JP4468121B2 - 視野角制御シートおよび表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイの前面に設置し、ディスプレイの性能、特に、ディスプレイに外光が当たった時のコントラスト低下等による性能の低下を防止する機能や、ディスプレイの有効光を好適に拡散させて視野角を広くする機能等を有する視野角制御用シートおよびこれを用いた表示装置に関するものである。

有機発光ダイオード・ディスプレイ（以下、ＯＬＥＤと記す。）や液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと記す。）等では、通常、観察者がどのような位置から見ても良好な画像が得られるように、視野角が広いことが好まれる。
一方、例えば通勤電車の中で仕事をする場合等、周りの人から画面を覗かれては困ることがあり、このような場合にはディスプレイの観察者のみに見え、他人からは見えないような視野角の制御が望まれる。このような要求に対して、例えば図９に示すようなルーバータイプの視野角制御シートが開発されて使用されている。ルーバータイプの視野角制御シートは、外光を遮光してコントラストを上げる効果を示し、例えば、ルーバーにおける二重像（ゴーストと称する。）の発生を減少させた視野角制御シートが開示されている（特許文献１〜特許文献３参照。）。特許文献１の第５図には、ゴーストの説明図が記載されている。
特公昭５８−４７６８１号公報 特表平６−５０４６２７号公報 特開平９−３１１２０６号公報

しかし、特許文献１〜特許文献３に記載されたルーバータイプの従来の視野角制御シートは、斜め方向の映像光を単純にカットしており、高精細ＬＣＤ等のディスプレイにおいては、観察者側に到達させるべき映像側の拡散光源の拡散光を減少させてしまい、画面の輝度が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、外光による画像のコントラスト低下を抑制し、ゴーストの発生を抑えて、映像側からの拡散光を有効に利用して画面の輝度の低下を抑制し、適正な視野角を有する視野角制御シートを提供することを課題とする。

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の発明は、断面形状が台形のレンズ部が所定の間隔で配列されるとともに、隣り合う前記レンズ部間の楔形部は、前記レンズ部と、同一又は異なる材料が充填され、前記楔形部は映像源側に先端を有するとともに観察者側に底面を有し、前記楔形部に光吸収効果があり、前記楔形部の少なくとも斜面部分を構成する材料の屈折率Ｎｘと、前記レンズ部を構成する材料の屈折率Ｎｙとの間に−０．０１≦Ｎｘ−Ｎｙ≦０なる関係を有することを特徴とする視野角制御シートである。本発明において、屈折率Ｎｘと屈折率Ｎｙとの屈折率差をほとんどなくすことにより、楔形部に小さい角度で入射した光は全反射せずに楔形部に吸収され、実質的にゴーストの発生が抑えられる。Ｎｘ−Ｎｙ＝−０．０１の場合は、斜面に対して約８４°以上の角度で入射する映像光は全反射するが、この範囲であれば実質的に問題となるレベルのゴーストにはならない。Ｎｘ−Ｎｙが−０．０１未満では、観察者側の位置の１０°〜３０°辺りにゴーストの影響が生じてきて好ましくない。

請求項２の発明は、請求項１に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部の断面形状が観察者側に幅広の下底面を有する略台形であることを特徴とする。楔形部を略等脚台形とすることにより、楔形部の上底面の頂角が鈍角となり、楔形部を作製するための金型等が容易に製造でき、さらに楔形部の強度が向上し、高品質の視野角制御シートを安定して製造することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部の斜面部分が出光面の法線となす角度をθとしたとき、θが０度〜１５度の範囲であることを特徴とする。本発明においては、映像光を楔形部の斜面部で全反射し、視野角を広くするために、上記の角度範囲を好ましい角度としている。角度θが１５度を超えると、十分なコントラスト向上効果もしくは視野角制御効果を達成させるために、ブラックストライプＢＳの幅を広くする必要が生じるので、光の利用効率が低下し、輝度が低下してしまう。さらに、ＢＳ幅が広いと製造がより難しくなるという問題を生じる。また、本発明においては、断面形状楔形部の斜面部分が出光面の法線となす角度θは、必ずしも楔形部の上下で同一角度である必要はなく、上下の角度が０度〜１５度の範囲内において、例えば、０度と１０度のように、異なる角度を有することも可能である。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部に光吸収粒子が添加されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部が観察者側に幅広の下底面を有する略台形であって、前記光吸収粒子の平均粒径が１μｍ以上で、前記略台形の上底面の幅以下であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の視野角制御シートにおいて、前記光吸収粒子の添加量が１０〜５０体積％であることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の視野角制御シートにおいて、少なくとも一面側に、ＡＲ、ＡＳ、ＡＧ、タッチセンサーのうちのいずれか、又はこれらの内複数の付加機能が付与されていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度が異なっていることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の視野角制御シートを横ストライプで用いることを特徴とする表示装置により前記課題を解決するものである。

