(57)【要約】【課題】光学性能をより向上させた光学部材の製造方法を提供する。【解決手段】第１傾斜面２１ｂを有する単位光学形状２１ａが複数配列された第１光学形状層２１を備え、映像光の一部を第１傾斜面２１ｂで観察者側に反射させる光学部材２０の製造方法であって、単位光学形状２１ａを賦形する賦形面を有する成形型に未硬化のエネルギー線硬化樹脂を充填するエネルギー線硬化樹脂充填工程と、前記エネルギー線硬化樹脂にエネルギー線を照射して、前記エネルギー線硬化樹脂を収縮可能な状態で硬化させて第１光学形状層２１を成形する第１光学形状層成形工程と、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から第１光学形状層２１を得る第１光学形状層作製工程と、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂに反射層２２を形成する反射層形成工程と、第１光学形状層２１の反射層２２が形成された側の面に第２光学形状層２３を形成する第２光学形状層形成工程と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１傾斜面及び第２傾斜面を有する単位光学形状が複数配列された第１光学形状層を備え、映像源から投射された映像光の一部を少なくとも前記第１傾斜面で観察者側に反射させる光学部材の製造方法であって、
前記単位光学形状を賦形する賦形面を有する成形型に、未硬化のエネルギー線硬化樹脂を充填するエネルギー線硬化樹脂充填工程と、
前記エネルギー線硬化樹脂にエネルギー線を照射して、前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂を収縮可能な状態で硬化させて、前記第１光学形状層を成形する第１光学形状層成形工程と、
硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から第１光学形状層を得る第１光学形状層作製工程と、
前記第１光学形状層に設けられた前記単位光学形状の少なくとも前記第１傾斜面に反射層を形成する反射層形成工程と、
前記第１光学形状層の反射層が形成された側の面に第２光学形状層を形成する第２光学形状層形成工程と、
を含む光学部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部材の製造方法であって、
前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記成形型から剥離して、前記第１光学形状層を得ること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光学部材の製造方法であって、
前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な基材を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、
前記第１光学形状層作製工程は、
硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から前記基材を剥離する基材剥離工程と、
前記基材の剥離された前記エネルギー線硬化樹脂を前記成形型から剥離して、前記第１光学形状層を得る第１光学形状層剥離工程と、を含むこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光学部材の製造方法であって、
硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂の表面に基材を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、
前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記基材とともに前記成形型から剥離して、前記基材の接合された前記第１光学形状層を得ること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光学部材の製造方法であって、
前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な基材を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、
前記第１光学形状層成形工程では、前記基材を介して、前記エネルギー線硬化樹脂にエネルギー線を照射して、前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂を収縮可能な状態で硬化させ、
前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記基材とともに前記成形型から剥離して、前記基材の接合された前記第１光学形状層を得ること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の光学部材の製造方法であって、
前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な第１基材を貼り付ける第１基材貼り付け工程を含み、
前記第１光学形状層作製工程は、
硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から前記第１基材を剥離する第１基材剥離工程と、
前記第１基材の剥離された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に第２基材を貼り付ける第２基材貼り付け工程と、
前記エネルギー線硬化樹脂を前記第２基材とともに前記成形型から剥離して、前記第２基材の接合された前記第１光学形状層を得る第１光学形状層剥離工程と、を含むこと、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学部材の製造方法であって、
前記第１光学形状層は、
前記第１傾斜面の算術平均うねりＷａが０．０５μｍ以下に形成され、
前記単位光学形状の厚み方向の頂部から谷部までの高さｈが１０〜３００μｍの範囲で形成され、
前記単位光学形状の配列ピッチＰが１００〜１０００μｍの範囲で形成されること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項８】
請求項３、請求項５又は請求項６に記載の光学部材の製造方法であって、
前記第１光学形状層は、
前記単位光学形状の谷部から、前記単位光学形状が設けられた側と反対側の面までの深さｄ１が１０〜２００μｍの範囲で形成され、
前記単位光学形状の頂部から、前記単位光学形状が設けられた側と反対側の面までの深さｄ２が３０〜８００μｍの範囲で形成され、
前記基材又は前記第１基材の厚みが８〜１００μｍの範囲で形成されること、
を特徴とする光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」ともいう）は、インストルメントパネル内に配置された映像源からフロントウィンドウに映像光を投影し、運転者に対して各種の情報を表示する車両用の表示装置である。従来、車両のフロントウィンドウとしては、一対のガラス板の間に飛散防止用の中間層を挟み込んだ合わせガラスが使用されている。この合わせガラスにＨＵＤの映像光を投影すると、光の屈折により映像光が二重像として運転者に視認されることがある。そこで、光の屈折を制御するために、中間層の断面を楔形状とした合わせガラスが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
車両のフロントウィンドウは、車種毎に取り付け角度が異なる。中間層の断面を楔形状とした場合、その厚み、楔角等は、車両への取り付け角度に応じて設計される。しかし、現状では、中間層の楔形状を車両への取り付け角度に応じて設計することは難しい。そのため、フロントウィンドウに使用される光学部材において、光学性能をより向上させることが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１５６９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−７８８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、光学性能をより向上させた光学部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されない。
