TW202403393A

TW202403393A - 透鏡部、積層體、顯示體、顯示體之製造方法及顯示方法

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Publication number: TW202403393A
Application number: TW112107839A
Authority: TW
Inventors: 喜多川丈治; 後藤周作
Original assignee: 日商日東電工股份有限公司
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2023-03-03
Publication date: 2024-01-16
Also published as: WO2023176366A1

Abstract

本發明提供一種可實現VR護目鏡之輕量化、高精細化並可抑制重影之透鏡部。本發明實施形態之透鏡部可用於對使用者顯示影像之顯示系統。一種透鏡部，具備：反射型偏光構件，係反射從顯示影像之顯示元件的顯示面朝前方射出且通過偏光構件及第1λ/4構件之光；吸收型偏光構件，係配置於反射型偏光構件之前方；第一透鏡部，係配置於顯示元件與反射型偏光構件之間的光路上；半反射鏡，係配置於顯示元件與第一透鏡部之間，該半反射鏡係使從顯示元件射出之光透射，並使經反射型偏光構件反射之光朝反射型偏光構件反射；以及，第2λ/4構件，係配置於半反射鏡與反射型偏光構件之間的光路上。第一透鏡部、第2λ/4構件、反射型偏光構件及吸收型偏光構件呈一體化。

Description

透鏡部、積層體、顯示體、顯示體之製造方法及顯示方法

本發明涉及透鏡部、積層體、顯示體、顯示體之製造方法及顯示方法。

以液晶顯示裝置及電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置)為代表之影像顯示裝置急速普及。影像顯示裝置中，為了實現影像顯示、提高影像顯示之性能，一般係使用偏光構件、相位差構件等光學構件(例如參照專利文獻1)。

近年來，有開發出影像顯示裝置之新用途。例如，用以實現Virtual Reality(VR)之附顯示器之護目鏡(VR護目鏡)已開始產品化。有研討要將VR護目鏡利用在各種情況下，因而期望其輕量化、高精細化等。輕量化例如可藉由將用於VR護目鏡之透鏡予以薄型化來達成。另一方面，亦期望開發適於使用薄型透鏡之顯示系統的光學構件。並且，VR顯示系統中，在利用圓偏光與直線偏光之轉換、反射等時，會有因非期望之反射而以重影(ghost)之形式被視辨之問題。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2021-103286號公報

發明欲解決之課題有鑑於上述，本發明主要目的在於提供一種可實現VR護目鏡之輕量化、高精細化並可抑制重影之透鏡部。

用以解決課題之手段 1.本發明實施形態之透鏡部可用於對使用者顯示影像之顯示系統。該透鏡部具備：反射型偏光構件，係反射從顯示影像之顯示元件的顯示面朝前方射出且通過偏光構件及第1λ/4構件之光；吸收型偏光構件，係配置於上述反射型偏光構件之前方；第一透鏡部，係配置於上述顯示元件與上述反射型偏光構件之間的光路上；半反射鏡，係配置於上述顯示元件與上述第一透鏡部之間，該半反射鏡係使從上述顯示元件射出之光透射，並使經上述反射型偏光構件反射之光朝上述反射型偏光構件反射；以及，第2λ/4構件，係配置於上述半反射鏡與上述反射型偏光構件之間的光路上。上述第一透鏡部、上述第2λ/4構件、上述反射型偏光構件及上述吸收型偏光構件呈一體化。 2.如上述1之透鏡部中，上述反射型偏光構件之反射軸與上述吸收型偏光構件之吸收軸亦可配置成互相平行。 3.如上述1或2之透鏡部中，上述第一透鏡部與上述半反射鏡亦可為一體。 4.如上述1至3中任一項之透鏡部中，上述透鏡部亦可具備配置於上述吸收型偏光構件之前方的第二透鏡部。 5.如上述1至4中任一項之透鏡部中，上述顯示元件所含之上述偏光構件之吸收軸與上述第1λ/4構件之慢軸構成的角度亦可為40°~50°，且上述顯示元件所含之上述偏光構件之吸收軸與上述第2λ/4構件之慢軸構成的角度亦可為40°~50°。 6.如上述1至5中任一項之透鏡部中，上述第一透鏡部、上述第2λ/4構件、上述反射型偏光構件及上述吸收型偏光構件亦可透過接著層而一體化。

7.本發明實施形態之積層體係用於如上述1至6中任一項之透鏡部，且該積層體具有上述第一透鏡部、上述第2λ/4構件、上述反射型偏光構件及上述吸收型偏光構件。 8.如上述7之積層體中，上述第一透鏡部、上述第2λ/4構件、上述反射型偏光構件及上述吸收型偏光構件亦可透過接著層而一體化。 9.如上述7或8之積層體中，上述反射型偏光構件之反射軸與上述吸收型偏光構件之吸收軸亦可配置成互相平行。

