JP2010008895A - Optical member and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像のコントラストを向上させるために表示装置に用いられる光学部材に係り、とりわけ、画質を大きく劣化させることなくモアレ(干渉縞)を目立たなくさせることができる光学部材に関する。 The present invention relates to an optical member used in a display device in order to improve the contrast of an image, and more particularly to an optical member capable of making moire (interference fringes) inconspicuous without greatly degrading image quality.
また、本発明は、映像のコントラストを向上させるために表示装置に用いられる光学部材であって、画質を大きく劣化させることなくモアレ(干渉縞)を目立たなくさせることができる光学部材を備えた表示装置に関する。 In addition, the present invention is an optical member used in a display device for improving the contrast of an image, and includes an optical member capable of making moiré (interference fringes) inconspicuous without greatly degrading image quality. Relates to the device.
映像のコントラストを向上させるために表示装置に用いられる光学部材について、種々の研究がなされている。例えば特許文献1には、光透過性を有する光透過部と光吸収性を有する光吸収部とを交互に配列してなる光学部材が開示されている。特許文献1に開示された光学部材によれば、照明等の環境光(外光)を吸収することによって、表示装置に表示される映像のコントラストを向上させることができる。
ところで、特許文献1に開示された光学部材を用いた場合、光透過部の配列ピッチに応じた干渉縞(モアレ)が生じてしまうことがある。干渉縞の発生を抑制するには、一般的に、光を拡散させる拡散層を設けることが有効であるとされている。しかしながら、干渉縞を抑制するために拡散層の拡散度合いを増していくと、映像のコントラストが低下する等して画質が劣化してしまう。 By the way, when the optical member disclosed in Patent Document 1 is used, interference fringes (moire) according to the arrangement pitch of the light transmitting portions may occur. In order to suppress the generation of interference fringes, it is generally considered effective to provide a diffusion layer that diffuses light. However, if the degree of diffusion of the diffusion layer is increased in order to suppress interference fringes, the image quality deteriorates due to a decrease in the contrast of the image.
また、干渉縞の発生を防止する手法として、光透過部の配列ピッチを調節することも考えられる。しかしながら、特許文献1に開示された光学部材を用いた表示装置においては、光透過部の配列ピッチを調節しても、干渉縞の発生を有効に防止することができない場合がある。 In addition, as a technique for preventing the occurrence of interference fringes, it is conceivable to adjust the arrangement pitch of the light transmission parts. However, in the display device using the optical member disclosed in Patent Document 1, the occurrence of interference fringes may not be effectively prevented even if the arrangement pitch of the light transmission parts is adjusted.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、画質を大きく劣化させることなく干渉縞(モアレ)を目立たなくさせることができる光学部材を提供することを目的とする。また、本発明は、画質を劣化させることなく干渉縞(モアレ)を目立たなくさせることができる表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide an optical member that can make interference fringes (moire) inconspicuous without greatly degrading image quality. Another object of the present invention is to provide a display device that can make interference fringes (moire) inconspicuous without degrading image quality.
本発明による光学部材は、表示部から隙間を空けて当該表示部の観察者側に配置され、前記表示部からの映像光を観察者側に透過させるシート状の光学部材であって、光を透過可能に形成された複数の光透過部と、光を吸収可能に形成され、光学部材のシート面に沿って前記光透過部と交互に並べて配置された複数の光吸収部と、を有する光学機能層と、前記光学部材の前記表示部側の表面をなす凹凸面を有した光制御層と、を備えることを特徴とする。 An optical member according to the present invention is a sheet-like optical member that is disposed on the viewer side of the display unit with a gap from the display unit, and transmits image light from the display unit to the viewer side. An optical device having a plurality of light transmission portions formed so as to be transmissive and a plurality of light absorption portions formed so as to be capable of absorbing light and arranged alternately with the light transmission portions along the sheet surface of the optical member. A functional layer; and a light control layer having an uneven surface forming a surface of the optical member on the display unit side.
本発明による光学部材において、前記光学機能層は、前記光制御層に隣接するようにして、前記光制御層の観察者側に配置されていてもよい。このような本発明による光学部材において、前記光制御層は、前記光学機能層の前記表示部側の面上に成型された樹脂からなる層であってもよい。また、このような本発明による光学部材において、前記光制御層は、前記光学機能層の前記光透過部をなす樹脂と、同一種の樹脂からなるようにしてもよい。 In the optical member according to the present invention, the optical functional layer may be disposed on the viewer side of the light control layer so as to be adjacent to the light control layer. In such an optical member according to the present invention, the light control layer may be a layer made of a resin molded on the surface of the optical function layer on the display unit side. In the optical member according to the present invention, the light control layer may be made of the same type of resin as the resin that forms the light transmitting portion of the optical function layer.
また、本発明による光学部材において、前記光制御層は、単一の材料からなる光拡散層であってもよい。 In the optical member according to the present invention, the light control layer may be a light diffusion layer made of a single material.
また、本発明による光学部材において、前記光学部材のヘイズ値は3以上10以下であることが好ましい。 In the optical member according to the present invention, the haze value of the optical member is preferably 3 or more and 10 or less.
本発明による表示装置は、上述したいずれかの光学部材と、前記光学部材に対向して配置された表示部と、を備えることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes any one of the optical members described above, and a display unit disposed to face the optical member.
本発明による表示装置において、前記表示部は、プラズマディスプレイパネルとして構成されていてもよい。 In the display device according to the present invention, the display unit may be configured as a plasma display panel.
