(57)【要約】【課題】表示板に投影された画像を反射して表示する際に、表示板を裏側から透過した光に対し、表示板により反射されて表示される画像を、投影装置の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、画像を投影する投影装置１１と、投影装置１１により投影された画像を表示する表示板１２と、を備える。表示板１２は、透明基板２１と、透明基板２１の表面に形成され、可視光の一部を透過させる導電膜２３と、を有する。導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。そして、表示板１２は、画像を導電膜２３により反射して表示する。【選択図】図２
2015087643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影する投影部と、
前記投影部により投影された前記画像を表示する表示部と、
を備え、
前記表示部は、
透明基板と、
前記透明基板の表面に形成され、可視光の一部を透過させる導電膜と、
を有し、
前記導電膜は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなり、
前記表示部は、前記画像を前記導電膜により反射して表示する、表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記金属ナノワイヤの直径は、１０〜３００ｎｍであり、
前記金属ナノワイヤの長さは、１〜１００μｍである、表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、
前記導電膜のシート抵抗は、１ｍΩ〜１００Ωである、表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置において、
前記金属ナノワイヤは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰｄからなる群から選ばれた１種以上の金属からなる、表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置において、
前記表示部の可視光に対する透過率は、７０〜９０％である、表示装置。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置において、
前記透明樹脂は、感光性樹脂からなる、表示装置。
【請求項７】
第１画像を投影する投影部と、
前記投影部により投影された前記第１画像を表示する表示部と、
を備え、
前記表示部は、
透明基板と、
前記透明基板の表面に形成された導電膜からなり、かつ、可視光の一部を透過する半透過反射膜部と、
を有し、
前記導電膜は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなり、
前記表示部は、前記半透過反射膜部により反射された前記第１画像を、前記半透過反射膜部を透過した第２画像と重畳させて表示する、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記半透過反射膜部は、前記導電膜からなる第１パターンを含み、
前記第１パターンは、前記表示部の外部に設けられたアンテナ装置と電気的に接続されるアンテナパターンである、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項８記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記半透過反射膜部は、前記第１パターンと離れて形成され、前記導電膜からなる第２パターンを含み、
前記第２パターンは、前記アンテナ装置と電気的に接続されない、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記金属ナノワイヤの直径は、１０〜３００ｎｍであり、
前記金属ナノワイヤの長さは、１〜１００μｍである、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１１】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記導電膜のシート抵抗は、１ｍΩ〜１００Ωである、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１２】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記金属ナノワイヤは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰｄからなる群から選ばれた１種以上の金属からなる、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記表示部の可視光に対する透過率は、７０〜９０％である、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項１４】
請求項７記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記透明樹脂は、感光性樹脂からなる、ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を運転する運転者に交通情報を伝えるか、または、運転者による運転を支援するための支援情報を伝えるために、車両に搭載されるシステムとして、カーナビゲーション装置が、普及している。このような、カーナビゲーション装置における交通情報などからなる画像を表示する表示装置として、ヘッドアップディスプレイ装置が提案されている。ヘッドアップディスプレイ装置は、運転者の視野の移動を抑えて運転中の安全性を高めるために、運転者の前方に位置する表示部に、交通情報などからなる画像を投影し、投影された画像を車両前方の風景と重畳させて表示する。
【０００３】
また、車両にカーナビゲーション装置が搭載される場合、カーナビゲーション装置用として、例えば交通情報などを搬送する電波を受信するアンテナ装置が車両に搭載される。このような車両に搭載されるアンテナ装置のアンテナとして、フィルム状のアンテナ、すなわちフィルムアンテナが設けられる。このようなフィルムアンテナは、例えば車両のリアガラスに設けられる。
【０００４】
特許第４４７６７１９号公報（特許文献１）には、ヘッドアップディスプレイ装置の例が開示されている。また、特開２００４−７２４１９号公報（特許文献２）および特許第４０６４９７８号公報（特許文献３）には、車両に設けられるアンテナ装置の例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４７６７１９号公報
