JP2023166840A - 表示システム、表示方法、表示体および表示体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る表示システムを提供すること。【解決手段】本発明の実施形態による表示システムは、ユーザに対して画像を表示する表示システムであって、偏光部材を介して画像を表す光を前方に出射する表示面を有する表示素子と、前記表示素子の前方に配置され、反射型偏光部材を含み、前記表示素子から出射された光を反射する反射部と、前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、前記表示素子と前記ハーフミラーとの間の光路上に配置される第１のλ／４部材と、前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、を備え、前記第１のλ／４部材の遅相軸と前記第２のλ／４部材の遅相軸とが互いに略直交となるように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、表示システム、表示方法、表示体および表示体の製造方法に関する。

液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置（例えば、有機ＥＬ表示装置）に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置においては、画像表示を実現し、画像表示の性能を高めるために、一般的に、偏光部材、位相差部材等の光学部材が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

近年、画像表示装置の新たな用途が開発されている。例えば、Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）を実現するためのディスプレイ付きゴーグル（ＶＲゴーグル）が製品化され始めている。ＶＲゴーグルは様々な場面での利用が検討されていることから、その軽量化、高精細化等が望まれている。軽量化は、例えば、ＶＲゴーグルに用いられるレンズを薄型化することで達成され得る。一方で、薄型レンズを用いた表示システムに適した光学部材の開発も望まれている。

特開２０２１－１０３２８６号公報

上記に鑑み、本発明はＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る表示システムの提供を主たる目的とする。

本発明の１つの局面によれば、以下の［１］～［７］の表示システムが提供される。
［１］ユーザに対して画像を表示する表示システムであって、
偏光部材を介して画像を表す光を前方に出射する表示面を有する表示素子と、
上記表示素子の前方に配置され、反射型偏光部材を含み、上記表示素子から出射された光を反射する反射部と、
上記表示素子と上記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、
上記表示素子と上記第一レンズ部との間に配置され、上記表示素子から出射された光を透過させ、上記反射部で反射された光を上記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、
上記表示素子と上記ハーフミラーとの間の光路上に配置される第１のλ／４部材と、
上記ハーフミラーと上記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、
を備え、
上記第１のλ／４部材の遅相軸と上記第２のλ／４部材の遅相軸とが互いに略直交となるように配置されている、表示システム。
［２］上記偏光部材を介して出射された光の偏光方向と上記反射型偏光部材の反射軸とが互いに略平行である、［１］に記載の表示システム。
［３］上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第１のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°であり、
上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第２のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°である、［１］または［２］に記載の表示システム。
［４］上記第一レンズ部と上記ハーフミラーとが一体である、［１］～［３］のいずれかに記載の表示システム。
［５］上記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備える、［１］～［４］のいずれかに記載の表示システム。
［６］上記反射部は、上記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む、［１］～［５］のいずれかに記載の表示システム。
［７］上記反射型偏光部材の反射軸と上記吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置される、［６］に記載の表示システム。

本発明の別の局面によれば、以下の［８］～［９］の表示方法が提供される。
［８］偏光部材を介して出射された画像を表す光を、第１のλ／４部材を通過させるステップと、
上記第１のλ／４部材を通過した光を、ハーフミラーおよび第一レンズ部を通過させるステップと、
上記ハーフミラーおよび上記第一レンズ部を通過した光を、第２のλ／４部材を通過させるステップと、
上記第２のλ／４部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で上記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、
上記反射部および上記ハーフミラーで反射させた光を、上記第２のλ／４部材により上記反射部を透過可能にするステップと、を有し、
上記第１のλ／４部材の遅相軸と上記第２のλ／４部材の遅相軸とが互いに略直交となるように配置されている、
表示方法。
［９］上記偏光部材を介して出射された光の偏光方向と上記反射型偏光部材の反射軸とが互いに略平行である、［８］に記載の表示方法。

本発明の別の局面によれば、上記［１］～［７］のいずれかに記載の表示システムを具備する表示体が提供される。
本発明のさらに別の局面によれば、上記［１］～［７］のいずれかに記載の表示システムを具備する表示体の製造方法が提供される。

本発明の実施形態による表示システムによれば、ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る。

本発明の１つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。 本発明の１つの実施形態に係る表示システムにおける光の進行と偏光状態を説明する概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