・第１の発明は、第１傾斜面（２１ｂ）及び第２傾斜面（２１ｃ）を有する単位光学形状（２１ａ）が複数配列された第１光学形状層（２１）を備え、映像源から投射された映像光の一部を少なくとも前記第１傾斜面で観察者側に反射させる光学部材（２０）の製造方法であって、前記単位光学形状を賦形する賦形面を有する成形型（１００）に、未硬化のエネルギー線硬化樹脂を充填するエネルギー線硬化樹脂充填工程と、前記エネルギー線硬化樹脂にエネルギー線を照射して、前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂を収縮可能な状態で硬化させて、前記第１光学形状層を成形する第１光学形状層成形工程と、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から第１光学形状層を得る第１光学形状層作製工程と、前記第１光学形状層に設けられた前記単位光学形状の少なくとも前記第１傾斜面に反射層（２２）を形成する反射層形成工程と、前記第１光学形状層の反射層が形成された側の面に第２光学形状層（２３）を形成する第２光学形状層形成工程と、を含む光学部材の製造方法である。
・第２の発明は、第１の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記成形型（１００）から剥離して、前記第１光学形状層（２１）を得ることを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第３の発明は、第１の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、前記成形型（１００）に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な基材（２２０）を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、前記第１光学形状層作製工程は、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から前記基材を剥離する基材剥離工程と、前記基材の剥離された前記エネルギー線硬化樹脂を前記成形型から剥離して、前記第１光学形状層（２１）を得る第１光学形状層剥離工程と、を含むことを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第４の発明は、第１の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂の表面に基材（２４）を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記基材とともに前記成形型（１００）から剥離して、前記基材の接合された前記第１光学形状層（２１）を得ることを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第５の発明は、第１の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、前記成形型（１００）に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な基材（２４）を貼り付ける基材貼り付け工程を含み、前記第１光学形状層成形工程では、前記基材を介して、前記エネルギー線硬化樹脂にエネルギー線を照射して、前記成形型に充填された前記エネルギー線硬化樹脂を収縮可能な状態で硬化させ、前記第１光学形状層作製工程では、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂を前記基材とともに前記成形型から剥離して、前記基材の接合された前記第１光学形状層（２１）を得ることを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第６の発明は、第１の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、前記成形型（１００）に充填された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に、前記エネルギー線硬化樹脂の収縮とともに変形可能な第１基材（２２０）を貼り付ける第１基材貼り付け工程を含み、前記第１光学形状層作製工程は、硬化後の前記エネルギー線硬化樹脂から前記第１基材を剥離する第１基材剥離工程と、前記第１基材の剥離された前記エネルギー線硬化樹脂の表面に第２基材（２４）を貼り付ける第２基材貼り付け工程と、前記エネルギー線硬化樹脂を前記第２基材とともに前記成形型から剥離して、前記第２基材の接合された前記第１光学形状層（２１）を得る第１光学形状層剥離工程と、を含むことを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第７の発明は、第１から第６の発明までのいずれかの光学部材（２０）の製造方法であって、前記第１光学形状層（２１）は、前記第１傾斜面（２１ｂ）の算術平均うねりＷａが０．０５μｍ以下に形成され、前記単位光学形状（２１ａ）の厚み方向の頂部から谷部までの高さｈが１０〜３００μｍの範囲で形成され、前記単位光学形状の配列ピッチＰが１００〜１０００μｍの範囲で形成されることを特徴とする光学部材の製造方法である。
・第８の発明は、第３、第５又は第６の発明の光学部材（２０）の製造方法であって、前記第１光学形状層（２１）は、前記単位光学形状（２１ａ）の谷部から、前記単位光学形状が設けられた側と反対側の面までの深さｄ１が１０〜２００μｍの範囲で形成され、前記単位光学形状の頂部から、前記単位光学形状が設けられた側と反対側の面までの深さｄ２が３０〜８００μｍの範囲で形成され、前記基材（２４）又は前記第１基材（２２０）の厚みが８〜１００μｍの範囲で形成されることを特徴とする光学部材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学性能をより向上させた光学部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の表示装置１０を配置した自動車１の運転席周辺を示す図である。
【図２】第１実施形態の表示装置１０を説明する図である。
【図３】第１実施形態の光学シート２０の製造方法を説明する図である。
【図４】第１実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
【図６】第３実施形態の表示装置１０を説明する図である。
【図７】第３実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
【図８】第４実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
【図９】第５実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
【図１０】第６実施形態の光学シート２０の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る光学部材の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る光学部材を、自動車のフロントウィンドウに搭載されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の光学シートに適用した例について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張されている。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の表示装置１０を配置した自動車１の運転席周辺を示す図である。図１（ａ）は、自動車１の運転席からフロントウィンドウ２側（自動車の進行方向側）を見た状態を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ部断面からの矢視図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のｃ部矢視図、すなわち運転席を上側から見た図である。
図２は、第１実施形態の表示装置１０を説明する図である。図２（ａ）は、光学シート２０の厚み方向の運転者側から見た正面図である。図２（ｂ）は、光学シート２０の左右方向の中心線上における断面、すなわち図２（ａ）のｂ部断面を示す図である。図２（ｃ）は、厚み方向（Ｙ方向）に平行であって、単位光学形状２１ａの配列方向に平行な断面における断面、すなわち図２（ａ）のｃ部断面を示す図である。
なお、図２を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、光学シートの上下方向をＺ方向とし、厚み方向をＹ方向とし、左右方向をＸ方向とする。ここで、上下方向（Ｚ方向）のうち−Ｚ側を下側とし、＋Ｚ側を上側とする。また、厚み方向（Ｘ方向）のうち−Ｙ側を背面側とし、＋Ｙ側を運転者側とする。また、左右方向（Ｘ方向）のうち−Ｘ側を左側とし、＋Ｘ側を右側とする。
【００１１】
本実施形態の自動車１は、図１に示すように、車内側から見て、フロントウィンドウ２の右側に運転席が設けられ、フロントウィンドウ２の下方側に内装パネル３が配置されている。また、自動車１には、表示装置１０が設けられている。表示装置１０を構成する光学シート２０（後述）は、フロントウィンドウ２の内側（車内側）の面の右側に配置されている。