【特許文献２】特開２００４−７２４１９号公報
【特許文献３】特許第４０６４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したヘッドアップディスプレイ装置は、運転者の前方に位置する、車両のフロントガラスに画像を投影し、投影された画像をフロントガラスにより反射し、フロントガラスにより反射された画像を、フロントガラスを透過した車両前方の風景と重畳させて表示する。このようなヘッドアップディスプレイ装置では、フロントガラスを前方から透過した外光に対し、フロントガラスにより反射されて表示される画像を視認しやすくするために、画像を投影する投影装置の光源の輝度を高める必要がある。
【０００７】
また、ヘッドアップディスプレイ装置のみならず、表示板に投影された画像を反射して表示する表示装置では、表示板を裏側から透過した光に対し、表示板により反射されて表示される画像を視認しやすくするために、画像を投影する投影装置の光源の輝度を高める必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、表示板に投影された画像を反射して表示する際に、表示板を裏側から透過した光に対し、表示板により反射されて表示される画像を、投影装置の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
代表的な実施の形態による表示装置は、画像を投影する投影部と、投影部により投影された画像を表示する表示部と、を備える。表示部は、透明基板と、透明基板の表面に形成され、可視光の一部を透過させる導電膜と、を有する。導電膜は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。そして、表示部は、画像を前記導電膜により反射して表示する。
【００１０】
また、代表的な実施の形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、第１画像を投影する投影部と、投影部により投影された第１画像を表示する表示部とを備える。表示部は、透明基板と、透明基板の表面に形成された導電膜からなり、かつ、可視光の一部を透過する半透過反射膜部と、を有する。導電膜は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。そして、表示部は、半透過反射膜部により反射された第１画像を、半透過反射膜部を透過した第２画像と重畳させて表示する。
【発明の効果】
【００１１】
代表的な実施の形態によれば、表示板に投影された画像を反射して表示する表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置において、表示板を裏側から透過した光に対し、表示板により反射されて表示される画像を、投影装置の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の表示装置を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の表示装置を説明するための断面図である。
【図３】実施の形態１の表示装置を説明するための断面図である。
【図４】実施の形態１の表示装置における表示板の平面図である。
【図５】実施の形態１の表示装置における表示板の断面図である。
【図６】実施の形態１の表示装置における表示板の断面図である。
【図７】実施の形態１の表示装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】実施の形態１の表示装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９】実施の形態１の表示装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１０】実施の形態１の表示装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１】実施の形態２の表示装置における表示板の平面図である。
【図１２】実施の形態２の表示装置における表示板の断面図である。
【図１３】実施の形態２の表示装置における表示板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１４】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことはいうまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００１７】
さらに、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。
【００１８】
また、以下の実施の形態において、Ａ〜Ｂとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、Ａ以上Ｂ以下を示すものとする。
【００１９】
（実施の形態１）
＜表示装置の構成＞
初めに、図１および図２を参照し、実施の形態１の表示装置の構成について説明する。なお、本実施の形態１の表示装置は、表示装置を、ヘッドアップディスプレイ装置に適用したものである。したがって、実施の形態１では、以下、表示装置を、ヘッドアップディスプレイ装置とも称する。
【００２０】
図１は、実施の形態１の表示装置を説明するための図である。図２および図３は、実施の形態１の表示装置を説明するための断面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置は、投影装置１１と、表示板１２と、を備える。投影装置１１は、例えばカーナビゲーション装置における交通情報などからなる画像を表示板１２に投影する投影部である。表示板１２は、投影装置１１により投影された画像を反射して表示する表示部である。表示板１２は、例えば車両のフロントガラスである窓１３の車内空間に面した側、すなわち内側に設けられている。例えばフロントガラスである窓１３は、例えば車両を運転する運転者の前方に位置する。
【００２２】