（用語および記号の定義）
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
（１）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
「ｎｘ」は面内の屈折率が最大になる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向（すなわち、進相軸方向）の屈折率であり、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）面内位相差（Ｒｅ）
「Ｒｅ（λ）」は、２３℃における波長λｎｍの光で測定した面内位相差である。例えば、「Ｒｅ（５５０）」は、２３℃における波長５５０ｎｍの光で測定した面内位相差である。Ｒｅ（λ）は、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、式：Ｒｅ（λ）＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）
「Ｒｔｈ（λ）」は、２３℃における波長λｎｍの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Ｒｔｈ（５５０）」は、２３℃における波長５５０ｎｍの光で測定した厚み方向の位相差である。Ｒｔｈ（λ）は、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、式：Ｒｔｈ（λ）＝（ｎｘ－ｎｚ）×ｄによって求められる。
（４）Ｎｚ係数
Ｎｚ係数は、Ｎｚ＝Ｒｔｈ／Ｒｅによって求められる。
（５）角度
本明細書において角度に言及するときは、特段の言及がない限り、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「４５°」は±４５°を意味する。また、本明細書において、「略直交」は、９０°±５°である場合を包含し、好ましくは９０°±３°、より好ましくは９０°±１°、さらに好ましくは９０°±０．５°であり、「略平行」は、０°±５°である場合を包含し、好ましくは０°±３°、より好ましくは０°±１°、さらに好ましくは０°±０．５°である。

図１は本発明の１つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。図１では、表示システム２の各構成要素の配置および形状等を模式的に図示している。表示システム２は、表示素子１２と、反射型偏光部材を含む反射部１４と、第一レンズ部１６と、ハーフミラー１８と、第一位相差部材２０と、第二位相差部材２２と、第二レンズ部２４とを備えている。反射部１４は、表示素子１２の表示面１２ａ側である前方に配置されて、表示素子１２から出射された光を反射し得る。第一レンズ部１６は表示素子１２と反射部１４との間の光路上に配置され、ハーフミラー１８は表示素子１２と第一レンズ部１６との間に配置されている。第一位相差部材２０は表示素子１２とハーフミラー１８との間の光路上に配置され、第二位相差部材２２はハーフミラー１８と反射部１４との間の光路上に配置されている。

ハーフミラーから前方に配置される構成要素（図示例では、ハーフミラー１８、第一レンズ部１６、第二位相差部材２２、反射部１４および第二レンズ部２４）をまとめてレンズ部（レンズ部４）と称する場合がある。

表示素子１２は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイであり、画像を表示するための表示面１２ａを有している。表示面１２ａから出射される光は、例えば、表示素子１２に含まれ得る偏光部材（代表的には、偏光フィルム）を通過して出射され、第１の直線偏光とされている。

第一位相差部材２０は、第一位相差部材２０に入射した第１の直線偏光を第１の円偏光に変換し得るλ／４部材である（以下、第一位相差部材を第１のλ／４部材と称する場合がある）。なお、第一位相差部材２０は、表示素子１２に一体に設けられてもよい。

第一位相差部材２０の面内位相差Ｒｅ（５５０）は、例えば１００ｎｍ～１９０ｎｍであり、１１０ｎｍ～１８０ｎｍであってもよく、１３０ｎｍ～１６０ｎｍであってもよく、１３５ｎｍ～１５５ｎｍであってもよい。

第一位相差部材２０は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第一位相差部材２０のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば１未満であり、０．９５以下であってよく、さらには０．９０未満、さらには０．８５以下であってもよい。第一位相差部材２０のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば０．７５以上である。

１つの実施形態において、第一位相差部材２０は、Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．８５、Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＞１．０３、およびＲｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＞１．０５を全て満たす。第一位相差部材２０は、０．６５＜Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．８０（好ましくは、０．７＜Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．７５）、１．０＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．２５（好ましくは、１．０５＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．２０）、および１．０５＜Ｒｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．４０（好ましくは、１．０８＜Ｒｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．３６）から選択される少なくとも１つを満たすことが好ましく、より好ましくは少なくとも２つを満たし、さらに好ましくは全てを満たす。

第一位相差部材２０は、好ましくは屈折率特性がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を示す。ここで「ｎｙ＝ｎｚ」はｎｙとｎｚが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ｎｙ＜ｎｚとなる場合があり得る。第一位相差部材２０のＮｚ係数は、好ましくは０．９～３、より好ましくは０．９～２．５、さらに好ましくは０．９～１．５、特に好ましくは０．９～１．３である。