フロントウィンドウ２は、一対のガラス板の間に飛散防止用の中間層を挟み込んだ合わせガラスである。本実施形態のフロントウィンドウ２において、中間層（不図示）は、フロントウィンドウ２の上端部（＋Ｚ方向の最上端部）から下端部（−Ｚ方向の最下端部）までの範囲において、層厚が均等となるように形成されている。すなわち、本実施形態のフロントウィンドウ２は、中間層の断面が楔形状ではなく、上端部から下端部までの範囲において層厚が均等な矩形状を有する。
【００１２】
内装パネル３は、フロントウィンドウ２の下方側に配置された化粧パネルであり、その右側に自動車の操縦桿となるハンドル４や、自動車の速度計等の計器類５が配置されている。また、内装パネル３には、表示装置１０を構成する映像源１１（後述）等が配置されている。
表示装置１０は、自動車１の速度や、方向指示器の状態等を、運転者の視線上に表示することができる装置、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置であり、自動車１を運転する運転者が視線を反らすことなく、自動車１の速度等の状態を把握することができる。
表示装置１０は、映像源１１、投射光学系１２、光学シート２０等を備えている。表示装置１０は、映像源１１から出射した速度情報等の映像光を、光学シート２０を介して運転者側に投影する。具体的には、表示装置１０は、映像源１１から出射された映像光を、投射光学系１２を介して光学シート２０へ入射させて運転者側に映像情報を反射する。本実施形態では、表示装置１０は、自動車１の運転席に搭載されるヘッドアップディスプレイとして説明するが、これに限定されるものでなく、他の乗り物、例えば、航空機や、鉄道等に搭載されるヘッドアップディスプレイであってもよい。
【００１３】
映像源１１は、映像光を表示するディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用することができる。本実施形態の映像源１１は、図１（ａ）に示すように、運転席からフロントウィンドウ２側を見て、光学シート２０の下方側であって、光学シート２０よりも左側の位置に投射光学系１２とともに配置されている。
具体的には、映像源１１は、図２（ａ）に示すように、光学シート２０の厚み方向（Ｙ方向）から見た状態において、映像源１１の映像光Ｌの出射位置１１ａと光学シート２０の幾何学的中心Ｃ１とを結ぶ線分が、光学シート２０の幾何学的中心Ｃ１を通り、上下方向（Ｚ方向）に平行な線に対して右側に傾斜するようにして配置されている。これにより、表示装置１０は、運転席のハンドル４や計器類５の周囲を避けて映像源１１を配置することができ、運転席内における映像源１１の配置位置の自由度を向上させることができる。ここで、映像源１１の出射位置１１ａとは、映像源１１の映像光Ｌが出射する面の幾何学的中心となる位置である。
投射光学系１２は、映像源１１の出射位置１１ａの近くに配置され、映像源１１から出射された映像光を投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
【００１４】
光学シート２０は、光透過性を有する層であり、図１に示すように、フロントウィンドウ２の内側（車内側）の面の右側（運転席前）に貼り付けられている。光学シート２０は、図２（ｂ）に示すように、運転者側（＋Ｙ側）から順に光学形状層（第１光学形状層）２１、反射層２２、背面層（第２光学形状層）２３が積層されている。光学シート２０は、運転者の視界を妨げない観点から、フロントウィンドウ２を通して運転席から見える自動車の進行方向の光の一部を、光学シート２０の背面側から運転者側へ透過させて、その光と映像光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。
光学形状層２１は、光透過性を有する層であり、図２（ａ）に示すように、単位光学形状２１ａが平行に複数配列されたリニアフレネルレンズ形状を、その背面側（−Ｙ側）の面に有している。なお、光学形状層２１の単位光学形状２１ａは、リニアフレネルレンズ形状に限定されない。例えば、単位光学形状２１ａが同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状であってもよい。
【００１５】
単位光学形状２１ａは、図２（ｃ）に示すように、シート面（ＸＺ面）に直交する方向（厚み方向、Ｙ方向）に平行であって、単位光学形状２１ａの配列方向Ｒ１に平行な断面における断面形状が、略三角形状（プリズム形状）である。
単位光学形状２１ａは、背面側に凸であり、映像光が直接入射する第１傾斜面２１ｂと、この第１傾斜面２１ｂと対向する第２傾斜面２１ｃとを備えている。本実施形態において、単位光学形状２１ａは、第１傾斜面２１ｂが頂部ｔを挟んで第２傾斜面２１ｃよりも上側（＋Ｚ側）に位置している。
この単位光学形状２１ａは、光学シート２０のシート面内（ＸＺ面内）において、その配列方向Ｒ１と直交する方向に延在している。
【００１６】
単位光学形状２１ａの配列方向Ｒ１は、図２（ａ）に示すように、光学シート２０を厚み方向（Ｙ方向）から見た場合において、映像源１１の映像光Ｌの出射位置１１ａと光学シート２０の幾何学的中心Ｃ１とを通る線分と同じ側、すなわち本実施形態では右側（＋Ｘ側）に傾斜している。このような構成にすることによって、光学シート２０は、光学シート２０に対して左側斜め下側に配置される映像源１１から投射される映像光を効率よく運転者側に反射することができる。
ここで、図２（ｃ）に示すように、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂが、シート面（ＸＺ面）に平行な面となす角度は、αである。第２傾斜面２１ｃがシート面に平行な面となす角度は、β（β＞α）である。単位光学形状２１ａの配列ピッチは、Ｐである。単位光学形状２１ａの高さ（厚み方向における頂部ｔから単位光学形状２１ａ間の谷部ｖまでの寸法）は、ｈである。単位光学形状２１ａの谷部ｖから、単位光学形状２１ａが設けられた側と反対側の面までの深さは、ｄ１である。単位光学形状２１ａの頂部ｔから、単位光学形状２１ａが設けられた側と反対側の面までの深さは、ｄ２である。深さｄ２は、光学形状層２１の最も深い厚み寸法である。
【００１７】
光学形状層２１において、配列ピッチＰは、１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成することが望ましい。角度αは２５°≦α≦４０°、角度βは８０°≦β≦９０°の範囲で形成することが望ましい。高さｈは１０≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成することが望ましい。深さｄ１及びｄ２は、それぞれ５μｍ≦ｄ１≦１００μｍ、１５μｍ≦ｄ２≦４００μｍの範囲で形成することが望ましい。
後述するように、本実施形態の単位光学形状２１ａは、高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａが０．０５μｍ以下となるように形成される。
なお、理解を容易にするために、図２では、単位光学形状２１ａの配列ピッチＰ、角度α、βは、単位光学形状２１ａの配列方向において一定であるように示している。本実施形態の単位光学形状２１ａは、配列ピッチＰ、角度β等が一定であるが、角度αが単位光学形状２１ａの配列方向において映像源１１から離れるにつれて次第に大きくなってもよく、また、それに伴い高さｈも変動してもよい。
また、これに限らず、配列ピッチＰは、単位光学形状２１ａの配列方向に沿って次第に変化する形態等としてもよく、映像源から投影される映像の大きさや、映像源１１の投射角度（光学シート２０の運転者側の面への映像光の入射角度）、運転者側に反射する映像のサイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜変更可能である。
【００１８】
光学形状層２１は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化性樹脂によりＵＶ成形法等によって形成されている。なお、光学形状層２１は、電子線硬化性樹脂等の他の電離放射線硬化性樹脂により形成されてもよい。また、光学形状層２１は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせた樹脂、熱可塑性樹脂と紫外線硬化性樹脂とを組み合わせた樹脂等によって形成されてもよい。
【００１９】
反射層２２は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、いわゆるハーフミラーである。反射層２２の反射率と透過率の割合は、適宜設定することができる。なお、映像光を良好に反射させるとともに、自動車の進行方向側から入射する光を十分に透過させて、運転者の視界を良好にする観点から、透過率が７０％以上の範囲であることが望ましい。