図２に示すように、表示板１２は、透明基板２１と、半透過反射膜部２２とを有する。半透過反射膜部２２は、透明基板２１の一方の主面である表面に形成された導電膜２３からなり、かつ、可視光の一部を透過させる。図２に示す例では、導電膜２３は、透明基板２１の窓１３側の表面に形成されている。導電膜２３は、導電膜２３を挟んで透明基板２１と反対側から入射された光の一部を透過させ、導電膜２３の透明基板２１側から入射された光の一部を反射する。したがって、表示板１２は、表示板１２の窓１３側から入射された光の一部を半透過反射膜部２２により透過させ、表示板１２を挟んで窓１３と反対側から入射された光の一部を半透過反射膜部２２により反射する。
【００２３】
なお、本願明細書では、透明基板、および、後述する透明樹脂における「透明」とは、可視光に対する透過率が８０％以上であることを意味する。また、本願明細書では、「可視光の一部を透過させる」とは、可視光に対する透過率が例えば５〜９５％であることを意味する。なお、可視光に対する透過率とは、例えば４００〜８００ｎｍの波長を有する光に対する透過率の平均値を意味する。
【００２４】
また、図３に示すように、導電膜２３は、窓１３の車内空間に面した側、すなわち内側の表面に、直接形成されていてもよい。この場合、表示板１２は、窓１３からなる透明基板２１と、導電膜２３からなる半透過反射膜部２２とを有する。そして、導電膜２３は、導電膜２３の窓１３側から入射された光の一部を透過させ、導電膜２３を挟んで窓１３と反対側から入射された光の一部を反射する。
【００２５】
さらに、図示は省略するが、図２に示す例と異なり、導電膜２３が、透明基板２１の窓１３側と反対側の表面に形成されていてもよい。このとき、導電膜２３は、導電膜２３の透明基板２１側から入射された光の一部を透過させ、導電膜２３を挟んで透明基板２１と反対側から入射された光の一部を反射する。ただし、導電膜２３が、透明基板２１の窓１３側と反対側の表面に形成される場合に比べ、図２に示す例では、運転者などが導電膜２３に接触することを防止できるので、導電膜２３を保護することができる。
【００２６】
ヘッドアップディスプレイ装置が、例えばカーナビゲーション装置に組み込まれたヘッドアップディスプレイ装置である場合、その動作は、以下の通りである。例えばカーナビゲーション装置における交通情報などからなる画像は、投影画像１４として投影装置１１により表示板１２に投影される。表示板１２に投影された投影画像１４は、表示板１２で反射され、表示板１２で反射された画像は、反射画像１５として、運転者の視野１６に入る。このとき、外光１７は、例えばフロントガラスである窓１３および表示板１２を透過し、窓１３および表示板１２を透過した外光１７は、車両の前方の風景画像１８として運転者の視野１６に入る。つまり、表示板１２は、半透過反射膜部２２により反射された反射画像１５を、半透過反射膜部２２を透過した風景画像１８と重畳させて表示する。すなわち、運転者は、例えばカーナビゲーション装置における交通情報などからなる反射画像１５を、車両の前方の風景画像１８と重ねて視認することができる。
【００２７】
＜表示板の構成＞
次に、図４〜図６を参照し、実施の形態１の表示装置における表示板の構成について説明する。図４は、実施の形態１の表示装置における表示板の平面図である。図５および図６は、実施の形態１の表示装置における表示板の断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００２８】
図２を用いて前述したように、表示板１２は、透明基板２１と、半透過反射膜部２２とを有する。また、半透過反射膜部２２は、透明基板２１の一方の主面である表面に形成された導電膜２３からなる。導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。
【００２９】
透明基板２１として、ポリエチレンテレフタラート（Polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）樹脂、または、ポリエチレンナフタレート（Polyethlene naphtalete；ＰＥＮ）樹脂等のポリエステル樹脂からなり、高い透明性を有するポリエステルフィルムを用いることができる。あるいは、透明基板２１として、高い耐熱性と高い透明性とを有するポリイミド樹脂からなるポリイミドフィルムを用いることができる。その他、透明基板２１として、高い透明性を有する各種の樹脂からなる基板を用いることができる。
【００３０】
あるいは、透明基板２１として、化学強化ガラス等の高い耐衝撃性を有するガラス基板を用いることができる。このとき、透明基板２１の表面に導電膜２３が形成されているため、この導電膜２３により、透明基板２１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３１】
図４〜図６に示すように、本実施の形態１では、半透過反射膜部２２は、パターン３１とパターン３２とを含む。パターン３１およびパターン３２は、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３からなる。パターン３１とパターン３２とは、互いに離れて形成されている。すなわち、パターン３１とパターン３２との間には、透明基板２１が露出している。
【００３２】
パターン３１は、アンテナパターンであり、接続部３３を介して、表示板１２の外部に設けられたアンテナ装置３４と電気的に接続される。アンテナ装置３４は、アンテナパターンであるパターン３１をアンテナ回路として、電波を送受信する送受信回路を有する。つまり、アンテナパターンであるパターン３１は、アンテナ装置３４により給電される給電パターンである。このようなパターン３１が形成されることにより、表示板１２の窓１３（図２参照）側から入射された光の一部を透過させ、表示板１２を挟んで窓１３（図２参照）と反対側から入射された光の一部を反射する半透過反射膜部２２を、アンテナ回路としても機能させることができる。
【００３３】
パターン３２は、パターン３１と絶縁されており、アンテナ装置３４と電気的に接続されない。つまり、パターン３２は、外部に設けられた装置などにより給電されない無給電パターンである。したがって、パターン３２は、表示板１２の窓１３（図２参照）側から入射された光の一部を透過させ、表示板１２を挟んで窓１３（図２参照）と反対側から入射された光の一部を反射する半透過反射膜部２２としては機能するが、アンテナ回路としては機能しない。このようなパターン３２が形成されることにより、アンテナパターンであるパターン３１が形成されない部分の透明基板２１の表面にも半透過反射膜部２２を形成することができるので、半透過反射膜部２２の面積を増加させることができる。
【００３４】
