JP2009300845A - 光学シート、光学シートの製造方法及び映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像に生じるムラを抑制することのできる光学シート、光学シートの製造方法及び映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像源からの映像を制御して観察者側に出射する複数の層を有する光学シート１０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て形成されるプリズム部１３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と、を有する光学機能シート層１２であり、光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向と、複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向とが同じであることを特徴とする。
【選択図】図１

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、光学シートの製造方法及び映像表示装置に関し、詳しくは、映像光のムラを低減することができる光学シート、光学シートの製造方法及び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、映像源と、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有する光学シートとが備えられている。

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プリズム部と、該プリズム部間に配置され、映像光や外光を適切に遮断又は反射してコントラストを向上させたり、ゴーストを抑制したりする光吸収部と、を備えている。
特開２００６−１８９８６７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、映像にムラを生じる場合があった。このような映像のムラ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、映像に生じるムラを抑制することのできる光学シート、光学シートの製造方法及び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、上記映像に生じるムラは、光学シートが具備する各層が単体で加熱されたときにおける熱収縮による反りと、これらが積層されて光学シートが形成されたときに加熱されて該光学シート全体として生じる熱収縮による反りとの関係が影響しているとの知見を得た。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、１１０）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て形成されるプリズム部（１３、１１３）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、１１４）と、を有する光学機能シート層（１２、１１２）であり、光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向と、複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向とが同じであ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。
また、「光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向」、「複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向」とは、予めこれらの加熱による反りの方向を把握しておけばよいことを意味し、必ずしも層を積層する際に実際に加熱による反りを生じている必要はなく、加熱により反りが生じていない各層を積層してもよい（以下同じ。）。
また、「単独で加熱されたときに」とは、反りが生じるように加熱されれば特に限定されるものではないが、これには例えば８０℃で１時間加熱するような条件を挙げることができる。

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、１１０）において、光学機能シート層（１２、１１２）以外の層も、単独で加熱されたときに生じる反りの方向が、複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向と同じ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、１１０）において、プリズム部（１２、１１２）は紫外線硬化樹脂で形成されてい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、１１０）において、光吸収部（１４、１１４）には樹脂からなるバインダーが充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子（１６、１１６）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の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６に記載の発明は、請求項５に記載の光学シートの所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項７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の光学機能シート層の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８に記載の発明は、請求項７に記載の光学シートの所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シート（１０、１１０）において、複数の層が光学機能シート層に加え、該光学機能シート層（１２、１１２）のベースとなる層である基材層（１１、１１１）、粘着剤層（１７）、アンチグレアフィルム層（１９、１３１）、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。

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、１１０）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。

請求項１１に記載の発明は、複数の層を有し、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て形成されるプリズム部と、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る光学シートを製造する方法であって、複数のロール間を通すことにより光学機能シート層に他の層を貼り付けて積層させる工程を備え、光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向と、複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向と、が同じとなるようにロール間に通されることを特徴とする光学シートの製造方法を提供することにより前記課題を解決する。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光学シートの製造方法において光学機能シート層は、該光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りのうち凸側となる面がロール間に通されても変形することのない支持板に面して載置され、凸側となる面とは反対側面に他の層が貼り付けられることを特徴とする。

ここで、反りの「凸側」とは、反りによって湾曲した姿勢の凸となる側の面を示し、例えば図３にＴで示した側の面である。一方、「凹側」とは、反りによって湾曲した姿勢の凹となる側を意味し、例えば図３にＳで示した側の面である（以下同じ。）。

請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の光学シートの製造方法において、他の層は、該他の層が単独で加熱されたときに生じる反りのうち凸側となる面が光学機能シートの生じる反りのうち凹側となる面側に配置されるように複数のロール間に通されることを特徴とする。

本発明の光学シート、光学シートの製造方法及び映像表示装置により映像のムラの発生を抑制することが可能となる。

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、本発明は当該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、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Ｎｐ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。Ｎｐ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、…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Ｎｂ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、屈折率Ｎｂである材料により構成される。Ｎｂ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Ｎｐとバインダー部１５、１５、…の屈折率Ｎｂとの差は、Ｎｐ−Ｎｂ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。