反射層２２は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射層２２は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射層２２は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜片を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
本実施形態の反射層２２は、アルミニウムの蒸着によって約４０〜６０Åの厚みに形成されているが、光の透過率を上述の好ましい範囲に設定できるのであれば、その材料等に応じて厚さを自由に設定することができる。
なお、本実施形態の反射層２２は、第１傾斜面２１ｂの全面に形成されるが、これに限らず、第１傾斜面２１ｂの一部に形成されていてもよい。
【００２０】
背面層２３は、光学形状層２１の背面側（−Ｙ側）の面に設けられた層であり、光学シート２０の最背面を平坦にするために設けられている。背面層２３は、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等から形成され、その屈折率は光学形状層２１と同等である。背面層２３の背面側の面は、不図示の接合層を介してフロントウィンドウ２に接合される面であり、フロントウィンドウ２を介して背面側から光学シート２０内に入射する光の入射面である。
なお、光学シート２０をフロントウィンドウ２に接合する接合層は、光透過性を有する粘着剤や接着剤を用いることができ、例えば、アクリル樹脂や、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることが可能である。
【００２１】
次に、本実施形態の光学シート２０へ入射する映像光Ｌ及び外界からの光Ｇについて説明する。
図１（ｂ）に示すように、映像源１１から投射された映像光Ｌは、投射光学系１２を介して、光学シート２０の運転者側の面へ入射する。光学シート２０に入射した映像光Ｌの一部の光Ｌ１は、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂに入射し、反射層２２において運転者側へ反射する。そして、外界からの光Ｇは、その一部が光学シート２０の背面側から運転者側へ透過する。そのため、運転者は、外界からの光Ｇと映像光Ｌとを重ねて見ることができる。また、映像光Ｌの他の一部の光Ｌ２は、反射層２２を透過した後、背面層２３を透過して、光学シート２０の背面側（−Ｙ側）の面から出射する。
【００２２】
次に、第１実施形態の光学シート２０の製造方法について説明する。
図３は、第１実施形態の光学シート２０の製造方法を説明する図である。図３の各分図は、光学シート２０が製造されるまでの過程を示す図である。
まず、図３（ａ）に示すように、単位光学形状２１ａ（第１傾斜面２１ｂ、第２傾斜面２１ｃ）に対応する凹凸形状が設けられた成形型（不図示）を使用して、光学シート２０を構成する光学形状層２１をＵＶ成形法等により成形する。この光学形状層２１の成形工程については、後に詳細に説明する。
次に、図３（ｂ）に示すように、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂ上に、真空蒸着法により蒸着金属（アルミニウム）ＡＬを蒸着して反射層２２を形成する。本実施形態では、真空蒸着装置を使用し、真空状態下においてアルミニウムを加熱、溶融して、光学形状層２１の第１傾斜面２１ｂに対してそのアルミニウムを蒸着する。
続いて、図３（ｃ）に示すように、光学形状層２１の単位光学形状２１ａが形成された側の面に、背面層２３を構成する樹脂を充填し、平坦面が形成された金型によって押圧する。そして、硬化させた後に離型することにより、背面層２３を形成することができる。以上の過程により、光学形状層２１、反射層２２、背面層２３が順に積層された光学シート２０が完成する。
【００２３】
次に、光学シート２０を構成する光学形状層２１の製造方法について説明する。
図４は、第１実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。なお、本実施形態及び後述する他の実施形態の図面においては、部材の断面を示すハッチングを省略する。
まず、図４（ａ）に示すように、製造する光学形状層２１の形状に対応した賦形面１００ａを有する成形型１００を用意し、賦形面１００ａが上方（重力方向の天側）を向くように配置する。なお、成形型１００は、金型でもよいし、樹脂型でもよい（他の実施形態も同様）。
次に、図４（ｂ）に示すように、賦形面１００ａ上に未硬化の紫外線硬化樹脂２１０を充填する（エネルギー線硬化樹脂充填工程）。ここでは、例えば、紫外線硬化樹脂２１０を、賦形面１００ａ上の一辺に沿って点状又は線状に塗布し、不図示のローラ等で引き延ばすことにより、賦形面１００ａ上に均一に充填できる（他の実施形態も同様）。
次に、図４（ｃ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、未硬化の紫外線硬化樹脂２１０に対して紫外線ＵＶを照射する（第１光学形状層成形工程）。これにより、紫外線硬化樹脂２１０が硬化して光学形状層２１となる。
紫外線硬化樹脂２１０が硬化した後、図４（ｄ）に示すように、硬化後の紫外線硬化樹脂２１０を成形型１００から剥離して、光学形状層２１を得る（第１光学形状層作製工程）。
このようにして得られた光学形状層２１を、図３に示した光学シート２０の製造方法に用いることによって、本実施形態の光学シート２０が完成する。
【００２４】
以上説明したように、第１実施形態の表示装置１０によれば、映像源１１から投射された映像光Ｌのうち、運転者側に届く光のほとんどは、光学シート２０の単位光学形状２１ａで反射した光となる（図２（ｂ）参照）。そのため、表示装置１０においては、従来の合わせガラスにＨＵＤの映像光を投影したときのように、光の屈折により映像光が二重像として運転者に視認される不具合が抑制されるため、運転者に対して鮮明な映像を表示することができる。
【００２５】
また、光学シート２０の単位光学形状２１ａにおいて、第１傾斜面２１ｂがシート面（ＸＺ面）に平行な面となす角度α及び第２傾斜面２１ｃがシート面に平行な面となす角度βは、光学シート２０が貼り付けられたフロントウィンドウ２を自動車１に取り付けたときの傾斜角度、映像源１１からの映像光の投射角度等に応じて容易に設計できる。また、光学形状層２１は、例えば、ロールツーロール方式等の手法を用いることにより、設計通りの形状を容易に製造することができる。すなわち、第１実施形態の光学シート２０は、設計及び製造が容易であり、低コストで製造することができる。
また、光学シート２０を貼り付けるフロントウィンドウ２は、中間層の断面を矩形状とした一般的な合わせガラスでよいため、光学シート２０を、より多くの車種に取り付けることができる。
【００２６】
また、光学形状層２１の製造方法においては、紫外線硬化樹脂２１０に基材を貼り付けない状態で紫外線を照射するため、紫外線硬化樹脂２１０を収縮可能な状態で硬化させることができる。これによれば、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮が残留応力として内部に蓄積されないため、光学形状層２１を成形型１００から剥離した時に、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂにおけるうねりの発生を抑制できる。
そのため、単位光学形状２１ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下にすることができる。
【００２７】
これに対して、紫外線硬化樹脂２１０に基材を貼り付けた状態で紫外線を照射する従来の製造方法では、成形型１００と基材（不図示）との間に挟まれた紫外線硬化樹脂２１０は収縮することができず、その収縮が残留応力として内部に蓄積されていた。そのため、成形型１００から剥離した時に、紫外線硬化樹脂２１０に蓄積された残留応力により、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂにうねりが生じることがあった。第１傾斜面２１ｂにうねりが生じると、その表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側（＋Ｙ側）に設計通りの角度で反射させることが難しくなる。その結果、光学シート２０で反射した映像光が二重像として運転者に視認されやすくなる。
【００２８】
しかし、本実施形態の製造方法によれば、上述した理由により、光学形状層２１の第１傾斜面２１ｂにおける算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下にできるため、第１傾斜面２１ｂの表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができる。これによれば、光学シート２０で反射した映像光が二重像として運転者に視認される不具合が更に抑制されるため、運転者に対してより鮮明な映像を表示することができる。
