JP7779119B2 - Half mirror - Google Patents
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Description
本発明はハーフミラーに関し、特に円偏光に対する選択反射フィルムと波長板とがその背面に付加されたものに関する。 The present invention relates to a half mirror, and in particular to one with a selective reflection film for circularly polarized light and a wave plate attached to its back surface.
特許文献1及び特許文献2はハーフミラー(half-silvered mirror)の一種である光反射透過部材を開示している。この光反射透過部材は、支持体と、支持体の背面に積層された光学薄膜とを備える。光学薄膜は光の一部分を反射し、また残りの部分を透過する。光学薄膜は背面側から照射する画像光を透過する。したがって光反射透過部材は表示特性を発揮する。光学薄膜は正面から照射する外部光を反射する。したがって光反射透過部材はミラー特性を発揮する。 Patent Documents 1 and 2 disclose a light-reflecting and transmitting component that is a type of half-silvered mirror. This light-reflecting and transmitting component comprises a support and an optical thin film laminated on the back surface of the support. The optical thin film reflects a portion of the light and transmits the remaining portion. The optical thin film transmits image light irradiated from the back side. Therefore, the light-reflecting and transmitting component exhibits display properties. The optical thin film reflects external light irradiated from the front. Therefore, the light-reflecting and transmitting component exhibits mirror properties.
光学薄膜上にはさらに選択反射フィルムが積層されている。選択反射フィルムは左右の円偏光のうち一方を選択的に透過し、他方を選択的に反射する。例えば左円偏光からなる画像光が光反射透過部材の背面、すなわち選択反射フィルムに入射する。選択反射フィルムは左円偏光を透過し、右円偏光を反射する。選択反射フィルムを透過した左円偏光は、光学薄膜と選択反射フィルムとの間で多重反射する。この時、画像光は反射するたびに旋回方向を入れ替える。光学薄膜における左円偏光の透過率は、選択反射フィルムにおける右円偏光の透過率よりも高い。このため、画像光は多重反射を繰り返しながら光学薄膜側から優先的に出射する。したがって選択反射フィルムは光反射透過部材上に表示される画像を明るくする。 A selectively reflective film is further laminated on top of the optical thin film. The selectively reflective film selectively transmits either left- or right-handed circularly polarized light and reflects the other. For example, left-handed circularly polarized image light is incident on the back surface of the light-reflecting/transmitting component, i.e., the selectively reflective film. The selectively reflective film transmits left-handed circularly polarized light and reflects right-handed circularly polarized light. The left-handed circularly polarized light that passes through the selectively reflective film is reflected multiple times between the optical thin film and the selectively reflective film. During this process, the image light changes its rotation direction with each reflection. The transmittance of left-handed circularly polarized light through the optical thin film is higher than the transmittance of right-handed circularly polarized light through the selectively reflective film. As a result, the image light is preferentially emitted from the optical thin film side after repeated multiple reflections. Therefore, the selectively reflective film brightens the image displayed on the light-reflecting/transmitting component.
光学薄膜と選択反射フィルムとを組み合わせてなる光学的構造を適切に設計することで、その正面を観察する観察者から見て、画像光の透過率と外部光の反射率との合計が100%を超える。 By appropriately designing the optical structure, which combines an optical thin film and a selective reflection film, the sum of the transmittance of image light and the reflectance of external light exceeds 100% when viewed from the front by an observer.
直線偏光から円偏光を生成するために光反射透過部材の背面にはさらに1/4波長板が積層される。1/4波長板の速軸及び遅軸に対して偏光軸が45°傾いた直線偏光が入射すると、左円偏光又は右円偏光に変化する。かかる円偏光が光学薄膜と選択反射フィルムとの間で多重反射しながら、光反射透過部材の正面より優先的に出射する。 A quarter-wave plate is further laminated on the back surface of the light-reflecting and transmitting component to generate circularly polarized light from linearly polarized light. When linearly polarized light with its polarization axis tilted 45° relative to the fast and slow axes of the quarter-wave plate is incident, it is converted into left-handed or right-handed circularly polarized light. This circularly polarized light is reflected multiple times between the optical thin film and the selective reflection film, and is preferentially emitted from the front of the light-reflecting and transmitting component.
特許文献3及び特許文献4は、円偏光反射層を備える、画像表示機能付きミラーおよびハーフミラーを開示している。 Patent Documents 3 and 4 disclose a mirror and a half mirror with an image display function that are equipped with a circularly polarized light reflective layer.
上述の光学的構造では、ハーフミラーの背面に円偏光に対する選択反射フィルムが積層され、さらに1/4波長板が積層されている。かかる光学的構造は、直線偏光の透過を促進するが、無偏光の光の透過は促進しない。本発明はより無偏光がかかる光学的構造を透過しやすくなる手段を提供することを目的とする。 In the optical structure described above, a selective reflection film for circularly polarized light is laminated on the back surface of the half mirror, and a quarter-wave plate is further laminated on top of it. This optical structure promotes the transmission of linearly polarized light, but does not promote the transmission of unpolarized light. The object of the present invention is to provide a means to make it easier for unpolarized light to pass through such an optical structure.
<1> 支持体と
前記支持体の背面に積層される部分反射膜と、
前記部分反射膜の背面に積層される選択反射フィルムと、
前記選択反射フィルムの背面に積層される1/4波長板と、をこの順に備えるハーフミラーであって、
前記選択反射フィルムの背面上に、前記1/4波長板の積層された第1の領域と、前記1/4波長板の積層されていない第2の領域とをさらに備え、
前記第2の領域の背面に積層された反射防止フィルムをさらに備え、
前記反射防止フィルムは、その背面に反射防止層を有するとともに、無偏光の光に対して、前記1/4波長板の透過率よりも高い透過率を有する、
ハーフミラー。
<2> 前記反射防止フィルムは、前記1/4波長板よりも小さなリターデーションを有する、
<1>に記載のハーフミラー。
<3> 前記反射防止フィルムは、基材フィルム及び前記基材フィルムの背面に積層された前記反射防止層を有し、
前記基材フィルムは、前記1/4波長板よりも小さな複屈折を有する、
<2>に記載のハーフミラー。
<4> 前記反射防止フィルムは、可視光線の波長帯域の全体にわたって、無偏光の光に対して、前記1/4波長板の透過率よりも高い透過率を有する、
<1>~<3>のいずれかに記載のハーフミラー。
<5> さらに前記1/4波長板の背面に前記反射防止フィルムが積層されており、
前記反射防止フィルムが前記第1の領域と前記第2の領域との境界を覆っており、
前記1/4波長板の背面の中央は前記ハーフミラーの背面側に露出している、
<1>~<4>のいずれかに記載のハーフミラー。
<6> さらに前記1/4波長板の背面の中央に前記反射防止フィルムが積層されており、
前記反射防止フィルムがさらに前記第1の領域の中央を覆っている、
<1>~<4>のいずれかに記載のハーフミラー。
<7> 前記選択反射フィルムは、可視光帯域全体において、左円偏光及び右円偏光のうち一方、以下F偏光という、を他方、以下R偏光という、よりもよく透過するとともに、R偏光をF偏光よりもよく反射し、
前記選択反射フィルムのR偏光に対する反射率は、可視光帯域全体において、前記部分反射膜のF偏光に対する反射率よりも高く、
前記1/4波長板の背面より、前記1/4波長板の速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する直線偏光が入射すると、前記1/4波長板が直線偏光をF偏光に変換し、
前記部分反射膜が前記選択反射フィルムに向かってF偏光を反射するとともに、F偏光をR偏光に変換し、さらに前記選択反射フィルムが前記部分反射膜に向かってR偏光を反射するとともに、R偏光をF偏光に変換することの繰り返しを通じて、前記支持体の正面から優先的にF偏光を出射する、
<1>~<6>のいずれかに記載のハーフミラー。
<8> <1>~<7>のいずれかに記載のハーフミラーと、ディスプレイと、照明とを備え、
前記ディスプレイの表示面は、前記第1の領域において、前記1/4波長板の背面に対向し、
前記表示面から前記1/4波長板に射し込む画像光は、前記1/4波長板の速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する直線偏光であり、
前記照明は、前記第2の領域において、前記反射防止フィルムの背面に対向し、
前記照明から前記反射防止フィルムに射し込む照明光は、無偏光である、
多機能ミラー。
<9> <1>~<7>のいずれかに記載のハーフミラーを作製する方法であって、
部分反射膜と選択反射フィルムの積層された支持体の背面において、前記選択反射フィルムの背面の第1の領域上及び第2の領域上に、1/4波長板を積層し、
第1の領域上の前記1/4波長板を残しつつ、第2の領域上の前記1/4波長板を除去し、
前記第2の領域上において、前記反射防止フィルムを前記選択反射フィルム上に積層する、
方法。
<10> 前記1/4波長板の積層において、前記選択反射フィルムの背面と前記1/4波長板の正面とを透明粘着層で接合し、ここで前記透明粘着層は、前記1/4波長板よりも前記選択反射フィルムに対して強く結合し、
前記1/4波長板の除去において、前記1/4波長板を前記第1の領域と前記第2の領域との境界上で切断してから、前記第2の領域上の前記1/4波長板を前記選択反射フィルムより剥離し、
前記反射防止フィルムの積層において、前記選択反射フィルムの背面と前記反射防止フィルムの正面とを前記第2の領域上に残された前記透明粘着層で接合する、
<9>に記載の方法。
<1> A support; a partially reflective film laminated on the back surface of the support;
a selective reflection film laminated on the back surface of the partially reflective film;
a quarter-wave plate laminated on the back surface of the selective reflection film, in this order;
Further provided on the rear surface of the selective reflection film are a first region where the quarter-wave plate is laminated and a second region where the quarter-wave plate is not laminated;
further comprising an anti-reflection film laminated to the rear surface of the second region;
The anti-reflection film has an anti-reflection layer on its back surface and has a transmittance for unpolarized light that is higher than the transmittance of the quarter-wave plate.
Half mirror.
<2> The antireflection film has a retardation smaller than that of the quarter-wave plate.
The half mirror according to <1>.
<3> The antireflection film includes a substrate film and the antireflection layer laminated on a back surface of the substrate film,
The substrate film has a birefringence smaller than that of the quarter-wave plate.
The half mirror according to <2>.
<4> The antireflection film has a transmittance for unpolarized light that is higher than the transmittance of the quarter-wave plate over the entire wavelength band of visible light.
