半透半反镜以及图像显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供半透半反镜以及图像显示装置，作为半透半反镜的基材使用树脂材料，同时实现金属膜光学特性的稳定化。一种图像显示装置，能够通过半透半反镜（4）观察地显示在显示单元（1）被显示的影像，半透半反镜（4）包括由树脂形成的2个透光性树脂基材（11、12）、被树脂基材（11、12）夹着的由银形成的金属膜（40）、和分别介于金属膜（40）与树脂基材（11）或（12）之间的电介质膜（41、41），电介质膜（41、41）包括在树脂基材（11、12）上设置的由SiO2形成的SiO2层、在SiO2层上设置的由Al2O3形成的Al2O3层和在Al2O3层上设置的由ZrO2形成的ZrO2层。

【技术实现步骤摘要】
半透半反镜以及图像显示装置
本专利技术涉及半透半反镜以及使用其的图像显示装置。
技术介绍
一直以来，在头戴式显示器（headmounteddisplay）、平视显示器（headupdisplay）、摄像机的取景器等图像显示装置中，使用用于将光束分割为多束的半透半反镜。该半透半反镜，在搭载于拍摄装置的观察系统的光学系统中，为了使人在同一视野观察在液晶显示器等显示单元显示的图像信息与来自外部景物的光的两方，使液晶显示器上的图像朝向观察者的眼睛反射，另一方面使外部光线透射。作为这样的半透半反镜，有接合透明基材而成的棱镜型的分束器，该分束器构成为，在一方的透明基材表面上通过银等金属成膜后，在该薄膜层上部粘接折射率一致的另一方透明基材将薄膜层夹入，透射光直线行进，能够减少来自外部的透射像的失真。关于该薄膜层，有层叠由电介质材料制成的高折射率膜和/或低折射率膜而成的电介质多层膜和/或、由电介质膜夹着金属膜而成的类型（例如专利文献1），后面的由电介质膜夹着金属膜而成的类型具有在整个可见光区域程度的宽的波长范围能够减小偏振依存性和/或入射角依存性的特征，适于制作既透射观察外部的光又显示图像信息的透视型的光学系统。但是，作为上述薄膜层，即使作为银的变换而使用其他金属、例如铝也能够制作半透半反镜，但存在由吸收导致的损失大这样的问题，并且存在无法均匀地精度良好地形成1～5nm的极端薄的层这样的困难。另外，银的薄膜层存在由于热导致的扩散、粒状化和/或与气体成分的氧化等变质反应容易发生的问题。为了抑制这样的银的反应性，以往需要在成膜时排气成高真空且降低基材温度，并且预先形成有抑制在大气中变质的保护层。另外，还已知在不损害银的光学物理性质的范围与少量的稳定化成分合金化或者、如专利文献2那样为了稳定地形成，而将相邻的Cr等金属层形成得极薄等方法。【专利文献1】美国专利3559090号公报【专利文献2】日本专利第3563955号公报但是，在显示装置中，为了光学部件的轻量化、低成本化，有的用树脂基材形成棱镜。树脂基材具有特有的吸水性和/或不稳定的分子，在成膜时的真空状态下，水分和/或有机成分会从基材渗出、挥发而被吸收到膜中，所以银层和/或夹着银层的电介质膜的密度会降低，存在与现有的玻璃基材相比银层的扩散·变质容易发生的问题。
技术实现思路
于是，本专利技术，将通过使用树脂材料作为半透半反镜的基材来实现光学部件的轻量化以及低成本化，并且既降低光量损失又实现半透半反镜所含金属膜的光学特性的稳定化作为解决课题之一。为了解决以上课题，本专利技术所涉及的半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的一对电介质膜，所述电介质膜包括：与所述金属膜相接的由ZrO2形成的一对高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的一对块层，所述块层包括：在所述树脂基材上由SiO2形成的SiO2层；和在所述SiO2层上由Al2O3形成的Al2O3层。根据该专利技术，因为由银形成的金属膜被由ZrO2形成的高折射率层覆盖，所以能够确保高折射率，进而，通过由SiO2以及Al2O3形成的块层，充分确保树脂基材与金属膜的距离，并且将与树脂基材直接接触的层设为与树脂的付着性高的SiO2层，所以能够避免在成膜时，水分和/或有机成分从树脂基材渗出、挥发从而夹着金属膜的电介质膜密度降低。另外，在上述半透半反镜中，优选，所述电介质膜进一步包括介于所述树脂基材与所述块层之间的保护层，该保护层由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一种形成，或者使它们层叠而成。该情况下，通过使由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一种形成或使它们层叠而成的保护层，进一步形成于树脂基材侧，能够既确保更适当的反射率·透射率，又更可靠地抑制树脂基材特有的对金属膜的变质效果。另外，在上述半透半反镜中，能够取代所述ZrO2，而使用Zr与Ti的合金、或者它们的混合氧化物。该情况下，通过Zr与Ti的合金或者它们的混合氧化物，能够确保更高的折射率。