10.本發明實施形態之顯示體具有如上述1至6中任一項之透鏡部。 11.本發明實施形態之顯示體之製造方法係具有如上述1至6中任一項之透鏡部之顯示體之製造方法。

12.本發明實施形態之顯示方法，具有以下程序：使經由偏光構件及第1λ/4構件射出之顯示影像的光通過半反射鏡及第一透鏡部之程序；使通過上述半反射鏡及前述第一透鏡部之光通過第2λ/4構件之程序；使通過上述第2λ/4構件之光藉反射型偏光構件朝前述半反射鏡反射之程序；使經上述反射型偏光構件及上述半反射鏡反射之光可藉由上述第2λ/4構件而透射上述反射型偏光構件之程序；以及，使透射上述反射型偏光構件之光透射吸收型偏光構件之程序；且上述第一透鏡部、上述第2λ/4構件、上述反射型偏光構件及上述吸收型偏光構件呈一體化。

發明效果根據本發明實施形態之透鏡部，可實現VR護目鏡之輕量化、高精細化並可抑制重影。

以下參照圖式針對本發明實施形態進行說明，惟本發明不受該等實施形態所限。又，為了更明確說明圖式，相較於實施形態，有將各部分之寬度、厚度、形狀等示意顯示之情形，但僅為一例，非用以限定解釋本發明。

(用語及符號之定義) 本說明書中之用語及符號之定義如下。 (1)折射率(nx、ny、nz) 「nx」為面內折射率達最大之方向(亦即慢軸方向)的折射率，「ny」為在面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)的折射率，而「nz」為厚度方向的折射率。 (2)面內相位差(Re) 「Re(λ)」係在23℃下以波長λnm之光測定之面內相位差。例如，「Re(550)」係於23℃下以波長550nm之光測定之面內相位差。Re(λ)可於令層(薄膜)之厚度為d(nm)時，藉由式：Re(λ)=(nx-ny)×d求出。 (3)厚度方向之相位差(Rth) 「Rth(λ)」係於23℃下以波長λnm之光測定之厚度方向之相位差。例如，「Rth(550)」係於23℃下以波長550nm之光測定之厚度方向之相位差。Rth(λ)可於令層(薄膜)厚度為d(nm)時，藉由式：Rth(λ)=(nx-nz)×d求出。 (4)Nz係數 Nz係數可藉由Nz=Rth/Re求出。 (5)角度本說明書中提及角度時，該角度包含相對於基準方向往順時針方向及逆時針方向兩方向。因此，例如「45°」係指±45°。

圖1係顯示本發明一實施形態之顯示系統之概略構成的示意圖。圖1中係示意圖示顯示系統2之各構成要素之配置及形狀等。顯示系統2具備有：顯示元件12、反射型偏光構件32、吸收型偏光構件34、第一透鏡部16、半反射鏡18、第一相位差構件20、第二相位差構件22及第二透鏡部24。反射型偏光構件32係配置於顯示元件12之顯示面12a側即前方，其可反射從顯示元件12射出之光。第一透鏡部16係配置於顯示元件12與反射型偏光構件32之間的光路上，半反射鏡18係配置於顯示元件12與第一透鏡部16之間。第一相位差構件20係配置於顯示元件12與半反射鏡18之間的光路上，第二相位差構件22係配置於半反射鏡18與反射型偏光構件32之間的光路上。吸收型偏光構件34可配置於反射型偏光構件32之前方。反射型偏光構件之反射軸與吸收型偏光構件之吸收軸可配置成互相大致平行，且反射型偏光構件之透射軸與吸收型偏光構件之透射軸可配置成互相大致平行。此外，有時會將反射型偏光構件32與吸收型偏光構件34統稱為反射部。

本發明實施形態中，如圖式例所示，第一透鏡部16、第二相位差構件22(以下有時將第二相位差構件稱為第2λ/4構件)、反射型偏光構件32及吸收型偏光構件34呈一體化。第一透鏡部16、第2λ/4構件22、反射型偏光構件32及吸收型偏光構件34係透過例如接著層(未圖示)而一體化(代表上為積層)。若為所述構成，便可抑制第一透鏡部16所致之反射(非期望之反射)。另一方面，第二透鏡部24與吸收型偏光構件34之間的反射可在顯示系統2內部被吸收。結果，可良好地抑制因第一透鏡部16所致之反射光而造成之重影(ghost)。此外，根據目的，吸收型偏光構件34亦可為分開之個體(亦可未一體化)。接著層可由接著劑形成，亦可由黏著劑形成。接著層之厚度例如為0.05µm~30µm，宜為3µm~20µm，更宜為5µm~15µm。

從半反射鏡起往前方配置之構成要素(圖式例中，為半反射鏡18、第一透鏡部16、第二相位差構件22、反射型偏光構件32、吸收型偏光構件34及第二透鏡部24)有時統稱為透鏡部(透鏡部4)。

顯示元件12例如為液晶顯示器或有機EL顯示器，且具有用以顯示影像之顯示面12a。要從顯示面12a射出之光例如會通過顯示元件12可能包含之偏光構件(代表上為偏光薄膜)後射出，成為第1直線偏光。

第一相位差構件20係λ/4構件，其可將入射第一相位差構件20之第1直線偏光轉換成第1圓偏光(以下，有時將第一相位差構件稱為第1λ/4構件)。此外，第一相位差構件20亦可設於顯示元件12上而成一體。

