JP2010217871A - Light control sheet and liquid crystal display device using the light control sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の液晶表示装置において、光源からの光を制御して出射することができる光制御シート、及び該光制御シートを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a light control sheet capable of controlling and emitting light from a light source in a liquid crystal display device such as a liquid crystal display device, and a liquid crystal display device using the light control sheet.
例えば液晶ディスプレイ装置等では、光源からの光を、映像の情報が表わされる液晶パネル(以下、「LCD」と記載することがある。)を透過させて出射し、観察者に映像を提供する。このときLCDに入射する光源からの光は、できるだけLCDのパネル面法線に平行であることが好ましく、これにより観察者に提供する映像光の質を向上させることが可能となる。 For example, in a liquid crystal display device or the like, light from a light source is emitted through a liquid crystal panel (hereinafter sometimes referred to as “LCD”) on which image information is represented, thereby providing an image to an observer. At this time, the light from the light source incident on the LCD is preferably parallel to the normal of the panel surface of the LCD as much as possible, thereby improving the quality of the image light provided to the observer.
このためにいわゆるルーバーとよばれる光制御シートが用いられることがある。これはシート面に沿って所定の間隔を有して並列される矩形断面を有する光透過部と、該光透過部の間に光吸収可能に設けられる断面矩形の光吸収部とにより構成されている。これによれば、所定の角度を有して光制御シートに入射した光は光吸収部により吸収される。そして、シート面法線に平行、又はそれに近い光のみが光透過部を透過する。これにより、上記したような好ましい光をLCDに入射させることができる。
また、カーナビゲーションのディスプレイでは、夜間においてフロントガラスへ該ディスプレイの映像が映り込むことを防止するため、上方へ光を出射することを抑制するためにルーバーを用いる。
For this purpose, a light control sheet called a so-called louver is sometimes used. This is composed of a light transmission part having a rectangular cross section arranged in parallel with a predetermined interval along the sheet surface, and a light absorption part having a rectangular cross section provided between the light transmission parts so as to be able to absorb light. Yes. According to this, the light which has entered the light control sheet with a predetermined angle is absorbed by the light absorbing portion. Then, only light that is parallel to or close to the normal to the sheet surface passes through the light transmission part. Thereby, the preferable light as described above can be incident on the LCD.
In the car navigation display, a louver is used to prevent light from being emitted upward in order to prevent the image of the display from being reflected on the windshield at night.
ところが、このようなルーバータイプの光制御シートでは、光の方向を制御できるものの、吸収されてしまう光も多いので映像が暗くなってしまう場合があった。明るい映像を得るために光源への投入エネルギを大きくしたり、より明るい光源を適用したりする必要があった。 However, in such a louver type light control sheet, although the direction of light can be controlled, there is a case where the image becomes dark because there is a lot of absorbed light. In order to obtain a bright image, it is necessary to increase the input energy to the light source or to apply a brighter light source.
これに対して、特許文献1に記載のような視野角制御シートが開示されている。これによれば、光透過部を台形状とし、その間を傾斜面を有する光吸収可能な楔形部としている。当該楔形部の傾斜面では屈折率差に基づく反射ができるように形成されており、入射した光を平行なものに近付けて出射することが可能である。従って出射光の輝度(明るさ)はルーバーの場合よりも大きくすることができる。 On the other hand, a viewing angle control sheet as disclosed in Patent Document 1 is disclosed. According to this, the light transmission part is trapezoidal, and a wedge-shaped part having an inclined surface and capable of absorbing light is formed between them. The inclined surface of the wedge-shaped portion is formed so as to be able to reflect on the basis of the difference in refractive index, and incident light can be emitted close to a parallel one. Therefore, the luminance (brightness) of the emitted light can be made larger than in the case of the louver.
しかしながら、このような視野角制御シートを光源とLCDとの間に配置した場合に、色彩のムラが発生して不具合を生じることがあった。 However, when such a viewing angle control sheet is disposed between the light source and the LCD, color unevenness may occur, causing problems.
そこで本発明は、画面内の色彩ムラを抑制して質の良い映像を出射することができる光制御シート、及び該光制御シートを備える液晶表示装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light control sheet that can emit a high-quality image while suppressing color unevenness in the screen, and a liquid crystal display device including the light control sheet.
発明者らは、鋭意検討した結果、光制御シートのリタデーションを抑制することによる色別れ防止、及び光制御シートの液晶パネル(偏光板)へ光学的密着による干渉縞を防止することにより、色彩ムラを抑制することができるとの知見を得た。
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。
As a result of intensive studies, the inventors have found that color unevenness is prevented by preventing color separation by suppressing retardation of the light control sheet, and interference fringes due to optical adhesion to the liquid crystal panel (polarizing plate) of the light control sheet. The knowledge that it can suppress was acquired.
The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
請求項1に記載の発明は、液晶表示装置の光源(2)と液晶パネル(22)との間に設けられ、複数の層を有する光制御シート(10、110)であって、複数の層のうち少なくとも1層は、光を透過可能にシート面に沿って並列され、断面形状が台形であるプリズム部(12、12、…)と、該プリズム部の間に光吸収性を有する材料が充填されて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、複数の層のうち少なくとも1層は、断面形状台形であるプリズム部の長い下底側の光学機能シート層の面に積層される透光性の基材フィルム層(16)とされ、基材フィルム層は、リタデーションReが15nm以下であることを特徴とする光制御シートを提供することにより前記課題を解決する。 The invention according to claim 1 is a light control sheet (10, 110) provided between a light source (2) and a liquid crystal panel (22) of a liquid crystal display device and having a plurality of layers, wherein the plurality of layers At least one of the prism parts (12, 12,...) Having a trapezoidal cross section and a light-absorbing material between the prism parts. And an optical function sheet layer (11) having a light absorption portion (13, 13,...) Formed by filling, at least one of the plurality of layers having a long prism portion having a trapezoidal cross section. A light-transmitting base film layer (16) laminated on the surface of the optical functional sheet layer on the lower bottom side, the base film layer having a retardation Re of 15 nm or less. The problem is solved by providing.
ここで「リタデーションRe」は平面方向のリタデーションを意味する。そして、当該リタデーションReは、波長400nm〜700nmにおいて、いずれも15nm以下であることが好ましい。これにより可視光の全域に亘ってリタデーションを抑えることができるからである。 Here, “retardation Re” means retardation in the plane direction. The retardation Re is preferably 15 nm or less at a wavelength of 400 nm to 700 nm. This is because retardation can be suppressed over the entire visible light range.
請求項2に記載の発明は、液晶表示装置の光源(2)と液晶パネル(22)との間に設けられ、複数の層を有する光制御シート(10、110)であって、複数の層のうち少なくとも1層は、光を透過可能にシート面に沿って並列され、断面形状が台形であるプリズム部(12、12、…)と、該プリズム部の間に光吸収性を有する材料が充填されて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、複数の層のうち少なくとも1層は、断面形状台形であるプリズム部の長い下底側の光学機能シート層の面に積層される透光性の基材フィルム層(16)とされ、基材フィルム層は、リタデーションReが15nm以下であるとともに、該基材フィルム層の面のうち、光学機能シート層が積層される側とは反対側の面には、平均粗さ(Ra)が0.1μm以上の粗面が形成されていることを特徴とする光制御シートを提供することにより前記課題を解決する。 The invention according to claim 2 is a light control sheet (10, 110) provided between the light source (2) of the liquid crystal display device and the liquid crystal panel (22), and having a plurality of layers, the plurality of layers. At least one of the prism parts (12, 12,...) Having a trapezoidal cross section and a light-absorbing material between the prism parts. And an optical function sheet layer (11) having a light absorption portion (13, 13,...) Formed by filling, at least one of the plurality of layers having a long prism portion having a trapezoidal cross section. The light-transmitting base film layer (16) is laminated on the surface of the optical functional sheet layer on the lower bottom side, and the base film layer has a retardation Re of 15 nm or less and the surface of the base film layer Of these, the side on which the optical function sheet layer is laminated and The surface opposite to solve the above problems by the average roughness (Ra) to provide a light control sheet, characterized in that the above rough surface 0.1μm are formed.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光制御シート(10、110)において、基材フィルム層(16)がポリカーボネートを主成分とすることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the light control sheet (10, 110) according to claim 1 or 2, the base film layer (16) is mainly composed of polycarbonate.
