JP2016184076A - 半透過型反射シートの製造方法、半透過型反射シート - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易に効率よく半透過型反射シートを製造することができる半透過型反射シートの製造方法、それによって製造される半透過型反射シートを提供する。【解決手段】半透過型反射シートの製造方法は、巻取体Ｒから第１基材２１’を巻き出して、第１光学形状層２２を形成する樹脂を充填し、単位光学形状３０を賦形する成形型４０を押圧して硬化させることによって、巻き出した第１基材２１’上に第１光学形状層２２を連続成形する第１光学形状層形成工程と、第１傾斜面３０ａの少なくとも一部に、反射層２５を連続的に形成する反射層形成工程と、単位光学形状３０側の面に第２光学形状層２３を形成する樹脂を充填し、平坦面を形成する成形型４２を押圧して硬化させることによって、第２光学形状層２３を連続成形する第２光学形状層形成工程と、第２光学形状層２３に、第２基材２６を貼付する第２基材貼付工程とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、背景等の外界の光を透過するとともに、映像光を反射する半透過型反射シートの製造方法、半透過型反射シートに関するものである。

従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の映像源を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
このような頭部装着型の表示装置は、例えば、映像源に対向する位置に導光板を配置して、映像源で表示された映像光を、その導光板によって観察者の眼に対応する位置まで導光して、反射層を介して観察者側へ反射させている。このような表示装置は、表示される映像によって観察者の視界が遮られてしまうため、反射層にマジックミラーを用いる等して、映像光と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルーにする場合がある。

ここで、この導光板（半透過型反射シート）には、導光方向に複数配列された単位光学形状が設けられている。この単位光学形状は、その配列方向に平行であって導光板の厚み方向に平行な断面形状が略三角形状に形成されており、上述の反射層が形成された反射面と、それに対向する対向面とで構成されている。
このような単位光学形状を有した導光板は、例えば、単位光学形状を形成した層を押出成形法等によって形成し、その層に形成された単位光学形状の斜面に反射層を形成し、更に、その層の単位光学形状が形成された面上に、単位光学形状を覆うようにして別な層を形成することによって１枚ずつ製造されているため、より簡易に効率よく製造されることが求められている。

特表２０１１−５０９４１７号公報

本発明の課題は、より簡易に効率よく半透過型反射シートを製造することができる半透過型反射シートの製造方法、それによって製造される半透過型反射シートを提供することである。

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、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、第１傾斜面（３０ａ）及び第２傾斜面（３０ｂ）を有する単位光学形状（３０）が複数配列された第１光学形状層（２２）と、前記第１光学形状層の前記単位光学形状が設けられた側の面に積層される第２光学形状層（２３）と、第１傾斜面上の少なくとも一部に形成され、前記映像光の一部を反射し、その他を透過する反射層（２５）とを備えた半透過型反射シート（２０）の製造方法であって、巻取体（Ｒ）から第１基材（２１’）を巻き出して、前記第１光学形状層を形成する樹脂を充填し、前記単位光学形状を賦形する成形型（４０）を押圧して硬化させることによって、巻き出した前記第１基材上に前記第１光学形状層を連続成形する第１光学形状層形成工程と、前記第１光学形状層形成工程によって形成された前記単位光学形状の前記第１傾斜面の少なくとも一部に、前記反射層を連続的に形成する反射層形成工程と、前記反射層が形成された前記単位光学形状側の面に前記第２光学形状層を形成する樹脂を充填し、平坦面を形成する成形型（４２）を押圧して硬化させることによって、前記第２光学形状層を連続成形する第２光学形状層形成工程と、前記第２光学形状層形成工程によって形成された第２光学形状層に、第２基材（２６）を貼付する第２基材貼付工程と、を備える半透過型反射シートの製造方法である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半透過型反射シートの製造方法によって製造される半透過型反射シート（２０）であって、前記第１基材（２１）は、その厚みｓ１が１０μｍ≦ｓ１≦１ｍｍの範囲で形成されており、前記第２基材（２６）は、その厚みｓ２が２ｍｍ≦ｓ２≦３ｍｍの範囲で形成されていること、を特徴とする半透過型反射シートである。

