JP2005509894A

JP2005509894A - Optical film with high contrast

Info

Publication number: JP2005509894A
Application number: JP2003544502A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．ギボンズ，ゴードン; ジェイ．パイペル，アンドリュー
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2005-04-14
Also published as: CN1592857A; WO2003042725A3; EP1444537A2; AU2002331871A1; WO2003042725A2; TW591246B

Abstract

情報を表示する光学システムおよび方法が開示される。光学システムおよび方法は、光源および光学フィルムを具備し、拡散入射光の場合には、光学フィルムは低反射率、制御された視角、低グレアおよび／または比較的高い光透過率を有する。このような光学フィルムを具備するインストルメントクラスタが開示される。光学フィルムは、ディスプレイグラフィックスを具備していてもよい。光学フィルムは、平行入射光に対してよりも、拡散入射光に対してより高い光透過率を有してもよい。 Optical systems and methods for displaying information are disclosed. The optical system and method includes a light source and an optical film, and in the case of diffuse incident light, the optical film has low reflectivity, controlled viewing angle, low glare and / or relatively high light transmission. An instrument cluster comprising such an optical film is disclosed. The optical film may comprise display graphics. The optical film may have a higher light transmittance for diffuse incident light than for parallel incident light.

Description

本発明は一般に、電子ディスプレイ構成部材に関する。本発明は、特にインストルメントクラスタディスプレイに適用可能である。 The present invention generally relates to electronic display components. The present invention is particularly applicable to instrument cluster displays.

電子ディスプレイは一般に、ビューアに対して情報を表示する。ディスプレイの性能は、ディスプレイのさまざまな特性に関して記載される。そのような１つの特性は、電球、太陽およびビューアなどのさまざまな光源から発生した周辺光を吸収するディスプレイの能力である。ディスプレイによって吸収されない場合には、ディスプレイ上に入射する周辺光は、ウォッシュアウトと一般に呼ぶコントラストの減少を生じた表示情報の上に重ね合わせられる。ウォッシュアウトは、周辺光がきわめて明るい場所の用途では特に問題となる。たとえば、屋外用途では、太陽からの周辺光がディスプレイのコントラストを著しく低減させる可能性があるため、ビューアが表示された情報を見分けにくい。自動車に用いられるインストルメントクラスタなどのディスプレイは、特に、太陽からウォッシュアウトを生じやすい。一般に、自動車のインストルメントクラスタは、ディスプレイに届く周辺光を減少させるために、ハウジングの中の奥まった所に配置される。ハウジングは一般に、ハウジングに入射する周辺光かディスプレイの前面に向かって反射される光の量を低減することによって、ウォッシュアウトをさらに低減するために、黒くなっている。 Electronic displays typically display information to a viewer. Display performance is described in terms of various characteristics of the display. One such characteristic is the display's ability to absorb ambient light generated from various light sources such as light bulbs, the sun and viewers. If not absorbed by the display, ambient light incident on the display is superimposed on the display information that caused the contrast reduction, commonly referred to as washout. Washout is particularly problematic in applications where the ambient light is very bright. For example, in outdoor applications, ambient light from the sun can significantly reduce the contrast of the display, making it difficult to distinguish the information displayed by the viewer. Displays such as instrument clusters used in automobiles are particularly prone to washout from the sun. In general, automotive instrument clusters are placed in the interior of the housing to reduce ambient light reaching the display. The housing is generally black to further reduce washout by reducing the amount of ambient light incident on the housing or reflected toward the front of the display.

ディスプレイの別の特性は、グレアの量である。ディスプレイの研磨した前面は、近くの対象物から入射する光をビューアに鏡面反射する。このような鏡面反射は一般に、グレアと呼ばれ、表示された情報の視認性を低下させる。一般的に、ディスプレイの前面からのグレアは、その面を光学的に拡散させることによって低減される。このような拡散面を艶消し面と呼ぶことがある。一般に、ディスプレイの艶消し前面は、ディスプレイの像平面、すなわち画像が表示される面から離隔される。このような離隔は、ディスプレイの解像度を低減させる。解像度の損失を最小限に抑えるために、艶消し前面と像平面との間の離隔を最小限に抑えることが一般に望ましい。そのような場合には、ディスプレイの解像度が、艶消し前面によって劣化されることはない。 Another characteristic of the display is the amount of glare. The polished front surface of the display specularly reflects light incident from nearby objects to the viewer. Such specular reflection is generally called glare and lowers the visibility of displayed information. In general, glare from the front of the display is reduced by optically diffusing the surface. Such a diffusion surface is sometimes called a matte surface. Generally, the matte front surface of the display is spaced from the image plane of the display, i.e. the surface on which the image is displayed. Such separation reduces the resolution of the display. In order to minimize the loss of resolution, it is generally desirable to minimize the separation between the matte front surface and the image plane. In such cases, the resolution of the display is not degraded by the matte front.

ディスプレイの別の特性は、視角である。表示される情報が所定の範囲の視角にわたって見やすいことが一般に望ましい。一部の用途では、表示される情報が所定の視野範囲の外側から見ることができないことがさらに望ましい。言い換えれば、ディスプレイの視認性を特定の所期の視野位置（ｖｉｅｗｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎ）まで限定することが望ましい場合がある。プライバシーを考慮すれば、ディスプレイの視認性を限定することが望ましい場合がある。このような限定が望ましい場合がある別の場面は、初期の視野位置の外側に位置する人によるディスプレイの視認性が所与の仕事を行う人の能力に干渉する場合である。たとえば、自動車では、ディスプレイまたはインストルメントクラスタは、同乗者の快適性に干渉する可能性があるため、運転者には見ることができるが、他の同乗者には見ることができないことが望ましい場合がある。インストルメントクラスタからフロントガラス、横窓または自動車内の他の光沢面によって反射する光の反射は、運転者にとって気が散る恐れがある。たとえば、インストルメントクラスタの視角を運転者の視野位置に限定することにより、このような反射を低減または削減することができる。一般的に、インストルメントクラスタの奥まったハウジングは、表示される情報の視角を限定するために設計される場合がある。 Another characteristic of the display is the viewing angle. It is generally desirable that the displayed information is easy to see over a predetermined range of viewing angles. In some applications, it is further desirable that the displayed information cannot be viewed from outside the predetermined field of view. In other words, it may be desirable to limit the visibility of the display to a specific intended viewing position. In view of privacy, it may be desirable to limit the visibility of the display. Another scene where such a limitation may be desirable is when the visibility of the display by a person located outside the initial viewing position interferes with the ability of the person to perform a given task. For example, in a car where the display or instrument cluster can interfere with passenger comfort and can be seen by the driver, but not by other passengers There is. Reflection of light reflected from the instrument cluster by windshields, side windows or other glossy surfaces in the car can be distracting to the driver. For example, such reflection can be reduced or reduced by limiting the viewing angle of the instrument cluster to the visual field position of the driver. In general, the housing in which the instrument cluster is recessed may be designed to limit the viewing angle of the information displayed.

ディスプレイの別の特性は、全体的なフットプリントである。ディスプレイは一般に、ディスプレイの全体容積を減少させるために、深さを最小限に抑えることが望ましい。たとえば、自動車のインストルメントクラスタに関して、スペースを節約するため、またはたとえば付属品のための余地を作るために、インストルメントハウジングにおける凹部を最小限に抑えることが望ましい場合がある。１つのディスプレイ特性が改善されると、１つ以上の別のディスプレイ特性が劣化することがよくある。その結果、所与のディスプレイ用途に関する性能の基準に最もよく適合させるために、ディスプレイにおいて一定の交換条件が形成される。したがって、最小限の性能の基準を満たすと同時に、全体的な性能を改善したディスプレイが依然として必要である。 Another characteristic of the display is the overall footprint. The display is generally desirable to minimize depth to reduce the overall volume of the display. For example, for automotive instrument clusters, it may be desirable to minimize recesses in the instrument housing to save space or to make room for accessories, for example. When one display characteristic is improved, one or more other display characteristics often deteriorate. As a result, certain replacement conditions are formed in the display to best meet the performance criteria for a given display application. Accordingly, there remains a need for a display that meets the minimum performance criteria while improving overall performance.

一般に、本発明は、光学システムおよびディスプレイに関する。本発明はまた、光学システムおよびディスプレイにおける構成要素に関する。本発明の一態様において、光学システムは、光源および光学フィルムを具備する。光学フィルムは、光源から入射する光をビューアに向かって透過する。光学フィルムの全光透過率は、平行入射光より拡散入射光のほうが高い。 In general, the present invention relates to optical systems and displays. The invention also relates to components in optical systems and displays. In one embodiment of the present invention, the optical system includes a light source and an optical film. The optical film transmits light incident from the light source toward the viewer. The total light transmittance of the optical film is higher for diffuse incident light than for parallel incident light.

本発明の別の態様において、光学システムは、光源および光学フィルムを具備する。光学フィルムは、光源から入射する光をビューアに向かって透過する。光学フィルムは、光吸収層および複数の光学透過ビーズを具備する。ビーズは光吸収層に部分的に埋め込まれ、ビーズの一部はビューアに対して露出した状態になっている。光源から入射する光の一部は、光学フィルムを介してビューアに向かって透過される。 In another aspect of the invention, the optical system comprises a light source and an optical film. The optical film transmits light incident from the light source toward the viewer. The optical film includes a light absorption layer and a plurality of optical transmission beads. The beads are partially embedded in the light absorption layer, and a part of the beads is exposed to the viewer. Part of the light incident from the light source is transmitted toward the viewer through the optical film.

本発明のさらに別の実施形態において、インストルメントクラスタは、視野位置まで情報を表示するように記載される。インストルメントクラスタは、光吸収層および光透過基板を具備する。複数のビーズが光吸収層に部分的に埋め込まれ、ビーズの一部はビューアに対して露出した状態になっている。光源から基材上に入射する光は、視野位置に向かって基材およびビーズを介して透過される。 In yet another embodiment of the invention, the instrument cluster is described to display information up to the field of view position. The instrument cluster includes a light absorption layer and a light transmission substrate. A plurality of beads are partially embedded in the light absorption layer, and a part of the beads is exposed to the viewer. Light incident on the substrate from the light source is transmitted through the substrate and the beads toward the visual field position.

