JP7220667B2 - 偏光部材及びそれを備えたヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本開示は、偏光部材及びそれを備えたヘッドアップディスプレイ装置に関する。

画像をディスプレイ等の表示器に表示させ、当該画像をミラーに反射させて虚像としてガラス等に映し出すヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ装置」という）が用いられている。ＨＵＤ装置は、情報等を利用者の通常の視界と重ね合わせて表示させるために用いられる。ＨＵＤ装置は、フロントガラスに車速等の情報を表示させる自動車等の多様な応用例がある。

車載用等のＨＵＤ装置では、装置本体からフロントガラス等の投影部に画像を投影する投射口から埃やゴミが入り込まないよう透光性のカバーが設けられている。透光性のカバーとしては、通常、ポリカーボネイト板が使用されている。ここで、ディスプレイからの出射光の輝度を低下させることなく外から入射する太陽光を遮蔽するために、カバーに偏光特性を持たせることが提案されている。

また、ＨＵＤ装置内部の光路中にλ／２位相差板を設置し、ＬＣＤからの偏光光の光軸を回転させる機構を設けた構成が開示されている。当該技術では、フロントガラスからの反射光が完全に水平方向の偏光成分とならないようにし、反射光が車両運転者の偏光サングラスの吸収軸に完全に重ならないようにすることで視認できるようにすることを目的としている。また、光軸のブレを抑え、出射される偏光方向を均一化し、フロントガラスの表示像輝度の最大にすることを目的とすることが開示されている。

また、ＨＵＤ装置用カバーについて、従来の透明カバーでは当該装置の内部構造が見えてしまうという課題があり、これに対して、偏光子による光吸収層を設けたカバーとし、また、光源からの外側に位相子を設けることにより偏光サングラス着用時の表示の視認性を得る技術が開示されている。

車載用ＨＵＤ装置は、車両のダッシュボード上に装着される。したがって、装置光源の熱だけでなく、太陽光により発生する熱に晒されるため、この熱が特には内部のディスプレイの寿命に影響を及ぼすことから、熱や外光へ何等かの対策が必要となっており、偏光機能を有するカバーはその目的に有効とされる。また、装着されるカバーにおいても車載規格で必要とされている耐久性や当該内装規格で求められる難燃性を付与しなければならない。

この場合、偏光特性が付与されたカバー（以下、「偏光カバー」と称す）の吸収軸は、投射側にあるＬＣＤのフロント側の偏光板の吸収軸と平行となるように設置される。このとき、フロントガラスに投射される虚像の輝度、即ち、反射率が最大となるようにするため、投射される偏光光は水平方向の成分となるように偏光板あるいは装置内の光路上に位相差板が配置される。

一方、ＨＵＤ装置中のＬＣＤからフロントガラスに照射される光は水平方向の偏光光であるため、車両運転者が偏光サングラスを着用した場合、フロントガラスからの反射される水平方向の偏光光と偏光サングラスの吸収軸方向が重なってしまうことにより、投射された表示像の視認性が悪くなる、もしくは表示像が見えなくなってしまう問題がある。偏光サングラスは、対象物から乱反射される水平方向の成分からなる偏光光をカットすることでまぶしさを軽減し対象物を視認しやすくするものである。日中の車両運転においては、路面からの反射光を抑えたり、道路標識の視認性を高めたり等、車両運転者の安全な運転のために役立つものである。そのため、サングラス着用時の車載用のＨＵＤ装置の表示像の視認対応が要求されている。

先行技術では、偏光サングラスの装着時でも、フロントガラスの表示像の視認性を確保するために有効なものであるが、実際、車載用のＨＵＤ装置の光路内に上述のような機構となる位相差板を組み込むことは、熱対策や設置スペース確保の問題から設計上容易ではない。

また、先行技術では、防塵カバーに偏光カバーを設ける条件については言及されていない。光路内に設けた位相差板により偏光方向を変えてしまうと、ＬＣＤからの出射光が偏光カバーで減衰あるいは消光してしまい十分な表示輝度が得られない状態となる。

