TW202344865A - 使用於頭戴式顯示器之構件及使用其之光學透鏡 - Google Patents

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越智紀明
鶴谷浩
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日商三菱瓦斯化學股份有限公司
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Abstract

依據本發明可提供以下使用於頭戴式顯示器之構件，其係由玻璃轉移溫度(Tg)為115℃以上的樹脂組成物所成，作為3mmt射出成形品時的飽和吸水率為1.0%以下，且作為3mmt射出成形品時的面內相位差為10nm以下。更依據本發明可提供由該使用於頭戴式顯示器之構件所成的光學透鏡或成形體。

Description

使用於頭戴式顯示器之構件及使用其之光學透鏡
本發明係關於使用於頭戴式顯示器之構件，更有關使用此的光學透鏡、成形體、層合體、半反射鏡及導光體。
近年來稱為VR(Virtual Reality；假想現實感)或AR(Argumented Reality；增強現實感)的各種電子技術正急速發展，作為該圖像顯示裝置，頭戴式顯示器(HMD：Head Mounted Display)製品正普及著。
因頭戴式顯示器為戴在頭部使用的圖像顯示裝置，故要求減少在小型・輕量下裝戴時的不舒服感。因此，在輕量化之目的下，將過去的玻璃製導光體嘗試樹脂化(專利文獻1)。 然後，樹脂製VR/AR用透鏡中，要求優異光學特性、環境試驗信賴性。作為光學特性，要求高透明性(全光線透過率)，低Haze，低YI，且低雙折射性。特別對於有厚度的透鏡因要抑制圖像失真，故低雙折射性變得重要。又，環境試驗信賴性中，要求縮小高溫下或高溫・高濕環境下的尺寸變化及光學特性變化。
過去使用的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)因雙折射大，故耐熱性差，吸水率高，且有著無法使用於更高性能之透鏡的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2018/135193號
[發明所解決的問題]
本發明係將解決上述過去問題中至少一項者為課題。且本發明係將提供一種可藉由低雙折射性而見到無失真的高精度圖像，且藉由高耐熱性及低吸水性(低尺寸變化)可抑制經歲月其使用環境所引起的畫質劣化之使用於頭戴式顯示器之構件作為課題。 [解決課題的手段]
本發明者們，欲解決上述課題而詳細檢討結果，發現使用高Tg，低吸水且射出成形品之雙折射小的材料時，可得到適用於VR/AR用高性能透鏡之使用於頭戴式顯示器之構件。 即，本發明如以下所示。 ＜1＞一種使用於頭戴式顯示器之構件，其係由玻璃轉移溫度(Tg)為115℃以上的樹脂組成物所成，作為3mmt射出成形品時的飽和吸水率為1.0%以下，且作為3mmt射出成形品時的面內相位差為10nm以下。 ＜2＞如上述＜1＞所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物為光彈性係數的絕對值為10×10 -12Pa -1以下者。 ＜3＞如上述＜1＞或＜2＞所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物含有具有下述一般式(1)所示構成單位(a)，與下述一般式(2)所示構成單位(b)的乙烯基共聚合樹脂(A)。 (一般式(1)中，R1表示氫原子或甲基，R2表示具有烴基的碳數1～16之基，亦可具有羥基或烷氧基；構成單位(a)為複數存在時，複數存在的R1及R2各可相同亦可為相異)。 (一般式(2)中，R3表示氫原子或甲基，R4表示可具有選自由碳數1～4的烴基、羥基、烷氧基及鹵素原子所成群的至少一種取代基之苯基、環伸己二烯基、環己烯基或環己基，構成單位(b)為複數存在時，複數存在的R3及R4各可相同或亦可為相異)。 ＜4＞如上述＜3＞所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述一般式(1)中，R1及R2表示甲基，前述一般式(2)中，R3表示氫原子，R4表示不具有取代基之環己基。 ＜5＞如上述＜3＞或＜4＞所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中相對於構成單位(a)與(b)之合計的構成單位(a)之比例為30～80莫耳%。 ＜6＞如上述＜1＞至＜5＞中任一項所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中作為3mmt射出成形品時的吸水時尺寸變化率為0.2%以下。 ＜7＞如上述＜1＞至＜6＞中任一項所記載的使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物含有抗氧化劑及脫模劑。 ＜8＞一種光學透鏡，其係由如上述＜1＞至＜7＞中任一項所記載的使用於頭戴式顯示器之構件所成者。 ＜9＞一種成形體，其係由如上述＜1＞至＜7＞中任一項所記載的使用於頭戴式顯示器之構件所成者。 ＜10＞一種層合體，其為於如上述＜9＞所記載的成形體的表面上具有至少1層蒸鍍層。 ＜11＞一種半反射鏡，其中含有如上述＜10＞所記載的層合體。 ＜12＞一種導光體，其中含有如上述＜10＞所記載的層合體。 [發明之效果]