本発明はまた、視野位置に情報を表示するための方法も提供する。この方法は、光透過基板上に光吸収層を付着させることを含む。複数の光透過ビーズが光吸収層に部分的に埋め込まれ、ビーズの一部は視野位置に対して露出した状態になっている。光源から基材上に入射する光の一部は、視野位置に向かって基材およびビーズを介して透過される。 The present invention also provides a method for displaying information at a viewing position. The method includes depositing a light absorbing layer on a light transmissive substrate. A plurality of light transmitting beads are partially embedded in the light absorbing layer, and a part of the beads is exposed to the visual field position. Part of the light incident on the substrate from the light source is transmitted through the substrate and the beads toward the visual field position.

本発明のさらに別の態様において、光学フィルムは、光透過基材、光吸収層、複数のビーズおよびディスプレイグラフィックスを具備する。光吸収層は、基材上に付着される。ビーズの一部が視野位置まで見えたままであるように、ビーズが光吸収層に部分的に埋め込まれる。ディスプレイグラフィックスは、基材および／またはビーズに施される。光学フィルムは、基材側から受光した光を視野位置に向かってビーズによって透過する。 In yet another aspect of the invention, the optical film comprises a light transmissive substrate, a light absorbing layer, a plurality of beads, and display graphics. The light absorbing layer is deposited on the substrate. The beads are partially embedded in the light absorbing layer so that a portion of the beads remain visible to the viewing position. Display graphics are applied to the substrate and / or beads. The optical film transmits the light received from the substrate side by beads toward the visual field position.

本発明は、添付図面と共に、本発明のさまざまな実施形態の以下の詳細な説明を考慮すれば、より完全に理解し、認識されると思われる。 The present invention will be understood and appreciated more fully upon consideration of the following detailed description of various embodiments of the invention in conjunction with the accompanying drawings.

本発明は、さまざまな電子ディスプレイ用途に一般に適用可能であり、特に、ディスプレイが周辺光の大部分を吸収し、低い鏡面反射率および／または制御された視角を有することが望ましい環境において用いられるディスプレイに適用可能である。本発明は、屋外または周辺光のきわめて明るい光源を有する環境において用いられるディスプレイに特に適している。たとえば、本発明の一実施形態は、自動車、ボート、列車、航空機などのインストルメントクラスタにおいて用いるのに特に適している。このような用途において、周辺光、グレアおよび制御されていない視角は、ディスプレイを見るのを妨げる傾向がある。本発明の特定の実施例が本発明のさまざまな態様の説明を容易にするために、以下に詳細に述べられているが、実施例の仕様に本発明を限定するわけではないことを理解すべきである。より正確に言えば、添付特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、すべての修正物、実施形態および代替物を網羅するものとする。 The present invention is generally applicable to a variety of electronic display applications, particularly displays used in environments where it is desirable for the display to absorb a large portion of ambient light and have a low specular reflectance and / or controlled viewing angle. It is applicable to. The present invention is particularly suitable for displays used in the outdoors or in environments having a very bright light source of ambient light. For example, one embodiment of the present invention is particularly suitable for use in instrument clusters such as automobiles, boats, trains, and aircraft. In such applications, ambient light, glare and uncontrolled viewing angles tend to interfere with viewing the display. While specific embodiments of the present invention are described in detail below to facilitate the description of various aspects of the invention, it is understood that the invention is not limited to the specification of the embodiments. Should. More precisely, all modifications, embodiments and alternatives are intended to be covered without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

図１は、本発明の特定の一実施形態による光学フィルム１００の概略断面図を示している。光学フィルム１００は、光源１０１と視野位置１５０との間に配置される。光学フィルムは、入射面１００Ａおよび出射面１００Ｂを有する。光源１０１から発し、光学フィルム１００上に入射する光は、入射面１００Ａを経て光学フィルムに入射し、光学フィルムによって透過される。透過光は、出射面１００Ｂを介して視野位置１５０に向かって光学フィルム１００から出射する。光線１０３は、光学フィルム１００のビューア側にあり、上記光学フィルムの出射面１００Ｂに入射する周辺光を概略的に示している。 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an optical film 100 according to one particular embodiment of the invention. The optical film 100 is disposed between the light source 101 and the visual field position 150. The optical film has an entrance surface 100A and an exit surface 100B. Light emitted from the light source 101 and incident on the optical film 100 enters the optical film through the incident surface 100A and is transmitted by the optical film. The transmitted light is emitted from the optical film 100 toward the visual field position 150 through the emission surface 100B. The light beam 103 is on the viewer side of the optical film 100 and schematically shows the ambient light incident on the output surface 100B of the optical film.

本発明の具体的な一実施形態による光学フィルム１００は、入射光が光源１０１から発生した場合、平行入射光の場合より拡散入射光の場合の方が高い全光透過率を有する。さらに、光学フィルム１００は、見ている側から出射面１００Ｂに入射する拡散光の場合には、５０％を上回る全光吸収率を有する。一部の場合には、全光吸収率は、６０％を上回ってもよい。さらに別の場合には、全光吸収率は、７０％を上回ってもよい。さらに、本発明の具体的な一実施形態において、光源１０１から発生した入射光が拡散入射光の場合には、光学フィルム１００によって透過される光の視角は、入射光の円錐角の２分の１未満である。 The optical film 100 according to a specific embodiment of the present invention has a higher total light transmittance in the case of diffuse incident light than in the case of parallel incident light when incident light is generated from the light source 101. Furthermore, the optical film 100 has a total light absorption rate of more than 50% in the case of diffused light incident on the emission surface 100B from the viewing side. In some cases, the total light absorption rate may exceed 60%. In yet another case, the total light absorption rate may be greater than 70%. Furthermore, in a specific embodiment of the present invention, when the incident light generated from the light source 101 is diffuse incident light, the viewing angle of the light transmitted by the optical film 100 is half of the cone angle of the incident light. Is less than 1.

本発明の具体的な一実施形態による光学フィルム１００は、グレア防止構造としてさらに機能する出射面１００Ｂ上の像平面を形成する構造物を組込んでいる。言い換えれば、構造物は、拡散面４００Ｂを提供することによって、面４００Ｂのさらなるグレア防止処理の必要性を低減または削減する。その結果、光学フィルム１００は、平行入射光より拡散入射光の方が高い光透過率を有し、きわめて低い鏡面反射率を有する出射面４００Ｂを組込んでいる。光学フィルム１００の場合の鏡面反射率は、一般的に、２％未満である。一部の場合には、鏡面反射率は、１％未満である。さらに別の場合には、鏡面反射率は、０．０５％未満である。光源１０１から発し、光学フィルム１００の入射面１００Ａに入射する光は、以下にさらに完全に述べるように、平行化されていてもよく、拡散されていてもよい。 The optical film 100 according to a specific embodiment of the present invention incorporates a structure that forms an image plane on the exit surface 100B that further functions as an antiglare structure. In other words, the structure reduces or eliminates the need for further anti-glare treatment of surface 400B by providing a diffusing surface 400B. As a result, the optical film 100 incorporates an exit surface 400B that has a higher light transmittance for diffuse incident light than parallel incident light and a very low specular reflectance. The specular reflectance in the case of the optical film 100 is generally less than 2%. In some cases, the specular reflectivity is less than 1%. In yet another case, the specular reflectivity is less than 0.05%. The light emitted from the light source 101 and incident on the incident surface 100A of the optical film 100 may be collimated or diffused as described more fully below.

図２は、平行入射光に関する光学フィルム２００の全光透過率を概略的に示している。入射面２００Ａおよび出射面２００Ｂを有する光学フィルム２００は、光源２０１と視野位置２５０との間に配置されている。光線２０２は、互いに実質的に平行であり、光源２０１から発し、光学フィルム２００の入射面２００Ａ上に入射する平行光線の並んだものを構成している。軸２１０が入射面２００Ａに対して直角である場合に、入射光線２０２Ａは軸２１０と入射角αを形成する。図２に示されているように、光線２０２の入射角はゼロではない。一般に、光線２０２の入射角は、−９０°から＋９０°の任意の値と仮定することができる。光線２０２は、光学フィルム２００によって透過され、出射面２００Ｂを介して視野位置２５０に向かって光学フィルムから出射する。平行入射光の場合の光学フィルム２００の全光透過率は、光学フィルム２００から出射する全体の光学パワーを、光学フィルムに入射し光源２０１から発生した全体の光学パワーによって除算することによって算出される。 FIG. 2 schematically shows the total light transmittance of the optical film 200 for parallel incident light. The optical film 200 having the entrance surface 200 A and the exit surface 200 B is disposed between the light source 201 and the visual field position 250. The light rays 202 are substantially parallel to each other, and constitute a line of parallel light rays emitted from the light source 201 and incident on the incident surface 200 A of the optical film 200. When the axis 210 is perpendicular to the incident surface 200A, the incident ray 202A forms an incident angle α with the axis 210. As shown in FIG. 2, the incident angle of the light ray 202 is not zero. In general, the incident angle of the light beam 202 can be assumed to be any value from -90 ° to + 90 °. The light beam 202 is transmitted by the optical film 200 and is emitted from the optical film toward the visual field position 250 through the emission surface 200B. The total light transmittance of the optical film 200 in the case of parallel incident light is calculated by dividing the total optical power emitted from the optical film 200 by the total optical power incident on the optical film and generated from the light source 201. .