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Ｎｒは特に限定されるものではない。

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に接着するために接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。

さらに光学シート１０は、次のような特徴を有している。図３は、光学シート１０の当該特徴を説明するための概念図である。光学シート１０を構成する各層（ここでは便宜上ＰＥＴフィルム層１１と光学機能シート層１２とは２層で一体として光学機能シート１１’とする。また粘着剤層１７を除く。）である、光学機能シート１１’、ＴＡＣフィルム層１８、及びＡＧ層１９は、それぞれが別個に加熱されたときに反りを生じるが、図３（ａ）に示したように、その全てが同じ向きに反るように配置されている。そして、その反りの向きは、図３（ｂ）からわかるように、これら光学機能シート１１’、ＴＡＣフィルム層１８、及びＡＧ層１９が積層され光学シート１０とされてから加熱したときに生じる反りの向きに一致する。

光学シート１０を形成する際に、上記のような向きとすることにより映像にムラを生じ難い光学シートとすることが可能となる。これは、このような構成とすることにより、光学機能シート層１２において他の層（フィルムやシート）との貼り合わせ前後で内部残留応力を小さく抑えることができるからであると推測する。内部残留応力を小さく抑えることができれば、その後光学シート１０が映像表示装置に取り付けられた時、及び映像表示装置の使用時においても上記プリズム部１３、１３、…及び光吸収部１４、１４、…の変形も小さく抑えることが可能となる。特に光学機能シート層１２は、他の層に比べてプリズム部１３、１３、…、及び光吸収部１４、１４、…の幾何学的形状が光路に与える影響が大きいので、上記構成とすることにより奏する効果が顕著である。例えば、プリズム部１３、１３、…と光吸収部１４、１４、…との界面の形状（例えば角度）が変形することにより光路も変わるので、当該変形を小さく抑えることにより奏する効果は顕著である。

従って、本実施形態では、ＴＡＣフィルム層１８、及びＡＧ層１９についてもこれを加熱することにより生じる反りの方向を、光学シート１０を加熱したときに生じる反りの方向と同じとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、少なくとも光学機能シート層１２が単体で加熱されたときに生じる反りの方向と、光学シート１０が加熱されたときに生じる反りの方向とが一致していればよい。

例えば他の例として、図４に示したように、図３とは反対に反る場合も考えられる。しかしこのような場合であっても、光学機能シート層１２が単体で加熱されたときに生じる反り方向と、光学シート１０が加熱されたときに生じる反りの方向とが一致していればよい。

ここで、各層と光学シートとの加熱による反りの方向の特徴について説明したが、これは、各層が積層されるときに加熱して反りを与えた状態であることを意味するのではなく、加熱による反りが生じる方向を予め把握しておき、これにより向きを決めて積層されていることを意味する。従って、実際に各層が積層されるときには熱による反りは生じていてもいなくてもよい。

上記のように光学シート１０を構成するための各層の貼り合わせ方法（製造方法）は特に限定されるものではないが、例えば次のように行われる。図５は、図３に示した例における当該貼り合わせの場面を説明するための図である。この場合には、初めに光学機能シート１１’が単体で加熱されたときに生じる反りの方向を調べておき、該反りにおける凹側をＳ面、凸側をＴ面とする（図３（ａ）、図５参照。）。次に、Ｔ面を支持板２７に面するように配置する。ここで支持板２７は、ロール２５、２６間に通されても変形のない材料及び形状で構成されている。このように支持板２７を用いることにより、貼り合わせにおけるズレやシワの発生を抑制することができる。また、支持板２７に負荷する張力を低く抑えることも可能である。

一方、光学機能シート１１’に貼り合わせるシート２１（ＴＡＣフィルム層１８とＡＧ層１９とが貼り合わせられたもの）についても加熱により生じる反りの方向を調べておき、該反りにおける凹側をＵ面、凸側をＶ面とする（図３（ａ）、図５参照。）。そして、Ｕ面が一方のロール２５に接触する向きとする。これによりロール２５によりシート２１が反る方向と、上記加熱した時に反る方向が一致するので確実に反りの方向を合わせることが可能となる。