依據本發明的較佳態樣，可提供一種構件，其為藉由低雙折射性而可見到不會失真的高精度圖像，且藉由高耐熱性及低吸水性(低尺寸變化)可抑制因歲月，使用環境所引起的畫質劣化的使用於頭戴式顯示器之構件。
[實施發明的型態]
以下詳細說明本發明。且本發明並非僅限定於以下實施形態者，具有發明效果之範圍下可任意變更且實施。
本發明之一實施形態為一種使用於頭戴式顯示器之構件，其係由玻璃轉移溫度(Tg)為115℃以上的樹脂組成物所成，作為3mmt射出成形品時的飽和吸水率為1.0%以下，且作為3mmt射出成形品時的面內相位差為10nm以下。 本發明之較佳實施形態為，前述樹脂組成物含有具有下述一般式(1)所示構成單位(a)，與下述一般式(2)所示構成單位(b)的乙烯基共聚合樹脂(A)。 一般式(1)中，R1表示氫原子或甲基，R2表示具有烴基的碳數1～16之基，亦可具有羥基或烷氧基。構成單位(a)為複數存在時，複數存在的R1及R2各可相同亦可為相異。 一般式(2)中，R3表示氫原子或甲基，R4表示可具有選自由碳數1～4的烴基、羥基、烷氧基及鹵素原子所成群的至少一種取代基之苯基、環伸己二烯基、環己烯基或環己基， 構成單位(b)為複數存在時，複數存在的R3及R4各可相同或亦可為相異。 本發明中，特別在一般式(1)中，R1及R2表示甲基，一般式(2)中，R3表示氫原子，R4表示不具有取代基的環己基之態樣為佳。 其中所謂「(甲基)丙烯酸」表示「甲基丙烯酸及/或丙烯酸」。
構成單位(a)係如後述來自(甲基)丙烯酸酯單體的構成單位，R1為氫原子或甲基。又，R2表示具有烴基的碳數1～16之基，亦可具有羥基或烷氧基。具體可舉出甲基、乙基、丁基、月桂基、硬脂基、環己基、異冰片基等烷基；2-羥基乙基、2-羥基丙基、2-羥基-2-甲基丙基等羥基烷基；2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基等烷氧基烷基；苯甲基、苯基等芳基等。乙烯基共聚合樹脂(A)中之複數R1、R2各可相同或相異。 作為構成單位(a)的較佳者為R2表示甲基及/或乙基之(甲基)丙烯酸酯構成單位，更佳為R1表示甲基，R2表示甲基的甲基丙烯酸甲基構成單位。
構成單位(b)如上述一般式(2)所示。構成單位(b)中，R4為具有苯基以外的6員環者時，藉由後述乙烯基共聚合樹脂(A)之製造方法而得到，即藉由將(甲基)丙烯酸酯單體與後述芳香族乙烯基單體進行共聚合後，該芳香族乙烯基單體中之苯環經氫化後製造出乙烯基共聚合樹脂(A)之情況時而得。使前述苯環進行氫化之情況時，若完全進行氫化時，苯環會成為環己基，若僅一部份進行氫化時，苯環成為環己烯基或環伸己二烯基。又，其中不會引起氫化可能直接以苯環，換言之以苯基的形式殘存者。作為前述碳數1～4的烴基，可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基及tert-丁基等，前述烷氧基的碳數通常為1～14，作為該具體例子，可舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基及tert-丁氧基等，又作為前述鹵素原子，可舉出F、Cl、Br及I。乙烯基共聚合樹脂(A)中，構成單位(b)通常以複數形式存在，但此時以複數形式存在的R3及R4各可相同或亦可相異。
又，構成單位(b)可為後述來自脂肪族乙烯基單體的構成單位。即，如後述藉由共聚合(甲基)丙烯酸酯單體與脂肪族乙烯基單體，製造乙烯基共聚合樹脂(A)之情況時，構成單位(b)成為來自該脂肪族乙烯基單體的構成單位。
乙烯基共聚合樹脂(A)中，構成單位(b)中之苯環的氫化比例以80%以上者為佳。上述氫化的比例若未達80%時，有著透明性降低之情況。較佳為90%以上，更佳為95%以上。構成單位(b)中之苯環的氫化比例若為80%以上時，其表示構成單位(b)中之所有R4中，可具有取代基的環伸己二烯基、環己烯基或環己基之R4的個數所占比例為80%以上。所謂個數比例為80%以上，例如表示構成單位(b)100個存在時，100個R4之中，80個以上為環伸己二烯基、環己烯基或環己基的意思。
且，氫化比例可由氫化反應前後的樹脂之UV光譜測定中之260nm的吸光度(對應苯環之吸收)之減少率而求得。
乙烯基共聚合樹脂(A)主要由構成單位(a)與構成單位(b)所成。構成單位(a)之比例相對於構成單位(a)及構成單位(b)之合計而言為30～80莫耳%的範圍者為佳，以50～80莫耳%者為較佳，以63～75者為特佳。相對於構成單位(a)及構成單位(b)的合計而言，構成單位(a)之比例未達30莫耳%時，有著表面硬度會下降，或與硬質塗布塗料之密著性會下降之無實用性的情況。另一方面，若超過80莫耳%之範圍時，有著在高溫高濕環境下於蒸鍍層產生裂紋或霧化，尺寸或光學特性產生變化之無實用性的情況。
