WO2006030823A1

WO2006030823A1 - 視野角制御シート及び表示装置

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Publication number: WO2006030823A1
Application number: PCT/JP2005/016928
Authority: WO
Inventors: Masahiro Goto
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2006-03-23
Also published as: US7599117B2; CN102520467A; US20070153377A1; JP2010198037A; JP5471821B2

Abstract

　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、コントラストを向上するとともに、映像源からの拡散光を有効に利用して画像の輝度の低下を抑制し、視野角の広い視野角制御シートを提供する。　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、前記楔形部は観察者側に先端を有するとともに映像源側に底面を有し、さらに少なくともその斜面部分を構成する材料の屈折率をＮｘ、前記レンズ部を構成する材料の屈折率をＮｙ、前記屈折率ＮｘのＮｙに対する比（Ｎｘ／Ｎｙ）をΔｎとしたとき、Ｎｘ≦Ｎｙ－０．０１＜Δｎ－ｃｏｓθ＜０．００２なる関係が成立し、前記楔形部の断面形状を映像側に幅広の底面を有する形状とする。

Description

明細書

視野角制御シート及び表示装置

技術分野

[0001] 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、デイ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及びこれを用いた表示装置に関するものである。

背景技術

[0002] 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力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覼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 10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、使用されている。ルーバータイブ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。 )₀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。

特許文献 1：特公昭 58—47681号公報

特許文献 2：特表平 6 - 504627号公報

特許文献 3：特開平 9 - 311206号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 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等のディスプレィにお 1ヽては、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。

[0004] 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、コントラストを向上するとともに、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、視野角の広い視野角制御シートを提供することを課題とする。課題を解決するための手段

[0005] 以下、本発明につ、て説明する。

[0006] 請求の範囲第 1項の発明は、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、前記楔形部は観察者側に先端を有するとともに映像源側に底面を有し、さらに少なくともその斜面部分を構成する材料の屈折率を Nx、前記レンズ部を構成する材料の屈折率を Ny、前記屈折率 Nxの Nyに対する比（NxZNy)を Δ nとしたとき、

Nx≤Ny

-0. 01く Δ η-cos Θ < 0. 002

なる関係が成立し、

前記楔形部の断面形状が映像源側に幅広の底面を有することを特徴とする視野角制御シートである。

[0007] 請求の範囲第 2項の発明は、請求の範囲第 1項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力 ¾度〜 1 5度の範囲であることを特徴とする。本発明において、 Θ力 ¾度未満であると、観察側正面に拡散光が到達せず、輝度向上効果が得られず、一方、 Θが 15度を超えると、ゴーストが生じてくるからである。視野角制御シートを用いて正面輝度を維持するためには、 0が 3度〜 15度が好ましい範囲である。

[0008] 請求の範囲第 3項の発明は、請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部が略二等辺三角形であることを特徴とする。

[0009] 請求の範囲第 4項の発明は、請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか 1項に記載の視野角制御シートにおいて、前記斜面部分が、観察者側面となす角が映像源側と観察者側とで異なるように、曲線、及び又は折れ線状の断面形状を持つことを特徴とする。

[0010] 請求の範囲第 5項の発明は、請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 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効果があることを特徴とする。

[0011] 請求の範囲第 6項の発明は、請求の範囲第 5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た材料が充填されていることを特徴とする。

[0012] 請求の範囲第 7項の発明は、請求の範囲第 6項に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部が映像源側に幅広の底面を有する楔形であって、前記光吸収粒子の平均粒径が 1 μ m以上であることを特徴とする。

[0013] 請求の範囲第 8項の発明は、請求の範囲第 6項又は第 7項に記載の視野角制御シートにおいて、前記楔形部に充填された材料中の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。

[0014] 請求の範囲第 9項の発明は、請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 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視野角制御シートにより前記課題を解決するものである。

[0015] 請求の範囲第 10項の発明は、請求の範囲第 1項〜第 9項のいずれか 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、タツ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。

[0016] 請求の範囲第 11項の発明は、請求の範囲第 1項〜第 10項のいずれか 1項に記載の視野角制御シートが接着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。