また、先行技術では、カバーに偏光特性を持たせるためにポリカーボネイトなどのプラスチック基板に一般的な偏光板を貼り合わせた場合、熱によりプラスチック板に曲がりが生じ、投影される画像にゆがみが生じたり、カールによって筐体から外れたりするおそれがある。また、車両等の内装部品に用いられる場合、偏光特性を持たせたカバーも燃焼試験の要求基準を満たすことが必要であるが、当該構成が要求基準を有するかについては言及されていない。

本開示は、車載使用における信頼性を有し、且つ、サングラス着用時のＨＵＤ装置による表示像の視認性を改善する偏光部材及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。

染料系偏光子とする偏光板の両辺に難燃性を有するプラスチック支持体を貼り合せ、且つ、偏光カバー側に位相差層を設けることによって、太陽光の遮蔽とその熱に対する耐熱性の効果を得ることができ、且つ、車両運転者が偏光サングラスを着用していた場合であっても、視認性が低下することが少ないＨＵＤ装置を提供できることを見出した。

すなわち、本開示の１つの態様は、偏光部材であって、染料系偏光子を有する偏光板の片面に位相差層が光源からの光路の外側となるように設けられた構成であって、前記位相差層に粘接着層を介して貼り合わされた第１支持板と、前記偏光板側に粘接着層を介して貼り合わされた第２支持板と、を備える。

上記偏光部材と、画像を出力する表示器と、前記表示器を収納する筐体と、を備え、前記表示器から出力される画像を前記筐体の外部へ透過する偏光カバーとして用いられているＨＵＤ装置とすることが好適である。

本開示によれば、難燃性を有し高温に晒されても形状の変形や変色等の光学劣化が少なく、且つ、フロントガラスの表示像が偏光サングラスを着用しても視認することができる偏光部材及びそれを用いたＨＵＤ装置を提供することができる。

実施の形態におけるヘッドアップディスプレイの構成を示す図である。 実施の形態における偏光カバー（偏光板）の構成を示す図である。 実施の形態における偏光カバー（偏光板）の構成を示す図である。 実施の形態における支持板の構成例を示す図である。

本開示の実施の形態におけるヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）１００は、図１に示すように、筐体１０、表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６、偏光カバー（偏光部材）１８及び投影部２０を含んで構成される。

筐体１０は、ＨＵＤ装置１００を構成する表示器１２、平面ミラー１４、凹面ミラー１６等の構成要素を収納する。筐体１０は、プラスチックや金属等の機械的な強度を有する材料で構成される。

表示器１２は、ＨＵＤ装置１００によって投影される画像を出力する装置である。表示器１２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等によって構成される。表示器１２から放射される画像光は直線偏光されている。

平面ミラー１４は、表示器１２から放射された画像光を凹面ミラー１６へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、平面ミラー１４から到達した画像光を反射させて投影部２０へ向けて反射させるために設けられる。凹面ミラー１６は、画像光を所望の倍率で拡大して投影部２０へ投影させる。

偏光カバー１８は、筐体１０に設けられた開口部に装着された透光性の板状部材である。偏光カバー１８は、凹面ミラー１６によって反射された画像光を筐体１０の外部へ透過させると共に、筐体１０の内部に埃やゴミが入り込まないように設けられる。偏光カバー１８の構成については後述する。

投影部２０は、凹面ミラー１６から到達した画像光を受光し、その虚像を投影画像として映し出す。投影部２０は、利用者の通常の視覚も確保するためにハーフミラーやホログラフィック素子を用いてもよい。また、投影部２０は、筐体１０に対して取付け角度や取付け位置が変更できるように構成することも好適である。これにより、利用者の視線に合わせて、投影された画像が見易いように投影部２０の位置や角度を調整することができる。

