JP2001281419A - 光制御フィルム - Google Patents

光制御フィルム

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JP2001281419A
JP2001281419A JP2000097895A JP2000097895A JP2001281419A JP 2001281419 A JP2001281419 A JP 2001281419A JP 2000097895 A JP2000097895 A JP 2000097895A JP 2000097895 A JP2000097895 A JP 2000097895A JP 2001281419 A JP2001281419 A JP 2001281419A
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light
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Katsuyuki Imoto
克之 井本
Hiroshi Tsushima
宏 津島
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Hitachi Cable Ltd
Nippon Paint Co Ltd
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Hitachi Cable Ltd
Nippon Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より高機能・高性能で低コストな光制御フィ
ルムを提供する。 【解決手段】 光を透過する透明フィルム2の内部又は
表面上にポリシラン膜が設けられ、そのポリシラン膜に
は、面に沿って所望幅の直線又は曲線が所望間隔で複数
本配置されたパターンが描かれたフォトマスクを介し紫
外線光が照射されて露光され、その露光された部分に金
属酸化物のゾル固着部が付加されることにより露光され
ない部分とは屈折率の異なる部分を持つパターンが形成
されている。これにより、屈折率分布を持った膜3が形
成されるので、光の入出射方向が規制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光の入出射方向を
規制する光制御フィルムに係り、特に、より高機能・高
性能で低コストな光制御フィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、パソコン、携帯電話、携帯情報端
末、カーナビゲーション機器などに液晶ディスプレイ装
置が広く普及している。これらのディスプレイ装置に
は、高輝度特性が要求されるほかに、内部光の射出方向
や可視範囲が制御できること、隣からの覗き込みに対す
る画面の覗き見抑圧機能があること、太陽光などの外部
からの光の入射を抑えて屋外でも有効に使用できるよう
にすること、などのユーザ側にとって付加価値の高い機
能が要求されるようになってきた。この要求の一例を図
8を用いて説明する。
【0003】図8に示されるように、従来、ディスプレ
イ装置のディスプレイ部11に表示された画面を操作者
以外の他人が右方向R、左方向L、上方向Uから覗き込
んで見ることは容易であった。そのため、操作者の秘密
情報が漏洩したりプライバシーが侵害されたりすること
があった。
【0004】この問題を解決するために、図9に示すよ
うなライトコントロールフィルム12が提案されてい
る。このライトコントロールフィルム12をディスプレ
イ部の前面に置くことで覗き込みを抑制するというもの
である。
【0005】このライトコントロールフィルム12は、
PET(ポリエステル)フィルム13,13間にルーバ
ーフィルム14を設け、このルーバーフィルム14の角
度を上記PETフィルム13の面に対して垂直に配置し
たり、斜め角度に配置した構成のものである。このよう
なライトコントロールフィルム12の裏面に入射した光
源15の光はPETフィルム13、ルーバーフィルム1
4、PETフィルム13を通ることによって出射光の角
度θが狭められる。このライトコントロールフィルム1
2を張り付けたディスプレイ部11の左右両方向R,
L、上方向Uからの覗き込みによる情報漏れが抑圧され
る。また、ディスプレイ部11に入射してくる外部から
の光(太陽光など)を抑圧したり、内部光(光源15の
光)の射出方向や可視範囲を制御したりすることができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のライトコントロ
ールフィルム12は、先に述べたような機能をほぼ有し
ている斬新なフィルムである。しかし、構造が複雑で製
造コストが高くつくこと、左右(あるいは上下)方向か
らの覗き込みによる情報漏れは抑圧できるが、同時に上
下(あるいは左右)方向からの覗き込みによる情報漏れ
は十分に抑えられないこと、輝度の低下があること、可
視角度の制御範囲が狭いこと、などの課題が残されてい
る。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、より高機能・高性能で低コストな光制御フィルムを
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光を透過する透明フィルムの内部又は表面
上にポリシラン膜が設けられ、そのポリシラン膜には、