<3> The half mirror according to any one of <1> to <3>.
<5> The anti-reflection film is laminated on the back surface of the quarter-wave plate,
the anti-reflection film covers the boundary between the first region and the second region,
The center of the rear surface of the quarter-wave plate is exposed on the rear surface side of the half mirror.
<4> The half mirror according to any one of <1> to <4>.
<6> The anti-reflection film is laminated on the center of the back surface of the quarter-wave plate,
The anti-reflection film further covers the center of the first region.
<4> The half mirror according to any one of <1> to <4>.
<7> The selective reflection film transmits one of left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light (hereinafter referred to as F-polarized light) more than the other (hereinafter referred to as R-polarized light) throughout the entire visible light band, and reflects R-polarized light more than F-polarized light,
the reflectance of the selective reflection film for R-polarized light is higher than the reflectance of the partially reflection film for F-polarized light over the entire visible light band;
When linearly polarized light having a polarization axis tilted 45 degrees with respect to the fast axis and slow axis of the quarter-wave plate is incident on the rear surface of the quarter-wave plate, the quarter-wave plate converts the linearly polarized light into F-polarized light,
The partially reflective film reflects F-polarized light toward the selectively reflective film and converts the F-polarized light into R-polarized light, and the selectively reflective film further reflects R-polarized light toward the partially reflective film and converts the R-polarized light into F-polarized light. Through this process repeated, F-polarized light is preferentially emitted from the front surface of the support.
<6> The half mirror according to any one of <1> to <6>.
<8> A half mirror according to any one of <1> to <7>, a display, and lighting,
a display surface of the display facing a rear surface of the quarter-wave plate in the first region;
the image light incident on the quarter-wave plate from the display surface is linearly polarized light having a polarization axis inclined at 45 degrees with respect to the fast axis and the slow axis of the quarter-wave plate,
the illumination faces the rear surface of the anti-reflection film in the second region;
The illumination light incident on the anti-reflection film from the lighting is unpolarized.
Multi-function mirror.
<9> A method for producing a half mirror according to any one of <1> to <7>,
a quarter-wave plate is laminated on the back surface of the support on which the partial reflection film and the selective reflection film are laminated, on the first region and the second region of the back surface of the selective reflection film;
removing the quarter wave plate on a second region while leaving the quarter wave plate on a first region;
laminating the antireflection film on the selective reflection film in the second region;
method.
<10> In laminating the quarter-wave plate, the back surface of the selective reflection film and the front surface of the quarter-wave plate are joined with a transparent adhesive layer, and the transparent adhesive layer is more strongly bonded to the selective reflection film than to the quarter-wave plate,
In removing the quarter-wave plate, the quarter-wave plate is cut on a boundary between the first region and the second region, and then the quarter-wave plate on the second region is peeled off from the selective reflection film;
In laminating the antireflection film, the back surface of the selective reflection film and the front surface of the antireflection film are bonded together with the transparent adhesive layer remaining on the second region.
The method according to <9>.
本発明はより無偏光が光学的構造を透過しやすくなる手段を提供できる。 The present invention provides a means to make it easier for unpolarized light to pass through optical structures.
<ハーフミラー> <Half Mirror>
図1はハーフミラー10を平面視した時の断面を表す。ハーフミラー10は支持体11及び選択反射フィルム15並びにその他の構成要素を備える。説明の便宜のため支持体11の側をハーフミラー10の正面(Front)とし、選択反射フィルム15の側をハーフミラー10の背面(Back)とする。ハーフミラー10内の構成要素及びこれと組み合わされる要素において統一的にその正面及び背面を定める。観察者Obはハーフミラー10をその正面から観察する。 Figure 1 shows a cross section of the half mirror 10 when viewed from above. The half mirror 10 comprises a support 11, a selective reflection film 15, and other components. For ease of explanation, the side of the support 11 will be referred to as the front of the half mirror 10, and the side of the selective reflection film 15 will be referred to as the back of the half mirror 10. The front and back are defined uniformly for the components within the half mirror 10 and the elements combined with them. An observer Ob observes the half mirror 10 from the front.
図1に示す一態様において、ハーフミラー10は支持体11と、部分反射膜13と、選択反射フィルム15と、1/4波長板17aとをこの順に備える。部分反射膜13は支持体11の背面に積層される。選択反射フィルム15は部分反射膜13の背面に積層される。1/4波長板17aは選択反射フィルム15の背面に積層される。 In one embodiment shown in Figure 1, the half mirror 10 comprises a support 11, a partial reflection film 13, a selective reflection film 15, and a quarter-wave plate 17a, in this order. The partial reflection film 13 is laminated on the back surface of the support 11. The selective reflection film 15 is laminated on the back surface of the partial reflection film 13. The quarter-wave plate 17a is laminated on the back surface of the selective reflection film 15.
図1に示す一態様において、ハーフミラー10は選択反射フィルム15の背面上に第1の領域と第2の領域とを備える。第1の領域の一態様は、ハーフミラー10の上下方向の中央に位置する領域21aである。第1の領域の個数は2個以上でもよい。第2の領域の一態様は、ハーフミラーの上下方向の外縁に位置する領域22a及び領域22bである。領域21aには1/4波長板17aが積層している。領域22a及び領域22bには1/4波長板17aは積層していない。第2の領域の個数は1個でもよく、3個以上でもよい。 In one embodiment shown in FIG. 1, the half mirror 10 has a first region and a second region on the back surface of the selective reflection film 15. One embodiment of the first region is region 21a located in the vertical center of the half mirror 10. The number of first regions may be two or more. One embodiment of the second region is region 22a and region 22b located on the vertical outer edges of the half mirror. A quarter-wave plate 17a is laminated in region 21a. No quarter-wave plate 17a is laminated in regions 22a and 22b. The number of second regions may be one, three or more.
図1に示す一態様において、光線Lpが1/4波長板17aの背面に射し込む。光線Lpは、1/4波長板17aの速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する。1/4波長板17aは直線偏光を左円偏光及び右円偏光のうち一方に変換する。選択反射フィルム15と部分反射膜13とによって円偏光の多重反射が起きる、多重反射の詳細は後述する。 In one embodiment shown in Figure 1, light ray Lp is incident on the back surface of quarter-wave plate 17a. Light ray Lp has a polarization axis tilted 45 degrees relative to the fast and slow axes of quarter-wave plate 17a. Quarter-wave plate 17a converts linearly polarized light into one of left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light. Multiple reflections of circularly polarized light occur due to the selective reflection film 15 and the partially reflection film 13; details of multiple reflections will be discussed later.
図1に示す一態様において、ハーフミラー10はAR(反射防止、Anti-Reflective)フィルム19a及び19bをさらに備える。一態様において無偏光の光線UpがARフィルム19a及び19bの背面に射し込む。別の一様態においては、無偏光の光線の発光点の背面、又は発光点に隣接する領域に反射層が設けられている。前記反射層は、選択反射フィルムに入射する無偏光の光線が選択反射フィルムにより反射される円偏光を、選択反射フィルムを透過する旋光方向に変換して反射する。 In one embodiment shown in Figure 1, the half mirror 10 further includes AR (anti-reflective) films 19a and 19b. In one embodiment, unpolarized light rays Up are incident on the back surfaces of the AR films 19a and 19b. In another embodiment, a reflective layer is provided on the back surface of the emission point of the unpolarized light rays or in an area adjacent to the emission point. The reflective layer converts the circularly polarized light reflected by the selective reflection film when unpolarized light rays incident on the selective reflection film into an optical rotation direction that transmits through the selective reflection film and reflects it.
<支持体> <Support>
図1に示す一態様において支持体11はその全体が透明である。他の態様において支持体11は透明な領域と、不透明な領域とを有する。透明な領域を円偏光が透過する。一態様において支持体11は平坦である。他の態様において、支持体11は湾曲する。一態様において支持体11の正面及び背面の少なくともいずれかは平坦である。他の態様において支持体11の正面及び背面の少なくともいずれかは湾曲する。 In one embodiment shown in FIG. 1, the support 11 is entirely transparent. In another embodiment, the support 11 has transparent regions and opaque regions. Circularly polarized light passes through the transparent regions. In one embodiment, the support 11 is flat. In another embodiment, the support 11 is curved. In one embodiment, at least one of the front and back surfaces of the support 11 is flat. In another embodiment, at least one of the front and back surfaces of the support 11 is curved.
図1に示す一態様において、支持体11は透明な基材からなる板である。基材は、可視光帯域全体に渡って20%以上、100%以下の透過率を有する。光学材料では、その表面、いわゆる界面で光が反射される。したがって、光学材料自体の透過率のことを内部透過率と呼ぶことがある。また界面をふくめた全体の透過率を外部透過率と呼ぶことがある。本実施形態では特に言及しない限り透過率は外部透過率をいう。本明細書中の透明な基材からなる他の要素において透過率を同様に解釈する。 In one embodiment shown in Figure 1, the support 11 is a plate made of a transparent substrate. The substrate has a transmittance of 20% or more and 100% or less across the entire visible light range. In optical materials, light is reflected at their surfaces, or so-called interfaces. Therefore, the transmittance of the optical material itself is sometimes referred to as internal transmittance. The overall transmittance, including interfaces, is sometimes referred to as external transmittance. In this embodiment, transmittance refers to external transmittance unless otherwise specified. The same interpretation applies to transmittance in other elements made of a transparent substrate in this specification.
図1に示す一態様において支持体11の透過率は30%以上、100%未満である。一態様において透過率は30、40、50、60、70、80及び90%のいずれかである。基材は無色又は有色である。基材の表面は平滑である。 In one embodiment shown in Figure 1, the transmittance of the support 11 is 30% or more and less than 100%. In one embodiment, the transmittance is any of 30, 40, 50, 60, 70, 80, and 90%. The substrate is colorless or colored. The surface of the substrate is smooth.
