專利名稱：平視顯示器用光學(xué)薄膜、平視顯示器及移動體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平視顯示器用光學(xué)薄膜、平視顯示器及移動體。
背景技術(shù)：
在車輛和飛機(jī)等移動體的擋風(fēng)玻璃上顯示各種運(yùn)行信息，在確認(rèn)外面 的背景視野的圖像信息的同時對運(yùn)行信息進(jìn)行視覺辨認(rèn)，在所謂平視顯示
器(HUD: Head-Up Display)中，在擋風(fēng)玻璃的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的空氣界面上 分別有3 4%的反射，由此，投影的圖像就會產(chǎn)生重影，使可視性惡化。
對此，有在擋風(fēng)玻璃的外側(cè)設(shè)置低反射層，從而使外側(cè)的反射率降低 的方法，但是，例如在雨天時，如果在低反射層上形成水層該方法就會失 效。
另一方面，還有人提案了使用l/2波長板，使得S偏振光的光以布儒斯特 角射入擋風(fēng)玻璃的方法(專利文獻(xiàn)l:美國專利第7158059B2號說明書)， 這種情況下，就會產(chǎn)生在帶上不能透過S偏振光的偏光太陽鏡時不能看見圖 像的問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在
于，具備第一光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度；第二光學(xué)層，將入 射光的偏光面變換90度；中間光學(xué)層，被夾在上述第一光學(xué)層和上述第二 光學(xué)層之間，具有和上述第一光學(xué)層的折射率及上述第二光學(xué)層的折射率 都不相同的折射率。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種平視顯示器，其特征在于，具有 上述平視顯示器用光學(xué)薄膜和投光部，所述投光部使P偏振光的光束以布儒 斯特角射入上述光學(xué)薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種移動體，具備上述平視顯示器和 大致板狀的透明板，其特征在于，上述平視顯示器用光學(xué)薄膜設(shè)置在上述 透明板的主面上。


圖l是例示了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的平視顯示器用光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu) 的示意圖。
圖2是例示了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖3是例示了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平視顯示器的特性的示意圖。 圖4是例示了第一比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖5是例示了第二比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖6是例示了第三比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖7是例示了第四比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖8是例示了第四比較例的平視顯示器中的入射角和反射率的關(guān)系的 模擬結(jié)果的曲線圖。
圖9是例示了本發(fā)明的第三實(shí)施方式的移動體的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。 <第一實(shí)施方式>
圖l是例示了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的平視顯示器用光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu) 的示意圖。
如圖1所示，第一實(shí)施方式的平視顯示器用光學(xué)薄膜IO，具有第一光
學(xué)層210，將入射光的偏光面變換90度；第二光學(xué)層230，將入射光的偏光 面變換90度；中間光學(xué)層220，被夾在上述第一光學(xué)層210和第二光學(xué)層230之間。而且，中間光學(xué)層220的折射率n2設(shè)定為和上述第一光學(xué)層210的折 射率n,不同，而且和上述第二光學(xué)層230的折射率n;也不同。
第一光學(xué)層210和第二光學(xué)層230，例如能夠通過由有機(jī)樹脂的延伸薄 膜形成的l/2波長板來構(gòu)成，由此，就能夠具有將入射光的P偏振光變換為S 偏振光或者將S偏振光變換為P偏振光的功能。
