光学シート、及び該光学シートを備える表示装置
【課題】視野角特性を向上させ、ゴーストの発生を抑制することのできる光学シート及び該光学シートを備える表示装置を提供する。
【解決手段】映像光源２より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して観察者側に出射する複数の層を備える光学シート１０、２０、３０であって、複数の層のうちの少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部１２、１２、…と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部１３、１３、…とを有する光学機能シート層１１であり、プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さいことを特徴とする。
【解決手段】映像光源２より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して観察者側に出射する複数の層を備える光学シート１０、２０、３０であって、複数の層のうちの少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部１２、１２、…と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部１３、１３、…とを有する光学機能シート層１１であり、プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像源より観察者側に配置されて映像光や外光を適切に制御することができる光学シート、及び該光学シートを備える表示装置に関し、詳しくは、視野角特性を向上し、ゴースト発生を抑制することができる光学シート、及び該光学シートを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記載することがある。）等の平板状の映像源を用いた表示装置では、ＰＤＰよりも観察者側に光学シートが配置されている。この光学シートは、観察者に質の高い映像光を提供するために設けられている。そのため該光学シートは、シート面に沿って並列され、ＰＤＰからの映像光を透過させるプリズム部と、該プリズム部間に配置され、映像光や外光を適切に遮断又は反射してコントラストを向上させたり、ゴーストを抑制したりする光吸収部とを備えている（特許文献１等）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明によれば、プリズム部と光吸収部との屈折率差は０．０５以下とされている。そして差が小さい例として当該屈折率差が０．０１である場合の全反射が起こる臨界角が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発明では、これより小さい屈折率差についての検討はされておらず、その他従来の光学シートにおいても同様にこれより小さい屈折率差の検討はされてこなかった。
【０００６】
一方、光学シートの性能、特に視野角特性の向上、及びゴースト発生の抑制に関する要望は昨今においてさらに高くなり、これらを重視した光学シートを提供することが必要である場合も少なくない。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、従来に比べさらに視野角特性を向上させ、ゴーストの発生を抑制することのできる光学シート及び該光学シートを備える表示装置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】
【０００８】
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。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、映像光源（２）より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して観察者側に出射する複数の層を備える光学シート（１０、２０、３０）であって、複数の層のうちの少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部（１２、１２、…）と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１３、１３、…）とを有する光学機能シート層（１１）であり、プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さい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。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学シート（１０、２０、３０）における光吸収部（１３、１３、…）は、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を特徴とする。
【００１１】
ここで「透過率」は、測定対象のシートを配置する前後における輝度の比を意味し、最大で１００％の値をとる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるシート厚方向断面において、光学機能シート層（１１）のプリズム部（１２、１２、…）は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、光吸収部（１３、１３、…）は一方のシート面側に底辺を有する三角形であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるシート厚方向断面において、光学機能シート層（１１）のプリズム部（１２、１２、…）は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、光吸収部（１３、１３、…）は一方のシート面側に長い下底、他方のシート面側に短い上底を有する台形であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるプリズム部（１２、１２、…）の上底と下底との間に具備される台形の斜辺がシート面の法線に対して０度より大きく１０度以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）における斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする。
【００１６】
ここで、斜辺が曲線状である場合における該曲線とシート面の法線との成す角は、次のように求める。上記曲線をシート厚方向に１０等分し、得られる各曲線の端点を結び、直線を得る。そして得られた各直線とシート面の法線との成す角がいずれも０度より大きく１０度以下である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）における光吸収部（１３、１３、…）に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子を含有することを特徴とする。
【００１８】
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。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるＮｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シートにおける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有して長手方向に延在して形成されるとともに、光学機能シート層が２層積層され、該２層の光学機能シート層の長手方向が一方と他方とで直交するように積層されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シートが備えられることを特徴とする表示装置（１、１’）を提供することにより前記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来に比べ視野角特性を向上させ、ゴーストの発生を抑制することができる光学シート及び該光学シートを備える表示装置を提供することが可能となる。
【００２３】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２５】
