WO2010032801A1 - 光学シート、及び映像表示装置 - Google Patents

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WO2010032801A1
WO2010032801A1 PCT/JP2009/066299 JP2009066299W WO2010032801A1 WO 2010032801 A1 WO2010032801 A1 WO 2010032801A1 JP 2009066299 W JP2009066299 W JP 2009066299W WO 2010032801 A1 WO2010032801 A1 WO 2010032801A1
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optical
light
sheet
light diffusing
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PCT/JP2009/066299
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柏木　剛
哲弥 貞弘
裕之 雨宮
市川　信彦
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大日本印刷株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical sheet that controls image light emitted from an image source and emits the image light to an observer, and an image display device, and more specifically, can reduce a change in color due to an angle at which the image light is observed.
  • the present invention relates to an optical sheet and an image display device.
  • the video source and the quality of the video light from the video source can be improved for the viewer.
  • an optical sheet having layers having various functions for emission having various functions for emission.
  • Patent Document 1 is disclosed as an optical sheet.
  • the optical sheet described in Patent Document 1 has a portion that transmits image light and a triangular structure disposed between the portions that transmit the image light. Then, the image light is reflected at the interface between the portion through which the image light is transmitted and the triangular structure to disperse the light. According to this, the image light can be dispersed over a wide angle.
  • an object of the present invention to provide an optical sheet and an image display device that hardly cause a change in color depending on an angle at which an image is observed.
  • the invention according to claim 1 is an optical sheet (10) having a plurality of layers, wherein at least one of the plurality of layers is formed in parallel along the sheet surface so as to transmit light.
  • an optical function sheet layer (12) having a prism portion (13, 13,%) To be arranged and a light absorbing portion (14, 14,%) Arranged in parallel so as to be able to absorb light between the prism portions.
  • At least one layer is a light diffusing material-containing layer (18) in which light diffusing particles are dispersed in a sheet-like base material, the refractive index of the base material of the light diffusing material-containing layer is Nd K , and the Abbe number is and [nu] d K, when the refractive index of the light diffusing particles Nd R, the Abbe number was [nu] d R, the problems by providing an optical sheet and satisfies the Nd K ⁇ Nd R and ⁇ d K ⁇ d R To solve.
  • the refractive index Nd and the Abbe number ⁇ d are the refractive index Nf at the wavelength of 486.1 nm (f line), the refractive index Nd at the wavelength of 589.2 nm (d line), and the wavelength of 656.3 nm (c line).
  • Is a value represented by ⁇ d (Nd ⁇ 1) / (Nf ⁇ Nc). Therefore, if the Abbe number is large, the dispersion due to the wavelength is kept small, and if the Abbe number is small, the dispersion due to the wavelength is large.
  • the phrase “the prism parts are arranged in parallel along the sheet surface” is not limited to the prism parts being arranged in parallel along one direction of the sheet surface, and has a predetermined law property along the sheet surface. It is a good concept if they are arranged so that they are arranged. Therefore, for example, they may be arranged obliquely along the sheet surface, or may be arranged in a staggered manner.
  • the invention according to claim 2 is the optical sheet (10) according to claim 1, wherein the difference in refractive index between Nd K and Nd R is 0.02 or more and 0.06 or less. It is characterized by that.
  • the invention according to claim 3 is the optical sheet (10) according to claim 1 or 2, wherein the difference between ⁇ d K and ⁇ d R is 10 or more and 30 or less.
  • the invention according to claim 4 is the optical sheet (10) according to any one of claims 1 to 3, wherein the light diffusion contained in the light diffusing material-containing layer (18).
  • the average particle size of the particles is 4 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less.
  • the “average particle size” is a particle size measurement by a weight distribution method and targets particles having a range of ⁇ 0.5 ⁇ m with respect to the average particle size, and the standard deviation in the particle size distribution is 0.3 or more. It means that there is.
  • the invention as set forth in claim 5 is characterized in that the substrate of the light diffusing material-containing layer (18) of the optical sheet (10) according to any one of claims 1 to 4 is an organic material.
  • the light diffusing particles are made of an inorganic material.
  • the invention according to claim 6 is the light absorbing portion (14, 14,%) Of the optical function sheet layer of the optical sheet (10) according to any one of claims 1 to 5.
  • average particle size of 1 ⁇ m in the case of “average particle size of 1 ⁇ m or more” is intended for particles having a particle size of 0.5 ⁇ m or more and smaller than 1.5 ⁇ m in the particle size measurement by the weight distribution method. In the particle size distribution, it means that the standard deviation is 0.3 or more. The same applies hereinafter.
  • the prism portion and the light absorbing portion of the optical function sheet layer of the optical sheet according to any one of claims 1 to 6 maintain a predetermined cross section. And extending in the longitudinal direction, two optical functional sheet layers are laminated, and the longitudinal direction of the light absorbing portion of one optical functional sheet layer of the two optical functional sheet layers, The two optical function sheet layers are laminated so that the longitudinal direction of the light absorbing portion of the other optical function sheet layer has a predetermined angle.
  • the invention described in claim 8 is characterized in that the predetermined angle of the optical sheet described in claim 7 is 90 degrees.
  • the invention described in claim 9 is in a lattice shape in which the light absorbing portions of the optical function sheet layer of the optical sheet according to any one of claims 1 to 6 intersect at a predetermined angle. It is formed.
  • the invention described in claim 10 is characterized in that the predetermined angle of the optical sheet described in claim 9 is 90 degrees.
  • the invention described in claim 11 is the optical sheet (10) and the optical function sheet layer (12) in the plurality of layers of the optical sheet (10) according to any one of claims 1 to 10.
  • the diffusing material-containing layer (18), the base layer (11), the pressure-sensitive adhesive layer (17), the antiglare film layer (20), and the TAC film layer (19) which are the bases of the optical function sheet layer At least one layer.
  • Anti-glare here means “anti-glare”.
  • the invention according to claim 12 is the optical layer sheet (12) and the optical function sheet layer according to any one of claims 1 to 11, wherein the optical sheet (10) includes a plurality of layers.
  • the optical sheet (10) includes a plurality of layers.
  • an antiglare film layer (20) is provided, and the light diffusing material-containing layer is provided between the optical function sheet layer and the antiglare film layer.
  • the invention according to claim 13 is characterized in that the light diffusing material-containing layer of the optical sheet according to any one of claims 1 to 11 has an antiglare function.
  • the invention described in claim 14 provides the video display device comprising the optical sheet according to any one of claims 1 to 13, thereby providing the above-mentioned problem. Resolve.
  • Video source unit 2 Backlight (video source) 3 Polarizing plate 4 Liquid crystal panel (video source) 5 Polarizing plate 6
  • Adhesive layer 10 Optical sheet 11 PET film layer (base material layer) DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Optical function sheet layer 13 Prism part 14 Light absorption part 15 Binder part 16 Light absorption particle 17 Adhesive layer 18 Light-diffusion material containing layer 19 TAC film layer 20 AG layer
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a layer structure of a cross section of the optical sheet 10 according to the first embodiment.
  • the optical sheet 10 includes a PET film layer 11, an optical function sheet layer 12, an adhesive layer 17, a light diffusing material-containing layer 18, a TAC film layer 19, and an antiglare film layer (AG layer) 20.
  • Each of the layers extends in the back / front direction of the paper while maintaining the cross section shown in FIG.
  • Each layer will be described below. In the figures shown below, some repetitive symbols may be omitted for ease of viewing.
  • the PET film layer 11 is a film layer as a base material layer serving as a base for forming the optical functional sheet layer 12 on one surface of the PET film layer 11, and is formed mainly of polyethylene terephthalate (PET). ing.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the PET film layer 11 only needs to contain PET as a main component, and may contain other resins.
  • the main component means 50% by mass or more based on the whole PET film layer.
  • Various additives may be added. Examples of general additives include phenol-based antioxidants, lactone-based stabilizers, and the like.
  • the PET film layer has been described as the base material layer, but the material is not necessarily made of PET, and other than the above, “polyester resin such as polybutylene terephthalate resin (PBT) or polytrimethylene terephthalate (PTT) resin. Can be used.
  • PBT polybutylene terephthalate resin
  • PTT polytrimethylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the optical function sheet layer 12 includes prism portions 13, 13,... That are substantially trapezoidal in the thickness direction cross section of the sheet, and light absorbing portions 14, 14,... Disposed between the prism portions 13, 13,. It has.