透明基板２１の表面内で、互いに直交する２つの方向を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれとし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれにも垂直な方向、すなわち透明基板２１の表面に垂直な方向をＺ軸方向とする。このとき、図４に示す例では、パターン３１は、複数の延在部３５と、複数の接続部３６と、複数の接続部３７とを有する。複数の延在部３５は、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Ｙ軸方向に配列している。接続部３６は、Ｙ軸方向で隣り合う２つの延在部３５のＸ軸方向における第１の側の端部同士を接続する。接続部３７は、Ｙ軸方向で隣り合う２つの延在部３５のＸ軸方向における第１の側と反対側である第２の側の端部同士を接続する。
【００３５】
複数の延在部３５のうち、例えばある延在部３５ａのＸ軸方向における第１の側（図４の左側）の端部は、その延在部３５ａのＹ軸方向における第１の側（図４の上側）で隣り合う延在部３５ｂのＸ軸方向における第１の側（図４の左側）の端部と、接続部３６により接続されている。また、その延在部３５ａのＸ軸方向における第２の側（図４の右側）の端部は、その延在部３５ａのＹ軸方向における第１の側と反対側である第２の側（図４の下側）で隣り合う延在部３５ｃのＸ軸方向における第２の側（図４の右側）の端部と、接続部３７により接続されている。このようにして、複数の延在部３５は、Ｙ軸方向に蛇行した形状を有するように、接続されている。そして、蛇行した形状を有するアンテナパターンであるパターン３１が形成されている。
【００３６】
このとき、パターン３２は、外周部３８と、複数の間隙部３９とを有する。外周部３８は、アンテナパターンであるパターン３１の外周に配置されている。複数の間隙部３９は、Ｘ軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Ｙ軸方向に隣り合う２つの延在部３５の間にそれぞれ配置されている。複数の間隙部３９の各々は、外周部３８と接続されている。このような間隙部３９が形成されることにより、Ｙ軸方向に隣り合う２つの延在部３５の間の部分の透明基板２１の表面にも半透過反射膜部２２を形成することができるので、半透過反射膜部２２により反射される反射画像１５（図１および図２参照）を視認しやすくすることができる。
【００３７】
導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。金属ナノワイヤは、透明樹脂中に均一に分散されている。透明樹脂中に均一に分散されている金属ナノワイヤが、光を反射することにより、導電膜２３は、可視光の一部を透過し、可視光の他の部分を反射する。また、透明樹脂中に均一に分散されている金属ナノワイヤが、互いに電気的に接続されることにより、導電膜２３は、導電性を有する。透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。
【００３８】
例えば、金属ナノワイヤ同士が互いに接触するための下限値以上の含有量の金属ナノワイヤを透明樹脂中に分散させ、金属ナノワイヤ同士が互いに接触した状態で透明樹脂を固化することにより、透明樹脂からなる樹脂膜に金属ナノワイヤによる導電性が付与された、導電膜２３を形成することができる。具体的には、図７および図９を用いて後述するように、例えば導電膜２３からなるフィルムを、透明基板２１の表面に貼り付けることにより、透明基板２１の表面に導電膜２３を形成することができる。
【００３９】
好適には、透明樹脂は、感光性樹脂からなる。これにより、図８および図１０を用いて後述するように、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる導電膜２３を、フォトリソグラフィ技術を用いて直接パターニング、すなわち加工することができる。
【００４０】
好適には、金属ナノワイヤとして、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびパラジウム（Ｐｄ）からなる群から選ばれた１種以上の金属からなるものを用いることができる。上記の金属からなるものを用いることにより、金属ナノワイヤ自体の導電性を向上させることができるので、導電膜２３の導電性を向上させることができる。また、等しい導電性を確保するために必要な導電膜２３の含有量を低減することができるので、導電膜２３の透過率を向上させることができる。そして、導電膜２３の導電性を向上させ、かつ、導電膜２３の透過率を向上させる観点から、銀（Ａｇ）ナノワイヤを用いることが、特に好ましい。
【００４１】
好適には、金属ナノワイヤの直径は、１０〜３００ｎｍであり、金属ナノワイヤの長さは、１〜１００μｍである。金属ナノワイヤの直径が上記の範囲内の場合、金属ナノワイヤの直径が上記の範囲外の場合に比べ、金属ナノワイヤを効率的に製造することができる。また、金属ナノワイヤの長さが上記の範囲内の場合、金属ナノワイヤの長さが上記の範囲外の場合に比べ、金属ナノワイヤを効率的に製造することができる。
【００４２】
また、導電膜２３中では、金属ナノワイヤが互いに接触して電気的に接続されたネットワークを形成することによって、導電性が発現する。したがって、少なくとも２本の金属ナノワイヤが導電膜２３の膜厚方向に重なる必要がある。そのため、導電膜２３の厚さは、金属ナノワイヤの直径の少なくとも２倍以上である必要があり、これらの金属ナノワイヤを内包するように形成される透明樹脂の膜厚も合わせると、導電膜２３の厚さは、好適には、金属ナノワイヤの直径の例えば３倍以上である。
【００４３】
好適には、導電膜２３のシート抵抗は、１ｍΩ〜１００Ωである。また、好適には、表示板１２の可視光に対する透過率は、７０〜９０％である。なお、透明基板２１の可視光に対する透過率が１００％である場合、表示板１２の可視光に対する透過率は、導電膜２３の可視光に対する透過率に等しい。
【００４４】
導電膜２３のシート抵抗が１ｍΩ未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２を通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、導電膜２３のシート抵抗が１００Ωを超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２で光を反射する機能が小さくなるか、アンテナパターンであるパターン３１のアンテナ回路としての機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、導電膜２３のシート抵抗が、１ｍΩ〜１００Ωの場合、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００４５】