図１は第一実施形態にかかる本発明の光学シート１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図１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（以降に示す各図において同じ。）。光学シート１０は、光学機能シート層１１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層１６と、粘着剤層１７とを備えている。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。
【００２６】
光学機能シート層１１は、光学シート１０の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１２、１２、…と、該プリズム部１２、１２、…の間に配置された光吸収部１３、１３、…とを備えている。図２に１つの光吸収部１３及びこれに隣接するプリズム部１２、１２に着目した拡大図を示した。図１、図２、及び適宜示した図を参照しつつ光学機能シート層１１について説明する。
【００２７】
プリズム部１２、１２、…は一方のシート面側が上底、他方のシート面側が下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１２、１２、…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。
【００２８】
従って当該プリズム部１２、１２、…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。
【００２９】
光吸収部１３、１３、…は、プリズム部１２、１２、…の間に配置される部位である。光吸収部１３、１３、…はプリズム部１２、１２、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部１２、１２、…の下底側となるような略三角形形状である。該光吸収部１３、１３、…は、屈折率がＮｂである物質が充填されたバインダー部１４と、該バインダー部１４に混入された光吸収粒子１５、１５、…とを備えている。
【００３０】
当該光吸収部１３、１３、…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できる。
【００３１】
バインダー部１４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。
【００３２】
ここで、本発明の光学シート１０におけるＮｐとＮｂとの差は、Ｎｐ−Ｎｂが０．０１より小さくなるように構成されている。これにより視野角特性を向上させ、ゴースト発生を抑制することが可能となる。その理由については後で詳しく説明する。
【００３３】
光吸収粒子１５、１５、…は、入手性及び取扱い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顔料又は赤、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微粒子を使用することもできる。当該光吸収粒子１５、１５、…の屈折率Ｎｒは特に限定されるものではない。
【００３４】
ここで、光吸収部１３、１３、…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。透過率が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。
【００３５】
さらに、光吸収部１３、１３、…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、通常の表示装置の場合、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、０度より大きく１０度以下であることが好ましく、０度より大きく６度以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
光学機能シート層１１の形状は、図１、図２に示したように、プリズム部１２、１２、…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１３、１３、…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。図３に変形例を示した。図３は図２に対応する図で、光学機能シート層１１’における１つの光吸収部１３’と、その両側に配置されるプリズム部１２’、１２’に注目して示した図である。図３からわかるように、光吸収部１３’の断面における斜辺（プリズム部１２’、１２’の斜辺）は、１つの斜辺からではなく、２つの斜辺１３ａ’、１３ａ’、１３ｂ’、１３ｂ’から構成されている。すなわち断面において折れ線状の斜辺を有している。詳しくは、プリズム部１２’、１２’の上底（短い側の底）側（紙面左側）に配置される斜辺１３ａ’、１３ａ’は光学シートのシート面の法線に対して角度θ１を有している。一方、プリズム部１２’、１２’の下底（長い側の底）側（紙面右側）に配置される斜辺１３ｂ’、１３ｂ’は光学シートのシート面の法線に対して角度θ２を有している。
【００３７】
この角度θ１、θ２は、θ１＞θ２の関係であるとともにいずれも０度より大きく１０度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は０度より大きく６度以下である。また、２つの斜辺１３ａ’、１３ｂ’は、光学機能シート層１１’の厚み方向（紙面左右方向）にＴ１とＴ２に分ける位置で交差する。Ｔ１とＴ２とは同じ大きさであることが好ましい。
【００３８】
当該変形例は、２つの斜辺により構成されている例であるが、さらに多くの斜辺で構成されることにより、断面において折れ線状であっても良い。さらにはこれが曲線状であっても良い。
【００３９】
本実施形態では、光吸収部が略三角形である場合を示して説明したが光吸収部の形状はこれに限定されるものではなく台形であってもよい。図４に、光吸収部が台形である例における光学シートの光学機能シート層１１’’の光吸収部１３’’及びこれに隣接するプリズム部１２’’、１２’’を示した。ここでは、図４のように光吸収部１３’’が台形であり、このときには該台形における長い底辺（下底）をプリズム部１２’’の上底側、短い底辺（上底）をプリズム部１２’’の下底側に配置することができる。ここで図４にＢで示した上底の長さは２〜２５μｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
図１に戻り、光学シート１０の他の構成について説明する。ＰＥＴフィルム層１６は、該ＰＥＴフィルム層１６上に上記光学機能シート層１１を形成するためのベースとなるフィルム層で、ＰＥＴを主成分として形成されている。当該ＰＥＴフィルム層１６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。
【００４１】
粘着剤層１７は、後述するように例えばプラズマテレビ１に配置される他のシートや部材に光学シート１０を接着させるための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、適切に光学シート１０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。これには例えばアクリル系の共重合体等を挙げることができ、その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。
【００４２】
光学シート１０は、例えば次のように製造される。ＰＥＴフィルム層１６の一面側に、プリズム部の材料となる液状体を塗布する。次に、プリズム部形状を形成するロール金型とＰＥＴフィルムとの間に、上記プリズム部となる材料を挟んだ状態で紫外線を照射することにより硬化させてプリズム部１２、１２、…を形成する。そして、プリズム部１２、１２、…の間に、黒色の光吸収粒子が分散されたバインダー部の材料となる透明樹脂の液状体を充填し、スキージする等して余分な材料を取り除くとともに、紫外線を照射することで硬化させる。これにより光吸収部１３、１３、…が形成される。
【００４３】
