JP6146637B2 - Display device - Google Patents

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Description

本発明は、視野角又は画像が視認され得る視認方向を切り換え可能な表示装置に関する。   The present invention relates to a display device capable of switching a viewing angle or a viewing direction in which an image can be viewed.

液晶表示装置などの表示装置は、様々な電子機器に用いられている。このような電子機器においては、付加的な機能を持たせるため、視野角又は画像が視認され得る視認方向を変更できることが好ましい。例えば、タブレットPCなどの電子機器では、視野角を変更することにより、表示内容を他人に知得されないようにしたい場合と、表示内容を複数の人で観察したい場合とに対応することができる。
表示装置の視野角を制御するために、着脱可能なルーバーシートが利用されている(例えば、特許文献1参照)。
Display devices such as liquid crystal display devices are used in various electronic devices. In such an electronic device, in order to provide an additional function, it is preferable that a viewing angle or a viewing direction in which an image can be viewed can be changed. For example, in an electronic device such as a tablet PC, by changing the viewing angle, it is possible to cope with a case where it is desired to prevent the display content from being known to others and a case where a display content is desired to be observed by a plurality of people.
In order to control the viewing angle of the display device, a detachable louver sheet is used (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−58066号公報JP 2003-58066 A

しかしながら、上記従来のルーバーシートを用いる場合、その着脱に手間がかかることから、視野角を容易に変更することができない。また、上記従来のルーバーシートを用いても、視認方向を正面以外の方向に設定することはできない。   However, when the conventional louver sheet is used, the viewing angle cannot be easily changed because it takes time to attach and detach the louver sheet. Moreover, even if it uses the said conventional louver sheet | seat, a visual recognition direction cannot be set to directions other than a front.

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、視野角又は視認方向を容易に変更できる表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a display device that can easily change the viewing angle or the viewing direction.

本発明による表示装置は、
視野角又は画像が視認され得る視認方向を切り換え可能な表示装置であって、
光学異方性の第1層と、前記第1層に積層され、一方の偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面を前記第1層との間に形成する第2層と、を有し、前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御する光学シートと、
前記光学シートに対向して配置され、前記視野角又は前記視認方向を切り替えるために、前記一方の偏光成分の光と、他方の偏光成分の光と、を切り替えて射出し得る画像表示ユニットと、を備える。
A display device according to the present invention comprises:
A display device capable of switching a viewing angle or a viewing direction in which an image can be viewed,
A first layer having optical anisotropy, and a second layer that is laminated on the first layer and that forms an optical interface between the first layer and that changes the traveling direction of light of one polarization component. The optical interface has a plurality of unit optical interfaces arranged in one direction, and each unit optical interface extends in a direction non-parallel to the one direction, and the light proceeds according to the polarization state of the light. An optical sheet for controlling the direction;
An image display unit that is arranged facing the optical sheet and can switch and emit the light of the one polarization component and the light of the other polarization component in order to switch the viewing angle or the viewing direction. Is provided.

本発明による表示装置において、
前記画像表示ユニットは、前記視野角を第1の視野角にする場合または前記視認方向を第1の方向にする場合に、前記一方の偏光成分の光を射出し、前記視野角を前記第1の視野角より狭い第2の視野角にする場合または前記視認方向を第1の方向と異なる第2の方向にする場合に、前記他方の偏光成分の光を射出してもよい。
In the display device according to the present invention,
The image display unit emits light of the one polarization component when the viewing angle is set to the first viewing angle or the viewing direction is set to the first direction, and the viewing angle is set to the first viewing angle. When the second viewing angle is narrower than the viewing angle, or when the viewing direction is a second direction different from the first direction, the light of the other polarization component may be emitted.

本発明による表示装置において、前記第1層は、熱可塑性樹脂を含んでもよい。   In the display device according to the present invention, the first layer may include a thermoplastic resin.

本発明による表示装置において、前記第1層をなす材料のガラス転移温度は、100℃以上であってもよい。   In the display device according to the present invention, a glass transition temperature of the material forming the first layer may be 100 ° C. or higher.

本発明による表示装置において、前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレンナフタレート樹脂であってもよい。   In the display device according to the present invention, the thermoplastic resin may be a polyethylene naphthalate resin.

本発明による表示装置において、前記第1層の面内の複屈折率Δnが0.13以上であってもよい。   In the display device according to the present invention, the in-plane birefringence Δn of the first layer may be 0.13 or more.

本発明による表示装置において、光学シートへの法線方向に進む他方の偏光成分の光が、光学シートを透過した後に、光学シートへの前記法線方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むようにしてもよい。   In the display device according to the present invention, the light of the other polarization component traveling in the normal direction to the optical sheet is transmitted through the optical sheet and then forms an angle of 2 ° or less with respect to the normal direction to the optical sheet. You may make it go to.

本発明による表示装置において、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された前記光学シートの寸法安定性が2%以下であってもよい。   In the display device according to the present invention, the dimensional stability of the optical sheet measured at 30 ° C. for 30 minutes and measured according to JIS C2151 may be 2% or less.

本発明による表示装置において、前記第2層は光学等方性であってもよい。   In the display device according to the present invention, the second layer may be optically isotropic.

本発明による表示装置において、前記第1層の電気双極子モーメントの大きさは、前記第2層の電気双極子モーメントの大きさよりも大きくてもよい。   In the display device according to the present invention, the magnitude of the electric dipole moment of the first layer may be larger than the magnitude of the electric dipole moment of the second layer.

本発明によれば、視野角又は視認方向を容易に変更できる。   According to the present invention, the viewing angle or the viewing direction can be easily changed.

図1は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、表示装置を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a display device for explaining an embodiment of the present invention. 図2は、図1の表示装置で広い視野角で画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の縦断面図である。2 is a view for explaining an optical path of light forming an image when displaying an image with a wide viewing angle on the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the display device of FIG. 図3は、図1の表示装置で狭い視野角で画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の縦断面図である。3 is a view for explaining an optical path of light forming an image when the image is displayed with a narrow viewing angle in the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the display device of FIG. 図4は、図1の表示装置に組み込まれた光学シートの第1層および第2層の屈折率楕円体を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing refractive index ellipsoids of the first layer and the second layer of the optical sheet incorporated in the display device of FIG. 図5は、第1層および第2層の面内における屈折率分布の一変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図6は、第1層および第2層の面内における屈折率分布の他の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another modification of the refractive index distribution in the plane of the first layer and the second layer. 図7は、第1層および第2層の面内における屈折率分布のさらに他の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing still another modified example of the refractive index distribution in the planes of the first layer and the second layer. 図8は、第1層および第2層の面内における屈折率分布のさらに他の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another modified example of the refractive index distribution in the planes of the first layer and the second layer. 図9は、光学シートの製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing an optical sheet. 図10は、光学シートの製造方法の他の例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another example of a method for manufacturing an optical sheet. 図11は、図1の表示装置の変形例で正面以外の方向に画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の変形例の縦断面図である。11 is a diagram for explaining an optical path of light forming an image when an image is displayed in a direction other than the front in a modification of the display device in FIG. 1, and is a longitudinal section of the modification of the display device in FIG. 1. FIG. 図12は、図1の表示装置の変形例で正面方向に画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の変形例の縦断面図である。12 is a view for explaining an optical path of light forming an image when an image is displayed in the front direction in a modification of the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the modification of the display device of FIG. It is.

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.

図1〜図4は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図1は、表示装置を示す斜視図である。図2および図3は、それぞれ、広い視野角または狭い視野角で画像を表示する際の表示装置の作用を説明するための図である。図4は、光学シートの第1層および第2層の屈折率楕円体を示す斜視図である。   1 to 4 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. Among these, FIG. 1 is a perspective view showing a display device. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the display device when displaying an image with a wide viewing angle or a narrow viewing angle, respectively. FIG. 4 is a perspective view showing refractive index ellipsoids of the first layer and the second layer of the optical sheet.

本実施の形態における表示装置10は、視野角を切り替えて画像を表示することができる。表示装置10は、例えば、タブレットPC、カーナビゲーションシステム、および、テレビ等の電子機器に用いることができる。図1に示すように、表示装置10は、画像表示ユニット15と、画像表示ユニット15に対向して配置された光学シート40と、を有している。画像表示ユニット15は、外部からの制御に応じて、広い視野角(第1の視野角)で画像を表示するための一方の直線偏光成分の光と、狭い視野角(第1の視野角より狭い第2の視野角)で画像を表示するための他方の直線偏光成分の光と、を切り替えて射出するように構成されている。光学シート40は、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御するようになっている。より具体的には、光学シート40は、広い視野角で画像を表示するための一方の直線偏光成分の光の進行方向を制御し、一方の直線偏光成分の振動方向と直交する方向に振動する他方の直線偏光成分の光の進行方向を維持する。   Display device 10 in the present embodiment can display an image by switching the viewing angle. The display device 10 can be used for electronic devices such as a tablet PC, a car navigation system, and a television, for example. As illustrated in FIG. 1, the display device 10 includes an image display unit 15 and an optical sheet 40 disposed to face the image display unit 15. The image display unit 15 receives light of one linearly polarized light component for displaying an image with a wide viewing angle (first viewing angle) and a narrow viewing angle (from the first viewing angle) according to control from the outside. The other linearly polarized light component for displaying an image with a narrow second viewing angle) is switched and emitted. The optical sheet 40 controls the traveling direction of the light according to the polarization state of the light. More specifically, the optical sheet 40 controls the traveling direction of one linearly polarized light component for displaying an image with a wide viewing angle, and vibrates in a direction orthogonal to the vibrating direction of the one linearly polarized light component. The light traveling direction of the other linearly polarized light component is maintained.

以下、各構成要素についてさらに詳述する。なお、以下の説明においては、広い視野角で画像を形成する一方の直線偏光成分を、光学シート40のシート面と平行なx軸方向(図1参照)に振動する第1偏光成分とする。狭い視野角で画像を形成する他方の直線偏光成分を、x軸方向と直交し且つ光学シート40のシート面と平行なy軸方向(図1参照)に振動する第2偏光成分とする。   Hereinafter, each component will be further described in detail. In the following description, one linearly polarized light component that forms an image with a wide viewing angle is a first polarized light component that vibrates in the x-axis direction (see FIG. 1) parallel to the sheet surface of the optical sheet 40. The other linearly polarized light component that forms an image with a narrow viewing angle is a second polarized light component that vibrates in the y-axis direction (see FIG. 1) that is orthogonal to the x-axis direction and parallel to the sheet surface of the optical sheet 40.

なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「フィルム」はシートや板と呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、「光学シート」は、「光学フィルム」や「光学板」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。   In the present specification, the terms “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. For example, “film” is a concept that includes members that can be referred to as sheets and plates. Therefore, “optical sheet” is distinguished only from the members that are referred to as “optical films” and “optical plates”. I don't get it.

また、「シート面(フィルム面、板面、パネル面)」とは、対象となるシート状(フィルム状、板状、パネル状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材(フィルム状部材、板状部材、パネル状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、画像形成装置20の画像形成面20a、液晶表示パネル25のパネル面、偏光制御装置30のパネル面、光学シート40のシート面、および、表示装置10の表示面10aは平行となっている。また、正面方向とは、光学シート40のシート面への法線方向のことを指す。   The “sheet surface (film surface, plate surface, panel surface)” is a target when the target sheet-like (film shape, plate shape, panel shape) member is viewed as a whole and globally. It refers to the surface that matches the planar direction of the sheet-like member (film-like member, plate-like member, panel-like member). In the present embodiment, the image forming surface 20a of the image forming device 20, the panel surface of the liquid crystal display panel 25, the panel surface of the polarization control device 30, the sheet surface of the optical sheet 40, and the display surface 10a of the display device 10 are as follows. It is parallel. Further, the front direction refers to the normal direction to the sheet surface of the optical sheet 40.

さらに、本件明細書において用いる形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」等の用語は、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差範囲を含めて解釈することとする。   Furthermore, terms specifying the shape and geometric conditions used in the present specification, for example, terms such as “parallel” and “orthogonal” can be expected to have the same optical function without being bound to a strict meaning. Interpretation will be made including a margin of error.

まず、画像表示ユニット15は、画像形成装置20と、画像形成装置20からの光を透過させる偏光制御装置30と、を有している。偏光制御装置30は、画像形成装置20と光学シート40との間に配置されている。画像形成装置20は、画像形成面20aと平行な面内に配列された多数の画素21を含んでいる。図示された例では、多数の画素21は、ストライプ配列されている。以下では、画像形成装置20が、第1偏光成分の光によって画像を形成する例について説明する。この例では、偏光制御装置30は、画像形成装置20から投射された光の偏光状態を、広い視野角で画像を表示する場合に第1偏光成分に維持し、狭い視野角で画像を表示する場合に第2偏光状態に変換する。ただし、この例に限られず、画像形成装置20が第2偏光成分の光を射出し、偏光制御装置30が、広い視野角で画像を表示する場合に画像形成装置20から投射された光の偏光状態を第1偏光成分に変換し且つ狭い視野角で画像を表示する場合に第2偏光状態に維持するようにしてもよい。   First, the image display unit 15 includes an image forming apparatus 20 and a polarization controller 30 that transmits light from the image forming apparatus 20. The polarization controller 30 is disposed between the image forming apparatus 20 and the optical sheet 40. The image forming apparatus 20 includes a large number of pixels 21 arranged in a plane parallel to the image forming surface 20a. In the illustrated example, the large number of pixels 21 are arranged in stripes. Hereinafter, an example in which the image forming apparatus 20 forms an image with light of the first polarization component will be described. In this example, the polarization control device 30 maintains the polarization state of the light projected from the image forming device 20 as the first polarization component when displaying an image with a wide viewing angle, and displays the image with a narrow viewing angle. In some cases, the state is converted to the second polarization state. However, the present invention is not limited to this example, and the polarization of the light projected from the image forming apparatus 20 when the image forming apparatus 20 emits light of the second polarization component and the polarization control apparatus 30 displays an image with a wide viewing angle. When the state is converted to the first polarization component and an image is displayed with a narrow viewing angle, the second polarization state may be maintained.

図示された例において、画像形成装置20は、液晶表示装置として形成されている。すなわち、画像形成装置20は、液晶表示パネル25と、液晶表示パネル25の背面に配置されたバックライト24と、を有している。バックライト24は、エッジライト型や直下型等の既知の構成を採用して形成され得る。   In the illustrated example, the image forming apparatus 20 is formed as a liquid crystal display device. That is, the image forming apparatus 20 includes a liquid crystal display panel 25 and a backlight 24 disposed on the back surface of the liquid crystal display panel 25. The backlight 24 may be formed using a known configuration such as an edge light type or a direct type.

一方、液晶表示パネル25は、一対の偏光板26,28と、一対の偏光板26,28間に配置された液晶セル27と、を有している。偏光板26,28は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有している。ここで説明する一具体例では、バックライト24側に配置された下偏光板26は、第2偏光成分の光を透過させ、偏光制御装置30側に配置された上偏光板28は、第1偏光成分の光を透過させる。   On the other hand, the liquid crystal display panel 25 includes a pair of polarizing plates 26 and 28 and a liquid crystal cell 27 disposed between the pair of polarizing plates 26 and 28. The polarizing plates 26 and 28 have a function of decomposing incident light into two orthogonal polarization components, transmitting the polarization component in one direction, and absorbing the polarization component in the other direction orthogonal to the one direction. It has a polarizer. In one specific example described here, the lower polarizing plate 26 disposed on the backlight 24 side transmits light of the second polarization component, and the upper polarizing plate 28 disposed on the polarization control device 30 side includes the first polarizing plate 26. The light of the polarization component is transmitted.

液晶セル27は、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶分子(液晶材料)と、を有している。液晶セル27は、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶セル27の液晶の配向は変化するようになる。下偏光板26を透過した第2偏光成分の光は、一例として、電界印加されていない液晶セル27を通過する際にその振動方向を90°回転させ、電界印加されている液晶セル27を通過する際にその偏光状態を維持する。このため、液晶セル27への電界印加の有無によって、下偏光板26を透過した第2偏光成分の光が、下偏光板26の出光側に配置された上偏光板28をさらに透過するか、あるいは、上偏光板28で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。このようにして、上偏光板28を選択的に透過した各画素21からの第1偏光成分の光によって画像が形成される。   The liquid crystal cell 27 has a pair of support plates and liquid crystal molecules (liquid crystal material) disposed between the pair of support plates. The liquid crystal cell 27 can be applied with an electric field for each region where one pixel is formed. Then, the orientation of the liquid crystal in the liquid crystal cell 27 applied with an electric field changes. As an example, when the light of the second polarization component transmitted through the lower polarizing plate 26 passes through a liquid crystal cell 27 to which an electric field is not applied, its vibration direction is rotated by 90 ° and passes through the liquid crystal cell 27 to which an electric field is applied. The polarization state is maintained. For this reason, depending on whether or not an electric field is applied to the liquid crystal cell 27, whether the light of the second polarization component transmitted through the lower polarizing plate 26 further passes through the upper polarizing plate 28 disposed on the light output side of the lower polarizing plate 26, Alternatively, it is possible to control whether the light is absorbed and blocked by the upper polarizing plate 28. In this manner, an image is formed by the light of the first polarization component from each pixel 21 selectively transmitted through the upper polarizing plate 28.

次に、偏光制御装置30について説明する。偏光制御装置30は、基本構成として、第1電極34および第2電極36と、第1電極34および第2電極36間に配置された媒質層35と、を有している。媒質層35は、一対の電極34,36間において電圧を印加されることにより、屈折率の異方性を生じさせる。図示された例では、第1電極34、液晶層35および第2電極36は、第1支持フィルム33および第2支持フィルム37の間に配置されている。第1電極34、媒質層35および第2電極36は、一対の支持フィルム33,37によって支持および保護されている。以下では、媒質層が、液晶層35として構成された例について説明する。   Next, the polarization controller 30 will be described. As a basic configuration, the polarization controller 30 includes a first electrode 34 and a second electrode 36, and a medium layer 35 disposed between the first electrode 34 and the second electrode 36. The medium layer 35 generates anisotropy of the refractive index when a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36. In the illustrated example, the first electrode 34, the liquid crystal layer 35, and the second electrode 36 are disposed between the first support film 33 and the second support film 37. The first electrode 34, the medium layer 35, and the second electrode 36 are supported and protected by a pair of support films 33 and 37. Hereinafter, an example in which the medium layer is configured as the liquid crystal layer 35 will be described.

一対の電極34,36および液晶層35は、画像形成装置20の画像形成面20aの全領域に対面する広さを有している。図2および図3に示すように、液晶層35は、液晶分子31を含んだ層として構成されている。一対の電極34,36は、図示しない電圧印加手段に電気的に接続されている。なお、一対の電極34,36は、スペーサー(図示せず)等によって、所定の間隔に保たれている。   The pair of electrodes 34 and 36 and the liquid crystal layer 35 are wide enough to face the entire region of the image forming surface 20 a of the image forming apparatus 20. As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal layer 35 is configured as a layer including liquid crystal molecules 31. The pair of electrodes 34 and 36 are electrically connected to a voltage applying means (not shown). The pair of electrodes 34 and 36 is kept at a predetermined interval by a spacer (not shown) or the like.

液晶層35に含まれる液晶分子31が、典型例としてTN型の液晶分子である場合、一対の電極34,36間に電圧を印加すると、図2に示すように、液晶分子31は配向される。この場合、画像形成装置20からの光の偏光状態は、第1偏光成分のままに維持される。一方、一対の電極34,36間に電圧が印加されていない場合、図3に示すように、液晶分子31はツイスト状に90°旋回する。この場合、画像形成装置20からの光の偏光状態は、振動方向がx軸方向からy軸方向に変換される、すなわち、第1偏光成分から第2偏光成分に変換される。   When the liquid crystal molecules 31 included in the liquid crystal layer 35 are TN type liquid crystal molecules as a typical example, when a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36, the liquid crystal molecules 31 are aligned as shown in FIG. . In this case, the polarization state of the light from the image forming apparatus 20 is maintained as the first polarization component. On the other hand, when no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 31 rotate 90 ° in a twisted manner. In this case, the polarization state of the light from the image forming apparatus 20 is converted from the vibration direction from the x-axis direction to the y-axis direction, that is, from the first polarization component to the second polarization component.

ただし、以上における画像表示ユニット15、画像形成装置20および偏光制御装置30の説明は、一具体例に過ぎず、既知の手段を用いることができる。   However, the description of the image display unit 15, the image forming apparatus 20, and the polarization control apparatus 30 described above is merely a specific example, and known means can be used.

