JP2020091337A - 視野角制御シート、視野角制御方法、表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところが、液晶ディスプレイ(LCD)や有機EL等の表示装置における画素ピッチの高精細化が進んでおり、例えば、ノート型パソコンのフルHD(1920×1080ピクセル)のLCDの画素ピッチは0.14mm、スマートフォンのフルHDのLCDの画素ピッチは0.06mmである。このような高精細な画素ピッチの表示画面に視野角制御シートを取り付けて干渉縞の視認を抑制するためには、ルーバーピッチを0.04mm程度まで小さくする必要がある。しかし、このようなルーバーピッチを有する視野角制御シートの製造には高度な技術が求められ、製造コストが嵩む問題がある。
[2] 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、[1]に記載の視野角制御シート。
[3] 0.15mm以下の画素ピッチを有する表示装置の表示画面に、光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備えた視野角制御シートを取り付けて前記表示画面の視野角を制御する、視野角制御方法であって、前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、視野角制御方法。
[4] 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、[3]に記載の視野角制御方法。
[5] 0.15mm以下の画素ピッチを有する表示画面を備えた表示装置本体と、前記表示画面に取り付けられた視野角制御シートと、を備える表示装置であって、前記視野角制御シートは光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備え、前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、表示装置。
[6] 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、[5]に記載の表示装置。
[7] 表示画面に視野角制御シートを取り付ける工程を有する表示装置の製造方法であって、前記表示画面は0.15mm以下の画素ピッチを有し、前記視野角制御シートは光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備え、前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、表示装置の製造方法。
[8] 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下とする、[7]に記載の表示装置の製造方法。
本発明の第一態様の視野角制御シート10は、図1,図2に示すように、光透過帯2と遮光帯3とが交互に繰り返して設けられているルーバー層1と、ルーバー層1の第一面に設けられた保護層4と、ルーバー層1の第二面に設けられた基層5と、を備える。ルーバー層1の第一面と第二面は互いに対向する面である。
視野角制御シート10の厚さ方向をZ方向、Z方向に垂直な面内において光透過帯2及び遮光帯3が延びている方向をX方向、X方向とZ方向の両方に対して垂直な方向をY方向とする。ルーバー層1を構成している光透過帯2及び遮光帯3はいずれもX方向に延びる帯状であり、Y方向において複数の光透過帯2と複数の遮光帯3とが交互に配置されている。複数の光透過帯2のY方向の幅は均一であり、かつX方向において一定である。複数の遮光帯3のY方向の幅も均一であり、かつX方向において一定である。
視野角制御シート10は、0.15mm(150μm)以下の画素ピッチを有する表示装置の表示画面に取り付けるための視野角制御シートである。
遮光帯3のピッチ(ルーバーピッチ)は、光透過帯2と遮光帯3の幅の繰り返し周期であり、図2のY方向に見て、1つの光透過帯2の幅と、その光透過帯2に隣接する1つの遮光帯3の幅の和がルーバーピッチである。図2の符号P1がルーバーピッチを表す。
ルーバーピッチの方向は、光透過帯2及び遮光帯3の繰り返し周期の方向(図1,図2のY方向)であり、光透過帯2及び遮光帯3の長手方向に対して直交する方向である。
画素ピッチの方向は、画素が繰り返される周期の方向である。x−y直交座標系において、第一の画素ピッチの方向がx軸方向であるとすれば、第二の画素ピッチの方向はy軸方向である。一般的な表示装置における2つの画素ピッチの方向は、それぞれ表示画面の横方向と縦方向に一致することが多い。
表示画面の画素ピッチの方向が画面横軸の方向であるとき、バイアス角を0〜20°程度に小さくすれば、表示画面の横軸に対して、視野角制御シートの遮光帯3の長手方向を70〜90°近くまで立たせることができる。つまり、バイアス角が小さくなれば、遮光帯3の長手方向と、表示画面の縦軸方向とのなす角が小さくなる。この結果、視野角制御シートを通して見える表示画面の視野角θを容易に制御することができ、画面正面に対して横からの覗き見を容易に防止することができる。
