WO2023080245A1 - プリズム層、表示装置及び光学シートの製造方法 - Google Patents
プリズム層、表示装置及び光学シートの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023080245A1 WO2023080245A1 PCT/JP2022/041443 JP2022041443W WO2023080245A1 WO 2023080245 A1 WO2023080245 A1 WO 2023080245A1 JP 2022041443 W JP2022041443 W JP 2022041443W WO 2023080245 A1 WO2023080245 A1 WO 2023080245A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- light
- layer
- slope
- prism
- display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a prism layer, a display device, and an optical sheet.
- Display devices that display characters and images are required to have anti-glare performance that improves visibility by suppressing glare caused by the reflection of reflected light from outside.
- a sheet made of a transparent base material with a concave-convex shape in which asymmetrical triangular prisms are arranged side by side is attached to the front of the display, and the light that becomes glare due to the reflected light from the outside is visible.
- Techniques for releasing to the outside are known (see Patent Documents 1 to 3, for example).
- the display light Lda from the display traveling through the prism portion 1 is refracted upward by the lower slope 3 . Therefore, if the display light Lda traveling in the prism portion 1 is set to travel horizontally, the image or video can be seen clearly when viewed obliquely from above. An image or a video is produced by the weak display light Ldb that travels toward the lower slope 3 and is refracted by the lower slope 3 .
- the display light Ldc reflected by the upper slope 2 overlaps with the display light Lda, resulting in blurry images and videos.
- Patent Document 3 reflection on the upper slope 2 is suppressed by forming the upper slope 2 of the prism portion 1 into an uneven shape consisting of a group of fine parallel filaments and by forming the cross-sectional shape into a sawtooth shape. It is shown. Therefore, it is possible to suppress the reflection of the external light Lob and the reflection of the display light Ldc on the upper slope 2, but it is difficult to suppress the reflection of the external light Loc from below and efficiently emit the display light Lda to the front.
- Patent Document 4 has a louver structure in which line-shaped plate-like regions with different refractive indices are alternately arranged in parallel.
- it is necessary to laminate plate-like regions having different refractive indices and cut them, which complicates the manufacturing process and increases the cost of the manufactured film.
- the film described in Patent Document 5 is produced by forming a plurality of wedge-shaped grooves on both sides of a resin substrate with a mold roll and filling these grooves with a filler to form a light-shielding layer. be. Therefore, in order to manufacture this film, a large-scale facility equipped with a die roll for forming grooves in the resin base material is required, which increases the facility cost. Moreover, it is difficult to manufacture a film having a light shielding layer on only one side or a film having an oblique light shielding layer.
- Patent Documents 6 to 8 form a coating on an uneven substrate by, for example, vapor deposition or sputtering that requires an expensive vacuum process, or spraying that makes uniform coating difficult. For this reason, there is a possibility that the manufacturing cost will be high and the quality will be deteriorated.
- the fed base sheet is brought into close contact with the roll intaglio, and ionizing radiation is irradiated from above the base sheet.
- the ionizing radiation curable resin filled in the concave portions of the roll intaglio is adhered to the base sheet to form a triangular prism having a matte surface.
- This manufacturing method includes a rotating intaglio roll, a filling mechanism that fills the concave portions of the intaglio roll with an ionizing radiation-curable resin, a running mechanism that feeds out the base sheet and brings it into close contact with the intaglio roll and winds it, and applies ionizing radiation to the base sheet.
- a large-scale facility equipped with an ionizing radiation irradiation device for irradiation is required.
- the triangular prism is formed by winding the substrate sheet around the intaglio roll, it is difficult to process a hard substrate such as glass.
- the present invention provides a prism layer and a display device that can efficiently transmit display light forward while suppressing all reflected light, and easily manufactures an optical sheet having a plurality of optical functional layers.
- An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical sheet capable of
- the present invention consists of the following configurations (1) and (2).
- a prism layer in which a plurality of prism parts having a triangular cross-sectional view with corners protruding forward are arranged and which transmits display light of the display from the back surface to the front side,
- the prism portion has a first slope and a second slope that are inclined in a direction approaching each other toward the front,
- the first slope has a light shielding layer that shields light
- the second slope has an inclination angle ⁇ of 35° to 60° with respect to the first plane parallel to the back surface
- the refractive index of air is na and the refractive index of the prism layer is nm
- the traveling direction of the display light inside is set to the inclination angle ⁇ of the first slope. prism layer.
