際に透過率中心軸TAが延びる方向に該当し、図5中においては黒色線として表される。図5の白抜き矢印は、直線偏光の方向を表しており、図5に示すように、直線偏光の方向と、黒色線の延びる方向とが平行であることが好ましい。
より具体的には、透過率中心軸を光吸収異方性層の表面に正射影した方向とは、光吸収異方性層の表面の法線方向から観察した際に透過率中心軸TAが延びる方向に該当し、図5中においては黒色線として表される。図5の白抜き矢印は、直線偏光の方向を表しており、図5に示すように、直線偏光の方向と、黒色線の延びる方向とが平行であることが好ましい。
なお、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、二色性物質Dが配列している方向にも該当する。言い換えれば、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、二色性物質Dの長軸方向が配向している方向にも該当する。
従って、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、光吸収異方性層16Aの吸収軸ともいえる。
また、画像表示装置が偏光子を含む場合、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸を光吸収異方性層16の表面に投影した軸の方向と、画像表示装置に含まれる偏光子の吸収軸とのなす角度は、80~90°が好ましい。
従って、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸は、光吸収異方性層16Aの吸収軸ともいえる。
また、画像表示装置が偏光子を含む場合、光吸収異方性層16Aの透過率中心軸を光吸収異方性層16の表面に投影した軸の方向と、画像表示装置に含まれる偏光子の吸収軸とのなす角度は、80~90°が好ましい。
光吸収異方性層16Aの厚みは特に制限されないが、0.1~10μmの場合が多い。
なお、二色性物質Dを所望の配向とする技術としては、二色性物質Dを利用した偏光子の作製技術、および、ゲスト-ホスト液晶セルの作製技術が挙げられる。例えば、特開平11-305036号公報および特開2002-090526号公報に記載の二色性偏光素子の作製方法、並びに、特開2002-099388号公報および特開2016-027387号公報に記載のゲストホスト型液晶表示装置の作製方法で利用されている技術を、光吸収異方性層16Aの作製にも利用できる。
光吸収異方性層16Aの光吸収特性の使用環境による変動を防止するために、二色性物質Dの配向を、化学結合の形成によって固定するのが好ましい。例えば、ホスト液晶、二色性物質D、または、所望により添加される重合性成分の重合を進行させることで、配向を固定できる。
また、ポリマーフィルム中に二色性物質Dを浸透させて、ポリマーフィルム中のポリマー分子の配向に沿って二色性物質を配向させることで、光吸収異方性層16Aを作製することもできる。
[二色性物質]
本発明において、上述したように、二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる化合物を意味する。光吸収異方性層中において、二色性物質は重合により固定されていてもよい。
本発明において、上述したように、二色性物質とは、方向によって吸光度が異なる化合物を意味する。光吸収異方性層中において、二色性物質は重合により固定されていてもよい。
二色性物質は、特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、および、無機物質(例えば量子ロッド)などが挙げられ、従来公知の二色性物質(好ましくは、二色性色素)を使用できる。
具体的には、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-037353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-063387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、WO2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、WO2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、および、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落などに記載されたものが挙げられる。
具体的には、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-037353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-063387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、WO2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、WO2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、および、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落などに記載されたものが挙げられる。
二色性物質としては、二色性アゾ色素化合物が好ましい。
二色性アゾ色素化合物とは、方向によって吸光度が異なるアゾ色素化合物を意味する。二色性アゾ色素化合物は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。二色性アゾ色素化合物が液晶性を示す場合には、ネマチック性およびスメクチック性のいずれを示してもよい。液晶相を示す温度範囲は、室温(約20~28℃)~300℃が好ましく、取扱い性および製造適性の点から、50~200℃がより好ましい。
二色性アゾ色素化合物とは、方向によって吸光度が異なるアゾ色素化合物を意味する。二色性アゾ色素化合物は、液晶性を示してもよいし、液晶性を示さなくてもよい。二色性アゾ色素化合物が液晶性を示す場合には、ネマチック性およびスメクチック性のいずれを示してもよい。液晶相を示す温度範囲は、室温(約20~28℃)~300℃が好ましく、取扱い性および製造適性の点から、50~200℃がより好ましい。
本発明においては、2種以上の二色性物質を併用してもよく、例えば、得られる光吸収異方性層を黒色に近づける点から、波長370nm以上500nm未満の範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質と、波長500nm以上700nm未満の範囲に極大吸収波長を有する少なくとも1種の二色性物質とを併用することが好ましい。
後述するように、光吸収異方性層は、光吸収異方性層形成用組成物を用いて形成できる。光吸収異方性層形成用組成物中において、二色性物質は架橋性基を有していてもよい。二色性物質が架橋性基を有する場合、光吸収異方性層形成用組成物を用いて光吸収異方性層を形成する際に、所定の配向状態の二色性物質を固定化することができる。
架橋性基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、および、スチリル基などが挙げられ、なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
架橋性基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、および、スチリル基などが挙げられ、なかでも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
光吸収異方性層中における二色性物質の含有量は特に制限されず、光吸収異方性層全質量に対して、5.0質量%以上の場合が多く、投影像がより見えやすい点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。)で、10.0質量%以上が好ましく、13.0~35.0質量%がより好ましく、17.0~30.0質量%がさらに好ましい。
[液晶化合物]
光吸収異方性層は、液晶化合物を含むことが好ましい。これにより、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質をより高い配向度で配向させることができる。
液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物のいずれも用いることができ、配向度を高くできる点から、高分子液晶化合物が好ましい。また、液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物を併用してもよい。
ここで、「高分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶化合物のことをいう。
また、「低分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶化合物のことをいう。
高分子液晶化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子、国際公開第2018/199096号の[0012]~[0042]段落に記載されている高分子液晶化合物などが挙げられる。
低分子液晶化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報の[0072]~[0088]段落に記載されている液晶化合物が挙げられ、なかでも、スメクチック性を示す液晶化合物が好ましい。
光吸収異方性層は、液晶化合物を含むことが好ましい。これにより、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質をより高い配向度で配向させることができる。
液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物のいずれも用いることができ、配向度を高くできる点から、高分子液晶化合物が好ましい。また、液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物を併用してもよい。
ここで、「高分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶化合物のことをいう。
また、「低分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶化合物のことをいう。
高分子液晶化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子、国際公開第2018/199096号の[0012]~[0042]段落に記載されている高分子液晶化合物などが挙げられる。
低分子液晶化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報の[0072]~[0088]段落に記載されている液晶化合物が挙げられ、なかでも、スメクチック性を示す液晶化合物が好ましい。
液晶化合物は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、下記式(1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(1)」とも略す。)を含む高分子液晶化合物であることが好ましい。
上記式(1)中、P1は繰り返し単位の主鎖を表し、L1は単結合または2価の連結基を表し、SP1はスペーサー基を表し、M1はメソゲン基を表し、T1は末端基を表す。
P1が表す繰り返し単位の主鎖としては、具体的には、例えば、下記式(P1-A)~(P1-D)で表される基が挙げられ、なかでも、原料となる単量体の多様性および取り扱いが容易である点から、下記式(P1-A)で表される基が好ましい。
上記式(P1-A)~(P1-D)において、「*」は、上記式(1)におけるL1との結合位置を表す。
上記式(P1-A)~(P1-D)において、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~10のアルキル基、または、炭素数1~10のアルコキシ基を表す。上記アルキル基は、直鎖または分岐のアルキル基であってもよいし、環状構造を有するアルキル基(シクロアルキル基)であってもよい。また、上記アルキル基の炭素数は、1~5が好ましい。
上記式(P1-A)で表される基は、(メタ)アクリル酸エステルの重合によって得られるポリ(メタ)アクリル酸エステルの部分構造の一単位であることが好ましい。
上記式(P1-B)で表される基は、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基を開環重合して形成されるエチレングリコール単位であることが好ましい。
上記式(P1-C)で表される基は、オキセタン基を有する化合物のオキセタン基を開環重合して形成されるプロピレングリコール単位であることが好ましい。
上記式(P1-D)で表される基は、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物の縮重合によって得られるポリシロキサンのシロキサン単位であることが好ましい。ここで、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物としては、式SiR14(OR15)2-で表される基を有する化合物が挙げられる。式中、R14は、(P1-D)におけるR14と同義であり、複数のR15はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表す。
上記式(P1-A)~(P1-D)において、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~10のアルキル基、または、炭素数1~10のアルコキシ基を表す。上記アルキル基は、直鎖または分岐のアルキル基であってもよいし、環状構造を有するアルキル基(シクロアルキル基)であってもよい。また、上記アルキル基の炭素数は、1~5が好ましい。
上記式(P1-A)で表される基は、(メタ)アクリル酸エステルの重合によって得られるポリ(メタ)アクリル酸エステルの部分構造の一単位であることが好ましい。
上記式(P1-B)で表される基は、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基を開環重合して形成されるエチレングリコール単位であることが好ましい。
上記式(P1-C)で表される基は、オキセタン基を有する化合物のオキセタン基を開環重合して形成されるプロピレングリコール単位であることが好ましい。
上記式(P1-D)で表される基は、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物の縮重合によって得られるポリシロキサンのシロキサン単位であることが好ましい。ここで、アルコキシシリル基およびシラノール基の少なくとも一方の基を有する化合物としては、式SiR14(OR15)2-で表される基を有する化合物が挙げられる。式中、R14は、(P1-D)におけるR14と同義であり、複数のR15はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表す。
上記式(1)中、L1は、単結合または2価の連結基である。
