JP2022188099A - 光学フィルム及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、前記一対の第2要素側面それぞれの法線方向と前記フィルム面の法線方向とを含む面と平行な方向が、前記第1方向と、5度以上40度以下又は50度以上85度以下の角度をなしてもよい。
図1は、光学フィルム100を備える光学フィルム付き表示装置10(以下、単に表示装置10)の正面図である。図2は、表示装置10の厚み方向Zにおける表示装置10の一部の概略的な断面図である。本実施の形態では、光学フィルム100が表示装置10の最表面を形成する。表示装置10の表示画像は、光学フィルム100を通して視認者側に映し出される。
以下、光学フィルム100について詳しく説明する。光学フィルム100は、基材101と、低屈折率層102と、高屈折率層103とを有している。基材101、低屈折率層102及び高屈折率層103は、表示装置10に対して視認者が位置する側から有機LEDパネル15側に向けてこの順で積層されている。言い換えると、基材101、低屈折率層102及び高屈折率層103は、厚み方向Zで視認者側から装置内部に向けてこの順で積層されている。
複数のレンズ部110のうちの第1のレンズ部110(符号110-1)から水平方向にフィルム面に平行な第1基準線SL1を延ばした場合に、第1のレンズ部110(符号110-1)と隣り合う第2のレンズ部110(符号110-2)は、第1基準線SL1に対して第1の角度θaをなす方向(つまり、第1方向D1)に所定の間隔を空けて配置される。第1のレンズ部110(符号110-1)と隣り合う第3のレンズ部110(符号110-3)は、第1基準線SL1と直交しフィルム面に平行な第2基準線SL2に対して第2の角度θbをなす方向(つまり、第2方向D2)に所定の間隔を空けて配置される。そして、複数のレンズ部110のうちの他のレンズ部110も、第1の角度θaをなす方向で隣り合うレンズ部110と所定の間隔を空けて配置され、第2の角度θbをなす方向で隣り合うレンズ部110と所定の間隔を空けて配置される。
なお、本実施の形態では、第1基準線SL1が光学フィルム100の第2辺100Bと平行になる。第2基準線SL2が光学フィルム100の第1辺100Aと平行になる。
そして、フィルム面の法線方向で見たとき、第1の角度θaをなす方向で隣り合うレンズ部110の互いに対向する辺は、互いに平行である。つまり、互いに対向する、隣り合うレンズ部110のうちの一方のレンズ部110の辺111p,111dと、他方のレンズ部110の辺111p,111dとが、互いに平行である。また、フィルム面の法線方向で見たとき、第2の角度θbをなす方向で隣り合うレンズ部110の互いに対向する辺が、互いに平行である。つまり、互いに対向する、隣り合うレンズ部110のうちの一方のレンズ部110の辺112p,112dと、他方のレンズ部110の辺112p,112dとが、互いに平行である。
第1方向D1が、左右方向X及び第1画素配列方向PD1と、5度以上40度以下をなすか、又は、50度以上85度以下をなすことが好ましく、10度以上40度以下をなすか、又は、50度以上80度以下をなすことがより好ましい。
第2方向D2が、左右方向X及び第1画素配列方向PD1と、5度以上40度以下をなすか、又は、50度以上85度以下をなすことが好ましく、10度以上40度以下をなすか、又は、50度以上80度以下をなすことがより好ましい。
まず、有機LEDパネル15と光学フィルム100とをあるバイアス角で重ねる。
(第2工程)
次に、複数の画素150のうちのいずれかの画素150におけるいずれかのサブピクセルの輝度減少量を計算する。このとき、レンズ部110の先端面110Tは、透明(光透過状態)として取り扱い、側面110Sは遮蔽(光非透過状態)として取り扱う。つまり、側面110Sによって遮蔽されたサブピクセル内の面積の割合に基づいて、輝度減少量が計算される。
(第3工程)
次に、第2工程で輝度減少量を計算されたサブピクセルを含む画素150における残りのサブピクセルの輝度減少量を第2工程と同じ手法で計算する。本実施の形態では、画素150における残りのサブピクセルは1つであるので、これについての輝度減少量が計算された後、第3工程が終了する。一方で、例えばストライプ配列であるときには、上記画素150における残りのサブピクセルが2つになる。この場合には、残りのサブピクセルのうちの一方の輝度減少量を計算した後、他方の輝度減少量を計算する。