次に、光学シート40について説明する。図1〜図3に示すように、光学シート40は、第1層51と、第1層51に隣接して設けられた第2層52と、を有している。また、図示された例では、光学シート40は、第2層52上に設けられたフィルム層43を、さらに有している。   Next, the optical sheet 40 will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the optical sheet 40 includes a first layer 51 and a second layer 52 provided adjacent to the first layer 51. In the illustrated example, the optical sheet 40 further includes a film layer 43 provided on the second layer 52.

フィルム層43は、単一の層、または、複数の積層された層として形成される。フィルム層43は、特定の機能を発揮することを期待された層であって、表示装置10の最出光側面、すなわち表示装置10の表示面10aを形成している。フィルム層43は、一例として、反射防止機能を有した反射防止層(AR層)、防眩機能を有した防眩層(AG層)、耐擦傷性を有したハードコート層(HC層)、帯電防止機能を有した帯電防止層(AS層)等の一以上を含むように構成され得る。   The film layer 43 is formed as a single layer or a plurality of stacked layers. The film layer 43 is a layer expected to exhibit a specific function, and forms the outermost light emitting side surface of the display device 10, that is, the display surface 10 a of the display device 10. As an example, the film layer 43 includes an antireflection layer (AR layer) having an antireflection function, an antiglare layer (AG layer) having an antiglare function, a hard coat layer (HC layer) having scratch resistance, It may be configured to include one or more antistatic layers (AS layers) having an antistatic function.

第1層51と第2層52との間の境界面は、凹凸面として形成されている。この境界面は、少なくとも第1偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面55をなしている。図示された例では、第1層51と第2層52との境界をなす光学界面55は、複数の単位光学界面55aを含んだ面として構成されている。図1に示すように、単位光学界面55aは、ある配列方向に沿って配列されている。各単位光学界面55aは、当該配列方向と非平行な方向に延びている。とりわけ図示された例では、単位光学界面55aはx軸方向に隙間無く配列され、各単位光学界面55aはy軸方向に直線状に延びている。一つの単位光学界面55aは、y軸方向に沿った各位置で同一の形状を有している。また、複数の単位光学界面55aは、互いに同一に構成されている。   The boundary surface between the first layer 51 and the second layer 52 is formed as an uneven surface. This boundary surface forms an optical interface 55 that changes the traveling direction of light of at least the first polarization component. In the illustrated example, the optical interface 55 that forms the boundary between the first layer 51 and the second layer 52 is configured as a surface including a plurality of unit optical interfaces 55a. As shown in FIG. 1, the unit optical interfaces 55a are arranged along a certain arrangement direction. Each unit optical interface 55a extends in a direction non-parallel to the arrangement direction. In particular, in the illustrated example, the unit optical interfaces 55a are arranged without gaps in the x-axis direction, and each unit optical interface 55a extends linearly in the y-axis direction. One unit optical interface 55a has the same shape at each position along the y-axis direction. The plurality of unit optical interfaces 55a are configured identically to each other.

この単位光学界面55aは、各画素21から射出される光が予め定められた位置に向かうよう、適宜設計される。図示された例では、正面方向および単位光学界面55aの配列方向の両方に平行な断面において、単位光学界面55aは凸レンズ状の輪郭を有し、各画素21からの発散光束を予め設定された位置に集光させる。複数の単位光学界面55aの集合体としての光学界面55は、レンチキュラーレンズを形成している。   The unit optical interface 55a is appropriately designed so that light emitted from each pixel 21 is directed to a predetermined position. In the illustrated example, the unit optical interface 55a has a convex lens-like outline in a cross section parallel to both the front direction and the arrangement direction of the unit optical interfaces 55a, and a divergent light beam from each pixel 21 is set at a preset position. To collect light. The optical interface 55 as an aggregate of a plurality of unit optical interfaces 55a forms a lenticular lens.

ただし、図示された単位光学界面55aおよび光学界面55は、単なる例示に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、後に詳述するように、単位光学界面55aの断面輪郭を適宜変更することが可能である。また、複数の単位光学界面55aが互いに異なる形状を有するようにしてもよい。一例として、光学界面55が、フレネルレンズを構成するようにしてもよい。さらに、単位光学界面55aが一次元配列された細長状の要素からなる例を示したがこれに限られず、単位光学界面55aが二次元配列されるようにしてもよい。   However, the illustrated unit optical interface 55a and the optical interface 55 are merely examples, and various modifications can be made. For example, as described in detail later, the cross-sectional contour of the unit optical interface 55a can be changed as appropriate. The plurality of unit optical interfaces 55a may have different shapes. As an example, the optical interface 55 may constitute a Fresnel lens. Further, although the example in which the unit optical interface 55a is composed of elongated elements arranged one-dimensionally is shown, the present invention is not limited to this, and the unit optical interface 55a may be arranged two-dimensionally.

次に、第1層51および第2層52の屈折率について説明する。第1層51は、光学異方性であり、少なくとも面内における複屈折性を有している。すなわち、第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第1層51のy軸方向での屈折率n1yとは異なる値となっている。加えて、ここで説明する光学シート40では、第1層51のx軸方向での屈折率n1x、第2層52のx軸方向での屈折率n2x、第1層51のy軸方向での屈折率n1y、および、第2層52のy軸方向での屈折率n2yが、次の関係を満たす。
|n1x−n2x|≠|n1y−n2y
これにより、光学シート40は、x軸方向に振動する第1偏光成分の光とy軸方向に振動する第2偏光成分の光とに対して、異なる光学機能を発揮するようになる。より具体的に説明すると、互いに同一方向に進む第1偏光成分の光および第2偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55を通過すると、異なる方向へ進むようになる。
Next, the refractive indexes of the first layer 51 and the second layer 52 will be described. The first layer 51 is optically anisotropic and has at least in-plane birefringence. That is, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is different from the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction. In addition, the optical sheet 40 will be described herein, the refractive index in the x-axis direction of the first layer 51 n 1x, the refractive index in the x-axis direction of the second layer 52 n 2x, y-axis direction of the first layer 51 refractive index n 1y in, and the refractive index of the y-axis direction of the second layer 52 n 2y satisfies the following relationship.
| N 1x −n 2x | ≠ | n 1y −n 2y |
Accordingly, the optical sheet 40 exhibits different optical functions for the light of the first polarization component that vibrates in the x-axis direction and the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction. More specifically, when the light of the first polarization component and the light of the second polarization component traveling in the same direction pass through the optical interface 55 of the optical sheet 40, the light travels in different directions.

とりわけここで説明する例においては、次の関係が満たされるようになっている。
|n1x−n2x|>|n1y−n2y|=0
この場合、光学シート40の光学界面55は、y軸方向に振動する第2偏光成分の光に対して、もはや屈折率差を有した光学的な界面をなさない。したがって、第1偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55から光学機能(例えば、レンズ機能)を及ぼされるが、第2偏光成分の光は、光学シート40の光学界面55を通過する際に、その進行方向を変化させることはない。なお本明細書において、屈折率の値は、小数第3位を四捨五入して小数第2位までの数値として取り扱うこととする。
In particular, in the example described here, the following relationship is satisfied.
| N 1x −n 2x |> | n 1y −n 2y | = 0
In this case, the optical interface 55 of the optical sheet 40 no longer forms an optical interface having a refractive index difference with respect to the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction. Accordingly, the light of the first polarization component is subjected to an optical function (for example, a lens function) from the optical interface 55 of the optical sheet 40, but the light of the second polarization component passes through the optical interface 55 of the optical sheet 40. The direction of travel is not changed. In this specification, the value of the refractive index is handled as a numerical value up to the second decimal place by rounding off the third decimal place.

ただし、表示装置10への適用においては、|n1y−n2y|=0とすることは実用上における必須の条件ではなく、|n1x−n2x|>|n1y−n2y|且つ|n1y−n2y|≦0.02が満たされれば十分である。この場合、第2偏光成分の光が、ゴーストやクロストークといった不具合が生じる程度に、光学シート40の光学界面55にてその進行方向を変化させることはない。 However, in application to the display device 10, setting | n 1y −n 2y | = 0 is not an indispensable condition for practical use, but | n 1x −n 2x |> | n 1y −n 2y | and | It is sufficient if n 1y −n 2y | ≦ 0.02 is satisfied. In this case, the traveling direction of the light of the second polarization component is not changed at the optical interface 55 of the optical sheet 40 to such an extent that troubles such as ghost and crosstalk occur.

また、表示装置10への適用においては、第2偏光成分の光に及ぼされる光学作用の程度は、|n1y−n2y|の大きさのみだけでなく、後に詳述する光学シート40の光学界面55の形状等のその他の構成からも影響を受ける。このような観点から、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むy軸方向に振動する偏光成分(第2偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。この場合、不具合、例えば画像を表示した際におけるゴーストの発生等による画質劣化、を及ぼし得るような光学作用が、光学シート40を透過する第2偏光成分の光に及ぼされることを効果的に防止することができる。 Further, in application to the display device 10, the degree of optical action exerted on the light of the second polarization component is not only the magnitude of | n 1y −n 2y | Other configurations such as the shape of the interface 55 are also affected. From such a viewpoint, after the light of the polarization component (second polarization component) oscillating in the y-axis direction traveling in the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (ie, the front direction) is transmitted through the optical sheet 40, The optical sheet 40 may be configured to proceed in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction. In this case, it is possible to effectively prevent the optical action that may cause defects, for example, image quality deterioration due to generation of a ghost when displaying an image, from being exerted on the light of the second polarization component transmitted through the optical sheet 40. can do.

図4は、第1層51および第2層52の各方向での屈折率分布を示す屈折率楕円体の一例が示されている。この例では、
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|=0
なる関係が満たされている。第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第1層51のy軸方向での屈折率n1yよりも大きな値となっている。また、図3に示された例において、第2層52は、光学等方性の層として形成されている。すなわち、第2層52のx軸方向での屈折率n2xは、第2層52のy軸方向での屈折率n2yと等しい。したがって、第1層51のx軸方向での屈折率n1xは、第2層51のx軸方向での屈折率n2xよりも大きな値となっている。この結果、図1に示された光学界面55は、凸レンズと同様のレンズ機能を発揮することができる。
FIG. 4 shows an example of a refractive index ellipsoid showing a refractive index distribution in each direction of the first layer 51 and the second layer 52. In this example,
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y | = 0
The relationship is satisfied. The refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is larger than the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction. In the example shown in FIG. 3, the second layer 52 is formed as an optically isotropic layer. That is, the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction is equal to the refractive index n 2y of the second layer 52 in the y-axis direction. Accordingly, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction is larger than the refractive index n 2x of the second layer 51 in the x-axis direction. As a result, the optical interface 55 shown in FIG. 1 can exhibit the same lens function as a convex lens.