また、本発明による表示装置において、前記光学部材と前記表示部との間の隙間は、0mmより大きく以上10mm以下であることが好ましい。 Moreover, the display apparatus by this invention WHEREIN: It is preferable that the clearance gap between the said optical member and the said display part is more than 0 mm and 10 mm or less.
本発明によれば、画質を大きく劣化させることなく干渉縞(モアレ)を目立たなくさせることができる。 According to the present invention, interference fringes (moire) can be made inconspicuous without greatly degrading the image quality.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
図1乃至図4は本発明による光学部材および表示装置の一実施の形態を説明するための図である。このうち図1は表示装置および光学部材の構成を示す模式図であり、図2乃至図4は光学部材および表示装置の作用を説明するための図である。 1 to 4 are diagrams for explaining an embodiment of an optical member and a display device according to the present invention. Among these, FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the display device and the optical member, and FIGS. 2 to 4 are diagrams for explaining the operation of the optical member and the display device.
図1に示すように、表示装置10は、表示部20と、表示部20から隙間を空けて表示部20に対向して配置されたシート状の光学部材30と、を有している。表示部20は、所定の画像を形成する映像光を観察者に向けて発光する装置である。
As illustrated in FIG. 1, the
表示部20としては液晶表示パネルやEL表示パネル等の種々の装置を用いることができるが、本実施の形態においては、プラズマディスプレイパネル(PDP)を表示部20として用いている。そして、光学部材30は、プラズマディスプレイパネルの観察者側に設けられる前面フィルタとしても機能するようになっている。
Although various devices such as a liquid crystal display panel and an EL display panel can be used as the
プラズマディスプレイパネルは、隙間を空けて配置された二枚のガラス基板を有している。二枚のガラス基板の間には、プラズマディスプレイの各画素にそれぞれ対応した多数の放電セルが形成されている。各放電セル内には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガスが封入されているとともに、各放電セルの内壁には、蛍光体が塗られている。また、放電セル毎に、電圧をかけることができるようになっている。そして、電圧をかけられた放電セル内では、放電が起こるとともに紫外線が発生する。発生した紫外線は当該放電セル内の蛍光体にあたり、これにより、当該放電セルから可視光が発光されるようになる。このようにして、各放電セルからの可視光の発光を制御することにより、PDPによって、所望の映像を表示することができるようになっている。 The plasma display panel has two glass substrates arranged with a gap therebetween. A large number of discharge cells corresponding to the respective pixels of the plasma display are formed between the two glass substrates. Each discharge cell is filled with a rare gas such as helium, neon, argon, or xenon, and the inner wall of each discharge cell is coated with a phosphor. Further, a voltage can be applied to each discharge cell. In the discharge cell to which voltage is applied, discharge occurs and ultraviolet rays are generated. The generated ultraviolet light hits the phosphor in the discharge cell, so that visible light is emitted from the discharge cell. In this way, by controlling the emission of visible light from each discharge cell, a desired image can be displayed by the PDP.
次に、表示部20からの映像光を観察者側に透過させるシート状の光学部材30について説明する。なお、本件において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
Next, the sheet-like
上述したように、光学部材30は、表示部20から隙間を空けて表示部20に対向して配置される。本実施の形態による表示部20と光学部材30との間の隙間は、表示装置10の表示面への法線方向に沿って、0mmより大きく以上10mm以下であることが好ましい。
As described above, the
本件発明者が研究を重ねたところ、隙間が0mmである場合、すなわち、表示部20および光学部材30を重ねた場合、干渉縞が目立つことが知見された。また、表示部20および光学部材30を重ねた場合、表示装置10が設置される環境の温度や湿度の変化等に起因して、光学部材30と表示部20とが部分的に離間するようになる。この結果、干渉縞(モアレ)が目立ってしまうだけでなく、ニュートン環(ニュートンリング)も視認されるようになる。これらのことから、表示部20と光学部材30との間の隙間は0mmを超えること、すなわち、表示部20と光学部材30との間に隙間が確実に形成されていることが好ましい。
As a result of repeated research by the present inventors, it has been found that when the gap is 0 mm, that is, when the
一方、隙間が10mmを超えると、ゴースト(二重像)や像ぼけ等の欠陥が目立って視認されるようになる。また、表示装置10の薄型化が強く要望されている状況下において、表示装置10の厚みが厚くなることは非常に好ましくない。これらのことから、表示部20と光学部材30との間の隙間は10mm以下であることが好ましい。
On the other hand, when the gap exceeds 10 mm, defects such as ghost (double image) and image blur become noticeable. In addition, in a situation where a reduction in the thickness of the
さらに、干渉縞(モアレ)、像ぼけ、ゴースト等が目立ってしまうことを効果的に防止するためには、光学部材30のヘイズ値を3以上にすることが好ましく、その一方で、優れたコントラストを確保するために、光学部材30のヘイズ値を10以下にすることが好ましいことも見出された。なお、ここでいうヘイズ値とは、JIS K−7361−1に準拠して得られる値のことを意味している。
Further, in order to effectively prevent conspicuous fringes (moire), image blur, ghost, and the like, the haze value of the
図1に示すように、光学部材30は、凹凸面45aを有した光制御層45と、コントラストを向上させるための光学機能層50と、基板31と、を有している。光制御層45は光学機能層50上に形成されており、また、光学機能層50は基部層58と一体的に構成されている。そして、この基部層58、光学機能層50および光制御層45は一枚の光学シート40を構成している。
As shown in FIG. 1, the
基板31は、光学部材30の支持体として機能するようになっている。基板31は、優れた光透過性を有した高剛性の材料、例えばガラスから構成される。また、図1に示すように、光学部材30は、光学シート40以外にも、基材31に支持された複数の層をさらに含んでいる。上述したように、本実施の形態において光学部材30は、PDPの前面フィルタとして機能する。したがって、特定波長帯域の電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽シート、近赤外線光(例えば、波長800nm〜1200nmの光)を吸収する近赤外線遮蔽シート、ネオン原子の発光を吸収し色再現性を向上させるネオン光遮蔽シート、UV光(紫外線)を吸収するUV光遮蔽シート等が、光学部材30に含まれる層として、適宜設けられ得る。また、映像光に対して種々の光学的作用を及ぼす層、例えば、照明等の映り込みを防止するための反射防止層35や、色調を補正するための色調補正層が、光学部材30に含まれる層として、適宜設けられ得る。
The
ここで、映像光に対して種々の光学的作用を及ぼす光制御層45および光学機能層50を有した光学シート40についてさらに詳述する。
Here, the
まず、光学機能層50について説明する。光学機能層50は、光を透過可能に構成された複数の光透過部52および光を吸収可能に構成された複数の光吸収部54を有している。そして、この光学機能層50は、本実施の形態において、光制御層45に隣接するようにして、光制御層45の観察者側に配置されている。
First, the optical
図1に示すように、複数の光透過部52および複数の光吸収部54は、光学シート40のシート面に沿って交互に配列されている。本実施の形態において、複数の光透過部52は、互いに同一な形状に形成されている。また、複数の光吸収部54も、互いに同一な形状に形成されている。各光透過部52および各光吸収部54は、その配列方向に直交する方向に沿って、光学シート40のシート面上を直線状に延びている。
As shown in FIG. 1, the plurality of
なお、ここでいう「シート面(層面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合におけるその平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態において、光学部材30のシート面、光学シート40のシート面、各層の層面、および、表示装置10の表示面は、互いに平行となっている。また、図1乃至図4(並びに、後述する図5乃至図9)は、いずれも光学シート40のシート面の法線と、光吸収部54の配列方向(光透過部52の配列方向)と、に沿った断面(以下において、単に主切断面とも呼ぶ)において各構成要素を示している。
Here, the “sheet surface (layer surface)” refers to a surface coinciding with the planar direction when the target sheet-like member is viewed as a whole and globally. In the present embodiment, the sheet surface of the
本実施の形態において、図1に示すように、光学シート40のシート面に沿った光吸収部54の幅は、入光側から出光側に向けしだいに小さくなっていく。さらに詳細には、主切断面において、光吸収部54は台形形状を有している。そして、主切断面において、光吸収部54をなす断面台形形状の下底が、映像光の透過進路に沿った入光側(表示部側)に位置し、光吸収部54をなす断面台形形状の上底が出光側(観察者側)に位置している。一方、光透過部52は、二つの光吸収部54間に、当該二つの光吸収部54に隣接するようにして配置されている。したがって、図1に示されているように、主切断面において、光透過部52は台形形状を有する。そして、主切断面において、光透過部52をなす断面台形形状の上底が入光側に位置し、光透過部52をなす断面台形形状の下底が出光側に位置している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the width of the
そして、光吸収部54は、光透過部52よりも低い光透過率を有しており、光を積極的に吸収する作用を有している。すなわち、本実施の形態による光学機能層50(光学シート40)において、光吸収部54は光を吸収する領域として機能し、その一方で、光透過部52は、光透過部52と一体成型された基部層58とともに、光を透過させる領域として機能する。
And the
光を透過させる光透過部52は、高い透光性を有した材料、理想的には透明な材料から構成される。具体例として、光透過率の高いウレタン系紫外線硬化型樹脂等を用いて光透過部52を形成することができる。
The
一方、光吸収部54は、一例として、顔料や染料によって着色された樹脂から形成され得る。また、図1に示すように、光吸収部54は、光吸収機能を有する光吸収粒子54aを含有した樹脂54bからも形成され得る。光吸収粒子54aとしては、数μm〜数十μm程度の粒径を有した黒色樹脂粒子を用いることができる。光吸収粒子54aを分散される樹脂54bとしては、光透過部52をなす樹脂と同一種の樹脂を用いることができる。なお、図1以外の図においては、光吸収粒子54aおよびバインダー樹脂54bの図示を省略している。
On the other hand, the
また、光透過部52と光吸収部54との間の界面において、屈折等の光学的作用を積極的に発現させる必要はない。したがって、光透過部52と光吸収部54との屈折率差は、0以上0.1以下の範囲内にあることが好ましく、0以上0.01以下の範囲内にあることがさらに好ましく、0以上0.005以下の範囲内にあることが最も好ましい。また、光透過部52および光吸収部54の屈折率は、材料入手の容易さやコスト等を考慮して、1.49以上1.56以下であることが好ましい。
Further, it is not necessary to positively develop an optical action such as refraction at the interface between the
次に、基部層58について説明する。基部層58は、光学機能層50を支持する層として機能する。したがって、光学機能層50が光学部材30に含まれる他の層上に形成される場合には、基部層58を省略することができる。この基部層58は、優れた透光性を有したPETやMS樹脂等から好適に形成され得る。ただし、基部層58と光学機能層50の光透過部52との間において、光学的な界面(光学的な作用を及ぼし得る界面)を形成する必要はない。このため、光透過部52をなす材料と同一の材料から基部層58を形成するようにしてもよい。
Next, the
次に、光制御層45について説明する。上述したように、光制御層45は凹凸面45aを有している。図1に示すように、光制御層45の凹凸面45aは、光学部材30の表示部側の表面(映像光を基準とした、光学部材の映像光の入光側面)をなしている。すなわち、光制御層45は、光学部材30の最も表示部側の面を構成している。また、光制御層45は、光学機能層50の入光側(映像光の透過方向における入光側)に形成されている。言い換えると、上述した光学機能層50は、本実施の形態において、光制御層45に隣接するようにして、光制御層45の観察者側に配置されている。
Next, the
図1に示すように、光制御層45の凹凸面45aは、少なくとも光透過部52の配列方向(光吸収部54の配列方向)に沿って並べて配列された凹部と凸部とによって形成されている。本実施の形態において、各凹部および各凸部は、その配列方向に直交する方向に沿って、光制御層45の層面上を直線状に延びている。したがって、本実施の形態における凹凸面(表示部側の面)45aは、光透過部52の配列方向(光吸収部54の配列方向)に沿った面内において、光を拡散させる機能を有している。本実施の形態において、
凹凸面45aをなす凹凸は、不規則な凹凸であってもよいし、配列ピッチや形状等が規則的な凹凸であってもよい。ただし、凹凸面45aをなす凹凸の配列ピッチを規則的にする場合には、光学機能層50の光透過部52の配列ピッチや表示部20の画素ピッチ等を考慮して、干渉縞が発生しないように配列ピッチを設定すべきである。具体的な一例として、凹凸の配列ピッチを、光透過部52の配列ピッチよりも十分小さくするとともに、表示部20の画素ピッチよりも十分大きくすることが有効である。
As shown in FIG. 1, the
The irregularities forming the
光制御層45は、単一の材料からなる光拡散層であることが好ましい。光拡散剤(光拡散性粒子)による光拡散は輝度の面内ばらつきを引き起こす可能性があるためである。とりわけ、光拡散性粒子を含んだ層が、表示装置20から隙間を介し離間して配置される場合には、輝度の面内不均一性が顕著となりやすい。なお、単一の材料からなる光拡散層とは、光拡散剤等の光拡散性に影響を及ぼし得る微粒子を含まない層のことを意味している。したがって、光制御層45の光拡散性に対して積極的な影響を及ぼし得ない近赤外線吸収剤等の添加剤等を含んでいる層は、単一の材料からなる光拡散層として取り扱う。
The
この光制御層45は、優れた透光性を有した樹脂等から好適に形成され得る。ただし、光制御層45と光学機能層50の光透過部52との間に、光学的な界面(光学的な作用を及ぼし得る界面)を形成する必要はない。このため、光学機能層50の光透過部52をなす材料と同一の材料から光制御層45を形成するようにしてもよい。この場合、とりわけ、光学機能層50の光透過部52をなす材料および基部層58をなす材料と、光制御層45をなす材料とが同一種の樹脂からなっている場合、光学シート40全体として線膨張係数が略一定となり、環境条件(例えば、温度や湿度等)の変化にともなった光学シート40の変形(例えば、反りや撓み等)を効果的に抑制することができる。
The
次に、光学部材30の製造方法の一例について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
光制御層45、光学機能層50および基部層58を有する光学シート40は、例えば以下のようにして極めて容易かつ安価に作製され得る。まず、例えば放射線硬化型樹脂(UV硬化型樹脂等)を用いた賦型により、基部層58上に光透過部52を形成する。次に、形成された光透過部52上に、光吸収部54をなすようになる材料を流動性を有した状態で塗布する。その後、ワイピングすることにより、隣り合う光透過部52の間がこの流動性を有した材料で満たされるようにする。次に、当該材料を光透過部52の間で硬化させることにより、光学機能層50を基部層58上に作製することができる。その後、型を用いた賦型により、光制御層45を光学機能層50上に成型する。以上のようにして、光学シート40が容易かつ安価に得られる。
The
次に、得られた光学シート40と、他の複数の層33,35および基板31とを、接着剤からなる接着層等を適宜用いて、接合することにより、光学部材30が得られる。ここで接着剤(接着層)とは、粘着剤(粘着層)を含む概念である。
Next, the
なお、以上の製造方法は単なる例示に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、放射線硬化型樹脂(UV硬化型樹脂等)を用いた賦型に代え、押し出し成型により、基部層58と所望の形状を有した光透過部52とを一体成型するようにしてもよい。
The above manufacturing method is merely an example, and various modifications can be made. For example, instead of molding using a radiation curable resin (UV curable resin or the like), the
次に、以上のような構成からなる表示装置10により映像を表示する際における作用について説明する。
Next, an operation when displaying an image by the
表示装置10の表示部20で発光された映像光は、光学部材30に入射した後、光学機能層50の光透過部52を透過し、光学部材30から出射するようになる。これにより、観察者が映像を観察することができるようになる。
The image light emitted from the
ところで、観察者側から光学部材30へ入射する光も存在する。このような光には、太陽光や室内の電灯光等の環境光(外光)が含まれる。この環境光は光学部材30や表示部20で反射され、その進行方向が観察者側(映像光の透過経路における出光側)へ向くようにもなる。このように進行方向を反転して観察者に視認されるようになった光は、表示装置10に表示される映像のコントラストを低下させる原因となる。さらに、光学部材30や表示部20において鏡面反射(正反射)されて進行方向を反転される環境光の光量が多い場合には、コントラストの低下が進行し、映像画質が著しく低下することになる(外部像(例えば、照明)の映り込み)。
Incidentally, there is also light incident on the
一方、本実施の形態においては、図2に示すように、このような環境光L21は、その進行方向が、光吸収部54(光透過部52)の配列方向に沿った断面において、表示面の法線方向から大きく傾斜している場合には、光吸収部54に入射し当該光吸収部54に吸収されるようになる。このような光吸収部54の作用により、進行方向を反転して観察者に視認されるようになる光の光量を低減し、コントラストを大幅に向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the ambient light L21 has a display surface in a cross section in which the traveling direction is along the arrangement direction of the light absorbing portions 54 (light transmitting portions 52). When it is greatly inclined from the normal line direction, it enters the
また、本実施の形態において、光学部材30の表示部側(映像光の透過経路における入光側)は、光拡散機能を有した凹凸面45aとして形成されている。したがって、図2に示すように、この凹凸面45aまで到達し凹凸面45aで反射される光L22は、散乱反射されるようになる。すなわち、環境光の鏡面反射を抑制し、コントラストを効果的に向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the display unit side of the optical member 30 (the light incident side in the image light transmission path) is formed as an
加えて、本実施の形態においては、光制御層45が光学機能層50に隣接して配置されている。このため、凹凸面45aで散乱反射された光L22aを、光学機能層50の光吸収部54で効果的に捕獲することができる。これにより、コントラストをさらに効果的に向上させることができる。
In addition, in the present embodiment, the
ところで、光学機能層50において、光が透過する光透過部52は光学機能層50のシート面に沿って所定のピッチで配置されている。そして、このような光学機能層50を所定のピッチで配列された多数の画素を有する表示部20とともに用いた場合、干渉縞(モアレ)が目立ってしまうことがある。一般的に、表示部20の画素の配列ピッチと、光学機能層50の光透過部52の配列ピッチと、に起因した干渉縞が生じてしまうことが予想される。この干渉縞を目立たなくさせる方法として、画素の配列ピッチと、光透過部52の配列ピッチと、の比率を所定の範囲内に設定することが知られている。また、強い光拡散機能を有した層を設けることによっても、このような干渉縞を目立たなくさせ得ることが知られている。
By the way, in the optical
しかしながら、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、光学機能層50を表示装置10に用いた場合に生じる干渉縞は、表示部20の画素の配列ピッチと、光透過部52の配列ピッチと、を調節することだけでは、目立たなくさせることができなかった。また、強い光拡散機能を有した層を設ければ干渉縞を目立たなくさせることができるが、このような手法は、全体的なコントラストの低下をともなう。
However, when the present inventors have made extensive studies, interference fringes generated when the optical
その一方で、光学機能層50よりも表示部20側に光拡散機能を有する光制御層45が設けられ、且つ、光制御層45の光拡散機能が表示部20に対面する凹凸面45aによって発現されていれば、後述する実施例での評価結果にも支持されているように、干渉縞を効果的に目立たなくさせることができる。干渉縞を目立たなくさせるメカニズムは明らかではないが、以下に、主に図3および図4を参照しながら、その一要因と考えられ得るメカニズムについて説明する。ただし、本件発明は以下のメカニズムの限定されるものではない。
On the other hand, the
上述したように、表示部20の観察者側に配置された光学部材30(光学シート40)に入射した環境光の一部L21,22aは、光吸収部54によって吸収される。しかしながら、図3に示すように、光学部材30(光学シート40)のシート面の法線に対する傾斜角度が大きくない環境光の少なくとも一部L31は、光透過部52を透過して、さらに光制御層45の凹凸面45aを通過して表示部20へと進む。このような光の多くは、表示部20において反射されて、その進行方向を反転させられて再び観察者側へ進むようになる。とりわけ、表示部20がプラズマディスプレイパネルを含む場合、プラズマディスプレイパネルが可視光を発光するための蛍光体を有していることから、観察者側から表示部20へ入射してくる環境光L31を、高い反射率で観察者側へと反射するようになる。そして、図3に示すように、反射して再び光学機能層50へ向かう光L32は、光透過部52の配列方向に沿って周期的な強弱を有し、その強弱のピッチは光透過部52の配列ピッチに概ね応じたピッチとなる。
As described above, part of the environmental light L21, 22a incident on the optical member 30 (optical sheet 40) disposed on the viewer side of the
この周期光L32の周期と光透過部52の配列ピッチとに起因して、干渉縞(以下においては、表示部20の画素ピッチと光透過部52の配列ピッチとに起因した干渉縞と区別するため、「自己モアレ」とも呼ぶ)が発生してしまうと予想される。そして、周期光L32の周期は、光透過部52の配列ピッチに応じていることから、光透過部52の配列ピッチを調節することによって、自己モアレを目立たなくさせることは有効ではないと推測される。その一方で、光拡散機能を有した層を設けた場合には、コントラストを低下させてしまう虞があるものの、自己モアレを目立たなくさせることができると推測される。
Due to the period of the periodic light L32 and the arrangement pitch of the
一方、上述してきた本実施の形態における光学部材30(光学シート40)においては、光学機能層50と表示部20との間に、光制御層45が配置されている。光制御層45は、光拡散機能を有している。したがって、図3に示すように、光学機能層50を透過して光制御層45に入射した光L31は、点線で示すように拡散する(光L31a)。また、表示部20で反射して光学部材30の光制御層45に再び入射する光L32は、点線で示すようにさらに拡散する(光L32a)。このため、自己モアレの原因となる光は、光制御層45によって二回拡散されることになり、結果として、光学機能層50へ再入射する光L32の周期性は弱くなっているものと推測される。つまり、光学機能層50によって二度拡散させることによって光の周期性を弱め、干渉縞(自己モアレ)自体が発生しないようにすることが可能になると考えられる。
On the other hand, in the optical member 30 (optical sheet 40) in the present embodiment described above, the
なお、表示部20で発光される映像光は、光制御層45を通過する際に、拡散されるが、環境光のように二回拡散されることはない。したがって、光制御層45によって、映像光を過度に拡散させてしまうことを防止しながら、自己モアレの原因となる環境光L31,L32を有効に拡散させることができる。すなわち、本実施の形態によれば、画質を大きく劣化させることなく自己モアレ(干渉縞)を目立たなくさせることができる。
Note that the image light emitted from the
また、本実施の形態においては、光制御層45は、自己モアレの原因となる環境光を吸収し得る光学機能層50よりも表示部20側に配置されている。これに対して、光制御層45が光学機能層50よりも観察者側に配置されていたとしても、自己モアレの原因となり得る環境光は、光制御層54を二回透過し、二回拡散されるようになる。しかしながら、この場合、光制御層45での二回目の拡散は、発生した干渉縞(自己モアレ)を目立たなくさせるように作用するだけであって、干渉縞(自己モアレ)を発生させないようには作用しない。このような理由から、後述の実施例でも支持されているように、光制御層45が光学機能層50よりも表示部20側に配置されている本実施の形態によれば、自己モアレを効果的に目立たなくさせることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態によれば、光制御層45の光拡散機能は、光学部材30の表示部側の表面をなす凹凸面45aによって発現されている。図4に示すように、このような凹凸面45aによれば、光学部材30内を表示部20側へ向けて進む環境光L41が凹凸面45aで反射されて、当該環境光L41の進行方向が反転させられやすくなる。また、図3を参照しながら既に説明したように、光制御層45は光学機能層50に隣接して配置されているため、凹凸面45aで進行方向を変更された光L41は、光学機能層50の光吸収部54で吸収されやすくなっている。このような凹凸面45aでの反射作用により、自己モアレの原因となる光の光量が低減され、自己モアレを効果的に低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the light diffusing function of the
ところで、このような環境光L41の凹凸面45aでの反射は、主に、光制御層45の屈折率と、光学部材30および表示部20の間の隙間の屈折率(=1)と、の屈折率差に起因した全反射として引き起こされている。一方、表示部20からの映像光は屈折率の低い隙間から屈折率の高い光制御層45へ向けて進む。したがって、観察者側へ進む映像光が凹凸面45aで反射され、この映像光の進行方向が表示部20側へ反転させられることは、促進されない。
By the way, the reflection of the ambient light L41 on the
さらに、光制御層45は単一の材料からなる光拡散層であって、光制御層45の光拡散機能は光学部材30の表示部側の表面をなす凹凸面45aによって発現されている。したがって、光の拡散にともなって輝度の面内バラツキを引き起こすことはない。これにより、輝度の面内均一性を確保することができる。
Further, the
以上のような本実施の形態によれば、画質を大きく劣化させることなく干渉縞(モアレ)を目立たなくさせることができる
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図5乃至図9を適宜参照しながら、変形の一例について説明する。なお、図5乃至図9において、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
According to the present embodiment as described above, interference fringes (moire) can be made inconspicuous without greatly degrading image quality. Various modifications can be made to the above-described embodiment. is there. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to FIGS. 5 to 9 as appropriate. 5 to 9, the same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
例えば、上述した実施の形態において、光学機能層50の光吸収部54が断面台形形状を有する例を示したが、これに限られない。一例として、光吸収部54の配列方向に沿った断面において、断面台形の側辺部分54cが、図5に示すように折れ線として構成されていてもよいし、あるいは、図6に示すように曲線として構成されていてもよい。また、光吸収部54の断面形状は、台形形状に限られず、その他の四角形形状、例えば図7に示すように長方形形状となっていてもよい。さらに、光吸収部54の断面形状は、四角形形状に限られず、例えば図8に示すように五角形形状となっていてもよいし、その他の多角形形状となっていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
また、上述した実施の形態において説明した、光学部材30の製造方法および光学シート40の製造方法は単なる例示であって、適宜変更することができる。一例として、光制御層45を光学機能層50上に成型によって形成する例を示したが、これに限られない。例えば、図9に示すように、凹凸面45aを有した光制御層45を準備し、光制御層45を接着層56により光学機能層50に接合するようにしてもよい。
Moreover, the manufacturing method of the
さらに、上述した実施の形態において、光制御層45が光学機能層50に隣接して設けられている例を示したが、これに限られず、光制御層45と光学機能層50との間に別の機能を有した層が設けられるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、光学機能層50の光吸収部54が一方向に沿って並べて配列されるとともに、各光吸収部54が前記一方向と交差する他方向に沿って延びている例を示したが、これに限られない。光吸収部54が、互いに交差する二つの方向に沿って並べて配列されるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
同様に、上述した実施の形態において、光制御層45の凹凸面45aをなす凹部および凸部が一方向に沿って並べられるとともに、各凹部および各凸部が前記一方向と交差する他方向に沿って延びている例を示したが、これに限られない。各凹部および各凸部が、互いに交差する二つの方向に沿って並べて配列されるようにしてもよい。
Similarly, in the above-described embodiment, the concave portions and the convex portions forming the concave and
さらに、上述した実施の形態において、光制御層45の凹凸面45aが成型によって形成される例を示したがこれに限られない。例えば、ヘアライン加工によって、異方性光拡散機能を有した光制御層45が形成されるようにしてもよい。また、光学機能層50の表示部20側の面に、ヘアライン加工を施して光制御層45の凹凸面45aを形成するようにしてもよい。この例においては、光学機能層50および光制御層45が同一の層として形成されるようになる。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、光制御層45が単一の材料からなる光拡散層として構成されている例を示したがこれに限られない。例えば、映像画質に悪影響を与えない程度に、光拡散粒子を光制御層45内に分散させるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to this Example.
市販のテレビから取り出したプラズマディスプレイパネル(PDP)と、PDPに対向して配置された光学部材と、から実施例および比較例に係る各プラズマテレビを作製した。すべてのプラズマテレビにおいて、同一のPDPを共用した。各プラズマテレビの光学部材については、以下において説明するものとした。 Each plasma television according to the example and the comparative example was manufactured from a plasma display panel (PDP) taken out from a commercially available television and an optical member arranged to face the PDP. All plasma TVs share the same PDP. The optical members of each plasma television are described below.
得られた各プラズマテレビについて、干渉縞の有無、コントラストおよび輝度の均一性を評価した。 About each obtained plasma television, the presence or absence of an interference fringe, the contrast, and the uniformity of a brightness | luminance were evaluated.
<サンプル>
(実施例1)
実施例1の光学部材は、観察者側から、基部層、光学機能層、光制御層の順番で積層された光学部材とした。つまり、実施例1の光学部材は、上述した図1の光学シート(光制御層/光学機能層/基部層)と同一に構成した。光学機能層は、基部層と一体成型した。また、光制御層は、成型によって光学機能層上に形成された単一の材料からなる光拡散層とした。PDPと光学部材との間の隙間は2mmとした。
なお、光学機能層および基部層の積層体は、以下の実施例および比較例と同一にした。
<Sample>
Example 1
The optical member of Example 1 was an optical member laminated in the order of the base layer, the optical function layer, and the light control layer from the observer side. That is, the optical member of Example 1 was configured the same as the optical sheet (light control layer / optical function layer / base layer) in FIG. 1 described above. The optical function layer was integrally formed with the base layer. The light control layer was a light diffusion layer made of a single material formed on the optical functional layer by molding. The gap between the PDP and the optical member was 2 mm.
In addition, the laminated body of the optical function layer and the base layer was the same as the following examples and comparative examples.
(実施例2)
実施例2の光学部材は、観察者側から、基部層、光学機能層、接着層、光制御層の順番で積層された光学部材(図9参照)とした。光制御層の拡散度合いは、実施例1と略同一になるようにした。この光制御層を接着層により光学機能層に接合した。PDPと光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Example 2)
The optical member of Example 2 was an optical member (see FIG. 9) laminated in the order of the base layer, the optical functional layer, the adhesive layer, and the light control layer from the observer side. The degree of diffusion of the light control layer was made substantially the same as in Example 1. This light control layer was bonded to the optical functional layer by an adhesive layer. The gap between the PDP and the optical member was 2 mm.
(比較例1)
比較例1の光学部材は、観察者側から、基部層、光学機能層の順番で積層された光学部材とした。つまり、比較例1のプラズマテレビ(光学部材)は、実施例1のプラズマテレビ(光学部材)から光制御層を省いた構成とした。PDPと光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Comparative Example 1)
The optical member of Comparative Example 1 was an optical member laminated from the observer side in the order of the base layer and the optical functional layer. That is, the plasma television (optical member) of Comparative Example 1 was configured by omitting the light control layer from the plasma television (optical member) of Example 1. The gap between the PDP and the optical member was 2 mm.
(比較例2)
比較例2の光学部材は、比較例1と同一の光学部材とした。ただし、PDPと光学部材との間の隙間は10mmよりも大きくした。
(Comparative Example 2)
The optical member of Comparative Example 2 was the same optical member as Comparative Example 1. However, the gap between the PDP and the optical member was larger than 10 mm.
(比較例3)
比較例3の光学部材は、比較例1と同一の光学部材とした。ただし、PDPと光学部材とを、互いに接触するようにして重ねて配置した。つまり、PDPと光学部材との間の隙間は0mmとした。
(Comparative Example 3)
The optical member of Comparative Example 3 was the same optical member as Comparative Example 1. However, the PDP and the optical member were arranged so as to be in contact with each other. That is, the gap between the PDP and the optical member was 0 mm.
(比較例4)
比較例4の光学部材は、観察者側から、光拡散層、基部層、光学機能層の順番で積層された光学部材とした。光拡散層は、光拡散粒子を含有した樹脂を、光学機能層の観察者側の面上で硬化させることにより形成した。したがって、光拡散層は凹凸面を有していない層となった。光拡散層の拡散度合いは、実施例1の光制御層の拡散度合いと略同一になるようにした。PDPと光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Comparative Example 4)
The optical member of Comparative Example 4 was an optical member laminated from the observer side in the order of the light diffusion layer, the base layer, and the optical functional layer. The light diffusion layer was formed by curing a resin containing light diffusion particles on the surface of the optical function layer on the viewer side. Therefore, the light diffusion layer was a layer having no uneven surface. The diffusion degree of the light diffusion layer was made substantially the same as the diffusion degree of the light control layer of Example 1. The gap between the PDP and the optical member was 2 mm.
(比較例5)
比較例5の光学部材は、観察者側から、基部層、光学機能層、光拡散層の順番で積層された光学部材とした。光拡散層は、光拡散粒子を含有した樹脂を、光学機能層の表示部側の面上で硬化させることにより形成した。光拡散層は、光学機能層のどちらの面上に形成されるかを除き、比較例4の光学部材に含まれた光拡散層と同一に構成した。PDPと光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Comparative Example 5)
The optical member of Comparative Example 5 was an optical member laminated in the order of the base layer, the optical function layer, and the light diffusion layer from the observer side. The light diffusion layer was formed by curing a resin containing light diffusion particles on the surface of the optical functional layer on the display unit side. The light diffusing layer was configured in the same manner as the light diffusing layer included in the optical member of Comparative Example 4 except for which surface of the optical functional layer was formed. The gap between the PDP and the optical member was 2 mm.
<干渉縞の評価>
映像を表示していない各プラズマテレビに対して種々の投射角度で外光を投射し、干渉縞が視認されるか否かを確認した。各プラズマテレビに対する評価結果を図10の「モアレ」の欄に示す。図10において、いずれかの投射角度で外光を投射した際に干渉縞が目立ったサンプルについて×を表示し、外光をいずれの投射角度で投射した場合でも干渉縞が目立たなかったサンプルについて○を表示した。
<Evaluation of interference fringes>
External light was projected at various projection angles on each plasma television not displaying an image, and it was confirmed whether or not interference fringes were visually recognized. The evaluation results for each plasma television are shown in the “moire” column of FIG. In FIG. 10, “x” is displayed for a sample in which interference fringes are conspicuous when external light is projected at any projection angle, and for samples in which interference fringes are not conspicuous even when external light is projected at any projection angle. Is displayed.
<コントラストの評価および輝度の均一性の評価>
照明光の下で、各プラズマテレビに表示される映像に基づき、コントラストおよび輝度の均一性を確認した。
<Evaluation of contrast and uniformity of brightness>
Based on the image displayed on each plasma television under illumination light, the uniformity of contrast and brightness was confirmed.
各プラズマテレビに対するコントラストの評価結果を図10の「コントラスト」の欄に示す。図10において、コントラストが低いと感じられたサンプルについて×を表示し、コントラストの低下が目視で気にならなかったサンプルについて○を表示した。 The contrast evaluation results for each plasma television are shown in the “Contrast” column of FIG. In FIG. 10, “x” is displayed for a sample that is felt that the contrast is low, and “◯” is displayed for a sample in which the decrease in contrast is not noticed visually.
また、各プラズマテレビに対する輝度の均一性の評価結果を図10の「均一性」の欄に示す。図10において、表示面内に輝点が目立っていたサンプルについて×を表記し、表示面内の輝点の存在が目視で気にならなかったサンプルについて○を表示した。 In addition, the evaluation results of the luminance uniformity for each plasma television are shown in the “uniformity” column of FIG. In FIG. 10, “x” is indicated for a sample in which a bright spot is conspicuous in the display surface, and “◯” is indicated for a sample in which the presence of the bright spot in the display surface is not noticed.
なお、比較例2に係るプラズマテレビに表示される映像は、像ぼけしていた。また、ゴースト(二重画像)も確認された。PDPと光学部材との間の隙間の長さを10mmより大きな値(10〜20mm程度)の範囲で適宜変更してみたが、PDPと光学部材との間の隙間が大きくなるのにつれて、画質の劣化が進んだ。 Note that the image displayed on the plasma television according to Comparative Example 2 was blurred. A ghost (double image) was also confirmed. The length of the gap between the PDP and the optical member was appropriately changed within a range of a value larger than 10 mm (about 10 to 20 mm). However, as the gap between the PDP and the optical member becomes larger, the image quality is improved. Deterioration has progressed.
また、比較例3に係るプラズマテレビの表示面には、ニュートンリングが視認された。 Further, Newton rings were visually recognized on the display surface of the plasma television according to Comparative Example 3.
10 表示装置
20 表示部
30 光学部材
40 光学シート
45 光制御層
45a 凹凸面
50 光学機能層
52 光透過部
54 光吸収部
54a 光吸収粒子
54b バインダー樹脂
58 基部層
DESCRIPTION OF
Claims (9)
光を透過可能に形成された複数の光透過部と、光を吸収可能に形成され、光学部材のシート面に沿って前記光透過部と交互に並べて配置された複数の光吸収部と、を有する光学機能層と、
前記光学部材の前記表示部側の表面をなす凹凸面を有した光制御層と、を備える
ことを特徴とする光学部材。 A sheet-like optical member that is disposed on the viewer side of the display unit with a gap from the display unit, and transmits image light from the display unit to the viewer side,
A plurality of light transmission portions formed so as to be able to transmit light, and a plurality of light absorption portions formed so as to be capable of absorbing light and arranged alternately with the light transmission portions along the sheet surface of the optical member, An optical functional layer having,
An optical member comprising: a light control layer having an uneven surface that forms a surface of the optical member on the display unit side.
ことを特徴とする請求項1に記載の光学部材。 The optical member according to claim 1, wherein the optical functional layer is disposed on the viewer side of the light control layer so as to be adjacent to the light control layer.
ことを特徴とする請求項2に記載の光学部材。 The optical member according to claim 2, wherein the light control layer is a layer made of a resin molded on the surface of the optical function layer on the display unit side.
ことを特徴とする請求項3に記載の光学部材。 4. The optical member according to claim 3, wherein the light control layer is made of the same type of resin as the resin that forms the light transmission portion of the optical function layer.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学部材。 The optical member according to any one of claims 1 to 4, wherein the light control layer is a light diffusion layer made of a single material.
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学部材。 6. The optical member according to claim 1, wherein the optical member has a haze value of 3 or more and 10 or less.
前記光学部材に対向して配置された表示部と、を備える
ことを特徴とする表示装置。 The optical member according to any one of claims 1 to 6,
A display unit disposed opposite to the optical member.
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 The display device according to claim 7, wherein the display unit is configured as a plasma display panel.
ことを特徴とする請求項7または8に記載の表示装置。 The display device according to claim 7 or 8, wherein a gap between the optical member and the display unit is greater than 0 mm and equal to or less than 10 mm.
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