L1が表す2価の連結基としては、-C(O)O-、-O-、-S-、-C(O)NR3-、-SO2-、および、-NR3R4-などが挙げられる。式中、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
P1が式(P1-A)で表される基である場合には、二色性物質の配向度がより高くなる点から、L1は-C(O)O-で表される基が好ましい。
P1が式(P1-B)~(P1-D)で表される基である場合には、二色性物質の配向度がより高くなる点から、L1は単結合が好ましい。
L1が表す2価の連結基としては、-C(O)O-、-O-、-S-、-C(O)NR3-、-SO2-、および、-NR3R4-などが挙げられる。式中、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
P1が式(P1-A)で表される基である場合には、二色性物質の配向度がより高くなる点から、L1は-C(O)O-で表される基が好ましい。
P1が式(P1-B)~(P1-D)で表される基である場合には、二色性物質の配向度がより高くなる点から、L1は単結合が好ましい。
上記式(1)中、SP1が表すスペーサー基は、液晶性を発現しやすいことや、原材料の入手性などの点から、オキシエチレン構造、オキシプロピレン構造、ポリシロキサン構造およびフッ化アルキレン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含むことが好ましい。
ここで、SP1が表すオキシエチレン構造は、*-(CH2-CH2O)n1-*で表される基が好ましい。式中、n1は1~20の整数を表し、*は、上記式(1)中のL1またはM1との結合位置を表す。n1は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2~10の整数であることが好ましく、2~4の整数であることがより好ましく、3であることがさらに好ましい。
また、SP1が表すオキシプロピレン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*で表される基が好ましい。式中、n2は1~3の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
また、SP1が表すポリシロキサン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(Si(CH3)2-O)n3-*で表される基が好ましい。式中、n3は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
また、SP1が表すフッ化アルキレン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(CF2-CF2)n4-*で表される基が好ましい。式中、n4は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
ここで、SP1が表すオキシエチレン構造は、*-(CH2-CH2O)n1-*で表される基が好ましい。式中、n1は1~20の整数を表し、*は、上記式(1)中のL1またはM1との結合位置を表す。n1は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2~10の整数であることが好ましく、2~4の整数であることがより好ましく、3であることがさらに好ましい。
また、SP1が表すオキシプロピレン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(CH(CH3)-CH2O)n2-*で表される基が好ましい。式中、n2は1~3の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
また、SP1が表すポリシロキサン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(Si(CH3)2-O)n3-*で表される基が好ましい。式中、n3は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
また、SP1が表すフッ化アルキレン構造は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、*-(CF2-CF2)n4-*で表される基が好ましい。式中、n4は6~10の整数を表し、*はL1またはM1との結合位置を表す。
上記式(1)中、M1が表すメソゲン基とは、液晶形成に寄与する液晶分子の主要骨格を示す基である。液晶分子は、結晶状態と等方性液体状態の中間の状態(メソフェーズ)である液晶性を示す。メソゲン基については特に制限はなく、例えば、「Flussige Kristalle in Tabellen II」(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、198
4年刊)、特に第7頁~第16頁の記載、および、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧(丸善、2000年刊)、特に第3章の記載、を参照できる。
メソゲン基としては、例えば、芳香族炭化水素基、複素環基、および、脂環式基からなる群より選択される少なくとも1種の環状構造を有する基が好ましい。
メソゲン基は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、芳香族炭化水素基を有するのが好ましく、2~4個の芳香族炭化水素基を有するのがより好ましく、3個の芳香族炭化水素基を有するのがさらに好ましい。
4年刊)、特に第7頁~第16頁の記載、および、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧(丸善、2000年刊)、特に第3章の記載、を参照できる。
メソゲン基としては、例えば、芳香族炭化水素基、複素環基、および、脂環式基からなる群より選択される少なくとも1種の環状構造を有する基が好ましい。
メソゲン基は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、芳香族炭化水素基を有するのが好ましく、2~4個の芳香族炭化水素基を有するのがより好ましく、3個の芳香族炭化水素基を有するのがさらに好ましい。
メソゲン基としては、液晶性の発現、液晶相転移温度の調整、原料入手性および合成適性という点、並びに、二色性物質の配向度がより高くなる点から、下記式(M1-A)で表される基または下記式(M1-B)で表される基が好ましく、式(M1-B)で表される基がより好ましい。
式(M1-A)中、A1は、芳香族炭化水素基、複素環基および脂環式基からなる群より選択される2価の基である。これらの基は、アルキル基、フッ化アルキル基、および、アルコキシ基などの置換基で置換されていてもよい。
A1で表される2価の基は、4~6員環であることが好ましい。また、A1で表される2価の基は、単環でも、縮環であってもよい。
*は、SP1またはT1との結合位置を表す。
A1で表される2価の基は、4~6員環であることが好ましい。また、A1で表される2価の基は、単環でも、縮環であってもよい。
*は、SP1またはT1との結合位置を表す。
A1が表す2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、フルオレン-ジイル基、アントラセン-ジイル基およびテトラセン-ジイル基などが挙げられ、メソゲン骨格の設計の多様性や原材料の入手性などの点から、フェニレン基またはナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。
A1が表す2価の複素環基としては、芳香族および非芳香族のいずれであってもよいが、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2価の芳香族複素環基であることが好ましい。
2価の芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子および酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。
2価の芳香族複素環基の具体例としては、例えば、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、チエニレン(チオフェン-ジイル基)、キノリレン基(キノリン-ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン-ジイル基)、オキサゾール-ジイル基、チアゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、ベンゾチアゾール-ジイル基、ベンゾチアジアゾール-ジイル基、フタルイミド-ジイル基、チエノチアゾール-ジイル基、チアゾロチアゾール-ジイル基、チエノチオフェン-ジイル基、および、チエノオキサゾール-ジイル基などが挙げられる。
2価の芳香族複素環基を構成する炭素以外の原子としては、窒素原子、硫黄原子および酸素原子が挙げられる。芳香族複素環基が炭素以外の環を構成する原子を複数有する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。
2価の芳香族複素環基の具体例としては、例えば、ピリジレン基(ピリジン-ジイル基)、ピリダジン-ジイル基、イミダゾール-ジイル基、チエニレン(チオフェン-ジイル基)、キノリレン基(キノリン-ジイル基)、イソキノリレン基(イソキノリン-ジイル基)、オキサゾール-ジイル基、チアゾール-ジイル基、オキサジアゾール-ジイル基、ベンゾチアゾール-ジイル基、ベンゾチアジアゾール-ジイル基、フタルイミド-ジイル基、チエノチアゾール-ジイル基、チアゾロチアゾール-ジイル基、チエノチオフェン-ジイル基、および、チエノオキサゾール-ジイル基などが挙げられる。
A1が表す2価の脂環式基の具体例としては、シクロペンチレン基およびシクロへキシレン基などが挙げられる。
式(M1-A)中、a1は1~10の整数を表す。a1が2以上である場合には、複数のA1は同一でも異なっていてもよい。
式(M1-B)中、A2およびA3は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基、複素環基および脂環式基からなる群より選択される2価の基である。A2およびA3の具体例および好適態様は、式(M1-A)のA1と同様であるので、その説明を省略する。
式(M1-B)中、a2は1~10の整数を表し、a2が2以上である場合には、複数のA2は同一でも異なっていてもよく、複数のA3は同一でも異なっていてもよく、複数のLA1は同一でも異なっていてもよい。a2は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2以上の整数であることが好ましく、2であることがより好ましい。
式(M1-B)中、a2が1である場合には、LA1は2価の連結基である。a2が2以上である場合には、複数のLA1はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基であり、複数のLA1のうち少なくとも1つが2価の連結基である。a2が2である場合、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2つのLA1のうち、一方が2価の連結基であり、他方が単結合であることが好ましい。
式(M1-B)中、a2は1~10の整数を表し、a2が2以上である場合には、複数のA2は同一でも異なっていてもよく、複数のA3は同一でも異なっていてもよく、複数のLA1は同一でも異なっていてもよい。a2は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2以上の整数であることが好ましく、2であることがより好ましい。
式(M1-B)中、a2が1である場合には、LA1は2価の連結基である。a2が2以上である場合には、複数のLA1はそれぞれ独立に、単結合または2価の連結基であり、複数のLA1のうち少なくとも1つが2価の連結基である。a2が2である場合、二色性物質の配向度がより高くなる点から、2つのLA1のうち、一方が2価の連結基であり、他方が単結合であることが好ましい。
式(M1-B)中、LA1が表す2価の連結基としては、-O-、-(CH2)g-、-(CF2)g-、-Si(CH3)2-、-(Si(CH3)2O)g-、-(OSi(CH3)2)g-(gは1~10の整数を表す。)、-N(Z)-、-C(Z)=C(Z’)-、-C(Z)=N-、-C(Z)2-C(Z’)2-、-C(O)-、-OC(O)-、-O-C(O)O-、-N(Z)C(O)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)O-、-C(Z)=N-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)N(Z”)-、-C(Z)=C(Z’)-C(O)-S-、-C(Z)=N-N=C(Z’)-(Z、Z’およびZ”は、それぞれ独立に、水素原子、C1~C4アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基、または、ハロゲン原子を表す。)、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(O)S(O)O-、-O(O)S(O)O-、および、-SC(O)などが挙げられる。なかでも、二色性物質の配向度がより高くなる点から、-C(O)O-が好ましい。LA1は、これらの基を2つ以上組み合わせた基であってもよい。
上記式(1)中、T1が表す末端基としては、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキルチオ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基(ROC(O)-:Rはアルキル基)、炭素数1~10のアシルオキシ基、炭素数1~10のアシルアミノ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニルアミノ基、炭素数1~10のスルホニルアミノ基、炭素数1~10のスルファモイル基、炭素数1~10のカルバモイル基、炭素数1~10のスルフィニル基、炭素数1~10のウレイド基、および、(メタ)アクリロイルオキシ基含有基などが挙げられる。上記(メタ)アクリロイルオキシ基含有基としては、例えば、-L-A(Lは単結合または連結基を表す。連結基の具体例は上述したL1およびSP1と同じである。Aは(メタ)アクリロイルオキシ基を表す)で表される基が挙げられる。
T1は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、炭素数1~10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~5のアルコキシがより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
これらの末端基は、これらの基、または、特開2010-244038号公報に記載の重合性基によって、さらに置換されていてもよい。
これらの末端基は、これらの基、または、特開2010-244038号公報に記載の重合性基によって、さらに置換されていてもよい。
T1は、隣接層との密着性がより良好となり、膜としての凝集力を向上させることができる点から、重合性基であることが好ましい。