使P偏振光的入射光110以布儒斯特角eB的入射角射入上述結(jié)構(gòu)的平視 顯示器用光學(xué)薄膜10中。g卩，在第一光學(xué)層210的第一主面211上P偏振光的 入射光110以布儒斯特角eB入射。入射光110在第一光學(xué)層210中傳播，到達(dá) 第一光學(xué)層210的第二主面212。這里，由于第一光學(xué)層210的折射率m和中 間光學(xué)層220的折射率n2不同，在第一光學(xué)層210和中間光學(xué)層220的界面 上，入射光發(fā)生反射，產(chǎn)生第一反射光121。此時，在第一光學(xué)層210的第 二主面212上，由于入射光被變換成S偏振光，因此能得到S偏振光的反射率。 例如，如果將第一光學(xué)層的210的折射率m設(shè)為1.5，中間光學(xué)層220的折射 率ii2設(shè)為2.0，在第一光學(xué)層210和中間光學(xué)層220的界面上的第一反射光的 反射率就變成大約3.5%。而且，當(dāng)該第一反射光121在第一光學(xué)層210和中 間光學(xué)層220的界面上以S偏振光狀態(tài)發(fā)生反射后，在第一光學(xué)層210中傳 播，到達(dá)第一光學(xué)層210的第一主面211。此時，第一反射光121變?yōu)镻偏振 光。所以，第一反射光121以P偏振光的狀態(tài)從平視顯示器用光學(xué)薄膜10射 出。
另一方面，入射光110在中間光學(xué)層220中傳播，到達(dá)中間光學(xué)層220和 第2光學(xué)層230的界面(第2光學(xué)層230的第一主面231)。這里，由于中間光 學(xué)層220的折射率m和第二光學(xué)層230的折射率n3不同，因此入射光在中間 光學(xué)層220和第二光學(xué)層230的界面上發(fā)生反射，產(chǎn)生第二反射光122。此時， 在中間光學(xué)層220中，由于光以S偏振光狀態(tài)進(jìn)行傳播，因此能得到S偏振光 的反射率。例如，如果將第二光學(xué)層230的折射率ii3設(shè)為1.5，將中間光學(xué)層 220的折射率n2設(shè)為2.0，那么在中間光學(xué)層220和第二光學(xué)層230的界面上的 第二反射光122的反射率大約為3.5%。然后，當(dāng)該第二反射光122在中間光 學(xué)層220和第二光學(xué)層230的界面上以S偏振光的狀態(tài)發(fā)生反射后，在中間光學(xué)層220及第一光學(xué)層210中傳播，到達(dá)第一光學(xué)層210的第一主面211。此 時，第2反射光122變?yōu)镻偏振光。所以，第二反射光122以P偏振光的狀態(tài)從 平視顯示器用光學(xué)薄膜10射出。
可以將這些第一反射光121和第二反射光122作為平視顯示器的顯示而 進(jìn)行視覺辨認(rèn)。即，能夠?qū)Φ谝环瓷涔?21和第二反射光122的總和的合計 反射光120進(jìn)行視覺辨認(rèn)。該合計反射光120的反射率為第一反射光121和第 二反射光122的反射率的總和，在上述例子中，能夠以反射率大約7%的亮度 來對該顯示進(jìn)行視覺辨認(rèn)。并且，這些第一反射光121和第二反射光122， 由于都是P偏振光，所以即使使用可遮斷S偏振光的偏光太陽鏡也能夠進(jìn)行 視覺辨認(rèn)。
這樣，根據(jù)圖I中所例示的平視顯示器用光學(xué)薄膜IO，就能夠使P偏振 光的入射光高效地反射，能夠在P偏振光的狀態(tài)下生成反射光。
另外，在上述內(nèi)容中，在第一光學(xué)層210和中間光學(xué)層220的界面以及 中間光學(xué)層220和第二光學(xué)層230的界面中，雖然能夠得到S偏振光的反射 率，但是，假如在P偏振光射入這些界面的情況下，P偏振光的反射率大約 為1%，合計只能得到大約2%左右的反射率，不能夠得到明亮的顯示。
對此，在圖l所例示的平視顯示器用光學(xué)薄膜中，由于在第一光學(xué)層210 中使用了將入射光的偏光面變換卯度的1/2波長板，因此能夠?qū)⑸淙氲腜偏振 光變換成S偏振光，能夠在第一光學(xué)層210和中間光學(xué)層220的界面及中間光 學(xué)層220和第二光學(xué)層230的界面上得到S偏振光的高反射率。
另外，在圖l所例示的平視顯示器用光學(xué)薄膜中，在第二光學(xué)層230中 使用了將入射光的偏光面變換90度的l/2波長板。由此，以S偏振光的狀態(tài)射 入第二光學(xué)層230的光，能夠在第二光學(xué)層230的第二主面232上變換成P偏 振光。然后，由于入射角為布儒斯特角eB，所以能夠使在第二光學(xué)層230的 第二主面232上第四反射光132的反射率實(shí)際上為0。另外，在第一光學(xué)層的 第一主面211上的第三反射光131的反射率，由于入射角為布儒斯特角0B， 因此反射率為O。
