JP2012150357A - 光学シート、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易な構成で正面輝度とコントラスを両立して向上させることが可能な光学シートを提供する。
【解決手段】粘着剤を含むとともに、可視光の少なくとも一部の波長領域の光を吸収して光量を減衰させる波長フィルター機能を奏する粘着剤層１１と、粘着剤層に積層されて、光を粘着剤層との界面で屈折して偏向する偏向層１２と、を有し、偏向層は、粘着剤層側に向けて凸であり、上下方向となる向きに並べられる複数の単位光学要素１４ａを備え、単位光学要素は、光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_１であり、上面側となる第一面１４ｂと、光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_２であり、下面側となる第二面１４ｃと、を具備し、θ_１はθ_２より大きく、単位光学要素の屈折率は、粘着剤の屈折率より大きいものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像光や外光を適切に透過・吸収し、観察者に質の高い映像を提供する光学シート、表示装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記載することがある。）を用いたプラズマテレビ等の表示装置では、ＰＤＰよりも観察者側に光学シートが配置されている。この光学シートは、観察者に質の高い映像を提供する機能を有している。

映像の質にはさまざまな要素があるが、その中に正面輝度及びコントラストがある。正面輝度は画面から正面方向へ出射される映像光の明るさを意味する。正面輝度が低ければ観察者は暗い画面との印象を受けるため、質の良い映像光とはいえず、表示装置として一定以上の正面輝度を確保する必要がある。一方、コントラストは映像において明るい部分と暗い部分との明暗の比を意味する。コントラストが高い場合には、物の輪郭等が明確に表現され、いわゆるメリハリのある映像となる。逆にコントラストが低い場合には、全体的に同じ明るさとなる傾向となるため、物の輪郭がぼやけてメリハリがない映像となる。従って、質の良い映像光を得る観点からは、コントラストについても一定以上の高さを確保することが必要である。

従来において、コントラストを向上させるために、光学シートの１つの層としてＮＤフィルタ層、調色フィルタ層、若しくはネオン光吸収層、又はこれらを組み合わせた層を含ませることがあった。これらＮＤフィルタ層、調色調整フィルタ層、ネオン光吸収層は、いずれも光量を減少させることができる性質を有する層である。そのなかでも、光量を減少させるに際し、光の波長に関係なく光量を減少させることができる層がＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）層である。一方、所定の範囲の波長の光量を減衰させることができる層が調色調整フィルタ層、及びネオン光吸収層である。以下これらを総称して波長フィルタ層と記載する。また、このような機能を「波長フィルタ機能」と記載することもある。

このような波長フィルタ層を備える表示装置が例えば特許文献１に開示され、これは、粘着剤に波長フィルタ機能を有するというものである。外光は光学シートへの入射により波長フィルタ層（粘着剤層）を一度透過し、その後、表示装置のいずれかの部位で反射して観察者側に出射される際にもう一度波長フィルタ層（粘着剤層）を透過する。これにより少なくとも２回、波長フィルタ層を透過する際に外光が吸収され、外光が多く吸収されてコントラストを向上させることができる。一方、映像光は映像源から観察者側に出射される際に一度波長フィルタ層を透過するのみである。従って、波長フィルタ層を設けることにより、映像光の輝度低下に比べてコントラストの向上を大きく確保することができ、ある程度において、正面輝度及びコントラストの確保は可能であった。

一方、特許文献２、特許文献３には、正面輝度及びコントラストを向上させることができる光学シートが開示されている。これには基材層の一方の面に所定の間隔で形成された光透過部（プリズム部）と、該光透過部（プリズム部）間に配置された楔形の光吸収部と、を備える構成が表れている。

国際公開公報 ＷＯ ２００８／０３８７２９ 特開２００９−０８０１５３号公報 特開２００９−０８０１９３号公報

しかしながら、特許文献１のような波長フィルタ層によって高いコントラストを得るためには透過率を低くする必要があり、その分映像光の輝度の低下が大きくなった。そして当該映像光の輝度を高くするために映像源そのものの出力を高くして明るくするという手法をとる必要があり、消費電力の増大を招いていた。

一方、特許文献２、特許文献３のような構成の光学シートは、正面輝度とコントラストを両立して向上させることができるが、構造が複雑であった。このような微小でかつ高精度な構造では工程や品質管理に手間がかかり、コストを低く抑えることに困難があった。