重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、アクリロイル基またはメタクリロイル基が挙げられる。この場合、重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基が好ましい。
重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましい。
ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、アクリロイル基またはメタクリロイル基が挙げられる。この場合、重合速度はアクリロイル基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の点からアクリロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も重合性基として同様に使用できる。
カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、および、ビニルオキシ基などが挙げられる。なかでも、脂環式エーテル基、または、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、または、ビニルオキシ基が好ましい。
上記式(1)で表される繰り返し単位を含む高分子液晶化合物の重量平均分子量(Mw)は、二色性物質の配向度がより高くなる点から、1000~500000が好ましく、2000~300000がより好ましい。高分子液晶化合物のMwが上記範囲内にあれば、高分子液晶化合物の取り扱いが容易になる。
特に、塗布時のクラック抑制の点から、高分子液晶化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000以上が好ましく、10000~300000がより好ましい。
また、配向度の温度ラチチュードの点から、高分子液晶化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000未満が好ましく、2000以上10000未満がより好ましい。
ここで、本発明における重量平均分子量および数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):N-メチルピロリドン
・装置名:TOSOH HLC-8220GPC
・カラム:TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)を3本接続して使用
・カラム温度:25℃
・試料濃度:0.1質量%
・流速:0.35mL/min
・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
特に、塗布時のクラック抑制の点から、高分子液晶化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000以上が好ましく、10000~300000がより好ましい。
また、配向度の温度ラチチュードの点から、高分子液晶化合物の重量平均分子量(Mw)は、10000未満が好ましく、2000以上10000未満がより好ましい。
ここで、本発明における重量平均分子量および数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)法により測定された値である。
・溶媒(溶離液):N-メチルピロリドン
・装置名:TOSOH HLC-8220GPC
・カラム:TOSOH TSKgelSuperAWM-H(6mm×15cm)を3本接続して使用
・カラム温度:25℃
・試料濃度:0.1質量%
・流速:0.35mL/min
・校正曲線:TOSOH製TSK標準ポリスチレン Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)までの7サンプルによる校正曲線を使用
液晶化合物としては、重合性基を有する液晶化合物(重合性液晶化合物)の重合体であってもよい。
光吸収異方性層が液晶化合物を含む場合、液晶化合物の含有量は、本発明の効果がより優れる点で、光吸収異方性層の全質量に対して、50~99質量%が好ましく、75~90質量%がより好ましい。
[その他の成分]
光吸収異方性層は、上述した成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、垂直配向剤、および、レベリング剤が挙げられる。
光吸収異方性層は、上述した成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、垂直配向剤、および、レベリング剤が挙げられる。
垂直配向剤としては、ボロン酸化合物、および、オニウム塩が挙げられる。
ボロン酸化合物としては、式(A)で表される化合物が好ましい。
ボロン酸化合物としては、式(A)で表される化合物が好ましい。
式(A)
式(A)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロ環基を表す。
R3は、(メタ)アクリル基を含む置換基を表す。
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物が挙げられる。
R3は、(メタ)アクリル基を含む置換基を表す。
ボロン酸化合物の具体例としては、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落に記載の一般式(I)で表されるボロン酸化合物が挙げられる。
オニウム塩としては、式(B)で表される化合物が好ましい。
式(B)
式(B)中、環Aは、含窒素複素環からなる第4級アンモニウムイオンを表す。X-は、アニオンを表す。L1は、2価の連結基を表す。L2は、単結合、または、2価の連結基を表す。Y1は、5または6員環を部分構造として有する2価の連結基を表す。Zは、2~20のアルキレン基を部分構造として有する2価の連結基を表す。P1およびP2は、それぞれ独立に、重合性エチレン性不飽和結合を有する一価の置換基を表す。
オニウム塩の具体例としては、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落に記載のオニウム塩、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落に記載のオニウム塩、および、特開2002-037777号公報に記載のオニウム塩が挙げられる。
オニウム塩の具体例としては、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落に記載のオニウム塩、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落に記載のオニウム塩、および、特開2002-037777号公報に記載のオニウム塩が挙げられる。
光吸収異方性層が液晶化合物および垂直配向剤を含む場合、垂直配向剤の含有量は、液晶化合物全質量に対して、0.1~400質量%が好ましく、0.5~350質量%がより好ましい。
垂直配向剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。垂直配向剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
垂直配向剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。垂直配向剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
光吸収異方性層は、レベリング剤を含んでいてもよい。後述する光吸収異方性層形成用組成物(光吸収異方性層)がレベリング剤を含むと、光吸収異方性層の表面にかかる乾燥風による面状の荒れを抑制し、二色性物質がより均一に配向する。
レベリング剤は特に制限されず、フッ素原子を含むレベリング剤(フッ素系レベリング剤)、または、ケイ素原子を含むレベリング剤(ケイ素系レベリング剤)が好ましく、フッ素系レベリング剤がより好ましい。
レベリング剤は特に制限されず、フッ素原子を含むレベリング剤(フッ素系レベリング剤)、または、ケイ素原子を含むレベリング剤(ケイ素系レベリング剤)が好ましく、フッ素系レベリング剤がより好ましい。
フッ素系レベリング剤としては、脂肪酸の一部がフルオロアルキル基で置換された多価カルボン酸の脂肪酸エステル類、および、フルオロ置換基を有するポリアクリレート類が挙げられる。
レベリング剤の具体例としては、特開2004-331812号公報の[0046]~[0052]段落に例示される化合物、および、特開2008-257205号公報の[0038]~[0052]段落に記載の化合物が挙げられる。
光吸収異方性層が液晶化合物およびレベリング剤を含む場合、レベリング剤の含有量は、液晶化合物全質量に対して、0.001~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましい。
レベリング剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。レベリング剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
レベリング剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。レベリング剤が2種以上を用いられる場合、それらの合計量が上記範囲であることが好ましい。
[光吸収異方性層形成用組成物]
光吸収異方性層は、二色性物質を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、二色性物質の他に、液晶化合物、および、後述する溶媒などを含むことが好ましく、さらに、上述の他の成分を含んでいてもよい。
光吸収異方性層は、二色性物質を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いて形成されることが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、二色性物質の他に、液晶化合物、および、後述する溶媒などを含むことが好ましく、さらに、上述の他の成分を含んでいてもよい。
光吸収異方性層形成用組成物に含まれる二色性物質としては、光吸収異方性層に含まれ得る二色性物質が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する二色性物質の含有量は、光吸収異方性層の全質量に対する二色性物質の含有量と同じであるのが好ましい。
ここで、「光吸収異方性層形成用組成物における全固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、固形分の具体例としては、二色性物質、液晶化合物、および、上述の他の成分が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する二色性物質の含有量は、光吸収異方性層の全質量に対する二色性物質の含有量と同じであるのが好ましい。
ここで、「光吸収異方性層形成用組成物における全固形分」とは、溶媒を除いた成分をいい、固形分の具体例としては、二色性物質、液晶化合物、および、上述の他の成分が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物に含まれ得る液晶化合物、および、他の成分はそれぞれ、光吸収異方性層に含まれ得る液晶化合物、および、他の成分と同様である。
液晶化合物としては、上述した高分子液晶化合物、および、重合性基を有する液晶化合物が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量はそれぞれ、光吸収異方性層の全質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量と同じであるのが好ましい。
液晶化合物としては、上述した高分子液晶化合物、および、重合性基を有する液晶化合物が挙げられる。
光吸収異方性層形成用組成物の全固形分質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量はそれぞれ、光吸収異方性層の全質量に対する液晶化合物、および、他の成分の含有量と同じであるのが好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、作業性の点から、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭素類、エステル類、アルコール類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類、スルホキシド類、アミド類、および、ヘテロ環化合物などの有機溶媒、並びに、水が挙げられる。
これらの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒が好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類がより好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭素類、エステル類、アルコール類、セロソルブ類、セロソルブアセテート類、スルホキシド類、アミド類、および、ヘテロ環化合物などの有機溶媒、並びに、水が挙げられる。
これらの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒が好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類がより好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全質量に対して、80~99質量%が好ましく、83~97質量%がより好ましく、85~95質量%がさらに好ましい。
光吸収異方性層形成用組成物は、重合開始剤を含んでいてもよい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュアー184、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー819、イルガキュアーOXE-01およびイルガキュアーOXE-02が挙げられる。
重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
光吸収異方性層形成用組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュアー184、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー651、イルガキュアー819、イルガキュアーOXE-01およびイルガキュアーOXE-02が挙げられる。
重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
光吸収異方性層形成用組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物の全固形分に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.1~15質量%がより好ましい。
[光吸収異方性層の製造方法]