ルーバーピッチが、取り付ける表示画面の画素ピッチの1.25倍以上という前提において、視野角制御と表示画面の良好な視認性とを両立させることを考慮すると、光透過帯2の幅は、0.040mm〜0.200mmが好ましく、0.080mm〜0.190mmがより好ましい。また、遮光帯3の幅は、0.001mm〜0.050mmが好ましく、0.010mm〜0.030mmがより好ましい。上記の範囲に各幅を調整すると、例えば、光透過率65%以上、視野角θ30〜120°の視野角制御シート10が得られる。
また、視野角制御シート10を取り付けることにより、干渉縞の視認抑制、バイアス角の低角化、40〜90°の視野角θの確保、良好な光透過率等を容易に実現できる好適な表示画面の画素ピッチは、0.040mm〜0.160mmが好ましく、0.050mm〜0.150mmがより好ましく、0.060mm〜0.140mmがさらに好ましい。
ルーバー層1を構成する光透過帯2の材料は、透明性が高い樹脂であることが好ましい。具体的には、ルーバー層1の光透過帯2のみに対して、ルーバー層1の厚さ方向に光を透過させたときの光透過率(光線透過率)が75%以上、好ましくは85%以上であるような、高い透明性を有する樹脂が好ましい。ここで、光透過率の上限値は特に限定されず、例えば99.99%以下とすることができる。前記樹脂としては、例えば、透明性が高い熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられ、具体例としては、セルロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。中でもシリコーン樹脂が好ましく、耐熱性、耐薬品性、耐分解性、透明性、柔軟性等の点でシリコーンゴムが特に好ましい。シリコーンゴムはシリコーン樹脂以外の成分を含む組成物であってもよい。
ルーバー層1を構成する遮光帯3の材料は特に限定されず、例えば、光透過帯2の材料として上記に挙げた樹脂を基材とし、これに顔料や染料等の着色剤を添加してなる着色樹脂が好適である。光透過帯2をなしている樹脂材料と、遮光帯3の基材としての樹脂材料とは同じであってもよく、異なっていてもよいが、光透過帯2と遮光帯3との接着性が良好となり易い観点から、両者の樹脂材料は同じであることが好ましい。
遮光帯3の光透過帯2に対する接着性を高める観点から、遮光帯3は光透過帯2と同様にシリコーンゴム製であることが好ましい。
保護層4は樹脂層である。保護層4の表面には、反射防止処理(AR処理)、アンチグレア処理(AG処理)、ハードコート処理等の樹脂成形品分野における公知の表面処理がなされていてもよい。
保護層4を形成する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。
保護層4の厚さとしては、例えば、0.030mm〜2.000mmが挙げられる。
保護層4は少なくとも一部が透明であればよく、他部に印刷や装飾が設けられて不透明とされていても構わない。
保護層4の透明部分の光透過率は75〜99.99%であることが好ましい。
視野角制御シート10は、ルーバー層1と保護層4の間に図示しない接着層を有する。
本実施形態の接着層はシリコーンゴムによって形成されている。接着層は樹脂層同士を接着する、シリコーンゴム以外の公知の接着剤によって形成されていても構わない。しかし、ルーバー層1がシリコーンゴム製であるので、ルーバー層1との接着性、ルーバー層1と接着層との界面反射の低減、等の観点から、接着層はシリコーンゴムによって形成されていることが好ましい。シリコーンゴムの具体例は、後述するルーバー層1のシリコーンゴムの具体例と同じものが挙げられる。
接着層の厚さは、保護層4よりも薄く、例えば、0.1μm〜50μm程度の厚さとすることができ、5μm〜30μmが好ましい。
基層5は樹脂層である。樹脂層の材料としては、例えば、透明性が高い熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。具体例としては、セルロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの中でも耐熱性、剛性、靭性を高める観点から、ポリカーボネートが好ましい。
基層5の厚さとしては、例えば、0.030mm〜2.000mmが挙げられる。
基層5は少なくとも一部が透明であればよく、他部に印刷や装飾が設けられて不透明とされていても構わない。
基層5の透明部分の光透過率は75〜99.99%であることが好ましい。
ルーバー層1の両面に保護層4がそれぞれ設けられてもよく、この場合、何れか一方の保護層4が基層5に相当する。
視野角制御シート10を構成するルーバー層1は、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、光透過帯2の構成材料からなる所望の厚さの第1のシートの複数枚と、遮光帯3の構成材料からなる所望の厚さの第2のシートの複数枚とを交互に積層し、加熱及び加圧して、これら複数のシートが一体化してなるブロック体を形成する。