第一位相差部材２０は、上記特性を満足し得る任意の適切な材料で形成される。第一位相差部材２０は、例えば、樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層であり得る。

上記樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、組み合わせて（例えば、ブレンド、共重合）用いてもよい。第一位相差部材２０が逆分散波長特性を示す場合、ポリカーボネート系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂（以下、単にポリカーボネート系樹脂と称する場合がある）を含む樹脂フィルムが好適に用いられ得る。

上記ポリカーボネート系樹脂としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切なポリカーボネート系樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジオール、脂環式ジメタノール、ジ、トリまたはポリエチレングリコール、ならびに、アルキレングリコールまたはスピログリコールからなる群から選択される少なくとも１つのジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、を含む。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジメタノールに由来する構造単位ならびに／あるいはジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含み；さらに好ましくは、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、ジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含む。ポリカーボネート系樹脂は、必要に応じてその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。なお、第一位相差部材に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および第一位相差部材の形成方法の詳細は、例えば、特開２０１４－１０２９１号公報、特開２０１４－２６２６６号公報、特開２０１５－２１２８１６号公報、特開２０１５－２１２８１７号公報、特開２０１５－２１２８１８号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。

樹脂フィルムの延伸フィルムで構成される第一位相差部材２０の厚みは、例えば１０μｍ～１００μｍであり、好ましくは１０μｍ～７０μｍ、より好ましくは１０μｍ～４０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ～３０μｍである。

上記液晶化合物の配向固化層は、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層である。なお、「配向固化層」は、後述のように液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。第一位相差部材においては、代表的には、棒状の液晶化合物が第一位相差部材の遅相軸方向に並んだ状態で配向している（ホモジニアス配向）。棒状の液晶化合物として、例えば、液晶ポリマーおよび液晶モノマーが挙げられる。液晶化合物は、好ましくは、重合可能である。液晶化合物が重合可能であると、液晶化合物を配向させた後に重合させることで、液晶化合物の配向状態を固定できる。

上記液晶化合物の配向固化層（液晶配向固化層）は、所定の基材の表面に配向処理を施し、当該表面に液晶化合物を含む塗工液を塗工して当該液晶化合物を上記配向処理に対応する方向に配向させ、当該配向状態を固定することにより形成され得る。配向処理としては、任意の適切な配向処理が採用され得る。具体的には、機械的な配向処理、物理的な配向処理、化学的な配向処理が挙げられる。機械的な配向処理の具体例としては、ラビング処理、延伸処理が挙げられる。物理的な配向処理の具体例としては、磁場配向処理、電場配向処理が挙げられる。化学的な配向処理の具体例としては、斜方蒸着法、光配向処理が挙げられる。各種配向処理の処理条件は、目的に応じて任意の適切な条件が採用され得る。

液晶化合物の配向は、液晶化合物の種類に応じて液晶相を示す温度で処理することにより行われる。このような温度処理を行うことにより、液晶化合物が液晶状態をとり、基材表面の配向処理方向に応じて当該液晶化合物が配向する。

配向状態の固定は、１つの実施形態においては、上記のように配向した液晶化合物を冷却することにより行われる。液晶化合物が重合性または架橋性である場合には、配向状態の固定は、上記のように配向した液晶化合物に重合処理または架橋処理を施すことにより行われる。

上記液晶化合物としては、任意の適切な液晶ポリマーおよび／または液晶モノマーが用いられる。液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせてもよい。液晶化合物の具体例および液晶配向固化層の作製方法は、例えば、特開２００６－１６３３４３号公報、特開２００６－１７８３８９号公報、国際公開第２０１８／１２３５５１号公報に記載されている。これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。

液晶配向固化層で構成される第一位相差部材２０の厚みは、例えば１μｍ～１０μｍであり、好ましくは１μｍ～８μｍ、より好ましくは１μｍ～６μｍ、さらに好ましくは１μｍ～４μｍである。

ハーフミラー１８は、表示素子１２から出射された光を透過させ、反射部１４で反射された光を反射部１４に向けて反射させる。ハーフミラー１８は、第一レンズ部１６に一体に設けられている。

第二位相差部材２２は、反射部１４およびハーフミラー１８で反射させた光を、反射型偏光部材を含む反射部１４を透過させ得るλ／４部材である（以下、第二位相差部材を第２のλ／４部材と称する場合がある）。なお、第二位相差部材２２は、第一レンズ部１６に一体に設けられてもよい。

