特開2024-147601レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024147601
(43)【公開日】2024-10-16
(54)【発明の名称】レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20241008BHJP
H10K 50/86 20230101ALI20241008BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20241008BHJP
H10K 50/858 20230101ALI20241008BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20241008BHJP
G02F 1/13363 20060101ALI20241008BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20241008BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20241008BHJP
G02B 27/02 20060101ALN20241008BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
H10K50/86
H10K59/10
H10K50/858
G02F1/1335 510
G02F1/13363
G02F1/13 505
B32B7/023
G02B27/02 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024107179
(22)【出願日】2024-07-03
(62)【分割の表示】P 2022077632の分割
【原出願日】2022-05-10
(71)【出願人】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100122471
【弁理士】
【氏名又は名称】籾井 孝文
(74)【代理人】
【識別番号】100143650
【弁理士】
【氏名又は名称】山元 美佐
(72)【発明者】
【氏名】後藤 周作
(57)【要約】
【課題】ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得るレンズ部を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および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、前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および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、前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
偏光部材、第１のλ／４部材、第２のλ／４部材、反射型偏光部材および吸収型偏光部材を含む光学部材セットであって、
前記光学部材セットに含まれる各部材は、表示素子から前方に向けて出射された光が、前記偏光部材および前記第１のλ／４部材を通過し、前記反射型偏光部材で反射し、さらに前記第２のλ／４部材を通過した後に前方側に反射して、前記反射型偏光部材および前記吸収型偏光部材を通過するように配置され、
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である、
光学部材セット。
前記光学部材セットに含まれる各部材は、表示素子から前方に向けて出射された光が、前記偏光部材および前記第１のλ／４部材を通過し、前記反射型偏光部材で反射し、さらに前記第２のλ／４部材を通過した後に前方側に反射して、前記反射型偏光部材および前記吸収型偏光部材を通過するように配置され、
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である、
光学部材セット。
【請求項2】
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平行に配置される、請求項１に記載の光学部材セット。
【請求項3】
前記偏光部材、前記第１のλ／４部材および前記第２のλ／４部材は、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が４０°～５０°となり、かつ、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が４０°～５０°となるように配置される、請求項１に記載の光学部材セット。
【請求項4】
請求項１から３のいずれかに記載の光学部材セットで用いられ、
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とを有する積層体である、
前記光学部材セット用積層体。
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とを有する積層体である、
前記光学部材セット用積層体。
【請求項5】
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層される、請求項４に記載の光学部材セット用積層体。
【請求項6】
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平行に配置される、請求項４に記載の光学部材セット用積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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）。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１０３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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レンズ部の提供を主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１．本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および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、前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である。
２．上記１に記載のレンズ部において、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平行に配置されてもよい。
３．上記１または２に記載のレンズ部において、上記第一レンズ部と上記ハーフミラーとは一体であってもよい。
４．上記１から３のいずれかに記載のレンズ部は、上記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備えてもよい。
５．上記１から４のいずれかに記載のレンズ部において、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°であってもよく、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°であってもよい。
２．上記１に記載のレンズ部において、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平行に配置されてもよい。
３．上記１または２に記載のレンズ部において、上記第一レンズ部と上記ハーフミラーとは一体であってもよい。
４．上記１から３のいずれかに記載のレンズ部は、上記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備えてもよい。
５．上記１から４のいずれかに記載のレンズ部において、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°であってもよく、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°であってもよい。
【0007】
