(57)【要約】【課題】外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制する半透過型反射シート、表示装置、半透過型反射シートの製造方法を提供する。【解決手段】半透過型反射シート２０は、背面から外界の光を透過するとともに映像光を反射して、出光面から映像光及び外界の光を出光するシートであり、出光面に対して傾斜した第１傾斜面３０が複数配列された第１光学形状層２２と、第１光学形状層の第１傾斜面側の面に積層される第２光学形状層２３と、第１傾斜面３０上の少なくとも一部に形成され、映像光の一部を反射し、その他を透過する反射層２５と、隣り合う第１傾斜面３０間であって、第１光学形状層２２と第２光学形状層２３との境界に設けられる中間層３２とを備え、第１光学形状層２２の屈折率をｎ１とし、第２光学形状層２３の屈折率をｎ２とした場合に、中間層３２の屈折率ｎ３は、ｎ２＜ｎ３＜ｎ１、又は、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２を満たすことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面から外界の光を透過するとともに映像光を反射して、出光面から前記映像光及び前記外界の光を出光する半透過型反射シートであって、
前記出光面に対して傾斜した第１傾斜面が複数配列された第１光学形状層と、
前記第１光学形状層の前記第１傾斜面が設けられた側の面に積層される第２光学形状層と、
前記第１傾斜面上の少なくとも一部に形成され、前記映像光の一部を反射し、その他を透過する反射層と、
隣り合う前記第１傾斜面間であって、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との境界に設けられる中間層とを備え、
前記第１光学形状層の屈折率をｎ１とし、前記第２光学形状層の屈折率をｎ２とした場合に、前記中間層の屈折率ｎ３は、ｎ１＞ｎ２の場合、ｎ２＜ｎ３＜ｎ１を満たし、ｎ１＜ｎ２の場合、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２を満たすこと、
を特徴とする半透過型反射シート。
【請求項２】
請求項１に記載の半透過型反射シートにおいて、
前記中間層の屈折率ｎ３は、前記第１光学形状層側から前記第２光学形状層側に向かうにつれて、屈折率ｎ１側から屈折率ｎ２側に変動していること、
を特徴とする半透過型反射シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射シートと、
前記半透過型反射シートに映像光を出射する映像源と、
を備える表示装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射シートを形成する半透過型反射シートの製造方法であって、
前記第１光学形状層を形成する樹脂を成形型に充填し、半硬化状態の前記第１光学形状層を形成する第１成形工程と、
前記第１成形工程によって形成された半硬化状態の前記第１光学形状層の前記第１傾斜面に前記反射層を形成する反射層形成工程と、
前記第１光学形状層の前記第１傾斜面側の面に、前記第２光学形状層を形成する樹脂を充填し硬化させて前記第２光学形状層を形成するとともに、半硬化状態の前記第１光学形状層を硬化させて、隣り合う前記第１傾斜面間であって、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との境界に前記中間層を形成する第２成形工程と、
を備える半透過型反射シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背景等の外界の光を透過するとともに、映像光を反射する半透過型反射シート、表示装置、半透過型反射シートの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の映像源を、光学系を介して観察者に観察させる頭部装着型の表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
このような頭部装着型の表示装置は、例えば、映像源に対向する位置に導光板を配置して、映像源で表示された映像光を、その導光板によって観察者の眼に対応する位置まで導光して、反射層を介して観察者側へ反射させている。このような表示装置は、表示される映像によって観察者の視界が遮られてしまうため、反射層にマジックミラーを用いる等して、映像光と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルーにする場合がある。
【０００３】
ここで、この導光板には、導光方向に複数配列された単位光学形状が設けられている。この単位光学形状は、その配列方向に平行であって導光板の厚み方向に平行な断面形状が略三角形状に形成されており、上述の反射層が形成された反射面と、それに対向する対向面とで構成されている。
このような単位光学形状を有した導光板は、例えば、単位光学形状を形成した層の面上に、単位光学形状を覆うようにして別な層を形成することによって製造される。そのため、導光板は、単位光学形状の各面を境界として背面側の層と観察者側（出光側）の層とで構成されることとなる。背面側の層と観察者側の層とは、透過する光の屈折等を回避するために、同等の屈折率で形成されることとなるが、同じ材料を使用したとしても屈折率に微小な差異が生じてしまう場合がある。また、導光板の構成によっては、同じ樹脂を使用することができなくなったり、同じ条件で成形することができなくなったりするため、屈折率を完全に同じにすることができない場合もある。