図３は、拡散入射光に関する光学フィルム３００の全光透過率を概略的に示している。入射面３００Ａおよび出射面３００Ｂを有する光学フィルム３００は、光源３０１と視野位置３５０との間に配置されている。光線３０２は、光源３０２から発し、光学フィルム３００の入射面３００Ａ上に入射する拡散光線の並んだものを構成している。軸３１０が入射面３００Ａに対して直角である場合に、入射光線３０２Ａは軸３１０と入射角βを形成する。一般に、拡散入射光の場合には、異なる光線は異なる入射角を有する。所与の入射光線３０２Ａに関する入射角は、−９０°から＋９０°の任意の値と仮定することができる。光線３０２は、光学フィルム３００によって透過され、出射面３００Ｂを介して視野位置３５０に向かって光学フィルムから出射する。拡散入射光の場合の光学フィルム３００の全光透過率は、光学フィルム３００から出射する全体の光学パワーを、光学フィルムに入射し光源３０１から発生した全体の光学パワーによって除算することによって算出される。 FIG. 3 schematically shows the total light transmittance of the optical film 300 with respect to diffuse incident light. The optical film 300 having the entrance surface 300 A and the exit surface 300 B is disposed between the light source 301 and the visual field position 350. The light beam 302 forms a line of diffused light beams emitted from the light source 302 and incident on the incident surface 300 A of the optical film 300. When the axis 310 is perpendicular to the entrance surface 300A, the incident ray 302A forms an angle of incidence β with the axis 310. In general, in the case of diffuse incident light, the different rays have different incident angles. The incident angle for a given incident ray 302A can be assumed to be any value between -90 ° and + 90 °. The light beam 302 is transmitted by the optical film 300 and exits from the optical film toward the visual field position 350 via the exit surface 300B. The total light transmittance of the optical film 300 in the case of diffuse incident light is calculated by dividing the total optical power emitted from the optical film 300 by the total optical power incident on the optical film and generated from the light source 301. .

図１に戻って参照すると、本発明の具体的な一実施形態による光学フィルム１００は、平行入射光の場合より拡散入射光の場合の方がより大きな全透過率を有する。 Referring back to FIG. 1, the optical film 100 according to a specific embodiment of the present invention has a greater total transmittance in the case of diffuse incident light than in the case of parallel incident light.

本発明による光学フィルム１００の特性をさらに述べるために、図４は、本願明細書で用いられるような円錐角および視角の概念を示している。入射面４００Ａおよび出射面４００Ｂを有する光学フィルム４００は、光源４０１と視野位置４５０との間に配置されている。光線４０２は、光学フィルム４００の入射面４００Ａ上に位置する点４００Ｃ上に入射するすべての光線の並んだものを構成している。点４００Ｃは、記号「Ｘ」によって表される。入射円錐角は、一番端の光線４０２Ａと４０２Ｂとの間の角度であり、図４では記号γによって表される。入射光線４０２は、光学フィルム４００によって透過され、出射面４００Ｂを介して光学フィルムから光線４０３として出射する。透過光線４０３は、輝度分布を有する光線の並んだものを構成する。視角は、輝度がピーク輝度の２分の１へ減少する角度であり、図４では記号ωによって表される。 To further describe the properties of the optical film 100 according to the present invention, FIG. 4 shows the concept of cone angle and viewing angle as used herein. The optical film 400 having the entrance surface 400A and the exit surface 400B is disposed between the light source 401 and the visual field position 450. The light beam 402 constitutes an array of all the light beams incident on the point 400C located on the incident surface 400A of the optical film 400. Point 400C is represented by the symbol “X”. The incident cone angle is the angle between the extreme rays 402A and 402B and is represented by the symbol γ in FIG. The incident light beam 402 is transmitted by the optical film 400 and is emitted as a light beam 403 from the optical film via the emission surface 400B. The transmitted light beam 403 constitutes a line of light beams having a luminance distribution. The viewing angle is an angle at which the luminance decreases to half of the peak luminance, and is represented by the symbol ω in FIG.

図１に戻って参照すると、本発明の具体的な一実施形態による光学フィルム１００は、透過される光の視角が、入射光の円錐角の２分の１未満であるように、光の入射円錐を透過する。 Referring back to FIG. 1, the optical film 100 according to a specific embodiment of the present invention is configured such that the incident angle of light is such that the viewing angle of transmitted light is less than half the cone angle of incident light. It penetrates the cone.

図１の光学フィルム要素の具体的な一実施形態が、図５に概略的に示されている。光学フィルム５００は、光源５０１と視野位置５５０との間に配置されている。光は、光源５０１から光学フィルム上に入射し、視野位置５５０に向かって光学フィルムを出射する。光学フィルム５００は、基材５１０、光吸収層５２０、複数のビーズ５３０および任意の光学層５４０を具備している。基材５１０は、入射面５１０Ａおよび出射面５１０Ｂを有する。入射面５１０Ａは、光源５０１に面している。ビーズ５３０の露出面は、視野位置５５０に面し、任意の周辺光５０４が存在していてもよい。図５に示されている本発明の具体的な実施形態は、光源５０１から視野位置５５０まで受光される光が、高いコントラスト、低減したグレアおよび一般に制御された視角を有することを示している。 A specific embodiment of the optical film element of FIG. 1 is schematically illustrated in FIG. The optical film 500 is disposed between the light source 501 and the visual field position 550. Light enters the optical film from the light source 501 and exits the optical film toward the visual field position 550. The optical film 500 includes a base 510, a light absorption layer 520, a plurality of beads 530, and an optional optical layer 540. The substrate 510 has an entrance surface 510A and an exit surface 510B. The incident surface 510 A faces the light source 501. The exposed surface of the bead 530 faces the visual field position 550 and any ambient light 504 may be present. The specific embodiment of the present invention shown in FIG. 5 shows that the light received from the light source 501 to the viewing position 550 has high contrast, reduced glare, and a generally controlled viewing angle.

図５の光学フィルム５００の構成に類似である光学フィルムが、後方投射型ディスプレイにおける後方投射スクリーンとして用いることについて既に述べられている。実施例は、米国特許第５，５６３，７３８号明細書に記載されている。後方投射型スクリーンとして用いられるとき、光学フィルム５００は、ビーズ５３０の露出面が光源に面し、基板が視野位置に面するように、光源と視野位置との間に配置される。この構成において、光源から発生した入射光は一般に、投射スクリーンの全光透過率を最適化するために、平行光線化されなければならない。対照的に、本発明の実施形態によれば、光源は、光学フィルムの基材側に位置し、露出されるビーズが視野位置に面する。この構成において、光源から発生した入射光は、光学フィルムの全光透過率を最大化するために拡散することが好ましい。 It has already been mentioned that an optical film similar to the configuration of the optical film 500 of FIG. 5 is used as a rear projection screen in a rear projection display. Examples are described in US Pat. No. 5,563,738. When used as a rear projection screen, the optical film 500 is disposed between the light source and the visual field position so that the exposed surface of the beads 530 faces the light source and the substrate faces the visual field position. In this configuration, incident light generated from the light source generally must be collimated to optimize the total light transmittance of the projection screen. In contrast, according to an embodiment of the invention, the light source is located on the substrate side of the optical film, with the exposed beads facing the field of view. In this configuration, the incident light generated from the light source is preferably diffused to maximize the total light transmittance of the optical film.

投射スクリーンとして用いられるとき、米国特許第５，５６３，７３８号明細書に開示されているようなフィルムにおけるビーズは、入射光の効率的な集光および透過のために平行入射光を必要とする集光レンズとして作用する。国特許第５，５６３，７３８号明細書に開示された投射スクリーンの全光透過率は一般に、入射光が拡散すればするほど、減少する。対照的に、本発明の一実施形態において、光学フィルム５００のビーズ５３０は、入射光を部分的に平行光線化するように機能する。本発明のこの実施形態によれば、平行光線化は、拡散入射光の場合により効率的であり、射光が拡散すればするほど、光学フィルムの全光透過率が一般に減少する。本発明の一実施形態における光学フィルム５００は、高い効率で光源から入射する拡散光を透過し、周辺光の大部分を吸収し、見ている側からきわめて低い鏡面反射率を有することによって、視野位置５５０に対して高いコントラストで情報を表示する。 When used as a projection screen, beads in a film as disclosed in US Pat. No. 5,563,738 require parallel incident light for efficient collection and transmission of incident light Acts as a condenser lens. The total light transmittance of the projection screen disclosed in US Pat. No. 5,563,738 generally decreases as the incident light diffuses. In contrast, in one embodiment of the invention, the beads 530 of the optical film 500 function to partially collimate incident light. According to this embodiment of the invention, collimation is more efficient in the case of diffuse incident light, and the more light is diffused, the generally the total light transmittance of the optical film is reduced. The optical film 500 in one embodiment of the present invention transmits diffuse light incident from a light source with high efficiency, absorbs most of the ambient light, and has a very low specular reflectance from the viewing side, thereby reducing the field of view. Information is displayed at a high contrast with respect to the position 550.

図５の構成におけるフィルムを用いることの１つの利点は、平行光出射より拡散光出射を有する光源を設計し、製作する方がたやすいことである。さらに、拡散光源を平行光線化するより、平行光線化光源を拡散するほうが一般にたやすい。これは、光源が分散光源であり、点光源でない場合に、特に問題である。拡散光源の出射は一般的に、光学レンズなどのさらなる光学素子を用いることによって平行光線化される。たとえば、投射スクリーンでは、フレネルレンズを用いて、光源の出射光を平行光線化する。本発明の上述の実施形態に関する明確な利点は、入射光が拡散するにつれて、光学フィルムの全光透過率が増大することである。したがって、光学フィルムは、拡散分散光源を含む拡散光源と共に用いるのに特によく適している。 One advantage of using the film in the configuration of FIG. 5 is that it is easier to design and manufacture a light source with diffuse light emission than parallel light emission. Further, it is generally easier to diffuse a parallel light source than to make the diffuse light source into parallel light. This is a particular problem when the light source is a distributed light source and not a point light source. The exit of the diffuse light source is generally collimated by using a further optical element such as an optical lens. For example, a projection screen uses a Fresnel lens to collimate outgoing light from a light source. A clear advantage with respect to the above-described embodiments of the present invention is that the total light transmittance of the optical film increases as incident light diffuses. Thus, the optical film is particularly well suited for use with diffuse light sources including diffuse dispersed light sources.