一方、表示板１２の可視光に対する透過率が７０％未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２を通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、表示板１２の可視光に対する透過率が９０％を超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２で光を反射する機能が小さくなるか、アンテナパターンであるパターン３１のアンテナ回路としての機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、表示板１２の可視光に対する透過率が７０〜９０％の場合、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００４６】
このように、本実施の形態１の表示装置では、透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。そのため、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を兼ね備えることができる。したがって、表示板１２に投影された画像を反射して表示する際に、表示板１２を裏側から透過した光に対し、表示板１２により反射されて表示される画像を、投影装置１１の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる。
【００４７】
また、導電膜２３中では、金属ナノワイヤが互いに接触して電気的に接続されたネットワークを形成することによって、導電性が発現する。したがって、例えば金属ナノワイヤの長さが上記の１〜１００μｍの範囲内の場合、一つの金属ナノワイヤによって数μｍ〜数十μｍの導電経路を形成することができる。そのため、本実施の形態１では、導電膜が、例えば金属微粒子など他の形状の導電材を含有する透明樹脂からなる場合に比べ、同一のシート抵抗を得るために必要な導電材の含有量を少なくすることができる。したがって、光透過性を確保しつつ、導電性を容易に増加させ、アンテナパターンであるパターン３１のアンテナ回路としての機能を、容易に向上させることができる。
【００４８】
＜表示装置の製造方法＞
次に、図７〜図１０を参照し、本実施の形態１の表示装置の製造方法について説明する。図７〜図１０は、実施の形態１の表示装置の製造工程中の要部断面図である。図７および図８は、図４のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５に対応した断面を示す。図９および図１０は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図６に対応した断面を示す。
【００４９】
まず、図７および図９に示すように、透明基板２１を準備する。透明基板２１として、ＰＥＴ樹脂、または、ＰＥＮ樹脂等のポリエステル樹脂からなり、高い透明性を有するポリエステルフィルムを用いることができる。あるいは、透明基板２１として、高い耐熱性と高い透明性とを有するポリイミド樹脂からなるポリイミドフィルムを用いることができる。その他、透明基板２１として、高い透明性を有する各種の樹脂からなる基板を用いることができる。
【００５０】
あるいは、透明基板２１として、化学強化ガラス等の高い耐衝撃性を有するガラス基板を用いることができる。このとき、透明基板２１の表面に導電膜２３が形成されるため、この導電膜２３により、透明基板２１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００５１】
次いで、図７および図９に示すように、透明基板２１の表面に、導電膜２３を形成する。この導電膜２３を形成する工程では、例えば、金属ナノワイヤ同士が互いに接触するための下限値以上の含有量の金属ナノワイヤを透明樹脂中に分散させ、金属ナノワイヤ同士が互いに接触した状態で透明樹脂を固化する。これにより、透明樹脂からなる樹脂膜に金属ナノワイヤによる導電性が付与された、導電膜２３を形成する。具体的には、導電膜２３からなるフィルムを、透明基板２１の表面に貼り付けることにより、透明基板２１の表面に導電膜２３を形成することができる。
【００５２】
好適には、透明樹脂は、感光性樹脂からなる。これにより、図８および図１０を用いて後述するように、フォトリソグラフィ技術を用いて、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる導電膜２３を、容易にパターニング、すなわち加工することができる。
【００５３】
好適には、金属ナノワイヤとして、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰｄからなる群から選ばれた１種以上の金属からなるものを用いることができる。このうち、導電膜２３の導電性を向上させ、導電膜２３の透過率を向上させる観点から、Ａｇナノワイヤを用いることが好ましい。
【００５４】
好適には、金属ナノワイヤの直径は、１０〜３００ｎｍであり、金属ナノワイヤの長さは、１〜１００μｍである。金属ナノワイヤの直径が上記の範囲内の場合、金属ナノワイヤの直径が上記の範囲外の場合に比べ、金属ナノワイヤを効率的に製造することができる。また、金属ナノワイヤの長さが上記の範囲内の場合、金属ナノワイヤの長さが上記の範囲外の場合に比べ、金属ナノワイヤを効率的に製造することができる。
【００５５】
好適には、導電膜２３のシート抵抗は、１ｍΩ〜１００Ωである。また、好適には、表示板１２の可視光に対する透過率は、７０〜９０％である。
【００５６】
導電膜２３のシート抵抗が１ｍΩ未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２を通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、導電膜２３のシート抵抗が１００Ωを超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２で光を反射する機能が小さくなるか、アンテナパターンであるパターン３１（図５および図６参照）のアンテナ回路としての機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、導電膜２３のシート抵抗が、１ｍΩ〜１００Ωの場合、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００５７】