請求項１０の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の視野角制御シートが映像源の観察者側に１枚、又は略直交して２枚積層されていることを特徴とする表示装置により前記課題を解決するものである。

請求項１１の発明は、請求項９又は１０に記載の表示装置に用いる視野角制御シートにおいて、前記楔形部の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度は、上側の角度が下側の角度より大きいことを特徴とする表示装置により前記課題を解決するものである。

本発明によれば、断面形状が台形のレンズ部が所定の間隔で配列されるとともに、隣り合うレンズ部間の楔形部の断面形状を観察者側に幅広の下底面を有する略台形とすることにより、楔形部の製造が容易であり、楔形部の強度が向上した高品質の視野角制御シートを得ることができる。また本発明の視野角制御シートによれば、映像源からの拡散光を有効に利用して画面の輝度の低下を抑制し、適正な視野角を有し、かつ、ゴーストの発生が抑えられた視野角制御シートを得ることができる。また本発明の視野角制御シートによれば、外光による画像のコントラスト低下を抑制させることができる。

以下本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる視野角制御シートＳ１の一方向の断面を示す図である。図１においては、図面右側に映像光源が配置されて拡散光が出射され、図面の左側に観察者が位置している。この視野角制御シートＳ１は、観察者側から映像源方向に順に、観察者側ベースシート１１、レンズ部１２、映像源側ベースシート１３が貼り合わされて形成されている。レンズ部１２は、屈折率がＮ１の物質で形成されている。さらに、図では上下に隣接する２つのレンズ部１２の斜辺に挟まれた部分の断面形状は、観察者側に幅広の下底面１７を有する楔形部をなし、レンズ部１２と同一又は異なる材料物質が充填され、屈折率Ｎ２を有する物質で埋められている。以後の説明においてはこの屈折率Ｎ２の物質で埋められている部分を「楔形部１４」という。楔形部１４の断面形状は、映像源からの拡散光を効率良く反射するために、映像源側に楔形部の先端を有する略三角形又は略台形であることが好ましい。図１においては、楔形部１４は略台形をなし、観察者側に下底面１７、映像源側に先端となる幅の狭い上底面１８を備えている。

レンズ部１２の屈折率Ｎ１と、楔形部１４の屈折率Ｎ２とは、視野角制御シートＳ１の光学特性を得るために、下記の式（１）に示される所定の範囲に設定されている。
（式１） Ｎ２−Ｎ１ ≧−０．０１
また、楔形部１４とレンズ部１２とが接する斜面が、出光面の法線Ｖ（当該視野角制御シートＳ１に対する垂直入射光に平行な線）となす角度は所定の角度θ₁ に形成されている。θ₁ は０°〜１５°の範囲である。

楔形部１４は、カーボン等の顔料又は所定の染料にて所定濃度に着色されている。また、観察者側ベースシート１１、及び映像源側ベースシート１３は、レンズ部１２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。観察者側ベースシート１１の外側面には、観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一の機能を備えている。ここに「ＡＲ」とはアンチリフレクションの略で、レンズ表面に入光する光の反射率を抑える機能をいう。また、「ＡＳ」とはアンチスタティックの略で、帯電防止の機能をいう。また「ＡＧ」とはアンチグレアの略で、レンズの防眩性機能をいう。本第一実施形態にかかる視野角制御シートＳ１においてはこれらの機能の内一つだけを持たせてもよく、また複数の機能を併せ持たせてもよい。

