JP5287140B2 - 光学シート、及び映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像源から出射される映像光を制御して観察者側に出射する光学シート、及び該光学シートを備える映像表示装置に関し、詳しくは、映像を観察する角度の違いによる色彩の変化を抑制することができる光学シート、及び該光学シートを備える映像表示装置に関する。

液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、リアプロジェクション、有機ＥＬ、ＦＥＤ等のような、映像を観察者に出射する映像表示装置には、映像源、及び該映像源からの映像光の質を高めて観察者に出射するための各種機能を有する層を具備する光学シートが備えられている。

このような光学シートとして例えば特許文献１等が開示されている。特許文献１に記載の光学シートは、映像光を透過させる部位と、該映像光を透過させる部位間に配置された三角形の構造体を有している。そして、映像光を透過させる部位と三角形の構造体との界面で映像光を反射させて光を分散させるものである。これによれば映像光を広い角度に分散させることができる。
特表２００３−５０４６９１号公報

しかしながら特許文献１に記載の光学シートをはじめ、従来における光学シートを映像表示装置に用いて該映像表示装置を作動させたときに、映像を観察する角度によって色彩が異なって見えることがあった。このような映像における色彩の変化はより高い質の映像光を提供するためには改善する必要があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、映像を観察する角度によっても色彩の変化を生じ難い光学シート、及び該光学シートを備える映像表示装置を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

発明者らは鋭意検討の結果、映像を観察する角度によって色彩に変化を生じるのは、光が屈折するときに生じる光の波長分散が原因の１つであるとの知見を得た。そこで発明者らは当該知見に基づいて以下の発明を完成させた。

請求項１に記載の発明は、複数の層を有する光学シート（１０、２０、３０、４０）であって、複数の層のうち少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部（１３、３３、４３）と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１４、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ）と、を有する光学機能シート層（１２、２２、３２、４２）であり、プリズム部は屈折率Ｎ_Ｐからなる材料により形成され、光吸収部には屈折率Ｎ_Ｐより小さい屈折率Ｎ_Ｂからなる材料が充填され、該屈折率Ｎ_Ｂからなる材料は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光を、６００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の波長の光より６％以上多く吸収することを特徴とする光学シートを提供することにより前記課題を解決する。

ここでプリズム部が「シート面に沿って並列され、」とは、当該プリズム部がシート面の一方向に沿って並列されることに限定されず、シートの面に沿って所定の法則性を有して並べられるように配置されていれば良い概念である。従って、例えばシート面に沿って斜めに並べられてもよいし、千鳥状に並べられてもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）において、屈折率Ｎ_Ｂからなる材料の透過色度がｘ≧０．３１５、又はｙ≧０．３３２であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）において、光吸収部に充填される材料は、紫外線硬化樹脂に黄色の着色剤が混入されることにより形成されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）において、光吸収部（１４、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ）には、屈折率Ｎ_Ｂからなる材料に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子が分散されていることを特徴とする。

ここで「平均粒径が１μｍ以上」であることにおける「平均粒径が１μｍ」とは、重量分布法による粒度測定で、粒径が０．５μｍ以上で、１．５μｍより小さい粒子を対象とし、粒度分布において標準偏差が０．３以上であることを意味する。以下同様である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）において、プリズム部（１３、３３、４３）の断面形状が台形であり、光吸収部（１４、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ）の断面形状が三角形であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シート（２０）において光学機能シート層のプリズム部及び光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、光学機能シート層が２層（１２、２２）積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向と、２層の光学機能シート層のうちの他方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光学シート（２０）において、所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シート（３０、４０）において、光学機能シート層（３２、４２）の光吸収部（３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ）が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光学シート（３０）において、所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）において、複数の層が、光学機能シート層（１２、２２、３２、４２）に加え、該光学機能シート層のベースとなる層である基材層（１１）、粘着剤層（１７）、アンチグレアフィルム層（１９）、及びＴＡＣフィルム層（１８）の少なくとも１層を含むことを特徴とする。

ここで「アンチグレア」は「防眩」を意味する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０、４０）を具備することを特徴とする映像表示装置を提供することにより前記課題を解決する。