一態様において基材は無機ガラスからなる。一態様において無機ガラスは無アルカリガラスである。一態様において無機ガラスはFe成分の少ないソーダライムガラスである。無アルカリガラスはソーダガラスよりも剛性に優れる。一態様において無機ガラスは貼り合わせガラスである。他の態様において基材はプラスチックからなる。一態様においてプラスチックはアクリル及びポリカーボネートのいずれかである。他の態様において支持体11は無機ガラス及び他の部材からなる。係る態様において無機ガラスからなる領域を光が透過する。その一態様において他の部材はプラスチックである。その一態様においてプラスチックはアクリル、ポリカーボネート及びその他のプラスチックである。 In one embodiment, the substrate is made of inorganic glass. In one embodiment, the inorganic glass is alkali-free glass. In one embodiment, the inorganic glass is soda-lime glass with a low Fe content. Alkali-free glass has better rigidity than soda-lime glass. In one embodiment, the inorganic glass is laminated glass. In another embodiment, the substrate is made of plastic. In one embodiment, the plastic is either acrylic or polycarbonate. In another embodiment, the support 11 is made of inorganic glass and another member. In this embodiment, light transmits through the region made of inorganic glass. In one embodiment, the other member is plastic. In one embodiment, the plastic is acrylic, polycarbonate, or another plastic.
<部分反射膜> <Partial reflective film>
図1に示す部分反射膜13は光を部分的に透過する。部分反射膜13は光を部分的に反射する。一態様において部分反射膜13は金属並びに金属酸化物及びその他の誘電体からなる。一態様において部分反射膜13は金属である。一態様において金属はアルミニウムである。一態様において、円偏光は金属からなる部分反射膜13の界面で金属反射する。他の態様において部分反射膜13は誘電体多層膜である。誘電体多層膜の反射率と透過率との比は、他の薄膜よりも調整しやすい。一態様において、円偏光は誘電体多層膜からなる部分反射膜13の内部でブラッグ反射する。 The partially reflective film 13 shown in FIG. 1 partially transmits light. The partially reflective film 13 partially reflects light. In one embodiment, the partially reflective film 13 is made of metal, metal oxide, and other dielectrics. In one embodiment, the partially reflective film 13 is a metal. In one embodiment, the metal is aluminum. In one embodiment, circularly polarized light is metallically reflected at the interface of the partially reflective film 13 made of a metal. In another embodiment, the partially reflective film 13 is a dielectric multilayer film. The ratio of reflectance to transmittance of a dielectric multilayer film is easier to adjust than for other thin films. In one embodiment, circularly polarized light is Bragg-reflected inside the partially reflective film 13 made of a dielectric multilayer film.
図1に示す他の態様において部分反射膜13は金属薄膜である。その一態様において透明保護膜を金属薄膜の上層に形成することでこれを保護する。一態様において透明保護膜は有機薄膜である。金属薄膜の厚みは、所望の透過率によって適宜設計すればよい。支持体11上に、タッチパネルを設置する場合には、部分反射膜13に設けられた金属薄膜をセンサー電極またはセンサー電極の一部として利用してもよい。 In another embodiment shown in FIG. 1, the partially reflective film 13 is a thin metal film. In one embodiment, a transparent protective film is formed on top of the thin metal film to protect it. In another embodiment, the transparent protective film is an organic thin film. The thickness of the thin metal film may be appropriately designed depending on the desired transmittance. When a touch panel is installed on the support 11, the thin metal film provided on the partially reflective film 13 may be used as a sensor electrode or part of the sensor electrode.
図1に示す一態様において部分反射膜13を支持体11の背面上に直接形成する。他の態様において、他の透明基材上に薄膜を形成するとともに、これを支持体11に貼り付けすることで、部分反射膜13を形成する。図に示す態様と異なる態様において貼り付けには透明粘着層を用いる。 In one embodiment shown in Figure 1, the partially reflective film 13 is formed directly on the back surface of the support 11. In another embodiment, a thin film is formed on another transparent substrate and then attached to the support 11 to form the partially reflective film 13. In an embodiment different from the embodiment shown in the figure, a transparent adhesive layer is used for attachment.
図1に示す一態様において、支持体11及び部分反射膜13からなる基礎的なハーフミラー構造12の光学的性質を考慮する。一態様において、選択反射フィルム15や1/4波長板17aといったその他の要素は取り払った状態でハーフミラー構造12の光学的性質を評価する。 In one embodiment shown in Figure 1, the optical properties of a basic half-mirror structure 12 consisting of a support 11 and a partially reflective film 13 are considered. In one embodiment, the optical properties of the half-mirror structure 12 are evaluated with other elements such as the selectively reflective film 15 and the quarter-wave plate 17a removed.
図1に示す一態様において、ハーフミラー構造12の波長550nmの光に対する反射率は透過率よりも高い。係る反射率はハーフミラー構造12の正面に入射する光に対するものである。一態様においてハーフミラー構造12は波長550nmの光に対する30%以上、100%未満の反射率を有する。その一態様において反射率は、35、40、45、50、52、54、56、58、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、75、80、85、90、及び95%のいずれかである。好ましい態様においてハーフミラー構造12の可視光帯域全体の光に対する反射率が透過率よりも高い。 In one embodiment shown in FIG. 1, the reflectance of the half-mirror structure 12 for light with a wavelength of 550 nm is higher than the transmittance. This reflectance is for light incident on the front surface of the half-mirror structure 12. In one embodiment, the half-mirror structure 12 has a reflectance of 30% or more and less than 100% for light with a wavelength of 550 nm. In one embodiment, the reflectance is any of 35, 40, 45, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 75, 80, 85, 90, and 95%. In a preferred embodiment, the reflectance of the half-mirror structure 12 for light across the entire visible light band is higher than the transmittance.
図1に示す他の態様においてハーフミラー構造12の波長550nmの光に対する透過率は反射率よりも高い。他の態様において可視光帯域全体に渡りハーフミラー構造12の反射率は透過率と等しい。他の態様においてハーフミラー構造12の波長550nmの光に対する反射率は透過率と等しい。なお本明細書において「ハーフミラー」及び「ハーフミラー構造」の用語は透過率と反射率とが一致するものに限定されない。 In another embodiment shown in Figure 1, the transmittance of the half-mirror structure 12 for light with a wavelength of 550 nm is higher than the reflectance. In another embodiment, the reflectance of the half-mirror structure 12 is equal to the transmittance across the entire visible light range. In another embodiment, the reflectance of the half-mirror structure 12 for light with a wavelength of 550 nm is equal to the transmittance. Note that in this specification, the terms "half mirror" and "half-mirror structure" are not limited to those in which the transmittance and reflectance are equal.
<選択反射フィルム> <Selective Reflection Film>
図2はハーフミラー10を通る光の光路を、ハーフミラー10を平面視しながら示す。選択反射フィルム15は特にその中心にある。選択反射フィルム15は、可視光帯域全体において、左円偏光及び右円偏光のうち一方、以下F偏光という、を他方、以下R偏光という、よりもよく透過する。また選択反射フィルム15は、R偏光をF偏光よりもよく反射する。一態様においてこの反射はブラッグ反射である。 Figure 2 shows the optical path of light passing through the half mirror 10, with the half mirror 10 viewed from above. The selective reflection film 15 is particularly located at its center. The selective reflection film 15 transmits one of left-handed and right-handed circularly polarized light, hereinafter referred to as F-polarized light, more than the other, hereinafter referred to as R-polarized light, throughout the visible light range. The selective reflection film 15 also reflects R-polarized light more than F-polarized light. In one embodiment, this reflection is Bragg reflection.
図2は例示として、F偏光として左円偏光を、図中ではR偏光として右円偏光が表されている。また選択反射フィルム15のR偏光に対する反射率は、可視光帯域全体において、部分反射膜13のF偏光に対する反射率よりも高い。 In Figure 2, left-handed circularly polarized light is represented as F-polarized light, and right-handed circularly polarized light is represented as R-polarized light. Furthermore, the reflectance of the selective reflection film 15 for R-polarized light is higher than the reflectance of the partially reflection film 13 for F-polarized light across the entire visible light band.
図2に示す一態様において、選択反射フィルム15は円偏光に対する選択性を有する材料からなる。一態様において選択反射フィルム15は、ネマチック液晶及びスメクチック液晶のいずれかの液晶からなる。これらの液晶は、その一態様において液晶はカイラリティを有する相からなる。その一態様において相は、液晶分子にカイラルドーパントを添加したものからなる。他の態様においてカイラリティを有する液晶分子からなる。一態様において、選択反射フィルム15は、コレステリック液晶からなる。 In one embodiment shown in FIG. 2, the selective reflection film 15 is made of a material that is selective for circularly polarized light. In one embodiment, the selective reflection film 15 is made of either a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal. In one embodiment, these liquid crystals are made of a phase that has chirality. In one embodiment, the phase is made of liquid crystal molecules to which a chiral dopant has been added. In another embodiment, the phase is made of liquid crystal molecules that have chirality. In one embodiment, the selective reflection film 15 is made of a cholesteric liquid crystal.
一態様において選択反射フィルムは、螺旋ピッチの異なるフィルムを複数枚積層したものである。一態様において螺旋ピッチの大きさの順にこれらを積層する。螺旋ピッチの異なるフィルムは、互いに選択反射の帯域が異なる。かかる複層の選択反射フィルムの帯域幅Wは、単層のフィルムよりも大きい。一態様において帯域幅Wは広帯域である。他の態様において帯域幅Wは、可視光帯域全体である。 In one embodiment, the selective reflection film is a laminate of multiple films with different helical pitches. In one embodiment, these are laminated in order of increasing helical pitch. The films with different helical pitches have different selective reflection bands. The bandwidth W of such a multi-layer selective reflection film is larger than that of a single-layer film. In one embodiment, the bandwidth W is broadband. In another embodiment, the bandwidth W is the entire visible light band.
他の態様において選択反射フィルムは単層のフィルムである。単層のフィルム内で螺旋のピッチの大きさが連続的に変化する。または、単層のフィルム内で螺旋軸の方位が連続的に変化する。他の態様において選択反射フィルムは上記単層のフィルムが複数枚積層されたものである。 In another embodiment, the selective reflection film is a single-layer film. The size of the helical pitch changes continuously within the single-layer film. Alternatively, the orientation of the helical axis changes continuously within the single-layer film. In another embodiment, the selective reflection film is a laminate of multiple sheets of the above single-layer film.
図1に戻る。図1に示す一態様において、1/4波長板17aは複屈折を有する樹脂からなる。1/4波長板17aの例としては、日本ゼオン(社)から提供される、ゼオノアフィルムZDシリーズが使用できる。 Returning to Figure 1, in one embodiment shown in Figure 1, the quarter-wave plate 17a is made of a resin having birefringence. An example of the quarter-wave plate 17a that can be used is the Zeonor Film ZD series provided by Zeon Corporation.