図５に戻って参照すると、光吸収層５２０は、基材５１０の出射面５１０Ｂ上に配置される。ビーズ５３０は、層５２０に部分的に埋め込まれる。光学フィルム５００の全体的な光透過率を増大させるために、ビーズ５３０は、面５１０Ｂにきわめて接近しているか、または光学的に接触していることが望ましい。出射面５１０Ｂに隣接する領域において、ビーズ５３０を包囲している光吸収層５３０は、光源５０１からビーズによって受光される光のための効率的な入射アパーチャ５３１を画定する。光源５０１からから入射面５１０Ａに入射し、面５１０Ａに対する法線と入射角αを成す光線５０２は、面５１０Ａで屈折され、ビーズ５３０および光学層５４０によって透過される。透過された光線は、法線と角度βを成し、光線５０３として光学フィルム５００から出射する。出射各βは、α、ビーズ５３０の屈折率および基材５１０の屈折率によって主に決定される。ビーズ５３０の平行光線効果のために、角度βは一般に、角度αより小さい。したがって、光学フィルム５００上に入射し、光源５０１から発生した拡散光の場合には、透過光の視角は一般に、入射光の入射円錐角の２分の１未満である。さらに、拡散入射光の場合の光学フィルム５００の全光透過率は、平行入射光の場合より大きい。これについては、図６Ａ，６Ｂおよび６Ｃを参照してさらに説明する。 Referring back to FIG. 5, the light absorption layer 520 is disposed on the emission surface 510 B of the substrate 510. Beads 530 are partially embedded in layer 520. In order to increase the overall light transmission of the optical film 500, it is desirable that the beads 530 be very close to or in optical contact with the surface 510B. In the region adjacent to the exit surface 510B, the light absorbing layer 530 surrounding the bead 530 defines an efficient incident aperture 531 for light received by the bead from the light source 501. A light ray 502 that is incident from the light source 501 on the incident surface 510A and forms an angle of incidence α with the normal to the surface 510A is refracted by the surface 510A and transmitted by the beads 530 and the optical layer 540. The transmitted light beam forms an angle β with the normal line and is emitted from the optical film 500 as a light beam 503. Each outgoing β is mainly determined by α, the refractive index of the bead 530 and the refractive index of the substrate 510. Due to the parallel light effect of the beads 530, the angle β is generally less than the angle α. Accordingly, in the case of diffused light incident on the optical film 500 and generated from the light source 501, the viewing angle of the transmitted light is generally less than one half of the incident cone angle of the incident light. Furthermore, the total light transmittance of the optical film 500 in the case of diffuse incident light is larger than that in the case of parallel incident light. This will be further described with reference to FIGS. 6A, 6B and 6C.

図６Ａを参照すると、図５の光学フィルムに類似の光学フィルム６００が、光源６０１と視野位置６５０との間に配置されている。光は、光源６０１から光学フィルム上に入射し、視野位置６５０に向かって光学フィルムから出射する。光学フィルム６００は、基材６１０、光吸収層６２０および複数のビーズ６３０を具備している。説明を容易にし、一般性を損なわないために、図５の任意の光学層５４０は、図６Ａ〜６Ｃには含まれていない。基材６１０は、入射面６１０Ａおよび出射面６１０Ｂを有する。入射面６１０Ａは、光源６０１に面している。ビーズ６３０の露出面は、視野位置６５０に面している。出射面６１０Ｂに隣接する領域において、ビーズ６３０を包囲している光吸収層６２０は、光源６０１からビーズによって受光される光のための効率的な入射アパーチャ６３１を画定する。ビーズ６３０の露出面は、入射アパーチャ６３１より一般に大きい出射アパーチャ６３２を形成する。入射アパーチャ６３１は、光源６０１から受光される光に関して、ビーズ６３０によって透過される光の量を部分的に決定する。 Referring to FIG. 6A, an optical film 600 similar to the optical film of FIG. 5 is disposed between the light source 601 and the visual field position 650. Light enters the optical film from the light source 601 and exits from the optical film toward the visual field position 650. The optical film 600 includes a substrate 610, a light absorption layer 620, and a plurality of beads 630. For ease of explanation and without loss of generality, the optional optical layer 540 of FIG. 5 is not included in FIGS. The base material 610 has an entrance surface 610A and an exit surface 610B. The incident surface 610 A faces the light source 601. The exposed surface of the bead 630 faces the visual field position 650. In the region adjacent to the exit surface 610B, the light absorbing layer 620 surrounding the bead 630 defines an efficient incident aperture 631 for light received by the bead from the light source 601. The exposed surface of the bead 630 forms an exit aperture 632 that is generally larger than the entrance aperture 631. The incident aperture 631 partially determines the amount of light transmitted by the beads 630 with respect to the light received from the light source 601.

図６Ｂは、平行入射光に関する光学フィルム６００の全光透過率を示している。光線６３３は、光源６０１から発し、出射面６１０Ｂ上に入射する平行光線の並んだものを構成している。入射アパーチャ６３１内に収まる光線６３３Ｂなどの入射光線のみがビーズ６３０によって透過されることが、図６Ｂから分かる。他方、入射アパーチャ６３１以外に達する光線６３３Ａおよび６３３Ｃは、光吸収層６２０によって大部分は吸収され、視野位置６５０に透過されることはない。入射面６１０Ａに入射する平行入射光に関する光学フィルム６００の全光透過率は一般的に、２５％未満である。一部の場合には、全光透過率は２０％未満である。さらに別の場合には、全光透過率は１５％未満である。平行入射光に関して光学フィルム６００を出射する光の視角は、ビーズ６３０の屈折率および入射アパーチャ１３０によって部分的に決定され、同様に入射アパーチャは、ビーズ６３０の径および光吸収層６２０の光吸収係数によって部分的に決定される。屈折率１．５〜１．７であり、平均径約６０ミクロンであるビーズ６３０および０．４〜０．６μｍ^-1の光吸収係数を有する光吸収層の場合には、平行入射光の場合に透過される光の視角は一般に、３０°未満である。 FIG. 6B shows the total light transmittance of the optical film 600 for parallel incident light. The light beam 633 constitutes an array of parallel light beams emitted from the light source 601 and incident on the emission surface 610B. It can be seen from FIG. 6B that only incident light, such as light 633 B, that falls within the incident aperture 631 is transmitted by the beads 630. On the other hand, the light beams 633A and 633C reaching other than the incident aperture 631 are mostly absorbed by the light absorption layer 620 and are not transmitted to the visual field position 650. The total light transmittance of the optical film 600 for parallel incident light incident on the incident surface 610A is generally less than 25%. In some cases, the total light transmittance is less than 20%. In yet another case, the total light transmittance is less than 15%. The viewing angle of light exiting the optical film 600 with respect to parallel incident light is determined in part by the refractive index of the bead 630 and the incident aperture 130, and similarly the incident aperture is the diameter of the bead 630 and the light absorption coefficient of the light absorbing layer 620. In part. In the case of parallel incident light in the case of beads 630 having a refractive index of 1.5 to 1.7 and an average diameter of about 60 microns and a light absorbing layer having a light absorption coefficient of 0.4 to 0.6 μm ⁻¹ The viewing angle of light transmitted through is generally less than 30 °.

図６Ｃは、拡散入射光に関する光学フィルム６００の全光透過率を示している。光線６３５は、光源１０１から発し、入射アパーチャ６３１に入射する拡散光線の並んだものを構成している。入射光線は、入射円錐角の２分の１、すなわちγを有する。光線６３５は、入射アパーチャ６３１を介して透過され、出射アパーチャ６３２で屈折し、視角ωで視野位置６５０に向かって指向される。ビーズ６３０の平行光線効果のために、ωは一般にγより小さい。入射光が拡散するか、または同等に入射する２分の１円錐角γになるにつれて、光学フィルム６００の全光透過率は一般に増大することが、図６Ｃから分かる。これは、一定の光パワー密度の場合には、γが増大すると、入射光の大部分が入射アパーチャ６３１によって透過されることから、重要である。光学フィルムの入射面６１０Ａに入射する拡散光に関する光学フィルム６００の全光透過率は一般的に、２０％を超える。一部の用途では、全光透過率は３０％を超える。さらに別の用途では、全光透過率は４０％を超える。さらに別の用途では、全光透過率は５０％を超える。光源６０１を出るとき、光線６３５は拡散してもよい。あるいは、光線６３５は、光源６０１を出るとき、平行光線化またはより小さい拡散であってもよく、光学拡散基材６１０を介して透過された後、拡散またはより大きな拡散となってもよい。あるいは、図６に図示されていないが、別の光拡散層が、基板６１０と光源６０１との間に配置され、光源６０１から発生した光を拡散してもよい。 FIG. 6C shows the total light transmittance of the optical film 600 for diffuse incident light. The light beam 635 constitutes an array of diffused light beams emitted from the light source 101 and incident on the incident aperture 631. The incident ray has one half of the incident cone angle, i.e. γ. Light ray 635 is transmitted through incident aperture 631, refracted by outgoing aperture 632, and directed toward visual field position 650 at viewing angle ω. Because of the parallel light effect of beads 630, ω is generally less than γ. It can be seen from FIG. 6C that the total light transmittance of the optical film 600 generally increases as the incident light diffuses or becomes a half cone angle γ that is incident equally. This is important because for a constant optical power density, as γ increases, most of the incident light is transmitted by the incident aperture 631. The total light transmittance of the optical film 600 for diffused light incident on the incident surface 610A of the optical film is generally greater than 20%. For some applications, the total light transmission is greater than 30%. In yet another application, the total light transmission is over 40%. In yet another application, the total light transmission is greater than 50%. Upon exiting light source 601, light beam 635 may diffuse. Alternatively, the light beam 635 may be collimated or less diffused as it exits the light source 601 and may be diffused or more diffused after being transmitted through the optical diffusing substrate 610. Alternatively, although not shown in FIG. 6, another light diffusion layer may be disposed between the substrate 610 and the light source 601 to diffuse the light generated from the light source 601.