本発明の光学シート、及び該光学シートを用いた映像表示装置により、映像を観察する角度による色彩の変化を抑制することができる。

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明は実施形態に限定されるものではない。

図１は、第一実施形態に係る光学シート１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。光学シート１０は、ＰＥＴフィルム層１１、光学機能シート層１２、粘着剤層１７、ＴＡＣフィルム層１８、及びアンチグレアフィルム層（ＡＧ層）１９を備えている。上記各層は図１で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。以下に各層について説明する。以下に示す図では、見易さのため繰り返しとなる符号は一部省略することがある。

ＰＥＴフィルム層１１は、該ＰＥＴフィルム層１１の一方の面上に光学機能シート層１２を形成するためのベースとなる基材層としてのフィルム層で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として形成されている。当該ＰＥＴフィルム層１１はＰＥＴを主成分として含有していれば良く、他の樹脂が含まれてもよい。ここで主成分とはＰＥＴフィルム層全体に対して５０質量％以上を意味する。また、各種添加剤を添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。

ここでは基材層としてＰＥＴフィルム層を説明したが、必ずしもＰＥＴを材料とすることはなく、その他にもポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、又はポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂等の「ポリエステル系樹脂」を用いることができる。本実施形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とする樹脂が好ましい材料であるとして説明した。

光学機能シート層１２は、シートの厚さ方向断面において略台形であるプリズム部１３、１３、…と、該プリズム部１３、１３、…の間に配置された光吸収部１４、１４、…とを備えている。図２に２つの光吸収部１４、１４及びこれに隣接するプリズム部１３、１３、１３に着目した拡大図を示した。図１、図２を参照しつつ光学機能シート層１２について説明する。

プリズム部１３、１３、…は、ＰＥＴフィルム層１１側が下底、他方の側が上底となるように配置された略台形断面を有する要素である。また、プリズム部１３、１３、…は、屈折率がＮ_Ｐである光透過性樹脂で構成されている。これは通常、電離放射線、紫外線等により硬化する特徴を有する例えばエポキシアクリレート等により形成されている。Ｎ_Ｐの大きさは特に限定されることはないが、適用材料の入手性の観点から１．４９〜１．５６であることが好ましい。当該プリズム部１３、１３、…内を映像光が透過することにより観察者に映像光が提供される。

光吸収部１４、１４、…は、プリズム部１３、１３、…の間に配置される部位である。光吸収部１４、１４、…の断面形状はプリズム部１３、１３、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部１３、１３、…の下底側となるような略三角形形状である。該光吸収部１４、１４、…は、屈折率がＮ_Ｂである物質が充填されたバインダー部１５、１５、…と、該バインダー部１５、１５、…に混入された光吸収粒子１６、１６、…とを備えている。当該光吸収部１４、１４、…に外光が入射して吸収されることにより、外光が映像光に及ぼす影響を減じることができ、コントラストを向上させることができる。

バインダー部１５、１５、…に充填されるバインダー材は、プリズム部１３、１３、…の屈折率Ｎ_Ｐよりも小さい屈折率Ｎ_Ｂである材料により構成される。Ｎ_Ｂの大きさは特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点から１．４９〜１．５６であることが好ましい。そして該バインダー材として用いられるものも特に限定されることはないが、例えば、電離放射線、紫外線等により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等を挙げることができる。

ここで、プリズム部１３、１３、…の屈折率Ｎ_Ｐとバインダー部１５、１５、…の屈折率Ｎ_Ｂとの差は、Ｎ_Ｐ−Ｎ_Ｂが０より大きく、０．１０以下であることが好ましい。これによりプリズム部１３、１３、…と光吸収部１４、１４、…との界面で適切に全反射がおこなわれるとともに、迷光や外光を光吸収部１４、１４、…に入射させて吸収させることができる。

