特開2022-89820ヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラス、およびヘッドアップディスプレイシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022089820
(43)【公開日】2022-06-16
(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラス、およびヘッドアップディスプレイシステム
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20220609BHJP
G02F 1/13363 20060101ALI20220609BHJP
G02B 27/01 20060101ALI20220609BHJP
B60K 35/00 20060101ALI20220609BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
G02F1/13363
G02B27/01
B60K35/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022041707
(22)【出願日】2022-03-16
(62)【分割の表示】P 2021523532の分割
【原出願日】2021-01-29
(31)【優先権主張番号】P 2020013130
(32)【優先日】2020-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004086
【氏名又は名称】日本化薬株式会社
(72)【発明者】
【氏名】高橋 知宏
(57)【要約】
【課題】 偏光変換効率に優れるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラスおよびそれらを用いたヘッドアップディスプレイシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】 同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルムを提供する。
【選択図】図１
【解決手段】 同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルムを提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム。
【請求項2】
前記最大の遅相軸角の差が１０°以上２５°以下である請求項１に記載の光学機能フィルム。
【請求項3】
請求項１または２に記載の光学機能フィルムおよび中間膜を備えるヘッドアップディスプレイ用光学積層体。
【請求項4】
請求項１または２に記載の光学機能フィルムあるいは請求項３に記載の光学積層体と、ガラス板とを備えるヘッドアップディスプレイ用機能性ガラス。
【請求項5】
請求項１または２に記載の光学機能フィルム、請求項３に記載の光学積層体、または請求項４に記載の機能性ガラスを備えるヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項6】
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に１０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角８０°の遅相軸とのなす角が、５°以上２０°以下である請求項５に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項7】
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に２０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角７０°の遅相軸とのなす角が、１０°以上３０°以下である請求項５または６に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項8】
前記機能性ガラスを備え、かつ、表示画像投影手段から出射された光が前記機能性ガラスに入射する入射角が、ブリュースター角αに対してα－１０°～α＋１０°の範囲である請求項５乃至７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばヘッドアップディスプレイに適用するのに好適な光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラスに関し、また、それらを用いたヘッドアップディスプレイに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車、航空機等の運転者に情報を表示する方法として、ナビゲーションシステム、ヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」ともいう）等が用いられている。ＨＵＤは液晶表示体（以下、「ＬＣＤ」ともいう）等の画像投影手段から投射された画像を、例えば自動車のフロントガラス等に投影するシステムである。
【0003】
画像表示手段から出射した出射光は、反射鏡にて反射し、さらにフロントガラスで反射した後、観察者へ到達する。観察者はフロントガラスに投影された画像を見ているが、画像はフロントガラスよりも遠方の画像位置にあるように見える。この方法では、運転者はフロントガラスの前方を注視した状態でほとんど視線を動かすことなく、様々な情報を入手することができるため、視線を移さなければならなかった従来のカーナビゲーションに比べ安全である。
【0004】
ＨＵＤシステムにおいて、表示情報は実際にフロントガラスから見える景色に重ねて投影されるが、表示光は、フロントガラスの室内側と室外側の２つの表面で反射されるため、反射像が二重像となり、表示情報が見づらいという問題があった。
【0005】
この問題に対して、偏光方向を９０°変えることができる位相差素子を自動車用フロントガラスに用いることにより、反射像が二重像になるという問題を改善できることが知られている。例えば、特許文献１には、フィルム状の旋光子を内部に具備する自動車用フロントガラスに、Ｓ偏光とした表示光をブリュースター角で入射した場合には、車内側のフロントガラスの表面でＳ偏光の一部を反射させ、当該表面を透過したＳ偏光を旋光子によりＰ偏光に変換し、さらに車外側のフロントガラスの表面でＰ偏光の全てを車外に出射して二重像を防ぐことが開示されている。しかしながら、このような自動車用フロントガラス等においては、Ｓ偏光－Ｐ偏光間の変換を非常に効率良く行わなければ、車外に出射されずに戻ってくるＳ偏光によって二重像を生じてしまう。
【0006】
また、二重像を抑制する別の手段として、コレステリック液晶層を用いて作製した円偏光反射フィルムを、２枚の１／４波長板で挟持した光制御フィルムを用いてＰ偏光を入射させる技術が知られている（特許文献２）。この技術では、入射した直線偏光は１／４波長板によって円偏光に変換され、コレステリック液晶層を用いて作製された光反射フィルムで変換された円偏光が反射されることにより観察者による視認を可能にする。しかしながら、この技術においても、車内側の１／４波長板に入射したＰ偏光は、できる限り効率的に円偏光に変換され、また、コレステリック液晶層を介して車外側の１／４波長板に入射した円偏光は、より効率的にＰ偏光に変換されることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平６－４０２７１号公報
【特許文献2】特許第５９７３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、偏光変換効率に優れるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラスおよびそれらを用いたヘッドアップディスプレイシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、同一面内において遅相軸角が一定の範囲で異なる複数の遅相軸を有するヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルムを用いることにより、偏光変換効率が向上し、当該光学機能フィルムをヘッドアップディスプレイに適用した場合に広範囲で二重像の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【0010】
即ち、本発明は、以下１）～８）に関するものである。
１）
同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム。
２）
前記最大の遅相軸角の差が１０°以上２５°以下である上記１）に記載の光学機能フィルム。
３）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルムおよび中間膜を備えるヘッドアップディスプレイ用光学積層体。
４）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルムあるいは上記３）に記載の光学積層体と、ガラス板とを備えるヘッドアップディスプレイ用機能性ガラス。
５）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルム、上記３）に記載の光学積層体、または上記４）に記載の機能性ガラスを備えるヘッドアップディスプレイシステム。
６）
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に１０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角８０°の遅相軸とのなす角が、５°以上２０°以下である上記５）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
７）
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に２０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角７０°の遅相軸とのなす角が、１０°以上３０°以下である上記５）または６）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
８）
前記機能性ガラスを備え、かつ、表示画像投影手段から出射された光が前記機能性ガラスに入射する入射角が、ブリュースター角αに対してα－１０°～α＋１０°の範囲である上記５）乃至７）のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイシステム。
１）
同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルム。
２）
前記最大の遅相軸角の差が１０°以上２５°以下である上記１）に記載の光学機能フィルム。
３）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルムおよび中間膜を備えるヘッドアップディスプレイ用光学積層体。
４）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルムあるいは上記３）に記載の光学積層体と、ガラス板とを備えるヘッドアップディスプレイ用機能性ガラス。
５）
上記１）または２）に記載の光学機能フィルム、上記３）に記載の光学積層体、または上記４）に記載の機能性ガラスを備えるヘッドアップディスプレイシステム。
６）
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に１０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角８０°の遅相軸とのなす角が、５°以上２０°以下である上記５）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
７）
表示画像投影手段から出射された光が前記光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、前記光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に２０°傾斜した位置から前記光が入射する入射角７０°の遅相軸とのなす角が、１０°以上３０°以下である上記５）または６）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
８）
前記機能性ガラスを備え、かつ、表示画像投影手段から出射された光が前記機能性ガラスに入射する入射角が、ブリュースター角αに対してα－１０°～α＋１０°の範囲である上記５）乃至７）のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、偏光変換効率に優れ、ヘッドアップディスプレイに適用するのに好適な光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラスおよびそれらを用いたヘッドアップディスプレイシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に従う実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、下記の実施形態は、本発明のいくつかの代表的な実施形態を例示したにすぎず、本発明の範囲において、種々の変更を加えることができる。また、以下において、「ヘッドアップディスプレイ用」との表現を省略し、単に光学機能フィルム、光学積層体、機能性ガラスと記載する場合がある。また、「（メタ）アクリロイル」、「（メタ）アクリレート」等の用語は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」、「アクリレート」または「メタクリレート」をそれぞれ意味する。さらに、「ヘッドアップディスプレイ」をＨＵＤと表現する場合もある。
【0014】
［（Ａ）光学機能フィルム］
本発明の光学機能フィルムは、所望の偏光を得るため、入射光の偏光軸を変換する機能を有する少なくとも１つの光学機能層を含んでいる。このような光学機能層として、例えば、１／２波長板または１／４波長板のような位相差フィルム、位相差フィルムの複数の積層体、または、それらと円偏光反射層との積層体を挙げることができる。具体的には、（Ａ－１）１／２波長板、（Ａ－２）１／４波長板、（Ａ－３）１／２波長板と円偏光反射層との積層体、および（Ａ－４）１／４波長板と円偏光反射層との積層体を例示することができる。これらのうち、光学機能フィルムとして、（Ａ－１）１枚または２枚以上の１／２波長板、あるいは（Ａ－４）１枚または２枚以上の円偏光反射層が２枚の１／４波長板で挟持された積層体が好ましい。円偏光反射層としては、例えば、コレステリック液晶を用いたコレステリック液晶層が好ましい。
本発明の光学機能フィルムは、所望の偏光を得るため、入射光の偏光軸を変換する機能を有する少なくとも１つの光学機能層を含んでいる。このような光学機能層として、例えば、１／２波長板または１／４波長板のような位相差フィルム、位相差フィルムの複数の積層体、または、それらと円偏光反射層との積層体を挙げることができる。具体的には、（Ａ－１）１／２波長板、（Ａ－２）１／４波長板、（Ａ－３）１／２波長板と円偏光反射層との積層体、および（Ａ－４）１／４波長板と円偏光反射層との積層体を例示することができる。これらのうち、光学機能フィルムとして、（Ａ－１）１枚または２枚以上の１／２波長板、あるいは（Ａ－４）１枚または２枚以上の円偏光反射層が２枚の１／４波長板で挟持された積層体が好ましい。円偏光反射層としては、例えば、コレステリック液晶を用いたコレステリック液晶層が好ましい。
【0015】
