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显示系统、显示方法、显示体及显示体的制造方法公开 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及显示系统、显示方法、显示体及显示体的制造方法。

相关背景技术

[0002] 以液晶显示装置及电致发光(EL)显示装置(例如有机EL显示装置)为代表的影像显示装置急速普及。影像显示装置中,为了实现影像显示、提高影像显示的性能,一般使用偏光构件、相位差构件等光学构件(例如参照专利文献1)。
[0003] 近年来,有开发出影像显示装置的新用途。例如,用以实现Virtual Reality(VR)的附显示器的护目镜(VR护目镜)已开始产品化。有研讨要将VR护目镜利用在各种情况下,因而期望其轻量化、高精细化等。轻量化例如可通过将用于VR护目镜的透镜予以薄型化来达成。另一方面,也期望开发适于使用薄型透镜的显示系统的光学构件。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:(日本)特开2021-103286号公报

具体实施方式

[0032] 以下参照附图针对本发明实施方式进行说明,但本发明不受该等实施方式所限。为了更明确说明附图,相较于实施方式,存在将各部分的宽度、厚度、形状等示意显示的情形,但仅为一例,并非用以限定解释本发明。并且,关于附图,有时会对相同或同等的要素赋予相同附图标记,并省略重复说明。
[0033] (用语及符号的定义)
[0034] 本说明书中的用语及符号的定义如下。
[0035] (1)折射率(nx、ny、nz)
[0036] “nx”为面内折射率达最大的方向(即慢轴方向)的折射率,“ny”为在面内与慢轴正交的方向(即快轴方向)的折射率,而“nz”为厚度方向的折射率。
[0037] (2)面内相位差(Re)
[0038] “Re(λ)”是在23℃下以波长λnm的光测定的面内相位差。例如,“Re(550)”是在23℃下以波长550nm的光测定的面内相位差。Re(λ)在使层(薄膜)的厚度为d(nm)时,利用式:Re(λ)=(nx-ny)×d求出。
[0039] (3)厚度方向的相位差(Rth)
[0040] “Rth(λ)”是在23℃下以波长λnm的光测定的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”是在23℃下以波长550nm的光测定的厚度方向的相位差。Rth(λ)在使层(薄膜)厚度为d(nm)时,利用式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求出。
[0041] (4)Nz系数
[0042] Nz系数利用Nz=Rth/Re求出。
[0043] (5)角度
[0044] 本说明书中提及角度时,只要未特别言及,该角度包含相对于基准方向绕顺时针方向及逆时针方向两方向。因此,例如“45°”指±45°。并且,本说明书中,“大致平行”包含0°±10°的范围,优选为0°±5°的范围内,较优选为0°±3°的范围内,更优选为0°±1°的范围内。“大致正交”包含90°±10°的范围,优选为90°±5°的范围内,较优选为90°±3°的范围内,更优选为90°±1°的范围内。
[0045] 图1是表示本发明一实施方式的显示系统的概略构成的示意图。图1中示意图示显示系统2的各构成要素的配置及形状等。显示系统2具备有:显示元件12、包含反射型偏光构件的反射部14、第一透镜部16、半反射镜18、第一相位差构件20、第二相位差构件22及第二透镜部24。反射部14其配置于显示元件12的显示面12a侧即前方,其可反射从显示元件12射出的光。第一透镜部16其配置于显示元件12与反射部14之间的光路上,半反射镜18其配置于显示元件12与第一透镜部16之间。第一相位差构件20其配置于显示元件12与半反射镜18之间的光路上,第二相位差构件22其配置于半反射镜18与反射部14之间的光路上。
[0046] 显示元件12例如为液晶显示器或有机EL显示器,且具有用以显示影像的显示面12a。要从显示面12a射出的光例如会通过显示元件12可包含的偏光构件(代表上为偏光薄膜)后射出,成为第一直线偏光。
[0047] 第一相位差构件20为λ/4构件,其可将入射第一相位差构件20的第一直线偏光转换成第一圆偏光(以下,有时将第一相位差构件称为第一λ/4构件)。此外,第一相位差构件20也可设于显示元件12上而成一体。
[0048] 半反射镜18使从显示元件12射出的光透射,并使经反射部14反射的光朝反射部14反射。半反射镜18设于第一透镜部16上而成一体。
[0049] 第二相位差构件22为λ/4构件,其可使经反射部14及半反射镜18反射的光透射包含反射型偏光构件的反射部14(以下有时将第二相位差构件称为第二λ/4构件)。此外,第二相位差构件22也可设于第一透镜部16上而成一体。