次に視野角制御シートＳ１のレンズ部１２内に入光した光の光路について、図１を参照しつつ簡単に説明する。なお、図１において、光Ｌ１１〜Ｌ１４の光路は模式的に示されたものである。いま、映像源側からレンズ部１２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ１１は、そのまま視野角制御シートＳ１の内部を直進して通過し、観察者に至る。映像源側から垂直にレンズ部１２の端部付近に入射した入射光Ｌ１２は、屈折率Ｎ１のレンズ部１２と屈折率Ｎ２の楔形部１４との屈折率差により斜面にて反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像源側からレンズ部１２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ１３は、斜面にて反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって、観察者側に出光される。さらに映像源側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する光Ｌ１４は、全反射されることなく楔形部１４の内部に入光する。楔形部１４は着色されているので、光Ｌ１４は着色された楔形部１４に吸収され、観察者側に至ることはなく、ゴーストを生じない。また、観察者側から楔形部１４の底面１７に入射する外光Ｌ１５は楔形部１４の内部に入光し、光吸収効果を有する楔形部１４に吸収される。このようにして断面方向に視野角を制御することが可能で、適正な視野角を有し、かつ、輝度、コントラストが高く、ゴーストが抑えられた視野角制御シートＳ１を得ることができる。

（第二の実施形態）
図２は、第二の実施形態にかかる視野角制御シートＳ２の一方向の断面を示す図である。図２においても、図面右側に映像光源が配置され、図面の左側に観察者が位置している。この視野角制御シートＳ２は、観察者側から映像源方向に順に、観察者側ベースシート２１、レンズ部２２、映像源側ベースシート２３が貼り合わされて形成されている。レンズ部２２は、屈折率がＮ１の物質で形成されている。さらに、図では上下に隣接する２つのレンズ部２２の斜面に挟まれた断面形状台形の部分は、屈折率Ｎ２を有する物質で埋められている。以後の説明においてはこの屈折率Ｎ２の物質で埋められている部分を「楔形部２４」という。楔形部２４は、観察者側に幅広の下底面２７、映像側に先端である幅の狭い上底面２８を備えている。

レンズ部２２の屈折率Ｎ１と、楔形部２４の屈折率Ｎ２とは、視野角制御シートＳ２の光学特性を得るために、上記の式（１）に示される所定の範囲に設定されている。また、楔形部２４とレンズ部２２とが接する斜面が、出光面の法線Ｖ（当該視野角制御シートＳ２に対する垂直入射光に平行な線）となす角度は所定の角度θ₂ に形成されている。θ₂ は０°〜１５°の範囲である。

楔形部２４は、カーボン等の顔料又は所定の染料にて所定濃度に着色されている。また、観察者側ベースシート２１、及び映像源側ベースシート２３は、レンズ部２２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。観察者側ベースシート２１の外側面には、観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一の機能を備えている。本実施形態においてもこれらの機能の内一つだけを持たせてもよく、また複数の機能を併せ持たせてもよい。

図示の視野角制御シートＳ２は、楔形部２４をなす台形の下底面２７にブラックストライプＢＳが形成されている。また、楔形部２４の内部には屈折率Ｎ２を有する材料が充填されている。本構成を有する視野角制御シートＳ２によっても、映像源側からの各入射光Ｌ２１〜Ｌ２３は第一の実施形態に示した視野角制御シートＳ１における入射光Ｌ１１〜Ｌ１３と同様の光路をたどる。さらに映像源側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する光Ｌ２４は、全反射されることなく楔形部２４の内部に入光し吸収され、ゴースト発生が抑えられる。また、底面２７のブラックストライプＢＳに入射した外光Ｌ２５はブラックストライプＢＳにより吸収される。したがって観察者側からの視野による画像のコントラストが向上する。上記のように、視野角制御シートＳ２によっても、第一の実施形態における視野角制御シートＳ１と同様の効果、すなわち断面方向に視野角を制御することが可能で、適正な視野角を有し、かつ、輝度、コントラストが高く、ゴーストが抑えられた視野角制御シートＳ２を得ることができる。

（第三の実施形態）
図３は、本発明の第三の実施形態の視野角制御シートＳ３を示している。この視野角制御シートＳ３は、観察者側から映像源側方向に順に、映像源側ベースシート３１、レンズ部３２、観察者側ベースシート３３が貼り合わされて配置されている。レンズ部３２は屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。上下方向に隣接するレンズ部３２の間に挟まれた楔形部３４は映像源側に先端を有し、楔形部３４の内部には、レンズ部３２の屈折率Ｎ１と略同一の屈折率を有する物質が充填されている。さらに、図において楔形部３４の斜面および上底面３８は、屈折率Ｎ２を備え透明な物質により形成された層３５（以下「透明屈折率層３５」という。）により形成されている。