また、図1に示された例では、第1層51の面内において屈折率が最大となる遅相軸方向が、x軸方向と一致しており、第1層51の面内において屈折率が最小となる進相軸方向が、y軸方向と一致している。且つ、第1層51の面内におけるy軸方向(進相軸方向)の屈折率n2xと第2層52の面内におけるy軸方向の屈折率n2yとを一致させるよう構成される。したがって、y軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を0にしながら、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を大きく設定することができる。なお、家庭用の表示装置への適用においては、容易に製造可能な形状で光学界面55を作製することを条件とすると、第1層51の複屈折率Δn(=n1x−n1y)が0.13以上であることが好ましい。一方、後述するように延伸によって第1層51の光学異方性を付与する場合には、延伸工程での面内均一性等を考慮して、第1層51の複屈折率Δnを0.22以下とすることが好ましい。 In the example shown in FIG. 1, the slow axis direction in which the refractive index is maximum in the plane of the first layer 51 coincides with the x-axis direction, and the refractive index is in the plane of the first layer 51. The fast axis direction in which the minimum value is the same as the y-axis direction. In addition, the refractive index n 2x in the y-axis direction (fast axis direction) in the plane of the first layer 51 and the refractive index n 2y in the y-axis direction in the plane of the second layer 52 are configured to coincide with each other. Therefore, the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the x-axis direction is set to 0 while the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction is set to zero. Can be set large. In addition, in application to a home display device, the birefringence index Δn (= n 1x −n 1y ) of the first layer 51 is set on condition that the optical interface 55 is manufactured in a shape that can be easily manufactured. It is preferable that it is 0.13 or more. On the other hand, when the optical anisotropy of the first layer 51 is imparted by stretching as will be described later, the birefringence Δn of the first layer 51 is set to 0. 0 in consideration of the in-plane uniformity in the stretching step. It is preferable to make it 22 or less.

なお、第1層51および第2層52の屈折率は、王子計測機器製「KOBRA−WR」、日本分光(株)製「エリプソメーター M150」、或いは、アッベ屈折率計(アタゴ社製 NAR−4T)を用いて測定された値とすることができる。   The refractive index of the first layer 51 and the second layer 52 is “KOBRA-WR” manufactured by Oji Scientific Instruments, “Ellipsometer M150” manufactured by JASCO Corporation, or Abbe refractometer (NAR- manufactured by Atago Co., Ltd.). 4T) can be used as the measured value.

このような光学シート40は、次のようにして製造され得る。まず、図9に示すように、熱可塑性樹脂を用いて樹脂フィルム71を作製する。その後、樹脂フィルム71を延伸して、延伸された樹脂フィルム71からなる第1層51を作製する。その後、第1層51上に第2層52を形成することにより、光学シート40が得られる。   Such an optical sheet 40 can be manufactured as follows. First, as shown in FIG. 9, the resin film 71 is produced using a thermoplastic resin. Thereafter, the resin film 71 is stretched to produce the first layer 51 made of the stretched resin film 71. Then, the optical sheet 40 is obtained by forming the second layer 52 on the first layer 51.

樹脂フィルム71は、熱可塑性樹脂を主成分として含む樹脂材料、あるいは、熱可塑性樹脂そのものを成形加工することにより、作製され得る。成形加工としては、射出成形や溶融押し出し成形を採用することができる。これらの成形加工によれば、光学界面55を形成する凹凸を有した樹脂フィルム71を作製することができる。   The resin film 71 can be produced by molding a resin material containing a thermoplastic resin as a main component, or the thermoplastic resin itself. As the molding process, injection molding or melt extrusion molding can be employed. According to these molding processes, the resin film 71 having the unevenness forming the optical interface 55 can be produced.

なお、樹脂フィルム71の成形には、型面が金型あるいは樹脂で形成された型を用いることができる。特に樹脂で形成された型を用いた場合、金属製の型面を用いた場合と比較して、加熱した熱可塑性樹脂を塗布する際、熱可塑性樹脂から型面への急速な吸熱を抑制することができる。これにより、加熱した熱可塑性樹脂が型面上を十分に延び広がり、賦型率を向上させることができる。また、作製された樹脂フィルム71の型面からの離型性が良いため、離型時における欠損等を防止することができる。型面が樹脂で形成された型としては、長尺のフィルム状の型を用いることができる。   For the molding of the resin film 71, a mold having a mold surface or a mold formed of a resin can be used. In particular, when using a mold made of resin, compared to using a metal mold surface, when applying a heated thermoplastic resin, suppresses rapid heat absorption from the thermoplastic resin to the mold surface. be able to. Thereby, the heated thermoplastic resin can extend and spread sufficiently on the mold surface, and the molding rate can be improved. Moreover, since the release property from the mold surface of the produced resin film 71 is good, it is possible to prevent defects during release. As the mold whose mold surface is made of resin, a long film mold can be used.

樹脂フィルム71の延伸は、樹脂フィルム71に光学異方性を付与するための加工であり、したがって、一軸延伸であることが好ましい。図9に示すように、光学界面55の単位光学界面55aをなすようになる樹脂フィルム71の凸部の配列方向と垂直な方向(y軸方向)に、樹脂フィルム71を延伸することになる。   The stretching of the resin film 71 is a process for imparting optical anisotropy to the resin film 71, and therefore, it is preferable that the stretching is uniaxial stretching. As shown in FIG. 9, the resin film 71 is stretched in a direction (y-axis direction) perpendicular to the arrangement direction of the convex portions of the resin film 71 that forms the unit optical interface 55 a of the optical interface 55.

樹脂フィルム71の延伸は、樹脂フィルム71をなす熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に当該樹脂フィルム71を加熱した状態で、実施される。樹脂フィルム71が溶融押し出し成形により作製される場合、押し出し直後の高温の樹脂フィルム71を延伸すればよい。すなわち、延伸のための樹脂フィルム71の加熱処理を別途に設ける必要がない。なお、図9に示すように、樹脂フィルム71は、延伸によって形状を変化させて、第1層51を形成するようになる。したがって、上述した樹脂フィルム71の成形工程では、延伸による変形を見込んだ形状で、樹脂フィルム71を作製することになる。   The stretching of the resin film 71 is performed in a state where the resin film 71 is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin forming the resin film 71. When the resin film 71 is produced by melt extrusion molding, the high-temperature resin film 71 just after extrusion may be stretched. That is, it is not necessary to separately provide a heat treatment for the resin film 71 for stretching. In addition, as shown in FIG. 9, the resin film 71 changes a shape by extending | stretching and comes to form the 1st layer 51. FIG. Therefore, in the molding process of the resin film 71 described above, the resin film 71 is manufactured in a shape that allows for deformation due to stretching.

次に、作製された第1層51上に樹脂を塗布し、第1層51上で当該樹脂を硬化させることにより、第1層51上に第2層52を形成する。第1層51上に形成された第2層52は、第1層51に対面する面として、第1層51の凹凸に対応した凹凸、言い換えると、第1層51の凹凸と相補的な凹凸を有するようになる。また別の方法として、第1層51上に、別途に成形された第2層52を積層するようにしてもよい。第2層52をなすようになる樹脂は、複屈折性の無い、即ち屈折率等方性(n2x=n2y)の熱可塑性樹脂でもよいし、熱硬化性樹脂でもよいし、電離放射線硬化型樹脂でもよい。以上のようにして、光学シート40が得られる。第2層を構成するこれら複屈折性の無い熱可塑性樹脂等の樹脂は、通常は、未延伸状態で固化されてなる。 Next, a second layer 52 is formed on the first layer 51 by applying a resin on the manufactured first layer 51 and curing the resin on the first layer 51. The second layer 52 formed on the first layer 51 has an unevenness corresponding to the unevenness of the first layer 51 as a surface facing the first layer 51, in other words, an unevenness complementary to the unevenness of the first layer 51. Will have. As another method, a separately formed second layer 52 may be laminated on the first layer 51. The resin that forms the second layer 52 may be a thermoplastic resin having no birefringence, that is, a refractive index isotropic (n 2x = n 2y ), a thermosetting resin, or an ionizing radiation curing. Mold resin may be used. The optical sheet 40 is obtained as described above. These resins such as thermoplastic resins having no birefringence constituting the second layer are usually solidified in an unstretched state.

また、別の方法として、図10に示された製造方法によっても、光学シート40を作製することができる。   As another method, the optical sheet 40 can also be manufactured by the manufacturing method shown in FIG.

図10に示された製造方法では、まず、上述した凹凸を有する樹脂フィルム71(図9参照)と、この樹脂フィルム71の凹凸に対応した凹凸、言い換えると、樹脂フィルム71の凹凸と相補的な凹凸を有する第2樹脂フィルム72と、を準備する。次に互いの凹凸が噛み合うようにして、樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72を、例えば接着剤又は粘着剤等を介して、積層する。その後、積層された樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72を延伸することにより、樹脂フィルム71からなる第1層51と第2樹脂フィルム72からなる第2層52とを有する光学シート40が得られる。   In the manufacturing method shown in FIG. 10, first, the resin film 71 having the unevenness described above (see FIG. 9) and the unevenness corresponding to the unevenness of the resin film 71, in other words, complementary to the unevenness of the resin film 71. A second resin film 72 having irregularities is prepared. Next, the resin film 71 and the second resin film 72 are laminated through, for example, an adhesive or a pressure-sensitive adhesive so that the unevenness of each other meshes. Thereafter, the laminated resin film 71 and the second resin film 72 are stretched to obtain the optical sheet 40 having the first layer 51 made of the resin film 71 and the second layer 52 made of the second resin film 72. .