光学機能シート１１’、シート２１、及び支持板２７を、図５に矢印Ａ、Ｂで示した方向に回転する２つのロール２５、２６間に巻き込むようにして接着させる。

このような貼り合わせ方法により、上記した構成を備える光学シート１０を製造することができる。

本実施形態では、上記した効果を奏するので好ましい製造方法を説明したが、光学シート１０を製造する方法はこれに限定されるものではない。すなわち、光学機能シート層１２が単体で加熱されたときに生じる反りの方向と、光学シート１０が加熱されたときに生じる反りの方向とが一致するように製造されればよい。例えば支持板２７を用いなくてもよく、これによればより簡易的に貼り合わせをすることができ、効率よく連続生産をすることが可能である。

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６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６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６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、電源回路が備えられている。

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６には光路を示し、図７は映像表示装置を正面から見たときにおける映像ムラの例を説明するための図である。

映像表示装置を作動させると、図６に示したように映像光Ｌ１は、映像源ユニット１内に備えられる各層を透過して観察者側に出射される。また、映像光Ｌ２、Ｌ３は、プリズム部１３、１３と光吸収部１４、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、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。一方、外光として映像表示装置に入射した外光Ｌ４は光吸収部１４に入射してここで吸収される。このように外光の一部が光吸収部１４、１４、…に吸収されてコントラストを向上させることができる。

このように映像表示装置が作動しているとき、本発明の光学シート１０を用いた映像表示装置では、図７に示した部位Ｃ、Ｄ、Ｅの間で生じる映像光のムラの程度を低く抑えることができる。一方、従来の光学シートを用いた映像表示装置では、特にＣ、Ｅに相当する部位（上下端部）と、Ｄに相当する部位（中央部）との映像光に差が生じ、これがムラとして表れていた。これは、従来の光学シートでは、両端部で光学機能シート層の歪みが大きかったことに起因すると推測する。これに対して光学シート１０では、このような歪みを抑えることができ、映像のムラを抑制することができた。

図８は光学シート１０の第一の変形例にかかる光学シート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、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１２’が積層されている。光学機能シート層１２’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１２’の光吸収部（図８にはプリズム部１３’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。これにより映像光が拡散される方向が拡張され、さらに広い範囲に光を拡散させることが可能となる。

当該光学シート１０’の光学機能シート層１２’も、該光学機能シート層１２’が単体で加熱されたときに生じる反り方向と、光学シート１０’が加熱されたときに生じる反り方向とが同じとされている。このような光学シート１０’でも上記効果を奏する光学シートとすることができる。

図９は、第二の変形例に係る光学シート３０のうち、光学機能シート層３１の構成を模式的示した斜視図である。図９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３１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。また図９の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図９に示した光学機能シート層３１では、断面が三角形である光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…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３２、３２、…となっている。

ここでは光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…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。

第二の変形例では、このように一枚の光学機能シート層３１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３１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。

図１０は、第三の変形例に係る光学シート４０のうち、光学機能シート層４１の構成を模式的示した斜視図である。図１０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４１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。また図１０の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図１０に示した光学機能シート層４１では、断面が三角形である光吸収部４３ａ、４３ａ、…、４３ｂ、４３ｂ、…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４２、４２、…となっている。

ここでは光吸収部４３ａ、４３ａ、…、４３ｂ、４３ｂ、…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。

第三の変形例でも、一枚の光学機能シート層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所定の角度αの角度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。

当該光学シート３０、４０の光学機能シート層３１、４１も、該光学機能シート層３１、４１が単体で加熱されたときに生じる反り方向と、光学シート３０、４０が加熱されたときに生じる反り方向とが同じとされている。

図１１は第二実施形態に係る光学シート１１０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１１０は、光学機能シート層１１２、ＰＥＴフィルム層１１１、アンチスタティックフィルム（ＡＳ）層１３０、及びアンチグレアフィルム（ＡＧ）層１３１を備えている。上記各層は図１１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。

