JP4052741B2 - 反射型ディスプレイ用積層ガラス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示光を光学的に投射し、前近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ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと略称する）などの用途に使用する旋光子フィルムを内設した反射型ディスプレイ用積層ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＵＤとしては反射膜を直接風防ガラスに直接コーティングしたもの、反射膜を形成したフィルムを風防ガラスの２枚の板ガラスの間に挟持した特開平２−１４１７２０号、その他にも特開平５−２７９０９０号など数多くの出願があり、本出願人も特願平４−１９６８４１号を出願している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれも例えば自動車用安全ガラスとしては、耐貫通性、耐衝撃性が未確認であったり、あるいは充分ではなく、さらにそれらを改良したものとして本出願人が特願平７−６９５０６として出願したものにおいても、粘着材料の経時劣化のためにフィルム周辺部に剥がれや歪みが生ずるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、耐貫通性、耐衝撃性が充分であるばかりでなく、旋光子フィルムへの紫外線の影響も低減し、旋光子フィルムとガラスとの接着力が十分で克つ透明性も良好な、耐候性の向上した積層ガラスを提供することを目的とする
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型ディスプレイ用積層ガラスは、自動車のフロントガラスに使用する、２枚の板ガラスを中間膜で接着した積層ガラスにおいて、
室外側ガラスの中間膜側の面に、
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、あるいは、液晶状態でネマチック配向し、配向させた後に光架橋あるいは熱架橋し配向を固定化した液晶性物質よりなる旋光子でなる旋光子フィルムを、
旋光子フィルムの形状に打ち抜いた、紫外線吸収剤および／または光安定剤を含有させた、厚みは１〜５０μｍの、無色透明なポリビニールアセタール樹脂あるいはエチレンビニールアセテート樹脂であるホットメルト型接着剤により、
接着したことを特徴とする反射型ディスプレイ用積層ガラスであり、
また、室内側ガラスを、ハードコート層が形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいはポリウレタンに変えたことを特徴とする反射型ディスプレイ用積層ガラスである。
【０００６】
本発明によればこのように板ガラスへの旋光子フィルムの接着にあたり、ホットメルト型接着剤を使用することにより耐衝撃性を向上させるだけでなく、旋光子フィルムの周辺部の剥離や透視歪みを防ぐことができる。
耐衝撃性テストは、小さな硬い飛来物の衝撃に対して最低限必要な接着力又は強度をもっているかどうかを調べるもので、製品と同じ方法で製造したガラスあるいは製品から切りとった積層ガラスの室外側を上にして支持枠に置き、所定の高さから鋼球を自然落下させることにより行う。
ポリビニールブチラールなどの中間膜と板ガラスの界面は非常に接着力が強いので、旋光子フィルムなどを板ガラスに粘着材等により接着したものの界面は、相対的に接着力が弱くならざるを得ず、本発明のように室外側ガラスの中間膜側の面に旋光子フィルムを接着すると、この部分の室外側ガラスは割れて剥離するが、室内側の板ガラスは割れても中間膜に強固に接着されているので下側すなわち、室内側にはほとんど落下せずＪＩＳ規格を満足する。
【０００７】
従来のように室内側板ガラスの中間膜側の面に旋光子フィルムを接着したものは、衝撃が加わると室外側の板ガラスは割れても中間膜からほとんど剥離しないが、この部分の室内側板ガラスは割れるだけでなく、接着力が相対的に弱いので、室内側のこの部分は落下してしまい剥離量が多くなり、ＪＩＳ規格を満足する充分な耐衝撃性を得ることは容易ではない。
【０００８】
耐貫通性試験は、前面窓に使用する積層ガラスが最低限必要な耐貫通性をもっているかどうかを調べるもので、製品と同じ方法で製造したガラスあるいは製品から切りとった積層ガラスの室内側を上にして支持枠に置き、所定の高さから鋼球を自然落下させることにより行うが、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、液晶状態でネマチック配向し、配向させた後に光架橋あるいは熱架橋し配向を固定化した液晶性物質よりなる旋光子などは勿論、その他のλ／２板などの旋光子フィルムも、旋光子フィルムを室外側ガラスの中間膜側の面に接着しても、室内側ガラスの中間膜側の面に接着しても貫通せず、ＪＩＳ規格を満足する。
【０００９】
このように積層した後でも、旋光子フィルムのガラスへの接着を従来のように粘着剤で行うと、接着作業は容易に出来るものの、合わせ加工後、経時変化で旋光子フィルムの外周の一部、あるいは最悪の場合全周に渡って約１ミリ以下の幅で剥離する外観不良が生ずることがあり、原因の詳細は不明であるが、例えば、合わせ加工の前後で旋光子フィルム外周部に応力が残っていることが考えられ、合わせ中間膜の物理的特性により近い透明性の高いホットメルト型接着剤を用いれば、合わせ加工処理後にも各々の材料間で応力が生じにくく、剥離の抑止効果があるものと考えられ、実際、ホットメルト型接着剤で旋光子フィルムをガラス基板に接着しておけば、そのような異常が生ずることもない。
【００１０】