一例として、ルーバー層1の第一面にシリコーンゴム製の接着剤を塗布し、事前に準備した保護層4を接着する方法が挙げられる。同様の方法により、ルーバー層1の第二面に基層5を形成することができる。
以上で例示した視野角制御シート10は保護層4及び基層5を具備しているが、本発明の視野角制御シートにおける保護層4及び基層5は任意の層であり、何れか一方又は両方を備えていなくてもよい。
また、視野角制御シート10におけるルーバー層1の表面と遮光帯3とのなす角度は90度であり、遮光帯3はルーバー層1の厚さ方向(Z方向)に平行に貫通しているが、本発明の視野角制御シートにおける前記なす角度は、90度のみには制限されず、例えば45度〜90度の範囲で任意に設定することができる。図4に、前記なす角度が70度である視野角制御シート15の断面図を例示する。
以上では、本発明にかかる視野角制御シートが1層のルーバー層を備えている場合を説明した。本発明にかかる視野角制御シートは2層のルーバー層を備えていてもよい。以下、図5を参照して、2層のルーバー層が積層された視野角制御シート20の構成を説明する。
第一透明樹脂層21は第一ルーバー層22のZ1側の面(第一面)に設けられており、保護層25は第二ルーバー層24のZ2側の面(第二面)に設けられており、第二透明樹脂層23は第一ルーバー層22のZ2側の面(第二面)、すなわち第二ルーバー層24のZ1側の面(第一面)に設けられている。
X−Y平面(Z方向に垂直な面)内における、視野角制御シートの全体の平面形状は、例えば矩形であるが、設置する箇所の形状に応じて適宜変更できる。
視野角制御シート20においては、第一ルーバー層22がY方向に沿う視野角を制御し、第二ルーバー層24がX方向に沿う視野角を制御するので、1枚の視野角制御シート20によって2方向の視野角を同時に制御することができる。
情報表示装置の表示画面の少なくとも一部を覆うように前述の視野角制御シートを設置することにより、視野角(可視角)を制御することができる。これにより、例えば、脇からの覗き見を防止することができる。
本発明の第二態様の視野角制御シートの使用方法は、0.15mm以下の画素ピッチを有する表示装置の表示画面の少なくとも一部に、第一態様の視野角制御シートを取り付けて、その視野角を制御する方法である。
取り付ける表示画面の画素ピッチは、ルーバーピッチよりも格段に小さいので、干渉縞の視認を抑制することができる。具体的な画素ピッチとしては、例えば、0.040mm〜0.160mmが好ましく、0.050mm〜0.150mmがより好ましく、0.060mm〜0.140mmがさらに好ましい。上記範囲であると、第一態様の視野角制御シートを取り付けることによって充分に視野角を制御することができる。
具体的な取り付け方法としては、例えば、矩形に成形された視野角制御シート10の基層5の外面5aを、表示画面を構成する透明基板に密着させる設置方法が挙げられる。
また、視野角制御シートを車中のインストルメントパネルの表示画面を覆うように設置する使用方法も好ましい。表示画面の光がフロントガラスに写り込むことを防止できる。
画素ピッチの方向は、画素が繰り返される周期の方向である。x−y直交座標系において、第一の画素ピッチの方向がx軸方向であるとすれば、第二の画素ピッチの方向はy軸方向である。一般的な表示装置における2つの画素ピッチの方向は、それぞれ表示画面の横方向と縦方向に一致することが多い。
視野角制御シートの設置に際して、ルーバーピッチと比較する画素ピッチは、上記2つの画素ピッチのうち、ルーバーピッチの方向に対するなす角(バイアス角)が45°未満の方向にピッチ(繰り返し周期)の方向があるものである。図3に例示したルーバーピッチと画素ピッチの方向に関する説明は前述の通りであるので、ここでは説明を省略する。
画素ピッチの方向とルーバーピッチの方向とのなす角(バイアス角)を0〜20°に設定すると干渉縞の視認を抑制しつつ、視野角θの制御の方向を概ね画素ピッチの方向に合わせることができる。これらの両方の効果をより確実に得る観点から、バイアス角は5〜18°に設定することが好ましい。
また、表示画面から上下左右方向への映り込みを防止して、表示画面の正面からのみ視認可能とする用途においては、2層のルーバー層が積層された視野角制御シート20を用いることが好ましい。
本発明の第三態様の表示装置は、0.15mm以下の画素ピッチを有する表示画面と、
前記表示画面に取り付けられた第一態様の視野角制御シートと、を備える表示装置である。
表示画面を具備する表示装置本体は、0.15mm以下の画素ピッチを有する表示画面を備えていればよく、例えば、高精細ノートPCやスマートフォン等の公知の情報端末が挙げられる。画素ピッチの方向は、表示画面の横方向又は縦方向に平行であることが好ましい。表示画面の画素ピッチの方向と、表示画面に取り付けられた視野角制御シートのルーバーピッチの方向とのなす角(バイアス角)は0〜20°であることが好ましく、5〜18°がより好ましい。
本発明の第四態様の表示装置の製造方法は、第三態様の表示装置を製造する方法である。視野角制御シートを表示画面に取り付ける方法は特に制限されず、例えば、第二態様で説明したように表示画面に対して密着させる方法が挙げられる。取り付けの際には、視野角制御シートのルーバーピッチの方向と、表示画面の画素ピッチの方向とのなす角(バイアス角)を0〜20°とすることが好ましく、5〜18°がより好ましい。