６．本発明の実施形態による積層体は、上記１から５のいずれかに記載のレンズ部の上記反射部に用いられ、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とを有する。
７．上記６に記載の積層体において、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層されてもよい。
８．上記６または７に記載の積層体において、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平行に配置されてもよい。
７．上記６に記載の積層体において、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層されてもよい。
８．上記６または７に記載の積層体において、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平行に配置されてもよい。
【0008】
９．本発明の実施形態による表示体は、上記１から５のいずれかに記載のレンズ部を有する。
１０．本発明の実施形態による表示体の製造方法は、上記１から５のいずれかに記載のレンズ部を有する表示体の製造方法である。
１０．本発明の実施形態による表示体の製造方法は、上記１から５のいずれかに記載のレンズ部を有する表示体の製造方法である。
【0009】
１１．本発明の実施形態による表示方法は、偏光部材および第１のλ／４部材を介して出射された画像を表す光を、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の前記反射型偏光部材を透過可能にするステップと、前記反射型偏光部材を透過した光を、吸収型偏光部材を透過させるステップと、を有し、前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材との積層体に、前記反射型偏光部材側から、前記反射型偏光部材の反射軸方向の偏光を入射させたときの反射軸透過率は０．５％以下である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態によるレンズ部によれば、ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
（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、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。
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、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。
【0014】
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、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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
第１のλ／４部材２０から出射された第１の円偏光は、ハーフミラー１８および第一レンズ部１６を通過し、第２のλ／４部材２２により第２の直線偏光に変換される。第２のλ／４部材２２から出射された第２の直線偏光は、反射部１４に含まれる反射型偏光部材を透過せずにハーフミラー１８に向けて反射される。このとき、反射部１４に含まれる反射型偏光部材に入射した第２の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の反射軸と同方向である。そのため、反射部に入射した第２の直線偏光は、反射型偏光部材で反射される。
【0021】
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、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で反射される。ハーフミラー１８で反射された第２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の直線偏光は、反射部１４に含まれる反射型偏光部材を透過する。このとき、反射部１４に含まれる反射型偏光部材に入射した第３の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の透過軸と同方向である。そのため、反射部１４に入射した第３の直線偏光は、反射型偏光部材を透過する。
【0022】
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。
【0023】
例えば、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、互いに略平行に配置されてもよいし、略直交に配置されてもよい。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。
【0024】
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。
【0025】
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０．７５以上１未満であり、０．８以上０．９５以下であってもよい。
【0026】
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。
【0027】
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０．７５以上１未満であり、０．８以上０．９５以下であってもよい。
【0028】
反射部１４は、反射型偏光部材に加え、吸収型偏光部材を含んでいてもよい。吸収型偏光部材は、反射型偏光部材の前方に配置され得る。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、反射型偏光部材の透過軸と吸収型偏光部材の透過軸とは互いに略平行に配置され得る。反射部１４が吸収型偏光部材を含む場合、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。
【0029】
図２は、図１に示す表示システムの反射部に用いられる積層体の一例を示す模式的な断面図である。積層体３０は、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とを含み、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とは接着層３６を介して積層されている。接着層を用いることにより、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とが固定され、反射軸と吸収軸（透過軸と透過軸）との軸配置のズレを防止することができる。また、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４との間に形成され得る空気層による悪影響を抑制することができる。接着層３６は、接着剤で形成されてもよいし、粘着剤で形成されてもよい。接着層３６の厚みは、例えば０．０５μｍ～３０μｍであり、好ましくは３μｍ～２０μｍであり、さらに好ましくは５μｍ～１５μｍである。
【0030】
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。この場合、反射型偏光部材の厚みは、例えば１０μｍ～１５０μｍであり、好ましくは２０μｍ～１００μｍであり、さらに好ましくは３０μｍ～６０μｍである。
【0031】
図３は、反射型偏光フィルムに含まれる多層構造の一例を示す模式的な斜視図である。多層構造３２ａは、複屈折性を有する層Ａと複屈折性を実質的に有さない層Ｂとを交互に有する。多層構造を構成する層の総数は、５０～１０００であってもよい。例えば、Ａ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘはｙ軸方向の屈折率ｎｙより大きく、Ｂ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘとｙ軸方向の屈折率ｎｙとは実質的に同一であり、Ａ層とＢ層との屈折率差は、ｘ軸方向において大きく、ｙ軸方向においては実質的にゼロである。その結果、ｘ軸方向が反射軸となり、ｙ軸方向が透過軸となり得る。Ａ層とＢ層とのｘ軸方向における屈折率差は、好ましくは０．２～０．３である。
【0032】