偏光カバー１８は、偏光子を有する偏光板３４を含んで構成される。図２は、偏光カバー１８の一例の断面構造を示す。本実施の形態では、偏光カバー１８は、第１支持板３０、粘接着層３２、位相差層４０、粘接着層４２、偏光板３４、粘接着層３６及び第２支持板３８を積層した構成とされる。

偏光板３４は、特定の方向に偏光した光のみを透過する偏光子を含む層である。偏光板３４は、任意に選択することができるが、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを二色性染料により染色した染料系偏光板とすることが好適である。ＰＶＡフィルムは、一例として、クラレ製ＶＦ－ＰＳ＃７５００等を適用することができる。ＰＶＡフィルムは、例えば、延伸前に厚さ７５μｍのフィルムを延伸後において３０μｍ程度となるまで延伸する。

偏光板３４は、ＰＶＡフィルムの一面に形成される。偏光板３４は、染料系材料によって構成することが好適である。染料系材料は、二色性染料とすることがより好適である。ここで、染料系材料は、アゾ化合物及び／又はその塩を含有することが好適である。

すなわち、以下の化学式を満たす染料系材料を用いることが好適である。

（１）式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎは１又は２で示されるアゾ化合物及びその塩。
（２）Ｒ１、Ｒ２が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである（１）記載のアゾ化合物及びその塩。
（３）Ｒ１、Ｒ２が水素原子である（１）記載のアゾ化合物及びその塩。

例えば、以下に示す工程で得られる材料を用いることが好適である。４－アミノ安息香酸１３．７部を水５００部に加え、水酸化ナトリウムで溶解する。得られた物質を冷却して１０℃以下で３５％塩酸３２部を加え、次に亜硝酸ナトリウム６．９部を加え、５～１０℃で１時間攪拌する。そこへアニリン－ω－メタンスルホン酸ソーダ２０．９部を加え、２０～３０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてｐＨ３．５とする。さらに、攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過して、モノアゾ化合物を得る。得られたモノアゾ化合物を水酸化ナトリウム存在下、９０℃で攪拌し、化学式（２）のモノアゾ化合物１７部を得る。

化学式（２）のモノアゾ化合物１２部、４，４’－ジニトロスチルベン－２，２’－スルホン酸２１部を水３００部に溶解させた後、水酸化ナトリウム１２部を加え、９０℃で縮合反応させる。続いて、グルコース９部で還元し、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過して化学式（３）で示されるアゾ化合物１６部を得る。

さらに、化合物（３）の染料を０．０１％、シー・アイ・ダイレクト・レッド８１を０．０１％、特許２６２２７４８号公報の実施例１において示されている下記構造式（４）で示される染料を０．０３％、特開昭６０－１５６７５９号公報の実施例２３において公開されている下記構造式（５）で示される染料０．０３％及び芒硝０．１％の濃度とした４５℃の水溶液に基板として厚さ７５μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を４分間浸漬する。このフィルムを３％ホウ酸水溶液中において５０℃で５倍に延伸し、緊張状態を保ったまま水洗、乾燥する。これによって、中性色（平行位ではグレーで、直交位では黒色）となる染料系材料を得ることができる。

また、偏光板３４は、上記製造方法で得られた偏光膜を基材に貼り合わせた構造としてもよい。基材は、偏光板３４の保護層となる部材である。基材は、任意に選択することができるが、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、アクリルフィルム、環状オレフィン系フィルム等を用いることが好適である。一例として、ＴａｃＢｒｉｇｈｔ社製Ｐ９６０ＧＬ等を適用することができる。基材の厚さは、これに限定されるものではないが、２０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好適である。熱や湿度に対する光学変化が少なく、且つ収縮や反りを抑えた偏光子を得るためには、偏光膜の両面に基材を設けることが好適である。

位相差層４０は、偏光板３４の片面に設け、且つ、光源からの光路の外側となるように設ける。位相差層４０は、例えば、ポリカーボネイトやＰＥＴフィルム、環状オレフィンを主成分とするフィルムを延伸したもの、あるいはＴＡＣフィルム等の基材上に紫外線硬化性の高分子液晶がコーティングされ配向したものを選択することができる。