そこで本発明は上記した問題点に鑑み、より簡易な構成で正面輝度とコントラストを両立して向上させることが可能な光学シート、表示装置を提供する。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、表示装置（１）に備えられて映像源（５）より観察者側に配置され、映像源からの映像光を制御して観察者側に出射することが可能な複数の層を有する光学シート（１０）であって、光学シートを他の部材に積層させて固定する粘着剤を含むとともに、可視光の少なくとも一部の波長領域の光を吸収してその光量を減衰させることができる波長フィルター機能を奏する手段を備える粘着剤層（１１）と、粘着剤層に積層されて、光を粘着剤層との界面で屈折して偏向する偏向層（１２）と、を有し、偏向層は、粘着剤層側に向けて凸であり、光学シートが表示装置に具備されたときに上下方向となる向きに並べられる複数の単位光学要素（１４ａ）を備え、単位光学要素は、光学シートの観察者側となるべきシート面の法線方向と成す角がθ_１であり、表示装置に備えられたときに上面側となる第一面（１４ｂ）と、光学シートの観察者側となるべきシート面の法線方向と成す角がθ_２であり、表示装置に備えられたときに下面側となる第二面（１４ｃ）と、を具備し、θ_１はθ_２より大きく、単位光学要素の屈折率は、粘着剤の屈折率より大きい、光学シートである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学シート（１０）において、単位光学要素（１４ａ）の屈折率と、粘着剤の屈折率との差が０．０５より大きいものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の光学シート（１０）において、偏向層（１２）のうち、粘着剤層（１１）が積層された側の面とは反対側の面には電磁波遮蔽層（１５）及びハードコート層（１６）の少なくとも一方が配置されるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０）において、偏向層（１２）は、単位光学要素（１４ａ）を有する偏向部（１４）と、偏向部の基材となりその一方の面に偏向部が設けられる基材部（１３）と、を有し、基材部のうち、偏向部が配置された側とは反対側の面には電磁波遮蔽機能を有する導電体メッシュ層（１５ａ）が形成されているものである。

請求項５に記載の発明は、観察者に映像を提供する表示装置（１）であって、映像源（５）と、該映像源より観察者側に配置され、複数の層を具備する光学シート（１０）と、を備え、光学シートは、該光学シートを他の部材に積層させて固定する粘着剤を含むとともに、可視光の少なくとも一部の波長領域の光を吸収してその光量を減衰させることができる波長フィルター機能を奏する手段を備える粘着剤層（１１）と、粘着剤層の観察者側に配置されて、光を粘着剤層との界面で屈折して偏向する偏向層（１２）と、を有し、偏向層は、粘着剤層側に向けて凸であり、上下方向となる向きに並べられる複数の単位光学要素（１４ａ）を備え、単位光学要素は、光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_１であり、上面側となる第一面（１４ｂ）と、光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_２であり、下面側となる第二面（１４ｃ）と、を具備し、θ_１はθ_２より大きく、単位光学要素の屈折率は、粘着剤の屈折率より大きい、表示装置である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の表示装置（１）において、単位光学要素（１４ａ）の屈折率と、粘着剤の屈折率との差が０．０５より大きいものである。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６のいずれかに記載の表示装置（１）において、偏向層（１２）のうち、観察者側となる面には電磁波遮蔽層（１５）及びハードコート層（１６）の少なくとも一方が配置されるものである。

請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の表示装置（１）において、偏向層（１２）は、単位光学要素（１４ａ）を有する偏向部（１４）と、偏向部の基材となりその一方の面に偏向部が設けられる基材部（１３）と、を有し、基材部のうち、偏向部が配置された側とは反対側の面には電磁波遮蔽機能を有する導電体メッシュ層（１５ａ）が形成されているものである。

本発明によれば、より簡易な構成で正面輝度とコントラストを両立して向上させることが可能となる。

１つの実施形態にかかる光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 図１に示した光学シートの一部を拡大して示した図である。 １つの実施形態にかかる表示装置を模式的に示した分解斜視図である。 映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 光路例を説明する図である。 実施例における評価の条件を説明する図である。

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。ただし本発明は当該実施形態に限定されるものではない。

図１は１つの実施形態にかかる光学シート１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図１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（以降に示す各図において同じ。）。図２には、図１のうち粘着剤層１１及び偏向層１２を拡大した図を示した。

光学シート１０は、波長フィルタ機能を有する粘着剤層１１、偏向層１２、電磁波遮蔽層１５、及びハードコート層１６を備えている。以下に各層について説明する。

粘着剤層１１は、光学シート１０をＰＤＰやガラス層等の他の層へ適切に粘着させる機能と、所望の波長の光を減衰して透過させる波長フィルタ機能とを兼ね備える層である。このような層は、例えば粘着剤中に所望の波長域の光を吸収できる１種以上の光吸収剤や光吸収色素等の光吸収をする波長フィルタ機能のための手段（以下、「光吸収手段」と記載することがある。）を含有させることにより形成することができる。

粘着剤として用いられる材料は特に限定されることはないが、表示装置に組み込まれる光学シートに用いられる粘着剤として広く使用され、光学特性、安定性、積層し易さ等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることが好ましい。
これには例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物を組み合わせた粘着剤を挙げることができる。

また、粘着剤は、粘着剤層１１が、後述するように偏向層１２のうち少なくとも偏向部１４よりも低い屈折率となるように構成される。

光吸収手段は減衰させるべき波長の光を吸収することのできるものを用いることができ、公知の光吸収手段を適用することが可能である。ここで、減衰させることのできる光の波長領域を広くするために、複数種類の光吸収手段を適用してもよい。以下に光吸収手段の例を挙げる。

波長５５０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の光を吸収することができる光吸収手段として、シアニン系、オキソノール系、メチン系、サブフタロシアニン系又はポルフィリン系の色素等を挙げることができる。これによれば、この波長領域の光を吸収して減衰させることが可能となる。
ここで、この波長領域はＰＤＰから放射されるネオン光即ちネオン原子の発光スペクトル帯域を含むので、当該光吸収手段は、いわゆるネオン線吸収機能も具備するものとなる。

