JPH11271665A

JPH11271665A - 表示装置

Info

Publication number: JPH11271665A
Application number: JP10372523A
Authority: JP
Inventors: Motoo Asakura; 素雄朝倉; Kenji Hosaki; 憲二穂崎
Original assignee: Central Glass Co Ltd; Nippon Mitsubishi Oil Corp
Current assignee: Central Glass Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】通常の４５°の偏光軸を有する液晶表示器を使
用して二重像を防止する簡便な表示装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】その表示画面上の垂直軸に対して４５°の
偏光軸を有する液晶表示器からの表示情報を、透明板状
体面に対して、入射角がブリュースター角で照射し、透
明板状体あるいは透明板状体に設けられた半透明反射膜
により表示器側のアイポイントに反射させ表示する表示
装置において、４５°旋光する旋光子を液晶表示器の前
面に設置するか、あるいは４５°旋光してＰ波とすると
する旋光子を該透明板状体に設置するようにしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示器を表示器
として使用して、この表示器からの表示情報を車両など
のフロントガラスあるいは、フロントガラスに設けたコ
ンバイナーに投射し、前方視野内あるいはその近傍の前
景を重畳し、運転者等に視認させるようにした車両、船
舶用のヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと略称
する）、あるいは建築用などの表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＨＵＤとしては、ハーフミラーの
機能を有する膜あるいはフィルムを使用して単板ガラス
の表面あるいは合わせガラスの内部に成膜あるいは接着
したものがあったが、ハーフミラーだけでなく、板ガラ
スの表面あるいは裏面での反射も避けられず、像が二重
に視認される欠点があり、この二重像を防止するため
に、板ガラスなどの透明板状体にλ／２板（旋光子層）
を接着したもの（特開平２−１４１７２０号）が提案さ
れ、本出願人も透明板状体に複屈折性を有する透明フィ
ルムを接着したもの（特開平２−２９４６１５号）、透
明板状体に液晶高分子よりなる旋光子を接着したもの
（特開平６−４０２７１号）、旋光子と半透明反射膜、
反射防止膜を組み合わせたもの（特願平７−９８８７８
号）を提案している。

【０００３】この場合に表示器としては、蛍光表示管な
どとともに、液晶表示器が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
表示器として普及している液晶表示器は、視野角の左右
対称性を保つため、一部の小型液晶テレビを除いて通
常、その表示画面上の垂直軸に対し略、対角（水平、垂
直方向に斜め）方向になるよう偏光軸を設定されてい
る。

【０００５】そのため汎用の液晶表示器を使用して、従
来の９０°偏光方向を旋光する旋光子を用いて二重像を
防止しようとしても防止することは不可能であり、その
画面上で画面に平行あるいは垂直な偏光軸を有する小型
の液晶表示器を用いるか、あるいは通常は専用に偏光軸
を調整した表示器を特製する必要があった。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、通常の４５°の偏光軸を有する液晶表示器を
使用して二重像を防止する簡便な表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
するために、本発明の表示装置は、９０°旋光する旋光
子がその一部に設けられた透明板状体に、その表示画面
上の垂直軸に対して４５°の偏光軸を有する液晶表示器
からの表示情報を、透明板状体面に対して、電界方向が
垂直なＳ偏光（以下Ｓ波という）で、あるいは透明板状
体面に対して電界方向が平行なＰ偏光（以下Ｐ波とい
う）で入射角がブリュースター角で照射し、透明板状体
あるいは透明板状体に設けられた半透明反射膜により表
示器側のアイポイントに反射させ表示する表示装置にお
いて、４５°旋光する旋光子を液晶表示器の前面に設置
するか、あるいは表示画面上の垂直軸に対して４５°の
偏光軸を有する液晶表示器からの情報を、透明板状体面
に対して入射角がブリュースター角で照射し、透明板状
体あるいは透明板状体に設けられた半透明反射膜により
液晶表示器側のアイポイントに反射させて表示する表示
装置において、４５°旋光してその電界方向が透明板状
体に対して平行なＰ偏光とする旋光子を該透明板状体に
設置するようにしたことを特徴とする。