乙烯基共聚合樹脂(A)雖無特別限定，可為共聚合(甲基)丙烯酸酯單體與芳香族乙烯基單體後，將來自芳香族乙烯基單體的芳香族雙鍵進行氫化而得者，或共聚合(甲基)丙烯酸酯單體與脂肪族乙烯基單體者為佳，前者為特佳。
作為使用此的前述(甲基)丙烯酸酯單體，以碳數4～20者為佳。作為碳數4～20的(甲基)丙烯酸酯單體，雖無特別限定，具體可舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸(2-羥基乙基)、(甲基)丙烯酸(2-羥基丙基)、(甲基)丙烯酸(2-羥基-2-甲基丙基)、(甲基)丙烯酸(2-甲氧基乙基)、(甲基)丙烯酸(2-乙氧基乙基)、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基磷酸膽鹼等。此等中亦以甲基丙烯酸甲酯為佳。
作為前述芳香族乙烯基單體，具體可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、o-甲基苯乙烯、p-羥基苯乙烯、烷氧基苯乙烯、氯苯乙烯及此等衍生物。此等中亦以苯乙烯、α-甲基苯乙烯為佳。
作為前述脂肪族乙烯基單體，具體可舉出乙烯基環己烷、異丙烯基環己烷、1-異丙烯基-2-甲基環己烷等。此等中亦以乙烯基環己烷為佳。
以下對於共聚合(甲基)丙烯酸酯單體與芳香族乙烯基單體後，使來自芳香族乙烯基單體的芳香族雙鍵進行氫化之方法進行說明。對於(甲基)丙烯酸酯單體與芳香族乙烯基單體之聚合，可使用公知方法，例如可藉由塊狀聚合法、懸浮聚合法、溶液聚合法而製造乙烯基共聚合樹脂(A)。溶液聚合法為，藉由將含有單體、鏈轉移劑及聚合起始劑的單體組成物連續性地供給於完全混合槽中，在100～180℃下進行連續聚合的方法等而進行。
作為此時所使用的溶劑，例如可舉出甲苯、二甲苯、環己烷、甲基環己烷等烴系溶劑；乙酸乙酯、異丁酸甲酯等酯系溶劑；丙酮、甲基乙基酮等酮系溶劑；四氫呋喃、二噁烷等醚系溶劑；甲醇、異丙醇等醇系溶劑等。
聚合前述(甲基)丙烯酸酯單體與前述芳香族乙烯基單體後的芳香族雙鍵之氫化反應在溶劑中進行者為佳。使用於該氫化反應的溶劑可與前述聚合溶劑相同或相異。例如可舉出環己烷、甲基環己烷等烴系溶劑；乙酸乙酯、異丁酸甲酯等酯系溶劑；丙酮、甲基乙基酮等酮系溶劑；四氫呋喃、二噁烷等醚系溶劑；甲醇、異丙醇等醇系溶劑等。
氫化方法並無特別限定，可使用公知方法。例如可在氫壓力3～30MPa且反應溫度60～250℃下藉由分批式或者連續流通式而進行。藉由將溫度設定在60℃以上時，不會發生反應時間過長的情況，又藉由設定在250℃以下時，較少發生分子鏈切斷或酯部位之氫化。
作為使用於氫化反應的觸媒，例如可舉出將鎳、鈀、鉑、鈷、釕、銠等金屬或此等金屬之氧化物、鹽或者錯體化合物載持於碳、氧化鋁、二氧化矽、二氧化矽・氧化鋁、氧化鋯、矽藻土等多孔性載體的固體觸媒等。
又，前述(甲基)丙烯酸酯單體與前述脂肪族乙烯基單體之聚合可藉由公知方法，例如可藉由日本特開昭63-3011號公報、日本特開昭63-170475號公報所記載的方法而實施。
本發明中含有乙烯基共聚合樹脂(A)的樹脂組成物在不損害透明性之範圍下亦可含有其他樹脂。作為可含於樹脂組成物中的其他樹脂，例如可舉出甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚合樹脂、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/馬來酸酐共聚合樹脂、苯乙烯/甲基丙烯酸共聚合樹脂、苯乙烯/馬來酸酐共聚合樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、降冰片烯系樹脂、聚碳酸酯等。
乙烯基共聚合樹脂(A)中，在不損害本發明之特性的範圍下，亦可添加抗氧化劑、加工穩定劑、光穩定劑、聚合金屬惰性化劑、難燃劑、滑劑、帶電防止劑、界面活性劑、抗菌劑、脫模劑、紫外線吸收劑、可塑劑、相溶化劑等添加劑。混合的方法並無特別限定，可使用使全量複合之方法、使母料乾混之方法、使全量乾混之方法等。
作為抗氧化劑，可舉出三乙二醇-雙[3-(3-tert-丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、季戊四醇-肆[3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基)苯、N,N-六亞甲基雙(3,5-二-tert-丁基-4-羥基-氫肉桂醯胺(Hydrocinnamide))、3,5-二-tert-丁基-4-羥基-苯甲基膦酸酯-二乙基酯、參(3,5-二-tert-丁基-4-羥基苯甲基)異氰脲酸酯及3,9-雙｛1,1-二甲基-2-[β-(3-tert-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基｝-2,4,8,10-四雜螺(5,5)十一烷等。抗氧化劑之含有量相對於乙烯基共聚合樹脂(A)100重量份而言，以0.001～0.3重量份者為佳。