8這樣，根據(jù)圖i所例示的平視顯示器用光學(xué)薄膜io，在光學(xué)薄膜的外側(cè)，
反射光(第四反射光132)的反射率實(shí)際上為0，在平視顯示器用光學(xué)薄膜 10的內(nèi)側(cè)的中間光學(xué)層220中能夠得到高的反射率。然后，由于使用P偏振 光，即使帶上可遮斷S偏振光的偏光太陽鏡，也不會降低可視性。
另外，第一光學(xué)層210或第二光學(xué)層230，例如，可以使用由有機(jī)樹脂 的延伸薄膜形成的l/2波長板。此時，根據(jù)所使用的有機(jī)樹脂的不同，能夠 得到1.45 1.6的折射率。
此外，就上述的中間光學(xué)層220而言，作為高折射率樹脂，可以使用由 高折射率TiCh或Zr02形成的，將例如粒直徑在50nm以下的微粒子混合到環(huán) 氧樹脂后的樹脂。此時，能夠得到1.8 2.2的折射率。此外，也可以利用將 TiO2或ZrO2等高折射材料噴鍍到第一光學(xué)層210或第二光學(xué)層230的表面 等的方法來成膜。另外，中間光學(xué)層220可以使用低折射率材料。在這種情 況下，作為低折射率材料，可以使用例如多孔二氧化硅。由此，能夠得到 約1.3的折射率。
此外，在上述內(nèi)容中，雖然使P偏振光射入平視顯示器用光學(xué)薄膜中， 可以使用如下的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該P(yáng)偏振光，例如，直線偏振光的激光器，由偏 光濾光片進(jìn)行了直線偏振光處理后的的LED或各種電燈，或者使用了偏振 光片的各種的液晶顯示器(display) 、 MEMS (Micro-electro-mechanical System:微機(jī)電系統(tǒng))光學(xué)開關(guān)和偏光濾光片的組合的裝置等。
另外，在上述內(nèi)容中，第一反射光121和第二反射光122，雖然產(chǎn)生了 與中間光學(xué)層220的厚度相對應(yīng)的光束的偏移，但是由于中間光學(xué)層220的 厚度較薄，僅為例如數(shù)十微米以下，所以在實(shí)際應(yīng)用上該偏移不會產(chǎn)生問 題。
另外，在入射一側(cè)介質(zhì)的折射率設(shè)為ni，射出一側(cè)介質(zhì)的折射率設(shè)為 n。的情況下，布儒斯特角eB被表示為Arctan(n。/ni)。在本實(shí)施方式的情況下， 入射一側(cè)介質(zhì)可以是空氣，此時，ni=l。而且，第一光學(xué)層210使用由有機(jī) 樹脂的延伸薄膜形成的l/2波長板，在折射率為1.51的情況下，嚴(yán)密地講， 布儒斯特角6B為56.5度。此時，雖然P偏振光的反射率為O，但由于即使入射角偏離精密的布儒斯特角0B， P偏振光的反射率也不會急劇的變大，所以
在實(shí)際應(yīng)用上，入射角也可以偏離精密的布儒斯特角e"本申請的說明書
中，在"以布儒斯特角入射"的情況下，包括以精密的布儒斯特角0B為中 心偏離正負(fù)5度的范圍。
另外，在上述內(nèi)容中，各折射率可以是對可視光的折射率，作為代表，
可以是對550nm的波長的光的折射率。另外，在上述的光學(xué)設(shè)計中，考慮到 第一光學(xué)層210、中間光學(xué)層220、第二光學(xué)層230各自的折射率的波長分散， 或者，根據(jù)修正能見度的特性，能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一光學(xué)層210、中間光學(xué) 層220、第二光學(xué)層230的各種特性。
另外，第一光學(xué)層210和第二光學(xué)層230，雖然將入射光的偏光面變換 了90度，這里的"90度"不表示精密的角度，只要具有將入射光的P偏振光 實(shí)際變換為S偏振光，或者將入射光的S偏振光實(shí)際變換為P偏振光的功能即 可，另外，關(guān)于用于顯示的光的實(shí)際波長，只要具有能夠相互變換P偏振光 和S偏振光的功能即可。
<第二實(shí)施方式>
接著，對本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平視顯示器進(jìn)行說明。 圖2是例示了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 如圖2所示，第二實(shí)施方式的平視顯示器20，具備如上所述的平視顯 示器用光學(xué)薄膜10;使P偏振光的光束以布儒斯特角射入該光學(xué)薄膜10中的 投光部300。從光源310射出的光束315，經(jīng)由反射部320反射后，經(jīng)過濾光 器330、透鏡340，作為入射光110而射入平視顯示器用光學(xué)薄膜10中。然后， 產(chǎn)生反射光120，到達(dá)視覺辨認(rèn)者的眼睛510。然后，視覺辨認(rèn)者能夠?qū)μ?像350進(jìn)行視覺辨認(rèn)。
