JP2012212012A - 光学シート、表示装置、光学シートの製造方法、及びロール金型の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透光性を有する基材層11と、基材層の一方の面に積層された光学機能層12と、を備え、光学機能層は、透光性を有するとともに基材層の面に沿った方向に所定の間隔で並列される光透過部13と、光透過部間に形成され、光を吸収可能とされる光吸収部14と、を具備し、隣接する光吸収部と光透過部との界面は湾曲するように形成されており、光学機能層の層厚方向断面において光透過部は四角形断面を有し、該四角形断面のうち対向する1組の辺は前記界面を構成する辺であり、該四角形の2つの対角線のうちの一方である第一の対角線が光学機能層の出光面法線との成す角をθ1とし、2つの対角線のうちの他方である第二の対角線が出光面と成す角をθ2としたとき、θ1<θ2である光学シートを備えるものとする。
【選択図】図1
Description
ここで、基材層(11)の一方の面に積層された光学機能層(12)は、該基材層に対して映像源側に配置されても観察者側に配置されてもよく、特に限定されることはない。
また、本発明のロール金型の製造方法及び光学シートの製造方法によれば、このような光学シート、表示装置を効率よく製造することが可能となる。
この中でも、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点から、PETを主成分とする樹脂によって基材層11を構成することが好ましい。
光透過部13の辺13bは、辺13aに対向する位置に具備され、凹部12aの底部間を結ぶことにより得られる辺で、本実施形態では仮想の辺である。従って辺13bは、シート面方向に沿って凹部12aの底部と交互に具備されている。
光透過部13の辺13cは、凹部12aの1つの面を形成する辺であり、光透過部13から見て凹状に湾曲する形態とされている。
光透過部13の辺13dは、辺13cに対向する位置に具備され、凹部12aの他の1つの面を形成する辺であり、光透過部13から見て凸状に湾曲する形態とされている。
θ1<θ2
の関係となるように各辺が構成されている。θ2とθ1との差は特に限定されることはないが、2度以上4度以下であることが好ましい。これより差が小さいとコントラストを向上させる効果が低くなる虞があり、差がこれより大きいと製造時に金型ロールからの離型性を損なう虞がある。
後述するように、ここで必要とされる各寸法に対応したロール金型が製造される。
光吸収部14の辺14aは、光学機能層12の一方の面を形成する辺であり、層面方向に沿って辺13aの間に配置される。
光吸収部14の辺14bは、辺14aに対向する位置に具備され、シート面方向に沿って辺13bと交互に具備されている。
光吸収部14の辺14cは、辺13cに一致するように構成される辺で、光透過部13と光吸収部14との界面を構成する辺である。辺14cは、光透過部13から見て凹状、光吸収部14から見ると凸状に湾曲する形態とされている。
光吸収部14の辺14dは、辺14cに対向する位置に具備され、辺13dに一致するように構成される辺で、辺14cと対となって光透過部13と光吸収部14との界面を構成する辺である。辺14dは、光透過部13から見て凸状、光吸収部14から見ると凹状に湾曲する形態とされている。
粘着剤層17は粘着剤が配置される層である。粘着剤の材料は必要な光透過性、粘着性、耐候性を得ることができれば特に限定されるものでなく公知のものを用いることができる。その中でも、上記性能に加えて入手性、成形性等を考慮してアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。また、光学シート10の層構成によっては、隣接する層の色素の劣化を防止するために、紫外線を吸収する効果のあるUV吸収剤(ベンゾトリアゾール系等)を粘着剤に含めてもよい。また、その他にも粘着層に近赤外吸収剤、ネオン線吸収剤、及び調色色素などを含めてもよい。
光学機能層12を製造するに際してはロール金型30を用いる。図3には、ロール金型30の外観を概略的に示した斜視図を表した。図4には、ロール金型30の外周面に形成された環状突起32及び溝33の断面の一部を拡大した図を示した。この断面は環状突起32及び溝33が延在する方向に直交するとともに、ロール金型20の回転軸に沿った方向の断面である。
基体は、ロール基体31の剛性を確保するための部位で、ロール基体31の大部分を占めている。かかる観点から基体は、機械構造用の鉄系材料が用いられることが好ましい。また、必要な剛性を確保しつつも軽量化をする観点から、基体は両端に底を有する有底の円筒状であってもよい。また、ロール金型30表面の温度調節ができるようにロール基体31の内部に冷水や温水、蒸気又は高温の油を循環できるように2重構造にするのが一般的である。