したがって、本実施形態の光学シート２０の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の光学シート２０は、光学形状層２１の製造工程が第１実施形態と異なる。それ以外の光学シート２０の構成は、第１実施形態と同じであるため、共通する説明を適宜に省略して、相違点のみを説明する。また、第１実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付して説明する。
図５は、第２実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
まず、図５（ａ）に示すように、製造する光学形状層２１の形状に対応した賦形面１００ａを有する成形型１００を用意し、賦形面１００ａが上方を向くように配置する。
第２実施形態において、賦形面１００ａにより賦形される光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２は、それぞれ、２０μｍ≦ｄ１≦１００μｍ、３０μｍ≦ｄ２≦４００μｍの範囲で形成することが望ましい。紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさは、深さｄ１及びｄ２の差に比例する。すなわち、深さｄ１とｄ２との差が大きいほど、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮は大きくなる。したがって、光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２を上述した範囲とし、この深さｄ１及びｄ２に合わせて基材２２０（後述）の厚みｓ１を後述する範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。なお、本実施形態において、光学形状層２１における配列ピッチＰ、高さｈは、第１実施形態と同じである。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、賦形面１００ａ上に紫外線硬化樹脂２１０を充填する（エネルギー線硬化樹脂充填工程）。
次に、図５（ｃ）に示すように、賦形面１００ａ上に充填された未硬化の紫外線硬化樹脂２１０の上に、基材２２０を貼り付ける（基材貼り付け工程）。本実施形態の基材２２０は、紫外線硬化樹脂２１０の収縮とともに変形可能な基材である。そのため、基材２２０の厚みｓ１は、上述した単位光学形状２１ａの深さｄ１及びｄ２に合わせて、８μｍ≦ｓ１≦５０μｍの範囲で形成することが望ましい。基材２２０の厚みｓ１をこのような範囲とすることにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮に応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。
次に、図５（ｄ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、基材２２０を介して、未硬化の紫外線硬化樹脂２１０に対して紫外線ＵＶを照射する（エネルギー線硬化樹脂照射工程）。これにより、紫外線硬化樹脂２１０が硬化して光学形状層２１となる。
紫外線硬化樹脂２１０が硬化した後、図５（ｅ）に示すように、硬化後の紫外線硬化樹脂２１０から基材２２０を剥離する（基材剥離工程）。
次に、図５（ｆ）に示すように、光学形状層２１を成形型１００から剥離して、光学形状層２１を得る（第１光学形状層剥離工程）。
【００３１】
第２実施形態の光学形状層２１の製造方法においては、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮に応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。これによれば、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮が残留応力として内部に蓄積されないため、成形型１００から剥離した時に、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂにおけるうねりの発生を抑制できる。そのため、単位光学形状２１ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下にすることができる。その結果、第１傾斜面２１ｂの表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができる。したがって、光学シート２０で反射した映像光が二重像として観察者に視認される不具合を抑制できる。
また、光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２を、それぞれ、２０μｍ≦ｄ１≦１００μｍ、３０μｍ≦ｄ２≦４００μｍの範囲で形成し、この深さｄ１及びｄ２に合わせて、基材２２０の厚みｓ１を８μｍ≦ｓ１≦５０μｍの範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。
したがって、第２実施形態の光学シート２０の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００３２】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の表示装置１０Ａについて説明する。
図６は、第３実施形態の表示装置１０を説明する図である。図６（ａ）は、光学シート２０の左右方向の中心線上における断面図であり、図２（ｂ）のｂ部断面に相当する部分断面図である。また、図６（ｂ）は、第３実施形態における光学シート２０の他の構成を示す断面図である。
第３実施形態の表示装置１０Ａは、映像源１１、投射光学系１２、光学シート２０を含むフロントウィンドウ２を備えている。このうち、映像源１１、投射光学系１２の構成は、第１実施形態の表示装置１０と同じであるため、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３３】
第３実施形態の表示装置１０Ａにおいて、光学シート２０は、フロントウィンドウ２の内部に配置されている。すなわち、本実施形態の光学シート２０は、後述する２枚のガラス（３１、３４）の間に挟まれてフロントウィンドウ２と一体に成形された、いわゆる合わせガラスの形態で使用される。また、本実施形態の光学シート２０は、フロントウィンドウ２の全面に配置されている。
図６（ａ）に示すように、本実施形態のフロントウィンドウ２は、運転者側（＋Ｙ側）から順に、第１ガラス３１、第１中間層３２、光学シート２０、第２中間層３３及び第２ガラス３４を備えている。
第１ガラス３１は、フロントウィンドウ２の最も運転席側に配置された透明な部材である。第１ガラス３１としては、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等の材料を用いることができる。また、第１ガラス３１の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３４】
第１中間層３２は、第１ガラス３１と光学シート２０との間に配置された層である。第１ガラス３１及び光学シート２０は、第１中間層３２により接合されている。第１中間層３２は、フロントウィンドウ２の破損時に、第１ガラス３１の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第１中間層３２としては、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブラチール）を用いることができる。第１中間層３２の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第１中間層３２の屈折率は、第１ガラス３１、光学形状層２１（光学シート２０）と同等であることが望ましい。
【００３５】
光学シート２０は、第１実施形態の光学シート２０と同じく、入射した光の一部を運転者側に反射し、その他の光を透過させるシートである。光学シート２０の基本的な構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態の光学シート２０は、光学形状層２１の運転者側（＋Ｙ側）に基材層２４を備えている点において、第１実施形態と相違する。
基材層２４は、光学形状層２１を形成する際のベースとなる平板状の部材である。基材層２４は、例えば、光透過性の高いＰＥＴ等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成される。
【００３６】
第２中間層３３は、第２ガラス３４と光学シート２０との間に配置された層である。第２ガラス３４及び光学シート２０は、第２中間層３３により接合されている。第２中間層３３は、フロントウィンドウ２の破損時に、第２ガラス３４の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第２中間層３３としては、第１中間層３２と同じく、ＰＶＢを用いることができる。第２中間層３３の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第２中間層３３の屈折率は、第１ガラス３１、光学形状層２１と同等であることが望ましい。