図５は第二実施形態にかかる本発明の光学シート２０の断面で、層構成を模式的に表した図である。光学シート２０は、第一実施形態の光学シート１０の光学機能シート層１１とＰＥＴフィルム層１６との間にもう１枚の光学機能シート層２１が挟まれて配置されたものである。このとき、プリズム部２２及び光吸収部（図には表れない。）が光学機能シート層１１のプリズム部１２、１２、…及び光吸収部１３、１３、…と直交するように配置される。従って、光学機能シート層２１のプリズム部２２と光吸収部とは紙面奥／手前方向に交互に並列されている。その他の光学シート２０に備えられる各層の構成については光学シート１０における各構成と共通するのでここでは説明を省略する。
【００４４】
図６は、第三実施形態にかかる本発明の光学シート３０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３０は、光学機能シート層１１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層１６と、粘着剤層１７とを備えて形成されている。上記各層は図６に示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。
【００４５】
光学シート３０は、粘着剤層１７が光学機能シート層１１の一面側で、ＰＥＴフィルム層１６が配置される面とは反対側に備えられることを特徴とする。粘着剤層１７がこのように配置されても本発明の光学シートとすることができる。光学シート３０に備えられる各層のついては、光学シート１０における説明と共通するのでここでは説明を省略する。光学シート３０のかかる層構成により、後述するように当該光学シート３０をＰＤＰ２（図８参照）に直接貼り付けて積層させることが可能となる。
【００４６】
以上説明した本発明の光学シート１０、２０、３０に具備される基材層については、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。
【００４７】
さらに本発明の光学シートには、電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、ネオン線を遮断する層、色調を補正する層、反射を防止する層、帯電を防止する層、及び防眩層等の機能フィルム層が備えられてもよい。
【００４８】
次に、以上のような本発明の光学シート１０が表示装置であるプラズマテレビ１に取り付けられた時の構成について説明する。図７は光学シート１０がＰＤＰ２の映像出射側に配置され、当該ＰＤＰ２及び光学シート１０がプラズマテレビ１に備えられたときの該ＰＤＰ２及び光学シート１０の層構成を模式的に示した図である。図７では紙面右が観察者側である。ここでは、光学シート１０が適用された場合について説明するが、光学シート２０についても同様である。
【００４９】
図７に示したように、本発明の光学シート１０は、映像源であるＰＤＰ２に対してＡで示した間隙を有して観察者側に配置される。また粘着剤層１７の観察者側には、ガラス板６やＡＳ、ＡＲ、ＡＧの機能を有する各種層（３、４、５）が設けられている。ここで、「ＡＳ」とは「アンチスタティック」の略で帯電防止機能を意味する。「ＡＲ」とは「アンチリフレクション」の略で光の反射率を抑える機能をいい、また「ＡＧ」は「アンチグレア」の略でプリズム部表面のぎらつきを防止することができる機能である。
【００５０】
ここで、その性質上ＡＧ層が最も観察者側に配置されることが好ましく、ＡＲとＡＧとが両方の性質を有する１枚のフィルムで構成されてもよい。また、他に備えられる層としてＡＳ、ＡＲ、ＡＧの各種層を例に挙げたが、その他必要に応じてさらに他の機能を有する層を備えることができる。これには例えば、電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、ネオン線を遮断する層、調色層等を挙げることができる。
【００５１】
図８は、他のプラズマテレビ１’の例で光学シート３０が適用された場合である。図８は図７に相当する図で、光学シート３０がＰＤＰ２の映像出射側に配置され、当該ＰＤＰ２及び光学シート３０がプラズマテレビ１’に備えられたときの該ＰＤＰ２及び光学シート３０の層構成を模式的に示した図である。図８では紙面右が観察者側である。
【００５２】
図８からわかるように、プラズマテレビ１’では、光学シート３０の粘着剤層１７の上記配置により該光学シート３０がＰＤＰ２の映像出射側に直接積層されている。これはいわゆる直貼り方式と称され、表示装置のさらなる薄型化をすることが可能となる。当該直貼り方式であっても本発明の表示装置とすることができる。
【００５３】
次に光路について説明する。一般に、屈折率の異なる物質の界面において該界面に入射した光は屈折することが知られている。そしてスネルの法則にみられるように、その屈折の程度は界面を形成する２つの物質の屈折率の差に起因し、その差、及び入射する光の角度よっては界面で全反射が起こることは良く知られている。そして光学シートではバインダー部１４、１１４と、プリズム部１２、１１２との界面（以下、単に「界面」と記載することがある。）が問題となる。
【００５４】
図９は、映像光の光路を説明するための図である。図９（ａ）は本発明の例、図９（ｂ）は従来の例を説明するための図であり、いずれも１つの光吸収部１３、１１３、及びこれに隣接するプリズム部１２、１２、１１２、１１２を示している。本発明の光学シート１０では、上記のようにバインダー部１４とプリズム部１２との屈折率差を０．０１より小さく抑えているので全反射が起こり難い。これにより、図９（ａ）に示したように界面に対して浅い角度で入射する映像光Ｌｅ１０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）であっても、該映像光Ｌｅ１０は光吸収部１３に入り、光Ｌｋ１０となって光吸収粒子１５、１５、…に吸収される。ここで、屈折率差（Ｎｐ−Ｎｂ）が負の場合であっても、その差の大きさに関わらず全反射は起こらないので、上記と同様の効果を奏するものとなる。
【００５５】
一方、従来の光学シートでは光学シート１０よりも屈折率差が大きいので、図９（ｂ）に示したように、界面に対して浅い角度で入射する映像光Ｌｅ１１０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）は、全反射して破線で示した光Ｌｆ１１０（映像）として観察者側に出射される。このとき、界面はシート面の法線に対して所定の角度で傾斜しているので、光Ｌｆ１１０は光Ｌｅ１１０に比べてシート面の法線に近い角度で出射される。すなわちこのように界面で全反射されて出射される光は、シート面の法線に近い角度に変換されて出射される。すると、もともとシート面の法線に近い光であるプリズム部１１２を通常に透過する光Ｌｅ１０１等と合わさり、正面に近い視野角における映像のみが明るくなる傾向をもたらす。このことは、正面からずれた角度では急激に明るさが低下してしまう現象を生じ、画面内の明るさムラ（不均一）の一因となっていた。
しかし、本発明の光学シート１０によれば、上記したように、シート面の法線に近い形態で出射される虞のある光を吸収することができるので、かかる現象を抑制し（視野角特性の改善）、画面内の明るさムラを少なくする（均一性向上）ことが可能となる。
【００５６】
一方、ゴースト像については次の通りである。図１０は、ゴースト像の原因となり得る光Ｌｇ２０、Ｌｇ１２０の光路を説明するための図である。図１０（ａ）は本発明の例、図１０（ｂ）は従来の例を説明するための図であり、いずれも１つの光吸収部１３、１１３、及びこれに隣接するプリズム部１２、１２、１１２、１１２を示している。当該光Ｌｇ１２０についても上記映像光と同じ条件で全反射が生じる。
ゴースト像は、ＰＤＰのある画素から出射した映像光が観察者に到達する前にシート面、シート界面、及びＰＤＰ面等で反射して、上記ある画素から離隔した位置のプリズム部から観察者側に出射してしまうことが発生の一因である。すなわち図１０において表した光Ｌｇ２０及びＬｇ１２０は、紙面上方の離隔した位置に存する画素から出射した映像光が反射を繰り返す等してここに到達したものである。
【００５７】
これに対して本発明の光学シート１０では、上記のようにバインダー部１４とプリズム部１２との屈折率差を０．０１より小さく抑えているので全反射が起こり難い。従って、図１０（ａ）に示したようにゴースト像の原因となる光Ｌｇ２０が界面に浅い角度で入射（界面の法線に対してφ３で入射）しても、これが光Ｌｋ２０として光吸収部１３に入り、光吸収粒子１５、１５、…に吸収される。ここで、屈折率差（Ｎｐ−Ｎｂ）が負の場合であっても、その差の大きさに関わらず全反射は起こらないので、上記と同様の効果を奏するものとなる。