本発明によれば、半透過型反射シートをより簡易に効率よく製造することができる。

実施形態の頭部装着型の表示装置を説明する図である。 実施形態の導光板の詳細を説明する図である。 実施形態の導光板の製造方法の一例を示す図である。 変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。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、適宜誇張している。
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。

（実施形態）
図１は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。図１は、表示装置１を鉛直方向上方から見た図である。
なお、図１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、観察者が頭部に表示装置１を装着した状態における鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、この水平方向のうち、導光板に入光した映像光の導光される方向（導光板の左右方向）をＸ方向とし、それに直交する方向（導光板の厚み方向）をＹ方向とする。このＹ方向の−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を背面側とする。

表示装置１は、観察者が頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイである。図１に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置１は、不図示のメガネフレームの内側に、映像源１１と、投射光学系１２と、導光板２０とを備えており、観察者がメガネフレームを頭部に装着することによって、映像源１１の映像を、導光板（半透過型反射シート）２０等を介して観察者に視認させることができる。具体的には、表示装置１は、映像源１１に表示された映像光を、投射光学系１２を介して導光板２０へ入射し、導光板２０内において＋Ｘ方向に導光した上で、導光方向に直交する−Ｙ方向に反射して、表示装置１を頭部に装着した観察者の眼Ｅ前に映像情報を表示する。
また、表示装置１は、外界からの光の一部を、導光板２０を透過させ観察者側に到達させて、映像と外界の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。本実施形態では、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明する。なお、半透過型反射シートとは、入射した光の一部を透過し、その他を反射するシートを総称するものであり、透過率及び反射率が５０％であるものに限られない。

映像源１１は、映像光を表示するマイクロ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。映像源１１は、例えば、対角が１インチ以下のマイクロディスプレイが使用される。
投射光学系１２は、映像源１１から出射された映像光を平行光として投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
導光板２０は、光を導光する略平板状の透明部材であり、本実施形態では、鉛直方向（Ｚ方向）から見た形状が略台形形状に形成された台形柱形状に形成されている。導光板２０は、図１に示すように、互いに平行であり、互いに対向する第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃと、−Ｘ側端部に、この第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して傾斜した反射面２０ａとが設けられている。

反射面２０ａは、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜しており、その面の全面に反射膜２７が形成されている。反射面２０ａは、導光板２０内に入射した映像光を、この反射膜２７よって第１全反射面２０ｂ側に反射させる。ここで、反射膜２７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膜２７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、これに限らず反射膜２７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。
反射面２０ａは、反射膜２７で反射した映像光を第１全反射面２０ｂにおいて全反射させるために、第１全反射面２０ｂに対して２５°〜４０°の範囲で傾斜している。

第１全反射面２０ｂは、導光板２０を形成する面のうちＸＺ平面に平行であって、観察者側（−Ｙ側）に位置する面であり、反射膜２７によって反射した映像光を第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。また、第１全反射面２０ｂは、第２全反射面２０ｃにおいて全反射した映像光を、再び第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。
第１全反射面２０ｂは、その−Ｘ側の端部が、映像源１１から投射された映像光を入光する入光面となっており、また、＋Ｘ側の端部が、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１（後述する）において反射した映像光を導光板２０外へ出光する出光面となっている。
第２全反射面２０ｃは、導光板２０を形成する面のうち、ＸＺ平面に平行であって、背面側（＋Ｙ側）に位置する面（観察者側から離れた側の面）であり、第１全反射面２０ｂにおいて全反射した映像光を、第１全反射面２０ｂ側に向けて全反射させる。
以上により、反射膜２７を反射した映像光は、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃの間で全反射を繰り返すことによって、導光板２０内の＋Ｘ方向（導光方向）に導光されることとなる。

次に、導光板２０の層構成について説明する。
図２は、本実施形態の導光板２０の詳細を説明する図であり、図１のａ部詳細を示す図である。
図２に示すように、導光板２０は、観察者側（−Ｙ側）から順に、基材部（第２基材）２６、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２、基材部（第１基材）２１が積層されている。
基材部２１及び基材部２６は、導光板２０の基礎となる平板状の部材であり、例えば、光透過性の高いアクリル樹脂、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ている。