本発明の光学機能フィルムは、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満であるヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルムである。ここで、遅相軸とは、光の進行方向に垂直な面内に入射する偏光に対し屈折率が最大となる軸の方向を示す光軸であり、遅相軸角とはその角度、すなわち、光学機能フィルムの長手方向の軸（縦軸）に対する遅相軸の角度を意味する。また、本発明の光学機能フィルムは、遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有する。遅相軸帯は２以上であればその数は限定されず、数百～数千の遅相軸帯、すなわち実質的に遅相軸のグラデーションが形成されていてもよい。また、最大の遅相軸角の差とは、１枚の光学機能フィルムの同一面内における最大の遅相軸角と最低の遅相軸角との差、すなわち、同一面内における各遅相軸角において、遅相軸角の差が最も大きい値を意味する。なお、本発明の光学機能フィルムは、ヘッドアップディスプレイ用に用いられるフィルムであるため、表示部分として用いられる部分以外の領域に３０°以上の遅相軸角差を有する部分があった場合、その領域における当該遅相軸角は、最大の遅相軸角差として考慮されない。
【0016】
図１は、同一面内に２つの遅相軸帯を有する光学機能フィルムの実施態様の例示である。図１において、光学機能フィルム３０が有する２つの領域のうち、一方を遅相軸帯Ａ、他方を遅相軸帯Ｂとすると、遅相軸帯Ａの遅相軸３２における遅相軸角と、遅相軸帯Ｂの遅相軸３４における遅相軸角とが互いに異なる角度を示す。そして、遅相軸帯Ａにおける遅相軸角３１と遅相軸帯Ｂにおける遅相軸角３３との差が５°より大きく、３０°未満、すなわち、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満である。この実施態様において、最大の遅相軸角の差の下限は、好ましくは６°であり、より好ましくは７°であり、更に好ましくは８°であり、特に好ましくは１０°であり、最も好ましくは１５°または１６°である。また、最大の遅相軸角の差の上限としては、好ましくは２８°であり、より好ましくは２７°であり、更に好ましくは２６°であり、特に好ましくは２５°であり、最も好ましくは２２°である。よって、最も好ましい最大の遅相軸角の差は１６°以上２２°以下である。
【0017】
また、図２は、同一面内に３つの遅相軸帯を有する光学機能フィルムの実施態様の例示である。図２において、光学機能フィルム３０が有する３つの領域のうち、左側の領域を遅相軸帯Ｃ、中央の領域を遅相軸帯Ｄ、右側の領域を遅相軸帯Ｅとすると、遅相軸帯Ｃの遅相軸４２における遅相軸角と、遅相軸帯Ｄの遅相軸４４における遅相軸角と、遅相軸帯Ｅの遅相軸４６における遅相軸角のうち少なくとも２つが異なる角度を示す。仮に各遅相軸角において、遅相軸帯Ｃにおける遅相軸角４１＜遅相軸帯Ｄにおける遅相軸角４３＜遅相軸帯Ｅにおける遅相軸角４５であると仮定すると、遅相軸帯Ｃにおける遅相軸角４１と遅相軸帯Ｅにおける遅相軸角４５との差が５°より大きく、３０°未満、すなわち、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満である。この実施態様において、最大の遅相軸角の差の下限は、好ましくは６°であり、より好ましくは７°であり、更に好ましくは８°であり、特に好ましくは１０°であり、最も好ましくは１５°または１６°である。また、最大の遅相軸角の差の上限としては、好ましくは２８°であり、より好ましくは２７°であり、更に好ましくは２６°であり、特に好ましくは２５°であり、最も好ましくは２２°である。よって、最も好ましい最大の遅相軸角の差は１６°以上２２°以下である。
【0018】
また、本発明の光学機能フィルムは、同一面内に遅相軸角の異なる３以上の遅相軸帯を有するフィルムであって、隣接する遅相軸帯間において遅相軸角が５°以上２０°以下異なっていてもよい。例えば、図２において、遅相軸帯Ｃと隣接する遅相軸帯Ｄは、遅相軸角４１に対して遅相軸角４３が５°以上２０°以下異なる、すなわち、遅相軸角のズレを有し、同様に、遅相軸帯Ｄに隣接する遅相軸帯Ｅは、遅相軸角４３に対して遅相軸角４５が５°以上２０°以下異なる、すなわち、遅相軸角のズレを有する。この隣接する遅相軸帯間の遅相軸角のズレの下限は、好ましくは６°、更に好ましくは７°、特に好ましくは８°である。また、隣接する遅相軸帯間の遅相軸角のズレの上限は、好ましくは１９°、更に好ましくは１８°、特に好ましくは１７°である。すなわち、隣接する遅相軸帯間における遅相軸角のズレは、８°以上１７°以下が最も好ましい。
【0019】
本発明の光学機能フィルムにおいて、同一面内に各遅相軸角がそれぞれ異なる３以上の遅相軸帯を有することが好ましく、各遅相軸角が全て異なる遅相軸帯を有することが更に好ましい。例えば、図２における遅相軸帯Ｃ、遅相軸帯Ｄおよび遅相軸帯Ｅは、互いに異なる遅相軸角を有し、遅相軸角４１、遅相軸角４３および遅相軸角４５が全て異なることが好ましい。ここで、各遅相軸が全て異なるとは、例えば、遅相軸帯Ｃにおける遅相軸が２５°、遅相軸帯Ｄにおける遅相軸が３０°、遅相軸帯Ｅにおける遅相軸が３５°のような構成を意味する。
【0020】
本発明の光学機能フィルムの特に好ましい実施態様として、（ｉ）光学機能層が１枚の１／２波長板である場合、最大の遅相軸角の差は７°以上１３°以下であることが好ましく、９°以上１１°以下であることがより好ましい。また、（ｉｉ）光学機能層が複数の、特に２枚の１／２波長板の積層体である場合、最大の遅相軸角の差は１０°以上２５°以下であることが好ましく、１８°以上２２°以下であることがより好ましい。さらに、（ｉｉｉ）光学機能層が１または２以上の円偏光反射層が２枚の１／４波長板で挟持された積層体である場合、最大の遅相軸角の差は１０°以上２５°以下であることが好ましく、１８°以上２２°下であることがより好ましい。
【0021】
＜１／２波長板＞
光学機能フィルムとして１／２波長板を使用する場合、１／２波長板は、Ｐ偏光をＳ偏光に、またはＳ偏光をＰ偏光に変換する、すなわち偏光軸を変換する機能を持つ位相差素子であり、例えば、ポリカーボネートまたはシクロオレフィンポリマーからなるフィルムを位相差が波長の１／２となるように一軸延伸したり、水平配向する重合性液晶を位相差が波長の１／２となるような厚さで配向させたりすることによって得ることができる。一般に、水平配向する重合性液晶を使用した１／２波長板は、偏光軸を変換させる作用を有する層としての重合性液晶層と、当該重合性液晶層を形成する塗布液が塗布される支持基板とから構成されている。ただし、支持基板は本発明の光学機能フィルムに必須の構成部材ではなく、重合性液晶層を他の基材（例えば中間膜やガラス板）へ転写して使用することもできる。このような１／２波長板の厚みの上限値は、液晶の配向性の観点から１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。一方、１／２波長板の厚みの下限値は、液晶の重合性の観点から０．３μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。光が１／２波長板の主表面に対して斜めの位置から入射する場合、光の入射角によって位相差が変化する場合がある。このような場合、より厳密に位相差を適合させるため、例えば、位相差素子の屈折率を調整した位相差素子を用いることにより、入射角に伴う、位相差の変化を抑制することができる。例えば、位相差素子の面内での遅相軸方向の屈折率をｎｘ、位相差素子の面内でｎｘと直交する方向の屈折率をｎｙ、位相差素子の厚さ方向の屈折率をｎｚとするとき、下記式（１）で示される係数Ｎｚが、好ましくは０．３以上１．０以下、より好ましくは０．５以上０．８以下となるように制御する。
光学機能フィルムとして１／２波長板を使用する場合、１／２波長板は、Ｐ偏光をＳ偏光に、またはＳ偏光をＰ偏光に変換する、すなわち偏光軸を変換する機能を持つ位相差素子であり、例えば、ポリカーボネートまたはシクロオレフィンポリマーからなるフィルムを位相差が波長の１／２となるように一軸延伸したり、水平配向する重合性液晶を位相差が波長の１／２となるような厚さで配向させたりすることによって得ることができる。一般に、水平配向する重合性液晶を使用した１／２波長板は、偏光軸を変換させる作用を有する層としての重合性液晶層と、当該重合性液晶層を形成する塗布液が塗布される支持基板とから構成されている。ただし、支持基板は本発明の光学機能フィルムに必須の構成部材ではなく、重合性液晶層を他の基材（例えば中間膜やガラス板）へ転写して使用することもできる。このような１／２波長板の厚みの上限値は、液晶の配向性の観点から１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。一方、１／２波長板の厚みの下限値は、液晶の重合性の観点から０．３μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。光が１／２波長板の主表面に対して斜めの位置から入射する場合、光の入射角によって位相差が変化する場合がある。このような場合、より厳密に位相差を適合させるため、例えば、位相差素子の屈折率を調整した位相差素子を用いることにより、入射角に伴う、位相差の変化を抑制することができる。例えば、位相差素子の面内での遅相軸方向の屈折率をｎｘ、位相差素子の面内でｎｘと直交する方向の屈折率をｎｙ、位相差素子の厚さ方向の屈折率をｎｚとするとき、下記式（１）で示される係数Ｎｚが、好ましくは０．３以上１．０以下、より好ましくは０．５以上０．８以下となるように制御する。
【0022】
【数1】
【0023】
１／２波長板が重合性液晶層を含む場合、重合性液晶層を構成する液晶組成物が支持基板上に塗布される。このような支持基板は、１／２波長板がＨＵＤに使用される際、表示画像の視認性を保つために、可視光領域において透明であることが好ましく、具体的には波長３８０～７８０ｎｍの可視光線透過率が５０％以上であればよく、７０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。また、支持基板は、着色されていてもよいが、着色されていないか、着色が少ないことが好ましい。さらに、支持基板の屈折率は１．２～２．０であることが好ましく、１．４～１．８であることがより好ましい。支持基板の厚みは、用途に応じて適宜選択すればよく、好ましくは５μｍ～１０００μｍであり、より好ましくは１０μｍ～２５０μｍであり、特に好ましくは１５μｍ～１５０μｍである。
【0024】
支持基板は、単層であっても２層以上の積層体であってもよい。支持基板の例としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。これらのなかでも、複屈折性の少ないトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリオレフィンおよびアクリルなどが好ましい。
【0025】
次に、上記の重合性基を有するネマチック液晶モノマーを用いて、１／２波長板を作製する方法を説明する。このような方法としては、例えば、重合性基を有するネマチック液晶モノマーを溶剤に溶解させ、次いで光重合開始剤を添加する。このような溶剤は、使用する液晶モノマーを溶解できれば、特に限定されるものではないが、例えば、シクロペンタノン、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、シクロペンタノンおよびトルエン等が好ましい。その後、この溶液を支持基板として用いられるＰＥＴフィルムまたはＴＡＣフィルム等のプラスチック基板上に厚みができるだけ均一になるように塗布し、加熱により溶剤を除去させながら、支持基板上で液晶となって配向するような温度条件で一定時間放置させる。このとき、プラスチックフィルム表面を塗布前に所望とする配向方向にラビング処理、あるいは偏光照射により光配向性を発揮する光配向材料をプラスチックフィルム表面に成膜し偏光照射する等の配向処理をしておくことで、液晶の配向をより均一にすることができる。これにより、１／２波長板の遅相軸を所望とする角度に制御し、かつ、１／２波長板のヘイズ値を低減することが可能となる。次いでこの配向状態を保持したまま、高圧水銀灯等でネマチック液晶モノマーに紫外線を照射し、液晶の配向を固定化させることにより、所望とする遅相軸を有する１／２波長板を得ることができる。
【0026】
１／２波長板の主な役割は、表面で反射されず透過したＳ偏光またはＰ偏光を、Ｐ偏光またはＳ偏光に変換するものである。これにより、外側に配置される支持基板からの反射を低減し、二重像を抑制することが可能である。
【0027】
＜１／４波長板＞
ＨＵＤシステムの設計に応じて、光学機能層として１／４波長板を使用することもできる。１／４波長板は、円偏光を直線偏光に変換する機能を持つ位相差素子であり、例えば、ポリカーボネートまたはシクロオレフィンポリマーからなるフィルムを位相差が波長の１／４となるように一軸延伸したり、あるいは、水平配向する重合性液晶を位相差が波長の１／４となるような厚さで配向させたりすることによって得ることができる。また、１／４波長板においても、１／２波長板と同様に重合性液晶層を含むことが好ましい。このような場合、１／４波長板は、偏光軸を変換させる作用を有する層としての重合性液晶層と、当該重合性液晶層を形成する塗布液が塗布される支持基板とから構成されている。重合性液晶層および支持基板は、上述の１／２波長板で使用されるネマチック液晶モノマー、支持基板と同様の材料を用いることができる。
ＨＵＤシステムの設計に応じて、光学機能層として１／４波長板を使用することもできる。１／４波長板は、円偏光を直線偏光に変換する機能を持つ位相差素子であり、例えば、ポリカーボネートまたはシクロオレフィンポリマーからなるフィルムを位相差が波長の１／４となるように一軸延伸したり、あるいは、水平配向する重合性液晶を位相差が波長の１／４となるような厚さで配向させたりすることによって得ることができる。また、１／４波長板においても、１／２波長板と同様に重合性液晶層を含むことが好ましい。このような場合、１／４波長板は、偏光軸を変換させる作用を有する層としての重合性液晶層と、当該重合性液晶層を形成する塗布液が塗布される支持基板とから構成されている。重合性液晶層および支持基板は、上述の１／２波長板で使用されるネマチック液晶モノマー、支持基板と同様の材料を用いることができる。
【0028】
１／４波長板として、波長分散による位相差のずれが大きい場合には、広帯域１／４波長板と呼ばれる位相差素子を用いてもよい。広帯域１／４波長板とは、位相差の波長依存性が低減した位相差素子であり、例えば、同じ波長分散をもつ１／２波長板と１／４波長板とをそれぞれの遅相軸のなす角度が６０゜となるように積層した位相差素子、位相差の波長依存性を低減したポリカーボネート系位相差素子（帝人社製：ピュアエースＷＲ－Ｓ）等が挙げられる。さらには、ＨＵＤのように、光の入射角が１／４波長板に対して斜めから入射する場合、位相差素子によっては、光の入射角度によって位相差が変化する場合がある。このような場合に、より厳密に位相差を合わせる方法として、例えば、位相差素子の屈折率を調整した位相差素子を用いることにより、入射角に伴う位相差の変化を抑制することができる。そのような例としては、位相差素子の面内での遅相軸方向の屈折率をｎｘ、位相差素子の面内でｎｘと直交する方向の屈折率をｎｙ、位相差素子の厚さ方向の屈折率をｎｚとするとき、上記式（１）で示される係数Ｎｚが、好ましくは０．３以上１．０以下、より好ましくは０．５以上０．８以下となるように制御する。
【0029】
１／４波長板の厚さの上限値は、液晶の配向性の観点から１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。一方、１／４波長板の厚さの下限値は、０．３μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。また、円偏光反射層の厚さの上限値は、液晶の配向性の観点から１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。一方、円偏光反射層の厚さの下限値は、液晶の重合性の観点から０．３μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。
【0030】