一方、被加工層は、基体の外表面を被覆するように積層された層である。基体は上記したように構造上の観点からその材料が選択されるので、加工が困難である場合が多い。そこで、実際に加工するのはロール基体31の表面付近のみでよいことから、加工される部分に比較的加工のしやすい被加工層を設ける。従って、被加工層は、銅メッキ層、ニッケルメッキ層等の加工が容易な材料によるメッキ層であることが好ましい。被加工層の厚さは、その性質上、加工されるべき形状により決められる。例えば銅メッキ層の厚さは、必要な形状の高さ以上あれば問題ないが、通常は0.3mmから1.0mmである。
その後、得られた基準面に基づいてロール基体31を回転させつつ切削工具により環状突起32、溝33を形成する。ここで切削工具は例えば次のような形状を具備している。図5には、使用される切削工具の一例である切削チップ40の概略的な図を示した。図5ではすくい面を符号41、前逃げ面を符号42、横逃げ面を符号43でそれぞれ表わしている。図5(a)は斜視図、図5(b)はすくい面41側からみた図、図5(c)は前逃げ面42側から見た図、及び図5(d)は横逃げ面43側から見た図である。
前逃げ角θcは、5度以上20度以下にすることが多い。5度より小さいと横逃げ角θbと同様に切れ性が悪くなる傾向にある。一方、20度よりも大きくすると切削チップ先端の剛性がなくなり、欠けやチッピングが生じやすい。
ここで、本例では溝33の切り込み速度を通常より速い速度でおこなう。これにより、当該切り込み時に、切削チップ40から環状突起32に対して図6(c)に矢印Jで示したように力を与えることができ、環状突起32を湾曲させることが可能となる。そしてこの湾曲により上記説明した光学機能層12の凹部12aに対応した形状を形成することができる。
映像光L1は映像源5から出射した映像光であり、光透過部13をそのまま透過して観察者側に出射される。
映像光L2は映像源5から出射した映像光であり、シート面法線に対して所定の角度を有して光透過部13に入射し、光吸収部14との界面に達した光である。ここで、映像光L2は、光透過部13と光吸収部14との屈折率差及び界面への入射角度に基づいて該界面で反射する。反射した映像光L2は光透過部13を透過して観察者に出射される。従ってこのような場合には光吸収部へ向かっていた映像光であってもこれを観察者に提供することができ、効率よく観察者に映像光を提供することができる。
映像光L3は映像源5から出射した映像光ではあるが、光学機能層12に入射する前に光学シート10内で迷光として反射を繰り返した光である。映像光L3はシート面法線方向に対して大きな角度で光透過部13に入光し、光吸収部14との界面に達する。ここで、映像光L3は、光透過部13と光吸収部14との屈折率差及び界面への入射角度に基づいて該界面を透過して光吸収部14の光吸収粒子16で吸収される。従ってこのような本来観察者側に出光させたくない迷光を適切に吸収することができる。
すなわち、外光は室内の蛍光灯等からの光のように、表示装置の斜め上方から表示装置に対して照射される光が多い。このような斜め上方からの外光に対して本実施形態のような形態の光学機能層12を配置することにより、外光が光吸収部に入射する面積を増やすことができ、従来よりもコントラストを向上させることが可能となる。
実施例1では、直径400mm、幅1000mmの大きさで、表面に被加工層としての厚さ0.5mmの硬質銅メッキ(ビッカース硬度210Hv)を施した基体に、溝を形成してロール金型を製造した。切り込み対象となる溝は、ピッチを45μmとし、溝における切り込み深さは84μm、環状突起の外周面における切り込み深さは10μmとした。また、基体の回転速度は420rpm、切り込み速度は初期5μm/回転で切削し、徐々に切り込み速度を落としていき、基体幅方向1000mmの位置を切削した時点で3μm/回転となるようにプログラムを組んだ。また、切削工具としてダイヤモンドチップを用い、頂角を3度、横逃げ角を3度、前逃げ角を11度、及びバイト先端幅を35μmとした。
その結果、切削始点から終点までを1つのダイヤモンドチップで切削することができ、環状突起の倒れを一定にすることができた。そして光学機能層の見込角θ1に対応する角度と、見込角θ2に対応する角度との差は3度であった。
これにより見込角θ1と見込角θ2との差(θ2−θ1)が3度である光学機能層を得た。
実施例2では、ロール金型の製造の際に、溝形成のときの切り込み速度を初期7μm/回転とし、徐々に切り込み速度を落としていき、基体幅方向1000mmの部位を切削した時点で5μm/回転となるようにプログラムを組んだ。