作為加工穩定劑，可舉出磷系加工熱穩定劑、硫系加工熱穩定劑等。作為磷系加工熱穩定劑，可舉出亞磷酸、磷酸、亞膦酸、膦酸及此等酯等。具體而言，可舉出三苯基亞磷酸酯、參(壬基苯基)亞磷酸酯、參(2,4-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、參(2,6-二-tert-丁基苯基)亞磷酸酯、十三烷基亞磷酸酯、三辛基亞磷酸酯、參十八烷基亞磷酸酯、十二烷基單苯基亞磷酸酯、二辛基單苯基亞磷酸酯、二異丙基單苯基亞磷酸酯、單丁基二苯基亞磷酸酯、單癸基二苯基亞磷酸酯、單辛基二苯基亞磷酸酯、雙(2,6-二-tert-丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二-tert-丁基苯基)辛基亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三丁基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三甲基磷酸酯、三苯基磷酸酯、二苯基單鄰聯苯基磷酸酯、二丁基磷酸酯、二辛基磷酸酯、二異丙基磷酸酯、苯膦酸二甲酯、苯膦酸二乙酯、苯膦酸二丙酯、肆(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,4’-亞聯苯二亞膦酸酯、肆(2,4-二-tert-丁基苯基)-4,3’-亞聯苯二亞膦酸酯、肆(2,4-二-tert-丁基苯基)-3,3’-亞聯苯二亞膦酸酯、雙(2,4-二-tert-丁基苯基)-4-苯基-苯基亞膦酸酯及雙(2,4-二-tert-丁基苯基)-3-苯基-苯基亞膦酸酯等。磷系加工熱穩定劑之含有量相對於乙烯基共聚合樹脂(A)100重量份而言以0.001～0.2重量份為佳。
作為硫系加工熱穩定劑，可舉出季戊四醇-肆(3-月桂基硫代丙酸酯)、季戊四醇-肆(3-肉荳蔻基硫代丙酸酯)、季戊四醇-肆(3-硬脂基硫代丙酸酯)、二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉荳蔻-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯等。硫系加工熱穩定劑之含有量相對於乙烯基共聚合樹脂(A)100重量份而言以0.001～0.2重量份為佳。
作為脫模劑，該90重量%以上係由醇與脂肪酸之酯所成者為佳。作為醇與脂肪酸之酯，具體可舉出一元醇與脂肪酸之酯，或多元醇與脂肪酸之部分酯或者全酯。作為上述一元醇與脂肪酸的酯，以碳原子數1～20的一元醇與碳原子數10～30的飽和脂肪酸之酯為佳。又，作為多元醇與脂肪酸之部分酯或者全酯，以碳原子數1～25的多元醇與碳原子數10～30的飽和脂肪酸之部分酯或全酯為佳。
具體而言，作為一元醇與飽和脂肪酸之酯，可舉出硬脂基硬脂酸酯、棕櫚基棕櫚酸酯、丁基硬脂酸酯、甲基月桂酸酯、異丙基棕櫚酸酯等。作為多元醇與飽和脂肪酸之部分酯或全酯，可舉出硬脂酸單甘油酯、硬脂酸雙甘油酯、硬脂酸甘油三酸酯酯、硬脂酸單山梨酯、山嵛酸單甘油酯、癸酸單甘油酯、月桂酸單甘油酯、季戊四醇單硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四天竺葵酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、聯苯基雙酚酯、山梨糖醇單硬脂酸酯、2-乙基己基硬脂酸酯、二季戊四醇六硬脂酸酯等二季戊四醇之全酯或部分酯等。此等中，以硬脂酸單甘油酯及月桂酸單甘油酯為特佳。此等脫模劑之含有量相對於乙烯基共聚合樹脂(A)100重量份而言，以0.005～2.0重量份之範圍為佳，以0.01～0.6重量份之範圍為較佳，以0.02～0.5重量份的範圍為更佳。
作為紫外線吸收劑，以選自由苯並三唑系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑、環狀亞胺酯系紫外線吸收劑及氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑所成群的至少1種紫外線吸收劑為佳。即，以下所舉出的紫外線吸收劑可單獨使用任一種，亦可組合2種以上而使用。
作為苯並三唑系紫外線吸收劑，可舉出2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-5-tert-辛基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-3,5-二枯基苯基)苯基苯並三唑、2-(2-羥基-3-tert-丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2,2’-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯並三唑-2-基)酚]、2-(2-羥基-3,5-二-tert-丁基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-3,5-二-tert-丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2-羥基-3,5-二-tert-戊基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-5-tert-辛基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-5-tert-丁基苯基)苯並三唑、2-(2-羥基-4-烷氧基苯基)苯並三唑、2,2’-亞甲基雙(4-枯基-6-苯並三唑苯基)、2,2’-p-亞苯基雙(1,3-苯並噁嗪-4-酮)、2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5-甲基苯基]苯並三唑等。