発明の効果

[0017] 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映像側に幅広の底面を有する楔形の尖端部に厚みを備えた Rをつけること、すなわち楔形尖端部に尖端側に凸な曲面形状を付与することにより、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、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、映像源力の拡散光を有効に利用して画面の輝度の低下を抑制し、視野角の広い視野角制御シートを得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 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。

[0019] (第一の実施形態）

図 1は、本発明の第一の実施形態に力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、図面左側に映像光源が配置されて拡散光が出射され、図面の右側に観察者が位置している。この視野角制御シート S1は、映像源側から観察者方向に順に、映像源側ベースシート 11、レンズ部 12、観察者側ベースシート 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 Nylの物質で形成されている。さら〖こ、図では上下に隣接するレンズ部 12、 12の斜辺に挟まれた部分の断面形状は、映像源側に幅広の底面 17、及び観察者側に、観察者側に向カゝつて幅を持った凸状曲面に形成された頂部 18を有する楔形状をなしている。この楔形状をなしている部分は、レンズ部 12の屈折率 Nylより低い屈折率 Nxlを有する物質で埋められて、る。以後の説明にお、てはこの楔形状をなして、る部分を「楔形部 14」という。楔形部 14は、観察者側に幅が狭い部分である頂部 18と、映像源側に底面 1 7とを備えている。

[0020] レンズ部 12の屈折率 Nylと、楔形部 14の屈折率 Nxlとの比は、視野角制御シート S1の光学特性を得るために所定の範囲に設定されている。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 Θ に形成されている。

[0021] 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、映像源側ベースシート 11、及び観察者側ベースシート 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、る。観察者側ベースシート 13の外側面には、観察者側に AR、 AS、 AG、タツチセンサーのうち、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。本第一実施形態に力かる視野角制御シート SIにおいてはこれらの機能の内一つだけを持たせてもよぐまた複数の機能を併せ持たせてもよい。

[0022] 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〜L15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 L 11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。映像源側から所定の角度をもってレンズ部 12の端部付近に入射した入射光 L 12は、屈折率 Nylのレンズ部 12と屈折率 Nxlの楔形部 14との屈折率差により斜面にて全反射され、観察者側に垂直光として出光される。映像源側力もレンズ部 12の端部付近に大きな角度をもって入射した光 L13は、斜面にて全反射され、入射時とは反対方向の小さな角度をもって、垂直光に近い角度となって観察者側に出光される。底面 1 7から楔形部 14に直接入射する光 L14は、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は楔形部 14にて吸収され、観察者側に至ることはない。さらに観察者側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する外光 L 15は、レンズ部 12と楔形部 14との屈折率差によっても全反射されることなく楔形部 14の内部に入光し、外光 L 15は着色された楔形部 14に吸収される。したがって観察者側力の視野による画像のコントラストが向上する。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、かつ、輝度の低下を抑制することができ、コントラストの高い視野角制御シート S1を得ることができる。

[0023] (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、図面左側に映像光源が配置され、図面の右側に観察者が位置している。この視野角制御シート S2は、映像源側から観察者方向に順に、映像源側ベースシート 21、レンズ部 22、観察者側ベースシート 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 Ny2の物質で形成されている。さらに、図では上下に隣接するレンズ部 22、 22の斜面に挟まれた断面形状は映像源側に幅広の底面 27、及び観察者側に、観察者側に向カゝつて幅を有する凸状曲面に形成された 28 を有する楔形状をなしている。この楔形状をなしている部分は、レンズ部 22の屈折率 Ny2より低、屈折率 Nx2を有する物質で埋められて、る。以後の説明にお、てはこの楔形状をなしている部分を「楔形部 24」という。楔形部 24は、映像源側に幅広の底面 27、観察者側に頂部 28を備えている。

[0024] レンズ部 22の屈折率 Ny2と、楔形部 24の屈折率 Nx2との比は、視野角制御シート S2の光学特性を得るために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 Θ

2に形成されている。

[0025] 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、映像源側ベースシート 21、及び観察者側ベースシート 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、る。観察者側ベースシート 23の外側面には、観察者側に AR、 AS、 AG、タツチセンサーのうち、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ぐまた複数の機能を併せ持たせてもょ、。