【０００４】
ここで、導光板の背面から入射する外界の光は、単位光学形状の反射面に対向する対向面に入射してしまう場合があり、背面側の層と観察者側の層との間に微小な屈折率差があるとき、外界の光がその面で全反射してしまい、出光面の法線方向に対して傾斜した状態で観察者側に届いてしまい、２重像、すなわちゴーストが発生し、外界の光が不鮮明になってしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５０９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制することができる半透過型反射シート、表示装置、半透過型反射シートの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、背面から外界の光を透過するとともに映像光を反射して、出光面から前記映像光及び前記外界の光を出光する半透過型反射シート（２０）であって、前記出光面に対して傾斜した第１傾斜面（３０）が複数配列された第１光学形状層（２２）と、前記第１光学形状層の前記第１傾斜面が設けられた側の面に積層される第２光学形状層（２３）と、前記第１傾斜面上の少なくとも一部に形成され、前記映像光の一部を反射し、その他を透過する反射層（２５）と、隣り合う前記第１傾斜面間であって、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との境界に設けられる中間層（３２）とを備え、前記第１光学形状層の屈折率をｎ１とし、前記第２光学形状層の屈折率をｎ２とした場合に、前記中間層の屈折率ｎ３は、ｎ１＞ｎ２の場合、ｎ２＜ｎ３＜ｎ１を満たし、ｎ１＜ｎ２の場合、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２を満たすこと、を特徴とする半透過型反射シートである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半透過型反射シート（２０）において、前記中間層（３２）の屈折率ｎ３は、前記第１光学形状層（２２）側から前記第２光学形状層（２３）側に向かうにつれて、屈折率ｎ１側から屈折率ｎ２側に変動していること、を特徴とする半透過型反射シートである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射シート（２０）と、前記半透過型反射シートに映像光を出射する映像源（１１）と、を備える表示装置（１）である。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射シート（２０）を形成する半透過型反射シートの製造方法であって、前記第１光学形状層（２２）を形成する樹脂を成形型に充填し、半硬化状態の前記第１光学形状層（２２’）を形成する第１成形工程と、前記第１成形工程によって形成された半硬化状態の前記第１光学形状層の前記第１傾斜面（３０）に前記反射層（２５）を形成する反射層形成工程と、前記第１光学形状層の前記第１傾斜面側の面に、前記第２光学形状層（２３）を形成する樹脂を充填し硬化させて前記第２光学形状層を形成するとともに、半硬化状態の前記第１光学形状層を硬化させて、隣り合う前記第１傾斜面間であって、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との境界に前記中間層（３２）を形成する第２成形工程と、を備える半透過型反射シートの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外界の光が不鮮明になってしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の頭部装着型の表示装置を説明する図である。
【図２】実施形態の導光板の詳細を説明する図である。
【図３】比較例の導光板に入射する外界の光の軌跡の一例を示す図である。
【図４】実施形態の導光板の製造方法の一例を示す図である。
【図５】変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
【００１１】
（実施形態）
図１は、本実施形態の頭部装着型の表示装置１を説明する図である。図１は、表示装置１を鉛直方向上方から見た図である。
なお、図１を含め以下に示す図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、観察者が頭部に表示装置１を装着した状態における鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、この水平方向のうち、導光板に入光した映像光の導光される方向（導光板の左右方向）をＸ方向とし、それに直交する方向（導光板の厚み方向）をＹ方向とする。このＹ方向の−Ｙ側を観察者側とし、＋Ｙ側を背面側とする。
【００１２】
表示装置１は、観察者が頭部に装着し、観察者の眼前に映像を表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレイである。図１に示すように、本実施形態の頭部装着型の表示装置１は、不図示のメガネフレームの内側に、映像源１１と、投射光学系１２と、導光板２０とを備えており、観察者がメガネフレームを頭部に装着することによって、映像源１１の映像を、導光板（半透過型反射シート）２０等を介して観察者に視認させることができる。具体的には、表示装置１は、映像源１１に表示された映像光を、投射光学系１２を介して導光板２０へ入射し、導光板２０内において＋Ｘ方向に導光した上で、導光方向に直交する−Ｙ方向に反射して、表示装置１を頭部に装着した観察者の眼Ｅ前に映像情報を表示する。