[0050] 从第一λ/4构件20射出的第一圆偏光会通过半反射镜18及第一透镜部16,并通过第二λ/4构件22转换成第二直线偏光。从第二λ/4构件22射出的第二直线偏光不会透射反射部14所含的反射型偏光构件而朝半反射镜18反射。此时,入射反射部14所含的反射型偏光构件的第二直线偏光的偏光方向系与反射型偏光构件的反射轴同方向。因此,入射反射部14的第二直线偏光会被反射型偏光构件反射。
[0051] 由反射部14反射的偏光(具体上为上述第二直线偏光)的椭圆率为0.01以下,优选为0.009以下,较优选为0.007以下。根据所述椭圆率,例如可抑制漏光而有助于高精细化。椭圆率为圆偏光的短轴/长轴的比,例如完全圆偏光时的椭圆率为1,完全直线偏光时的椭圆率为0。在一实施方式中,椭圆率以视感度高(例如人眼容易辨识光)的波长550nm进行测定。
[0052] 经反射部14反射的第二直线偏光通过第二λ/4构件22转换成第二圆偏光,而从第二λ/4构件22射出的第二圆偏光则通过第一透镜部16而被半反射镜18反射。经半反射镜18反射的圆偏光会通过第一透镜部16,并通过第二λ/4构件22转换成第三直线偏光。第三直线偏光会透射反射部14所含的反射型偏光构件。此时,入射反射部14所含的反射型偏光构件的第三直线偏光的偏光方向与反射型偏光构件的透射轴同方向。因此,入射反射部14的第三直线偏光会透射反射型偏光构件。
[0053] 透射反射部14的光会通过第二透镜部24而入射使用者的眼睛26。
[0054] 例如,显示元件12所含的偏光构件的吸收轴与反射部14所含的反射型偏光构件的反射轴可配置成互相大致平行,也可配置成大致正交。显示元件12所含的偏光构件的吸收轴与第一相位差构件20的慢轴构成的角度例如为40°~50°,可为42°~48°,也可为约45°。显示元件12所含的偏光构件的吸收轴与第二相位差构件22的慢轴构成的角度例如为40°~
50°,可为42°~48°,也可为约45°。
[0055] 第一相位差构件20的面内相位差Re(550)例如为100nm~190nm,可为110nm~180nm,可为130nm~160nm,也可为135nm~155nm。
[0056] 第一相位差构件20优选展现相位差值随测定光的波长而变大的逆色散波长特性。第一相位差构件20的Re(450)/Re(550)例如小于1,可为0.95以下,更可小于0.90,且更可为
0.85以下。第一相位差构件20的Re(450)/Re(550)例如为0.75以上。
[0057] 在一实施方式中,第一相位差构件20满足Re(400)/Re(550)<0.85、Re(650)/Re(550)>1.03及Re(750)/Re(550)>1.05全部。第一相位差构件20优选满足选自下述中的至少1者,较优选满足至少2者,更优选满足全部:0.65<Re(400)/Re(550)<0.80(优选为0.7<Re(400)/Re(550)<0.75)、1.0<Re(650)/Re(550)<1.25(优选为1.05<Re(650)/Re(550)<1.20)、及1.05<Re(750)/Re(550)<1.40(优选为1.08<Re(750)/Re(550)<1.36)。
[0058] 第一相位差构件20优选为折射率特性展现nx>ny≥nz的关系。在此“ny=nz”不只ny与nz完全相同的情况,还包含实质上相同的情况。因此,在不损及本发明效果的范围下可有成为ny<nz的情形。第一相位差构件20的Nz系数优选为0.9~3,较优选为0.9~2.5,更优选为0.9~1.5,尤优选为0.9~1.3。
[0059] 第一相位差构件20的ISC值例如为50以下,优选为40以下,较优选为30以下,更优选为20以下。通过第一相位差构件20满足所述ISC值,可实现视辨性优异的显示系统。例如,通过满足所述ISC值,可提升面内相位差的均一性,结果可抑制在后述的反射部的漏光等。ISC值可成为平滑性或不均的指标。
[0060] 第一相位差构件20的厚度偏差优选为1μm以下,较优选为0.8μm以下,更优选为0.6μm以下,又更优选为0.4μm以下。根据所述厚度偏差,例如可良好达成上述ISC值。在此,厚度偏差可通过测定位于相位差构件的面内的第一部位的厚度、与从第一部位起往任意方向(例如上方向、下方向、左方向及右方向)拉开预定间隔(例如5mm~15mm)的位置的厚度来求算。
[0061] 第一相位差构件20的每单位厚度的ISC值优选为1以下,较优选为0.7以下,更优选为0.5以下。每单位厚度的ISC值例如可通过以厚度(单位:μm)除以ISC值来求算。
[0062] 第一相位差构件20以可满足上述特性的任意适当的材料形成。第一相位差构件20例如可为树脂薄膜的延伸薄膜或液晶化合物的定向固化层。此外,有时会将树脂薄膜的延伸薄膜称为相位差薄膜。
