光学シート、及び該光学シートを備える表示装置
【課題】コントラストを維持しつつ、透過率及び視野角を向上させることのできる光学シートを提供する。
【解決手段】映像源より観察者側に配置され、該映像源から出射された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るプリズム部１２、１２、…、と、プリズム部間に形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部１３、１３、…と、を有する光学機能シート層１１とされ、シート厚方向断面における光吸収部の辺のうち、光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方がシート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有することを特徴とする。
【解決手段】映像源より観察者側に配置され、該映像源から出射された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るプリズム部１２、１２、…、と、プリズム部間に形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部１３、１３、…と、を有する光学機能シート層１１とされ、シート厚方向断面における光吸収部の辺のうち、光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方がシート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有することを特徴とする。
【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、詳しくは透過率及び視野角特性を向上させ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。）を用いたテレビ等の表示装置では、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、観察者に良質な映像を提供する役割を有する。このために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】
当該光吸収部の形状は特許文献１のように、断面において略三角形であり底辺に相当する部分が映像源側に向けられている。そして当該底辺部分は直線状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【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】
光吸収部のこのような形態によれば該光吸収部の底辺部分に到達した映像光は通常光吸収部に吸収されてしまう。しかし、映像光はできるだけ観察者側に透過させた方が好ましく、これにより映像の明るさ等を向上させることができる。一方で、光吸収部は上記したようにコントラスト向上やゴースト抑制のために不可欠であるから安易にその割合や形状を変更することは回避すべきである。
【０００６】
このような問題点に鑑み、本発明はコントラストを維持しつつ、透過率及び視野角特性を向上させ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】
【０００７】
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。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、映像源（２）より観察者側に配置され、該映像源から出射された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）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るプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）と、プリズム部間に形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）と、を有する光学機能シート層（１１、２１）とされ、シート厚方向断面における光吸収部の辺のうち、光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方がシート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有する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。
【０００９】
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）における光吸収部（１３、２３）を形成する材料が屈折率Ｎｂであり、窪み部分で光吸収部に接する部位が屈折率Ｎａであるときに、ＮｂとＮａとの間にＮｂ≧Ｎａの関係があることを特徴とする。
【００１０】
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）における光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）の窪み（１６、２６）を有する辺の長さ（Ｂ）が、光吸収部が並列されるピッチ（Ａ）に対して１０〜５０％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）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、２１）のプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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、…、２３、２３、…）は窪み（１６、２６）を有する辺を底辺とする三角形であることを特徴とする。
【００１２】
ここで「三角形」において窪みを有する辺は直線ではないが、この場合であっても当該窪みを有する辺は三角形の１辺である概念とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）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、２１）のプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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、…２３、２３、…）は窪み（１６、２６）を有する辺を長い下底、他方のシート面側に短い上底を具備する台形であることを特徴とする。
【００１４】
ここで光吸収部の「台形」において窪みを有する下底は直線ではないが、この場合であっても当該窪みを有する下底は台形の下底である概念とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の光学シート（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）の上底と下底との間に具備される台形の斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする。
【００１７】
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度以下であることが好ましい。
【００１８】
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）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（１５、１５、…）を含有することを特徴とする。
【００１９】
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。
【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（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）を形成する材料が屈折率Ｎｐであり、光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）を形成する材料が屈折率Ｎｂであるときに、ＮｐとＮｂとの間にＮｐ≧Ｎｂの関係があるとともに、該Ｎｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であ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（３０）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（１１、３１）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。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）における窪み（１６、２６）が一方のシート面側に露出して配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）にさらに電磁波シールド、調色、反射防止、及び防眩から選ばれる少なくとも１つの作用を有する層が積層される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。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、映像源（２）、及び請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）が備えられ、光学シートは、光学機能シート層のうち、窪み（１６、２６）が設けられた側の層面が映像源側となるように配置されることを特徴とする表示装置（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】
【００２５】
本発明によれば、従来の光学シートに比べてコントラストを維持したまま、透過率及び視野角特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態にかか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】図５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７】第三実施形態にかか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８】第四実施形態にかか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９】図８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１０】光学シートがガラスパネル方式のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シート部分の層構成を示した図である。
【図１１】光学シートが直貼り方式のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シート部分の層構成を示した図である。
【図１２】光路例を示す図である。
【図１３】光路例を示す他の図である。
【図１４】全光線透過率及び拡散反射率の測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の上記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。
【００２８】
図１は第一実施形態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。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１７と、粘着剤層１８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。
【００２９】
光学機能シート層１１は、光学シート１０のシート厚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、及び適宜示す図を参照しつつ光学機能シート層１１について説明する。
【００３０】
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。屈折率Ｎｐの値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等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。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。
【００３１】
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。従って、該光吸収部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をプリズム部１２、１２、…の下底側とした略三角形形状となる。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。
【００３２】
バインダー部１４に充填されるバインダー材は、プリズム部１２、１２、…の屈折率Ｎｐ以下の屈折率Ｎｂである材料により構成される。屈折率Ｎｂの値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等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。ＮｐとＮｂとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０〜０．０６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。
【００３３】
当該屈折率差と映像光の入射角との関係により、該映像光の一部は光吸収部１３、１３、…に入射せずにその界面で全反射することができ、これは観察者に提供されるので、明るい映像を提供することが可能となる。
【００３４】
ここで、バインダー部１４において、図１、図２の紙面左側に配置される辺、すなわちプリズム部１２、１２、…の短い上底側に配置される光吸収部１３の底辺に相当する辺は該辺に対向する頂点側に凸となるように曲線（円弧）状の窪み１６が形成されている。従って該窪み１６の端部１６ａ、１６ｂの部位はバインダー部１４が特に薄くなる。また、当該窪み１６を介して光吸収部１３に接する部位は屈折率Ｎａを有し、上記したＮｂとの関係でＮａ≦Ｎｂであることが好ましい。ＮａとＮｂとの差は後述するように光学シートの層構成によって異なり、当該Ｎａの部位が空気層の場合にはＮａは１．０となるので、その差がＮａとＮｂとの差になる。一方、ここに粘着剤層が配置された場合には粘着剤の屈折率の観点から、当該ＮａとＮｂとの差は通常０〜０．０１の範囲であり、０．００３程度であることが多い。これにより底辺に入射した映像光であっても観察者側に透過して明るい映像を提供することができるようになる。またその際には映像光が屈折により角度が変えられて出射されるので視野角特性も向上させることが可能となる。具体的な光路については後で説明する。
【００３５】
図２にＣで示した窪み１６の深さは、プリズム部１２、１２、…の上底面から窪み１６の最も深い部位までの距離で定義される。この距離は特に限定されることないが、製造上及び性能の観点から光学機能シート層１１の厚さに対して２〜４％であることが好ましい。従って該光学機能シート層１１の厚さが１００μｍの場合であれば当該距離は２〜４μｍであることが好ましい。さらに、本実施形態では窪み１６は曲線（円弧）状であるが、これが折れ線状であってもよい。
【００３６】
光吸収粒子１５、１５、…は、入手性及び取り扱いの観点から平均粒径が１μｍ以上の粒子が好ましく、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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、図１にＢで示した光吸収部１３、１３、…の底辺の幅は必要とされる光学的な性能を得ることがでれば特に限定されることはないが、図１にＡで示した光吸収部１３、１３、…のピッチに対して１０〜５０％であることが好ましい。１０％より小さくなると光吸収の効果が小さく、コントラスト低下やゴースト発生が顕著になり、５０％より大きくなると逆に光吸収の効果が大きくなり透過率低下により画面が暗くなってしまう場合が多いからである。
【００３９】
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（図２参照）は特に限定されるものではないが、光吸収部１３、１３、…による適切な外光及び映像光の吸収、反射の観点から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。
【００４０】
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、…は略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に相当する図で、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。そして光吸収粒子１５’、１５’、…及び窪み１６’は、上記した光吸収粒子１５、１５、…及び窪み１６と同様に当該変形例にも備えられている。
【００４１】
この角度θ１、θ２は、θ１＞θ２の関係であるとともにいずれも上記と同様の理由により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。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施形態では、光吸収部が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’’、１２’’、…の上底側に、短い底辺（上底）をプリズム部１２’’、１２’’、…の下底側に配置することができる。ここで図４にＦで示した上底の長さは２〜２５μｍであることが好ましい。
【００４４】
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１７は、該ＰＥＴフィルム層１７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１７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、各種添加剤を適宜な量添加してもよい。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。
【００４５】
粘着剤層１８は、後述（図１０参照）するようにプラズマテレビ１のＰＤＰ２より映像出射側に光学シート１０を配置させるために他の層等に該光学シートを接着させる粘着剤が配置された層である。粘着剤層１８に用いられる粘着剤は光を透過するとともに、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。
【００４６】
以上説明した光学シート１０は例えば次のように製造される。ＰＥＴフィルム層１７の一面側に、プリズム部１２、１２、…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１２、１２、…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、バインダー部１４の材料となる透明樹脂中に黒色の光吸収粒子１５、１５、…が添加された液状体を充填し、紫外線を照射することで硬化させて光吸収部１３、１３、…を形成する。この際、紫外線を照射させる前にバインダー部１４の底辺側のシート面をブレードの先端が接触するように走査する。これによりバインダー部１４となる樹脂の底辺側の一部がかき取られ、紫外線の照射により窪み１６、１６、…が形成される。このようにして光学機能シート層１１が製造される。さらに、当該製造された光学機能シート層１１、ＰＥＴフィルム層１７に粘着剤層１８が積層される。
【００４７】
図５は第二実施形態にかかる光学シート２０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２０は、光学機能シート層２１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層２７と、粘着剤層２８とを備えている。上記各層は図５で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。また、図６には光学機能シート層２１における１つの光吸収部２３及びこれに隣接するプリズム部２２、２２に着目した拡大図を示した。
【００４８】
光学シート２０は、光学シート１０の光吸収部１３、１３、…とは異なり、光吸収部２３、２３、…に黒又は他の着色された光硬化性の樹脂が充填されることにより光を吸収可能に形成されている。この場合には、上記のようにプリズム部を形成した後、光吸収部となる部位に光吸収性のある当該樹脂を充填し、紫外線等を照射させることにより光吸収部２３、２３、…を形成することができる。また、光学シート１０と同様に光吸収部２３、２３、…の底辺には窪み２６が形成される。光学シート２０のかかる構成によっても本発明の光学シートとすることができる。
【００４９】
図７は第三実施形態にかかる光学シート３０の断面で、層構成を模式的に表した図である。光学シート３０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１７との間にもう１枚の光学機能シート層３１が挟まれて配置されたものである。このとき、プリズム部３２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、…と直交する方向に延びるように配置される。従って、光学機能シート層３１のプリズム部３２と光吸収部とは図７の紙面奥／手前方向に交互に並列されている。
【００５０】
図８は第四実施形態にかかる光学シート４０の断面で、層構成を模式的に示した図である。また、図９は光学シート４０のうちの１つの光吸収部４３、該光吸収部４３に隣り合うプリズム部４２、４２、及び粘着剤層４８の一部を拡大して示した図である。光学シート４０は、光学機能シート層４１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層４７と、粘着剤層４８とを備えて形成されている。上記各層は図８で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。
【００５１】
光学シート４０は、上記した光学シート１０等と異なり、粘着剤層４８が光学機能シート層４１の一方の面に備えられている。従って光学機能シート層４１は、ＰＥＴフィルム層４７と粘着剤層４８との間に配置されている。このような層構成とすることにより、光学シート４０を映像源に直接貼り付けるいわゆる直張り方式の映像装置を提供することが可能となる。詳しくは後で説明する。
【００５２】
ここで、図９に示したように、本実施形態では、窪み４６は粘着剤層４８と接触している。ここで粘着剤が上記した屈折率Ｎａである材料であることにより、本発明の効果を奏する光学シートとすることが可能である。
【００５３】
以上説明した光学シート１０、２０、３０、４０において、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。
【００５４】
さらに本発明の光学シートには、電磁波を遮断するフィルム層、色調を補正するフィルム層、ネオン線をカットするフィルム層、赤外線をカットするフィルム層、反射を防止するフィルム層、帯電を防止するフィルム層、防眩を目的とするフィルム層等の機能フィルム層が備えられてもよい。
【００５５】
次に、上記のような光学シート１０が表示装置であるプラズマテレビ１に取り付けられたときの構成について説明する。図１０はガラス層６を介して光学シート１０がＰＤＰ２の映像出射側に積層される形式であるガラスフィルタ方式のプラズマテレビ１における構成を模式的に示した図である。図１０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、３０ついても同様である。
【００５６】
図１０に示したように、光学シート１０は、映像源であるＰＤＰ２の映像出射面に積層される。このとき、光学シート１０とＰＤＰ２との間には図１０にＥで示した間隙が形成され、ここには通常空気が満たされている。さらに具体的にはガラス層６のＰＤＰ２側に光学シート１０が粘着剤層１８により貼り付けられる。またガラス層６の観察者側には、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、「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意味する。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。
【００５７】
ここでは、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。以下に示す表示装置についても同様である。
【００５８】
図１１は光学シート４０が表示装置であるプラズマテレビ１’に取り付けられた場面を説明するための図である。プラズマテレビ１’はガラスパネルを用いずに、光学シート４０を直接にＰＤＰ２’の映像出射側に積層する、いわゆる直貼り方式である。従って、光学シート４０は粘着剤層４８によりＰＤＰ２’に貼り付けられて備えられる。また、ＰＥＴフィルム層４７の観察者側には、ＡＳ、ＡＲ、ＡＧの機能を有する各種層（３、４、５）が設けられている。
【００５９】
次に光路について説明する。図１２は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に注目し、光路例を示した図である。図１２（ａ）が光学シート１０、図１２（ｂ）が従来例の光学シート１１０を表している。図１２（ａ）からわかるように、光吸収部１３の底辺（窪み１６）の端部に入射した光Ｌ１１、Ｌ１２は、そのバインダー部１４の界面形状及び上記した屈折率差によりプリズム部１２、１２側に広がるように進行する。従って当該光Ｌ１１及び光Ｌ１２は光吸収部１３に入射したにもかかわらず光学シート１０を透過し、映像光として観察者に到達する。これにより透過率を向上させることができる。また上記したように屈折して透過するので視野角特性を向上させることも可能である。
【００６０】
一方、図１２（ｂ）からわかるように、従来の光学シート１１０の光吸収部１１３の底辺端部に入射した光Ｌ１１１、Ｌ１１２は、屈折することなくバインダー１１４内を直進して光吸収粒子１１５、１１５に吸収されてしまう。
【００６１】
図１３には、光学シートの光吸収部に黒又は他の着色された光硬化性の樹脂が充填されることにより光を吸収可能に形成されている場合の光路例を示した。図１３（ａ）は光学シート２０の例、図１３（ｂ）は従来の光学シート１２０の例を表している。図１３（ａ）からわかるように、光吸収部２３の底辺（窪み２６）の端部に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、該光吸収部２３との界面形状及び屈折率差によりプリズム部２２、２２側に広がるように進行する。この際、光吸収部２３は光を吸収できるように形成されてはいるものの、光Ｌ２１、Ｌ２２は光吸収部２３が薄くなっている部分を進行するので、一部はプリズム部２２、２２に透過することができる。これにより当該光Ｌ２１、Ｌ２２は光吸収部２３に入射したにもかかわらず光学シート２０を透過し、映像光として観察者に到達する。従って透過率を向上させることができる。また上記したように屈折して透過するので視野角特性の良好な映像光を提供することも可能である。
【００６２】
一方、図１３（ｂ）からわかるように、従来の光学シート１２０の光吸収部１２３の底辺端部に入射した光Ｌ１２１、Ｌ１２２は、屈折することなく光吸収部１２３内を直進するので該光吸収部１２３に吸収されてしまう。
【００６３】
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】
【００６４】
実施例では、窪みの深さ（図２におけるＣ）を変更してそのときの透過率、視野角、及びコントラストを測定した。以下具体的に説明する。
【００６５】
＜試験試料＞
試験試料として、光吸収部における窪みの深さを変えた光学シートを作製した。表１に具体的に示した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１に示した光学シートについて、全光線透過率、視野角特性及びコントラストの性能試験をおこなった。
【００６８】
＜視野角特性＞
視野角特性は各視野角における相対輝度を求め、正面（視野角が０度）の時の相対輝度に対して１／２の相対輝度となる視野角、及び１／３の相対輝度となる視野角を得ることによりその性能を評価した。
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。
【００６９】
＜コントラスト＞
コントラストは全光線透過率を拡散反射率で除した値とした。図１４に全光線透過率及び拡散反射率の測定方法を説明する図を示した。全光線透過率は、図１４（ａ）に示したように、光学シートを透過した光の全部を対象とし、積分球内の全方位光と照射光との比である。一方、拡散反射率は、全光拡散反射率から４５度鏡面反射光分を除外した全方位拡散反射率により定義される。測定は、図１４（ｂ）に示したように、光学シートの背面側に標準白色板を配置するとともに、４５度鏡面反射光を除外し、そのときの積分球内の全方位光を検出器により得ることで行う。
【００７０】
以下に結果について説明する。表２に結果を示した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２からわかるように、窪みの深さの増加に伴い若干のコントラスト低下がみられるものの、これに比べて透過率及び視野角特性の向上の方が顕著である。かかる意味で、本発明はコントラストを維持しつつ透過率及び視野角特性を向上することが可能な光学シート、及び該シートを備える表示装置を提供することができる。
【００７３】
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、特許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。
【符号の説明】
【００７４】
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（映像源）
１０、２０、３０、４０ 光学シート
１１、２１、３１、４１ 光学機能シート層
１２、２２、３２、４２ プリズム部
１３、２３、３３、４３ 光吸収部
１４、３４、４４ バインダー部
１５、３５、４５ 光吸収粒子
１６、２６、４６ 窪み
１７、２７、４７ ＰＥＴフィルム層（基材層）
１８、２８、４８ 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、詳しくは透過率及び視野角特性を向上させ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。）を用いたテレビ等の表示装置では、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、観察者に良質な映像を提供する役割を有する。このために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】
当該光吸収部の形状は特許文献１のように、断面において略三角形であり底辺に相当する部分が映像源側に向けられている。そして当該底辺部分は直線状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【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】
光吸収部のこのような形態によれば該光吸収部の底辺部分に到達した映像光は通常光吸収部に吸収されてしまう。しかし、映像光はできるだけ観察者側に透過させた方が好ましく、これにより映像の明るさ等を向上させることができる。一方で、光吸収部は上記したようにコントラスト向上やゴースト抑制のために不可欠であるから安易にその割合や形状を変更することは回避すべきである。
【０００６】
このような問題点に鑑み、本発明はコントラストを維持しつつ、透過率及び視野角特性を向上させ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】
【０００７】
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。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、映像源（２）より観察者側に配置され、該映像源から出射された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）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るプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）と、プリズム部間に形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）と、を有する光学機能シート層（１１、２１）とされ、シート厚方向断面における光吸収部の辺のうち、光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方がシート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有する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。
【０００９】
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）における光吸収部（１３、２３）を形成する材料が屈折率Ｎｂであり、窪み部分で光吸収部に接する部位が屈折率Ｎａであるときに、ＮｂとＮａとの間にＮｂ≧Ｎａの関係があることを特徴とする。
【００１０】
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）における光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）の窪み（１６、２６）を有する辺の長さ（Ｂ）が、光吸収部が並列されるピッチ（Ａ）に対して１０〜５０％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）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、２１）のプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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、…、２３、２３、…）は窪み（１６、２６）を有する辺を底辺とする三角形であることを特徴とする。
【００１２】
ここで「三角形」において窪みを有する辺は直線ではないが、この場合であっても当該窪みを有する辺は三角形の１辺である概念とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）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、２１）のプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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、…２３、２３、…）は窪み（１６、２６）を有する辺を長い下底、他方のシート面側に短い上底を具備する台形であることを特徴とする。
【００１４】
ここで光吸収部の「台形」において窪みを有する下底は直線ではないが、この場合であっても当該窪みを有する下底は台形の下底である概念とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の光学シート（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）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。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）の上底と下底との間に具備される台形の斜辺が折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする。
【００１７】
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度以下であることが好ましい。
【００１８】
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）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（１５、１５、…）を含有することを特徴とする。
【００１９】
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。
【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（１０、２０）におけるプリズム部（１２、１２、…、２２、２２、…）を形成する材料が屈折率Ｎｐであり、光吸収部（１３、１３、…、２３、２３、…）を形成する材料が屈折率Ｎｂであるときに、ＮｐとＮｂとの間にＮｐ≧Ｎｂの関係があるとともに、該Ｎｐ及びＮｂが１．４９〜１．５６の値であ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（３０）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（１１、３１）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。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）における窪み（１６、２６）が一方のシート面側に露出して配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）にさらに電磁波シールド、調色、反射防止、及び防眩から選ばれる少なくとも１つの作用を有する層が積層される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。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、映像源（２）、及び請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学シート（１０、２０）が備えられ、光学シートは、光学機能シート層のうち、窪み（１６、２６）が設けられた側の層面が映像源側となるように配置されることを特徴とする表示装置（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】
【００２５】
本発明によれば、従来の光学シートに比べてコントラストを維持したまま、透過率及び視野角特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態にかか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】図５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７】第三実施形態にかか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８】第四実施形態にかか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９】図８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１０】光学シートがガラスパネル方式のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シート部分の層構成を示した図である。
【図１１】光学シートが直貼り方式のプラズマテレビに取り付けられた場面においてＰＤＰ及び光学シート部分の層構成を示した図である。
【図１２】光路例を示す図である。
【図１３】光路例を示す他の図である。
【図１４】全光線透過率及び拡散反射率の測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の上記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。
【００２８】
図１は第一実施形態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。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１７と、粘着剤層１８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。
【００２９】
光学機能シート層１１は、光学シート１０のシート厚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、及び適宜示す図を参照しつつ光学機能シート層１１について説明する。
【００３０】
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。屈折率Ｎｐの値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等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。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。
【００３１】
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。従って、該光吸収部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をプリズム部１２、１２、…の下底側とした略三角形形状となる。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。
【００３２】
バインダー部１４に充填されるバインダー材は、プリズム部１２、１２、…の屈折率Ｎｐ以下の屈折率Ｎｂである材料により構成される。屈折率Ｎｂの値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等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。ＮｐとＮｂとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０〜０．０６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。
【００３３】
当該屈折率差と映像光の入射角との関係により、該映像光の一部は光吸収部１３、１３、…に入射せずにその界面で全反射することができ、これは観察者に提供されるので、明るい映像を提供することが可能となる。
【００３４】
ここで、バインダー部１４において、図１、図２の紙面左側に配置される辺、すなわちプリズム部１２、１２、…の短い上底側に配置される光吸収部１３の底辺に相当する辺は該辺に対向する頂点側に凸となるように曲線（円弧）状の窪み１６が形成されている。従って該窪み１６の端部１６ａ、１６ｂの部位はバインダー部１４が特に薄くなる。また、当該窪み１６を介して光吸収部１３に接する部位は屈折率Ｎａを有し、上記したＮｂとの関係でＮａ≦Ｎｂであることが好ましい。ＮａとＮｂとの差は後述するように光学シートの層構成によって異なり、当該Ｎａの部位が空気層の場合にはＮａは１．０となるので、その差がＮａとＮｂとの差になる。一方、ここに粘着剤層が配置された場合には粘着剤の屈折率の観点から、当該ＮａとＮｂとの差は通常０〜０．０１の範囲であり、０．００３程度であることが多い。これにより底辺に入射した映像光であっても観察者側に透過して明るい映像を提供することができるようになる。またその際には映像光が屈折により角度が変えられて出射されるので視野角特性も向上させることが可能となる。具体的な光路については後で説明する。
【００３５】
図２にＣで示した窪み１６の深さは、プリズム部１２、１２、…の上底面から窪み１６の最も深い部位までの距離で定義される。この距離は特に限定されることないが、製造上及び性能の観点から光学機能シート層１１の厚さに対して２〜４％であることが好ましい。従って該光学機能シート層１１の厚さが１００μｍの場合であれば当該距離は２〜４μｍであることが好ましい。さらに、本実施形態では窪み１６は曲線（円弧）状であるが、これが折れ線状であってもよい。
【００３６】
光吸収粒子１５、１５、…は、入手性及び取り扱いの観点から平均粒径が１μｍ以上の粒子が好ましく、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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、図１にＢで示した光吸収部１３、１３、…の底辺の幅は必要とされる光学的な性能を得ることがでれば特に限定されることはないが、図１にＡで示した光吸収部１３、１３、…のピッチに対して１０〜５０％であることが好ましい。１０％より小さくなると光吸収の効果が小さく、コントラスト低下やゴースト発生が顕著になり、５０％より大きくなると逆に光吸収の効果が大きくなり透過率低下により画面が暗くなってしまう場合が多いからである。
【００３９】
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（図２参照）は特に限定されるものではないが、光吸収部１３、１３、…による適切な外光及び映像光の吸収、反射の観点から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。
【００４０】
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、…は略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に相当する図で、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。そして光吸収粒子１５’、１５’、…及び窪み１６’は、上記した光吸収粒子１５、１５、…及び窪み１６と同様に当該変形例にも備えられている。
【００４１】
この角度θ１、θ２は、θ１＞θ２の関係であるとともにいずれも上記と同様の理由により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。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施形態では、光吸収部が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’’、１２’’、…の上底側に、短い底辺（上底）をプリズム部１２’’、１２’’、…の下底側に配置することができる。ここで図４にＦで示した上底の長さは２〜２５μｍであることが好ましい。
【００４４】
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１７は、該ＰＥＴフィルム層１７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１７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、各種添加剤を適宜な量添加してもよい。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。
【００４５】
粘着剤層１８は、後述（図１０参照）するようにプラズマテレビ１のＰＤＰ２より映像出射側に光学シート１０を配置させるために他の層等に該光学シートを接着させる粘着剤が配置された層である。粘着剤層１８に用いられる粘着剤は光を透過するとともに、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。
【００４６】
以上説明した光学シート１０は例えば次のように製造される。ＰＥＴフィルム層１７の一面側に、プリズム部１２、１２、…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１２、１２、…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、バインダー部１４の材料となる透明樹脂中に黒色の光吸収粒子１５、１５、…が添加された液状体を充填し、紫外線を照射することで硬化させて光吸収部１３、１３、…を形成する。この際、紫外線を照射させる前にバインダー部１４の底辺側のシート面をブレードの先端が接触するように走査する。これによりバインダー部１４となる樹脂の底辺側の一部がかき取られ、紫外線の照射により窪み１６、１６、…が形成される。このようにして光学機能シート層１１が製造される。さらに、当該製造された光学機能シート層１１、ＰＥＴフィルム層１７に粘着剤層１８が積層される。
【００４７】
図５は第二実施形態にかかる光学シート２０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２０は、光学機能シート層２１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層２７と、粘着剤層２８とを備えている。上記各層は図５で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。また、図６には光学機能シート層２１における１つの光吸収部２３及びこれに隣接するプリズム部２２、２２に着目した拡大図を示した。
【００４８】
光学シート２０は、光学シート１０の光吸収部１３、１３、…とは異なり、光吸収部２３、２３、…に黒又は他の着色された光硬化性の樹脂が充填されることにより光を吸収可能に形成されている。この場合には、上記のようにプリズム部を形成した後、光吸収部となる部位に光吸収性のある当該樹脂を充填し、紫外線等を照射させることにより光吸収部２３、２３、…を形成することができる。また、光学シート１０と同様に光吸収部２３、２３、…の底辺には窪み２６が形成される。光学シート２０のかかる構成によっても本発明の光学シートとすることができる。
【００４９】
図７は第三実施形態にかかる光学シート３０の断面で、層構成を模式的に表した図である。光学シート３０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１７との間にもう１枚の光学機能シート層３１が挟まれて配置されたものである。このとき、プリズム部３２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、…と直交する方向に延びるように配置される。従って、光学機能シート層３１のプリズム部３２と光吸収部とは図７の紙面奥／手前方向に交互に並列されている。
【００５０】
図８は第四実施形態にかかる光学シート４０の断面で、層構成を模式的に示した図である。また、図９は光学シート４０のうちの１つの光吸収部４３、該光吸収部４３に隣り合うプリズム部４２、４２、及び粘着剤層４８の一部を拡大して示した図である。光学シート４０は、光学機能シート層４１と、基材層としてのＰＥＴフィルム層４７と、粘着剤層４８とを備えて形成されている。上記各層は図８で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。
【００５１】
光学シート４０は、上記した光学シート１０等と異なり、粘着剤層４８が光学機能シート層４１の一方の面に備えられている。従って光学機能シート層４１は、ＰＥＴフィルム層４７と粘着剤層４８との間に配置されている。このような層構成とすることにより、光学シート４０を映像源に直接貼り付けるいわゆる直張り方式の映像装置を提供することが可能となる。詳しくは後で説明する。
【００５２】
ここで、図９に示したように、本実施形態では、窪み４６は粘着剤層４８と接触している。ここで粘着剤が上記した屈折率Ｎａである材料であることにより、本発明の効果を奏する光学シートとすることが可能である。
【００５３】
以上説明した光学シート１０、２０、３０、４０において、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。
【００５４】
さらに本発明の光学シートには、電磁波を遮断するフィルム層、色調を補正するフィルム層、ネオン線をカットするフィルム層、赤外線をカットするフィルム層、反射を防止するフィルム層、帯電を防止するフィルム層、防眩を目的とするフィルム層等の機能フィルム層が備えられてもよい。
【００５５】
次に、上記のような光学シート１０が表示装置であるプラズマテレビ１に取り付けられたときの構成について説明する。図１０はガラス層６を介して光学シート１０がＰＤＰ２の映像出射側に積層される形式であるガラスフィルタ方式のプラズマテレビ１における構成を模式的に示した図である。図１０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、３０ついても同様である。
【００５６】
図１０に示したように、光学シート１０は、映像源であるＰＤＰ２の映像出射面に積層される。このとき、光学シート１０とＰＤＰ２との間には図１０にＥで示した間隙が形成され、ここには通常空気が満たされている。さらに具体的にはガラス層６のＰＤＰ２側に光学シート１０が粘着剤層１８により貼り付けられる。またガラス層６の観察者側には、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、「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意味する。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。
【００５７】
ここでは、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。以下に示す表示装置についても同様である。
【００５８】
図１１は光学シート４０が表示装置であるプラズマテレビ１’に取り付けられた場面を説明するための図である。プラズマテレビ１’はガラスパネルを用いずに、光学シート４０を直接にＰＤＰ２’の映像出射側に積層する、いわゆる直貼り方式である。従って、光学シート４０は粘着剤層４８によりＰＤＰ２’に貼り付けられて備えられる。また、ＰＥＴフィルム層４７の観察者側には、ＡＳ、ＡＲ、ＡＧの機能を有する各種層（３、４、５）が設けられている。
【００５９】
次に光路について説明する。図１２は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に注目し、光路例を示した図である。図１２（ａ）が光学シート１０、図１２（ｂ）が従来例の光学シート１１０を表している。図１２（ａ）からわかるように、光吸収部１３の底辺（窪み１６）の端部に入射した光Ｌ１１、Ｌ１２は、そのバインダー部１４の界面形状及び上記した屈折率差によりプリズム部１２、１２側に広がるように進行する。従って当該光Ｌ１１及び光Ｌ１２は光吸収部１３に入射したにもかかわらず光学シート１０を透過し、映像光として観察者に到達する。これにより透過率を向上させることができる。また上記したように屈折して透過するので視野角特性を向上させることも可能である。
【００６０】
一方、図１２（ｂ）からわかるように、従来の光学シート１１０の光吸収部１１３の底辺端部に入射した光Ｌ１１１、Ｌ１１２は、屈折することなくバインダー１１４内を直進して光吸収粒子１１５、１１５に吸収されてしまう。
【００６１】
図１３には、光学シートの光吸収部に黒又は他の着色された光硬化性の樹脂が充填されることにより光を吸収可能に形成されている場合の光路例を示した。図１３（ａ）は光学シート２０の例、図１３（ｂ）は従来の光学シート１２０の例を表している。図１３（ａ）からわかるように、光吸収部２３の底辺（窪み２６）の端部に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、該光吸収部２３との界面形状及び屈折率差によりプリズム部２２、２２側に広がるように進行する。この際、光吸収部２３は光を吸収できるように形成されてはいるものの、光Ｌ２１、Ｌ２２は光吸収部２３が薄くなっている部分を進行するので、一部はプリズム部２２、２２に透過することができる。これにより当該光Ｌ２１、Ｌ２２は光吸収部２３に入射したにもかかわらず光学シート２０を透過し、映像光として観察者に到達する。従って透過率を向上させることができる。また上記したように屈折して透過するので視野角特性の良好な映像光を提供することも可能である。
【００６２】
一方、図１３（ｂ）からわかるように、従来の光学シート１２０の光吸収部１２３の底辺端部に入射した光Ｌ１２１、Ｌ１２２は、屈折することなく光吸収部１２３内を直進するので該光吸収部１２３に吸収されてしまう。
【００６３】
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】
【００６４】
実施例では、窪みの深さ（図２におけるＣ）を変更してそのときの透過率、視野角、及びコントラストを測定した。以下具体的に説明する。
【００６５】
＜試験試料＞
試験試料として、光吸収部における窪みの深さを変えた光学シートを作製した。表１に具体的に示した。
【００６６】
【表１】
【００６７】
表１に示した光学シートについて、全光線透過率、視野角特性及びコントラストの性能試験をおこなった。
【００６８】
＜視野角特性＞
視野角特性は各視野角における相対輝度を求め、正面（視野角が０度）の時の相対輝度に対して１／２の相対輝度となる視野角、及び１／３の相対輝度となる視野角を得ることによりその性能を評価した。
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。
【００６９】
＜コントラスト＞
コントラストは全光線透過率を拡散反射率で除した値とした。図１４に全光線透過率及び拡散反射率の測定方法を説明する図を示した。全光線透過率は、図１４（ａ）に示したように、光学シートを透過した光の全部を対象とし、積分球内の全方位光と照射光との比である。一方、拡散反射率は、全光拡散反射率から４５度鏡面反射光分を除外した全方位拡散反射率により定義される。測定は、図１４（ｂ）に示したように、光学シートの背面側に標準白色板を配置するとともに、４５度鏡面反射光を除外し、そのときの積分球内の全方位光を検出器により得ることで行う。
【００７０】
以下に結果について説明する。表２に結果を示した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
表２からわかるように、窪みの深さの増加に伴い若干のコントラスト低下がみられるものの、これに比べて透過率及び視野角特性の向上の方が顕著である。かかる意味で、本発明はコントラストを維持しつつ透過率及び視野角特性を向上することが可能な光学シート、及び該シートを備える表示装置を提供することができる。
【００７３】
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、特許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。
【符号の説明】
【００７４】
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（映像源）
１０、２０、３０、４０ 光学シート
１１、２１、３１、４１ 光学機能シート層
１２、２２、３２、４２ プリズム部
１３、２３、３３、４３ 光吸収部
１４、３４、４４ バインダー部
１５、３５、４５ 光吸収粒子
１６、２６、４６ 窪み
１７、２７、４７ ＰＥＴフィルム層（基材層）
１８、２８、４８ 粘着剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像源より観察者側に配置され、該映像源から出射された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形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部と、を有する光学機能シート層とされ、
シート厚方向断面における前記光吸収部の辺のうち、前記光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方が前記シート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有することを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光吸収部を形成する材料が屈折率Ｎｂであり、前記窪み部分で前記光吸収部に接する部位が屈折率Ｎａであるときに、前記ＮｂとＮａとの間にＮｂ≧Ｎａの関係があ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】
前記光吸収部の前記窪みを有する辺の長さが、前記光吸収部が並列されるピッチに対して１０〜５０％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窪みを有する辺を底辺とする三角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項５】
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窪みを有する辺を長い下底、前記他方のシート面側に短い上底を具備する台形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項６】
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４又は５に記載の光学シート。
【請求項７】
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折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項８】
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１〜７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
前記プリズム部を形成する材料が屈折率Ｎｐであり、前記光吸収部を形成する材料が屈折率Ｎｂであるときに、前記ＮｐとＮｂとの間にＮｐ≧Ｎｂの関係があるとともに、該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１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
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１〜９のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記窪みが一方のシート面側に露出して配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学シートにさらに電磁波シールド、調色、反射防止、及び防眩から選ばれる少なくとも１つの作用を有する層が積層されることを特徴とする光学シート。
【請求項１３】
映像源、及び請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学シートが備えられ、
前記光学シートは、前記光学機能シート層のうち、前記窪みが設けられた側の層面が前記映像源側となるように配置されることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
映像源より観察者側に配置され、該映像源から出射された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形成され、光を吸収可能であるとともに光の一部は透過する光吸収部と、を有する光学機能シート層とされ、
シート厚方向断面における前記光吸収部の辺のうち、前記光学機能シート層の層面側となる辺の少なくとも一方が前記シート厚方向に曲線又は折れ線状に窪みを有することを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光吸収部を形成する材料が屈折率Ｎｂであり、前記窪み部分で前記光吸収部に接する部位が屈折率Ｎａであるときに、前記ＮｂとＮａとの間にＮｂ≧Ｎａの関係があ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】
前記光吸収部の前記窪みを有する辺の長さが、前記光吸収部が並列されるピッチに対して１０〜５０％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窪みを有する辺を底辺とする三角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項５】
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窪みを有する辺を長い下底、前記他方のシート面側に短い上底を具備する台形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項６】
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４又は５に記載の光学シート。
【請求項７】
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折れ線状、又は曲線からなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項８】
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１〜７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
前記プリズム部を形成する材料が屈折率Ｎｐであり、前記光吸収部を形成する材料が屈折率Ｎｂであるときに、前記ＮｐとＮｂとの間にＮｐ≧Ｎｂの関係があるとともに、該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１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
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１〜９のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記窪みが一方のシート面側に露出して配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学シートにさらに電磁波シールド、調色、反射防止、及び防眩から選ばれる少なくとも１つの作用を有する層が積層されることを特徴とする光学シート。
【請求項１３】
映像源、及び請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光学シートが備えられ、
前記光学シートは、前記光学機能シート層のうち、前記窪みが設けられた側の層面が前記映像源側となるように配置さ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１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３７７７２（Ｐ２０１２−１３７７７２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３２７９０（Ｐ２０１２−３２７９０）
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【分割の表示】特願２００７−２４７９７６（Ｐ２００７−２４７９７６）の分割
【原出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【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２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【分割の表示】特願２００７−２４７９７６（Ｐ２００７−２４７９７６）の分割
【原出願日】平成１９年９月２５日（２００７．９．２５）
【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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