本発明の光学機能フィルムが１／２波長板または１／４波長板の位相差フィルムを含む場合、これらの位相差フィルムは、重合性液晶化合物を有する重合性液晶層を含むことが好ましい。重合性液晶化合物とは、分子内に重合性基を有し、ある温度範囲あるいは濃度範囲で液晶性を示すネマチック液晶モノマーである。重合性基としては、例えば、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、カルコニル基、シンナモイル基およびエポキシ基などが挙げられる。また、重合性液晶が液晶性を示すためには、分子内にメソゲン基があることが好ましい。メソゲン基とは、例えば、ビフェニル基、ターフェニル基、（ポリ）安息香酸フェニルエステル基、（ポリ）エーテル基、ベンジリデンアニリン基、またはアセナフトキノキサリン基等のロッド状、板状の置換基、あるいはトリフェニレン基、フタロシアニン基、またはアザクラウン基等の円盤状の置換基、すなわち、液晶相挙動を誘導する能力を有する基を意味する。ロッド状または板状の置換基を有する液晶化合物は、カラミティック液晶として当該技術分野で既知である。このような重合性基を有するネマチック液晶モノマーは、例えば、特開２００３－３１５５５６号公報および特開２００４－２９８２４号公報等に記載されている重合性液晶、ＰＡＬＩＯＣＯＬＯＲシリーズ（ＢＡＳＦ社製）およびＲＭＭシリーズ（Ｍｅｒｃｋ社製）等の重合性液晶が挙げられる。これら重合性基を有するネマチック液晶モノマーは、単独で使用しても、あるいは複数混合して使用してもよい。
【0031】
さらに、重合性基を有するネマチック液晶モノマーと反応可能な液晶性を有しない重合性化合物を添加することも可能である。そのような化合物としては、例えば、紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートと１，６－ヘキサメチレン－ジ－イソシアネートとの反応生成物、イソシアヌル環を有するトリイソシアネートとペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートとの反応生成物、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートとイソホロン－ジ－イソシアネートとの反応生成物、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロキシエチル）イソシアヌレート、グリセロールトリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、トリグリセロール－ジ－（メタ）アクリレート、プロピレングリコール－ジ－グリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ポリプロピレングリコール－ジ－（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコール－ジ－（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール－ジ－（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコール－ジ－（メタ）アクリレート、トリエチレングリコール－ジ－（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール－ジ－（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオール－ジ－グリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、１，６－ヘキサンジオール－ジ－（メタ）アクリレート、グリセロール－ジ－（メタ）アクリレート、エチレングリコール－ジ－グリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ジエチレングリコール－ジ－グリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス（メタアクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビスフェノールＡ－ジ－グリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、２－エトキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２－シアノエチル（メタ）アクリレート、ブチルグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸との反応生成物、ブトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレートおよびブタンジオールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらは単独で使用してもあるいは複数混合して使用してもよい。これら液晶性を持たない紫外線硬化型樹脂は、ネマチック液晶モノマーを含む組成物が液晶性を失わない程度に添加しなければならず、好ましくは、重合性基を有するネマチック液晶モノマー１００質量部に対して０．１質量部以上２０質量部以下、より好ましくは１．０質量部以上１０質量部以下である。
【0032】
上述した重合性基を有するネマチック液晶モノマーおよび液晶性を有しない重合性化合物が紫外線硬化型である場合、これらを含んだ組成物を紫外線により硬化させるために、光重合開始剤が添加される。光重合開始剤としては、例えば、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノプロパン－１（ＢＡＳＦ社製イルガキュアー９０７）、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＢＡＳＦ社製イルガキュアー１８４）、４－（２－ヒドロキシエトキシ）－フェニル（２－ヒドロキシ－２－プロピル）ケトン（ＢＡＳＦ社製イルガキュアー２９５９）、１－（４－ドデシルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン（Ｍｅｒｃｋ社製ダロキュアー９５３）、１－（４－イソプロピルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン（Ｍｅｒｃｋ社製ダロキュアー１１１６）、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン（ＢＡＳＦ社製イルガキュアー１１７３）およびジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系化合物；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルおよび２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（ＢＡＳＦ社製イルガキュアー６５１）等のベンゾイン系化合物；ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４－フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４－ベンゾイル－４’－メチルジフェニルサルファイド、３，３’－ジメチル－４－メトキシベンゾフェノン（日本化薬社製カヤキュアーＭＢＰ）等のベンゾフェノン系化合物；ならびに、チオキサントン、２－クロロチオキサントン（日本化薬社製カヤキュアーＣＴＸ）、２－メチルチオキサントン、２，４－ジメチルチオキサントン（日本化薬社製カヤキュアーＲＴＸ）、イソプロピルチオキサントン、２，４－ジクロロチオキサントン（日本化薬社製カヤキュアーＣＴＸ）、２，４－ジエチルチオキサントン（日本化薬社製カヤキュアーＤＥＴＸ）および２，４－ジイソプロピルチオキサントン（日本化薬社製カヤキュアーＤＩＴＸ）等のチオキサントン系化合物等が挙げられる。好ましくは、光重合開始剤としては、例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ－Ｌ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ０１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ０２、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １３００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ３７９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １２７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ９０７およびＩｒｇａｃｕｒｅ １１７３（いずれもＢＡＳＦ社製）が挙げられ、特に好ましくは、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＴＰＯ－Ｌ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ０１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ ＯＸＥ０２、Ｉｒｇａｃｕｒｅ １３００およびＩｒｇａｃｕｒｅ ９０７が挙げられる。これらの光重合開始剤は、１種類または複数を任意の割合で混合して使用することができる。
【0033】
光重合開始剤としてベンゾフェノン系化合物またはチオキサントン系化合物を用いる場合には、光重合反応を促進させるために、助剤を併用することも可能である。そのような助剤としては例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ｎ－ブチルアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、ジエチルアミノエチルメタアクリレート、ミヒラーケトン、４，４’―ジエチルアミノフェノン、４－ジメチルアミノ安息香酸エチル、４－ジメチルアミノ安息香酸（ｎ－ブトキシ）エチル、および４－ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等のアミン系化合物が挙げられる。
【0034】
上述した光重合開始剤および助剤の添加量は、上述の組成物の液晶性に影響を与えない範囲で使用することが好ましく、その量は、当該組成物中の紫外線で硬化する化合物１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上１０質量部以下、より好ましくは２質量部以上８質量部以下である。また、助剤は光重合開始剤に対して、０．５倍量以上２倍量以下であることが好ましい。
【0035】
本発明の光学機能フィルムにおいて、光学機能層は２枚以上設けられていてもよい。この場合、光学機能層間には何も用いず、すなわち各光学機能層を直接積層してもよいが、各光学機能層間に粘着層または接着層が設けられていることが好ましい。粘着層の形成に使用される粘着剤としては、アクリル系またはゴム系の粘着剤が挙げられるが、接着性、保持力等を調整しやすいアクリル系粘着剤が好ましい。接着剤としては、紫外線硬化型樹脂組成物、熱硬化型樹脂組成物、およびこれらの混合物が挙げられる。紫外線硬化型樹脂の場合は、アクリロイル基あるいはエポキシ基を有するモノマーを複数混合した組成物を、光重合開始剤の存在下で紫外線を照射し硬化させることで光学機能層間を接着させることができる。熱硬化型樹脂組成物の場合は、エポキシ基を有するモノマーを複数混合した組成物を、酸触媒の存在下で加熱し硬化させることで光学機能層間を接着することができる。あるいは、アミノ基、カルボキシル基、水酸基を有する複数のモノマーまたはポリマーからなる組成物をイソシアネート基またはメラミンを有する化合物の存在下で加熱し硬化させることで光学機能層間を接着することができる。
【0036】
［光学機能フィルムの製造方法］
本発明の光学機能フィルムは、位相差フィルムによって複数の遅相軸帯が実現される、すなわち、複数の遅相軸を有する位相差フィルムを含むことが好ましい。この場合、複数の位相差フィルムを繋ぎ合わせるのではなく、１枚の位相差フィルム中に複数の遅相軸を有する構成を意味する。遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を実現するため、光学機能フィルムの同一面内において、複数の遅相軸を所望の角度に制御する。このような方法としては、例えば、光学機能層の表面において、所定の領域ごとに所望とする配向方向にラビング処理をすることが挙げられる。また、偏光照射により偏光の角度に応じた光配向性を発揮する光配向材料を所定の光学機能層の表面に成膜し、偏光照射する際に、所定の領域ごとに偏光照射の角度を所望の角度に配向するように設定しておくことで、光学機能層の表面において、所定の領域ごとに光配向材料の配向角度が異なる角度となり、これらの配向処理面の上に液晶を配向、固定させる。このような配向処理を光学機能フィルムの同一面内に施すことにより、遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有する光学機能フィルムを作製することができる。
本発明の光学機能フィルムは、位相差フィルムによって複数の遅相軸帯が実現される、すなわち、複数の遅相軸を有する位相差フィルムを含むことが好ましい。この場合、複数の位相差フィルムを繋ぎ合わせるのではなく、１枚の位相差フィルム中に複数の遅相軸を有する構成を意味する。遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を実現するため、光学機能フィルムの同一面内において、複数の遅相軸を所望の角度に制御する。このような方法としては、例えば、光学機能層の表面において、所定の領域ごとに所望とする配向方向にラビング処理をすることが挙げられる。また、偏光照射により偏光の角度に応じた光配向性を発揮する光配向材料を所定の光学機能層の表面に成膜し、偏光照射する際に、所定の領域ごとに偏光照射の角度を所望の角度に配向するように設定しておくことで、光学機能層の表面において、所定の領域ごとに光配向材料の配向角度が異なる角度となり、これらの配向処理面の上に液晶を配向、固定させる。このような配向処理を光学機能フィルムの同一面内に施すことにより、遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有する光学機能フィルムを作製することができる。
【0037】
［（Ｂ）光学積層体］
本発明の光学積層体には、上述した光学機能フィルムに中間膜が積層されている。中間膜は、熱可塑性樹脂の樹脂フィルムであることが好ましく、ポリビニルブチラールのフィルムであることが特に好ましい。中間膜は１枚であっても、複数枚であってもよいが、２枚の中間膜によって光学機能フィルムが挟持された構造を有する光学積層体が好ましい。また、光学積層体は２枚の光学機能フィルムを用いることが好ましい。この場合、２枚の光学機能フィルムについて、同一面内における各遅相軸角の差は同じであることが特に好ましい。
本発明の光学積層体には、上述した光学機能フィルムに中間膜が積層されている。中間膜は、熱可塑性樹脂の樹脂フィルムであることが好ましく、ポリビニルブチラールのフィルムであることが特に好ましい。中間膜は１枚であっても、複数枚であってもよいが、２枚の中間膜によって光学機能フィルムが挟持された構造を有する光学積層体が好ましい。また、光学積層体は２枚の光学機能フィルムを用いることが好ましい。この場合、２枚の光学機能フィルムについて、同一面内における各遅相軸角の差は同じであることが特に好ましい。
【0038】
図３には、本発明の光学積層体の一実施形態が示されており、光学積層体１０は、光学機能フィルム１０１が２枚の中間膜１０２により挟持された構成をなし、光学機能フィルム１０１は、例えば、図１または図２に示される光学機能フィルム（３０、４０）に相当する。図３において、光学積層体１０には、同一面内における各遅相軸角の差が同じである２枚の光学機能フィルム１０１が設けられていてもよい。
【0039】
［中間膜］