さらにバインダー部１５、１５、…は、６００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の波長の光の平均透過率が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光の平均透過率より高くなるように形成されている。すなわち、バインダー部１５、１５、…は、長波長である赤色領域の光（Ｒ）をよく透過し、短波長である青色領域の光（Ｂ）を透過し難く形成されている。図３にこれを説明するための概念的なグラフを示した。図３には、横軸に波長及びこれに対応するＲＧＢの領域を示し、縦軸には透過率を表した。図３に実線で示したように、本実施形態で用いられるバインダー部１５、１５、…は、波長が長くなるにともなってその透過率も大きくなるように形成されている。一方、従来のバインダー部では、図３に点線で示したように、可視光領域においてその透過率が概ね一定である。

このように、本実施形態のバインダー部ではＲ領域における透過率の平均値よりもＢ領域における透過率の平均値の方が小さくなるように形成される。これにより、映像の観察角度の違いによる色彩の変化を抑えることが可能となる。詳しくは後で説明する。図３ではその特性の一例を示したが、これに限定されることはなく、例えば図３に一点鎖線で示したように、ステップ状の特性を有するものであってもよい。

さらに具体的には、バインダー部１５、１５、…の透過色度がｘ≧０．３１５、又はｙ≧０．３３２であることが好ましい。これはＤ６５光源を用いた場合に、従来から用いられる透明樹脂やＰＥＴが有する透過色度に対して黄色側となるような値である。
ここで透過色度ｘ、ｙの算出は、公知の手法を用いることができ、例えばＲ、Ｇ、Ｂ測定値からＸＹＺ刺激値を算出することにより得ることが可能である。例えば次のように求めることができる。分光光度計（ＵＶ−２４００ＰＣ 島津製作所）にて、分光透過率Ｔ（λ）を測定する。Ｄ６５光源の相対分光分布Ｓ（λ）と測定対象の分光透過率Ｔ（λ）の積が、観察者の目に入射する光の分光分布Ｓ’（λ）となる。公知の２度視野の等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を用いて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、次式（１）により求められる。

ここでＫは三刺激値のＹの値が全波長の積分透過率となるように定められた比例係数である。当該式１より求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いることにより透過色度ｘ、ｙは次式（２）により算出することができる。

ここで、図１にＰ／Ｑで表される開口率は、０．３３〜０．５０であることが好ましい。開口率が０．５０を超えると光吸収部の割合が少なくなり、本来の視野拡大効果が減ってしまう。一方、開口率が小さすぎると映像が暗くなってしまうので、正面の明るさと、左の全反射の大きさと、右の全反射の大きさとの比が１：１：１となるような開口率０．３３以上が好ましい。

バインダー部１５、１５、…を上記のように形成する手段は特に限定されるものではないが、バインダーの中に着色剤を添加することを挙げることができる。その中でも黄色の着色剤を含有させることが好ましい。これは次のような理由による。例えばプリズム部において、波長５８９ｎｍの屈折率が１．５７９、及びアッベ数が３１であり、光吸収部において、波長５８９ｎｍの屈折率が１．４９２、及びアッベ数が７０であるときを例に挙げる。これによれば、波長４８６ｎｍの屈折率はプリズム部で１．５９１、光吸収部で１．４９６となり、このときに全反射臨界角は７０．１度である。また、波長６５６ｎｍの屈折率はプリズム部で１．５７２、光吸収部で１．４８９となり、このときの全反射臨界角は７１．２度である。従って、全反射する映像光では、（９０.０度−７０．１度）／（９０.０度−７１．２度）＝１．０６となり、青系の波長の方が約６％全反射する量が多いことになる。従って、光吸収部において少なくとも当該６％以上を吸収させる観点から、光吸収部のバインダー部において黄色の着色剤を用いることができる。また、さらに多くの割合で青系の波長を吸収させることが必要である場合には、これに限らず適した着色剤を用いることが可能である。

光吸収粒子１６、１６、…は、入手性及び製造上の観点から平均粒径が１μｍ以上の粒子が好ましく、これはカーボン等の粒子又は赤、青、黄、黒等の染料にて所定の濃度に着色されている。これには例えば市販の着色樹脂粒子を使用することもできる。当該光吸収粒子１６、１６、…の屈折率は特に限定されるものではない。