一方、表示板１２の可視光に対する透過率が７０％未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２を通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、表示板１２の可視光に対する透過率が９０％を超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２で光を反射する機能が小さくなるか、アンテナパターンであるパターン３１（図５および図６参照）のアンテナ回路としての機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、表示板１２の可視光に対する透過率が７０〜９０％の場合、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００５８】
このように、本実施の形態１の表示装置の製造方法では、透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。そのため、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を兼ね備えることができる。したがって、表示板１２に投影された画像を反射して表示する際に、表示板１２を裏側から透過した光に対し、表示板１２により反射されて表示される画像を、投影装置１１の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる。
【００５９】
次いで、導電膜２３をパターニング、すなわち加工して、透明基板２１の表面に、パターン３１とパターン３２とを含む半透過反射膜部２２（図５および図６参照）を形成する。パターン３１およびパターン３２は、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３からなる。
【００６０】
以下では、透明樹脂が、感光性樹脂からなり、導電膜２３を、フォトリソグラフィ技術を用いて直接パターニングする例について、説明する。すなわち、透明樹脂が感光性樹脂からなることにより、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる導電膜２３を、フォトリソグラフィ技術を用いて直接パターニング、すなわち加工することができる。
【００６１】
まず、図８および図１０に示すように、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３を、マスク４１を用いて露光する。例えば導電膜２３に含まれる透明樹脂が、露光された部分が現像液に対して不溶化するネガレジストである場合、マスク４１の表面のうち、パターン３１およびパターン３２（図５および図６参照）に対応した部分以外の部分には、遮光部４２が形成されている。このような遮光部４２が表面に形成されたマスク４１を用いて、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３を露光する。このとき、導電膜２３のうち、パターン３１およびパターン３２が形成される部分以外の部分は、露光されないので、不溶化しない。一方、導電膜２３のうち、パターン３１およびパターン３２が形成される部分は、露光されることにより、不溶化する。
【００６２】
次いで、露光された導電膜２３を現像する。例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide；ＴＭＡＨ）などのアルカリ水溶液からなる現像液を用いて導電膜２３を現像する。これにより、導電膜２３のうち不溶化していない部分が除去され、導電膜２３のうち不溶化した部分が残されて、図５および図６に示したように、導電膜２３からなるパターン３１およびパターン３２が形成される。パターン３１とパターン３２とは、互いに離れて形成される。すなわち、パターン３１とパターン３２との間には、透明基板２１が露出する。
【００６３】
パターン３１は、アンテナパターンであり、アンテナ装置３４（図４参照）により給電される給電パターンである。このようなパターン３１が形成されることにより、表示板１２の窓１３（図２参照）側から入射された光の一部を透過させ、表示板１２を挟んで窓１３（図２参照）と反対側から入射された光の一部を反射する半透過反射膜部２２を、アンテナ回路としても機能させることができる。
【００６４】
パターン３２は、パターン３１と絶縁されており、外部に設けられた装置などにより給電されない無給電パターンである。したがって、パターン３２は、表示板１２の窓１３（図２参照）側から入射された光の一部を透過させ、表示板１２を挟んで窓１３（図２参照）と反対側から入射された光の一部を反射する半透過反射膜部２２としては機能するが、アンテナ回路としては機能しない。このようなパターン３２が形成されることにより、アンテナパターンであるパターン３１が形成されない部分の透明基板２１の表面にも半透過反射膜部２２を形成することができるので、半透過反射膜部２２の面積を増加させることができる。
【００６５】
なお、露光処理後であって現像処理前に、または、現像処理後に、透明基板２１に対して、ベーク処理、すなわち熱処理を行ってもよい。これにより、導電膜２３を固化することができるので、導電膜２３からなるパターン３１とパターン３２とを、形状精度よく形成することができる。
【００６６】
＜表示板により反射されて表示される画像について＞
ヘッドアップディスプレイ装置は、車両を運転する運転者の前方に位置するフロントガラスに画像を投影し、投影された画像をフロントガラスにより反射し、フロントガラスにより反射された画像を、フロントガラスを透過した車両前方の風景と重畳させて表示する。このようなヘッドアップディスプレイ装置では、フロントガラスを前方から透過した外光に対し、フロントガラスにより反射されて表示される画像を視認しやすくするために、画像を投影する投影装置の光源の輝度を高める必要がある。
【００６７】
また、ヘッドアップディスプレイ装置のみならず、表示板に投影された画像を反射して表示する表示装置では、表示板を裏側から透過した光に対し、表示板により反射されて表示される画像を視認しやすくするために、画像を投影する投影装置の光源の輝度を高める必要がある。
【００６８】
