半透半反鏡以及圖像顯示裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供半透半反鏡以及圖像顯示裝置，作為半透半反鏡的基材使用樹脂材料，同時實現金屬膜光學特性的穩定化。一種圖像顯示裝置，能夠通過半透半反鏡（4）觀察地顯示在顯示單元（1）被顯示的影像，半透半反鏡（4）包括由樹脂形成的2個透光性樹脂基材（11、12）、被樹脂基材（11、12）夾著的由銀形成的金屬膜（40）、和分別介于金屬膜（40）與樹脂基材（11）或（12）之間的電介質膜（41、41），電介質膜（41、41）包括在樹脂基材（11、12）上設置的由SiO2形成的SiO2層、在SiO2層上設置的由Al2O3形成的Al2O3層和在Al2O3層上設置的由ZrO2形成的ZrO2層。

【技術實現步驟摘要】
半透半反鏡以及圖像顯示裝置
本專利技術涉及半透半反鏡以及使用其的圖像顯示裝置。
技術介紹
一直以來，在頭戴式顯示器（headmounteddisplay）、平視顯示器（headupdisplay）、攝像機的取景器等圖像顯示裝置中，使用用于將光束分割為多束的半透半反鏡。該半透半反鏡，在搭載于拍攝裝置的觀察系統的光學系統中，為了使人在同一視野觀察在液晶顯示器等顯示單元顯示的圖像信息與來自外部景物的光的兩方，使液晶顯示器上的圖像朝向觀察者的眼睛反射，另一方面使外部光線透射。作為這樣的半透半反鏡，有接合透明基材而成的棱鏡型的分束器，該分束器構成為，在一方的透明基材表面上通過銀等金屬成膜后，在該薄膜層上部粘接折射率一致的另一方透明基材將薄膜層夾入，透射光直線行進，能夠減少來自外部的透射像的失真。關于該薄膜層，有層疊由電介質材料制成的高折射率膜和/或低折射率膜而成的電介質多層膜和/或、由電介質膜夾著金屬膜而成的類型（例如專利文獻1），后面的由電介質膜夾著金屬膜而成的類型具有在整個可見光區域程度的寬的波長范圍能夠減小偏振依存性和/或入射角依存性的特征，適于制作既透射觀察外部的光又顯示圖像信息的透視型的光學系統。但是，作為上述薄膜層，即使作為銀的變換而使用其他金屬、例如鋁也能夠制作半透半反鏡，但存在由吸收導致的損失大這樣的問題，并且存在無法均勻地精度良好地形成1～5nm的極端薄的層這樣的困難。另外，銀的薄膜層存在由于熱導致的擴散、粒狀化和/或與氣體成分的氧化等變質反應容易發生的問題。為了抑制這樣的銀的反應性，以往需要在成膜時排氣成高真空且降低基材溫度，并且預先形成有抑制在大氣中變質的保護層。另外，還已知在不損害銀的光學物理性質的范圍與少量的穩定化成分合金化或者、如專利文獻2那樣為了穩定地形成，而將相鄰的Cr等金屬層形成得極薄等方法?！緦＠墨I1】美國專利3559090號公報【專利文獻2】日本專利第3563955號公報但是，在顯示裝置中，為了光學部件的輕量化、低成本化，有的用樹脂基材形成棱鏡。樹脂基材具有特有的吸水性和/或不穩定的分子，在成膜時的真空狀態下，水分和/或有機成分會從基材滲出、揮發而被吸收到膜中，所以銀層和/或夾著銀層的電介質膜的密度會降低，存在與現有的玻璃基材相比銀層的擴散·變質容易發生的問題。
技術實現思路
于是，本專利技術，將通過使用樹脂材料作為半透半反鏡的基材來實現光學部件的輕量化以及低成本化，并且既降低光量損失又實現半透半反鏡所含金屬膜的光學特性的穩定化作為解決課題之一。為了解決以上課題，本專利技術所涉及的半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的一對電介質膜，所述電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由ZrO2形成的一對高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的一對塊層，所述塊層包括：在所述樹脂基材上由SiO2形成的SiO2層；和在所述SiO2層上由Al2O3形成的Al2O3層。根據該專利技術，因為由銀形成的金屬膜被由ZrO2形成的高折射率層覆蓋，所以能夠確保高折射率，進而，通過由SiO2以及Al2O3形成的塊層，充分確保樹脂基材與金屬膜的距離，并且將與樹脂基材直接接觸的層設為與樹脂的付著性高的SiO2層，所以能夠避免在成膜時，水分和/或有機成分從樹脂基材滲出、揮發從而夾著金屬膜的電介質膜密度降低。另外，在上述半透半反鏡中，優選，所述電介質膜進一步包括介于所述樹脂基材與所述塊層之間的保護層，該保護層由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一種形成，或者使它們層疊而成。該情況下，通過使由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一種形成或使它們層疊而成的保護層，進一步形成于樹脂基材側，能夠既確保更適當的反射率·透射率，又更可靠地抑制樹脂基材特有的對金屬膜的變質效果。另外，在上述半透半反鏡中，能夠取代所述ZrO2，而使用Zr與Ti的合金、或者它們的混合氧化物。該情況下，通過Zr與Ti的合金或者它們的混合氧化物，能夠確保更高的折射率。另外，本專利技術所涉及的半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的一對電介質膜，所述電介質膜包括：與所述金屬膜相接的比所述金屬膜折射率高的由Al2O3形成的高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的塊層，所述塊層包括：在所述樹脂基材上由SiO2形成的SiO2層；和在所述SiO2層上由ZrO2形成的ZrO2層。根據該專利技術，因為由銀形成的金屬膜被由Al2O3形成的高折射率層覆蓋，所以能夠確保高折射率，并且將與樹脂基材直接接觸的層設為與樹脂的付著性高的SiO2層，所以能夠避免在成膜時，水分和/或有機成分從樹脂基材滲出、揮發從而夾著金屬膜的電介質膜密度降低。進而，本專利技術涉及的半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的第1以及第2電介質膜，所述第1電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由Al2O3形成的高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的塊層，該塊層包括在所述樹脂基材上由SiO2形成的SiO2層和在所述SiO2層上由Al2O3形成的Al2O3層，所述第2電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由ZrO2形成的高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的塊層，該塊層包括在所述樹脂基材上由Al2O3形成的Al2O3層。根據該專利技術，在第1以及第2電介質膜中，由銀形成的金屬膜被由Al2O3或者ZrO2形成的高折射率層覆蓋，所以能夠確保高折射率。另外，在第1以及第2電介質膜中，將與樹脂基材直接接觸的層設為與樹脂的付著性高的SiO2層或者Al2O3層，進而通過塊層充分確保距樹脂的距離，所以能夠避免在成膜時，水分和/或有機成分從樹脂基材滲出、揮發從而夾著金屬膜的電介質膜密度降低。在上述半透半反鏡中，所述電介質膜進一步包括介于所述樹脂基材與所述塊層之間的保護層，該保護層由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一種形成或者使它們層疊而成。該情況下，通過使由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一種形成或者使它們層疊而成的保護層進一步在樹脂基材側形成，能夠既確保更適當的反射率·透射率又更可靠地抑制樹脂基材特有的對金屬膜的變質效果。在上述半透半反鏡中，能夠取代所述ZrO2，而使用Zr與Ti的合金或者它們的混合氧化物。該情況下，通過使用Zr與Ti的合金或者它們的混合氧化物，能夠確保更高的折射率。在上述半透半反鏡中，優選，所述Al2O3層為5nm以上且所述一對電介質膜的厚度分別為200nm以上且1μm以下。在將一對電介質膜的厚度設為超過1μm以上而較厚地形成了電介質膜的情況下，會發生由于與樹脂基材的線膨張率之差所導致的膜的破裂和/或剝離，而在設為200nm以上且1μm以下的情況下，通過保持電介質膜的厚度，能夠充分確保樹脂基材與金屬膜的距離，能夠抑制樹脂基材特有的對金屬膜的變質效果。本專利技術涉及的圖像顯示裝置，其特征在于，具備：顯示影像的顯示部；和所述半透半反鏡，所述半透半反鏡，透射外部光線并且反射在所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的一對電介質膜，所述電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由ZrO2形成的一對高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的一對塊層，所述塊層包括：在所述樹脂基材上由SiO2形成的SiO2層；和在所述SiO2層上由Al2O3形成的Al2O3層。