図10に示された製造方法においても、樹脂フィルム71および第2樹脂フィルム72は、図9に示された上述の製造方法と同様にして、熱可塑性樹脂を用いた成形により、作製され得る。また、図10に示された製造方法においても、樹脂フィルム71の延伸により、樹脂フィルム71に面内に複屈折性を付与する。なお、第2樹脂フィルム72も樹脂フィルム71とともに延伸されることになるが、第2樹脂フィルム72に対しては積極的に光学異方性を付与する必要はない。したがって、第2樹脂フィルム72に面内の複屈折性が生じることを防止するため、第2樹脂フィルム72を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさは小さい方が好ましい。とりわけ、第2樹脂フィルム72を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさが、少なくとも樹脂フィルム71を構成する分子の電気双極子モーメントの大きさよりも小さくなっていることが好ましい。なお、電気双極子モーメントの測定は、まず、横河・ヒューレットパッカード社製のプレシジョンLCRメーターHP4284AのテストフィクスチャーHP16451B電極を用いて誘電率を測定し、次に、測定された誘電率を用いて電気双極子モーメントを特定することにより、行われ得る。   Also in the manufacturing method shown in FIG. 10, the resin film 71 and the second resin film 72 can be manufactured by molding using a thermoplastic resin in the same manner as the above-described manufacturing method shown in FIG. Also in the manufacturing method shown in FIG. 10, birefringence is imparted to the resin film 71 in the plane by stretching the resin film 71. The second resin film 72 is also stretched together with the resin film 71, but it is not necessary to positively impart optical anisotropy to the second resin film 72. Therefore, in order to prevent in-plane birefringence from occurring in the second resin film 72, it is preferable that the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the second resin film 72 is small. In particular, the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the second resin film 72 is preferably smaller than at least the magnitude of the electric dipole moment of the molecules constituting the resin film 71. The electric dipole moment is measured by first measuring the dielectric constant using a test fixture HP16451B electrode of a precision LCR meter HP4284A manufactured by Yokogawa-Hewlett-Packard Co., and then using the measured dielectric constant. This can be done by specifying the electric dipole moment.

樹脂フィルム71及び第2樹脂フィルム72について、構成分子の電気双極子モーメントの大きさを斯くの如く選定することにより、樹脂フィルム71及び第2樹脂フィルム72に等量の延伸がかかり、等量の分子配向が生じたとしても、各フィルムに発現する複屈折率(屈折率異方性)の程度は構成分子の電気双極子モーメントの大きさに依存する為、
樹脂フィルム71の複屈折率Δn1>第2樹脂フィルム72の複屈折率Δn2或いは両フィルムのx及びy軸方向の各屈折率で表記すると、
1x−n1y>n2x−n2y(理想的には→0)とすることが出來る。
By selecting the magnitude of the electric dipole moment of the constituent molecules for the resin film 71 and the second resin film 72 as described above, the resin film 71 and the second resin film 72 are stretched in an equal amount, Even if molecular orientation occurs, the degree of birefringence (refractive index anisotropy) that appears in each film depends on the magnitude of the electric dipole moment of the constituent molecules.
When the birefringence index Δ n1 of the resin film 71> the birefringence index Δ n2 of the second resin film 72 or the respective refractive indexes in the x and y axis directions of both films,
It is found that n 1x −n 1y > n 2x −n 2y (ideally → 0).

以上のようにして、熱可塑性樹脂を含む光学異方性の第1層51と、第1層51に積層され第1偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面55を第1層51との間に形成する第2層52と、を有する光学シート40を作製することができる。   As described above, the optically anisotropic first layer 51 containing the thermoplastic resin, and the optical interface 55 that is laminated on the first layer 51 and changes the traveling direction of the light of the first polarization component are combined with the first layer 51. The optical sheet 40 having the second layer 52 formed therebetween can be manufactured.

なお、第1層51に含まれる熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。このうち、ポリエステル樹脂は、コスト及び機械的強度の面において有利である。具体的なポリエステル樹脂としては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン−2,6−ナフタレートを例示することができる。また、第1層50をなすポリエステル樹脂は、これらの上記ポリエステル樹脂の共重合体であってもよく、上記ポリエステルを主体(例えば80モル%以上の成分)とし、少割合(例えば20モル%以下)の他の種類の樹脂とブレンドしたものであってもよい。ポリエステル樹脂として、ポリエチレンナフタレートは、大きな複屈折率を確保し得る点において好ましい。また、ポリエステル樹脂として、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン−2,6−ナフタレートが力学的物性や光学物性等のバランスが良いので好ましい。なお、光学シート40の安定性の観点から、第1層51をなす材料のガラス転移温度は100℃以上であることが好ましい。   Note that polycarbonate resin, cycloolefin polymer resin, acrylic resin, polyester resin, or the like can be used as the thermoplastic resin included in the first layer 51. Of these, polyester resins are advantageous in terms of cost and mechanical strength. Specific examples of the polyester resin include polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), and polyethylene-2,6-naphthalate. Further, the polyester resin forming the first layer 50 may be a copolymer of these polyester resins, and the polyester is the main component (for example, a component of 80 mol% or more), and a small proportion (for example, 20 mol% or less). It may be blended with other types of resins. As the polyester resin, polyethylene naphthalate is preferable in that a large birefringence can be secured. As the polyester resin, polyethylene terephthalate or polyethylene-2,6-naphthalate is preferable because of a good balance between mechanical properties and optical properties. In addition, from the viewpoint of the stability of the optical sheet 40, the glass transition temperature of the material forming the first layer 51 is preferably 100 ° C. or higher.

このような光学シート40を含んだ表示装置10では、次のようにして、狭い視野角または広い視野角で画像を表示することができる。まず、図3を主に参照しながら、狭い視野角で画像を表示する場合について説明する。   In the display device 10 including such an optical sheet 40, an image can be displayed with a narrow viewing angle or a wide viewing angle as follows. First, a case where an image is displayed with a narrow viewing angle will be described with reference mainly to FIG.

バックライト24が、液晶表示パネル25を背面側から面状に照明する。液晶表示パネル25は、バックライト24からの光を画素21毎に選択的に透過させる。このようにして形成された画像光L31〜L34は、画像形成装置20の画像形成面20aから射出した状態において、画像形成装置20の下偏光板28を透過し得る第1偏光成分となっている。その後、画像光L31〜L34は、偏光制御装置30へと入射する。狭い視野角で画像を表示する場合、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加されていない。このため、図3に示すように、液晶分子31は、90°旋回した状態となる。この結果、偏光制御装置30を透過する画像光L31〜L34は、その偏光状態を変換させる。この結果、画像光L31〜L34は、画像表示ユニット15から射出した状態において、第2偏光成分となっている。   The backlight 24 illuminates the liquid crystal display panel 25 in a planar shape from the back side. The liquid crystal display panel 25 selectively transmits the light from the backlight 24 for each pixel 21. The image lights L31 to L34 thus formed serve as a first polarization component that can pass through the lower polarizing plate 28 of the image forming apparatus 20 in a state where the image lights L31 to L34 are emitted from the image forming surface 20a of the image forming apparatus 20. . Thereafter, the image lights L31 to L34 enter the polarization controller 30. When an image is displayed with a narrow viewing angle, no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization controller 30. For this reason, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 31 are turned 90 °. As a result, the image lights L31 to L34 transmitted through the polarization controller 30 change their polarization states. As a result, the image lights L <b> 31 to L <b> 34 become the second polarization component in a state where the image lights L <b> 31 to L <b> 34 are emitted from the image display unit 15.

画像表示ユニット15から射出した画像光L31〜L34は、光学シート40へ入射する。光学シート40は、凹凸面として形成された光学界面55を有している。この光学界面55は、光学異方性の第1層51と、第2層52との境界面として構成されている。ただし、画像光L31〜L34をなす第2偏光成分の振動方向であるy軸方向における第1層51の屈折率n1yと、y軸方向における第2層52の屈折率n2yとは同一に設定されている。したがって、画像光L31〜L34は、光学シート40の光学界面55で進行方向を曲げられることなく進む。このようにして、画像光L31〜L34が、表示装置10の表示面10aから正面方向に出射する。この結果、観察者は、正面方向から画像を観察することが可能となる。 The image lights L31 to L34 emitted from the image display unit 15 enter the optical sheet 40. The optical sheet 40 has an optical interface 55 formed as an uneven surface. The optical interface 55 is configured as a boundary surface between the optically anisotropic first layer 51 and the second layer 52. However, the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction, which is the vibration direction of the second polarization component forming the image light L31 to L34, and the refractive index n 2y of the second layer 52 in the y-axis direction are the same. Is set. Accordingly, the image lights L31 to L34 travel without being bent in the traveling direction at the optical interface 55 of the optical sheet 40. In this way, the image lights L31 to L34 are emitted from the display surface 10a of the display device 10 in the front direction. As a result, the observer can observe the image from the front direction.

なお、液晶表示パネル25を照明するバックライト24からの光は、正面方向に光軸を有するとともに(つまり正面方向に明るさのピークを有するとともに)、正面方向を中心とした或る程度の角度域内の方向に進む。したがって、各画素21を通過した光は、発散光として、或る程度の角度範囲に向けて、表示装置10の表示面10aから出射する。この結果、観察者は、表示面10aに形成される画像を或る程度の角度範囲から観察することができる。つまり、この場合の視野角は、バックライト24からの光の発散の程度に依存する。   The light from the backlight 24 that illuminates the liquid crystal display panel 25 has an optical axis in the front direction (that is, has a brightness peak in the front direction) and a certain angle around the front direction. Proceed in the direction of the region. Therefore, the light that has passed through each pixel 21 is emitted from the display surface 10a of the display device 10 as divergent light toward a certain angle range. As a result, the observer can observe the image formed on the display surface 10a from a certain angle range. That is, the viewing angle in this case depends on the degree of light divergence from the backlight 24.

次に、以上の説明より広い視野角で画像を表示する場合について説明する。広い視野角で画像を表示する場合にも、狭い視野角で画像を表示する場合と同様にして、画像形成装置20から画像光L21〜L25が射出する。この画像光L21〜L25は、次に、偏光制御装置30へと入射する。   Next, a case where an image is displayed with a wider viewing angle than the above description will be described. When displaying an image with a wide viewing angle, image light L21 to L25 is emitted from the image forming apparatus 20 in the same manner as when displaying an image with a narrow viewing angle. Next, the image lights L <b> 21 to L <b> 25 enter the polarization controller 30.

図2に示すように、広い視野角で画像を表示する場合、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加される。このため、画像光L21〜L25は、偏光状態を第1状態に維持しながら、偏光制御装置30を透過する。   As shown in FIG. 2, when displaying an image with a wide viewing angle, a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization controller 30. For this reason, the image lights L21 to L25 are transmitted through the polarization controller 30 while maintaining the polarization state in the first state.