<ARフィルム> <AR film>
図1に示す一態様において、ARフィルム19aは領域22aの背面に積層している。ARフィルム19bは領域22bの背面に積層している。これらのARフィルムは基材フィルム及び反射防止層20a又は20bからなる。ARフィルム19aの背面は反射防止層20aからなる。ARフィルム19bの背面は反射防止層20bからなる。反射防止層20a及び反射防止層20bはいずれも太い一点鎖線で表されている。 In one embodiment shown in Figure 1, AR film 19a is laminated on the back surface of region 22a. AR film 19b is laminated on the back surface of region 22b. These AR films consist of a substrate film and an anti-reflection layer 20a or 20b. The back surface of AR film 19a consists of anti-reflection layer 20a. The back surface of AR film 19b consists of anti-reflection layer 20b. Both anti-reflection layer 20a and anti-reflection layer 20b are represented by thick dashed lines.
図1に示す反射防止層20a及び20bは以下のように形成する。その一態様において、無機誘導体を蒸着又はスパッタリングで基材フィルム上に積層する。他の態様において有機材料を基材フィルム上に塗布する。これらの反射防止層を含んだARフィルムの厚みは10μm~500μmとすることができる。これらの反射防止層を含んだARフィルムの厚みは25、40、50、80、100、125、及び200μmのいずれかとすることができる。 The anti-reflection layers 20a and 20b shown in Figure 1 are formed as follows. In one embodiment, an inorganic derivative is laminated onto the substrate film by vapor deposition or sputtering. In another embodiment, an organic material is applied onto the substrate film. The thickness of the AR film including these anti-reflection layers can be 10 μm to 500 μm. The thickness of the AR film including these anti-reflection layers can be any of 25, 40, 50, 80, 100, 125, and 200 μm.
一態様において、基材フィルムは樹脂からなる。一態様において樹脂はTAC(トリアセチルセルロース)及びPET(ポリエチレンテレフタレート)のいずれかである。TACの多くは複屈折率がPETよりも小さい。PETの多くは耐熱性や寸法安定性に優れる。ARフィルムの他の態様は、低反射(Low Reflection)フィルムである。その一態様においてLRフィルムは基材フィルム上に低屈折率の材料を塗布したものである。 In one embodiment, the substrate film is made of a resin. In one embodiment, the resin is either TAC (triacetyl cellulose) or PET (polyethylene terephthalate). Many TACs have a lower birefringence than PET. Many PETs have excellent heat resistance and dimensional stability. Another embodiment of the AR film is a low reflection film. In one embodiment, the LR film is a substrate film coated with a material with a low refractive index.
一態様において、ARフィルムの反射率は0%より大きく、2%より小さい。一態様においてARフィルムの反射率は1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2及び0.1のいずれかである。 In one embodiment, the reflectance of the AR film is greater than 0% and less than 2%. In one embodiment, the reflectance of the AR film is any of 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, and 0.1.
図1に示すARフィルム19a及び19bは、1/4波長板17aよりも小さなリターデーションを有する。一態様においてリターデーションは位相差を表す。一態様において、これらのARフィルムの基材フィルムは、1/4波長板17aよりも小さな複屈折を有する。一態様において、ARフィルムは複屈折性を実質的に有しない。一態様において、実質的に、ARフィルムは、無偏光の光線を偏光の光線に変換しない。ARフィルム19a及び19bがこれらの光学的性質を有する技術的意味は後述する。 The AR films 19a and 19b shown in FIG. 1 have smaller retardation than the quarter-wave plate 17a. In one embodiment, retardation represents phase difference. In one embodiment, the substrate films of these AR films have smaller birefringence than the quarter-wave plate 17a. In one embodiment, the AR films have substantially no birefringence. In one embodiment, the AR films do not substantially convert unpolarized light into polarized light. The technical meaning of the AR films 19a and 19b having these optical properties will be described later.
一態様において、複屈折Δnは下記式の通り表される。 In one embodiment, the birefringence Δn is expressed as follows:
式中n0は通常光線についての屈折率である。neは異常光線についての屈折率である。一態様において無偏光の光は通常光線及び異常光線をいずれも有している。一態様において直線偏光は通常光線及び異常光線のいずれか一方を有している。 In the formula, n 0 is the refractive index for ordinary rays, and n e is the refractive index for extraordinary rays. In one embodiment, unpolarized light has both ordinary and extraordinary rays. In one embodiment, linearly polarized light has either ordinary or extraordinary rays.
リターデーションδは下記式の通り表される。 Retardation δ is expressed as follows:
式中tはARフィルムの基材フィルムの厚みである。 In the formula, t is the thickness of the base film of the AR film.
図1に示す一態様において、ARフィルム19a及び19bは、無偏光の光に対して、1/4波長板17aの透過率よりも高い透過率を有する。一態様においてこれらのARフィルムは、可視光線の波長帯域の全体にわたって、無偏光の光に対して、1/4波長板17aの透過率よりも高い透過率を有する。一態様において可視光線の波長帯域の全体は波長400~750nmである。他の態様において可視光線の波長の下界は360~400nmであり、上界は760~830nmである。 In one embodiment shown in FIG. 1, AR films 19a and 19b have a higher transmittance for unpolarized light than quarter-wave plate 17a. In one embodiment, these AR films have a higher transmittance for unpolarized light than quarter-wave plate 17a across the entire wavelength band of visible light. In one embodiment, the entire wavelength band of visible light is 400 to 750 nm. In another embodiment, the lower limit of the wavelength of visible light is 360 to 400 nm, and the upper limit is 760 to 830 nm.
<各要素同士の接合> <Connecting elements>
図1に示す一態様において、各要素同士の接合には透明粘着層を用いる。一態様において透明粘着層はOCA(Optical Clear Adhesive)からなる。一態様においてOCAとは、フィルム同士の貼り合わせに使用する、それ自体もフィルム状の粘着シートである。以下、特に断らない限り、「透明粘着層」の用語は同様の透明粘着層を表す。 In one embodiment shown in Figure 1, a transparent adhesive layer is used to bond each element together. In one embodiment, the transparent adhesive layer is made of OCA (Optical Clear Adhesive). In one embodiment, OCA is a film-like adhesive sheet that is used to bond films together. Hereinafter, unless otherwise specified, the term "transparent adhesive layer" refers to the same transparent adhesive layer.
図1に示す一態様において、部分反射膜13の背面と、選択反射フィルム15の正面とを透明粘着層14で貼り合わせる。一態様において、透明粘着層14は、部分反射膜13及び選択反射フィルム15のそれぞれの屈折率よりも小さい屈折率を有する。一態様において、選択反射フィルム15の背面と、1/4波長板17aの正面とを透明粘着層16で貼り合わせる。一態様において、選択反射フィルム15の背面と、ARフィルム19a及び19bの正面とを透明粘着層16で貼り合わせる。一態様において、透明粘着層16は、選択反射フィルム15、1/4波長板17a並びにARフィルム19a及び19bのそれぞれの屈折率よりも小さい屈折率を有する。 In one embodiment shown in FIG. 1, the back surface of the partial reflection film 13 and the front surface of the selective reflection film 15 are bonded together with a transparent adhesive layer 14. In one embodiment, the transparent adhesive layer 14 has a refractive index smaller than the refractive indexes of the partial reflection film 13 and the selective reflection film 15. In one embodiment, the back surface of the selective reflection film 15 and the front surface of the quarter-wave plate 17a are bonded together with a transparent adhesive layer 16. In one embodiment, the back surface of the selective reflection film 15 and the front surfaces of the AR films 19a and 19b are bonded together with a transparent adhesive layer 16. In one embodiment, the transparent adhesive layer 16 has a refractive index smaller than the refractive indexes of the selective reflection film 15, the quarter-wave plate 17a, and the AR films 19a and 19b.
<各領域における積層> <Layering in each area>
図1に示す一態様において、領域21aと領域22aとの境界を境界25aとする。また領域21aと領域22bとの境界を境界25bとする。一態様において、領域22a及び領域22bは選択反射フィルム15の外縁上に位置する。 In one embodiment shown in FIG. 1, the boundary between region 21a and region 22a is referred to as boundary 25a. The boundary between region 21a and region 22b is referred to as boundary 25b. In one embodiment, region 22a and region 22b are located on the outer edge of selective reflection film 15.
図3は、図1に示す境界25a及び25bの近傍の一態様を拡大して示す。選択反射フィルム15よりも正面側にある要素は記載が省略されている。領域26aは、領域22a上の、境界25a付近の領域である。ARフィルム19aは領域26aを覆う。一態様においてARフィルム19aはさらに境界25aを覆う。図に示されない他の態様においてARフィルム19aは領域26aを覆わない。その一態様においてARフィルム19aは領域22aの中央に積層され、領域22aの外縁に積層されない。 Figure 3 shows an enlarged view of one embodiment near boundaries 25a and 25b shown in Figure 1. Elements located in front of the selective reflection film 15 are omitted. Region 26a is the region on region 22a near boundary 25a. AR film 19a covers region 26a. In one embodiment, AR film 19a also covers boundary 25a. In another embodiment not shown, AR film 19a does not cover region 26a. In one embodiment, AR film 19a is laminated in the center of region 22a and is not laminated on the outer edge of region 22a.
図3に示す一態様において領域26bは、領域22b上の、境界25b付近の領域である。ARフィルム19bは領域26bを覆う。ARフィルム19bはさらに境界25bを覆う。図に示されない他の態様においてARフィルム19bは領域26bを覆わない。その一態様においてARフィルム19bは領域22bの中央に積層され、領域22bの外縁に積層されない。 In one embodiment shown in FIG. 3, region 26b is a region on region 22b near boundary 25b. AR film 19b covers region 26b. AR film 19b also covers boundary 25b. In another embodiment not shown, AR film 19b does not cover region 26b. In one embodiment, AR film 19b is laminated in the center of region 22b and not laminated to the outer edge of region 22b.
図3に示す一態様においてARフィルム19a及び19bはさらに1/4波長板17aの背面に積層される。ARフィルム19a及び19bはさらに領域21aの外縁27a及び27bを覆う。一態様においてARフィルム19a及び19bは1/4波長板17aを覆う。 In one embodiment shown in FIG. 3, AR films 19a and 19b are further laminated to the back surface of quarter-wave plate 17a. AR films 19a and 19b further cover outer edges 27a and 27b of region 21a. In one embodiment, AR films 19a and 19b cover quarter-wave plate 17a.