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制御シート(110)において、光学機能シート層(11)の基材フィルム層(16)が配置された側とは反対側の面側に他の基材フィルム層(112)が積層され、該他の基材フィルム層もリタデーションReが15nm以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the light control sheet (110) according to any one of claims 1 to 3, wherein the base film layer (16) of the optical function sheet layer (11) is disposed. Another base film layer (112) is laminated on the surface opposite to the above, and the other base film layer has a retardation Re of 15 nm or less.
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制御シート(10、110)の線膨張係数が1×10−3(1/℃)以下であることを特徴とする。 Invention of Claim 5 is that the linear expansion coefficient of the light control sheet | seat (10, 110) as described in any one of Claims 1-4 is 1 * 10 < -3 > (1 / degreeC) or less. Features.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光制御シート(10、110)において、光吸収部(13、13、…)の断面形状が、基材フィルム層(16)側に幅が狭い上底面を有する等脚台形、又は基材フィルム層側を頂点とする二等辺三角形であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the light control sheet (10, 110) according to any one of claims 1 to 5, wherein the cross-sectional shape of the light absorbing portion (13, 13, ...) is a base film. It is an isosceles trapezoid having an upper bottom surface with a narrow width on the layer (16) side, or an isosceles triangle having the base film layer side as an apex.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項1項に記載の光制御シート(10)において、光吸収部(13、13、…)の屈折率はNbとされ、プリズム部(12、12、…)を構成する材料の屈折率をNpとしたとき、Nb<Npなる関係が成立することを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the light control sheet (10) according to any one of claims 1 to 6, wherein the refractive index of the light absorbing portion (13, 13, ...) is Nb, When the refractive index of the material constituting the prism portion (12, 12,...) Is Np, the relationship Nb <Np is established.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光制御シート(10、110)と、光制御シートの基材フィルム層(16)側に配置される液晶パネル(22)と、光制御シートの基材フィルム層側とは反対側に配置される光源(2)と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供することにより前記課題を解決する。 The invention according to claim 8 is the light control sheet (10, 110) according to any one of claims 1 to 7, and a liquid crystal panel disposed on the base film layer (16) side of the light control sheet. (22) and the light source (2) arranged on the side opposite to the base film layer side of the light control sheet are provided to solve the above problem by providing a liquid crystal display device.
請求項9に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光制御シート(10、110)と、光制御シートの基材フィルム層(16)側に配置される偏光板(21)と、光制御シートの基材フィルム層側とは反対側に配置される光源(2)と、光源及び光制御シートの間に配置される反射型偏光シート(4)と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供することにより前記課題を解決する。 Invention of Claim 9 is the polarizing plate arrange | positioned at the base film layer (16) side of the light control sheet (10,110) as described in any one of Claims 1-7, and a light control sheet. (21), a light source (2) disposed on the side opposite to the base film layer side of the light control sheet, and a reflective polarizing sheet (4) disposed between the light source and the light control sheet. The above-described problems are solved by providing a liquid crystal display device.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の光制御シート(10、110)を製造する方法であって、基材フィルム層(16)となるフィルムを、表面にプリズム部(12、12、…)の形状に対応した凹凸を設けた金型ロールと押圧ロールとの間を通過させる際に、基材フィルム層となる層と金型ロールとの間に、電離放射線硬化性樹脂を供給して基材フィルム層となるフィルムと金型ロールの凹部とによる空間に電離放射線硬化性樹脂を充填させ、該充填された状態で、基材フィルム層となるフィルム側から電離放射線を照射して金型ロールの凹部内に充填されている電離放射線硬化性樹脂を硬化させ、基材フィルム層となるフィルム及び硬化した電離放射線硬化樹脂を金型ロールから剥離してプリズム部を形成し、その後、プリズム部の間に光吸収性を有する材料を充填する工程を含む、光制御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。
Invention of
本発明の光制御シート、液晶表示装置によれば、画面内の色別れや色彩ムラを抑制して質の良い映像を出射することができる。ここで色別れとは、画面内で虹のように色が分かれて見える現象である。 According to the light control sheet and the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to emit high-quality images while suppressing color separation and color unevenness in the screen. Here, the color separation is a phenomenon in which colors appear to be divided like a rainbow on the screen.
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するため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、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。 The above-described operation and gain of the present invention will be clarified from embodiments for carrying out the invention described below. Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
図1は1つの実施形態に係る光制御シート10の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。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。
FIG. 1 is a view schematically showing a layer structure of a
光制御シート10は、光学機能シート層11、基材フィルム層16を有している。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。
The
光学機能シート層11は、光制御シート10の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12、12、…と、該プリズム部12、12、…の間に配置された光吸収部13、13、…とを備えている。図2に2つの光吸収部13、13及びこれに隣接するプリズム部12、12、12に着目した光学機能シート層11の拡大図を示した。図1、図2、及び適宜示した図を参照しつつ光学機能シート層11について説明する。
The optical
プリズム部12、12、…は一方のシート面側が上底、他方のシート面側が下底となるように配置された略等脚台形断面を有する要素である。また、プリズム部12、12、…は、屈折率がNpである光透過性樹脂で構成されている。
プリズム部12、12、…は通常、電離放射線により硬化する樹脂により形成される。当該樹脂としては、後述する光吸収部のバインダーと同様のものが使用可能で、所定の屈折率を有する透明な樹脂で、電離放射線硬化作用を有する紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等が用いられる。直接に電離放射線で硬化反応するものや、触媒又は開始剤と呼ばれる反応を励起させる物質を介して硬化反応を起こさせるものもある。電離放射線硬化型樹脂としては、反応性オリゴマー(エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等)、反応性のモノマー(ビニルピロリドン、2−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリテート等)が適宜選択される。
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1.4〜1.6であることが好ましい。
The
The
Although the magnitude | size of Np is not specifically limited, It is preferable that it is 1.4-1.6 from a viewpoint of the availability of an application material.
当該プリズム部12、12、…内を光が透過することにより液晶パネルに光を提供することができる。
Light can be provided to the liquid crystal panel by transmitting light through the
光吸収部13、13、…は、プリズム部12、12、…の間に配置される部位である。光吸収部13、13、…はプリズム部12、12、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部12、12、…の下底側となるような略二等辺三角形形状である。該光吸収部13、13、…は、屈折率がNbである物質が充填されたバインダー部14と、該バインダー部14に混入された光吸収粒子15、15、…とを備えている。
The
バインダー部14に充填されるバインダー材の屈折率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1.4〜1.6であることが好ましい。
Although the magnitude | size of the refractive index Nb of the binder material with which the
バインダー材としては、例えば、上記所定の屈折率を有する透明な樹脂で、電離放射線硬化作用を有する紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等が用いられる。直接に電離放射線で硬化反応するものや、触媒又は開始剤と呼ばれる反応を励起させる物質を介して硬化反応を起こさせるものもある。電離放射線硬化型樹脂としては、反応性オリゴマー(エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等)、反応性のモノマー(ビニルピロリドン、2−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリテート等)が適宜選択される。 As the binder material, for example, an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin having a predetermined refractive index and having an ionizing radiation curing action is used. There are those that directly cure with ionizing radiation and those that cause a curing reaction through a substance that excites a reaction called a catalyst or an initiator. Examples of ionizing radiation curable resins include reactive oligomers (epoxy acrylate, urethane acrylate, polyether acrylate, polyester acrylate, polythiol, etc.) and reactive monomers (vinyl pyrrolidone, 2-ethylhexyl acrylate, β-hydroxy). Acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.) are appropriately selected.