[0026] 図示の視野角制御シート S2は、その底面 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の内部にはレンズ部 22の屈率 Ny2より低い屈折率 Nx2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。また、底面 27のブラックストライプ B Sに入射した光 L24はブラックストライプ BSにより吸収される。さらに観察者側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する外光 L25は、レンズ部 22と楔形部 24との屈折率差によっても全反射されることなく楔形部 24の内部に入光する。外光 L25 は着色された楔形部 24に吸収される。このようにして、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 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、かつ、輝度の低下を抑制し、コントラストの高い視野角制御シート S2を得ることができる。

[0027] (第三の実施形態）

図 3は、本発明の第三の実施形態に力かる視野角制御シート S3を示している。この視野角制御シート S3は、映像源側から観察者側方向に順に、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 Ny3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、 32の間に挟まれた断面形状が楔形状をなす楔形部 34の内部には、レンズ部 32の屈折率 Ny3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、図にぉ、て楔形部 34の斜面及び頂部 38は、 Ny3より小さな屈折率 Nx3を備え透明な物質である層 35 (以下「透明低屈折率層 35」 t 、う。）により形成されて、る。

[0028] レンズ部 32の屈折率 Ny3と、透明低屈折率層 35の屈折率 Nx3との比は、視野角制御シート S3の光学特性を得るために所定の範囲に設定されている。また、透明低屈折率層 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 Θ に形成されて

3

いる。

[0029] 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タリレートなどの材料にて構成されている。透明低屈折率層 35は、レンズ部 32の屈折率 Ny3より低い屈折率 Nx3を有する材料にて形成されている。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、映像源側ベースシート 31、及び観察者側ベースシート 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 33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、タツチセンサーのうち、少なくとも一の機能が備えられている。

[0030] 力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 L3 1〜L33は第一の実施形態に力かる視野角制御シート S1における入射光 L11〜L1 3と同様の光路をたどる。また、着色された楔形部 34の底面 37に入射する光 L34は、着色された楔形部 34の内部に入光して吸収され、観察者側に至ることはない。さらに、観察者側力斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する外光 L35は、レンズ部 32と透明低屈折率層 35との屈折率差によっても全反射されることなく楔形部 34 の内部に入光する。外光 L35は着色された楔形部 34に吸収される。このようにし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、第一の実施形態に力かる視野角制御シート SI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、かつ、輝度の低下を抑制し、コントラストの高い視野角制御シート

S3を得ることができる。

[0031] (第四の実施形態）

図 4は、本発明の第四の実施形態に力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、映像源側力も観察者の方向に順に、映像源側べ一スシート 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 Ny4を有する物質により形成されている。さらに、図面上下方向に隣接するレンズ部 42、 42にはさまれた断面形状が楔形状をなす部分には、 Ny 4より小さな屈折率 Nx4を備えた透明な物質 (以下において「透明低屈折率物質」という。 )中に光吸収粒子 49が添加された材料 46で充填されている。以降の説明にお V、ては、この光吸収粒子 49が添加された材料 46が充填されて、る部分を「楔形部 4 4」と呼ぶ。楔形部 44は、映像源側に底面 47、観察者側に頂部 48を備えている。

[0032] 本実施形態にぉ、ては、レンズ部 42の屈折率 Ny4と、透明低屈折率物質の屈折率 Nx4との比は、視野角制御シート S4の光学特性を得るために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とが接する斜面力出光面の法線 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 Θ

4 に形成されている。

[0033] 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タリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率物質として通常、電離放射線硬化性を有するウレタンアタリレートなどの材料が使用されている。光吸収粒子 49は市販の着色榭脂微粒子が使用可能である。また、映像源側ベースシート 41、及び観察者側ベースシート 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、タツチセンサ一のうち、少なくとも一の機能を備えている。