【技術特征摘要】
2011.11.24 JP 256682/20111.一種半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的一對電介質膜，所述一對電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由ZrO2形成的一對高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的一對塊層，所述塊層包括：在所述樹脂基材上由SiO2形成的SiO2層；和在所述SiO2層上由Al2O3形成的Al2O3層，所述一對電介質膜的厚度分別為200nm以上且1μm以下。2.根據權利要求1所述的半透半反鏡，其特征在于，所述一對電介質膜進一步包括介于所述樹脂基材與所述塊層之間的保護層，該保護層由ZrO2、Al2O3和SiO2中的任一種形成，或者使它們層疊而成。3.根據權利要求1或2所述的半透半反鏡，其特征在于，取代所述一對高折射率層的ZrO2，而使用Zr與Ti的合金或者它們的混合氧化物。4.根據權利要求1所述的半透半反鏡，其特征在于，所述Al2O3層為5nm以上。5.一種半透半反鏡，其特征在于，具備：由透光性樹脂形成的一對樹脂基材；被所述樹脂基材夾著的至少含銀的金屬膜；和分別介于所述金屬膜與所述樹脂基材之間的一對電介質膜，所述一對電介質膜包括：與所述金屬膜相接的由Al2O3形成的高折射率層；和在所述樹脂基材與所述高折射率層之間設置的塊層，所述塊層包括：在所述樹脂基材上由SiO2形成的Si...

【專利技術屬性】
技術研發人員：矢野邦彥，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：