光吸収異方性層を製造する方法は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより高くなる点から、配向膜上に二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、上記塗布膜に含まれる液晶成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に備える方法(以下、「本製造方法」ともいう。)が好ましい。
なお、液晶成分とは、上述した液晶化合物だけでなく、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
以下、各工程について説明する。
光吸収異方性層を製造する方法は特に制限されないが、二色性物質の配向度がより高くなる点から、配向膜上に二色性物質および液晶化合物を含む光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、上記塗布膜に含まれる液晶成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に備える方法(以下、「本製造方法」ともいう。)が好ましい。
なお、液晶成分とは、上述した液晶化合物だけでなく、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
以下、各工程について説明する。
塗布膜形成工程は、配向膜上に上述した光吸収異方性層形成用組成物を塗布して塗布膜を形成する工程である。
上述した溶媒を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いたり、光吸収異方性層形成用組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、配向膜上に光吸収異方性層形成用組成物を塗布することが容易になる。
光吸収異方性層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
上述した溶媒を含む光吸収異方性層形成用組成物を用いたり、光吸収異方性層形成用組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、配向膜上に光吸収異方性層形成用組成物を塗布することが容易になる。
光吸収異方性層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
配向膜は、光吸収異方性層形成用組成物に含まれ得る液晶成分を配向させる膜であれば、どのような膜でもよい。
有機化合物(好ましくはポリマー)の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュアブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。なかでも、本発明では、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点からはラビング処理により形成する配向膜が好ましく、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向膜も好ましい。
有機化合物(好ましくはポリマー)の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、または、ラングミュアブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。なかでも、本発明では、配向膜のプレチルト角の制御し易さの点からはラビング処理により形成する配向膜が好ましく、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向膜も好ましい。
光配向膜としては、アゾベンゼン色素またはポリビニルシンナメートなどを含む光配向膜が用いられる。
紫外線を光配向層の法線方向に対して角度をつけた斜め方向から照射し、光配向層の法線方向に対しての傾斜が付いた異方性を発生させ、この上に光吸収異方性層を配向させることにより光吸収異方性層中の二色性物質を配向させることができる。
また、液晶化合物をハイブリッド配向した液晶層などの液晶層を、配向膜として用いることもできる。
紫外線を光配向層の法線方向に対して角度をつけた斜め方向から照射し、光配向層の法線方向に対しての傾斜が付いた異方性を発生させ、この上に光吸収異方性層を配向させることにより光吸収異方性層中の二色性物質を配向させることができる。
また、液晶化合物をハイブリッド配向した液晶層などの液晶層を、配向膜として用いることもできる。
配向工程は、塗布膜に含まれる液晶成分(特に、二色性物質)を配向させる工程である。配向工程では、配向膜によって配向した液晶化合物に沿って、二色性物質が配向するものと考えられる。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去できる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去できる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。これにより、塗布膜に含まれる二色性物質がより配向し、二色性物質の配向度がより高くなる。
加熱処理は、製造適性などの点から、10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
加熱処理は、製造適性などの点から、10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
配向工程は、加熱処理後に実施される冷却処理を有していてもよい。冷却処理は、加熱後の塗布膜を室温(20~25℃)程度まで冷却する処理である。これにより、塗布膜に含まれる二色性物質の配向がより固定され、二色性物質の配向度がより高くなる。冷却手段としては、特に限定されず、公知の方法により実施できる。
以上の工程によって、本発明の光吸収異方性層を得ることができる。
以上の工程によって、本発明の光吸収異方性層を得ることができる。
本製造方法は、上記配向工程後に、光吸収異方性層を硬化させる工程(以下、「硬化工程」ともいう。)を有していてもよい。
硬化工程は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって光吸収異方性層の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
硬化工程は、例えば、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって光吸収異方性層の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
なお、図1においては、画像投影装置12から投影光が斜め方向に出射される態様であったが、本発明はこの態様には限定されず、図6に示すように、画像投影装置12から鉛直方向に投影光が出射される態様であってもよい。
図6に示す画像投影システム10Bは、画像投影装置12と、スクリーン14Aと、画像投影装置12およびスクリーン14の間に配置された光吸収異方性層16Bとを有する。図6に示すように、画像投影装置12から鉛直方向に出射された投影光は、光吸収異方性層16Bを通って、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域において反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aに投影された画像の虚像を観察できる。
光吸収異方性層16Bにおいては、図6中の黒矢印で示すように、投影光が進行する方向と平行に透過率中心軸が延びている。その結果、図1に示す、画像投影システム10Aと同様の効果が得られる。
図6に示す画像投影システム10Bは、画像投影装置12と、スクリーン14Aと、画像投影装置12およびスクリーン14の間に配置された光吸収異方性層16Bとを有する。図6に示すように、画像投影装置12から鉛直方向に出射された投影光は、光吸収異方性層16Bを通って、スクリーン14Aにおける投影光の照射領域において反射される。結果として、観察者OBは、スクリーン14Aに投影された画像の虚像を観察できる。
光吸収異方性層16Bにおいては、図6中の黒矢印で示すように、投影光が進行する方向と平行に透過率中心軸が延びている。その結果、図1に示す、画像投影システム10Aと同様の効果が得られる。
<第2実施態様>
図7に、本発明の画像投影システムの第2実施態様の概略図を示す。
図7に示す画像投影システム10Cは、画像投影装置12と、スクリーン14Bと、光吸収異方性層16Aとを有する。
第2実施態様の画像投影システム10Cは、スクリーン14Aの代わりにスクリーン14Bを有する点以外は、上述した第1実施態様の画像投影システム10Aと同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主にスクリーン14Bの態様について詳述する。
図7に、本発明の画像投影システムの第2実施態様の概略図を示す。
図7に示す画像投影システム10Cは、画像投影装置12と、スクリーン14Bと、光吸収異方性層16Aとを有する。
第2実施態様の画像投影システム10Cは、スクリーン14Aの代わりにスクリーン14Bを有する点以外は、上述した第1実施態様の画像投影システム10Aと同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主にスクリーン14Bの態様について詳述する。
スクリーン14Bは、支持体30と、支持体30上に配置された反射層32とを有する。
反射層32は、画像投影装置12から出射される投影光を反射する機能を有する。
以下では、支持体30および反射層32について詳述する。
反射層32は、画像投影装置12から出射される投影光を反射する機能を有する。
以下では、支持体30および反射層32について詳述する。
(支持体30)
支持体30は、反射層32を支持する部材である。
支持体30の種類は特に制限されず、公知の支持体が使用できる。特に、透明支持体であることが好ましい。なお、透明支持体とは、可視光の透過率が60%以上である支持体を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
支持体30としては、ガラス基板、および、樹脂基板が挙げられ、ガラス基板が好ましい。
支持体30は、反射層32を支持する部材である。
支持体30の種類は特に制限されず、公知の支持体が使用できる。特に、透明支持体であることが好ましい。なお、透明支持体とは、可視光の透過率が60%以上である支持体を意図し、その透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
支持体30としては、ガラス基板、および、樹脂基板が挙げられ、ガラス基板が好ましい。
(反射層)
反射層32は、画像投影装置12から出射される投影光を反射する機能を有していれば、その構成は特に制限されないが。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、反射層32としては、コレステリック液晶層または多層反射膜が好ましい。
反射層32は、画像投影装置12から出射される投影光を反射する機能を有していれば、その構成は特に制限されないが。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、反射層32としては、コレステリック液晶層または多層反射膜が好ましい。
コレステリック液晶層とは、コレステリック液晶相を固定してなる層である。
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波長選択反射性を有する。
コレステリック液晶相の選択反射の中心波長λ(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構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋構造の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ピッチは、液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、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屈折率異方性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、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δnを調節して行うことができる。屈折率異方性Δnは、反射層32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。
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頁に記載の方法を用いることができる。
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波長選択反射性を有する。
コレステリック液晶相の選択反射の中心波長λ(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構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋構造の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ピッチは、液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、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屈折率異方性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、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δnを調節して行うことができる。屈折率異方性Δnは、反射層32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。
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頁に記載の方法を用いることができる。
コレステリック液晶相の反射光は円偏光である。反射する円偏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。
反射層32は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層でも、左円偏光を反射するコレステリック液晶層でもよい。あるいは、反射層32として、右円偏光を反射するコレステリック液晶層からなる反射層と、左円偏光を反射するコレステリック液晶層からなる反射層とを有してもよい。
コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射層32を形成する液晶化合物の種類、および/または、添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