レンズ部３２の屈折率Ｎ１と、透明低屈折率層３５の屈折率Ｎ２は、視野角制御シートＳ３の光学特性を得るために、上記の式（１）に示される所定の範囲に設定されている。また、透明屈折率層３５とレンズ部３２とが接する斜面が、出光面の法線Ｖ（当該視野角制御シートＳ３に対する垂直入射光に平行な線）となす角度は所定の角度θ₃ に形成されている。θ₃ は０°〜１５°の範囲である。

レンズ部３２は通常電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、楔形部３４は、カーボン、顔料又は所定の染料等にて所定濃度に着色されている。また、観察者側ベースシート３１、及び映像源側ベースシート３３は、レンズ部３２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。観察者側ベースシート３１の外側面には、上記第一の実施形態にかかる視野角制御シートＳ１と同様に、観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一の機能が備えられている。

かかる構成を有する視野角制御シートＳ３によっても、映像源側からの各入射光Ｌ３１〜Ｌ３３は第一の実施形態にかかる視野角制御シートＳ１における入射光Ｌ１１〜Ｌ１３と同様の光路をたどる。さらに、映像源側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する光Ｌ３４は、全反射されることなく楔形部３４の内部に入光する。光Ｌ３４は着色された楔形部３４に吸収され、ゴースト発生が抑えられる。また、観察者側から楔形部３４の底面３７に入射する外光Ｌ３５は楔形部３４の内部に入光し、光吸収効果を有する楔形部３４に吸収される。したがって観察者側からの視野による画像のコントラストが向上する。したがって、視野角制御シートＳ３によっても、第一の実施形態における視野角制御シートＳ１と同様の効果、すなわち断面方向に視野角を制御することが可能で、適正な視野角を有し、かつ、輝度、コントラストの高く、ゴーストが抑えられた視野角制御シートＳ３を得ることができる。

（第四の実施形態）
図４は、本発明の第四の実施形態にかかる視野角制御シートＳ４の断面を示している。この視野角制御シートＳ４は、観察者側から映像源側の方向に順に、映像源側ベースシート４１、レンズ部４２、観察者側ベースシート４３が貼り合わされて配置されている。レンズ部４２は屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。さらに、図面の上下方向に隣接する２つのレンズ部４２にはさまれた断面形状台形の部分には、屈折率Ｎ２を備えた透明な物質（以下において「透明屈折率物質４６」という。）中に光吸収粒子４９が添加された材料で充填されている。以降の説明においては、この透明屈折率物質４６が充填されている部分を「楔形部４４」と呼ぶ。断面形状台形の楔形部４４は、観察者側に下底面４７、映像源側に先端である上底面４８を備えている。

本実施形態においては、レンズ部４２の屈折率Ｎ１と、透明屈折率物質４６の屈折率Ｎ２は、視野角制御シートＳ４の光学特性を得るために、上記の式（１）に示される所定の範囲に設定されている。また、楔形部４４とレンズ部４２とが接する斜面が、出光面の法線Ｖ（当該視野角制御シートＳ４に対する垂直入射光に平行な線）となす角度は所定の角度θ₄ に形成されている。θ₄ は０°〜１５°の範囲である。

レンズ部４２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。また、透明屈折率物質４６として通常、電離放射線硬化性を有するウレタンアクリレートなどの材料が使用されている。光吸収粒子４９は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、観察者側ベースシート４１、及び映像源側ベースシート４３は、レンズ部４２と略同一の屈折率を有する材料にて構成されている。観察者側ベースシート４３の観察者側には、本実施形態においても、上記第一の実施形態における視野角制御シートＳ１と同様に、観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一の機能を備えている。

次に視野角制御シートＳ４のレンズ部４２内に入光した光の光路について、図４を参照しつつ簡単に説明する。なお、図４において、光Ｌ４１〜Ｌ４３、及びＬ４４の光路は模式的に示されたものである。いま、図４において、映像源側からレンズ部４２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ４１は、そのまま視野角制御シートＳ４の内部を直進して通過し、観察者に至る。映像源側からレンズ部４２の端部付近に入射した垂直光Ｌ４２は、レンズ部４２と透明屈折率物質４６との屈折率差により斜面にて反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像源側からレンズ部４２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ４３は、斜面にて反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。映像源側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する光Ｌ４４は、楔形部４４の内部に入光する。光Ｌ４４は楔形部４４の光吸収粒子４９に吸収され、ゴーストの発生が抑えられる。また、観察者側から楔形部４４の底面４７に入射する外光Ｌ４５は楔形部４４の内部に入光し、光吸収効果を有する光吸収粒子４９に吸収される。このようにして視野角制御シートＳ４によっても、第一の実施形態における視野角制御シートＳ１と同様の効果、すなわち断面方向に視野角を制御することが可能で、適正な視野角を有し、かつ、輝度、コントラストが高く、ゴーストが抑えられた視野角制御シートＳ４を得ることができる。