画像表示ユニット15から射出した画像光L21〜L25は、光学シート40へ入射する。そして、画像光L21〜L25をなす第1偏光成分の振動方向であるx軸方向における第1層51の屈折率n1xは、x軸方向における第2層52の屈折率n2xよりも大きい値となっている。これにより、光学シート40の光学界面55は、各画素21からの画像光L21〜L25の進行方向を制御する。 The image lights L21 to L25 emitted from the image display unit 15 enter the optical sheet 40. The refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction, which is the vibration direction of the first polarization component that forms the image light L21 to L25, is larger than the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction. It has become. Thereby, the optical interface 55 of the optical sheet 40 controls the traveling direction of the image light L21 to L25 from each pixel 21.

光学界面55の各単位光学界面55aは、レンズ機能を発揮し、各画素21からの光を発散させる。つまり、光は、レンズ界面(光学界面55)の屈折率差と光の入射角度によって屈折して視野角が拡大する。光が、上述した一対の電極34,36間に電圧が印加されていない場合よりも広い角度範囲に向けて発散するよう、各単位光学界面55aは設計されている。この結果、観察者は、表示面10aに形成される画像をより広い角度範囲から観察することができる。即ち、視野角を広くすることができる。   Each unit optical interface 55a of the optical interface 55 exhibits a lens function and diverges light from each pixel 21. That is, the light is refracted by the difference in refractive index at the lens interface (optical interface 55) and the incident angle of the light, and the viewing angle is expanded. Each unit optical interface 55a is designed so that light diverges toward a wider angle range than when no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 described above. As a result, the observer can observe the image formed on the display surface 10a from a wider angle range. That is, the viewing angle can be widened.

このように、本実施形態によれば、画像表示ユニット15が、広い視野角で画像を表示するための一方の直線偏光成分の光と、狭い視野角で画像を表示するための他方の直線偏光成分の光と、を切り替えて射出することにより、視野角を容易に変更できる。   Thus, according to the present embodiment, the image display unit 15 has one linearly polarized light component for displaying an image with a wide viewing angle and the other linearly polarized light for displaying an image with a narrow viewing angle. The viewing angle can be easily changed by switching and emitting the component light.

例えば、表示装置10の正面付近からは観察者が画像を観察でき、正面以外からは画像を観察し難くしたい場合、視野角を狭くすればよい。また、正面以外にも位置する複数の観察者が画像を観察できるようにしたい場合、視野角を広くすればよい。このような表示装置10をタブレットPCに適用した場合、表示内容を他人に知得されないようにしたい場合に視野角を狭くして、表示内容を複数の人で観察したい場合に視野角を広くすればよい。また、カーナビゲーションシステムに適用した場合、例えば、表示装置10の正面以外に位置する運転者に画像を観察させない場合に視野角を狭くすればよい。   For example, if the observer can observe an image from near the front of the display device 10 and it is difficult to observe the image from other than the front, the viewing angle may be narrowed. In addition, when it is desired that a plurality of observers other than the front can observe the image, the viewing angle may be widened. When such a display device 10 is applied to a tablet PC, the viewing angle is narrowed when it is desired to prevent the display content from being known to others, and the viewing angle is widened when the display content is desired to be observed by a plurality of people. That's fine. When applied to a car navigation system, for example, the viewing angle may be narrowed when a driver located outside the front of the display device 10 is not allowed to observe an image.

また、本実施形態によれば、光学シート40の面内複屈折率を有した第1層51は、延伸された熱可塑性樹脂によって光学異方性を発現している。したがって、第1層51は、100℃以上のガラス転移温度を有することも十分に可能である。このため、本実施の形態による光学シート40、並びに、この光学シート40を含んだ表示装置10は、優れた安定性を呈するようになる。一例として、本実施の形態による光学シート40は、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された寸法安定性を飛躍的に改善することができる。具体的には、本実施の形態によれば、150℃で30分加熱しJISC2151の規定にしたがって測定された光学シート40の寸法安定性を2%以下に抑えることができる。結果として、家庭用テレビ受像器等の一般用途の範囲内での使用環境において、大きな制約を受けることなく、本実施の形態による光学シート40を使用することができ、且つ、本実施の形態による光学シート40が、期待された光学機能を発現することができる。   In addition, according to the present embodiment, the first layer 51 having the in-plane birefringence of the optical sheet 40 exhibits optical anisotropy by the stretched thermoplastic resin. Therefore, the first layer 51 can sufficiently have a glass transition temperature of 100 ° C. or higher. For this reason, the optical sheet 40 according to the present embodiment and the display device 10 including the optical sheet 40 exhibit excellent stability. As an example, the optical sheet 40 according to the present embodiment can be remarkably improved in dimensional stability measured in accordance with JIS C2151 by heating at 150 ° C. for 30 minutes. Specifically, according to the present embodiment, the dimensional stability of the optical sheet 40 measured at 30 ° C. for 30 minutes and measured according to JIS C2151 can be suppressed to 2% or less. As a result, the optical sheet 40 according to the present embodiment can be used without significant restrictions in a usage environment within the range of general applications such as a home television receiver, and according to the present embodiment. The optical sheet 40 can express the expected optical function.

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。   Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted.

光学シート40は、例示に過ぎず適宜変更することができる。まず、フィルム層43は、必須の層ではなく、光学シート40から省略することができる。また、第1層51および第2層52よりも偏光制御装置30側に、何らかの機能を発揮することが期待されたフィルム層が設けられてもよい。さらに、上述したように、光学界面55および単位光学界面55aの構成は、期待される光学機能に応じて適宜変更することができる。さらに、光学異方性の第1層51が、第2層52よりも観察側に配置されていてもよい。   The optical sheet 40 is merely an example and can be changed as appropriate. First, the film layer 43 is not an essential layer and can be omitted from the optical sheet 40. In addition, a film layer that is expected to exhibit some function may be provided closer to the polarization control device 30 than the first layer 51 and the second layer 52. Furthermore, as described above, the configurations of the optical interface 55 and the unit optical interface 55a can be appropriately changed according to the expected optical function. Furthermore, the first layer 51 having optical anisotropy may be disposed closer to the observation side than the second layer 52.

ここで、光学界面55および単位光学界面55aの変形例について、図11,12を参照して説明する。この変形例では、表示装置10は、画像が視認され得る視認方向を切り替えることができる。   Here, modified examples of the optical interface 55 and the unit optical interface 55a will be described with reference to FIGS. In this modification, the display device 10 can switch the viewing direction in which an image can be viewed.

図11は、図1の表示装置の変形例で正面以外の方向に画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の変形例の縦断面図である。図12は、図1の表示装置の変形例で正面方向に画像を表示する際の画像をなす光の光路を説明するための図であって、図1の表示装置の変形例の縦断面図である。   11 is a diagram for explaining an optical path of light forming an image when an image is displayed in a direction other than the front in a modification of the display device in FIG. 1, and is a longitudinal section of the modification of the display device in FIG. 1. FIG. 12 is a view for explaining an optical path of light forming an image when an image is displayed in the front direction in a modification of the display device of FIG. 1, and is a longitudinal sectional view of the modification of the display device of FIG. It is.

図示された例では、正面方向および単位光学界面55aの配列方向の両方に平行な断面において、単位光学界面55aは三角形(単位プリズム)状の輪郭を有し、各画素21からの光を予め設定された正面方向以外の方向に向けることができる。図示された例においては、単位光学界面55aの輪郭は、正面方向を中心として左右対称に配置された二等辺三角形状となっている。この二等辺三角形形状の頂角の角度は、光を向ける方向に応じて、適宜設定すればよい。複数の単位光学界面55aの集合体としての光学界面55は、プリズム面を形成している。   In the illustrated example, the unit optical interface 55a has a triangular (unit prism) -like outline in a cross section parallel to both the front direction and the arrangement direction of the unit optical interfaces 55a, and light from each pixel 21 is preset. Can be directed in directions other than the directed front direction. In the illustrated example, the contour of the unit optical interface 55a has an isosceles triangle shape arranged symmetrically about the front direction. What is necessary is just to set suitably the angle of the vertex angle of this isosceles triangle shape according to the direction which directs light. The optical interface 55 as an aggregate of the plurality of unit optical interfaces 55a forms a prism surface.

このような光学シート40を含んだ表示装置10では、次のようにして、視認方向を正面方向または正面以外の方向に切り替えることができる。まず、図12を主に参照しながら、視認方向を正面方向に設定して画像を表示する場合について説明する。   In the display device 10 including such an optical sheet 40, the viewing direction can be switched to the front direction or a direction other than the front as follows. First, a case where an image is displayed with the viewing direction set to the front direction will be described with reference mainly to FIG.

この場合、基本的な動作原理は、上述した実施形態の狭い視野角で画像を表示する場合と同じであり、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加されていない。この結果、画像光L31〜L34は、画像表示ユニット15から射出した状態において、第2偏光成分となっている。   In this case, the basic operation principle is the same as when displaying an image with a narrow viewing angle in the above-described embodiment, and no voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization controller 30. . As a result, the image lights L <b> 31 to L <b> 34 become the second polarization component in a state where the image lights L <b> 31 to L <b> 34 are emitted from the image display unit 15.

画像表示ユニット15から射出した画像光L31〜L34は、光学シート40の光学界面55で進行方向を曲げられることなく進む。このようにして、画像光L31〜L34が、表示装置10の表示面10aから正面方向に出射する。この結果、観察者は、正面方向から画像を観察することが可能となる。   The image lights L31 to L34 emitted from the image display unit 15 travel without being bent in the traveling direction at the optical interface 55 of the optical sheet 40. In this way, the image lights L31 to L34 are emitted from the display surface 10a of the display device 10 in the front direction. As a result, the observer can observe the image from the front direction.

次に、視認方向を正面以外の方向に設定して画像を表示する場合について説明する。図11に示すように、この場合、偏光制御装置30の一対の電極34,36間には、電圧が印加される。このため、画像光L21〜L24は、偏光状態を第1状態に維持しながら、偏光制御装置30を透過する。   Next, a case where an image is displayed with the viewing direction set to a direction other than the front will be described. As shown in FIG. 11, in this case, a voltage is applied between the pair of electrodes 34 and 36 of the polarization control device 30. For this reason, the image lights L21 to L24 are transmitted through the polarization controller 30 while maintaining the polarization state in the first state.