図3に示す一態様において、ARフィルム19a及び19bは選択反射フィルム15と1/4波長板17aとの間には積層されない。他の態様において、ARフィルム19a及び19bは選択反射フィルム15と1/4波長板17aの中央との間には積層されない。 In one embodiment shown in FIG. 3, AR films 19a and 19b are not laminated between the selective reflection film 15 and the quarter-wave plate 17a. In another embodiment, AR films 19a and 19b are not laminated between the selective reflection film 15 and the center of the quarter-wave plate 17a.
図4は、背面視したハーフミラー10の一態様である。ARフィルム19aが領域26aを隙間なく覆っている。ARフィルム19bが領域26bを隙間なく覆っている。図中のIII-IIIで表される断面が図3に表されている。1/4波長板17aの背面の中央は、ARフィルム19a及び19bの間にあり、ハーフミラー10の背面側に露出している。 Figure 4 shows one embodiment of the half mirror 10 viewed from the rear. AR film 19a tightly covers area 26a. AR film 19b tightly covers area 26b. The cross section indicated by III-III in the figure is shown in Figure 3. The center of the rear surface of the quarter-wave plate 17a is located between AR films 19a and 19b and is exposed on the rear side of the half mirror 10.
<ハーフミラーの作製> <Making a half mirror>
図5は、ハーフミラーの作製の一態様を平面視したものである。積層体35は支持体11の背面に部分反射膜13、透明粘着層14及び選択反射フィルム15を順に積層したものである。一態様において積層体35の背面に1/4波長板17zを積層する。一態様において1/4波長板17zを、透明粘着層16を介して選択反射フィルム15上に積層する。一態様において透明粘着層16は、1/4波長板17zよりも選択反射フィルム15と強く結合する粘着剤からなる。積層は領域21a上及び領域22a及び22b上において行う。 Figure 5 shows a plan view of one embodiment of the fabrication of a half mirror. The laminate 35 is formed by laminating a partially reflective film 13, a transparent adhesive layer 14, and a selectively reflective film 15, in that order, on the back surface of the support 11. In one embodiment, a quarter-wave plate 17z is laminated on the back surface of the laminate 35. In one embodiment, the quarter-wave plate 17z is laminated on the selectively reflective film 15 via a transparent adhesive layer 16. In one embodiment, the transparent adhesive layer 16 is made of an adhesive that bonds more strongly to the selectively reflective film 15 than the quarter-wave plate 17z. Lamination is performed on region 21a and regions 22a and 22b.
図5に示す一態様において、領域22a及び22b上の1/4波長板17zを除去する。一方、領域21a上の1/4波長板17zを1/4波長板17aとして残す。この際、まず1/4波長板17zを境界25a及び25b上で切断する。一態様において、選択反射フィルム15は切断しない。一態様において、透明粘着層16は切断しない。 In one embodiment shown in Figure 5, the quarter-wave plate 17z in regions 22a and 22b is removed. Meanwhile, the quarter-wave plate 17z in region 21a is left as the quarter-wave plate 17a. At this time, the quarter-wave plate 17z is first cut along boundaries 25a and 25b. In one embodiment, the selective reflection film 15 is not cut. In one embodiment, the transparent adhesive layer 16 is not cut.
図5に示す一態様において、次に領域22a及び22b上の1/4波長板17zを選択反射フィルム15より剥離する。一態様において領域22a及び22bそれぞれの中央部分においてのみ、1/4波長板17zを選択反射フィルム15より剥離する。さらに図1及び図3に示したように、領域22a及び22b上において、ARフィルム19a及び19bを選択反射フィルム15上に透明粘着層16を介して積層する。 In one embodiment shown in Figure 5, the quarter-wave plate 17z is then peeled off from the selective reflection film 15 on regions 22a and 22b. In one embodiment, the quarter-wave plate 17z is peeled off from the selective reflection film 15 only in the central portions of regions 22a and 22b. Furthermore, as shown in Figures 1 and 3, AR films 19a and 19b are laminated on the selective reflection film 15 on regions 22a and 22b via a transparent adhesive layer 16.
<ハーフミラーの光学的性質> <Optical properties of half mirrors>
図2に戻る。一態様において観察者Obがハーフミラー10を正面から観察した時の、その反射率は50%より大きく、100%より小さい。係る反射率はハーフミラー10の正面に入射する光に対するものである。係る反射率はハーフミラー10内の各要素を加味したものである。一態様において反射率は、52、54、56、58、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、75、80、85、90、及び95%のいずれかである。一態様において反射率は550nmの無偏光の光線に対するものである。 Returning to Figure 2, in one embodiment, when observer Ob observes half mirror 10 from the front, its reflectance is greater than 50% and less than 100%. This reflectance is for light incident on the front of half mirror 10. This reflectance takes into account each element within half mirror 10. In one embodiment, the reflectance is any of 52, 54, 56, 58, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 75, 80, 85, 90, and 95%. In one embodiment, the reflectance is for unpolarized light of 550 nm.
図2に示す一態様において領域21aにおけるハーフミラー10の正面の反射率は、領域22a及び領域22bのいずれか又は双方におけるハーフミラー10の正面の反射率よりも大きい。 In one embodiment shown in Figure 2, the reflectance of the front surface of the half mirror 10 in region 21a is greater than the reflectance of the front surface of the half mirror 10 in either or both of regions 22a and 22b.
図2に示す領域21aの一態様において、その背面から正面に向かう光線Lpの透過率は50%より大きく、100%より小さい。一態様において透過率は、52、54、56、58、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、75、80、85、90、及び95%のいずれかである。一態様において透過率は550nmの直線偏光の光線に対する最大値である。 In one embodiment of region 21a shown in Figure 2, the transmittance of light ray Lp traveling from the back surface to the front surface is greater than 50% and less than 100%. In one embodiment, the transmittance is any of 52, 54, 56, 58, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 75, 80, 85, 90, and 95%. In one embodiment, the transmittance is the maximum value for linearly polarized light at 550 nm.
ここで図2に示す領域22a及び22bの背面から正面に向かう直線偏光の光線の存在を仮定する。領域21aにおける直線偏光の光線すなわち光線Lpの透過率の最大値は、領域22a及び22bにおける無偏光の光線の透過率よりも大きい。 Now, let's assume the presence of linearly polarized light rays traveling from the back to the front of regions 22a and 22b shown in Figure 2. The maximum transmittance of linearly polarized light rays, i.e., light ray Lp, in region 21a is greater than the transmittance of unpolarized light rays in regions 22a and 22b.
図2に示す領域22a及び22bのいずれかの一態様において、その背面から正面に向かう光線Upの透過率は20%より大きく、100%より小さい。一態様において透過率は、21、22、23、24、25、30、35、40、50、60、70、80及び90%のいずれかである。一態様において領域22a及び22bの透過率は等しい。一態様において透過率は550nmの無偏光の光線に対するものである。 In one embodiment of either of regions 22a and 22b shown in Figure 2, the transmittance of light ray Up directed from the back surface to the front surface is greater than 20% and less than 100%. In one embodiment, the transmittance is any of 21, 22, 23, 24, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, and 90%. In one embodiment, the transmittance of regions 22a and 22b is equal. In one embodiment, the transmittance is for unpolarized light at 550 nm.
ここで図2に示す領域21aの背面から正面に向かう無偏光の光線の存在を仮定する。領域22a及び22bにおける無偏光の光線すなわち光線Upの透過率は、領域21aにおける無偏光の光線の透過率よりも大きい。 Here, let's assume the presence of an unpolarized ray of light traveling from the back of area 21a shown in Figure 2 to the front. The transmittance of the unpolarized ray, i.e., ray Up, in areas 22a and 22b is greater than the transmittance of the unpolarized ray in area 21a.
<多機能ミラー> <Multi-function mirror>
図2に示す光路の利用の一態様は多機能ミラー30の提供である。多機能ミラー30は領域21aにおいて透過表示ミラー又はミラーディスプレイである。多機能ミラー30はまた、領域22a及び22bにおいて透過照明付きのミラーである。 One aspect of utilizing the optical path shown in Figure 2 is the provision of a multi-function mirror 30. The multi-function mirror 30 is a transmissive display mirror or mirror display in region 21a. The multi-function mirror 30 is also a mirror with transmissive illumination in regions 22a and 22b.
図2に示す一態様において、ハーフミラー10の背面側に表示面27を備える表示パネルと照明28a及び28bを付加する。表示面27は、領域21aにおいて、1/4波長板17aの背面に対向する。一態様において表示面27は、領域22a及び22b上には位置しない。 In one embodiment shown in FIG. 2, a display panel with a display surface 27 and illumination 28a and 28b are added to the rear side of the half mirror 10. The display surface 27 faces the rear surface of the quarter-wave plate 17a in region 21a. In one embodiment, the display surface 27 is not located in regions 22a and 22b.
図2に示す一態様において、表示面27から直線偏光の光線Lpからなる画像光が出射する。光線Lpが1/4波長板17aの背面に射し込む。光線Lpは、1/4波長板17aの速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する。 In one embodiment shown in Figure 2, image light consisting of linearly polarized light beam Lp is emitted from display surface 27. Light beam Lp is incident on the rear surface of quarter-wave plate 17a. Light beam Lp has a polarization axis tilted 45 degrees with respect to the fast and slow axes of quarter-wave plate 17a.
図2に示す一態様において、照明28aは、領域22aにおいて、ARフィルム19aの背面に対向する。照明28bは、領域22bにおいて、ARフィルム19bの背面に対向する。一態様において照明28a及び28bは、領域21a上には位置しない。照明28a及び28bから出射する照明光は、無偏光の光線Upからなる。光線UpはARフィルム19a及び19bの背面に射し込む。 In one embodiment shown in FIG. 2, light 28a faces the rear surface of AR film 19a in region 22a. Light 28b faces the rear surface of AR film 19b in region 22b. In one embodiment, light 28a and 28b are not located on region 21a. The illumination light emitted from light 28a and 28b consists of unpolarized light rays Up. Light rays Up are incident on the rear surfaces of AR films 19a and 19b.