面に沿って所望幅の直線又は曲線が所望間隔で複数本配
置されたパターンが描かれたフォトマスクを介し紫外線
光が照射されて露光され、その露光された部分に金属酸
化物のゾル固着部が付加されることにより露光されない
部分とは屈折率の異なる部分を持つパターンが形成され
ているものである。
【0009】前記金属酸化物として、Ti、Ge、A
l、B、P、Fなどの屈折率制御用添加剤を少なくとも
1種含んだ金属酸化物を用いてもよい。
【0010】前記屈折率の異なる部分の屈折率は、面の
どこでも同じか又は、面に沿って増減する分布を有して
いてもよい。
【0011】前記パターンは、面の外周部に形成されて
いてもよい。
【0012】前記ポリシラン膜の表面が保護層で覆われ
ていてもよい。
【0013】前記保護層が紫外線光を遮断する膜であっ
てもよい。
【0014】前記透明フィルムの裏面に接着層が形成さ
れていてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0016】図1に示されるように、本発明の光制御フ
ィルム1は、光を透過する透明フィルム2の表面上に、
面に沿って屈折率分布を持った膜3を設けたものであ
る。
【0017】透明フィルム2には、ポリイミド系樹脂、
アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることがで
き、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、
ポリエステル、エバール、ポリビニリデンクロリド、ポ
リプロピレン、液晶ポリマなどが好適である。透明フィ
ルムの厚みは、ディスプレイ部に取り付け容易にするた
めに厚くない方が好ましく、数10μから数100μの
範囲が好ましい。
【0018】屈折率分布を持った膜3は、低屈折率部5
と高屈折率部4とが交互に配置された構造を有し、面を
横断するa−a線に沿った屈折率分布は、図1(c)あ
るいは図1(d)に示すように形成されている。
【0019】図1(c)の屈折率分布は、屈折率nlの
低屈折率部5と屈折率nh(nl<nh)の高屈折率部
4とが周期的に配列されたものである。高屈折率部4の
幅Wと低屈折率部5の幅Sとは、それぞれ数10μから
数100μの範囲とするのが好ましい。このディスプレ
イ用光制御フィルム1は、図2のようにパソコン10の
ディスプレイ部11の前面に張り付けて使用し、左右両
方向からの第三者の覗き見による盗視を抑えるためのも
のであるから、光制御フィルム1の四隅をそれぞれC
1,C2,C3,C4とすると、可視光波長の光がC1
−C3側の方向(C2−C4側の方向)から入射してき
た場合に両屈折率部間の屈折率差と幅W,Sの交互配置
とによる構造でもって屈折または反射を起こさせるのが
望ましい。これには幅W,Sを数10μから数100μ
の範囲から選ぶのがよい。幅W,Sの値が小さいほど、
また、屈折率差が大きいほど覗き見による盗視を抑える
効果が大きくなる。
【0020】本発明の光制御フィルム1を図2のように
ディスプレイ部11の前面に張り付けて正面からディス
プレイ部11の画面を見る場合には、上記屈折率分布に
よる画面の歪みはほとんどなく、このフィルム1を張り
付ける前のディスプレイ部11の画面と同程度の画質が
保たれ、かつ、内部光の射出方向が上記屈折率分布を持
った膜3を通ることによって正面方向に制御される。
【0021】屈折率分布を持った膜3は、ポリシラン膜
を用いて構成されている。即ち、低屈折率部5はポリシ
ラン層からなり、高屈折率部4はポリシラン層中に金属
酸化物を有するゾル固着部からなる。ゾル固着部の屈折
率は、ポリシラン層の屈折率よりも十分に高い値を有す
る。
【0022】ポリシラン層及び金属酸化物を有するゾル
固着部の製造方法について述べる。 (1)透明フィルム2の表面上にポリシランを塗布して
ポリシラン膜を形成する。
【0023】(2)ポリシラン膜上に所望のパターンが
描かれたフォトマスク(図示せず)を配置し、そのフォ
トマスクの上から紫外線(波長250nm〜350n
m)の光を照射する。
【0024】(3)上記ポリシラン膜が露光された透明
フィルム2を金属酸化物の微粒子を含むゾル水溶液に浸
漬する。
【0025】(4)ゾル水溶液から透明フィルム2を取
り出して水洗する。
【0026】(5)透明フィルム2を加熱乾燥する(約
120℃)。
【0027】(6)乾燥した透明フィルム2を焼成する
(約250℃〜300℃)ことにより、ポリシラン層と
金属酸化物を有するゾル固着部とを形成する。
【0028】ここで、使用するポリシランは、
【0029】
【化1】
【0030】で表される。ただし、R1 ,R2 ,R3
4 は、それぞれ独立して水素、置換もしくは無置換の
脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の脂環式炭化水
素基及びアルコキシル基からなる群より選択される基で
あり、j及びkは0以上の整数を表し、j+kは1以上
の整数である。使用するポリシランは、上記化学式で表
される鎖状ポリシランあるいは隣接するSi原子との結
合数が3または4であるSi原子を含んだネットワーク
状ポリシランである。
【0031】また、使用する金属酸化物ゾル溶液は、金
属のアルコキシド、アセチルアセナート、酢酸塩等をア
ルコール等の溶媒で溶液化し、酸または塩基等の触媒を
用いて縮重合反応させることにより得られる。本発明で
は、この金属酸化物ゾル溶液は無色であることが望まし