中間膜としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、一般的に用いられている車載用中間膜を用いることができることが好ましい。このような車載用中間膜としては、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、エチレン－酢酸ビニル共重合系樹脂（ＥＶＡ）、またはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）が挙げられる。これらの樹脂で作製された中間膜は、合わせガラス用中間膜として汎用的であるために好ましい。また、中間膜の厚さは、後述するＨＵＤシステムに光学積層体を適用する際、表示光の反射に影響を与えない範囲であれば、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設計することができる。
中間膜としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、一般的に用いられている車載用中間膜を用いることができることが好ましい。このような車載用中間膜としては、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール樹脂（ＰＶＡ）、エチレン－酢酸ビニル共重合系樹脂（ＥＶＡ）、またはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）が挙げられる。これらの樹脂で作製された中間膜は、合わせガラス用中間膜として汎用的であるために好ましい。また、中間膜の厚さは、後述するＨＵＤシステムに光学積層体を適用する際、表示光の反射に影響を与えない範囲であれば、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設計することができる。
【0040】
本発明に用いられる中間膜には、紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤、着色剤、接着調整剤等が適宜添加配合されていてもよく、とりわけ、赤外線を吸収する微粒子が分散された中間膜は、高性能な遮熱合わせガラスを作製する上で重要である。赤外線を吸収する微粒子には、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｃｓ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ、Ｍｏの金属、当該金属の酸化物、当該金属窒化物、あるいはこれらの中から少なくとも２種以上を含む複合物などの導電性を有する材料の微粒子を用いる。また、これらの材料には、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｆ等がドープされていてもよい。特に、可視光線の領域では透明である錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫が、透明性が求められる建築用、自動車用の窓として用いる場合に好ましい。中間膜に分散させる赤外線を吸収する微粒子の粒径は、０．２μｍ以下であることが好ましい。微粒子の粒径が０．２μｍ以下であれば、可視光線の領域での光の散乱を抑制しつつ赤外線を吸収でき、ヘイズを発生させず、電波透過性と透明性を確保しつつ、接着性、透明性、耐久性等の物性を未添加の中間膜と同等に維持し、さらには通常の合わせガラス製造ラインでの作業で合わせガラス化処理を行うことができる。なお、中間膜にＰＶＢを用いる場合には、中間膜の含水率を最適に保つために、恒温恒湿の部屋で合わせ化処理を行う。また、中間膜には、その一部が着色したもの、遮音機能を有する層をサンドイッチしたもの、ＨＵＤにおけるゴースト現象（二重写り）を軽減するための厚さに傾斜があるもの（楔形）などが使用できる。
【0041】
上記中間膜と光学機能フィルムとをラミネートする方法に特に制限はないが、例えば、ニップロールを用いて、中間膜と光学機能フィルムを同時に圧着してラミネートする方法が挙げられる。ラミネートする際にニップロールが加熱できる場合は、加熱しながら圧着することも可能である。また、中間膜と光学機能フィルムとの密着性が劣る場合は、コロナ処理、プラズマ処理などによる表面処理を予め行ってからラミネートしてもよい。
【0042】
中間膜は、溶剤に溶解させた状態で、光学機能フィルムの片面または両面に直接積層してもよい。ポリビニルブチラール系樹脂（ＰＶＢ）を使用する場合、ブチラール化度の下限値は４０モル％であることが好ましく、５５モル％であることがより好ましく、６０モル％であることが特に好ましい。一方、ブチラール化度の上限値は８５モル％であることが好ましく、８０モル％であることがより好ましく、７５モル％であることが特に好ましい。なお、ブチラール化度は、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）法により、測定することができ、例えば、ＦＴ－ＩＲを用いて測定することができる。
【0043】
ポリビニルブチラール系樹脂の水酸基量の下限値は、１５モル％であることが好ましく、上限値は３５モル％であることが好ましい。水酸基量が１５モル％未満であると、合わせガラス用中間膜とガラスとの接着性が低下したり、合わせガラスの耐貫通性が低下したりすることがある。一方、水酸基量が３５モル％を超えると、中間膜が硬くなることがある。
【0044】
ポリビニルブチラール系樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化することにより調製することができる。ポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより得られ、鹸化度８０モル％以上９９．８モル％以下のポリビニルアルコールが一般的に用いられる。また、ポリビニルアルコールの重合度の上限値は４０００であることが好ましく、３０００であることがより好ましく、２５００であることが特に好ましい。重合度が４０００を超えると、中間膜の成形が困難となることがある。
【0045】
［（Ｃ）機能性ガラス］
本発明の機能性ガラスには、上記光学機能フィルムまたは光学積層体とガラス板が積層されている。ガラス板は１枚であっても、複数枚であってもよいが、２枚のガラス板によって上記光学機能フィルムまたは光学積層体が挟持された構造を有する機能性ガラスが好ましい。このような機能性ガラスはＨＵＤシステムにおける表示媒体として好適に用いられる。
本発明の機能性ガラスには、上記光学機能フィルムまたは光学積層体とガラス板が積層されている。ガラス板は１枚であっても、複数枚であってもよいが、２枚のガラス板によって上記光学機能フィルムまたは光学積層体が挟持された構造を有する機能性ガラスが好ましい。このような機能性ガラスはＨＵＤシステムにおける表示媒体として好適に用いられる。
【0046】
機能性ガラスは、例えば、上記光学機能フィルムまたは光学積層体をガラス板に貼り合わせることによって作製される。光学機能フィルムまたは光学積層体をガラス板に貼り合わせる方法の一例としては、粘着剤もしくは接着剤を該光学機能フィルムまたは光学積層体の片側あるいは両側に塗布し、次いで、ガラス板を貼り合わせることによって得ることができる。粘着剤または接着剤に特に制限はないが、後に剥がすことがある場合は、リワーク性に優れた粘着性がよい材料、例えばシリコーン粘着剤、アクリル系粘着剤等が好ましい。
【0047】
［ガラス板］
ガラス板は、例えば、本発明の機能性ガラスをフロントガラスとして利用しても、前方の景色が十分に視認可能な透明性があれば特に限定されるものではない。また、ガラス板の屈折率は１．２以上２．０以下であることが好ましく、１．４以上１．８以下であることがより好ましい。また、ガラス板の厚み、形状等も、表示光の反射に影響を与えない範囲であれば、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設計することができる。また、これらガラス板には反射面に多層膜からなる増反射膜、遮熱機能を兼ねる金属薄膜層が設けられていてもよい。これらの膜は入射する偏光の反射率を向上させることができるが、例えば、自動車用フロントガラスとして、本発明の機能性ガラスを用いる場合は、機能性ガラスの可視光線透過率が７０％以上となるように反射率を調整することが好ましい。
ガラス板は、例えば、本発明の機能性ガラスをフロントガラスとして利用しても、前方の景色が十分に視認可能な透明性があれば特に限定されるものではない。また、ガラス板の屈折率は１．２以上２．０以下であることが好ましく、１．４以上１．８以下であることがより好ましい。また、ガラス板の厚み、形状等も、表示光の反射に影響を与えない範囲であれば、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設計することができる。また、これらガラス板には反射面に多層膜からなる増反射膜、遮熱機能を兼ねる金属薄膜層が設けられていてもよい。これらの膜は入射する偏光の反射率を向上させることができるが、例えば、自動車用フロントガラスとして、本発明の機能性ガラスを用いる場合は、機能性ガラスの可視光線透過率が７０％以上となるように反射率を調整することが好ましい。
【0048】
本発明の光学機能フィルムまたは光学積層体を用いる場合は、２枚のガラス板の間に、光学機能フィルムまたは光学積層体を配置し、高温・高圧にて圧着することにより合わせガラス内に光学積層体が配置された機能性ガラスを得ることができる。図４は、本発明に従う機能性ガラスの一実施形態を示す。図４に示す機能性ガラス２０は、光学積層体１０が、２枚のガラス板２０１により挟持された構成をなし、光学積層体１０は、例えば、図３の光学積層体に相当し、光学機能フィルム１０１が２枚の中間膜１０２により挟持されている。図４に示されるように、光学積層体１０が機能性ガラス２０を構成する場合、中間膜１０２は、２枚のガラス板２０１と光学積層体１０との密着性を保持するための粘着剤または接着剤としての機能も有している。
【0049】
本発明の光学機能フィルムまたは光学積層体を用いて機能性ガラスを作製する方法の一例を具体的に説明する。まず、２枚のガラス板を準備する。自動車のフロントガラス用の合わせガラスとして用いる場合は、フロート法で作られたソーダライムガラスを使用する。ガラスは透明、緑色に着色されたもの、いずれでもよく、特に制限はない。これらのガラス板の厚さは、通常、約２ｍｍｔのものを使用するが、近年のガラスの軽量化の要求に応じて、これよりも若干薄い厚さのガラス板も使用できる。ガラス板を所定の形状に切り出し、ガラスエッジに面取りを施し洗浄する。黒色の枠状やドット状のプリントが必要な際には、ガラス板にこれを印刷する。フロントガラスのように曲面形状が必要とされる場合には、ガラス板を６５０℃以上に加熱し、その後、モールドによるプレスや自重による曲げなどで２枚が同じ面形状となるように整形し、ガラスを冷却する。このとき、冷却速度をあげすぎると、ガラス板に応力分布が生じて強化ガラスとなるために、徐冷する。このように作製したガラス板のうちの１枚を水平に置き、その上に本発明の光学機能フィルムまたは光学積層体を重ね、さらにもう一方のガラス板を置く。次いで、ガラスのエッジからはみ出した光学機能フィルム、中間膜は、カッターで切断・除去する。その後、サンドイッチ状に積層したガラス板、光学機能フィルムまたは光学積層体との間に存在する空気を脱気しながら温度８０℃から１００℃に加熱し、予備接着を行う。空気を脱気する方法にはガラス板／光学機能フィルムまたは光学積層体／ガラス板の積層体を耐熱ゴムなどでできたゴムバッグで包んで行うバッグ法と、ガラス板の端部のみをゴムリングで覆ってシールするリング法の２種があり、どちらの方法を用いてもよい。予備接着が終了した後、ゴムバッグから取り出したガラス板／光学機能フィルムまたは光学積層体／ガラス板の積層体、もしくはゴムリングを取り外した積層体をオートクレーブに入れ、１０～１５ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で、１２０℃～１５０℃に加熱し、この条件で２０分～４０分間、加熱・加圧処理する。処理後、５０℃以下に冷却したのちに除圧し、ガラス板／光学機能フィルムまたは光学積層体／ガラス板からなる本発明の機能性ガラスをオートクレーブから取り出す。
【0050】
こうして得られた機能性ガラスは、普通自動車、小型自動車、軽自動車などともに、大型特殊自動車、小型特殊自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラスとして使用できる。さらには、鉄道車両、船舶、航空機の窓としても、また、建材用および産業用の窓材としても使用できる。使用の形態であるが、ＵＶカットや調光機能を有する部材と、積層あるいは貼合して用いることができる。
【0051】
［ヘッドアップディスプレイシステム］
図５は、本発明のＨＵＤシステムの一実施形態を模式図で示したものである。図５に示されるＨＵＤシステムは、表示画像を示す表示光をＳ偏光またはＰ偏光にして出射する表示画像投影手段（表示器）２と、表示画像投影手段２から出射された表示光を反射する反射鏡３と、表示画像投影手段２から出射されたＳ偏光またはＰ偏光が入射される本発明のヘッドアップディスプレイ用機能性ガラス（機能性ガラス４）とを備えている。表示画像投影手段２から出射されたＳ偏光またはＰ偏光を反射鏡３で反射させ、この反射された表示光をフロントガラスとして機能する機能性ガラス４に照射することにより、観察者１に光路５を介してＳ偏光またはＰ偏光が到達し、表示画像の虚像６を視認できる。なお、図５に示されるＨＵＤシステムにおいて、表示画像投影手段２から出射された表示光は、反射鏡３を介して機能性ガラス４に入射しているが、表示画像投影手段２から直接機能性ガラス４に入射していてもよい。また、表示画像投影手段２からは表示画像を示す表示光をランダム光で出射し、反射鏡３で反射させ、この反射光が機能性ガラス４に到達する前に偏光板を通すことにより、表示画像投影手段２から出射した偏光を調整として所望とする偏光を機能性ガラス４に照射してもよい。
図５は、本発明のＨＵＤシステムの一実施形態を模式図で示したものである。図５に示されるＨＵＤシステムは、表示画像を示す表示光をＳ偏光またはＰ偏光にして出射する表示画像投影手段（表示器）２と、表示画像投影手段２から出射された表示光を反射する反射鏡３と、表示画像投影手段２から出射されたＳ偏光またはＰ偏光が入射される本発明のヘッドアップディスプレイ用機能性ガラス（機能性ガラス４）とを備えている。表示画像投影手段２から出射されたＳ偏光またはＰ偏光を反射鏡３で反射させ、この反射された表示光をフロントガラスとして機能する機能性ガラス４に照射することにより、観察者１に光路５を介してＳ偏光またはＰ偏光が到達し、表示画像の虚像６を視認できる。なお、図５に示されるＨＵＤシステムにおいて、表示画像投影手段２から出射された表示光は、反射鏡３を介して機能性ガラス４に入射しているが、表示画像投影手段２から直接機能性ガラス４に入射していてもよい。また、表示画像投影手段２からは表示画像を示す表示光をランダム光で出射し、反射鏡３で反射させ、この反射光が機能性ガラス４に到達する前に偏光板を通すことにより、表示画像投影手段２から出射した偏光を調整として所望とする偏光を機能性ガラス４に照射してもよい。
【0052】
＜表示画像投影手段＞
表示画像投影手段２は、最終的に機能性ガラス４に到達するまでに、所望とするＰ偏光またはＳ偏光を出射することができれば特に限定されるものではないが、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）等が挙げられる。表示画像投影手段２が液晶表示装置である場合、出射光は通常直線偏光となっているため、そのまま用いることができる。一方、表示画像投影手段２が有機ＥＬディスプレイである場合、例えば、表示画像投影手段２は、光源とＰ偏光またはＳ偏光を出射可能な偏光板とから構成されていてもよい。また、ＨＵＤシステムを自動車に使用する場合、液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイは、例えばダッシュボードのような光出射口に偏光板、１／２波長板等の光学部材を配置して、表示画像投影手段２からＰ偏光またはＳ偏光が出射できるように調整することも可能である。また、表示画像投影手段２に使用される光源も特に限定されるものではなく、レーザー光源やＬＥＤ光源等を使用することができる。また、光学機能層を構成する位相差素子の中心反射波長を、上記の光源の発光スペクトルに対応するように設定することで、より効果的に表示画像を鮮明することができる。