第二位相差部材２２の面内位相差Ｒｅ（５５０）は、例えば１００ｎｍ～１９０ｎｍであり、１１０ｎｍ～１８０ｎｍであってもよく、１３０ｎｍ～１６０ｎｍであってもよく、１３５ｎｍ～１５５ｎｍであってもよい。

第二位相差部材２２は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第二位相差部材２２のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば１未満であり、０．９５以下であってよく、さらには０．９０未満、さらには０．８５以下であってもよい。第二位相差部材２２のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば０．７５以上である。

１つの実施形態において、第二位相差部材２２は、Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．８５、Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＞１．０３、およびＲｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＞１．０５を全て満たす。第二位相差部材２２は、０．６５＜Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．８０（好ましくは、０．７＜Ｒｅ（４００）／Ｒｅ（５５０）＜０．７５）、１．０＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．２５（好ましくは、１．０５＜Ｒｅ（６５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．２０）、および１．０５＜Ｒｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．４０（好ましくは、１．０８＜Ｒｅ（７５０）／Ｒｅ（５５０）＜１．３６）から選択される少なくとも１つを満たすことが好ましく、より好ましくは少なくとも２つを満たし、さらに好ましくは全てを満たす。

第二位相差部材２２は、好ましくは屈折率特性がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を示す。ここで「ｎｙ＝ｎｚ」はｎｙとｎｚが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ｎｙ＜ｎｚとなる場合があり得る。第二位相差部材２２のＮｚ係数は、好ましくは０．９～３、より好ましくは０．９～２．５、さらに好ましくは０．９～１．５、特に好ましくは０．９～１．３である。

第二位相差部材２２は、上記特性を満足し得る任意の適切な材料で形成される。第二位相差部材２２は、例えば、樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層であり得る。樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層で構成される第二位相差部材２２については、第一位相差部材２０と同様の説明を適用することができる。第一位相差部材２０と第二位相差部材２２とは、同じ構成（形成材料、厚み、光学特性等）の部材であってもよく、異なる構成の部材であってもよい。

反射部１４は、吸収型偏光部材（代表的には、吸収型偏光フィルム）を含んでいてもよい。この場合、吸収型偏光部材は、反射型偏光部材の前方（目に近い側）に配置され得る。反射型偏光部材の反射軸と吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置され得る。例えば、反射型偏光部材と吸収型偏光部材とは接着層を介して積層され、反射部１４は反射型偏光部材と吸収型偏光部材とを有する積層体を含んでいてもよい。

上記反射型偏光部材は、その透過軸に平行な偏光（代表的には、直線偏光）をその偏光状態を維持したまま透過させ、それ以外の偏光状態の光を反射し得る。反射型偏光部材の直交透過率（Ｔｃ）は、例えば０．０１％～３％であり得る。反射型偏光部材の単体透過率（Ｔｓ）は、例えば４３％～４９％、好ましくは４５～４７％であり得る。反射型偏光部材の偏光度（Ｐ）は、例えば９２％～９９．９９％であり得る。反射型偏光部材としては、代表的には、多層構造を有するフィルム（反射型偏光フィルムと称する場合がある）で構成される。反射型偏光フィルムの市販品として、例えば、３Ｍ社製の商品名「ＤＢＥＦ」、「ＡＰＦ」、日東電工社製の商品名「ＡＰＣＦ」が挙げられる。上記吸収型偏光部材は、代表的には、二色性物質を含む樹脂フィルム（吸収型偏光膜と称する場合がある）で構成される。

代表的には、第一位相差部材２０の遅相軸と第二位相差部材２２の遅相軸とは、互いに略直交に配置される。また、表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と反射部１４に含まれる反射型偏光部材の反射軸とは互いに略直交に配置され得る（換言すれば、表示素子１２に含まれる偏光部材を介して出射された光の偏光方向と反射部１４に含まれる反射型偏光部材の反射軸とは互いに略平行であり得る）。表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と第一位相差部材２０の遅相軸とのなす角度は、例えば４０°～５０°であり、４２°～４８°であってもよく、約４５°であってもよい。表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と第二位相差部材２２の遅相軸とのなす角度は、例えば４０°～５０°であり、４２°～４８°であってもよく、約４５°であってもよい。各部材の軸関係をこのような状態に調整することにより、反射型偏光部材で反射されるべき光が反射軸を透過して、残像（ゴースト）としてユーザに視認されることを抑制することができる。