在圖2的例子中，例如能夠設(shè)定為光源310和反射部320的距離為 100mm，反射部320和濾光器330的距離為50mm，從濾光器330到平視顯示 器用光學(xué)薄膜10的距離為200mm，從平視顯示器用光學(xué)薄膜10到視覺辨認(rèn) 者的眼睛510的距離為1000mm，當(dāng)然這僅是一個例子，并不限定于此。
10此外，在圖2所例示的平視顯示器20中，平視顯示器用光學(xué)薄膜10設(shè)置 在大致板狀的透明板240的主面上。透明板240例如能夠作為車輛等的擋風(fēng) 玻璃。
在上述平視顯示器20中，當(dāng)光束315射入平視顯示器用光學(xué)薄膜10中 時，光束315被變成P偏光。這里，作為光源310，可以使用如下的設(shè)備來實(shí) 現(xiàn)直線偏振光的激光器，通過偏光濾光片進(jìn)行了直線偏振光的LED或各 種電燈，或者使用了偏振光片的各種的液晶顯示器、MEMS (Micro-electro-mechanical System:微機(jī)電系統(tǒng))光學(xué)開關(guān)和偏光濾光片的 組合的裝置等。此外，也可以通過在光路中設(shè)置偏光濾光片(未圖示)來 實(shí)現(xiàn)。另外，在上述平視顯示器20中，作為投光部300，表示了使用光源310、 反射部320、濾光器330、透鏡340的例子，但并不限于此，也可以是使用上 述各種激光器、LED、各種電燈、偏光濾光片、各種液晶顯示器、MEMS 等光學(xué)開關(guān)等的多種構(gòu)成。
另外，入射角設(shè)定為在布儒斯特角0B的附近。入射角的設(shè)定，能夠通 過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計如圖2所例示的光源310、濾光器330、透鏡340、透明板240的 配置來實(shí)現(xiàn)。
另外，如上所述，在實(shí)際應(yīng)用上，入射角也可以偏離精密的布儒斯特 角9b,優(yōu)選將入射角控制在相對于布儒斯特角eB的正負(fù)5度的范圍內(nèi)。
由此，如圖1所述，本實(shí)施方式的平視顯示器20，即使是使用不能透過 S偏振光的光的偏光太陽鏡，也能夠進(jìn)行視覺辨認(rèn)，能夠得到具有高反射率 且可視性高的顯示。
另外，對本實(shí)施方式的平視顯示器在晴天時和雨天時的特性進(jìn)行說明。 圖3是例示了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的平視顯示器的特性的示意圖。 圖3 (a) 、 (b)分別為例示了晴天時、雨天時的特性的示意圖。另外， 本圖中，省略光源310、濾光器330、透鏡340。
如圖3 (a)所示，平視顯示器用光學(xué)薄膜IO，設(shè)置在透明板240的第一 主面241上。透明板240例如是車輛等的擋風(fēng)玻璃，透明板240的第一主面241 位于車輛的車內(nèi)側(cè)。透明板240的第二主面242為面對車外的面，晴天時和空氣相接觸。而且，使P偏振光的入射光110射入平視顯示器用光學(xué)薄膜10。 透明板240例如由玻璃構(gòu)成，此時的折射率大約為1.5。此外，能夠使用丙烯 樹脂或聚乙酸酯樹脂等有機(jī)樹脂，此時，折射率為1.49 1.59左右。
此時，如圖1所述，平視顯示器用光學(xué)薄膜10的反射光120為P偏振光， 此外，其反射率為約7%，能夠得到較亮的顯示。此外，如果將第二光學(xué)層 230和透明板240的折射率設(shè)為相同程度，那么在第二光學(xué)層230和透明板 240的界面上實(shí)際上不產(chǎn)生反射。
另外，由于入射光110以布儒斯特角eB入射，因此能夠使在透明板240 與外界的界面(透明板240的第二主面242)上的反射率實(shí)際為O，從而在透 明板240與外界的界面上實(shí)際上不產(chǎn)生反射光142。這樣，本實(shí)施方式的平 視顯示器20在晴天時，能夠?qū)崿F(xiàn)由P偏振光產(chǎn)生的明亮的顯示，能夠不在與 外界的界面上產(chǎn)生反射，從而得到良好的顯示。
另一方面，如圖3 (b)所示，雨天時在透明板240的第二主面242上形 成水層250。水層250的折射率為1.33，在水層250與外界的界面(水層250 的第二主面252)上的反射率為0.1%以下。所以，在水層250與外界的界面 上的反射光152的亮度低，在實(shí)際應(yīng)用上可以忽略不計。