表示画像投影手段２は、最終的に機能性ガラス４に到達するまでに、所望とするＰ偏光またはＳ偏光を出射することができれば特に限定されるものではないが、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）等が挙げられる。表示画像投影手段２が液晶表示装置である場合、出射光は通常直線偏光となっているため、そのまま用いることができる。一方、表示画像投影手段２が有機ＥＬディスプレイである場合、例えば、表示画像投影手段２は、光源とＰ偏光またはＳ偏光を出射可能な偏光板とから構成されていてもよい。また、ＨＵＤシステムを自動車に使用する場合、液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイは、例えばダッシュボードのような光出射口に偏光板、１／２波長板等の光学部材を配置して、表示画像投影手段２からＰ偏光またはＳ偏光が出射できるように調整することも可能である。また、表示画像投影手段２に使用される光源も特に限定されるものではなく、レーザー光源やＬＥＤ光源等を使用することができる。また、光学機能層を構成する位相差素子の中心反射波長を、上記の光源の発光スペクトルに対応するように設定することで、より効果的に表示画像を鮮明することができる。
【0053】
＜反射鏡＞
本発明のＨＵＤシステムは、必要に応じて反射鏡３を備えていてもよい。反射鏡３は、表示画像投影手段２からの表示光を機能性ガラス４に向けて反射することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、平面鏡、凹面鏡などから構成される。反射鏡３として凹面鏡を用いた場合、凹面鏡は、表示器からの表示光を所定の拡大率で拡大することも可能である。
本発明のＨＵＤシステムは、必要に応じて反射鏡３を備えていてもよい。反射鏡３は、表示画像投影手段２からの表示光を機能性ガラス４に向けて反射することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、平面鏡、凹面鏡などから構成される。反射鏡３として凹面鏡を用いた場合、凹面鏡は、表示器からの表示光を所定の拡大率で拡大することも可能である。
【0054】
本発明のＨＵＤシステムは、表示画像投影手段から出射された光が光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に１０°傾斜した位置から表示画像投影手段から出射された光が入射する入射角８０の遅相軸とのなす角、すなわち入射角９０°に対する入射角８０°遅相軸のずれの範囲が５°以上２０°以下であることが好ましい。なお、図６に示されるように、入射角７は、光学機能フィルム１０１の表面と、光学機能フィルム１０１の表面に入射する光とがなす角度を意味する。例えば、表示画像投影手段２から出射された光が、反射鏡３を介して光学機能フィルム１０１の正面、すなわち光学機能フィルム１０１の表面に垂直に入射した場合、入射角７は９０°であり、光学機能フィルム１０１の表面に垂直な軸から水平方向に右または左に１０°傾斜した位置から入射した場合、入射角７は８０°である。すなわち、図６において表示部分９Ａにおける遅相軸角と表示部分９Ｂにおける遅相軸角のずれが５°以上２０°以下であることが、本発明のヘッドアップディスプレイの好ましい実施態様である。なお、表示部分９Ａにおける遅相軸角と表示部分９Ｂにおける遅相軸角のずれは７°以上１３°以下であることがより好ましく、９°以上１１°以下であることが更に好ましい。
【0055】
本発明は、この入射角７の傾斜による、光学機能フィルムの偏光変換効率の低下を、上記遅相軸の補正によって向上することができ、二重像の発生の低減に寄与するものである。入射角９０°の遅相軸と入射角８０°の遅相軸とのなす角の下限は、７°であることが好ましく、８°であることが更に好ましく、９°であることが特に好ましい。また、入射角９０°の遅相軸と入射角８０°の遅相軸とのなす角の上限としては、１９°であることが好ましく、１８°であることが更に好ましく、１７°であることが特に好ましい。すなわち、入射角９０°の遅相軸と入射角８０°の遅相軸とのなす角は、８°以上１７°以下であることが最も好ましい。
【0056】
さらに、本発明のＨＵＤシステムは、表示画像投影手段から出射された光が光学機能フィルムに垂直に入射する入射角９０°の遅相軸と、光学機能フィルムの表面に垂直な軸から水平方向に２０°傾斜した位置から表示画像投影手段から出射された光が入射する入射角７０の遅相軸とのなす角、すなわち入射角９０°に対する入射角７０°遅相軸のずれの範囲が１０°以上３０°以下であることが好ましい。入射角９０°の遅相軸と入射角７０°の遅相軸とのなす角の下限は、１４°であることが更に好ましく、１６°であることが特に好ましい。また、入射角９０°の遅相軸と入射角７０°の遅相軸とのなす角の上限としては、２８°であることが更に好ましく、２４°であることが特に好ましい。すなわち、入射角９０°の遅相軸と入射角７０°の遅相軸とのなす角は、１６°以上２４°以下であることが最も好ましい。
【0057】
本発明に係るＨＵＤシステムは、図７に示されるように、機能性ガラス４に対するＳ偏光またはＰ偏光のブリュースター角をαとしたとき、表示画像投影手段２から出射された光が表示媒体として機能性ガラス４に入射する入射角８が、α－１０°～α＋１０°の範囲であることが好ましく、α－５°～α＋５°の範囲であることがより好ましい。なお、図７に示されるように、入射角８は、表示媒体（機能性ガラス４）の表面に垂直な軸と、表示媒体の表面に入射する光とがなす角度を意味する（以下、この入射角を「入射角Ｘ」ともいう）。
【0058】
本発明のＨＵＤシステムの一実施態様において、光学機能フィルムとして１／２波長板を用い、表示媒体が機能性ガラス４であり、かつ表示画像投影手段２から出射される表示光がＳ偏光である場合、表示画像投影手段２から出射されたＳ偏光を、反射鏡３を介してα－１０°～α＋１０°の範囲、すなわち、機能性ガラス４の表面に垂直な軸に対してブリュースター角近傍、好ましくはブリュースター角αの入射角８で入射させることにより、機能性ガラス４によって変換されたＰ偏光の、車外側のガラス板による反射を抑え、二重像の発生を抑止することができる。すなわち、Ｓ偏光の入射角８がα－１０°未満、またはα＋１０°より大きい場合、Ｓ偏光の入射角８は、ブリュースター角近傍からずれてしまうため、１／２波長板によって変換されたＰ偏光の反射が増加し、二重像が発生してしまう場合がある。
【0059】
また、本発明のＨＵＤシステムの他の実施態様において、光学機能フィルムとして、１枚または２枚以上の円偏光反射層（コレステリック液晶層）が２枚の１／４波長板で挟持された積層体を用い、表示媒体が機能性ガラス４であり、かつ表示画像投影手段２から出射された表示光がＰ偏光である場合でも同様である。一般に路面からの反射光はＳ偏光であるため、偏光サングラスは、Ｓ偏光を吸収できるように設計されている。そのため、Ｓ偏光を利用した従来のＨＵＤシステムでは、偏光サングラスを介したＨＵＤの表示画像の視認性が極端に低下してしまう。一方、観察者にＰ偏光が到達する、Ｐ偏光を利用したＨＵＤシステムであれば、二重像の発生を抑制できるとともに、偏光サングラス着用時においても、表示画像の視認性を高めることができる。また、円偏光反射層がコレステリック液晶層である場合、円偏光反射層を透過する円偏光は、第１の１／４波長板の遅相軸と直交する位置関係で遅相軸が設置された第２の１／４波長板により、元のＰ偏光に変換される。変換されたＰ偏光は、第２の１／４波長板の外側の車外側のガラス面に対しても同様にブリュースター角近傍で入射する。そのため、第２の１／４波長板の外側の車外側のガラス面でのＰ偏光の反射も大幅に低減でき、その結果、二重像の発生が大幅に改善される。
【0060】
本発明のヘッドアップディスプレイシステムにおいて、例えば１／２波長板を備える光学機能フィルムを含む機能性ガラスが設けられる場合、偏光変換（例えばＰ偏光をＳ偏光に、またはＳ偏光をＰ偏光に変換）を効率的にするために、機能性ガラスの表面に垂直な軸から４５°以上６５°以下に傾斜した位置から入射するＳ偏光の偏光軸またはＰ偏光の偏光軸と、光学機能フィルムの遅相軸とのなす角度θを、３５°以上４７°以下に制御することが好ましい。機能性ガラスに入射するＳ偏光またはＰ偏光の入射角を４５°以上６５°以下の範囲にすることにより、Ｐ偏光が機能性ガラスに入射した場合には、機能性ガラスの表面での反射率を理論的に２％以下に抑制することができる。透過したＰ偏光は１／２波長板によりＳ偏光に変換し、変換されたＳ偏光は入射側と反対側の機能性ガラスの空気との界面で反射する。反射したＳ偏光が１／２波長板により再びＰ偏光に変換され、このＰ偏光が観察者に到達する。また、Ｓ偏光が機能性ガラスに入射した場合には、Ｓ偏光は機能性ガラスの表面で反射し、このＳ偏光が観察者に到達する。透過した一部のＳ偏光は１／２波長板によりＰ偏光に変換し、変換されたＰ偏光は入射側と反対側の機能性ガラスもしくは機能性ガラスと空気との界面で反射されず、通過する。このように、機能性ガラスに入射するＳ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘを制御することにより、二重像の発生を抑制することができる。また、角度θが３５°未満または４７°よりも大きい場合、機能性ガラスに入射したＰ偏光をＳ偏光に、またはＳ偏光をＰ偏光に変換する偏光軸変換性能が低く、その結果、二重像が発生してしまうおそれがある。この角度θを適切に制御することにより、１／２波長板は良好な偏光軸変換性能を示し、その結果、表示画像はより鮮明に視認できるようになる。
【0061】
光学機能フィルムが１／２波長板を備える場合、偏光軸変換性能を適切に制御するため、角度θは、下記式（２）および（３）から算出される値であることが好ましい。ここで、下記式（２）および（３）の技術的意義を説明する。機能性ガラスに入射するＳ偏光またはＰ偏光が、空気とは異なる屈折率を有する媒質である１／２波長板を通過する際、１／２波長板に入射した入射角Ｘが変化する。ここで、機能性ガラスに対するＳ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘをα、１／２波長板に実際に入射する入射角Ｘ、すなわち１／２波長板の屈折角をβ、空気の屈折率をｎα、１／２波長板の屈折率をｎβとすると、スネルの法則にしたがい、sinα／sinβ＝ｎβ／ｎαが成立し、この式をβが求まる方程式に簡略化すると、式（３）が導かれる。一方、機能性ガラスに入射するＳ偏光の偏光軸をｘ軸、Ｐ偏光の偏光軸をｙ軸、ｙ軸と１／２波長板の遅相軸とのなす角をθとしたときの位相差値がＲｅである場合、ベクトル的解析により、ｙ軸はＲｅ・ｃｏｓθ、ｘ軸はＲｅ・sinθで表される。ここで、１／２波長板の偏光軸変換性能は、１／２波長板の遅相軸に対して４５°で光が入射されるときに最大となることが知られているため、理論上、Ｓ偏光の偏光軸またはＰ偏光の偏光軸と、光学機能フィルムの遅相軸とのなす角度θは、４５°であることが望ましい。しかしながら、上述のように、機能性ガラスに入射するＳ偏光の偏光軸またはＰ偏光の偏光軸と、光学機能フィルムの遅相軸とのなす角度をθとしても、実際には、１／２偏光板に入射する角度はβである。そこで、Ｒｅ・ｃｏｓθのｙ軸（理論上のｙ軸）について、ｘ軸を中心に角度β傾斜した際のｙ軸（事実上のｙ軸）を求めると、Ｒｅ・ｃｏｓθ／事実上のｙ軸＝sin（９０°－β）が成立し、事実上のｙ軸は、Ｒｅ・ｃｏｓθｃｏｓβで表される。上述したように、１／２波長板の遅相軸とＳ偏光の偏光軸またはＰ偏光の偏光軸のなす角度は、４５°であることが望ましい。機能性ガラスに入射するＳ偏光またはＰ偏光の偏光軸と、１／２波長板の遅相軸とのなす角度を４５°にするためには、ｘ軸（Ｒｅ・ｓｉｎθ）と、事実上のｙ軸（Ｒｅ・ｃｏｓθｃｏｓβ）を等しくする必要があるため、Ｒｅ・sinθ＝Ｒｅ・ｃｏｓθｃｏｓβが求まり。この式を簡略化することにより、式（２）が導かれる。このように、下記式（２）および（３）から算出された値に基づき、角度θを実際に１／２偏光板に入射する角度βとの関係で厳密に制御することにより、１／２波長板が示す偏光軸変換性能を最大限に活かすことができる。
【0062】
【数2】
【0063】
角度θの範囲は、当該角度θの値の±５°の範囲に制御されていることが好ましく、±３°の範囲に制御されていることがより好ましい。角度θが上記式（２）および（３）から算出される値を満たす角度の±５°の範囲外であると、１／２波長板が示す偏光変換効率が低くなる。角度θの範囲を、上記式（２）および（３）から算出された値に基づき制御することにより、１／２波長板による偏光変換効率の低下を抑制することができる。
【0064】
式（３）に代入される１／２波長板の屈折率は、１／２波長板の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、１／２波長板の面内でｎｘと直交する方向の屈折率をｎｙ、１／２波長板の厚さ方向の屈折率をｎｚとし、これらの和を平均化した値を平均屈折率として用いる。また、市販品の１／２波長板を使用する場合、平均屈折率はカタログ等に載せられた値を使用することもできる。また、１／２波長板の材料として後述する重合性液晶を用いた場合、液晶本来の常光屈折率ｎｏと異常光屈折率ｎｅを用いると、平均屈折率は（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３＝（ｎｏ＋ｎｏ＋ｎｅ）／３で表される。式（２）および（３）から算出されるθの具体例を示すと、例えば、空気の屈折率を１．００とし、屈折率１．５５の１／２波長板を用い、Ｓ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘが４５°である場合、式（２）および（３）に基づき、θの値は４２°であるため、θの範囲は好ましくは３７°以上４７°以下であり、より好ましくは３９°以上４５°以下である。Ｓ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘが５０°である場合、式（２）および（３）に基づき、θの値は４１°であるため、θの範囲は好ましくは３６°以上４６°以下であり、より好ましくは３８°以上４４°以下である。また、Ｓ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘが５６°または６０°である場合、式（２）および（３）に基づき、θの値は４０°であるため、θの範囲は好ましくは３５°以上４５°以下であり、より好ましくは３７°以上４３°以下である。さらに、Ｓ偏光またはＰ偏光の入射角Ｘが６５°である場合、式（２）および（３）に基づき、θの値は３９°であるため、θの範囲は好ましくは３４°以上４４°以下であり、より好ましくは３６°以上４２°以下である。
【0065】
上述のように、本発明では、光学機能フィルムに入射するＳ偏光またはＰ偏光の偏光軸と、１／２波長板の遅相軸とのなす角θを制御することにより、１／２波長板が示す偏光軸変換性能をより高めることができる。そのような場合、１／２波長板の遅相軸の制御性および生産コスト的な観点から、偏光軸を変換させる作用を有する層として重合性液晶層を含む１／２波長板を使用することが特に好ましい。なお、上述のような１／２波長板の波長分散性はヘッドアップディスプレイ用途に適するものであれば特に制限はないが可視光領域の広い波長範囲で正確に偏光変換させるためには逆波長分散性を有することが望ましい。一般に、高分子は複屈折の絶対値が短波長側で大きくなる正常分散をとるが、可視光の各波長の複屈折Δｎの値を制御することによって長波長側で複屈折が大きくなるような液晶化合物であれば逆波長分散性が得られる。また、化合物の波長分散特性に応じた適切な位相差値の複数の位相差板の適切な遅相軸の組合せでの積層によっても逆波長分散性が得られる。このような複数の位相差板の組合せの積層による１／２波長板を使用した場合にも、それぞれの位相差板の遅相軸角について上述のように光学機能フィルムに入射するＳ偏光またはＰ偏光の偏光軸と、１／２波長板の遅相軸とのなす角θを適切に制御することにより１／２波長板が良好な偏光軸変換性能を示し、その結果、表示画像はさらに鮮明に視認できるようになる。