画像表示ユニット15から射出した画像光L21〜L24は、光学シート40へ入射する。光学シート40の光学界面55は、各画素21からの画像光L21〜L24の進行方向を制御する。   The image lights L21 to L24 emitted from the image display unit 15 enter the optical sheet 40. The optical interface 55 of the optical sheet 40 controls the traveling direction of the image light L21 to L24 from each pixel 21.

光学界面55の各単位光学界面55aは、各画素21からの光を正面以外の方向に向ける。図示する例では、各単位光学界面55aにおいて、二等辺三角形状の一方の等辺で屈折した光と、他方の等辺で屈折した光とが、表示装置10の表示面10aから出射した後で交差するよう、各単位光学界面55aは設計されている。即ち、各画素21を通過した光は、正面方向以外の方向に向けて、表示装置10の表示面10aから出射する。この結果、観察者は、表示面10aに形成される画像を正面以外の方向から観察することができ、正面方向からは観察することができない。つまり、表示装置10の向きを変えることなく、画像が視認され得る視認方向を変更できる。例えば、この変形例の表示装置10をカーナビゲーションシステムに適用した場合、視認方向を切り替えることで、画像を観察可能な座席を切り替えできる。   Each unit optical interface 55a of the optical interface 55 directs light from each pixel 21 in a direction other than the front. In the illustrated example, at each unit optical interface 55a, the light refracted on one equilateral side of the isosceles triangle shape and the light refracted on the other equilateral side intersect after being emitted from the display surface 10a of the display device 10. Thus, each unit optical interface 55a is designed. That is, the light that has passed through each pixel 21 is emitted from the display surface 10a of the display device 10 in a direction other than the front direction. As a result, the observer can observe the image formed on the display surface 10a from a direction other than the front, and cannot observe from the front. That is, the viewing direction in which an image can be viewed can be changed without changing the orientation of the display device 10. For example, when the display device 10 of this modification is applied to a car navigation system, the seat where the image can be observed can be switched by switching the viewing direction.

このように、この変形例では、画像表示ユニット15は、視認方向を正面以外の方向(第1の方向)にする場合に、第1偏光成分の光を射出し、視認方向を正面方向(第1の方向と異なる第2の方向)にする場合に、第2偏光成分の光を射出する。但し、第2の方向は正面方向に限られない。   Thus, in this modification, the image display unit 15 emits light of the first polarization component when the viewing direction is set to a direction other than the front (first direction), and the viewing direction is set to the front direction (first direction). When the second direction is different from the first direction, light of the second polarization component is emitted. However, the second direction is not limited to the front direction.

また、上述した実施の形態において、第1層51のx軸方向の屈折率n1x、第1層51のy軸方向の屈折率n1y、第2層52のx軸方向の屈折率n2xおよび第2層51のy軸方向の屈折率n2yの関係を説明したが、上述した屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの関係は例示に過ぎない。 In the above-described embodiment, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction, the refractive index n 1y of the first layer 51 in the y-axis direction, and the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction. Although the relationship between the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 51 has been described, the above-described relationship between the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y is merely an example.

例えば、上述した実施の形態において、第1層51のx軸方向の屈折率n1xが第2層52のx軸方向の屈折率n2xよりも大きくなっている例を示したがこれに限られず、第1層51のx軸方向の屈折率n1xが第2層52のx軸方向の屈折率n2xよりも小さくなっていてもよい。一例としての図5に示された例においては、次の関係が満たされる。
(n2x−n1x)>|n1y−n2y|=0
図5の関係が成り立つ場合、例えば、光学界面55の単位光学界面55aを凹レンズとして構成することにより、上述した実施の形態の光学シート40と概ね同様の光学機能を得ることが可能となる。なお、既に説明したように、図5に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n2x−n1x)>|n1y−n2y
|n1y−n2y|≦0.02
さらに、(n2x−n1x)>|n1y−n2y|が満たされるとともに、正面方向へ進む第2偏光成分の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the refractive index n 1x in the x-axis direction of the first layer 51 is larger than the refractive index n 2x in the x-axis direction of the second layer 52 is shown, but the present invention is not limited thereto. Instead, the refractive index n 1x of the first layer 51 in the x-axis direction may be smaller than the refractive index n 2x of the second layer 52 in the x-axis direction. In the example shown in FIG. 5 as an example, the following relationship is satisfied:
(N 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y | = 0
When the relationship of FIG. 5 is established, for example, by configuring the unit optical interface 55a of the optical interface 55 as a concave lens, it is possible to obtain an optical function substantially similar to the optical sheet 40 of the above-described embodiment. As already described, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y |
| N 1y −n 2y | ≦ 0.02
Further, (n 2x −n 1x )> | n 1y −n 2y | is satisfied, and light of the second polarization component traveling in the front direction is transmitted through the optical sheet 40 and then 2 ° or less with respect to the front direction. The optical sheet 40 may be configured to proceed in a direction that forms an angle of.

また、上述した実施の形態においては、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさ(|n1x−n2x|)がy軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさ(|n1y−n2y|)よりも大きくなっている例を示したが、上述した例に代えて、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさがy軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差の大きさよりも小さくなっていてもよい。 In the embodiment described above, the magnitude of the refractive index difference (| n 1x −n 2x |) between the first layer 51 and the second layer 52 in the x-axis direction is the first in the y-axis direction. Although an example in which the magnitude of the refractive index difference (| n 1y −n 2y |) between the layer 51 and the second layer 52 is larger is shown, the example in the x-axis direction is used instead of the above-described example. The difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 is smaller than the difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction. Also good.

一例として、次の関係が満たされるようにしてもよい。
|n1y−n2y|>|n1x−n2x|=0
この場合、y軸方向に振動する第2偏光成分の光の進行方向が、光学界面55によって制御される。その一方で、x軸方向に振動する第1偏光成分の光は、進行方向を維持して光学界面55を通過する。この例では、画像表示ユニット15が、例えば偏光制御装置30の切り換えにより、広い視野角で画像を表示するための光を第2偏光成分の光として射出し、狭い視野角で画像を表示するための光を第1偏光成分の光として射出するようにすればよい。このような例によっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を期待することができる。また、この例では、図6に示すように、第1層51のy軸方向の屈折率n1yが第2層52のy軸方向の屈折率n2yよりも大きくなり、次の関係が満たされるようにしてもよい。
(n1y−n2y)>|n1x−n2x|=0
あるいは、図7に示すように、第1層51のy軸方向の屈折率n1yが第2層52のy軸方向の屈折率n2yよりも小さくなり、次の関係が満たされるようにしてもよい。
(n2y−n1y)>|n1x−n2x|=0
As an example, the following relationship may be satisfied.
| N 1y −n 2y |> | n 1x −n 2x | = 0
In this case, the traveling direction of the light of the second polarization component that vibrates in the y-axis direction is controlled by the optical interface 55. On the other hand, the light of the first polarization component that vibrates in the x-axis direction passes through the optical interface 55 while maintaining the traveling direction. In this example, the image display unit 15 emits light for displaying an image with a wide viewing angle as light of the second polarization component by switching the polarization control device 30, for example, and displays an image with a narrow viewing angle. May be emitted as the light of the first polarization component. Also by such an example, the same effect as embodiment mentioned above can be anticipated. In this example, as shown in FIG. 6, the refractive index n 1y in the y-axis direction of the first layer 51 is larger than the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 52, and the following relationship is satisfied. You may be made to do.
(N 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x | = 0
Alternatively, as shown in FIG. 7, the refractive index n 1y in the y-axis direction of the first layer 51 is smaller than the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 52 so that the following relationship is satisfied. Also good.
(N 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x | = 0

なお、既に説明したように、図6に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n1y−n2y)>|n1x−n2x
|n1x−n2x|≦0.02
さらに、(n1y−n2y)>|n1x−n2x|が満たされるとともに、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むx軸方向に振動する偏光成分(第1偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
As already described, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x |
| N 1x −n 2x | ≦ 0.02
Further, (n 1y −n 2y )> | n 1x −n 2x | is satisfied, and the polarization component (first order) that vibrates in the x-axis direction that proceeds in the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (that is, the front direction). The optical sheet 40 may be configured so that light of one polarization component) travels in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction after passing through the optical sheet 40.

同様に、図7に示された屈折率の関係に代えて、次の二条件が満たされるようにしてもよい。
(n2y−n1y)>|n1x−n2x
|n1x−n2x|≦0.02
さらに、(n2y−n1y)>|n1x−n2x|が満たされるとともに、正面方向へ進む第1偏光成分の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
Similarly, the following two conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x |
| N 1x −n 2x | ≦ 0.02
Further, (n 2y −n 1y )> | n 1x −n 2x | is satisfied, and after the light of the first polarization component traveling in the front direction is transmitted through the optical sheet 40, it is 2 ° or less with respect to the front direction. The optical sheet 40 may be configured so as to proceed in a direction that forms the angle.

さらに、上述した実施の形態では、第1層51のみが光学異方性であり、第2層51は光学等方性である例を説明したが、第1層51および第2層52の両方とも光学異方性であるようにしてもよい。一例としての図8に示された例では、第1層51のx軸方向の屈折率n1x、第1層51のy軸方向の屈折率n1y、第2層52のx軸方向の屈折率n2xおよび第2層51のy軸方向の屈折率n2yが、次の関係を満たすようになっている。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y|=0
1x>n1y
2x<n2y
図8に示された例によれば、y軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を小さく、典型的には0に保ちながら、x軸方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差を大きくすることができる。これにより、光学シート40の光学界面55は、x軸方向に振動する偏光成分の光に対してのみ、強い光学機能を発揮することができる。なお、図8に示された例は、一例として、図10を参照しながら説明した製造方法により作製され得る。この際、延伸方向と遅相軸方向とが一致するようになる材料(例えばポリエチレンナフタレート樹脂)を用いて樹脂フィルム71を作製し、延伸方向と進相軸方向とが一致するようになる材料、例えば(スチレン系樹脂)を用いて第2樹脂フィルム72を作製すればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which only the first layer 51 is optically anisotropic and the second layer 51 is optically isotropic has been described, but both the first layer 51 and the second layer 52 are described. Both may be optically anisotropic. In the example shown in FIG. 8 as an example, the refractive index n 1x in the x-axis direction of the first layer 51, the refractive index n 1y in the y-axis direction of the first layer 51, and the refraction in the x-axis direction of the second layer 52. The index n 2x and the refractive index n 2y in the y-axis direction of the second layer 51 satisfy the following relationship.
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y | = 0
n 1x > n 1y
n 2x <n 2y
According to the example shown in FIG. 8, the first refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 in the y-axis direction is small and typically kept at 0, while the first index in the x-axis direction is kept. The difference in refractive index between the layer 51 and the second layer 52 can be increased. Thereby, the optical interface 55 of the optical sheet 40 can exhibit a strong optical function only with respect to the light of the polarization component that vibrates in the x-axis direction. The example shown in FIG. 8 can be manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG. 10 as an example. At this time, a resin film 71 is produced using a material (for example, polyethylene naphthalate resin) in which the stretching direction and the slow axis direction coincide with each other, and the stretching direction and the fast axis direction coincide with each other. For example, the second resin film 72 may be manufactured using (styrene resin).