半反射鏡18係使從顯示元件12射出之光透射，並使經反射型偏光構件32反射之光朝反射型偏光構件32反射。半反射鏡18係設於第一透鏡部16上而成一體。

第二相位差構件22係λ/4構件，其可使經反射型偏光構件32及半反射鏡18反射之光透射反射型偏光構件32。第二相位差構件22亦可設於第一透鏡部16上而成一體。

從第1λ/4構件20射出之第1圓偏光會通過半反射鏡18及第一透鏡部16，並藉由第2λ/4構件22轉換成第2直線偏光。從第2λ/4構件22射出之第2直線偏光不會透射反射型偏光構件32而朝半反射鏡18反射。此時，入射反射型偏光構件32之第2直線偏光的偏光方向係與反射型偏光構件之反射軸同方向。因此，入射反射型偏光構件之第2直線偏光會被反射型偏光構件反射。

經反射型偏光構件32反射之第2直線偏光藉由第2λ/4構件22轉換成第2圓偏光，而從第2λ/4構件22射出之第2圓偏光則通過第一透鏡部16而被半反射鏡18反射。經半反射鏡18反射之第2圓偏光會通過第一透鏡部16，並藉由第2λ/4構件22轉換成第3直線偏光。第3直線偏光會透射反射型偏光構件32。此時，入射反射型偏光構件32之第3直線偏光的偏光方向係與反射型偏光構件之透射軸同方向。因此，入射反射型偏光構件32之第3直線偏光會透射反射型偏光構件。

透射反射型偏光構件32之光會通過吸收型偏光構件34及第二透鏡部24入射使用者之眼睛26。此外，透射反射型偏光構件32之第3直線偏光的偏光方向係與吸收型偏光構件之透射軸同方向。

例如，顯示元件12所含之偏光構件之吸收軸與反射型偏光構件32之反射軸可配置成互相大致平行，亦可配置成大致正交。顯示元件12所含之偏光構件之吸收軸與第一相位差構件20之慢軸構成的角度例如為40°~50°，可為42°~48°，亦可為約45°。顯示元件12所含之偏光構件之吸收軸與第二相位差構件22之慢軸構成的角度例如為40°~50°，可為42°~48°，亦可為約45°。第一相位差構件20之慢軸與第二相位差構件22之慢軸例如可配置成互相大致平行。

第一相位差構件20之面內相位差Re(550)例如為100nm~190nm，可為110nm~180nm，可為130nm~160nm，亦可為135nm~155nm。

第一相位差構件20宜展現相位差值隨測定光之波長而變大的逆色散波長特性。第一相位差構件20之Re(450)/Re(550)例如小於1，可為0.95以下，更可小於0.90，且更可為0.85以下。第一相位差構件20之Re(450)/Re(550)例如為0.75以上。

在一實施形態中，第一相位差構件20滿足Re(400)/Re(550)＜0.85、Re(650)/Re(550)＞1.03及Re(750)/Re(550)＞1.05全部。第一相位差構件20宜滿足選自下述中之至少1者，較宜滿足至少2者，更宜滿足全部：0.65＜Re(400)/Re(550)＜0.80(宜為0.7＜Re(400)/Re(550)＜0.75)、1.0＜Re(650)/Re(550)＜1.25(宜為1.05＜Re(650)/Re(550)＜1.20)、及1.05＜Re(750)/Re(550)＜1.40(宜為1.08＜Re(750)/Re(550)＜1.36)。

第一相位差構件20宜為折射率特性展現nx＞ny≧nz之關係。在此「ny=nz」不只ny與nz完全相同之情況，還包含實質上相同之情況。因此，在不損及本發明效果之範圍下可有成為ny＜nz之情形。第一相位差構件20之Nz係數宜為0.9~3，較宜為0.9~2.5，更宜為0.9~1.5，尤宜為0.9~1.3。

第一相位差構件20係以可滿足上述特性之任意適當之材料形成。第一相位差構件20例如可為樹脂薄膜之延伸薄膜或液晶化合物之定向固化層。

上述樹脂薄膜所含之樹脂可列舉：聚碳酸酯系樹脂、聚酯碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚乙烯縮醛系樹脂、聚芳酯系樹脂、環狀烯烴系樹脂、纖維素系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂等。該等樹脂可單獨使用，亦可組合(例如摻合、共聚)來使用。第一相位差構件20展現逆色散波長特性時，可適宜使用含聚碳酸酯系樹脂或聚酯碳酸酯系樹脂(以下有時僅稱為聚碳酸酯系樹脂)之樹脂薄膜。

