KR-20260061183-A - 광학 적층체 및 표시 시스템

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Abstract

VR 고글의 표시 특성 향상에 기여할 수 있는 광학 적층체를 제공한다. 본 발명의 실시형태에 따른 표시 시스템은, 편광 부재를 통하여 화상을 나타내는 광을 앞쪽으로 출사하는 표시면을 포함하는 표시 소자와, 표시 소자의 앞쪽에 배치되어, 반사형 편광 부재를 포함하며, 표시 소자로부터 출사된 광을 반사하는 반사부와, 표시 소자와 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제1 렌즈부와, 표시 소자와 제1 렌즈부 사이에 배치되어, 표시 소자로부터 출사된 광을 투과시키고, 반사부에서 반사된 광을 반사부를 향하여 반사시키는 하프 미러와, 표시 소자와 상기 하프 미러 사이의 광로상에 배치되는 제1 위상차 부재와, 하프 미러와 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제2 위상차 부재를 구비하고, 상기 편광 부재와 상기 제1 위상차 부재를 포함하는 광학 적층체는, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 타원율이 0.77 이상이다.

Inventors

하야시 다이스케

Assignees

닛토덴코 가부시키가이샤

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20240814
Priority Date: 20230914

Claims (16)

유저에 대하여 화상을 표시하는 표시 시스템으로서, 편광 부재를 통하여 화상을 나타내는 광을 앞쪽으로 출사하는 표시면을 포함하는 표시 소자와, 상기 표시 소자의 앞쪽에 배치되어, 반사형 편광 부재를 포함하며, 상기 표시 소자로부터 출사된 광을 반사하는 반사부와, 상기 표시 소자와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제1 렌즈부와, 상기 표시 소자와 상기 제1 렌즈부 사이에 배치되어, 상기 표시 소자로부터 출사된 광을 투과시키고, 상기 반사부에서 반사된 광을 상기 반사부를 향하여 반사시키는 하프 미러와, 상기 표시 소자와 상기 하프 미러 사이의 광로상에 배치되는 제1 위상차 부재와, 상기 하프 미러와 상기 반사부 사이의 광로상에 배치되는 제2 위상차 부재를 구비하며, 상기 편광 부재와 상기 제1 위상차 부재가 광학 적층체를 구성하고, 상기 광학 적층체가, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 타원율이 0.77 이상인, 표시 시스템.
편광 부재와, 편광 부재의 편측에 배치된 위상차 부재를 구비하고, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 타원율이 0.77 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 450nm의 투과광의 타원율이, 0.77 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 650nm의 투과광의 타원율이, 0.77 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 550nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율의 평균값이 0.83 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 450nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율의 평균값이 0.80 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 650nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율의 평균값이 0.80 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 550nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율이 0.85 이상이 되는 데이터가 10개 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 450nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율이 0.85 이상이 되는 데이터가 10개 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°에서, 방위각 0°~360°의 범위에서 방위각 11.25°마다 파장 650nm의 투과광의 타원율을 측정하였을 때, 상기 타원율이 0.85 이상이 되는 데이터가 10개 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 0°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 타원율이, 0.94 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 0°에서 측정되는 파장 450nm의 투과광의 타원율이, 0.94 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 0°에서 측정되는 파장 650nm의 투과광의 타원율이, 0.94 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 0°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 편광 해소 지수(DI)를 1에서 뺀 값(1-DI)이 99.5% 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 극각 30°, 방위각 0°~360°에서 측정되는 파장 550nm의 투과광의 편광 해소 지수(DI)를 1에서 뺀 값(1-DI)이 99.4% 이상인, 광학 적층체.
제2항에 있어서, 편광 부재를 통하여 출사된 화상을 나타내는 광을, 제1 위상차 부재를 통과시키는 스텝과, 상기 제1 위상차 부재를 통과한 광을, 하프 미러 및 제1 렌즈부를 통과시키는 스텝과, 상기 하프 미러 및 상기 제1 렌즈부를 통과한 광을, 상기 제2 위상차 부재를 통과시키는 스텝과, 상기 제2 위상차 부재를 통과한 광을, 반사형 편광 부재에서 상기 하프 미러를 향하여 반사시키는 스텝과, 상기 반사형 편광 부재 및 상기 하프 미러에서 반사시킨 광을, 상기 제2 위상차 부재에 의해 상기 반사형 편광 부재를 투과 가능하게 하는 스텝 을 포함하는, 표시 방법에 이용되는, 광학 적층체.