ここで、本発明の光制御シート10における屈折率Npと屈折率Nbとの差は、特に限定されるものではないが、Np−Nbが0より大きいことが好ましい。これによりプリズム部12、12、…と光吸収部13、13、…との界面で適切に全反射がおこなわれるとともに、シート面法線に対して大きな角度を有する光を光吸収部13、13、…に入射させて吸収させることができる。
Here, the difference between the refractive index Np and the refractive index Nb in the
光吸収粒子15、15、…は、カーボン等の顔料又は赤、青、黄等の染料にて所定の濃度に着色された粒子である。これには例えば市販の着色樹脂微粒子を使用することもできる。具体的には、黒色の粒子としてカーボンブラック等の黒色顔料や樹脂粒子例えばアクリル等の透明粒子に前記したカーボンブラック等の黒色顔料を混合したもの等が用いることができる。また、黒色顔料以外の青色、紫色、黄色、赤色の各種顔料及び/又は染料の混合、又は青色、紫色、黄色、赤色着色材に前記黒色着色材を混合分散し、実質的に黒色にした材料を使用しても良い。青色顔料としては、銅フタロシアニン等が、紫色顔料としては、ジオキサジンバイオレット等が、黄色顔料としては、ジスアゾイエロー等が、赤色顔料としては、クロモフタルレッドタイペル等が用いられるが、その限りではなく、顔料でなく、染料でも良い。また、青色、紫色、黄色、赤色、黒色顔料または染料を混合分散した着色顔料又は染料で、樹脂粒子例えばアクリル等の透明粒子を着色した着色粒子でも良い。上記の着色粒子の中で、本発明においては、黒色粒子がもっとも光吸収性が高いので好ましい材料である。
The
また、光吸収粒子15、15…は入手性、光学的特性及び取扱いの観点から平均粒径が1μm以上の粒子が好ましく、加えて光吸収部13、13、…の三角形である底辺の長さの半分以下であることがさらに好ましい。光吸収粒子15の大きさが1μm未満と小さすぎると、斜辺に多くの光吸収粒子が存在し得ることになり、当該斜辺で全反射すべき光の一部も吸収してしまうことがあり、反射効率の低下を招く虞があるからである。また、製造時において、シート面に光吸収粒子が残存する場合があり、製造上の問題を生じる可能性もある。
一方、光吸収粒子15の大きさが光吸収部13の底辺の長さの半分を超えて大きすぎると、製造時に、光吸収部13の内部に充填し難くなり充填率が悪くなる。さらには各光吸収部の充填率にばらつきが生じることになり、光学的なムラが生じて好ましくない。
The
On the other hand, if the size of the
さらに光吸収粒子15、15、…の分散量は、光吸収部13、13、…の全体の体積に対して10〜50体積%であることが好ましい。かかる比率を維持することによって、十分な光吸収効果を保ちつつ、容易な製造条件を与えることができる。
Further, the amount of dispersion of the
また、光を吸収する観点からは、光吸収部13、13、…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13、13、…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%となるように構成されていることが好ましい。透過率を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。
Further, from the viewpoint of absorbing light, the light absorption performance of the
さらに、光吸収部13、13、…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、通常の表示装置の場合、適切に外光及び光の反射、吸収をする観点から、0度より大きく10度以下であることが好ましく、0度より大きく6度以下であることがさらに好ましい。
Further, the angle θ of the oblique sides (two sides extending in the sheet thickness direction) of the
光学機能シート層11の形状は、図1、図2に示したように、プリズム部12、12、…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13、13、…は二等辺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。図3に変形例を示した。図3は図2に相当する図で、光学機能シート層11’における2つの光吸収部13’、13’と、その両側に配置されるプリズム部12’、12’、12’に注目して示した図である。図3からわかるように、光吸収部13’、13’の断面における斜辺(プリズム部12’、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’、12’の上底(短い側の底)側(紙面左側)に配置される斜辺13a’、13a’、…はシート面の法線に対して角度θ1を有している。一方、プリズム部12’、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’、…はシート面の法線に対して角度θ2を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shape of the optical
この角度θ1、θ2は、θ1>θ2の関係であるとともにいずれも0度より大きく10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。また、2つの斜辺13a’、13b’は、光学機能シート層11’の厚み方向(紙面左右方向)にZ1とZ2に分ける位置で交差する。Z1とZ2とは同じ大きさであることが好ましい。
It is preferable that the angles θ 1 and θ 2 have a relationship of θ 1 > θ 2 and both are in the range of greater than 0 degree and less than or equal to 10 degrees. A more preferable angle is greater than 0 degree and 6 degrees or less. Further, the two
当該変形例は、2つの斜辺により構成されている例であるが、さらに多くの斜辺で構成されることにより、断面において折れ線状であっても良い。さらにはこれが曲線状であっても良い。 The modification is an example constituted by two hypotenuses, but may be formed in a polygonal line shape in the cross section by comprising more hypotenuses. Furthermore, this may be curved.
本実施形態では、光吸収部が略三角形である場合を示して説明したが光吸収部の形状はこれに限定されるものではない。例えば台形であってもよい。図4に、光吸収部が等脚台形である例における光制御シートのうち光学機能シート層11’’の光吸収部13’’、13’’及びこれに隣接するプリズム部12’’、12’’、12’’を示した。ここでは、図4のように光吸収部13’’、13’’が台形であり、このときには該台形における長い底辺(下底)をプリズム部12’’の上底側、短い底辺(上底)をプリズム部12’’の下底側に配置することができる。ここで図4にAで示した上底の長さは2μm〜25μmの範囲であることが好ましい。また、台形の斜辺は、シート面法線に対してθ3の角度を有して形成されている。この角度θ3の大きさは特に限定されるものではないが、0度より大きく10度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は0度より大きく6度以下である。
In the present embodiment, the case where the light absorbing portion is substantially triangular has been described and described, but the shape of the light absorbing portion is not limited to this. For example, a trapezoid may be used. FIG. 4 shows the
また、本実施形態では、上記したように光吸収部の斜辺における全反射の効率の観点から光吸収部に光吸収粒子を混入させることにより光吸収性能を得ることとした。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、光吸収部にカーボン等の顔料や所定の染料を混入して光吸収部全体を所定の濃度に着色してもよい。 In the present embodiment, as described above, light absorption performance is obtained by mixing light absorption particles in the light absorption portion from the viewpoint of the efficiency of total reflection on the hypotenuse of the light absorption portion. However, the present invention is not limited to this, and a pigment such as carbon or a predetermined dye may be mixed in the light absorption portion to color the entire light absorption portion to a predetermined concentration.