基材部２１は、導光板２０の最も背面側に設けられた層であり、その背面側（＋Ｙ側）の面が、上述の第２全反射面２０ｃとなる。基材部２１は、第１光学形状層２２の基礎となる基材であり、その厚みｓ１が１０μｍ≦ｓ１≦１ｍｍの範囲で形成されているのが望ましい。仮に、その厚みｓ１が１０μｍ未満である場合、厚みが薄すぎてしまいそのような厚みの基材部２１を得るのが困難となるので望ましくない。また、その厚みｓ１が１ｍｍよりも厚い場合、基材部２１の厚みが厚すぎて、後述の導光板２０の製造工程において、基材部２１が連接した長尺状の長尺基材を巻き取る巻取体への巻き取りが困難となるので望ましくない。
この基材部２１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）に形成されるのが望ましい。

基材部２６は、導光板２０の最も観察者側に設けられた層であり、その観察者側（−Ｙ側）の面が、上述の第１全反射面２０ｂとなる。基材部２６は、第２光学形状層２３の背面側に貼付され、導光板２０の全体の厚みを調整するとともに、導光板２０に所定の剛性を持たせる基材であり、その厚みｓ２が２ｍｍ≦ｓ２≦３ｍｍの範囲で形成されている。仮に、その厚みｓ２が２ｍｍ未満である場合、導光板２０の全体の厚みが薄くなりすぎてしまい、導光板２０の剛性が低くなりすぎたり、導光板２０の出光面に表示される画面の大きさが小さくなりすぎたりしてしまうため望ましくない。また、厚みｓ２が３ｍｍより厚い場合、導光板２０の全体の厚みが厚くなりすぎてしまい、導光板２０の重量が増大し、表示装置１を装着する観察者に負荷をかけてしまったりするので望ましくない。
この基材部２６の観察者側の面は、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）に形成されるのが望ましい。

第１光学形状層２２は、基材部２１の観察者側（−Ｙ側）の面に設けられる層である。第１光学形状層２２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ており、その屈折率は、上述の基材部２１、基材部２６と同等の屈折率である。
第１光学形状層２２は、図１及び図２に示すように、その観察者側（−Ｙ側）の面であって、＋Ｘ側の端部近傍に、単位光学形状３０が複数設けられている。

この単位光学形状部３０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。また、単位光学形状部３０は、観察者側（−Ｙ側）に凸になるようにして、映像光が出光する方向（導光板２０の厚み方向、Ｙ方向）に平行であって単位光学形状部３０の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。単位光学形状部３０は、第１傾斜面３０ａと、この第１傾斜面３０ａよりも映像光の進行する側（＋Ｘ側）に、第１傾斜面３０ａと対向して設けられた第２傾斜面３０ｂとから構成される。

第１傾斜面３０ａは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。この第１傾斜面３０ａ上の全面には、すなわち、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ（後述する）間の全体には、反射層２５が形成されている。
第２傾斜面３０ｂは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射しない面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも背面側（＋Ｙ側）に位置している。

第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２の単位光学形状部３０側（観察者側）の面に設けられた層であり、第１光学形状層２２の観察者側（−Ｙ側）の面を平坦にするために設けられている。第２光学形状層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おり、その屈折率は第１光学形状層２２と同等である。第２光学形状層２３の観察者側の面は、接合層２４を介して基材部２６に接合される面であり、また、第２光学形状層２３から基材部２６へと通過する光の出光面となる。この第２光学形状層２３の出光面は、導光板２０の第１全反射面２０ｂ（出光面、ＸＺ平面）と平行である。