いことと、ポリシラン層の屈折率に比してゾル固着部の
屈折率を高くする必要があることから、Si,Zr,T
i,Ge,Al等の金属酸化物ゾルが最適である。これ
らの元素は単独で使用してもよく、2種類以上の金属酸
化物が存在するゾルを作成してから使用してもよい。さ
らに、上述したゾルにPやTaなどを含む屈折率制御用
の微粒子(粒径は数百nm以下)やカチオン性の水溶性
組成物を加えてもよい。一例として、ポリシランとポリ
メチルフェニルシランとを用い、金属酸化物を有するゾ
ル固着部にアルミナゾルを用いた場合には、ゾル固着部
の屈折率1.74程度を実現することができ、ポリシラ
ン層の屈折率1.62に比べて比屈折率差Δが約7%の
高比屈折率差を得ることができる。この比屈折率差Δ
は、アルミナの添加量で1%から10%の範囲で調節す
ることができる。
【0032】次に、図1(d)の屈折率分布について説
明する。この屈折率分布は、屈折率nlの低屈折率部5
とそれより高屈折率の高屈折率部4とが幅S,Wで配列
されているが、高屈折率部4ではa−a方向に屈折率が
変化した分布となっている。即ち、面の外周部7におい
て左右端近傍では高屈折率部4が高い屈折率nhを有
し、面の中央部6に向かうにつれて低い屈折率mh(n
l<nm<nh)になる傾斜型の屈折率分となってい
る。中央部6内では高屈折率部4は一律に屈折率nmで
ある。
【0033】このような屈折率分布にしておくと、左右
両方向からの覗き込みによる盗視をより抑制し、かつ正
面からの画面の歪みをほとんど生じさせなくすることが
できる。
【0034】本発明の光制御フィルム1を図2のように
ディスプレイ部11の前面に張り付けて使用することに
より、左右両方向からディスプレイ部11に入射しよう
とする太陽光などの光を屈折あるいは反射させることが
可能となり、画面が太陽光などの光によって見づらくな
ることを低減することが可能となる。さらに図1(d)
のような屈折率分布にしておけば、内部光の射出方向を
中央部6付近に集中させることができるので、より明る
い画面にすることが可能となる。
【0035】なお、上記の屈折率分布は、ポリシラン層
及び金属酸化物を有するゾル固着部の製造方法におい
て、紫外線光の透過量の異なるパターンが形成されたフ
ォトマスクを用いることによって実現することができ
る。
【0036】以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【0037】図3に示した光制御フィルム1は、図1と
同様に、光を透過する透明フィルム2の表面上に低屈折
率部5と高屈折率部4とを交互に配することにより屈折
率分布を持った膜3を設けたものである。ここでは、面
の外周部7のうち左右部では縦方向に略直線状に伸びた
高屈折率部4を複数本設け、上下部では横方向に略直線
状に伸びた高屈折率部4を複数本設けて略四角形のルー
プパターンを形成し、中央部6は一律に低屈折率部5と
している。従って、面を横断するa−a線に沿った屈折
率分布は、図3(c)に示されるように、外周部7のみ
屈折率nlの低屈折率部5と屈折率nhの高屈折率部4
とが周期的に配列されている。面を縦断するb−b線に
沿った屈折率分布もまた、図3(b)に示されるよう
に、外周部7のみ屈折率nlの低屈折率部5と屈折率n
hの高屈折率部4とが周期的に配列されている。
【0038】この光制御フィルム1を図2のようにディ
スプレイ部の前面に張り付けて使用すると、左右両方向
(C1−C3側、C2−C4側)及び上下方向(C1−
C2側、C3−C4側)からの覗き見による盗視を抑え
ることができる。面の中央部6は、屈折率nlの低屈折
率部5のみ設けられている。このような構成により、正
面から画面を見る場合に画面の歪みが生じない。
【0039】なお、図1、図3のフィルム形状は四角形
であるが、長円形、楕円形、円形などでもよい。また、
面の外周部に形成するループパターンも長円形、楕円
形、円形などにしてよい。
【0040】図4に示した光制御フィルム1は、図3と
同様にフィルム面の外周部7に略四角形のループパター
ンを形成したものである。ただし、屈折率分布は、高屈
折率部4の屈折率が徐々に変化する傾斜型の屈折率分布
となっている。中央部6は、一定屈折率の低屈折率部5
で占められている。
【0041】図5に示した光制御フィルム1は、屈折率
分布を持った膜3の上に保護層8を設けたものである。
この保護層8の役目は、屈折率分布を持った膜3が環境
条件によって特性劣化を起こすのを抑えることである。
保護層8には、透明フィルム2に用いているようなポリ
マ膜、例えば、ポリイミド膜のようなポリマ膜や無機物
(SiO2 )の膜を用いる。
【0042】図6に示した光制御フィルム1は、図5の
透明フィルム2と屈折率分布を持った膜3とを一体化し
た一体化フィルム9を用いたものである。一体化フィル
ム9は透明フィルムの内部に屈折率分布を持った層を形
成したものである。
【0043】以上のような光制御フィルム1は、図2に
示したようにパソコンの前面に張り付けて用いる以外
に、携帯電話、携帯情報端末、カーナビゲーション機器
などの液晶ディスプレイ部の前面に張り付けて用いるこ
とができる。
【0044】光制御フィルム1をディスプレイ部の前面
に張り付ける際に、図7に示すように、光制御フィルム
1の裏面の全面あるいは一部分に接着層71を設けてお
けば、固定が容易になる。
【0045】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0046】(1)構造が簡単で製造が容易であり、低