その他、可視領域である３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内のいずれかに最大吸収波長を有する光吸収手段は公知のものを用いることができる。これには例えば特開２０００−２７５４３２号公報、特開２００１−１８８１２１号公報、特開２００１−３５００１３号公報、特開２００２−１３１５３０号公報等に記載の手段を挙げることができる。さらにこの他にも、黄色光、赤色光、青色光等の可視光を吸収するアントラキノン系、ナフタレン系、アゾ系、フタロシアニン系、ピロメテン系、テトラアザポルフィリン系、スクアリリウム系、シアニン系等の手段を挙げることもできる。
ここで、このような光吸収手段によれば、ＰＤＰからの発光の色純度や色再現範囲、電源ＯＦＦ時のディスプレイ色などの改善も併せて行うことができ、いわゆる色調調整機能も具備するものとなる。

また、光吸収手段として光吸収性の着色粒子を用いてもよい。これには例えばカーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等がある。

このような粘着剤層１１は、粘着剤を構成する組成物中に光吸収手段を混濁させることにより得ることができる。

偏向層１２は、外光を偏向して粘着剤層１１に外光を入射させる機能を有している。偏向層１２は、図１、図２に良く表れているように、基材部１３及び偏向部１４を具備し、偏向部１４には複数の単位光学要素１４ａが設けられている。

基材部１３は、透光性を有するとともに、偏向部１４の基材となる部位であり、偏向部１４の変形を防止できるように支持する。かかる観点から、基材部１３を形成する材料の具体例として例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。

偏向部１４は、透光性を有する複数の単位光学要素１４ａを備えてなる部位である。各単位光学要素１４ａは、粘着剤層１１側に向けて凸となるように突出するように形成されている。本実施形態では断面が略三角形である部位を有し、その斜辺を形成する第一面１４ｂ、及び第二面１４ｃを具備している。そして単位光学要素１４ａは、図１に表れた断面を有して紙面奥／手前方向に延びるように形成され、該延びる方向に直交する方向に並列されている。

具体的には、図２に示したように、第一面１４ｂが光学シート１０のうち観察者側面のシート面法線となす角をθ_１、第二面１４ｃが光学シートのうち観察者側面のシート面法線となす角をθ_２としたとき、θ_１≧θ_２であることが好ましい。本実施形態ではθ_１＞θ_２である。

θ_１、θ_２の大きさは特に限定されるものではないが、θ_１は２０度より大きく６５度以下であることが好ましく、より好ましくは、３０度以上５０度以下である。
θ_１が２０度以下であると、偏向層の形状がより鋸刃状となり、金型製作が困難になること、及び、光吸収層を積層する際の製造上の困難が生じやすくなる。一方、θ_１が６５度より大きくなると、後述するように全反射させることができる外光が少なくなり、効率よく外光を吸収することができなくなる虞がある。

θ_２については、０度≦θ_２≦θ_１であることが好ましい。これは一般に天井側からの外光の方が、床側からの外光より多いため、第二面１４ｃから光を効率よく粘着剤層１１に光を通すためθ_２はθ_１以下であることが好ましいことによる。また製造の困難の観点からθ_２は０度以上であることが好ましい。

単位光学要素１４ａのピッチは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。ピッチが１０μｍより小さいと製造の困難がある。一方、ピッチが２００μｍより大きくなるとモアレ干渉縞が発生しやすくなり、使用する材料が増加する傾向にある。

ここで偏向部１４は基材部１３と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。ただし屈折率差があるとこの界面で光が偏向されてしまうので、同じ材料であること、又は異なる材料であっても屈折率差がないことが好ましい。同じ材料の場合には、偏向部１４と基材部１３とを一体に形成することもできる。また、偏向部１４と基材部１３とが異なる材料である場合、及び同じ材料である場合であっても、基材部１３と偏向部１４が別に形成され、なんらかの手段により積層されてもよい。
偏向層１２の形成方法の例は後で説明する。

偏向部１４を形成する材料は特に限定されることはないが、具体例として例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。

ただし、偏向部１４は上記した粘着剤層１１よりも高い屈折率を有している。これにより第一面１４ｂを外光に対する全反射面とすることができる。詳しくは後で説明する。屈折率の差は特に限定されるものでないが、０．０５以上であることが好ましい。

図１に戻って電磁波遮蔽層１５について説明する。電磁波遮蔽層１５は、ＰＤＰ等から発生した電磁波を遮蔽する機能を有するものである。電磁波遮蔽層としては、従来公知の各種形態のものを適用可能であり、後で例示する導電体メッシュ層の他、銀、ＩＴＯ（酸化錫インジウム）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）等の透明な連続体（メッシュ開口部非形成の）薄膜を用いることも可能である。ただし、透明性と電磁波遮蔽性を両立させる観点からは、金属等の導電体メッシュ層が好ましい。