第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２と対向する面（背面、＋Ｙ側の面）に上述の単位光学形状部３０に対応する出光側単位光学形状部３１が形成されている。
この出光側単位光学形状部３１は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。出光側単位光学形状部３１は、背面側（＋Ｙ側）に凸になるようにして、映像光が出光する方向（導光板２０の厚み方向、Ｙ方向）に平行であって出光側単位光学形状部３１の配列方向（Ｘ方向）に平行な断面（ＸＹ面）における断面形状が略三角形状、いわゆるプリズム形状に形成されている。この出光側単位光学形状部３１は、第３傾斜面３１ａと、この第３傾斜面３１ａよりも映像源側（−Ｘ側）に、第３傾斜面と対向して設けられた第４傾斜面３１ｂとから構成されている。
本実施形態では、出光側単位光学形状部３１と単位光学形状部３０とは、上記断面において、同様の形状に形成されている。

第３傾斜面３１ａは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。第３傾斜面３１ａは、単位光学形状部３０の第１傾斜面３０ａに対向しており、その第１傾斜面３０ａと平行な面である。上述したように、この第３傾斜面３１ａ及び第１傾斜面３０ａ間には、反射層２５が設けられている。
第４傾斜面３１ｂは、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射しない面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部が、−Ｘ側の端部よりも背面側（＋Ｙ側）に位置している。この第４傾斜面３１ｂは、単位光学形状部３０の第２傾斜面３０ｂに対向しており、この第２傾斜面３０ｂと平行な面である。この第４傾斜面３１ｂは、上述の第２傾斜面３０ｂに密着している。

ここで、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａが、第１全反射面２０ｂ（出光面）に平行な面（ＸＺ平面）となす角度は、αであり、第２傾斜面３０ｂ及び第４傾斜面３１ｂが、第１全反射面２０ｂ（出光面）に平行な面（ＸＺ平面）となす角度は、βである。また、単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１の配列ピッチは、Ｐである。更に、単位光学形状部３０の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における単位光学形状部３０の頂部ｔ１から単位光学形状部３０間の谷底となる部位ｖ１までの寸法）は、ｈ１であり、出光側単位光学形状部３１の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における出光側単位光学形状部３１の頂部ｔ２から出光側単位光学形状部３１間の谷底となる部位ｖ２までの寸法）は、ｈ２であり、本実施形態では、ｈ１＝ｈ２である。
なお、本実施形態では、配列ピッチＰは、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａの配列方向（Ｘ方向）における幅寸法と同等である例を示すが、各傾斜面の幅寸法よりも大きくなるようにしてもよい。

本実施形態の単位光学形状部３０及び出光側単位光学形状部３１は、配列ピッチＰ等が一定であるが、角度αが映像光の進行する側（＋Ｘ側）へ向かうにつれて次第に大きくなり、また、それに伴い高さｈ１、ｈ２も大きくなっている例で説明するが、これに限定されるものでない。例えば、配列ピッチＰや、角度α、角度β、高さｈ１、ｈ２が一定に形成されるようにしてもよい。

接合層２４は、基材部２６及び第２光学形状層２３を接合する粘着剤である。接合層２４は、基材部２６及び第２光学形状層２３間を透過する映像光が屈折しないよう、これらの層と同等の屈折率を有する材料、例えば、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、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等により形成されている。

反射層２５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、いわゆるマジックミラー（ハーフミラー）である。反射層２５の反射率と透過率の割合は、適宜設定することができるが、映像光を良好に反射させるとともに、外界の光を良好に透過させる観点から、透過率が４０〜６０％の範囲であることが望ましい。本実施形態の反射層２５は、反射率及び透過率がともに５０％のハーフミラー状に形成されている。
反射層２５は、第１傾斜面３０ａの面上、すなわち第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間に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２５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２５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２５は、アルミニウムの蒸着によって約１００Åの厚みに形成されているが、光の反射率及び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。
ここで、効率よく映像光を反射して導光板２０から出光させる観点から、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａの角度αは、２０°≦α≦３５°の範囲内に、第２傾斜面３０ｂ及び第４傾斜面３１ｂの角度βは、８０°≦β≦９０°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈ１及び出光側単位光学形状部３１の高さｈ２は、それぞれ、２０μｍ≦ｈ１≦７００μｍ、２０μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。また、単位光学形状部３０の配列ピッチＰは、５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内で形成されるのが望ましい。