また、旋光子フィルムを、ポリビニールブチラールなどの中間膜より室内側に設けると、中間膜が紫外線を吸収するので、太陽光に照射されても耐候性に与える影響が少ないが、本発明のように中間膜より外側に設けると、太陽光の影響をまともに受けるので、紫外線吸収剤、あるいは光安定剤を含有するホットメルト型接着剤により接着することにより、太陽光による積層ガラスの耐候性に与える影響を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の積層ガラスは、後述する実施例ではいずれも本発明の積層ガラスを自動車用のフロントガラスに応用した例で説明したが、耐貫通性、耐衝撃性にとくに優れているので、船舶、飛行機、電車などの乗り物用の風防ガラスとして応用することができる。
【００１２】
旋光子フィルムとしては、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、ガラス状態となる液晶高分子よりなる旋光子、液晶状態でネマチック配向し、配向させた後に光架橋あるいは熱架橋し配向を固定化した液晶性物質よりなる旋光子、あるいは、複屈折性を有する透明フィルム、λ／２板などの旋光子フィルムなども使用することができる。
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性物質を塗布し、せん断力をかけた後、熱処理、冷却して液晶配向を固定化することにより製造することができる。配向を固定化する方法としては、液晶性物質として液晶転移点以下でガラス状態として固定化できる液晶高分子を用いる場合には、当該高分子を配向させた後、液晶転移点以下に冷却することにより配向を固定化することができる。
【００１３】
また、液晶性物質が光または熱架橋を有する場合、当該物質を配向させた後に光または熱架橋して配向を固定化することができる。
【００１４】
ここで前記液晶性物質としては、液晶状態でねじれネマチック配向し、配向を固定化できるものであれば特に制限されるものではない。例えばガラス固定化できる液晶高分子としては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用いることができる。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液晶高分子組成物なども例示することができる。
【００１５】
さらに、光架橋あるいは熱架橋により配向を固定化できる液晶性物質としては、例えば光学活性な液晶性化合物あるいは組成物において、液晶性化合物が架橋性官能基を含有しているか、あるいは架橋性官能基を持つ他の化合物を加えた液晶性組成物などが挙げられる。ここで架橋性官能基としては アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基、フタルイミド基などを例示することができる。
【００１６】
ホットメルト型接着剤としては、無色透明なポリビニールアセタール樹脂、エチレンビニールアセテート樹脂あるいはポリビニールブチラール樹脂などが使用できる。また接着剤には通常、粘着付与樹脂、ワックス、あるいは可塑剤、充填材などが配合されるがこの他に、耐候性向上のためにベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤および／またはヒンダードアミン系などの光安定剤などを含有させるとより好ましい。
ホットメルト型接着剤の厚みは１〜５０μｍが適当であるが、薄すぎると機械的強度が不足することがあり、また厚すぎると透視したときにフィルム外周部の歪み、あるいはフィルムの着色度合いが大きくなり商品性を低下させることがあるので、概ね５〜２５μｍ程度が望ましい。またホットメルト接着剤の塗工方法は、このほかにドクターブレードなどのナイフコート、またロールコート、ダイコートなどあるが、フィルム性状、寸法、必要とする塗工能力などに応じて適当な方法を選択すれば良い。
【００１７】
積層構造について、自動車のフロントガラスに使用する場合には２枚の板ガラスを中間膜で接着した合わせガラス構造とする必要があるが、その他の場合には板ガラスに透明な樹脂層を積層したバイレイヤー構造としてもよい。
合わせガラス構造における中間膜はポリビニールブチラール樹脂がガラスとの接着性、それ自身の物理的強度などの点で、耐衝撃性、耐貫通性などの車両ガラス安全性を保持する上で好ましいが、透明でガラスとの接着性が良好な樹脂であれば、例えばエチレンビニールアセテート樹脂なども採用することができる。
合わせガラス構造の場合において、旋光子フィルムは車外側の板ガラスの合わせ面に接着する場合と車内側の板ガラスの合わせ面に接着する場合があるが、前者では車両ガラス安全性を確保する上で有利であり、後者ではポリビニルブチラール樹脂中に予め含まれる紫外線吸収剤による紫外線吸収効果により、耐候性上のメリットが期待でき、当該材料の特性、耐候性と、期待される効果とを勘案して接着面を選定すれば良い。
【００１８】
バイレイヤー構造の場合について、単板ガラスに、表面がハードコート層が形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をポリビニールブチラール樹脂で接着した構成、あるいは単板ガラスにポリウレタンなどの樹脂層を積層した構成など各種の構造が採用可能である。
【００１９】
用途について、後述するようにヘッドアップディスプレイ用に好適に利用することができるが、その他にも建築用ガラスに装着して建築用ガラスなどで表示情報を反射させる表示装置用など各種の反射型ディスプレイ用に応用することができる。
【００２０】
【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、図２と図３はそれぞれ本発明の実施例における積層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と旋光子フィルムの構成を示す要部断面図である。
【００２１】
【実施例１】