【０００８】本発明は、その画面上の垂直軸に対して４
５゜の偏光軸を有する液晶表示器前面に、４５゜旋光す
る旋光子を設置することにより、本来の表示器に９０゜
の偏光軸を有する偏光板で偏光するものと同じ偏波面を
有する偏光として二重像を防止することができる。ある
いは透明板状体に、４５゜旋光してＰ波とする旋光子を
設置することにより、Ｐ波が透明板状体の裏面からブリ
ュースター角で出射するので裏面での反射がなく二重像
を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】透明板状体は、板ガラスなどの無
機ガラス、透明な樹脂板などの有機ガラスを使用するこ
とができ、単板だけでなく、２枚の透明板状体を中間膜
などで合わせた構造のもの、板ガラスと透明樹脂板など
を積層した構造のものなどに応用することができ、用途
も自動車用風防ガラス（合わせガラス）に設けてコンバ
イナーとして、あるいは単板ガラスに設けて別置きのコ
ンバイナーとしていずれもヘッドアップディスプレイ用
に応用するだけでなく、建築用ガラス、間仕切りなどに
設けて各種の表示を行うようにしてもよい。

【００１０】車両用の風防ガラスに応用する場合には、
車外側板ガラスの合わせ面側に旋光子層を設けると耐衝
撃性、耐貫通性が向上する点で好ましく、車内側板ガラ
スの合わせ面側に設けると太陽光が中間膜であるポリビ
ニールブチラールを介して旋光子に照射されるので、紫
外線がある程度吸収され、耐久性が向上する点で好まし
い。

【００１１】旋光子としては、液晶状態でねじれネマチ
ック配向し、液晶転移点以下では、ガラス状態となる液
晶高分子よりなる旋光子を使用すると可視域全域にわた
り二重像が見えないようにすることができるので好まし
いが、特定波長については、複屈折性を有する透明フィ
ルム、λ／２板などの旋光子層なども使用することがで
きる。

【００１２】このような旋光子は、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）などの透明プラスチックフィルムな
どの透明基板上に液晶ポリマーを塗布し、せん断力、電
場、あるいは磁場をかけた後、熱処理、冷却して液晶配
向を固定化して得ることができる。

【００１３】また、透明基板上にラビングポリイミド
膜、ラビングポリビニールアルコール膜あるいは酸化珪
素を斜め蒸着した膜などの配向膜を形成し、その上に液
晶ポリマーを塗布し、熱処理後、冷却して配向を固定化
する方法などを採用することができる。

【００１４】さらに、前記手段により液晶配向を固定化
した後、液晶ポリマーそのものを透明基板無しで単体と
して旋光子に用いることができる。ここで旋光子の厚さ
は０．５〜２０μｍであり、好ましくは１〜１５μｍで
ある。

【００１５】旋光させる角度の調整は、液晶ポリマー中
の光学活性単位成分の含有量、液晶ポリマーの厚み、液
晶性発現のための熱処理時の条件などをコントロールす
ることにより行うことができる。

【００１６】液晶ポリマーとしては、液晶状態でねじれ
ネマチック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態とな
るものは使用することができ、光学活性なポリエステ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミ
ドなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいは光学活性なポリ
アクリレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、
ポリシロキサンなどの側鎖型液晶ポリマーなどを使用す
ることができる。

【００１７】また、光学活性でないこれらの主鎖型ある
いは側鎖型ポリマーに、他の低分子あるいは高分子の光
学活性化合物を加えたポリマー組成物などを使用するこ
とができる。

【００１８】具体的には、化学式１〜７のような各種の
ポリマーを例示することができる。これらのポリマーは
いずれも０℃〜１５０℃の範囲でガラス転移点を有し、
ガラス転移点より高い温度でねじれネマチック配向を示
し、ガラス転移点以下の温度ではガラス状態となる。

【００１９】

【化１】

【００２０】で示されるポリマー（ｍ／ｎ＝通常９９．
９／０．１〜７０／３０、好ましくは９９．８／０．２
〜９０／１０、さらに好ましくは９９．７／０．３〜９
５／５）。（式中の＊は光学活性炭素を示す。以下の化
学式においても同様とする。）

【００２１】

【化２】

【００２２】で示されるポリマー（ｍ／ｎ＝通常０．１
／９９．９〜１０／９０、好ましくは０．３／９９．７
〜５／９５）。

【００２３】

【化３】

【００２４】で示されるポリマー（ｋ＝ｌ＋ｍ＋ｎ、ｋ
／ｎ＝通常９９．９／０．１〜９０／１０、好ましくは
９９．７／０．３〜９５／５、ｌ／ｍ＝５／９５〜９５
／５）。

【００２５】

【化４】

【００２６】で示されるポリマー（ｋ＝ｌ＋ｍ＋ｎ、ｋ
／ｎ＝通常９９．９／０．１〜９０／１０、好ましくは
９９．７／０．３〜９５／５、ｌ／ｍ＝５／９５〜９５
／５）。