只要可獲得本發明之效果，上述聚碳酸酯系樹脂便可使用任意適當之聚碳酸酯系樹脂。例如，聚碳酸酯系樹脂包含：源自茀系二羥基化合物之結構單元；源自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元；及，源自選自於由脂環式二醇、脂環式二甲醇、二、三或聚乙二醇、以及伸烷基二醇或螺甘油所構成群組中之至少1種二羥基化合物之結構單元。聚碳酸酯系樹脂宜包含：源自茀系二羥基化合物之結構單元；源自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元；源自脂環式二甲醇之結構單元；以及/或是，源自二、三或聚乙二醇之結構單元；更宜包含：源自茀系二羥基化合物之結構單元；源自異山梨醇系二羥基化合物之結構單元；及，源自二、三或聚乙二醇之結構單元。聚碳酸酯系樹脂亦可視需要包含有源自其他二羥基化合物之結構單元。此外，可適宜用於第一相位差構件之聚碳酸酯系樹脂及第一相位差構件之形成方法的詳細內容，例如記載於日本專利特開2014-10291號公報、日本專利特開2014-26266號公報、日本專利特開2015-212816號公報、日本專利特表2015-212817號公報、日本專利特表2015-212818號公報中，本說明書即援用該等公報之記載作為參考。

以樹脂薄膜之延伸薄膜構成之第一相位差構件20的厚度例如為10µm~100µm，宜為10µm~70µm，較宜為10µm~40µm，更宜為20µm~30µm。

上述液晶化合物之定向固化層係液晶化合物在層內於預定方向定向且其定向狀態經固定之層。此外，「定向固化層」之概念包含如後述使液晶單體硬化而得之定向硬化層。以第一相位差構件來說，代表上係棒狀液晶化合物沿第一相位差構件之慢軸方向排列之狀態下定向(沿面定向)。棒狀液晶化合物可舉例如液晶聚合物及液晶單體。液晶化合物宜可聚合。液晶化合物若可聚合，便可使液晶化合物於定向後進行聚合，藉此固定液晶化合物的定向狀態。

上述液晶化合物之定向固化層(液晶定向固化層)可藉由下述方式來形成：對預定基材之表面施行定向處理，並於該表面塗敷含液晶化合物的塗敷液，使該液晶化合物於對應上述定向處理之方向定向，並固定該定向狀態。定向處理可採用任意適當之定向處理。具體上可舉機械性定向處理、物理性定向處理、化學性定向處理。機械性定向處理的具體例可舉磨擦處理、延伸處理。物理性定向處理的具體例可舉磁場定向處理、電場定向處理。化學性定向處理的具體例可舉斜向蒸鍍法、光定向處理。各種定向處理的處理條件可按目的採用任意適當之條件。

液晶化合物的定向可因應液晶化合物的種類在可展現液晶相之溫度下進行處理來進行。藉由進行所述溫度處理，液晶化合物會變為液晶狀態，而該液晶化合物會因應基材表面之定向處理方向而定向。

在一實施形態中，定向狀態之固定係藉由冷卻依上述方式定向之液晶化合物來進行。當液晶化合物為聚合性或交聯性時，定向狀態之固定係藉由對依上述方式定向之液晶化合物施行聚合處理或交聯處理來進行。

上述液晶化合物可使用任意適當之液晶聚合物及/或液晶單體。液晶聚合物及液晶單體各自可單獨使用，亦可組合。液晶化合物之具體例及液晶定向固化層之製作方法記載於例如日本專利特開2006-163343號公報、日本專利特開2006-178389號公報、國際公開第2018/123551號公報中。本說明書即援用該等公報之記載作為參考。

以液晶定向固化層構成之第一相位差構件20的厚度例如為1µm~10µm，宜為1µm~8µm，較宜為1µm~6µm，更宜為1µm~4µm。

第二相位差構件22之面內相位差Re(550)例如為100nm~190nm，可為110nm~180nm，可為130nm~160nm，亦可為135nm~155nm。

第二相位差構件22宜展現相位差值隨測定光之波長而變大的逆色散波長特性。第二相位差構件22之Re(450)/Re(550)例如小於1，可為0.95以下，更可小於0.90，且更可為0.85以下。第二相位差構件22之Re(450)/Re(550)例如為0.75以上。

在一實施形態中，第二相位差構件22滿足Re(400)/Re(550)＜0.85、Re(650)/Re(550)＞1.03及Re(750)/Re(550)＞1.05全部。第二相位差構件22宜滿足選自下述中之至少1者，較宜滿足至少2者，更宜滿足全部：0.65＜Re(400)/Re(550)＜0.80(宜為0.7＜Re(400)/Re(550)＜0.75)、1.0＜Re(650)/Re(550)＜1.25(宜為1.05＜Re(650)/Re(550)＜1.20)、及1.05＜Re(750)/Re(550)＜1.40(宜為1.08＜Re(750)/Re(550)＜1.36)。

第二相位差構件22宜為折射率特性展現nx＞ny≧nz之關係。在此「ny=nz」不只ny與nz完全相同之情況，還包含實質上相同之情況。因此，在不損及本發明效果之範圍下可有成為ny＜nz之情形。第二相位差構件22之Nz係數宜為0.9~3，較宜為0.9~2.5，更宜為0.9~1.5，尤宜為0.9~1.3。