光学機能シート層１１２が備える構成は、図１１からわかるように、上記した光学シート１０の光学機能シート層１２に対して向きが異なること以外はその基本的構造が該光学機能シート層１２と同じである。ただし本実施形態の光学シート１１０では、図１２に光学機能シート層１１２の一部を拡大して示したように、光吸収部１１４、１１４、…とプリズム部１１３、１１３、…との界面が形成する斜辺（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φ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、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、０度より大きく６度以下であることが好ましい。

ＰＥＴフィルム層１１１、ＡＧ層１３１についても上記ＰＥＴフィルム層１１、及びＡＧ層１９の説明と共通するので説明を省略する。本実施形態では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。

ＡＳ層１３０は、帯電、すなわち静電気が帯電することを防止することができるフィルムである。これには通常に入手できるＡＳフィルムを適用することが可能である。

さらに光学シート１１０には、その他電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、ネオン線を遮断する層、及び色調を補正する層等の機能フィルム層が備えられてもよい。

また、光学シート１１０においても、上記光学シート１０と同様に、該光学シート１１０を構成する各層のうち少なくとも光学機能シート層１１２が単体で加熱されたときに生じる反り、と光学シート１１０が加熱されたときに生じる反りとの向きが同じである。これにより光学シート１１０についても映像のムラを生じ難いものとすることができる。

次に、光学シート１１０を備える映像表示装置について説明する。図１３は映像表示装置のうち、これに備えられる映像源ユニット１０１の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図１３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プラズマ表示装置であり、映像源ユニット１０１はプラズマディスプレイパネルユニットである。光学シート１１０は当該映像源ユニット１０１の一部を形成している。

映像源ユニット１０１は、プラズマディスプレイパネル１０２、粘着剤層１０３、及び光学シート１１０を備えている。上記各層は図１３に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。また、映像表示装置には、映像源ユニット１０１を作動させるための電気回路、電源回路が備えられている。

プラズマディスプレイパネル１０２は、映像源ユニット１０１における映像源であり、ここに出射されるべき映像情報が表されている。プラズマディスプレイパネル１０２は自己発光することができる。映像源ユニット１０１には通常のプラズマディスプレイパネルユニットに用いられるパネルを用いることができる。

粘着剤層１０３は、プラズマディスプレイパネル１０２に光学シート１１０を接着させるための粘着剤が配置された層である。粘着剤層１０３に用いられる粘着剤は光を透過させるとともに、適切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。これには例えばアクリル系の共重合体等を挙げることができ、その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。

このような光学シート１１０を備える映像表示装置は例えば次のように作動する。図１３には光路も示した。

映像表示装置を作動させると、図１３に示したように映像光Ｌ１１は、映像源ユニット１０１内に備えられる各層を透過して観察者に出射される。また、映像光Ｌ１２、Ｌ１３は、プリズム部１１３、１１３と光吸収部１１４、１１４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１１４、１１４、…の斜辺は、上記光吸収部１４、１４、…とは異なる角度を有しており、当該斜辺による反射の前後で光の角度が変わり、正面に多くの映像光の出射が可能となる。これにより映像光の明るさ及びコントラストを向上させることができる。一方、外光として映像表示装置に入射した外光Ｌ１４は光吸収部１１４に入射してここで吸収される。このように外光の一部が光吸収部１１４、１１４、…に吸収されてさらにコントラストを向上させることができる。

このような映像表示装置でも、光学シート１１０により映像のムラを抑制することが可能である。

図１４は、第四の変形例に係る光学シート１２０、１２０’のうち、光学機能シート層１２１、１２１’の構成を模式的示した斜視図である。図１４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１２１、１２１’以外の構成は上記した光学シート１１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１４の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図１４（ａ）に示した光学機能シート層１２１では、断面が三角形である光吸収部１２３ａ、１２３ａ、…、１２３ｂ、１２３ｂ、…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１２２、１２２、…となっている。一方、図１４（ｂ）に示した光学機能シート層１２１’では、断面が厚さ方向に長い長方形である光吸収部１２３ａ’、１２３ａ’、…、１２３ｂ’、１２３ｂ’、…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１２２’、１２２’、…となっている。