另外，本专利技术所涉及的半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的一对电介质膜，所述电介质膜包括：与所述金属膜相接的比所述金属膜折射率高的由Al2O3形成的高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的块层，所述块层包括：在所述树脂基材上由SiO2形成的SiO2层；和在所述SiO2层上由ZrO2形成的ZrO2层。根据该专利技术，因为由银形成的金属膜被由Al2O3形成的高折射率层覆盖，所以能够确保高折射率，并且将与树脂基材直接接触的层设为与树脂的付着性高的SiO2层，所以能够避免在成膜时，水分和/或有机成分从树脂基材渗出、挥发从而夹着金属膜的电介质膜密度降低。进而，本专利技术涉及的半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的第1以及第2电介质膜，所述第1电介质膜包括：与所述金属膜相接的由Al2O3形成的高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的块层，该块层包括在所述树脂基材上由SiO2形成的SiO2层和在所述SiO2层上由Al2O3形成的Al2O3层，所述第2电介质膜包括：与所述金属膜相接的由ZrO2形成的高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的块层，该块层包括在所述树脂基材上由Al2O3形成的Al2O3层。根据该专利技术，在第1以及第2电介质膜中，由银形成的金属膜被由Al2O3或者ZrO2形成的高折射率层覆盖，所以能够确保高折射率。另外，在第1以及第2电介质膜中，将与树脂基材直接接触的层设为与树脂的付着性高的SiO2层或者Al2O3层，进而通过块层充分确保距树脂的距离，所以能够避免在成膜时，水分和/或有机成分从树脂基材渗出、挥发从而夹着金属膜的电介质膜密度降低。在上述半透半反镜中，所述电介质膜进一步包括介于所述树脂基材与所述块层之间的保护层，该保护层由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一种形成或者使它们层叠而成。该情况下，通过使由ZrO2、Al2O3以及SiO2中的任一种形成或者使它们层叠而成的保护层进一步在树脂基材侧形成，能够既确保更适当的反射率·透射率又更可靠地抑制树脂基材特有的对金属膜的变质效果。在上述半透半反镜中，能够取代所述ZrO2，而使用Zr与Ti的合金或者它们的混合氧化物。该情况下，通过使用Zr与Ti的合金或者它们的混合氧化物，能够确保更高的折射率。在上述半透半反镜中，优选，所述Al2O3层为5nm以上且所述一对电介质膜的厚度分别为200nm以上且1μm以下。在将一对电介质膜的厚度设为超过1μm以上而较厚地形成了电介质膜的情况下，会发生由于与树脂基材的线膨张率之差所导致的膜的破裂和/或剥离，而在设为200nm以上且1μm以下的情况下，通过保持电介质膜的厚度，能够充分确保树脂基材与金属膜的距离，能够抑制树脂基材特有的对金属膜的变质效果。本专利技术涉及的图像显示装置，其特征在于，具备：显示影像的显示部；和所述半透半反镜，所述半透半反镜，透射外部光线并且反射在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的一对电介质膜，所述电介质膜包括：与所述金属膜相接的由ZrO2形成的一对高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的一对块层，所述块层包括：在所述树脂基材上由SiO2形成的SiO2层；和在所述SiO2层上由Al2O3形成的Al2O3层。

【技术特征摘要】
2011.11.24 JP 256682/20111.一种半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的一对电介质膜，所述一对电介质膜包括：与所述金属膜相接的由ZrO2形成的一对高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的一对块层，所述块层包括：在所述树脂基材上由SiO2形成的SiO2层；和在所述SiO2层上由Al2O3形成的Al2O3层，所述一对电介质膜的厚度分别为200nm以上且1μm以下。2.根据权利要求1所述的半透半反镜，其特征在于，所述一对电介质膜进一步包括介于所述树脂基材与所述块层之间的保护层，该保护层由ZrO2、Al2O3和SiO2中的任一种形成，或者使它们层叠而成。3.根据权利要求1或2所述的半透半反镜，其特征在于，取代所述一对高折射率层的ZrO2，而使用Zr与Ti的合金或者它们的混合氧化物。4.根据权利要求1所述的半透半反镜，其特征在于，所述Al2O3层为5nm以上。5.一种半透半反镜，其特征在于，具备：由透光性树脂形成的一对树脂基材；被所述树脂基材夹着的至少含银的金属膜；和分别介于所述金属膜与所述树脂基材之间的一对电介质膜，所述一对电介质膜包括：与所述金属膜相接的由Al2O3形成的高折射率层；和在所述树脂基材与所述高折射率层之间设置的块层，所述块层包括：在所述树脂基材上由SiO2形成的Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野邦彦，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：