<各光の光路> <Optical paths of each light>
図2を参照しつつ、画像光、照明光及び外部光の光路をさらに詳細に説明する。まず画像光について説明する。画像光は先に述べた円偏光の多重反射によってその透過が促進される。一態様において部分反射膜13と選択反射フィルム15とによって円偏光の多重反射が起きる。この多重反射は、特許文献1及び2において説明されるものと同じである。一態様において、この多重反射を起こすために、1/4波長板17aにより直線偏光を円偏光に変換する。 Referring to Figure 2, the optical paths of image light, illumination light, and external light will be described in more detail. First, the image light will be described. The transmission of image light is promoted by the multiple reflections of circularly polarized light mentioned above. In one embodiment, multiple reflections of circularly polarized light occur due to the partially reflective film 13 and the selectively reflective film 15. This multiple reflection is the same as that described in Patent Documents 1 and 2. In one embodiment, to cause this multiple reflection, linearly polarized light is converted to circularly polarized light by a quarter-wave plate 17a.
図2に示す一態様において、1/4波長板17aの背面より、光線Lpが入射する。先に述べた通り光線Lpは1/4波長板17aの速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する直線偏光である。1/4波長板17aが光線LpをF偏光に変換する。 In one embodiment shown in Figure 2, light ray Lp is incident on the back surface of quarter-wave plate 17a. As mentioned above, light ray Lp is linearly polarized light with its polarization axis tilted 45 degrees relative to the fast and slow axes of quarter-wave plate 17a. Quarter-wave plate 17a converts light ray Lp into F-polarized light.
図2に示す一態様において、部分反射膜13が選択反射フィルム15に向かってF偏光を反射する。部分反射膜13はさらにF偏光をR偏光に変換する。一態様において部分反射膜13の内部又は界面でF偏光の位相が逆転してR偏光となる。さらに選択反射フィルム15が部分反射膜13に向かってR偏光を反射するとともに、R偏光をF偏光に変換する。一態様において選択反射フィルム15の内部又は界面でR偏光の位相が逆転してF偏光となる。これらの反射の繰り返しを通じて、ハーフミラー10は支持体11の正面から優先的にF偏光を出射する。したがって観察者Obがハーフミラー10を通じて観察する画像光は明るい。 In one embodiment shown in Figure 2, the partially reflective film 13 reflects F-polarized light toward the selectively reflective film 15. The partially reflective film 13 then converts the F-polarized light to R-polarized light. In one embodiment, the phase of the F-polarized light is reversed inside or at the interface of the partially reflective film 13, resulting in R-polarized light. The selectively reflective film 15 then reflects the R-polarized light toward the partially reflective film 13 and converts it to F-polarized light. In one embodiment, the phase of the R-polarized light is reversed inside or at the interface of the selectively reflective film 15, resulting in F-polarized light. Through these repeated reflections, the half mirror 10 preferentially emits F-polarized light from the front surface of the support 11. Therefore, the image light observed by the observer Ob through the half mirror 10 is bright.
次に照明光について説明する。図2に示す一態様において、領域22a及び22bには1/4波長板がない。先に述べた通り、これらの領域に射し込む光線Upは無偏光である。光線UpはARフィルム19a及び19b、選択反射フィルム15、部分反射膜13並びに支持体11を透過する。光線Upは支持体11の正面から出射する。光線Upは透過照明として観察者Ob側を照らす。ARフィルム19a及び19bは、無偏光の光線Upに対して、1/4波長板17aの透過率よりも高い透過率を有する。したがって光線Upの作る透過照明は明るい。 Next, we will explain the illumination light. In one embodiment shown in Figure 2, there are no quarter-wave plates in areas 22a and 22b. As mentioned earlier, the light ray Up that enters these areas is unpolarized. The light ray Up passes through the AR films 19a and 19b, the selective reflection film 15, the partial reflection film 13, and the support 11. The light ray Up exits from the front of the support 11. The light ray Up illuminates the observer Ob as transmitted illumination. The AR films 19a and 19b have a higher transmittance for the unpolarized light ray Up than the quarter-wave plate 17a. Therefore, the transmitted illumination created by the light ray Up is bright.
図1に戻る。ARフィルム19aや19bといった各ARフィルムを構成する基材フィルムは1/4波長板17aよりも小さな屈折率を有する。各ARフィルムの基材フィルムと透明粘着層16との間の屈折率の差は、1/4波長板17aと透明粘着層16との間の屈折率の差より小さい。したがって、各ARフィルムを構成する基材フィルムと透明粘着層16と間の接合界面での透過ロスは小さい。 Returning to Figure 1, the base film that constitutes each AR film, such as AR films 19a and 19b, has a smaller refractive index than the quarter-wave plate 17a. The difference in refractive index between the base film of each AR film and the transparent adhesive layer 16 is smaller than the difference in refractive index between the quarter-wave plate 17a and the transparent adhesive layer 16. Therefore, the transmission loss at the bonding interface between the base film and the transparent adhesive layer 16 that constitute each AR film is small.
図2に示す一態様において部分反射膜13と支持体11との間に界面がある。界面は、支持体11の正面に入射する外部光Exを反射する。一態様において部分反射膜13の内部は、支持体11の正面に入射する外部光Exを反射する。界面及び部分反射膜13は支持体11の正面側に鏡像を提示する。観察者Obは鏡像を支持体11の正面側から観察する。一態様において界面及び部分反射膜13の内部は可視光帯域全体にわたってむらなく外部光Exを反射する。 In one embodiment shown in Figure 2, there is an interface between the partially reflective film 13 and the support 11. The interface reflects external light Ex incident on the front surface of the support 11. In one embodiment, the interior of the partially reflective film 13 reflects external light Ex incident on the front surface of the support 11. The interface and the interior of the partially reflective film 13 present a mirror image on the front side of the support 11. An observer Ob observes the mirror image from the front side of the support 11. In one embodiment, the interface and the interior of the partially reflective film 13 reflect external light Ex evenly across the entire visible light band.
<多機能ミラーの用途> <Uses of multi-function mirrors>
図2に示す一態様において多機能ミラー30は観察者Obの姿を映す鏡である。観察者Obがその目で、多機能ミラー30の正面に映る観察者Ob自身の鏡像を観察する。観察者Obがその目で、鏡像に重畳する画像を観察する。一態様において鏡は鏡台、姿見、壁掛け鏡及び卓上立て鏡のいずれかである。一態様において多機能ミラー30は衣料品の試着や化粧品の試用の際、顧客がその姿を見るために用いられる。一態様において照明28a及び22bの提供する照明光が観察者Obを照らす。したがって多機能ミラー30の正面に映る観察者Obの鏡像は明るい。 In one embodiment shown in FIG. 2, the multi-function mirror 30 is a mirror that reflects the image of the observer Ob. The observer Ob uses their eyes to observe their own mirror image reflected in front of the multi-function mirror 30. The observer Ob uses their eyes to observe an image superimposed on the mirror image. In one embodiment, the mirror is any one of a dressing table, a full-length mirror, a wall mirror, and a tabletop mirror. In one embodiment, the multi-function mirror 30 is used by customers to view their appearance when trying on clothing or cosmetics. In one embodiment, illumination light provided by the lights 28a and 22b illuminates the observer Ob. Therefore, the mirror image of the observer Ob reflected in front of the multi-function mirror 30 is bright.
図2に示す一態様において多機能ミラー30は、鏡像に重畳して鏡像よりも明るい画像を表示する。一態様において画像は販売及びその他に関する広告である。一態様において表示する画像は意匠性がある。他の態様において画像は記号的なものである。その一態様において、一態様において画像はQRコード(商標)及びその他のマトリックスコード並びにバーコードである。一態様において多機能ミラー30は画像を暗くすることで、画像に埋もれていた鏡像を回復する。 In one embodiment shown in FIG. 2, the multi-function mirror 30 displays an image that is superimposed on the mirror image and is brighter than the mirror image. In one embodiment, the image is a sales or other advertisement. In one embodiment, the displayed image is a design. In another embodiment, the image is symbolic. In one embodiment, the image is a QR code (trademark) or other matrix code or barcode. In one embodiment, the multi-function mirror 30 darkens the image, thereby recovering the mirror image that was hidden in the image.
図2に示す一態様において、多機能ミラー30はカメラ31を備える。カメラ31は観察者Obを撮影する。一態様において、多機能ミラー30はさらにコンピューター33を備える。他の態様において多機能ミラー30はコンピューター33とネットワークを介して接続する。コンピューター33は観察者Obの画像を鏡像に変換する。多機能ミラー30はコンピューター33に変換された画像を送る。コンピューター33は表示面27を備える表示パネルに画像を送る。表示面27は観察者Obの画像を表示する。一態様において多機能ミラー30はこのようなデジタルミラーとして機能する。一態様において照明28a及び28bの提供する照明光が観察者Obを照らす。したがって多機能ミラー30の正面に映る観察者Obの画像は明るい。 In one embodiment shown in FIG. 2, the multifunction mirror 30 includes a camera 31. The camera 31 captures an image of the observer Ob. In one embodiment, the multifunction mirror 30 further includes a computer 33. In another embodiment, the multifunction mirror 30 is connected to the computer 33 via a network. The computer 33 converts the image of the observer Ob into a mirror image. The multifunction mirror 30 sends the converted image to the computer 33. The computer 33 sends the image to a display panel including a display surface 27. The display surface 27 displays the image of the observer Ob. In one embodiment, the multifunction mirror 30 functions as such a digital mirror. In one embodiment, illumination light provided by the lights 28a and 28b illuminates the observer Ob. Therefore, the image of the observer Ob reflected in front of the multifunction mirror 30 is bright.
図2に示す一態様において、コンピューター33は観察者Obの画像にはメイクの画像を付加する。一態様においてメイクの画像は化粧品を使用した時の状態を表す画像である。一態様において観察者Obが化粧品を指定する。一態様において多機能ミラー30はこのような仮想的なメイクアップルームとして機能する。他の態様において衣装の画像は衣料品を着用した時の状態を表す画像である。その一態様において観察者Obが衣料品を指定する。一態様において多機能ミラー30はこのような仮想的な試着室として機能する。 In one embodiment shown in FIG. 2, the computer 33 adds an image of makeup to the image of the observer Ob. In one embodiment, the image of makeup is an image that shows the appearance when the cosmetics are used. In one embodiment, the observer Ob specifies the cosmetics. In one embodiment, the multifunction mirror 30 functions as such a virtual makeup room. In another embodiment, the image of clothing is an image that shows the appearance when the clothing is worn. In one embodiment, the observer Ob specifies the clothing. In one embodiment, the multifunction mirror 30 functions as such a virtual changing room.