反射層32は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層でも、左円偏光を反射するコレステリック液晶層でもよい。あるいは、反射層32として、右円偏光を反射するコレステリック液晶層からなる反射層と、左円偏光を反射するコレステリック液晶層からなる反射層とを有してもよい。
コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射層32を形成する液晶化合物の種類、および/または、添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
反射する光の波長領域すなわち遮断する光の波長領域を広くするには、選択反射中心波長λをずらした層を順次積層することで実現できる。また、ピッチグラジエント法と呼ばれる層内の螺旋ピッチを段階的に変化させる方法で、波長範囲を広げる技術も知られており、具体的にはNature 378、467-469(1995)、特開平6-281814号公報および特許4990426号公報等に記載の方法などが挙げられる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、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構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線(UV(Ultra Violet))照射または加熱などによって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。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、液晶性を失っていてもよい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。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、液晶性を失っていてもよい。
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の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶層の形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤および配向剤等を含んでいてもよい。
コレステリック液晶層の形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤および配向剤等を含んでいてもよい。
多層反射膜とは、屈折率の異なる層を複数積層させて、特定波長域の光を反射する性質を有する膜である。
多層反射膜としては、低屈折率材料からなる層と、高屈折率材料からなる層とを交互に積層させた膜であることが好ましい。
多層反射膜を構成する各層は、有機物で構成された有機層であってもよいし、無機物で構成された無機層であってもよい。
多層反射膜としては、低屈折率材料からなる層と、高屈折率材料からなる層とを交互に積層させた膜であることが好ましい。
多層反射膜を構成する各層は、有機物で構成された有機層であってもよいし、無機物で構成された無機層であってもよい。
反射層32が、緑色光を選択的に反射して、それ以外の光を透過する場合には、画像投影システム10Cは、緑色のモノクロ画像を表示する。反射層32が、赤色光を選択的に反射して、それ以外の光を透過する場合には、画像投影システム10Cは、赤色のモノクロ画像を表示する。反射層32が、青色光を選択的に反射して、それ以外の光を透過する場合には、画像投影システム10Cは、青色のモノクロ画像を表示する。
また、反射層32として、緑色光反射層と、赤色光反射層と、青色光反射層との積層体を用いた場合、画像投影システム10Cは、フルカラー画像を表示する。
また、反射層32として、緑色光反射層と、赤色光反射層と、青色光反射層との積層体を用いた場合、画像投影システム10Cは、フルカラー画像を表示する。
図7においては、支持体30の表面の全面に反射層32が設けられているが、本発明はこの態様に限定されず、支持体30の表面の一部の領域にのみ反射層32が配置されていてもよい。特に、画像投影装置12から出射される投影光が照射される照射領域に反射層32が配置されていることが好ましい。
また、図7においては、支持体30の一方の表面上に反射層32が設けられているが、本発明はこの態様に限定されず、2枚の支持体30の間に反射層32が挟まれる形態であってもよい。
また、図7においては、支持体30の一方の表面上に反射層32が設けられているが、本発明はこの態様に限定されず、2枚の支持体30の間に反射層32が挟まれる形態であってもよい。
<第3実施態様>
図8に、本発明の画像投影システムの第3実施態様の概略図を示す。
図8に示す画像投影システム10Dは、画像投影装置12と、スクリーン14Bと、光吸収異方性層16Aと、Bプレート18とを有する。Bプレート18は、画像投影装置12とスクリーン14Bとの間に配置されており、投影光が通過する。
第3実施態様の画像投影システム10Dは、Bプレート18を有する点以外は、上述した第2実施態様の画像投影システム10Cと同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主にBプレート18の態様について詳述する。
図8に、本発明の画像投影システムの第3実施態様の概略図を示す。
図8に示す画像投影システム10Dは、画像投影装置12と、スクリーン14Bと、光吸収異方性層16Aと、Bプレート18とを有する。Bプレート18は、画像投影装置12とスクリーン14Bとの間に配置されており、投影光が通過する。
第3実施態様の画像投影システム10Dは、Bプレート18を有する点以外は、上述した第2実施態様の画像投影システム10Cと同様の部材を有し、同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略し、以下では主にBプレート18の態様について詳述する。
(Bプレート18)
Bプレート18としては、ポジティブBプレートおよびネガティブBプレートがある。
フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブBプレートは式(1)の関係を満たすものであり、ネガティブBプレートは式(2)の関係を満たすものである。
式(1) nz>nx>ny
式(2) nx>ny>nz
ポジティブBプレートは、厚み方向のレタデーションは負の値となり、ネガティブBプレートは、厚み方向のレタデーションは正の値となる。
Bプレート18としては、ポジティブBプレートおよびネガティブBプレートがある。
フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブBプレートは式(1)の関係を満たすものであり、ネガティブBプレートは式(2)の関係を満たすものである。
式(1) nz>nx>ny
式(2) nx>ny>nz
ポジティブBプレートは、厚み方向のレタデーションは負の値となり、ネガティブBプレートは、厚み方向のレタデーションは正の値となる。
Bプレート18の波長550nmにおける面内レタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、120~300nmが好ましく、180nm~250nmがより好ましい。
Bプレート18の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションの絶対値は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、200~380nmが好ましく、240~350nmがより好ましい。
Bプレート18の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションの絶対値は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、200~380nmが好ましく、240~350nmがより好ましい。
Bプレート18を構成する材料は特に制限されず、液晶化合物を用いて形成された層であってもよいし、樹脂フィルムであってもよい。
<用途>
本発明の画像表示システムは、種々の用途に適用できる。
例えば、車載型のヘッドアップディスプレイが挙げられる。
本発明の画像表示システムを車載型のヘッドアップディスプレイとして用いる場合、車両のフロントガラスをスクリーンとして用いることが好ましい。
本発明の画像表示システムは、種々の用途に適用できる。
例えば、車載型のヘッドアップディスプレイが挙げられる。
本発明の画像表示システムを車載型のヘッドアップディスプレイとして用いる場合、車両のフロントガラスをスクリーンとして用いることが好ましい。
以下に実施例と比較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、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により制限的に解釈されるべきものではない。
<実施例1>
支持体であるセルロースアシレートフィルム(厚み40μmのTAC基材;TG40 富士フイルム社)の表面をアルカリ液で鹸化し、その上にワイヤーバーで下記のバリア層兼PVA配向膜形成用組成物を塗布した。塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、バリア層兼PVA配向膜を形成し、バリア層兼PVA配向膜付き透明支持体を得た。バリア層兼PVA配向膜の膜厚は、0.5μmであった。
支持体であるセルロースアシレートフィルム(厚み40μmのTAC基材;TG40 富士フイルム社)の表面をアルカリ液で鹸化し、その上にワイヤーバーで下記のバリア層兼PVA配向膜形成用組成物を塗布した。塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥し、バリア層兼PVA配向膜を形成し、バリア層兼PVA配向膜付き透明支持体を得た。バリア層兼PVA配向膜の膜厚は、0.5μmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――
(バリア層兼PVA配向膜形成用組成物)
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・開始剤Irg2959 0.20質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
(バリア層兼PVA配向膜形成用組成物)
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・開始剤Irg2959 0.20質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
変性ポリビニルアルコール
バリア層兼PVA配向膜をラビング処理し、その上に下記の傾斜液晶配向膜形成用組成物をワイヤーバーにて塗布し、塗布膜を120℃の温風にて30秒間加熱して、乾燥膜を形成した。その後、高圧水銀灯を用いて照度200mW/cm2の照射条件で1秒間照射して、傾斜液晶配向膜を作製した。作製した傾斜液晶配向膜の膜厚は、0.60μmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
傾斜液晶配向膜形成用組成物の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記低分子液晶化合物M-1 9.57質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.41質量部
・下記界面活性剤F-1 0.026質量部
・シクロペンタノン 66質量部
・テトラヒドロフラン 66質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
傾斜液晶配向膜形成用組成物の組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記低分子液晶化合物M-1 9.57質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.41質量部
・下記界面活性剤F-1 0.026質量部
・シクロペンタノン 66質量部
・テトラヒドロフラン 66質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
低分子液晶化合物M-1
界面活性剤F-1
作製した傾斜液晶配向膜上に、下記の光吸収異方性層形成用組成物P1を、ワイヤーバーを用いて塗布し、塗布膜を120℃の温風にて30秒間加熱して、その後、室温まで一旦冷却した。その後、80℃で60秒間再加熱し、再び室温になるまで冷却した。その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cm2の照射条件で1秒間照射して光吸収異方性層P1を作製し、光吸収異方性層P1を含む光学フィルム1を得た。作製した光吸収異方性層P1の膜厚は、2.1μmであった。
なお、光吸収異方性層形成用組成物P1中における二色性物質の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物P1の全固形分に対して、21.7質量%であった。
なお、光吸収異方性層形成用組成物P1中における二色性物質の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物P1の全固形分に対して、21.7質量%であった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.74質量部
・二色性物質D-2 0.33質量部
・二色性物質D-3 1.10質量部
・高分子液晶化合物P-1 4.32質量部
・低分子液晶化合物M-1 3.17質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.317質量部
・界面活性剤F-2 0.010質量部
・シクロペンタノン 51.4質量部
・テトラヒドロフラン 51.4質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.74質量部
・二色性物質D-2 0.33質量部
・二色性物質D-3 1.10質量部
・高分子液晶化合物P-1 4.32質量部
・低分子液晶化合物M-1 3.17質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.317質量部
・界面活性剤F-2 0.010質量部
・シクロペンタノン 51.4質量部
・テトラヒドロフラン 51.4質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
二色性物質D-1
二色性物質D-2
二色性物質D-3
高分子液晶化合物P-1
界面活性剤F-2
作製した光吸収異方性層P1上に、上記バリア層兼PVA配向膜形成用組成物をワイヤーバーで塗布し、80℃で5分間乾燥した。ついで、得られた塗布膜を酸素濃度100ppm、温度60℃環境にて、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度150mW/cm2の照射条件で2秒間照射することにより光吸収異方性層P1の上に、バリア層を形成した。バリア層の厚みは、1.0μmであった。
画像投影装置として、iPad(登録商標)MD510/DA(Apple社製)を使用した。