位相差層４０は、当該遅相軸と偏光板３４の吸収軸とで成す角度の関係が０°より大きく９０°未満の角度範囲内とすることが好適である。すなわち、位相差層４０の遅相軸と偏光板３４の吸収軸とが一致する場合（関係角度は０°）および直交する場合（関係角度は９０°）を除くことが好適である。このような関係において、投射部２０からの反射光（虚像）は完全に水平方向の偏光光のみの成分とならず、反射光は偏光サングラスの吸収軸（水平方向）ですべて吸収されないため、偏光サングラス着用時でも虚像を視認できるようになる。このとき、位相差層４０の位相差値（Ｒｅ）は、λ／nで表し（λは波長を表す）、ｎの値が１＜ｎ＜５０の範囲を満たすことが好ましい。

ｎが５０を超える場合は、位相差が低すぎるために、位相差層４０の遅相軸と偏光板３４の吸収軸との関係角度のいずれの範囲において偏光板３４からの偏光光の偏光軸を回転または楕円偏光等を変換する効果が十分に得られない。また、投影光がＳ偏光の場合、位相差が低い場合には、偏光サングラス着用時の投影画像の輝度が低くなり視認しにくいおそれがある。反対に、投影光がＰ偏光の場合、位相差が低い場合には、偏光サングラス非着用時（夜間や曇天時等）の投影画像の輝度が低くなり本来の表示性を損ねてしまうおそれがある。

したがって、偏光サングラス着用時及び非着用時のいずれにおいて良好な視認性の虚像を得る関係角度とｎの態様としては、例えば、n＝２のときは関係角度が１０°以上８０°以下とすることが好ましい。さらに、２０°以上７０°以下とすることがより好ましい。また、例えば、ｎ＝４のときは関係角度が２０°以上７０°以下であることが好ましく、３０°以上５０°以下であることがより好ましい。

市販の入手できる位相差層４０は、例えば、ｎ＝４である位相差層としては帝人社製Ｔ－１３８（位相差値＠波長５５０ｎｍ（Ｒｅ）＝１３８ｎｍ）、ｎ＝２である位相差層としてはカネカ社製Ｒフィルム（Ｒｅ＝２７５ｎｍ）が挙げられる。用いる位相差層の波長依存性は、少ない方が好ましく、いわゆる広帯域の位相差層とすることが好ましい。広帯域位相差層とは、各波長に対して概ね等しい位相差を付与できる機能を有しており、例えば帝人社製のピュアエースＲＭ―１４７等が挙げられる。広帯域とすることにより、投影された画像の色変化や、偏光サングラス越しに観察した画像の色変化を抑えることができる。

高温下に晒された場合の偏光板の寸法安定性や反りの軽減の観点からは、延伸されたフィルムよりも、液晶コーティングされたＴＡＣフィルムを位相差層４０として用いる方が好適である。さらには、コーティングフィルムを偏光素子の保護層とするＴＡＣフィルム基材として、偏光素子の片面側に直接接着し、その反対側には同基材且つ同厚みのＴＡＣフィルムを貼り合せることが好適である。これにより、偏光板の積層構成の対称性が保持され、反りを軽減することができる。図３は、この場合における偏光カバー１８の一例の断面構造である。

また、偏光サングラス着用時と非着用時の両条件において、フロントガラスに投射される表示像の良好な視認性を得るための出射の偏光方向は、偏光板３４と位相差層４０との光軸の関係角により調整され、出射角度やフロントガラスの角度によって最適化することが好適である。

粘接着層３２は、位相差層４０と第１支持板３０とを貼り合わせるための層である。また、粘接着層３６は、偏光板３４と第２支持板３８とを貼り合わせるための層である。粘接着層３２及び粘接着層３６に用いられる粘着剤又は接着剤は、アクリル系、またはポリエステル系であれば特に限定されるものではなく、さらにこれら以外のものを使用してもよい。また、粘接着層３２及び粘接着層３６は、偏光板３４と第１支持板３０又は第２支持板３８との間に熱応力等の力が働いた場合にその力を吸収（緩衝）させるような材料とすることで発生する偏光カバーの反りを軽減させることができる。その場合、粘着剤を使用する方が好適であり、粘着層の膜厚を、１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好適である。