その結果、切削始点から終点までを1つのダイヤモンドチップで切削することができ、環状突起の倒れを一定にすることができた。このロール金型を用いて実施例1と同様に光学機能層を形成した。これにより見込角θ1と見込角θ2との差(θ2−θ1)が5度である光学機能層とすることができた。その他は実施例1同じである。
比較例1では、ロール金型の製造の際に、溝形成のときの切り込み速度を初期2μm/回転とし、徐々に切り込み速度を落としていき、基体幅方向1000mmの部位を切削した時点で1μm/回転となるようにプログラムを組んだ。
その結果、切削始点から終点までを1つのダイヤモンドチップで切削することができ、環状突起の倒れはなかった。このロール金型を用いて実施例1と同様に光学機能層を形成した。これにより見込角θ1と見込角θ2との差(θ2−θ1)が0度である光学機能層とすることができた。その他は実施例1と同じである。
評価は、「コントラスト」、「視野角」、「明るさ」でおこなった。いずれも目視により評価を行い、比較例1に対して良好なものが◎、比較例1と同等であるか、低下しても実用上問題無いレベルを○、とした。
結果を表1に示す。
4 映像源ユニット
10 光学シート
11 基材層
12 光学機能層
13 光透過部
14 光吸収部
17 粘着剤層
18 電磁波遮蔽層
19 波長フィルタ層
20 反射防止層
30 ロール金型
31 ロール基体
32 環状突起
33 溝
Claims (6)
- 複数の層を有する光学シートであって、
透光性を有する基材層と、
前記基材層の一方の面に積層された光学機能層と、を備え、
前記光学機能層は、透光性を有するとともに前記基材層の面に沿った方向に所定の間隔で並列される光透過部と、前記光透過部間に形成され、光を吸収可能とされる光吸収部と、を具備し、
隣接する前記光吸収部と前記光透過部との界面は湾曲するように形成されており、
前記光学機能層の層厚方向断面において前記光透過部は四角形断面を有し、該四角形断面のうち対向する1組の辺は前記界面を構成する辺であり、該四角形の2つの対角線のうちの一方である第一の対角線が前記光学機能層の出光面法線との成す角をθ1とし、前記2つの対角線のうちの他方である第二の対角線が前記出光面と成す角をθ2としたとき、θ1<θ2である、光学シート。 - 映像源と、複数の層を具備する光学シートとを有する表示装置であって、
前記光学シートは、透光性を有する基材層と、前記基材層の一方の面に積層された光学機能層と、を備え、
前記光学機能層は、透光性を有するとともに前記基材層の面に沿った方向に所定の間隔で並列される光透過部と、前記光透過部間に形成され、光を吸収可能とされる光吸収部と、を具備し、
隣接する前記光吸収部と前記光透過部との界面は湾曲するように形成されており、
前記光学機能層の層厚方向断面において前記光透過部は四角形断面を有し、該四角形断面のうち対向する1組の辺は前記界面を構成する辺であり、該四角形の2つの対角線のうちの一方である第一の対角線が前記光学機能層の出光面法線との成す角をθ1とし、前記2つの対角線のうちの他方である第二の対角線が前記出光面と成す角をθ2としたとき、θ1<θ2である、表示装置。 - 前記光学機能層は、前記光透過部及び前記光吸収部が並列される方向が上下方向となるように配置され、
前記第一の対角線を観察者側に延長したときに該第一の対角線が上方に、前記第二の対角線を観察者側に延長したときに該第二の対角線が下方に向くように前記光学機能層が配置される、請求項2に記載の表示装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記光学シートに含まれる前記光学機能層が有する凹凸形状を成形するロール金型を製造する方法であって、
表面に被加工層が形成されたロール基体を回転させ、切削工具により前記光学機能層の凸に対応する溝を形成させる工程を含み、
前記溝の形成に際して、前記溝間に形成される環状突起を前記切削工具の切り込みにより湾曲させることを特徴とするロール金型の製造方法。 - 前記切削工具の切り込み速度を、前記ロール基体の幅方向で変化させ、前記幅方向に進むにともなって前記切り込み速度を遅くすることを特徴とする請求項4に記載のロール金型の製造方法。
- 請求項4又は5により製造されたロール金型と、基材と、の間に光硬化性材料を充填する工程、及び、前記充填された状態で前記光硬化性材料に光を照射して前記光硬化性材料を硬化させる工程を含む光学シートの製造方法。
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