這樣，不管在晴天時還是在雨天時，圖2、圖3中所例示的平視顯示器 20都能夠?qū)嶋H上消除在與外界的界面上的反射。
另外，如上述例示的那樣，由于能夠?qū)⑼该靼?40的折射率設(shè)定為與水 的折射率大致相同，所以在透明板240和水層250的界面上的反射小，因此 這一點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用上也可以忽略不計。
這樣，圖2、圖3中所例示的平視顯示器20，即使使用可遮斷S偏振光的 偏光太陽鏡也能夠進(jìn)行視覺辨認(rèn)，能降低包括雨天在內(nèi)的在玻璃外表面上 的反射率，從而能夠使在顯示面上的反射率高，能夠?qū)崿F(xiàn)可視性良好的顯 示。
(第一比較例)
圖4是例示了第一比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4所示，第一比較例的平視顯示器51具有透明板740，由光源810生 成的光束815經(jīng)由反射部820，變成入射光610，并投影到透明板740上來進(jìn) 行顯示。另外，在本圖中，省略了濾光器、透鏡。然后，在透明板740中， 例如，在使用玻璃的情況下，在透明板740的第一主面741上的反射光621和 在透明板740的第二主面742上的第二反射光622的反射率都大約為3.5%。所 以，能夠以大致相同的亮度對第一反射光621和第二反射光622進(jìn)行視覺辨 認(rèn)。此時，透明板740的厚度為通常的幾豪米的程度，在第一反射光621和 第二反射光622的光路中產(chǎn)生大的偏差。因此，產(chǎn)生視差(重影現(xiàn)象)，被 視覺辨認(rèn)為雙重像630，可視性非常差。 (第二比較例)
為了減少該視差(重影現(xiàn)象)，第二比較例在透明板740的外側(cè)設(shè)置了 低反射層。
圖5是例示了第二比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖5 (a) 、 (b)例示了第二比較例的平視顯示器分別在晴天時和雨天 時的特性。
如圖5 (a)所示，在第二比較例的平視顯示器52中，在透明板740的第 二主面742上設(shè)置有低反射層760。低反射層760是具有能夠調(diào)整透明板740 的折射率與外界的空氣的折射率的折射率的層，例如，可以在透明板740的 第二主面742上通過濺射或蒸鍍等方法來形成。此外，能夠通過將含有調(diào)整 折射率用的微粒子的樹脂鍍層在透明板740上的方法等來形成。根據(jù)該低反 射層760，能夠?qū)⒃诘头瓷鋵?60與外界的界面(低反射層760的第二主面 762)上的反射率降低到0.3% 0.5%左右。由此，能夠使得在低反射層760 與外界的界面上的反射光642的亮度變低，能夠在一定程度上防止重影。
但是，如圖5 (b)所示，雨天時，在透明板720的第二主面742上形成 水層750。因此，在該水層750與外界的空氣的界面(水層750的第二主面752) 上發(fā)生反射光652，其反射率為大約3.5%。所以，對反射光621和反射光652 進(jìn)行視覺辨認(rèn)，其結(jié)果是產(chǎn)生了視差(重影現(xiàn)象)。如上所述，在透明板740的外側(cè)設(shè)置低反射層760的方法能夠降低雨天 時的視差(重影現(xiàn)象)。 (第三比較例)
在第3比較例中，在透明板740的內(nèi)側(cè)設(shè)置了高反射層。 圖6是例示了第三比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。 如圖6所示，第三比較例的平視顯示器53，在透明板740的內(nèi)側(cè)即第一 主面741上設(shè)置高反射層。作為高反射層770，例如使用了電介質(zhì)多層膜的 高反射片等。在這種情況下，由于使用了高反射層770,因此能夠提高在高 反射層770的第一主面771上的反射率，例如，能夠得到35%的反射率。所以， 在高反射層770的第一主面771上的反射光671變成高亮度。此時，在透明板 740的第二主面742上的反射光642的反射率大約為3.5%左右，反射光671和 反射光642的亮度之比變?yōu)?0: 1。因此，能夠?qū)嶋H上消除視差(雙重像)， 此外，能夠?qū)Ω吡炼鹊姆瓷涔?71進(jìn)行視覺辨認(rèn)，提高平視顯示器53的顯示 的可視性。
但是，由于高反射層770降低了從外界經(jīng)由透明板740射入高反射層770 的光612的透射率，因此使得外界的背景的可視性惡化，不實(shí)用。
此外，作為高反射層770，有利用全息元件(Hologram Element)的方 法，在這種情況下，由于只能夠減低單一波長的反射率，不能適用于彩色 顯示。
(第四比較例)
第四比較例是使用1/2波長板的例子。