上記で作製した光吸収異方性層P1を含む光学フィルム1をiPad(登録商標)上に光学粘着剤を使用して貼合した。この時、光吸収異方性層P1の透過率中心軸を光吸収異方性層P1の表面に投影した軸の方向とiPad(登録商標)の視認側偏光子の吸収軸とが直交するように、かつ、光学フィルム1の支持体側とは反対側の面がiPad(登録商標)に対面するように設置した。
次に、図1に示すように、光吸収異方性層P1を含む光学フィルム1がその表面上に配置された画像投影装置と、ガラス板であるスクリーン1とを配置して、画像投影システムを作製した。画像投影装置は水平に設置し、画像投影装置の表面の法線方向と、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は27°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は17°であった。光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線よりも、さらに画像投影装置側に傾いており、画像投影装置の表面の法線方向と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は、44°であった。
なお、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線の方位角と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸の方位角とは平行であった。
また、図1に示すように、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
また、観察者の位置とスクリーン1の位置および角度を、画像投影装置の中心から投影された画像が、スクリーン1のほぼ中心の位置に来るように調整した。
上記で作製した光吸収異方性層P1を含む光学フィルム1をiPad(登録商標)上に光学粘着剤を使用して貼合した。この時、光吸収異方性層P1の透過率中心軸を光吸収異方性層P1の表面に投影した軸の方向とiPad(登録商標)の視認側偏光子の吸収軸とが直交するように、かつ、光学フィルム1の支持体側とは反対側の面がiPad(登録商標)に対面するように設置した。
次に、図1に示すように、光吸収異方性層P1を含む光学フィルム1がその表面上に配置された画像投影装置と、ガラス板であるスクリーン1とを配置して、画像投影システムを作製した。画像投影装置は水平に設置し、画像投影装置の表面の法線方向と、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は27°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は17°であった。光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線よりも、さらに画像投影装置側に傾いており、画像投影装置の表面の法線方向と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は、44°であった。
なお、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線の方位角と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸の方位角とは平行であった。
また、図1に示すように、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
また、観察者の位置とスクリーン1の位置および角度を、画像投影装置の中心から投影された画像が、スクリーン1のほぼ中心の位置に来るように調整した。
<実施例2>
光吸収異方性層形成用組成物P1のかわりに、光吸収異方性層形成用組成物P2を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
なお、光吸収異方性層形成用組成物P2中における二色性物質の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物P1の全固形分に対して、13.0質量%であった。
光吸収異方性層形成用組成物P1のかわりに、光吸収異方性層形成用組成物P2を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
なお、光吸収異方性層形成用組成物P2中における二色性物質の含有量は、光吸収異方性層形成用組成物P1の全固形分に対して、13.0質量%であった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.40質量部
・二色性物質D-2 0.18質量部
・二色性物質D-3 0.59質量部
・高分子液晶化合物P-1 4.32質量部
・低分子液晶化合物M-1 3.17質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.317質量部
・界面活性剤F-2 0.010質量部
・シクロペンタノン 51.4質量部
・テトラヒドロフラン 51.4質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.40質量部
・二色性物質D-2 0.18質量部
・二色性物質D-3 0.59質量部
・高分子液晶化合物P-1 4.32質量部
・低分子液晶化合物M-1 3.17質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.317質量部
・界面活性剤F-2 0.010質量部
・シクロペンタノン 51.4質量部
・テトラヒドロフラン 51.4質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<実施例3>
セルロースアシレートフィルム(厚み40μmのTAC基材;TG40 富士フイルム社)の表面をアルカリ液で鹸化し、その上に上記バリア層兼PVA配向膜形成用組成物をワイヤーバーで塗布した。塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して配向膜を形成し、配向膜付きTACフィルムを得た。配向膜の膜厚は、1μmであった。
セルロースアシレートフィルム(厚み40μmのTAC基材;TG40 富士フイルム社)の表面をアルカリ液で鹸化し、その上に上記バリア層兼PVA配向膜形成用組成物をワイヤーバーで塗布した。塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して配向膜を形成し、配向膜付きTACフィルムを得た。配向膜の膜厚は、1μmであった。
得られた配向膜上に、下記の光吸収異方性層形成用組成物P3をワイヤーバーで連続的に塗布し、120℃で60秒間加熱した後、室温(23℃)になるまで冷却した。
次いで、80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cm2の照射条件で2秒間照射することにより、配向膜上に光吸収異方性層P3を作製した。光吸収異方性層P3の膜厚は3.5μmであった。
次いで、80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、LED灯(中心波長365nm)を用いて照度200mW/cm2の照射条件で2秒間照射することにより、配向膜上に光吸収異方性層P3を作製した。光吸収異方性層P3の膜厚は3.5μmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.63質量部
・二色性物質D-2 0.17質量部
・二色性物質D-3 1.13質量部
・高分子液晶化合物P-1 8.18質量部
・IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.16質量部
・化合物E-1 0.12質量部
・化合物E-2 0.12質量部
・界面活性剤F-1 0.005質量部
・シクロペンタノン 85.00質量部
・ベンジルアルコール 4.50質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
光吸収異方性層形成用組成物P3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・二色性物質D-1 0.63質量部
・二色性物質D-2 0.17質量部
・二色性物質D-3 1.13質量部
・高分子液晶化合物P-1 8.18質量部
・IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.16質量部
・化合物E-1 0.12質量部
・化合物E-2 0.12質量部
・界面活性剤F-1 0.005質量部
・シクロペンタノン 85.00質量部
・ベンジルアルコール 4.50質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
化合物E-1
化合物E-2
得られた光吸収異方性層P3上に下記の色味調整層形成用組成物をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布膜を形成した。
次いで、塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して色味調整層C1を形成し、光吸収異方性層P3および色味調整層C1を含む光学フィルム3を得た。色味調整層の膜厚は0.5μmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
色味調整層形成用組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・IRGACURE2959 0.20質量部
・色素化合物G-1 0.08質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
次いで、塗布膜が形成された支持体を60℃の温風で60秒間、さらに100℃の温風で120秒間乾燥して色味調整層C1を形成し、光吸収異方性層P3および色味調整層C1を含む光学フィルム3を得た。色味調整層の膜厚は0.5μmであった。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
色味調整層形成用組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・上記変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・IRGACURE2959 0.20質量部
・色素化合物G-1 0.08質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
色素化合物G-1
次に、光学フィルム1のかわりに光学フィルム3を用いて、実施例1と同様の手順に従って、光学フィルム3を画像投影装置に貼合した。なお、光吸収異方性層P3の透過率中心軸は、光吸収異方性層P3の表面の法線方向と平行であった。
次に、図6に示すように、光吸収異方性層P3を含む光学フィルム3がその表面上に配置された画像投影装置と、スクリーン1とを配置して、画像投影システムを作製した。画像投影装置は水平に設置し、画像投影装置の表面の法線方向と、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は0°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とは平行であった。
また、図6に示すように、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
また、観察者の位置とスクリーン1の位置および角度を、画像投影装置の中心から投影された画像が、スクリーン1のほぼ中心の位置に来るように調整した。
次に、図6に示すように、光吸収異方性層P3を含む光学フィルム3がその表面上に配置された画像投影装置と、スクリーン1とを配置して、画像投影システムを作製した。画像投影装置は水平に設置し、画像投影装置の表面の法線方向と、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は0°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とは平行であった。
また、図6に示すように、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
また、観察者の位置とスクリーン1の位置および角度を、画像投影装置の中心から投影された画像が、スクリーン1のほぼ中心の位置に来るように調整した。
<実施例4>
実施例1の傾斜液晶配向膜の膜厚を0.60μmから1.0μmに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
なお、実施例4に画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は28°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は11°であった。光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線よりも、さらに画像投影装置側に傾いており、画像投影装置の表面の法線方向と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は、39°であった。
なお、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線の方位角と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸の方位角とは平行であった。
また、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
実施例1の傾斜液晶配向膜の膜厚を0.60μmから1.0μmに変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
なお、実施例4に画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線とのなす角度(極角)は28°であった。画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は11°であった。光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線よりも、さらに画像投影装置側に傾いており、画像投影装置の表面の法線方向と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸とのなす角度は、39°であった。
なお、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーン1における投影光の照射領域の中心を結ぶ線の方位角と、光吸収異方性層P1の透過率中心軸の方位角とは平行であった。
また、光吸収異方性層P1の透過率中心軸は、スクリーンの方を向いていた。より具体的には、光吸収異方性層P1の透過率中心軸が延在する方向に、スクリーン(特に、投影光の照射領域)が配置されていた。
<実施例5>