図５に戻って参照すると、入射光が拡散するにつれて、光学フィルム５００の全光透過率は一般に増大する。さらに、光学フィルム５００上に入射し、光源５０１から発生した拡散光の場合には、透過光の視角は、２分の１入射円錐角より小さい。したがって、拡散光源または拡散基材５１０と組合わせた鏡面光源、または図５に示されていない光拡散材と組合わせた鏡面光源の場合には、光学フィルム５００は、狭い視角によって高い光学スループットを表示する。光学フィルム５００の狭い視角の特性は、ボート、航空機、自動車などで用いられるインストルメントクラスタの設計において特に有用である。自動車の場合には、インストルメントクラスタの従来のディスプレイの視角は通常、かなり大きい。その結果、ディスプレイからの光が、フロントガラスおよび横窓に達し、運転者または他の同乗者に向かって屈折してグレアを生じる可能性がある。視角を小さくするために、インストルメントクラスタは通常、ハウジングに奥まるように配置されるが、自動車のダッシュボードのフットプリントを増大させる結果となる。インストルメントクラスタに光学フィルム５００を組込むことにより、機器に用いられるディスプレイの視角を小さくする。したがって、ハウジングにおいてディスプレイを奥まった部分に配置する必要性がほとんどまたは完全になくなる。 Referring back to FIG. 5, as the incident light diffuses, the total light transmittance of the optical film 500 generally increases. Further, in the case of diffuse light incident on the optical film 500 and generated from the light source 501, the viewing angle of the transmitted light is smaller than a half incident cone angle. Therefore, in the case of a specular light source combined with a diffuse light source or diffusion substrate 510, or a specular light source combined with a light diffusing material not shown in FIG. indicate. The narrow viewing angle characteristics of the optical film 500 are particularly useful in the design of instrument clusters used in boats, aircraft, automobiles, and the like. In the case of an automobile, the viewing angle of a conventional display of an instrument cluster is usually quite large. As a result, light from the display can reach the windshield and side windows and be refracted toward the driver or other passengers to produce glare. In order to reduce the viewing angle, the instrument cluster is usually placed deep inside the housing, but this results in an increased dashboard dashboard footprint. By incorporating the optical film 500 into the instrument cluster, the viewing angle of the display used in the device is reduced. Thus, there is little or no need to place the display in the recessed portion of the housing.

光吸収層５２０は、光学フィルム５００のビューア側に入射する周辺光の大部分を吸収するように設計される。図５を参照すると、周辺光線５０４は、ビューア側から光学層５４０に入射し、ビーズ５３０によって、実質的に吸収される光吸収層５２０に透過される。光学フィルム５００は周辺光の大部分を吸収し、それによって、高い周辺光が存在する場合であっても、高いコントラストで視野位置５５０に対して情報を表示する。たとえば、光学フィルム５００を組込んだ自動車におけるインストルメントクラスタは、周辺光の大部分を吸収し、それによって高い周辺光が存在する場合であっても、高いコントラストでたとえば運転者に情報を表示する。見ている側から入射する光の場合には、光学フィルム５００の光吸収率は、部分的に光吸収層５２０の吸収係数および厚さに左右される。光吸収層の光吸収係数は、０．０１〜１０μｍ^-1であってもよい。吸収係数が０．１〜５μｍ^-1であればさらに好ましい。光吸収係数が０．３〜１μｍ^-1であればさらに一層好ましい。光吸収層の厚さは、ビーズ５３０の平均サイズおよびビーズサイズの標準偏差によって部分的に決定される。ｒがビーズ５３０の平均半径である場合には、光吸収層の厚さは０．１ｒ〜０．９ｒの範囲であってもよい。一部の場合には、この厚さは０．３ｒ〜０．７ｒの範囲であってもよい。さらに別の場合には、この厚さは、０．４ｒ〜０．６ｒの範囲であってもよい。 The light absorbing layer 520 is designed to absorb most of the ambient light incident on the viewer side of the optical film 500. Referring to FIG. 5, ambient light 504 enters the optical layer 540 from the viewer side and is transmitted by the beads 530 to the light absorbing layer 520 that is substantially absorbed. The optical film 500 absorbs most of the ambient light, thereby displaying information for the viewing position 550 with high contrast even in the presence of high ambient light. For example, an instrument cluster in an automobile incorporating the optical film 500 absorbs most of the ambient light, thereby displaying information to the driver, for example, with high contrast even when high ambient light is present. . In the case of light incident from the viewing side, the light absorption rate of the optical film 500 depends in part on the absorption coefficient and thickness of the light absorption layer 520. The light absorption coefficient of the light absorption layer may be 0.01 to 10 μm ⁻¹ . More preferably, the absorption coefficient is 0.1 to 5 μm ⁻¹ . It is even more preferable that the light absorption coefficient is 0.3 to ¹ μm ⁻¹ . The thickness of the light absorbing layer is determined in part by the average size of the beads 530 and the standard deviation of the bead size. When r is the average radius of the beads 530, the thickness of the light absorption layer may be in the range of 0.1r to 0.9r. In some cases, this thickness may range from 0.3r to 0.7r. In yet another case, the thickness may be in the range of 0.4r to 0.6r.

ビーズ５３０は、光学フィルム５００の全体的な透過率を最適化するために、高い充填密度で単独層を形成することが望ましいが、一部の用途では多層ビーズを用いてもよい。光学フィルム５００の特に有利な特性は、ビーズ５３０の表面がビューアに面している光学フィルムの出射側に艶消し面を形成することである。言い換えれば、ビーズ５３０は、高いスループットおよび高いコントラストで視野位置５５０に向かって拡散入射光を透過すると同時に、ビーズ５３０は艶消し面を形成する。艶消し面は、グレアを低減または削減する（すなわち、鏡面反射率がきわめて小さい）。本発明の具体的な一実施形態によれば、光学フィルムの出射面の艶消し仕上げは、光学フィルムのさらなるグレア防止処理の必要性を低減または削減する。像平面（すなわち、画像が表示される平面）がビーズ５３０にきわめて接近するか、または一致する用途では、光学フィルム５００の出射側が艶消し面であるため、解像度がほとんどまたは全く減少することはない。ビーズ５３０の露出面によって実現されるグレアの低減は、主に、ビーズサイズおよびビーズサイズ分布に左右される。一般に、より小さいビーズの方がグレアまたは鏡面反射を低減するのにより効果的である。ビューア側からの光学フィルム５００の鏡面反射率は一般的に、２％未満である。一部の場合には、鏡面反射率は１％未満である。さらに別の場合には、鏡面反射率は０．０５％未満である。光学フィルム５００のきわめて低い鏡面反射率により、グレアが極めて望ましくないディスプレイ用途において使用する場合にうまく適したフィルムを形成する。光学フィルム５００は、屋外またはきわめて明るい周辺光が著しく、きわめて望ましくないグレアを生じる可能性がある用途において用いられるディスプレイに特に適している。たとえば、光学フィルム５００を組込んだ自動車におけるインストルメントクラスタは、別のグレア防止処理を行う必要性がほとんどまたは全くない状態で、グレアを著しく低減または削減する。さらに、ビーズ５３０が像平面を構成するか、または像平面にきわめて接近している場合には、解像度がほとんどまたは全く減少することはない。光学層５４０がない場合には、ビューア側からの光学フィルム５００の拡散反射率は一般的に、１０％未満である。一部の用途では、拡散反射率は８％未満である。さらに別の用途では、拡散反射率は５％未満である。光学層５４０は、ビーズ５３０および光吸収層５２０の露出領域に一致して塗布されることが好ましい光透過率のきわめて高い層であることが好ましく、光学フィルム５００の全体性能を改善することを目的としている。光学層５４０は、光学フィルム５００の耐久性を増大させるために、ハードコードであってもよい。光学層５４０は、光学フィルム５００の全体的な光学スループットを増大させると同時に、ビューア側から光学フィルム５００の全反射率を低減するために、反射防止コーティングであってもよい。そのような場合には、ビューア側からの光学フィルム５００の拡散反射率は一般的に、８％未満である。一部の場合には、拡散反射率は４％未満である。さらに別の場合には、拡散反射率は２％未満である。光学層５４０はまた、光学フィルムを出射する光の視角をさらに制御するために、光学拡散特性を備えていてもよい。光学層５４０はまた、着色剤を含んでいてもよい。 The beads 530 desirably form a single layer at a high packing density to optimize the overall transmittance of the optical film 500, but multilayer beads may be used in some applications. A particularly advantageous property of the optical film 500 is that it forms a matte surface on the exit side of the optical film where the surface of the beads 530 faces the viewer. In other words, the beads 530 transmit diffuse incident light toward the viewing position 550 with high throughput and high contrast, while the beads 530 form a matte surface. A matte surface reduces or eliminates glare (ie, has very low specular reflectance). According to one specific embodiment of the invention, the matte finish of the exit surface of the optical film reduces or eliminates the need for further antiglare treatment of the optical film. In applications where the image plane (i.e., the plane on which the image is displayed) is very close to or coincides with the bead 530, the output side of the optical film 500 is a matte surface, so there is little or no reduction in resolution. . The glare reduction achieved by the exposed surface of the beads 530 depends mainly on the bead size and bead size distribution. In general, smaller beads are more effective in reducing glare or specular reflection. The specular reflectance of the optical film 500 from the viewer side is generally less than 2%. In some cases, the specular reflectance is less than 1%. In yet another case, the specular reflectance is less than 0.05%. The very low specular reflectance of the optical film 500 forms a film that is well suited for use in display applications where glare is highly undesirable. The optical film 500 is particularly suitable for displays that are used outdoors or in applications where very bright ambient light is significant and can produce highly undesirable glare. For example, an instrument cluster in an automobile incorporating the optical film 500 significantly reduces or eliminates glare with little or no need for another antiglare treatment. Furthermore, if the beads 530 constitute an image plane or are very close to the image plane, there is little or no reduction in resolution. In the absence of the optical layer 540, the diffuse reflectance of the optical film 500 from the viewer side is generally less than 10%. For some applications, the diffuse reflectance is less than 8%. In yet another application, the diffuse reflectance is less than 5%. The optical layer 540 is preferably a layer having a very high light transmittance, which is preferably applied in accordance with the exposed regions of the beads 530 and the light absorption layer 520, and is intended to improve the overall performance of the optical film 500. It is said. The optical layer 540 may be a hard cord to increase the durability of the optical film 500. The optical layer 540 may be an anti-reflective coating to increase the overall optical throughput of the optical film 500 while reducing the total reflectivity of the optical film 500 from the viewer side. In such a case, the diffuse reflectance of the optical film 500 from the viewer side is generally less than 8%. In some cases, the diffuse reflectance is less than 4%. In yet another case, the diffuse reflectance is less than 2%. The optical layer 540 may also have optical diffusion properties to further control the viewing angle of light exiting the optical film. The optical layer 540 may also contain a colorant.