平均粒径がこれよりも小さいと、プリズム部と光吸収部との界面に多くの光吸収粒子が密集され、全反射されるべき映像光の一部が吸収されやすくなる虞がある。一方、平均粒径を１μｍ以上とすることにより、当該界面に光吸収粒子が配置される量を抑えることができ、適切な全反射を確保することが可能となる。

ここで、光吸収部１４、１４、…の光吸収性能は目的によって適宜調整可能であるが、該光吸収部を構成する材料のみで形成された６μｍ厚さのシートの透過率測定において、透過率が４０〜７０％となるような光吸収性能を有するように構成されていることが好ましい。透過率が４０〜７０％とするための手段は特に限定されるものではないが、例えば光吸収粒子の含有量や光吸収性能を調整して適用することを挙げることができる。

さらに、光吸収部１４、１４、…の斜辺（シート厚さ方向に延在する２つの辺）のシート面法線に対する角度θは目的に応じて変更可能であり、特に限定されるものではないが、本実施形態の光学シート１０では、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、６度〜１５度であることが好ましい。

光学機能シート層１２は、図１、図２に示したように、プリズム部１３、１３、…が略台形断面を有し、これらに挟まれて形成される光吸収部１４、１４、…は三角形断面を有している。しかし、適切に光を制御することができれば、これら形状は特に限定されることなく適宜適切な形状が採用される。これには例えば光吸収部が三角形断面ではなく、台形断面であってもよい。また、プリズム部と光吸収部との界面を形成する斜辺が折れ線状や曲線状であってもよい。

粘着剤層１７は、光学機能シート層１２をＴＡＣフィルム層１８に接着するために粘着剤が配置された層である。粘着剤層１７に用いられる粘着剤は光を透過させるとともに、光学機能シート層１２を他に接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばＰＳＡ（感圧接着剤、ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）を挙げることができる。その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。

ＴＡＣフィルム層１８は、トリアセチルセルロースにより形成されるフィルムであり、保護膜として用いられる。ＴＡＣフィルム層１８に用いられるＴＡＣフィルムは通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられるＴＡＣフィルムを適用することが可能である。

ＡＧ層１９は、観察者が画面を見た時のぎらつきを防止することができるフィルム（防眩フィルム）である。当該防眩フィルムは通常に入手できるＡＧフィルムを適用することが可能である。本実施形態ではここをＡＧ層としたが、ＡＧ層の替わりにＡＲ層が配置されていてもよい。ＡＲ層は「アンチリフレクション層」を意味し、反射を防止することができる層である。

以上、本実施形態の光学シート１０について説明したが、当該光学シート１０には上記の他、必要に応じて各機能を有するフィルムが積層されてもよい。これには例えば光拡散粒子を含有したフィルム等を挙げることができる。当該フィルムにより、映像光をさらに拡散させ、角度による色彩の変化を抑制することが可能となる。

次に、光学シート１０を備える映像表示装置について説明する。図４に映像表示装置のうち、これに備えられる映像源ユニット１の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図４では紙面右が観察者側である。本実施形態の映像表示装置は液晶表示装置であり、映像源ユニット１は液晶ディスプレイパネルユニットである。光学シート１０は当該映像源ユニット１の一部を形成している。

映像源ユニット１は、バックライト２、偏光板３、液晶パネル４、偏光板５、粘着剤層６、及び光学シート１０を備えている。これら各層は図４で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。ここで光学シート１０は、粘着層６の観察者側に積層されている。以下に各層について説明する。また、映像表示装置には、映像源ユニット１０を作動させるための電気回路、電源回路も備えられている。

バックライト２は、液晶パネル４の光源である。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられるバックライトを用いることができる。これには例えば、発光源を面内に略均等に配置して面状の光源とする形式や、縁（エッジ）に発光源を配置して反射面等を利用して最終的に面状に光を出射するエッジ入力型とする形式等を挙げることができる。

偏光板３、５は、液晶パネル４を挟むように配置される一対の光学要素であり、吸収軸方向に平行な振動面を有する偏光光を吸収する一方、吸収軸方向に直交する振動面を有する偏光光を透過する機能を有する。当該偏光板３、５と液晶パネル４を透過したバックライト２の光が映像光となり観察者側に出射される。