【００２７】

【化５】

【００２８】で示されるポリマー混合物（（Ａ）／
（Ｂ）＝通常９９．９／０．１〜８０／２０（重量
比）、好ましくは９９．８／０．２〜９０／１０、さら
に好ましくは９９．７／０．３〜９５／５、ｋ＝ｌ＋
ｍ、ｌ／ｍ＝７５／２５〜２５／７５、ｐ＝ｑ＋ｒ、ｑ
／ｒ＝８０／２０〜２０／８０）。

【００２９】

【化６】

【００３０】で示されるポリマー混合物（（Ａ）／
（Ｂ）＝通常９９．９／０．１〜７０／３０（重量
比）、好ましくは９９．８／０．２〜８０／２０、さら
に好ましくは９９．７／０．３〜９０／１０、ｍ＝ｋ＋
ｌ、ｋ／ｌ＝８０／２０〜２０／８０）。

【００３１】

【化７】

【００３２】で示されるポリマー混合物（（Ａ）／
（Ｂ）＝通常９９．９／０．１〜７０／３０（重量
比）、好ましくは９９．８／０．２〜８０／２０、さら
に好ましくは９９．７／０．３〜９０／１０、Ｋ＝ｌ＋
ｍ、ｌ／ｍ＝２５／７５〜７５／２５、ｐ＝ｑ＋ｒ、ｑ
／ｒ＝２０／８０〜８０／２０）。これらのポリマーの
分子量は、各種溶媒中例えばテトラヒドロフラン、アセ
トン、フェノール／テトラクロロエタン（６０／４０）
混合溶媒などで、３０°Ｃで測定した対数粘度が０．０
５から３．０（ｄｌ／ｇ）の範囲が好ましく、さらに好
ましくは０．０７から２．０（ｄｌ／ｇ）の範囲であ
る。

【００３３】対数粘度が０．０５より小さい場合、得ら
れた高分子液晶の強度が弱くなり好ましくない。また
３．０より大きい場合、液晶形成時の粘性が高すぎて、
配向性の低下や配向に要する時間がかかる恐れがあるの
で好ましくない。

【００３４】透明板状体に液晶表示器から表示情報をブ
リュースター角で照射するときに、透明板状体の入射面
に電界方向が垂直なＳ波としても、あるいは入射面に平
行なＰ波としてもよいが、Ｓ波にすると最表面で反射さ
せることができ、アイポイントへの反射量がＰ波の場合
より多いので好ましい。

【００３５】なお、本発明における液晶表示器の偏光軸
は表示画面の垂直軸に対して４５°偏光するものである
が，右方向に４５°の場合も、左方向に４５°の場合も
あり、右方向に４５°偏光している場合には、左方向に
４５°旋光する旋光子を使用すればＳ偏光となり，右方
向に４５°旋光する旋光子を使用すればＰ偏光として透
明板状体に照射させることができる。

【００３６】また、左方向に４５°偏光している場合に
は、右方向に４５°旋光する旋光子を使用すればＳ偏光
となり，左方向に４５°旋光する旋光子を使用すればＰ
偏光として透明板状体に照射させることができる。

【００３７】表示情報の反射面は、板ガラスなどの透明
板状体の表面あるいは裏面で反射させてもよいが、半透
明反射膜を設けてこの面で反射させると、透明板状体の
表面あるいは裏面で反射させる場合よりもアイポイント
への反射量が多くなるので好ましい。

【００３８】この場合にＳ波で入射させる場合には表示
器側の最表面に設ける必要があり、Ｐ波の場合には表示
器側とは反対側の透明板状体の最裏面に設ける必要があ
る。半透明反射膜はＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属薄膜
などを好適に使用することができる。

【００３９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。図１と図２はそれぞれ本発明の実施例１と実施
例２における合わせガラスを自動車用フロントガラスと
して使用し、ＨＵＤとして応用した要部概略図である。

【００４０】実施例１Ｓ波を表示情報として合わせガラスに照射し、旋光子と
して液晶状態でねじれネマティック配向し、液晶転移点
以下では、ガラス状態となる液晶高分子よりなる旋光子
を使用する場合について例示する。

【００４１】このような旋光子として、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）などの透明プラスチックフィル
ムなどの透明基板上に液晶ポリマーを塗布し、せん断力
をかけた後、熱処理、冷却して液晶配向を固定化して得
ることができ、ポリマーとしては、液晶状態でねじれネ
マティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態とな
る例えば次式（化８）で示される液晶ポリマー（前述の
化学式３で示したもの）を使用する。