第二相位差構件22係以可滿足上述特性之任意適當之材料形成。第二相位差構件22例如可為樹脂薄膜之延伸薄膜或液晶化合物之定向固化層。關於以樹脂薄膜之延伸薄膜或液晶化合物之定向固化層構成之第二相位差構件22，可應用與第一相位差構件20相同之說明。第一相位差構件20與第二相位差構件22可為相同構成(形成材料、厚度、光學特性等)之構件，亦可為不同構成之構件。

上述反射型偏光構件可在將與其透射軸平行之偏光(代表上為直線偏光)維持其偏光狀態之狀態下透射，並反射其以外之偏光狀態的光。反射型偏光構件代表上係以具有多層結構之薄膜(有時稱為反射型偏光薄膜)構成。此時，反射型偏光構件之厚度例如為10µm~150µm，宜為20µm~100µm，更宜為30µm~60µm。

圖2係顯示反射型偏光薄膜所含之多層結構之一例的示意立體圖。多層結構32a交替具有具雙折射性之層A與實質上不具雙折射性之層B。構成多層結構之層的總數亦可為50~1000。舉例而言，A層之x軸方向的折射率nx大於y軸方向的折射率ny，而B層之x軸方向的折射率nx與y軸方向的折射率ny係實質上相同；在x軸方向上A層與B層之折射率差大，在y軸方向上則實質上為零。結果x軸方向會成為反射軸，y軸方向會成為透射軸。A層與B層在x軸方向上之折射率差宜為0.2~0.3。

上述A層代表上係以藉由延伸展現雙折射性之材料構成。所述材料可舉萘二甲酸聚酯(例如聚萘二甲酸乙二酯)、聚碳酸酯及丙烯酸系樹脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯)。上述B層代表上係以即使延伸而實質上也不會展現雙折射性之材料構成。所述材料可舉例如萘二甲酸與對苯二甲酸之共聚酯。上述多層結構可組合共擠製與延伸來形成。例如，將構成A層之材料與構成B層之材料擠製後，進行多層化(例如使用倍增器)。接著，將所得多層積層體予以延伸。圖式例之x軸方向可對應延伸方向。

反射型偏光薄膜之市售物可舉例如3M公司製之商品名「DBEF」、「APF」、日東電工公司製之商品名「APCF」。

反射型偏光構件(反射型偏光薄膜)之正交透射率(Tc)例如可為0.01%~3%。反射型偏光構件(反射型偏光薄膜)之單體透射率(Ts)例如可為43%~49%，宜可為45~47%。反射型偏光構件(反射型偏光薄膜)之偏光度(P)例如可為92%~99.99%。

上述吸收型偏光構件代表上係以含二色性物質之樹脂薄膜(有時稱為吸收型偏光薄膜)構成。此時，吸收型偏光構件之厚度例如為1µm以上且20µm以下，可為2µm以上且15µm以下，可為12µm以下，可為10µm以下，可為8µm以下，亦可為5µm以下。

上述吸收型偏光薄膜可由單層樹脂薄膜製作，亦可使用二層以上之積層體來製作。

由單層樹脂薄膜製作時，例如可藉由對聚乙烯醇(PVA)系薄膜、部分縮甲醛化PVA系薄膜、乙烯・乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等之親水性高分子薄膜，施行利用碘或二色性染料等之二色性物質進行之染色處理、延伸處理等，而獲得吸收型偏光薄膜。其中，宜為將PVA系薄膜用碘染色並進行單軸延伸所得之吸收型偏光薄膜。

上述利用碘進行之染色，例如可藉由將PVA系薄膜浸漬於碘水溶液中來進行。上述單軸延伸之延伸倍率宜為3~7倍。延伸可在染色處理後進行，亦可邊染色邊進行。又，亦可延伸後再染色。視需要，對PVA系薄膜施行膨潤處理、交聯處理、洗淨處理、乾燥處理等。

作為使用上述二層以上之積層體來製作時的積層體，可列舉以下積層體：樹脂基材與積層於該樹脂基材之PVA系樹脂層(PVA系樹脂薄膜)的積層體；或者樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而得之吸收型偏光薄膜，例如可藉由以下步驟來製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材並使其乾燥，於樹脂基材上形成PVA系樹脂層，而獲得樹脂基材與PVA系樹脂層的積層體；及，將該積層體延伸及染色而將PVA系樹脂層製成吸收型偏光薄膜。本實施形態中，宜於樹脂基材之單側形成含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層。延伸在代表上包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中來延伸。並且視需求，延伸可更包含在硼酸水溶液中進行延伸前將積層體在高溫(例如95℃以上)下進行空中延伸。並且，在本實施形態中，宜將積層體供於乾燥收縮處理，該乾燥收縮處理係將積層體一邊往長邊方向輸送一邊加熱藉此使其於寬度方向收縮2%以上。代表上，本實施形態之製造方法包含對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理及乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸，即便是在將PVA塗佈於熱塑性樹脂上之情況下仍可提高PVA之結晶性，而可達成高光學特性。又，同時事先提高PVA之定向性，可在後續的染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時，防止PVA之定向性降低或溶解等問題，而可達成高光學特性。並且，將PVA系樹脂層浸漬於液體中時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情況，更可抑制聚乙烯醇分子之定向紊亂及定向性之降低。藉此，可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而得之吸收型偏光薄膜的光學特性。並且，透過乾燥收縮處理使積層體於寬度方向收縮，可提升光學特性。所得樹脂基材/吸收型偏光薄膜之積層體可直接使用(即，可將樹脂基材作為吸收型偏光薄膜之保護層)，亦可於從樹脂基材/吸收型偏光薄膜之積層體剝離樹脂基材後的剝離面、或於與剝離面相反側的面積層符合目的之任意適當的保護層來使用。所述吸收型偏光薄膜之製造方法之詳細內容記載於例如日本專利特開2012-73580號公報、日本專利第6470455號中。本說明書中係引用該等公報整體之記載作為參考。