以下、図１および図２を参照しながら、本発明の１つの実施形態における表示システムについて説明する。図２（ａ）は、当該表示システムにおける光の進行を説明する概略図であり、図２（ｂ）は、当該表示システムにおいて各部材を透過することまたは各部材に反射されることによる光の偏光状態の変化を説明する概略図である。図２中、表示素子１２に付された実線の矢印は表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸方向を示し、第一位相差部材２０および第二位相差部材２２に付された矢印は遅相軸方向を示し、反射部１４に含まれる反射型偏光部材１４ａに付された実線の矢印は反射軸方向を示し、点線の矢印は各偏光部材の透過軸方向を示す。

表示素子１２から偏光部材を介して第１の直線偏光として出射される光Ｌは、第１のλ／４部材２０によって第１の円偏光に変換される。第１の円偏光は、ハーフミラー１８および第一レンズ部１６（図２では図示せず）を通過し、第２のλ／４部材２２により第１の直線偏光と偏光方向が平行である第２の直線偏光に変換される。第２の直線偏光は、その偏光方向が反射部１４に含まれる反射型偏光部材１４ａの反射軸と同方向（略平行）である。よって、反射部１４に入射した第２の直線偏光は、反射型偏光部材１４ａによってハーフミラー１８に向けて反射される。

反射部１４で反射された第２の直線偏光は第２のλ／４部材２２により第２の円偏光に変換される。第２の円偏光の回転方向は、第１の円偏光の回転方向と同方向である。第２のλ／４部材２２から出射された第２の円偏光は第一レンズ部１６を通過してハーフミラー１８で反射されて、第２の円偏光と逆方向に回転する第３の円偏光に変換される。ハーフミラー１８で反射された第３の円偏光は、第一レンズ部１６を通過し、第２のλ／４部材２２により第３の直線偏光に変換される。第３の直線偏光の偏光方向は、第２の直線偏光との偏光方向と直交しており、反射型偏光部材１４ａの透過軸と同方向（略平行）である。よって、第３の直線偏光は、反射型偏光部材１４ａを透過することができる。また、図示しないが、反射部が吸収型偏光部材を含む場合、その吸収軸が反射型偏光部材１４ａの反射軸と略平行になるように配置されることから、反射型偏光部材１４ａを透過した第３の直線偏光は、そのまま吸収型偏光部材を透過することができる。

反射部１４を透過した光は、第二レンズ部２４を通過して、ユーザの目２６に入射する。

図２では、表示素子１２側から見た場合に、第一位相差部材２０および第二位相差部材２２の遅相軸がそれぞれ、表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸に対して反時計回りに４５°および時計回りに４５°の角度をなすように配置されているが、これらが時計回りに４５°および反時計回りに４５°の角度をなすように配置されている場合にも、上記と同様の説明が適用できる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。なお、実施例等における、試験および評価方法は以下のとおりである。なお、「部」と記載されている場合は、特記事項がない限り「重量部」を意味し、「％」と記載されている場合は、特記事項がない限り「重量％」を意味する。

（１）厚み
１０μｍ以下の厚みは、走査型電子顕微鏡（日本電子社製、製品名「ＪＳＭ－７１００Ｆ」）を用いて測定した。１０μｍを超える厚みは、デジタルマイクロメーター（アンリツ社製、製品名「ＫＣ－３５１Ｃ」）を用いて測定した。
（２）面内位相差Ｒｅ（λ）
λ／４部材の幅方向中央部および両端部を、一辺が当該部材の幅方向と平行となるようにして幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍの正方形状に切り出して試料を作成した。この試料を、ミュラーマトリクス・ポラリメーター（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製 製品名「Ａｘｏｓｃａｎ」）を用いて、２３℃における各波長での面内位相差を測定した。
（３）単体透過率および偏光度
分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ－２００」）を用いて、積層体の単体透過率Ｔｓ、平行透過率Ｔｐ、直交透過率Ｔｃを測定した。これらのＴｓ、ＴｐおよびＴｃは、ＪＩＳ Ｚ８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行なったＹ値である。得られたＴｐおよびＴｃから、下記式を用いて偏光度Ｐを求めた。
偏光度（％）＝｛（Ｔｐ－Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝^１／２×１００