- the present invention has the following configuration (3).
- (3) A method for producing an optical sheet in which a plurality of parallel-arranged slopes are formed on the surface side of a translucent substrate, and an optical functional layer is formed on the slopes, Attaching a photocurable resin that is cured by irradiation of specific light to the surface of the base material; irradiating the light from the back surface of the base material to enter the base material, irradiating the light only on the slope, and forming the optical function layer made of the cured photocurable resin on the slope; A method for manufacturing an optical sheet.
- display light can be efficiently transmitted forward while suppressing all reflected light.
- an optical sheet having a plurality of optical functional layers can be easily produced.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a display device in which a prism layer according to this embodiment is provided on the display;
- FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a display device in which a prism layer according to this embodiment is provided on the display;
- FIG. 3 is a schematic diagram of a prism layer viewed from the side, for explaining the shape of a prism portion, etc.
- FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of the prism layer viewed from the side, explaining the reflection of external light in the prism layer.
- FIG. 4 is a schematic diagram of the prism layer viewed from the side, explaining the reflection of external light in the prism layer.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a display device in which a prism layer according to this embodiment is provided on the display
- FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of a display device in which a prism layer according to this embodiment is provided on the display
- FIG. 3 is a schematic diagram of a prism
- FIG. 4 is a schematic diagram of the prism layer viewed from the side, explaining how display light travels in the prism layer.
- 1 is a schematic front view of a display device with a prismatic layer;
- FIG. It is a schematic diagram explaining the generation
- 1 is a schematic diagram illustrating stripes formed by pixels of a display;
- FIG. 3 is a schematic diagram of a prism layer viewed from the side, explaining reflection of external light in a conventional prism layer.
- FIG. 10 is a schematic view of the prism layer viewed from the side, explaining how display light travels in the conventional prism layer.
- FIG. 10 is a schematic view of the prism layer viewed from the side, explaining how display light travels in the conventional prism layer.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a display device in which an optical sheet is provided on the display;
- FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a display device in which an optical sheet is provided on the display;
- FIG. 3 is a schematic diagram of the optical sheet viewed from the side, for explaining the shape and the like of the prism portion of the optical sheet.
- FIG. 4 is a schematic diagram of the optical sheet viewed from the side, explaining the reflection of external light on the optical sheet. It is a schematic sectional drawing of the base material explaining the manufacturing process of an optical sheet. It is a schematic sectional drawing of the base material explaining the manufacturing process of an optical sheet. It is a schematic sectional drawing of the base material explaining the manufacturing process of an optical sheet. It is a schematic sectional drawing of the base material explaining the manufacturing process of an optical sheet.
- FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of a substrate for explaining another embodiment of a method for manufacturing an optical sheet.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a portion of a substrate illustrating optical paths in the substrate;
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a part of a substrate for explaining optical paths in the substrate when using prisms.
- FIG. 1 and 2 are diagrams showing a display device 100 in which a prism layer 10 according to the present embodiment is provided on a display 20.
- FIG. 1 is a schematic perspective view
- FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view. .
- the prism layer 10 As shown in FIGS. 1 and 2 , the prism layer 10 according to this embodiment is superimposed on the front surface of the display 20 .
- This prism layer 10 is, for example, a transparent cover or film attached to the front surface of the display 20 , and the display 20 constitutes the display device 100 with the prism layer 10 superimposed thereon.
- the prism layer 10 is superimposed on the surface of the display 20 to obtain an anti-glare function on the surface of the display 20 .
- the display device 100 is formed in a rectangular shape in plan view, and is used with the bottom side facing downward and the screen on the front side standing vertically. Note that the display device 100 may be used in a state in which the screen is tilted upward or tilted downward in a planar direction, not limited to the vertical direction.
- the shape of the display device 100 there is also an irregular shape that is different from a rectangular shape in plan view.