  • FIG. 2 shows an enlarged view focusing on the two light absorbing parts 14 and 14 and the prism parts 13, 13 and 13 adjacent thereto.
  • the optical function sheet layer 12 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the prism parts 13, 13,... are elements having a substantially trapezoidal cross section arranged such that the PET film layer 11 side is the lower base and the other side is the upper base.
  • the size of N P is not particularly limited, it is preferable in view of availability of the application material is 1.49 to 1.56.
  • the image light is provided to the observer by transmitting the image light through the prism portions 13, 13.
  • the light absorbing portions 14, 14,... Are portions disposed between the prism portions 13, 13,.
  • the light absorbing portions 14, 14,... Have a substantially triangular cross-sectional shape with the upper base side of the prism portions 13, 13,... As the base, and the apex opposite thereto is the lower base side of the prism portions 13, 13,. is there.
  • Light absorbing portion 14, 14, ..., the binder portion 15, 15 material having a refractive index of N B is filled, ... and the binder portion 15 and 15, the light-absorbing particles 16 and 16 is mixed to ... , ... and.
  • the binder portion 15 and 15, the binder material to be filled ... in is composed of a material the refractive index N B. But are not particularly limited the size of the N B, it is preferable in view of availability of the application for the material is 1.49 to 1.56.
  • the material used as the binder material is not particularly limited, and examples thereof include urethane acrylate having characteristics of being cured by ionizing radiation, ultraviolet rays, and the like.
  • the prism portions 13, ... refractive index N P and the binder portion 15, 15 of, ... the difference between the refractive index N B of greater than the N P -N B 0, 0.10 or less Is preferred.
  • total reflection is appropriately performed at the interface between the prism portions 13, 13,... And the light absorbing portions 14, 14,... And stray light or external light is incident on the light absorbing portions 14, 14,. be able to.
  • the light-absorbing particles 16, 16,... are preferably particles having an average particle size of 1 ⁇ m or more from the viewpoint of availability and production, and this is a predetermined concentration with particles such as carbon or dyes such as red, blue, and yellow. It is colored. For this, for example, commercially available colored resin particles can be used.
  • the refractive index of the light absorbing particles 16, 16,... Is not particularly limited.
  • the light absorption performance of the light absorbing portions 14, 14,... can be adjusted as appropriate depending on the purpose, but in the transmittance measurement of a 6 ⁇ m thick sheet formed only of the material constituting the light absorbing portion, It is preferable that the optical absorption performance is such that the rate is 40% to 70%.
  • the means for setting the transmittance to 40% to 70% is not particularly limited, and examples thereof include adjusting the content of light absorbing particles and light absorbing performance.
  • the angle ⁇ of the oblique sides (two sides extending in the sheet thickness direction) of the light absorbing portions 14, 14,... With respect to the sheet surface normal can be changed according to the purpose, and is not particularly limited.
  • the angle is preferably 6 degrees to 15 degrees from the viewpoint of appropriately reflecting and absorbing external light and image light.
  • the optical function sheet layer 12 has prism portions 13, 13,... Having a substantially trapezoidal cross section, and light absorbing portions 14, 14,. It has a triangular cross section.
  • the light absorbing portion may be a trapezoidal cross section instead of a triangular cross section.
  • the hypotenuse forming the interface between the prism portion and the light absorbing portion may be a polygonal line or a curved line.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 17 is a layer in which a pressure-sensitive adhesive is disposed to adhere the optical function sheet layer 12 to the light diffusing material-containing layer 18.
  • the pressure-sensitive adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer 17 is not particularly limited as long as it allows light to pass therethrough and the optical function sheet layer 12 can be adhered to the other. Examples thereof include PSA (pressure sensitive adhesive).
  • the adhesive strength is, for example, about several N / 25 mm to 20 N / 25 mm.
  • the light diffusing material-containing layer 18 is a layer formed by including a light-transmitting sheet-like base material and light diffusing particles dispersed in the base material.
  • the base material is a material capable of transmitting light, and has a predetermined refractive index Nd K and Abbe number ⁇ d K.
  • the refractive index Nd and the Abbe number ⁇ d are the refractive index Nf at the wavelength of 486.1 nm (f line), the refractive index Nd at the wavelength of 589.2 nm (d line), and the wavelength of 656.3 nm (c line).
  • Is a value represented by ⁇ d (Nd ⁇ 1) / (Nf ⁇ Nc), where Nc is the refractive index. The same applies to the light diffusion particles described below.
  • the light diffusing particles are particles shaped member that is dispersed in the substrate, has a refractive index Nd R and the Abbe number [nu] d R.
  • the refractive index Nd K and Abbe number ⁇ d K of the base material, and the refractive index Nd R and Abbe number ⁇ d R of the light diffusion particles are: Nd K ⁇ Nd R and ⁇ d K ⁇ d R Have a relationship. Accordingly, it is possible to diffuse light while suppressing chromatic dispersion, and to suppress a change in color due to an angle at which an image is observed. The reason why the color change can be suppressed will be described in detail later.
  • the refractive index Nd R of the first light diffusing particles is greater than the refractive index Nd K of the base material.
  • the difference is preferably 0.02 to 0.06. If the difference in refractive index is smaller than 0.02, the light diffusion effect is small, so that many light diffusing particles must be added, which is not preferable from the viewpoint of economy and manufacturing process. On the other hand, when the difference in refractive index is larger than 0.06, the light diffusion effect is large, but for this reason, the number of light diffusing particles for obtaining a predetermined light diffusion characteristic is reduced, which causes glare (scintillation). A more preferable refractive index difference is about 0.03.
  • the Abbe number ⁇ d R of the light diffusing particles is larger than the Abbe number ⁇ d K of the base material.
  • the difference in Abbe number should be as large as possible.
  • it is preferably 10 or more, and the base material and the light diffusing particles can be generally obtained when considering the above-mentioned refractive index relationship and further satisfying the condition for the Abbe number. It is more preferably about 30 from the viewpoint that versatility can be ensured.
  • the combination of the base material constituting the light diffusing material-containing layer 18 and the light diffusing particles is not particularly limited as long as the above relationship is satisfied.
  • a resin organic material
  • the Abbe number tends to decrease as the refractive index increases, and when this is used as a light diffusion particle, the above may not be satisfied.
  • this can often be satisfied by using an inorganic material.
  • the inorganic material include various oxides and nitrides, such as silica, alumina, zirconia, and silicon nitride.
  • the base material is preferably an organic material, particularly a resin material, from the viewpoint of easy forming into a film and handling and sticking.
  • examples thereof include an acrylic resin, a styrene resin, and an acrylic styrene resin.
  • an acrylic resin having a refractive index of 1.49 and an Abbe number of 50 can be obtained as a base material, and a glass having a refractive index of 1.52 and an Abbe number of 60 can be obtained as a light diffusing particle.
  • the Abbe number difference can be 10.
  • the content of the light diffusing particles with respect to the base material is not particularly limited, but the light diffusing particles are added at a ratio of 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base material (this is referred to as “5 to 20 parts”). It is preferable that the amount is 10 to 15 parts by mass (10 to 15 parts).
  • the haze value is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 30.
  • the light diffusing particles are not particularly limited as long as they have the above-mentioned characteristics, but are preferably spherical from the viewpoint of further improving the diffusibility, and the average particle diameter is preferably 16 ⁇ m or less. This is because if the average particle size is larger than 16 ⁇ m, it may cause “glaring (scintillation)”. More preferably, it is 4 ⁇ m to 16 ⁇ m. This is because if it is smaller than 4 ⁇ m, the light scattering mode may change (for example, Mie scattering).
  • the TAC film layer 19 is a film formed of triacetyl cellulose and is used as a protective film.
  • a TAC film used for the TAC film layer 19 a TAC film used for an ordinary liquid crystal display panel unit can be applied.
  • the AG layer 20 is a film (antiglare film) that can prevent glare when an observer looks at the screen.
  • antiglare film a generally available AG film can be applied. In the present embodiment, this is the AG layer, but an AR layer may be arranged instead of the AG layer.
  • the AR layer means an “anti-reflection layer” and is a layer that can prevent reflection.
  • the light diffusing material-containing layer 18 and the AG layer 20 are provided as separate layers.