第２ガラス３４は、光学シート２０の最も背面側（＋Ｚ側）に配置された透明な部材である。第２ガラス３４としては、第１ガラス３１と同じ材料を用いることができる。また、第２ガラス３４の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３７】
本実施形態のフロントウィンドウ２において、第１中間層３２及び第２中間層３３は、フロントウィンドウ２の上端部（＋Ｚ方向の最上端部）から下端部（−Ｚ方向の最下端部）までの範囲において、それぞれ層厚が均等となるように形成されている。すなわち、フロントウィンドウ２において、第１中間層３２及び第２中間層３３の断面は楔形状ではなく、上端部から下端部までの範囲において層厚が均等な矩形状となる。したがって、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて、光学シート２０を含むフロントウィンドウ２の設計及び製造が容易となる。
【００３８】
次に、本実施形態のフロントウィンドウ２に入射する映像光Ｌ及び外界からの光Ｇの動きについて説明する。
図６（ａ）に示すように、映像源１１から投射された映像光Ｌは、投射光学系１２を介して、フロントウィンドウ２の運転者側の面へ入射する。フロントウィンドウ２に入射した映像光Ｌの一部の光Ｌ１は、第１ガラス３１、第１中間層３２及び基材層２４を透過して、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂに入射し、反射層２２において運転者側へ反射する。そして、外界からの光Ｇは、その一部がフロントウィンドウ２の背面側から運転者側へ透過する。そのため、運転者は、外界からの光Ｇと映像光Ｌとを重ねて見ることができる。また、映像光Ｌの他の一部の光Ｌ２は、反射層２２を透過した後、背面層２３、第２中間層３３及び第２ガラス３４を透過して、フロントウィンドウ２の背面側（＋Ｚ側）の面から出射する。更に、映像光Ｌの他の一部の光Ｌ３は、フロントウィンドウ２の第１ガラス３１により、斜め上側（＋Ｙ側）へ反射する。そのため、光Ｌ３は、そのほとんどが運転者側に届くことはない。
【００３９】
次に、第３実施形態の光学シート２０の製造方法について説明する。
先に説明したように、第３実施形態の光学シート２０は、光学形状層２１の運転者側（＋Ｙ側）に基材層２４を備えている点において、第１実施形態と相違する。ここでは、基材層２４を備えた光学形状層２１の製造方法について説明する。
図７は、第３実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
まず、図７（ａ）に示すように、製造する光学形状層２１の形状に対応した賦形面１００ａを有する成形型１００を用意し、賦形面１００ａが上方を向くように配置する。
第３実施形態において、賦形面１００ａにより賦形される光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２は、それぞれ、５μｍ≦ｄ１≦２００μｍ、４５μｍ≦ｄ２≦８００μｍの範囲で形成することが望ましい。
後述するように、本実施形態の単位光学形状２１ａは、高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａが０．０５μｍ以下となるように形成される。
【００４０】
次に、図７（ｂ）に示すように、賦形面１００ａ上に未硬化の紫外線硬化樹脂２１０を充填する（エネルギー線硬化樹脂充填工程）。
次に、図７（ｃ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、未硬化の紫外線硬化樹脂２１０に対して紫外線ＵＶを照射する（エネルギー線硬化樹脂照射工程）。これにより、紫外線硬化樹脂２１０が硬化して光学形状層２１となる。
紫外線硬化樹脂２１０が硬化した後、図７（ｄ）に示すように、紫外線硬化樹脂２１０の上に、基材層２４を貼り付ける（基材貼り付け工程）。基材層２４の厚みｓ２は、光学シート２０の仕様により異なるが、およそ１００μｍ≦ｓ２≦１０００μｍの範囲で形成することが望ましい。また、基材層２４の背面側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成することが望ましい。
【００４１】
図示していないが、上述した基材層２４の貼り付けは、例えば、以下のような手順で行うことができる。まず、硬化した紫外線硬化樹脂２１０の上に、紫外線硬化樹脂２１０と同じ材質の未硬化の紫外線硬化樹脂を一辺に沿って点状又は線状に塗布する。そして、不図示のローラ等で引き延ばすことにより、未硬化の紫外線硬化樹脂を、硬化した紫外線硬化樹脂２１０の上に均一に塗布する。次に、重ねて塗布した未硬化の紫外線硬化樹脂の上に基材層２４を積層する。これにより、硬化した紫外線硬化樹脂２１０と基材層２４との間に未硬化の紫外線硬化樹脂が均一に充填される。
【００４２】
次に、紫外線照射部（不図示）から、未硬化の紫外線硬化樹脂に対し、基材層２４を介して紫外線ＵＶを照射する。これにより、重ねて塗布した未硬化の紫外線硬化樹脂が硬化して、紫外線硬化樹脂２１０の上に基材層２４が貼り付けられる。
なお、基材層２４を未硬化の紫外線硬化樹脂の上に積層した後、不図示のローラ等を基材層２４に圧着させながら、基材層２４の上を移動させることにより、未硬化の紫外線硬化樹脂を引き延ばしてもよい。この場合、塗布した未硬化の紫外線硬化樹脂に気泡等が含まれていても、それらの気泡等は、ローラ等の進行方向に沿って移動し、外部に押し出される。これによれば、硬化した紫外線硬化樹脂２１０と基材層２４との間に未硬化の紫外線硬化樹脂を均一に充填できるだけでなく、気泡等を効率良く排除できるので、より好ましい。また、重ねて塗布する未硬化の紫外線硬化樹脂として、硬化後に紫外線硬化樹脂２１０と同じ屈折率となる他の紫外線硬化樹脂を用いてもよい。
次に、図７（ｅ）に示すように、光学形状層２１を基材層２４とともに成形型１００から剥離して、基材層２４と接合された光学形状層２１を得る（第１光学形状層作製工程）。
【００４３】
第３実施形態のフロントウィンドウ２は、上端部から下端部までの範囲において、それぞれ層厚が均等であるため、中間層の断面を楔形状とした従来の合わせガラスに比べて設計及び製造が容易であり、低コストで製造することができる。
また、第３実施形態の光学形状層２１の製造方法においては、紫外線硬化樹脂２１０に基材層２４を貼り付けない状態で紫外線を照射するため、紫外線硬化樹脂２１０を収縮可能な状態で硬化させることができる。これによれば、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮が残留応力として内部に蓄積されないため、光学形状層２１を成形型１００から剥離した時に、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂにおけるうねりの発生を抑制できる。
そのため、単位光学形状２１ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下にすることができる。これによれば、第１傾斜面２１ｂの表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができるため、光学シート２０で反射した映像光が二重像として運転者に視認される不具合が更に抑制され、運転者に対してより鮮明な映像を表示することができる。
したがって、本実施形態の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００４４】
なお、第３実施形態における光学シート２０は、図６（ｂ）に示すような層構成としてもよい。図６（ｂ）に示す光学シート２０は、光学形状層２１と第１中間層３２との間及び背面層２３と第２中間層３３との間に、それぞれ基材層２４が設けられている点において、図６（ａ）に示す光学シート２０と相違する。その他の層構成は、図６（ａ）に示す光学シート２０と同じである。本実施形態の光学シート２０を備えたフロントウィンドウ２においても、図６（ａ）に示すフロントウィンドウ２と同様の光学特性が得られる。
また、図６（ｂ）に示す層構成では、基材層２４が運転者側に配置されているため、光学シート２０の運転席側の平坦性を向上させることができる。そのため、光学シート２０の光学性能をより向上させることができる。
【００４５】
（第４実施形態）
第４実施形態は、光学形状層２１の製造過程が第３実施形態と異なる。それ以外の光学シート２０の構成は、第３実施形態と同じであるため、共通する説明を適宜に省略して、相違点のみを説明する。また、第３実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付して説明する。
図８は、第４実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