[0063] 上述树脂薄膜所含的树脂可列举:聚碳酸酯系树脂、聚酯碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚乙烯缩醛系树脂、聚芳酯系树脂、环状烯烃系树脂、纤维素系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚醚系树脂、聚苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂等。该等树脂可单独使用,也可组合(例如掺合、共聚)来使用。第一相位差构件20展现逆色散波长特性时,可适优选使用含聚碳酸酯系树脂或聚酯碳酸酯系树脂(以下有时仅称为聚碳酸酯系树脂)的树脂薄膜。
[0064] 只要可获得本发明的效果,上述聚碳酸酯系树脂便可使用任意适当的聚碳酸酯系树脂。例如,聚碳酸酯系树脂包含:源自芴系二羟基化合物的结构单元;源自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元;以及源自选自由脂环式二醇、脂环式二甲醇、二、三或聚乙二醇、以及伸烷基二醇或螺甘油所构成群组中的至少1种二羟基化合物的结构单元。聚碳酸酯系树脂优选包含:源自芴系二羟基化合物的结构单元;源自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元;源自脂环式二甲醇的结构单元;以及/或是,源自二、三或聚乙二醇的结构单元;更优选包含:源自芴系二羟基化合物的结构单元;源自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元;以及源自二、三或聚乙二醇的结构单元。聚碳酸酯系树脂也可视需要包含有源自其他二羟基化合物的结构单元。此外,可适优选用于第一相位差构件的聚碳酸酯系树脂及第一相位差构件的形成方法的详细内容,例如记载于(日本)特开2014-10291号公报、(日本)特开2014-26266号公报、(日本)特开2015-212816号公报、(日本)特开2015-212817号公报、(日本)特开2015-212818号公报中,本说明书即援用该等公报的记载作为参考。
[0065] 上述液晶化合物的定向固化层是液晶化合物在层内于预定方向定向且其定向状态经固定的层。此外,“定向固化层”的概念包含如后述使液晶单体硬化而得的定向硬化层。以第一相位差构件来说,代表上棒状液晶化合物沿第一相位差构件的慢轴方向排列的状态下定向(沿面定向)。棒状液晶化合物可举例如液晶聚合物及液晶单体。液晶化合物优选可聚合。液晶化合物若可聚合,便可使液晶化合物于定向后进行聚合,由此固定液晶化合物的定向状态。
[0066] 上述液晶化合物的定向固化层(液晶定向固化层)可通过下述方式来形成:对预定基材的表面施行定向处理,并于该表面涂敷含液晶化合物的涂敷液,使该液晶化合物于对应上述定向处理的方向定向,并固定该定向状态。定向处理可采用任意适当的定向处理。具体上可举机械性定向处理、物理性定向处理、化学性定向处理。机械性定向处理的具体例可举磨擦处理、延伸处理。物理性定向处理的具体例可举磁场定向处理、电场定向处理。化学性定向处理的具体例可举斜向蒸镀法、光定向处理。各种定向处理的处理条件可按目的采用任意适当的条件。
[0067] 液晶化合物的定向可因应液晶化合物的种类在可展现液晶相的温度下进行处理来进行。通过进行所述温度处理,液晶化合物会变为液晶状态,而该液晶化合物会因应基材表面的定向处理方向而定向。
[0068] 在一实施方式中,定向状态的固定通过冷却依上述方式定向的液晶化合物来进行。当液晶化合物为聚合性或交联性时,定向状态的固定通过对依上述方式定向的液晶化合物施行聚合处理或交联处理来进行。
[0069] 上述液晶化合物可使用任意适当的液晶聚合物及/或液晶单体。液晶聚合物及液晶单体各自可单独使用,也可组合。液晶化合物的具体例及液晶定向固化层的制作方法记载于例如(日本)特开2006-163343号公报、(日本)特开2006-178389号公报、国际公开第2018/123551号公报中。本说明书即援用该等公报的记载作为参考。
[0070] 第一相位差构件20的厚度优选为100μm以下。具体而言,以树脂薄膜的延伸薄膜构成的第一相位差构件20的厚度例如为10μm~100μm,优选为10μm~70μm,较优选为10μm~60μm,更优选为20μm~50μm。并且,以液晶定向固化层构成的第一相位差构件20的厚度例如为1μm~10μm,优选为1μm~8μm,较优选为1μm~6μm,更优选为1μm~4μm。
[0071] 第二相位差构件22的面内相位差Re(550)例如为100nm~190nm,可为110nm~180nm,可为130nm~160nm,也可为135nm~155nm。
[0072] 第二相位差构件22优选展现相位差值随测定光的波长而变大的逆色散波长特性。第二相位差构件22的Re(450)/Re(550)例如小于1,可为0.95以下,更可小于0.90,且更可为
0.85以下。第二相位差构件22的Re(450)/Re(550)例如为0.75以上。