上記Ａ層は、代表的には、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル（例えば、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）が挙げられる。上記Ｂ層は、代表的には、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。上記多層構造は、共押出と延伸とを組み合わせて形成され得る。例えば、Ａ層を構成する材料とＢ層を構成する材料とを押し出した後、多層化する（例えば、マルチプライヤーを用いて）。次いで、得られた多層積層体を延伸する。図示例のｘ軸方向は、延伸方向に対応し得る。
【0033】
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。
【0034】
反射型偏光部材（反射型偏光フィルム）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（反射型偏光フィルム）の単体透過率（Ｔｓ）は、例えば４３％～４９％であり、好ましくは４５％～４７％である。反射型偏光部材（反射型偏光フィルム）の偏光度（Ｐ）は、例えば９２％～９９．９９％であり得る。
【0035】
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）を含み得る。吸収型偏光膜の厚みは、例えば１μｍ以上２０μｍ以下であり、２μｍ以上１５μｍ以下であってもよく、１２μｍ以下であってもよく、１０μｍ以下であってもよく、８μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよい。
【0036】
上記吸収型偏光膜は、単層の樹脂フィルムから作製してもよく、二層以上の積層体を用いて作製してもよい。
【0037】
単層の樹脂フィルムから作製する場合、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理、延伸処理等を施すことにより吸収型偏光膜を得ることができる。中でも、ＰＶＡ系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られる吸収型偏光膜が好ましい。
【0038】
上記ヨウ素による染色は、例えば、ＰＶＡ系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは３～７倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、ＰＶＡ系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。
【0039】
上記二層以上の積層体を用いて作製する場合の積層体としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたＰＶＡ系樹脂層（ＰＶＡ系樹脂フィルム）との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて得られる吸収型偏光膜は、例えば、ＰＶＡ系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成して、樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との積層体を得ること；当該積層体を延伸および染色してＰＶＡ系樹脂層を吸収型偏光膜とすること；により作製され得る。本実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温（例えば、９５℃以上）で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に２％以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にＰＶＡを塗布する場合でも、ＰＶＡの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にＰＶＡの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、ＰＶＡの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、ＰＶＡ系樹脂層を液体に浸漬した場合において、ＰＶＡ系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる吸収型偏光膜の光学特性は向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材／吸収型偏光膜の積層体はそのまま用いてもよく（すなわち、樹脂基材を吸収型偏光膜の保護層としてもよく）、樹脂基材／吸収型偏光膜の積層体から樹脂基材を剥離した剥離面に、もしくは、剥離面とは反対側の面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。このような吸収型偏光膜の製造方法の詳細は、例えば特開２０１２－７３５８０号公報、特許第６４７０４５５号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【0040】
吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の直交透過率（Ｔｃ）は、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の単体透過率（Ｔｓ）は、例えば４１．０％～４５．０％であり、好ましくは４２．０％以上である。吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の偏光度（Ｐ）は、例えば９９．０％～９９．９９７％であり、好ましくは９９．９％以上である。
【0041】
反射部の（反射部に反射軸方向の偏光を入射させたときの）反射軸透過率は、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。このような反射軸透過率を満足することにより、ユーザの残像（ゴースト）の視認を抑制することができ、優れた表示特性を実現し得る。
【0042】
反射部の直交透過率（Ｔｃ）は、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。このような直交透過率を満足することにより、ユーザの残像（ゴースト）の視認を抑制することができ、優れた表示特性を実現し得る。反射部の単体透過率（Ｔｓ）は、好ましくは４０．０％～４５．０％であり、より好ましくは４１．０％以上である。反射部の偏光度（Ｐ）は、好ましくは９９．０％～９９．９９７％であり、より好ましくは９９．９％以上である。
【0043】
上記反射部の光学特性は、反射型偏光部材の光学特性に相当してもよく、反射型偏光部材と吸収型偏光部材との積層体の光学特性に相当してもよい。上記反射部の光学特性は、反射型偏光部材に吸収型偏光部材を組み合わせることで、極めて良好に達成され得る。
【実施例0044】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、厚みは下記の測定方法により測定した値である。
＜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。
＜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。
【0045】
［実施例１－１］
（偏光膜１の作製）
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率０．７５％、Ｔｇ約７５℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：１００μｍ）を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール（重合度４２００、ケン化度９９．２モル％）およびアセトアセチル変性ＰＶＡ（三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセネックスＺ４１０」）を９：１で混合したＰＶＡ系樹脂１００重量部に、ヨウ化カリウム１３重量部を添加したものを水に溶かし、ＰＶＡ水溶液（塗布液）を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記ＰＶＡ水溶液を塗布して６０℃で乾燥することにより、厚み１３μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、１３０℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に２．４倍に自由端一軸延伸した（空中補助延伸処理）。