本実施形態では、電磁波遮蔽層１５は図１に示すように、上記した偏向層１２の基材部１３を基材とし、ここに積層された導電体メッシュ層１５ａを具備して構成されている。
通常、公知の電磁波遮蔽層は、透明基材とその面上に積層された導電体メッシュ層とを有する構造が一般的である。これに対して本実施形態では偏向層１２の基材部１３が電磁波遮蔽層の透明基材の機能をも兼ねている。従って、本実施形態によれば、層構成を簡素化することができる。
ただし、従来の電磁波遮蔽層のように別に設けられた透明基材上の導電体メッシュ層を積層した公知の電磁波遮蔽層の形態を適用することを妨げるものではなく、このような電磁波遮蔽層を偏向層１２に積層してもよい。

導電体メッシュ層１５ａは、導電性を有することで電磁波遮蔽機能を発揮する層であり、メッシュを構成する線状の部材（ライン）自体は不透明性だが、このラインがメッシュ状（微細な格子状）となっていることにより開口部が形成されて光を透過できる。

メッシュの形状は特に限定されることはないが、開口部の形状が正方形である例が代表的である。その他、例えば、三角形、四角形、多角形、円形、楕円形等でもよい。
メッシュのライン幅はメッシュの非視認性の観点から１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。ただし、電磁波遮蔽機能の確保、破断防止の観点で、下限は５μｍ以上とするのが良い。
メッシュの開口部の幅は１００μｍ以上、より好ましくは１５０μｍ以上である。但し、電磁波遮蔽機能の確保の観点から最大３０００μｍが好ましい。
また、ライン幅と間口部の幅との関係は光透過性の観点、及びハードコート層を形成する際に開口部内に気泡が残留し難い観点から、開口率が６０％以上となるようにするのが好ましく、電磁波遮蔽機能の確保の観点から９７％以下となるようにするのが好ましい。なお、開口部が正方形の場合には、開口率＝［（間口部の幅）^２／（ラインのピッチ）^２］×１００％で定義される。
導電体メッシュ層１５ａの厚みは、電磁波遮蔽機能の観点から１μｍ以上２０μｍ以下が好ましいが、薄膜とする点、画像の視認性、ハードコート層形成時における気泡混入の観点、工程が短く歩留りが良い点、等から、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。

このような導電体メッシュ層は公知の方法により形成することができる。例えば、偏向層１２の基材部１３に導電インキをメッシュパターン状に印刷し、形成された導電インキ層上に金属メッキする方法を挙げることができる。

また導電体メッシュ層１５ａには公知の導電体メッシュ層のように、黒化層や防錆層を設けてもよい。
黒化層は外光吸収、画像の視認性向上、コントラスト向上等を目的に設ける。このような黒化層は全可視光領域に亘って光吸収性を有する物質を付与する等により設けることができる。
防錆層は、錆を防止し、黒化層の脱落や変形を防止する目的に設けられる。防錆層としては、例えば、ニッケル、亜鉛、及び／又は銅の酸化物、又はクロメート処理層が適用できる。

次にハードコート層１６について説明する。ハードコート層１６は、表面保護層やＨＣ層とも呼ばれることがあり、光学シート１０の観察者側表面を保護する機能を有する層である。ハードコート層１６は透明な樹脂層として形成することができ、ハードコート層１６は擦り傷、表面汚染に対する耐性の点で好ましくは硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成する。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系などが挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマーモノマー、３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーなどの（メタ）アクリル酸エステルモノマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルオリゴマー乃至は（メタ）アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。

また、ハードコート層１６には、耐汚染性向上の点で、シリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加するのもよい。

以上のような各部を備える光学シート１０は例えば次のように製造することができる。

偏向層１２は金型ロールを用いる方法や熱溶融押し出しによる方法で形成することができる。
金型ロールによる方法では、円筒状であるロールの外周面に偏向層の単位光学要素を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材部１３となる基材を挿入する。このとき、基材と金型ロールとの間に偏向部を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に偏向部１４を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの表面形状に沿ったものとなる。

ここで、偏向部１４を構成する組成物としては、上記したものが好ましいが、さらに具体的には次の通りである。すなわち、光硬化型プレポリマー（Ｐ１）に、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。

上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、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、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。

また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、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レート等を挙げることができる。

また、上記光重合開始剤（Ｉ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。なお、偏向部１４ａの着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドである。

これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

金型ロールと基材との間に挟まれ、ここに充填された偏向部を構成する組成物に対し、基材側から光照射装置により光を照射する。これにより、偏向部を構成する組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材部及び成形された偏向部を離型する。

一方、熱溶融押し出しについては次の通りである。すなわち、偏向層の厚さ方向断面形状に対応する孔形状を有する押し出し用金型を準備する。熱により溶融した偏向層を構成する組成物を押し出し機を用いて加圧し、押し出し用金型の孔を通過させ、これを冷却することにより断面形状が偏向層の形状である長いシートを得ることができる。

以上のように形成した偏向層に粘着剤層を積層する。積層する方法は特に限定されることはないが、剥離シートの一方の面に粘着剤層を形成する組成物を積層させ、これを偏向層に被せるように積層する方法や、粘着剤層を構成する組成物を直接に偏向層に塗工する方法を挙げることができる。