[0073] 在一实施方式中,第二相位差构件22满足Re(400)/Re(550)<0.85、Re(650)/Re(550)>1.03及Re(750)/Re(550)>1.05全部。第二相位差构件22优选满足选自下述中的至少1者,较优选满足至少2者,更优选满足全部:0.65<Re(400)/Re(550)<0.80(优选为0.7<Re(400)/Re(550)<0.75)、1.0<Re(650)/Re(550)<1.25(优选为1.05<Re(650)/Re(550)<1.20)、及1.05<Re(750)/Re(550)<1.40(优选为1.08<Re(750)/Re(550)<1.36)。
[0074] 第二相位差构件22优选为折射率特性展现nx>ny≥nz的关系。在此“ny=nz”不只ny与nz完全相同的情况,还包含实质上相同的情况。因此,在不损及本发明效果的范围下可有成为ny<nz的情形。第二相位差构件22的Nz系数优选为0.9~3,较优选为0.9~2.5,更优选为0.9~1.5,尤优选为0.9~1.3。
[0075] 第二相位差构件22的ISC值例如为50以下,优选为40以下,较优选为30以下,更优选为20以下。通过第二相位差构件22满足所述ISC值,可实现视辨性优异的显示系统。例如,通过满足所述ISC值,可提升面内相位差的均一性,结果可抑制在后述的反射部的漏光等。ISC值可成为平滑性或不均的指标。
[0076] 第二相位差构件22的厚度偏差优选为1μm以下,较优选为0.8μm以下,更优选为0.6μm以下,又更优选为0.4μm以下。根据所述厚度偏差,例如可良好达成上述ISC值。
[0077] 第二相位差构件22的每单位厚度的ISC值优选为1以下,较优选为0.7以下,更优选为0.5以下。
[0078] 第二相位差构件22以可满足上述特性的任意适当的材料形成。第二相位差构件22例如可为树脂薄膜的延伸薄膜或液晶化合物的定向固化层。关于以树脂薄膜的延伸薄膜或液晶化合物的定向固化层构成的第二相位差构件22,可应用与第一相位差构件20相同的说明。第一相位差构件20与第二相位差构件22可为相同构成(形成材料、厚度、光学特性等)的构件,也可为不同构成的构件。
[0079] 第二相位差构件22的厚度优选为100μm以下。具体而言,以树脂薄膜的延伸薄膜构成的第二相位差构件22的厚度例如为10μm~100μm,优选为10μm~70μm,较优选为10μm~60μm,更优选为20μm~50μm。并且,以液晶定向固化层构成的第二相位差构件22的厚度例如为1μm~10μm,优选为1μm~8μm,较优选为1μm~6μm,更优选为1μm~4μm。
[0080] 上述由反射部14反射的偏光的椭圆率,例如可以显示元件12所含的偏光构件、第一相位差构件20及第二相位差构件22的积层物的椭圆率来评估。
[0081] 另一方面,显示系统2中,可在第一相位差构件20与第二相位差构件22之间形成空间。具体而言,并未使用粘接剂及/或粘合剂使第一相位差构件20与第二相位差构件22一体化,可在第一相位差构件20与第二相位差构件22之间形成空间。因经由空间,例如要使第一相位差构件20的慢轴与第二相位差构件22的慢轴对准可能就有困难。在一实施方式中,通过在显示系统2中管理上述椭圆率,可大有助于高精细化、提升视辨性。
[0082] 上述椭圆率例如可通过调整第一相位差构件的面内相位差(a)与第二相位差构件的面内相位差(b)的差来达成。第一相位差构件的面内相位差(a)与第二相位差构件的面内相位差(b)的差的绝对值例如为3.5nm以下,优选为3.0nm以下,较优选为2.5nm以下,更优选为2.0nm以下,尤优选为1.5nm以下,最优选为1.0nm以下。在一实施方式中,(a)及(b)为Re(590)的值。
[0083] 第一相位差构件的面内相位差(a)与第二相位差构件的面内相位差(b)优选满足下述式(I):
[0084] ((a)-(b))/((a)+(b)/2)≤0.02···(I)。
[0085] 较优选为((a)-(b))/((a)+(b)/2)≤0.015,
[0086] 更优选为((a)-(b))/((a)+(b)/2)≤0.01。
[0087] 反射部14除了反射型偏光构件,也可包含有吸收型偏光构件。吸收型偏光构件可配置于反射型偏光构件的前方。反射型偏光构件的反射轴与吸收型偏光构件的吸收轴可配置成互相大致平行,且反射型偏光构件的透射轴与吸收型偏光构件的透射轴可配置成互相大致平行。反射部14包含吸收型偏光构件时,反射部14也可包含有具有反射型偏光构件与吸收型偏光构件的积层体。
[0088] 上述反射型偏光构件可在将与其透射轴平行的偏光(代表上为直线偏光)维持其偏光状态的状态下透射,并反射其以外的偏光状态的光。反射型偏光构件的正交透射率(Tc)例如可为0.01%~3%。反射型偏光构件的单体透射率(Ts)例如可为43%~49%,优选可为45%~47%。反射型偏光构件的偏光度(P)例如可为92%~99.99%。反射型偏光构件代表上以具有多层结构的薄膜(有时称为反射型偏光薄膜)构成。反射型偏光薄膜的市售物可举例如3M公司制的商品名“DBEF”、“APF”、日东电工公司制的商品名“APCF”。