作為二苯甲酮系紫外線吸收劑，可舉出2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-烷氧基二苯甲酮、2-羥基-4-苯甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-亞碸二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-三氧化硫二苯甲酮、2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基-5-亞碸鈉二苯甲酮、雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羥基-4-n-十二烷基氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮等。
作為三嗪系紫外線吸收劑，可舉出2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-酚、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(辛基)氧基]-酚等。
作為環狀亞胺酯系紫外線吸收劑，可舉出2,2’-雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-p-亞苯基雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-m-亞苯基雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-(4,4’-二亞苯基)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-(2,6-萘)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-(1,5-萘)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-(2-甲基-p-亞苯基)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)、2,2’-(2-硝基-p-亞苯基)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)及2,2’-(2-氯-p-亞苯基)雙(3,1-苯並噁嗪-4-酮)等。
作為氰基丙烯酸酯系紫外線吸收劑，可舉出1,3-雙-[(2’-氰基-3’,3’-二苯基丙烯醯基)氧基]-2,2-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]甲基)丙烷、及1,3-雙-[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]苯等。
紫外線吸收劑之含有量相對於乙烯基共聚合樹脂(A)100重量份，以0.01～3.0重量份為佳，較佳為0.02～1.0重量份，更佳為0.05～0.8重量份。若為該配合量之範圍時，配合用途，可對於乙烯基共聚合樹脂(A)賦予充分耐候性。
[使用於頭戴式顯示器之構件的特性] 本發明之一實施形態的頭戴式顯示器(以下有時稱為「HMD」)用構件係可將上述樹脂組成物(較佳為含有乙烯基共聚合樹脂(A)之樹脂組成物)經熔融成形而製作的成形物，其為光可具有特徵下而使偏光透過及/或分離的光學構件。 以下記載有關本發明之一實施形態的HMD用構件之特性。
＜玻璃轉移溫度＞ 本發明之一實施形態的HMD用構件因係由玻璃轉移溫度115℃以上的樹脂組成物所成，故充分有可能配置於使用於近年光學投影裝置之LED光源周邊。又，若為合併具有上述熱穩定性的樹脂組成物者，即使在要求更高溫耐久性之用途上，亦可適用。在本發明所使用的樹脂組成物具有較佳118～140℃之玻璃轉移溫度，具有更佳118～135℃的玻璃轉移溫度。
＜飽和吸水率(%)＞ 本發明之一實施形態的HMD用構件作為3mmt射出成形品之情況時的飽和吸水率為1.0%以下，以0.9%以下為佳，較佳為0.7%以下。下限值越低越佳，但一般以0.01%程度為極限。本發明中，飽和吸水率可藉由在後述實施例所記載的方法進行測定。