なお、既に説明したように、図8に示された屈折率の関係に代えて、次の四条件が満たされるようにしてもよい。
(n1x−n2x)>|n1y−n2y
|n1y−n2y|≦0.02
1x>n1y
2x<n2y
さらに、(n1x−n2x)>|n1y−n2y|、n1x>n1yおよびn2x<n2yが満たされるとともに、光学シート40のシート面へ直交する方向(すなわち、正面方向)へ進むy軸方向に振動する偏光成分(第2偏光成分)の光が、光学シート40を透過した後に、正面方向に対して2°以下の角度をなす方向へ進むように、光学シート40が構成されていてもよい。
As already described, the following four conditions may be satisfied instead of the refractive index relationship shown in FIG.
(N 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y |
| N 1y −n 2y | ≦ 0.02
n 1x > n 1y
n 2x <n 2y
Further, (n 1x −n 2x )> | n 1y −n 2y |, n 1x > n 1y and n 2x <n 2y are satisfied, and the direction orthogonal to the sheet surface of the optical sheet 40 (ie, the front direction). The light of the polarization component (second polarization component) oscillating in the y-axis direction that travels to the optical sheet 40 passes through the optical sheet 40 and then travels in a direction that forms an angle of 2 ° or less with respect to the front direction. It may be configured.

さらに、上述した実施の形態において、x軸方向およびy軸方向のいずれか一方向における第1層51と第2層52との間での屈折率差が0となる例を説明した。しかしながら、x軸方向およびy軸方向のいずれの方向においても第1層51と第2層52との間での屈折率差が0とならないようにしてもよい。この例においても、光学界面55及び単位光学界面55aの構成を適宜設計することにより、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the difference in refractive index between the first layer 51 and the second layer 52 in any one of the x-axis direction and the y-axis direction has been described. However, the refractive index difference between the first layer 51 and the second layer 52 may not be zero in both the x-axis direction and the y-axis direction. Also in this example, the effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained by appropriately designing the configuration of the optical interface 55 and the unit optical interface 55a.

さらに、上述した実施の形態において、第1層51の面内における主軸(遅相軸および進相軸)が、広い視野角で画像を形成する光および狭い視野角で画像を形成する光の振動方向と一致している例を示したが、一致していなくてもよい。この例においても、各屈折率n1x,n1y,n2x,n2yの大きさを適宜調節することにより、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the main axis (slow axis and fast axis) in the plane of the first layer 51 is vibration of light that forms an image with a wide viewing angle and light that forms an image with a narrow viewing angle. Although an example in which the direction matches is shown, it does not have to match. Also in this example, the effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained by appropriately adjusting the sizes of the refractive indexes n 1x , n 1y , n 2x , and n 2y .

さらに、上述した実施の形態およびその変形例において、熱可塑性樹脂を含む樹脂フィルムを延伸することによって、光学シート40の第1層51および第2層52に光学異方性、言い換えると面内の複屈折性を付与する例を示した。しかしながら、光学シート40の第1層51および第2層52が、液晶(液晶分子、液晶材料)を含有する層として形成され、液晶の配光によって、光学異方性を付与されるようにしてもよい。このような光学シート40の第1層51または第2層52は、典型的には、ラビング等の配向処理をなされた基材上で、液晶(液晶分子、液晶材料)を含有する紫外線硬化型樹脂を硬化させることによって、作製され得る。このような変形例においても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the above-described embodiment and its modifications, by stretching a resin film containing a thermoplastic resin, the first layer 51 and the second layer 52 of the optical sheet 40 have optical anisotropy, in other words, in-plane. An example of imparting birefringence was shown. However, the first layer 51 and the second layer 52 of the optical sheet 40 are formed as layers containing liquid crystal (liquid crystal molecules, liquid crystal material), and are provided with optical anisotropy by the light distribution of the liquid crystal. Also good. The first layer 51 or the second layer 52 of the optical sheet 40 is typically an ultraviolet curable type containing liquid crystal (liquid crystal molecules, liquid crystal material) on a base material that has been subjected to alignment treatment such as rubbing. It can be made by curing the resin. Also in such a modification, the same effect as the embodiment described above can be obtained.

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。   In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.

10 表示装置
10a 表示面
15 画像表示ユニット
20 画像形成装置
20a 画像形成面
21 画素
24 バックライト
25 液晶表示パネル
26 偏光板、下偏光板
27 液晶セル
28 偏光板、上偏光板
30 偏光制御装置
31 液晶分子、液晶材料、液晶
33 第1支持フィルム
34 第1電極
35 液晶層
36 第2電極
37 第2支持フィルム
40 光学シート
43 フィルム層
51 第1層
52 第2層
55 光学界面、複屈折界面、レンズ面
55a 単位光学面、単位レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display apparatus 10a Display surface 15 Image display unit 20 Image forming apparatus 20a Image forming surface 21 Pixel 24 Backlight 25 Liquid crystal display panel 26 Polarizing plate, lower polarizing plate 27 Liquid crystal cell 28 Polarizing plate, upper polarizing plate 30 Polarization control device 31 Liquid crystal Molecule, liquid crystal material, liquid crystal 33 first support film 34 first electrode 35 liquid crystal layer 36 second electrode 37 second support film 40 optical sheet 43 film layer 51 first layer 52 second layer 55 optical interface, birefringence interface, lens Surface 55a Unit optical surface, unit lens

Claims (7)

画像が視認され得る視認方向を切り換え可能な表示装置であって、
光学異方性の第1層と、前記第1層に積層され、一方の偏光成分の光の進行方向を変化させる光学界面を前記第1層との間に形成する第2層と、を有し、前記光学界面は、一方向に配列された複数の単位光学界面を有し、各単位光学界面は、前記一方向と非平行な方向に延び、光の偏光状態に応じて当該光の進行方向を制御する光学シートと、
前記光学シートに対向して配置され、前記視認方向を切り替えるために、前記一方の偏光成分の光と、他方の偏光成分の光と、を切り替えて射出し得る画像表示ユニットと、を備え
前記光学シートは、前記画像表示ユニットから射出した前記他方の偏向成分の光の進行方向を第2の方向に向け、前記画像表示ユニットから射出した前記一方の偏向成分の光の進行方向を前記第2の方向とは異なる第1の方向に向ける、表示装置。
A display device capable of switching a viewing direction in which an image can be viewed ,
A first layer having optical anisotropy, and a second layer that is laminated on the first layer and that forms an optical interface between the first layer and that changes the traveling direction of light of one polarization component. The optical interface has a plurality of unit optical interfaces arranged in one direction, and each unit optical interface extends in a direction non-parallel to the one direction, and the light proceeds according to the polarization state of the light. An optical sheet for controlling the direction;
An image display unit that is arranged facing the optical sheet and can switch and emit the light of the one polarization component and the light of the other polarization component in order to switch the viewing direction ;
The optical sheet directs the traveling direction of the light of the other deflection component emitted from the image display unit in a second direction, and sets the traveling direction of the light of the one deflection component emitted from the image display unit to the first direction. A display device oriented in a first direction different from the direction of 2 .
前記画像表示ユニットは、画素配列を有する画像形成装置と、前記画像形成装置と前記光学シートとの間に配置された偏光制御装置と、を有し、  The image display unit includes an image forming apparatus having a pixel array, and a polarization control device disposed between the image forming apparatus and the optical sheet,
前記画像形成装置は、前記一方の偏向成分の光および前記他方の偏向成分の光のうちの一方の光を各画素から射出し、  The image forming apparatus emits one light of the light of the one deflection component and the light of the other deflection component from each pixel,
前記偏光制御装置は、前記画像形成装置から射出した光の偏光状態を維持すること、及び、前記画像形成装置から射出した光の偏光状態を変更して前記一方の光を前記一方の偏向成分の光および前記他方の偏向成分の光のうちの他方の光へ変換することができる、請求項1に記載の表示装置。  The polarization control device maintains the polarization state of the light emitted from the image forming apparatus, and changes the polarization state of the light emitted from the image forming apparatus to change the one light to the one deflection component. The display device according to claim 1, wherein the display device can convert light into the other of the light and the light of the other deflection component.
前記光学シートの法線方向および前記一方向の両方向に平行な断面において、前記単位光学界面は、三角形の二辺をなす形状となっている、請求項1又は2に記載の表示装置。  3. The display device according to claim 1, wherein the unit optical interface has a shape that forms two sides of a triangle in a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the optical sheet. 前記光学シートの法線方向および前記一方向の両方向に平行な断面において、前記単位光学界面は、二等片三角形の二つの等辺をなす形状となっている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。  4. The unit optical interface has a shape forming two equal sides of an isosceles triangle in a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the optical sheet. The display device according to item. 前記画像表示ユニットは、前記視認方向を第1の方向にする場合に、前記一方の偏光成分の光を射出し、前記視認方向を第1の方向と異なる第2の方向にする場合に、前記他方の偏光成分の光を射出する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。 The image display unit, when the viewing direction to the first direction, when the emitted light of the polarization component of the one, to the viewing direction to a second direction different from the first direction, the injecting the other polarization of light components, the display device according to any one of claims 1-4. 前記第1層は、熱可塑性樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置。 The first layer comprises a thermoplastic resin, a display device according to any one of claims 1 to 5. 前記第1層の面内の複屈折率Δnが0.13以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置。 The birefringence Δn in the plane of the first layer is 0.13 or more, the display device according to any one of claims 1 to 6.
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