Description

광학 적층체 및 표시 시스템 본 발명은, 광학 적층체 및 표시 시스템에 관한 것이다. 액정 표시 장치 및 일렉트로루미네센스(EL) 표시 장치(예컨대, 유기 EL 표시 장치)로 대표되는 화상 표시 장치가 급속하게 보급되고 있다. 화상 표시 장치에서는, 화상 표시를 실현하고, 화상 표시의 성능을 높이기 위하여, 일반적으로 편광 부재, 위상차 부재 등의 광학 부재가 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조). 근래, 화상 표시 장치의 새로운 용도가 개발되고 있다. 예컨대, 가상 현실(Virtual Reality(VR))을 실현하기 위한 디스플레이 부착 고글(VR 고글)이 제품화되기 시작하고 있다. 도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 표시 시스템의 개략의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도 3은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태로는 한정되지 않는다. 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위하여, 실시형태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 나타내는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 도면에 대해서는, 동일 또는 동등한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. (용어 및 기호의 정의) 본 명세서에서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다. (1) 굴절률(nx, ny, nz) 'nx'는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 'ny'는 면내에서 지상축과 직교하는 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절률이며, 'nz'는 두께 방향의 굴절률이다. (2) 면내 위상차(Re) 'Re(λ)'는, 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. 예컨대, 'Re(550)'는, 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 면내 위상차이다. Re(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구할 수 있다. (3) 두께 방향의 위상차(Rth) 'Rth(λ)'는, 23℃에서의 파장 λnm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. 예컨대, 'Rth(550)'는, 23℃에서의 파장 550nm의 광으로 측정한 두께 방향의 위상차이다. Rth(λ)는, 층(필름)의 두께를 d(nm)로 하였을 때, 식: Rth(λ)=(nx-nz)×d에 의해 구할 수 있다. (4) Nz 계수 Nz 계수는, Nz=Rth/Re에 의해 구할 수 있다. (5) 각도 본 명세서에서 각도를 언급할 때는, 특별한 언급이 없는 한, 당해 각도는 기준 방향에 대하여 시계 방향 및 반시계 방향 양쪽을 포함한다. 따라서, 예컨대 '45°'는 ±45°를 의미한다. 또한, 본 명세서에서, '대략 평행'은, 0°±10°의 범위를 포함하고, 바람직하게는 0°±5°의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 0°±3°의 범위 내이고, 더욱 바람직하게는 0°±1°의 범위 내이다. '대략 직교'는, 90°±10°의 범위를 포함하고, 바람직하게는 90°±5°의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 90°±3°의 범위 내이고, 더욱 바람직하게는 90°±1°의 범위 내이다. A. 표시 시스템 도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 표시 시스템의 개략의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에서는, 표시 시스템(2)의 각 구성 요소의 배치 및 형상 등을 모식적으로 도시하고 있다. 표시 시스템(2)은, 표시 소자(12)와, 반사형 편광 부재를 포함하는 반사부(14)와, 제1 렌즈부(16)와, 하프 미러(18)와, 제1 위상차 부재(20)와, 제2 위상차 부재(22)와, 제2 렌즈부(24)를 구비하고 있다. 반사부(14)는, 표시 소자(12)의 표시면(12a) 측인 앞쪽에 배치되어, 표시 소자(12)로부터 출사된 광을 반사할 수 있다. 제1 렌즈부(16)는 표시 소자(12)와 반사부(14) 사이의 광로상에 배치되고, 하프 미러(18)는 표시 소자(12)와 제1 렌즈부(16) 사이에 배치되어 있다. 제1 위상차 부재(20)는 표시 소자(12)와 하프 미러(18) 사이의 광로상에 배치되고, 제2 위상차 부재(22)는 하프 미러(18)와 반사부(14) 사이의 광로상에 배치되어 있다. 하프 미러로부터 앞쪽에 배치되는 구성 요소(도시예에서는, 하프 미러(18), 제1 렌즈부(16), 제2 위상차 부재(22), 반사부(14) 및 제2 렌즈부(24))를 통틀어 렌즈부(렌즈부(4))라고 칭하는 경우가 있다. 표시 소자(12)는, 예컨대 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이이고, 화상을 표시하기 위한 표시면(12a)을 포함하고 있다. 표시면(12a)으로부터 출사되는 광은, 예컨대 표시 소자(12)에 포함될 수 있는 편광 부재(대표적으로는, 편광 필름)를 통과하여 출사되며, 제1 직선 편광으로 되어 있다. 제1 위상차 부재(20)는, 제1 위상차 부재(20)에 입사된 제1 직선 편광을 제1 원편광으로 변환할 수 있다. 