＜面內相位差Re＞ 本發明之一實施形態的HMD用構件作為3mmt射出成形品之情況時的面內方向相位差(以下亦稱為「面內相位差」)Re之絕對值係以10nm以下者為特徵。面內方向相位差Re之絕對值以7nm以下者為較佳，以6nm以下者為更佳，以5nm以下者為特佳。 一般而言，面內方向相位差Re之絕對值係表示雙折射的大小之指標。本發明之一實施形態的HMD用構件對於由既存樹脂(例如PMMA、PC、環狀烯烴樹脂等)所成者之雙折射為充分小，作為HMD用構件適用於要求低雙折射或零雙折射之用途上。 另一方面，面內方向相位差Re的絕對值超過10nm之情況時，表示折射率各向異性為高者，作為HMD用構件無法使用於要求低雙折射或零雙折射之構件上。
＜光彈性係數＞ 本發明之一實施形態的HMD用構件，在成形為薄膜形狀的成形品之光彈性係數(C R)的絕對值以10×10 -12Pa -1以下者為佳，以9.0×10 -12Pa -1以下者為較佳，以8.0×10 -12Pa -1以下者為更佳。若在此範圍內時，與支持HMD用光學構件的外殼之線膨脹差等所產生的外部應力所引起的偏光之混亂變得難產生。 所謂本發明中之光彈性係數(C R)表示，輸入外力σ時失真S大小與方向產生變化的物體上加上偏光時所觀察的相位差作為R時，以R=(C)×σ表示的物理係數，對於各透明物質為固有值。 有關光彈性係數，已記載於種種文獻(例如化學總說，No. 39, 1998(學會出版中心發行)參照)中以下述式(i-a)及(i-b)所定義者。已知光彈性係數(C R)之值越接近零，藉由外力的雙折射變化越小。 (式中，C R表示光彈性係數，σ R表示拉伸應力，|Δn|表示雙折射之絕對值，nx表示拉伸方向之折射率，ny表示在面內的拉伸方向與垂直方向之折射率)。 上述範圍之光彈性係數(C R)的絕對值比既存樹脂(例如PC、環狀烯烴樹脂等)者更充分地小。因此，因不會發生因外力所引起的(光彈性)雙折射，故不易受到雙折射變化之影響。又，難以發生因成形時的殘存應力所引起的(光彈性)雙折射，故在成形體內的雙折射分布亦小。
如以上可得知，本發明中之由樹脂組成物所成的HMD用構件，與由既存樹脂所成的HMD構件相比較飽和吸水率、面內相位差Re及光彈性係數C充分小(幾乎為零)。
＜吸水時尺寸變化率(%)＞ 本發明之HMD用構件作為3mmt射出成形品之情況時的吸水時尺寸變化率以0.2%以下者為佳，以0.12%以下者為較佳，以0.10%以下者為特佳。本發明中，吸水時尺寸變化率可藉由在後述實施例所記載的方法而測定。
[HMD用構件之成形] 將本發明中之樹脂組成物藉由熔融成形時，可對HMD用構件進行加工。作為熔融成形方法，可使用熔融熱壓法、射出成形法等。由生產性之觀點來看，以射出成形法為佳。又，亦可一次藉由熔融押出法以連續方式擠壓成板狀後，藉由熔融熱壓法將稜鏡形狀形成於表面上。 有關該表面形狀，可為具有規則性周期結構者，亦可為沒有規則性之結構。又，具有規則性周期結構之情況時，該周期結構之一周期為10～500μm者為佳。周期結構若為10μm以上時，可控制作為光線的光。 如此熔融成形所得的成形體可直接作為HMD用構件使用，亦可進行後述加工後作為HMD用構件使用。
[HMD用構件之後加工] 本發明之一實施形態的HMD用構件可視所需進行介電體蒸鍍處理、反射防止處理、金屬蒸鍍處理、硬質塗布處理、錨包覆處理、透明導電處理等。 此等處理，例如可藉由本發明之一實施形態的成形體之表面上蒸鍍無機化合物或金屬化合物而設置無機層或金屬蒸鍍層下進行。且，該無機層以多層透明介電體膜者為佳。
[多層透明介電體膜之形成] 本發明之一實施形態的HMD用構件之表面上，視必要可將選自金屬氧化物、氧化矽、金屬氟化物、金屬硫化物及此等混合物的無機化合物藉由蒸鍍成一層～多層，而可賦予多層透明介電體膜。作為金屬氧化物，具體可舉出氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鉍、氧化鉻、氧化鐵、氧化鉿、氧化鉈、五氧化鉭、氧化銥、氧化鎢、氧化鉬、氧化鑭、氧化鎂、氧化釤、氧化銻、氧化鈧、氧化錫、氧化釔、氧化銪、氧化鋅等。作為金屬氟化物，具體可舉出氟化鋁、氟化鎂、氟化鋇、氟化鈰、氟化鈣、氟化鑭、氟化鋰、氟化釹、氟化鈉、氟化鉛、氟化鍶冰晶石、硫沸石等。作為金屬硫化物，具體可舉出硫化鋅、硫化銠等。 多層透明介電體膜之厚度非特別限定者，但由構件表面與介電體薄膜之密著性的觀點來看，作為全體以10～500nm之範圍者為佳。
多層透明介電體膜之形成方法並無特別限定，可使用公知方法。例如可舉出真空蒸鍍法、離子電鍍法、濺鍍法、離子束輔助方式等離子輔助法等。光學薄膜係由複數層所成的層合膜之情況時，亦可組合此等方法而形成。此等中亦將膜原料藉由電子槍進行加熱之真空蒸鍍法，由光學特性之再現性或控制性、生產效率之觀點來看廣為普及。使用藉由電子槍加熱之真空蒸鍍法之情況時，因可提高成形體與多層介電袋薄膜之密著性，不要使背散射電子直接碰撞於基板者為佳。不要將背散射電子直接碰撞於基板之方法並無特別限定，可使用公知方法，例如可使用專利第5280149號公報或日本特開2003-193221號公報所記載的方法。 多層透明介電體膜可直接形成於構件表面，亦可施予硬質塗布劑塗布表面處理或帶電防止處理等而形成，且視必要進行藉由電暈放電或電漿放電之處理，或以具有環氧基、異氰酸鹽基等底漆劑而進行塗布表面處理，亦可提高與多層透明介電體膜之密著性。 又，亦可形成以對多層透明介電體膜上賦予撥水或防污等功能作為目的之薄膜。