液晶パネル４は、映像源ユニット１における映像源を構成する要素の１つであり、ここに出射されるべき映像情報が表されている。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられる液晶パネルを用いることができる。従って、映像源ユニット１では、バックライト２、偏光板３、５、及び液晶パネル４により映像源が形成される。

粘着剤層６は、光学シート１０を映像源に接着するために接着剤が配置された層である。粘着剤層６に用いられる粘着剤は、光学シート１０で説明した粘着層１７の粘着剤と同じものを用いることができ、光を透過させるとともに、適切な接着をすることができればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばＰＳＡ（感圧接着剤、ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）を挙げることができる。その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。

以上のような映像源ユニット１を備える映像表示装置は例えば次のように作動する。図５には光路例を示した。映像表示装置を作動させると、図５に示したように映像光Ｌ１は、プリズム部１３を透過して観察者側に出射される。

また、映像光Ｌ２は、プリズム部１３と光吸収部１４との界面で全反射されて観察者側に出射される。このとき光吸収部１４の斜辺は上記したように傾斜しているので、当該斜辺による反射の前後で光の角度が変わり、視野角が広がる方向への映像光の出射が可能となる。これにより広い視野角を得ることができる。映像光Ｌ２についてさらに詳しく説明する。

映像光Ｌ２は、その進行順に映像光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３（Ｌ２４）を有するとしたとき、映像光Ｌ２１はプリズム部１３に入射し、プリズム部１３と光吸収部１４との界面で全反射する条件を満たして当該界面である図５にＡで示した部位に達する。部位Ａに達した映像光Ｌ２１は、当該部位Ａで全反射して映像光Ｌ２２となる。ここで映像光Ｌ２２は、エバネッセント光を含むものとなる。エバネッセント光とは、エバネッセント場から反射（放出）される光である。屈折率の異なる界面で光が全反射する際に、当該光の一部が界面より内側に浸透する。この浸透した部分がエバネッセント場であり、当該エバネッセント場から反射（放出）した光がエバネッセント光である。

本実施形態においても、プリズム部１３と光吸収部１４（バインダー部１５）との屈折率差のある界面で映像光Ｌ２１は全反射している。従って、ここでエバネッセント場が生じ、反射光である映像光Ｌ２２にはエバネッセント光が含まれている。このとき、上記したように、本実施形態のバインダーは青色領域の光をより多く吸収する性質を備えている。これにより、部位Ａに達した映像光Ｌ２１の一部はバインダー部１５に浸透し、ここで青色領域の光が吸収される。そして映像光Ｌ２１の反射光である映像光Ｌ２２はエバネッセント光を含み、該エバネッセント光については青色領域の光が減衰されている。従って、映像光Ｌ２２は全体として映像光Ｌ２１に比べて青色領域の光が減衰されたものとなる。

このように青色領域の光が減衰された映像光Ｌ２２は、プリズム部１３の出光側面の部位であるＢに達する。部位Ｂに達した映像光Ｌ２２は観察者側に出光する際に、ここに隣接する層との屈折率の違いに基づいてスネルの法則に従って屈折して進行する。当該屈折の程度は隣接する２つの物質の屈折率差と、当該界面を通過する光の波長によって異なる。一般に波長の短い光ほど大きく屈折し、波長の長い光ほど屈折は小さいので、ここで波長に基づいた分散が生じる（波長分散）。従って、本実施形態においても部位Ｂを通過した映像光Ｌ２２も波長分散により、波長の短い青色領域の光が大きく屈折し（映像光Ｌ２４）、波長の長い赤色領域の光の屈折は小さい（映像光Ｌ２３）。

しかしながら、本実施形態においては上記したように映像光Ｌ２２は既に青色領域の光は減衰されている。従って、波長分散があっても映像光Ｌ２４は他の波長に比べて弱いものとなっている。これにより、映像を観察する角度、特に画面の法線に対して大きい角度における青味を帯びるような色彩の変化を抑制することが可能となる。