제1 위상차 부재(20)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 표시 소자(12)에 일체로 마련될 수 있다. 구체적으로는, 표시 소자(12)에 포함될 수 있는 편광 부재와 제1 위상차 부재(20)가 일체로 마련되어, 후술하는 광학 적층체(200)를 구성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 후술하는 광학 적층체(200)에서의 위상차 부재(20)가, 표시 시스템(2)에서의 제1 위상차 부재(20)일 수 있다. 하프 미러(18)는, 표시 소자(12)로부터 출사된 광을 투과시키고, 반사부(14)에서 반사된 광을 반사부(14)를 향하여 반사시킨다. 하프 미러(18)는, 제1 렌즈부(16)에 일체로 마련되어 있다. 제2 위상차 부재(22)는, 반사부(14) 및 하프 미러(18)에서 반사시킨 광을, 반사형 편광 부재를 포함하는 반사부(14)를 투과시킬 수 있는 λ/4 부재이다(이하, 제2 위상차 부재를 제2 λ/4 부재라고 칭하는 경우가 있음). 또한, 제2 위상차 부재(22)는, 제1 렌즈부(16)에 일체로 마련되어도 된다. 위상차 부재(제1 위상차 부재)(20)로부터 출사된 제1 원편광은, 하프 미러(18) 및 제1 렌즈부(16)를 통과하여, 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제2 직선 편광으로 변환된다. 제2 λ/4 부재(22)로부터 출사된 제2 직선 편광은, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재를 투과하지 않고 하프 미러(18)를 향하여 반사된다. 이때, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재에 입사된 제2 직선 편광의 편광 방향은, 반사형 편광 부재의 반사축과 동일한 방향이다. 따라서, 반사부(14)에 입사된 제2 직선 편광은, 반사형 편광 부재에서 반사된다. 반사부(14)에서 반사된 제2 직선 편광은 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제2 원편광으로 변환되고, 제2 λ/4 부재(22)로부터 출사된 제2 원편광은 제1 렌즈부(16)를 통과하여 하프 미러(18)에서 반사된다. 하프 미러(18)에서 반사된 원편광은, 제1 렌즈부(16)를 통과하여, 제2 λ/4 부재(22)에 의해 제3 직선 편광으로 변환된다. 제3 직선 편광은, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재를 투과한다. 이때, 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재에 입사된 제3 직선 편광의 편광 방향은, 반사형 편광 부재의 투과축과 동일한 방향이다. 따라서, 반사부(14)에 입사된 제3 직선 편광은, 반사형 편광 부재를 투과한다. 반사부(14)를 투과한 광은, 제2 렌즈부(24)를 통과하여, 유저의 눈(26)에 입사된다. 예컨대, 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과 반사부(14)에 포함되는 반사형 편광 부재의 반사축은, 서로 대략 평행하게 배치되어도 되고, 대략 직교로 배치되어도 된다. 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과 제1 위상차 부재(20)의 지상축이 이루는 각도 및 제1 위상차 부재(20)의 면내 위상차는, 제1 직선 편광을 제1 원편광으로 변환할 수 있도록 설정된다. 상기 각도 및 면내 위상차에 대해서는 B항에서 상술한다. 표시 소자(12)에 포함되는 편광 부재의 흡수축과 제2 위상차 부재(22)의 지상축이 이루는 각도는, 예컨대 40°~50°이고, 42°~48°이어도 되며, 약 45°이어도 된다. 제2 위상차 부재(22)의 면내 위상차 Re(550)는, 예컨대 100nm~190nm이고, 110nm~180nm이어도 되며, 130nm~160nm이어도 되고, 135nm~155nm이어도 된다. 제2 위상차 부재(22)는, 바람직하게는, 위상차값이 측정광의 파장에 따라 커지는 역분산 파장 특성을 나타낸다. 제2 위상차 부재(22)의 Re(450)/Re(550)는, 예컨대 1 미만이고, 0.95 이하이어도 되며, 나아가 0.90 미만, 나아가 0.85 이하이어도 된다. 제2 위상차 부재(22)의 Re(450)/Re(550)는, 예컨대 0.75 이상이다. 하나의 실시형태에서, 제2 위상차 부재(22)는, Re(400)/Re(550)<0.85, Re(650)/Re(550)>1.03, 및 Re(750)/Re(550)>1.05를 모두 충족한다. 제2 위상차 부재(22)는, 0.65<Re(400)/Re(550)<0.80(바람직하게는, 0.7<Re(400)/Re(550)<0.75), 1.0<Re(650)/Re(550)<1.25(바람직하게는, 1.05<Re(650)/Re(550)<1.20), 및 1.05<Re(750)/Re(550)<1.40(바람직하게는, 1.08<Re(750)/Re(550)<1.36)으로부터 선택되는 적어도 하나를 충족하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 적어도 2개를 충족하며, 더욱 바람직하게는 모두를 충족한다. 제2 위상차 부재(22)는, 바람직하게는 굴절률 특성이 nx>ny≥nz의 관계를 나타낸다. 여기서 'ny=nz'는 ny와 nz가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, 실질적으로 동일한 경우를 포함한다. 따라서, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, ny<nz가 되는 경우가 있을 수 있다. 제2 위상차 부재(22)의 Nz 계수는, 바람직하게는 0.9~3, 보다 바람직하게는 0.9~2.5, 더욱 바람직하게는