WO2016/052367号の段落0101~0129の記載の手順に従って、λ/2位相差層、コレステリック液晶層1、コレステリック液晶層2、コレステリック液晶層3をこの順で含む光学機能層HM-1を作製した。
なお、コレステリック液晶層1の選択反射中心波長は540nmであり、コレステリック液晶層2の選択反射中心波長は641nmであり、コレステリック液晶層3の選択反射中心波長は761nmであった。また、λ/2位相差層の波長550nmにおける面内レタデーションは、276nmであった。
得られた光学機能層HM-1を用いて、WO2016/052367号の段落0130の記載の手順に従って、2枚のガラス板の間に上記光学機能層HM-1が挟まれてなるスクリーン2を作製した。
WO2016/052367号の段落0101~0129の記載の手順に従って、λ/2位相差層、コレステリック液晶層1、コレステリック液晶層2、コレステリック液晶層3をこの順で含む光学機能層HM-1を作製した。
なお、コレステリック液晶層1の選択反射中心波長は540nmであり、コレステリック液晶層2の選択反射中心波長は641nmであり、コレステリック液晶層3の選択反射中心波長は761nmであった。また、λ/2位相差層の波長550nmにおける面内レタデーションは、276nmであった。
得られた光学機能層HM-1を用いて、WO2016/052367号の段落0130の記載の手順に従って、2枚のガラス板の間に上記光学機能層HM-1が挟まれてなるスクリーン2を作製した。
スクリーン1の代わりにスクリーン2を用いた以外は、実施例4と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
<実施例6>
特開2013-054350号公報の実施例1の手順に従って、多層反射膜を含むスクリーン3を作製した。多層反射膜は、屈折率の異なる2つ層が繰り返し積層された構造を有していた。
スクリーン1の代わりにスクリーン3を用いた以外は、実施例4と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
特開2013-054350号公報の実施例1の手順に従って、多層反射膜を含むスクリーン3を作製した。多層反射膜は、屈折率の異なる2つ層が繰り返し積層された構造を有していた。
スクリーン1の代わりにスクリーン3を用いた以外は、実施例4と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
<実施例7>
図8に示すように、画像投影システムにおいて、画像投影装置と、光吸収異方性層を含む光学フィルムとの間に、シクロオレフィン樹脂からなるBプレートを配置した以外は、実施例5と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
上記Bプレートの波長550nmにおける面内レタデーションは227nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは285nmであった。
図8に示すように、画像投影システムにおいて、画像投影装置と、光吸収異方性層を含む光学フィルムとの間に、シクロオレフィン樹脂からなるBプレートを配置した以外は、実施例5と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
上記Bプレートの波長550nmにおける面内レタデーションは227nmであり、波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは285nmであった。
<比較例1>
光学フィルム1を用いなかった以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
光学フィルム1を用いなかった以外は、実施例1と同様の手順に従って、画像投影システムを作製した。
<評価>
上記で得られた画像投影システム中の画像投影装置において評価用画像を点灯させ、暗室中でスクリーンに表示された画像について視認のし易さを評価すると同時に、スクリーン近傍での明るさ(nW)も評価した。
なお、画像投影システムにおいて、画像投影装置と観察者との間の距離は約650mmであり、画像投影装置とスクリーンとの間の距離は約350mmであった。
暗室中でのスクリーン近傍の明るさは、スクリーン近傍の位置でパワーメーター(VEGA、OPHIR社製)を用いて波長520nmにおける値を測定した。
評価用画像は、RGB各色で表示されたアルファベットの文字列をスクリーン上に表示し、見やすさを下記の基準に従い官能評価した。文字の大きさはスクリーン上で約3cmになるように調整した。
観察者は任意に5人選出し、以下の評点に基づいた評価を各人が行い、その平均値を最終的な視認しやすさとし、表1に「スクリーン上の画像の視認しやすさ」として示す。なお、観察者は、あらかじめ暗室中で約30分間目を慣らした後に実際の評価作業を開始した。
1点 非常に視認しづらい
2点 視認しづらい
3点 普通
4点 視認しやすい
5点 非常に視認しやすい
上記で得られた画像投影システム中の画像投影装置において評価用画像を点灯させ、暗室中でスクリーンに表示された画像について視認のし易さを評価すると同時に、スクリーン近傍での明るさ(nW)も評価した。
なお、画像投影システムにおいて、画像投影装置と観察者との間の距離は約650mmであり、画像投影装置とスクリーンとの間の距離は約350mmであった。
暗室中でのスクリーン近傍の明るさは、スクリーン近傍の位置でパワーメーター(VEGA、OPHIR社製)を用いて波長520nmにおける値を測定した。
評価用画像は、RGB各色で表示されたアルファベットの文字列をスクリーン上に表示し、見やすさを下記の基準に従い官能評価した。文字の大きさはスクリーン上で約3cmになるように調整した。
観察者は任意に5人選出し、以下の評点に基づいた評価を各人が行い、その平均値を最終的な視認しやすさとし、表1に「スクリーン上の画像の視認しやすさ」として示す。なお、観察者は、あらかじめ暗室中で約30分間目を慣らした後に実際の評価作業を開始した。
1点 非常に視認しづらい
2点 視認しづらい
3点 普通
4点 視認しやすい
5点 非常に視認しやすい
表1中、「角度X」は、光吸収異方性層の透過率中心軸と、光吸収異方性層の法線方向とのなす角度(°)を表す。
「角度Y」は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーンにおける投影光の照射領域の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層の透過率中心軸とのなす角度(°)を表す。
「二色性物質の含有量(質量%)」は、光吸収異方性層全質量に対する、二色性物質の含有量(質量%)を表す。
「角度Y」は、画像投影装置の透過窓の中心とスクリーンにおける投影光の照射領域の中心とを結ぶ線と、光吸収異方性層の透過率中心軸とのなす角度(°)を表す。
「二色性物質の含有量(質量%)」は、光吸収異方性層全質量に対する、二色性物質の含有量(質量%)を表す。
表1に示すように、本発明の画像投影システムは、所望の効果を示した。
なお、実施例1と2との比較より、二色性物質の含有量が、光吸収異方性層全質量に対して、15質量%以上である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例1と4との比較より、角度Yが15°以内である場合、より効果が優れることが確認された。
実施例5~6に示すように、スクリーンが反射層を有する場合、より効果が優れることが確認された。
実施例7に示すように、Bプレートを用いる場合、より効果が優れることが確認された。
なお、実施例1と2との比較より、二色性物質の含有量が、光吸収異方性層全質量に対して、15質量%以上である場合、より効果が優れることが確認された。
また、実施例1と4との比較より、角度Yが15°以内である場合、より効果が優れることが確認された。
実施例5~6に示すように、スクリーンが反射層を有する場合、より効果が優れることが確認された。
実施例7に示すように、Bプレートを用いる場合、より効果が優れることが確認された。
10A,10B,10C,10D 画像投影システム
12 画像投影装置
14A,14B スクリーン
16A,16B 光吸収異方性層
18 Bプレート
20 透過窓
22 照射領域
30 支持体
32 反射層
12 画像投影装置
14A,14B スクリーン
16A,16B 光吸収異方性層
18 Bプレート
20 透過窓
22 照射領域
30 支持体
32 反射層
Claims (9)
- 直線偏光である投影光を出射する画像投影装置と、
前記画像投影装置より出射される投影光が照射されるスクリーンと、
前記画像投影装置と前記スクリーンとの間に配置され、前記投影光が通過する、光吸収異方性層とを有する、画像投影システムであって、
前記光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
前記光吸収異方性層の透過率中心軸が、前記スクリーンの方向を向いている、画像投影システム。 - 前記光吸収異方性層の透過率中心軸の延びる方向に、前記スクリーンにおける前記投影光の照射領域がある、請求項1に記載の画像投影システム。
- 前記画像投影装置の透過窓の中心と前記スクリーンにおける前記投影光の照射領域の中心とを結ぶ線と、前記光吸収異方性層の透過率中心軸とのなす角度が0~30°である、請求項1に記載の画像投影システム。
- 前記光吸収異方性層が、二色性物質を含み、
前記二色性物質の含有量が、前記光吸収異方性層全質量に対して、10.0質量%以上である、請求項1に記載の画像投影システム。 - 前記スクリーンが、前記投影光を反射する反射層を含む、請求項1に記載の画像投影システム。
- 前記反射層が、コレステリック液晶層または多層反射膜である、請求項5に記載の画像投影システム。
- 前記画像投影装置と前記光吸収異方性層との間に配置され、前記投影光が通過する、Bプレートをさらに有する、請求項1に記載の画像投影システム。
- 車載型のヘッドアップディスプレイとして用いられる、請求項1~7のいずれか1項に記載の画像投影システム。
- 車両のフロントガラスが前記スクリーンとして用いられる、請求項8に記載の画像投影システム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021102601 | 2021-06-21 | ||
| JP2021102601 | 2021-06-21 | ||
| PCT/JP2022/021594 WO2022270222A1 (ja) | 2021-06-21 | 2022-05-26 | 画像投影システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022270222A1 JPWO2022270222A1 (ja) | 2022-12-29 |
| JP7757404B2 true JP7757404B2 (ja) | 2025-10-21 |
Family
ID=84544501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023529741A Active JP7757404B2 (ja) | 2021-06-21 | 2022-05-26 | 画像投影システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240134192A1 (ja) |
| EP (1) | EP4361705B1 (ja) |
| JP (1) | JP7757404B2 (ja) |
| CN (1) | CN117616323A (ja) |
| WO (1) | WO2022270222A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015185083A1 (en) | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Vertu Corporation Limited | Dynamic privacy filter |
| JP2017187528A (ja) | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| WO2019131976A1 (ja) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 富士フイルム株式会社 | 光吸収異方性膜、光学積層体および画像表示装置 |
| EP3730333A1 (en) | 2019-04-23 | 2020-10-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Display assembly for vehicle |
Family Cites Families (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5013134A (en) | 1989-09-28 | 1991-05-07 | Hughes Aircraft Company | Ghost-free automotive head-up display employing a wedged windshield |
| TW289095B (ja) | 1993-01-11 | 1996-10-21 | ||
| US6404472B1 (en) * | 1995-09-08 | 2002-06-11 | Alejandro Andreatta | Film containing oriented dye, method of manufacturing the same, and polarizer and liquid crystal display unit utilizing the same |
| US6099758A (en) | 1997-09-17 | 2000-08-08 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Broadband reflective polarizer |
| JPH11305036A (ja) | 1998-04-16 | 1999-11-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光吸収異方性薄膜、及びその製造方法 |
| JP2001133630A (ja) | 1999-11-04 | 2001-05-18 | Fuji Photo Film Co Ltd | 異方性膜及び液晶表示素子 |
| JP2002099388A (ja) | 2000-07-19 | 2002-04-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | タッチパネル、反射型液晶表示装置およびゲストホスト型液晶表示装置 |
| JP4659183B2 (ja) | 2000-07-21 | 2011-03-30 | 富士フイルム株式会社 | 脂肪族置換アミノピリジニウム誘導体 |
| JP2002090526A (ja) | 2000-09-19 | 2002-03-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 二色性偏光素子およびその製造方法 |