一方、従来のように、光吸収部に相当する部分で特に波長によることなく全反射させて光を拡散させる場合には、このように青色領域の成分を吸収させることはできず、画面の法線に対して大きい角度における青味を帯びるような色彩の変化を防止することはできない。

映像光Ｌ３は、プリズム部１３と光吸収部１４との界面で反射されることなく光吸収部１４に進行し、さらに反対側の斜辺も透過した後に観察者側に出射される。映像光Ｌ３についてさらに詳しく説明する。

映像光Ｌ３は、その進行順に映像光Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４（Ｌ３５）を有するとしたとき、映像光Ｌ３１はプリズム部１３に入射し、プリズム部１３と光吸収部１４との界面を透過する条件を満たして当該界面である図５にＣで示した部位に達する。部位Ｃに達した映像光Ｌ３１は、光吸収部１４のバインダー部１５内を映像光Ｌ３２として進行し、光吸収部１４の反対側の斜辺の部位Ｄに達する。このときバインダー部１５の上記した性質により、映像光３２においてその青色領域の成分が減衰される。

このように青色領域の光が減衰されて部位Ｄからプリズム部１３に進行する映像光Ｌ３３は、プリズム部１３の出光側面の部位であるＥに達する。部位Ｅに達した映像光Ｌ３３は観察者側に出光する際に、ここに隣接する層との屈折率の違いに基づいてスネルの法則に従って屈折して進行する。当該屈折の程度は隣接する２つの物質の屈折率差と、当該界面を通過する光の波長によって異なる。一般に波長の短い光ほど大きく屈折し、波長の長い光ほど屈折は小さいので、ここで波長に基づいた分散が生じる（波長分散）。従って、本実施形態においても部位Ｅを通過した映像光Ｌ３３も波長分散により、波長の短い青色領域の光が大きく屈折し（映像光Ｌ３５）、波長の長い赤色領域の光の屈折は小さい（映像光Ｌ３４）。

しかしながら、本実施形態においては上記したように映像光Ｌ３３は既に青色領域の光は減衰されている。従って、波長分散があっても映像光Ｌ３５は他の波長に比べて弱いものとなっている。これにより、映像を観察する角度、特に画面の法線に対して大きい角度における青味を帯びるような色彩の変化を抑制することが可能となる。

以上のように、光学シート１０、及び該光学シート１０を備える映像表示装置によれば、映像を観察する角度による色彩の変化を抑えることができる。

また、外光である外光Ｌ４は、光吸収部１４内に侵入して光吸収粒子１６により吸収される。このように、外光の一部や迷光が光吸収粒子により吸収されるのでコントラストを向上させることが可能となる。

図６は第二実施形態にかかる光学シート２０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。光学シート２０は、上記した光学シート１０の光学機能シート層１２と粘着剤層１７との間に、もう１つの光学機能シート層２２が積層されている。光学機能シート層２２は、光学機能シート層１２と同様の構成を有しているが、該光学機能シート層２２の光吸収部（図６にはプリズム部２３のみが現れ、光吸収部は現れない。）が光学機能シート層１２の光吸収部１４、１４、…と直交するような向きで配置されている。これにより光学シート２０によれば、映像を観察する角度による色彩の変化を抑えつつ、さらに映像光が拡散される方向を拡張して広い範囲に光を拡散させることが可能となる。

図７は、第三実施形態に係る光学シート３０のうち、光学機能シート層３２の構成を模式的に示した斜視図である。図７では、分かりやすさのため斜視図の上と右にそれぞれ断面図を示している。光学機能シート層３２以外の構成は上記した光学シート１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また、光学シート３０が映像表示装置に備えられた場合には、図７の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側となる。

図７に示した光学機能シート層３２では、断面が三角形である光吸収部３４ａ、３４ａ、…、３４ｂ、３４ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部３３、３３、…となっている。ここでは光吸収部３４ａ、３４ａ、…、３４ｂ、３４ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。