一般に、ビューア側からの高い鏡面および拡散反射率は、ディスプレイのコントラストを低下させる。本発明の一実施形態による光学フィルム５００は、周辺光の大部分を吸収し、それによって低い全（すなわち鏡面および拡散）反射率を有し、その出射側に艶消し面を組込み、それによって低い鏡面反射率を有する。本発明のこの実施形態による光学フィルム５００は、低い鏡面および拡散反射率を有することによって、高いコントラストで情報を表示する。 In general, high specularity and diffuse reflectance from the viewer side reduce the display contrast. The optical film 500 according to one embodiment of the present invention absorbs most of the ambient light, thereby having a low total (ie, specular and diffuse) reflectance, incorporating a matte surface on its exit side, and thereby low Has specular reflectance. The optical film 500 according to this embodiment of the present invention displays information with high contrast by having a low specular surface and diffuse reflectance.

基材５１０は、高い光透過率を有することが好ましい。基材は透明であってもよく、または拡散してもよい。基材自体は、たとえば、バルク拡散および／または表面拡散によって光を拡散してもよい。表面拡散は、面５１０Ａを艶消しにすることによって実現されてもよい。基材５１０は、可撓性であっても剛性であってもよく、光学フィルム５００を出射する光の色をビューア５５０に向かって最適にするために、着色剤を有してもよい。基材５１０は、実質的に光透過性である任意の適切な材料であってもよい。基材として特に適した材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル、ガラスおよび他の類似の基材材料が挙げられる。 The substrate 510 preferably has a high light transmittance. The substrate may be transparent or diffuse. The substrate itself may diffuse light by, for example, bulk diffusion and / or surface diffusion. Surface diffusion may be achieved by matting surface 510A. The substrate 510 may be flexible or rigid and may have a colorant to optimize the color of light exiting the optical film 500 towards the viewer 550. The substrate 510 may be any suitable material that is substantially light transmissive. Examples of materials that are particularly suitable as substrates include polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic, glass, and other similar substrate materials.

光吸収層５２０は一般的に、結合剤に分散される光吸収材料の混合物を含む。特に適した光吸収材料としては、カーボンブラック、黒色染料などの光吸収染料および他の類似の光吸収染料および他の類似の光吸収材料などが挙げられる。特に適した結合剤の例としては、熱可塑性物質、放射線硬化性または熱硬化性アクリレート、エポキシ、シリコンベース材料、感圧接着剤および他の類似の結合剤材料が挙げられる。また、分散剤、界面活性剤、粘度改良剤、硬化剤などの他の材料を含んでもよい。 The light absorbing layer 520 generally includes a mixture of light absorbing materials dispersed in a binder. Particularly suitable light absorbing materials include light absorbing dyes such as carbon black, black dyes and other similar light absorbing dyes and other similar light absorbing materials. Examples of particularly suitable binders include thermoplastics, radiation curable or thermosetting acrylates, epoxies, silicon-based materials, pressure sensitive adhesives and other similar binder materials. Moreover, you may include other materials, such as a dispersing agent, surfactant, a viscosity modifier, and a hardening | curing agent.

ビーズ５３０は、透明で、光透過率の高い任意の適切な材料から構成されることができる。特に適した材料の例としては、さまざまなタイプのガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびポリスチレンなどのポリマー材料、２種類以上の異なる材料の混合物、他の類似のビーズ材料などが挙げられる。ビーズは、実質的に球形であることが好ましいが、楕円形または他の所望の形状をはじめとする他の適切な形状であってもよい。水平および垂直方向および他の方向などの１つ以上の方向に光学フィルム５００を出射する光の視角を調整するために、楕円形状のビーズ５３０を用いてもよい。ビーズ５３０の径範囲および光吸収層５２０の厚さは、光学スループットを最適化すると同時に、高いコントラストを維持するために、大部分のビーズが層５２０に部分的に埋め込まれるように選択されることが好ましい。ビーズ径が増大すると、ビューアに表示される情報は、粒子がより粗く見え、解像度が低くなる。他方、ビーズ５３０の径が小さすぎると、是円滝的なコントラストを維持することになっている場合には、フィルム５００の光学スループットが減少する可能性がある。ビーズ５３０は一般的に、たとえば、所望の光透過率および／または視角などの所望の光学性能を提供する屈折率を有する。ビーズ５３０は、１．３〜３．５の範囲の屈折率を有することができ、１．３〜２．４であれば好ましい。光学フィルム５００の耐久性を増大させるために、光吸収層の厚さは平均ビーズ径より大きくてもよい。あるいは、光学フィルム５００の全光透過率を増大させるために、厚さは均ビーズ径より小さくてもよい。 The beads 530 can be composed of any suitable material that is transparent and has high light transmission. Examples of particularly suitable materials include various types of glass, polymeric materials such as polymethylmethacrylate (PMMA) and polystyrene, mixtures of two or more different materials, other similar bead materials, and the like. The beads are preferably substantially spherical, but may be other suitable shapes including an oval or other desired shape. Elliptical beads 530 may be used to adjust the viewing angle of light exiting the optical film 500 in one or more directions, such as horizontal and vertical directions and other directions. The diameter range of the beads 530 and the thickness of the light-absorbing layer 520 are selected so that most of the beads are partially embedded in the layer 520 in order to optimize optical throughput while maintaining high contrast. Is preferred. As the bead diameter increases, the information displayed in the viewer appears to be coarser and the resolution is lower. On the other hand, if the diameter of the bead 530 is too small, the optical throughput of the film 500 may be reduced if a contrast-like contrast is to be maintained. Beads 530 generally have a refractive index that provides the desired optical performance, such as, for example, the desired light transmission and / or viewing angle. The beads 530 can have a refractive index in the range of 1.3 to 3.5, preferably 1.3 to 2.4. In order to increase the durability of the optical film 500, the thickness of the light absorption layer may be larger than the average bead diameter. Alternatively, in order to increase the total light transmittance of the optical film 500, the thickness may be smaller than the uniform bead diameter.

光源５０１は、単独光源または個別の光源の並んだものであってもよい。光源５０１は点光源または分散光源であってもよい。光源５０１から来て、ビーズ５３０上に入射する光は、フィルム５００の光学スループットを最適化するために拡散することが好ましい。光源５０１は、平行光線または拡散の形態で光を放射してもよい。光源５０１が十分に拡散しない場合には、基材５１０が十分に拡散してもよい。あるいは、適切な別の拡散板が光源５０１と入射面５１０との間に配置されてもよい。 The light source 501 may be a single light source or an array of individual light sources. The light source 501 may be a point light source or a distributed light source. Light coming from the light source 501 and incident on the beads 530 is preferably diffused to optimize the optical throughput of the film 500. The light source 501 may emit light in the form of parallel rays or diffusion. If the light source 501 does not diffuse sufficiently, the substrate 510 may diffuse sufficiently. Alternatively, another appropriate diffusion plate may be disposed between the light source 501 and the incident surface 510.

光源５０１は画像をディスプレイに表示してもよく、表示しなくてもよい。画像を表示する光源の例としては、液晶ディスプレイ、発光ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、電界放出ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイおよび他の適切な画像形成ディスプレイが挙げられる。画像を表示しない光源の例としては、電球、発光ダイオード、画像を形成しない任意の他の適切な光源が挙げられる。光源５０１が画像を表示する場合には、フィルム５００の光学スループットを最適化するために、表示される画像の視角を大きくし、画質および解像度を維持するために、光源５０１の像平面とビーズ５３０との間の距離を小さくすることが好ましい。 The light source 501 may or may not display an image on a display. Examples of light sources for displaying images include liquid crystal displays, light emitting displays, plasma displays, organic light emitting diode displays, field emission displays, electroluminescent displays, and other suitable imaging displays. Examples of light sources that do not display an image include light bulbs, light emitting diodes, or any other suitable light source that does not form an image. When the light source 501 displays an image, the image plane of the light source 501 and the beads 530 are used to increase the viewing angle of the displayed image and maintain the image quality and resolution in order to optimize the optical throughput of the film 500. It is preferable to reduce the distance between the two.

図７は、本発明による別の実施形態の概略図を示している。光学アセンブリ９００は、光源９０１と視野位置９５０との間に配置される。光は、光源９０１から光学アセンブリ９００上に入射し、視野位置９５０に向かって光学アセンブリから出射する。周辺光は、ビューア側から光学アセンブリ９００上に入射する。光学アセンブリ９００は、１つ以上のディスプレイ部材９１５、基材９１０、光吸収層９２０、複数のビーズ９３０および任意の光学層９４０を具備している。基材９１０は、入射面９１０Ａおよび出射面９１０Ｂを有する。光学アセンブリ９００の全体的な光学スループットを最適化するために、ビーズ９３０は、層９２０に部分的に埋め込まれ、基材９１０の面９１０Ｂにきわめて接近していることが好ましい。 FIG. 7 shows a schematic diagram of another embodiment according to the present invention. The optical assembly 900 is disposed between the light source 901 and the field position 950. Light enters the optical assembly 900 from the light source 901 and exits the optical assembly toward the field position 950. Ambient light is incident on the optical assembly 900 from the viewer side. The optical assembly 900 includes one or more display members 915, a substrate 910, a light absorbing layer 920, a plurality of beads 930 and an optional optical layer 940. The base material 910 has an entrance surface 910A and an exit surface 910B. In order to optimize the overall optical throughput of the optical assembly 900, the beads 930 are preferably partially embedded in the layer 920 and in close proximity to the surface 910B of the substrate 910.

