JP2014186241A - 光制御フィルタ、液晶ユニット、映像源ユニット、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の層のうちの1つであり、プリズム形状の断面を有して一方に延びるとともに、該延びる方向とは異なる方向に配列される複数の単位プリズム22aを具備するプリズムシート20と、複数の層の1つである光制御層32と、を備え、光制御層は、上記一方とは異なる方向に延びるとともに、該延びる方向とは異なる方向に配列される、光を透過する複数の光透過部33と、隣り合う光透過部間に光を吸収する材料が含まれることにより光を吸収する複数の光吸収部34と、を有し、単位プリズムが延びる方向と、光透過部が延びる方向とが、光制御フィルタを平面視したときに交差する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2にも視野角を制御することができるいわゆるルーバーについて記載されている。
なお、単位プリズム22aが延びる方向は映像光を偏向する方向に交差する方向となる(本形態では単位プリズム22aは鉛直方向に延び、偏向方向は水平方向左右である。)。
これにより、後述するように法線方向ndから単位プリズム22a’に入射した光は、単位プリズム22a’の並列方向に平行な面(本形態では水平面)左右において偏向される程度が異なる。このように斜辺の角度を変えることにより、光源光の輝度のピークの向きを制御することができる。例えば単位プリズム22a’の屈折率を1.55とし、図5にθ21で表した頂角を90°、斜辺22b’が法線ndと成す角であるθ22を30°、斜辺22c’が法線ndと成す角であるθ23を60°とすることにより、輝度のピークを法線ndに対して水平方向左右でそれぞれ異なる程度で偏向することが可能である。具体的には斜辺22b’により42°、斜辺22c’により17°でそれぞれ輝度のピークの方向を偏向できる。
これにより、プリズムシート20のように光源光を偏向することができるとともに、後述するように正面(法線nd方向)へも光源光を提供することができる。必要に応じてW32の大きさを変更すれば、正面へ提供される映像光の明るさを調整することが可能である。例えば単位プリズム22a”の屈折率を1.55、図6にθ3で表した単位プリズム22a”の頂角を90°、図6にW31で表したピッチを120μm、図6にW32で表した間隔部分を40μmとすることにより、輝度のピークの向きを、法線ndに対して0度(正面)、水平方向左右に28°のそれぞれとなるように偏向することができる。
当該光透過部33、及び光吸収部34が延びる方向は上記プリズムシート20により光源光が偏向される方向に交差しない方向であることが好ましい。すなわち、光吸収部34が延びる方向は上記した通り単位プリズム22aが延びる方向と平面視で直交することが好ましい。
ここで、光吸収部34の略台形断面における斜辺(脚部)は、液晶ユニット15の厚さ方向(図2、図3、図7の紙面左右方向)に対して0度以上10度以下の角度をなしていることが好ましい。本形態では、光吸収部34は断面が略台形である例を示したが、これに限らず正方形、長方形、平行四辺形であってもよい。また、上記斜辺の傾きは必ずしも一定である必要はなく、液晶ユニット15の厚さ方向位置によって変化した折れ線状であってもよいし、曲線状であってもよい。さらに、光吸収部34の上底の長さを小さくして断面を略三角形とすることもできる。
透明樹脂としては例えば電離放射線硬化型樹脂等を用いることができ、特に限定されることはないが、例えば電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等のアクリレート系樹脂を用いることができる。
一方、光吸収性を有する材料としては、可視光である迷光や外光等の不要光を吸収する機能を有すればよく、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等、顔料、染料を挙げることができる。
図3、図7には透明樹脂に光吸収性を有する黒色粒子が分散されている態様を示した。ここで黒色粒子は、上記カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料、染料等により光吸収性を有するように形成された粒子状の物質である。
始めに、基材層31となる基材31’の上に、光透過部33を形成する。光透過部33を形成するには、光透過部33の形に対応した表面形状を有する金型ロール52を準備する。次に、当該金型ロール52とニップロール51との間に基材31’を送り込む。図8に示した矢印VIIIは、基材31’を送り込む方向である。基材31’の送り込みに合わせて、金型ロール52と基材31’との間に供給装置55から光透過部33を構成する組成物50の液滴を供給し続ける。供給装置55から基材31’上に組成物50を供給するとき、金型ロール52と基材31’との間に、組成物50が溜まったバンクが形成されるようにする。このバンクにおいて、組成物50が基材31’の幅方向に広がる。