また、表示装置１は、外界からの光の一部を、導光板２０を透過させ観察者側に到達させて、映像と外界の光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。本実施形態では、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明する。なお、半透過型反射シートとは、入射した光の一部を透過し、その他を反射するシートを総称するものであり、透過率及び反射率が５０％であるものに限られない。
【００１３】
映像源１１は、映像光を表示するマイクロディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用することができる。映像源１１は、例えば、対角が１インチ以下のマイクロディスプレイが使用される。
投射光学系１２は、映像源１１から出射された映像光を平行光として投射する複数のレンズ群から構成される光学系である。
導光板２０は、光を導光する略平板状の透明部材であり、本実施形態では、鉛直方向（Ｚ方向）から見た形状が略台形形状に形成された台形柱形状に形成されている。導光板２０は、図１に示すように、互いに平行であり、互いに対向する第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃと、−Ｘ側端部に、この第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して傾斜した反射面２０ａとが設けられている。
【００１４】
反射面２０ａは、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃに対して所定の角度で傾斜しており、その面の全面に反射膜２７が形成されている。反射面２０ａは、導光板２０内に入射した映像光を、この反射膜２７よって第１全反射面２０ｂ側に反射させる。ここで、反射膜２７は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射膜２７は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射膜２７は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
反射面２０ａは、反射膜２７で反射した映像光を第１全反射面２０ｂにおいて全反射させるために、第１全反射面２０ｂに対して２５°〜４０°の範囲で傾斜している。
【００１５】
第１全反射面２０ｂは、導光板２０を形成する面のうちＸＺ平面に平行であって、観察者側（−Ｙ側）に位置する面であり、反射膜２７によって反射した映像光を第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。また、第１全反射面２０ｂは、第２全反射面２０ｃにおいて全反射した映像光を、再び第２全反射面２０ｃ側に向けて全反射させる。
第１全反射面２０ｂは、その−Ｘ側の端部が、映像源１１から投射された映像光を入光する入光面となっており、また、＋Ｘ側の端部が、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１（後述する）において反射した映像光を導光板２０外へ出光する出光面となっている。
第２全反射面２０ｃは、導光板２０を形成する面のうち、ＸＺ平面に平行であって、背面側（＋Ｙ側）に位置する面（観察者側から離れた側の面）であり、第１全反射面２０ｂにおいて全反射した映像光を、第１全反射面２０ｂ側に向けて全反射させる。
以上により、反射膜２７を反射した映像光は、第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃの間で全反射を繰り返すことによって、導光板２０内の＋Ｘ方向（導光方向）に導光されることとなる。
【００１６】
次に、導光板２０の層構成について説明する。
図２は、本実施形態の導光板２０の詳細を説明する図である。
図２に示すように、導光板２０は、観察者側（−Ｙ側）から順に、基材部２６、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２、基材部２１が積層されている。
基材部２１及び基材部２６は、導光板２０の基礎となる平板状の部材であり、例えば、光透過性の高いアクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成されている。
【００１７】
基材部２１は、導光板２０の最も背面側に設けられた層であり、その背面側（＋Ｙ側）の面が、上述の第２全反射面２０ｃとなる。この基材部２１の背面側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成されるのが望ましい。
また、基材部２６は、導光板２０の最も観察者側に設けられた層であり、その観察者側（−Ｙ側）の面が、上述の第１全反射面２０ｂとなる。この基材部２６の背面側の面は、入射する光の拡散を抑制する観点から平滑（例えば、６０度の光沢度で９０以上）に形成されるのが望ましい。
【００１８】