圖7是例示了第四比較例的平視顯示器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
而且，圖7 (a) 、 (b)例示了第四比較例的平視顯示器分別在雨天時 和晴天時的特性。另外，省略了光源、反射部、濾光器、透鏡。
如圖7 (a)所示，第四比較例的平視顯示器54，在由玻璃形成的透明 板740的內(nèi)側(cè)即第一主面741上，具有1/2波長板780。若S偏振光的入射光610 以布儒斯特角6B射入l/2波長板780，就能在1/2波長板780的第一主面781上 得到S偏振光的高反射率的反射光681。另一方面，在入射光610中的入射到1/2波長板780的光，在l/2波長板780中傳播，在1/2波長板780的第二主面782 處變?yōu)镻偏振光。若將l/2波長板780和透明板740的折射率設(shè)為相同，在該界 面上就幾乎不會產(chǎn)生反射，光以P偏光的狀態(tài)到達(dá)透明板740的第二主面 742。此時，入射角接近布儒斯特角eB，由于在透明板740的第二主面742處 為P偏振光的狀態(tài)，因此在該界面上的反射實(shí)際為O。
圖8是例示了第四比較例的平視顯示器中的入射角和反射率的關(guān)系的 模擬結(jié)果的曲線圖。
而且，圖8 (a) 、 (b)，例示了第四比較例的平視顯示器分別在晴天 時和雨天時的特性。此外，橫軸表示入射角，縱軸表示反射率。
如圖8 (a)所示，在入射角為布儒斯特角0B (56.5度)時，在l/2波長 板780的第一主面781上的反射光681的反射率大約為16%，反射光681變強(qiáng)。 另一方面，在入射角為布儒斯特角eB時，在透明板740的第二主面742上的 反射光642實(shí)際上變?yōu)?。
這樣，第四比較例的平視顯示器54在晴天時能夠得到高的反射率，此 外，所得到的顯示能夠防止在外表面上的反射。
另一方面，雨天時，如圖7 (a)所示，在透明板740的第二主面742上 形成水層750。此時，如圖8 (b)所示，在入射角為布儒斯特角0B (56.5度) 時，在透明板740和水層750的界面(透明板740的第二主面742)上的反射 光642變?yōu)?.1%以下的低反射率，實(shí)際上可以忽略不計。此外，如圖8 (b) 所示，在水層750與外界的界面(水層750的第二主面752)上，光為P偏光， 當(dāng)入射角為布儒斯特角eB (56.5度)時，在其界面上的反射光652變?yōu)?.17% 的反射率，實(shí)際上可以忽略不計。另外，在1/2波長板780的第一主面781上 的反射光681，與晴天時一樣，其反射率大約為16。/。。
這樣，不管在晴天時還是在雨天時，第四比較例的平視顯示器54都能 夠?qū)嶋H防止在擋風(fēng)玻璃與外界的界面上的反射，能夠解決視差(重影現(xiàn)象) 的問題。但是，反射光681為S偏振光，在使用可遮斷S偏振光的偏光太陽鏡 的情況下，不能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行視覺辨認(rèn)。對此，如之前所述的那樣，由于本發(fā)明的實(shí)施方式中的平視顯示器20
向視覺辨認(rèn)者提供P偏振光的光，因此即使使用可遮斷s偏振光的偏光太陽
鏡，也能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行視覺辨認(rèn)。此外，不管在晴天時還是雨天時，都能
夠?qū)嶋H消除在平視顯示器20與外界的界面上的反射，能夠?qū)崿F(xiàn)無視差(重 影現(xiàn)象)且可視性良好的顯示。 <第三實(shí)施方式>
圖2中，透明板240例如能夠作為車輛的擋風(fēng)玻璃等，由此，在觀察車 輛的擋風(fēng)玻璃的外側(cè)的背景視野的圖像信息的同時，也能夠?qū)⒏鞣N運(yùn)行信 息顯示在擋風(fēng)玻璃上，并對運(yùn)行信息進(jìn)行視覺辨認(rèn)。
圖9是例示了本發(fā)明的第三實(shí)施方式的移動體的示意圖。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式，通過將透明板240用作例如， 汽車、火車、輪船、直升機(jī)、飛機(jī)等的各種移動體的例如窗戶，從而能夠 實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的平視顯示器。
由此，即使使用可遮斷S偏振光的偏光太陽鏡也能夠進(jìn)行視覺辨認(rèn)，包 括在雨天在內(nèi)，能夠降低在玻璃外表面上的反射率，從而能夠?qū)崿F(xiàn)顯示面 的高反射率以及良好的可視性，能夠提供安全、高效運(yùn)行的移動體。