- the display device 100 may be of a substantially rectangular type having arc-shaped corners or notches at the corners when viewed from above, a circular or elliptical type having a circular or elliptical shape when viewed from above, or a display device curved in the plane direction. There are various shapes such as types.
- the display device 100 is preferably used as a display device for a navigation system or an instrument panel mounted in a vehicle such as an automobile, for example. Note that the display device 100 is also used as various monitors such as monitors for notebook-type and desktop-type personal computers.
- the display 20 constituting the display device 100 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display.
- Organic EL displays include those using organic light-emitting diodes (OLEDs) and light-emitting polymers (LEPs).
- the display 20 has a display layer 22 having a plurality of pixels, a surface layer 23 covering the surface side of the display layer 22, and a back layer 24 covering the back side of the display layer 22.
- the surface layer 23 is, for example, a color filter, a polarizing film and a protective film
- the back layer 24 is, for example, a TFT liquid crystal layer, a polarizing film and a protective film.
- the rear layer 24 further includes a backlight.
- the display 20 is an organic EL display
- the surface layer 23 is a circularly polarizing film and protective layer
- the display layer 22 is a light-emitting layer
- the back layer 24 is a glass substrate with a mirror electrode for driving the organic EL.
- a layer containing a circularly polarizing film is referred to as a polarizing layer.
- a circularly polarizing film is generally used for the surface layer 23 in order to extinguish reflected light from the mirror electrodes of the back layer 24 .
- the prism layer 10 of the present embodiment it was found that reflected light from the mirror-like electrode can be prevented even without providing the surface layer 23 with a circularly polarizing film. This is because the external light incident from the second inclined surface 13 is refracted by the prism layer 10 and specularly reflected by the mirror-like electrode of the back layer 24, so that it reaches the prism layer 10 at an angle different from that of the refracted incident light.
- the display 20 that constitutes the display device 100 preferably has a pixel density of 120 ppi or more.
- the prism layer 10 is made of a translucent material such as transparent resin or glass.
- a plurality of prism portions 11 provided by forming a plurality of groove portions 16 are arranged in parallel in the prism layer 10 .
- the prism layer 10 is manufactured, for example, by forming grooves 16 in a substrate made of a translucent material and providing the prisms 11 thereon.
- the prism layer 10 is made of glass, chemically strengthened glass or physically strengthened glass may be used.
- injection molding of glass, resin, or the like, press molding, or a method of forming a shape by etching or grinding may be used.
- the prism layer 10 is arranged with the rear surface 15 superimposed on the front surface of the display 20 .
- the prism layer 10 transmits the display light Lda from the display 20 forward. Accordingly, images, videos, and the like displayed on the display 20 can be visually recognized on the front side of the display device 100 .
- the prism portion 11 provided by forming the groove portion 16 has a first slope 12 and a second slope 13 that slope forward with respect to the back surface 15 .
- the first slope 12 is arranged above and the second slope 13 is arranged below.
- the first slope 12 and the second slope 13 are slanted forward from the rear surface 15 in a direction approaching each other in a cross-sectional view.
- the prism portion 11 is formed in a triangular cross-sectional view in which a corner portion 14 formed by the first slope 12 and the second slope 13 protrudes forward.
- the first slope 12 of the prism portion 11 has a light shielding layer 12a made of at least one of a light absorbing layer and a light scattering layer on its surface.
- the light from the outside and the light from the inside are absorbed and scattered in the light shielding layer 12a without being reflected.
- a photocurable resin may be used for the light shielding layer 12a, and at least one of a light absorbing material that absorbs light, a light scattering material that scatters light, and a light reflecting material that reflects light is added to the photocurable resin. Agents are preferably contained.
- UV ink that is an ultraviolet curable resin, negative photoresist, etc., JP 2015-7737, JP 2020-76976, JP 2021-6493, Japan
- a configuration containing at least one additive such as a metal oxide fine particle, a conductive agent, an ultraviolet absorber, a near-infrared absorber, an initiator, and a surface conditioning material described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-103212 may also be used.
- Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-84592 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-272619, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-078742, etc.
- FIG. 3 is a schematic side view of the prism layer 10 for explaining the shape of the prism portion 11 and the like.