第１光学形状層２２は、基材部２１の観察者側（−Ｙ側）の面に設けられる層である。第１光学形状層２２は、光透過性の高いエポキシアクリレートや、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化性樹脂から形成されており、その屈折率は、上述の基材部２１、基材部２６と同等の屈折率である。なお、第１光学形状層２２には、上述の樹脂の他、熱重合型の樹脂（アクリル樹脂（ＰＭＭＡ））や、２液硬化型の樹脂等を使用することも可能である。
第１光学形状層２２は、図１に示すように、その観察者側（−Ｙ側）の面であって、＋Ｘ側の端部近傍に、第１傾斜面３０が複数設けられている。
【００１９】
この第１傾斜面３０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。
この第１傾斜面３０は、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部ｔ１が、−Ｘ側の端部ｖ１よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。この第１傾斜面３０上の全面には、すなわち、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１（後述する）間の全体には、反射層２５が形成されている。
【００２０】
第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２の第１傾斜面３０側の面を覆うようにして、第１光学形状層２２の観察者側の面に設けられた層である。第２光学形状層２３は、光透過性の高いエポキシアクリレートや、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化性樹脂から形成されている。なお、第２光学形状層２３には、上述の樹脂の他、熱重合型の樹脂（アクリル樹脂（ＰＭＭＡ））や、２液硬化型の樹脂等を使用することも可能である。
第２光学形状層２３の観察者側の面は、接合層２４を介して基材部２６に接合される面であり、また、第２光学形状層２３から基材部２６へと通過する光の出光面となる。この第２光学形状層２３の出光面は、導光板２０の第１全反射面２０ｂ（出光面、ＸＺ平面）と平行である。
なお、第２光学形状層２３の観察者側に設けられる基材部２６を省略して、第２光学形状層２３の観察者側の面を導光板２０の出光面にしてもよい。
【００２１】
第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２と対向する面（背面、＋Ｙ側の面）に上述の第１傾斜面３０に対応する第２傾斜面３１が形成されている。
この第２傾斜面３１は、鉛直方向（Ｚ方向）に延在し、映像光の導光方向（Ｘ方向）に沿って複数配列されている。第２傾斜面３１は、第１全反射面２０ｂを全反射した映像光が直接入射する面であり、出光面（第１全反射面２０ｂ、第２光学形状層２３の観察者側の面）に対して傾斜しており、その＋Ｘ側の端部ｔ２が、−Ｘ側の端部ｖ２よりも観察者（出光）側（−Ｙ側）に位置している。第２傾斜面３１は、第１傾斜面３０に対向しており、その第１傾斜面３０と平行な面であり、上述したように、この第２傾斜面３１及び第１傾斜面３０間の全体には、反射層２５が設けられている。
【００２２】
ここで、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１が、第１全反射面２０ｂ（出光面）に平行な面（ＸＺ平面）となす角度は、αである。また、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１の配列ピッチは、Ｐである。更に、第１傾斜面３０の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における第１傾斜面３０の観察者側の端部ｔ１から背面側の端部ｖ１までの寸法）は、ｈ１であり、第２傾斜面３１の高さ（導光板の厚み方向（Ｙ方向）における第２傾斜面３１の観察者側の端部ｔ２から背面側の端部ｖ２までの寸法）は、ｈ２であり、本実施形態では、ｈ１＝ｈ２である。
なお、本実施形態では、配列ピッチＰは、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１の配列方向（Ｘ方向）における幅寸法と同等である例を示すが、各傾斜面の幅寸法よりも大きくなるようにしてもよい。
【００２３】
本実施形態の第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１は、配列ピッチＰ等が一定であるが、角度αが映像光の進行する側（＋Ｘ側）へ向かうにつれて次第に大きくなり、また、それに伴い高さｈ１、ｈ２も大きくなっている例で説明するが、これに限定されるものでない。例えば、配列ピッチＰや、角度α、高さｈ１、ｈ２が一定に形成されるようにしてもよい。
本実施形態では、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３は、それぞれエポキシアクリレートの紫外線硬化性樹脂により形成されている。
【００２４】
図３は、比較例の導光板に入射する外界の光の軌跡の一例を示す図である。
ここで、第１光学形状層２２と第２光学形状層２３とは、基本的には、同一の材料を用いることによって、両層の屈折率が同等になるように形成されているが、微小な屈折率差（例えば、１／１０００以下）が生じてしまう場合がある。その場合、図３に示す比較例の導光板のように、互いに隣り合う第１傾斜面（第３傾斜面）間に、第１光学形状層２２と第２光学形状層２３との境界となる境界面が形成されてしまう。
【００２５】