次に、本実施形態の導光板２０に入射する映像光Ｌ及び外界の光Ｇの動作について説明する。
図１に示すように、映像源１１から出射した映像光Ｌは、投射光学系１２を介して導光板２０の第１全反射面２０ｂへと入射する。導光板２０内に入光した映像光Ｌは、反射面２０ａの反射膜２７に入射して第１全反射面２０ｂ側へと反射する。それから、その映像光Ｌは、第１全反射面２０ｂに入射して第２全反射面２０ｃ側へと全反射した後に、第２全反射面２０ｃに入射して第１全反射面２０ｂ側へと全反射する。このように第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃ間において全反射を繰り返すことにより、映像光Ｌは、導光板２０の−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて導光され、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３間に設けられた反射層２５に入射する。

本実施形態の導光板２０では、図１に示すように、映像光Ｌが第１全反射面２０ｂにおいて２回全反射し、第２全反射面２０ｃにおいて１回全反射するように形成されているが、これに限定されるものでなく、各面においてより多く又は少なく全反射を繰り返すようにしてもよい。
反射層２５に入射した映像光のうち、一部の映像光Ｌ１は、図２に示すように、反射層２５において第１全反射面２０ｂに対してほぼ垂直な方向（−Ｙ方向）に反射して、第１全反射面２０ｂから観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の映像光は、反射層２５を透過して第１光学形状層２２内に入射することとなるが、そのほとんどが導光板２０の背面側から出光することとなる。

外界の光Ｇは、図１に示すように、導光板２０の背面側（＋Ｙ側）の第２全反射面２０ｃから導光板２０内に入光する。この導光板２０内に入光した外界の光Ｇのうち一部の光は、反射層２５に入射する。そして、その一部の光Ｇ１は、図２に示すように、反射層２５を透過して、第１全反射面２０ｂ（出光面）から観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の光は、反射層２５と第１光学形状層２２との界面で背面側（＋Ｙ側）に反射することとなる。

次に、本実施形態の導光板２０の製造方法について説明する。
図３は、本実施形態の導光板２０の製造方法を説明する図である。図３の各図は、導光板２０が製造されるまでの過程を示す図である。
図３（ａ）に示すように、複数の基材部２１が連接された長尺状の長尺基材２１’を筒状の巻取体Ｒから巻き出しながら、長尺基材２１’上に第１光学形状層２２を形成する樹脂をノズル４１から充填し、単位光学形状部３０に対応する凹凸形状が設けられた成形型４０に押圧して、第１光学形状層２２が連続した第１光学形状帯２２’を形成する（第１光学形状層形成工程）。そして、第１光学形状帯２２’を硬化させた後に、第１光学形状帯２２’が形成された長尺基材２１’を巻取体Ｒに巻き取る。

ここで、第１光学形状帯２２’（第１光学形状層２２）の単位光学形状部３０を除いた厚み（（厚み方向（Ｙ方向）における第１光学形状層２２の背面（＋Ｙ側の面）から単位光学形状部３０間の谷部ｖ１までの距離）は、約２μｍ〜１００μｍの範囲で形成されている。また、単位光学形状部３０を含んだ総厚み（厚み方向（Ｙ方向）における第１光学形状層２２の背面（＋Ｙ側の面）から単位光学形状３０の頂部ｔ１までの距離）は、単位光学形状３０の配列ピッチＰ等によって変動するが約２２μｍ〜８００μｍの範囲で形成されている。更に、上述したように、基材部２１の厚みｓ１が１０μｍ≦ｓ１≦１．０ｍｍの範囲で形成されている。そのため、第１光学形状帯２２’が形成された長尺基材２１’は、巻取体Ｒによって容易に巻き取ることができる。ここで、第１光学形状帯２２’（第１光学形状層２２）の厚みとは、厚み方向（Ｚ方向）における第１光学形状層２２の背面から観察者側の単位光学形状部３０の頂部ｔ１までの距離をいう。