[0034] 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。映像源側力もレンズ部 42の端部付近に斜めに入射した光 L 42は、レンズ部 42と透明低屈折率物質との屈折率差により斜面にて全反射され、垂直光となって観察者側に出光される。映像源側力もレンズ部 42の端部付近にさらに大きな角度をもって、入射した光 L43は、斜面にて全反射され、入射時とは反対方向に入射時よりも小さな角度をもって、垂直光に近い角度で観察者側に出光される。楔形部 44の底面 47に入射する光 L44は、楔形部 44の内部に入光して、光吸収粒子 4 9に吸収され、観察者側に至ることはない。さらに、観察者側から斜面に所定以下の小さな角度をもって入射する外光 L45は、レンズ部 42と透明低屈折率物質との屈折率差によっても全反射されることなく楔形部 44の内部に入光する。外光 L45は楔形部 44内の光吸収粒子 49に吸収される。したがって観察者側力もの視野による画像のコントラストが向上する。このようにして映像側力も様々な角度をもって入射する光が観察者側から、出光面法線方向あるいはそれに近い方向に出光されるので、視野角を制御しつつ、輝度の低下を抑制し、コントラストの高い視野角制御シート S4を得ることがでさる。

[0035] (第五の実施形態）

図 5は、本発明の第五の実施形態に力かる視野角制御シート S5を示している。この視野角制御シート S5も、映像源側から観察者方向に順に、映像源側ベースシート 5 1、レンズ部 52、観察者側ベースシート 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 Ny5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、 52の間に挟まれた部分は、楔形部 54を形成し、楔形部 54の斜面及び頂部 5 8は、 Ny5より小さな屈折率 Nx5を備え透明な物質により形成された層 55 (以下「透明低屈折率層 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、 Nx 5より高い屈折率を有する物質中に光吸収粒子 59が添加された材料が充填されている。

[0036] レンズ部 52の屈折率 Ny5と、透明低屈折率層 55の屈折率 Nx5との比は、視野角制御シート S5の光学特性を得るために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とが接する斜面が、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 Θ に形成されて

5

いる。

[0037] 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タリレートなどの材料にて構成されている。また、透明低屈折率層 55は、透明樹脂の屈折率より低い屈折率を有するシリカ等の材料にて形成されて、る。光吸収粒子 59は市販の着色榭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力る視野角制御シート S1と同様に、観察者側に AR、 AS、 AG、タツチセンサーのうち、少なくとも一の機能を備えている。

[0038] 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、映像源側カゝらレンズ部 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。

[0039] 映像源側カゝらレンズ部 52の端部付近に角度をもって入射した光 L52は、レンズ部 5 2と透明低屈折率層 54との屈折率差により斜面にて全反射され、垂直光となって観察者側に出光される。映像源側カゝらレンズ部 52の端部付近にさらに大きな角度をもつて入射した光 L53は、斜面にて全反射され、入射時とは反対方向に入射時より小さな角度をもって、垂直光に近い状態で観察者側に出光される。また、映像源側から楔形部 54に入光した光 L54は、光吸収粒子 59に吸収され、観察者側に反射光となつて、出光されることがない。さらに、観察者側力も斜面に所定以下の小さな角度をもつて入射する外光 L55は、レンズ部 52と透明低屈折率層 55との屈折率差によっても全反射されることなく楔形部 54の内部に入光する。外光 L55は楔形部 54内の光吸収粒子 59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。このようにして、広い視野角をもち、輝度の低下を抑制し、コントラストの高い視野角制御シート S5を得ることができる。 [0040] 第四の実施形態及び第五の実施形態にかか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 1 m以上であることが好ましい。光吸収粒子 49 、 59の大きさが小さすぎると、製造時に、楔形部 44、 54の内部のみに充填することが難しくなる。

また、第四の実施形態及び第五の実施形態にかか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。力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。

[0041] 図 6は、視野角制御シートの楔形部の斜面で反射した光が、観察者側に到達する状態を例示する断面模式図であり、比較のため、 3つの場合（図 6 (a)〜(c) )を 1つの図に表している。