そのため、例えば、第１光学形状層の屈折率が第２光学形状層の屈折率よりも大きい場合、図３（ａ）に示すように、第１光学形状層を透過した外界の光の一部Ｇ１０が、境界面において全反射してしまい、出光面の法線方向に対して若干傾斜した状態で観察者側へと届いてしまう。また、第１光学形状層の屈折率が第２光学形状層の屈折率よりも小さい場合、図３（ｂ）に示すように、第１光学形状層及び第２光学形状層を透過した外界の光の一部Ｇ１１が、境界面において全反射してしまい、出光面の法線方向に対して若干傾斜した状態で観察者側へと届いてしまう。このように、出光面の法線方向に対して若干傾斜した状態で外界の光が観察者側に届いてしまうと、正面方向へ出光する外界の光Ｇ０の近傍に、この若干傾斜した状態の外界の光Ｇ１０や、光Ｇ１１が出光してしまい、２重像、いわゆるゴーストが生じてしまい、観察者によって視認される外界の光が不鮮明になってしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態の導光板２０は、互いに隣り合う第１傾斜面３０（第２傾斜面３１）間であって、第１光学形状層２２と第２光学形状層２３との境界、すなわち上述の比較例の導光板の境界面の存在する位置に、中間層３２が設けられている。
この中間層３２は、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３と同様の材料、すなわち本実施形態では、エポキシアクリレートの紫外線硬化性樹脂により形成されている。また、第１光学形状層２２の屈折率をｎ１とし、第２光学形状層２３の屈折率をｎ２とした場合に、この中間層３２の屈折率ｎ３は、ｎ１＞ｎ２の場合、ｎ２＜ｎ３＜ｎ１を満たし、ｎ１＜ｎ２の場合、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２を満たすようにして形成されている。
【００２７】
また、この中間層３２の屈折率ｎ３は、第１光学形状層２２側から第２光学形状層２３側に向かうにつれて、屈折率ｎ１側から屈折率ｎ２側に徐々に変動している。例えば、第１光学形状層の屈折率ｎ１がｎ１＝１．５３であり、第２光学系像層の屈折率ｎ２がｎ２＝１．５５である場合、中間層３２の屈折率ｎ３は、第１光学形状層２２側から第２光学形状層２３側に向かうにつれて、ｎ１（１．５３）側からｎ２（１．５５）側に徐々に増加するように変動している。
このように中間層３２を設けることによって、導光板２０は、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３間に屈折率の差が生じていたとしても、上述の境界面が起因となる光の全反射を抑制することができ、上述の２重像（ゴースト）が生じてしまうのを防ぐことができる。
【００２８】
接合層２４は、基材部２６及び第２光学形状層２３を接合する粘着剤である。接合層２４は、基材部２６及び第２光学形状層２３間を透過する映像光が屈折しないよう、これらの層と同等の屈折率を有する材料、例えば、光透過性の高いウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等により形成されている。
【００２９】
反射層２５は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、いわゆるマジックミラー（ハーフミラー）である。反射層２５の反射率と透過率の割合は、適宜設定することができるが、映像光を良好に反射させるとともに、外界の光を良好に透過させる観点から、透過率が４０〜６０％の範囲であることが望ましい。本実施形態の反射層２５は、反射率及び透過率がともに５０％のハーフミラー状に形成されている。
反射層２５は、第１傾斜面３０の面上、すなわち第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１間に光反射性の高い金属、例えば、アルミニウムや、銀、ニッケル等により形成されている。本実施形態では反射層２５は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。また、これに限らず反射層２５は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよい。
【００３０】
本実施形態の反射層２５は、アルミニウムの蒸着によって約１００Åの厚みに形成されているが、光の反射率及び透過率を上述の好ましい範囲に設定できるのであれば、その材料等に応じて厚さを自由に設定することができる。
ここで、効率よく映像光を反射して導光板２０から出光させる観点から、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１の角度αは、２０°≦α≦３５°の範囲内に、第１傾斜面３０の高さｈ１は、２０μｍ≦ｈ１≦７００μｍの範囲内に、第２傾斜面３１の高さｈ２は、２０μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。また、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１の配列ピッチＰは、５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内で形成されるのが望ましい。
【００３１】
次に、本実施形態の導光板２０に入射する映像光Ｌ及び外界の光Ｇの動作について説明する。