電磁波遮蔽層１５は上記したように、偏向層１２の基材部１３の面のうち偏向部１４とは反対側の面に導電体メッシュ層１５ａを積層すればよい。

ハードコート層１６は、形成された導電体メッシュ層１５ａ上から硬化前の上記したようなハードコート用組成物を塗布し、その後にこの組成物を硬化させることにより形成することが可能である。

このような製造方法によれば、光学シートを効率よく製造することができる。

光学シート１０には上記した各層の他にも、他の機能を有する層を粘着剤等により積層してもよい。他の層として例えば近赤外線吸収層、紫外線吸収層、反射防止層、及び防眩層を挙げることができる。以下に各層について説明する。

近赤外線吸収層は、ＰＤＰが発光するキセノンガス放電に起因して生じる近赤外線を吸収する機能を有する。近赤外線吸収層には公知の近赤外線吸収剤を有する市販フィルムを用いたり、近赤外線吸収色素を粘着層や樹脂層へ含有させた組成物を成膜したり、若しくはこれを透明基材又は他の機能性フィルタ上に塗布し、必要に応じ乾燥、硬化処理等を経て形成したものを用いることができる。

近赤外線吸収色素としては、ＰＤＰが発光するキセノンガス放電に起因して生じる近赤外線領域、即ち、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長領域を吸収するものを用いる。該波長領域の近赤外線の透過率が２０％以下が好ましく、１０％以下であることがさらに好ましい。
また、同時に近赤外線吸収層は、可視光領域、即ち、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域で、十分な透過率を有することが望ましい。

紫外線吸収層は、粘着剤を含む層、樹脂を含む層、基材層等の透明である有機材料の黄変等の劣化と、近赤外吸収色素やネオン吸収色素、調色色素等の着色材料の劣化を防止するために設けられる層であり、紫外線を吸収する機能を有している。従って粘着剤層よりも観察側に配置されることが好ましい。紫外線吸収層としては公知のものを用いることができる。

反射防止層は、表示装置表面での外光の鏡面反射による背景の映り込み、画像の白化、及びコントラスト低下を低減するための層である。反射防止層は、屈折率の高い材料と屈折率の低い材料を交互に積層し、最表面が低屈折率である層となるように多層化し、各層界面での反射光を干渉によって相殺する。これにより、表面の反射を抑え、良好な反射防止効果を得ることができる。この反射防止層は、通常、ＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２に代表される低屈折率材料と、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２等の高屈折率材料とを交互に蒸着等により成膜する気相法等によって形成される。また、反射防止層に紫外線遮蔽機能をもたらす観点から、反射防止層中に紫外線吸収剤を含有させても良い。

防眩層は、磨りガラスのように光を散乱又は拡散させて外光による背景像をぼかす層である。そのために、防眩層は光の入射面を粗面化した構成を備えている。粗面化のための処理には、サンドブラスト法やエンボス法等により基体表面を直接、微細凹凸を形成して粗面化する方法、シリカ等の無機フィラー、樹脂粒子等の有機フィラーを含有させた塗膜により粗面を形成する方法、及び基体表面に海島構造による多孔質膜を形成する方法等を挙げることができる。

図３は映像源ユニット４を具備する表示装置１を模式的に示した分解斜視図である。ここで、映像源ユニット４には光学シート１０が備えられている。図３では紙面右上が観察者側、紙面左下が背面側である。図３からわかるように、表示装置１は、前面側筐体２と背面側筐体３とにより形成される筐体の内側に、映像源ユニット４が配置されている。本実施形態の表示装置１はプラズマテレビであり、映像源ユニット４はプラズマディスプレイパネルユニット４（ＰＤＰユニット４）である。表示装置１には、映像源ユニット４の他にもその筐体内に表示装置に備えられるべき公知の各装置が具備される。これには例えば、各種電気回路や冷却手段等を挙げることができる。

図４は図３に表した映像源ユニット４の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図４は、図３にＩＶ−ＩＶで示した線に沿った断面で、紙面右が観察者側である。
映像源ユニット４は、映像源としてのＰＤＰ５及び該ＰＤＰ５に積層された光学シート１０を備えている。図４からわかるように映像源ユニット４では、粘着剤層１１がＰＤＰ５側に向けられ、該粘着剤層１１により光学シート１０がＰＤＰ５に直接積層されている。
ＰＤＰ５は、公知のＰＤＰを用いることができる。また、図４からわかるように本実施形態では、偏向部１４の第一面１４ｂが上、第二面１４ｃが下となるように配置されている。従って単位光学要素１４ａは水平方向を長手方向とし、垂直方向に並列されている。

光学シート１０を備えるこのような表示装置における映像光及び外光の光路について説明する。図５には、粘着剤層１１及び偏向層１２の一部を拡大した図を示し、この部分における光路例Ｌ１〜Ｌ３を矢印で示した。ただし、当該光路は説明のために概念的に表したものであり、屈折の程度等を厳密に示したものではない。

