显示部件和平视显示器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种显示部件和平视显示器装置，其兼备优异的耐久性和能见性，并且能够以低成本提供。显示部件具有由树脂形成的基材和设置在基材上的硬涂层，在基材的面以被硬涂层覆盖的方式形成多个圆锥状突起部，圆锥状突起部的自基材起的高度d和圆锥状突起部的底面的半径r分别为700nm以下的尺寸，圆锥状突起部的密集度为70～92％。

Display unit and visual display device

The invention provides a display unit and a visual display device, which has excellent durability and visibility, and can be provided at low cost. Display device having a substrate formed by resin and arranged on the substrate of hard coating, the substrate surface to be hard coated to form a plurality of conical protrusions, conical protrusion from the substrate and the height of D and a conical protrusion of the bottom surface of the radius of R was below 700nm size. The conical protrusion density ranged from 70 to 92%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示部件和平视显示器装置
本专利技术涉及一种例如以在汽车中的使用为主要用途的平视显示器装置，更详细而言，涉及一种介由半透明的显示部件(组合器(Combiner))而能够将基于透过组合器的光能见的车辆前方风景和基于反射于组合器的光提供的图像、信息，重叠展现于驾驶员的视野中的平视显示器装置和用于该平视显示器装置的显示部件。
技术介绍
作为在驾驶员的视野直接映出信息的装置，已知有平视显示器装置。该装置例如在汽车的驾驶中，在车辆内将仪表类的速度等信息直接作为虚像映出到驾驶员的前方，因此，能够在不改变视线和焦点的情况下驾驶，具有防止事故的功能。近年来，关于能够减轻驾驶员的负荷的平视显示器装置，期待其普及得到进一步的促进。作为平视显示器装置的一种类型，有在车辆的仪表板设置专用的组合器的平视显示器装置。该类型的平视显示器装置与直接投影到挡风玻璃的类型的平视显示器装置相比，在光学系统的设计不限于特定的车型这样的方面，通用性高，因此，可以期待随着所搭载的车型的扩展，其被采用的情况相对变多。另外，这样的平视显示器装置并不限于在一般的汽车中的使用，作为与其相似的用途，在特殊的作业用车辆、航空机等中也能够通过同样的装置构成，辅助操作者，可以说这在支持平视显示器技术的广泛且迅速的普及的方面占据着主要的位置。在此，使用透明的塑料板作为形成组合器的基板的基材时，与使用玻璃板的情况相比，制造成本·耐冲击性等优异，另一方面，也存在表面硬度低这样的缺点。为了弥补塑料板的这样的缺点，例如，已经开发有为了确保表面硬度，在塑料板涂敷硬涂膜等技术。然而，存在如下课题：在以微米级的厚度涂敷硬涂膜的组合器的表面，产生由大气与硬涂膜的界面反射和硬涂膜与基材的界面反射所形成的干涉光，硬涂膜的微小厚度的差异对干涉光的光谱造成很大的影响，因此，特别是在组合器端部等难以控制厚度的部位观察到彩虹状的带有颜色的干涉条纹(称为彩虹光斑)。这不仅有可能损害组合器的外观品质，而且有可能使应见的影像的画质降低。另外，由于作为硬涂材料的绝对厚度为微米级这样的光学上极厚的膜进行提供，因此，此时的反射率光谱多以波长几十纳米左右的间隔周期性地以波纹状形状被观察。所以，在严格规定光学特性的用途中有时避免涂敷硬涂膜。针对这样的问题，例如在专利文献1～4中提出了使用减小硬涂膜与基材的界面的两材料的实质折射率差的手段来缓和该彩虹光斑的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8－94801号公报专利文献2：日本特开2003－205563号公报专利文献3：日本特开2000－111706号公报专利文献4：日本特开平8－197670号公报
技术实现思路
然而，专利文献1的技术存在如下问题：硬涂层的成膜需要高度的气相成膜装置，另外，基于气相成膜的方法难以得到组合器所需要的表面硬度和环境可靠性。另外，专利文献2的技术具有如下问题：所形成的混合层的厚度不充分，硬度不充分，此外，实质上基材表面成为随机粗糙的状态，产生雾度(浊度)。进而，专利文献3的技术存在如下问题：难以使界面的折射率差顺滑地变化，另外，对于可使用的基材和硬涂材料，存在实际上可使用的组合的限制而难以使用。另外，专利文献4的技术存在如下问题：难以进行所赋予的粗糙面的形状、精细的尺寸的控制，因此，产生雾度(浑浊)。本专利技术的目的在于，提供兼备优异的耐久性和能见性，并且能够以低成本提供的显示部件和平视显示器装置。为了实现上述目的中的至少一个，反映了本专利技术的一方面的显示部件的特征在于，是具备投影面的平视显示器装置用的显示部件，所述显示部件在向所述投影面射出显示光时，所述显示光在所述投影面反射，由此，能够作为虚像观察到所述显示光所表示的图像，并且能够观察到透过所述显示部件的实像，所述显示部件具有由树脂形成的基材和设置在所述基材上的硬涂层，在所述基材的面以被所述硬涂层覆盖的方式形成有多个圆锥状突起部，所述圆锥状突起部的自所述基材的面起的高度d和通过在与设置有所述圆锥状突起部的所述基材的面最接近的位置沿着所述基材的面将所述圆锥状突起部切断而得到的截面(以下，称为底面)的半径r分别为700nm以下的尺寸，相对于所述基材的单位面积的所述圆锥状突起部的底面的合计面积为70～92％。