  • the light diffusing material-containing layer is disposed at the position of the AG layer 20, and the surface of the light diffusing material-containing layer is matted. It can also have a glare-proof function by setting it as a surface (uneven surface). According to this, it becomes possible to give the functions of the light diffusing material-containing layer and the AG layer to one layer.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the layer structure of the video source unit 1 included in the video display device.
  • the right side of the drawing is the observer side.
  • the video display device of this embodiment is a liquid crystal display device, and the video source unit 1 is a liquid crystal display panel unit.
  • the optical sheet 10 forms a part of the video source unit 1.
  • the video source unit 1 includes a backlight 2, a polarizing plate 3, a liquid crystal panel 4, a polarizing plate 5, an adhesive layer 6, and an optical sheet 10. Each of these layers maintains the cross section shown in FIG. 3 and extends in the back / front direction. Here, the optical sheet 10 is laminated on the viewer side of the adhesive layer 6. Each layer will be described below.
  • the video display device also includes an electric circuit and a power circuit for operating the video source unit 10.
  • the backlight 2 is a light source for the liquid crystal panel 4.
  • a backlight used in a normal liquid crystal display panel unit can be used. This includes, for example, a form in which light emitting sources are arranged substantially uniformly in a plane to form a planar light source, or a light emitting source is arranged on an edge and a reflecting surface is used to finally form a planar shape. Examples include an edge input type that emits light.
  • the polarizing plates 3 and 5 are a pair of optical elements disposed so as to sandwich the liquid crystal panel 4.
  • the polarizing plates 3 and 5 absorb polarized light having a vibration plane parallel to the absorption axis direction, and have a vibration plane orthogonal to the absorption axis direction. It has a function of transmitting the polarized light.
  • the light of the backlight 2 that has passed through the polarizing plates 3 and 5 and the liquid crystal panel 4 becomes image light and is emitted to the viewer side.
  • the liquid crystal panel 4 is one of the elements constituting the video source in the video source unit 1, and video information to be emitted is shown here.
  • the liquid crystal panel used for a normal liquid crystal display panel unit can be used here. Accordingly, in the video source unit 1, a video source is formed by the backlight 2, the polarizing plates 3, 5, and the liquid crystal panel 4.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 6 is a layer in which an adhesive is disposed to adhere the optical sheet 10 to the image source.
  • the pressure-sensitive adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer 6 can be the same as the pressure-sensitive adhesive of the pressure-sensitive adhesive layer 17 described in the optical sheet 10, and the material of the pressure-sensitive adhesive layer 6 is particularly limited as long as it can transmit light and can be appropriately bonded. It is not limited. Examples thereof include PSA (pressure sensitive adhesive).
  • the adhesive strength is, for example, about several N / 25 mm to 20 N / 25 mm.
  • the above-described video source unit 1 can suppress a change in color depending on the angle at which the video is observed. This will be described in detail below.
  • the image light L1 composed of the image lights L11, L12, and L13 is emitted to the observer side as follows. That is, the image light L11 incident on the prism part is totally reflected at the point A at the interface between the prism part and the light absorption part, and becomes the image light L12. At the time of the total reflection, chromatic dispersion caused by the difference in refractive index depending on the wavelength occurs, so that the image light L12 includes a color change depending on the observation angle.
  • the image light L12 reaches the interface B, which is the exit surface of the prism portion, and is transmitted therethrough to become the image light L13.
  • the chromatic dispersion included in the image light L12 is further made redundant by the image light L13, a change in color depending on the observation angle appears greatly.
  • the color change that the bluish color increases as the angle with respect to the sheet normal increases is significant.
  • the image light that is adjacent and has substantially the same optical path and enters the prism portion travels in substantially the same optical path as the image light L1, and therefore the wavelength dispersion also occurs in substantially the same manner. This is the same, and the observer feels a strong color change.
  • FIG. 5 shows an example of the optical path.
  • the image lights L2 and L2 ' are emitted to the observer side as follows. That is, the image lights L21 and L21 'incident on the prism portion are almost totally reflected at the point C at the interface between the prism portion and the light absorption portion, and become image light L22 and L22'. In the total reflection, chromatic dispersion caused by the difference in refractive index depending on the wavelength is generated, so that the image lights L22 and L22 'include a color change depending on the observation angle.
  • the image light L22, 22 passes through the exit surface of the prism portion and reaches the light diffusing material-containing layer. Due to the effect of the light diffusing particles contained therein, the image light L22 and the image light L22 ′ are diffused by changing their optical paths in different directions. As a result, even if the image light L23 and L23 ′ subsequently emitted to the viewer side includes wavelength dispersion, it becomes difficult to collect a predetermined wavelength only in one direction due to the diffusion of the image light by the light diffusing material-containing layer. , It becomes difficult for the observer to perceive a change in color depending on the observation angle.
  • FIG. 6 shows a schematic graph for explanation.
  • FIG. 6 conceptually shows a graph in which the horizontal axis is B (corresponding to a blue wavelength), G (corresponding to a green wavelength), and R (corresponding to a red wavelength), and the vertical axis is a refractive index. Is. That is, when a resin such as acrylic / styrene is used as the light diffusing particles as in the prior art, the Abbe number tends to decrease when the refractive index is increased. Then, as shown in FIG.
  • the wavelength dispersion also becomes large.
  • the refractive index difference ( ⁇ B1) between the light diffusing particles and the base material in B is the largest compared to other wavelengths.
  • the video display device including the video source unit 1 operates as follows, for example.
  • FIG. 7 shows an example of the optical path.
  • the image lights L3 and L3 ' are emitted to the viewer side as follows. That is, the image lights L31 and L31 'incident on the prism portion 13 are almost totally reflected at the point D at the interface between the prism portion 13 and the light absorbing portion 14 to become image lights L32 and L32'.
  • the interface is formed with an angle ⁇ with respect to the normal to the sheet surface as described above, the image light L32, 32 ′ is imaged in the direction in which it is diffused with respect to the image light L31, 31 ′. Light can be emitted. Thereby, a wide viewing angle can be obtained.
  • the image lights L32 and L32 ' include a color change due to a slight angle. Further, the image lights L32 and L32 'are transmitted through the emission surface of the prism portion 13 and reach the light diffusing material-containing layer 18. Due to the effect of the light diffusing particles contained therein, the image light L32 and the image light L32 ′ are diffused by changing their optical paths in different directions.
  • FIG. 8 shows a schematic graph for explanation.
  • FIG. 8 is a graph in which the horizontal axis is B (corresponding to the blue wavelength), G (corresponding to the green wavelength), R (corresponding to the red wavelength), and the vertical axis is the refractive index, as in FIG. Is conceptually shown.
  • the light diffusing particles have an R refractive index and a B refractive index.
  • the difference from the rate can be kept small, and the chromatic dispersion becomes small.
  • the difference in refractive index ( ⁇ B2) between the light diffusing particles and the substrate is the smallest in B compared to other wavelengths.
  • Fig. 9 shows another example of the optical path. Even in the image lights L4 and L4 'that are transmitted through the prism portion 13 without being reflected or absorbed by the light absorbing portions 14 and 14, the light output direction is changed by the effect of the light diffusing material containing layer 18. Thereby, the image light is diffused. Also here, as in the case of the image lights L3 and L3 ', it is possible to suppress a change in color due to an observation angle.
  • the external light L5 that has entered the video display device as external light is incident on the light absorption unit 14 and is absorbed there. In this way, a part of the external light is absorbed by the light absorbing portions 14, 14,... And the contrast can be improved.
  • FIG. 10 shows a cross section of an optical sheet 10 ′ according to a first modification of the optical sheet 10, and schematically shows the layer configuration.
  • another optical functional sheet layer 12 ′ is laminated between the optical functional sheet layer 12 and the adhesive layer 17 of the optical sheet 10 described above.
  • the optical function sheet layer 12 ′ has the same configuration as the optical function sheet layer 12, but the light absorbing portion of the optical function sheet layer 12 ′ (only the prism portion 13 ′ appears in FIG. Are not oriented in the direction perpendicular to the light absorbing portions 14, 14,... Of the optical function sheet layer 12. As a result, the direction in which the image light is diffused is expanded, and the light can be diffused in a wider range.
  • FIG. 11 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical function sheet layer 31 in the optical sheet 30 according to the second modification.
  • FIG. 11 cross-sectional views are respectively shown above and to the right of the perspective view for easy understanding. Since the configuration other than the optical function sheet layer 31 is the same as the configuration of the optical sheet 10 described above, the description thereof is omitted here.