（第五の実施形態）
図５は、本発明の第五の実施形態の視野角制御シートＳ５を示している。この視野角制御シートＳ５も、観察者側から映像源方向に順に、観察者側ベースシート５１、レンズ部５２、映像源側ベースシート５３が貼り合わされて配置されている。レンズ部５２は屈折率Ｎ１を有する物質により形成されている。上下方向に隣接するレンズ部５２の間に挟まれた部分は、断面形状台形の楔形部５４を形成し、映像源側に先端を有し、楔形部５４の斜面および上底面５８は、屈折率Ｎ２を備え透明な物質により形成された層５５（以下「透明屈折率層５５」という。）により形成されている。さらに、楔形部５４の内部には、光吸収粒子５９が添加された材料が充填されている。

レンズ部５２の屈折率Ｎ１と、透明屈折率層５５の屈折率Ｎ２とは、視野角制御シートＳ５の光学特性を得るために、上記の式（１）に示される所定の範囲に設定されている。また、透明低屈折率層５５とレンズ部５２とが接する斜辺が、出光面の法線Ｖ（当該視野角制御シートＳ５に対する垂直入射光に平行な線）となす角度は所定の角度θ₅ に形成されている。θ₅ は０°〜１５°の範囲である。

レンズ部５２は通常、電離放射線硬化性を有するエポキシアクリレートなどの材料にて構成されている。光吸収粒子５９は市販の着色樹脂微粒子が使用可能である。また、映像源側ベースシート５１、及び観察者側ベースシート５３は、レンズ部５２と略同一の屈折率を有する材料にて形成されている。観察者側ベースシート５３の観察者側には、本実施形態においても、上記第一実施形態にかかる視野角制御シートＳ１と同様に、観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一の機能を備えている。

次に視野角制御シートＳ５のレンズ部２内に入光した光の光路について、図５を参照しつつ簡単に説明する。なお、図５においても、光Ｌ５１〜Ｌ５４の光路は模式的に示されたものである。図５において、映像源側からレンズ部５２の中央部付近に入射した垂直光Ｌ５１は、そのまま視野角制御シートＳ５の内部を直進して通過し、観察者に至る。

映像源側からレンズ部５２の端部付近に入射した垂直光Ｌ５２は、レンズ部５２と透明低屈折率層５４との屈折率差により斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。映像源側からレンズ部５２の端部付近に角度をもって入射した光Ｌ５３は、斜面にて反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって、観察者側に出光される。さらに、映像源側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する光Ｌ５４は、楔形部５４の内部に入光する。光Ｌ５４は楔形部５４の光吸収粒子５９に吸収され、ゴーストの発生が抑えられる。また、観察者側から楔形部５４の底面５７に入射する外光Ｌ５５は楔形部５４の内部に入光し、光吸収効果を有する光吸収粒子５９に吸収される。このようにして、適正な視野角を有し、輝度の低下を抑制し、コントラストが高く、ゴーストが抑えられた視野角制御シートＳ５を得ることができる。

第四の実施形態及び第五の実施形態における視野角制御シートＳ４、Ｓ５における光吸収粒子４９、５９は、平均粒径が１μｍ以上で、楔形部が略台形の場合には、楔形部４４、５４の上底面の幅以下であることが好ましい。光吸収粒子４９、５９の大きさが１μｍ未満と小さすぎると、十分な光吸収効果を得ることができない。一方、光吸収粒子４９、５９の大きさが大きすぎ先端部である上底面の幅を超えると、製造時に、楔形部４４、５４の内部に充填しにくくなり好ましくない。

また、第四の実施形態及び第五の実施形態における視野角制御シートＳ４、Ｓ５における光吸収粒子４９、５９は、楔形部４４、５４の全体の体積に対して１０〜５０体積％であることが好ましい。かかる比率を維持することによって、十分な光吸収効果を保ちつつ、容易な製造条件を与えることができる。