【実施例0066】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。実施例において「部」は質量部を意味する。尚、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、特に言及がない限り、室温とは２０℃±５℃の範囲内であるとする。
【0067】
＜１／４波長板を用いた場合の試験例＞
［塗布液（コレステリック液晶組成物）の調製］
表１に示す組成を有する塗布液（Ｒ１）を調製した。
［塗布液（コレステリック液晶組成物）の調製］
表１に示す組成を有する塗布液（Ｒ１）を調製した。
【0068】
【表1】
【0069】
次に、塗布液（Ｒ１）のカイラル剤の処方量を表２に示す処方量に変更する点以外は同様の処方にて塗布液（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）をそれぞれ調整した。
【0070】
【表2】
【0071】
また、１／４波長板の作製に使用する表３に示す組成を有する塗布液（ＱＷＰ）を調整した。
【表3】
【0072】
［実施例１］
＜光学機能フィルムの作製＞
調製した塗布液（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）を用い、下記の手順にてそれぞれ光反射層ＰＲＬ－１、光反射層ＰＲＬ－２、光反射層ＰＲＬ－３および光反射層ＰＲＬ－４を作製し、次いでそれらを積層して円偏光反射層を作製した。次いで、得られた円偏光反射層の両面に１／４波長板をさらに積層し、光制御積層体を作製した。支持基板としてのプラスチック基板は、特開２００２－９０７４３号公報の実施例１に記載された方法で下塗り層無し面が予めラビング処理された東洋紡績社製ＰＥＴフィルム（商品名Ａ４１００、厚さ５０μｍ）を使用した。
＜光学機能フィルムの作製＞
調製した塗布液（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）を用い、下記の手順にてそれぞれ光反射層ＰＲＬ－１、光反射層ＰＲＬ－２、光反射層ＰＲＬ－３および光反射層ＰＲＬ－４を作製し、次いでそれらを積層して円偏光反射層を作製した。次いで、得られた円偏光反射層の両面に１／４波長板をさらに積層し、光制御積層体を作製した。支持基板としてのプラスチック基板は、特開２００２－９０７４３号公報の実施例１に記載された方法で下塗り層無し面が予めラビング処理された東洋紡績社製ＰＥＴフィルム（商品名Ａ４１００、厚さ５０μｍ）を使用した。
【0073】
（１）表１、２に示される塗布液（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）の各塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる各光反射層の厚みが０．５μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。
（２）得られた各塗膜を、８０℃にて２分間加熱して溶剤を除去するとともに、コレステリック液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）を１２０Ｗ出力、５～１０秒間ＵＶ照射し、コレステリック液晶相を固定して、各ＰＥＴフィルム上に塗布液（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）に基づくコレステリック液晶層、すなわち光反射層ＰＲＬ－１、光反射層ＰＲＬ－２、光反射層ＰＲＬ－３および光反射層ＰＲＬ－４をそれぞれ形成した。
（３）表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／４波長板の厚みが１μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。次いで、各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けて、それぞれの領域ごとに表４のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／４波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。なお、長手方向とは、例えば、図２における縦方向（短辺）であり、巾手方向とは横方向（長辺）である。以下、同様に定義する。
（２）得られた各塗膜を、８０℃にて２分間加熱して溶剤を除去するとともに、コレステリック液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）を１２０Ｗ出力、５～１０秒間ＵＶ照射し、コレステリック液晶相を固定して、各ＰＥＴフィルム上に塗布液（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３）および（Ｒ４）に基づくコレステリック液晶層、すなわち光反射層ＰＲＬ－１、光反射層ＰＲＬ－２、光反射層ＰＲＬ－３および光反射層ＰＲＬ－４をそれぞれ形成した。
（３）表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／４波長板の厚みが１μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。次いで、各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けて、それぞれの領域ごとに表４のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／４波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。なお、長手方向とは、例えば、図２における縦方向（短辺）であり、巾手方向とは横方向（長辺）である。以下、同様に定義する。
【0074】
【表4】
【0075】
（４）得られた各塗膜を、８０℃にて２分間加熱して溶剤を除去するとともに、液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）を１２０Ｗ出力、５～１０秒間ＵＶ照射し、液晶相を固定して、ＰＥＴフィルム上に重合性液晶層が形成された所定の遅相軸帯を有する１／４波長板を合計１４枚作製した。１／４波長板は、領域Ｐ、ＱおよびＲを全て含む巾手方向６０ｃｍ、長手方向５０ｃｍのサイズにカットした。巾手方向には２０ｃｍごとに左から領域Ｐ、ＱおよびＲの遅相軸帯が同一面内にそれぞれ形成されている（表４に示される範囲と一致）。なお、得られた１／４波長板の各領域の位相差値を自動複屈折計（王子計測社製「ＫＯＢＲＡ－２１ＡＤＨ」）で測定した結果、いずれも５４６ｎｍにおける位相差値が１３６ｎｍであった。
（５）（１）～（２）にて作製した、ＰＥＴフィルム上の光反射層ＰＲＬ－１（塗布液（Ｒ１）使用）と光反射層ＰＲＬ－２（塗布液（Ｒ２）使用）の各光反射層側同士を、アクリル系粘着剤（綜研化学社製、アクリル粘着剤ＳＫダイン９０６）を用いて積層した。
（６）光反射層ＰＲＬ－２のＰＥＴフィルムを剥離した。
（７）（１）～（２）にて作製したＰＥＴフィルム上の光反射層ＰＲＬ－３（塗布液（Ｒ３）使用）の光反射層側と、（６）における光反射層ＰＲＬ－２のうちＰＥＴフィルムを剥離させた光反射層側同士を、（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を用いて積層した。
（８）（７）と同様の方法で、光反射層ＰＲＬ－４（塗布液（Ｒ４）使用）の光反射層側を、光反射層ＰＲＬ－３に積層した。
（９）光反射層ＰＲＬ－１の外側と、ＰＲＬ－４の外側にあるＰＥＴフィルムをそれぞれ剥離し、４つのコレステリック液晶層を含む円偏光反射層を作製した。
（１０）（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層として、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－４およびＹ－４を示す１／４波長板をそれぞれ用いて、作製した円偏光反射層の両面に（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を介して、重合性液晶層側を円偏光反射層に向けて面内の巾手方向の領域が表４においてＸ－４のＰとＹ－４のＲ、Ｘ－４のＱとＹ－４のＱ、Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せとなるように巾手方向を合わせて１／４波長板をそれぞれ積層した。次いで、下記の測定・評価を実施するため、各１／４波長板のＰＥＴフィルムを剥離した。
（５）（１）～（２）にて作製した、ＰＥＴフィルム上の光反射層ＰＲＬ－１（塗布液（Ｒ１）使用）と光反射層ＰＲＬ－２（塗布液（Ｒ２）使用）の各光反射層側同士を、アクリル系粘着剤（綜研化学社製、アクリル粘着剤ＳＫダイン９０６）を用いて積層した。
（６）光反射層ＰＲＬ－２のＰＥＴフィルムを剥離した。
（７）（１）～（２）にて作製したＰＥＴフィルム上の光反射層ＰＲＬ－３（塗布液（Ｒ３）使用）の光反射層側と、（６）における光反射層ＰＲＬ－２のうちＰＥＴフィルムを剥離させた光反射層側同士を、（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を用いて積層した。
（８）（７）と同様の方法で、光反射層ＰＲＬ－４（塗布液（Ｒ４）使用）の光反射層側を、光反射層ＰＲＬ－３に積層した。
（９）光反射層ＰＲＬ－１の外側と、ＰＲＬ－４の外側にあるＰＥＴフィルムをそれぞれ剥離し、４つのコレステリック液晶層を含む円偏光反射層を作製した。
（１０）（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層として、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－４およびＹ－４を示す１／４波長板をそれぞれ用いて、作製した円偏光反射層の両面に（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を介して、重合性液晶層側を円偏光反射層に向けて面内の巾手方向の領域が表４においてＸ－４のＰとＹ－４のＲ、Ｘ－４のＱとＹ－４のＱ、Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せとなるように巾手方向を合わせて１／４波長板をそれぞれ積層した。次いで、下記の測定・評価を実施するため、各１／４波長板のＰＥＴフィルムを剥離した。
【0076】
こうして、光反射層ＰＲＬ－１、光反射層ＰＲＬ－２、光反射層ＰＲＬ－３および光反射層ＰＲＬ－４の順序で積層された円偏光反射層と、円偏光反射層の両面に積層された２枚の１／４波長板を有する光学機能フィルムを作製した。図８は、単一の各光反射層ＰＲＬ－１、ＰＲＬ－２、ＰＲＬ－３およびＰＲＬ－４を形成したときに各光反射層の波長と反射率の関係をプロットした図である。光反射層ＰＲＬ－１、ＰＲＬ－２、ＰＲＬ－３およびＰＲＬ－４の中心反射波長は、図８および表５に示されるように、それぞれ４５０ｎｍ（半値幅は１２３ｎｍ）、５４０ｎｍ（半値幅は１３１ｎｍ）、６５０ｎｍ（半値幅は１４８ｎｍ）および８００ｎｍ（半値幅は１７８ｎｍ）であり、かつ光反射層ＰＲＬ－１、ＰＲＬ２、ＰＲＬ－３およびＰＲＬ－４の中心反射波長における反射率は、それぞれ約２０％、約２１％、約２２％および約２０％であった。
【0077】
【表5】
【0078】
得られた各光反射層の正面方向（入射角０°）における可視光の平均透過率は約７７％であり、５５０ｎｍ付近における反射率は約２２％であった。また、得られた各光反射層を正面から５０°傾けた位置から見ても、赤色領域の透過率の変化はなく、正面方向と同様の色味であった。また、各光反射層を５０°傾斜させた際の位相差値を自動複屈折計（王子計測社製「ＫＯＢＲＡ－２１ＡＤＨ」）で測定した結果、５４６ｎｍにおける位相差値が５５ｎｍであった。
【0079】
＜光学積層体の作製＞
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を、作製した光学機能フィルムと同じサイズに切り出し、上記光学機能フィルムを２枚のポリビニルブチラール中間膜の間に配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を作製した。
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を、作製した光学機能フィルムと同じサイズに切り出し、上記光学機能フィルムを２枚のポリビニルブチラール中間膜の間に配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を作製した。
【0080】
＜機能性ガラスの作製＞
作製した光学積層体と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板２枚の間に、上記光学積層体を配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体、透明なガラス板の順で重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの可視光透過率は７２％であった。
作製した光学積層体と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板２枚の間に、上記光学積層体を配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体、透明なガラス板の順で重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの可視光透過率は７２％であった。
【0081】
＜ヘッドアップディスプレイの作製および表示画像の評価＞
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＰ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２から出射されるＰ偏光が、Ｐ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対してブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表４のＹ－４を含む１／４波長板側のガラスを表示画像投影手段からのＰ偏光が入射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＰ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２から出射されるＰ偏光が、Ｐ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対してブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表４のＹ－４を含む１／４波長板側のガラスを表示画像投影手段からのＰ偏光が入射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
【0082】
＜二重像輝度比の評価：１／４波長板の偏光変換性能の評価＞