図2に示す他の態様において、コンピューター33は画像を分析する。一態様においてカメラ31とコンピューター33との組はモーションセンサーである。図2に示す態様と異なる態様において、カメラ31をハーフミラー10の背後に隠す。その一態様においてカメラ31を領域22a及び22bの背後に隠す。カメラ31はハーフミラー10越しに観察者Obを撮影する。カメラ31に対向する多機能ミラー30が、領域22aや22bと同様の光学構成を有していることで、ミラー30を介してカメラ31に入射する光の量が増えるため好ましい。 In another embodiment shown in FIG. 2, a computer 33 analyzes the image. In one embodiment, the combination of camera 31 and computer 33 is a motion sensor. In an embodiment different from the embodiment shown in FIG. 2, camera 31 is hidden behind a half mirror 10. In one embodiment, camera 31 is hidden behind areas 22a and 22b. Camera 31 photographs observer Ob through the half mirror 10. It is preferable that the multi-function mirror 30 facing camera 31 has an optical configuration similar to areas 22a and 22b, as this increases the amount of light entering camera 31 through the mirror 30.
図2に示す一態様において多機能ミラー30はさらに不図示のセンサーを備える。一態様においてセンサーは、観察者Obの手の位置を検出する。一態様においてセンサーは、支持体11上に配置されたタッチパネルである。一態様においてセンサーは、支持体11上に配置された静電容量センサーである。 In one embodiment shown in FIG. 2, the multifunction mirror 30 further includes a sensor (not shown). In one embodiment, the sensor detects the position of the observer Ob's hand. In one embodiment, the sensor is a touch panel disposed on the support 11. In one embodiment, the sensor is a capacitance sensor disposed on the support 11.
他の態様においてセンサーは物品に付されたタグを読み取る。一態様においてタグはQRコード(商標)及びその他のマトリックスコード並びにバーコードである。他の態様においてタグはRFID及びその他のハードタグである。一態様において多機能ミラー30はその物品の情報の画像を鏡像に重畳して表示する。 In another embodiment, the sensor reads a tag attached to the item. In one embodiment, the tag is a QR code (trademark) or other matrix code or barcode. In another embodiment, the tag is an RFID or other hard tag. In one embodiment, the multi-function mirror 30 displays an image of the item's information superimposed on the mirror image.
<ARフィルムの他の態様> <Other aspects of AR film>
図6は、先の図に示したハーフミラー10とは異なる態様に係るハーフミラー40を、図3と同様の断面図で表したものである。選択反射フィルム15よりも正面側にある要素は記載が省略されている。図7は、背面視したハーフミラー40の一態様である。図中のVI-VIで表される断面が図6に表されている。 Figure 6 shows a half mirror 40, which is a different embodiment from the half mirror 10 shown in the previous figure, in a cross-sectional view similar to Figure 3. Elements located in front of the selective reflection film 15 are omitted. Figure 7 shows one embodiment of the half mirror 40 as viewed from the rear. The cross section indicated by VI-VI in the figure is shown in Figure 6.
図6及び図7に示すハーフミラー40は以下を除き、図3に示すハーフミラー10と同様の構成を有する。ハーフミラー40は、領域21aに換えて領域21bを、領域22a及び領域22bに換えて領域22cを、ARフィルム19a及び19bに換えてARフィルム19cを、1/4波長板17aに換えて1/4波長板17bをそれぞれ備える。 The half mirror 40 shown in Figures 6 and 7 has the same configuration as the half mirror 10 shown in Figure 3, with the following exceptions: The half mirror 40 has region 21b instead of region 21a, region 22c instead of regions 22a and 22b, AR film 19c instead of AR films 19a and 19b, and quarter-wave plate 17b instead of quarter-wave plate 17a.
図6及び図7に示す一態様において、領域22cは領域21bを取り囲む。領域21bと領域22cとの境界を境界25cとする。1/4波長板17bは領域21b上に位置する。境界25cは1/4波長板17bを取り囲む。 In one embodiment shown in Figures 6 and 7, region 22c surrounds region 21b. The boundary between region 21b and region 22c is boundary 25c. Quarter-wave plate 17b is located on region 21b. Boundary 25c surrounds quarter-wave plate 17b.
図6及び図7に示す一態様において、ARフィルム19cは領域22cを覆う。一態様においてARフィルム19cはさらに境界25cを覆う。一態様においてARフィルム19cは1/4波長板17bの背面を覆う。一態様においてARフィルム19cは領域21bの中央を覆う。一態様においてARフィルム19cは1/4波長板17bの背面の全体を覆う。一態様においてARフィルム19cは、選択反射フィルム15の全体を覆う1枚のフィルムである。 In one embodiment shown in Figures 6 and 7, the AR film 19c covers region 22c. In one embodiment, the AR film 19c also covers boundary 25c. In one embodiment, the AR film 19c covers the back surface of the quarter-wave plate 17b. In one embodiment, the AR film 19c covers the center of region 21b. In one embodiment, the AR film 19c covers the entire back surface of the quarter-wave plate 17b. In one embodiment, the AR film 19c is a single film that covers the entire selective reflection film 15.
図6及び図7に示す一態様において、ARフィルム19cのARフィルムとしての組成及び光学的特徴は図3に示すARフィルム19a及び19bと同様である。ARフィルム19cはその背面に反射防止層20cを備える。1/4波長板17bの波長板としての組成及び光学的特徴は図3に示す1/4波長板17aと同様である。 In one embodiment shown in Figures 6 and 7, the composition and optical characteristics of the AR film 19c as an AR film are similar to those of the AR films 19a and 19b shown in Figure 3. The AR film 19c has an anti-reflection layer 20c on its back surface. The composition and optical characteristics of the quarter-wave plate 17b as a wave plate are similar to those of the quarter-wave plate 17a shown in Figure 3.
図6及び図7に示す態様とは異なる態様において、ARフィルム19cの中央に窓が開いている。ARフィルム19cは領域21bの中央を覆わない。1/4波長板17bの背面の中央はARフィルム19cの窓を介してハーフミラー40の背面側に露出している。 In a configuration different from that shown in Figures 6 and 7, a window is opened in the center of the AR film 19c. The AR film 19c does not cover the center of the region 21b. The center of the back surface of the quarter-wave plate 17b is exposed to the back side of the half mirror 40 through the window in the AR film 19c.
図4に戻る。図4に示す態様と異なる態様において、図6及び図7に示したARフィルム19cと同様の1枚のARフィルムで領域21a並びに領域22a及び22bをまとめて覆う。その一態様において、1枚のARフィルムで1/4波長板17aの表面の全体を覆う。一態様においてARフィルムは、選択反射フィルム15の全体を覆う。 Returning to Figure 4, in an embodiment different from that shown in Figure 4, a single AR film similar to the AR film 19c shown in Figures 6 and 7 covers region 21a and regions 22a and 22b collectively. In one embodiment, a single AR film covers the entire surface of the quarter-wave plate 17a. In another embodiment, the AR film covers the entire selective reflection film 15.
<ARフィルムの効果の確認> <Checking the effectiveness of AR film>
図8は試験のために作製したハーフミラーを模式的に示す。上段はハーフミラーZを、中段はハーフミラーAを、下段はハーフミラーBを表す。まずガラス板からなる支持体11の背面に部分反射膜13を積層してハーフミラーZを得た。部分反射膜13の背面は空気に接する。 Figure 8 shows a schematic of the half mirrors prepared for testing. The top row shows half mirror Z, the middle row shows half mirror A, and the bottom row shows half mirror B. First, a partially reflective film 13 was laminated on the back surface of a support 11 made of a glass plate to obtain half mirror Z. The back surface of the partially reflective film 13 is in contact with air.
図8の上段に示すように、ハーフミラーZの正面から入射する外部光Exに対する反射率は63%だった。図中では支持体11の正面の界面で外部光Exが反射しているが、これは模式的な表現である。以下同様である。外部光Exの一部は支持体11と部分反射膜13との間の界面や部分反射膜13の内部や背面でも反射する。ハーフミラーZの背面から入射する無偏光の光線Upに対する透過率が36%だった。 As shown in the upper part of Figure 8, the reflectance of external light Ex incident from the front of half mirror Z was 63%. In the figure, external light Ex is reflected at the front interface of support 11, but this is a schematic representation. The same applies below. Some of the external light Ex is also reflected at the interface between support 11 and partially reflective film 13, as well as inside and on the back surface of partially reflective film 13. The transmittance of unpolarized light Up incident from the back surface of half mirror Z was 36%.
図8の上段に示すように、ハーフミラーZの背面に25μm厚の透明粘着層14を介して選択反射フィルム15を接合した。選択反射フィルム15の背面に25μm厚の透明粘着層16を介して1/4波長板17zを接合した。1/4波長板17zの背面は空気に接する。以上によりハーフミラーAを得た。 As shown in the upper part of Figure 8, a selective reflection film 15 was bonded to the back surface of half mirror Z via a 25 μm thick transparent adhesive layer 14. A quarter-wave plate 17z was bonded to the back surface of selective reflection film 15 via a 25 μm thick transparent adhesive layer 16. The back surface of quarter-wave plate 17z was in contact with air. In this way, half mirror A was obtained.
図8において、ハーフミラーAの正面から入射する外部光Exに対する反射率は64%だった。外部光Exの一部は部分反射膜13よりも背面側に位置する要素によっても反射することに留意する。ハーフミラーAの背面から入射する無偏光の光線Upに対する透過率が23%だった。ハーフミラーAの背面から入射する直線偏光の光線Lpに対する透過率の最大値は63%だった。 In Figure 8, the reflectance for external light Ex incident from the front of half mirror A was 64%. Note that some of the external light Ex is also reflected by elements located behind the partially reflective film 13. The transmittance for unpolarized light Up incident from the back of half mirror A was 23%. The maximum transmittance for linearly polarized light Lp incident from the back of half mirror A was 63%.
図8において、ハーフミラーAの背面から1/4波長板17zを剥がした。次に選択反射フィルム15の背面に透明粘着層16を介してARフィルム19zを接合した。ARフィルム19zはその背面に反射防止層20zを備えるTACフィルムである。以上によりハーフミラーBを得た。反射防止層20zは空気に接する。 In Figure 8, the quarter-wave plate 17z was peeled off from the back surface of half mirror A. Next, an AR film 19z was bonded to the back surface of the selective reflection film 15 via a transparent adhesive layer 16. The AR film 19z is a TAC film with an anti-reflection layer 20z on its back surface. This completes the half mirror B. The anti-reflection layer 20z is in contact with air.