図１は旋光子フィルム１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した本発明の積層ガラスを自動車の風防ガラス（フロントガラス）として応用した例である。
【００２２】
５μｍ厚さの偏光方向調整フィルム１としての旋光子の両側に、図３に示すように、中間膜の可塑材の移行を阻止するためのバリア層２として、５μｍ厚さのアクリル系樹脂層、保護層３として、５μｍ厚さのアクリル系樹脂層を被覆した光学積層フィルムに、積水化学工業（株）製のポリビニルアセタール樹脂エスレックＫＸにベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を、混入、溶解したペーストを、コンマヘッドのナイフコート法の成膜装置で塗工、乾燥して厚さが約１５μｍになるようにした。その後所定形状に打ち抜いて、接着剤４側を室外側の板ガラス５’にして密着させた。
【００２３】
その後、予め室内側面の表示部に当たる部分に、いわゆるゾルゲル法により半透明反射膜を付与した室内側板ガラス５とともに、ポリビニールブチラール樹脂中間膜６により、通常のオートクレーブ処理を行い積層ガラスを得た。半透明反射膜は、物理的成膜法などの他の方法によって成膜しても良く、また表示器の表示輝度が表示に十分であればなくても良い。
【００２４】
このようにして得られた積層ガラス７は、ＪＩＳ規格Ｒ３２１１、Ｒ３２１２で規定される耐貫通性試験と耐衝撃性試験を満足するとともに、サンシャインウェザーメーターによる耐光性試験において、黄色度ＹＩをＹＩ＝１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）／Ｙ（ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは標準光Ｃにおける試験用試料の３刺激値を示す）の５００時間後の変化を測定したところ、本発明の紫外線吸収剤を含有したポリビニールアセタール樹脂系のホットメルト型接着剤により接着した積層ガラスは初期に約８であったものが、５００時間経過後も変化量が０．１未満とほとんど初期の状態と変わらずきわめて良好な耐光性を示した。
なお、接着に、従来のアクリル樹脂系の粘着剤に紫外線吸収剤を含有しない場合のＹＩ値は初期において８．３で、５００時間経過後に６２．０と大幅に黄変した。
【００２５】
このようにして得られた積層ガラスを図１に示すように、自動車用のフロントガラスに装着して、このフロントガラスにブリュースター角（θ＝５６．３°）で表示情報が入射するように配置したＣＲＴ、蛍光表示管、液晶表示器などの表示手段８とＳ偏光手段９により、まず、表示手段８からＳ波、Ｐ波をともに含む運転情報などの表示光を出射すると、Ｓ偏光手段９によりＳ波に偏光された光が半透明反射膜に到り、この表面（空気との界面）で反射された光は運転者の目１０に到り運転情報等が視認される。
【００２６】
一方、フロントガラスに入射した一部の光は旋光子によりＰ波に偏光されるので、室外側板ガラスと空気との界面での反射はほとんどなく、ほとんど室外に出射するので、運転者の目には表示像が二重に見えることはなく、良好に視認することができる。
【００２７】
【実施例２】
図２は、同様に自動車用ガラスとして使用するが、構成が図１とは異なり車内側ガラスの代わりに車内側をハードコート処理したポリエチレンテレフタレートフィルムとしたもので、いわゆるバイレイヤーガラスで、その要部概略図である。他の部材は図１の積層ガラスと同材料を用いた。
この場合にも、実施例１の場合と同様にして耐貫通性、耐衝撃性を満足するとともに良好な耐候性を示すことを確認した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の旋光子フィルムを内設した積層ガラスは耐貫通性、耐衝撃性が充分であるばかりでなく、旋光子フィルムへの紫外線の影響も低減し、自動車のＨＵＤ用フロントガラスなどに好適に使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における積層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における積層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１、実施例２における旋光子フィルムの構成を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ 旋光子フィルム
２ バリアフィルム
３ 保護フィルム
４ ホットメルト型接着剤
５、５’ 板ガラス
６ 中間膜
７ 積層ガラス
８ 表示手段
９ Ｓ偏光手段
１０ 目
１１ 半透明反射膜
１２ ポリエチレンテレフタレートフィルム（ハードーコート処理済み）

Claims (2)

1. 自動車のフロントガラスに使用する、２枚の板ガラスを中間膜で接着した積層ガラスにおいて、
   室外側ガラスの中間膜側の面に、
   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、あるいは、液晶状態でネマチック配向し、配向させた後に光架橋あるいは熱架橋し配向を固定化した液晶性物質よりなる旋光子でなる旋光子フィルムを、
   旋光子フィルムの形状に打ち抜いた、紫外線吸収剤および／または光安定剤を含有させた、厚みは１〜５０μｍの、無色透明なポリビニールアセタール樹脂あるいはエチレンビニールアセテート樹脂であるホットメルト型接着剤により、
   接着したことを特徴とする反射型ディスプレイ用積層ガラス。
2. 室内側ガラスを、ハードコート層が形成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいはポリウレタンに変えたことを特徴とする請求項１に記載の反射型ディスプレイ用積層ガラス。

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