[製造例1]
図1,2に示す視野角制御シート10を製造した。
まず、光透過帯2の材料として、透明シリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、商品名;KE−153−U)からなる厚さ100μmの第1のシートを用意した。
これとは別に、遮光帯3の材料として、透明シリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、商品名:KE−153−U)100質量部に対してカーボンブラックを15質量部添加した材料からなる厚さ10μmの第2のシートを用意した。
第1のシート複数枚と第2のシート複数枚とを交互に積層し、加熱、加硫及び加圧してこれら複数のシートが一体化してなるブロック体を形成した。
ブロック体をシート表面に垂直な切断面で、厚さ260μmにスライスすることによりルーバー層1を作製した。
同様の方法で、ルーバー層1の第二面に厚さ200μmのポリカーボネートフィルムからなる基層5を形成し、視野角制御シート10を得た。
第1のシートの厚さを120μmに変更した以外は、製造例1と同様にして視野角制御シート10’を作製した。
本製造例で作製した視野角制御シート10’のルーバーピッチは0.120mm(120μm)であり、視野角は約72°である。平面視の縦×横のサイズが12cm×7cmとなるように、ルーバーピッチの方向が横方向となるように、視野角制御シート10をカットして外形を整えた。
[試験例1]
製造例1で作製した視野角制御シート10(ルーバーピッチ:0.110mm)を、スマートフォンの表示画面(画素ピッチ:0.060mm)に密着させたところ、バイアス角10〜20°の状態で、明確な干渉縞は視認されなかった。
本試験例において、ルーバーピッチは画素ピッチの1.83倍である。ルーバーピッチが画素ピッチよりも充分に広いと、干渉縞が視認され難いことが確認された。
製造例2で作製した視野角制御シート10’(ルーバーピッチ:0.130mm)を、高精細ノートPCの表示画面(画素ピッチ:0.14mm)に密着させたところ、バイアス角10〜20°の状態で、明確な干渉縞が視認された。
本試験例において、ルーバーピッチは画素ピッチの0.93倍である。ルーバーピッチと画素ピッチが近しいと、干渉縞が視認されやすいことが確認された。
透明樹脂層、22…第一ルーバー層、23…第二透明樹脂層、24…第二ルーバー層、2
5…保護層、26…光透過帯、27…遮光帯、28…光透過帯、29…遮光帯
Claims (8)
- 0.15mm以下の画素ピッチを有する表示装置の表示画面に取り付ける視野角制御シートであって、
光透過帯と遮光帯とが交互に繰り返して配置されているルーバー層を備え、
前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、視野角制御シート。 - 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、請求項1に記載の視野角制御シート。
- 0.15mm以下の画素ピッチを有する表示装置の表示画面に、光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備えた視野角制御シートを取り付けて前記表示画面の視野角を制御する、視野角制御方法であって、
前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、視野角制御方法。 - 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、請求項3に記載の視野角制御方法。
- 0.15mm以下の画素ピッチを有する表示画面を備えた表示装置本体と、前記表示画面に取り付けられた視野角制御シートと、を備える表示装置であって、
前記視野角制御シートは光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備え、
前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、表示装置。 - 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下である、請求項5に記載の表示装置。
- 表示画面に視野角制御シートを取り付ける工程を有する表示装置の製造方法であって、
前記表示画面は0.15mm以下の画素ピッチを有し、
前記視野角制御シートは光透過帯と遮光帯とが交互に配置されているルーバー層を備え、
前記遮光帯のピッチが、前記画素ピッチの1.25倍以上である、表示装置の製造方法。 - 前記表示画面に対する平面視で、前記遮光帯のピッチの方向と、前記画素ピッチの方向とがなす角が20°以下とする、請求項7に記載の表示装置の製造方法。
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