映像光Ｌ１は、ＰＤＰ５から出射して粘着剤層１１に入射する。粘着剤層１１では上記したように可視光の波長領域の光の少なくとも一部が減衰され、偏向層１２との界面に達する。そして該界面を透過して偏向層１２に入射し、該偏向層１２から出射する。ここで、粘着剤層１１は単位光学要素１４ａより低い屈折率を有しているので、映像光Ｌ１は単位光学要素１４ａと粘着剤層１１との界面では全反射することなく粘着剤層１１を透過する。従って映像光Ｌ１の粘着剤層１１の透過距離は比較的短く抑えられ、その減衰の程度も低く抑えられる。

一方、外光Ｌ２は表示装置１の斜め上方から、粘着剤層１１に向けて偏向層１２内を進み、その界面に達する。この場合、外光Ｌ２は高い屈折率を有する単位光学要素１４ａ側から低い屈折率を有する粘着剤層１１側への界面に侵入するので、第一面１４ｂにおいて全反射する。これにより外光Ｌ２は粘着剤層１１の厚さ方向に直交する方向に近付けられるように偏向される。偏向した外光Ｌ２は、第二面１４ｃと粘着剤層１１との界面に達するが、その侵入角が全反射のための臨界角より小さいので、外光Ｌ２は第二面１４ｃを透過して粘着剤層１１に侵入する。 このように偏向して粘着剤層１１に入射した外光Ｌ２は、図５からもわかるように、粘着剤層１１の厚さ方向に直交する方向に近付けられているので、より長く粘着剤層１１内を進ませることができる。従って、粘着剤層１１に含まれた光吸収手段により吸収される機会が多く、減衰される程度も大きい。

ここで、本実施形態では、第一面１４ｂのθ_１と第二面１４ｃのθ_２との間にθ_１＞θ_２なる関係があり（図２参照）、偏向部１４の第一面１４ｂが上、第二面１４ｃが下となるように配置されている。従って、本実施形態では、部屋の電灯等のように表示装置１の斜め上方から表示装置１に入射する外光を最も効果的に減衰させることができる。

また、偏向層１２に入射して直接第二面１４ｃに達し、全反射することなく粘着剤層１１に入射した外光Ｌ３であっても、少なくとも粘着剤層１１の厚さ方向の距離は粘着剤層１１内を透過する。従ってある程度の減衰がなされる。

従って、このように偏向層１２を具備することにより、従来の波長フィルタ層に比べて、映像光の透過の程度を維持しつつ、外光の吸収性能を向上させることができる。すなわち、正面輝度を維持しつつもコントラストを向上することが可能である。
一方、光学シート１０は、上記した特許文献２、特許文献３のように複雑な構造でなく、その製造も容易であるから簡易に低コストで光学シートを提供することができる。
すなわち、簡易及び低コストでありつつ、光学的特性のよい光学シート、及び該光学シートを備える表示装置とすることが可能である。

以下実施例により本発明を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。

＜実施例１＞
実施例１では、次のように光学シートを作製した。

（１）金型ロールの作製
偏向層の作製に供される金型ロールを作製した。金型ロールは、円柱状であり、銅メッキが施され、当該銅メッキ部分をバイト（切削工具）により切削して偏向部の単位光学要素に対応する溝を形成する。バイトとしてはダイヤモンドバイトを用いた。バイトはすくい面から見たときにその先端が２つの斜辺とこれが交わる１つの頂点を有する形状であり、一方の斜面角度がロールの円柱状の半径方向に対して０度、他方の斜辺角度が４６．０度とした。
このようなダイヤモンドバイトを用いて、ロール軸方向の溝間ピッチは２０μｍとして金型ロールの銅メッキ層の外周を切削して溝を形成したところ、ピッチ２０μｍ、深さ１９．３μｍ、斜面角度がロール半径方向に対して０度、及び、４６．０度の溝が形成された。この切削したロールにクロムメッキを施した。

（２）偏向部を構成する組成物の調整
光硬化性プレポリマー（Ｐ１）としてビスフェノールＡ−プロピレンオキシド２モル付加物を１３．０質量部、キシリレンジイソシアネートを８．０質量部、及びウレタン化触媒としてビスマストリ（２−エチルヘキサノエート）（２−エチルヘキサン酸５０％溶液）を０．０１質量部混合し、８０℃で６時間反応させる。その後２−ヒドロキシエチルアクリレート２．０部を加え、８０℃で３時間反応させウレタンアクリレート系オリゴマーを得る。
このようにして得られた光硬化性プレポリマー（Ｐ１）を２３．０質量部、光硬化性モノマー（Ｍ１）としての９，９’−ビス（４−ヒドロキシエチル）フルオレンエチレンオキシド変性ジアクリレートを２２．０質量部、フェノキシエチルアクリレート５５．０を質量部、金型離型剤（Ｓ１）としてのトリデカノールのリン酸エステル［モノエステル：ジエステル＝モル比１：１］を０．０５質量部、光重合開始剤（Ｉ１）としての１−ヒドロキーシシクロヘキシルーフェニルーケトン（商品名：イルガキュア１８４、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製）を２．０質量部、混合し、均一化して組成物を得た。
これらの光硬化性プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）、金型離型剤（Ｓ１）、光重合開始剤（Ｉ１）を混合し、均一化して偏向部を構成する組成物を得た。
この偏向部を形成する組成物を厚さ１００μｍで塗工し、高圧水銀灯により８００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して硬化させ、多波長アッベ屈折計ＤＲ−Ｍ４（アタゴ）を用いて５８９ｎｍの屈折率を測定したところ、屈折率は１．５８であった。