第四の変形例では、このように一枚の光学機能シート層１２１、１２１’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、一枚の光学機能シート層１２１、１２１’で水平、及び垂直方向に光路を制御することができ、コントラストや輝度をさらに向上させることができる。

ここでは光吸収部１２３ａ、１２３ａ、…、１２３ｂ、１２３ｂ、…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観察者側に、台形の長い下底が光源側になるように配置される。

図１５は、第五の変形例に係る光学シート１３０、１３０’のうち、光学機能シート層１３１、１３１’の構成を模式的示した斜視図である。図１５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１３１、１３１’以外の構成は上記した光学シート１１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１５の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図１５（ａ）に示した光学機能シート層１３１では、断面が三角形である光吸収部１３３ａ、１３３ａ、…、１３３ｂ、１３３ｂ、…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１３２、１３２、…となっている。一方、図１５（ｂ）に示した光学機能シート層１３１’では、断面が厚さ方向に長い長方形である光吸収部１３３ａ’、１３３ａ’、…、１３３ｂ’、１３３ｂ’、…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１３２’、１３２’、…となっている。

第五の変形例でも、一枚の光学機能シート層１３１、１３１’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所定の角度γ、δの角度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γ、δに対応する所定の角度に対して所望の光学特性を得るとともに、外光の吸収をすることができる。

ここでは光吸収部１３３ａ、１３３ａ、…、１３３ｂ、１３３ｂ、…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観察者側に、台形の長い下底が光源側になるように配置される。

当該光学シート１２０、１２０’、１３０、１３０’の光学機能シート層１２１、１２１’、１３１、１３１’も、該光学機能シート層１２１、１３１が単体で加熱されたときに生じる反り方向と、光学シート１２０、１３０が加熱されたときに生じる反り方向とが同じとされている。

次に実施例を示し、さらに詳しく説明する。ただし、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。

本実施例では、加熱した時の反りの大きさが異なる２種類の光学機能シート層（Ａ、Ｂ）を準備し、当該光学機能シート層を単体で加熱したときに生じる反りと、他の層に積層して光学シートとして形成した後に該光学シートを加熱したときに生じる反りとが同じとなるように積層し、生じる色彩のムラについて評価した。
一方、比較例では、上記２種類の光学機能シート層（Ａ、Ｂ）を単体で加熱したときに生じる反りと、他の層と積層して光学シートとして形成した後の該光学シートを加熱したときに生じる反りとが反対となるように積層し、生じる色彩のムラについて評価した。ここで、各層の積層は、いずれの層も加熱されることなく反りが生じていない状態でおこなわれる。各層の加熱は、その反りの方向を知るためにのみに用いられる試料に対して行われる。

ここで、光学機能シート層Ａ、Ｂを備える光学シートの層構成は、いずれも観察者側からＡＧ層（厚さ３μｍ）、ＴＡＣ層（厚さ８０μｍ）、粘着剤層（厚さ２５μｍ）、
光学機能シート層（厚さ１３０μｍ）、ＰＥＴフィルム層（厚さ１００μｍ）、粘着剤層（厚さ２５μｍ）である。また光学機能シート層の光吸収部斜辺角度（図２のθに相当する角度）は、シート面法線に対して２０度である。また、光吸収部のピッチは４６μｍとし、その底辺が観察者側に向くように配置した。当該光学シートは、ＡＧ層、ＴＡＣ層、及び粘着剤層からなるシートと、光学機能シート層、ＰＥＴフィルム層、及び粘着剤層からなるシートとが貼り合わされて最終的に光学シートとして形成された。

反りは、図１６に示したように、シートＭについて距離Ｎとした。また、光学機能シート層の反りと同じ方向の反りを「＋」とし、逆向きの反りとなったときには「−」とした。表１に準備した光学機能シート層（Ａ、Ｂ）及びこれを用いた光学シートの反りを示す。加熱は８０℃で１時間とした。また、映像に生じたムラの評価は、光学シートを偏光板、液晶パネルに積層して映像表示装置を形成し、該映像表示装置を作動させ、画面を正面から目視して判断した。画面サイズは８インチである。当該目視は画面の中心から該画面の法線方向に所定の距離離隔した位置から観察をおこなった。ここで所定の距離は画面の高さ方向長さの３倍とした。