(第4工程)
次に、複数の画素150のうちの他の全ての画素150について、第2工程と第3工程を行い、全画素150における各サブピクセルの輝度減少量を特定する。そして、このような全画素150における輝度減少量の情報を基に、各色のサブピクセルに関する輝度ムラを示すモアレ画像を形成する。
(第5工程)
次に、各サブピクセルに関するモアレ画像における最大輝度と最小輝度とを輝度減少量に基づいて特定し、各サブピクセルにおける輝度ムラ(単色輝度ムラと呼ぶ。)を、例えば以下の式により計算する。
単色輝度ムラ=(最大輝度-最小輝度)/(最大輝度+最小輝度)
(第6工程)
次に、各サブピクセルの単色輝度ムラの平均値を計算し、輝度ムラの代表値として特定する。
(第7工程)
そして、バイアス角を順次変更し、第2~第6工程を行うことで、複数のバイアス角についての輝度ムラの代表値を特定する。そして、複数の輝度ムラの代表値に基づいてモアレ低減効果が好適に得られるバイアス角を選択する。
次に、本実施の形態にかかる表示装置10の作用について説明する。
図7に示す変形例にかかる光学フィルム付き表示装置10’は、有機LEDパネル15と、光学フィルム100と、円偏光板20と、タッチパネル30と、カバーガラス40と、をこの順に積層して構成されている。すなわち、この変形例では、光学フィルム100の位置が上述の実施の形態に対して異なる。なお、上述の実施の形態及び図7の変形例では、表示パネルが有機LEDパネルであるが、表示パネルは液晶パネルでもよい。なお、図7に示すレンズ部110は、上述の実施の形態と同様に、左右方向X及び上下方向Yの両方に斜めに交差する第1方向D1及び第2方向D2に沿って配列される。図7は概略の断面図であり、説明の便宜のために、レンズ部110が左右方向Xに並ぶように示されている。しかし、実際上は、本実施の形態におけるレンズ部110は、第1方向D1及び第2方向D2に沿って並ぶ。
図4等で示した実施の形態の変形例として図8のような形態でも良い。図8の構成では、第1要素側面111における両端の丸みR間に位置する部分は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。第2要素側面112における両端の丸みR間に位置する部分は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。 一方で、図4及び図8を参照し、第1要素側面111における両端の丸みR間に位置する部分の法線方向N1,N1はそれぞれ、光学フィルム100の第2辺100Bと平行になる。言い換えると、法線方向N1,N1はそれぞれ、左右方向Xに平行となる。また、平坦面である第1要素側面111における両端の丸みR間に位置する部分は、第1辺100A及び上下方向Yと平行になる。また、第1要素側面111,111は、第2辺100Bが延びる方向で、つまり左右方向Xで向き合っている。さらに、第2要素側面112における両端の丸みR間に位置する部分の法線方向N2,N2はそれぞれ、光学フィルム100の第1辺100Aと平行になる。言い換えると、法線方向N2,N2はそれぞれ、上下方向Yに平行となる。また、平坦面である第2要素側面112における両端の丸みR間に位置する部分は、第2辺100B及び左右方向Xと平行になる。また、第2要素側面112,112は、第1辺100Aが延びる方向で、つまり上下方向Yで向き合っている。
図1も参照し、第1要素121は、光学フィルム100のフィルム面の法線方向の一方側又は他方側に凹み且つ光学フィルム100の第1辺100Aと平行な方向に長尺となる複数の溝121gを有する回折格子であって、各溝121gに形成される第1要素側面111,111それぞれの法線方向が、第1方向D1とフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行となる回折格子を含んでいる。各溝121gにおいては、凹み開始縁と底端との間に側面110Sが形成される。凹み開始縁とは、溝121gが低屈折率層102又は高屈折率層103の最表面に対して凹み始める部分のことを意味する。各溝121gに形成される第1要素側面111,111は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。図4及び図9を参照し、各溝121gに形成される第1要素側面111,111それぞれの法線方向は、光学フィルム100の第2辺100Bと平行になる。言い換えると、これら法線方向はそれぞれ、左右方向Xに平行となる。また、平坦面である第1要素側面111は、第1辺100A及び上下方向Yと平行になる。また、第1要素側面111,111は、第2辺100Bが延びる方向で、つまり左右方向Xで向き合っている。