粘接着層４２は、偏光板３４と位相差層４０を貼り合せるための層である。粘接着層３５は、粘接着層３２及び粘接着層３６と同じ材料のものを用いても良い。粘接着層３５の材料は特に限定されるものではなく、さらに前記以外のものを使用してもよい。熱応力等の吸収（緩衝）の観点から、前記同様に粘着剤を用いる方が好適であり、この場合、粘着層の膜厚は、１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好適である。また、位相差層４０が基材として直接偏光子に接着される場合は、粘接着層４２は不要となる。

第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光カバー１８を機械的に支持するための部材である。すなわち、第１支持板３０は、粘接着層３２を介して位相差層４０の表面に貼り付けられ、第２支持板３８は、粘接着層３６を介して偏光板３４の裏面に貼り付けられる。

第１支持板３０及び第２支持板３８は、難燃性プラスチック板を含むことが好適である。すなわち、第１支持板３０及び第２支持板３８を難燃性プラスチック板で構成とすることによって、自動車等に搭載するための規格にあったＨＵＤ装置１００を実現することができる。

ここで、第１支持板３０及び第２支持板３８は、偏光カバー１８を透過した像に歪みを生じさせないために表面が平坦なものを使用することが好適である。また、偏光カバー１８を透過した光（偏光光）が乱されないように、透過光に位相差を生じさせないような低位相差のものを使用することが好適である。

すなわち、好適な態様とするためには、偏光カバー１８の偏光板３４の吸収軸と第１支持板３０および第２支持板３８が有する光学異方性に伴う遅相軸との光軸を平行に配置することが好ましい。当該光軸のずれは、偏光カバー１８において表示器１２から出射される直線偏光光の透過率を低下させ、楕円偏光成分を伴って投射されることになるので、虚像の輝度低下や当該表示像にムラが生じてしまうおそれがある。したがって、虚像の表示性や視認性に影響のない光軸の軸角度の範囲は、－４°以上４°以下が好ましく、－１°以上１以下°がより好ましい。

さらに、第１支持板３０及び第２支持板３８を低位相差とすることにより、第１支持板３０及び第２支持板３８に用いられる樹脂材料等に有する波長分散の影響を少なくすることができる。低位相差とするためには、成膜時における張力を抑える、又は、光弾性係数の低い樹脂材料を用いる等の方法が挙げられる。これにより、例えば、自動車等に搭載されるＨＵＤ装置において偏光カバー１８からフロントガラスへの虚像の投射角度の設計態様は様々であるから、偏光カバー１８を透過する偏光光の入射又は出射の角度に伴う偏光光の波長依存性が小さくなり、色相ムラの少ない虚像を表示することができる。したがって、第１支持板３０及び第２支持板３８において色相ムラに影響のない位相差値（Ｒｅ）としては、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、０ｎｍ以上５０ｎｍ以下がより好ましい。

例えば、第１支持板３０及び第２支持板３８は、ポリカーボネイト（ＰＣ）板、アクリル樹脂板、セルロース板、ナイロン板等とすることが好適である。また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、可燃材料を不燃処理した材料としてもよい。偏光カバー１８の機械的な強度を考慮すると、第１支持板３０及び第２支持板３８は、それぞれ５０μｍ以上の厚さを有することが好適である。

また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、単層ではなく、複数の層を積層した構造としてもよい。例えば、図３に示すように、主板Ａをポリカーボネイト（ＰＣ）板とし、それに副板Ｂとしてアクリル樹脂板を積層した構造とすることが好適である。アクリル樹脂板は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等とすることができる。