これにより基材層31及び該基材層31上に光透過部33が積層された中間部材を得る。
以上により基材層31上に光制御層32が積層された光制御シート30を得る。
また、機能層45に備えられる層はハードコート層に限定されず、公知の表示機器に備えられるものを適宜適用することができる。
一方、面光源装置10の光源光出射側に、作製した液晶ユニット15を所定の間隔を有して配置し、両者の外縁を互いに固定する等して位置決めをおこない、映像源ユニット1を得ることができる。
一方、図3に表した光L31のように、単位プリズム22aが延びる方向に平行な方向(本形態では鉛直方向)に関してはほとんど偏向されることなく正面の方向を維持する。
以上からわかるように、プリズムシート12により、光は光吸収部34が並べられる方向とは異なる方向について所望の方向(本形態では水平方向左右)に偏向され、当該左右方向において輝度のピークを有する光となる。
一方、図7に光L72、L73で示したように、何らかの理由で鉛直方向に大きな角度を有して光制御層32に入射した光は光吸収部34に入射してここで吸収される。従って、鉛直方向については上下方向へ進む光が遮断されて視野角が制限される。
一方、本形態では、光制御層32により鉛直方向への光の拡散を小さく抑えている。これにより例えば自動車のコンソールに液晶表示装置を配置した場面を考えたとき、特に鉛直方向上方への映像光がフロントガラスに映り込むことを防止することが可能となり、より利便性が高まる。
映像源ユニット51では、光制御フィルタ66において、プリズムシート70が上記プリズムシート20とは異なり本体部21を有しておらず、単位プリズム部22のみで形成されている。そして当該単位プリズム部22が光制御シート39の光制御層32に積層されている。これにより、上記した液晶ユニット、映像源ユニット、及び液晶表示装置と同様の機能を有する他、映像源ユニットを薄く形成することができる。
映像源ユニット101は第一偏光板40と液晶表示パネル41との間に光制御フィルタ16を配置した例である。このような映像源ユニット101も、上記した映像源ユニット1と同様の効果を奏するものとなる。
映像源ユニット151は光制御フィルタ16を最も観察者側に配置した例である。このような映像源ユニット151も、上記した映像源ユニット1と同様の効果を奏するものとなる。
10、面光源装置
15 液晶ユニット
16 光制御フィルタ
20 プリズムシート
21 本体部
22 単位プリズム部
22a 単位プリズム
30 光制御シート
31 基材層
32 光制御層
33 光透過部
34 光吸収部
40 第一偏光板
41 液晶表示パネル
42 第二偏向層
45 機能層
Claims (8)
- 複数の層が積層され、入射した光を制御して出射する光制御フィルタであって、
前記複数の層のうちの1つであり、プリズム形状の断面を有して一方に延びるとともに、該延びる方向とは異なる方向に配列される複数の単位プリズムを具備するプリズムシートと、
前記複数の層の1つである光制御層と、を備え、
前記光制御層は、
前記一方とは異なる方向に延びるとともに、該延びる方向とは異なる方向に配列される、光を透過する複数の光透過部と、
隣り合う前記光透過部間に光を吸収する材料が含まれることにより光を吸収する複数の光吸収部と、を有し、
前記単位プリズムが延びる方向と、前記光透過部が延びる方向とが、前記光制御フィルタを平面視したときに交差する、光制御フィルタ。 - 前記交差する角度が90°である請求項1に記載の光制御フィルタ。
- 複数の層が積層されて映像を表示できる液晶ユニットであって、
請求項1又は2に記載の光制御フィルタと、偏光板と、液晶表示パネルと、を備え、
前記光制御フィルタが前記偏光板に積層されている、液晶ユニット。 - 面光源装置と、
前記面光源装置の光源光出射側に配置され、複数の層が積層された液晶ユニットとを備え、
前記液晶ユニットは、
請求項1又は2に記載の光制御フィルタと、偏光板と、液晶表示パネルと、を備え、
前記液晶ユニットの前記光制御フィルタの前記プリズムシートが前記光制御層よりも前記面光源装置側に配置され、前記光制御層よりも観察者側に前記液晶表示パネルが設けられている、映像源ユニット。 - 面光源装置と、
前記面光源装置の光源光出射側に配置され、複数の層が積層された液晶ユニットと、を備え、
前記液晶ユニットは、
請求項1又は2に記載の光制御フィルタと、偏光板と、液晶表示パネルと、を備え、
前記光制御フィルタが最も観察者側となる位置に配置される、映像源ユニット。 - 筐体を有し、前記筐体の内側に請求項4又は5に記載の映像源ユニットが配置されている液晶表示装置。
- 筐体を有し、前記筐体に保持される請求項5に記載の映像源ユニットを備え、前記光制御フィルタは着脱可能である液晶表示装置。
- 前記単位プリズムが延びる方向が鉛直であり、前記光制御層の前記光透過部及び前記光吸収部が延びる方向が水平である、請求項6又は7に記載の液晶表示装置。
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