次に、図３（ｂ）に示すように、巻取体Ｒに巻き取られた第１光学形状帯２２’が形成された長尺基材２１’を真空蒸着装置５０内に配置するとともに、蒸着源５１を所定の位置に配置する。ここで、蒸着源５１は、蒸着金属５１ａ（例えば、アルミニウム）と、その蒸着金属５１ａを加熱する加熱体５１ｂとから構成されている。
そして、巻取体Ｒから第１光学形状帯２２’が形成された長尺基材２１’を巻き出しながら、蒸着金属５１ａを加熱体５１ｂにより加熱、溶融させて蒸発させ、第１光学形状帯２２’に形成された単位光学形状３０の第１傾斜面３０ａ上に蒸着金属５１ａを付着させて反射層２５を形成する（反射層形成工程）。これにより、長尺基材２１’上に順次、第１光学形状帯２２’、反射層２５が形成された積層体Ｆ１が形成されることとなる。次に、この積層体Ｆ１を巻取体Ｒに巻き取って、真空蒸着装置５０から取り出す。

続いて、図３（ｃ）に示すように、積層体Ｆ１を巻取体Ｒから巻き出しながら、積層体Ｆ１の単位光学形状部３０が形成された側に面に、第２光学形状層２３を形成する樹脂をノズル４３から充填し、平坦面を形成する成形型４２に押圧して、積層体Ｆ１上に第２光学形状層２３が連続した第２光学形状帯２３’を形成する（第２光学形状層形成工程）。これにより、長尺基材２１’上に順次、第１光学形状帯２２’、反射層２５、第２光学形状帯２３’が形成された積層体Ｆ２が形成される。このとき、第２光学形状帯２３’の単位光学形状部３０と対向する面には、出光側単位光学形状部３１が形成されることとなる（図２参照）。
第２光学形状帯２３’を十分に硬化させた後に、積層体Ｆ２を裁断部４４へ移動させて、所定の大きさに裁断して、基材部２１、第１光学形状層２２、反射層２５、第２光学形状層２３が積層された複数枚の積層体Ｆ３を得る（裁断工程）。

次に、図３（ｄ）に示すように、各積層体Ｆ３の第２光学形状帯２３’側の面に接合層２４を形成して、基材部２６を貼付する（第２基材貼付工程）。
そして、最後に、接合層２４を介して基材部２６が貼付された積層体Ｆ３の−Ｘ側（単位光学形状部３０が形成される側とは反対側）の背面側（＋Ｙ側）の角部を加工して反射面２０ａを形成し、その反射面２０ａに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜２７を形成する。以上により、導光板２０が完成する。

以上より、本実施形態の導光板２０の製造方法は、巻取体Ｒから長尺基材２１‘を巻き出して、第１光学形状層２２を連続成形し、成形された第１光学形状層２２の単位光学形状部３０の第１傾斜面３０ａに、反射層２５を連続的に形成し、単位光学形状部３０の上に第２光学形状層２３を連続成形している。これにより、導光板２０の製造方法は、巻取体Ｒから巻き出しながら、基材部２１、第１光学形状層２２、反射層２５、第２光学形状層２３が順次積層された積層体Ｆ２を連続して製造することができ、複数の導光板２０を簡易に効率よく製造することができる。

また、本実施形態の導光板２０の製造方法は、第２光学形状層２３を成形した後に、基材部（第２基材）２６を貼付しているので、仮に、基材部２６の厚みが巻き取りできない程度に厚い場合であっても、積層体Ｆ２までは、連続して製造することができ、導光板２０の製造効率を向上させることができる。
本実施形態の導光板２０は、基材部２１の厚みｓ１が１０μｍ≦ｓ１≦１ｍｍの範囲で形成されており、基材部２６の厚みｓ２が２ｍｍ≦ｓ２≦３ｍｍの範囲で形成されている。これにより、導光板２０は、上述のように製造が容易であるとともに、剛性が高く、観察者が視認しやすい大きさの映像を出光面に表示することができる。

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。また、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、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
図４は、変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。
（１）上述の実施形態において、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、半透過型反射シートは、図４に示すように、表示装置１の映像源１１からの映像光を導光させずに反射層２５において観察者側に直接反射させる半透過型反射シート２０に適用することもできる。この場合、第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａの角度αは５°≦α≦３５°の範囲内に、単位光学形状部３０の高さｈ１は５μｍ≦ｈ１≦７００μｍの範囲内に、出光側単位光学形状部３１の高さｈ２は５μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に、単位光学形状部３０の配列ピッチＰは５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。
また、半透過型反射シートは、自動車等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や、背景等の外界の光を透過するスクリーン等に適用することも可能である。