図７によれば、ディスプレイ部材９１５は、光源９０１と基材９１０の入射面９１０Ａとの間に配置される。あるいは、ディスプレイ部材９１５または別のディスプレイ部材９１５が、ビーズ９３０と視野位置９５０との間に配置される。ディスプレイ部材９１５は、任意のディスプレイ層９０５およびディスプレイグラフィックス９０６を具備している。ディスプレイ層９０５は、入射面９０５Ａおよび出射面９０５Ｂを有する。ディスプレイグラフィックス９０６は、面９０５Ａおよび／または面９０５Ｂ上に形成される。このような３つのディスプレイグラフィックスが、図８、９および１０に示されている。図８は、背景１０１３上に左矢印インジケータ１０１１および右矢印インジケータ１０１２の正面概略図を示している。図９は、背景１１２２上に英数字１１２１およびインジケータ１１２３の正面概略図を示している。図１０は、背景１１２３上にバッテリインジケータ１２３１の正面概略図を示している。図８、９および１０に示されたグラフィックスは、自動車、航空機、ボートにおけるインストルメントクラスタのディスプレイまたはディスプレイグラフィックスを用いる任意の他のディスプレイの一部であってもよい。 According to FIG. 7, the display member 915 is disposed between the light source 901 and the incident surface 910 A of the base material 910. Alternatively, a display member 915 or another display member 915 is disposed between the bead 930 and the viewing position 950. Display member 915 includes an optional display layer 905 and display graphics 906. The display layer 905 has an entrance surface 905A and an exit surface 905B. Display graphics 906 is formed on surface 905A and / or surface 905B. Three such display graphics are shown in FIGS. FIG. 8 shows a schematic front view of a left arrow indicator 1011 and a right arrow indicator 1012 on the background 1013. FIG. 9 shows a schematic front view of alphanumeric characters 1121 and indicators 1123 on the background 1122. FIG. 10 shows a schematic front view of the battery indicator 1231 on the background 1123. The graphics shown in FIGS. 8, 9 and 10 may be part of an instrument cluster display in a car, aircraft, boat or any other display that uses display graphics.

図７に戻って参照すると、ディスプレイ部材９１５は、感圧接着剤などの接着剤を用いて基材９１０に積層されてもよい。あるいは、ディスプレイ部材９１５は、機械的手段、超音波溶接または他の適切な手段によって基材９１０に接合されてもよい。あるいは、ディスプレイグラフィックスは、基材９１０の入射面９１０Ａ上に形成されてもよい。あるいは、ディスプレイグラフィックスは、ビーズ９３０の面上に形成されてもよい。ディスプレイグラフィックスは、印刷、フォトリソグラフィなどの方法または他の適切な方法によって形成されてもよい。ディスプレイグラフィックス上の特徴物は、透明、着色、半透明または不透明であってもよい。 Referring back to FIG. 7, the display member 915 may be laminated to the substrate 910 using an adhesive such as a pressure sensitive adhesive. Alternatively, the display member 915 may be joined to the substrate 910 by mechanical means, ultrasonic welding or other suitable means. Alternatively, the display graphics may be formed on the incident surface 910 A of the base material 910. Alternatively, the display graphics may be formed on the surface of the bead 930. Display graphics may be formed by methods such as printing, photolithography, or other suitable methods. The display graphics feature may be transparent, colored, translucent or opaque.

ディスプレイ層９０５は、可撓性または剛性であってもよい。ディスプレイ層９０５は、実質的に光透過性である任意の適切な材料であってもよい。適切な材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリル、ガラスおよび他の適切な基材材料が挙げられる。 The display layer 905 may be flexible or rigid. The display layer 905 may be any suitable material that is substantially light transmissive. Examples of suitable materials include polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic, glass and other suitable substrate materials.

光学層９４０は、ビーズ９３０および光吸収層９２０の露出領域に一致して塗布されることが好ましい光透過率のきわめて高い層であることが好ましく、光学フィルム９００の全体性能を改善することを目的としている。光学層９４０は、光学フィルム９００の耐久性を増大させるために、ハードコードであってもよい。光学層９４０は、光学フィルム９００の全体的な光学スループットを増大させると同時に、ビューア側からの光学フィルム９００の全反射率を低減するために、反射防止コーティングであってもよい。光学層９４０はまた、光学フィルムを出射する光の視角をさらに制御するために、光学拡散特性を備えていてもよい。光学層９４０はまた、着色剤を含んでいてもよい。 The optical layer 940 is preferably a layer having a very high light transmittance, which is preferably applied so as to coincide with the exposed regions of the beads 930 and the light absorption layer 920, and is intended to improve the overall performance of the optical film 900 It is said. The optical layer 940 may be a hard cord to increase the durability of the optical film 900. The optical layer 940 may be an anti-reflective coating to increase the overall optical throughput of the optical film 900 while reducing the total reflectivity of the optical film 900 from the viewer side. The optical layer 940 may also have optical diffusion properties to further control the viewing angle of light exiting the optical film. The optical layer 940 may also contain a colorant.

光学アセンブリ９００は、回転可能なポインタ９２５をさらに含んでいてもよい。ポインタ９２５は、速度計、燃料計またはポインタを用いた任意の他の計器または機器などのインストルメントクラスタの一部であってもよい。ポインタ９２５は、枢軸９２７を中心にして回転することができるポインタアーム９２６を具備している。ポインタ９２５は一般に、光源９０１と視野位置９５０との間に配置される。図９によれば、ポインタ９２５は、光源９０１とディスプレイ部材９１５との間に配置される。あるいは、ポインタ９２５は、ビーズ９３０と視野位置９５０との間の光学アセンブリ９００のビューア側に配置されてもよく、そのような場合には、ポインタを損傷から保護するために、光学アセンブリ９００は、ポインタと視野位置との間に光学透過層をさらに具備してもよい。ポインタ９２５は、透明または半透明または不透明であってもよい。ポインタ９２５は、光源９０１以外の光源によって照明されてもよい。実施例は、米国特許第４，９５９５，７５９号明細書に開示されている。光学アセンブリ９００は、高いコントラスト、低いグレアおよび一般に減少した視角で視野位置９５０に対し情報およびグラフィックスを表示することが分かる。 The optical assembly 900 may further include a rotatable pointer 925. Pointer 925 may be part of an instrument cluster, such as a speedometer, fuel gauge, or any other instrument or device that uses a pointer. The pointer 925 includes a pointer arm 926 that can rotate about a pivot 927. The pointer 925 is generally disposed between the light source 901 and the visual field position 950. According to FIG. 9, the pointer 925 is disposed between the light source 901 and the display member 915. Alternatively, the pointer 925 may be positioned on the viewer side of the optical assembly 900 between the bead 930 and the field of view 950, and in such a case, to protect the pointer from damage, the optical assembly 900 may be An optical transmission layer may be further provided between the pointer and the visual field position. The pointer 925 may be transparent, translucent, or opaque. The pointer 925 may be illuminated by a light source other than the light source 901. Examples are disclosed in US Pat. No. 4,9595,759. It can be seen that the optical assembly 900 displays information and graphics for the viewing position 950 with high contrast, low glare and generally reduced viewing angle.

本発明はさまざまな実施形態を参照して上述してきたが、実施形態の仕様に限定されるわけではないものとする。正確に言えば、添付特許請求の範囲によって定義されるように、本発明を完全に網羅するものとする。 Although the present invention has been described above with reference to various embodiments, it is not intended to be limited to the specifications of the embodiments. Rather, the present invention is intended to be exhaustive as defined by the appended claims.

本発明による光学システムの概略側面図を示している。1 shows a schematic side view of an optical system according to the invention. 平行入射光を用いる本発明の実施形態を示している。3 illustrates an embodiment of the invention using parallel incident light. 拡散入射光を用いる本発明の実施形態を示している。3 illustrates an embodiment of the invention using diffuse incident light. 円錐角および視角の概念を示している。It shows the concept of cone angle and viewing angle. 本発明の実施態様による光学システムの概略側面図を示している。1 shows a schematic side view of an optical system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による光学フィルムの拡大部分図を示している。FIG. 2 shows an enlarged partial view of an optical film according to an embodiment of the present invention. 平行入射光に関して図６Ａの光学フィルムの光透過率を示している。FIG. 6B illustrates the light transmittance of the optical film of FIG. 6A with respect to parallel incident light. 拡散入射光に関して図６Ａの光学フィルムの光透過率を示している。FIG. 6A shows the light transmittance of the optical film of FIG. 6A with respect to diffuse incident light. 本発明の別の実施形態による光学システムの概略側面図を示している。FIG. 3 shows a schematic side view of an optical system according to another embodiment of the invention. ディスプレイグラフィックスの概略正面図を示している。1 shows a schematic front view of display graphics. 別のディスプレイグラフィックスの概略正面図を示している。Fig. 4 shows a schematic front view of another display graphic. さらに別のディスプレイグラフィックスの概略正面図を示している。Fig. 5 shows a schematic front view of yet another display graphic.

Claims

An optical system for displaying information,
An optical film having a light source and an incident surface and a display surface facing the light source,
In the case of diffuse incident light, the total light transmittance of the optical film is incident on the incident surface of the optical film from the light source and emitted from the display surface of the optical film. Big optical system.

2. The optical system according to claim 1, wherein light incident on the optical film and generated from the light source is transmitted through the optical film having a viewing angle smaller than a half of a cone angle of the incident light.

The optical system according to claim 1, wherein a viewing angle of light emitted from the display surface of the optical film and generated from the light source is different in a horizontal direction and a vertical direction.

The optical system according to claim 1, wherein a total light transmittance of the optical film with respect to diffuse incident light generated from the light source exceeds 20%.

The optical system according to claim 1, wherein a total light transmittance of the optical film with respect to diffuse incident light generated from the light source exceeds 40%.

The optical system according to claim 1, wherein a total light reflectance of the optical film with respect to parallel light incident on the display surface of the optical film is less than 10%.