さらに、車両にカーナビゲーション装置が搭載される場合、カーナビゲーション装置用として、例えば交通情報などを搬送する電波を受信するアンテナ装置が車両に搭載される。このような車両に搭載されるアンテナ装置のアンテナとして、フィルム状のアンテナ、すなわちフィルムアンテナが取り付けられることがある。このようなフィルムアンテナは、例えば車両のリアガラスに設けられる。
【００６９】
ところが、車両の向きによっては、前述した交通情報などを搬送する電波が、車両のリアガラス側においてよりも、車両のフロントガラス側において受信されやすいことがある。このような場合、車両のリアガラスにはフィルムアンテナが設けられているものの、車両のフロントガラスにはフィルムアンテナが設けられていないので、車両に搭載されたアンテナ装置により、前述した交通情報などを搬送する電波を受信する性能を、向上させることができない。
【００７０】
＜本実施の形態の主要な特徴と効果＞
一方、本実施の形態１の表示装置は、画像を投影する投影装置１１と、投影装置１１により投影された画像を反射して表示する表示板１２と、を備える（図２参照）。表示板１２は、透明基板２１と、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３からなる半透過反射膜部２２と、を有する（図２参照）。そして、導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。
【００７１】
本実施の形態１の表示装置では、透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。そのため、表示板１２は、光透過性、光反射性および導電性を兼ね備えることができる。したがって、表示板１２に投影された画像を反射して表示する際に、表示板１２を裏側から透過した光に対し、表示板１２により反射されて表示される画像を、投影装置１１の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる。
【００７２】
また、好適には、本実施の形態１の表示装置において、半透過反射膜部２２は、導電膜２３からなるパターン３１を含み、パターン３１は、表示板１２の外部に設けられたアンテナ装置３４と電気的に接続されるアンテナパターンである（図４参照）。これにより、例えば車両のフロントガラスにもフィルムアンテナが設けられるので、車両の向きによって、前述した交通情報などを搬送する電波が、車両のリアガラス側においてよりも、車両のフロントガラス側において受信されやすい場合でも、当該電波を容易に受信することができる。したがって、車両に搭載されたアンテナ装置により、前述した交通情報などを搬送する電波を受信する性能を、向上させることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
前述した実施の形態１では、表示装置の表示板が、アンテナパターンを有する例について説明した。それに対して、実施の形態２では、表示装置の表示板が、アンテナパターンを有しない例について説明する。
【００７４】
＜表示装置の構成＞
本実施の形態２の表示装置の構成については、図１〜図３を用いて前述した実施の形態１の表示装置の構成と同様であり、その説明を省略する。ただし、実施の形態２の表示装置は、実施の形態１で説明したヘッドアップディスプレイ装置に限られず、例えば、建築物の窓などの一部などに遮光用または装飾用として設けられ、投影装置により投影された画像を、表示板により反射して表示する表示装置に適用することができる。
【００７５】
＜表示板の構成＞
図１１は、実施の形態２の表示装置における表示板の平面図である。図１２および図１３は、実施の形態２の表示装置における表示板の断面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１３は、図１１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００７６】
図１１〜図１３に示すように、本実施の形態２の表示装置は、実施の形態１の表示装置における表示板１２（図４参照）に代え、表示板１２ａを有する。表示板１２ａは、透明基板２１と、半透過反射膜部とを有するが、半透過反射膜部として、実施の形態１の表示装置における半透過反射膜部２２（図４参照）に代え、半透過反射膜部２２ａを有する。半透過反射膜部２２ａは、実施の形態１の表示装置における半透過反射膜部２２と同様に、透明基板２１の一方の主面である表面に形成された導電膜２３からなる。導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。この場合、表示板１２ａは、投影装置１１（図２参照）により投影された画像を、導電膜２３により反射して表示する。
【００７７】
透明基板２１として、実施の形態１における透明基板２１と同様の透明基板を用いることができる。
【００７８】
図１１〜図１３に示すように、本実施の形態２では、実施の形態１と異なり、半透過反射膜部２２ａは、パターン３１（図４参照）とパターン３２（図４参照）とを含まない。したがって、半透過反射膜部２２ａは、例えば透明基板２１の表面に一体的に形成された導電膜２３からなる。このような一体的に形成された半透過反射膜部２２ａが形成されることにより、半透過反射膜部２２ａの面積を増加させることができる。
【００７９】
導電膜２３は、実施の形態１における導電膜２３と同様に、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。金属ナノワイヤは、透明樹脂中に均一に分散されている。透明樹脂中に均一に分散されている金属ナノワイヤが、光を反射することにより、導電膜２３は、可視光の一部を透過し、可視光の他の部分を反射する。また、透明樹脂中に均一に分散されている金属ナノワイヤが、互いに電気的に接続されることにより、導電膜２３は、導電性を有する。透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。
【００８０】
例えば、金属ナノワイヤ同士が互いに接触するための下限値以上の含有量の金属ナノワイヤを透明樹脂中に分散させ、金属ナノワイヤ同士が互いに接触した状態で透明樹脂を固化することにより、透明樹脂からなる樹脂膜に金属ナノワイヤによる導電性が付与された、導電膜２３を形成することができる。具体的には、実施の形態１で図７および図９を用いて説明したように、例えば導電膜２３からなるフィルムを、透明基板２１の表面に貼り付けることにより、透明基板２１の表面に導電膜２３を形成することができる。
【００８１】