楔形部の斜面部分が出光面の法線となす角度を Θとし、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とレンズ部の屈折率 Nyとの比を Δ η ( Δ n=NxZ Ny)としたとき、図 6 (a)は、 Δ ηが小さい値をとる場合であり、図の Αの範囲で全反射する。図 6 (b)は、 Δ n— cos 0 =0となる場合で、全反射した光が正面に到達する境界であり、図の Bの範囲で全反射する。図 6 (c)は、 Δ ηが大きい値をとる場合であり、反射光が正面まで行かず、図の Cの範囲で全反射する。本発明においては、実用上の特性を加味した上で、

-0. 01く Δ η-cos Θ < 0. 002

なる関係式を満たすことを好ましい範囲としている。（Δ η— cos 0 )の値が一 0. 01以下だと、全反射する光線が多くなり広い角度で全反射光が観察される。そのため、特に、斜め方向から全反射光が観察された場合には、ゴースト画像と実映像との距離が大きくなる。このため、ゴースト画像が非常に目立ってしまい、映像画質を低下させる力である。一方、（Δ η—cos Θ )の値が 0. 002以上だと、全反射する光線が少なぐ有効映像光が観察者に届きに《なるため、輝度の上昇効果が十分に得られないなお、本発明は、楔形部の断面形状が略二等辺三角形の場合でも、楔形部の頂部が幅を持って、る場合の、ずれでも適用し得るものである。 [0042] 図 7は、楔形部の斜面部分の、形状の諸態様を示す図である。この楔形部は、隣接する二つの単位レンズの間に形成される形状を有している。

図 7 (a)は、斜面が直線にて形成されている場合を表している。この場合には、斜面と出光面法線とがなす角度 Θ は斜面上のどの点においても一定である。

11

図 7 (b)は、斜面が滑らかな曲線で形成されている場合を表している。また図 7 (c) は、斜面が 2本の直線にて構成されている場合を示している。これらの場合、斜面と出光面法線とがなす角度 0

12、又は 0

13もしくは 0

14は、斜面上の位置により異なる。本発明において図 7 (b)や図 7 (c)の場合のように斜面と出光面法線のなす角度が一定でないときは、斜面の長さの 90%以上において、以上に説明してきた条件を満たせば本発明の効果を得ることができる。

[0043] 図 8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 8に示される視野角制御シート S8は水平断面形状が垂直方向に一定な単位レンズ部 82を備えている。映像源側にはベースシート 81が、観察者側にはベースシート 83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力実際にはこれらは貼り合わされている。

[0044] 図 9は、本発明にかかる視野角制御シートを備えた表示装置 90の構成を示している。図 9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 90は、映像源側カゝら順に、液晶ディスプレイパネル 9 1と、レンズ部が垂直方向に配列された視野角制御シート 92と、レンズ部が水平方向に配列された視野角制御シート 93とが積層されており、さらに観察者側に AR、 AS、 AG、タツチセンサーのうち、少なくとも一つの機能が備えられている機能性シート 94 とを備えている。視野角制御シート 92と視野角制御シート 93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 92と視野角制御シート 93との配置を入れ替えてもよい。図 9においてはこれらが互いに離れて表されている力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力、又は接着されている。実施例

[0045] (実施例 1)

図 4に示すような、断面形状が楔形をなす楔形部を有し、さらに図示されていない力楔形部の映像光源側に位置する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。開口率は視野角制御シートの楔形部底面部の面積を除いたレンズ部の面積比率を示し、テーパー角度は楔形の斜面部分が出光面の法線となす角度（ Θ )である。

開口率： 70%

レンズ間ピッチ： 0. 05mm

レンズ部材料 (榭脂)屈折率: 1. 56

楔形部材料屈折率： 1. 55

楔形部頂部幅： 3 m

テーパー角度： 6。

黒色光吸収粒子粒径： 5 m

黒色光吸収粒子濃度： 25体積％

[0046] (実施例 2)

楔形部材料屈折率を 1. 54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。

[0047] (実施例 3)

楔形部材料屈折率を 1. 554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。

[0048] (比較例 1)

楔形部材料屈折率を 1. 53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。

[0049] (比較例 2)

楔形部材料屈折率を 1. 558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。

[0050] 実施例 1〜3、及び比較例 1、 2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、映像光の明るさとゴーストの有無の良否を、目視による〇X判定で比較した。その結果、及び総合評価を表 1に示す。表 1の下段には、 Δη=ΝχΖΝ yと（ Δ n— cos 0 )の数値も併せて記す。 [0051] [表 1]

[0052] 表 1に示されるように、実施例 1〜3に示す視野角制御シートでは、有効部に入射した映像光は全反射して集束された。このため、映像源からの拡散光が有効に利用されて、画面の輝度低下が抑制され、コントラストが高ぐゴーストが生じず、良好な特性を示した。視野角は 15° が得られた。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。また、比較例 2の視野角制御シートは、明るさが不足し不適であった。

[0053] 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ぐ請求の範囲及び明細書全体力読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しな、範囲で適宜変更可能である。

産業上の利用可能性

[0054] 本発明によれば、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、コントラストを向上するとともに、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、視野角の広い視野角制御シートを提供することができるので、産業上の利用可能性は極めて高い。

図面の簡単な説明

[0055] [図 1]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。

[図 2]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。

[図 3]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。

[図 4]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。

[図 5]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。圆 6]視野角制御シートの楔形部の斜面で反射した光が、観察者側に到達する状態を例示する断面模式図である。

圆 7]楔形部の斜面部分の形状の諸態様を示す図である。

圆 8]視野角制御シートの構成の、他の一例を示す図である。

園 9]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。

[図 10]従来の視野角制御シートの一例を示す図である。

符号の説明

Sl、 S2、 S3、 S4、 S5、 S8 視野角制御シード

11、 21、 31、 41、 51、 81 映像源側ベースシー

12、 22、 32、 42、 52、 82 レンズ部

13、 23、 33、 43、 53、 83 観察者側ベースシー

14、 24、 34、 44、 54、 84 楔形部

35、 55 透明低屈折率層

17、 27、 37、 47、 57 底面

18、 28、 38、 48、 58 頂部

46 光吸収粒子が添加された材料

49、 59 光吸収粒子

90 表示装置

91 液晶ディスプレイパネル

92、 93 視野角制御シート

94 機能性シート

Ll l、 L12、 L13、 L21、 L22、 L23、 L31、 L32、 L33、 L41、 L42、 L43、 L51、 L 52、L53 光線

L14、 L24、 L34、 L44、 L54 底面へ入射する光

L15、 L25、 L35、 L45、 L55 外光

Claims

請求の範囲

[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、前記楔形部は観察者側に先端を有するとともに映像源側に底面を有し、さらに少なくともその斜面部分を構成する材料の屈折率を Nx、前記レンズ部を構成する材料の屈折率を Ny、前記屈折率 Nxの Nyに対する比（NxZNy)を Δ nとしたとき、

Nx≤Ny

-0. 01く Δ η-cos Θ < 0. 002

なる関係が成立し、

前記楔形部の断面形状が映像源側に幅広の底面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 3度〜 15度の範囲であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の視野角制御シート。

[3] 前記楔形部が略二等辺三角形であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の視野角制御シート。

[4] 前記斜面部分が、観察者側面となす角が映像源側と観察者側とで異なるように、曲線、及び又は折れ線状の断面形状を持つことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3 項のいずれか 1項に記載の視野角制御シート。

[5] 前記楔形部に光吸収効果があることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載の視野角制御シート。

[6] 前記楔形部に光吸収粒子が添加された材料が充填されていることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の視野角制御シート。

[7] 前記楔形部が映像源側に幅広の底面を有する楔形であって、前記光吸収粒子の平均粒径が 1 m以上であることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の視野角制御シート。

[8] 前記楔形部に充填された材料中の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の範囲第 6項又は第 7項に記載の視野角制御シート。

[9] 請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 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枚積層されてヽることを特徴とする視野角制御シー

[10] 少なくとも一面側に、 AR、 AS、 AG、タツ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の範囲第 1項〜第 9項のいずれか 1項に記載の視野角制御シート。

[11] 請求の範囲第 1項〜第 10項のいずれか 1項に記載の視野角制御シートが接着されて!、ることを特徴とする表示装置。