[金屬蒸鍍層之形成] 又，本發明之一實施形態的HMD用構件之表面上，亦可視必要將氧化鋅或氧化銦錫等金屬化合物蒸鍍成一層～多層而形成金屬蒸鍍層。 作為金屬蒸鍍層之形成方法，與多層透明介電體膜之形成同樣地，可使用真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等過去公知之技術中任一者。 金屬蒸鍍層之厚度並無特別限定，例如可在5nm～1000nm之範圍內依據用途而適宜選擇。 金屬蒸鍍層之層數並無特別限定，可依據用途而適宜選擇。又，與多層透明介電體膜之形成同樣地，視必要亦可進行藉由電暈放電或電漿放電的處理，或底漆劑塗布表面處理，進而提高與金屬蒸鍍層之密著性。
且對於本發明，於表面上具有如上述的無機層(多層透明介電體膜等)或金屬蒸鍍層(例如鋁、錫或銀等)之成形體亦稱為「層合體」。
[光學透鏡] 作為本發明之一實施形態的光學透鏡，包含凸透鏡、菲涅爾透鏡、非球面透鏡、內鏡或折射率分布型透鏡、國際公開第2013/175549號記載之微鏡陣列等。 本發明之一實施形態的光學透鏡之厚度雖無特別限定，例如在光路長度10～100000μm之範圍內，配合用途而適宜選擇。 本發明之一實施形態的光學透鏡，除將上述樹脂組成物作為材料使用以外，可依據公知製造方法而製造。
[半反射鏡] 本發明之一實施形態的半反射鏡係以含有上述層合體者為特徵，可作為構成頭戴式顯示器之一構件而使用。 作為本發明之一實施形態的半反射鏡所含的前述層合體，可使用具有配合半反射鏡之用途而適宜選擇的多層透明介電體膜或金屬薄膜者。 又，本發明之一實施形態的半反射鏡之厚度在光路長度10～100000μm之範圍內可配合用途而適宜選擇。 本發明之一實施形態的半反射鏡之製造方法含有上述層合體者以外，並無特別限定，可依據公知製造方法而製造。 本發明之一實施形態的半反射鏡因含有本發明上述層合體，具有高度光學等方性(低雙折射性)，耐熱性、色調、表面硬度、使用環境下的耐久性及無機密著性皆優異。
[導光體] 本發明之一實施形態的導光體以含有上述層合體者為特徵，可作為構成頭戴式顯示器之一構件而使用。 作為本發明之一實施形態的導光體，雖可含有稜鏡型、平面型、楔形基板型等複數種中任一者，但特別以稜鏡型者為佳。稜鏡型導光體係由二個稜鏡所成，於相互接合重疊面上形成多層透明介電體膜或金屬薄膜者。即，作為具有多層透明介電體膜或金屬薄膜之稜鏡，可使用上述層合體。 本發明之一實施形態的導光體之尺寸，雖無特別限定，僅設定在光路長度10～100000μm之範圍內者即可。 本發明之一實施形態的導光體之製造方法除含有上述層合體者以外並無特別限定，可依據公知製造方法而製造。 本發明之一實施形態的導光體因含有本發明之上述層合體，具有高度光學等方性(低雙折射性)，且耐熱性、色調、表面硬度、在使用環境下的耐久性及無機密著性皆優異。 [實施例]
以下將本發明藉由實施例進行說明，但本發明並非受限於此等實施例者。
＜玻璃轉移溫度之測定方法＞ 使用日立高新技術股份有限公司製DSC7000X型差示掃描熱量測定裝置，樹脂量5mg在氮氣以30ml/分鐘流通下，在昇溫條件10℃/分鐘下進行測定而以中點法算出。
＜飽和吸水率(%)之測定方法＞ 將樹脂材料藉由射出成形機(FANUC CORPORATION股份有限公司製：FANUC ROBOSHOT α-S30iA)，形成為圓板(直徑40mm，厚度3mm)。使用預先在100℃進行8小時以上乾燥之樹脂材料，射出成型機之氣缸溫度為230～240℃，模子溫度設定在比Tg低15℃之溫度，冷卻時間設定在15秒。對於所得的圓板，將飽和吸水率依據JIS-K-7209之A法進行測定。即，藉由調節為50℃的乾燥機乾燥圓板至質量成為一定量後，於放有蒸餾水(23℃)之容器中浸漬圓板，在所定時間後由水中取出，擦拭表面水分後測定質量。
＜面內相位差(nm)之測定方法＞ 對於與上述同樣地所成形的圓板(直徑40mm，厚度3mm)，使用菱光股份有限公司製之二次元雙折射評估裝置WPA-200進行測定。
＜光彈性係數之測定方法＞ 對於形成樹脂材料所得的厚度0.1mm之鑄膜，使用日本分光股份有限公司製M-220橢偏儀，測定對於在波長633nm之負載變化的雙折射之變化而算出。上述鑄膜係由將樹脂材料溶解於有機溶劑(二氯甲烷等)成5wt%的樹脂溶液，流入研磨成平滑的SUS製模板，經12小時以上使溶劑蒸發後，進一步在100℃進行4小時以上乾燥而製作。
＜吸水時尺寸變化率(%)之測定方法＞ 藉由與上述飽和吸水率之同樣方法實施吸水試驗，經時性地由水中取出，藉由微尺測定尺寸並算出。尺寸係由射出成型時的樹脂流動方向及與此垂直方向之2處測定直徑，採用該平均值。
合成例1[乙烯基共聚合樹脂(A1)之製造] 將甲基丙烯酸甲酯75莫耳%與苯乙烯25莫耳%之共聚合樹脂(A1’)溶解於異丁酸甲酯，調製出10重量%異丁酸甲酯溶液。於1000mL高壓高溫釜裝置，裝入(A1’)之10重量%異丁酸甲酯溶液500重量份、10重量%Pd/C1重量份，在氫壓9MPa且200℃下保持15小時，使苯環部位進行氫化。藉由濾器除去觸媒，導入於脫溶劑裝置，得到顆粒狀乙烯基共聚合樹脂(A1)。藉由 1H-NMR之測定結果，甲基丙烯酸甲基構成單位之比例為75莫耳%，又波長260nm中之吸光度測定的結果，苯環部位之氫化反應率為99%。