The optical system according to claim 1, wherein a total light reflectance of the optical film with respect to parallel light incident on the display surface of the optical film is less than 5%.

The optical system according to claim 1, wherein light incident on the incident surface of the optical film generated from the light source is diffused.

The optical system according to claim 1, wherein light incident on the incident surface of the optical film generated from the light source is collimated.

An optical system for displaying information in a viewer,
An optical film having a light source and an entrance surface facing the light source and an exit surface opposite to the entrance surface, and disposed between the light source and the viewer;
A light absorbing layer and a plurality of transparent beads partially embedded in the light absorbing layer, wherein the embedded portion of the beads is on the incident surface of the optical film, An optical system comprising an optical film comprising beads, wherein a part of light from the light source received at an incident surface is transmitted through the beads toward the viewer.

The optical system of claim 10, wherein the light source is diffuse.

The optical system of claim 10, wherein the light source is collimated.

The optical system according to claim 10, wherein light incident on the optical film generated from the light source is diffused.

The optical system of claim 10, wherein light incident on the optical film generated from the light source is collimated.

The optical system of claim 10, wherein the light source displays an image.

The optical system of claim 15, wherein the light source comprises a liquid crystal display.

The optical system of claim 15, wherein the light source comprises a light emitting display.

The optical system of claim 15, wherein the light source comprises an organic light emitting display.

The optical system of claim 15, wherein the light source comprises a plasma display.

The optical system according to claim 10, further comprising a light transmissive substrate disposed on the incident surface of the optical film between the light absorption layer and the light source.

21. The optical system of claim 20, wherein the substrate has a colorant.

21. The optical system of claim 20, wherein the substrate comprises an optical diffuser.

21. The optical system of claim 20, wherein the light absorbing layer is coated on the light transmissive substrate.

The optical system of claim 10, wherein the light absorbing layer comprises a light absorbing dye or pigment in a binder.

The optical system of claim 10, wherein the beads are substantially spherical.

The optical system of claim 10, wherein the beads have an asymmetric profile.

The optical system of claim 10, wherein the beads are colored.

The optical system of claim 10, wherein the beads have a refractive index in the range of 1.3 to 3.5.

The optical system according to claim 10, wherein the beads partially protrude through the light absorbing layer.

30. The optical system of claim 29, further comprising a light transmissive substrate disposed on the incident surface of the optical film between the light absorbing layer and the light source.

The optical system of claim 10, wherein the beads comprise one or more types of beads, each of the types of beads having a different refractive index.

The optical system according to claim 10, further comprising a light transmission layer disposed on at least one of the surfaces of the light absorbing layer on the exposed surface of the beads and the exit surface of the optical film.

The optical system of claim 32, wherein the light transmissive layer comprises a hard coat.

The optical system of claim 32, wherein the light transmissive layer includes an antireflective layer.

The optical system of claim 32, wherein the light transmissive layer includes a matte finish.

Light incident on the optical film and generated from the light source is transmitted through the optical film and exits from the exit surface of the optical film at a viewing angle smaller than one half of the cone angle of the incident light. The optical system according to claim 10.

The optical system according to claim 10, wherein a viewing angle of light emitted from the emission surface of the optical film and generated from the light source is different in a horizontal direction and a vertical direction.

An optical system for displaying information in a viewer,
A light source and an optical film arranged between the light source and the viewer,
A substrate having an entrance surface and an exit surface for receiving light from the light source;
A light absorbing layer having an entrance surface and an exit surface, and disposed on the exit surface of the substrate, wherein the entrance surface of the light absorption layer faces the exit surface of the substrate; ,
A plurality of beads that are transparent to light partially embedded in the light absorbing layer, wherein the side surfaces of the beads remain exposed at the exit surface of the light absorbing layer; An optical system comprising the optical film comprising: beads transmitted through the optical film by the beads so that a portion of light incident on the incident surface of the material can be viewed by the viewer.

A display layer having an entrance surface and an exit surface; and display graphics disposed on at least one of the entrance surface and the exit surface of the display layer, wherein the display layer includes the light source and the viewer. 40. The optical system of claim 38, wherein the optical system is adapted to be disposed between.

40. The optical system of claim 39, wherein the display layer is optically transparent.

40. The optical system of claim 39, wherein the display layer has a thickness of 10 to 500 microns.

40. The optical system of claim 39, wherein one of the display layer and the display graphics is disposed on the substrate.

40. The optical system of claim 39, wherein one of the display layer and the display graphics is disposed on at least one of the exposed portion of the bead and the light absorbing layer.

40. The optical system of claim 39, wherein one of the display layer and the display graphics is laminated to the substrate.

40. The optical system of claim 39, wherein one of the display layer and the display graphics is laminated on at least one of the exposed portion of the bead and the light absorbing layer.

40. The optical system of claim 39, wherein one of the display layer and the display graphics is discontinuous.

40. The optical system of claim 39, wherein the display graphics is translucent in a predetermined area.

40. The optical system of claim 39, wherein the display graphics are transparent in a predetermined area.

40. The optical system of claim 39, wherein the display graphics are colored in a predetermined area.

40. The optical system of claim 39, wherein the display graphics are opaque in a predetermined area.

40. The optical system of claim 39, wherein the display graphics include at least one of alphanumeric characters, icons and indicia.

40. The optical system of claim 38, further comprising display graphics adapted to be disposed between the light source and the viewer.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics are printed on at least an exposed portion of at least one of the beads and the light absorbing layer.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics are printed on at least one of the entrance surface and the exit surface of the substrate.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics is translucent in a predetermined area.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics are transparent in a predetermined area.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics are colored in a predetermined area.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics are opaque in a predetermined area.

53. The optical system of claim 52, wherein the display graphics include at least one of alphanumeric characters, icons and indicia.

40. The optical system of claim 38, wherein the light absorbing layer comprises a light absorbing dye or pigment in a binder.

40. The optical system of claim 38, wherein the beads partially project the light absorbing layer into the substrate.

40. The optical system of claim 38, wherein the beads are substantially spherical.

40. The optical system of claim 38, wherein the beads have an asymmetric profile.

40. The optical system of claim 38, wherein the beads have a colorant.

40. The optical system of claim 38, wherein the beads have a refractive index in the range of 1.3 to 3.5.

39. The optical system of claim 38, further comprising a light transmissive layer disposed on at least one of the beads and an exposed surface of the light absorbing layer.

68. The optical system of claim 66, wherein the light transmissive layer comprises a hard coat.

68. The optical system of claim 66, wherein the light transmissive layer includes an antireflective layer.

68. The optical system of claim 66, wherein the light transmissive layer includes a matte finish.

40. The optical system of claim 38, further comprising a rotatable pointer adapted to be disposed between the light source and the field position.

The optical system according to claim 70, wherein the pointer is disposed between the light source and the incident surface of the substrate.

71. The optical system of claim 70, wherein the pointer is adapted to be disposed between the bead and the field position.

The optical system of claim 70, wherein the pointer guides light.

The optical system according to claim 70, wherein the pointer is translucent.

The optical system according to claim 70, wherein the pointer is illuminated by a light source other than the light source.

A method for displaying an image in a viewer,
A light transmissive substrate having an entrance surface and an exit surface, wherein a light absorbing layer is disposed on the exit surface of the substrate, and the light absorbing layer is transmissive to light partially embedded therein. Providing a light-transmitting substrate having a plurality of beads, a portion of the beads being exposed on the side of the light absorbing layer facing the substrate;
Illuminating the entrance surface of the substrate with a light source, wherein a portion of the light is transmitted through the substrate and then through the beads toward the viewer.

77. The method of claim 76, further comprising the step of disposing a light transmissive layer on at least one of the exposed portion of the beads and the light absorbing layer, wherein the light transmissive layer includes at least one of a hard coat and an antireflective layer. The method described.

77. The method of claim 76, further comprising placing display graphics between the light source and the viewer.

79. The method of claim 78, further comprising disposing a light transmissive layer on the display graphics.

An instrument cluster that displays information for a field of view position for viewing the instrument cluster,
A substrate having an entrance surface for receiving light from a light source and an exit surface facing the field position;
A light absorption layer having an entrance surface and an exit surface disposed on the substrate, wherein the entrance surface of the light absorption layer faces the exit surface of the substrate; and
A plurality of beads that are transparent to light that is partially embedded in the light absorbing layer, wherein a portion of the beads remain exposed to the field of view location, and the light source An instrument cluster in which a part of the light received by the incident surface of the substrate is transmitted through the beads toward the visual field position.

The instrument cluster of claim 80, further comprising display graphics disposed between the light source and the field location.

The instrument cluster of claim 81, further comprising a light transmissive layer disposed on the display graphics.

81. The instrument cluster of claim 80, further comprising a light transmissive layer disposed over the exposed portion of the beads and the light absorbing layer.

The instrument cluster of claim 80, wherein the light source is diffuse.

The instrument cluster of claim 80, wherein the light source displays an image.

The instrument cluster according to claim 80, wherein light incident on the incident surface of the light absorption layer and diffused from the light source is diffused.

The instrument cluster of claim 80, further comprising a rotatable pointer disposed between the light source and the field of view position.

81. The instrument cluster of claim 80, wherein the beads have a refractive index in the range of 1.3 to 3.5.

An optical film for use in a display system,
A substrate having an entrance surface and an exit surface for receiving light from the light source;
A light absorption layer having an entrance surface and an exit surface arranged on the exit surface of the substrate, wherein the entrance surface of the light absorption layer faces the exit surface of the substrate; and
A plurality of beads that are transparent to the light partially embedded in the light absorbing layer, wherein a portion of the beads remains exposed to the field of view;
Display graphics disposed on at least a portion of at least one of the substrate and the beads, wherein a portion of the light received from the incident surface of the substrate is directed toward the field of view. An optical film that is transmitted through the beads.

90. The optical film of claim 89, wherein the display graphics are printed on the beads.

90. The optical film of claim 89, wherein the display graphics are printed on the substrate.

90. The optical film of claim 89, wherein the display graphics are laminated on the substrate.