次いで、積層体を、液温４０℃の不溶化浴（水１００重量部に対して、ホウ酸を４重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（不溶化処理）。
次いで、液温３０℃の染色浴（水１００重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを１：７の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液）に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）が４２．０％以上となるように濃度を調整しながら６０秒間浸漬させた（染色処理）。
次いで、液温４０℃の架橋浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを３重量部配合し、ホウ酸を５重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（架橋処理）。
その後、積層体を、液温７０℃のホウ酸水溶液（ホウ酸濃度４重量％、ヨウ化カリウム濃度５重量％）に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に総延伸倍率が５．５倍となるように一軸延伸を行った（水中延伸処理）。
その後、積層体を液温２０℃の洗浄浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを４重量部配合して得られた水溶液）に浸漬させた（洗浄処理）。
その後、９０℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が７５℃に保たれたＳＵＳ製の加熱ロールに約２秒接触させた（乾燥収縮処理）。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は５．２％であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み５μｍの偏光膜１（吸収型偏光膜）を形成した。
（偏光膜１の作製）
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率０．７５％、Ｔｇ約７５℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：１００μｍ）を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール（重合度４２００、ケン化度９９．２モル％）およびアセトアセチル変性ＰＶＡ（三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセネックスＺ４１０」）を９：１で混合したＰＶＡ系樹脂１００重量部に、ヨウ化カリウム１３重量部を添加したものを水に溶かし、ＰＶＡ水溶液（塗布液）を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記ＰＶＡ水溶液を塗布して６０℃で乾燥することにより、厚み１３μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、１３０℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に２．４倍に自由端一軸延伸した（空中補助延伸処理）。
次いで、積層体を、液温４０℃の不溶化浴（水１００重量部に対して、ホウ酸を４重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（不溶化処理）。
次いで、液温３０℃の染色浴（水１００重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを１：７の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液）に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）が４２．０％以上となるように濃度を調整しながら６０秒間浸漬させた（染色処理）。
次いで、液温４０℃の架橋浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを３重量部配合し、ホウ酸を５重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（架橋処理）。
その後、積層体を、液温７０℃のホウ酸水溶液（ホウ酸濃度４重量％、ヨウ化カリウム濃度５重量％）に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に総延伸倍率が５．５倍となるように一軸延伸を行った（水中延伸処理）。
その後、積層体を液温２０℃の洗浄浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを４重量部配合して得られた水溶液）に浸漬させた（洗浄処理）。
その後、９０℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が７５℃に保たれたＳＵＳ製の加熱ロールに約２秒接触させた（乾燥収縮処理）。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は５．２％であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み５μｍの偏光膜１（吸収型偏光膜）を形成した。
【0046】
（吸収型偏光フィルムの作製）
得られた吸収型偏光膜の表面（積層体の偏光膜１側の面）に、保護層として厚み２５μｍのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合わせた。具体的には、硬化後の接着剤層の厚みが約１μｍになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、ＵＶ光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離し、シクロオレフィン系樹脂フィルム／吸収型偏光膜の構成を有する吸収型偏光フィルムを得た。
得られた吸収型偏光膜の表面（積層体の偏光膜１側の面）に、保護層として厚み２５μｍのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合わせた。具体的には、硬化後の接着剤層の厚みが約１μｍになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、ＵＶ光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離し、シクロオレフィン系樹脂フィルム／吸収型偏光膜の構成を有する吸収型偏光フィルムを得た。
【0047】
（反射部用フィルムの作製）
反射型偏光フィルム（日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ４」）に、吸収型偏光フィルムを、反射型偏光フィルムの反射軸と吸収型偏光膜の吸収軸とが互いに平行に配置されるように、粘着剤を介して貼り合わせ、反射部用フィルム（積層フィルム）を得た。
反射型偏光フィルム（日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ４」）に、吸収型偏光フィルムを、反射型偏光フィルムの反射軸と吸収型偏光膜の吸収軸とが互いに平行に配置されるように、粘着剤を介して貼り合わせ、反射部用フィルム（積層フィルム）を得た。
【0048】
［実施例１－２および実施例１－３］
偏光膜１の作製において、染色処理の条件を変更したこと以外は実施例１－１と同様にして、反射部用フィルムを得た。
偏光膜１の作製において、染色処理の条件を変更したこと以外は実施例１－１と同様にして、反射部用フィルムを得た。
【0049】
［実施例１－４］
偏光膜１のかわりに下記の偏光膜２を用いたこと以外は実施例１－１と同様にして、反射部用を得た。
（偏光膜２の作製）