[0089] 上述吸收型偏光构件代表上可包含含二色性物质的树脂薄膜(有时称为吸收型偏光膜)。吸收型偏光膜的厚度例如为1μm以上且20μm以下,可为2μm以上且15μm以下,可为12μm以下,可为10μm以下,可为8μm以下,也可为5μm以下。
[0090] 上述吸收型偏光膜可由单层树脂薄膜制作,也可使用二层以上的积层体来制作。
[0091] 由单层树脂薄膜制作时,例如可通过对聚乙烯醇(PVA)系薄膜、部分缩甲醛化PVA系薄膜、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜,施行利用碘或二色性染料等二色性物质进行的染色处理、延伸处理等,而获得吸收型偏光膜。其中,优选为将PVA系薄膜用碘染色并进行单轴延伸所得的吸收型偏光膜。
[0092] 上述利用碘进行的染色,例如可通过将PVA系薄膜浸渍于碘水溶液中来进行。上述单轴延伸之延伸倍率优选为3~7倍。延伸可在染色处理后进行,也可边染色边进行。并且,也可延伸后再染色。视需要,对PVA系薄膜施行膨润处理、交联处理、洗净处理、干燥处理等。
[0093] 作为使用上述二层以上的积层体来制作时的积层体,可列举以下积层体:树脂基材与积层于该树脂基材的PVA系树脂层(PVA系树脂薄膜)的积层体;或者树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的积层体。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的积层体而得的吸收型偏光膜,例如可通过以下步骤来制作:将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材并使其干燥,在树脂基材上形成PVA系树脂层,而获得树脂基材与PVA系树脂层的积层体;以及将该积层体延伸及染色,而将PVA系树脂层制成吸收型偏光膜。本实施方式中,优选在树脂基材的单侧形成含卤化物与聚乙烯醇系树脂的聚乙烯醇系树脂层。延伸在代表上包含使积层体浸渍于硼酸水溶液中来延伸。并且视需求,延伸可更包含在硼酸水溶液中进行延伸前将积层体在高温(例如95℃以上)下进行空中延伸。并且,在本实施方式中,优选将积层体供于干燥收缩处理,该干燥收缩处理系将积层体边往长边方向输送边加热从而使其于宽度方向收缩2%以上。代表上,本实施方式的制造方法包含对积层体依序施行空中辅助延伸处理、染色处理、水中延伸处理及干燥收缩处理。通过导入辅助延伸,即便是在将PVA涂布于热塑性树脂上的情况下仍可提高PVA的结晶性,而可达成高光学特性。并且,同时事先提高PVA的定向性,可在后续的染色步骤或延伸步骤中浸渍于水中时,防止PVA的定向性降低或溶解等问题,而可达成高光学特性。并且,将PVA系树脂层浸渍于液体中时,相较于PVA系树脂层不含卤化物的情况,更可抑制聚乙烯醇分子的定向紊乱及定向性的降低。从而,可提升经由染色处理及水中延伸处理等将积层体浸渍于液体中来进行的处理步骤而得的吸收型偏光膜的光学特性。并且,透过干燥收缩处理使积层体于宽度方向收缩,可提升光学特性。所得树脂基材/吸收型偏光膜的积层体可直接使用(即,可将树脂基材作为吸收型偏光膜的保护层),也可于从树脂基材/吸收型偏光膜的积层体剥离树脂基材后的剥离面、或于与剥离面相反侧的面积层符合目的的任意适当的保护层来使用。所述吸收型偏光膜的制造方法的详细内容记载于例如(日本)特开2012-73580号公报、(日本)特许第6470455号中。本说明书中引用该等公报整体的记载作为参考。
[0094] 吸收型偏光构件(吸收型偏光膜)的正交透射率(Tc)优选为0.5%以下,较优选为0.1%以下,更优选为0.05%以下。吸收型偏光构件(吸收型偏光膜)的单体透射率(Ts)例如为41.0%~45.0%,优选为42.0%以上。吸收型偏光构件(吸收型偏光膜)的偏光度(P)例如为99.0%~99.997%,优选为99.9%以上。
[0095] 图2是说明图1所示显示系统中的光的行进与偏光状态变化的一例的概略图。具体而言,图2(a)是说明该显示系统中的光的行进的一例的概略图,图2(b)是说明在该显示系统中光透射各构件或被各构件反射而产生的偏光状态变化的一例的概略图。图2中,在显示元件12附加的实线箭头表示显示元件12所含的偏光构件的吸收轴方向,在第一相位差构件20及第二相位差构件22附加的箭头表示慢轴方向,在反射部14所含的反射型偏光构件14a附加的实线箭头表示反射轴方向,虚线箭头表示各偏光构件的透射轴方向。图式例中,第一相位差构件20与第二相位差构件22配置成彼此的慢轴大致平行。显示元件12所含的偏光构件的吸收轴与反射部14所含的反射型偏光构件14a的反射轴配置成互相大致平行。换言之,经由显示元件12所含的偏光构件射出的光的偏光方向与反射部14所含的反射型偏光构件
14a的反射轴互相大致正交。