さらに、第１支持板３０及び第２支持板３８には、表面保護のためにＨＣ（Ｈａｒｄ Ｃｏａｔ）、ＡＧ（Ａｎｔｉ－Ｇｌａｒｅ）、ＡＲ（Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、ＬＲ（Ｌｏｗ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）等の保護層Ｃを設けてもよい。ＨＣは、ＪＩＳ Ｋ５６００－５－４に規定する鉛筆硬度試験（７．４８Ｎ荷重）で、ＨＢ以上の硬度を示すものをいう。

ただし、偏光カバー１８の曲がりの発生を抑制するために、これらの副板Ｂや保護層Ｃを設ける場合には偏光カバー１８の膜厚方向に沿って上下対称の構造とすることが好適である。

偏光カバー１８をＨＵＤ装置１００に搭載する際には、表示器１２から出力されて偏光カバー１８を透過する光（直線偏光光）の偏光方向と偏光カバー１８の偏光板３４の偏光方向とが平行になるように配置することが好適である。

これにより、ＨＵＤ装置１００の外部から偏光カバー１８に入射する光（太陽光等）を大幅にカットできると共に、表示器１２から出力される光の大部分を透過できる偏光カバー１８を提供することができる。したがって、画像の視認性を高めたＨＵＤ装置１００を実現することができる。

また、偏光板３４の表面及び裏面を第１支持板３０及び第２支持板３８で支持することによって偏光カバー１８の機械的な強度を高めることができる。

さらに、偏光板３４を表面側及び裏面側から板厚方向に対照となるように第１支持板３０及び第２支持板３８で挟み込むことによって、偏光カバー１８に熱応力が加わったときの反りを抑制することができる。すなわち、表示器１２からの光や外部からの太陽光の照射によって偏光カバー１８が加熱された場合に、偏光板３４の表面側において第１支持板３０との界面に発生する応力と偏光板３４の裏面側において第２支持板３８との界面に発生する応力とをバランスさせることで偏光カバー１８に生ずる反り（曲がり）や変形を抑制することができる。

また、第１支持板３０及び第２支持板３８は、難燃性プラスチック板を含むことが好適であるとしたが、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つを混合させる方法、又は、難燃性化させた材料を用いてコーティングあるいは共押しすることが好適である。価格、色づき、ポリカーボネイト（ＰＣ）の特性及び環境への影響を考慮すると、ハロゲンのうち臭素を用いることがより好適である。ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つを混合させる場合、選択した原料をポリカーボネート（ＰＣ）に混練させることが好適である。

以上説明した本実施形態の作用効果を以下に説明する。

例えば、偏光板３４としてポラテクノ社製の染料系偏光板ＥＨＣ－１２５Ｕ（膜厚２１５μｍ）に、位相差層４０として帝人社製位相差フィルムＴ－１３８（Ｒｅ＝１３８ｎｍ）を偏光板の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸の関係角が４５度の成るように粘接着層４２として膜厚２５μｍのアクリル系粘着剤を用いて貼り合せ、円偏光板とした。さらに、位相差層側に第１支持板３０として三菱ガス化学社製のＭＲＦ０８Ｕを粘接着層３２として前記アクリル系粘着剤を用いて貼り合せ、同様に、偏光板側に第２支持板３８として前記ＭＲＦ０８Ｕを粘接着層３６として前記アクリル系粘着剤により貼り合わせて偏光カバー１８を構成することができる。

当該偏光カバー１８を１０５℃で２４時間加熱した場合に反りや変形は生じなかった。一方、第１支持板３０又は第２支持板３８の一方のみを設けた場合、１０５℃で２４時間加熱した場合には４０ｍｍ程度の曲がりが発生した。

また、偏光カバー１８にヨウ素系の偏光膜を適用した場合、９０℃以上の加熱によって偏光膜に変色が生じて光の透過性が低下してしまう。これに対して、本実施の形態のように、偏光板３４として染料系材料を用いることによって、９０℃以上の使用環境であっても偏光カバー１８の変形を抑制しつつ、変色することなく高い光透過性を維持することができる。