まず、図８（ａ）に示すように、製造する光学形状層２１の形状に対応した賦形面１００ａを有する成形型１００を用意し、賦形面１００ａが上方を向くように配置する。
第４実施形態において、賦形面１００ａにより賦形される光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２は、それぞれ、１０μｍ≦ｄ１≦２００μｍ、５０μｍ≦ｄ２≦８００μｍの範囲で形成することが望ましい。光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２を上述した範囲とし、この深さｄ１及びｄ２に合わせて基材層２４の厚みｓ２を後述する範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材層２４をより適切に変形させることができる。なお、本実施形態において、光学形状層２１における配列ピッチＰ、高さｈは、第１実施形態と同じである。
【００４６】
次に、図８（ｂ）に示すように、賦形面１００ａ上に紫外線硬化樹脂２１０を充填する（エネルギー線硬化樹脂充填工程）。
次に、図８（ｃ）に示すように、賦形面１００ａ上に充填された未硬化の紫外線硬化樹脂２１０の上に、基材層２４を貼り付ける（基材貼り付け工程）。本実施形態の基材層２４は、紫外線硬化樹脂２１０の収縮とともに変形可能な基材である。そのため、基材層２４の厚みｓ２は、上述した単位光学形状２１ａの深さｄ１及びｄ２に合わせて、１０μｍ≦ｓ２≦１００μｍの範囲で形成することが望ましい。基材層２４の厚みｓ２をこのような範囲とすることにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮に応じて、基材層２４をより適切に変形させることができる。
次に、図８（ｄ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、基材層２４を介して、未硬化の紫外線硬化樹脂２１０に対して紫外線ＵＶを照射する（エネルギー線硬化樹脂照射工程）。これにより、紫外線硬化樹脂２１０が硬化して光学形状層２１となる。
紫外線硬化樹脂２１０が硬化した後、図８（ｅ）に示すように、光学形状層２１を基材層２４とともに成形型１００から剥離して、基材層２４と接合された光学形状層２１を得る（第１光学形状層作製工程）。
【００４７】
第４実施形態の光学形状層２１の製造方法においては、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮に応じて、基材層２４をより適切に変形させることができる。これによれば、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮が残留応力として内部に蓄積されないため、成形型１００から剥離した時に、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂにおけるうねりの発生を抑制できる。そのため、単位光学形状２１ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下にすることができる。その結果、第１傾斜面２１ｂの表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができる。したがって、光学シート２０で反射した映像光が二重像として観察者に視認される不具合を抑制できる。
また、光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２を、それぞれ、１０μｍ≦ｄ１≦２００μｍ、５０μｍ≦ｄ２≦８００μｍの範囲で形成し、この深さｄ１及びｄ２に合わせて、基材層２４の厚みｓ２を１０μｍ≦ｓ２≦１００μｍの範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材層２４をより適切に変形させることができる。
したがって、第４実施形態の光学シート２０の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００４８】
（第５実施形態）
第５実施形態は、光学形状層２１の製造過程が第３実施形態と異なる。それ以外の光学シート２０の構成は、第３実施形態と同じであるため、共通する説明を適宜に省略して、相違点のみを説明する。また、第３実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付して説明する。
図９は、第５実施形態の光学形状層２１の製造方法を説明する図である。
まず、図９（ａ）に示すように、製造する光学形状層２１の形状に対応した賦形面１００ａを有する成形型１００を用意し、賦形面１００ａが上方を向くように配置する。
第５実施形態において、光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２は、それぞれ、１０μｍ≦ｄ１≦２００μｍ、５０μｍ≦ｄ２≦８００μｍの範囲で形成することが望ましい。また、この深さｄ１及びｄ２に合わせて、基材２２０の厚みｓ１を後述する範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。なお、本実施形態において、光学形状層２１における配列ピッチＰ、高さｈは、第１実施形態と同じである。
【００４９】
次に、図９（ｂ）に示すように、賦形面１００ａ上に紫外線硬化樹脂２１０を充填する（エネルギー線硬化樹脂充填工程）。
次に、図９（ｃ）に示すように、賦形面１００ａ上に充填された未硬化の紫外線硬化樹脂２１０の上に、基材（第１基材）２２０を貼り付ける（第１基材貼り付け工程）。本実施形態の基材２２０は、紫外線硬化樹脂２１０の収縮とともに変形可能な基材である。そのため、基材２２０の厚みｓ１は、上述した単位光学形状２１ａの深さｄ１及びｄ２に合わせて、１０μｍ≦ｓ１≦１００μｍの範囲で形成することが望ましい。基材２２０の厚みｓ１をこのような範囲とすることにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮に応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。
次に、図９（ｄ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、基材２２０を介して、未硬化の紫外線硬化樹脂２１０に対して紫外線ＵＶを照射する（エネルギー線硬化樹脂照射工程）。これにより、紫外線硬化樹脂２１０が硬化して光学形状層２１となる。
【００５０】
紫外線硬化樹脂２１０が硬化した後、図９（ｅ）に示すように、硬化後の紫外線硬化樹脂２１０から基材２２０を剥離する。
次に、図９（ｆ）に示すように、硬化後の紫外線硬化樹脂２１０の表面に基材層（第２基材）２４を貼り付ける（第２基材貼り付け工程）。基材層２４の厚みｓ２は、光学シート２０の仕様により異なるが、およそ１００μｍ≦ｓ２≦１０００μｍの範囲で形成することが望ましい。また、基材層２４の背面側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成することが望ましい。
次に、図９（ｇ）に示すように、光学形状層２１を成形型１００から剥離して、基材層２４と接合された光学形状層２１を得る（第１光学形状層剥離工程）。
【００５１】
第５実施形態の光学形状層２１の製造方法においても、第４実施形態と同様の理由により、第１傾斜面２１ｂの表面に形成される反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができる。したがって、光学シート２０で反射した映像光が二重像として観察者に視認される不具合を抑制できる。
また、光学形状層２１の深さｄ１及びｄ２を、それぞれ、１０μｍ≦ｄ１≦２００μｍ、５０μｍ≦ｄ２≦８００μｍの範囲で形成し、この深さｄ１及びｄ２に合わせて、基材（第１基材）２２０の厚みｓ１を１０μｍ≦ｓ１≦１００μｍの範囲で形成することにより、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮の大きさに応じて、基材２２０をより適切に変形させることができる。
したがって、第５実施形態の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００５２】
（第６実施形態）
第６実施形態では、成形型１００において収縮可能な状態で硬化させた光学形状層（第１光学形状層）２１と、同じく成形型１００において収縮可能な状態で硬化させた背面層（第２光学形状層）２３と、を接合した光学シート２０について説明する。第６実施形態の光学シート２０の基本的な構成は、第３実施形態の光学シート２０と同じであるため、共通する説明を適宜に省略して、相違点のみを説明する。また、第３実施形態と共通する構成部分には、同じ符号を付して説明する。
図１０は、第６実施形態の光学シート２０の製造方法を説明する図である。
まず、図１０（ａ）に示すように、別の製造過程により得られた光学形状層２１（単位光学形状２１ａ）の表面に蒸着金属を付着させて、反射層２２を形成する。ここで、光学形状層２１は、例えば、第３実施形態の光学形状層２１の製造方法（図７参照）により得られた光学形状層２１である。