吸收型偏光構件(吸收型偏光薄膜)之正交透射率(Tc)宜為0.5%以下，較宜為0.1%以下，更宜為0.05%以下。吸收型偏光構件(吸收型偏光薄膜)之單體透射率(Ts)例如為41.0%~45.0%，宜為42.0%以上。吸收型偏光構件(吸收型偏光薄膜)之偏光度(P)例如為99.0%~99.997%，宜為99.9%以上。

反射部之正交透射率(Tc)宜為0.5%以下，較宜為0.1%以下，更宜為0.05%以下。藉由滿足所述正交透射率，可抑制使用者視辨到重影(ghost)，從而可實現優異之顯示特性。反射部之單體透射率(Ts)宜為40.0%~45.0%，較宜為41.0%以上。反射部之偏光度(P)宜為99.0%~99.997%，較宜為99.9%以上。

上述反射部之光學特性可相當於反射型偏光構件之光學特性，亦可相當於反射型偏光構件與吸收型偏光構件之積層體之光學特性。上述光學特性可藉由於反射型偏光構件組合吸收型偏光構件來極良好地達成。

如上述，第一透鏡部、第2λ/4構件、反射型偏光構件及吸收型偏光構件呈一體化。本發明之實施形態還包含所述之一體化物(積層體)。積層體例如可用於圖1之顯示系統(代表上為其透鏡部)。

實施例以下，藉由實施例來具體說明本發明，惟本發明不受該等實施例所限。此外，厚度係藉由下述測定方法測定之值。＜厚度＞ 10µm以下的厚度係使用掃描型電子顯微鏡(日本電子公司製，製品名「JSM-7100F」)進行測定。大於10μm的厚度係使用數位測微器(Anritsu公司製，產品名「KC-351C」)進行測定。

[製造例1：偏光板1之製作] 將平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%、厚度30µm之聚乙烯醇薄膜浸漬於30℃之溫水中，使其膨潤同時單軸延伸成使PVA系樹脂薄膜之長度成為原長的2.0倍。接著，浸漬於0.3重量%(重量比：碘/碘化鉀=0.5/8)之30℃的碘溶液中，單軸延伸成使PVA系樹脂薄膜之長度成為原長的3.0倍同時進行染色。之後，於硼酸4重量%、碘化鉀5重量%之水溶液中，延伸成使PVA系樹脂薄膜之長度成為原長的6倍。並在碘化鉀3重量%之水溶液(碘浸潤浴)中進行碘離子浸潤處理後，以60℃之烘箱乾燥4分鐘，而獲得厚12µm之偏光膜。於該偏光膜之兩側，分別使長條狀HC-TAC薄膜及要作為內側保護層之長條狀丙烯酸系樹脂薄膜(厚度20µm)彼此之長邊方向對齊後貼合而獲得偏光板1。此外，HC-TAC薄膜係於三醋酸纖維素(TAC)薄膜(厚度25μm)上形成有硬塗(HC)層(厚度7μm)之薄膜，且使TAC薄膜位於偏光件側後進行貼合。

[製造例2：λ/4構件1之製作] 於由2台具備有攪拌葉片及控制成100℃之回流冷卻器的直立型反應器構成之批次聚合裝置中，饋入雙[9-(2-苯氧基羰基乙基)茀-9-基]甲烷29.60重量份(0.046mol)、異山梨醇(ISB)29.21重量份(0.200mol)、螺甘油(SPG)42.28重量份(0.139mol)、碳酸二苯酯(DPC)63.77重量份(0.298mol)及作為觸媒的乙酸鈣一水合物1.19×10 ^-2重量份(6.78×10 ^-5mol)。將反應器內進行減壓氮取代後，以熱介質加溫，並於內溫達100℃之時間點開始攪拌。於升溫開始40分鐘後使內溫達到220℃，控制維持該溫度的同時開始減壓，在達到220℃後以90分鐘使其成為13.3kPa。將隨聚合反應副生成之苯酚蒸氣導入100℃之回流冷卻器，使苯酚蒸氣中所含些許量之單體成分返回反應器，並將未凝聚之苯酚蒸氣導入45℃的凝聚器中回收。將氮導入第1反應器暫時使其回復到大氣壓後，將第1反應器內之經寡聚化的反應液移至第2反應器。接著，開始進行第2反應器內的升溫及減壓，並以50分鐘使內溫成為240℃、壓力成為0.2kPa。然後，進行聚合直到達到預定之攪拌功率。在達到預定功率之時間點將氮導入反應器中使壓力回復，並將所生成之聚酯碳酸酯系樹脂擠出至水中，裁切束狀物而獲得丸粒。將所得聚酯碳酸酯系樹脂(丸粒)在80℃下真空乾燥5小時後，使用具備單軸擠製機(東芝機械公司製，缸筒設定溫度：250℃)、T型模(寬200mm，設定溫度：250℃)、冷卻輥(設定溫度：120~130℃)及捲取機之薄膜製膜裝置，製作出厚度130μm之長條狀樹脂薄膜。將所得長條狀樹脂薄膜以延伸溫度140℃、延伸倍率2.7倍沿寬度方向延伸。藉此，獲得厚度為47µm、Re(590)為143nm且Nz係數為1.2之相位差薄膜(λ/4構件1)。