また、第2要素122は、光学フィルム100のフィルム面の法線方向の一方側又は他方側に凹み且つ第2辺100Bと平行な方向に長尺となる複数の溝122gを有する回折格子であって、各溝122gに形成される第2要素側面112,112それぞれの法線方向が、第1方向D1とフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行となる回折格子を含んでいる。各溝122gにおいては、凹み開始縁と底端との間に側面110Sが形成される。各溝122gに形成される第2要素側面112,112は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。図4及び図9を参照し、各溝122gに形成される第2要素側面112,112それぞれの法線方向は、光学フィルム100の第1辺100Aと平行になる。言い換えると、これら法線方向はそれぞれ、上下方向Yに平行となる。また、平坦面である第2要素側面112は、第2辺100B及び左右方向Xと平行になる。また、第2要素側面112,112は、第1辺100Aが延びる方向で、つまり上下方向Yで向き合っている。
そして、第1方向D1及び第2方向D2のそれぞれで、第1要素121と第2要素122とが混在して配列されている。ここで、第1要素121と第2要素122とは、好ましくは交互に配列される。なお、図9の変形例においては、第1要素121における第2要素側面112,112それぞれの法線方向は、第1方向D1とフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行でもよいし、そうでなくもよい。また、第2要素122における第1要素側面111,111それぞれの法線方向も、第1方向D1とフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行でもよいし、そうでなくもよい。
第1要素側面111は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。第2要素側面112は、第1方向D1と光学フィルム100のフィルム面の法線方向とを含む面及び第2方向D2とフィルム面の法線方向とを含む面と非平行である。
一方で、図4及び図10(A)を参照し、第1要素側面111の法線方向N1,N1はそれぞれ、光学フィルム100の第2辺100Bと平行になる。言い換えると、法線方向N1,N1はそれぞれ、左右方向Xに平行となる。また、平坦面である第1要素側面111は、第1辺100A及び上下方向Yと平行になる。また、第1要素側面111,111は、第2辺100Bが延びる方向で、つまり左右方向Xで向き合っている。さらに、第2要素側面112の法線方向N2,N2はそれぞれ、光学フィルム100の第1辺100Aと平行になる。言い換えると、法線方向N2,N2はそれぞれ、上下方向Yに平行となる。また、平坦面である第2要素側面112は、第2辺100B及び左右方向Xと平行になる。また、第2要素側面112,112は、第1辺100Aが延びる方向で、つまり上下方向Yで向き合っている。
図10(C)に示すように、高屈折率層103には、凹状となる光学要素110’に埋め込まれるピラミッド形状の複数の凸部が設けられる。四角錐となる凸部の4面は、法線N1と一致する法線を有する2つの面と、法線N2と一致する法線を有する2つの面とを有する。図10(C)には、説明の便宜のために、法線N1,N2をフィルム面に投影させる状態で示している。高屈折率層103の凸部は、第1方向D1に所定のピッチで配置されるとともに、第2方向D2に所定のピッチで配置される。図示から明らかなように、高屈折率層103の凸部の法線N1と一致する法線及び法線N2と一致する法線は、第1方向D1及び第2方向D2と非平行になる。