コスト化が可能である。また、大画面用も高価な設備を
必要とせずに容易に作ることができる。
【0047】(2)ポリシラン層と金属酸化物のゾル固
着部とで大きな屈折率差(10%近い比屈折率差)の光
制御フィルムを作ることができるので、内部光の射出方
向や可視範囲の制御ができ、また周辺からの覗き込みに
よる画面の情報の盗視を抑圧する効果を大きく得ること
ができる。
【0048】(3)光制御フィルムの面に沿った屈折率
分布は、フォトマスクパターンの紫外線光透過量を変え
ることで容易に任意の分布が実現できる。屈折率分布を
適宜に選ぶことで、高性能な光制御フィルムを得ること
ができる。
【0049】(4)ポリシラン層及び金属酸化物のゾル
固着部を有するポリシラン膜は種々のポリマ材料のフィ
ルム上に形成することができるので、透明性、長期信頼
性、価格などを考慮に入れた種々の応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの図であり、(a)は上面図、(b)は側面
図、(c)及び(d)はa−a線に沿った屈折率分布図
である。
【図2】本発明によるディスプレイ装置の斜視図であ
る。
【図3】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの図であり、(a)は上面図、(b)はb−
b線に沿った屈折率分布図、(c)はa−a線に沿った
屈折率分布図である。
【図4】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの図であり、(a)は上面図、(b)はb−
b線に沿った屈折率分布図、(c)はa−a線に沿った
屈折率分布図である。
【図5】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの側面図である。
【図6】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの側面図である。
【図7】本発明の一実施形態を示すディスプレイ用光制
御フィルムの側面図である。
【図8】画面の覗き込みを示すディスプレイ部の正面図
である。
【図9】従来のライトコントロールフィルムの斜視図で
ある。
【符号の説明】
1ディスプレイ用光制御フィルム 2 透明フィルム 3 屈折率分布を持った膜 4 高屈折率部 5 低屈折率部 6 中央部 7 外周部 8 保護層 9 一体化フィルム 71 接着層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津島 宏 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 Fターム(参考) 2H042 AA02 AA03 AA09 AA15 AA26 2H091 FA01X FB02 FB13 FC10 FC23 FD06 FD15 GA16 LA03 5G435 AA01 AA09 BB12 DD11 FF01 FF02 HH01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を透過する透明フィルムの内部又は表
    面上にポリシラン膜が設けられ、そのポリシラン膜に
    は、面に沿って所望幅の直線又は曲線が所望間隔で複数
    本配置されたパターンが描かれたフォトマスクを介し紫
    外線光が照射されて露光され、その露光された部分に金
    属酸化物のゾル固着部が付加されることにより露光され
    ない部分とは屈折率の異なる部分を持つパターンが形成
    されていることを特徴とする光制御フィルム。
  2. 【請求項2】 前記金属酸化物として、Ti、Ge、A
    l、B、P、Fなどの屈折率制御用添加剤を少なくとも
    1種含んだ金属酸化物を用いたことを特徴とする請求項
    1記載の光制御フィルム。
  3. 【請求項3】 前記屈折率の異なる部分の屈折率は、面
    のどこでも同じか又は、面に沿って増減する分布を有し
    ていることを特徴とする請求項1又は2記載の光制御フ
    ィルム。
  4. 【請求項4】 前記パターンは、面の外周部に形成され
    ていることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の光
    制御フィルム。
  5. 【請求項5】 前記ポリシラン膜の表面が保護層で覆わ
    れていることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の
    光制御フィルム。
  6. 【請求項6】 前記保護層が紫外線光を遮断する膜であ
    ることを特徴とする請求項5記載の光制御フィルム。
  7. 【請求項7】 前記透明フィルムの裏面に接着層が形成
    されていることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載
    の光制御フィルム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016168252A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 シャープ株式会社 表示装置付学習机
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