（２）上述の実施形態において、裁断工程は、第２光学形状層形成工程の後であって、第２基材貼付工程の前に行われる例で説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、第２基材貼付工程の後に行われるようにしてもよい。

（３）上述の実施形態において、反射層形成工程は、蒸着により反射層２５を形成する例で説明したが、これに限定されるものでなく、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により反射層２５を形成するようにしてもよい。塗料を塗布して反射層２５を形成する場合、上述の実施形態のように、巻き取られた積層体Ｆ１を真空蒸着装置５０に移動させる必要がなくなるため、第１光学形状層形成工程から第２光学形状層形成工程までの工程を一つのラインで実行することができ、導光板２０の製造効率をより向上させることができる。

（４）上述の実施形態において、導光板２０の背面（基材部２１の背面）及び導光板２０の観察者側の面（基材部２６の観察者側の面）のいずれか又はその両方の面に、傷つき防止を目的としたハードコート処理を施すようにしてもよい。このハードコート処理は、例えば、導光板２０の背面及び観察者側の面のいずれか又は両方の面に、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）を塗布してハードコート層を形成するようにしてもよい。

（５）上述の実施形態において、反射層２５は、第１傾斜面３０ａ上の全面、すなわち第１傾斜面３０ａ及び第３傾斜面３１ａ間の全体に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、第１傾斜面３０ａ上の一部に設けられるようにしてもよい。例えば、反射層２５は、第１傾斜面３０ａの＋Ｘ側の領域、すなわち映像光の反射に寄与する領域にのみ設けるようにしてもよい。

（６）上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が入光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が入光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
また、上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が出光する出光面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が出光する面とが相違する面として形成されていてもよい。

１ 表示装置
１１ 映像源
１２ 投射光学系
２０ 導光板
２０ａ 反射面
２０ｂ 第１全反射面
２０ｃ 第２全反射面
２１ 基材部
２２ 第１光学形状層
２３ 第２光学形状層
２４ 接合層
２５ 反射層
２６ 基材部
２７ 反射膜
３０ 単位光学形状部
３０ａ 第１傾斜面
３０ｂ 第２傾斜面
３１ 出光側単位光学形状部
３１ａ 第３傾斜面
３１ｂ 第４傾斜面
４０、４２ 成形型
４１、４３ ノズル
５０ 真空蒸着装置
Ｅ 観察者の眼
Ｒ 巻取体

Claims (2)

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光学形状層と、前記第１光学形状層の前記単位光学形状が設けられた側の面に積層される第２光学形状層と、第１傾斜面上の少なくとも一部に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過する反射層とを備えた半透過型反射シートの製造方法であって、
   巻取体から第１基材を巻き出して、前記第１光学形状層を形成する樹脂を充填し、前記単位光学形状を賦形する成形型を押圧して硬化させることによって、巻き出した前記第１基材上に前記第１光学形状層を連続成形する第１光学形状層形成工程と、
   前記第１光学形状層形成工程によって形成された前記単位光学形状の前記第１傾斜面の少なくとも一部に、前記反射層を連続的に形成する反射層形成工程と、
   前記反射層が形成された前記単位光学形状側の面に前記第２光学形状層を形成する樹脂を充填し、平坦面を成形する成形型を押圧して硬化させることによって、前記第２光学形状層を連続成形する第２光学形状層形成工程と、
   前記第２光学形状層形成工程によって形成された第２光学形状層に、第２基材を貼付する第２基材貼付工程と、
   を備える半透過型反射シートの製造方法。
2. 請求項１に記載の半透過型反射シートの製造方法によって製造される半透過型反射シートであって、
   前記第１基材は、その厚みｓ１が１０μｍ≦ｓ１≦１ｍｍの範囲で形成されており、
   前記第２基材は、その厚みｓ２が２ｍｍ≦ｓ２≦３ｍｍの範囲で形成されていること、
   を特徴とする半透過型反射シート。

Images