- a plane parallel to the back surface 15 is defined as a first surface S1
- a plane perpendicular to the back surface 15 is defined as a second surface S2.
- the display light Lda in order to emit a light beam parallel to the second surface S2, the display light Lda must be incident at an angle ⁇ with respect to the second surface S2.
- the relationship of ⁇ is represented by the following equations (1) and (2).
- nm refractive index of the prism layer 10
- the display light Lda from the display 20 entering from the rear surface 15 is set to travel parallel to the first slope 12 . That is, inside the prism layer 10, the display light Lda from the display 20 travels at an inclination angle ⁇ with respect to the second surface S2 perpendicular to the rear surface 15.
- the inclination angle ⁇ of the second slope 13 with respect to the first surface S1 parallel to the back surface 15 of the prism portion 11 is 35° to 60°.
- the inclination angle ⁇ of the first slope 12 with respect to the second surface S2 perpendicular to the rear surface 15 is ⁇ -sin ⁇ 1 ⁇ (na/nm) sin ⁇ 10°.
- the angle of the display light Lda traveling inside the prism layer 10 with respect to the second surface S2 is also set to the inclination angle ⁇ , similarly to the first inclined surface 12 .
- FIG. 4A and 4B are schematic diagrams of the prism layer 10 viewed from the side, respectively, explaining the reflection of external light in the prism layer 10.
- FIG. 5 is a schematic diagram of the prism layer 10 viewed from the side, explaining how display light travels in the prism layer 10. As shown in FIG.
- the first slope 12 has a light shielding layer 12a that absorbs and scatters light. Therefore, the external light that directly strikes the first slope 12 of the prism portion 11 is not reflected by the first slope 12, so that the external light is prevented from traveling forward as reflected light.
- FIG. 4B the external light Lod incident from the second slope 13 is refracted by the prism layer 10 and specularly reflected by the mirror-like electrode of the back layer 24 as described above. reaches the prismatic layer 10 at a different angle. Then, the external light Lod reaching the prism layer 10 is totally reflected by the second slope 13 and is absorbed by the light shielding layer 12a. Another external light Loe incident from the second slope 13 is refracted by the prism layer 10, specularly reflected by the mirror-like electrode of the back layer 24, and then directly absorbed by the light shielding layer 12a.
- FIG. 4B is a schematic diagram in which the circularly polarizing film is omitted, the same explanation can be applied to liquid crystals and OLEDs with the circularly polarizing film because reflection occurs in the same way at various interfaces.
- the display light Lda that enters the prism layer 10 from the display 20 and travels at an inclination angle ⁇ with respect to the second surface S2 is , and travels in parallel with the first slope 12 inclined at the inclination angle ⁇ . Therefore, the display light Lda reaches the second slope 13 without being blocked by the first slope 12 having the light shielding layer 12a, bends upward at the second slope 13, and is guided forward. Thereby, the display light Lda of the display 20 can be efficiently guided forward.
- part of the display light Ldc traveling through the prism layer 10 and reaching the first slope 12 is blocked by the light shielding layer 12a of the first slope 12, and is prevented from being guided forward. Therefore, on the front side, blurring of the display due to overlap of a part of the display light Ldc reflected by the first slope 12 with the display light Lda is suppressed, and images and videos are displayed clearly.
- the prism portion 11 has an inclination angle ⁇ of the second slope 13 with respect to the first surface S1 parallel to the back surface 15 of 35° to 60°. If the inclination angle ⁇ of the second slope 13 is smaller than 35°, the outside light Loc from below reflected by the second slope 13 tends to go forward, and the effect of suppressing the reflected light is reduced. Moreover, if the inclination angle ⁇ of the second slope 13 is greater than 60°, the reflectance of the display light Lda on the second slope 13 increases, resulting in a dark image or video.
- the inclination angle ⁇ of the second slope 13 with respect to the first surface S1 is preferably 30° to 60°, more preferably 40° to 55°, even more preferably 45° to 50°. Further, the inclination angle ⁇ of the first slope 12 with respect to the second surface S2 is more preferably ⁇ sin ⁇ 1 ⁇ (na/nm) sin ⁇ 5°.