【００５３】
次に、図１０（ｂ）に示すように、光学形状層２１の単位光学形状２１ａが設けられた側の面に、未硬化の紫外線硬化樹脂２５０を充填する。ここでは、例えば、紫外線硬化樹脂２５０を、光学形状層２１の一辺に沿って点状又は線状に塗布し、不図示のローラ等で引き延ばすことにより、均一に充填できる。
次に、図１０（ｃ）に示すように、光学形状層２１の上に、別の製造過程により得られた背面層２３を積層する。具体的には、光学形状層２１の単位光学形状２１ａが設けられた側の面と、背面層２３の背面側単位光学形状２３ａが設けられた側の面とが対向するように、背面層２３を積層する。ここでは、例えば、第１実施形態の光学形状層２１の製造方法（図４参照）により得られた光学形状層２１を背面層２３として用いることができる。背面層２３の背面側単位光学形状２３ａは、光学形状層２１の単位光学形状２１ａに対応する。背面側単位光学形状２３ａには、図１０（ｃ）に示すように、光学形状層２１の第１傾斜面２１ｂに対応する第３傾斜面２３ｂが形成されている。
【００５４】
そして、不図示のローラを背面層２３の背面（背面側単位光学形状２３ａが設けられた側の反対面）に圧着させながら、背面層２３の上を移動させることにより、光学形状層２１と背面層２３との層厚を調整する。不図示のローラを背面層２３の背面に圧着させながら、背面層２３の上を移動させると、余分な紫外線硬化樹脂２５０（及び気泡等）は、背面層２３と光学形状層２１との接合面から外部に押し出される。そのため、不図示のローラを背面層２３の背面に圧着する際の圧力を適宜に設定することにより、光学形状層２１と背面層２３との層厚を所望の間隔に調整することができる。
次に、図１０（ｄ）に示すように、紫外線照射部（不図示）から、未硬化の紫外線硬化樹脂２５０に対して紫外線ＵＶを照射する。これにより、紫外線硬化樹脂２５０が硬化して接合層２５となる。
次に、図１０（ｅ）に示すように、背面層２３の背面に基材層２４を貼り付ける。
以上の過程により、基材層２４、光学形状層２１、反射層２２、接合層２５、背面層２３、基材層２４が順に積層された光学シート２０が完成する。本実施形態の光学シート２０は、例えば、図６（ｂ）に示すフロントウィンドウ２に適用することができる。
【００５５】
第６実施形態の光学シート２０の製造方法においては、光学形状層２１及び背面層２３を成形する際に、紫外線硬化樹脂２１０に基材層２４を貼り付けない状態で紫外線ＵＶを照射するため、紫外線硬化樹脂２１０を収縮可能な状態で硬化させることができる。これによれば、紫外線硬化樹脂２１０の硬化時に生じる収縮が残留応力として内部に蓄積されないため、成形型１００から剥離した時に、単位光学形状２１ａの第１傾斜面２１ｂ及び背面側単位光学形状２３ａの第３傾斜面２３ｂにおけるうねりの発生をそれぞれ抑制できる。そのため、単位光学形状２１ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状（第３実施形態の光学形状層２１を用いた場合）において、第１傾斜面２１ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下に抑えることができる。同様に、背面側単位光学形状２３ａの高さｈが１０μｍ≦ｈ≦３００μｍの範囲で形成され、配列ピッチＰが１００μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲で形成された形状（第１実施形態の光学形状層２１を用いた場合）において、第３傾斜面２３ｂの算術平均うねりＷａを０．０５μｍ以下に抑えることができる。
このように、本実施形態の製造方法によれば、上述した理由により、光学形状層２１の第１傾斜面２１ｂ及び背面層２３の第３傾斜面２３ｂにおける算術平均うねりＷａをそれぞれ０．０５μｍ以下にできる。そのため、第１傾斜面２１ｂと第３傾斜面２３ｂとの間に設けられた反射層２２において、映像光を運転者側に設計通りの角度で反射させることができる。これによれば、光学シート２０で反射した映像光が二重像として運転者に視認される不具合が抑制されるため、運転者に対してより鮮明な映像を表示することができる。
したがって、第６実施形態の光学シート２０の製造方法によれば、光学性能をより向上させた光学シート２０を製造することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。なお、各実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載した効果に限定されない。また、前述した実施形態及び後述する変形形態の構成は、適宜に組み合わせることもできるが、詳細な説明は省略する。以下、各実施形態に共通の変形形態については、第１〜第６実施形態を総称して「実施形態」という。
【００５７】
（変形形態）
（１）上述の実施形態において、単位光学形状２１ａの配列方向Ｒ１（図２（ａ）参照）に平行な断面における断面形状は、多角形、半球形、レンズ形等によるプリズム形状であってもよい。また、プリズム形状は、断面が単位光学形状２１ａの配列方向Ｒ１と直交する方向に延在していてもよいし、ディンプル形、ピラミッド形（三角錐、四角錐等）であってもよい。
（２）上述の実施形態において、反射層２２は、アルミニウムの蒸着により形成する例に限定されるものではなく、例えば、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等の手法により形成してもよい。
（３）上述の実施形態において、単位光学形状２１ａの第２傾斜面２１ｃに微細な凹凸形状を形成してもよい。光学形状層２１及び背面層２３が同一の屈折率を有する材料により形成されていても、両者に微小な屈折率差が生じる場合がある。その場合、第２傾斜面２１ｃを透過する光の一部が、その第２傾斜面２１ｃにおいて反射して、２重像（ゴースト）として運転者に視認されることがある。しかし、第２傾斜面２１ｃに微細な凹凸形状を形成することによって、第２傾斜面２１ｃに入射した光を拡散させて２重像の発生を抑制することができる。
【００５８】
（４）上述の第１及び第２実施形態において、フロントウィンドウ２の内側の面に貼り付けられる光学シート２０は、フロントウィンドウ２の下側全面を覆う大きさであってもよいし、フロントウィンドウ２の全面を覆う大きさであってもよい。
上述の第３〜第６実施形態において、フロントウィンドウ２の内部に配置される光学シート２０は、例えば、第１実施形態の光学シート２０（図１（ａ）参照）のように、フロントウィンドウ２の右側（運転席前）のみを覆う大きさであってもよいし、フロントウィンドウ２の下側全面を覆う大きさであってもよい。このように、フロントウィンドウ２の特定の領域のみを光学シート２０で覆うようにした場合には、光学シート２０が配置されていない領域に、例えば、第３実施形態の第１中間層３２と同じ材質の中間層を配置すればよい。また、第３〜第６実施形態において、光学シート２０をフロントウィンドウ２の全面に配置し、光学シート２０として機能させたい領域のみに反射層２２を形成してもよい。この場合、光学シート２０として機能させたい領域を除く領域において、より高い透過率を得ることができる。
【００５９】
（５）上述の実施形態において、表示装置１０は、自動車１の運転席に配置される例を示したが、これに限定されず、他の乗り物の運転席等に配置されてもよい。また、表示装置１０は、自動車１のフロントウィンドウ２に限らず、サイドウィンドウ、リアウィンドウ等に配置されてもよい。更に、表示装置１０は、背景等の外界の光を透過する店舗等のショーウィンドウ等に適用することもできる。この場合、例えば、ショーウィンドウの内側の面に光学シート２０（第１及び第２実施形態）を貼り付けて、光学シート２０の左側又は右側の斜め下方又は上方に映像源１１を配置することによって、店舗の外側からショーウィンドウに展示される商品を見せるとともに、映像源１１から商品の情報等を表示することができる。
（６）上述の第１及び第２実施形態において、光学シート２０の運転者側（＋Ｙ側）の面に、傷つき防止を目的としたハードコート処理を施してもよい。このハードコート処理は、例えば、光学シート２０の運転者側の面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂（例えば、ウレタンアクリレート等）を塗布してハードコート層を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
２０  光学シート
２１  光学形状層
２１ａ  単位光学形状
２１ｂ  第１傾斜面
２１ｃ  第２傾斜面
２２  反射層
２３  背面層
２４  基材層
１００  成形型
１００ａ  賦形面
２１０  紫外線硬化樹脂
２２０  基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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