| JP4474114B2 (ja) | 2003-05-07 | 2010-06-02 | 富士フイルム株式会社 | フルオロ脂肪族基含有ポリマーを含む組成物、フィルム、偏光板 |
| JP2007057979A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Nec Corp | 視野角制御表示装置及び端末機並びに方法 |
| JP2008026730A (ja) | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Fujifilm Corp | 光学補償フィルム、及びその製造方法、並びに偏光板 |
| JP5221980B2 (ja) | 2007-03-14 | 2013-06-26 | 富士フイルム株式会社 | 液晶組成物、位相差板、液晶表示装置、及び位相差板の製造方法 |
| JP2008225281A (ja) | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Fujifilm Corp | 光学フィルム、及び偏光板 |
| JP5451261B2 (ja) | 2008-09-30 | 2014-03-26 | 富士フイルム株式会社 | 二色性色素組成物、これを用いた光吸収異方性膜、偏光素子及び液晶表示装置 |
| JP2010215846A (ja) | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Fujifilm Corp | 二色性色素組成物 |
| JP5620129B2 (ja) | 2009-03-19 | 2014-11-05 | 富士フイルム株式会社 | 光学フィルム、位相差板、楕円偏光板、液晶表示装置、及び化合物 |
| JP5263886B2 (ja) | 2009-04-08 | 2013-08-14 | 国立大学法人 東京大学 | トラッキング装置およびこのトラッキング装置を備えたトラッキング顕微鏡並びにトラッキング方法 |
| JP2011048311A (ja) | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Fujifilm Corp | 二色性色素、光吸収異方性膜、偏光子及びその製造方法、並びに表示装置 |
| JP5566160B2 (ja) | 2010-03-31 | 2014-08-06 | 富士フイルム株式会社 | 液晶性化合物、液晶性組成物、光吸収異方性膜、及び液晶表示装置 |
| JP5442518B2 (ja) | 2010-03-31 | 2014-03-12 | 富士フイルム株式会社 | 光吸収異方性膜、偏光フィルム及びその製造方法、並びにそれを用いた表示装置 |
| JP5566178B2 (ja) | 2010-05-07 | 2014-08-06 | 富士フイルム株式会社 | 光吸収異方性膜、その製造方法、及びそれを用いた液晶表示装置 |
| JP2012063387A (ja) | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 重合性液晶組成物及び光学フィルム |
| JP2012208397A (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Fujifilm Corp | 光学フィルム、偏光板、液晶表示装置及び垂直配向剤 |
| JP5852799B2 (ja) | 2011-06-30 | 2016-02-03 | アスモ株式会社 | 異物検知センサの固定構造及び異物検知装置 |
| JP6171276B2 (ja) | 2011-07-12 | 2017-08-02 | 住友化学株式会社 | 偏光子及びその製造方法 |
| JP5966752B2 (ja) | 2011-08-11 | 2016-08-10 | 東レ株式会社 | ヘッドアップディスプレイおよびそれを用いた移動機器 |
| TWI564598B (zh) | 2011-10-12 | 2017-01-01 | Sumitomo Chemical Co | A polarizing film, a circularly polarizing plate, and the like |
| JP5923941B2 (ja) | 2011-11-18 | 2016-05-25 | 住友化学株式会社 | 偏光膜、円偏光板及びそれらを用いた有機el画像表示装置 |
| KR102073987B1 (ko) | 2012-02-28 | 2020-02-05 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 화합물 및 이색성 색소, 및 편광막 |
| TWI577744B (zh) | 2012-03-26 | 2017-04-11 | Sumitomo Chemical Co | Composition and polarizing film |
| JP6268730B2 (ja) | 2012-03-30 | 2018-01-31 | 住友化学株式会社 | 円偏光板及びその製造方法 |
| KR102147672B1 (ko) | 2014-05-26 | 2020-08-26 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 조성물 |
| CN106471417B (zh) | 2014-06-13 | 2019-03-12 | 三菱电机株式会社 | 虚像显示装置以及车辆的头戴式显示器 |
| JP6728581B2 (ja) | 2014-06-25 | 2020-07-22 | 住友化学株式会社 | 光吸収異方性膜、3次元光吸収異方性膜及びその製造方法 |
| DE102014214510A1 (de) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Anordnung zur Reflexionsunterdrückung bei einer Frontscheibenanzeigeeinrichtung sowie Frontscheibenanzeigeeinrichtung |
| CN106716229B (zh) | 2014-09-29 | 2020-03-24 | 富士胶片株式会社 | 投影图像显示用部件及投影图像显示系统 |
| KR102448436B1 (ko) | 2014-10-17 | 2022-09-27 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 화합물 및 조성물 |
| JP6718657B2 (ja) | 2015-02-27 | 2020-07-08 | 住友化学株式会社 | 組成物 |
| JP6455339B2 (ja) * | 2015-06-26 | 2019-01-23 | 株式会社デンソー | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP2017021302A (ja) | 2015-07-15 | 2017-01-26 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ |
| JP6445414B2 (ja) * | 2015-10-06 | 2018-12-26 | 矢崎総業株式会社 | 表示機器 |
| JP6934703B2 (ja) * | 2016-02-03 | 2021-09-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 表示装置、及び赤外光カットフィルム |
| WO2017154835A1 (ja) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、2色性色素化合物、光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 |
| WO2017154695A1 (ja) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 |
| JP6782770B2 (ja) | 2016-05-12 | 2020-11-11 | 富士フイルム株式会社 | 着色組成物、2色性色素化合物、光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 |
| CN110461951B (zh) | 2017-03-09 | 2022-04-08 | 富士胶片株式会社 | 组合物、二色性物质、吸光各向异性膜、层叠体及图像显示装置 |
| CN110537123B (zh) | 2017-04-25 | 2021-12-24 | 富士胶片株式会社 | 液晶组合物、光吸收各向异性膜、层叠体及图像显示装置 |
| EP3650894B1 (en) * | 2017-07-04 | 2024-10-16 | FUJIFILM Corporation | Half mirror |
| JP7110575B2 (ja) * | 2017-10-04 | 2022-08-02 | 大日本印刷株式会社 | 映像表示装置、車両 |
-
2022
- 2022-05-26 JP JP2023529741A patent/JP7757404B2/ja active Active
- 2022-05-26 WO PCT/JP2022/021594 patent/WO2022270222A1/ja not_active Ceased
- 2022-05-26 EP EP22828141.6A patent/EP4361705B1/en active Active
- 2022-05-26 CN CN202280043856.XA patent/CN117616323A/zh active Pending
-
2023
- 2023-12-04 US US18/528,146 patent/US20240134192A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015185083A1 (en) | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Vertu Corporation Limited | Dynamic privacy filter |
| JP2017187528A (ja) | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| WO2019131976A1 (ja) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 富士フイルム株式会社 | 光吸収異方性膜、光学積層体および画像表示装置 |
| EP3730333A1 (en) | 2019-04-23 | 2020-10-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Display assembly for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4361705A4 (en) | 2024-10-30 |
| WO2022270222A1 (ja) | 2022-12-29 |
| JPWO2022270222A1 (ja) | 2022-12-29 |
| EP4361705B1 (en) | 2025-08-06 |
| CN117616323A (zh) | 2024-02-27 |
| US20240134192A1 (en) | 2024-04-25 |
| EP4361705A1 (en) | 2024-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7469469B2 (ja) | 光学要素、画像表示装置、仮想現実表示装置、電子ファインダー、偏光子の製造方法 | |
| JP7428785B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP7553474B2 (ja) | 光吸収異方性層、積層体、光学フィルム、画像表示装置、バックライトモジュール | |
| JP2007298967A (ja) | フィルムおよびフィルムの製造方法、並びにその利用 | |
| KR102904197B1 (ko) | 광학 필름, 원편광판, 유기 일렉트로 루미네선스 표시 장치 | |
| JP7835725B2 (ja) | 積層体、映り込み防止システム、および、画像表示装置 | |
| JP5209223B2 (ja) | フィルムおよびフィルムの製造方法、並びにその利用 | |
| JP2025066128A (ja) | 偏光板、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 | |
| JP7699153B2 (ja) | 光吸収異方性フィルム、視角制御システムおよび画像表示装置 | |
| JP2008209872A (ja) | 垂直配向型液晶表示装置用楕円偏光板およびそれを用いた垂直配向型液晶表示装置 | |
| WO2022138504A1 (ja) | 光学フィルム、視角制御システム及び画像表示装置 | |
| WO2021153510A1 (ja) | 液晶組成物、光吸収異方性膜、積層体および画像表示装置 | |
| WO2022202268A1 (ja) | 視角制御システム、画像表示装置、光学異方性層、積層体 | |
| WO2023176672A1 (ja) | 光学フィルムおよび視角制御システム | |
| JP7553552B2 (ja) | 視角制御システムおよび画像表示装置 | |
| KR20230000979A (ko) | 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치 | |
| WO2022234789A1 (ja) | 偏光板及び有機el表示装置 | |
| JP7757404B2 (ja) | 画像投影システム | |
| JP7705415B2 (ja) | 光吸収異方性フィルム、視角制御システムおよび画像表示装置 | |
| JP2023004859A (ja) | 光学積層体、視野角制御システム及び画像表示装置 | |
| TW202415987A (zh) | 光學積層體及圓偏光板 | |
| WO2022215751A1 (ja) | 光吸収異方性層、積層体、表示装置、赤外光照射装置及び赤外光センシング装置 | |
| JP2023032330A (ja) | 長尺フィルム積層体の製造方法、画像表示装置の製造方法、および、長尺フィルム積層体 | |
| CN117581122A (zh) | 光吸收各向异性膜、光学膜、图像显示装置 | |
| WO2022239685A1 (ja) | 光吸収異方性層、光学フィルム、視野角制御システムおよび画像表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251007 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251008 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7757404 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |