JP2010008896A - 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、像ぼけや二重像(ゴースト)が生じ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, image quality deteriorates due to image blurring and double image (ghost).
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.
本発明による第1の表示装置は、表示部と、前記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と、を備え、前記光学部材は、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を有し、前記表示部の前記光学部材に対面する表面層に、反射防止機能が付与されていることを特徴とする。 A first display device according to the present invention is a sheet-shaped display unit 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 member, wherein the optical member is formed so as to be able to transmit light, and is formed so as to be able to absorb light, and alternately with the light transmitting portion along the sheet surface of the optical member. And an optical function layer having a plurality of light absorption portions arranged side by side, and a surface layer facing the optical member of the display portion is provided with an antireflection function.
また、本発明による第1の表示装置において、前記表示部は、映像光を発光する表示部本体と、前記表示部本体に積層され、前記表示部の前記光学部材側の表面をなす反射防止層と、を有するようにしてもよい。あるいは、本発明による第1の表示装置において、前記表示部は、映像光を発光する表示部本体を有し、前記表示部本体の前記光学部材側の面に対して処理を施すことによって、前記反射防止機能が付与されているようにしてもよい。 In the first display device according to the present invention, the display unit includes a display unit main body that emits image light, and an antireflection layer that is laminated on the display unit main body and forms a surface of the display unit on the optical member side. You may make it have. Alternatively, in the first display device according to the present invention, the display unit has a display unit main body that emits image light, and performs processing on the surface of the display unit main body on the optical member side, thereby An antireflection function may be provided.
本発明による第2の表示装置は、表示部と、前記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と、を備え、前記光学部材は、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を有し、前記表示部の前記光学部材に対面する表面層に、光拡散機能が付与されていることを特徴とする。 A second display device according to the present invention is a sheet-shaped display unit 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 member, wherein the optical member is formed so as to be able to transmit light, and is formed so as to be able to absorb light, and alternately with the light transmitting portion along the sheet surface of the optical member. It has an optical function layer having a plurality of light absorption parts arranged side by side, and a light diffusion function is given to a surface layer which faces the optical member of the display part.
本発明による第2の表示装置において、前記表示部は、映像光を発光する表示部本体と、前記表示部本体に積層され、前記表示部の前記光学部材側の表面をなす光拡散層と、を有するようにしてもよい。あるいは、本発明による第2の表示装置において、前記表示部は、映像光を発光する表示部本体を有し、前記表示部本体の前記光学部材側の面に対して処理を施すことによって、前記光拡散機能が付与されているようにしてもよい。このような本発明による第2の表示装置において、前記光拡散層は、前記表示部の前記光学部材側の表面をなす凹凸面を有するようにしてもよい。 In the second display device according to the present invention, the display unit includes a display unit main body that emits image light, a light diffusion layer that is stacked on the display unit main body and forms a surface of the display unit on the optical member side, You may make it have. Alternatively, in the second display device according to the present invention, the display unit includes a display unit main body that emits image light, and performs processing on the surface of the display unit main body on the optical member side, thereby A light diffusion function may be added. In the second display device according to the present invention, the light diffusion layer may have an uneven surface that forms a surface of the display unit on the optical member side.
本発明による第1または第2の表示装置において、前記光学部材のヘイズ値は3以上10以下であるようにしてもよい。 In the first or second display device according to the present invention, the optical member may have a haze value of 3 or more and 10 or less.
また、本発明による第1または第2の表示装置において、前記表示部は、プラズマディスプレイパネルを含むようにしてもよい。 In the first or second display device according to the present invention, the display unit may include a plasma display panel.
さらに、本発明による第1または第2の表示装置において、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10mm以下であるようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second display device according to the present invention, a gap between the optical member and the display unit may be larger than 0 mm and not larger than 10 mm.
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第1の実施の形態および第2の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, a first embodiment and a second 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.
〔第1の実施の形態〕
まず、図1乃至図3を参照しながら、本発明の第1の実施の形態について説明する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1乃至図3は本発明による光学部材および表示装置の第1の実施の形態を説明するための図である。このうち図1は、第1の実施の形態における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および図3は、第1の実施の形態における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 3 are diagrams for explaining a first 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 in the first embodiment, and FIGS. 2 and 3 explain the operation of the optical member and the display device in the first embodiment. It is a figure for doing.
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。このうち、まず、表示部20について説明する。
As illustrated in FIG. 1, the
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として構成されている。表示部20の光学部材30に対面する表面層に、光学部材30側から向かってくる光が当該表面層において反射することを防止する反射防止機能が付与されている。図1に示すように、本実施の形態において、表示部20は、映像光を発光する表示部本体22と、表示部本体22に積層された反射防止層25と、を有している。反射防止層25は、反射防止機能を有する層であって、表示部20の光学部材側の表面、言い換えると、映像光が出光するようになる表示部20の出光面をなしている。
The
表示部本体22としては、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。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パネル)を表示部本体22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。
As the
図1に示すように、プラズマディスプレイパネルとしての表示部本体22は、隙間を空けて配置された二枚の基板(典型的には、ガラス製の基板)22a,22bを有している。二枚の基板22a,22b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。
As shown in FIG. 1, the display unit
反射防止層25は、反射を防止する機能を有したシート状の部材であって、一例として、市販されている種々のフィルム、例えばリアルック7700S(日本油脂)を用いて構成され得る。図1に示すように、反射防止層25は、表示部本体22の一対の基板22a,22bのうちの光学部材30側の基板(以下において、前面板とも呼ぶ)22aに積層されている。なお、反射防止層25と前面板22aとの間には、接着層(図示せず)が設けられ、この接着層を介して反射防止層25が前面板22aに接合されるようにしてもよい。また、ラミネートによって反射防止層25を表示部本体22上に形成することに代え、コーティングによって反射防止層25を表示部本体22上に形成するようにしてもよい。コーティングされる塗工液としては、例えば、フッ素系の低屈折率樹脂を含んだ塗工液が用いられ得る。
The
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。また、接着層(接着剤)とは、粘着層(粘着剤)を含む概念である。 In the present case, the terms “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. Therefore, for example, a “sheet” is a concept including a member that can also be called a film or a plate. The adhesive layer (adhesive) is a concept including an adhesive layer (adhesive).
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。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。
Next, the sheet-like
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、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。光学機能層50は、基部層58と一体的に形成されており、基部層58とともに一枚の光学シート40を構成している。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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 1, the
ここで、映像光に対して光学的作用を及ぼす光学機能層50と、基部層58と、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、基部層58に隣接して基部層58の表示部側に配置されている。また、図1に示すように、光学シート40は、光学部材のうちの最も表示部20側に配置されており、光学シート40は光学部材30の表示部側の表面をなしている。
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3(並びに、後述する図4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をなす材料と同一種の材料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、光学部材30の製造方法の一例について説明する。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。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。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。
Next, an example of a method for manufacturing 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
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や映像の像ぼけ等をともなう。
However, when the present inventors have made extensive studies, interference fringes generated when the optical
その一方で、表示部20の光学部材30に対面する表面層に反射防止機能が付与されていれば、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、画質の劣化をともなわず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, if the surface layer facing 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 ambient light L21 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。
Due to the period of the periodic light L32 and the arrangement pitch of the
その一方で、本実施の形態によれば、表示部20の光学部材30に対面する表面層が、反射防止機能を有した反射防止層25によって形成されている。したがって、図3に示すように、光学機能層50を透過して表示部20に到達する光L31は、表示部20の表面層25において反射しにくくなる、あるいは、表示部20の表面層25において反射しない。結果として、表示部20で反射して光学機能層50へ再入射する光L32の光量は少なくなる、あるいは、光学機能層50へ再入射する光L32がほとんど存在しなくなるものと推測される。これにより、自己モアレを目立たなくさせるのではなく、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。なお、反射防止層25は反射を防止するための層であることから、表示部本体22から発光される映像光の観察者側へ向けた進行は、反射防止層25によって目立った悪影響を受けない。したがって、このような反射防止層25によれば、画質の大きな劣化をともなうことなく、自己モアレ(干渉縞)を目立たなくさせることができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the surface layer facing the
以上のような第1の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。 According to the first embodiment as described above, interference fringes (moire) can be made inconspicuous without greatly degrading the image quality.
〔第2の実施の形態〕
次に、図4および図5を参照しながら、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4は、図1に対応する図であって、本発明による光学部材および表示装置の第2の実施の形態を説明するための図である。また、図5は、図3に対応する図であって、光学部材および表示装置の第2の実施の形態を説明するための図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 for explaining a second embodiment of the optical member and the display device according to the present invention. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 3 for explaining a second embodiment of the optical member and the display device.
第2の実施の形態は、表示部20の光学部材30に対面する表面層に、反射防止機能ではなく光拡散機能が付与されている点において、上述した第1の実施の形態とは異なり、その他(例えば、表示部本体22および光学部材30)は同一に構成され得る。このため、図4および図5において、第1の実施の形態と同一に構成され得る部分には同一符号を付し、以下において、第1の実施の形態と重複する説明を省略する。
The second embodiment differs from the first embodiment described above in that the surface layer facing the
上述したように、第2の実施の形態においては、表示部20の光学部材30に対面する表面層に、光を拡散させる光拡散機能が付与されている。図4に示す例において、表示部20は、映像光を発光する表示部本体22と、表示部本体22に積層された光拡散層26と、を有している。光拡散層26は、光拡散機能を有した層であって、表示部20の光学部材側の表面、言い換えると、映像光が出光するようになる出光面をなしている。
As described above, in the second embodiment, a light diffusing function for diffusing light is given to the surface layer facing the
光拡散層26は、光を拡散させる機能を有したシート状の部材であって、一例として、「反射防止フィルム」や「防眩フィルム」等の呼称により市販されている種々のフィルムを用いて構成され得る。図4に示すように、光拡散層26は、表示部本体22の一対の基板22a,22bのうちの光学部材30側の基板22aに積層されている。光拡散層26の光拡散機能は、凹凸面を形成することによって発現されるようにしてもよいし、光拡散粒子(光拡散剤)を含有させることによって発現されるようにしてもよいし、さらには、凹凸面を形成するとともに光拡散粒子を含有させることによって発現されるようにしてもよい。
The
なお、光拡散層26と前面板22aとの間には、接着層(図示せず)が設けられ、この接着層を介して光拡散層26が前面板22aに接合されるようにしてもよい。
An adhesive layer (not shown) may be provided between the
また、ラミネートによって光拡散層26を表示部本体22上に形成することに代え、コーティングによって光拡散層26を表示部本体22上に形成するようにしてもよい。コーティングされる塗工液としては、例えば、フィラー(アクリルビーズ等)入りの樹脂組成物を用いることができる。
Further, instead of forming the
次に、表示装置10によって映像を表示する際における作用、主に光拡散層26の作用について説明する。
Next, the operation when displaying an image on the
第1の実施の形態と同様に、光学機能層50の光透過部52を透過する映像光を観察者側から観察することができる。この際、図2に示すように、光学部材30に入射した環境光の一部L21が光学機能層50の光吸収部54に吸収されるので、高いコントラストで映像を観察することができる。
Similar to the first embodiment, the image light transmitted through the
図5に示すように、光吸収部54で吸収されなかった環境光L31の一部は、光学機能層50を透過し、表示部20へ向けて進む。上述したように、このような光は、表示部20で反射して、自己モアレの原因となり得る(図5のL32参照)。
As shown in FIG. 5, part of the environmental light L <b> 31 that has not been absorbed by the
しかしながら、本実施の形態においては、表示部20に向かう光L31が最も反射しやすくなると考えられる表示部20の表面層に、光を拡散させる機能を有した光拡散層26が設けられている。したがって、図5に示すように、表示部20の表面層26での反射光L41は、拡散されるようになる。このため、光学機能層50へ再入射する光の周期性は弱められる。すなわち、光拡散層26によれば、自己モアレを目立たなくさせるのではなく、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。なお、この効果を期待する上で、表面層26が表示部20の最出光側面(最も光学部材側の表面)をなす凹凸面を有し、この凹凸面によって表面層26の光拡散機能が発現されるようになっていることが好ましい。この場合、表示部20での最出光側面での正反射(鏡面反射)を効果的に防止し、自己モアレを目立たなくさせることができる。
However, in the present embodiment, the
また、光学機能層50から表示部20に向かう光L31の一部には、表示部20の表面層26ではなく、表示部20の内部(例えば、PDPの蛍光体)まで進んだ後に反射されて、その進行方向を観察者側へ反転させられる光も存在する。このような光は、表示部20の表面層26へ入射して表示部20の内部へ進む際に拡散される。さらに、表示部20の内部で反射した後、表示部20の表面層26から観察者側へ出射する際に再び拡散される。すなわち、光拡散層26で二度拡散させることにより、光の周期性を効果的に弱めることができ、これにより、このような光に起因した自己モアレ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。
Further, a part of the light L31 directed from the
なお、表示部本体22からの映像光は、表示部20の表面層26から観察者側へ出射する際に、光拡散層26によって一度だけ拡散される。しかしながら、光拡散層26は、表示部本体22から隙間を空けず、表示部本体22に近接して配置されている。本件発明者が研究を重ねたところ、このような光拡散層26によれば、映像光が像ぼけしてしまうように拡散されることを効果的に抑制することができた。本実施の形態においては、表示部本体22に最も近接する位置に光拡散層26が設けられている。したがって、像ぼけやゴースト等の発生を効果的に防止しながら、自己モアレを目立たなくさせることができる。
Note that the image light from the display unit
以上のような第2の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。 According to the second embodiment as described above, interference fringes (moire) can be made inconspicuous without greatly degrading the image quality.
〔変形例〕
なお、上述した第1の実施の形態または第2の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6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6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。
[Modification]
Various modifications can be made to the first embodiment or the second embodiment described above. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to FIGS. 6 to 9 as appropriate. 6 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6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7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8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9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、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。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した第1の実施の形態において、表示部本体22に反射防止層25を積層することにより、表示部20の光学部材側の表面層に反射防止機能を付与する例を示したが、これに限られない。例えば、表示部本体22の光学部材側の面(前面板22a)に対して反射防止処理を施すことによって、表示部20の光学部材側の表面層に反射防止機能を付与するようにしてもよい。
Furthermore, in 1st Embodiment mentioned above, although the
さらに、上述した第2の実施の形態において、表示部本体22に光拡散層26を積層することにより、表示部20の光学部材側の表面層に光拡散機能を付与する例を示したが、これに限られない。例えば、表示部本体22の光学部材側の面(前面板22a)に対して光拡散処理(例えば、ヘアライン加工やブラスト処理等の粗面化処理)を施すことによって、表示部20の光学部材側の表面層に光拡散機能を付与するようにしてもよい。
Furthermore, in the second embodiment described above, an example in which a light diffusion function is provided to the surface layer on the optical member side of the
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)を表示部本体として含む表示部と、表示部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その他の構成については、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 display portion including a plasma display panel (PDP) taken out from a commercially available television as a display portion main body and an optical member arranged to face the display portion. All plasma TVs share the same PDP. The other configurations 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、像ぼけの有無を評価した。 About each obtained plasma television, the presence or absence of interference fringes, contrast, and the presence or absence of image blur were evaluated.
<サンプル>
(実施例1)
表示部本体(PDP)の光学部材側の面に、市販の反射防止層を粘着剤を介して貼合することによって、表示部を作製した。
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。また、光学機能層は、基部層と一体成型した。つまり、光学部材は、上述した図1の光学シートと同一に構成した。
表示部と光学部材との間の隙間は2mmとした。
<Sample>
Example 1
The display part was produced by bonding a commercially available antireflection layer to the surface of the display part main body (PDP) on the optical member side via an adhesive.
The optical member was an optical member laminated in the order of the base layer and the optical functional layer from the observer side. The optical functional layer was integrally formed with the base layer. That is, the optical member was configured the same as the optical sheet in FIG. 1 described above.
The gap between the display unit and the optical member was 2 mm.
(実施例2)
表示部本体(PDP)の光学部材側の面に、市販の光拡散層を粘着剤を介して貼合することによって、表示部を作製した。光拡散層として、凹凸面を有するフィルムであって、この凹凸面によって光拡散性が発現されるように構成されたフィルムを用いた。なお、このフィルムは、単一な材料から構成されており、光拡散剤を含んでいないフィルムであった。実施例2の光学部材は、実施例1の光学部材と同一とした。表示部と光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Example 2)
The display part was produced by bonding a commercially available light-diffusion layer through the adhesive to the surface at the side of the optical member of a display part main body (PDP). As the light diffusing layer, a film having a concavo-convex surface, which was configured so that light diffusibility was expressed by the concavo-convex surface was used. In addition, this film was comprised from the single material, and was a film which does not contain the light-diffusion agent. The optical member of Example 2 was the same as the optical member of Example 1. The gap between the display unit and the optical member was 2 mm.
(実施例3)
表示部本体(PDP)の光学部材側の面に、市販の光拡散層を粘着剤を介して貼合することによって、表示部を作製した。光拡散層として、光拡散剤を含むフィルムであって、この光拡散剤によって光拡散性が発現されるように構成されたフィルムを用いた。なお、このフィルムは、凹凸が形成されていない平坦な表面を有するフィルムであった。実施例3の光拡散層の拡散度合いは、実施例2の光拡散層の拡散度合いと略同一とした。実施例3の光学部材は、実施例1の光学部材と同一とした。表示部と光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Example 3)
The display part was produced by bonding a commercially available light-diffusion layer through the adhesive to the surface at the side of the optical member of a display part main body (PDP). As the light diffusing layer, a film containing a light diffusing agent and configured so that light diffusibility is expressed by the light diffusing agent was used. In addition, this film was a film which has the flat surface in which the unevenness | corrugation is not formed. The degree of diffusion of the light diffusion layer of Example 3 was set substantially the same as the degree of diffusion of the light diffusion layer of Example 2. The optical member of Example 3 was the same as the optical member of Example 1. The gap between the display unit and the optical member was 2 mm.
(比較例1)
表示部本体(PDP)のみから表示部を構成した。すなわち、表示部は、反射防止層および光拡散層のいずれも有していないようにした。比較例1の光学部材は、実施例1の光学部材と同一とした。表示部と光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Comparative Example 1)
The display part was comprised only from the display part main body (PDP). In other words, the display unit has neither an antireflection layer nor a light diffusion layer. The optical member of Comparative Example 1 was the same as the optical member of Example 1. The gap between the display unit and the optical member was 2 mm.
(比較例2)
比較例2の表示部は、比較例1と同一の表示部とした。比較例2の光学部材は、実施例1の光学部材と同一とした。ただし、表示部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 display unit of Comparative Example 2 was the same display unit as Comparative Example 1. The optical member of Comparative Example 2 was the same as the optical member of Example 1. However, the gap between the display unit and the optical member was larger than 10 mm.
(比較例3)
比較例3の表示部は、比較例1と同一の表示部とした。比較例3の光学部材は、実施例1の光学部材と同一とした。ただし、表示部と光学部材とを、互いに接触するようにして重ねて配置した。つまり、表示部と光学部材との間の隙間は0mmとした。
(Comparative Example 3)
The display unit of Comparative Example 3 was the same display unit as Comparative Example 1. The optical member of Comparative Example 3 was the same as the optical member of Example 1. However, the display unit and the optical member were arranged so as to be in contact with each other. That is, the gap between the display unit and the optical member was 0 mm.
(比較例4)
比較例4の表示部は、比較例1と同一の表示部とした。比較例4の光学部材は、実施例1の光学部材の観察者側の面に、市販の光拡散層を粘着剤を介して貼合することによって、作製した。光拡散層は、実施例3で用いた光拡散層と同一構成のものとした。比較例4で用いた光拡散層の拡散度合いは、実施例3で用いた光拡散層の拡散度合いと略同一とした。表示部と光学部材との間の隙間は2mmとした。
(Comparative Example 4)
The display unit of Comparative Example 4 was the same display unit as Comparative Example 1. The optical member of Comparative Example 4 was produced by bonding a commercially available light diffusion layer to the surface on the viewer side of the optical member of Example 1 via an adhesive. The light diffusion layer had the same configuration as the light diffusion layer used in Example 3. The diffusion degree of the light diffusion layer used in Comparative Example 4 was substantially the same as the diffusion degree of the light diffusion layer used in Example 3. The gap between the display unit 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像ぼけの評価>
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 image blur>
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像ぼけの評価結果を図10の「像ぼけ」の欄に示す。図10において、像ぼけが生じていると感じられたサンプルについて×を表示し、像ぼけ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。比較例2に係るプラズマテレビに表示される映像は、像ぼけだけでなく、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。 Also, the evaluation result of image blur for each plasma television is shown in the column of “image blur” in FIG. In FIG. 10, “x” is displayed for a sample in which image blur is felt, and “◯” is displayed for a sample in which the presence of image blur was not noticed visually. In the video displayed on the plasma television according to Comparative Example 2, not only image blur but also ghost (double image) was 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.
さらに、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。 Furthermore, 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
25 反射防止層(表面層)
26 光拡散層(表面層)
30 光学部材
40 光学シート
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
10
26 Light diffusion layer (surface layer)
30
Claims (10)
前記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と、を備え、
前記光学部材は、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を有し、
前記表示部の前記光学部材に対面する表面層に、反射防止機能が付与されている
ことを特徴とする表示装置。 A display unit;
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,
The optical member includes a plurality of light transmitting portions formed so as to be able to transmit light, and a plurality of lights formed so as to be capable of absorbing light and arranged alternately with the light transmitting portions along a sheet surface of the optical member. An optical functional layer having an absorption part,
An antireflection function is imparted to the surface layer of the display unit that faces the optical member.
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display unit includes: a display unit main body that emits image light; and an antireflection layer that is laminated on the display unit main body and forms a surface of the display unit on the optical member side. The display device described in 1.
前記表示部本体の前記光学部材側の面に対して処理を施すことによって、前記反射防止機能が付与されている
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display unit has a display unit body that emits image light,
The display device according to claim 1, wherein the antireflection function is provided by performing processing on a surface of the display unit main body on the optical member side.
前記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と、を備え、
前記光学部材は、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を有し、
前記表示部の前記光学部材に対面する表面層に、光拡散機能が付与されている
ことを特徴とする表示装置。 A display unit;
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,
The optical member includes a plurality of light transmitting portions formed so as to be able to transmit light, and a plurality of lights formed so as to be capable of absorbing light and arranged alternately with the light transmitting portions along a sheet surface of the optical member. An optical functional layer having an absorption part,
A display device characterized in that a light diffusing function is imparted to a surface layer facing the optical member of the display section.
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 5. The display unit, comprising: a display unit main body that emits image light; and a light diffusion layer that is laminated on the display unit main body and forms a surface of the display unit on the optical member side. The display device described in 1.
前記表示部本体の前記光学部材側の面に対して処理を施すことによって、前記光拡散機能が付与されている
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 The display unit has a display unit body that emits image light,
The display device according to claim 4, wherein the light diffusion function is provided by performing a process on a surface of the display unit main body on the optical member side.
ことを特徴とする請求項5または6に記載の表示装置。 The display device according to claim 5, wherein the display unit has an uneven surface that forms a surface of the display unit on the optical member side.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein a haze value of the optical member is 3 or more and 10 or less.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the display unit includes a plasma display panel.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, 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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