  • the front side of the paper is the observer side, and the back of the paper is the light source side.
  • light absorbing portions 33a, 33a,..., 33b, 33b,... Having a triangular cross section are formed in a lattice shape, and each region surrounded by the lattice is a prism portion 32. 32, and so on.
  • the light absorbing portions 33a, 33a,..., 33b, 33b,... Have a triangular cross section, but this may be a trapezoid.
  • the trapezoidal short upper base is disposed on the light source side
  • the trapezoidal long lower base is disposed on the observer side.
  • the light absorbing portions are formed in a lattice shape in the single optical function sheet layer 31 as described above.
  • the lattice shape intersects at a substantially right angle.
  • FIG. 12 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical function sheet layer 41 in the optical sheet 40 according to the third modification.
  • a cross-sectional view is shown on the right side of the perspective view for easy understanding. Since the configuration other than the optical function sheet layer 41 is the same as the configuration of the optical sheet 10 described above, the description thereof is omitted here.
  • the front side of the paper is the observer side, and the back side of the paper is the light source side.
  • light absorbing portions 43a, 43a,..., 43b, 43b,... Having a triangular cross section are formed in a lattice shape, and each region surrounded by the lattice is a prism portion 42, 42 ...
  • the light absorbing portions 43a, 43a,..., 43b, 43b,... Have a triangular cross section, but this may be a trapezoid.
  • the trapezoidal short upper base is disposed on the light source side
  • the trapezoidal long lower base is disposed on the observer side.
  • the light absorbing portion is formed in a lattice shape in one optical function sheet layer.
  • the lattice shape intersects with a predetermined angle ⁇ .
  • Example 1 As Example 1, the influence of the difference in refractive index and the difference in Abbe number on the change in color depending on the observation angle was examined using two optical sheets (No. 1 and No. 2).
  • No. As 1 (example of the present invention), a PET film layer (thickness: 188 ⁇ m), an optical function sheet layer (thickness: 100 ⁇ m), an adhesive layer, a light diffusing material-containing layer (thickness: 25 ⁇ m), a TAC film layer, and an AG layer are provided.
  • An optical sheet was prepared.
  • the prism portion pitch of the optical function sheet layer is 50 ⁇ m
  • the angle ( ⁇ ) of the hypotenuse is 10 degrees.
  • the base material of the light diffusing material-containing layer is an acrylic resin, and the refractive index and Abbe number are as shown in Table 1.
  • the light diffusion particles are glass beads, and specific materials, refractive index, average particle diameter, and Abbe number are shown in Table 1.
  • the content concentration of the glass beads with respect to the base material was 15 parts.
  • the test was carried out visually by laminating the optical sheets of the above examples and comparative examples on an image source. Visual observation was performed from a position separated from the center of the screen by a predetermined distance in the normal direction of the screen and from a position having an angle of 60 degrees from the normal. Here, the predetermined distance is set to three times the length in the height direction of the screen. Table 1 shows main conditions and visual results of the light diffusing material-containing layer. As a result of visual observation, in the comparison between the observation in the normal direction and the observation at the 60-degree position, the case where the difference in color was suppressed to a small value was marked as ⁇ , and the case where the color difference was large was marked as x.
  • the optical sheet of the present invention example (No. 1) in which the refractive index and the Abbe number of the light diffusing particles are larger than the refractive index and the Abbe number of the base material suppresses a change in color due to the observation angle. I was able to.
  • Example 2 In Example 2, the influence of the refractive index difference between the substrate and the light diffusing particles was examined.
  • the substrate is the same as in Example 1 above.
  • Table 2 shows the conditions of the base material and the light diffusing particles in Example 2 (No. 3 to No. 5) and the results of visual observation.
  • ⁇ represents that although the change in color due to the observation angle could be suppressed to a small extent, the degree thereof was slightly lower than the others.
  • the refractive index difference when the refractive index difference is larger than 0.06, the light diffusion effect is large, but the number of light diffusing particles for obtaining a predetermined light diffusion characteristic is reduced, and glare (scintillation). ).
  • Example 3 In Example 3, the influence of the particle size of the light diffusing particles was examined.
  • the substrate is the same as in Example 1 above.
  • Table 3 shows the conditions of the base material and the light diffusing particles in Example 3 (No. 6 to No. 10) and the results of visual observation.
  • ⁇ represents that although the change in color due to the observation angle could be suppressed to a small extent, the degree thereof was slightly lower than the others.

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Abstract

映像を観察する角度による色彩の変化を生じ難い光学シート、及び映像表示装置を提供する。 複数の層を有する光学シート１０であって、複数の層のうち少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されて形成されるプリズム部１３、１３、…と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部１４、１４、…と、を有する光学機能シート層１２であり、他の層が、シート状である基材に光拡散粒子が分散された光拡散材含有層１８であるとともに、光拡散材含有層の基材の屈折率をＮｄＫ、アッベ数をνｄＫとし、光拡散粒子の屈折率をＮｄＲ、アッベ数をνｄＲとしたとき、ＮｄＫ＜ＮｄＲかつνｄＫ＜νｄＲを満たすことを特徴とする。

Description

光学シート、及び映像表示装置
　本発明は、映像源から出射される映像光を制御して観察者側に出射する光学シート、及び映像表示装置に関し、詳しくは、映像光を観察する角度による色彩の変化を低減することができる光学シート、及び映像表示装置に関する。
　液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、リアプロジェクション、有機ＥＬ、ＦＥＤ等のような、映像を観察者に出射する映像表示装置には、映像源と、該映像源からの映像光の質を高めて観察者に出射するための各種機能を有する層を具備する光学シートとが備えられている。
　光学シートとしては、例えば特許文献１等が開示されている。特許文献１に記載の光学シートは、映像光を透過させる部位と、該映像光を透過させる部位間に配置された三角形の構造体を有している。そして、映像光を透過させる部位と三角形の構造体との界面で映像光を反射させて光を分散させる。これによれば映像光を広い角度に分散させることができる。
特表２００３－５０４６９１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の光学シートをはじめ、従来の光学シートを映像表示装置に用いて該映像表示装置を作動させたときに、映像を観察する角度によってその色彩が異なって見える場合があった。このように映像を観察する角度によって色彩が変化して見えることは、より高い質の映像光を提供する観点から改善する必要があった。
　そこで本発明は、上記問題点に鑑み、映像を観察する角度による色彩の変化を生じ難い光学シート、及び映像表示装置を提供することを課題とする。
　以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
　発明者らは鋭意検討の結果、映像を観察する角度による色彩の変化は、光が屈折するときに生じる光の波長分散が原因の１つであるとの知見を得た。そこで発明者らは当該知見に基づいて以下の発明を完成させた。
　請求の範囲第１項に記載の発明は、複数の層を有する光学シート（１０）であって、複数の層のうち少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されて形成されるプリズム部（１３、１３、…）と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１４、１４、…）と、を有する光学機能シート層（１２）であり、他の少なくとも１層が、シート状である基材に光拡散粒子が分散された光拡散材含有層（１８）であるとともに、光拡散材含有層の基材の屈折率をＮｄＫ、アッベ数をνｄＫとし、光拡散粒子の屈折率をＮｄＲ、アッベ数をνｄＲとしたとき、ＮｄＫ＜ＮｄＲかつνｄＫ＜νｄＲを満たすことを特徴とする光学シートを提供することにより前記課題を解決する。
　ここで屈折率Ｎｄ、及びアッベ数νｄは、波長が４８６．１ｎｍ（ｆ線）における屈折率をＮｆ、波長が５８９．２ｎｍ(ｄ線）における屈折率をＮｄ、波長が６５６．３ｎｍ（ｃ線）における屈折率をＮｃとしたときに、νｄ＝（Ｎｄ－１）／（Ｎｆ－Ｎｃ）で表される値である。従って、アッベ数が大きければ波長による分散は小さく抑えられ、アッベ数が小さいと波長による分散が大きくなる。
  また、プリズム部が「シート面に沿って並列され」とは、当該プリズム部がシート面の一方向に沿って並列されることに限定されず、シートの面に沿って所定の法則性を有して並べられるように配置されていれば良い概念である。従って、例えばシート面に沿って斜めに並べられてもよいし、千鳥状に並べられてもよい。
　請求の範囲第２項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の光学シート（１０）において、ＮｄＫとＮｄＲとの屈折率差が０．０２以上、０．０６以下であることを特徴とする。
　請求の範囲第３項に記載の発明は、請求の範囲第１項又は第２項に記載の光学シート（１０）において、νｄＫとνｄＲとの差が１０以上、３０以下であることを特徴とする。
　請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第３項のいずれか一項に記載の光学シート（１０）において、光拡散材含有層（１８）に含まれる光拡散粒子の平均粒径が４μｍ以上、１６μｍ以下であることを特徴とする。
　ここで「平均粒径」とは、重量分布法による粒度測定で、当該平均粒径に対して±０．５μｍの範囲内である粒子を対象とし、粒度分布において標準偏差が０．３以上であることを意味する。
　請求の範囲第５項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第４項のいずれか一項に記載の光学シート（１０）の光拡散材含有層（１８）の基材が有機材料からなり、光拡散粒子が無機材料により形成されていることを特徴とする。
　請求の範囲第６項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第５項のいずれか一項に記載の光学シート（１０）の光学機能シート層の光吸収部（１４、１４、…）には樹脂からなるバインダー（１５、１５、…）が充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子（１６、１６、…）が分散されていることを特徴とする。
　ここで「平均粒径が１μｍ以上」であることにおける「平均粒径が１μｍ」とは、重量分布法による粒度測定で、粒径が０．５μｍ以上で、１．５μｍより小さい粒子を対象とし、粒度分布において標準偏差が０．３以上であることを意味する。以下同様である。
　請求の範囲第７項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第６項のいずれか一項に記載の光学シートの光学機能シート層のプリズム部及び光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向と、２層の光学機能シート層のうちの他方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする。
　請求の範囲第８項に記載の発明は、請求の範囲第７項に記載の光学シートの所定の角度が９０度であることを特徴とする。
　請求の範囲第９項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第６項のいずれか一項に記載の光学シートの光学機能シート層の光吸収部が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする。
　請求の範囲第１０項に記載の発明は、請求の範囲第９項に記載の光学シートの所定の角度が９０度であることを特徴とする。
　請求の範囲第１１項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第１０項のいずれか一項に記載の光学シート（１０）の複数の層が、光学機能シート層（１２）及び光拡散材含有層（１８）に加え、該光学機能シート層のベースとなる層である基材層（１１）、粘着剤層（１７）、アンチグレアフィルム層（２０）、及びＴＡＣフィルム層（１９）の少なくとも１層を含むことを特徴とする。
　ここで「アンチグレア」は「防眩」を意味する。
　請求の範囲第１２項に記載の発明は、請求の範囲第１項～第１１項のいずれか一項に記載の光学シート（１０）の複数の層が、光学機能シート層（１２）及び光拡散材含有層（１８）に加え、アンチグレアフィルム層（２０）を備え、光拡散材含有層が光学機能シート層とアンチグレアフィルム層との間に具備されていることを特徴とする。
　請求の範囲第１３項に記載の発明は、請求の範囲１項～第１１項のいずれか一項に記載の光学シートの光拡散材含有層がアンチグレア機能を合わせて備えることを特徴とする。
　請求の範囲第１４項に記載の発明は、請求の範囲１項～第１３項のいずれか一項に記載の光学シートを具備することを特徴とする映像表示装置を提供することにより前記課題を解決する。
　本発明の光学シート、該光学シートを備える映像表示装置により映像を観察する角度によって色彩が変化することを抑制することが可能となる。
第一実施形態に係る光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 図１に示した光学シートのうち光学機能シート層の一部を拡大して示した図である。 図１に示した光学シートを備える映像表示装置のうち映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 光拡散材含有層が具備されない光学シートについて説明する図である。 従来の光拡散材含有層が設けられた光学シートについて説明するための図である。 従来の光学シートのＲ、Ｇ、Ｂと屈折率との関係を説明するための模式的に示したグラフである。 図３に示した実施形態における光拡散材含有層を備える光学シートについて説明するための図である。 図３に示した実施形態に備えられた光学シートのＲ、Ｇ、Ｂと屈折率との関係を説明するための模式的に示したグラフである。 図３に示した実施形態における光拡散材含有層を備える光学シートについて説明するための他の図である。 図１に示した光学シートの第一の変形例に係る光学シートの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 第二の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第三の変形例に係る光学シートのうち光学機能シート層を説明するための図である。
　１　映像源ユニット
　２　バックライト（映像源）
　３　偏光板
　４　液晶パネル（映像源）
　５　偏光板
　６　粘着剤層
　１０　光学シート
　１１　ＰＥＴフィルム層（基材層）
　１２　光学機能シート層
　１３　プリズム部
　１４　光吸収部
　１５　バインダー部
　１６　光吸収粒子
　１７　粘着剤層
　１８　光拡散材含有層
　１９　ＴＡＣフィルム層
　２０　ＡＧ層
　本発明の上記作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明は実施形態に限定されるものではない。
　図１は、第一実施形態に係る光学シート１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。光学シート１０は、ＰＥＴフィルム層１１、光学機能シート層１２、粘着剤層１７、光拡散材含有層１８、ＴＡＣフィルム層１９、及びアンチグレアフィルム層（ＡＧ層）２０を備えている。上記各層は図１で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。以下に各層について説明する。以下に示す図では、見易さのため繰り返しとなる符号は一部省略することがある。
　ＰＥＴフィルム層１１は、該ＰＥＴフィルム層１１の一方の面上に光学機能シート層１２を形成するためのベースとなる基材層としてのフィルム層で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として形成されている。当該ＰＥＴフィルム層１１はＰＥＴを主成分として含有していれば良く、他の樹脂が含まれてもよい。ここで主成分とはＰＥＴフィルム層全体に対して５０質量％以上を意味する。また、各種添加剤を添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。
　ここでは基材層としてＰＥＴフィルム層を説明したが、必ずしもＰＥＴを材料とすることはなく、その他にもポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、又はポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂等の「ポリエステル系樹脂」を用いることができる。本実施形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とする樹脂が好ましい材料であるとして説明した。
　光学機能シート層１２は、シートの厚さ方向断面において略台形であるプリズム部１３、１３、…と、該プリズム部１３、１３、…の間に配置された光吸収部１４、１４、…とを備えている。図２に２つの光吸収部１４、１４及びこれに隣接するプリズム部１３、１３、１３に着目した拡大図を示した。図１、図２を参照しつつ光学機能シート層１２について説明する。
　プリズム部１３、１３、…は、ＰＥＴフィルム層１１側が下底、他方の側が上底となるように配置された略台形断面を有する要素である。また、プリズム部１３、１３、…は、屈折率がＮＰである光透過性樹脂で構成されている。これは通常、電離放射線、紫外線等により硬化する特徴を有する例えばエポキシアクリレート等により形成されている。ＮＰの大きさは特に限定されることはないが、適用材料の入手性の観点から１．４９～１．５６であることが好ましい。当該プリズム部１３、１３、…内を映像光が透過することにより観察者に映像光が提供される。
　光吸収部１４、１４、…は、プリズム部１３、１３、…の間に配置される部位である。光吸収部１４、１４、…はプリズム部１３、１３、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部１３、１３、…の下底側となるような略三角形断面形状である。該光吸収部１４、１４、…は、屈折率がＮＢである物質が充填されたバインダー部１５、１５、…と、該バインダー部１５、１５、…に混入された光吸収粒子１６、１６、…とを備えている。当該光吸収部１４、１４、…に外光が入射して吸収されることにより、外光が映像光に及ぼす影響を減じることができ、コントラストを向上させることが可能となる。
　バインダー部１５、１５、…に充填されるバインダー材は、屈折率ＮＢである材料により構成される。ＮＢの大きさは特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点から１．４９～１．５６であることが好ましい。そして該バインダー材として用いられるものも特に限定されることはないが、例えば、電離放射線、紫外線等により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等を挙げることができる。
　ここで、プリズム部１３、１３、…の屈折率ＮＰとバインダー部１５、１５、…の屈折率ＮＢとの差は、ＮＰ－ＮＢが０より大きく、０．１０以下であることが好ましい。これによりプリズム部１３、１３、…と光吸収部１４、１４、…との界面で適切に全反射がおこなわれるとともに、迷光や外光を光吸収部１４、１４、…に入射させて吸収させることができる。
　光吸収粒子１６、１６、…は、入手性及び製造上の観点から平均粒径が１μｍ以上の粒子が好ましく、これはカーボン等の粒子又は赤、青、黄等の染料にて所定の濃度に着色されている。これには例えば市販の着色樹脂粒子を使用することもできる。当該光吸収粒子１６、１６、…の屈折率は特に限定されるものではない。
　ここで、光吸収部１４、１４、…の光吸収性能は目的によって適宜調整可能であるが、該光吸収部を構成する材料のみで形成された６μｍ厚さのシートの透過率測定において、透過率が４０％～７０％となるような光吸収性能を有するように構成されていることが好ましい。透過率を４０％～７０％とするための手段は特に限定されるものではないが、例えば光吸収粒子の含有量や光吸収性能を調整して適用することを挙げることができる。
　さらに、光吸収部１４、１４、…の斜辺（シート厚さ方向に延在する２つの辺）のシート面法線に対する角度θは目的に応じて変更可能であり、特に限定されるものではないが、本実施形態の光学シート１０では、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、６度～１５度であることが好ましい。
　光学機能シート層１２は、図１、図２に示したように、プリズム部１３、１３、…が略台形断面を有し、これらに挟まれて形成される光吸収部１４、１４、…は三角形断面を有している。しかし、適切に光を制御することができれば、これら形状は特に限定されることなく適宜適切な形状が採用される。これには例えば光吸収部が三角形断面ではなく、台形断面であってもよい。また、プリズム部と光吸収部との界面を形成する斜辺が折れ線状や曲線状であってもよい。
　粘着剤層１７は、光学機能シート層１２を光拡散材含有層１８に接着するために粘着剤が配置された層である。粘着剤層１７に用いられる粘着剤は光を透過させるとともに、光学機能シート層１２を他に接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばＰＳＡ（感圧接着剤、ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ａｄｈｅｓｉｖｅ）を挙げることができる。その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ～２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。
　光拡散材含有層１８は、透光性のあるシート状である基材と、該基材の中に分散されている光拡散粒子とを有して形成されている層である。基材は光が透過可能な材料であるとともに、所定の屈折率ＮｄＫ及びアッベ数νｄＫを有して形成されている。ここで屈折率Ｎｄ、及びアッベ数νｄは、波長が４８６．１ｎｍ（ｆ線）における屈折率をＮｆ、波長が５８９．２ｎｍ(ｄ線）における屈折率をＮｄ、波長が６５６．３ｎｍ（ｃ線）における屈折率をＮｃとしたときに、νｄ＝（Ｎｄ－１）／（Ｎｆ－Ｎｃ）で表される値である。次に説明する光拡散粒子も同様である。
　一方、光拡散粒子は、基材の中に分散された粒子状の部材であり、屈折率ＮｄＲ及びアッベ数νｄＲを有している。
　ここで、基材の屈折率ＮｄＫ、アッベ数νｄＫと、光拡散粒子の屈折率ＮｄＲ、アッベ数νｄＲとは、
ＮｄＫ＜ＮｄＲ、かつ、
νｄＫ＜νｄＲ
である関係を有する。これにより波長分散を抑えつつ光を拡散し、映像を観察する角度による色彩の変化を抑制することが可能となる。このように色彩の変化を抑制することができる理由については後で詳しく説明する。
　すなわち、第一に光拡散粒子の屈折率ＮｄＲは、基材の屈折率ＮｄＫよりも大きい。その差は、０．０２～０．０６であることが好ましい。屈折率差が０．０２より小さいと光拡散効果が小さいので多くの光拡散粒子を添加しなければならず、経済的、及び製造過程の観点から好ましくない。一方、屈折率差が０．０６より大きくなると光拡散効果は大きいが、そのために所定の光拡散特性を得るための光拡散粒子数が少なくなり、ぎらつき（シンチレーション）の原因となる。より好ましい屈折率差は０．０３程度である。
　第二に、光拡散粒子のアッベ数νｄＲは、基材のアッベ数νｄＫよりも大きい。これにより、上記の光拡散粒子と基材との屈折率差に起因して生じる波長の短い青色の光線に対する拡散が波長の長い赤色の光線に対する拡散より強いという波長依存性を抑えることができる。その結果、後述するように、映像を観察する角度により色彩が変化することを抑制することが可能となる。アッベ数の差は、可能な限り大きい方がよい。具体的には１０以上であることが好ましく、基材及び光拡散粒子を上記屈折率の関係を有しつつ、さらにアッベ数について当該条件を満たすものを考慮したとき、一般的に入手することができ、汎用性を確保することができるとの観点から３０程度であることがさらに好ましい。
　このような光拡散材含有層１８を構成する基材、及び光拡散粒子の組み合わせは上記関係を満たすものであれば特に限定されるものではない。しかし、一般的にいわゆるアクリル／スチレン等の樹脂（有機材料）では屈折率が大きくなるほどアッベ数は小さくなる傾向があり、これを光拡散粒子としたときには上記を満たさない場合がある。これに対して無機材料を用いることによりこれを満たすことができることが多い。このように、光拡散粒子を無機材料とすることにより、容易に上記関係を満たすことが可能となる。無機材料としては、例えば各種酸化物、窒化物を挙げることができ、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素等がある。その他ダイヤモンドであってもよい。その中でも、様々な屈折率、アッベ数のものを入手することができ、その入手も容易である等の観点からガラスビーズを好ましく用いることができる。
  一方、基材は、フィルム状への成形が容易、取り扱いや貼付性等の観点から有機材料、特に樹脂材料であることが好ましい。これには例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、及びアクリルスチレン樹脂を挙げることができる。
  例えば基材として屈折率１．４９、アッベ数５０のアクリル樹脂、光拡散粒子として屈折率１．５２、アッベ数６０のガラスを入手することができ、これよれば、屈折率差を０．０３、アッベ数の差を１０とすることが可能である。
　光拡散粒子の基材に対する含有量は特に限定されるものではないが、基材１００質量部に対して、光拡散粒子を５～２０質量部の割合で添加する（これを「５～２０パーツ」と記載することがある。）ことが好ましく、１０～１５質量部（１０～１５パーツ）であることがさらに好ましい。ヘイズ値も特に限定されることはないが、１０～３０の範囲であることが好ましい。
　光拡散粒子は上記の特徴を有するものであれば特に限定されるものではないが、より拡散性を向上させる観点から球形であることが好ましく、その平均粒径は１６μｍ以下であることが好ましい。これは、平均粒径が１６μｍより大きいと「ぎらつき（シンチレーション）」の原因となることがあるからである。さらに好ましくは、４μｍ～１６μｍである。これは４μｍより小さいと光の散乱の態様が変わる（例えばミー散乱等）可能性があるからである。
　ＴＡＣフィルム層１９は、トリアセチルセルロースにより形成されるフィルムであり、保護膜として用いられる。ＴＡＣフィルム層１９に用いられるＴＡＣフィルムは通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられるＴＡＣフィルムを適用することが可能である。
　ＡＧ層２０は、観察者が画面を見た時のぎらつきを防止することができるフィルム（防眩フィルム）である。当該防眩フィルムは通常に入手できるＡＧフィルムを適用することが可能である。本実施形態ではここをＡＧ層としたが、ＡＧ層の替わりにＡＲ層が配置されていてもよい。ＡＲ層は「アンチリフレクション層」を意味し、反射を防止することができる層である。
　本実施形態では、光拡散材含有層１８とＡＧ層２０とを別層として設けたが、例えばＡＧ層２０の位置に光拡散材含有層を配置し、該光拡散材含有層の面をマット面（凹凸面）とすることにより防眩機能を有することもできる。これによれば光拡散材含有層とＡＧ層の機能を１枚の層に持たせることが可能となる。
　次に、光学シート１０を備える映像表示装置について説明する。図３は映像表示装置のうち、これに備えられる映像源ユニット１の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図４では紙面右が観察者側である。本実施形態の映像表示装置は液晶表示装置であり、映像源ユニット１は液晶ディスプレイパネルユニットである。光学シート１０は当該映像源ユニット１の一部を形成している。
　映像源ユニット１は、バックライト２、偏光板３、液晶パネル４、偏光板５、粘着剤層６、及び光学シート１０を備えている。これら各層は図３に示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。ここで光学シート１０は、粘着層６の観察者側に積層されている。以下に各層について説明する。また、映像表示装置には、映像源ユニット１０を作動させるための電気回路、電源回路が備えられている。
　バックライト２は、液晶パネル４の光源である。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられるバックライトを用いることができる。これには例えば、発光源を面内に略均等に配置して面状の光源とする形式や、縁（エッジ）に発光源を配置して反射面等を利用して最終的に面状に光を出射するエッジ入力型とする形式等を挙げることができる。
　偏光板３、５は、液晶パネル４を挟むように配置される一対の光学要素であり、吸収軸方向に平行な振動面を有する偏光光を吸収する一方、吸収軸方向に直交する振動面を有する偏光光を透過する機能を有する。当該偏光板３、５と液晶パネル４を透過したバックライト２の光が映像光となり観察者側に出射される。
　液晶パネル４は、映像源ユニット１における映像源を構成する要素の１つであり、ここに出射されるべき映像情報が表されている。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられる液晶パネルを用いることができる。従って、映像源ユニット１では、バックライト２、偏光板３、５、及び液晶パネル４により映像源が形成される。
　粘着剤層６は、光学シート１０を映像源に接着するために接着剤が配置された層である。粘着剤層６に用いられる粘着剤は、光学シート１０で説明した粘着層１７の粘着剤と同じものを用いることができ、光を透過させるとともに、適切な接着をすることができればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばＰＳＡ（感圧接着剤、ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ａｄｈｅｓｉｖｅ）を挙げることができる。その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ～２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。
　以上のような映像源ユニット１により映像を観察する角度による色彩の変化を抑制することができる。以下に詳しく説明する。
　はじめに、光拡散材含有層を含まない光学シートについて考察する。光路例を図４に示した。これによれば、映像光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３からなる映像光Ｌ１は次のように観察者側に出射する。すなわちプリズム部に入射した映像光Ｌ１１は、プリズム部と光吸収部との界面の点Ａで全反射し、映像光Ｌ１２となる。当該全反射の際には波長による屈折率の違いに起因する波長分散を生じているので、映像光Ｌ１２は観察角度による色彩変化を含んでいる。さらに、映像光Ｌ１２はプリズム部の出射面である界面Ｂに達してここを透過して映像光Ｌ１３となる。当該透過の際には界面前後の屈折率差により屈折が生じるが、ここでも波長分散を生じる。従って、この場合には、映像光Ｌ１２において含まれていた波長分散が映像光Ｌ１３によりさらに冗長されるため、観察角度による色彩の変化が大きく現れる。特にシート法線に対して角度が大きい程に青みが増すという色彩の変化が顕著である。そして隣接して概ね同じ光路を有してプリズム部に入射した映像光は、当該映像光Ｌ１と概ね同じ光路を進むので、波長分散も概ね同じように生じることから、観察角度による色彩の変化も同じであり、これにより観察者は色彩の変化を強く感じることになる。
　次に従来の光拡散材含有層を積層させた場合を考える。図５に光路例を示した。これによれば、映像光Ｌ２、Ｌ２’は次のように観察者側に出射する。すなわち概ね同じようにプリズム部に入射した映像光Ｌ２１、Ｌ２１’は、プリズム部と光吸収部との界面の点Ｃで全反射し、映像光Ｌ２２、Ｌ２２’となる。当該全反射の際には波長による屈折率の違いに起因する波長分散を生じているので、映像光Ｌ２２、Ｌ２２’は観察角度による色彩変化を含んでいる。さらに映像光Ｌ２２、２２’はプリズム部の出射面を透過して光拡散材含有層に達する。そしてここに含まれる光拡散粒子の効果により映像光Ｌ２２と映像光Ｌ２２'とはその光路がそれぞれ異なる方向に変更されて拡散する。これにより例えこの後に観察者側に出光する映像光Ｌ２３、Ｌ２３’が波長分散を含むものであっても光拡散材含有層による映像光の拡散により、一方向にのみ所定の波長が集まり難くなり、観察者は観察角度による色彩の変化を感じ難くなる。
　しかしながら、従来の光拡散材含有層では、まだ観察角度による色彩の変化を感じることがあった。これは次のような理由に基づくと推察する。図６に説明のための模式的なグラフを示した。図６は横軸をＢ（青色の波長に相当）、Ｇ（緑色の波長に相当）、Ｒ（赤色の波長に相当）とし、縦軸を屈折率としたときのグラフを概念的に示したものである。すなわち、従来のように、アクリル／スチレン等の樹脂を光拡散粒子とした場合には、その屈折率を高くするとアッベ数が小さくなる傾向がある。すると図６に示したように光拡散粒子におけるＲの屈折率とＢの屈折率との差が大きくなるため、波長分散も大きくなる。また、このときにはＢにおける光拡散粒子と基材との屈折率差（ΔＢ１）が他の波長に比べて最も大きくなる。これにより、光拡散材含有層による拡散の際にも特に波長の短い青領域の光が大きく拡散し、シート法線方向に対して大きな角度に進行してしまう傾向がある。従って、光拡散材含有層による色彩の変化の緩和の上記効果を有しつつも、その効果は不十分であった。
　これに対して、映像源ユニット１を備える映像表示装置は例えば次のように作動する。図７に光路例を示した。映像光Ｌ３、Ｌ３’は次のように観察者側に出射する。すなわち概ね同じようにプリズム部１３に入射した映像光Ｌ３１、Ｌ３１’は、プリズム部１３と光吸収部１４との界面の点Ｄで全反射し、映像光Ｌ３２、Ｌ３２’となる。このとき当該界面は上記したようにシート面法線に対して角度θを有して形成されているので、映像光Ｌ３２、３２’は、映像光Ｌ３１、３１’に対して拡散する方向に映像光を出射することができる。これにより、広い視野角を得ることが可能となる。
　また、当該全反射の際には波長による屈折率の違いに起因する波長分散を生じているので、映像光Ｌ３２、Ｌ３２’は若干の角度による色彩変化を含んでいる。さらに映像光Ｌ３２、Ｌ３２’はプリズム部１３の出射面を透過して光拡散材含有層１８に達する。そしてここに含まれる光拡散粒子の効果により映像光Ｌ３２と映像光Ｌ３２'とはその光路がそれぞれ異なる方向に変更されて拡散する。これにより例えこの後に観察者側に出光する映像光Ｌ３３、Ｌ３３’が波長分散を含むものであっても光拡散材含有層による映像光の拡散により一方向にのみ所定の波長が集まり難くなり、観察者は観察角度による色彩の変化を感じ難くなる。
　これに加えて、光拡散材含有層１８に備えられる基材と光拡散粒子とは上記説明した関係を有して形成されている。これにより従来において生じていた観察角度による色彩変化をさらに抑制することが可能となる。これは次のような理由に基づくと推察する。図８に説明のための模式的なグラフを示した。図８は、図６と同様、横軸をＢ（青色の波長に相当）、Ｇ（緑色の波長に相当）、Ｒ（赤色の波長に相当）とし、縦軸を屈折率としたときのグラフを概念的に示したものである。すなわち、光拡散材含有層１８のように、光拡散粒子が基材よりも高い屈折率を維持しつつ、アッベ数においても大きいものであれば、光拡散粒子においてＲの屈折率とＢの屈折率との差を小さく抑えることができ、波長分散は小さくなる。また、このときには、Ｂにおいて光拡散粒子と基材との屈折率差（ΔＢ２）が他の波長に比べて最も小さくなる。
  以上により、光拡散材含有層１８における光の拡散の際にも、波長の短い青領域の光が大きく拡散することがなく、光拡散材含有層１８による色彩変化の緩和の上記効果と相まって観察角度による色彩の変化を抑制することができる。
　図９に他の光路例を示した。光吸収部１４、１４に反射や吸収をされることなくプリズム部１３を透過する映像光Ｌ４、Ｌ４’においても光拡散材含有層１８の効果によりその出光方向が変わる。これにより映像光が拡散される。そしてここでも上記映像光Ｌ３、Ｌ３’と同様に観察角度による色彩の変化を抑制することができる。
　また、外光として映像表示装置に入射した外光Ｌ５は光吸収部１４に入射してここで吸収される。このように外光の一部が光吸収部１４、１４、…に吸収されてコントラストを向上させることができる。
　図１０は光学シート１０の第一の変形例にかかる光学シート１０’の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。光学シート１０’は、上記した光学シート１０の光学機能シート層１２と粘着剤層１７との間に、もう１つの光学機能シート層１２’が積層されている。光学機能シート層１２’は、光学機能シート層１２と同様の構成を有しているが、該光学機能シート層１２’の光吸収部（図１０にはプリズム部１３’のみが現れ、光吸収部は現れない。）が光学機能シート層１２の光吸収部１４、１４、…と直交するような向きで配置されている。これにより映像光が拡散される方向が拡張され、さらに広い範囲に光を拡散させることが可能となる。
　図１１は、第二の変形例に係る光学シート３０のうち、光学機能シート層３１の構成を模式的示した斜視図である。図１１では、分かりやすさのため斜視図の上と右にそれぞれ断面図を示している。光学機能シート層３１以外の構成は上記した光学シート１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１１の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。
　図１１に示した光学機能シート層３１では、断面が三角形である光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部３２、３２、…となっている。
　ここでは光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。
　第二の変形例では、このように一枚の光学機能シート層３１の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は略直角に交わっているのが特徴である。このように形成することにより、１枚の光学機能シート層３１で水平、及び垂直方向に視野角を広げることができる。従って、光学シートの厚さを薄くしつつ、あらゆる方向に視野角を広げることが可能となる。
　図１２は、第三の変形例に係る光学シート４０のうち、光学機能シート層４１の構成を模式的示した斜視図である。図１２では、分かりやすさのため斜視図の右に断面図を示している。光学機能シート層４１以外の構成は上記した光学シート１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１２の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。
　図１２に示した光学機能シート層４１では、断面が三角形である光吸収部４３ａ、４３ａ、…、４３ｂ、４３ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部４２、４２、…となっている。
　ここでは光吸収部４３ａ、４３ａ、…、４３ｂ、４３ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。
　第三の変形例でも、一枚の光学機能シート層の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は所定の角度αの角度を有して交わっているのが特徴である。このように形成することにより、当該αに対応する所定の角度への視野角特性を向上させることができる。
　次に実施例を示し、さらに詳しく説明する。ただし、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。
　（実施例１）
  実施例１として、屈折率の差及びアッベ数の差が観察角度による色彩の変化に与える影響を２つの光学シート（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）により調べた。Ｎｏ．１（本発明例）としてＰＥＴフィルム層（厚さ１８８μｍ）、光学機能シート層（厚さ１００μｍ）、粘着剤層、光拡散材含有層（厚さ２５μｍ）、ＴＡＣフィルム層、及びＡＧ層を備える光学シートを準備した。ここで、光学機能シート層のプリズム部ピッチは５０μｍ、斜辺の角度（θ）は１０度である。また、光拡散材含有層の基材はアクリル樹脂であり、屈折率及びアッベ数は表１に示した通りである。光拡散粒子はガラスビーズであり、具体的な材質、屈折率、平均粒径、及びアッベ数は表１に示した。ガラスビーズの基材に対する含有濃度は１５パーツとした。
　一方、Ｎｏ．２（比較例）として同様の層構成を有し、光拡散材含有層の条件を変更した光学シートを準備した。Ｎｏ．２の光学シートの光拡散材含有層の基材はＮｏ．１と同じとした。光拡散粒子は、樹脂ビーズであり、具体的な材質、屈折率、平均粒径、及びアッベ数は表１に示した。樹脂ビーズの基材に対する含有濃度は１５パーツとした。
　試験は上記実施例、及び比較例の光学シートを映像源に積層し、目視によりおこなった。目視は画面の中心から該画面の法線方向に所定の距離離隔した位置、及び該法線から６０度の角度を有する位置から観察をおこなった。ここで所定の距離は画面の高さ方向長さの３倍とした。光拡散材含有層の主要な条件と目視結果を表１に示す。目視の結果、法線方向における観察と、６０度位置における観察との比較において、その色彩に違いが小さく抑えられていた時を○とし、色彩の違いが大きかったときには×とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からわかるように、光拡散粒子の屈折率及びアッベ数が基材の屈折率及びアッベ数よりも大きい本発明例（Ｎｏ．１）の光学シートにより観察角度による色彩の変化を少なく抑えることができた。
　以下実施例２、実施例３で、さらに詳しく調べた。
　（実施例２）
　実施例２では、基材と光拡散粒子との屈折率差の影響を調べた。基材は上記実施例１と同じである。表２に実施例２（Ｎｏ．３～Ｎｏ．５）における基材及び光拡散粒子の条件及び目視の結果を示した。ここで△で表わしたのは、観察角度による色彩の変化を少なく抑えることができたものの、その程度が他に比べて若干低かったことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からわかるように、屈折率差が０以下のときには観察角度による色彩の変化が表れた（Ｎｏ．５）。一方、光拡散粒子の屈折率を基材の屈折率より大きくし、かつアッベ数も基材の屈折率及びアッベ数よりも大きくすることで、観察角度による色彩の変化を少なく抑えることができた。
　また、上記したように屈折率差を０．０６より大きくした場合には、光拡散効果は大きいが、そのために所定の光拡散特性を得るための光拡散粒子数が少なくなり、ぎらつき（シンチレーション）の原因となる。
　（実施例３）
  実施例３では、光拡散粒子の粒径の影響を調べた。基材は上記実施例１と同じである。表３に実施例３（Ｎｏ．６～Ｎｏ．１０）における基材及び光拡散粒子の条件及び目視の結果を示した。ここで△で表わしたのは、観察角度による色彩の変化を少なく抑えることができたものの、その程度が他に比べて若干低かったことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３からわかるように、光拡散粒子の屈折率及びアッベ数が基材の屈折率及びアッベ数よりも大きくことにより観察角度による色彩の変化を少なく抑えることができるが、その程度には光拡散粒子の粒径の影響があることもわかった。
　以上、現時点において最も実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光学シート、及び映像表示装置も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

Claims (14)

  1. 　複数の層を有する光学シートであって、
    　前記複数の層のうち少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されて形成されるプリズム部と、前記プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部と、を有する光学機能シート層であり、他の少なくとも１層が、シート状である基材に光拡散粒子が分散された光拡散材含有層であるとともに、
    　前記光拡散材含有層の前記基材の屈折率をＮｄＫ、アッベ数をνｄＫとし、前記光拡散粒子の屈折率をＮｄＲ、アッベ数をνｄＲとしたとき、
    ＮｄＫ＜ＮｄＲ、かつ、
    νｄＫ＜νｄＲ
    を満たすことを特徴とする光学シート。
  2. 　前記ＮｄＫと前記ＮｄＲとの屈折率差が０．０２以上、０．０６以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光学シート。
  3. 　前記νｄＫとνｄＲとの差が１０以上、３０以下であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光学シート。
  4. 　前記光拡散材含有層に含まれる前記光拡散粒子の平均粒径が４μｍ以上、１６μｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項～第３項のいずれか一項に記載の光学シート。
  5. 　前記光拡散材含有層の前記基材が有機材料からなり、前記光拡散粒子が無機材料により形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか一項に記載の光学シート。
  6. 　前記光学機能シート層の前記光吸収部には樹脂からなるバインダーが充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子が分散されていることを特徴とする請求の範囲第１項～第５項のいずれか一項に記載の光学シート。
  7. 　前記光学機能シート層の前記プリズム部及び前記光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、前記光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向と、前記２層の光学機能シート層のうちの他方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする請求の範囲第１項～第６項のいずれか一項に記載の光学シート。
  8. 　前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の光学シート。
  9. 　前記光学機能シート層の前記光吸収部が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項～第６項のいずれか一項に記載の光学シート。
  10. 　前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の光学シート。
  11. 　前記複数の層が、前記光学機能シート層及び前記光拡散材含有層に加え、該光学機能シート層のベースとなる層である基材層、粘着剤層、アンチグレアフィルム層、及びＴＡＣフィルム層の少なくとも１層を含むことを特徴とする請求の範囲第１項～第１０項のいずれか一項に記載の光学シート。
  12. 　前記複数の層が、前記光学機能シート層及び前記光拡散材含有層に加え、アンチグレアフィルム層を備え、前記光拡散材含有層が前記光学機能シート層とアンチグレアフィルム層との間に具備されていることを特徴とする請求の範囲第１項～第１１項のいずれか一項に記載の光学シート。
  13. 　前記光拡散材含有層がアンチグレア機能を合わせて備えることを特徴とする請求の範囲第１項～第１１項のいずれか一項に記載の光学シート。
  14. 　請求の範囲第１項～第１３項のいずれか一項に記載の光学シートを具備することを特徴とする映像表示装置。
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