図１に示すように、映像源１１から出射した映像光Ｌは、投射光学系１２を介して導光板２０の第１全反射面２０ｂへと入射する。導光板２０内に入光した映像光Ｌは、反射面２０ａの反射膜２７に入射して第１全反射面２０ｂ側へと反射する。それから、その映像光Ｌは、第１全反射面２０ｂに入射して第２全反射面２０ｃ側へと全反射した後に、第２全反射面２０ｃに入射して第１全反射面２０ｂ側へと全反射する。このように第１全反射面２０ｂ及び第２全反射面２０ｃ間において全反射を繰り返すことにより、映像光Ｌは、導光板２０の−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて導光され、第１光学形状層２２及び第２光学形状層２３間に設けられた反射層２５に入射する。
【００３２】
本実施形態の導光板２０では、図１に示すように、映像光Ｌが第１全反射面２０ｂにおいて２回全反射し、第２全反射面２０ｃにおいて１回全反射するように形成されているが、これに限定されるものでなく、各面においてより多く又は少なく全反射を繰り返すようにしてもよい。
反射層２５に入射した映像光のうち、一部の映像光Ｌ１は、図２に示すように、反射層２５において第１全反射面２０ｂに対してほぼ垂直な方向（−Ｙ方向）に反射して、第１全反射面２０ｂから観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の映像光は、反射層２５を透過して第１光学形状層２２内に入射することとなるが、そのほとんどが導光板２０の背面側から出光することとなる。
【００３３】
外界の光Ｇは、図１に示すように、導光板２０の背面側（＋Ｙ側）の第２全反射面２０ｃから導光板２０内に入光する。この導光板２０内に入光した外界の光Ｇのうち一部の光は、反射層２５に入射する。そして、その一部の光Ｇ１は、図２に示すように、反射層２５を透過して、第１全反射面２０ｂ（出光面）から観察者の眼Ｅに向けて出光する。また、他の光は、反射層２５と第１光学形状層２２との界面で背面側（＋Ｙ側）に反射することとなる
また、導光板２０の厚み方向に対してＸ方向に傾斜した状態で導光板２０の背面から入射する外界の光の一部は、中間層３２に入射することとなるが、この中間層３２の屈折率ｎ３が、第１光学形状層２２側から第２光学形状層２３側に向かうにつれて、屈折率ｎ１から屈折率ｎ２に徐々に変動しているので、そのほとんどが中間層３２において全反射することなく観察者側に出射する。
【００３４】
次に、本実施形態の導光板２０の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態の導光板２０の製造方法を説明する図である。図４の各図は、導光板２０が製造されるまでの過程を示す図である。
図４（ａ）に示すように、基材部２１の観察者側となる面に、エポキシアクリレートの紫外線硬化性樹脂を塗布し、第１傾斜面３０に対応する斜面を有する凹凸形状が設けられた成形型に押圧し、紫外線を照射して半硬化させた後に成形型から離型することによって、半硬化状態の第１光学形状層２２’が形成される（第１成形工程）。このとき、導光方向（Ｘ方向）に隣り合う第１傾斜面３０間には、境界面３０ａが形成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、半硬化状態の第１光学形状層２２’の第１傾斜面３０上に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して反射層２５を形成する（反射層形成工程）。なお、反射層２５は、スパッタリングや、光反射材料が含有された塗料を塗布等することによって形成されるようにしてもよい。
【００３５】
続いて、図４（ｃ）に示すように、半硬化状態の第１光学形状層２２’の第１傾斜面３０側の面に、エポキシアクリレートの紫外線硬化性樹脂を充填し、平坦面が形成された金型によって押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に離型する等により、第２光学形状層２３が形成されるとともに、第１光学形状層２２を構成する樹脂が硬化して、第１光学形状層２２も形成される（第２成形工程）。
このとき、第２光学形状層２３を構成する紫外線硬化性樹脂は、半硬化状態の第１光学形状層２２’の第１傾斜面３０側の面に充填されることによって、境界面３０ａにおいて第１光学形状層２２’の樹脂と混ざり合い、境界面３０ａが存在した部位には、中間層３２が形成される。このように中間層３２が形成されることによって、中間層３２の屈折率ｎ３は、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２又はｎ２＜ｎ３＜ｎ１を満たすとともに、第１光学形状層２２側から第２光学形状層２３側に向かうにつれて、ｎ１側からｎ２側へ徐々に変動するようになる。
なお、第２光学形状層２３を構成する紫外線硬化性樹脂に予め溶剤（例えば、有機溶媒）を混合して、境界面３０ａにおいて第１光学形状層２２’の樹脂と第２光学形状層２３の樹脂とがより混ざり易くなるようにして、中間層３２をより効率よく形成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１光学形状層２２上に形成された第２光学形状層２３と、平板状の基材部２６とを接合層２４を介して貼り合せて、基材部２６、接合層２４、第２光学形状層２３、第１光学形状層２２、基材部２１が順次積層された積層体が完成する。
そして、最後に、この積層体を所定の形状に裁断した上で、−Ｘ側（反射層２５が形成される側とは反対側）の背面側（＋Ｙ側）の角部を加工して反射面２０ａを形成し、その反射面２０ａに真空蒸着法等によってアルミニウムを蒸着する等して反射膜２７を形成する。以上により、導光板２０が完成する。