本発明においては、楔形部の断面形状が略等脚台形の場合について説明しているが、楔形部の断面形状が略二等辺三角形の場合においても、良好な視野角制御シートが得られる。さらに、本発明においては、楔形部をなす断面形状が略台形もしくは略三角形であって、楔形部の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度が異なっていても適用可能である。次に、図６を用いて説明する。

図６は、楔形部６４の斜面部分の形状が別な態様を示す視野角制御シートＳ６の断面図である。この楔形部６４は断面形状が台形をなすが、楔形部６４の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度が異なっており、図６においては、紙面の上側の角度θ₆₁が下側の角度θ₆₂より大きく、例えば、図６では、上側の角度θ₆₁が１０度、下側の角度θ₆₂は０度の場合を例示している。図６に示すように、楔形部６４の斜面部分の上側の角度が下側の角度より大きい状態にて、楔形部を水平方向に配列させた横ストライプで表示装置に用いることにより、通常、表示装置ではやや上方から見る場合が多いので、映像源からの上方向の光に対して透過率が高く、観察者側の輝度をより向上させることができる。

図７は、本発明の視野角制御シートの構成の一例を示す図である。図７に示される視野角制御シートＳ７は垂直断面形状が水平方向に一定な単位レンズ部７２を備えている。観察者側にはベースシート７１が、映像源側にはベースシート７３が配置されている。図面では理解のためにこれら三者が離れて表されているが、実際にはこれらは貼り合わされている。

図８は、本発明にかかる視野角制御シートを備えた表示装置８０の構成を示している。図８において、紙面手前左下方向が映像源側であり、紙面奥側右上方向を観察者側とする。本発明の表示装置８０は、映像源側から順に、液晶ディスプレイパネル８１と、レンズ部が垂直方向に配列された視野角制御シート８２と、レンズ部が水平方向に配列された視野角制御シート８３の２枚が積層されており、さらに観察者側にＡＲ、ＡＳ、ＡＧうち、少なくとも一つの機能が備えられている機能性シート８４とを備えている。視野角制御シート８２と視野角制御シート８３のベースシートは図面では省略している。なお、視野角制御シート８２と視野角制御シート８３との配置を入れ替えてもよい。図８においてはこれらが互いに離れて表されているが、これは図面の理解のためであり、実際にはこれらは互いに接するか、又は接着されている。

（実施例１）
図４に示すような、断面形状等脚台形の楔形部を有し、さらに図示はされていないが、台形部の下底面にブラックストライプＢＳを設けた視野角制御シートを下記仕様にて作製した。ＢＳ率は視野角制御シートの楔形部下底面に形成されたブラックストライプＢＳの面積比率を示し、台形テーパー角度は台形の斜面部分が出光面の法線となす角度（θ）である。
ＢＳ率：２５％
レンズ間ピッチ：０．１ｍｍ
レンズ部材料（樹脂）屈折率：１．５６
楔形部材料屈折率：１．５６
楔形部上底面幅：７μｍ
台形テーパー角度：５°
黒色光吸収粒子粒径：５μｍ
黒色光吸収粒子濃度：２５％
上記のシートの視野角は略４０°に制御可能であり、有効部に入射した映像光は反射して集束され、映像光からの拡散光は有効に利用され、コントラストが高く、楔形部斜面への入射角度の小さい光は楔形部で吸収されるので、ゴーストが抑えられた視野角制御シートが得られた。

（実施例２）
ＢＳ率を５０％とした以外は、実施例１と同じ条件で視野角制御シートを作製し、視野角は略２０°であり、有効部に入射した映像光は反射して集束され、映像光からの拡散光は有効に利用され、コントラストが高く、楔形部斜面への入射角度の小さい光は楔形部で吸収され、ゴーストが抑えられた視野角制御シートが得られた。

（実施例３）
断面形状台形の楔形部を有し、図６に示すように、台形の上側斜面のテーパーを１０°、下側斜面のテーパーを０°とし、それ以外の条件は実施例１と同じである視野角制御シートを作製した。
この視野角制御シートも視野角は略４０°に制御可能であり、有効部に入射した映像光は全反射して集束され、映像光からの拡散光は有効に利用され、コントラストが高く、楔形部斜面への入射角度の小さい光は楔形部で吸収されるので、ゴーストが抑えられた視野角制御シートが得られた。