【００５８】
一方、従来の光学シートでは図１０（ｂ）に示したように、界面に浅い角度で入射するゴースト像となり得る光Ｌｇ１２０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）は、全反射して破線で示した光Ｌｆ１２０として観察者側に出射される。従って、これはゴースト像として観察者に認識されてしまう。
【００５９】
このように、本発明の光学シート１０によれば、ゴースト像の原因となり得る光の一部をこれが観察者に提供される前に吸収することができるので、ゴースト像の発生を抑制することが可能となる。
【００６０】
このようにして本発明の光学シート及び該光学シートを備える表示装置は、従来に比べてさらに視野角特性及びゴースト発生に関する改善をすることができる。
【００６１】
以上のような構成を備える光学シートに関して、以下に実施例を示し、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】
【００６２】
実施例としてプリズム部とバインダー部との屈折率差を変えた各光学シートにおける視野角特性及びゴーストを評価した。以下に条件、及び結果について説明する。
【００６３】
＜試験試料＞
試験試料として、プリズム部とバインダー部の屈折率差を変えた光学シートを製作した。表１に具体的に示した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
ここで、屈折率差はプリズム部の屈折率Ｎｐからバインダー部の屈折率Ｎｂを引いた値である。
【００６６】
＜視野角特性＞
視野角特性は各視野角における相対輝度を測定することによりおこなった。ここで視野角とは、画面の中心からの該画面の法線と、画面の中心へ向けた視線との角度を意味する。視野角の正負は図１における紙面上方を正、紙面下方を負としたものである。相対輝度とは、光学シートを配置しない場合における輝度を１００％としたとき、光学シートを配置したときの輝度のこれに対する比率（割合）を意味する。測定は自動変角光度計（村上色彩研究所製、ＧＰ−５００）により各角度についておこなった。
【００６７】
＜ゴーストの評価＞
ゴースト像の発生の有無は目視により評価した。ゴーストの発生が無い又は少ないものを「○」とし、ゴーストの発生が明らかであるものを「×」とした。
【００６８】
表２及び図１１に結果を示す。図１１では、屈折率差の数字を表し、これに該当するグラフを矢印で指示した。
【００６９】
【表２】
【００７０】
ここで、表２における視野角特性の判断は次のようにおこなった。上記得られた視野角と相対輝度との関係から、正面視における（すなわち視野角０度を中心として）視野角が±１０度の範囲内の最大相対輝度と最少相対輝度との差異が１０％以内である場合を「○」、１０％より大きい場合を「×」とした。画面の均一性の評価は、画面から該画面の法線方向に所定の距離だけ離隔した位置から画面を観察することにより行うが、その距離は画面の高さ（上下方向大きさ）に対して３倍であることが通常である。この条件によれば、観察位置において、画面の中央正面と画面上下端部との成す角は概ね±１０度となる。従って、上記のような判定をすることは適切である。
【００７１】
視野角特性については特に図１１からわかるように、屈折率差が０．０１以上の場合には、視野角が−１５〜＋１５度の範囲で急に相対輝度が大きくなっていることがわかる。これに対して本発明の光学シート（屈折率差０．０１未満）では、正面近傍（視野角０度近傍）において相対輝度が最も高くなってはいるものの、ここで突出することはなく急激な変化をともなっていない。これにより、視野角特性は良好であり、画面内の均一性を向上させることが可能となる。
【００７２】
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、該光学シートを備える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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第一実施形態にかかる本発明の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２】図１に示した光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図３】変形例にかかる本発明の光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図４】光吸収部が台形である例にかかる本発明の光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図５】第二実施形態にかかる本発明の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６】第三実施形態にかかる本発明の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７】本発明の光学シートがプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シートの層構成を模式的に示した図である。
【図８】本発明の光学シートが他の形態のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シートの層構成を模式的に示した図である。
【図９】映像光の光路を説明するための図である。
【図１０】ゴースト像の原因となる映像光の光路を説明するための図である。
【図１１】実施例の結果のうち、視野角と相対輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１’ プラズマテレビ（表示装置）
２ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ、映像光源）
１０、２０、３０ 光学シート
１１、２１ 光学機能シート層
１２、２２ プリズム部
１３ 光吸収部
１４ バインダー部
１５ 光吸収粒子
１６ ＰＥＴフィルム層
１７ 粘着剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像源より観察者側に配置されて映像光や外光を適切に制御することができる光学シート、及び該光学シートを備える表示装置に関し、詳しくは、視野角特性を向上し、ゴースト発生を抑制することができる光学シート、及び該光学シートを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記載することがある。）等の平板状の映像源を用いた表示装置では、ＰＤＰよりも観察者側に光学シートが配置されている。この光学シートは、観察者に質の高い映像光を提供するために設けられている。そのため該光学シートは、シート面に沿って並列され、ＰＤＰからの映像光を透過させるプリズム部と、該プリズム部間に配置され、映像光や外光を適切に遮断又は反射してコントラストを向上させたり、ゴーストを抑制したりする光吸収部とを備えている（特許文献１等）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明によれば、プリズム部と光吸収部との屈折率差は０．０５以下とされている。そして差が小さい例として当該屈折率差が０．０１である場合の全反射が起こる臨界角が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発明では、これより小さい屈折率差についての検討はされておらず、その他従来の光学シートにおいても同様にこれより小さい屈折率差の検討はされてこなかった。
【０００６】
一方、光学シートの性能、特に視野角特性の向上、及びゴースト発生の抑制に関する要望は昨今においてさらに高くなり、これらを重視した光学シートを提供することが必要である場合も少なくない。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、従来に比べさらに視野角特性を向上させ、ゴーストの発生を抑制することのできる光学シート及び該光学シートを備える表示装置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】
【０００８】
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。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、映像光源（２）より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して観察者側に出射する複数の層を備える光学シート（１０、２０、３０）であって、複数の層のうちの少なくとも１層が、光を透過可能にシート面に沿って並列されるプリズム部（１２、１２、…）と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１３、１３、…）とを有する光学機能シート層（１１）であり、プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さい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。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学シート（１０、２０、３０）における光吸収部（１３、１３、…）は、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を特徴とする。
【００１１】
ここで「透過率」は、測定対象のシートを配置する前後における輝度の比を意味し、最大で１００％の値をとる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるシート厚方向断面において、光学機能シート層（１１）のプリズム部（１２、１２、…）は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、光吸収部（１３、１３、…）は一方のシート面側に底辺を有する三角形であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるシート厚方向断面において、光学機能シート層（１１）のプリズム部（１２、１２、…）は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、光吸収部（１３、１３、…）は一方のシート面側に長い下底、他方のシート面側に短い上底を有する台形であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるプリズム部（１２、１２、…）の上底と下底との間に具備される台形の斜辺がシート面の法線に対して０度より大きく１０度以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）における斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする。
【００１６】
ここで、斜辺が曲線状である場合における該曲線とシート面の法線との成す角は、次のように求める。上記曲線をシート厚方向に１０等分し、得られる各曲線の端点を結び、直線を得る。そして得られた各直線とシート面の法線との成す角がいずれも０度より大きく１０度以下である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）における光吸収部（１３、１３、…）に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子を含有することを特徴とする。
【００１８】
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。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０、３０）におけるＮｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シートにおける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有して長手方向に延在して形成されるとともに、光学機能シート層が２層積層され、該２層の光学機能シート層の長手方向が一方と他方とで直交するように積層されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シートが備えられることを特徴とする表示装置（１、１’）を提供することにより前記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来に比べ視野角特性を向上させ、ゴーストの発生を抑制することができる光学シート及び該光学シートを備える表示装置を提供することが可能となる。
【００２３】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２５】
図１は第一実施形態にかかる本発明の光学シート１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図１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（以降に示す各図において同じ。）。光学シート１０は、光学機能シート層１１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層１６と、粘着剤層１７とを備えている。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。
【００２６】
光学機能シート層１１は、光学シート１０の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１２、１２、…と、該プリズム部１２、１２、…の間に配置された光吸収部１３、１３、…とを備えている。図２に１つの光吸収部１３及びこれに隣接するプリズム部１２、１２に着目した拡大図を示した。図１、図２、及び適宜示した図を参照しつつ光学機能シート層１１について説明する。
【００２７】
プリズム部１２、１２、…は一方のシート面側が上底、他方のシート面側が下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１２、１２、…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。
【００２８】
従って当該プリズム部１２、１２、…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。
【００２９】
光吸収部１３、１３、…は、プリズム部１２、１２、…の間に配置される部位である。光吸収部１３、１３、…はプリズム部１２、１２、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部１２、１２、…の下底側となるような略三角形形状である。該光吸収部１３、１３、…は、屈折率がＮｂである物質が充填されたバインダー部１４と、該バインダー部１４に混入された光吸収粒子１５、１５、…とを備えている。
【００３０】
当該光吸収部１３、１３、…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できる。
【００３１】
バインダー部１４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。
【００３２】
ここで、本発明の光学シート１０におけるＮｐとＮｂとの差は、Ｎｐ−Ｎｂが０．０１より小さくなるように構成されている。これにより視野角特性を向上させ、ゴースト発生を抑制することが可能となる。その理由については後で詳しく説明する。
【００３３】
光吸収粒子１５、１５、…は、入手性及び取扱い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顔料又は赤、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微粒子を使用することもできる。当該光吸収粒子１５、１５、…の屈折率Ｎｒは特に限定されるものではない。
【００３４】
ここで、光吸収部１３、１３、…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。透過率が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。
【００３５】
さらに、光吸収部１３、１３、…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、通常の表示装置の場合、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、０度より大きく１０度以下であることが好ましく、０度より大きく６度以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
光学機能シート層１１の形状は、図１、図２に示したように、プリズム部１２、１２、…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１３、１３、…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。図３に変形例を示した。図３は図２に対応する図で、光学機能シート層１１’における１つの光吸収部１３’と、その両側に配置されるプリズム部１２’、１２’に注目して示した図である。図３からわかるように、光吸収部１３’の断面における斜辺（プリズム部１２’、１２’の斜辺）は、１つの斜辺からではなく、２つの斜辺１３ａ’、１３ａ’、１３ｂ’、１３ｂ’から構成されている。すなわち断面において折れ線状の斜辺を有している。詳しくは、プリズム部１２’、１２’の上底（短い側の底）側（紙面左側）に配置される斜辺１３ａ’、１３ａ’は光学シートのシート面の法線に対して角度θ１を有している。一方、プリズム部１２’、１２’の下底（長い側の底）側（紙面右側）に配置される斜辺１３ｂ’、１３ｂ’は光学シートのシート面の法線に対して角度θ２を有している。
【００３７】
この角度θ１、θ２は、θ１＞θ２の関係であるとともにいずれも０度より大きく１０度以下の範囲であることが好ましい。さらに好ましい角度は０度より大きく６度以下である。また、２つの斜辺１３ａ’、１３ｂ’は、光学機能シート層１１’の厚み方向（紙面左右方向）にＴ１とＴ２に分ける位置で交差する。Ｔ１とＴ２とは同じ大きさであることが好ましい。
【００３８】
当該変形例は、２つの斜辺により構成されている例であるが、さらに多くの斜辺で構成されることにより、断面において折れ線状であっても良い。さらにはこれが曲線状であっても良い。
【００３９】
本実施形態では、光吸収部が略三角形である場合を示して説明したが光吸収部の形状はこれに限定されるものではなく台形であってもよい。図４に、光吸収部が台形である例における光学シートの光学機能シート層１１’’の光吸収部１３’’及びこれに隣接するプリズム部１２’’、１２’’を示した。ここでは、図４のように光吸収部１３’’が台形であり、このときには該台形における長い底辺（下底）をプリズム部１２’’の上底側、短い底辺（上底）をプリズム部１２’’の下底側に配置することができる。ここで図４にＢで示した上底の長さは２〜２５μｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
図１に戻り、光学シート１０の他の構成について説明する。ＰＥＴフィルム層１６は、該ＰＥＴフィルム層１６上に上記光学機能シート層１１を形成するためのベースとなるフィルム層で、ＰＥＴを主成分として形成されている。当該ＰＥＴフィルム層１６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。
【００４１】
粘着剤層１７は、後述するように例えばプラズマテレビ１に配置される他のシートや部材に光学シート１０を接着させるための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、適切に光学シート１０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。これには例えばアクリル系の共重合体等を挙げることができ、その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。
【００４２】
光学シート１０は、例えば次のように製造される。ＰＥＴフィルム層１６の一面側に、プリズム部の材料となる液状体を塗布する。次に、プリズム部形状を形成するロール金型とＰＥＴフィルムとの間に、上記プリズム部となる材料を挟んだ状態で紫外線を照射することにより硬化させてプリズム部１２、１２、…を形成する。そして、プリズム部１２、１２、…の間に、黒色の光吸収粒子が分散されたバインダー部の材料となる透明樹脂の液状体を充填し、スキージする等して余分な材料を取り除くとともに、紫外線を照射することで硬化させる。これにより光吸収部１３、１３、…が形成される。
【００４３】
図５は第二実施形態にかかる本発明の光学シート２０の断面で、層構成を模式的に表した図である。光学シート２０は、第一実施形態の光学シート１０の光学機能シート層１１とＰＥＴフィルム層１６との間にもう１枚の光学機能シート層２１が挟まれて配置されたものである。このとき、プリズム部２２及び光吸収部（図には表れない。）が光学機能シート層１１のプリズム部１２、１２、…及び光吸収部１３、１３、…と直交するように配置される。従って、光学機能シート層２１のプリズム部２２と光吸収部とは紙面奥／手前方向に交互に並列されている。その他の光学シート２０に備えられる各層の構成については光学シート１０における各構成と共通するのでここでは説明を省略する。
【００４４】
図６は、第三実施形態にかかる本発明の光学シート３０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３０は、光学機能シート層１１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層１６と、粘着剤層１７とを備えて形成されている。上記各層は図６に示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。
【００４５】
光学シート３０は、粘着剤層１７が光学機能シート層１１の一面側で、ＰＥＴフィルム層１６が配置される面とは反対側に備えられることを特徴とする。粘着剤層１７がこのように配置されても本発明の光学シートとすることができる。光学シート３０に備えられる各層のついては、光学シート１０における説明と共通するのでここでは説明を省略する。光学シート３０のかかる層構成により、後述するように当該光学シート３０をＰＤＰ２（図８参照）に直接貼り付けて積層させることが可能となる。
【００４６】
以上説明した本発明の光学シート１０、２０、３０に具備される基材層については、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。
【００４７】
さらに本発明の光学シートには、電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、ネオン線を遮断する層、色調を補正する層、反射を防止する層、帯電を防止する層、及び防眩層等の機能フィルム層が備えられてもよい。
【００４８】
次に、以上のような本発明の光学シート１０が表示装置であるプラズマテレビ１に取り付けられた時の構成について説明する。図７は光学シート１０がＰＤＰ２の映像出射側に配置され、当該ＰＤＰ２及び光学シート１０がプラズマテレビ１に備えられたときの該ＰＤＰ２及び光学シート１０の層構成を模式的に示した図である。図７では紙面右が観察者側である。ここでは、光学シート１０が適用された場合について説明するが、光学シート２０についても同様である。
【００４９】
図７に示したように、本発明の光学シート１０は、映像源であるＰＤＰ２に対してＡで示した間隙を有して観察者側に配置される。また粘着剤層１７の観察者側には、ガラス板６やＡＳ、ＡＲ、ＡＧの機能を有する各種層（３、４、５）が設けられている。ここで、「ＡＳ」とは「アンチスタティック」の略で帯電防止機能を意味する。「ＡＲ」とは「アンチリフレクション」の略で光の反射率を抑える機能をいい、また「ＡＧ」は「アンチグレア」の略でプリズム部表面のぎらつきを防止することができる機能である。
【００５０】
ここで、その性質上ＡＧ層が最も観察者側に配置されることが好ましく、ＡＲとＡＧとが両方の性質を有する１枚のフィルムで構成されてもよい。また、他に備えられる層としてＡＳ、ＡＲ、ＡＧの各種層を例に挙げたが、その他必要に応じてさらに他の機能を有する層を備えることができる。これには例えば、電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、ネオン線を遮断する層、調色層等を挙げることができる。
【００５１】
図８は、他のプラズマテレビ１’の例で光学シート３０が適用された場合である。図８は図７に相当する図で、光学シート３０がＰＤＰ２の映像出射側に配置され、当該ＰＤＰ２及び光学シート３０がプラズマテレビ１’に備えられたときの該ＰＤＰ２及び光学シート３０の層構成を模式的に示した図である。図８では紙面右が観察者側である。
【００５２】
図８からわかるように、プラズマテレビ１’では、光学シート３０の粘着剤層１７の上記配置により該光学シート３０がＰＤＰ２の映像出射側に直接積層されている。これはいわゆる直貼り方式と称され、表示装置のさらなる薄型化をすることが可能となる。当該直貼り方式であっても本発明の表示装置とすることができる。
【００５３】
次に光路について説明する。一般に、屈折率の異なる物質の界面において該界面に入射した光は屈折することが知られている。そしてスネルの法則にみられるように、その屈折の程度は界面を形成する２つの物質の屈折率の差に起因し、その差、及び入射する光の角度よっては界面で全反射が起こることは良く知られている。そして光学シートではバインダー部１４、１１４と、プリズム部１２、１１２との界面（以下、単に「界面」と記載することがある。）が問題となる。
【００５４】
図９は、映像光の光路を説明するための図である。図９（ａ）は本発明の例、図９（ｂ）は従来の例を説明するための図であり、いずれも１つの光吸収部１３、１１３、及びこれに隣接するプリズム部１２、１２、１１２、１１２を示している。本発明の光学シート１０では、上記のようにバインダー部１４とプリズム部１２との屈折率差を０．０１より小さく抑えているので全反射が起こり難い。これにより、図９（ａ）に示したように界面に対して浅い角度で入射する映像光Ｌｅ１０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）であっても、該映像光Ｌｅ１０は光吸収部１３に入り、光Ｌｋ１０となって光吸収粒子１５、１５、…に吸収される。ここで、屈折率差（Ｎｐ−Ｎｂ）が負の場合であっても、その差の大きさに関わらず全反射は起こらないので、上記と同様の効果を奏するものとなる。
【００５５】
一方、従来の光学シートでは光学シート１０よりも屈折率差が大きいので、図９（ｂ）に示したように、界面に対して浅い角度で入射する映像光Ｌｅ１１０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）は、全反射して破線で示した光Ｌｆ１１０（映像）として観察者側に出射される。このとき、界面はシート面の法線に対して所定の角度で傾斜しているので、光Ｌｆ１１０は光Ｌｅ１１０に比べてシート面の法線に近い角度で出射される。すなわちこのように界面で全反射されて出射される光は、シート面の法線に近い角度に変換されて出射される。すると、もともとシート面の法線に近い光であるプリズム部１１２を通常に透過する光Ｌｅ１０１等と合わさり、正面に近い視野角における映像のみが明るくなる傾向をもたらす。このことは、正面からずれた角度では急激に明るさが低下してしまう現象を生じ、画面内の明るさムラ（不均一）の一因となっていた。
しかし、本発明の光学シート１０によれば、上記したように、シート面の法線に近い形態で出射される虞のある光を吸収することができるので、かかる現象を抑制し（視野角特性の改善）、画面内の明るさムラを少なくする（均一性向上）ことが可能となる。
【００５６】
一方、ゴースト像については次の通りである。図１０は、ゴースト像の原因となり得る光Ｌｇ２０、Ｌｇ１２０の光路を説明するための図である。図１０（ａ）は本発明の例、図１０（ｂ）は従来の例を説明するための図であり、いずれも１つの光吸収部１３、１１３、及びこれに隣接するプリズム部１２、１２、１１２、１１２を示している。当該光Ｌｇ１２０についても上記映像光と同じ条件で全反射が生じる。
ゴースト像は、ＰＤＰのある画素から出射した映像光が観察者に到達する前にシート面、シート界面、及びＰＤＰ面等で反射して、上記ある画素から離隔した位置のプリズム部から観察者側に出射してしまうことが発生の一因である。すなわち図１０において表した光Ｌｇ２０及びＬｇ１２０は、紙面上方の離隔した位置に存する画素から出射した映像光が反射を繰り返す等してここに到達したものである。
【００５７】
これに対して本発明の光学シート１０では、上記のようにバインダー部１４とプリズム部１２との屈折率差を０．０１より小さく抑えているので全反射が起こり難い。従って、図１０（ａ）に示したようにゴースト像の原因となる光Ｌｇ２０が界面に浅い角度で入射（界面の法線に対してφ３で入射）しても、これが光Ｌｋ２０として光吸収部１３に入り、光吸収粒子１５、１５、…に吸収される。ここで、屈折率差（Ｎｐ−Ｎｂ）が負の場合であっても、その差の大きさに関わらず全反射は起こらないので、上記と同様の効果を奏するものとなる。
【００５８】
一方、従来の光学シートでは図１０（ｂ）に示したように、界面に浅い角度で入射するゴースト像となり得る光Ｌｇ１２０（界面の法線に対してφ３で入射した映像光）は、全反射して破線で示した光Ｌｆ１２０として観察者側に出射される。従って、これはゴースト像として観察者に認識されてしまう。
【００５９】
このように、本発明の光学シート１０によれば、ゴースト像の原因となり得る光の一部をこれが観察者に提供される前に吸収することができるので、ゴースト像の発生を抑制することが可能となる。
【００６０】
このようにして本発明の光学シート及び該光学シートを備える表示装置は、従来に比べてさらに視野角特性及びゴースト発生に関する改善をすることができる。
【００６１】
以上のような構成を備える光学シートに関して、以下に実施例を示し、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】
【００６２】
実施例としてプリズム部とバインダー部との屈折率差を変えた各光学シートにおける視野角特性及びゴーストを評価した。以下に条件、及び結果について説明する。
【００６３】
＜試験試料＞
試験試料として、プリズム部とバインダー部の屈折率差を変えた光学シートを製作した。表１に具体的に示した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
ここで、屈折率差はプリズム部の屈折率Ｎｐからバインダー部の屈折率Ｎｂを引いた値である。
【００６６】
＜視野角特性＞
視野角特性は各視野角における相対輝度を測定することによりおこなった。ここで視野角とは、画面の中心からの該画面の法線と、画面の中心へ向けた視線との角度を意味する。視野角の正負は図１における紙面上方を正、紙面下方を負としたものである。相対輝度とは、光学シートを配置しない場合における輝度を１００％としたとき、光学シートを配置したときの輝度のこれに対する比率（割合）を意味する。測定は自動変角光度計（村上色彩研究所製、ＧＰ−５００）により各角度についておこなった。
【００６７】
＜ゴーストの評価＞
ゴースト像の発生の有無は目視により評価した。ゴーストの発生が無い又は少ないものを「○」とし、ゴーストの発生が明らかであるものを「×」とした。
【００６８】
表２及び図１１に結果を示す。図１１では、屈折率差の数字を表し、これに該当するグラフを矢印で指示した。
【００６９】
【表２】
【００７０】
ここで、表２における視野角特性の判断は次のようにおこなった。上記得られた視野角と相対輝度との関係から、正面視における（すなわち視野角０度を中心として）視野角が±１０度の範囲内の最大相対輝度と最少相対輝度との差異が１０％以内である場合を「○」、１０％より大きい場合を「×」とした。画面の均一性の評価は、画面から該画面の法線方向に所定の距離だけ離隔した位置から画面を観察することにより行うが、その距離は画面の高さ（上下方向大きさ）に対して３倍であることが通常である。この条件によれば、観察位置において、画面の中央正面と画面上下端部との成す角は概ね±１０度となる。従って、上記のような判定をすることは適切である。
【００７１】
視野角特性については特に図１１からわかるように、屈折率差が０．０１以上の場合には、視野角が−１５〜＋１５度の範囲で急に相対輝度が大きくなっていることがわかる。これに対して本発明の光学シート（屈折率差０．０１未満）では、正面近傍（視野角０度近傍）において相対輝度が最も高くなってはいるものの、ここで突出することはなく急激な変化をともなっていない。これにより、視野角特性は良好であり、画面内の均一性を向上させることが可能となる。
【００７２】
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、該光学シートを備える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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第一実施形態にかかる本発明の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２】図１に示した光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図３】変形例にかかる本発明の光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図４】光吸収部が台形である例にかかる本発明の光学シートの一部を拡大して示した図である。
【図５】第二実施形態にかかる本発明の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６】第三実施形態にかかる本発明の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７】本発明の光学シートがプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シートの層構成を模式的に示した図である。
【図８】本発明の光学シートが他の形態のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シートの層構成を模式的に示した図である。
【図９】映像光の光路を説明するための図である。
【図１０】ゴースト像の原因となる映像光の光路を説明するための図である。
【図１１】実施例の結果のうち、視野角と相対輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１’ プラズマテレビ（表示装置）
２ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ、映像光源）
１０、２０、３０ 光学シート
１１、２１ 光学機能シート層
１２、２２ プリズム部
１３ 光吸収部
１４ バインダー部
１５ 光吸収粒子
１６ ＰＥＴフィルム層
１７ 粘着剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像光源より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して前記観察者側に出射する複数の層を備える光学シートであって、
前記複数の層のうちの少なくとも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、
前記プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、前記光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光吸収部は、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を特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
シート厚方向断面において、
前記光学機能シート層の前記プリズム部は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に底辺を有する三角形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
【請求項４】
シート厚方向断面において、
前記光学機能シート層の前記プリズム部は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に長い下底、前記他方のシート面側に短い上底を有する台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
【請求項５】
前記プリズム部の前記上底と前記下底との間に具備される前記台形の斜辺がシート面の法線に対して０度より大きく１０度以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学シート。
【請求項６】
前記斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項７】
前記光吸収部に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項８】
前記Ｎｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
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有して長手方向に延在して形成されるとともに、前記光学機能シート層が２層積層され、該２層の光学機能シート層の前記長手方向が一方と他方とで直交するように積層されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シートが備えられることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
映像光源より観察者側に配置され、該映像光源からの光を制御して前記観察者側に出射する複数の層を備える光学シートであって、
前記複数の層のうちの少なくとも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、
前記プリズム部が屈折率Ｎｐである材料により形成され、前記光吸収部が屈折率Ｎｂである材料により形成されたときに、Ｎｐ−Ｎｂで表わされる屈折率差が０．０１より小さいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光吸収部は、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を特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
シート厚方向断面において、
前記光学機能シート層の前記プリズム部は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に底辺を有する三角形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
【請求項４】
シート厚方向断面において、
前記光学機能シート層の前記プリズム部は、一方のシート面側に短い上底、他方のシート面側に長い下底を有する台形であり、
前記光吸収部は前記一方のシート面側に長い下底、前記他方のシート面側に短い上底を有する台形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート。
【請求項５】
前記プリズム部の前記上底と前記下底との間に具備される前記台形の斜辺がシート面の法線に対して０度より大きく１０度以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学シート。
【請求項６】
前記斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項７】
前記光吸収部に平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項８】
前記Ｎｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
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有して長手方向に延在して形成されるとともに、前記光学機能シート層が２層積層され、該２層の光学機能シート層の前記長手方向が一方と他方とで直交するように積層されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学シートが備えられることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−９８５２５（Ｐ２００９−９８５２５Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７１６９１（Ｐ２００７−２７１６９１）
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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