図8において、ハーフミラーBの正面から入射する外部光Exに対する反射率は61%だった。外部光Exの一部は部分反射膜13よりも背面側に位置する要素によっても反射することに留意する。鏡像を観察する限り、反射した外部光Exの色調はハーフミラーAとハーフミラーBとの間で差がなかった。ハーフミラーAの背面から入射する無偏光の光線Upに対する透過率が39%だった。 In Figure 8, the reflectance of external light Ex incident from the front of half mirror B was 61%. Note that some of the external light Ex is also reflected by elements located behind the partially reflective film 13. As far as the mirror images are concerned, there was no difference in the color tone of the reflected external light Ex between half mirror A and half mirror B. The transmittance of unpolarized light Up incident from the back of half mirror A was 39%.
以上より、ハーフミラーAの背面の一部の領域の一部において、1/4波長板をARフィルムに置き換えることで、当該領域における無偏光の光線の透過率を高められることが示唆された。またこの時、当該領域における外部光の反射率の低下は大きくないことが示唆された。かかる効果を奏する実施態様は図1~図7を用いて詳細に説明した。 The above suggests that by replacing the quarter-wave plate with an AR film in a portion of the rear surface of half mirror A, the transmittance of unpolarized light in that portion can be increased. It also suggests that the reflectance of external light in that portion does not decrease significantly. An embodiment that achieves this effect has been described in detail using Figures 1 to 7.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention.
10 ハーフミラー, 11 支持体, 12 ハーフミラー構造, 13 部分反射膜, 14 透明粘着層, 15 選択反射フィルム, 16 透明粘着層, 17a-b 1/4波長板, 19a-c,z ARフィルム, 20a-c,z 反射防止層, 21a-b 領域, 22a-c 領域, 25a-c 境界, 26a-b 領域, 27a-b 外縁, 27 表示面, 28a-b 照明, 30 多機能ミラー, 31 カメラ, 33 コンピューター, 35 積層体, 40 ハーフミラー, A ハーフミラー, B ハーフミラー, Ex 外部光, Lp 直線偏光の光線, Ob 観察者, Up 無偏光の光線, Z ハーフミラー 10 Half mirror, 11 Support, 12 Half mirror structure, 13 Partially reflective film, 14 Transparent adhesive layer, 15 Selectively reflective film, 16 Transparent adhesive layer, 17a-b Quarter wave plate, 19a-c,z AR film, 20a-c,z Anti-reflection layer, 21a-b Region, 22a-c Region, 25a-c Boundary, 26a-b Region, 27a-b Outer edge, 27 Display surface, 28a-b Lighting, 30 Multi-function mirror, 31 Camera, 33 Computer, 35 Laminate, 40 Half mirror, A Half mirror, B Half mirror, Ex External light, Lp Linearly polarized light, Ob Observer, Up Unpolarized light, Z Half mirror
Claims (10)
前記支持体の背面に積層される部分反射膜と、
前記部分反射膜の背面に積層される選択反射フィルムと、
前記選択反射フィルムの背面に積層される1/4波長板と、をこの順に備えるハーフミラーであって、
前記選択反射フィルムの背面上に、前記1/4波長板の積層された第1の領域と、前記1/4波長板の積層されていない第2の領域とをさらに備え、
前記第2の領域の背面に積層された反射防止フィルムをさらに備え、
前記部分反射膜は、金属、金属酸化物、又はその他の誘電体を含み、光を部分的に透過するとともに光を部分的に反射し、
前記選択反射フィルムは、円偏光に対する選択性を有する材料からなり、左円偏光及び右円偏光のうち、一方をF偏光といい、他方をR偏光というとき、可視光帯域全体において、F偏光をR偏光よりもよく透過するとともに、R偏光をF偏光よりもよく反射し、
前記反射防止フィルムは、その背面に反射防止層を有するとともに、無偏光の光に対して、前記1/4波長板の透過率よりも高い透過率を有する、
ハーフミラー。 A support ;
a partially reflective film laminated on the rear surface of the support;
a selective reflection film laminated on the back surface of the partially reflective film;
a quarter-wave plate laminated on the back surface of the selective reflection film, in this order;
Further provided on the rear surface of the selective reflection film are a first region where the quarter-wave plate is laminated and a second region where the quarter-wave plate is not laminated;
further comprising an anti-reflection film laminated to the rear surface of the second region;
the partially reflective film comprises a metal, metal oxide, or other dielectric material and partially transmits and partially reflects light;
The selective reflection film is made of a material that has selectivity for circularly polarized light, and when one of left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light is called F-polarized light and the other is called R-polarized light, the selective reflection film transmits F-polarized light more than R-polarized light and reflects R-polarized light more than F-polarized light throughout the entire visible light band,
The anti-reflection film has an anti-reflection layer on its back surface and has a transmittance for unpolarized light that is higher than the transmittance of the quarter-wave plate.
Half mirror.
請求項1に記載のハーフミラー。 The anti-reflection film has a smaller retardation than the quarter wave plate.
The half mirror according to claim 1 .
前記基材フィルムは、前記1/4波長板よりも小さな複屈折を有する、
請求項2に記載のハーフミラー。 the anti-reflection film includes a substrate film and the anti-reflection layer laminated on the back surface of the substrate film,
The substrate film has a birefringence smaller than that of the quarter-wave plate.
The half mirror according to claim 2 .
請求項1~3のいずれかに記載のハーフミラー。 The anti-reflection film has a transmittance for unpolarized light that is higher than the transmittance of the quarter-wave plate over the entire wavelength band of visible light.
The half mirror according to any one of claims 1 to 3.
前記反射防止フィルムが前記第1の領域と前記第2の領域との境界を覆っており、
前記1/4波長板の背面の中央は前記ハーフミラーの背面側に露出している、
請求項1~4のいずれかに記載のハーフミラー。 Furthermore, the anti-reflection film is laminated on the back surface of the quarter-wave plate,
the anti-reflection film covers the boundary between the first region and the second region,
The center of the rear surface of the quarter-wave plate is exposed on the rear surface side of the half mirror.
The half mirror according to any one of claims 1 to 4.
前記反射防止フィルムがさらに前記第1の領域の中央を覆っている、
請求項1~4のいずれかに記載のハーフミラー。 Furthermore, the anti-reflection film is laminated at the center of the back surface of the quarter-wave plate,
The anti-reflection film further covers the center of the first region.
The half mirror according to any one of claims 1 to 4.
前記1/4波長板の背面より、前記1/4波長板の速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する直線偏光が入射すると、前記1/4波長板が直線偏光をF偏光に変換し、
前記部分反射膜が前記選択反射フィルムに向かってF偏光を反射するとともに、F偏光をR偏光に変換し、さらに前記選択反射フィルムが前記部分反射膜に向かってR偏光を反射するとともに、R偏光をF偏光に変換することの繰り返しを通じて、前記支持体の正面から優先的にF偏光を出射する、
請求項1~6のいずれかに記載のハーフミラー。 the reflectance of the selective reflection film for R-polarized light is higher than the reflectance of the partially reflection film for F-polarized light over the entire visible light band;
When linearly polarized light having a polarization axis tilted 45 degrees with respect to the fast axis and slow axis of the quarter-wave plate is incident on the rear surface of the quarter-wave plate, the quarter-wave plate converts the linearly polarized light into F-polarized light,
The partially reflective film reflects F-polarized light toward the selectively reflective film and converts the F-polarized light into R-polarized light, and the selectively reflective film further reflects R-polarized light toward the partially reflective film and converts the R-polarized light into F-polarized light. Through this process repeated, F-polarized light is preferentially emitted from the front surface of the support.
The half mirror according to any one of claims 1 to 6.
前記ディスプレイの表示面は、前記第1の領域において、前記1/4波長板の背面に対向し、
前記表示面から前記1/4波長板に射し込む画像光は、前記1/4波長板の速軸及び遅軸に対して45度傾いた偏光軸を有する直線偏光であり、
前記照明は、前記第2の領域において、前記反射防止フィルムの背面に対向し、
前記照明から前記反射防止フィルムに射し込む照明光は、無偏光である、
多機能ミラー。 A half mirror according to any one of claims 1 to 7, a display, and lighting,
a display surface of the display facing a rear surface of the quarter-wave plate in the first region;
the image light incident on the quarter-wave plate from the display surface is linearly polarized light having a polarization axis inclined at 45 degrees with respect to the fast axis and the slow axis of the quarter-wave plate,
the illumination faces the rear surface of the anti-reflection film in the second region;
The illumination light incident on the anti-reflection film from the lighting is unpolarized.
Multi-function mirror.
前記部分反射膜と前記選択反射フィルムの積層された前記支持体の背面において、前記選択反射フィルムの背面の前記第1の領域上及び前記第2の領域上に、前記1/4波長板を積層し、
前記第1の領域上の前記1/4波長板を残しつつ、前記第2の領域上の前記1/4波長板を除去し、
前記第2の領域上において、前記反射防止フィルムを前記選択反射フィルム上に積層する、
方法。 A method for producing the half mirror according to any one of claims 1 to 7, comprising the steps of:
The quarter -wave plate is laminated on the back surface of the support on which the partially reflective film and the selectively reflective film are laminated, on the first region and the second region of the back surface of the selectively reflective film;
removing the quarter wave plate on the second region while leaving the quarter wave plate on the first region;
laminating the antireflection film on the selective reflection film in the second region;
method.
前記1/4波長板の除去において、前記1/4波長板を前記第1の領域と前記第2の領域との境界上で切断してから、前記第2の領域上の前記1/4波長板を前記選択反射フィルムより剥離し、
前記反射防止フィルムの積層において、前記選択反射フィルムの背面と前記反射防止フィルムの正面とを前記第2の領域上に残された前記透明粘着層で接合する、
請求項9に記載の方法。 In laminating the quarter-wave plate, the back surface of the selective reflection film and the front surface of the quarter-wave plate are bonded with a transparent adhesive layer, and the transparent adhesive layer is bonded more strongly to the selective reflection film than to the quarter-wave plate;
In removing the quarter-wave plate, the quarter-wave plate is cut on a boundary between the first region and the second region, and then the quarter-wave plate on the second region is peeled off from the selective reflection film;
In laminating the antireflection film, the back surface of the selective reflection film and the front surface of the antireflection film are bonded together with the transparent adhesive layer remaining on the second region.
10. The method of claim 9.
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