図1に戻り、引き続き光制御シート10に備えられる構成について説明する。基材フィルム層16は、該基材フィルム層16の一方の面上に光学機能シート層11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ある。図5に図1の一部を拡大して示した。
Returning to FIG. 1, the configuration of the
図1、図5からわかるように基材フィルム層16の面のうち、光学機能シート層11には接していない側の面には粗面16aが形成されている。これにより当該光制御シート10を液晶パネルに積層したときに、いわゆる光学的な密着による干渉縞(ニュートンリング)を抑制することができる。特に、カーナビゲーションシステムのモニターにおいては、高温高湿の環境下で偏光板との部分的な密着による干渉縞の発生が無いことが要求されている。すなわち、光学的な密着がされる部分では、微小な空気層が形成されており、該空気層直前の界面で反射した光と、空気層を透過した後の界面で反射した光とが干渉することにより干渉縞を生じる。これに対して、粗面16aが形成されていることにより、当該干渉が生じるような空気層(例えば層厚が微小で一定である空気層)が形成されることを抑制できるので、干渉縞の発生を抑えることが可能となる。従って、粗面16aの面粗度は、当該干渉縞を抑制することができれば特に限定されるものではないが、平均粗さ(Ra)で0.1μm以上であることが好ましい。面粗度が小さすぎると、粗面を形成した上記効果が小さくなってしまうからである。一方、光の拡散が多くなり、光の出射範囲を制御する効果が低減する観点から、当該Raは1.5μm以下であることが好ましい。
As can be seen from FIGS. 1 and 5, a
粗面16aを形成する方法は、公知の手法を採用することができる。これには例えば、エンボスが形成されたロールによる転写、サンドブラスト、印刷及び塗装等を挙げることができる。
A known method can be adopted as a method of forming the
さらに、基材フィルム層16の平面方向のリタデーションReは、波長400nm〜700nmにおいて、いずれも15nm以下であるものとする。ここで、リタデーションReは、Re=(Nx−Ny)×dで表わされる。Nxは、基材フィルム層16面内の最大の屈折率、Nyは、基材フィルム層16の面内の最小の屈折率である。また、d(nm)は基材フィルム層16の厚さである。
リタデーションが大きくなると、LCDの偏光板や液晶パネルの偏光性、及び液晶画像表示装置の場合に用いられる輝度向上を目的とする反射型偏光シートと相まって、映像に色彩ムラが生じやすくなる。従って、リタデーションReを15nm以下に抑えることにより、色彩ムラを抑制し、コントラストの低下を防ぐことが可能となる。
詳しくは次の通りである。すなわち層内で複屈折(リタデーション)が生じると、光が複数の方向に分かれて進行する。そして当該分かれて進行した光が層外に出た時に他の分かれて進行した光との間で干渉する。これがいわゆる色彩ムラとして観察されてしまう。特に、偏光子と偏光子との間にリタデーションの大きい層が含まれるとこれが顕著である。例えば、液晶表示装置において、輝度向上を目的に用いられる反射型偏光シートと、液晶パネルの偏光板との間にリタデーションの大きい層を有することが色彩ムラの一つの原因となる。
これに対して光制御シート10では上記のようにリタデーションReを15nm以下に抑えているので、このような色彩ムラを抑制することが可能である。
Further, the retardation Re in the planar direction of the
When the retardation is increased, color unevenness is likely to occur in the image, coupled with the polarizing property of the polarizing plate of the LCD and the liquid crystal panel, and the reflective polarizing sheet for improving the luminance used in the case of the liquid crystal image display device. Therefore, by suppressing the retardation Re to 15 nm or less, it is possible to suppress color unevenness and prevent a decrease in contrast.
Details are as follows. That is, when birefringence (retardation) occurs in the layer, light travels in a plurality of directions. Then, when the separately proceeding light goes out of the layer, it interferes with other separately traveling light. This is observed as so-called color unevenness. This is particularly remarkable when a layer having a large retardation is included between the polarizers. For example, in a liquid crystal display device, having a layer having a large retardation between a reflective polarizing sheet used for the purpose of improving luminance and a polarizing plate of a liquid crystal panel is one cause of color unevenness.
On the other hand, in the
基材フィルム層16に用いられる材料は、透光性を備えると共に、リタデーションを15nm以下に抑えることができるものであれば特に限定されることはない。このようにリタデーションを低く抑えることができるものとしては例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィン、TACフィルムを挙げることができる。その中でも、入手の容易性、コスト、電離放射線硬化性樹脂との密着性から、ポリカーボネートであることが好ましい。また、TACフィルムは、裂けやすく、通常のコーティング(グラビアコート、ロールコート等)のような加工方法であれば、フィルム幅方向において一方向に比較的均一に張力がかかり、加工が容易であるが、金型ロールから硬化した樹脂を離型する場合には、フィルム面に対して垂直方向に力がかかり、かつ、金型の形状のばらつき等により発生した応力が不均一となって裂ける可能性がある。
The material used for the
また、ポリカーボネートフィルムにプライマー処理をしても良い。プライマーは、製造プロセス及び光制御シートの使用環境化において、基材フィルム層と電離放射線硬化樹脂(光学機能シート層11)との接着性を向上させる機能を有する。ここでいうポリカーボネートは、ポリカーボネートを主ポリマーとするもので、たとえば劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含む、あるいはメタアクリル樹脂等との複合体であっても良い。
プライマー塗付方法は、グラビアコーティング法、スプレー法、ロールコーテイング法等公知の手段、塗付厚さは十分な密着力が得られれば特に限定されることは無いが1μm〜10μm程度が望ましい。プライマーの材料としては公知のものが使用可能で、例えばアクリル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン及びそれらの混合物からなり、それぞれ希釈溶剤に溶解、分散して塗布した後に希釈溶剤を蒸発させたもの、又は熱硬化あるいは紫外線硬化等により硬化させたものが使用できる、また紫外線による硬化の場合は、希釈溶剤を含まずに使用するものも可能である。
In addition, the polycarbonate film may be subjected to a primer treatment. The primer has a function of improving the adhesiveness between the base film layer and the ionizing radiation curable resin (optical function sheet layer 11) in the manufacturing process and the use environment of the light control sheet. The polycarbonate used herein is one having polycarbonate as a main polymer, and may include, for example, a filler such as a deterioration inhibitor, a plasticizer, and a softener, or a composite with a methacrylic resin or the like.
The primer coating method is not particularly limited as long as a known means such as a gravure coating method, a spray method, a roll coating method, or the like and a sufficient adhesion can be obtained, but about 1 μm to 10 μm is desirable. As the material of the primer, known materials can be used, for example, acrylic resin, polyvinyl resin, polyester, polyacrylate, polyurethane, and a mixture thereof. Each of them is dissolved and dispersed in a diluting solvent, and then the diluting solvent is evaporated. In the case of curing with ultraviolet rays, it is also possible to use those without containing a diluting solvent.
このように基材フィルム層のリタデーションReを15nm以下とするため、公知の方法を用いることができ、押出し成型されたフィルムに対してベルトプレスにて加熱と加圧とを同時におこない残留応力を低減し、非晶質のポリマーを形成することを挙げることができる。また、大きな設備が必要になること等があるものの、キャスティング法で製造することにより、配向無く製造することも可能である。 Thus, since the retardation Re of the base film layer is set to 15 nm or less, a known method can be used, and the residual stress is reduced by simultaneously heating and pressing the extruded film with a belt press. And forming an amorphous polymer. In addition, although a large facility may be required, it is possible to manufacture without orientation by manufacturing by a casting method.
本実施形態では、基材フィルム層16に粗面16aが設けられ、かつ、リタデーションReを15nm以下とした例を説明した。ただし、これらのいずれか一方が具備される基材フィルム層であっても各々の上記効果を奏することができる。
In the present embodiment, an example in which the
かかる光制御シート10は、全体として線膨張率が1×10−3(1/℃)以下とされている。これにより、光制御シート10が映像表示装置に組み込まれたときに、使用環境による光制御シート10の膨張、収縮を抑制することができる。光制御シート10の膨張、収縮はプリズム部12と光吸収部13との幾何学形状の変形の原因となったり、他の層との関係が変化し、色彩ムラを生じる原因となったりすることがあるからである。
具体的には、上記記載の残量応力を抑えた基材フィルムと、電離放射線硬化作用を有する紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等でプリズム部、光吸収部を形成することにより線膨張係数を低く抑えることができる。
The
Specifically, linear expansion is achieved by forming a prism portion and a light absorbing portion with a base film that suppresses residual stress as described above and an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin having an ionizing radiation curing action. The coefficient can be kept low.