厚み３０μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルム（クラレ製、商品名「ＰＥ３０００」）の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に５．９倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理をこの順で施した後、最後に乾燥処理を施すことにより、厚み１２μｍの偏光膜２を作製した。
上記膨潤処理は２０℃の純水で処理しながら２．２倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光膜の単体透過率が４２．０％以上となるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が１：７である３０℃の水溶液中において処理しながら１．４倍に延伸した。次いで、架橋処理は、２段階の架橋処理を採用し、１段階目の架橋処理は４０℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．２倍に延伸した。１段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は５．０重量％で、ヨウ化カリウム含有量は３．０重量％とした。２段階目の架橋処理は６５℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．６倍に延伸した。２段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は４．３重量％で、ヨウ化カリウム含有量は５．０重量％とした。次いで、洗浄処理は、２０℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は２．６重量％とした。最後に、７０℃で５分間乾燥処理して偏光膜２を得た。
偏光膜１のかわりに下記の偏光膜２を用いたこと以外は実施例１－１と同様にして、反射部用を得た。
（偏光膜２の作製）
厚み３０μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルム（クラレ製、商品名「ＰＥ３０００」）の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に５．９倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理をこの順で施した後、最後に乾燥処理を施すことにより、厚み１２μｍの偏光膜２を作製した。
上記膨潤処理は２０℃の純水で処理しながら２．２倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光膜の単体透過率が４２．０％以上となるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が１：７である３０℃の水溶液中において処理しながら１．４倍に延伸した。次いで、架橋処理は、２段階の架橋処理を採用し、１段階目の架橋処理は４０℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．２倍に延伸した。１段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は５．０重量％で、ヨウ化カリウム含有量は３．０重量％とした。２段階目の架橋処理は６５℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．６倍に延伸した。２段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は４．３重量％で、ヨウ化カリウム含有量は５．０重量％とした。次いで、洗浄処理は、２０℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は２．６重量％とした。最後に、７０℃で５分間乾燥処理して偏光膜２を得た。
【0050】
［実施例１－５］
偏光膜２の作製において、染色処理の条件を変更したこと以外は実施例１－４と同様にして、反射部用フィルムを得た。
偏光膜２の作製において、染色処理の条件を変更したこと以外は実施例１－４と同様にして、反射部用フィルムを得た。
【0051】
［実施例２－１から実施例２－５］
反射型偏光フィルムとして日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ５」を用いたこと以外は実施例１－１から実施例１－５と同様にして、反射部用フィルムを得た。
反射型偏光フィルムとして日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ５」を用いたこと以外は実施例１－１から実施例１－５と同様にして、反射部用フィルムを得た。
【0052】
［比較例１］
反射部用フィルムとして、日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ４」（後述の方法により測定されるＴｓは４６．８％であり、Ｐは９６．４％である）を用いた。
反射部用フィルムとして、日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ４」（後述の方法により測定されるＴｓは４６．８％であり、Ｐは９６．４％である）を用いた。
【0053】
［比較例２］
反射部用フィルムとして、日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ５」（後述の方法により測定されるＴｓは４７．０％であり、Ｐは９３．１％である）を用いた。
反射部用フィルムとして、日東電工社製の「ＡＰＣＦＧ５」（後述の方法により測定されるＴｓは４７．０％であり、Ｐは９３．１％である）を用いた。
【0054】
実施例および比較例について、下記の評価を行った。評価結果を表１にまとめる。
＜評価＞
・単体透過率および偏光度
吸収型偏光膜（吸収型偏光フィルム）について、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ２００」）を用いて、単体透過率Ｔｓ、平行透過率Ｔｐおよび直交透過率Ｔｃを測定した。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。
また、得られたＴｐおよびＴｃから、下記式により偏光度Ｐを求めた。
偏光度Ｐ（％）＝｛（Ｔｐ－Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
・反射軸透過率
反射部用フィルムについて、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ２００」）を用いて、反射部用フィルムに含まれる反射型偏光フィルムの反射軸方向の偏光を、反射型偏光フィルム側から入射させ、反射軸透過率を測定した。
＜評価＞
・単体透過率および偏光度
吸収型偏光膜（吸収型偏光フィルム）について、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ２００」）を用いて、単体透過率Ｔｓ、平行透過率Ｔｐおよび直交透過率Ｔｃを測定した。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。
また、得られたＴｐおよびＴｃから、下記式により偏光度Ｐを求めた。
偏光度Ｐ（％）＝｛（Ｔｐ－Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
・反射軸透過率
反射部用フィルムについて、紫外可視分光光度計（大塚電子社製、「ＬＰＦ２００」）を用いて、反射部用フィルムに含まれる反射型偏光フィルムの反射軸方向の偏光を、反射型偏光フィルム側から入射させ、反射軸透過率を測定した。
【0055】
【表1】
【0056】
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。
【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明の実施形態に係るレンズ部は、例えば、ＶＲゴーグル等の表示体に用いられ得る。
【符号の説明】
【0058】
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
３０ 積層体
３２ 反射型偏光部材
３４ 吸収型偏光部材
３６ 接着層
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
３０ 積層体
３２ 反射型偏光部材
３４ 吸収型偏光部材
３６ 接着層
【図1】
【図2】
【図3】