［製造例１：λ／４部材の作製］
撹拌翼および１００℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器２器からなるバッチ重合装置に、ビス［９－（２－フェノキシカルボニルエチル）フルオレン－９－イル］メタン２９．６０重量部（０．０４６ｍｏｌ）、イソソルビド（ＩＳＢ）２９．２１重量部（０．２００ｍｏｌ）、スピログリコール（ＳＰＧ）４２．２８重量部（０．１３９ｍｏｌ）、ジフェニルカーボネート（ＤＰＣ）６３．７７重量部（０．２９８ｍｏｌ）、および、触媒として酢酸カルシウム１水和物１．１９×１０^－２重量部（６．７８×１０^－５ｍｏｌ）を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が１００℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始４０分後に内温を２２０℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、２２０℃に到達してから９０分で１３．３ｋＰａにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を１００℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は４５℃の凝縮器に導いて回収した。第１反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第１反応器内のオリゴマー化された反応液を第２反応器に移した。次いで、第２反応器内の昇温および減圧を開始して、５０分で内温２４０℃、圧力０．２ｋＰａにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
得られたポリエステルカーボネート系樹脂（ペレット）を８０℃で５時間真空乾燥をした後、単軸押出機（東芝機械社製、シリンダー設定温度：２５０℃）、Ｔダイ（幅２００ｍｍ、設定温度：２５０℃）、チルロール（設定温度：１２０～１３０℃）および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み１３０μｍの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、幅方向に、延伸温度１４０℃、延伸倍率２.７倍で延伸した。これにより、厚みが４７μｍであり、Ｒｅ（５９０）が１４３ｎｍであり、Ｎｚ係数が１．２である位相差フィルム（λ／４部材）を得た。また、当該λ／４部材のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は０．８５６であった。

［実施例１］
製造例１で得られた長尺状の位相差フィルムから矩形状のフィルム片を２枚切り出してλ／４部材１およびλ／４部材２とした。λ／４部材１およびλ／４部材２を遅相軸方向が互いに直交となるようにアクリル系粘着剤層（日東電工社製、厚み５μｍ）を介して貼り合わせ、そのλ／４部材２側に、アクリル系粘着剤層（日東電工社製、厚み５μｍ）を介して、反射型偏光フィルム（日東電工社製、製品名「ＡＰＣＦＧ４」）の反射面を貼り合わせた。これにより、［λ／４部材１／λ／４部材２／反射型偏光フィルム］の構成を有する積層体１を得た。積層体１をλ／４部材１側から見たときの各部材の軸関係は、反射型偏光フィルムの反射軸方向を０°として、λ／４部材１の遅相軸方向が反時計回りに４５°の方向であり、λ／４部材２の遅相軸方向が時計回りに４５°の方向であった。

（反射軸透過率（ｋ２透過率）の測定）
積層体１に対して、λ／４部材１側から、偏光方向が積層体１中の反射型偏光フィルムの反射軸と平行である直線偏光光を入射させたときの透過率（反射軸透過率（ｋ２透過率））を、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ－２００」）を用いて測定した。直線偏光である入射光は、λ／４部材１を透過することにより円偏光に変換され、次いで、λ／４部材２を透過することにより偏光方向が入射光の偏光方向と同方向である直線偏光に変換される結果、反射型偏光フィルムの反射軸で反射される。本発明の実施形態による表示システムでは、反射型偏光フィルムの反射軸で反射された光がハーフミラーによる再反射等を経た後に反射型偏光フィルムの透過軸を透過してユーザに視認されるが、反射漏れにより反射型偏光フィルムの反射軸を透過した光は残像（ゴースト）としてユーザに視認され得る。よって、上記積層体１の透過率測定は、本発明の実施形態による表示システムにおける反射型偏光フィルムの反射漏れの評価モデルであり、透過率が小さいほど残像（ゴースト）が抑制され得ると評価することができる。

［比較例１］
各部材の軸関係を変更したこと以外は実施例１と同様にして、［λ／４部材１／λ／４部材２／反射型偏光フィルム］の構成を有する積層体Ｃ１を得た。具体的には、積層体Ｃ１をλ／４部材１側から見たときの各部材の軸関係は、反射型偏光フィルムの反射軸方向と直交する方向を０°として、λ／４部材１の遅相軸方向およびλ／４部材２の遅相軸方向はいずれも、反時計回りに４５°の方向であり、反射型偏光フィルムの反射軸方向は９０°であった。