[0096] 从显示元件12经由偏光构件以第一直线偏光的形式射出的光L通过第一λ/4构件20转换成第一圆偏光。第一圆偏光会通过半反射镜18及第一透镜部16(在图2中未图示),并通过第二λ/4构件22转换成偏光方向与第一直线偏光呈正交的第二直线偏光。第二直线偏光其偏光方向与反射部14所含的反射型偏光构件14a的反射轴同方向(大致平行)。因此,入射反射部14的第二直线偏光会通过反射型偏光构件14a而朝半反射镜18反射。
[0097] 经反射部14反射的第二直线偏光通过第二λ/4构件22转换成第二圆偏光。第二圆偏光的旋转方向与第一圆偏光的旋转方向为同方向。从第二λ/4构件22射出的第二圆偏光通过第一透镜部16后被半反射镜18反射,而转换成朝向与第二圆偏光相反方向旋转的第三圆偏光。经半反射镜18反射的第三圆偏光会通过第一透镜部16,并通过第二λ/4构件22转换成第三直线偏光。第三直线偏光的偏光方向与第二直线偏光的偏光方向正交,且与反射型偏光构件14a的透射轴同方向(大致平行)。因此,第三直线偏光可透射反射型偏光构件14a。并且,虽未图示,但反射部包含吸收型偏光构件时,配置成其吸收轴与反射型偏光构件14a的反射轴大致平行,因此透射反射型偏光构件14a的第三直线偏光可直接透射吸收型偏光构件。透射反射部14的光会通过第二透镜部24而入射使用者的眼睛26。
[0098] 如上述,在本发明实施方式的显示系统中,从显示元件12经由偏光构件射出的第一直线偏光通过第一λ/4构件20转换成第一圆偏光,并通过第二λ/4构件22转换成第二直线偏光,且可被反射部14反射。在此,将由反射部14反射的偏光的椭圆率设为0.01以下,可极良好地抑制在反射部14的漏光,结果可适优选抑制应被反射部14反射或吸收的光以重影(ghost)的方式被使用者视辨到。
[0099] 图2所示例中,配置成从显示元件12侧观看时,第一相位差构件20及第二相位差构件22的慢轴皆相对于显示元件12所含的偏光构件的吸收轴往逆时针方向构成预定角度(例如40°~50°),但也可配置成该等往顺时针方向构成预定角度(例如40°~50°)。此时也可应用与上述相同的说明。第一相位差构件20与第二相位差构件22配置成使彼此的慢轴构成的角度为例如7°以下、优选为6°以下、较优选为5°以下、更优选为4°以下、又更优选为3°以下。通过第一相位差构件20的慢轴与第二相位差构件22的慢轴满足所述关系,可良好地达成上述椭圆率。
[0100] 图2所示例中,第一相位差构件20的慢轴与第二相位差构件22的慢轴配置成互相大致平行,但也可如图3所示配置成大致正交。例如,可配置成第一相位差构件20的慢轴与第二相位差构件22的慢轴中的任一者相对于显示元件12所含的偏光构件的吸收轴往逆时针方向构成预定角度(例如40
[0101] °~50°),且配置成另一者相对于偏光构件的吸收轴往顺时针方向构成预定角度(例如40°~50°)。此时,与图2所示的例不同,显示元件12所含的偏光构件的吸收轴与反射部14所含的反射型偏光构件14a的反射轴可配置成互相大致正交。而且,第一相位差构件20与第二相位差构件22配置成使彼此的慢轴构成的角度为例如83°~97°、优选为84°~96°、较优选为85°~95°、更优选为86°~94°、又更优选为87°~93°。通过第一相位差构件20的慢轴与第二相位差构件22的慢轴满足所述关系,可良好地达成上述椭圆率。
[0102] 实施例
[0103] 以下,通过实施例来具体说明本发明,但本发明不受该等实施例所限。此外,实施例等中的试验及评估方法如下。此外,记载为“份”时,只要无特别说明事项即指“重量份”,而记载为“%”时,只要无特别说明事项即指“重量%”。
[0104] (1)厚度
[0105] 10μm以下的厚度使用扫描型电子显微镜(日本电子公司制,产品名“JSM-7100F”)进行测定。大于10μm的厚度使用数位测微器(Anritsu公司制,产品名“KC-351C”)进行测定。
[0106] (2)面内相位差Re(λ)
[0107] 使相位差薄膜的宽度方向中央部及两端部中的一边与该薄膜的宽度方向平行后裁切成宽度50mm、长度50mm的正方形状,制出试料。将该试料使用穆勒矩阵偏光仪(Axometrics公司制,产品名“Axoscan”),在23℃下测定在各波长下的面内相位差。
[0108] (3)偏光薄膜的单体透射率及偏光度
[0109] 使用光谱光度计(大冢电子公司制,“LPF-200”),测定偏光薄膜的单体透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc。该等Ts、Tp及Tc是以JIS Z8701的2度视野(C光源)进行测定并进行视感度校正后的Y值。从所得的Tp及Tc利用下述式求算偏光薄膜的偏光度。
[0110] 偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
[0111] (4)厚度偏差
[0112] 将相位差薄膜裁切成100mm×100mm的尺寸,做成测定试样。如图4所示,测定测定试样的中心与从中心起往上下左右各远离10mm的4点共计5点的厚度,并将最大值与最小值的差作为厚度偏差。