光学シート３０では、このように一枚の光学機能シート層３２の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は略直角に交わっているのが特徴である。このように形成することにより、１枚の光学機能シート層３２で水平、及び垂直方向に視野角を広げることができる。従って、光学シートの厚さを薄くしつつ、あらゆる方向に視野角を広げることが可能となる。ここで、光吸収部３４ａ、３４ａ、…、３４ｂ、３４ｂ、…が格子状であること以外の構成は、上記した光学シート１０の光学機能シート層１２と同じである。従って、光学シート３０では、上記説明したように映像を観察する角度の違いによる色彩の変化を抑えつつ、光学シートの厚さを薄くしながらもあらゆる方向に視野角を広げることが可能となる。

図８は、第四実施形態に係る光学シート４０のうち、光学機能シート層４２の構成を模式的示した斜視図である。図８では、分かりやすさのため斜視図の右に断面図を示している。光学機能シート層４２以外の構成は上記した光学シート１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また、光学シート４０が映像表示装置に配置されたときには、図８の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側となる。

図８に示した光学機能シート層４２では、断面が三角形である光吸収部４４ａ、４４ａ、…、４４ｂ、４４ｂ、…が角度αを有して格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部４３、４３、…となっている。ここでは光吸収部４４ａ、４４ａ、…、４４ｂ、４４ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。

光学シート４０では、このように一枚の光学機能シート層４２の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は角度αを有して交わっているのが特徴である。このように形成することにより、当該αに対応する所定の角度への視野角特性を向上させることができる。ここで、光吸収部４４ａ、４４ａ、…、４４ｂ、４４ｂ、…が格子状であること以外の構成は、上記した光学シート１０の光学機能シート層１２と同じである。従って、光学シート４０でも、上記説明したように映像を観察する角度の違いによる色彩の変化を抑えつつ、光学シートの厚さを薄くしながらも所定の方向に視野角特性を向上させることが可能となる。

以上、現時点において最も実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光学シート、及び映像表示装置も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

第一実施形態に係る光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 図１に示した光学シートのうち光学機能シート層の一部を拡大して示した図である。 バインダー部の特性を説明するための図である。 図１に示した光学シートを備える映像表示装置のうち映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 光路を説明するための図である 第二実施形態にかかる光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 第三実施形態にかかる光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 第四実施形態にかかる光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。

符号の説明

１ 映像源ユニット
２ バックライト（映像源）
３ 偏光板
４ 液晶パネル（映像源）
５ 偏光板
６ 粘着剤層
１０ 光学シート
１１ ＰＥＴフィルム層（基材層）
１２ 光学機能シート層
１３ プリズム部
１４ 光吸収部
１５ バインダー部
１６ 光吸収粒子
１７ 粘着剤層
１８ ＴＡＣフィルム層
１９ ＡＧ層

Claims (11)

1. 複数の層を有する光学シートであって、
   前記複数の層のうち少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部と、前記プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部と、を有する光学機能シート層であり、
   前記プリズム部は屈折率Ｎ_Ｐからなる材料により形成され、
   前記光吸収部には前記屈折率Ｎ_Ｐより小さい屈折率Ｎ_Ｂからなる材料が充填され、該屈折率Ｎ_Ｂからなる材料は３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の波長の光を、６００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の波長の光より６％以上多く吸収することを特徴とする光学シート。
2. 前記屈折率Ｎ_Ｂからなる材料の透過色度がｘ≧０．３１５、又はｙ≧０．３３２であることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記光吸収部に充填される材料は、紫外線硬化樹脂に黄色の着色剤が混入されることにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
4. 前記光吸収部には、前記屈折率Ｎ_Ｂからなる材料に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子が分散されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
5. 前記プリズム部の断面形状が台形であり、前記光吸収部の断面形状が三角形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学シート。
6. 前記光学機能シート層の前記プリズム部及び前記光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、前記光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向と、前記２層の光学機能シート層のうちの他方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シート。
7. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項６に記載の光学シート。
8. 前記光学機能シート層の前記光吸収部が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シート。
9. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項８に記載の光学シート。
10. 前記複数の層が、前記光学機能シート層に加え、該光学機能シート層のベースとなる層である基材層、粘着剤層、アンチグレアフィルム層、及びＴＡＣフィルム層の少なくとも１層を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シート。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シートを具備することを特徴とする映像表示装置。

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