（３）偏向層の形成
上記（１）で作製した金型ロールと、ニップロールと、の間に、基材部となる基材として、易接着ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製、Ａ４３００、厚さ１００μｍ）を挿入して搬送した。この基材の搬送に合わせ、上記（２）で得られた偏向部を構成する組成物を基材上に供給装置から供給し、金型ロール及びニップロール間の押圧力により、基材と金型ロールとの間に偏向部を構成する組成物を充填した。その後、基材側から高圧水銀灯により８００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して偏向部を構成する組成物を硬化させて、偏向部を形成した。その後、剥離ロールにより、金型ロールから偏向部を離型し、偏向部を含む厚さが１４０μｍである偏向層を作製した。
従って図２のθ_１が４６．０度、θ_２が０度であり、ピッチが２０μｍ、高さが１９．３μｍの単位光学要素を有する偏向層となった。

（４）波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物の調整
アクリル系粘着剤（感圧性粘着剤「オリバイン」ＢＰＳ６２７１：商品名、固形分２７％、東洋インキ製造（株）製）９９．７質量部、および硬化剤（ＢＸＸ５６２７：商品名、東洋インキ製造（株）製）０．３質量部に、近赤外線吸収剤として、フタロシアニン系化合物（ＩＲ１２：商品名、日本触媒（株）製）０．０５質量部、フタロシアニン系化合物（ＩＲ１４：商品名、日本触媒（株）製）０．０２質量部、及びジインモニウム系化合物（ＩＲＧ−０６８：商品名、日本触媒（株）製）０．０３質量部を配合した。さらに、ネオン光吸収化合物（ＴＡＰ２：商品名、山田化学（株））を０．０１質量部配合した。これに加え、紫外線吸収材として、ＣｙａｓｏｒｂＵＶ２４（サイテック社製）を４．０質量部、光安定剤として、ＴＩＮＵＶＩＮＮ１４４（チバスぺシャルティケミカル製）を２．０質量部、調色色素として、ＫＡＹＡＳＥＴ（日本化薬（株）製）を０．０７質量部、及び、層状粘土鉱物として、クニピアＤ３６（クニミネ工業（株）製）を０．０５質量部配合し、混合物を得た。この混合物を十分攪拌させて波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物を作製した。
なお、この粘着剤組成物について、多波長アッベ屈折計ＤＲ−Ｍ４（株式会社アタゴ製）を用いて５８９ｎｍの屈折率を測定したところ、１．４９であった。

（５）波長フィルタ機能を有する粘着剤層の形成
（４）で作製した波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物を（３）で作製した偏向層の偏向部の単位光学要素間に形成される溝の底部から厚さ４５．０μｍとなるように塗布する。その後、１００℃、２分間乾燥させ塗膜を形成し、この塗膜上に３８μｍの軽剥離性離型フィルム（東洋紡績社製、Ｅ７００５）をラミネートした。

以上により、実施例１としての偏向層及び粘着剤層を有する光学シートを得た。

＜実施例２＞
実施例２では、実施例１の「波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物の調整」に対して、調色色素の量を０．０７質量部から０．０６質量部に変更して、波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物を得た。他は実施例１と共通である。

＜比較例１＞
比較例１では、実施例１の「波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物の調整」に対して、調色色素の量を０．０７質量部から０．１０質量部に変更して、波長フィルタ機能を具備する粘着剤組成物を得た。
この粘着剤組成物を厚さ３８μｍの中剥離性離型フィルム（東洋紡績社製、Ｅ７００７）上に厚さ２５μｍになるように塗布した。その後、１００℃、２分間乾燥させ塗膜を形成し、この塗膜上に３８μｍの軽剥離性離型フィルム（東洋紡績社製、Ｅ７００５）をラミネートし、厚さが均一な着色粘着層を作製した。

＜評価＞
評価は、プラズマテレビ（パナソニック株式会社製 ＶＩＥＲＡ ＴＨ−Ｐ５０Ｇ２）に貼合されている光学フィルターを剥離した後、上記実施例、比較例の光学シートを貼合し、図６に示した環境でおこなった。図６は、試験を行った空間を側面から見た図で、紙面左右方向を空間の幅方向、紙面上下方向を空間の高さ方向、紙面奥／手前方向を空間の奥行き方向とする。すなわち、幅１２ｍ、高さ３ｍ、奥行き１０ｍの空間の天井部に図６に示したように蛍光灯を配置した。なお、空間の床、壁面天井いずれも白色としている。また、空間の奥行き方向には、該奥行き方向に蛍光灯を並列した。プラズマテレビは、空間の幅方向一端側で、奥行き方向中央の床に載置した。
照度計（ミノルタ（Ｔ−１Ｈ））をその受光面が観察者側正面を向くようにプラズマテレビ画面中央の観察者側に設置し、照度計の値が６００ルクスとなる蛍光灯環境下にて、正面白輝度、正面黒輝度を測定した。輝度計（ミノルタ（ＬＳ−１１０））を画面中心から０度方向２ｍの距離に設置した。
正面白輝度は、パターンジェネレーター（ＫＥＮＷＯＯＤ ＣＧ−９３５Ｎ）のＷＨＩＴＥモードで全白画面を表示させて測定した。一方、正面黒輝度は、同じパターンジェネレーターを用いて、ＣＲＯＳＳ ＨＡＴＣＨモードで格子パターンを表示させ、黒部分を測定した。
そして比較例１の正面白輝度、及び正面黒輝度をそれぞれ１００とした時に実施例１、実施例の正面白輝度、正面黒輝度を表した。従って正面白輝度が高いほど正面輝度が向上し、正面黒輝度が低い程コントラストが高くなることを意味する。