この例では、高屈折率層103の凸部における法線N1と一致する法線を有する2つの面のそれぞれの基端側の辺の両端が、法線N1をフィルム面に投影させた場合の法線N1の方向でずれる。そして、隣り合う高屈折率層103の凸部は、互いに向き合わせる基端側の辺を平行にした状態で位置する。これにより、高屈折率層103の凸部は、法線N1をフィルム面に投影させた場合の法線N1の方向とは異なる第1方向D1に並ぶ。第2方向D2に並ぶ高屈折率層103の凸部も、方向は異なるが、第1方向D1に並ぶ凸部と同様の配置態様で並ぶ。
したがって、光学要素110’の第1要素側面111,111は、凹み開始縁側の辺の両端が、法線N1をフィルム面に投影させた場合の法線N1の方向、つまり左右方向Xでずれる。そして、隣り合う光学要素110’は、互いに向き合わせる基端側の辺を平行にした状態で位置する。これにより、光学要素110’は、法線N1をフィルム面に投影させた場合の法線N1の方向、つまり左右方向Xとは異なる第1方向D1に並ぶ。第2方向D2に並ぶ光学要素110’も、方向は異なるが、第1方向D1に並ぶ光学要素110’と同様の配置態様で並ぶ。
本開示の実施例1~3では、以下の表1に示す寸法に従った形状のレンズ部110を有する光学フィルム100を作成した(図4及び図5も参照のこと)。そして、表1に示すバイアス角θ1で、各光学フィルム100を有機LEDパネル15の画素150上に重ねた表示装置10を構成した。
また、比較例2-1~2-3はそれぞれ、実施例1~3にかかるレンズ部110と同じ寸法のレンズ部を有する光学フィルムを備えており、レンズ部は、実施例1~3のレンズ部110の配列方向と同じ方向に配列されるが、4つの側面が左右方向X及び上下方向Yに対して傾いている(バイアス角の方向に平行である)。
また、比較例における有機LEDパネルは、実施例と有機LEDパネル15と同じものである。
実施例及び比較例の評価を行うにあたり、実施例及び比較例のそれぞれで白画像を表示し、全方位における色座標x、yを測定した。色座標x、yは、CIE1931色空間(CIE xyY色空間)で規定される色座標x,yである。色座標x、yの測定は、トプコン社製・色彩輝度系BM-7を用いて行った。
Claims (1)
- 複数の光学要素を備える光学フィルムであって、
前記複数の光学要素のうちの第1の光学要素から水平方向にフィルム面に平行な第1基準線を延ばした場合に、前記第1の光学要素と隣り合う第2の光学要素は、前記第1基準線に対して第1の角度をなす方向に所定の間隔を空けて配置され、前記第1の光学要素と隣り合う第3の光学要素は、前記第1基準線と直交し前記フィルム面に平行な第2基準線に対して第2の角度をなす方向に所定の間隔を空けて配置され、
前記複数の光学要素のうちの他の光学要素も、前記第1の角度をなす方向で隣り合う光学要素と所定の間隔を空けて配置され、前記第2の角度をなす方向で隣り合う光学要素と所定の間隔を空けて配置され、
各前記光学要素は、前記フィルム面の法線方向の一方側又は他方側に先細りに突出する四角錐台形状であって、先端と基端との間に側面を有するか、又は、前記フィルム面の法線方向の一方側又は他方側に先細りに凹む四角錐台上であって、凹み開始縁と底端との間に側面を有しており、
前記光学要素の先端面は前記フィルム面と平行であり、
前記側面は、互いに対向する一対の第1要素側面と、前記一対の第1要素側面が対向する方向と直交する方向で互いに対向する一対の第2要素側面と、を有し、
前記第1の角度をなす方向で隣り合う前記光学要素は、前記一対の第1要素側面が対向する方向又は前記一対の第2要素側面が対向する方向のうちのいずれかの方向に第1隙間を空けて隣り合っており、
前記第1隙間に面する前記一対の第1要素側面又は前記一対の第2要素側面の間の前記フィルム面の法線方向での中点における寸法を、前記第1の角度をなす方向における前記光学要素のピッチで割ることにより規定される第1デューティが、0.5以上0.8以下であり、
前記第2の角度をなす方向で隣り合う前記光学要素は、前記一対の第1要素側面が対向する方向又は前記一対の第2要素側面が対向する方向のうちのいずれかの方向に第2隙間を空けて隣り合っており、
前記第2隙間に面する前記一対の第1要素側面又は前記一対の第2要素側面の間の前記フィルム面の法線方向での中点における寸法を、前記第2の角度をなす方向における前記光学要素のピッチで割ることにより規定される第2デューティが、0.5以上0.8以下である、光学フィルム。
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