[0113] (5)ISC值
[0114] 针对相位差薄膜,使用i-system Co.,Ltd.制的EyeScale-4W测定ISC值。具体而言,根据测定装置的规格,以3CCD影像感测器的ISC测定模式,算出面内不均作为ISC值。
[0115] 图5是用以说明ISC值的测定方法的图,其为从上方观看光源、相位差薄膜、荧幕、CCD相机的配置的概略图。如图5所示,依序配置光源L、相位差薄膜M及荧幕S,并通过CCD相机C测定投影于荧幕S的透射影像。此外,相位差薄膜M贴附于无碱玻璃板(康宁公司制,1737)上,并以配置成使其玻璃板位于光源L侧的状态供于测定。
[0116] 从光源L至相位差薄膜M的X轴方向上的距离配置成10~60cm。从光源L至荧幕S的X轴方向上的距离配置成70~130cm。从CCD相机C至相位差薄膜M的Y轴方向上的距离配置成3~30cm。从CCD相机C至荧幕S的X轴方向上的距离配置成70~130cm。
[0117] [制造例1-1:相位差薄膜1的制作]
[0118] 在由2台具备有搅拌叶片及控制成100℃的回流冷却器的直立型反应器构成的批次聚合装置中,馈入双[9-(2-苯氧基羰基乙基)芴-9-基]
[0119] 甲烷29.60重量份(0.046mol)、异山梨醇(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)及作为触媒的乙‑2 ‑5酸钙一水合物1.19×10 重量份(6.78×10 mol)。将反应器内进行减压氮取代后,以热介质加温,并于内温达100℃的时间点开始搅拌。在升温开始40分钟后使内温达到220℃,控制维持该温度的同时开始减压,在达到220℃后以90分钟使其成为13.3kPa。将随聚合反应副生成的苯酚蒸气导入100℃的回流冷却器,使苯酚蒸气中所含些许量的单体成分返回反应器,并将未凝聚的苯酚蒸气导入45℃的凝聚器中回收。将氮导入第一反应器暂时使其回复到大气压后,将第一反应器内的经寡聚化的反应液移至第二反应器。接着,开始进行第二反应器内的升温及减压,并以50分钟使内温成为240℃、压力成为0.2kPa。然后,进行聚合直到达到预定的搅拌功率。在达到预定功率的时间点将氮导入反应器中使压力回复,并将所生成的聚酯碳酸酯系树脂挤出至水中,裁切束状物而获得丸粒。
[0120] 将所得聚酯碳酸酯系树脂(丸粒)在80℃下真空干燥5小时后,使用具备单轴挤制机(东芝机械公司制,缸筒设定温度:250℃)、T型模(宽200mm,设定温度:250℃)、冷却辊(设定温度:120~130℃)及卷取机的薄膜制膜装置,制作出厚度130μm的长条状树脂薄膜。将所得长条状树脂薄膜以延伸温度140℃、延伸倍率2.7倍沿宽度方向延伸。
[0121] 依上述方式,而获得厚度为47μm、Re(590)为143nm且Nz系数为1.2的相位差薄膜1。所得相位差薄膜1的Re(450)/Re(550)为0.856。并且,在表1示出相位差薄膜1的ISC值及厚度偏差。
[0122] [制造例1-2:相位差薄膜2的制作]
[0123] 除了变更延伸温度外,以与制造例1-1相同方式而获得相位差薄膜2。所得相位差薄膜2的厚度为47μm,Re(590)为147nm,Nz系数为1.2,Re(450)/Re(550)为0.856。并且,在表1示出相位差薄膜2的ISC值及厚度偏差。
[0124] [表1]
[0125]
[0126] [制造例2:偏光薄膜的制作]
[0127] 热塑性树脂基材使用长条状且Tg约75℃的非晶质间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度:100μm),并对树脂基材的单面施行了电晕处理。
[0128] 在以9:1混合聚乙烯醇(聚合度4200,皂化度99.2摩尔%)及乙酰乙酰基改质PVA(Mitsubishi Chemical Co.制、商品名“GOHSENX Z410”)而成的PVA系树脂100重量份中添加碘化钾13重量份,并将所得者溶于水中而调制出PVA水溶液(涂布液)。
[0129] 在树脂基材的电晕处理面涂布上述PVA水溶液并在60℃下干燥,由此形成厚度13μm的PVA系树脂层,而制作出积层体。
[0130] 将所得积层体在130℃的烘箱内往纵向(长边方向)进行单轴延伸成2.4倍(空中辅助延伸处理)。
[0131] 接着,使积层体浸渍于液温40℃的不溶解浴(相对于水100重量份掺混4重量份的硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒钟(不溶解处理)。
[0132] 接着,在液温30℃的染色浴(相对于水100重量份,以1:7的重量比掺混碘与碘化钾而得的碘水溶液)中调整浓度的同时使其浸渍于其中60秒钟,以使最后所得吸收型偏光膜的单体透射率(Ts)成为所期望的值(染色处理)。
[0133] 接着,使其浸渍于液温40℃的交联浴(相对于水100重量份掺混3重量份的碘化钾并掺混5重量份的硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒钟(交联处理)。