以下、第１支持板３０及び第２支持板３８に難燃性プラスチック板を適用した実施例及びそれに対する比較例について示す。実施例では、上記実施の形態における第１支持板３０及び第２支持板３８として、ポリカーボネート（ＰＣ）に金属酸化物、臭素、リン、ハロゲンの少なくとも１つを混合させた難燃性ＰＣを適用した。これに対して、比較例１では、第１支持板３０及び第２支持板３８として一般的なポリカーボネイト（ＰＣ）（ＳＡＢＩＣ製 ＬＥＸＡＮ８０１０Ｑ）を適用した。また、比較例２では、第１支持板３０として難燃性ＰＣを適用し、第２支持板３８を設けない構成とした。

実施例では、米国の連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）における自動車の内装に対する燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）において標線前で自己消火された。これに対して、比較例１では、燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアできなかった。また、比較例２では、第１支持板３０を設けた側からの着火については燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアしたが、第２支持板３８を設けなかった偏光板３４側からの着火については燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）をクリアできなかった。

また、実施例１、比較例１及び比較例２において１０５℃の加熱を４８時間行った場合の反りについて確認した。実施例及び比較例１では、形状の変化はみられなかった。すなわち、実施例及び比較例１では、曲がりやうねりは見られなかった。これに対して、比較例２では、形状の大きな変化がみられた。

なお、一般的なポリカーボネイト（ＰＣ）（例えば、ＳＡＢＩＣ製 ＬＥＸＡＮ８０１０Ｑ）よりも金属酸化物、ハロゲン、リンの少なくとも１つの混合量が多いものであれば上記効果が得られる。

以上のように、第１支持板３０及び第２支持板３８に難燃性プラスチック板を適用することで、米国の連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）における自動車の内装に対する燃焼性試験（Ｎｏ．３０２）の基準をクリアすることができる。また、従来は防ぐことができなかった、曲がりやうねりを抑制することができる。

次に、偏光サングラス着用時のＨＵＤ表示像の視認性の確認方法について説明するが、ＨＵＤ装置の表示原理に基づき簡易的に効果を検証するための方法であり、以下に限定されるものではない。

市販のカラーＩＰＳ液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」とする）の表示部を上向きに平置きし、その上方に青板ガラス（厚さ１．１ｍｍ）を４５度に傾けて設置し、ＬＣＤの表示像が当該ガラスの表面に虚像として観察できるように設置した。この時、ガラス板に投射される虚像の輝度が最大となるように、ＬＣＤから出射される偏光光が水平に投射される位置にガラス板を設置した。

また、本開示の偏光カバー１８をＬＣＤの偏光カバーとして設置した。この時、位相差層４０をガラス板側に向け、偏光板３４の透過軸とＬＣＤの表示側の偏光板の透過軸とが平行となるように設置した。

ガラス板の虚像が観察できる位置に、受光部として色彩輝度計（コニカミノルタ社製ＣＡ―２０００）を設置した。また、受光部の前に、偏光サングラスとして見立てた偏光板（ポラテクノ社製ＳＫＮ－１８２４３）を、吸収軸が水平となるように設置し、ガラス表面の虚像の視認性を測定した。

実施例及び比較例の測定条件は、条件１として偏光カバー１８及び偏光サングラスを共に使用しない方法、条件２として偏光カバー１８を使用し、偏光サングラスを使用しない方法、及び条件３として偏光カバー１８及び偏光サングラスを共に使用する方法で行った。表１は、得られた輝度を比で示したものである。

表１より、偏光カバー１８及び偏光サングラスを使用しないときの虚像輝度を１００とした場合において、条件３では、位相差層４０を設けないときは輝度が検出されなかったが、位相差層４０を使用した時は輝度を確認することができた。従って、偏光カバー１８を備えたＨＵＤ装置１００において、偏光サングラスを着用した場合、偏光カバー１８に位相差層４０を使用したときは虚像を視認することができるが、位相差層４０を使用しないときは、虚像を視認することができないことがわかる。