[製造例3：λ/4構件2之製作] 將式(I)所示之化合物55重量份、式(II)所示之化合物25重量份及式(III)所示之化合物20重量份加入環戊酮(CPN)400重量份後，加溫至60℃並攪拌使其溶解。然後，將上述化合物之溶液恢復至室溫，並於上述化合物之溶液中添加IRGACURE 907(BASF Japan公司製)3重量份、MEGAFACE F-554(DIC公司製)0.2重量份及對甲氧酚(MEHQ)0.1重量份，進一步攪拌。攪拌後的溶液透明且均勻。將所得溶液以0.20µm之膜濾器過濾而獲得聚合性組成物。又，使用旋塗法將定向膜用聚醯亞胺溶液塗佈於厚度0.7mm之玻璃基材上，並在100℃下乾燥10分鐘後，以200℃燒成60分鐘，藉此獲得塗膜。利用市售之摩擦裝置對所得塗膜進行摩擦處理，形成定向膜。接著，以旋塗法將上述所得聚合性組成物塗佈於基材(實質上為定向膜)上，並在100℃下乾燥2分鐘。將所得塗佈膜冷卻至室溫後，使用高壓水銀燈以30mW/cm ²之強度照射紫外線30秒鐘。藉此，獲得厚度為1.5µm、Re(590)為143nm且Nz係數為1.0之液晶定向固化層(λ/4構件2)。 [化學式1] [化學式2]

[實施例1] (積層體1之製作) 透過黏著劑，以使反射型偏光薄膜之反射軸與偏光板1之偏光膜之吸收軸配置成互相平行之方式，將偏光板1貼合於反射型偏光薄膜(日東電工公司製之「APCFG4」)上，而獲得反射型偏光薄膜/偏光板1之積層體。接著，透過黏著劑，於反射型偏光薄膜之未設置偏光板側的表面貼合製造例2之相位差薄膜1(第2λ/4構件)。在此，相位差薄膜1係以使其慢軸相對於反射型偏光薄膜之反射軸及偏光板1之偏光膜之吸收軸構成45°角度之方式貼合。依上述方式，而獲得具有(λ/4)構件1/反射型偏光薄膜/偏光板1之構成的積層體1。透過黏著劑，將積層體1之λ/4構件1側貼合於形成有抗反射層之玻璃(透鏡替代品)上，而獲得具有抗反射層/玻璃/(λ/4)構件1/反射型偏光薄膜/偏光板1之構成的評估用試樣E1。

[比較例1] 透過黏著劑，將實施例1所得積層體1之偏光板1側貼合於與實施例1相同之玻璃上，而獲得具有(λ/4)構件1/反射型偏光薄膜/偏光板1/玻璃/抗反射層之構成的評估用試樣C1。

針對實施例及比較例所得評估用試樣進行下述評估。將評估結果顯示於表1。＜評估＞評估裝置係使用紫外線可見光光譜光度計(大塚電子公司製，「LPF-200」)。於該光譜光度計之光源射出側，配置從光源側起依序具有製造例1之偏光板1與製造例2之相位差薄膜1(第1λ/4構件)之積層體。於此，偏光板1之偏光膜之吸收軸與第1λ/4構件1之慢軸構成之角度為45°。於該積層體之射出側依以下方式配置實施例及比較例之評估用試樣。 (實施例1之評估用試樣E1) 將評估用試樣E1配置成玻璃位於光源側，並將與評估用試樣E1相同之玻璃於評估用試樣E1之偏光板1側配置成與偏光板1間隔1mm~3mm。評估用試樣E1及光源側積層體之光學軸的角度如下述。此外，「0°」係對應評估用試樣E1之長邊方向，角度係相對於該長邊方向往逆時針方向之角度。光源側積層體之吸收型偏光薄膜之吸收軸：0° 光源側積層體之第1λ/4構件之慢軸：135° 評估用試樣E1中之第2λ/4構件之慢軸：45° 評估用試樣E1中之反射型偏光薄膜之反射軸：90° 評估用試樣E1中之吸收型偏光薄膜之吸收軸：90° (比較例1之評估用試樣C1) 將與評估用試樣C1相同之玻璃配置於光源側，並將評估用試樣C1以使第2λ/4構件1與光源側之玻璃相對向之方式配置成與光源側玻璃間隔1mm~3mm。各光學構件之光學軸的角度係與上述實施例1相同。