好適には、透明樹脂は、感光性樹脂からなる。これにより、実施の形態１で図８および図１０を用いて説明したように、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる導電膜２３を、フォトリソグラフィ技術を用いて直接パターニング、すなわち加工することができる。
【００８２】
前述したように、本実施の形態２では、半透過反射膜部２２ａは、パターン３１（図４参照）とパターン３２（図４参照）とを含まない。しかし、このような場合でも、例えば一体的に形成された半透過反射膜部２２ａの外周部の形状を容易に加工することができる。
【００８３】
好適には、金属ナノワイヤとして、実施の形態１における金属ナノワイヤと同様に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＰｄからなる群から選ばれた１種以上の金属からなるものを用いることができる。このうち、導電膜２３の導電性を向上させ、導電膜２３の透過率を向上させる観点から、Ａｇナノワイヤを用いることが好ましい。また、このような金属ナノワイヤについては、実施の形態１と同様の製造方法により製造することができる。
【００８４】
好適には、金属ナノワイヤの直径は、実施の形態１と同様に、１０〜３００ｎｍであり、金属ナノワイヤの長さは、１〜１００μｍである。
【００８５】
好適には、導電膜２３のシート抵抗は、実施の形態１と同様に、１ｍΩ〜１００Ωである。また、好適には、表示板１２ａの可視光に対する透過率は、実施の形態１と同様に、７０〜９０％である。
【００８６】
導電膜２３のシート抵抗が１ｍΩ未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２ａを通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、導電膜２３のシート抵抗が１００Ωを超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２ａで光を反射する機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、導電膜２３のシート抵抗が、１ｍΩ〜１００Ωの場合、表示板１２ａは、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００８７】
一方、表示板１２ａの可視光に対する透過率が７０％未満の場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が多い場合、表示板１２ａを通して光を透過させる機能が小さくなるおそれがある。また、表示板１２ａの可視光に対する透過率が９０％を超える場合、すなわち透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量が少ない場合、例えば表示板１２ａで光を反射する機能が小さくなるおそれがある。言い換えれば、表示板１２ａの可視光に対する透過率が７０〜９０％の場合、表示板１２ａは、光透過性、光反射性および導電性を、兼ね備えることができる。
【００８８】
＜表示装置の製造方法＞
次に、本実施の形態２の表示装置の製造方法について説明する。本実施の形態２の表示装置の製造方法については、実施の形態１の表示装置の製造方法を説明するために用いた図７および図９を用いて説明する。
【００８９】
まず、実施の形態１で図７および図９を用いて説明した工程と同様の工程を行って、透明基板２１を準備する。透明基板２１として、実施の形態１の透明基板２１と同様の透明基板を用いることができる。
【００９０】
次いで、実施の形態１で図７および図９を用いて説明した工程と同様の工程を行って、透明基板２１の表面に、導電膜２３を形成する。導電膜２３として、実施の形態１の導電膜２３と同様の導電膜２３を形成することができる。これにより、図１２および図１３に示したように、導電膜２３からなる半透過反射膜部２２ａが形成される。
【００９１】
＜本実施の形態の主要な特徴と効果＞
本実施の形態２の表示装置は、実施の形態１の表示装置と同様に、画像を投影する投影装置１１（図２参照）と、投影装置１１により投影された画像を反射して表示する表示板１２ａ（図１１参照）と、を備える。表示板１２ａは、透明基板２１と、透明基板２１の表面に形成された導電膜２３からなる半透過反射膜部２２ａと、を有する（図１２および図１３参照）。そして、導電膜２３は、金属ナノワイヤを含有する透明樹脂からなる。
【００９２】
本実施の形態２の表示装置でも、実施の形態１の表示装置と同様に、透明樹脂中の金属ナノワイヤの含有量を調整することにより、導電膜２３の可視光に対する透過率、および、シート抵抗を、容易に調整することができる。そのため、表示板１２ａは、光透過性、光反射性および導電性を兼ね備えることができる。したがって、表示板１２ａに投影された画像を反射して表示する際に、表示板１２ａを裏側から透過した光に対し、表示板１２ａにより反射されて表示される画像を、投影装置１１の光源の輝度を高めることなく視認しやすくすることができる。
【００９３】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、表示装置およびヘッドアップディスプレイ装置に適用して有効である。
【符号の説明】
【００９５】
１１  投影装置
１２、１２ａ  表示板
１３  窓
１４  投影画像
１５  反射画像
１６  視野
１７  外光
１８  風景画像
２１  透明基板
２２、２２ａ  半透過反射膜部
２３  導電膜
３１、３２  パターン
３３  接続部
３４  アンテナ装置
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  延在部
３６、３７  接続部
３８  外周部
３９  間隙部
４１  マスク
４２  遮光部
【図１】
2015087643.tif 000003
【図２】
2015087643.tif 000004
【図３】
2015087643.tif 000005
【図４】
2015087643.tif 000006
【図５】
2015087643.tif 000007
【図６】
2015087643.tif 000008
【図７】
2015087643.tif 000009
【図８】
2015087643.tif 000010
【図９】
2015087643.tif 000011
【図１０】
2015087643.tif 000012
【図１１】
2015087643.tif 000013
【図１２】
2015087643.tif 000014
【図１３】
2015087643.tif 000015