光制御シート10は、例えば次のような工程を含んで製造することができる。図6に説明のための図を示した。基材フィルム層16となるフィルム41を、金型ロール52と、押圧ロール53、54との間に通板させる。ここで、金型ロール52の表面にはプリズム部形状の反転した形状が設けられている。より詳しくは次の通りである。図6の紙面左から供給されたフィルム41は、金型ロール52と押圧ロール53との間に挟まれるように移送される。この際にフィルム41と金型ロール52との間にプリズム部となる、硬化前の電離放射線硬化樹脂42が供給される。これにより、フィルム41の上面に金型ロール52の表面形状が転写された液状の電離放射線硬化樹脂の層が形成される。かかる状態で、下方から紫外線照射装置55によりフィルム41及び電離放射線硬化樹脂42に紫外線を照射する。これにより、液状の電離放射線硬化樹脂が硬化して、プリズム部が形成される。その後、金型ロール52と押圧ロール54との間を移送し、プリズム部が形成されたフィルム41を金型ロールから離型させる。以上の工程により、基材フィルム層11、及びプリズム部12、12、…が積層される。そしてその後工程で、プリズム部12、12、…間に光吸収粒子を混入したバインダーを充填する等して光吸収部13、13、…を形成する。
The
図7は他の実施形態に係る光制御シート110の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。光制御シート110は、光学機能シート層11、基材フィルム層16、接着剤層111、及び他の基材フィルム層112を有している。各層は図7で示した断面を維持して紙面奥/手前方向に延在する。
FIG. 7 is a view schematically showing a layer configuration of a cross section of a
光制御シート110のうち、光学機能シート層11及び基材フィルム層16は上記した光制御シート10と共通であることから同じ符号を付し、説明を省略する。
In the
接着剤層111は、光学機能シート層11に他の基材フィルム層112を接着するために接着剤が配置された層で、光学機能シート層11の面のうち、基材フィルム層16が配置された面とは反対側の面に設けられる。接着剤層111は、公知の粘着材、接着剤を用いることができ、光学的に透明で使用環境下での剥離、著しい変色が無く、また他の部材へ損傷を与えないものがよい。
The
他の基材フィルム層112は、接着剤層111に積層される層である。他の基材フィルム層112は、上記した基材フィルム層16と同様、その平面方向のリタデーションReは、波長400nm〜700nmにおいて、いずれも15nm以下であるものとする。
基材フィルム層16、及び他の基材フィルム層112のリタデーションを共に15nm以下に抑えることにより、基材フィルム層16、及び他の基材フィルム112の遅相軸の方向に関係なく積層しても光学特性にほとんど影響を与えない。
The other
By suppressing the retardation of both the
他の基材フィルム層112に用いられる材料は、透光性を備えると共に、リタデーションを15nm以下に抑えることができるものであれば特に限定されることはない。このようにリタデーションを低く抑えることができるものとしては例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィン、TACフィルムを挙げることができる。その中でも、入手の容易性、コスト、電離放射線硬化性樹脂との密着性から、ポリカーボネートであることが好ましい。また、TACフィルムは、裂けやすく、通常のコーティング(グラビアコート、ロールコート等)のような加工方法であれば、フィルム幅方向において一方向に比較的均一に張力がかかり、加工が容易であるが、金型ロールから硬化した樹脂を離型する場合には、フィルム面に対して垂直方向に力がかかり、かつ、金型の形状のばらつき等により発生した応力が不均一となって裂ける可能性がある。
また、使用環境下での反りを防止するため他の基材フィルム層112は、基材フィルム層16と同一のものが好ましい
The material used for the other
Further, the other
このように他の基材フィルム層112のリタデーションReを15nm以下とするため、公知の方法を用いることができ、押出し成型されたフィルムに対してベルトプレスにて加熱と加圧とを同時におこない残留応力を低減し、非晶質のポリマーを形成することを挙げることができる。また、大きな設備が必要になること等があるものの、キャスティング法で製造することにより、配向無く製造することも可能である。
Since the retardation Re of the other
以上のような光制御シート110によれば、光学機能シート層11が基材フィルム層16と他の基材フィルム層112に挟まれるように配置されている。これにより、上記した光制御シート10が奏する効果に加え、光制御シート110の反りを防止することができる。
According to the
図8は、光制御シート10を備える映像表示装置のうち、該光制御シート10を具備する映像源ユニット1の部分に注目してその断面を示し、層構成を模式的に表した図である。本実施形態における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。図8では紙面右が観察者側となる。
ここでは光制御シート10を適用した例を説明するが、この代わりに光制御シート110を適用してもよい。
FIG. 8 is a diagram schematically showing the layer structure of the image display device including the
Although an example in which the
映像源ユニット1は、バックライト2、プリズムシート3、反射型偏光シート4、光制御シート10、映像源20、及び光拡散シート30を備えている。
The video source unit 1 includes a backlight 2, a prism sheet 3, a reflective polarizing sheet 4, a
バックライト2は、映像表示装置の光源である。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。 The backlight 2 is a light source of the video display device. Here, a backlight used in a normal liquid crystal display panel unit can be used. This includes, for example, a form in which light emitting sources are arranged substantially uniformly in a plane to form a planar light source, or a light emitting source is arranged on an edge and a reflecting surface is used to finally form a planar shape. Examples include an edge input type that emits light.
プリズムシート3は、バックライト2からの光を面光源としてできるだけ均一とするシートである。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プリズムシート3を用いることができる。
ここで、プリズムシート3の一方の面又は両面に光を拡散させる層が配置されていてもよい。
The prism sheet 3 is a sheet that makes the light from the backlight 2 as uniform as possible using the surface light source. The prism sheet 3 used for a normal liquid crystal display panel unit can be used here.
Here, a layer for diffusing light may be disposed on one surface or both surfaces of the prism sheet 3.
反射型偏光シート4は、所定の偏光した光を透過し、それ以外の光を反射することができる偏光シートである。これによれば、透過しない光は反射されて再利用に供されるので輝度の向上を図ることが可能となる。ここに用いられる反射型偏光シートは公知のシートを用いることができる。 The reflective polarizing sheet 4 is a polarizing sheet that transmits predetermined polarized light and reflects other light. According to this, since the light that does not pass through is reflected and reused, the luminance can be improved. As the reflective polarizing sheet used here, a known sheet can be used.
映像源20は、映像表示装置の映像が表される部位であり、偏光板21、23、及びこれに挟まれる液晶パネル22を備えている。
The
偏光板21、23は、液晶パネル22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21、23と液晶パネル22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。
The
液晶パネル22には、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。
The
光拡散シート30は、上記映像源20からの映像を制御して、観察者に質の高い映像を提供する各機能のフィルムが積層されたシートである。光拡散シート30は、接着剤層31、PETフィルム層32、光拡散機能シート層33、接着剤層34、TACフィルム層
35、及びアンチグレアフィルム層(AG層)36を備えている。
The
接着剤層31、34は、接着剤が配置された層である。接着剤層31、34に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、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。その接着力は例えば数N/25mm〜20N/25mm程度である。
The adhesive layers 31 and 34 are layers in which an adhesive is disposed. The material used for the
PETフィルム層32は、該PETフィルム層32の一方の面上に光拡散機能シート層33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、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主成分として形成されている。本実施形態では、PETを主成分とする場合を説明したが、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ポリエチレンテレフタレート(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。
The
光拡散機能シート層33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33a、33a、…と、該プリズム部33a、33a、…の間に形成される空洞部33b、33b、…とを備えている。
プリズム部33a、33a…は、映像源20側が下底、観察者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33a、33a、…は、屈折率がNkである光透過性樹脂で構成されている。これには上記した光学機能シート層11で説明した材料により形成することができる。Nk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1.49〜1.60であることが好ましい。また、プリズム部33a、33a、…の台形である斜辺は、シート面法線に対して所定の角度を有するように設定される。
The light diffusion
The
空洞部33b、33b、…は、プリズム部33a、33a、…の間に形成される部位である。従って空洞部33b、33b、…はプリズム部33a、33a、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部33a、33a、…の下底側となるような略三角形形状である。空洞部33b、33b、…は、空洞で空気が存する状態にあり、屈折率は1.0である。
The
プリズム部33a、33a、…及び空洞部33b、33b、…の屈折率差は、Nk−1.0となる。また、プリズム部33a、33aの斜辺は傾斜を有している。これにより、当該斜辺に達した映像光はここで上記屈折率差に基づいて全反射するともに、該映像光の視野角を拡げる方向に出射することが可能となる。
The refractive index difference between the
TACフィルム層35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。また、TACフィルム層35は、光拡散シート30に備えられる機能層を構成する層の1つである。ここに用いられるTACフィルムは通常の液晶映像源ユニットに用いられるものを適用することができる。
The
AG層36は、観察者が画面を見た時のぎらつきを防止(防眩)することができるフィルムである。AG層36も光拡散シート30に備えられる機能層を構成する層の1つである。ここに用いられる防眩フィルムは通常に入手できるものを適用することが可能である。
The
本実施形態では、機能層に備えられる層としてTACフィルム層35及びAG層36を挙げたが、当該機能層に具備される層はこれに限定されるものではない。入射した映像光の質を高めて出射することができる機能を有する層であればこれに含めることができる。これには例えば反射防止層、ハードコート層、帯電防止層、偏光フィルタ層、防汚層等を挙げることができる。
反射防止層はいわゆるアンチリフレクション層であり、AR層ともいわれる。これは反射を防止することができる機能を有するフィルムが配置される。
ハードコート層は、HC層ともいわれる。これは、画像表示面に傷がつくことを抑えるために耐擦傷性を付与することができる機能を有するフィルムが配置された層である。
帯電防止層は、アンチスタティック(AS)層ともいわれる。これは、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機能を有するフィルムが配置された層である。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。
防汚層は画面表面の汚れを防止することができる機能を有するフィルムが配置された層である。
偏光フィルタ層は、上記した偏光フィルタと同様のものである。必要に応じてここに配置してもよい。
In the present embodiment, the
The antireflection layer is a so-called anti-reflection layer and is also referred to as an AR layer. A film having a function capable of preventing reflection is disposed.
