JP2009122176A - 光学シート、及び該光学シートを備える表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】映像光源2より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して観察者側に出射する複数の層を備える光学シートであって、複数の層のうちの少なくとも1層が、光を透過可能にシート面に沿って並列され、シート厚方向断面において、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であるプリズム部12、12、…と、プリズム部間に光を吸収可能に並列され、シート厚方向断面において、シート厚方向に延在する辺がシート面の法線に対してθhの傾きを有するように形成される光吸収部13、13、…と、を具備する光学機能シート層11であり、プリズム部が屈折率Npを有する材料で形成され、短い上底の長さをxとし、光吸収部のシート面法線方向の距離をzとしたとき、z≧x/(tan(sin−1(Np・2(1/2))−1)−tanθh)が成立することを特徴とする。
【選択図】図3
Description
z≧x/(tan(sin−1(Np・2(1/2))−1)−tanθh)
が成立することを特徴とする光学シート(10、20)を提供することにより前記課題を解決する。
一般に、異なる材料が積層されたフィルム等において、屈折率の異なる物質の界面に角度を有して入射した光は屈折して進行することが知られている。そしてその屈折の程度はスネルの法則にみられるように、界面を形成する2つの物質の屈折率によって決まる。すなわち界面を挟んで一方と他方において、屈折率Nとsinθとの積であるN・sinθが一定となるように光が進行する。ここで、θは光の入射面(界面)の法線に対する入射光の成す角度である。
ここで、光学シート10が備えられる表示装置に上方(紙面上側)から入射角45度で外光L1が入射した場面を考える。外光の入射角を45度としたのは、通常考えられる外光として天井に設けられた電灯を挙げることができ、他の外光も含めて平均すると外光の入射角45度で代表することが適切であることによる。
N0・sin45°=1・2(−1/2) (式1)
従って、当該L1が光学機能シート層11に達し、プリズム部12を透過する光L1’については次の(式2)が成立し、これを変形して(式3)を得ることができる。
Np・sinθ1=2(−1/2) (式2)
θ1=sin−1(Np・2(1/2))−1 (式3)
z・tanθ1=x+y (式4)
z・tanθ1=x+z・tanθh (式5)
z=x/(tanθ1−tanθh) (式6)
z=x/(tan(sin−1(Np・2(1/2))−1)−tanθh)(式7)
光L1’は上記のように、図3の下側の光吸収部13の底面側端部にちょうど達する光なので、zがこれ以上大きいことにより当該光L1’は光吸収部13に吸収される。これにより良好なコントラストを得るためには、光吸収部13の深さzにおいて、次の式を満たすとよい。
z≧x/(tan(sin−1(Np・2(1/2))−1)−tanθh)(式8)
zの値の上限は特に限定されるものではないが、zの増加による材料費上昇の観点、及びシートの成形性の観点から400μm以下であることが好ましく、200μm以下がさらに好ましい。
図4は光学機能シート層11’における1つの光吸収部13’と、その両側に配置されるプリズム部12’、12’に注目して示した図である。図4からわかるように、光吸収部13’の断面における斜辺(プリズム部12’、12’の斜辺)は、1つの斜辺からではなく、2つの斜辺13a’、13a’、13b’、13b’から構成されている。すなわち断面において折れ線状の斜辺を有している。詳しくは、プリズム部12’、12’の上底(短い側の底)側(紙面左側)に配置される斜辺13a’、13a’は光学シートのシート面の法線に対して角度θh1を有している。一方、プリズム部12’、12’の下底(長い側の底)側(紙面右側)に配置される斜辺13b’、13b’は光学シートのシート面の法線に対して角度θh2を有している。
y’=z1・tanθh1+z2・tanθh2 (式9)
とすれば上記他の式を用いることができる。ただし、z=z1+z2である。
y’’=z’’・tanθh’’ (式10)
とすればよい。
試験に供された試料の仕様を表1に示した。表1においてNo.0には、上記(式7)により計算された深さzの値を示した。これによれば、z=115.0μmとなる。また、No.1の試料は光吸収部を備えない光学シートの例である。
コントラストの測定は次のようにおこなった。光学シートの画面中心に向けて上から45度の角度で、照度150lxとなるように外光を照射する。そして、PDPにより画面を白く表示させた場合と、黒画面とした場合との輝度の比をコントラストとした(自動変角光度計、村上色彩研究所製、GP−500)。輝度の測定位置は、画面から該画面の法線方向に所定の距離だけ離隔した位置である。ここで所定の距離は画面の高さ(上下方向大きさ)に対して3倍とした。
視野角特性は各視野角における相対輝度を測定することによりおこなった。ここで視野角とは、画面の中心からの該画面の法線と、画面の中心へ向けた視線との角度を意味する。視野角の正負は図1における紙面上方を正、紙面下方を負としたものである。相対輝度とは、光学シートを配置しない場合における輝度を100%としたとき、光学シートを配置したときの輝度のこれに対する比率(割合)を意味する。測定は自動変角光度計(村上色彩研究所製、GP−500)により各角度についておこなった。評価は相対輝度がピークに対して50%になる視野角を調べることにより行った。
透過率は正面相対輝度を得ることにより行った。これは光学シート正面における相対輝度である。ここで、相対輝度とは、光学シートを配置しない場合における輝度を100%とし、光学シートを配置したときの輝度のこれに対する比率(割合)を意味する。測定は自動変角光度計(村上色彩研究所製、GP−500)によりおこなった。
2 プラズマディスプレイパネル(PDP、映像源)
10、20 光学シート
11、11’、11’’ 光学機能シート層
12 プリズム部
13 光吸収部
14 バインダー部
15 光吸収粒子
16 PETフィルム層
17 粘着剤層
Claims (10)
- 映像光源より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して前記観察者側に出射する複数の層を備える光学シートであって、
前記複数の層のうちの少なくとも1層が、
光を透過可能にシート面に沿って並列され、シート厚方向断面において、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であるプリズム部と、
前記プリズム部間に光を吸収可能に並列され、前記シート厚方向断面において、前記シート厚方向に延在する辺が前記シート面の法線に対してθhの傾きを有するように形成される光吸収部と、を具備する光学機能シート層であり、
前記プリズム部が屈折率Npを有する材料で形成され、前記短い上底の長さをxとし、前記光吸収部の前記シート面法線方向の距離をzとしたとき、次式
z≧x/(tan(sin−1(Np・2(1/2))−1)−tanθh)
が成立することを特徴とする光学シート。 - 前記光吸収部は、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を特徴とする請求項1に記載の光学シート。
- 前記シート厚方向断面において、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に底辺を有する三角形であ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。 - 前記シート厚方向断面において、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に長い下底、前記他方のシート面側に短い上底を有する台形であ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。 - 前記プリズム部の前記上底と前記下底との間に具備される前記台形の斜辺が前記シート面の法線に対して0度より大きく10度以下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。
- 前記プリズム部の前記台形の斜辺が折れ線状、又は曲線からな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。
- 前記光吸収部に平均粒径が1μm以上の光吸収粒子を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記光吸収部が屈折率Nbである材料により形成され、前記Np及びNbが1.49〜1.56の値であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記Npと前記Nbとの関係がNp≧Nbであることを特徴とする請求項8に記載の光学シート。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の光学シートが備えられることを特徴とする表示装置。
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2007
- 2007-11-12 JP JP2007293110A patent/JP2009122176A/ja active Pending
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