【００４２】

【化８】

【００４３】液晶ポリマー中の光学活性単位成分の含有
量、液晶ポリマーの厚み、液晶性発現のための熱処理時
の条件などをコントロールすることにより９０°旋光す
る旋光子と４５°旋光する旋光子をそれぞれ作製する。

【００４４】このようにして得られた９０゜旋光する旋
光子フィルム２の基板フィルムを剥がした後、室外側板
ガラス１の凹面側に図示しない両面接着テープを介して
接着する。

【００４５】一方の室内側板ガラス１’には凹面側の一
部の表面にＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属薄膜を半透明
反射膜３として蒸着などの方法により成膜しておく。そ
の後、室外側の透明板状体である板ガラス１と室内側の
透明板状体である板ガラス１’をポリビニールブチラー
ルなどの中間膜４により仮接着、通常のオートクレーブ
処理をして車両用の合わせガラス５を得る。

【００４６】なお、合わせガラス５は図１に示すよう
に、自動車用のフロントガラスとして装着して、このフ
ロントガラスにフロントガラスのブリュースター角（θ
＝５６°）で表示情報が入射するように、表示画面上の
垂直軸に対して例えば右方向に４５゜の偏光軸を有する
液晶表示器６と表示器前面に貼り付けた例えば左方向に
４５゜旋光する旋光子（本例では４５゜旋光してＳ波と
なるようにする）７を配置する。

【００４７】このような表示装置において、まず、液晶
表示器６からその表示画面上の垂直軸に対して例えば右
方向に４５゜偏光された表示情報が出力されると左方向
に４５゜旋光する旋光子によりＳ波に旋光されて、室内
側板ガラス１’に到り、光の一部がこの表面の半透明反
射膜３で反射されて液晶表示器側のアイポイント８に到
り表示情報が明確に視認される。

【００４８】一方、半透明反射膜で反射されずに、合わ
せガラス中に入射した光（Ｓ波）は９０゜旋光子２によ
りＰ波に旋光されて裏面に到るがブリュ−スタ−角で出
射するので裏面で反射されてアイポイント側に反射され
ることはなく、全量が出射する。

【００４９】なお、この場合に半透明反射膜がなくても
室内側板ガラスの最表面で反射されるので、必ずしも必
要ではないがアイポイント側への反射量は減少する。実施例２Ｐ波を表示情報として合わせガラスに照射する場合につ
いて例示する。

【００５０】実施例１と同じ方法により得られた９０゜
旋光する旋光子フィルム２の基板フィルムを剥がした
後、室外側板ガラス１の凹面側に図示しない両面接着テ
ープを介して接着する。

【００５１】一方、室外側板ガラス１の凸面側の一部の
表面にＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属薄膜を半透明反射
膜３として蒸着などの方法により成膜しておく。その
後、室外側の透明板状体である板ガラス１と室内側の透
明板状体である板ガラス１’をポリビニールブチラール
などの中間膜４により仮接着、通常のオートクレーブ処
理をして車両用の合わせガラス５を得る。

【００５２】なお、合わせガラス５は図２に示すよう
に、自動車用のフロントガラスとして装着して、このフ
ロントガラスにフロントガラスのブリュースター角（θ
＝５６°）で表示情報が入射するように、表示画面上の
垂直軸に対して例えば左方向に４５゜の偏光軸を有する
液晶表示器６と表示器前面に貼り付けた例えば左方向に
４５゜旋光する旋光子（本例では４５゜旋光してＰ波と
なるようにする）７を配置する。

【００５３】このような表示装置において、まず、液晶
表示器６からその表示画面上の垂直軸に対して４５゜偏
光された表示情報が出力されると４５゜旋光子７により
Ｐ波に旋光されて、室内側板ガラス１’に到るが、Ｐ波
がブリュースター角で入射しているので、室内側板ガラ
ス表面での反射は全くなく、全量が合わせガラス中に入
射した光（Ｐ波）は９０゜旋光子２によりＳ波に旋光さ
れて裏面に到り、一部が裏面から出射するが、そのほか
の光（Ｓ波）は反射膜３により反射されて、再度９０゜
旋光子２を通り、Ｐ波に旋光されて室内側板ガラスの表
面に到り、Ｐ波がブリュ−スタ−角で出射するのでこの
面での反射は全くなく、全量が出射されて液晶表示器側
のアイポイント８に到り、表示情報が視認される。