The hard coat layer is also called an HC layer. This is a layer in which a film having a function capable of imparting scratch resistance is provided in order to prevent the image display surface from being scratched.
The antistatic layer is also referred to as an antistatic (AS) layer. This is a layer in which a film having a function capable of preventing charging, that is, preventing static electricity from being charged, is disposed. A commonly available AS film can be applied to this.
The antifouling layer is a layer in which a film having a function capable of preventing the screen surface from being stained is disposed.
The polarizing filter layer is the same as the polarizing filter described above. You may arrange here as needed.
図8からわかるように、光制御シート10を備える映像源ユニット1では、光制御シート10の基材フィルム層16と映像源20とが粗面16aにより接しているので、密着による模様、干渉縞を抑制することができる。また、基材フィルム層16のリタデーションも抑えられているので、観察者側(映像源)に適切な光を提供することが可能となり、色彩のムラやコントラストの低下を抑制することができる。
As can be seen from FIG. 8, in the image source unit 1 including the
このような映像表示装置が作動し、光制御シート10に入光した光の光路について、説明する。図9に光路例を示した。バックライト2からプリズム部12の中央部付近に入射した光L1は、プリズム部12内を直進して通過し、液晶パネル側に出射される。
The optical path of the light that enters the
バックライト2からから所定の角度を有してプリズム部12の端部付近に入射した入射光L2、L3は、屈折率Npのプリズム部12と屈折率Nbの光吸収部13との屈折率差により斜面にて全反射され、シート面法線に平行な角度に近づいて液晶パネル側に出射される。
Incident light L2 and L3 incident from the backlight 2 near the end of the
また、光吸収部13の底辺から該光吸収部13に入射した光L4は、光吸収粒子15に吸収される。また、プリズム部12に大きな角度を有して入射した光L5は、プリズム部12と光吸収部13との屈折率差によっても全反射されることなく光吸収部13の内部に入光し、光吸収粒子15に吸収される。
Further, the light L4 incident on the
このようにしてバックライト2からの光をできるだけシート面法線に平行である角度に近い光を映像源に提供することが可能で、かつ、輝度の低下を抑制することができる光制御シートを提供することが可能となる。 In this way, a light control sheet that can provide light from the backlight 2 to the video source as close to an angle that is parallel to the sheet surface normal as much as possible, and can suppress a decrease in luminance. It becomes possible to provide.
また、映像源側(図9の紙面右)に透過する光L1、L2、L3は、基材フィルム層を透過する際にリタデーションが抑えられ、かつ、粗面により干渉も抑制されているので、色彩ムラを生じ難い。 In addition, since the light L1, L2, and L3 transmitted to the image source side (the right side of FIG. 9) is transmitted through the base film layer, retardation is suppressed, and interference is also suppressed by the rough surface. Less likely to cause color unevenness.
図10は、上記した映像源ユニット1の変形例の映像源ユニット1’である。図10は図8と同様で、映像表示装置のうち映像源ユニット1’の部分に注目してその断面を示し、層構成を模式的に表した図である。本実施形態における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。図9では紙面右が観察者側となる。 FIG. 10 shows a video source unit 1 ′ which is a modification of the video source unit 1 described above. FIG. 10 is the same as FIG. 8 and is a diagram schematically showing a layer structure, showing a cross section focusing on the video source unit 1 ′ portion of the video display device. The video display device in the present embodiment is a liquid crystal display device, and the video source unit 1 ′ is a liquid crystal display panel unit. In FIG. 9, the right side of the page is the observer side.
映像源ユニット1’は、映像源ユニット1の光拡散シート30のうち光拡散機能シート層33を光拡散機能シート層33’にしたものである。従って他の層については映像源ユニット1と同じ符号を付し、その説明を省略する。
The image source unit 1 ′ is obtained by replacing the light diffusion
光拡散機能シート層33’では、光拡散機能シート層33の空洞部33b、33b…に光吸収粒子33d’、33d’、…を分散させたバインダー33c’を充填している。ここで、バインダー33c’に用いられるバインダー材、及び光吸収粒子33d’、33d’は特に限定されるものではないが、上記した光学機能シート層11の光吸収部13に用いたバインダー14、及び光吸収粒子15、15、…と同じものを用いることができる。
In the light diffusion
これによれば、プリズム部33a’、33a’、…及び光吸収部33b’、33b’、…の屈折率差は、Nk−Nbとなる。また、プリズム部33a’、33a’の斜辺は傾斜を有している。これにより、当該斜辺に達した映像光はここで上記屈折率差に基づいて全反射するともに、該映像光の視野角を拡げる方向に出射することが可能となる。
According to this, the refractive index difference between the
また、光吸収部33b’、33b’に所定の角度以上を有して入射した映像光は、当該屈折率差により全反射することなく、光吸収部33b’、33b’に入射し光吸収粒子33d’、33d’、…に吸収される。従って、観察者側に出射されることが好ましくないいわゆる迷光等を吸収することも可能である。さらに、観察者側からは光吸収部33b’、33b’、…に入射した外光を吸収することもできるので、コントラストを向上させることも可能である。詳しくは次の通りである。
Further, the image light incident on the
図11は図10に示した映像源ユニット1’のうち光拡散シート30’の一部を拡大して示し、合わせて光路例を表した図である。
これによれば、映像光L11は、光拡散シート30’内に備えられる各層を透過して、通常に観察者に出射される。また、映像光L12、L13は、プリズム部33a’、33a’、…と光吸収部33b’、33b’、…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33b’、33b’、…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、視野角を広げ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。
FIG. 11 is an enlarged view of a part of the
According to this, the image light L11 passes through each layer provided in the
また、映像光L14は、プリズム部33a’、33a’、…と光吸収部33b’、33b’、…との屈折率差に基づいて、その界面で全反射することなく、光吸収部33b’、33b’、…に侵入した映像光である。このような映像光L14は、光吸収粒子33d’により吸収される。また、迷光もこのような態様により吸収させることができる。
Further, the image light L14 is not totally reflected at the interface based on the refractive index difference between the
一方、外光として映像表示装置に入射した外光L15は、光吸収部33b’に入射して光吸収粒子33d’により吸収される。このように外光の一部が光吸収部33b’、33b’、…に吸収されてコントラストを向上させることができる。
On the other hand, the external light L15 incident on the image display device as external light is incident on the
映像源ユニット1、1’によれば、光制御シート10により映像光が観察者正面方向に平行となる方向に集光されるとともに、該集光された映像光を光拡散シート30、30’が拡散することにより、広い視野角を得ることができる。
また、光拡散シート30、30’は、光制御シート10の光学機能シート層11の構成と共通する部位を有しているので、材料及び製造の一部を共通化することができ、コストを削減することが可能である。
According to the video source units 1, 1 ′, the video light is condensed by the
In addition, since the
以下、実施例によりさらに詳しく説明する。ただし、本発明は当該実施例に限定されるものではない。 In the following, the embodiment will be described in more detail. However, the present invention is not limited to the examples.