- external light Loa Lob. Forward reflection of outside light from all directions such as Loc can be suppressed, and glare due to reflection of reflected light can be effectively suppressed to improve visibility.
- the traveling direction of the display light Lda inside is set to the inclination angle ⁇ of the first slope 12 having the light shielding layer 12a, the display light Lda is efficiently directed forward while suppressing the light shielding by the first slope 12. It is possible to clearly display an image or video by guiding the light to the .
- the prism layer 10 according to the present embodiment can suppress reflected light due to external light in all directions, for example, even if the prism layer 10 is superimposed on the display 20 at any angle, the You can get a good anti-glare function.
- the display device 100 including the prism layer 10 it is possible to suppress reflected light and efficiently guide the display light Lda forward.
- the prism layer 10 since it is possible to suppress reflected light due to external light in all directions, even if the prism layer 10 is superimposed on the display 20 while being inclined at all angles, a good anti-glare function can be obtained.
- moire may occur depending on the relationship between the inclination with respect to the display 20 , the pitch of the prism layer 10 , and the pixel pitch of the display 20 .
- the moire caused by superimposing the prism layer 10 on the display 20 becomes conspicuous when the inclination of the prism layer 10 with respect to the display 20 becomes a specific inclination angle ⁇ , which increases the pitch of the moire fringes.
- the pitch of the moire fringes becomes small, making it difficult to see them.
- this moire consists of moire fringes with a large number of pitches and directions at the same time. We have found that it is suppressed to the extent that it is not possible.
- Condition (1) Pmmax ( ⁇ , Pd, Pp) ⁇ 500 ⁇ m
- Condition (2) Pp ⁇ 20 ⁇ m where Pmmax: maximum value of pitch Pm of moire fringes
- Pd pixel pitch of display 20
- Pp pitch of prism portion 11
- ⁇ inclination angle of prism layer 10 with respect to display 20
- the prism layer 10 can obtain an anti-glare function regardless of the tilt angle ⁇ with respect to the display 20 .
- n1 is an integer.
- n2 is an integer.
- RGB stripe we assume an RGB stripe and assume that the pixels are arranged in a two-dimensional square grid. In this case, there is only one type of cycle for RGB pixels.
- the cycles of the R, G, B, W, Y, RGB, RGBY, and RGBW pixels may be different. If such pixel periods are different, similar calculations are performed for a particular pixel period or for all pixel periods.
- the period of pixels here is the minimum unit of repetition that can be filled with equal squares, and it is not limited to horizontal or vertical, and may be diagonal.
- Adjacent fringes are (1/1) Pd apart in the x-axis direction and (1/2) Pd apart in the y-axis direction, so they are represented as (1, 2). If this is generalized, the fringes spaced apart (1/h)Pd in the x-axis direction and (1/k)Pd in the y-axis direction can be represented as (h, k). Also, the pitch p1 of these fringes and the inclination ⁇ with respect to the x-axis can be expressed by the following equations (8) and (9).
- the conditions to be considered may change.
- the upper limit of l may change to 2 or 4, or the upper limits of h and k may change to 3, 4, 5, or 7, 8.
- the display device 100 including the prism layer 10 can exhibit the anti-glare function of the prism layer 10 while avoiding the problems of moire and diffraction.
- the maximum value Pmmax ( ⁇ , Pd, Pp) of the moire fringe pitch Pm is preferably 400 ⁇ m or less, more preferably 300 ⁇ m or less, and even more preferably 200 ⁇ m or less.
- the pitch Pp of the prism portions 11 is preferably 30 ⁇ m or more, more preferably 40 ⁇ m or more, even more preferably 50 ⁇ m or more, even more preferably 60 ⁇ m or more, and 70 ⁇ m. The above are particularly preferred.
- FIG. 12 is a schematic perspective view of the display device 101 in which the optical sheet 110 is provided on the display 120.
- FIG. FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view of the display device 101 in which the optical sheet 110 is provided on the display 120. As shown in FIG.
- the optical sheet 110 manufactured by the manufacturing method according to this embodiment is used, for example, as an antiglare sheet superimposed on the front surface of the display 120.
- FIG. Note that the optical sheet 110 to be manufactured is not limited to the display 120, and may be used by being attached to a window glass, a lighting fixture, or the like. In this example, an anti-glare sheet used for the display 120 will be exemplified and explained.