（反射軸透過率（ｋ２）の測定）
積層体Ｃ１に対して、λ／４部材１側から、偏光方向が積層体Ｃ１中の反射型偏光フィルムの反射軸と直交である直線偏光光を入射させたときの透過率（反射軸透過率）を、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ－２００」）を用いて測定した。直線偏光である入射光は、λ／４部材１を透過することにより円偏光に変換され、次いで、λ／４部材２を透過することにより偏光方向が入射光の偏光方向と直交する直線偏光に変換される結果、反射型偏光フィルムの反射軸で反射される。よって、上記積層体Ｃ１の透過率測定は、第１のλ／４部材と第２のλ／４部材とが遅相軸が互いに平行となるように配置されている点で本発明の実施形態とは異なる表示システムにおける反射型偏光フィルムの反射漏れの評価モデルであり、透過率が小さいほど残像（ゴースト）が抑制され得ると評価することができる。

反射軸透過率測定の際の入射光の偏光方向を０°とした場合における積層体中の各部材の軸角度を表１に示す。

実施例１または比較例１で得られた積層体および参考例１として反射型偏光フィルム（日東電工社製、製品名「ＡＰＣＦＧ４」）の単体透過率Ｔｓおよび反射軸透過率ｋ２を表２に示す。

表２に示されるとおり、本発明の実施形態による表示システムによれば、第１のλ／４部材および第２のλ／４部材がその遅相軸が互いに直交となるように配置された構成とすることにより、遅相軸が互いに平行となるように配置された構成よりも、反射型偏光フィルムの反射軸における反射漏れを抑制することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

本発明の実施形態に係る表示システムは、例えば、ＶＲゴーグル等の表示体に用いられ得る。

２ 表示システム
４ レンズ部
１２ 表示素子
１４ 反射部
１６ 第一レンズ部
１８ ハーフミラー
２０ 第一位相差部材
２２ 第二位相差部材
２４ 第二レンズ部

Claims (11)

1. ユーザに対して画像を表示する表示システムであって、
   偏光部材を介して画像を表す光を前方に出射する表示面を有する表示素子と、
   前記表示素子の前方に配置され、反射型偏光部材を含み、前記表示素子から出射された光を反射する反射部と、
   前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、
   前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、
   前記表示素子と前記ハーフミラーとの間の光路上に配置される第１のλ／４部材と、
   前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、
   を備え、
   前記第１のλ／４部材の遅相軸と前記第２のλ／４部材の遅相軸とが互いに略直交となるように配置されている、表示システム。
2. 前記偏光部材を介して出射された光の偏光方向と前記反射型偏光部材の反射軸とが互いに略平行である、請求項１に記載の表示システム。
3. 前記表示素子に含まれる前記偏光部材の吸収軸と前記第１のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°であり、
   前記表示素子に含まれる前記偏光部材の吸収軸と前記第２のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°である、請求項１に記載の表示システム。
4. 前記第一レンズ部と前記ハーフミラーとが一体である、請求項１に記載の表示システム。
5. 前記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備える、請求項１に記載の表示システム。
6. 前記反射部は、前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む、請求項１に記載の表示システム。
7. 前記反射型偏光部材の反射軸と前記吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置される、請求項６に記載の表示システム。
8. 偏光部材を介して出射された画像を表す光を、第１のλ／４部材を通過させるステップと、
   前記第１のλ／４部材を通過した光を、ハーフミラーおよび第一レンズ部を通過させるステップと、
   前記ハーフミラーおよび前記第一レンズ部を通過した光を、第２のλ／４部材を通過させるステップと、
   前記第２のλ／４部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で前記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、
   前記反射部および前記ハーフミラーで反射させた光を、前記第２のλ／４部材により前記反射部を透過可能にするステップと、を有し、
   前記第１のλ／４部材の遅相軸と前記第２のλ／４部材の遅相軸とが互いに略直交となるように配置されている、
   表示方法。
9. 前記偏光部材を介して出射された光の偏光方向と前記反射型偏光部材の反射軸とが互いに略平行である、請求項８に記載の表示方法。
10. 請求項１から７のいずれか一項に記載の表示システムを具備する表示体。
11. 請求項１から７のいずれか一項に記載の表示システムを具備する表示体の製造方法。

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