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公開番号2025126806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024023222
出願日2024-02-19
発明の名称表示システムおよび表示体
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人籾井特許事務所
主分類G02B 27/02 20060101AFI20250822BHJP(光学)
要約【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。
【解決手段】表示システムは、偏光部材を介して画像光を出射する表示素子と、に配置され、反射型偏光部材を含み、前表示素子の前方で画像光を反射する反射部と、表示素子と反射部との間に配置される第一レンズ部と、表示素子と第一レンズ部との間に配置され、表示素子から出射された光を透過させ、反射部で反射された光を反射部に向けて反射させるハーフミラーと、表示素子とハーフミラーとの間の光路上に配置される第一、第二位相差部材および第1、第2の部材とを備え、第一、第二位相差部材はλ/4部材であってNz係数が0.6以上であり、第1、第2の部材は厚み方向の位相差を与える部材であり、表示素子とハーフミラーとの間およびハーフミラーと反射部との間のいずれにおいても、厚み方向の位相差を与える部材は、位相差部材よりも前方または後方に位置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項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一位相差部材と、
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二位相差部材と、
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の部材と、を備え、
前記第一位相差部材および前記第二位相差部材は、それぞれ、λ／４部材であり、
前記第１の部材および前記第２の部材は、それぞれ、厚み方向の位相差を与える部材であり、
前記表示素子と前記ハーフミラーとの間および前記ハーフミラーと前記反射部との間のいずれにおいても、前記厚み方向の位相差を与える部材は、前記位相差部材よりも前方または後方に位置し、
前記第一位相差部材および前記第二位相差部材は、それぞれ、Ｎｚ係数が０．６以上である、
表示システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第一位相差部材および前記第二位相差部材は、それぞれ、Ｎｚ係数が１．５以下である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記厚み方向の位相差を与える部材は、ポジティブＣプレートである、請求項１に記載の表示システム。
【請求項４】
前記第一位相差部材と前記第二位相差部材とは、Ｎｚ係数が実質的に同じのλ／４部材であり、
前記第１の部材と前記第２の部材とは、厚み方向の位相差Ｒｔｈ（５９０）が実質的に同じのポジティブＣプレートであり、
前記Ｒｔｈ（５９０）ｙ（単位：ｎｍ）と、前記Ｎｚ係数ｘとは、下記式（Ｉ）および下記式（ＩＩ）を満足する、請求項１に記載の表示システム：
ｙ≧－１７０．９１ｘ＋５７．０９・・・（Ｉ）
ｙ≦－１７０．９１ｘ＋１１７．０９・・・（ＩＩ）。
【請求項５】
前記第一位相差部材、前記第二位相差部材、前記第１の部材および前記第２の部材は、それぞれ、表面平滑性が１．０ａｒｃｍｉｎ以下である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項６】
前記偏光部材と前記第一位相差部材と前記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、前記反射部と前記第二位相差部材と前記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角３０°、方位角０°～３６０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の楕円率が０．７７以上である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項７】
前記偏光部材と前記第一位相差部材と前記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、前記反射部と前記第二位相差部材と前記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の楕円率が０．９４以上である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項８】
前記偏光部材と前記第一位相差部材と前記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、前記反射部と前記第二位相差部材と前記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の偏光解消指数（ＤＩ）を１から差し引いた値（１－ＤＩ）が９５．５％以上である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
請求項１から９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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システムおよび表示体に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【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、ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ（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表示システム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一位相差部材と、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二位相差部材と、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の部材と、を備え、前記第一位相差部材および前記第二位相差部材は、それぞれ、λ／４部材であり、前記第１の部材および前記第２の部材は、それぞれ、厚み方向の位相差を与える部材であり、前記表示素子と前記ハーフミラーとの間および前記ハーフミラーと前記反射部との間のいずれにおいても、前記厚み方向の位相差を与える部材は、前記位相差部材よりも前方または後方に位置し、前記第一位相差部材および前記第二位相差部材は、それぞれ、Ｎｚ係数が０．６以上である。
２．上記１に記載の表示システムにおいて、上記第一位相差部材および上記第二位相差部材は、それぞれ、Ｎｚ係数が１．５以下であってもよい。
３．上記１または２に記載の表示システムにおいて、上記厚み方向の位相差を与える部材は、ポジティブＣプレートであってもよい。
４．上記１から３のいずれかに記載の表示システムにおいて、上記第一位相差部材と上記第二位相差部材とは、Ｎｚ係数が実質的に同じのλ／４部材であり、上記第１の部材と上記第２の部材とは、厚み方向の位相差Ｒｔｈ（５９０）が実質的に同じのポジティブＣプレートであり、前記Ｒｔｈ（５９０）ｙ（単位：ｎｍ）と、前記Ｎｚ係数ｘとは、下記式（Ｉ）および下記式（ＩＩ）を満足してもよい。
ｙ≧－１７０．９１ｘ＋５７．０９・・・（Ｉ）
ｙ≦－１７０．９１ｘ＋１１７．０９・・・（ＩＩ）
５．上記１から４のいずれかに記載の表示システムにおいて、上記第一位相差部材、上記第二位相差部材、上記第１の部材および上記第２の部材は、それぞれ、表面平滑性が１．０ａｒｃｍｉｎ以下である。
６．上記１から５のいずれかに記載の表示システムにおいて、上記偏光部材と上記第一位相差部材と上記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、上記反射部と上記第二位相差部材と上記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角３０°、方位角０°～３６０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の楕円率が０．７７以上であってもよい。
７．上記１から６のいずれかに記載の表示システムにおいて、上記偏光部材と上記第一位相差部材と上記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、上記反射部と上記第二位相差部材と上記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の楕円率が０．９４以上であってもよい。
８．上記１から７のいずれかに記載の表示システムにおいて、上記偏光部材と上記第一位相差部材と上記第１の部材とを含む第一光学積層体、および、上記反射部と上記第二位相差部材と上記第２の部材とを含む第二光学積層体は、それぞれ、極角０°で測定される波長５５０ｎｍの透過光の偏光解消指数（ＤＩ）を１から差し引いた値（１－ＤＩ）が９５．５％以上であってもよい。
９．上記１から８のいずれかに記載の表示システムは、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。
１０．本発明の実施形態による表示体は、上記１から９のいずれかに記載の表示システムを具備する。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
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に示す表示システムの表示素子と反射部との間に配置される部材の位置関係の一例を模式的に示す図である。
図１に示す表示システムの表示素子と反射部との間に配置される部材の位置関係の別の例を模式的に示す図である。
優れた輝度が得られるときの位相差フィルムのＮｚ係数とポジティブＣプレートの厚み方向の位相差の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。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。また、図面については、同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００１０】
（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、「略平行」は、０°±１０°の範囲を包含し、好ましくは０°±５°の範囲内であり、より好ましくは０°±３°の範囲内であり、さらに好ましくは０°±１°の範囲内である。「略直交」は、９０°±１０°の範囲を包含し、好ましくは９０°±５°の範囲内であり、より好ましくは９０°±３°の範囲内であり、さらに好ましくは９０°±１°の範囲内である。
（【００１１】以降は省略されています）

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