在如上述之狀態下，使用紫外線可見光光譜光度計(大塚電子公司製，「LPF200」)測定評估用試樣之單體透射率。該單體透射率係以JIS Z8701之2度視野(C光源)測定並進行視感度校正後之Y值。將結果顯示於表1。

[表1]

由表1明顯可知，根據本發明之實施例，透射率有較比較例更減少至一半以下。其意味著藉由抑制第一透鏡部所致之非期望之反射，可防止該反射光造成透射率增大。結果，可知可良好地抑制可能因該反射光造成之重影(ghost)。此外，確認了即使使用製造例3之λ/4構件2取代製造例2之λ/4構件1，也可獲得相同結果。

本發明不受上述實施形態所限，可進行各種變形。例如，可以實質上與上述實施形態所示構成相同之構成、可發揮相同作用效果之構成或可達成相同目的之構成作取代。

產業上之可利用性本發明實施形態之透鏡部例如可用於VR護目鏡等之顯示體。

2:顯示系統 4:透鏡部 12:顯示元件 12a:顯示面 16:第一透鏡部 18:半反射鏡 20:第一相位差構件(第1λ/4構件) 22:第二相位差構件(第2λ/4構件) 24:第二透鏡部 26:使用者之眼睛 32:反射型偏光構件 32a:多層結構 34:吸收型偏光構件 A,B:層 X,Y,Z:軸

圖1係顯示本發明一實施形態之顯示系統之概略構成的示意圖。圖2係顯示反射型偏光薄膜所含之多層結構之一例的示意立體圖。

2:顯示系統

4:透鏡部

12:顯示元件

12a:顯示面

16:第一透鏡部

18:半反射鏡

20:第一相位差構件(第1λ/4構件)

22:第二相位差構件(第2λ/4構件)

24:第二透鏡部

26:使用者之眼睛

32:反射型偏光構件

34:吸收型偏光構件

Claims

一種透鏡部，係用於對使用者顯示影像之顯示系統者，前述透鏡部具備：反射型偏光構件，係反射從顯示影像之顯示元件的顯示面朝前方射出且通過偏光構件及第1λ/4構件之光；吸收型偏光構件，係配置於前述反射型偏光構件之前方；第一透鏡部，係配置於前述顯示元件與前述反射型偏光構件之間的光路上；半反射鏡，係配置於前述顯示元件與前述第一透鏡部之間，該半反射鏡係使從前述顯示元件射出之光透射，並使經前述反射型偏光構件反射之光朝前述反射型偏光構件反射；以及第2λ/4構件，係配置於前述半反射鏡與前述反射型偏光構件之間的光路上；且前述第一透鏡部、前述第2λ/4構件、前述反射型偏光構件及前述吸收型偏光構件呈一體化。
如請求項1之透鏡部，其中前述反射型偏光構件之反射軸與前述吸收型偏光構件之吸收軸係配置成互相平行。
如請求項1之透鏡部，其中前述第一透鏡部與前述半反射鏡為一體。
如請求項1之透鏡部，其具備配置於前述吸收型偏光構件之前方的第二透鏡部。
如請求項1之透鏡部，其中前述顯示元件所含之前述偏光構件之吸收軸與前述第1λ/4構件之慢軸構成的角度為40°~50°，且前述顯示元件所含之前述偏光構件之吸收軸與前述第2λ/4構件之慢軸構成的角度為40°~50°。
如請求項1之透鏡部，其中前述第一透鏡部、前述第2λ/4構件、前述反射型偏光構件及前述吸收型偏光構件係透過接著層而一體化。
一種積層體，係用於如請求項1至6中任一項之透鏡部，且具有前述第一透鏡部、前述第2λ/4構件、前述反射型偏光構件及前述吸收型偏光構件。
如請求項7之積層體，其中前述第一透鏡部、前述第2λ/4構件、前述反射型偏光構件及前述吸收型偏光構件係透過接著層而一體化。
如請求項7之積層體，其中前述反射型偏光構件之反射軸與前述吸收型偏光構件之吸收軸係配置成互相平行。
一種顯示體，具有如請求項1至6中任一項之透鏡部。
一種顯示體之製造方法，係具有如請求項1至6中任一項之透鏡部之顯示體之製造方法。
一種顯示方法，具有以下程序：使經由偏光構件及第1λ/4構件射出之顯示影像的光通過半反射鏡及第一透鏡部之程序；使通過前述半反射鏡及前述第一透鏡部之光通過第2λ/4構件之程序；使通過前述第2λ/4構件之光藉反射型偏光構件朝前述半反射鏡反射之程序；使經前述反射型偏光構件及前述半反射鏡反射之光可藉由前述第2λ/4構件而透射前述反射型偏光構件之程序；以及使透射前述反射型偏光構件之光透射吸收型偏光構件之程序；且前述第一透鏡部、前述第2λ/4構件、前述反射型偏光構件及前述吸收型偏光構件呈一體化。