[0134] 然后,一边使积层体浸渍于液温70℃的硼酸水溶液(硼酸浓度4重量%、碘化钾浓度5重量%)中,一边在周速相异的辊间往纵向(长边方向)进行单轴延伸以使总延伸倍率达5.5倍(水中延伸处理)。
[0135] 然后,使积层体浸渍于液温20℃的洗净浴(相对于水100重量份掺混4重量份的碘化钾而得的水溶液)中(洗净处理)。
[0136] 然后,一边在保持于约90℃的烘箱中干燥,一边使其接触表面温度保持于约75℃的SUS制加热辊(干燥收缩处理)。积层体进行干燥收缩处理所得宽度方向的收缩率为5.2%。
[0137] 经由以上步骤,在树脂基材上形成了厚度约5μm的吸收型偏光膜。
[0138] 在所得吸收型偏光膜的表面(与树脂基材为相反侧的面),透过紫外线硬化型粘接剂贴合作为保护层的环烯烃系树脂薄膜(厚度:25μm)。具体而言,涂敷成硬化型粘接剂的总厚度成为约1μm,并使用辊轧机进行贴合。然后,从环烯烃系树脂薄膜侧照射UV光线使粘接剂硬化。接着,剥离树脂基材。
[0139] 由此,获得具有环烯烃系树脂薄膜/吸收型偏光膜的构成的偏光薄膜。偏光薄膜的单体透射率(Ts)为43.4%,偏光度为99.993%。
[0140] [实施例1]
[0141] 作为λ/4构件1及λ/4构件2,准备2片制造例1-1所得的相位差薄膜1且将该等叠合,并叠合制造例2所得的偏光薄膜而获得积层体1及积层体2。积层体1依序叠合偏光薄膜、λ/4构件1、λ/4构件2而成的积层体,积层体2依序叠合λ/4构件1、λ/4构件2、偏光薄膜而成的积层体。
[0142] 相邻的薄膜透过丙烯酸系粘合剂层(日东电工公司制,厚度5μm)叠合。叠合时,各相位差薄膜的慢轴与偏光薄膜的吸收轴的关系在从较λ/4构件2更靠λ/4构件1侧观看积层体时令偏光薄膜的吸收轴方向为基准(0°)时,λ/4构件1的慢轴方向的角度设为-45°,λ/4构件2的慢轴方向的角度设为+45°。在此,“+”表示顺时针方向,“-”表示逆时针方向。
[0143] [实施例2]
[0144] 作为λ/4构件1及λ/4构件2,分别使用制造例1-2所得的相位差薄膜2来替代制造例1-1所得的相位差薄膜1,除此之外以与实施例1相同方式而获得积层体。
[0145] [实施例3]
[0146] 除了将λ/4构件2的慢轴方向的角度从+45°变更成+49°外,以与实施例1相同方式而获得积层体。
[0147] [比较例1]
[0148] 作为λ/4构件2,使用制造例1-2所得的相位差薄膜2来替代制造例1-1所得的相位差薄膜1,除此之外以与实施例1相同方式而获得积层体。
[0149] [比较例2]
[0150] 除了将λ/4构件2的慢轴方向的角度从+45°变更成+53°外,以与实施例1相同方式而获得积层体。
[0151] <评估>
[0152] 针对各实施例及各比较例进行下述评估。将评估结果整合于表2。
[0153] 1.椭圆率
[0154] 测定各实施例及各比较例的积层体1的椭圆率。具体而言,使用穆勒矩阵偏光仪(Axometrics公司制,产品名“Axoscan”),在23℃下使波长550nm的光从积层体1的偏光薄膜侧入射,测定椭圆率。
[0155] 2.正交透射率Tc
[0156] 测定各实施例及各比较例的积层体2的正交透射率。具体而言,从积层体2的λ/4构件1侧入射偏光方向与偏光薄膜的吸收轴方向平行的直线偏光,并使用光谱光度计(大冢电子公司制,“LPF-200”)测定正交透射率Tc。此外,Tc是以JIS Z8701的2度视野(C光源)进行测定并进行视感度校正后的Y值。
[0157] 此外,实施例及比较例所制作的积层体1及积层体2为本发明实施方式的显示系统的简易评估模型。具体而言,根据积层体1,在本发明实施方式的显示系统中,可重现入射反射部14时的偏光状态。根据上述正交透射率评估下的积层体2,在本发明实施方式的显示系统中,例如从显示元件12射出的光经过第一λ/4构件20及第二λ/4构件22后不被反射部14反射,而可评估会造成重影的光的程度。
[0158] [表2]
[0159]
[0160] 相较于比较例,实施例的正交透射率Tc格外地低,而根据所述显示系统,可适优选抑制漏光。影像会在显示系统的透镜部(例如通过凸透镜)被放大,从而正交透射率的差异会大幅影响视辨性。
[0161] 本发明不受上述实施方式所限,可进行各种变形。例如,可以实质上与上述实施方式所示构成相同的构成、可发挥相同作用效果的构成或可达成相同目的的构成作取代。
[0162] 产业上的可利用性
[0163] 本发明实施方式的显示系统例如可用于VR护目镜等的显示体。
[0164] 附图标记说明
[0165] 2:显示系统;12:显示元件;14:反射部;14a:反射型偏光构件;16:第一透镜部;18:半反射镜;20:第一相位差构件;22:第二相位差构件;24:第二透镜部。

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