(実施例1)
実施例1では、条件を変更した光制御シートを作製し、リタデーションによる色別れ、及び表面粗さの違いによる偏光板との貼りつきについて評価した。
Example 1
In Example 1, a light control sheet in which the conditions were changed was produced, and the color separation due to retardation and the sticking to the polarizing plate due to the difference in surface roughness were evaluated.
光制御シートの層構成は、図7で示したような基材フィルム層、光学機能シート層、接着剤層、及び他の基材フィルム層により構成した。以下に各層の詳細を説明する。ここで、「%」は「質量%」を意味する。 The layer structure of the light control sheet was composed of a base film layer, an optical function sheet layer, an adhesive layer, and other base film layers as shown in FIG. Details of each layer will be described below. Here, “%” means “mass%”.
<基材フィルム層>
基材フィルム層はポリカーボネートにより形成した。このポリカーボネートは上記したように、押出し成型されたフィルムに対してベルトプレスにて加熱と加圧とを同時におこなう方法で製造し、リタデーションを調整した。また、このとき、一方の面は粗面とした。各基材フィルム層のリタデーション、及び粗面の表面粗さ(Ra)は後で表1に示す。リタデーションは自動複屈折率計(KOBRA、王子計測機器株式会社製)により測定した。
また、基材フィルム層の厚さは150μmとし、線膨張係数は1.1×10−4(℃)であった。
<Base film layer>
The base film layer was formed of polycarbonate. As described above, this polycarbonate was produced by a method in which heating and pressurization were simultaneously performed with a belt press on the extruded film, and retardation was adjusted. At this time, one surface was a rough surface. The retardation of each base film layer and the surface roughness (Ra) of the rough surface are shown later in Table 1. Retardation was measured with an automatic birefringence meter (KOBRA, manufactured by Oji Scientific Instruments).
The thickness of the base film layer is a 150 [mu] m, the linear expansion coefficient of 1.1 × 10 -4 (℃).
<プライマ層>
実施例1では基材フィルム層の面のうち、粗面が形成された面とは反対側の面にプライマ層を形成した。プライマ層は、ポリカーボネート変性ウレタンアクリレートが57%、アセトフェノン系開始剤が3%、及びトルエンが40%の配合の組成物をグラビアリーバースコート法により塗布厚さ3μmで形成した。塗布後、40℃〜80℃の温風により乾燥させ、300mJ/cm2で紫外線を照射した。
<Primer layer>
In Example 1, the primer layer was formed on the surface of the base film layer opposite to the surface on which the rough surface was formed. For the primer layer, a composition containing 57% polycarbonate-modified urethane acrylate, 3% acetophenone initiator, and 40% toluene was formed at a coating thickness of 3 μm by the gravure berth coating method. After application, the film was dried with warm air of 40 ° C. to 80 ° C. and irradiated with ultraviolet rays at 300 mJ / cm 2 .
<光学機能シート層>
光学機能シート層のうち、プリズム部は、エポキシアクリレートが39%、アクリレートモノマーが58%、及び光開始剤が3%の配合の組成物を金型ロールを用いて、図6で説明したように形成した。ここで、紫外線は1J/cm2で照射した。また、プリズム部の形状は、上底が0.03mm、下底が0.06mm、高さが0.15mmの台形とした。硬化後の屈折率は1.56である。
一方、光学機能シート層のうち、光吸収部には、ウレタンアクリレートが33.6%、エポキシアクリレートが14、4%、トリプロピレングリコールジアクリレートが28.0%、メトキシトリエチレングリコールアクリレートが4.0%、光重合開始剤が4.0%、及び光吸収粒子が16.0%からなる流状物を充填し、1J/cm2の条件で紫外線を照射した。ここで、流状物の充填は、上記形成したプリズム部の全面に該流状物を供給し、余剰の流状物を金属ブレードでかきとることによりおこなった。また、流状物に含まれる光吸収粒子は、カーボンブラックを30%含有したアクリルビーズであり、その平均粒子径は5μmである。
<Optical function sheet layer>
In the optical functional sheet layer, the prism portion is composed of a composition containing 39% epoxy acrylate, 58% acrylate monomer, and 3% photoinitiator, as described with reference to FIG. Formed. Here, ultraviolet rays were irradiated at 1 J / cm 2 . In addition, the prism portion has a trapezoidal shape with an upper base of 0.03 mm, a lower base of 0.06 mm, and a height of 0.15 mm. The refractive index after curing is 1.56.
On the other hand, in the optical function sheet layer, in the light absorbing portion, urethane acrylate is 33.6%, epoxy acrylate is 14, 4%, tripropylene glycol diacrylate is 28.0%, and methoxytriethylene glycol acrylate is 4. A flow material consisting of 0%, photopolymerization initiator 4.0%, and light-absorbing particles 16.0% was filled and irradiated with ultraviolet rays under the condition of 1 J / cm 2 . Here, the filling of the fluid was performed by supplying the fluid to the entire surface of the formed prism portion and scraping off the excess fluid with a metal blade. The light-absorbing particles contained in the fluid are acrylic beads containing 30% carbon black, and the average particle size is 5 μm.
<接着剤層>
接着剤層は、アクリレート系モノマーが55%、アクリレート系オリゴマーが44%、及び光重合開始剤が1%含有した組成物を厚さ50μmで塗布し、他の基材フィルムを貼り合わせた後、700J/cm2の条件で紫外線を照射して硬化させる。積層方法は次の他の基材フィルム層のところで説明する。
<Adhesive layer>
The adhesive layer was coated with a composition containing 55% of an acrylate monomer, 44% of an acrylate oligomer, and 1% of a photopolymerization initiator at a thickness of 50 μm, and another substrate film was bonded, Curing is performed by irradiating with ultraviolet rays under conditions of 700 J / cm 2 . The laminating method will be described in the following other base film layer.
<他の基材フィルム層>
他の基材フィルム層は、上記した基材フィルム層と同じとした。
上記接着剤層、及び他の基材フィルム層の積層は次のように行われる。図12に説明するための図を示した。基材フィルム層及び光学機能シート層の積層体71と他の基材フィルム70との間に上記接着剤層となる組成物72を供給し、2つのニップロール73、74の間を通過させ、接着剤の組成物が所定の厚さとなるように、ニップ圧と隙間を調整する。その後、紫外線照射装置75により紫外線を照射して接着剤の組成物を硬化させる。
<Other base film layers>
The other base film layer was the same as the above base film layer.
Lamination | stacking of the said adhesive bond layer and another base film layer is performed as follows. The figure for demonstrating in FIG. 12 was shown. The
表1には、各光制御シートの基材フィルム層(他の基材フィルム層も同じ)のリタデーション、粗面粗さを示すとともに、結果としての色別れ、及び高温高湿下での貼りつきを表した。
ここで、色別れ評価は、光源である導光板、プリズムシート、拡散層、反射型偏光シート、光制御シート、偏光板、液晶パネル、偏光板の順に積層した8インチカーナビモニターを用いた。かかるモニターについて、光制御シートを配置しないときの正面輝度を500cd/cm2の明るさで全白表示し、目視評価した。○が色別れなし、△はわずかに色別れがあり、×は色別れありを表している。
また、高温高湿下での貼りつき試験は、光制御シートを2枚の偏光板間に挟み、3kgの重りで荷重をかけ、65℃、湿度95%の環境下で200時間放置したあと、光制御シートの偏光板への貼りつきを評価した。○が貼りつきなし、×が貼りつきありを表している。貼りつきがあると干渉縞が発生する。
Table 1 shows retardation and rough surface roughness of the base film layer of each light control sheet (same for other base film layers), resulting color separation, and sticking under high temperature and high humidity Expressed.
Here, the color separation evaluation was performed using an 8-inch car navigation monitor in which a light guide plate as a light source, a prism sheet, a diffusion layer, a reflective polarizing sheet, a light control sheet, a polarizing plate, a liquid crystal panel, and a polarizing plate were laminated in this order. For such monitoring, the front luminance when no light control sheet disposed totally white display brightness of 500 cd / cm 2, was visually evaluated. ○ indicates no color separation, Δ indicates slight color separation, and × indicates color separation.