＜評価結果＞
結果を表１に示す。

実施例１では、比較例１に対して正面白輝度を低下させることなく、正面黒輝度を低下させることができた。一方、実施例２では、比較例１に対して正面黒輝度の上昇を抑えて、正面白輝度を向上させることができた。

また、実施例１、実施例２で作製した光学シートは比較例１で説明したシートよりも製造工程は複雑になるが、特許文献２、特許文献３に開示された光学シートと比べると簡易的に製造することができる。従って、簡易的にコストが上昇することを抑えつつも比較例１のような光学シートよりも高い性能を得ることができる。

１ プラズマテレビ（表示装置）
４ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ・映像源）
１０ 光学シート
１１ 粘着剤層
１２ 偏向層
１３ 基材部
１４ 偏向部
１４ａ 単位光学要素
１４ｂ 第一面
１４ｂ 第二面
１５ 電磁波遮蔽層
１６ ハードコート層

Claims (8)

1. 表示装置に備えられて映像源より観察者側に配置され、前記映像源からの映像光を制御して前記観察者側に出射することが可能な複数の層を有する光学シートであって、
   前記光学シートを他の部材に積層させて固定する粘着剤を含むとともに、可視光の少なくとも一部の波長領域の光を吸収してその光量を減衰させることができる波長フィルター機能を奏する手段を備える粘着剤層と、
   前記粘着剤層に積層されて、光を前記粘着剤層との界面で屈折して偏向する偏向層と、を有し、
   前記偏向層は、前記粘着剤層側に向けて凸であり、前記光学シートが前記表示装置に具備されたときに上下方向となる向きに並べられる複数の単位光学要素を備え、
   前記単位光学要素は、前記光学シートの観察者側となるべきシート面の法線方向と成す角がθ_１であり、前記表示装置に備えられたときに上面側となる第一面と、前記光学シートの観察者側となるべきシート面の法線方向と成す角がθ_２であり、前記表示装置に備えられたときに下面側となる第二面と、を具備し、
   前記θ_１は前記θ_２より大きく、
   前記単位光学要素の屈折率は、前記粘着剤の屈折率より大きい、
   光学シート。
2. 前記単位光学要素の屈折率と、前記粘着剤の屈折率との差が０．０５より大きい請求項１に記載の光学シート。
3. 前記偏向層のうち、前記粘着剤層が積層された側の面とは反対側の面には電磁波遮蔽層及びハードコート層の少なくとも一方が配置される請求項１又は２のいずれかに記載の光学シート。
4. 前記偏向層は、前記単位光学要素を有する偏向部と、前記偏向部の基材となりその一方の面に前記偏向部が設けられる基材部と、を有し、前記基材部のうち、前記偏向部が配置された側とは反対側の面には電磁波遮蔽機能を有する導電体メッシュ層が形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
5. 観察者に映像を提供する表示装置であって、
   映像源と、該映像源より前記観察者側に配置され、複数の層を具備する光学シートと、を備え、
   前記光学シートは、該光学シートを他の部材に積層させて固定する粘着剤を含むとともに、可視光の少なくとも一部の波長領域の光を吸収してその光量を減衰させることができる波長フィルター機能を奏する手段を備える粘着剤層と、
   前記粘着剤層の前記観察者側に配置されて、光を前記粘着剤層との界面で屈折して偏向する偏向層と、を有し、
   前記偏向層は、前記粘着剤層側に向けて凸であり、上下方向となる向きに並べられる複数の単位光学要素を備え、
   前記単位光学要素は、前記光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_１であり、上面側となる第一面と、前記光学シートの観察者側シート面の法線方向と成す角がθ_２であり、下面側となる第二面と、を具備し、
   前記θ_１は前記θ_２より大きく、
   前記単位光学要素の屈折率は、前記粘着剤の屈折率より大きい、
   表示装置。
6. 前記単位光学要素の屈折率と、前記粘着剤の屈折率との差が０．０５より大きい請求項５に記載の表示装置。
7. 前記偏向層のうち、前記観察者側となる面には電磁波遮蔽層及びハードコート層の少なくとも一方が配置される請求項５又は６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記偏向層は、前記単位光学要素を有する偏向部と、前記偏向部の基材となりその一方の面に前記偏向部が設けられる基材部と、を有し、前記基材部のうち、前記偏向部が配置された側とは反対側の面には電磁波遮蔽機能を有する導電体メッシュ層が形成されている請求項５〜７のいずれか一項に記載の表示装置。

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