表１に反りの測定結果、及び映像のムラ評価の結果を示した。映像ムラが生じなかった場合には「○」、映像ムラが生じた場合を「×」とした。

光学機能シート層Ａは加熱後の反り量は１８ｍｍ、光学機能シート層Ｂは加熱後の反り量は２２ｍｍであった。Ｎｏ．１の光学シートは、光学機能シート層Ａを用いて光学シートを形成し、加熱すると光学機能シート層と同じ方向に反りが２２ｍｍであった。また、Ｎｏ．２の光学シートは、光学機能シート層Ｂを用いて光学シートを形成し、加熱すると光学機能シート層と同じ方向に反りが３８ｍｍであった。このようなＮｏ．１、Ｎｏ．２の光学シートでは映像ムラは生じなかった。一方、Ｎｏ．３の光学シートは、光学機能シート層Ａを用いて光学シートを形成し、加熱すると光学機能シート層とは反対方向に反りが４５ｍｍであった。また、Ｎｏ．４の光学シートは、光学機能シート層Ｂを用いて光学シートを形成し、加熱すると光学機能シート層と反対方向に反りが５０ｍｍであった。このようなＮｏ．３、Ｎｏ．４の光学シートには映像ムラが生じた。

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、該光学シートの製造方法、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。 図１に示した光学シートの反り方向についてその一例を説明する図である。 図１に示した光学シートの反り方向について他の例を説明する図である。 図１に示した光学シートの製造方法の例を説明する図である。 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、及び光路を模式的に表した図である。 映像表示装置の正面において生じる映像のムラについて説明するための図である。 図１に示した光学シートの第一の変形例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。 第二の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第三の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第二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１１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。 図１１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、及び光路を模式的に表した図である。 第四の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第五の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。 反りについて説明する図である。

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
１０１ 映像源ユニット
１０２ プラズマディスプレイパネル（映像源）
１０３ 粘着剤層
１１０ 光学シート
１１１ ＰＥＴフィルム層（基材層）
１１２ 光学機能シート層
１１３ プリズム部
１１４ 光吸収部
１３０ ＡＳ層
１３１ ＡＧ層

Claims (13)

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て形成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、
   前記光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向と、前記複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向と、が同じであることを特徴とする光学シート。
2. 前記光学機能シート層以外の層も、単独で加熱されたときに生じる反りの方向が、前記複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向と同じ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. 前記プリズム部は紫外線硬化樹脂で形成されてい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. 前記光吸収部には樹脂からなるバインダーが充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が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前記光学機能シート層の前記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前記光学機能シート層の前記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１〜４のいずれか一項に記載の光学シート。
6. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
7. 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１〜４のいずれか一項に記載の光学シート。
8. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項７に記載の光学シート。
9. 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１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
10. 請求項１〜９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。
11. 複数の層を有し、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て形成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る光学シートを製造する方法であって、
    複数のロール間を通すことにより前記光学機能シート層に他の層を貼り付けて積層させる工程を備え、
    前記光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りの方向と、前記複数の層が全て積層されたシートが加熱されたときに生じる反りの方向と、が同じとなるように前記ロール間に通されることを特徴とする光学シートの製造方法。
12. 前記光学機能シート層は、該光学機能シート層が単独で加熱されたときに生じる反りのうち凸側となる面が前記ロール間に通されても変形することのない支持板に面して載置され、前記凸側となる面とは反対側面に前記他の層が貼り付けられることを特徴とする請求項１１に記載の光学シートの製造方法。
13. 前記他の層は、該他の層が単独で加熱されたときに生じる反りのうち凸側となる面が前記光学機能シートの前記生じる反りのうち凹側となる面側に配置されるように前記複数のロール間に通されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学シートの製造方法。

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