【００５４】この場合にも半透明反射膜がなくても室外
側板ガラスの最裏面で反射されので、必ずしも必要では
ないがアイポイント側への反射量は減少する。

【００５５】実施例３４５°旋光してＰ波とする旋光子を該透明板状体に設置
した場合について例示する。液晶ポリマー中の光学活性
単位成分の含有量、液晶ポリマーの厚み、液晶性発現の
ための熱処理時の条件などをコントロールすることによ
り４５°旋光してＰ波とする旋光子をそれぞれ作製す
る。このようにして得られた４５゜旋光する旋光子フィ
ルム７の基板フィルムを剥がした後、室外側板ガラス１
の凹面側に図示しない両面接着テープを介して接着す
る。

【００５６】一方の室内側板ガラス１’には凹面側の一
部の表面にＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属薄膜を半透明
反射膜３として蒸着などの方法により成膜しておく。そ
の後、室外側の透明板状体である板ガラス１と室内側の
透明板状体である板ガラス１’をポリビニールブチラー
ルなどの中間膜４により仮接着、通常のオートクレーブ
処理をして車両用の合わせガラス５を得る。なお、合わ
せガラス５は図３に示すように、自動車用のフロントガ
ラスとして装着して、このフロントガラスにフロントガ
ラスのブリュースター角（θ＝５６°）で表示情報が入
射するように、表示画面上の垂直軸に対して例えば右方
向に４５゜の偏光軸を有する液晶表示器６を配置する。

【００５７】このような表示装置において、まず、液晶
表示器６からその表示画面上の垂直軸に対して例えば右
方向に４５゜偏光された表示情報が出力されると、その
状態で室内側板ガラス１’に到り、光の一部がこの表面
の半透明反射膜３で反射されて液晶表示器側のアイポイ
ント８に到り表示情報が明確に視認される。一方、半透
明反射膜で反射されずに、合わせガラス中に入射した光
は４５゜旋光子７によりほとんどＰ波に旋光されて裏面
に到るがブリュ−スタ−角で出射するので裏面で反射さ
れてアイポイント側に反射されることはほとんどなく、
ほぼ全量が出射する。なお、この場合に半透明反射膜が
なくても室内側板ガラスの最表面で反射されるので、必
ずしも必要ではないがアイポイント側への反射量は減少
する。

【００５８】

【発明の効果】本発明の表示装置は、画面上４５゜の偏
光軸を有する液晶表示器を使用して、簡単な装置により
二重像を生じないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における合わせガラスを自動車用フロ
ントガラスとして使用し、ＨＵＤとして応用した要部概
略図である。

【図２】実施例２における合わせガラスを自動車用フロ
ントガラスとして使用し、ＨＵＤとして応用した要部概
略図である。

【図３】実施例３における合わせガラスを自動車用フロ
ントガラスとして使用し、ＨＵＤとして応用した要部概
略図である。

【符号の説明】

１、１’ 透明板状体２９０°旋光子３半透明反射膜４中間膜５合わせガラス６液晶表示器７４５°旋光子８アイポイント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その表示画面上の垂直軸に対して４５°の
偏光軸を有する液晶表示器からの表示情報を、９０°旋
光する旋光子が前記液晶表示器の入射光の透過部に設け
られた透明板状体に、該透明板状体面に対して電界方向
が垂直なＳ偏光で、かつ入射角がブリュースター角で照
射し、透明板状体あるいは透明板状体に設けられた半透
明反射膜により液晶表示器側のアイポイントに反射させ
表示する表示装置において、４５°旋光する旋光子を液
晶表示器の表示画面の前面に設置するようにしたことを
特徴とする表示装置。
【請求項２】９０°旋光する旋光子がその一部に設けら
れた透明板状体に、その表示画面上の垂直軸に対して４
５°の偏光軸を有する液晶表示器からの表示情報を、透
明板状体面に対して電界方向が平行なＰ偏光で、かつ入
射角がブリュースター角で照射し、９０°旋光する旋光
子を透過して透明板状体あるいは透明板状体に設けられ
た半透明反射膜により表示器側のアイポイントに反射さ
せ表示する表示装置において、４５°旋光する旋光子を
液晶表示器の表示画面の前面に設置するようにしたこと
を特徴とする表示装置。
【請求項３】表示画面上の垂直軸に対して４５°の偏光
軸を有する液晶表示器からの情報を、透明板状体面に対
して入射角がブリュースター角で照射し、透明板状体あ
るいは透明板状体に設けられた半透明反射膜により液晶
表示器側のアイポイントに反射させて表示する表示装置
において、４５°旋光してその電界方向が透明板状体に
対して平行なＰ偏光とする旋光子を該透明板状体に設置
するようにしたことを特徴とする表示装置