In addition, the sticking test under high temperature and high humidity was performed by sandwiching the light control sheet between two polarizing plates, applying a load with a weight of 3 kg, and leaving it in an environment of 65 ° C. and 95% humidity for 200 hours. The sticking of the light control sheet to the polarizing plate was evaluated. ○ indicates no sticking and × indicates sticking. When there is sticking, interference fringes are generated.
表1からわかるように、リタデーションが15μm以下であるNo.1、2、3、及び6では色別れが生じなかった。一方、粗面Raが0.1μm以上であるNo.1〜No.5では貼りつきがなかった。 As can be seen from Table 1, No. having a retardation of 15 μm or less. No color separation occurred in 1, 2, 3, and 6. On the other hand, the rough surface Ra is 0.1 μm or more. 1-No. In 5, there was no sticking.
(実施例2)
実施例2では、実施例1のNo.1の光制御シートを液晶表示装置に用いて色彩ムラを観察した。ただし、光吸収部の光吸収粒子を20%とした。また、線膨張係数は、7.3×10−5(1/℃)であった。線膨張係数は、JIS K 7197−1991に基づき、熱機械分析装置(TMA120 セイコー電子工業株式会社製)を用いて−40℃〜100℃の範囲で測定した。
(Example 2)
In Example 2, No. 1 in Example 1 was obtained. Color unevenness was observed using the light control sheet 1 for a liquid crystal display device. However, the light absorbing particles in the light absorbing portion were 20%. The linear expansion coefficient was 7.3 × 10 −5 (1 / ° C.). The linear expansion coefficient was measured in the range of −40 ° C. to 100 ° C. using a thermomechanical analyzer (TMA120 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) based on JIS K 7197-1991.
以上のような光制御シートを液晶表示装置に組み込むことにより、画面内の色彩ムラを抑制して質の良い映像を出射することができた。また、色別れ及び貼りつきとも良好(○)であった。 By incorporating the light control sheet as described above into the liquid crystal display device, it was possible to suppress uneven color in the screen and emit a high-quality image. Moreover, both color separation and sticking were good (◯).
以上、現時点において実践的であり、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制御シート、及び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。 Although the invention has been described with reference to embodiments that are presently practical and preferred, the invention is not limited to the embodiments disclosed herein, but is claimed. The light control sheet and the display device accompanying such changes are also included in the technical scope of the present invention as appropriate without departing from the scope or spirit of the invention that can be read from the scope of the invention and the entire specification. Must be understood.
1 映像源ユニット
2 バックライト(光源)
3 プリズムシート
4 反射型偏光シート
10 光制御シート
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
15 光吸収粒子
16 基材フィルム層
16a 粗面
20 映像源
22 液晶パネル
30 光拡散シート
110 光制御シート
111 接着剤層
112 他の基材フィルム層
1 Video source unit 2 Backlight (light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Prism sheet 4 Reflective
Claims (10)
前記複数の層のうち少なくとも1層は、光を透過可能にシート面に沿って並列され、断面形状が台形であるプリズム部と、該プリズム部の間に光吸収性を有する材料が充填されて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、
前記複数の層のうち少なくとも1層は、断面形状台形である前記プリズム部の長い下底側の前記光学機能シート層の面に積層される透光性の基材フィルム層とされ、
前記基材フィルム層は、リタデーションReが15nm以下であることを特徴とする光制御シート。 A light control sheet provided between a light source and a liquid crystal panel of a liquid crystal display device and having a plurality of layers,
At least one of the plurality of layers is arranged in parallel along the sheet surface so as to transmit light, and a prism portion having a trapezoidal cross-sectional shape is filled with a material having a light absorption property between the prism portions. A light absorbing portion to be formed, and an optical functional sheet layer comprising:
At least one of the plurality of layers is a translucent base film layer laminated on the surface of the optical functional sheet layer on the long lower bottom side of the prism portion having a trapezoidal cross section,
The substrate film layer has a retardation Re of 15 nm or less.
前記複数の層のうち少なくとも1層は、光を透過可能にシート面に沿って並列され、断面形状が台形であるプリズム部と、該プリズム部の間に光吸収性を有する材料が充填されて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、
前記複数の層のうち少なくとも1層は、断面形状台形である前記プリズム部の長い下底側の前記光学機能シート層の面に積層される透光性の基材フィルム層とされ、
前記基材フィルム層は、リタデーションReが15nm以下であるとともに、該基材フィルム層の面のうち、前記光学機能シート層が積層される側とは反対側の面には、平均粗さ(Ra)が0.1μm以上の粗面が形成されていることを特徴とする光制御シート。 A light control sheet provided between a light source and a liquid crystal panel of a liquid crystal display device and having a plurality of layers,
At least one of the plurality of layers is arranged in parallel along the sheet surface so as to transmit light, and a prism portion having a trapezoidal cross-sectional shape is filled with a material having a light absorption property between the prism portions. A light absorbing portion to be formed, and an optical functional sheet layer comprising:
At least one of the plurality of layers is a translucent base film layer laminated on the surface of the optical functional sheet layer on the long lower bottom side of the prism portion having a trapezoidal cross section,
The substrate film layer has a retardation Re of 15 nm or less, and the surface of the substrate film layer opposite to the side on which the optical functional sheet layer is laminated has an average roughness (Ra ) Is formed with a rough surface of 0.1 μm or more.
Nb<Np
なる関係が成立することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項1項に記載の光制御シート。 When the refractive index of the light absorbing portion is Nb and the refractive index of the material constituting the prism portion is Np,
Nb <Np
The light control sheet according to claim 1, wherein the following relationship is established.
前記光制御シートの前記基材フィルム層側に配置される液晶パネルと、
前記光制御シートの前記基材フィルム層側とは反対側に配置される光源と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。 The light control sheet according to any one of claims 1 to 7,
A liquid crystal panel disposed on the base film layer side of the light control sheet;
And a light source disposed on the side opposite to the base film layer side of the light control sheet.
前記光制御シートの前記基材フィルム層側に配置される偏光板と、
前記光制御シートの前記基材フィルム層側とは反対側に配置される光源と、
前記光源及び前記光制御シートの間に配置される反射型偏光シートと、を備えることを特徴とする液晶表示装置。 The light control sheet according to any one of claims 1 to 7,
A polarizing plate disposed on the base film layer side of the light control sheet;
A light source disposed on the side opposite to the base film layer side of the light control sheet;
A liquid crystal display device comprising: a reflective polarizing sheet disposed between the light source and the light control sheet.
前記基材フィルム層となるフィルムを、表面に前記プリズム部の形状に対応した凹凸を設けた金型ロールと押圧ロールとの間を通過させる際に、前記基材フィルム層となる層と前記金型ロールとの間に、電離放射線硬化性樹脂を供給して前記基材フィルム層となるフィルムと前記金型ロールの凹部とによる空間に前記電離放射線硬化性樹脂を充填させ、
該充填された状態で、前記基材フィルム層となるフィルム側から電離放射線を照射して前記金型ロールの凹部内に充填されている前記電離放射線硬化性樹脂を硬化させ、
前記基材フィルム層となるフィルム及び硬化した前記電離放射線硬化樹脂を前記金型ロールから剥離して前記プリズム部を形成し、
その後、前記プリズム部の間に光吸収性を有する材料を充填する、工程を含む、
光制御シートの製造方法。 A method for producing the light control sheet according to claim 1,
When the film to be the base film layer is passed between a mold roll and a pressing roll having unevenness corresponding to the shape of the prism portion on the surface, the layer to be the base film layer and the gold Between the mold rolls, the ionizing radiation curable resin is supplied to fill the space formed by the film serving as the base film layer and the concave portion of the mold roll with the ionizing radiation curable resin,
In the filled state, the ionizing radiation curable resin filled in the concave portion of the mold roll is cured by irradiating ionizing radiation from the film side to be the base film layer,
Peeling the film to be the base film layer and the cured ionizing radiation curable resin from the mold roll to form the prism portion,
Thereafter, a step of filling a light-absorbing material between the prism portions is included.
Manufacturing method of light control sheet.
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