- the optical sheet 110 is, for example, a transparent cover or film attached to the front surface of the display 120, and the display 120 constitutes the display device 101 by superimposing the optical sheet 110.
- the optical sheet 110 is superimposed on the surface of the display 120 to obtain an anti-glare function on the surface of the display 120 .
- the display 120 constituting the display device 101 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display.
- Organic EL displays include those using organic light-emitting diodes (OLEDs) and light-emitting polymers (LEPs).
- the display 120 has a display layer 122 having a plurality of pixels, a surface layer 123 covering the surface side of the display layer 122, and a back layer 124 covering the back side of the display layer 122.
- the surface layer 123 is, for example, a color filter, a polarizing film and a protective film
- the back layer 124 is, for example, a TFT liquid crystal layer, a polarizing film and a protective film.
- the rear layer 124 further includes a backlight.
- the optical sheet 110 is made of a translucent material such as transparent resin or glass.
- a plurality of prism portions 111 provided by forming a plurality of groove portions 116 are arranged in parallel on the optical sheet 110 .
- the optical sheet 110 is arranged with the rear surface 115 superimposed on the front surface of the display 120 .
- the optical sheet 110 transmits the display light Ldx from the display 120 forward. As a result, images, videos, and the like displayed on the display 120 can be viewed on the front side of the display device 101 .
- the prism portion 111 provided by forming the groove portion 116 has a first slope (slope) 112 and a second slope (adjacent surface) 113 adjacent to the first slope 112 .
- the first slope 112 and the second slope 113 are inclined forward with respect to the back surface 115 in directions approaching each other.
- the first slope 112 is arranged above and the second slope 113 is arranged below.
- the first slope 112 and the second slope 113 are slanted forward from the rear surface 115 in a direction approaching each other in a cross-sectional view.
- the prism portion 111 is formed in a triangular cross-sectional view in which a corner portion 114 formed by the first slope 112 and the second slope 113 protrudes forward.
- the first slope 112 of the prism portion 111 has a light shielding layer 112a made of at least one of a light absorbing layer and a light scattering layer as an optical function layer on its surface.
- the first slope 112 the light from the outside and the light from the inside are absorbed and scattered in the light shielding layer 112a without being reflected.
- the second slope 113 is a translucent surface through which the display light Ldx passes.
- FIG. 14 is a schematic side view of the optical sheet 110 for explaining the shape of the prism portion 111 of the optical sheet 110 and the like.
- a plane parallel to the back surface 115 is defined as a first surface S1
- a plane perpendicular to the back surface 115 is defined as a second surface S2.
- the second slope 113 is inclined at an inclination angle ⁇ with respect to the first surface S1
- the first slope 112 is inclined at an inclination angle ⁇ with respect to the second surface S2.
- the second slope 113 has an inclination angle ⁇ of 35° to 60° with respect to the first surface S1 parallel to the rear surface 115.
- the display light Ldx which is incident inside from the display 120 and travels at an inclination of the inclination angle ⁇ with respect to the second surface S2, is the first display light Ldx inclined at an inclination of the inclination angle ⁇ with respect to the second surface S2. It progresses parallel to the slope 112 . Therefore, the display light Ldx reaches the second slope 113 without being blocked by the first slope 112 having the light shielding layer 112a, bends upward at the second slope 113, and is guided forward. Thereby, the display light Ldx of the display 120 can be efficiently guided forward.
- FIG. 15 is a schematic diagram of the optical sheet 110 viewed from the side, explaining the reflection of external light on the optical sheet 110.
- external light Lox and Loy from above or from the front hits the second slope 113 of the prism portion 111 .
- these external lights Lox and Loy are reflected by the second slope 113 and guided downward.
- a part of the external light Loy that is reflected and guided downward hits the first slope 112 having the light shielding layer 112a of the prism portion 111, thereby suppressing reflection. Therefore, external light Lox and Loy, which strikes the second slope 113 of the prism portion 111 from above or from the front, is suppressed from traveling forward as reflected light.