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＰ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から５ｃｍの位置I（Ｘ－４のＰとＹ－４のＲの組合せ領域）、左から３０ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱとＹ－４のＱの組合せ領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せ領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち光学機能フィルム面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割った数値に１００を乗じることで二重像輝度比を算出した。結果を表６に示す。なお、表６に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＰ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から５ｃｍの位置I（Ｘ－４のＰとＹ－４のＲの組合せ領域）、左から３０ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱとＹ－４のＱの組合せ領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せ領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち光学機能フィルム面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割った数値に１００を乗じることで二重像輝度比を算出した。結果を表６に示す。なお、表６に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
【0083】
［実施例２］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－５およびＹ－５を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－５およびＹ－５を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0084】
［実施例３］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－６およびＹ－６を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－６およびＹ－６を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0085】
［実施例４］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－３およびＹ－３を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－３およびＹ－３を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0086】
［比較例１］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－１およびＹ－１を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－１およびＹ－１を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0087】
［比較例２］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－２およびＹ－２を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－２およびＹ－２を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0088】
［比較例３］
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－７およびＹ－７を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
上記（３）～（４）にて作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－７およびＹ－７を示す１／４波長板をそれぞれ円偏光反射層の両面に積層した以外は実施例１と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表６に示す。
【0089】
【表6】
【0090】
実施例１～４と比較例１～３の結果より、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していない比較例１、および、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していても、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満の範囲外である比較例２～３では、投影位置によって、入射されたＰ偏光が光学機能フィルムを透過した際に、Ｓ偏光成分が多くなることにより入射面とは反対側のガラス板界面でＳ偏光が反射する。そのため、二重像輝度比が高くなり、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されやすくなる。その結果、二重像の発生のムラが大きく、広範囲での画像の視認性が低下した。
【0091】
＜１／２波長板を用いた場合の試験例１＞
＜実施例５＞
上記（３）において、表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／２波長板の厚みが約２μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けてそれぞれの領域ごとに表７のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／２波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。
＜実施例５＞
上記（３）において、表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／２波長板の厚みが約２μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けてそれぞれの領域ごとに表７のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／２波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。
【0092】
【表7】
【0093】
得られた各塗膜を、８０℃にて２分間加熱して溶剤を除去するとともに、液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）を１２０Ｗ出力、５～１０秒間ＵＶ照射し、液晶相を固定して、ＰＥＴフィルム上に重合性液晶層が形成された所定の遅相軸帯を有する１／２波長板をＸグループ、Ｙグループの２種類で各７枚、合計１４枚作製した。１／２波長板は、領域Ｐ、ＱおよびＲを全て含む巾手方向６０ｃｍ、長手方向５０ｃｍのサイズにカットした。巾手方向には２０ｃｍごとに左からＰ、ＱおよびＲの遅相軸帯が同一面内にそれぞれ形成されている（表７に示される範囲と一致）。なお、得られた１／２波長板の各領域の位相差値を自動複屈折計（王子計測社製「ＫＯＢＲＡ－２１ＡＤＨ」）で測定した結果、５４６ｎｍにおける位相差値がＸグループの７枚については２９０ｎｍ、Ｙグループの７枚については２５０ｎｍであった。
【0094】
作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層として、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表４におけるＸ－４およびＹ－４を示す１／２波長板をそれぞれ用いて、上記（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を用いて重合性液晶層側同士を面内の巾手方向の領域がＸ－４のＰとＹ－４のＲ、Ｘ－４のＱとＹ－４のＱ、Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せとなるように巾手方向を合わせて１／２波長板をそれぞれ積層した。次いで、下記の測定・評価を実施するため、各１／２波長板のＰＥＴフィルムを剥離した。
【0095】
こうして、２枚の１／２波長板が積層された光学機能フィルムを作製した。得られた２層の１／２波長板の自然光透過率、偏光透過率の分光特性を測定し、その結果を図９に示す。また、２層の１／２波長板において、正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約７９％であり、偏光透過率は約１０％であった。なお。偏光透過率は、島津製作所製「紫外・可視・近赤外分光光度計ＵＶ－３６００」を用いて偏光板をパラレルにした間に２層の１／２波長板を入射角５６°となるようにセットして測定した。
【0096】
＜光学積層体の作製＞
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を作製した２層の１／２波長板と同じサイズに切り出し、上記２層の１／２波長板を２枚のポリビニルブチラール中間膜の間に配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を作製した。
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を作製した２層の１／２波長板と同じサイズに切り出し、上記２層の１／２波長板を２枚のポリビニルブチラール中間膜の間に配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を作製した。
【0097】
＜機能性ガラスの作製＞
作製した２層の１／２波長板と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板２枚の間に、上記光学積層体を配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体、透明なガラス板の順で重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約７２％であり、偏光透過率は約６％であった。
作製した２層の１／２波長板と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板２枚の間に、上記光学積層体を配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体、透明なガラス板の順で重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約７２％であり、偏光透過率は約６％であった。
【0098】
＜ヘッドアップディスプレイの作製および表示画像の評価＞
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＳ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２から出射されるＳ偏光が、Ｓ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対しブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表７のＹグループを含む１／２波長板側のガラスを表示画像投影手段からＳ偏光を出射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＳ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２から出射されるＳ偏光が、Ｓ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対しブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表７のＹグループを含む１／２波長板側のガラスを表示画像投影手段からＳ偏光を出射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
【0099】
＜二重像輝度比の評価：１／２波長板の偏光変換性能の評価＞
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＳ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から５ｃｍの位置Ｉ（Ｘ－４のＰとＹ－４のＲの組合せ領域）、左から３０ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱとＹ－４のＱの組合せ領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せ範領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Iへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち画像投影装置側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割って１００を乗じることで二重像輝度比を算出した。結果を表８に示す。なお、表８に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＳ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から５ｃｍの位置Ｉ（Ｘ－４のＰとＹ－４のＲの組合せ領域）、左から３０ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱとＹ－４のＱの組合せ領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（Ｘ－４のＲとＹ－４のＰの組合せ範領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Iへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち画像投影装置側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割って１００を乗じることで二重像輝度比を算出した。結果を表８に示す。なお、表８に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
【0100】
［実施例６］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－５およびＹ－５を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－５およびＹ－５を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0101】
［実施例７］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－６およびＹ－６を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－６およびＹ－６を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0102】
［実施例８］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－３およびＹ－３を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－３およびＹ－３を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0103】
［比較例４］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－１およびＹ－１を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－１およびＹ－１を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0104】
［比較例５］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－２およびＹ－２を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－２およびＹ－２を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0105】