なお、上述の説明では、作製した第１光学形状層２２の観察者側の面に反射層２５、第２光学形状層２３を順次形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、先に第２光学形状層２３を作製した上で、第２光学形状層２３の背面側の面に反射層２５、第１光学形状層２２を順次形成するようにしてもよい。
【００３７】
以上より、本実施形態の導光板２０は、第１光学形状層２２の屈折率をｎ１とし、第２光学形状層２３の屈折率をｎ２とした場合に、中間層３２の屈折率ｎ３は、ｎ１＞ｎ２の場合、ｎ２＜ｎ３＜ｎ１を満たし、ｎ１＜ｎ２の場合、ｎ１＜ｎ３＜ｎ２を満たす。これにより、導光板２０は、背面側から外界の光が中間層３２に入射したとしても、そのほとんどを全反射させることなく観察者側に透過させることができ、２重像（ゴースト）が生じて観察者に視認される外界の光が不鮮明になるのを抑制することができる。
導光板２０は、中間層３２の屈折率ｎ３が、第１光学形状層２２側から第２光学形状層２３側に向かうにつれて、屈折率ｎ１から屈折率ｎ２に変動しているので、光学形状層間の屈折率差を徐々に変動させることができ、中間層３２における全反射の発生をより効率よく低減することができる。
導光板２０の製造方法は、半硬化状態の第１光学形状層２２’の第１傾斜面３０側の面に、第２光学形状層２３を形成する樹脂を充填し硬化させて第２光学形状層２３を形成するとともに、半硬化状態の第１光学形状層２２’を硬化させているので、隣り合う第１傾斜面３０間に容易に、効率よく中間層３２を形成することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００３９】
（変形形態）
図５は、変形形態の半透過型反射シートを説明する図である。
（１）上述の実施形態において、半透過型反射シートを導光板２０に適用した例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、半透過型反射シートは、図５に示すように、表示装置１の映像源１１からの映像光を導光させずに反射層２５において観察者側に直接反射させる半透過型反射シート２０に適用することもできる。この場合、第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１の角度αは５°≦α≦３５°の範囲内に、第１傾斜面３０の高さｈ１は５μｍ≦ｈ１≦７００μｍの範囲内に、第２傾斜面３１の高さｈ２は５μｍ≦ｈ２≦７００μｍの範囲内に、第１傾斜面３０の配列ピッチＰは５０μｍ≦Ｐ≦１０００μｍの範囲内に形成されるのが望ましい。
また、半透過型反射シートは、自動車等のフロントウィンドウに搭載されるヘッドアップディスプレイや、背景等の外界の光を透過するスクリーン等に適用することも可能である。
【００４０】
（２）上述の実施形態において、導光板２０の背面（基材部２１の背面）及び導光板２０の観察者側の面（基材部２６の観察者側の面）のいずれか又はその両方の面に、傷つき防止を目的としたハードコート処理を施すようにしてもよい。このハードコート処理は、例えば、導光板２０の背面及び観察者側の面のいずれか又は両方の面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂（例えば、ウレタンアクリレート）を塗布してハードコート層を形成するようにしてもよい。
【００４１】
（３）上述の実施形態において、反射層２５は、第１傾斜面３０上の全面、すなわち第１傾斜面３０及び第２傾斜面３１間の全体に設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、第１傾斜面３０上の一部に設けられるようにしてもよい。例えば、反射層２５は、第１傾斜面３０の＋Ｘ側の領域、すなわち映像光の反射に寄与する領域にのみ設けるようにしてもよい。
【００４２】
（４）上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が入光する面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が入光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
また、上述の実施形態において、導光板２０は、第１全反射面２０ｂと映像光が出光する出光面とを同一面内に形成する例を示したが、これに限定されるものでなく、第１全反射面と映像光が出光する面とが相違する面として形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    表示装置
１１    映像源
１２    投射光学系
２０    導光板
２０ａ    反射面
２０ｂ    第１全反射面
２０ｃ    第２全反射面
２１    基材部
２２    第１光学形状層
２３    第２光学形状層
２４    接合層
２５    反射層
２６  基材部
２７    反射膜
３０    第１傾斜面
３１    第２傾斜面
３２    中間層
Ｅ    観察者の眼
【図１】
2016170374.tif 000003
【図２】
2016170374.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016170374.tif 000006
【図５】
2016170374.tif 000007