- the first slope 112 has a light shielding layer 112a that absorbs and scatters light. Therefore, the external light that directly strikes the first slope 112 of the prism portion 111 is not reflected by the first slope 112, and therefore the external light is suppressed from traveling forward as reflected light.
- 16 to 19 are schematic cross-sectional views of the substrate 130 for explaining the manufacturing process of the optical sheet 110, respectively.
- a plurality of grooves 116 are formed in parallel on the surface of a substrate 130 made of a sheet-like or film-like transparent material.
- a plurality of prism portions 111 arranged in parallel are formed on the base material 130 .
- Methods of molding the prism portion 111 include transfer, injection molding, press molding, and the like.
- chemically strengthened glass or physically strengthened glass may be used.
- an ultraviolet curable resin is used as the photocurable resin R in the post-process, it is preferable to use a transparent material having an ultraviolet transmittance of 30% or more as the substrate 130, for example.
- the base material 130 for example, a base material obtained by applying resin to a glass plate and imprint-molding it, or a base material obtained by laminating a resin sheet formed on a glass plate, or a base material in which glass and resin are combined is used. good too.
- the surface of the substrate 130 on which the prism portion 111 is formed is adhered to a photocurable resin R that is cured by irradiation with light.
- a photocurable resin R in this example, an ultraviolet curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays is used. Examples of this ultraviolet curable resin include UV ink and negative photoresist.
- the photocurable resin R contains at least one additive of a light absorbing material that absorbs light, a light scattering material that scatters light, and a light reflecting material that reflects light.
- light Luv composed of ultraviolet rays is irradiated from the rear surface 115 of the base material 130 having the photocurable resin R adhered to the molding side surface of the prism portion 111 to enter the base material 130 .
- the light Luv to be irradiated it is preferable to use, for example, collimated light composed of ultraviolet light with a wavelength of 370 nm and using an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
- the light Luv incident from the rear surface 115 at the incident angle ⁇ a enters the base material 130 at the refraction angle ⁇ b and travels inside the base material 130 .
- the incident angle ⁇ a is set so that the second slope 113 side of the light Luv traveling inside the base material 130 after being refracted at the refraction angle ⁇ b is parallel to the second slope 113 consisting of a plane.
- Light Luv is irradiated obliquely from above at an angle ⁇ c to the rear surface 115 of the . This allows the light Luv to irradiate only the first slope 112 without irradiating the second slope 113 .
- the photo-curing resin R is cured along the outer surface of the first slope 112 by the light Luv applied to the first slope 112 of the prism portion 111 .
- the light shielding layer 112a made of the cured photocurable resin R is formed on the surface of the first slope 112 of the prism portion 111 .
- Example resin removal step As shown in FIG. 19, the base material 130 after the formation of the light shielding layer 112a is removed from the photocurable resin R. Then, as shown in FIG. Then, excess uncured photo-curing resin R adhering to the surface of the base material 130 on the molding side of the prism portion 111 is removed with a solvent. As a result, it is possible to suppress inadvertent hardening of the excess photocurable resin R adhering to portions other than the first slope 112 . As a solvent for removing excess photocurable resin R, it is preferable to use various UV ink cleaning agents such as Branace (trade name) manufactured by Murakami Chemical Research Institute, for example.
- Branace trade name
- the solvent to be used it is required to dissolve the uncured photocurable resin R without dissolving the cured portion of the photocurable resin R and the base material 130 . If a photoresist is used, the uncured portion can be dissolved with an alkaline aqueous solution such as potassium hydroxide (KOH). In addition, you may accelerate
- KOH potassium hydroxide
- the optical sheet 110 having the light shielding layer 112a formed by curing the photocurable resin R only on the first slopes 112 of the prism portion 111 is obtained.
- the photocurable resin R is attached to the surface of the substrate 130, and the light Luv is irradiated from the back surface 115 of the substrate 130.
- the light Luv is made incident on the base material 130 to irradiate only the plurality of first slopes 112 to form the light shielding layer 112a formed by curing the photocurable resin R only on the plurality of first slopes 112 .
- the optical sheet 110 in which the plurality of light shielding layers 112a are arranged in parallel can be easily manufactured at low cost without using large-scale equipment or devices.