［比較例６］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－７およびＹ－７を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表７におけるＸ－７およびＹ－７を示す１／２波長板をそれぞれ積層した以外は実施例５と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表８に示す。
【0106】
【表8】
【0107】
実施例５～８と比較例４～６の結果より、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していない比較例４、および、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していても、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満の範囲外である比較例５～６では、投影位置によって、入射されたＳ偏光が光学機能フィルムを透過した際に、Ｐ偏光に変換されずにＳ偏光成分が多く残ることにより入射面とは反対側のガラス板の空気界面でＳ偏光が反射する。そのため、二重像輝度比が高くなり、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されやすくなる。その結果、二重像の発生のムラが大きく、広範囲での画像の視認性が低下した。
【0108】
＜１／２波長板を用いた場合の試験例２＞
＜実施例９＞
上記（３）において、表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／２波長板の厚みが約２μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けてそれぞれの領域ごとに表９のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／２波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。
＜実施例９＞
上記（３）において、表３に示される塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後にそれぞれ得られる１／２波長板の厚みが約２μｍになるように、各ＰＥＴフィルムのラビング処理面上に室温にて塗布した。各ＰＥＴフィルムの表面を巾手方向に２０ｃｍ毎に左からＰ、Ｑ、Ｒの３つの領域に分けてそれぞれの領域ごとに表９のようにＰＥＴフィルムの長手方向の軸（縦軸）と１／２波長板の遅相軸とのなす角度が所定の角度となるようにラビング角度を設定し、ラビング処理を実施した。
【0109】
【表9】
【0110】
得られた各塗膜を、８０℃にて２分間加熱して溶剤を除去するとともに、液晶相とした。次いで、高圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）を１２０Ｗ出力、５～１０秒間ＵＶ照射し、液晶相を固定して、ＰＥＴフィルム上に重合性液晶層が形成された所定の遅相軸帯を有する１／２波長板を７枚作製した。１／２波長板は、領域Ｐ、Ｑ、Ｒを全て含む巾手方向６０ｃｍ、長手方向５０ｃｍのサイズにカットした。巾手方向には２０ｃｍごとに左からＰ、ＱおよびＲの遅相軸帯が同一面内にそれぞれ形成されている（表９に示される範囲と一致）。なお、得られた１／２波長板の各領域の位相差値を自動複屈折計（王子計測社製「ＫＯＢＲＡ－２１ＡＤＨ」）で測定した結果、５４６ｎｍにおける位相差値が２７５ｎｍであった。
【0111】
作製したＰＥＴフィルム上の重合性液晶層として、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－４を示す１／２波長板を用いて、上記（５）で用いた粘着剤と同じアクリル系粘着剤を重合性液晶層に塗布し、１／２波長板と同じサイズで厚さが２ｍｍの平板ガラス板に貼り付けた。その後、下記の測定・評価を実施するため、１／２波長板からＰＥＴフィルムを剥離した。
【0112】
こうして、１枚の１／２波長板を含む光学機能フィルムを作製した。得られた１／２波長板の自然光透過率、偏光透過率の分光特性を測定し、その結果を図１０に示す。また、得られた１／２波長板において、正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約８４％であり、偏光透過率は約１８％であった。なお、偏光透過率は島津製作所製「紫外・可視・近赤外分光光度計ＵＶ－３６００」を用いて偏光板をパラレルにした間に１／２波長板を入射角５６°となるようにセットして測定した。
【0113】
＜光学積層体の作製＞
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を、作製した１／２波長板と同じサイズに切り出し、上記の１／２波長板の重合性液晶層側に1枚のポリビニルブチラール中間膜を配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を得た。
厚さが０．３８ｍｍの透明で、可塑剤としてトリエチレングリコール－ジ－２－エチルヘキサノエートを含有したポリビニルブチラール中間膜を、作製した１／２波長板と同じサイズに切り出し、上記の１／２波長板の重合性液晶層側に1枚のポリビニルブチラール中間膜を配置し、次いで、ラミネーターにて加圧圧着することにより、光学積層体を得た。
【0114】
＜機能性ガラスの作製＞
作製した光学積層体のポリビニルブチラール中間膜側を１／２波長板と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板１枚の上に配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体を重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約７３％であり、偏光透過率は約１４％であった。
作製した光学積層体のポリビニルブチラール中間膜側を１／２波長板と同じサイズで厚さが２ｍｍのガラス板１枚の上に配置し、次いで、加圧・加熱することにより、機能性ガラスを得た。まず、透明なガラス板上に、上記光学積層体を重ねた。これをゴムバッグで包み、９０℃に加熱したオートクレーブ中で１０分間脱気し、予備接着した。これを室温まで冷却後、ゴムバッグから取り出し、再度、オートクレーブ中で１３５℃、１２ｋｇ／ｃｍ２の高圧下で３０分間加熱・加圧し、外観が良好な光学積層体が挿入された機能性ガラスを作製した。得られた機能性ガラスの正面方向（入射角５６°）における可視光波長領域の平均透過率は約７３％であり、偏光透過率は約１４％であった。
【0115】
＜ヘッドアップディスプレイの作製および表示画像の評価＞
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＳ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２からから出射されるＳ偏光が、Ｓ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対しブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表９のＸ－４を含む１／２波長板側のガラスを表示画像投影手段からＳ偏光を出射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
図５に示すような配置でヘッドアップディスプレイを作製した。なお、表示画像投影手段２、反射鏡３としては、機能性ガラス４に対してＳ偏光を出射可能にする液晶表示パネルを設置し、機能性ガラス４として上記で作製した機能性ガラスを用いた。暗室内にて、表示画像投影手段２からから出射されるＳ偏光が、Ｓ偏光の入射角Ｘが機能性ガラス４に対しブリュースター角（約５６°）で入射するように機能性ガラス４の構成のうちの光学機能フィルムの巾手方向を調整した。表９のＸ－４を含む１／２波長板側のガラスを表示画像投影手段からＳ偏光を出射する側に設置し、画像を投影したところ、表示画像が明るく鮮明に投影された。
【0116】
＜二重像輝度比の評価：１／２波長板の偏光変換性能の評価＞
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＳ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から１８ｃｍの位置Ｉ（Ｘ－４のＰの領域）、左から３０.５ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱの領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（ＸのＲの領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Iへの垂線から右に５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち画像投影装置側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割って１００を乗ずることで二重像輝度比を算出した。結果を表１０に示す。なお、表１０に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
図７に示す配置で画像投影装置（表示画像投影手段２）からの線画像をＳ偏光で出射する条件で機能性ガラス４に投影し、反射像をコニカミノルタ社製色彩輝度計（Prometric IC-PMI）で撮影し、表示画像を評価した。巾６０ｃｍのうちの左から１８ｃｍの位置Ｉ（Ｘ－４のＰの領域）、左から３０.５ｃｍの位置ＩＩ（Ｘ－４のＱの領域）、左から４３ｃｍの位置ＩＩＩ（ＸのＲの領域）の３点について、位置Ｉの評価画像は位置Ｉを起点にガラス面から垂直に１４２ｃｍ離れた点Ｘから撮影した。位置ＩＩの評価画像は点Ｘから位置Iへの垂線から右に５°輝度計を傾斜した位置から撮影した。位置ＩＩＩの評価画像は点Ｘから位置Ｉへの垂線から右に１０°輝度計を傾斜した位置から撮影した。各位置の撮影画像解析により、機能性ガラスの構成のうち画像投影装置側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（主像）を画像投影装置に対して裏側のガラスの空気界面での線画像の反射輝度（二重像）で割って１００を乗ずることで二重像輝度比を算出した。結果を表１０に示す。なお、表１０に示される二重像輝度比が低い方が、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されにくく、画像の視認性が良いと判断できる。
【0117】
［実施例１０］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－５を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－５を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
【0118】
［実施例１１］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－６を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－６を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
【0119】
［実施例１２］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－３を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－３を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
【0120】
［比較例７］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－１を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－１を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
【0121】
［比較例８］
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－２を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
ＰＥＴフィルム上の重合性液晶層について、領域Ｐ、ＱおよびＲにおける各遅相軸角が表９におけるＸ－２を示す１／２波長板を用いた以外は実施例９と同様に光学機能フィルム、光学積層体および機能性ガラスを作製した。また、得られた機能性ガラスを用いて、二重像輝度比を同様に評価した。結果を表１０に示す。
【0122】
【表10】
【0123】
実施例９～１２と比較例７～８の結果より、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していない比較例７、および、同一面内に遅相軸角の異なる２以上の遅相軸帯を有していても、最大の遅相軸角の差が５°より大きく、３０°未満の範囲外である比較例８では、投影位置によって、入射されたＳ偏光が光学機能フィルムを透過した際に、Ｐ偏光に変換されずにＳ偏光成分が多く残ることにより入射面とは反対側のガラス板の空気界面でＳ偏光が反射する。そのため、二重像輝度比が高くなり、機能性ガラスに投影された画像が二重で視認されやすくなる。その結果、二重像の発生のムラが大きく、広範囲での画像の視認性が低下した。
【0124】
以上から、本発明に係るヘッドアップディスプレイ用光学機能フィルムを用いることで、任意の入射角で入射されるＳ偏光あるいはＰ偏光を、より効率的に元のＳ偏光あるいはＰ偏光に戻すことができる。そのため、広範囲に優れた偏光変換効率を示す光学機能フィルムが得られていることがわかる。また、本発明に係る光学機能フィルムを、ＨＵＤシステムに適用することで、極めて鮮明な表示画像を広範囲に視認することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0125】
本発明の光学機能フィルムを備えるヘッドアップディスプレイシステムは、投影位置による二重像の発生のムラをなくす、すなわち、撮影位置に依存せずに二重像の発生を抑制することができる。そのため、視認者はストレスなくヘッドアップディスプレイシステムを利用することが可能である。
【符号の説明】
【0126】
１：観察者
２：表示画像投影手段
３：反射鏡
４：機能性ガラス
５：光路
６：虚像
７：入射角
８：入射角
９Ａ：表示部分
９Ｂ：表示部分
１０：光学積層体
１０１：光学機能フィルム
１０２：中間膜
２０：機能性ガラス
２０１：ガラス板
３０：光学機能フィルム
３１：遅相軸帯Ａにおける遅相軸角
３２：遅相軸帯Ａの遅相軸
３３：遅相軸帯Ｂにおける遅相軸角
３４：遅相軸帯Ｂの遅相軸
４０：光学機能フィルム
４１：遅相軸帯Ｃにおける遅相軸角
４２：遅相軸帯Ｃの遅相軸
４３：遅相軸帯Ｄにおける遅相軸角
４４：遅相軸帯Ｄの遅相軸
４５：遅相軸帯Ｅにおける遅相軸角
４６：遅相軸帯Ｅの遅相軸
２：表示画像投影手段
３：反射鏡
４：機能性ガラス
５：光路
６：虚像
７：入射角
８：入射角
９Ａ：表示部分
９Ｂ：表示部分
１０：光学積層体
１０１：光学機能フィルム
１０２：中間膜
２０：機能性ガラス
２０１：ガラス板
３０：光学機能フィルム
３１：遅相軸帯Ａにおける遅相軸角
３２：遅相軸帯Ａの遅相軸
３３：遅相軸帯Ｂにおける遅相軸角
３４：遅相軸帯Ｂの遅相軸
４０：光学機能フィルム
４１：遅相軸帯Ｃにおける遅相軸角
４２：遅相軸帯Ｃの遅相軸
４３：遅相軸帯Ｄにおける遅相軸角
４４：遅相軸帯Ｄの遅相軸
４５：遅相軸帯Ｅにおける遅相軸角
４６：遅相軸帯Ｅの遅相軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】