合成例2[乙烯基共聚合樹脂(A2)之製造] 取代在合成例1所使用的(A1’)，使用甲基丙烯酸甲酯63莫耳%與苯乙烯37莫耳%之共聚合樹脂(A2’)以外，與合成例1同樣地得到乙烯基共聚合樹脂(A2)。藉由 1H-NMR之測定結果，甲基丙烯酸甲酯構成單位的比例為63莫耳%，又波長260nm中之吸光度測定的結果，苯環部位之氫化反應率為99%。
合成例3[乙烯基共聚合樹脂(A3)之製造] 取代在合成例1所使用的(A1’)，使用甲基丙烯酸甲酯50莫耳%與苯乙烯50莫耳%之共聚合樹脂(A3’)以外，與合成例1同樣地得到乙烯基共聚合樹脂(A3)。藉由 1H-NMR的測定結果，甲基丙烯酸甲酯構成單位之比例為50莫耳%，又波長260nm中之吸光度測定的結果，苯環部位之氫化反應率為99%。
合成例4[乙烯基共聚合樹脂(A4)之製造] 取代在合成例1所使用的(A1’)，使用甲基丙烯酸甲酯30莫耳%與苯乙烯70莫耳%之共聚合樹脂(A4’)以外，與合成例1同樣地得到乙烯基共聚合樹脂(A4)。藉由 1H-NMR的測定結果，甲基丙烯酸甲酯構成單位之比例為30莫耳%，又波長260nm中之吸光度測定的結果，苯環部位的氫化反應率為99%。
(實施例1) 使在合成例1所得的乙烯基共聚合樹脂(A1)進行射出成形，製造出3mmt射出成形品，測定飽和吸水率與面內相位差之吸水時尺寸變化率。在合成例1所得的樹脂顆粒之玻璃轉移溫度，及成型為薄膜形狀之成形品的光彈性係數之測定結果共同如以下表1所示。 其次，將在合成例1所得的乙烯基共聚合樹脂(A1)，藉由ADVANTEC製送風定溫乾燥機DRM420DD進行100℃之8hr以上乾燥後，藉由FANUC製射出成形機S-2000i30A，在氣缸溫度235℃，將模子溫度設定在比樹脂之玻璃轉移溫度低10℃之溫度進行射出成形，得到直徑為50mm，最大厚度為6mm之光學透鏡。
(實施例2～4) 取代在合成例1所得的乙烯基共聚合樹脂(A1)，使用在合成例2～4所得的各乙烯基共聚合樹脂(A2)～(A4)以外，與實施例1同樣地製作出光學透鏡。各物性值之測定結果如表1所示。
(參考例1) 取代在合成例1所得的乙烯基共聚合樹脂(A1)，使用聚苯乙烯經核氫化的樹脂以外，與實施例1同樣地製作出光學透鏡。各物性值之測定結果如表1所示。
(比較例1) 取代在合成例1所得的乙烯基共聚合樹脂(A1)，使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以外，與實施例1同樣地製作出光學透鏡。各物性值之測定結果如表1所示。

Claims (12)

  1. 一種使用於頭戴式顯示器之構件，其係由玻璃轉移溫度(Tg)為115℃以上的樹脂組成物所成，作為3mmt射出成形品時的飽和吸水率為1.0%以下，且作為3mmt射出成形品時的面內相位差為10nm以下。
  2. 如請求項1之使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物為光彈性係數的絕對值為10×10 -12Pa -1以下者。
  3. 如請求項1或2之使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物含有具有下述一般式(1)所示構成單位(a)，與下述一般式(2)所示構成單位(b)的乙烯基共聚合樹脂(A)。 (一般式(1)中，R1表示氫原子或甲基，R2表示具有烴基的碳數1～16之基，亦可具有羥基或烷氧基；構成單位(a)為複數存在時，複數存在的R1及R2各可相同亦可為相異) (一般式(2)中，R3表示氫原子或甲基，R4表示可具有選自由碳數1～4的烴基、羥基、烷氧基及鹵素原子所成群的至少一種取代基之苯基、環伸己二烯基、環己烯基或環己基，構成單位(b)為複數存在時，複數存在的R3及R4各可相同或亦可為相異)。
  4. 如請求項3之使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述一般式(1)中，R1及R2表示甲基，前述一般式(2)中，R3表示氫原子，R4表示不具有取代基之環己基。
  5. 如請求項3或4之使用於頭戴式顯示器之構件，其中相對於構成單位(a)與(b)之合計的構成單位(a)之比例為30～80莫耳%。
  6. 如請求項1至5中任一項之使用於頭戴式顯示器之構件，其中作為3mmt射出成形品時的吸水時尺寸變化率為0.2%以下。
  7. 如請求項1至6中任一項之使用於頭戴式顯示器之構件，其中前述樹脂組成物含有抗氧化劑及脫模劑。
  8. 一種光學透鏡，其係由如請求項1至7中任一項之使用於頭戴式顯示器之構件所成者。
  9. 一種成形體，其係由如請求項1至7中任一項之使用於頭戴式顯示器之構件所成者。
  10. 一種層合體，其為於如請求項9之成形體的表面上具有至少1層蒸鍍層。
  11. 一種半反射鏡，其中含有如請求項10之層合體。
  12. 一種導光體，其中含有如請求項10之層合體。
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