另外，在上述內(nèi)容中，作為中間光學(xué)層220，例示了使用具有高折射率 的TiCh (折射率2.3)或ZrCh (折射率2.0)的粒子的例子，但不僅限于此， 也能夠使用ITO (折射率1.85) 、 HfCh (折射率1.95) 、 Ta205 (折射率2.1) 等各種材料。此外，也可以使用有機(jī)鈦材料。
此外，在第一光學(xué)層210和第二光學(xué)層230中，能夠使用由聚碳酸酯 (PC)、聚乙烯醇(PVA)、多芳基化合物(PA)(求U7y ^—卜)、 聚砜(PSU)、聚烯烴(PO)等各種材料形成的延伸薄膜。此外，能夠使 用高分子液晶等。另外，這些材料的折射率的值及折射率的波長分散不同， 能夠考慮到這些因素，從而適當(dāng)?shù)卦O(shè)計本實(shí)施方式的平視顯示器用光學(xué)薄 膜及平視顯示器。
上面， 一邊參照具體例， 一邊對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但是， 本發(fā)明不僅限于這些具體例。例如，關(guān)于構(gòu)成平視顯示器用光學(xué)薄膜、平
16視顯示器及移動體的各要素的具體的結(jié)構(gòu)，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠通 過在公知范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇，同樣地實(shí)施本發(fā)明并得到相同的效果， 但這也包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
此外，雖然可以在技術(shù)上允許的范圍內(nèi)將各具體例中的任意兩個以上 的要素進(jìn)行組合，但只要在本發(fā)明的主旨所包含的范圍內(nèi)，都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員以本發(fā)明的實(shí)施方式中的上述平視顯示器用 光學(xué)薄膜、平視顯示器及移動體為基礎(chǔ)，在進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計變更后而實(shí)施 得到的所有的平視顯示器用光學(xué)薄膜、平視顯示器及移動體，只要在本發(fā) 明的主旨所包含的范圍內(nèi)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外，本發(fā)明的思想范疇上，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠想到各種 變更例及修正例，這些變更例及修正例也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于，具備第一光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度；第二光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度；中間光學(xué)層，被夾在上述第一光學(xué)層和上述第二光學(xué)層之間，具有和上述第一光學(xué)層的折射率及上述第二光學(xué)層的折射率都不相同的折射率。
2. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述第一光學(xué)層及上述第二光學(xué)層的至少一個是由有機(jī)樹脂的延伸薄膜形成的l/2波長板。
3. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述第一光學(xué)層及上述第二光學(xué)層的至少一個具有能夠?qū)偏振光和S偏振光進(jìn)行相互變換的功能。
4. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于，上述第一光學(xué)層及上述第二光學(xué)層的至少一個是延伸薄膜，所述延伸 薄膜是用從聚碳酸酯、聚乙烯醇、多芳基化合物、聚砜及聚烯烴所形成的 群中選出的至少一種來形成的膜。
5. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于，上述第一光學(xué)層及上述第二光學(xué)層的至少一個含有高分子液晶。
6. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層的折射率比上述第一光學(xué)層的折射率高，也比上述第二光學(xué)層的折射率高。
7. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層含有從Ti02、 ZrCh、 HfCh、 Ta2CH、氧化銦錫及有機(jī)鈦所形成的群中選出的至少一種。
8. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層含有粒子，所述粒子是用從TiCh 、ZrCh 、Hf02 、Ta2Ch、氧化銦錫及有機(jī)鈦所形成的群中選出的至少一種來形成的粒子。
9. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于，上述中間光學(xué)層是環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂含有由Ti02及ZrCh的至少 一種形成的粒子。
10. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層是用從TiCh、 ZrCh、 HfQ2、 Ta205、氧化銦錫及有機(jī)鈦所形成的群中選出的至少一種來形成的膜，成膜于第一光學(xué)層及上述第 二光學(xué)層的至少一個的表面上。
11. 如權(quán)利要求10所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層是通過噴鍍成膜的。
12. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層的折射率比上述第一光學(xué)層的折射率低，也比上述第二光學(xué)層的折射率低。
13. 如權(quán)利要求l所述的平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于， 上述中間光學(xué)層含有多孔二氧化硅。
14. 一種平視顯示器，其特征在于，具有平視顯示器用光學(xué)薄膜和投光部，所述平視顯示器用光學(xué)薄膜具有 第一光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度， 第二光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度，中間光學(xué)層，被夾在上述第一光學(xué)層和上述第二光學(xué)層之間，具有和 上述第一光學(xué)層的折射率及上述第二光學(xué)層的折射率都不相同的折射率； 所述投光部使P偏振光的光束以布儒斯特角射入上述光學(xué)薄膜。
15. 如權(quán)利要求14所述的平視顯示器，其特征在于， 上述投光部在以布儒斯特角為中心的正負(fù)5度的角度范圍內(nèi)，使P偏振光的光束射入上述光學(xué)薄膜。
16. 如權(quán)利要求14所述的平視顯示器，其特征在于，上述投光部包括直線偏振光的激光器、通過偏光濾光片變換為直線偏振光的LED及電燈、具有偏振光片的液晶顯示器及微機(jī)電系統(tǒng)中的至少一 種。
17. 如權(quán)利要求14所述的平視顯示器，其特征在于， 上述投光部具有在上述光束的光路中設(shè)置的直線濾光片。
18. —種移動體，其特征在于，具備平視顯示器和大致板狀的透明板， 所述平視顯示器具有平視顯示器用光學(xué)薄膜和投光部，所述平視顯示器用光學(xué)薄膜具有 第一光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度， 第二光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度，中間光學(xué)層，被夾在上述第一光學(xué)層和上述第二光學(xué)層之間，具有 和上述第一光學(xué)層的折射率及上述第二光學(xué)層的折射率都不相同的折射 率；所述投光部使P偏振光的光束以布儒斯特角射入上述光學(xué)薄膜， 上述平視顯示器用光學(xué)薄膜設(shè)置在上述透明板的主面上。
19. 如權(quán)利要求18所述的移動體，其特征在于，上述透明板將收容與移動體一起移動的搭乘者的空間和上述移動體的 外側(cè)空間隔開，上述光學(xué)薄膜設(shè)置在收容上述搭乘者的空間一側(cè)。
20. 如權(quán)利要求18所述的移動體，其特征在于， 上述透明板是上述移動體的擋風(fēng)玻璃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平視顯示器用光學(xué)薄膜，其特征在于，具備第一光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度；第二光學(xué)層，將入射光的偏光面變換90度；中間光學(xué)層，被夾在上述第一光學(xué)層和上述第二光學(xué)層之間，具有和上述第一光學(xué)層的折射率及上述第二光學(xué)層的折射率都不相同的折射率。
文檔編號G02B1/10GK101446653SQ20081017798
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者佐佐木隆, 岡田直忠, 堀內(nèi)一男, 奧村治彥 申請人:株式會社東芝