在对本专利技术进行说明之前，对在基材上形成硬涂层时会产生的问题点进行说明。图1是表示在基材ST上形成有硬涂层HC的显示部件的截面的示意图。例如通过属于较简单的方法的湿式涂布法等在基材ST上形成硬涂层HC时，硬涂层HC的厚度容易变得不均匀。根据该膜厚度，光束L如图1所示那样与点P1和点P2平行地入射时，产生如下现象：从点P1入射到硬涂层HC内并从基材ST的界面反射而从点P3射出的射出光L1的光程长度将不同于从点P2入射到硬涂层HC内并从基材ST的界面反射而从点P3射出的射出光L2的光程长度。在该情况下，存在如下问题：由点P3反射的光束L的反射光和射出光L1产生的干涉光I1与由在点P4反射的光束L的反射光和射出光L2产生的干涉光I2的颜色成分不同，由此，产生彩虹光斑。相对于此，若使用基于CVD等气相成膜的方法，则虽然能够以亚微米级均匀地形成硬涂层的厚度，但难以通过以CVD代表的气相成膜得到充分的耐损伤性，而且容易产生硬涂层的裂纹、膜剥落。另外，真空成膜工艺的设备的导入成本、运行成本均昂贵，导致制品制造成本变高。另一方面，在图2中，纵轴取反射率、横轴取波长，示出图1的干涉光I1、I2的反射率特性，而如该图2所示，存在如下问题：以虚线表示的干涉光I1的反射率特性和以实线表示的干涉光I2的反射率特性分别具有根据波长变化而周期性地增减的特性，而且干涉光I1、I2的反射率特性的峰波长相互偏离。本质上希望的是干涉光I1、I2的反射率特性相互一致且对应于波长恒定的。本专利技术人等进行了深入研究，结果发现通过在硬涂层HC与基材ST的界面形成多个规定尺寸的圆锥状突起部，能够解决图1、2所示的课题。更具体而言，圆锥状突起部的高度d和底面的半径r分别小于可见光的波长(称为亚波长)时，具有防反射效果，因此，入射到硬涂层HC的可见光不会在形成在基材ST上的圆锥状突起部反射，而是进入到基材ST内，因此，从硬涂层HC的表面射出的光仅为反射光，不会产生干涉光。应予说明，可见光是指具有400nm～700nm的波长的光。另一方面，圆锥状突起部的高度d和底面的半径r分别相对于可见光波长带的尺度以稍微小的尺寸构成时，即，具体而言为200nm以上且700nm以下时，能够在圆锥状突起部调整折射率变化，由此，能够抑制彩虹光斑等。关于该效果，参照附图进行说明。首先，图3(a)是表示将基材的折射率设为1.6、将硬涂层的折射率设为1.55时的本专利技术人等通过模拟求出的反射率特性的坐标图。根据图3(a)，反射率在最大3.9％到5.5％之间增减。与此相对，图3(b)是在相同的基材与硬涂层之间设置折射率1.59、1.563、1.561的3层的中间层时的通过模拟求出的反射率特性的坐标图。在该例子中，折射率阶段状地发生变化，反射率在最大4.2％到5.3％之间增减，振幅明显减少。然而，在基材与硬涂层之间形成多个中间层会招致成本的增大，不优选。另一方面，图3(c)是表示例如在相同的基材与硬涂层之间设置理想圆锥并使折射率连续地变化时的通过模拟求出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示部件，其特征在于，是具备投影面的平视显示器装置用的显示部件，在向所述投影面射出显示光时，所述显示光在所述投影面反射，由此，能够作为虚像观察到所述显示光所表示的图像，并且能够观察到透过所述显示部件的实像，所述显示部件具有由树脂形成的基材和设置在所述基材上的硬涂层，在所述基材的面以被所述硬涂层覆盖的方式形成有多个圆锥状突起部，所述圆锥状突起部的自所述基材的面起的高度d和通过在与设置有所述圆锥状突起部的所述基材的面最接近的位置沿着所述基材的面将所述圆锥状突起部切断而得到的截面即底面的半径r，分别为700nm以下的尺寸，相对于所述基材的单位面积的所述圆锥状突起部的底面的合计面积为70～92％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 JP 2015-0656051.一种显示部件，其特征在于，是具备投影面的平视显示器装置用的显示部件，在向所述投影面射出显示光时，所述显示光在所述投影面反射，由此，能够作为虚像观察到所述显示光所表示的图像，并且能够观察到透过所述显示部件的实像，所述显示部件具有由树脂形成的基材和设置在所述基材上的硬涂层，在所述基材的面以被所述硬涂层覆盖的方式形成有多个圆锥状突起部，所述圆锥状突起部的自所述基材的面起的高度d和通过在与设置有所述圆锥状突起部的所述基材的面最接近的位置沿着所述基材的面将所述圆锥状突起部切断而得到的截面即底面的半径r，分别为700nm以下的尺寸，相对于所述基材的单位面积的所述圆锥状突起部的底面的合计面积为70～92％。2.根据权利要求1所述的显示部件，其中，相对于半径r1，半径r2为0.7r1～0.9r1，所述半径r1是通过在所述圆锥状突起部的任意的高度位置平行于所述底面地将所述圆锥状突起部切断而得到的截面的半径，所述半径r2是通过在从所述任意的高度位置仅上升高度0.1d的位置平行于所述底面地将所述圆锥状突起部切断而得到的截面的半径。3.根据权利要求1或2所述的显示部件，其中，将相互邻接的3个所述圆锥状突起部的所述底面的中心用直线连接则成为正三角形。4.一种显示部件，其特征在于，是具备投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥弘典，田口智一，水町靖，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP