光路制御フィルタ、及びこれを備えた画像表示装置
【課題】ディスプレイパネルの画素配列との干渉によるモアレ発生を防いだ光路制御フィルタと、これを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】光路制御フィルタ１０は、ストライプ状に光吸収部１ａと光透過部１ｂとが交互に配列した光路制御層１を備える。光吸収部１ａを上から見た遮光パターン１Ｐが、種パターン２Ｐから生成されてなり、この種パターンが、二つの分岐点Ｂの間を延びて光透過部に対応する透過領域の元になる開口領域Ａを閉領域として画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなる。この種パターンに平行四辺形の生成量域を定め、この中から左右を最短距離ぶ結ぶ境界線分を連結線分Ｌｃとして上から順番に抽出して遮光パターンとする。
【解決手段】光路制御フィルタ１０は、ストライプ状に光吸収部１ａと光透過部１ｂとが交互に配列した光路制御層１を備える。光吸収部１ａを上から見た遮光パターン１Ｐが、種パターン２Ｐから生成されてなり、この種パターンが、二つの分岐点Ｂの間を延びて光透過部に対応する透過領域の元になる開口領域Ａを閉領域として画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなる。この種パターンに平行四辺形の生成量域を定め、この中から左右を最短距離ぶ結ぶ境界線分を連結線分Ｌｃとして上から順番に抽出して遮光パターンとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好適にはディスプレイパネルに適用する光学フィルタとして光の進路を制御する光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置に関する。特に、ディスプレイパネルと組み合わせたときに、ディスプレイパネルの画素の配列周期との干渉によるモアレ（縞模様）が生じない光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種ディスプレイパネルを用いた、テレビジョン、電子看板、多機能携帯情報端末などの各種画像表示装置が実用化されている。また、ディスプレイパネルの観察者側には、ディスプレイパネルの画像光を、効果的に観察者に届けるために、光の進行方向を適切に拡散または集光する光路制御フィルタが、組み込まれている（特許文献１）。
光路制御フィルタは、画像光を適切に拡散し適切に集光すると共に、不要な外光を吸収することで正面輝度を向上させるコントラスト向上機能、視野角を適切に拡大または収束させる視野角制御機能などの光路制御機能を有する。
【０００３】
こうした光路制御フィルタは、不要光を吸収する柱状の光吸収部が層面に沿って一定の間隔を空けてストライプ状或いは格子状に多数配列し、この光吸収部の間に必要光を透過させる光透過部を設けた構造を有する光路制御層を備えている。
【０００４】
ところで、従来の光路制御フィルタは、光吸収部が一定の繰返周期で配列しているために、ディスプレイパネルと組み合わせて、画像表示装置としたときに、ディスプレイパネルを構成する画素の配列周期と干渉して、モアレ（縞模様）が生じることがある。
そこで、特許文献１のように、直線状或いは波状に伸びる光吸収部の配列方向を、ディスプレイパネルを構成する画素の配列方向に対して傾斜させ、バイアス角を設けることが知られている。こうしたモアレ防止のためにバイアス角を設ける手法は、光路制御フィルタに限らず、ディスプレイ関係では、プラズマディスプレイパネルの前面用電磁波遮蔽フィルタにおいても、特許文献２のように、その導電体メッシュの開口部の配列方向にバイアス角を設けることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１３３６０号公報
【特許文献２】特開昭６１−２００７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、モアレ防止のために、バイアス角を設ける手法は、設定する最適なバイアス角が、ディスプレイパネルの画素寸法、画素間寸法、画素の配列周期、光路制御フィルタでの光吸収部の寸法及び光吸収部間の寸法、光吸収部の配列周期の全てが関係する。このため、組み合わせるディスプレイパネルの画面サイズ毎にそれぞれ設計し、多数の仕様の光路制御フィルタが必要となり、製品歩留まりが低下するなどの問題があった。また、汎用品として製造できないため、生産効率が悪く、低コスト化の妨げになっていた。
【０００７】
この点に対する或る程度の改善策として、製造途中では製品毎にバイアス角を決めないで、図１４で示すように、連続帯状（ウェブ状）で、光吸収部４１の延在方向が流れ方向ＭＤに平行（繰返周期を有する配列方向は幅方向ＴＤに平行）な中間製品４０ｗから、枚葉状の光路制御フィルタ４０を、所要のバイアス角θに応じて流れ方向ＭＤに対して斜めに切り出す方法もある。
しかし、この方法は、図１４から見てとれるように、無駄部分４２が多いという問題がある。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、バイアス角を設けなくてもモアレが防止できる光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明では、次の様な構成の光路制御フィルタと画像表示装置とした。
（１）フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部と、この光吸収部同士の間の光透過部と、を有する光路制御層を備えた光路制御フィルタであって、
前記光吸収部をフィルタ面の法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部を透過領域とする遮光パターンが、種パターンから生成されてなり、
この種パターンが、
二つの分岐点の間を延びて前記透過領域の元になる開口領域を閉領域として画成する多数の境界線分から形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなるパターンであり、
前記遮光パターンが、
前記種パターンについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターンを生成するための生成領域として定め、この生成領域に対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向とを定め、
前記第１の方向に大局的に延在する遮光パターンを、
前記第２の方向における前記生成領域の一端から他端まで順番に、前記境界線分が前記生成領域の前記第２の方向に平行な二つの辺のうち一方の辺との交差点を開始点とし、他方の辺との交差点を終了点として定め、
前記第２の方向に前記一端から前記他端まで順番に、前記開始点と前記終了点とを最短距離で結ぶ境界線分の組を連結線分として選択し、この連結線分から外れた境界線分は消去して、この境界線分を挟んで対向する開口領域を連結して前記第１の方向に延在する前記透過領域とすることで、
前記光吸収部に対応する連結線分からなる遮光パターンとして生成されてなる、
光路制御フィルタ。
（２）前記光路制御層に透明基材が積層されている、前記（１）の光路制御フィルタ。
（３）ディスプレイパネルと、前記（１）または（２）の光路制御フィルタとを備える、画像表示装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光線の進路を制御する光路制御層が有する遮光パターンの線分が直線ではなくランダムな形状からなる線分であると共に、線分の配列に周期性が存在しないために、バイアス角を設定しなくても、モアレ発生を極めて効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光路制御フィルタの一実施形態における、遮光パターンを示す平面図（Ａ）と、光路制御フィルタの断面図（Ｂ）と、遮光パターンの種パターンを示す平面図（Ｃ）。
【図２】本発明による光路制御フィルタの別の一実施形態（透明基材付き）を示す断面図。
【図３】種パターンの一例を示す平面図。
【図４】種パターンで画成される開口領域の配置に、周期性を有する方向が存在しないことを説明する平面図。
【図５】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図６】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図７】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図８】決定された母点群の分散の程度を絶対座標系と相対座標系で説明する図。
【図９】決定された母点からボロノイ図を作成して種パターンを決定する方法を示す図。
【図１０】種パターンから遮光パターンを生成する方法を示す図。
【図１１】光吸収部の主切断面形状の各種例を示す断面図。
【図１２】種パターンが光路制御フィルタの寸法の１／３以上の大きさの単位パターン領域として繰り返された一例を示す平面図。
【図１３】本発明による画像表示装置の一実施形態を示す断面図。
【図１４】従来の光路制御フィルタが繰返周期を有するが故にバイアス角付きのものを切り出すときに生じる無駄を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１３】
〔Ａ〕用語の定義：
以下に、本発明において用いる主要な用語について、その定義をここで説明しておく。
【００１４】
「シート面」とは、シート状の光路制御フィルタ１０を全体的かつ大局的に見た場合において、この光路制御フィルタ１０の平面方向と一致する面のことを意味する。通常は、光路制御フィルタ１０の表面、裏面、又は表裏両面と平行な面となる。図１に於いては、ＸＹ平面又はこれと平行な面となる。
「主切断面形状」とは、「シート面」に立てた法線ｎに平行な断面のうち、光吸収部１ａ乃至はその遮光パターン１Ｐの注目部分における延在方向に直交する断面として定義される「主切断面」に於ける形状のことを意味する。
「平面視形状」とは、「シート面」に平行な面に於ける形状のことを意味する。言い換えると、「平面視形状」とは、「シート面」に立てた法線の方向から見た形状のことを意味する。
「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００１５】
〔Ｂ〕光路制御フィルタ：
図１は、本発明の一実施形態における光路制御フィルタ１０を示す。本実施形態における光路制御フィルタ１０は、形状がシート状の形態で、そのフィルタ面でもあるシート面はＸＹ平面に平行な面で、入光面及び出光面となっており、シート面の法線（ｎの）方向がＺ軸方向となっている。図１（Ａ）及び図１（Ｃ）は平面図、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＹ軸方向に平行な面における断面図である。
【００１６】
この光路制御フィルタ１０は、フィルタ面１ｓに沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部１ａと、この光吸収部１ａ同士の間の光透過部１ｂと、を有する光路制御層１を備える。光吸収部１ａは光吸収性材料で構成され、光透過部１ｂは光透過性材料で構成される。
前記光吸収部１ａは、この光吸収部１ａをフィルタ面１ｓの法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部１ｂを透過領域Ｔとする遮光パターン１Ｐが、図１（Ｃ）の平面図で示す種パターン２Ｐから生成されてなる。
【００１７】
この種パターン２Ｐは、二つの分岐点Ｂの間を延びて前記透過領域Ｔの元になる開口領域Ａを閉領域として画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でない。また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないパターンとなっている。
図１（Ｃ）では、点線で示す境界線分Ｌは、種パターン２Ｐにおける境界線分Ｌのうち、遮光パターン１Ｐに採用されなかった線分を示す。
【００１８】
したがって、この種パターン２Ｐから生成される遮光パターン１Ｐを呈する光吸収部１ａは、その延在方向での形状が直線状ではなくランダムで不規則な折線状で非周期的な形状であると共に、その配列周期にも周期性が存在しない。
このため、本実施形態による光路制御フィルタ１０は、ディスプレイパネルの画素の配列周期との干渉によるモアレを、バイアス角を設定しなくても、極めて効果的に防ぐことができる。
【００１９】
なお、本発明においては、図２の断面図で示す一実施形態の光路制御フィルタ１０のように、光路制御層１は、機械的強度を補強するため等を目的として、透明基材３を積層することができるなど、各種変形形態をとり得る。
【００２０】
以下、本発明に特徴的な遮光パターン１Ｐを有する光路制御層から詳細に説明する。
【００２１】
〔光路制御層〕
光路制御層１は、平面視形状が前記した特定のパターンからなる遮光パターン１Ｐを呈する柱状の光吸収部１ａと、この光吸収部１ａ以外の部分を占める光透過部１ｂとからなる。光吸収部１ａが不要光を吸収し、光透過部１ｂが必要光を透過させる。光吸収部１ａはランダム線状乃至折線状のの柱状形状であり、その大局的な延在方向を略平行にして、フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列される。この光吸収部１ａ同士の間が光透過部１ｂとなっている。この結果、光吸収部１ａと光透過部１ｂとが交互にストライプ状に配列している点では、従来の光路制御層と同じであるが、その平面視形状である遮光パターン１Ｐの不規則性において本発明は異なる。
【００２２】
光路制御層１を構成する光吸収部１ａ及び光透過部１ｂは、従来公知の材料及び形成法によることができる。そこで、これらについては後ほど説明することとし、先ず本発明の特徴的な要件である、光吸収部１ａが呈する遮光パターン１Ｐから説明する。
【００２３】
［遮光パターン］
遮光パターン１Ｐは、光吸収部１ａの平面視形状であり、ランダムで不規則な線状の線分が互いに間隔を空けて多数、非周期的に配列したパターンである。この遮光パターン１Ｐは、種パターン２Ｐから生成されてなるパターンである。
【００２４】
［種パターン］
種パターン２Ｐは、遮光パターン１Ｐがストライブ状のパターンであるのに対して、メッシュ状のパターンである。
【００２５】
［種パターンとこれにより画成される開口領域］
種パターン２Ｐは、光吸収部１ａを、シート面の法線方向（図１でＺ軸方向）から観察した場合における、光吸収部１ａの平面視形状である遮光パターン１Ｐの元になるパターンである。以下、この種パターン２Ｐについて、図３および図９を主として参照しながら説明する。
【００２６】
種パターン２Ｐは、図３に示す如く、二つの分岐点Ｂの間を延びて開口領域Ａを画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０、つまり、３．０以上で４．０未満であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないパターンとなっている。また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないパターンとなっている。
本発明において、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないことを、開口領域Ａが繰返周期を持つ方向が存在しない配列、とも言う。
【００２７】
図３および図９に示すように、種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、多数の分岐点Ｂを含んでいる。種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、両端において分岐点Ｂを形成する多数の境界線分Ｌから構成されている。すなわち、種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、二つの分岐点Ｂの間を延びる多数の境界線分Ｌから構成されている。そして、分岐点Ｂにおいて、境界線分Ｌが接続されていくことにより、開口領域Ａが画成されている。言葉を換えて言うと、境界線分Ｌで囲繞され、区画されて１つの閉領域としての開口領域Ａが画成されている。
【００２８】
なお、種パターン２Ｐは、開口領域Ａが繰返周期を持つ方向が存在しない配列となって、モアレを防ぐ効果が十分に発現される為には、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないようなパターンとすると良い。好ましくは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの５０％以上が互いにその面積及び形状が異なるようにする。より好ましくは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａを種パターン２Ｐの全域に亙って、全て互いにその面積及び形状が異なるようにする。これは、言い換えると、種パターン２Ｐに含まれる開口領域Ａのうち、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一となる開口領域Ａの形状及び面積がすべて同一ではなく、少なくとも一部は他と異なるものになると言うことを意味する。なお、ここで周囲を囲繞する境界線分Ｌの数とは、開口領域Ａが多角形である場合は、その多角形の角数（或いは辺数）と一致する。また、以上に於いて、２つの開口領域Ａ同士が互いに合同な図形であって且つその向きが異なる場合も、これらの２つの開口領域Ａの形状は互いに異なると見做す。
【００２９】
なお、図３および図９に示すように、ライン部Ｌｔが境界線分Ｌのみから構成されているため、開口領域Ａの内部に延び入って行き止まりとなるライン部Ｌｔは存在しない。このような態様によれば、光路制御層１に十分な不要光吸収機能と高い必要光透過機能とを同時に付与することを効果的に実現することできる。
【００３０】
一方、モアレの発生を防止するため、遮光パターン１Ｐの全領域の生成に対応する種パターン２Ｐは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないようになっている。モアレを確実に解消する為には、種パターン２Ｐの全領域がこのような領域のみから構成されていることが好ましい。本実施形態はこの様な構成からなる。本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、単に種パターン２Ｐのパターンを不規則化するのではなく、種パターン２Ｐの開口領域Ａが、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないように種パターン２Ｐのパターンを画成することにより、ディスプレイパネルの画素配列との干渉により生じ得るモアレを、極めて効果的に目立たなくさせることが出来ると判明した。
【００３１】
［繰返周期の不存在］
図４は、種パターン２Ｐで画成される多数の開口領域Ａが、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でない。そして、開口領域Ａに一定の周期で配置されている領域が存在せず、繰返周期が存在しない、言い換えると、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しない、ことを説明するＸＹ平面に平行なシート面に於ける平面図である。このシート面の面内において、同図では、任意の位置で任意の方向を向く一本の仮想的な直線ｄｉが選ばれている。
この一本の直線ｄｉが、ライン部Ｌｔの境界線分Ｌと交差し交差点が形成される。この交差点を、図面では図面左下から順に、交差点ｃ１，ｃ２，ｃ３，・・・・・，ｃ９として図示してある。隣接する交差点、例えば、交差点ｃ１と交差点ｃ２との距離が、前記或る一つの開口領域Ａの直線ｄｉ上での寸法ｔ１である。次に、寸法ｔ１の開口領域Ａに対して直線ｄｉ上で隣接する別の開口領域Ａについても、同様に、直線ｄｉ上での寸法ｔ２が定まる。そして、任意位置で任意方向の直線ｄｉについて、直線ｄｉと交差する境界線分Ｌとから、任意位置で任意方向の直線ｄｉと遭遇する多数の開口領域Ａについて、該直線ｄｉ上における寸法として、ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８が定まる。そして、ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８の数値の並びには、周期性が存在しない。
図４では、このｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８は、判り易い様に図面下方に、直線ｄｉと共に種パターン２Ｐとは分離して描いてある。
【００３２】
この直線ｄｉを図４で図示のものから任意の位置で任意の角度回転させて別の方向について各開口領域Ａの寸法ｔ１，ｔ２，・・を求めると、やはり図４の場合と同様、直線ｄｉ方向に対して繰返し周期性は見られない。
すなわち、このｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８の数値の並びの様に、境界線分Ｌで画成された開口領域Ａには繰返周期を持つ方向が存在しない。
言い換えると、開口領域Ａの配置において、任意位置を通る任意方向の仮想的線分ｄｉ上での開口領域Ａの寸法ｔｉの並びの数列が非周期関数となる。すなわち、ｔ（ｉ）＝ｔ（ｉ＋Ｍ）となるＭが存在しない（ｉ，Ｍはそれぞれ独立な正の整数）。
このように、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないことを、開口領域Ａが一定の繰返周期で並べられている方向が存在しない、と表現する。
【００３３】
さらに、本実施形態による光路制御フィルタ１０の光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐでは、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっている。このように一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっている場合、種パターン２Ｐの配列パターンを、直線がその延在方向を互いに平行にして一定の間隔で周期的配列した単純なストライプパターンの生成に繋がる正方格子パターン（Ｎ＝４．０）から大きく異なるパターンとすることができる。また、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０＜Ｎ＜４．０となっている場合には、ハニカム配列（Ｎ＝３．０）からも大きく異なるパターンとすることができる。そして、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎを３．０≦Ｎ＜４．０とした上で、開口領域Ａの配列を不規則化して、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が安定して存在しないようにすることが可能となり、その結果、モアレを極めて効果的に目立たなくさせることが可能となることが、確認された。
【００３４】
なお、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎは、厳密には、種パターン２Ｐ内に含まれる全ての分岐点Ｂについて、延び出す境界線分Ｌの数を調べてその平均値を算出することになる。ただし、実際的には、ライン部Ｌｔによって画成された一つ当たりの開口領域Ａの大きさ等を考慮した上で、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の全体的な傾向を反映し得ると期待される面積を持つ一区画（例えば、後述の寸法例で開口領域Ａが形成されている種パターン２Ｐにおいては、１０ｍｍ×１０ｍｍの部分）に含まれる分岐点Ｂについて延び出す境界線分Ｌの数を調べてその平均値を算出し、算出された値を当該種パターン２Ｐについての一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎとして取り扱うようにしてもよい。
【００３５】
実際に、図３に示された種パターン２Ｐでは、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０＜Ｎ＜４．０となっている。一例を挙げると、図３の種パターン２Ｐの場合、合計３８７個の分岐点Ｂについて計測したところ、境界線分Ｌが３本の分岐点Ｂが３７３個、境界線分Ｌが４本の分岐点Ｂが１４個であり（分岐する境界線分Ｌの数が５個以上の分岐点は０個）、分岐点Ｂから出る境界線分Ｌの平均本数（平均分岐数）は３．０４個であった。
【００３６】
［種パターンのパターン形状の作成方法］
ここで、本発明固有の上記種パターン２Ｐのパターンを作成する方法の一例を以下に説明する。
【００３７】
ここで説明する方法は、母点を決定する工程と、決定された母点からボロノイ図を作成する工程と、ボロノイ図における一つのボロノイ境界によって結ばれる二つのボロノイ点の間を延びる境界線分Ｌの経路を決定する工程と、決定された経路の太さを決定して各境界線分Ｌを画定して種パターン２Ｐ（ライン部Ｌｔ）のパターンを決定する工程と、を有している。以下、各工程について順に説明していく。なお、上述した図３に示されたパターンは、実際に以下に説明する方法で決定されたパターンである。
【００３８】
まず、母点を決定する工程について説明する。最初に、図５に示すように、絶対座標系Ｏ−Ｘ−Ｙ（この座標系Ｏ−Ｘ−Ｙは普通の２次元平面であるが、後述の相対座標と区別する為、頭に「絶対」を付記する）の任意の位置に一つ目の母点（以下、「第１の母点」と呼ぶ）ＢＰ１を配置する。次に、図６に示すように、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れた任意の位置に第２の母点ＢＰ２を配置する。言い換えると、第１の母点ＢＰ１を中心として絶対座標系ＸＹ上に位置する半径ｒの円の円周（以下、「第１の円周」と呼ぶ）上の任意の位置に、第２の母点ＢＰ２を配置する。次に、図７に示すように、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つ第２の母点ＢＰ２から距離ｒ以上離れた任意の位置に、第３の母点ＢＰ３を配置する。その後、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つその他の母点ＢＰ２，ＢＰ３から距離ｒ以上離れた任意の位置に、第４の母点を配置する。
【００３９】
このようにして、次の母点を配置することができなくなるまで、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に母点を配置していく。その後、第２の母点ＢＰ２を基準にしてこの作業を続けていく。すなわち、第２の母点ＢＰ２から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に、次の母点を配置する。第２の母点ＢＰ２を基準にして、次の母点を配置することができなくなるまで、第２の母点ＢＰ２から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に母点を配置していく。その後、基準となる母点を順に変更して、同様の手順で母点を形成していく。
【００４０】
以上の手順で、種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に母点を配置することができなくなるまで、母点を配置していく。種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に母点を配置することができなくなった際に、母点を作製する工程が終了する。ここまでの処理により、２次元平面（ＸＹ平面）に於いて不規則的に配置された母点群が、種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に一様に分散した状態となる。
【００４１】
このような工程で２次元平面（ＸＹ平面）内に分布された母点群ＢＰ１、ＢＰ２、・・、ＢＰ６（図８（Ａ）参照）について、個々の母点間の距離は一定では無く分布を有する。但し、任意の隣接する２母点間の距離Ｒの分布は完全なランダム分布（一様分布）でも無く、平均値ＲAVGを挾んで上限値ＲMAXと下限値ＲMINとの間の範囲ΔＲ＝ＲMAX−ＲMINの中で分布している。なお、ここで、隣接する２母点であるが、母点群ＢＰ１、ＢＰ２、・・からボロノイ図を作成した後、２つのボロノイ領域ＸＡが隣接していた場合に、その２つのボロノイ領域ＸＡの母点同士が隣接していると定義する。
【００４２】
即ち、ここで説明した母点群について、各母点を原点とする座標系（相対座標系ｏ−ｘ−ｙと呼称し、一方、現実の２次元平面を規定する座標系を絶対座標系Ｏ−Ｘ−Ｙと呼称する）上に、原点に置いた母点と隣接する全母点をプロットした図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、・・等のグラフを全母点について求める。そして、これら全部の相対座標系上の隣接母点群のグラフを、各相対座標系の原点ｏを重ね合わせて表示すると、図８（Ｄ）の如きグラフが得られる。この相対座標形上での隣接母点群の分布パターンは、母点群を構成する任意の隣接する２母点間の距離が０から無限大迄の一様分布では無く、原点ｏからの距離がＲAVG−ΔＲからＲAVG＋ΔＲ迄の有限の範囲（半径ＲMINからＲMAX迄のドーナツ形領域）内に分布していることを意味する。
なお、図８（Ｄ）からわかる様に、任意の１母点ＢＰから見た他の母点ＢＰの方位（角度）分布は等方的(乃至は略等方的)である。このことが、こうのした母点（群）ＢＰから生成される種パターン２Ｐに於ける開口領域Ａの方位（角度）分布が等方的(乃至は略等方的)となることに対応する。
【００４３】
以上の様にして、各母点間の距離を設定することによって、該母点群から以下に説明する方法で得られるボロノイ領域ＸＡ、更には、これから得られる開口領域Ａの大きさ（乃至は開口領域Ａの面積）の分布についても、一様分布（完全ランダム）では無く、有限の範囲内に分布したものとなる。
【００４４】
この様に構成することにより、種パターン２Ｐにおける、任意の一定の小面積内に占める複数の開口領域Ａのそれぞれの面積を合計した合計面積の面分布が、より均一化し明暗ムラが防止される。この面分布の面均一性が不足すると生じる明暗ムラを、実質上、目視不能とし、且つ種パターン２Ｐの非周期性によるモアレ防止性とも両立させる為には、開口領域Ａの大きさＤの最大値をＤMAX、最小値をＤMINとしたときに、当該大きさＤの分布範囲ΔＤ＝ＤMAX−ＤMINが大きさＤの平均値ＤAVGに対して、
０．１≦ΔＤ／ＤAVG≦０．６
より好ましくは、
０．２≦ΔＤ／ＤAVG≦０．４
とする。
【００４５】
ここで、開口領域Ａの大きさＤは、全ての開口領域Ａについて、以下の定義とする。
（１）或る一つの開口領域Ａに属する全ての分岐点Ｂ（多角形の場合は全頂点）を通る円が描ける場合は、この開口領域Ａの外接円直径を以って、大きさＤとする。
（２）或る一つの開口領域Ａに属する全ての分岐点Ｂ（多角形の場合は全頂点）を通る円が描け無い場合は、この開口領域Ａに属する２分岐点Ｂ間の距離の最大値（多角形の場合は最大の対角線長）を以って、大きさＤとする。
【００４６】
なお、以上の母点を決定する工程において、距離ｒの大きさを変化させることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを調節することができる。具体的には、距離ｒの大きさを小さくすることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを小さくすることができ、逆に距離ｒの大きさを大きくすることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを大きくすることができる。
【００４７】
次に、図９に示すように、配置された母点を基準にして、ボロノイ図を作成する。図９に示すように、ボロノイ図とは、隣接する２つの母点ＢＰ、ＢＰ間に垂直二等分線を引き、その各二等分線同士の交点で結ばれた線分で構成される図である。ここで、二等分線の線分をボロノイ境界ＸＢと呼び、ボロノイ境界ＸＢの端部をなすボロノイ境界ＸＢ同士の交点をボロノイ点ＸＰと呼び、ボロノイ境界ＸＢに囲まれた領域をボロノイ領域ＸＡと呼ぶ。
【００４８】
図９のように作成されたボロノイ図において、各ボロノイ点ＸＰが、種パターン２Ｐの分岐点Ｂをなすようにする。そして、一つのボロノイ境界ＸＢの端部をなす二つのボロノイ点ＸＰの間に、一つの境界線分Ｌを設ける。この際、境界線分Ｌは、図３に示された例のように二つのボロノイ点ＸＰの間を直線状に延びるように決定してもよいし、あるいは、他の境界線分Ｌと接触しない範囲で二つのボロノイ点ＸＰの間を種々の経路（例えば、円（弧）、楕円（弧）、抛物線、双曲線、正弦曲線、双曲線正弦曲線、楕円函数曲線、ベッセル関数曲線等の曲線状、折れ線状等の経路）で延びるようにしてもよい。なお、境界線分Ｌは、図３に示された例のように二つのボロノイ点ＸＰの間を直線状に延びるように決定した場合、各ボロノイ境界ＸＢが、境界線分Ｌを画成するようになる。
【００４９】
各境界線分Ｌの経路を決定した後、各境界線分Ｌの線幅（太さ）を決定する。境界線分Ｌの線幅は、作成された種パターン２Ｐから生成される遮光パターン１Ｐを呈する光路制御層１よって得られる不要光吸収性能と必要光透過機能性能とを勘案して、決定される。以上のようにして、種パターン２Ｐのパターンを決定することができる。
【００５０】
［種パターンから遮光パターンの生成］
図１０により、種パターン２Ｐから遮光パターン１Ｐを生成する方法を説明する。
最初に、種パターン２Ｐについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターン１Ｐを生成するための生成領域Ｗとして定める。本実施形態においては、この生成領域Ｗの平行四辺形として長方形を採用する。
なお、この生成領域Ｗは、得られる遮光パターン１Ｐを光路制御フィルタ１０として利用する際の該光路制御フィルタ１０の１枚（１使用単位）分の形状に対応する。
次に、この生成領域Ｗに対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向ｄ１と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向ｄ２とを定める。本実施形態においては、第１の方向ｄ１は図面左右方向（水平方向）とし、第２の方向ｄ２は図面上下方向（垂直方向）とする。また、生成領域Ｗには長方形を採用するので、第１の方向ｄ１と第２の方向ｄ２とは互いに直交する。
【００５１】
次に、第１の方向ｄ１に大局的に延在する遮光パターン１Ｐを、次の様にして生成する。
先ず、第２の方向ｄ２に平行な対向する二辺Ｗ２ｃ，Ｗ２ｄのうち一方の辺Ｗ２ｃと境界線分Ｌとの交差点を開始点Ｐｓとし、他方の辺Ｗ２ｄと境界線分Ｌとの交差点を終了点Ｐｅとして定める。同図では、開始点Ｐｓとして生成領域Ｗの一端Ｗ２ａ側から他端Ｗ２ｂに向けて順番に、Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・が定まり、同様に、終了点ＰｓとしてＰｅ１，Ｐｅ２，・・・が定まる。
次に、第２の方向ｄ２に一端Ｗ２ａから他端Ｗ２ｂまで順番に、各開始点Ｐｓｉと各終了点Ｐｅｉとを最短距離で結ぶ境界線分Ｌの組を連結線分Ｌｃｉとして順次選択していく。尚、ここでｉ＝１，２，３，・・は順番を表す自然数とする。同図では、開始点Ｐｓ１と終了点Ｐｅ１を連結する連結線分Ｌｃ１が選択され、次に、開始点Ｐｓ２と終了点Ｐｅ２を連結する連結線分Ｌｃ２が選択されていく。
こうして、最後に、前記連結線分Ｌｃから外れた境界線分Ｌは消去して、この境界線分Ｌを挟んで対向する開口領域Ａ同士を連結して第１の方向ｄ１に延在する透過領域Ｔとする。同図では、消去される境界線分Ｌを点線で示してある。
【００５２】
以上の結果、生成した複数の連結線分Ｌｃからなる遮光パターン１Ｐが生成される。
【００５３】
こうして、生成された遮光パターン１Ｐとなる様に、光吸収部１ａと光透過部１ｂとを備えた光路制御層１を形成することで、光路制御フィルタ１０が作製される。
【００５４】
以上のような本実施形態の遮光パターン１Ｐによれば、その元になる種パターン２Ｐが、二つの分岐点Ｂの間を延びて多数の開口領域Ａを画成する多数の境界線分Ｌから形成されており、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっており、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないようになっている。この結果、規則的（周期的）に画素が配列されたディスプレイパネルに、この種パターン２Ｐから生成された遮光パターン１Ｐを有する光路制御層１を備えた光路制御フィルタ１０を重ねたとしても、縞状の模様（モアレ、干渉縞）が視認され得る程度に発生することを効果的に防止することができる。
【００５５】
［光吸収部の主切断面形状と寸法］
光吸収部１ａの主切断面形状は、任意である。図１１に光吸収部１ａの主切断面形状の各種形状を例示する。前記図１を参照した実施形態では、図１１（１）の四角形状であった。この他、図１１（２）の三角形状や、図１１（３）の台形形状のような楔形状などもある。また、主切断面形状は、五角形形状、六角形形状等でも良く、或いは、図１１（４）、図１１（５）に示す、三角形や台形等の両方又は片方の斜辺が、折れ線化又は曲線化した形状（光吸収部１ａの外側に向かって凸形状或いは凹形状）等でも良い。
光吸収部１ａの高さ（厚み）は光透過部１ｂの厚みと同じで、光吸収部１ａと光透過部１ｂとが光路制御層１の層面の両面で面一となるものでもよいし、或いは光吸収部１ａの高さは光透過部１ｂの厚みよりも少なくてもよい（例えば光透過部１ｂの厚みの８０〜９９％の厚み）。
光吸収部１ａの主切断面形状は、要求される外光遮蔽特性に応じて設計する。
光吸収部１ａの主切断面形状の寸法は、一例を示せば、厚み（高さ）は５０〜２００μｍ程度、幅は１０〜５０μｍ程度、配列時の隙間は平均して５０〜１００μｍ程度である。
【００５６】
［光透過部の主切断面形状と寸法］
光透過部１ｂの主切断面形状は、光路制御層１のうち光吸収部１ａが占める部分を除いた相補的な形状及び寸法となる。
光透過部１ｂの厚みは、光路制御層１の厚みに通常等しく、例えば１００〜３００μｍ程度である。
【００５７】
〔光吸収部の材料〕
光吸収部１ａは、光吸収性の暗色材料で形成することができる。暗色材料としては有機材料、無機材料、いずれでも良い。有機材料としては、光吸収性色材を樹脂バインダに含有させた、塗料（乃至はインキ）等の暗色樹脂組成物を用いることができる。
該光吸収性色材は、光吸収性が高く暗色の、つまり低明度の有彩色或いは無彩色を呈する暗色色材を用いることができる。暗色の代表例は黒色であり、無彩色の黒色が画像表示の色に影響を与えず、また外光吸収が大きい点で好ましい。又、低明度の有彩色としては、茶褐色、紺色、臙脂色、深緑色等が挙げられる。なお、暗色色材としては、公知の色材、黒色で言えば、例えば、カーボンブラック、黒色酸化鉄等の黒色顔料、アニリンブラック等の黒色染料などを用いれば良い。また、暗色色材としては、これら暗色色材でアクリル樹脂粒子等を暗色に着色した暗色の樹脂粒子などでもよい。また、青色、黄色、赤色などの有彩色の色材を複数種類用いて混色により、暗色材料を黒色など無彩色乃至は有彩色の暗色としても良い。光吸収性色材の含有量は、樹脂分固形分１００質量部に対して例えば５〜１００質量部である。
樹脂バインダの樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂が使用できる。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、電子線や紫外線等で硬化する電離放射線硬化性樹脂があり、熱硬化性樹脂としては、２液硬化型ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、ポリエステル系、エポキシ系などの樹脂が挙げられる。なかでも、電離放射線硬化性樹脂は硬化が迅速で無溶剤にできる点などで好適な樹脂である。電離放射線としては、通常、紫外線、又は電子線が用いられる。
【００５８】
〔光透過部〕
光透過部１ｂは、画像光を透過させる光学要素である。
光透過部１ｂは、厚み方向では厚みが、光吸収部１ａの厚み以上で、面方向では光吸収部１ａ同士の間を埋めて光吸収部１ａを少なくとも側面から支持して（図１の光吸収部１ａと光透過部１ｂの厚みが同じ場合）機械的強度を補強すると共に画像光を透過させる光学要素である。光透過部１ｂは透明な樹脂層として形成することができる。
【００５９】
［材料］
光透過部１ｂを構成する樹脂としては、透明であれば基本的には特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂が使用できる。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、電子線や紫外線等で硬化する電離放射線硬化性樹脂があり、熱硬化性樹脂としては、２液硬化型ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、ポリエステル系、エポキシ系などの樹脂が挙げられる。なかでも、電離放射線硬化性樹脂は硬化が迅速で無溶剤にできる点などで好適な樹脂である。電離放射線としては、通常、紫外線、又は電子線が用いられる。
【００６０】
〔光路制御層の形成法〕
光路制御層１の形成は、例えば、電離放射線硬化性樹脂に電離放射線照射して重合させて形成する、いわゆるフォトポリマー法（別名２Ｐ法）で形成する。フォトポリマー法では、シリンダ状の成形型を使用すれば、透明基材３を連続シートで供給しながら連続的に成形できる点で、生産性に優れる成形方法である。
例えば、先ず最初に、透明基材３上に未硬化で液状の電離放射線硬化性樹脂を塗工し、形成された塗膜上に光吸収部１ａに対応する凹凸形状を表面に有する成形型を接触させた状態で該電離放射線硬化性樹脂に紫外線など電離放射線を照射してこれを硬化させた後、離型することによって表面に光吸收部１ａと逆凹凸形状の凹部を有する光透過部１ｂを形成する。次に、前記凹部の内部のみに、暗色材料の暗色インクをワイピング法で充填し固化させて光吸収部１ａを形成して、光路制御層１とする。
【００６１】
〔透明基材〕
本発明においては、図２で例示した様に、光路制御フィルタ１０は、その光路制御層１に透明基材３が積層されてもよい。透明基材３は、光路制御層１それ自身では機械的強度が不足する場合、光路制御層１の形成を容易にする場合などの為に、設けられる。
透明基材３としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル等からなる樹脂シート、ガラス、セラミックス等の無機板が用いられる。
【００６２】
〔その他の層〕
本発明においては、図示はしないが、光路制御フィルタ１０は、上記した以外のその他の層が積層されていても良い。例えば、機能層である。機能層としては、各種光学シートにおいて従来公知のものを適宜採用することができる。例えば、光学的機能を担う光学機能層として、反射防止層、防眩層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、ネオン光吸収層、着色層などが挙げられ、光学的ではない機能を担う非光学機能層として、電磁波遮蔽層、帯電防止層、防汚層、耐衝撃層、ハードコート層、粘着剤層、接着剤層などが挙げられる。それぞれの機能層の内容は、従来公知のものとすることができる。
光路制御フィルタ１０は、これらの機能層により、１または複数の機能を有するものとすることができる。複数の機能を設ける場合、それぞれの機能毎に１層を設けても良いし、複数の機能を１層で兼用して設けてもよい。
機能層の光路制御層１に対する位置は任意である。ただし、反射防止層は最外層として設けるなど機能層により自ずと位置が決まるものもある。
【００６３】
〔変形形態〕
本発明の光路制御フィルタ１０は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
【００６４】
［開口領域の形状］
開口領域Ａの形状は、少なくとも五角形と六角形とを含むことが好ましい。開口領域Ａに少なくとも五角形と六角形とを含むことによって、モアレを目立たなくさせることが出来ると共に、元になる種パターン２Ｐの粗密による明暗ムラもより確実に目立たなくさせることができる。更に好ましくは、開口領域Ａの形状が五角形、六角形、及び七角形を含む様にする。
例えば、図４に示した種パターン２Ｐについて、合計４６３１個の開口領域Ａ（多角形）について計測したところ、
３角形 ０個
４角形 ７９個
５角形 １１４１個
６角形 ２３８２個
７角形 ９２７個
８角形 ９４個
９角形 ８個
１０角形以上 ０個
であった。
なお、こののメッシュパターンについて、分岐点Ｂから出る境界線分Ｌの平均本数を計測したところ３．０７であった。
【００６５】
［単位パターン領域としての繰返し］
上述した実施形態では、光路制御フィルタ１０中の光路制御層１の全領域において、該光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが、この種パターン２Ｐによって画成される開口領域Ａが周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないようになっている例を説明した。しかしながら、図１２の様に、その内部に於いて光路制御層１が有する種パターン２Ｐの全領域が、単位パターン領域Ｓを複数集合して種パターン２Ｐの全領域が構成されるようにして、且つ各単位パターン領域Ｓ内に於いては、複数の開口領域Ａが、所定の繰返周期のないパターンで配列されている領域からなるようにしてもよい。
すなわち、この形態に於いては、種パターン２Ｐの全領域中に、局所的に見たときに、同一パターンで開口領域群が配列されてなる単位パターン領域Ｓを２箇所以上含むようになる。この場合、特定方向について、一定周期で４箇所以上の繰返しが無ければ、単位パターン領域Ｓ同士の繋ぎ目は実質上目立ち難く、無視し得る。もちろん、単位パターン領域Ｓ中でモアレは生じていない。この例において、一つの単位パターン領域Ｓ内における種パターン２Ｐのパターンは、例えば、図５〜図９を参照しながら説明したパターン作成方法と同様にして作成することができる。
【００６６】
特に最近では、ディスプレイパネルの大型化が進んでおり、この様な大画面のディスプレイパネルに対しては、光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが、複数の単位パターン領域Ｓの配列から構成されていて、且つ各々の単位パターン領域Ｓ内に於いては互いに同一のパターンで開口領域Ａが配列されている構成とした複数の単位パターン領域Ｓを含む形態とした方が、種パターン２Ｐのパターン作成を格段に容易化することが可能となる点において好ましい。
【００６７】
なお、特に一種類の単位パターン領域Ｓを図１２に示す様に縦横に複数配置する例においては、特定方向（図面縦方向と横方向の２方向）で単位パターン領域Ｓとしての繰返しが存在する。図１２の実施形態に於いては、横方向に繰返周期ＳＰ２、縦方向に繰返周期ＳＰ１を以って単位パターン領域Ｓが繰り返される。この条件下では、特定方向に於ける単位パターン領域Ｓの寸法をＬｓとし、該特定方向に延びる任意の直線ｄｊ上において単位パターン領域Ｓが寸法Ｌｓ内に開口領域ＡをＭ個有するとき、直線ｄｊ上の或る開口領域Ａに注目すると、直線ｄｊ上では開口領域Ａの個数がＭ個分だけ離れた位置には、全く同じ寸法ｔｊ及び形状の開口領域Ａが常に存在するという規則性を有する。すなわち、開口領域Ａの直線ｄｊ上での寸法ｔｊについて、直線ｄｊ上で順番に数えてｋ番目の寸法ｔｊ（ｋ）と、そこから更にＭ番目の（ｋ＋Ｍ）番目の寸法ｔｊ（ｋ＋Ｍ）とが同じとなる、ｔｊ（ｋ）＝ｔｊ（ｋ＋Ｍ）の関係が成立する（ｋ，Ｍはそれぞれ独立な正の整数）。
【００６８】
しかし、この規則性は、単位パターン領域Ｓとしての繰返周期（前記で言えば寸法Ｌｓがその繰返周期に該当する）に基づくものであり、開口領域Ａとしての周期性ではなく、各単位パターン領域Ｓ内に於いて開口領域Ａがその配置に周期性を上記特定方向に持つことではない。また、単位パターン領域Ｓとしての繰返周期は、ディスプレイパネルの画素配列の配列周期に対して寸法が例えば１０００倍以上異なる為に、モアレが発生する様な近い寸法関係にない。この関係は、該種パターン２Ｐから生成された遮光パターン１Ｐに於いても同様である。
【００６９】
図１２に示された例では、光路制御フィルタ１０が、同一の形状を有した六つの単位パターン領域Ｓに分割され、各単位パターン領域Ｓ内で、各光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが同一に構成されている。そして、六つの単位パターン領域Ｓは、図１２の縦方向（図の上下方向）に繰返周期ＳＰ１で三つの領域が並ぶとともに、図１２の横方向に繰返周期ＳＰ２で二つの領域が並ぶように配列されている。
【００７０】
〔Ｃ〕画像表示装置：
本発明による画像表示装置は、図１３に例示する実施形態例の様に、上記の様な光路制御フィルタ１０と、ディスプレイパネル２０とを少なくとも備える画像表示装置１００である。本画像表示装置１００は、上記ディスプレイパネル２０以外に、筐体（キャビネット）、入出力部品等の他、画像表示装置の用途に応じて、例えば、テレビジョン受像機の場合はチューナ等の、公知の各種部品を備える。これらのその他の構成要素は、特に制限はなく、用途に応じたものとなる。
ディスプレイパネル２０は、プラズマディスプレイパネル、液晶パネル、ＥＬ（電界発光）パネル等の平面画像を表示可能な表示パネルである。また、表示面が平面のブラウン管等でも良い。ディスプレイパネル２０としては、ディスプレイ駆動回路等の各種回路、該駆動回路とディスプレイパネル本体間の配線、これらを一体化するシャーシ、フレーム等を含んでいても良い。従って、ディスプレイパネル２０は、「ディスプレイモジュール」乃至は「パネルモジュール」等と呼ぶこともできる。
【００７１】
本光路制御フィルタ１０のディスプレイパネル２０に対する配置は、図１３（Ａ）の様に、ディスプレイパネル２０の画像を観察する観察者Ｖ側の前面側（画面側）でも良いし、これとは逆に、図示はしないが、ディスプレイパネル２０の背面側でも良いし、或いは前面側と背面側の両方の側でも良い。なお、背面側に配置する場合は、ディスプレイパネル２０を背面から照明する光源からの光を受けてディスプレイパネル２０を照明する為の部材となる。また、背面側に配置する場合は、画像コントラスト向上機能、視野角規制機能ではなく、光源からの光源光の集光機能などを発現する。
【００７２】
画像表示装置１００は、更に、図１３（Ｂ）の実施形態例で示すように、機能層３０を備えていても良い。機能層３０は、例えば光路制御フィルタ１０に属する層として説明した前記した機能層である。こうした機能層３０を有する光学部材が配置される。したがって、機能層３０は、例えば、電磁波遮蔽層などを有する光学フィルタ等である。機能層３０を配置する位置は、その機能に用途に応じた位置とする。図１３（Ｂ）は、本光路制御フィルタ１０がディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置された場合の形態である。図１３（Ｂ）は、ディスプレイパネル２０と、このディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置した光路制御フィルタ１０との間に、機能層３０を配置した形態である。この他、図示は省略するが、ディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置した光路制御フィルタ１０に対して、更にその観察者Ｖ側に機能層３０を配置する形態、ディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に光路制御フィルタ１０を配置し、機能層３０は逆にディスプレイパネル２０の背面側に配置する形態等があり得る。
【００７３】
図面では光路制御フィルタ１０、ディスプレイパネル２０、機能層３０のそれぞれは、互いに分離独立して間に空気層を介して配置した構成となっているが、間に透明樹脂の接着剤層を介して積層一体化しても良く、一体化により総厚みを減らすことができる。
【００７４】
以上のように、光路制御フィルタ１０を用いた画像表示装置１００とすることによって、光路制御層１の光吸収部１ａの周期的配列に起因するモアレ発生を解消すると共に、その配置の粗密による濃淡ムラも解消して、これらを両立させた画像表示装置とすることができる。
【００７５】
〔Ｄ〕用途：
本発明による光路制御フィルタ１０は、各種ディスプレイパネルの観察者側の前面（画面）側、或いは逆側の背面側に配置する用途が好適である。また、この光路制御フィルタ１０を備える画像表示装置１００は、テレビジョン受像機、測定機器や計器類、事務用機器、医療機器、電算機器、電話機、電子看板、遊戯機器、デジタルフォトフレーム等の画像表示装置として好適である。
この他、本発明による光路制御フィルタ１０は、住宅、店舗、学校、事務所、病院乃至医院等の建物の窓、透明な扉、透明な壁面乃至間仕切に貼着し、覗き見防止、日光の遮蔽等の機能を付与する用途にも使用出来る。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光路制御層
１ａ 光吸収部
１ｂ 光透過部
１Ｐ 遮光パターン
２Ｐ 種パターン
３ 透明基材
１０ 光路制御フィルタ
２０ ディスプレイパネル
４０ 従来の光路制御フィルタ
４１ （従来の）光吸収部
４２ 無駄部分
１００ 画像表示装置
Ａ 開口領域
Ｂ 分岐点
ＢＰ 母点
ｄ１ 前記第１の方向
ｄ２ 前記第２の方向
Ｌ 境界線分
Ｌｃ，Ｌｃ１，Ｌｃ２，・・・ 連結線分
Ｌｔ ライン部（境界線分の集合）
Ｐｅ，Ｐｅ１，Ｐｅ２，・・・ 終了点
Ｐｓ，Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・ 開始点
Ｓ 単位パターン領域
Ｔ 透過領域
Ｗ 生成領域
Ｗ２ａ 一端
Ｗ２ｂ 他端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好適にはディスプレイパネルに適用する光学フィルタとして光の進路を制御する光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置に関する。特に、ディスプレイパネルと組み合わせたときに、ディスプレイパネルの画素の配列周期との干渉によるモアレ（縞模様）が生じない光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種ディスプレイパネルを用いた、テレビジョン、電子看板、多機能携帯情報端末などの各種画像表示装置が実用化されている。また、ディスプレイパネルの観察者側には、ディスプレイパネルの画像光を、効果的に観察者に届けるために、光の進行方向を適切に拡散または集光する光路制御フィルタが、組み込まれている（特許文献１）。
光路制御フィルタは、画像光を適切に拡散し適切に集光すると共に、不要な外光を吸収することで正面輝度を向上させるコントラスト向上機能、視野角を適切に拡大または収束させる視野角制御機能などの光路制御機能を有する。
【０００３】
こうした光路制御フィルタは、不要光を吸収する柱状の光吸収部が層面に沿って一定の間隔を空けてストライプ状或いは格子状に多数配列し、この光吸収部の間に必要光を透過させる光透過部を設けた構造を有する光路制御層を備えている。
【０００４】
ところで、従来の光路制御フィルタは、光吸収部が一定の繰返周期で配列しているために、ディスプレイパネルと組み合わせて、画像表示装置としたときに、ディスプレイパネルを構成する画素の配列周期と干渉して、モアレ（縞模様）が生じることがある。
そこで、特許文献１のように、直線状或いは波状に伸びる光吸収部の配列方向を、ディスプレイパネルを構成する画素の配列方向に対して傾斜させ、バイアス角を設けることが知られている。こうしたモアレ防止のためにバイアス角を設ける手法は、光路制御フィルタに限らず、ディスプレイ関係では、プラズマディスプレイパネルの前面用電磁波遮蔽フィルタにおいても、特許文献２のように、その導電体メッシュの開口部の配列方向にバイアス角を設けることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１３３６０号公報
【特許文献２】特開昭６１−２００７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、モアレ防止のために、バイアス角を設ける手法は、設定する最適なバイアス角が、ディスプレイパネルの画素寸法、画素間寸法、画素の配列周期、光路制御フィルタでの光吸収部の寸法及び光吸収部間の寸法、光吸収部の配列周期の全てが関係する。このため、組み合わせるディスプレイパネルの画面サイズ毎にそれぞれ設計し、多数の仕様の光路制御フィルタが必要となり、製品歩留まりが低下するなどの問題があった。また、汎用品として製造できないため、生産効率が悪く、低コスト化の妨げになっていた。
【０００７】
この点に対する或る程度の改善策として、製造途中では製品毎にバイアス角を決めないで、図１４で示すように、連続帯状（ウェブ状）で、光吸収部４１の延在方向が流れ方向ＭＤに平行（繰返周期を有する配列方向は幅方向ＴＤに平行）な中間製品４０ｗから、枚葉状の光路制御フィルタ４０を、所要のバイアス角θに応じて流れ方向ＭＤに対して斜めに切り出す方法もある。
しかし、この方法は、図１４から見てとれるように、無駄部分４２が多いという問題がある。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、バイアス角を設けなくてもモアレが防止できる光路制御フィルタと、これを備えた画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明では、次の様な構成の光路制御フィルタと画像表示装置とした。
（１）フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部と、この光吸収部同士の間の光透過部と、を有する光路制御層を備えた光路制御フィルタであって、
前記光吸収部をフィルタ面の法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部を透過領域とする遮光パターンが、種パターンから生成されてなり、
この種パターンが、
二つの分岐点の間を延びて前記透過領域の元になる開口領域を閉領域として画成する多数の境界線分から形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなるパターンであり、
前記遮光パターンが、
前記種パターンについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターンを生成するための生成領域として定め、この生成領域に対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向とを定め、
前記第１の方向に大局的に延在する遮光パターンを、
前記第２の方向における前記生成領域の一端から他端まで順番に、前記境界線分が前記生成領域の前記第２の方向に平行な二つの辺のうち一方の辺との交差点を開始点とし、他方の辺との交差点を終了点として定め、
前記第２の方向に前記一端から前記他端まで順番に、前記開始点と前記終了点とを最短距離で結ぶ境界線分の組を連結線分として選択し、この連結線分から外れた境界線分は消去して、この境界線分を挟んで対向する開口領域を連結して前記第１の方向に延在する前記透過領域とすることで、
前記光吸収部に対応する連結線分からなる遮光パターンとして生成されてなる、
光路制御フィルタ。
（２）前記光路制御層に透明基材が積層されている、前記（１）の光路制御フィルタ。
（３）ディスプレイパネルと、前記（１）または（２）の光路制御フィルタとを備える、画像表示装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光線の進路を制御する光路制御層が有する遮光パターンの線分が直線ではなくランダムな形状からなる線分であると共に、線分の配列に周期性が存在しないために、バイアス角を設定しなくても、モアレ発生を極めて効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光路制御フィルタの一実施形態における、遮光パターンを示す平面図（Ａ）と、光路制御フィルタの断面図（Ｂ）と、遮光パターンの種パターンを示す平面図（Ｃ）。
【図２】本発明による光路制御フィルタの別の一実施形態（透明基材付き）を示す断面図。
【図３】種パターンの一例を示す平面図。
【図４】種パターンで画成される開口領域の配置に、周期性を有する方向が存在しないことを説明する平面図。
【図５】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図６】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図７】種パターンを設計する方法において、母点を決定する方法を示す図。
【図８】決定された母点群の分散の程度を絶対座標系と相対座標系で説明する図。
【図９】決定された母点からボロノイ図を作成して種パターンを決定する方法を示す図。
【図１０】種パターンから遮光パターンを生成する方法を示す図。
【図１１】光吸収部の主切断面形状の各種例を示す断面図。
【図１２】種パターンが光路制御フィルタの寸法の１／３以上の大きさの単位パターン領域として繰り返された一例を示す平面図。
【図１３】本発明による画像表示装置の一実施形態を示す断面図。
【図１４】従来の光路制御フィルタが繰返周期を有するが故にバイアス角付きのものを切り出すときに生じる無駄を説明する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１３】
〔Ａ〕用語の定義：
以下に、本発明において用いる主要な用語について、その定義をここで説明しておく。
【００１４】
「シート面」とは、シート状の光路制御フィルタ１０を全体的かつ大局的に見た場合において、この光路制御フィルタ１０の平面方向と一致する面のことを意味する。通常は、光路制御フィルタ１０の表面、裏面、又は表裏両面と平行な面となる。図１に於いては、ＸＹ平面又はこれと平行な面となる。
「主切断面形状」とは、「シート面」に立てた法線ｎに平行な断面のうち、光吸収部１ａ乃至はその遮光パターン１Ｐの注目部分における延在方向に直交する断面として定義される「主切断面」に於ける形状のことを意味する。
「平面視形状」とは、「シート面」に平行な面に於ける形状のことを意味する。言い換えると、「平面視形状」とは、「シート面」に立てた法線の方向から見た形状のことを意味する。
「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００１５】
〔Ｂ〕光路制御フィルタ：
図１は、本発明の一実施形態における光路制御フィルタ１０を示す。本実施形態における光路制御フィルタ１０は、形状がシート状の形態で、そのフィルタ面でもあるシート面はＸＹ平面に平行な面で、入光面及び出光面となっており、シート面の法線（ｎの）方向がＺ軸方向となっている。図１（Ａ）及び図１（Ｃ）は平面図、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＹ軸方向に平行な面における断面図である。
【００１６】
この光路制御フィルタ１０は、フィルタ面１ｓに沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部１ａと、この光吸収部１ａ同士の間の光透過部１ｂと、を有する光路制御層１を備える。光吸収部１ａは光吸収性材料で構成され、光透過部１ｂは光透過性材料で構成される。
前記光吸収部１ａは、この光吸収部１ａをフィルタ面１ｓの法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部１ｂを透過領域Ｔとする遮光パターン１Ｐが、図１（Ｃ）の平面図で示す種パターン２Ｐから生成されてなる。
【００１７】
この種パターン２Ｐは、二つの分岐点Ｂの間を延びて前記透過領域Ｔの元になる開口領域Ａを閉領域として画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でない。また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないパターンとなっている。
図１（Ｃ）では、点線で示す境界線分Ｌは、種パターン２Ｐにおける境界線分Ｌのうち、遮光パターン１Ｐに採用されなかった線分を示す。
【００１８】
したがって、この種パターン２Ｐから生成される遮光パターン１Ｐを呈する光吸収部１ａは、その延在方向での形状が直線状ではなくランダムで不規則な折線状で非周期的な形状であると共に、その配列周期にも周期性が存在しない。
このため、本実施形態による光路制御フィルタ１０は、ディスプレイパネルの画素の配列周期との干渉によるモアレを、バイアス角を設定しなくても、極めて効果的に防ぐことができる。
【００１９】
なお、本発明においては、図２の断面図で示す一実施形態の光路制御フィルタ１０のように、光路制御層１は、機械的強度を補強するため等を目的として、透明基材３を積層することができるなど、各種変形形態をとり得る。
【００２０】
以下、本発明に特徴的な遮光パターン１Ｐを有する光路制御層から詳細に説明する。
【００２１】
〔光路制御層〕
光路制御層１は、平面視形状が前記した特定のパターンからなる遮光パターン１Ｐを呈する柱状の光吸収部１ａと、この光吸収部１ａ以外の部分を占める光透過部１ｂとからなる。光吸収部１ａが不要光を吸収し、光透過部１ｂが必要光を透過させる。光吸収部１ａはランダム線状乃至折線状のの柱状形状であり、その大局的な延在方向を略平行にして、フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列される。この光吸収部１ａ同士の間が光透過部１ｂとなっている。この結果、光吸収部１ａと光透過部１ｂとが交互にストライプ状に配列している点では、従来の光路制御層と同じであるが、その平面視形状である遮光パターン１Ｐの不規則性において本発明は異なる。
【００２２】
光路制御層１を構成する光吸収部１ａ及び光透過部１ｂは、従来公知の材料及び形成法によることができる。そこで、これらについては後ほど説明することとし、先ず本発明の特徴的な要件である、光吸収部１ａが呈する遮光パターン１Ｐから説明する。
【００２３】
［遮光パターン］
遮光パターン１Ｐは、光吸収部１ａの平面視形状であり、ランダムで不規則な線状の線分が互いに間隔を空けて多数、非周期的に配列したパターンである。この遮光パターン１Ｐは、種パターン２Ｐから生成されてなるパターンである。
【００２４】
［種パターン］
種パターン２Ｐは、遮光パターン１Ｐがストライブ状のパターンであるのに対して、メッシュ状のパターンである。
【００２５】
［種パターンとこれにより画成される開口領域］
種パターン２Ｐは、光吸収部１ａを、シート面の法線方向（図１でＺ軸方向）から観察した場合における、光吸収部１ａの平面視形状である遮光パターン１Ｐの元になるパターンである。以下、この種パターン２Ｐについて、図３および図９を主として参照しながら説明する。
【００２６】
種パターン２Ｐは、図３に示す如く、二つの分岐点Ｂの間を延びて開口領域Ａを画成する多数の境界線分Ｌから形成され、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０、つまり、３．０以上で４．０未満であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないパターンとなっている。また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないパターンとなっている。
本発明において、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないことを、開口領域Ａが繰返周期を持つ方向が存在しない配列、とも言う。
【００２７】
図３および図９に示すように、種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、多数の分岐点Ｂを含んでいる。種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、両端において分岐点Ｂを形成する多数の境界線分Ｌから構成されている。すなわち、種パターン２Ｐのライン部Ｌｔは、二つの分岐点Ｂの間を延びる多数の境界線分Ｌから構成されている。そして、分岐点Ｂにおいて、境界線分Ｌが接続されていくことにより、開口領域Ａが画成されている。言葉を換えて言うと、境界線分Ｌで囲繞され、区画されて１つの閉領域としての開口領域Ａが画成されている。
【００２８】
なお、種パターン２Ｐは、開口領域Ａが繰返周期を持つ方向が存在しない配列となって、モアレを防ぐ効果が十分に発現される為には、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないようなパターンとすると良い。好ましくは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの５０％以上が互いにその面積及び形状が異なるようにする。より好ましくは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａを種パターン２Ｐの全域に亙って、全て互いにその面積及び形状が異なるようにする。これは、言い換えると、種パターン２Ｐに含まれる開口領域Ａのうち、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一となる開口領域Ａの形状及び面積がすべて同一ではなく、少なくとも一部は他と異なるものになると言うことを意味する。なお、ここで周囲を囲繞する境界線分Ｌの数とは、開口領域Ａが多角形である場合は、その多角形の角数（或いは辺数）と一致する。また、以上に於いて、２つの開口領域Ａ同士が互いに合同な図形であって且つその向きが異なる場合も、これらの２つの開口領域Ａの形状は互いに異なると見做す。
【００２９】
なお、図３および図９に示すように、ライン部Ｌｔが境界線分Ｌのみから構成されているため、開口領域Ａの内部に延び入って行き止まりとなるライン部Ｌｔは存在しない。このような態様によれば、光路制御層１に十分な不要光吸収機能と高い必要光透過機能とを同時に付与することを効果的に実現することできる。
【００３０】
一方、モアレの発生を防止するため、遮光パターン１Ｐの全領域の生成に対応する種パターン２Ｐは、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でないようになっている。モアレを確実に解消する為には、種パターン２Ｐの全領域がこのような領域のみから構成されていることが好ましい。本実施形態はこの様な構成からなる。本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、単に種パターン２Ｐのパターンを不規則化するのではなく、種パターン２Ｐの開口領域Ａが、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないように種パターン２Ｐのパターンを画成することにより、ディスプレイパネルの画素配列との干渉により生じ得るモアレを、極めて効果的に目立たなくさせることが出来ると判明した。
【００３１】
［繰返周期の不存在］
図４は、種パターン２Ｐで画成される多数の開口領域Ａが、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でない。そして、開口領域Ａに一定の周期で配置されている領域が存在せず、繰返周期が存在しない、言い換えると、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しない、ことを説明するＸＹ平面に平行なシート面に於ける平面図である。このシート面の面内において、同図では、任意の位置で任意の方向を向く一本の仮想的な直線ｄｉが選ばれている。
この一本の直線ｄｉが、ライン部Ｌｔの境界線分Ｌと交差し交差点が形成される。この交差点を、図面では図面左下から順に、交差点ｃ１，ｃ２，ｃ３，・・・・・，ｃ９として図示してある。隣接する交差点、例えば、交差点ｃ１と交差点ｃ２との距離が、前記或る一つの開口領域Ａの直線ｄｉ上での寸法ｔ１である。次に、寸法ｔ１の開口領域Ａに対して直線ｄｉ上で隣接する別の開口領域Ａについても、同様に、直線ｄｉ上での寸法ｔ２が定まる。そして、任意位置で任意方向の直線ｄｉについて、直線ｄｉと交差する境界線分Ｌとから、任意位置で任意方向の直線ｄｉと遭遇する多数の開口領域Ａについて、該直線ｄｉ上における寸法として、ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８が定まる。そして、ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８の数値の並びには、周期性が存在しない。
図４では、このｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８は、判り易い様に図面下方に、直線ｄｉと共に種パターン２Ｐとは分離して描いてある。
【００３２】
この直線ｄｉを図４で図示のものから任意の位置で任意の角度回転させて別の方向について各開口領域Ａの寸法ｔ１，ｔ２，・・を求めると、やはり図４の場合と同様、直線ｄｉ方向に対して繰返し周期性は見られない。
すなわち、このｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・・・・，ｔ８の数値の並びの様に、境界線分Ｌで画成された開口領域Ａには繰返周期を持つ方向が存在しない。
言い換えると、開口領域Ａの配置において、任意位置を通る任意方向の仮想的線分ｄｉ上での開口領域Ａの寸法ｔｉの並びの数列が非周期関数となる。すなわち、ｔ（ｉ）＝ｔ（ｉ＋Ｍ）となるＭが存在しない（ｉ，Ｍはそれぞれ独立な正の整数）。
このように、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないことを、開口領域Ａが一定の繰返周期で並べられている方向が存在しない、と表現する。
【００３３】
さらに、本実施形態による光路制御フィルタ１０の光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐでは、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっている。このように一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっている場合、種パターン２Ｐの配列パターンを、直線がその延在方向を互いに平行にして一定の間隔で周期的配列した単純なストライプパターンの生成に繋がる正方格子パターン（Ｎ＝４．０）から大きく異なるパターンとすることができる。また、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０＜Ｎ＜４．０となっている場合には、ハニカム配列（Ｎ＝３．０）からも大きく異なるパターンとすることができる。そして、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎを３．０≦Ｎ＜４．０とした上で、開口領域Ａの配列を不規則化して、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が安定して存在しないようにすることが可能となり、その結果、モアレを極めて効果的に目立たなくさせることが可能となることが、確認された。
【００３４】
なお、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎは、厳密には、種パターン２Ｐ内に含まれる全ての分岐点Ｂについて、延び出す境界線分Ｌの数を調べてその平均値を算出することになる。ただし、実際的には、ライン部Ｌｔによって画成された一つ当たりの開口領域Ａの大きさ等を考慮した上で、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の全体的な傾向を反映し得ると期待される面積を持つ一区画（例えば、後述の寸法例で開口領域Ａが形成されている種パターン２Ｐにおいては、１０ｍｍ×１０ｍｍの部分）に含まれる分岐点Ｂについて延び出す境界線分Ｌの数を調べてその平均値を算出し、算出された値を当該種パターン２Ｐについての一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎとして取り扱うようにしてもよい。
【００３５】
実際に、図３に示された種パターン２Ｐでは、一つの分岐点Ｂから延び出す境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０＜Ｎ＜４．０となっている。一例を挙げると、図３の種パターン２Ｐの場合、合計３８７個の分岐点Ｂについて計測したところ、境界線分Ｌが３本の分岐点Ｂが３７３個、境界線分Ｌが４本の分岐点Ｂが１４個であり（分岐する境界線分Ｌの数が５個以上の分岐点は０個）、分岐点Ｂから出る境界線分Ｌの平均本数（平均分岐数）は３．０４個であった。
【００３６】
［種パターンのパターン形状の作成方法］
ここで、本発明固有の上記種パターン２Ｐのパターンを作成する方法の一例を以下に説明する。
【００３７】
ここで説明する方法は、母点を決定する工程と、決定された母点からボロノイ図を作成する工程と、ボロノイ図における一つのボロノイ境界によって結ばれる二つのボロノイ点の間を延びる境界線分Ｌの経路を決定する工程と、決定された経路の太さを決定して各境界線分Ｌを画定して種パターン２Ｐ（ライン部Ｌｔ）のパターンを決定する工程と、を有している。以下、各工程について順に説明していく。なお、上述した図３に示されたパターンは、実際に以下に説明する方法で決定されたパターンである。
【００３８】
まず、母点を決定する工程について説明する。最初に、図５に示すように、絶対座標系Ｏ−Ｘ−Ｙ（この座標系Ｏ−Ｘ−Ｙは普通の２次元平面であるが、後述の相対座標と区別する為、頭に「絶対」を付記する）の任意の位置に一つ目の母点（以下、「第１の母点」と呼ぶ）ＢＰ１を配置する。次に、図６に示すように、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れた任意の位置に第２の母点ＢＰ２を配置する。言い換えると、第１の母点ＢＰ１を中心として絶対座標系ＸＹ上に位置する半径ｒの円の円周（以下、「第１の円周」と呼ぶ）上の任意の位置に、第２の母点ＢＰ２を配置する。次に、図７に示すように、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つ第２の母点ＢＰ２から距離ｒ以上離れた任意の位置に、第３の母点ＢＰ３を配置する。その後、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つその他の母点ＢＰ２，ＢＰ３から距離ｒ以上離れた任意の位置に、第４の母点を配置する。
【００３９】
このようにして、次の母点を配置することができなくなるまで、第１の母点ＢＰ１から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に母点を配置していく。その後、第２の母点ＢＰ２を基準にしてこの作業を続けていく。すなわち、第２の母点ＢＰ２から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に、次の母点を配置する。第２の母点ＢＰ２を基準にして、次の母点を配置することができなくなるまで、第２の母点ＢＰ２から距離ｒだけ離れ且つその他の母点から距離ｒ以上離れた任意の位置に母点を配置していく。その後、基準となる母点を順に変更して、同様の手順で母点を形成していく。
【００４０】
以上の手順で、種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に母点を配置することができなくなるまで、母点を配置していく。種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に母点を配置することができなくなった際に、母点を作製する工程が終了する。ここまでの処理により、２次元平面（ＸＹ平面）に於いて不規則的に配置された母点群が、種パターン２Ｐが形成されるべき領域内に一様に分散した状態となる。
【００４１】
このような工程で２次元平面（ＸＹ平面）内に分布された母点群ＢＰ１、ＢＰ２、・・、ＢＰ６（図８（Ａ）参照）について、個々の母点間の距離は一定では無く分布を有する。但し、任意の隣接する２母点間の距離Ｒの分布は完全なランダム分布（一様分布）でも無く、平均値ＲAVGを挾んで上限値ＲMAXと下限値ＲMINとの間の範囲ΔＲ＝ＲMAX−ＲMINの中で分布している。なお、ここで、隣接する２母点であるが、母点群ＢＰ１、ＢＰ２、・・からボロノイ図を作成した後、２つのボロノイ領域ＸＡが隣接していた場合に、その２つのボロノイ領域ＸＡの母点同士が隣接していると定義する。
【００４２】
即ち、ここで説明した母点群について、各母点を原点とする座標系（相対座標系ｏ−ｘ−ｙと呼称し、一方、現実の２次元平面を規定する座標系を絶対座標系Ｏ−Ｘ−Ｙと呼称する）上に、原点に置いた母点と隣接する全母点をプロットした図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、・・等のグラフを全母点について求める。そして、これら全部の相対座標系上の隣接母点群のグラフを、各相対座標系の原点ｏを重ね合わせて表示すると、図８（Ｄ）の如きグラフが得られる。この相対座標形上での隣接母点群の分布パターンは、母点群を構成する任意の隣接する２母点間の距離が０から無限大迄の一様分布では無く、原点ｏからの距離がＲAVG−ΔＲからＲAVG＋ΔＲ迄の有限の範囲（半径ＲMINからＲMAX迄のドーナツ形領域）内に分布していることを意味する。
なお、図８（Ｄ）からわかる様に、任意の１母点ＢＰから見た他の母点ＢＰの方位（角度）分布は等方的(乃至は略等方的)である。このことが、こうのした母点（群）ＢＰから生成される種パターン２Ｐに於ける開口領域Ａの方位（角度）分布が等方的(乃至は略等方的)となることに対応する。
【００４３】
以上の様にして、各母点間の距離を設定することによって、該母点群から以下に説明する方法で得られるボロノイ領域ＸＡ、更には、これから得られる開口領域Ａの大きさ（乃至は開口領域Ａの面積）の分布についても、一様分布（完全ランダム）では無く、有限の範囲内に分布したものとなる。
【００４４】
この様に構成することにより、種パターン２Ｐにおける、任意の一定の小面積内に占める複数の開口領域Ａのそれぞれの面積を合計した合計面積の面分布が、より均一化し明暗ムラが防止される。この面分布の面均一性が不足すると生じる明暗ムラを、実質上、目視不能とし、且つ種パターン２Ｐの非周期性によるモアレ防止性とも両立させる為には、開口領域Ａの大きさＤの最大値をＤMAX、最小値をＤMINとしたときに、当該大きさＤの分布範囲ΔＤ＝ＤMAX−ＤMINが大きさＤの平均値ＤAVGに対して、
０．１≦ΔＤ／ＤAVG≦０．６
より好ましくは、
０．２≦ΔＤ／ＤAVG≦０．４
とする。
【００４５】
ここで、開口領域Ａの大きさＤは、全ての開口領域Ａについて、以下の定義とする。
（１）或る一つの開口領域Ａに属する全ての分岐点Ｂ（多角形の場合は全頂点）を通る円が描ける場合は、この開口領域Ａの外接円直径を以って、大きさＤとする。
（２）或る一つの開口領域Ａに属する全ての分岐点Ｂ（多角形の場合は全頂点）を通る円が描け無い場合は、この開口領域Ａに属する２分岐点Ｂ間の距離の最大値（多角形の場合は最大の対角線長）を以って、大きさＤとする。
【００４６】
なお、以上の母点を決定する工程において、距離ｒの大きさを変化させることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを調節することができる。具体的には、距離ｒの大きさを小さくすることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを小さくすることができ、逆に距離ｒの大きさを大きくすることにより、一つあたりの開口領域Ａの大きさＤを大きくすることができる。
【００４７】
次に、図９に示すように、配置された母点を基準にして、ボロノイ図を作成する。図９に示すように、ボロノイ図とは、隣接する２つの母点ＢＰ、ＢＰ間に垂直二等分線を引き、その各二等分線同士の交点で結ばれた線分で構成される図である。ここで、二等分線の線分をボロノイ境界ＸＢと呼び、ボロノイ境界ＸＢの端部をなすボロノイ境界ＸＢ同士の交点をボロノイ点ＸＰと呼び、ボロノイ境界ＸＢに囲まれた領域をボロノイ領域ＸＡと呼ぶ。
【００４８】
図９のように作成されたボロノイ図において、各ボロノイ点ＸＰが、種パターン２Ｐの分岐点Ｂをなすようにする。そして、一つのボロノイ境界ＸＢの端部をなす二つのボロノイ点ＸＰの間に、一つの境界線分Ｌを設ける。この際、境界線分Ｌは、図３に示された例のように二つのボロノイ点ＸＰの間を直線状に延びるように決定してもよいし、あるいは、他の境界線分Ｌと接触しない範囲で二つのボロノイ点ＸＰの間を種々の経路（例えば、円（弧）、楕円（弧）、抛物線、双曲線、正弦曲線、双曲線正弦曲線、楕円函数曲線、ベッセル関数曲線等の曲線状、折れ線状等の経路）で延びるようにしてもよい。なお、境界線分Ｌは、図３に示された例のように二つのボロノイ点ＸＰの間を直線状に延びるように決定した場合、各ボロノイ境界ＸＢが、境界線分Ｌを画成するようになる。
【００４９】
各境界線分Ｌの経路を決定した後、各境界線分Ｌの線幅（太さ）を決定する。境界線分Ｌの線幅は、作成された種パターン２Ｐから生成される遮光パターン１Ｐを呈する光路制御層１よって得られる不要光吸収性能と必要光透過機能性能とを勘案して、決定される。以上のようにして、種パターン２Ｐのパターンを決定することができる。
【００５０】
［種パターンから遮光パターンの生成］
図１０により、種パターン２Ｐから遮光パターン１Ｐを生成する方法を説明する。
最初に、種パターン２Ｐについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターン１Ｐを生成するための生成領域Ｗとして定める。本実施形態においては、この生成領域Ｗの平行四辺形として長方形を採用する。
なお、この生成領域Ｗは、得られる遮光パターン１Ｐを光路制御フィルタ１０として利用する際の該光路制御フィルタ１０の１枚（１使用単位）分の形状に対応する。
次に、この生成領域Ｗに対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向ｄ１と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向ｄ２とを定める。本実施形態においては、第１の方向ｄ１は図面左右方向（水平方向）とし、第２の方向ｄ２は図面上下方向（垂直方向）とする。また、生成領域Ｗには長方形を採用するので、第１の方向ｄ１と第２の方向ｄ２とは互いに直交する。
【００５１】
次に、第１の方向ｄ１に大局的に延在する遮光パターン１Ｐを、次の様にして生成する。
先ず、第２の方向ｄ２に平行な対向する二辺Ｗ２ｃ，Ｗ２ｄのうち一方の辺Ｗ２ｃと境界線分Ｌとの交差点を開始点Ｐｓとし、他方の辺Ｗ２ｄと境界線分Ｌとの交差点を終了点Ｐｅとして定める。同図では、開始点Ｐｓとして生成領域Ｗの一端Ｗ２ａ側から他端Ｗ２ｂに向けて順番に、Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・が定まり、同様に、終了点ＰｓとしてＰｅ１，Ｐｅ２，・・・が定まる。
次に、第２の方向ｄ２に一端Ｗ２ａから他端Ｗ２ｂまで順番に、各開始点Ｐｓｉと各終了点Ｐｅｉとを最短距離で結ぶ境界線分Ｌの組を連結線分Ｌｃｉとして順次選択していく。尚、ここでｉ＝１，２，３，・・は順番を表す自然数とする。同図では、開始点Ｐｓ１と終了点Ｐｅ１を連結する連結線分Ｌｃ１が選択され、次に、開始点Ｐｓ２と終了点Ｐｅ２を連結する連結線分Ｌｃ２が選択されていく。
こうして、最後に、前記連結線分Ｌｃから外れた境界線分Ｌは消去して、この境界線分Ｌを挟んで対向する開口領域Ａ同士を連結して第１の方向ｄ１に延在する透過領域Ｔとする。同図では、消去される境界線分Ｌを点線で示してある。
【００５２】
以上の結果、生成した複数の連結線分Ｌｃからなる遮光パターン１Ｐが生成される。
【００５３】
こうして、生成された遮光パターン１Ｐとなる様に、光吸収部１ａと光透過部１ｂとを備えた光路制御層１を形成することで、光路制御フィルタ１０が作製される。
【００５４】
以上のような本実施形態の遮光パターン１Ｐによれば、その元になる種パターン２Ｐが、二つの分岐点Ｂの間を延びて多数の開口領域Ａを画成する多数の境界線分Ｌから形成されており、一つの分岐点Ｂから延びる境界線分Ｌの数の平均値Ｎが３．０≦Ｎ＜４．０となっており、且つ、周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないようになっている。この結果、規則的（周期的）に画素が配列されたディスプレイパネルに、この種パターン２Ｐから生成された遮光パターン１Ｐを有する光路制御層１を備えた光路制御フィルタ１０を重ねたとしても、縞状の模様（モアレ、干渉縞）が視認され得る程度に発生することを効果的に防止することができる。
【００５５】
［光吸収部の主切断面形状と寸法］
光吸収部１ａの主切断面形状は、任意である。図１１に光吸収部１ａの主切断面形状の各種形状を例示する。前記図１を参照した実施形態では、図１１（１）の四角形状であった。この他、図１１（２）の三角形状や、図１１（３）の台形形状のような楔形状などもある。また、主切断面形状は、五角形形状、六角形形状等でも良く、或いは、図１１（４）、図１１（５）に示す、三角形や台形等の両方又は片方の斜辺が、折れ線化又は曲線化した形状（光吸収部１ａの外側に向かって凸形状或いは凹形状）等でも良い。
光吸収部１ａの高さ（厚み）は光透過部１ｂの厚みと同じで、光吸収部１ａと光透過部１ｂとが光路制御層１の層面の両面で面一となるものでもよいし、或いは光吸収部１ａの高さは光透過部１ｂの厚みよりも少なくてもよい（例えば光透過部１ｂの厚みの８０〜９９％の厚み）。
光吸収部１ａの主切断面形状は、要求される外光遮蔽特性に応じて設計する。
光吸収部１ａの主切断面形状の寸法は、一例を示せば、厚み（高さ）は５０〜２００μｍ程度、幅は１０〜５０μｍ程度、配列時の隙間は平均して５０〜１００μｍ程度である。
【００５６】
［光透過部の主切断面形状と寸法］
光透過部１ｂの主切断面形状は、光路制御層１のうち光吸収部１ａが占める部分を除いた相補的な形状及び寸法となる。
光透過部１ｂの厚みは、光路制御層１の厚みに通常等しく、例えば１００〜３００μｍ程度である。
【００５７】
〔光吸収部の材料〕
光吸収部１ａは、光吸収性の暗色材料で形成することができる。暗色材料としては有機材料、無機材料、いずれでも良い。有機材料としては、光吸収性色材を樹脂バインダに含有させた、塗料（乃至はインキ）等の暗色樹脂組成物を用いることができる。
該光吸収性色材は、光吸収性が高く暗色の、つまり低明度の有彩色或いは無彩色を呈する暗色色材を用いることができる。暗色の代表例は黒色であり、無彩色の黒色が画像表示の色に影響を与えず、また外光吸収が大きい点で好ましい。又、低明度の有彩色としては、茶褐色、紺色、臙脂色、深緑色等が挙げられる。なお、暗色色材としては、公知の色材、黒色で言えば、例えば、カーボンブラック、黒色酸化鉄等の黒色顔料、アニリンブラック等の黒色染料などを用いれば良い。また、暗色色材としては、これら暗色色材でアクリル樹脂粒子等を暗色に着色した暗色の樹脂粒子などでもよい。また、青色、黄色、赤色などの有彩色の色材を複数種類用いて混色により、暗色材料を黒色など無彩色乃至は有彩色の暗色としても良い。光吸収性色材の含有量は、樹脂分固形分１００質量部に対して例えば５〜１００質量部である。
樹脂バインダの樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂が使用できる。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、電子線や紫外線等で硬化する電離放射線硬化性樹脂があり、熱硬化性樹脂としては、２液硬化型ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、ポリエステル系、エポキシ系などの樹脂が挙げられる。なかでも、電離放射線硬化性樹脂は硬化が迅速で無溶剤にできる点などで好適な樹脂である。電離放射線としては、通常、紫外線、又は電子線が用いられる。
【００５８】
〔光透過部〕
光透過部１ｂは、画像光を透過させる光学要素である。
光透過部１ｂは、厚み方向では厚みが、光吸収部１ａの厚み以上で、面方向では光吸収部１ａ同士の間を埋めて光吸収部１ａを少なくとも側面から支持して（図１の光吸収部１ａと光透過部１ｂの厚みが同じ場合）機械的強度を補強すると共に画像光を透過させる光学要素である。光透過部１ｂは透明な樹脂層として形成することができる。
【００５９】
［材料］
光透過部１ｂを構成する樹脂としては、透明であれば基本的には特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂が使用できる。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、電子線や紫外線等で硬化する電離放射線硬化性樹脂があり、熱硬化性樹脂としては、２液硬化型ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、ポリエステル系、エポキシ系などの樹脂が挙げられる。なかでも、電離放射線硬化性樹脂は硬化が迅速で無溶剤にできる点などで好適な樹脂である。電離放射線としては、通常、紫外線、又は電子線が用いられる。
【００６０】
〔光路制御層の形成法〕
光路制御層１の形成は、例えば、電離放射線硬化性樹脂に電離放射線照射して重合させて形成する、いわゆるフォトポリマー法（別名２Ｐ法）で形成する。フォトポリマー法では、シリンダ状の成形型を使用すれば、透明基材３を連続シートで供給しながら連続的に成形できる点で、生産性に優れる成形方法である。
例えば、先ず最初に、透明基材３上に未硬化で液状の電離放射線硬化性樹脂を塗工し、形成された塗膜上に光吸収部１ａに対応する凹凸形状を表面に有する成形型を接触させた状態で該電離放射線硬化性樹脂に紫外線など電離放射線を照射してこれを硬化させた後、離型することによって表面に光吸收部１ａと逆凹凸形状の凹部を有する光透過部１ｂを形成する。次に、前記凹部の内部のみに、暗色材料の暗色インクをワイピング法で充填し固化させて光吸収部１ａを形成して、光路制御層１とする。
【００６１】
〔透明基材〕
本発明においては、図２で例示した様に、光路制御フィルタ１０は、その光路制御層１に透明基材３が積層されてもよい。透明基材３は、光路制御層１それ自身では機械的強度が不足する場合、光路制御層１の形成を容易にする場合などの為に、設けられる。
透明基材３としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル等からなる樹脂シート、ガラス、セラミックス等の無機板が用いられる。
【００６２】
〔その他の層〕
本発明においては、図示はしないが、光路制御フィルタ１０は、上記した以外のその他の層が積層されていても良い。例えば、機能層である。機能層としては、各種光学シートにおいて従来公知のものを適宜採用することができる。例えば、光学的機能を担う光学機能層として、反射防止層、防眩層、紫外線吸収層、赤外線吸収層、ネオン光吸収層、着色層などが挙げられ、光学的ではない機能を担う非光学機能層として、電磁波遮蔽層、帯電防止層、防汚層、耐衝撃層、ハードコート層、粘着剤層、接着剤層などが挙げられる。それぞれの機能層の内容は、従来公知のものとすることができる。
光路制御フィルタ１０は、これらの機能層により、１または複数の機能を有するものとすることができる。複数の機能を設ける場合、それぞれの機能毎に１層を設けても良いし、複数の機能を１層で兼用して設けてもよい。
機能層の光路制御層１に対する位置は任意である。ただし、反射防止層は最外層として設けるなど機能層により自ずと位置が決まるものもある。
【００６３】
〔変形形態〕
本発明の光路制御フィルタ１０は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
【００６４】
［開口領域の形状］
開口領域Ａの形状は、少なくとも五角形と六角形とを含むことが好ましい。開口領域Ａに少なくとも五角形と六角形とを含むことによって、モアレを目立たなくさせることが出来ると共に、元になる種パターン２Ｐの粗密による明暗ムラもより確実に目立たなくさせることができる。更に好ましくは、開口領域Ａの形状が五角形、六角形、及び七角形を含む様にする。
例えば、図４に示した種パターン２Ｐについて、合計４６３１個の開口領域Ａ（多角形）について計測したところ、
３角形 ０個
４角形 ７９個
５角形 １１４１個
６角形 ２３８２個
７角形 ９２７個
８角形 ９４個
９角形 ８個
１０角形以上 ０個
であった。
なお、こののメッシュパターンについて、分岐点Ｂから出る境界線分Ｌの平均本数を計測したところ３．０７であった。
【００６５】
［単位パターン領域としての繰返し］
上述した実施形態では、光路制御フィルタ１０中の光路制御層１の全領域において、該光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが、この種パターン２Ｐによって画成される開口領域Ａが周囲を囲繞する境界線分Ｌの数が同一の開口領域Ａの面積及び形状は一定でなく、また、開口領域Ａの配置に周期性を有する方向が存在しないようになっている例を説明した。しかしながら、図１２の様に、その内部に於いて光路制御層１が有する種パターン２Ｐの全領域が、単位パターン領域Ｓを複数集合して種パターン２Ｐの全領域が構成されるようにして、且つ各単位パターン領域Ｓ内に於いては、複数の開口領域Ａが、所定の繰返周期のないパターンで配列されている領域からなるようにしてもよい。
すなわち、この形態に於いては、種パターン２Ｐの全領域中に、局所的に見たときに、同一パターンで開口領域群が配列されてなる単位パターン領域Ｓを２箇所以上含むようになる。この場合、特定方向について、一定周期で４箇所以上の繰返しが無ければ、単位パターン領域Ｓ同士の繋ぎ目は実質上目立ち難く、無視し得る。もちろん、単位パターン領域Ｓ中でモアレは生じていない。この例において、一つの単位パターン領域Ｓ内における種パターン２Ｐのパターンは、例えば、図５〜図９を参照しながら説明したパターン作成方法と同様にして作成することができる。
【００６６】
特に最近では、ディスプレイパネルの大型化が進んでおり、この様な大画面のディスプレイパネルに対しては、光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが、複数の単位パターン領域Ｓの配列から構成されていて、且つ各々の単位パターン領域Ｓ内に於いては互いに同一のパターンで開口領域Ａが配列されている構成とした複数の単位パターン領域Ｓを含む形態とした方が、種パターン２Ｐのパターン作成を格段に容易化することが可能となる点において好ましい。
【００６７】
なお、特に一種類の単位パターン領域Ｓを図１２に示す様に縦横に複数配置する例においては、特定方向（図面縦方向と横方向の２方向）で単位パターン領域Ｓとしての繰返しが存在する。図１２の実施形態に於いては、横方向に繰返周期ＳＰ２、縦方向に繰返周期ＳＰ１を以って単位パターン領域Ｓが繰り返される。この条件下では、特定方向に於ける単位パターン領域Ｓの寸法をＬｓとし、該特定方向に延びる任意の直線ｄｊ上において単位パターン領域Ｓが寸法Ｌｓ内に開口領域ＡをＭ個有するとき、直線ｄｊ上の或る開口領域Ａに注目すると、直線ｄｊ上では開口領域Ａの個数がＭ個分だけ離れた位置には、全く同じ寸法ｔｊ及び形状の開口領域Ａが常に存在するという規則性を有する。すなわち、開口領域Ａの直線ｄｊ上での寸法ｔｊについて、直線ｄｊ上で順番に数えてｋ番目の寸法ｔｊ（ｋ）と、そこから更にＭ番目の（ｋ＋Ｍ）番目の寸法ｔｊ（ｋ＋Ｍ）とが同じとなる、ｔｊ（ｋ）＝ｔｊ（ｋ＋Ｍ）の関係が成立する（ｋ，Ｍはそれぞれ独立な正の整数）。
【００６８】
しかし、この規則性は、単位パターン領域Ｓとしての繰返周期（前記で言えば寸法Ｌｓがその繰返周期に該当する）に基づくものであり、開口領域Ａとしての周期性ではなく、各単位パターン領域Ｓ内に於いて開口領域Ａがその配置に周期性を上記特定方向に持つことではない。また、単位パターン領域Ｓとしての繰返周期は、ディスプレイパネルの画素配列の配列周期に対して寸法が例えば１０００倍以上異なる為に、モアレが発生する様な近い寸法関係にない。この関係は、該種パターン２Ｐから生成された遮光パターン１Ｐに於いても同様である。
【００６９】
図１２に示された例では、光路制御フィルタ１０が、同一の形状を有した六つの単位パターン領域Ｓに分割され、各単位パターン領域Ｓ内で、各光路制御層１が有する遮光パターン１Ｐの元になる種パターン２Ｐが同一に構成されている。そして、六つの単位パターン領域Ｓは、図１２の縦方向（図の上下方向）に繰返周期ＳＰ１で三つの領域が並ぶとともに、図１２の横方向に繰返周期ＳＰ２で二つの領域が並ぶように配列されている。
【００７０】
〔Ｃ〕画像表示装置：
本発明による画像表示装置は、図１３に例示する実施形態例の様に、上記の様な光路制御フィルタ１０と、ディスプレイパネル２０とを少なくとも備える画像表示装置１００である。本画像表示装置１００は、上記ディスプレイパネル２０以外に、筐体（キャビネット）、入出力部品等の他、画像表示装置の用途に応じて、例えば、テレビジョン受像機の場合はチューナ等の、公知の各種部品を備える。これらのその他の構成要素は、特に制限はなく、用途に応じたものとなる。
ディスプレイパネル２０は、プラズマディスプレイパネル、液晶パネル、ＥＬ（電界発光）パネル等の平面画像を表示可能な表示パネルである。また、表示面が平面のブラウン管等でも良い。ディスプレイパネル２０としては、ディスプレイ駆動回路等の各種回路、該駆動回路とディスプレイパネル本体間の配線、これらを一体化するシャーシ、フレーム等を含んでいても良い。従って、ディスプレイパネル２０は、「ディスプレイモジュール」乃至は「パネルモジュール」等と呼ぶこともできる。
【００７１】
本光路制御フィルタ１０のディスプレイパネル２０に対する配置は、図１３（Ａ）の様に、ディスプレイパネル２０の画像を観察する観察者Ｖ側の前面側（画面側）でも良いし、これとは逆に、図示はしないが、ディスプレイパネル２０の背面側でも良いし、或いは前面側と背面側の両方の側でも良い。なお、背面側に配置する場合は、ディスプレイパネル２０を背面から照明する光源からの光を受けてディスプレイパネル２０を照明する為の部材となる。また、背面側に配置する場合は、画像コントラスト向上機能、視野角規制機能ではなく、光源からの光源光の集光機能などを発現する。
【００７２】
画像表示装置１００は、更に、図１３（Ｂ）の実施形態例で示すように、機能層３０を備えていても良い。機能層３０は、例えば光路制御フィルタ１０に属する層として説明した前記した機能層である。こうした機能層３０を有する光学部材が配置される。したがって、機能層３０は、例えば、電磁波遮蔽層などを有する光学フィルタ等である。機能層３０を配置する位置は、その機能に用途に応じた位置とする。図１３（Ｂ）は、本光路制御フィルタ１０がディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置された場合の形態である。図１３（Ｂ）は、ディスプレイパネル２０と、このディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置した光路制御フィルタ１０との間に、機能層３０を配置した形態である。この他、図示は省略するが、ディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に配置した光路制御フィルタ１０に対して、更にその観察者Ｖ側に機能層３０を配置する形態、ディスプレイパネル２０の観察者Ｖ側に光路制御フィルタ１０を配置し、機能層３０は逆にディスプレイパネル２０の背面側に配置する形態等があり得る。
【００７３】
図面では光路制御フィルタ１０、ディスプレイパネル２０、機能層３０のそれぞれは、互いに分離独立して間に空気層を介して配置した構成となっているが、間に透明樹脂の接着剤層を介して積層一体化しても良く、一体化により総厚みを減らすことができる。
【００７４】
以上のように、光路制御フィルタ１０を用いた画像表示装置１００とすることによって、光路制御層１の光吸収部１ａの周期的配列に起因するモアレ発生を解消すると共に、その配置の粗密による濃淡ムラも解消して、これらを両立させた画像表示装置とすることができる。
【００７５】
〔Ｄ〕用途：
本発明による光路制御フィルタ１０は、各種ディスプレイパネルの観察者側の前面（画面）側、或いは逆側の背面側に配置する用途が好適である。また、この光路制御フィルタ１０を備える画像表示装置１００は、テレビジョン受像機、測定機器や計器類、事務用機器、医療機器、電算機器、電話機、電子看板、遊戯機器、デジタルフォトフレーム等の画像表示装置として好適である。
この他、本発明による光路制御フィルタ１０は、住宅、店舗、学校、事務所、病院乃至医院等の建物の窓、透明な扉、透明な壁面乃至間仕切に貼着し、覗き見防止、日光の遮蔽等の機能を付与する用途にも使用出来る。
【符号の説明】
【００７６】
１ 光路制御層
１ａ 光吸収部
１ｂ 光透過部
１Ｐ 遮光パターン
２Ｐ 種パターン
３ 透明基材
１０ 光路制御フィルタ
２０ ディスプレイパネル
４０ 従来の光路制御フィルタ
４１ （従来の）光吸収部
４２ 無駄部分
１００ 画像表示装置
Ａ 開口領域
Ｂ 分岐点
ＢＰ 母点
ｄ１ 前記第１の方向
ｄ２ 前記第２の方向
Ｌ 境界線分
Ｌｃ，Ｌｃ１，Ｌｃ２，・・・ 連結線分
Ｌｔ ライン部（境界線分の集合）
Ｐｅ，Ｐｅ１，Ｐｅ２，・・・ 終了点
Ｐｓ，Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・ 開始点
Ｓ 単位パターン領域
Ｔ 透過領域
Ｗ 生成領域
Ｗ２ａ 一端
Ｗ２ｂ 他端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部と、この光吸収部同士の間の光透過部と、を有する光路制御層を備えた光路制御フィルタであって、
前記光吸収部をフィルタ面の法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部を透過領域とする遮光パターンが、種パターンから生成されてなり、
この種パターンが、
二つの分岐点の間を延びて前記透過領域の元になる開口領域を閉領域として画成する多数の境界線分から形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなるパターンであり、
前記遮光パターンが、
前記種パターンについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターンを生成するための生成領域として定め、この生成領域に対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向とを定め、
前記第１の方向に大局的に延在する遮光パターンを、
前記第２の方向における前記生成領域の一端から他端まで順番に、前記境界線分が前記生成領域の前記第２の方向に平行な二つの辺のうち一方の辺との交差点を開始点とし、他方の辺との交差点を終了点として定め、
前記第２の方向に前記一端から前記他端まで順番に、前記開始点と前記終了点とを最短距離で結ぶ境界線分の組を連結線分として選択し、この連結線分から外れた境界線分は消去して、この境界線分を挟んで対向する開口領域を連結して前記第１の方向に延在する前記透過領域とすることで、
前記光吸収部に対応する連結線分からなる遮光パターンとして生成されてなる、
光路制御フィルタ。
【請求項２】
前記光路制御層に透明基材が積層されている、請求項１記載の光路制御フィルタ。
【請求項３】
ディスプレイパネルと、請求項１または２記載の光路制御フィルタとを備える、画像表示装置。
【請求項１】
フィルタ面に沿って互いに間隔を空けてストライプ状に多数配列された柱状の光吸収部と、この光吸収部同士の間の光透過部と、を有する光路制御層を備えた光路制御フィルタであって、
前記光吸収部をフィルタ面の法線方向から見た平面視形状であり前記光透過部を透過領域とする遮光パターンが、種パターンから生成されてなり、
この種パターンが、
二つの分岐点の間を延びて前記透過領域の元になる開口領域を閉領域として画成する多数の境界線分から形成され、一つの分岐点から延びる境界線分の数の平均値Ｎが、３．０≦Ｎ＜４．０であり、且つ、周囲を囲繞する境界線分の数が同一の開口領域の面積及び形状は一定でない領域を含んでなるパターンであり、
前記遮光パターンが、
前記種パターンについて、対向する対辺が互いに平行な平行四辺形を前記遮光パターンを生成するための生成領域として定め、この生成領域に対して前記平行四辺形の任意の辺に平行な第１の方向と、前記任意の辺と交わる辺に平行な第２の方向とを定め、
前記第１の方向に大局的に延在する遮光パターンを、
前記第２の方向における前記生成領域の一端から他端まで順番に、前記境界線分が前記生成領域の前記第２の方向に平行な二つの辺のうち一方の辺との交差点を開始点とし、他方の辺との交差点を終了点として定め、
前記第２の方向に前記一端から前記他端まで順番に、前記開始点と前記終了点とを最短距離で結ぶ境界線分の組を連結線分として選択し、この連結線分から外れた境界線分は消去して、この境界線分を挟んで対向する開口領域を連結して前記第１の方向に延在する前記透過領域とすることで、
前記光吸収部に対応する連結線分からなる遮光パターンとして生成されてなる、
光路制御フィルタ。
【請求項２】
前記光路制御層に透明基材が積層されている、請求項１記載の光路制御フィルタ。
【請求項３】
ディスプレイパネルと、請求項１または２記載の光路制御フィルタとを備える、画像表示装置。
【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２０１３−６８８５５（Ｐ２０１３−６８８５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８３４１（Ｐ２０１１−２０８３４１）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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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