（実施例４）
レンズ部材料屈折率を１．５６５とした以外は、実施例１と同じ条件で視野角制御シートを作製した。

（実施例５）
レンズ部材料屈折率を１．５７とした以外は、実施例１と同じ条件で視野角制御シートを作製した。

（比較例１）
レンズ部材料屈折率を１．５８とした以外は、実施例１と同じ条件で視野角制御シートを作製した。

実施例１、４、５および比較例１で作製した視野角制御シートを、液晶表示装置の前面に順次設置し、映像光のゴーストの有無とコントラストの良否を、目視による○×判定で比較した。その結果、および総合評価を表１に示す。表１の下段には、Ｎｘ−Ｎｙの数値を合せて記す。

表１に示されるように、実施例１、４、５に示す視野角制御シートは、ゴーストが生じず、良好なコントラストを示した。それに対し、比較例１の視野角制御シートは、ゴーストが生じ不適であった。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態
に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定さ
れるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に
反しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の第一の実施形態における視野角制御シートの一方向の断面を示す図である。 第二の実施形態における視野角制御シートの一方向の断面を示す図である。 第三の実施形態における視野角制御シートの一方向の断面を示す図である。 第四の実施形態における視野角制御シートの一方向の断面を示す図である。 第五の実施形態における視野角制御シートの一方向の断面を示す図である。 楔形部の斜面部分の形状が別な態様を示す視野角制御シートの断面図である。 視野角制御シートの構成の一例を示す図である。 本発明の視野角制御シートを備えた表示装置の構成の一例を示す図である。 従来の視野角制限シートの一例を示す図である。

符号の説明

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７ 視野角制御シート
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 観察者側ベースシート
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ レンズ部
１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３ 映像源側ベースシート
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４ 楔形部
３５、５５ 透明屈折率層
１７、２７、３７、４７、５７、６７ 下底面
１８、２８、３８、４８、５８、６８ 上底面
４６ 透明屈折率物質
４９、５９ 光吸収粒子
８０ 表示装置
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３、Ｌ６ 光線
Ｌ１４、Ｌ２４、Ｌ３４、Ｌ４４、Ｌ５４ 斜面に小さな角度で入射する光
Ｌ１５、Ｌ２５、Ｌ３５、Ｌ４５、Ｌ５５ 外光

Claims (11)

1. 断面形状が台形のレンズ部が所定の間隔で配列されるとともに、隣り合う前記レンズ部間の楔形部は、前記レンズ部と、同一又は異なる材料が充填され、
   前記楔形部は映像源側に先端を有するとともに観察者側に底面を有し、
   前記楔形部に光吸収効果があり、
   前記楔形部の少なくとも斜面部分を構成する材料の屈折率Ｎｘと、前記レンズ部を構成する材料の屈折率Ｎｙとの間に
   −０．０１≦Ｎｘ−Ｎｙ≦０
   なる関係を有することを特徴とする視野角制御シート。
2. 前記楔形部の断面形状が観察者側に幅広の下底面を有する略台形であることを特徴とする請求項１に記載の視野角制御シート。
3. 前記楔形部の斜面部分が出光面の法線となす角度をθとしたとき、θが０度〜１５度の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の視野角制御シート。
4. 前記楔形部に光吸収粒子が添加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の視野角制御シート。
5. 前記楔形部が観察者側に幅広の下底面を有する略台形であって、前記光吸収粒子の平均粒径が１μｍ以上で、前記略台形の上底面の幅以下であることを特徴とする請求項４に記載の視野角制御シート。
6. 前記光吸収粒子の添加量が１０〜５０体積％であることを特徴とする請求項４又は５に記載の視野角制御シート。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の視野角制御シートの少なくとも一面側に、ＡＲ、ＡＳ、ＡＧ、タッチセンサーのうちのいずれか、又はこれらの内複数の付加機能が付与されていることを特徴とする視野角制御シート。
8. 前記楔形部の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度が異なっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の視野角制御シート。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の視野角制御シートを横ストライプで用いることを特徴とする表示装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の視野角制御シートが映像源の観察者側に１枚、又は略直交して２枚積層して用いることを特徴とする表示装置。
11. 請求項９又は１０に記載の表示装置に用いる視野角制御シートにおいて、前記楔形部の２つの斜面部分が出光面の法線となす各々の角度は、上側の角度が下側の角度より大きいことを特徴とする表示装置。

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