また、上述の実施態様において位相差層４０にカネカ社製Ｒフィルム（Ｒｅ＝２７５ｎｍ）を用いて同様に偏光サングラス着用時のＨＵＤ表示像の視認性の確認を行った。このとき、位相差層４０の遅相軸は、偏光板３４の吸収軸に対して０～９０°の範囲と成るように貼合した。その他の構成は、上述の実施形態と同じとした。偏光サングラスを設置したときの虚像を目視確認し、視認性ついて以下のように判定した。その結果を、表２に示す。
○：虚像を視認できる
×：虚像を視認できない

表２より、位相差層４０の遅相軸角度が偏光板３４の吸収軸に対して０°又は９０°に配置された場合は、位相差層４０を使用しないときと同様には、虚像を視認することができなかった。すなわち、この場合、出射される偏光光の光軸は変化せず、位相差層４０を設置しない場合の偏光光と同じ光軸となったためである。

一方、位相差層４０の遅相軸角度が偏光板３４の吸収軸に対して４５°の場合、偏光サングラスを介して虚像を視認することができた。すなわち、この場合、出射される偏光光は水平方向から垂直方向の直線偏光光に変換され、垂直方向の成分としてガラス板へ投射されガラス板で反射することになり、吸収軸が水平方向にある偏光サングラスを介して虚像を視認することができる。ただし、垂直方向の偏光成分は、偏光光の入射角度において投影部表面の反射率がゼロとなる角度（ブリュースター角という）がある。したがって、この試験例の場合では、当該角度（ブリュースター角）に相当する場合は虚像が見えなくなるため、当該角度を除いて光学系を構成することが好適である。

以上より、本開示の偏光部材を偏光カバーとしてＨＵＤ装置に用いることによって、車載での使用においても高い信頼性を有し、且つ、車両運転者が偏光サングラスを着用していても、フロントガラスの表示情報を視認できるＨＵＤ装置を提供することができる。

１０ 筐体、１２ 表示器、１４ 平面ミラー、１６ 凹面ミラー、１８ 偏光カバー、２０ 投影部、３０ 第１支持板、３２ 粘接着層、３４ 偏光板、３６ 粘接着層、３８ 第２支持板、４０ 位相差層、４２ 粘接着層、１００ ＨＵＤ装置。

Claims (7)

1. ヘッドアップディスプレイの偏光カバーとして用いられる偏光部材であって、
   偏光子を有する染料系偏光板の片面に位相差層を有し、
   前記位相差層に粘接着層を介して貼り合わされた第１支持板と、前記偏光板側に粘接着層を介して貼り合わされた第２支持板と、
   を備え、
   前記位相差層は装置光源からの光路の外側となるように設けられており、
   前記第１支持板及び前記第２支持板は、それぞれ、５０μｍ以上の厚さを有し、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＲｅを有し、前記第１支持板及び前記第２支持板が有する光学異方性に伴う遅相軸と前記偏光子の吸収軸の軸角度が－４°以上４°以下である。
2. 請求項１に記載の偏光部材であって、
   前記第１支持板及び前記第２支持板は、難燃性プラスチック板を含む。
3. 表示装置であって、
   請求項１に記載の偏光部材と、
   画像を出力する表示器と、
   前記表示器を収納する筐体と、を備える。
4. 表示装置であって、
   請求項２に記載の偏光部材と、
   画像を出力する表示器と、
   前記表示器を収納する筐体と、を備える。
5. ヘッドアップディスプレイであって、
   請求項１に記載の偏光部材と、
   画像を出力する表示器と、
   前記表示器を収納する筐体と、を備える。
6. ヘッドアップディスプレイであって、
   請求項２に記載の偏光部材と、
   画像を出力する表示器と、
   前記表示器を収納する筐体と、を備える。
7. 請求項１に記載の偏光部材であって、
   前記位相差層の遅相軸と前記偏光板の吸収軸とで成す角度が０°より大きく９０°未満の角度範囲内とする。

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