- the light shielding layer 112a is applied only to the first slopes 112 of the plurality of prism portions 111. can be formed to make the second slope 113 a transparent surface.
- the photocurable resin R is applied on the first slope 112 and the second slope 113 with a uniform film thickness, it is applied not from the rear surface 115 of the substrate 130 but from the first slope 112 and the second slope 113 side. Therefore, the second slope 113 can also be irradiated with UV.
- FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the substrate 130 for explaining the manufacturing process of the optical sheet 110 with another shape.
- the optical sheet 110 to be manufactured may have a prism portion 111 in which the second slope 113 bulges outward.
- the light Luv is incident from the back surface 115 of the base material 130 so that the second slope 113 side of the light Luv is parallel to the straight line A connecting both ends of the second slope 113 in cross section.
- the light Luv incident from the rear surface 115 is irradiated only on the first slope 112 without hitting the second slope 113 , and the light shielding layer 112 a is formed only on the first slope 112 .
- FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of the substrate 130 for explaining another embodiment of the method for manufacturing the optical sheet 110.
- FIG. FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of a portion of substrate 130 illustrating optical paths in substrate 130 .
- FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of a portion of substrate 130 illustrating the optical path in substrate 130 when prism 140 is used.
- a plurality of prism parts 111 having a small inclination angle ⁇ of the second slope 113 with respect to the first surface S1 parallel to the back surface 115 are formed on the base material 130 .
- the first slope 112 is substantially parallel to the second surface S2 perpendicular to the rear surface 115 .
- the refraction angle ⁇ b can only be increased up to the critical angle at maximum. Therefore, if the inclination angle ⁇ of the second slope 113 is small, the light Luv incident on the base material 130 is not guided along the second slope 113 in parallel and hits the second slope 113 .
- the photocurable resin R adhered to is cured.
- the limit of the refraction angle ⁇ b is approximately 42°. Therefore, when the inclination angle ⁇ of the second slope 113 is 25°, the light Luv incident on the base material 130 at the refraction angle ⁇ b is irradiated onto the second slope 113 .
- a prism 140 is used to adjust the irradiation direction of the light Luv.
- Prism 140 has surfaces 141 and 142 that are inclined with respect to each other at an inclination angle ⁇ . Then, one surface 141 of this prism 140 is brought into close contact with the rear surface 115 of the substrate 130 .
- the incident angle ⁇ a and the refraction angle ⁇ b of the light Luv incident on the substrate 130 from the one surface 141 of the prism 140 can be substantially the same.
- the incident angle ⁇ a and the refraction angle ⁇ b should be approximate. Therefore, as an intervening material to be interposed between the back surface 115 of the base material 130 and the one surface 141 of the prism 140, various transparent liquids and gel-like transparent substances can be used in addition to silicon oil.
- the prism 140 After the prism 140 is placed on the back surface 115 of the base material 130 in this way, the light Luv is made incident from the other surface 142 of the prism 140 . Then, the angle of refraction of the light Luv on the other surface 142 of the prism 140 becomes ⁇ b ⁇ , and the incident angle ⁇ d of the light Luv on the other surface 142 of the prism 140 can be reduced by the tilt angle ⁇ of the prism 140. . Therefore, the light Luv can be naturally incident on the other surface 142 of the prism 140, guided parallel to the second slope 113 with a small inclination angle ⁇ , and the light Luv can be irradiated only on the first slope 112. becomes.
- the following expression (11) represents the incident angle ⁇ d on the prism 140 when the refractive index of the base material 130 and the prism 140 is n.
- the incident angle ⁇ d on the other surface 142 of the prism 140 when the inclination angle ⁇ of the second slope 113 is 25° will be described assuming that the refractive index n of the base material 130 and the prism 140 is 1.5.
- the refraction angle ⁇ b of the light Luv incident from the back surface 115 of the base material 130 is 65°.
- the angle of refraction at the other surface 142 of the prism 140 is ⁇ b ⁇ , if the critical angle at the back surface 115 of the substrate 130 is 42°, the condition for the inclination angle ⁇ of the surfaces 141 and 142 of the prism 140 is , the following equation (12). Therefore, the tilt angle ⁇ is given by the following equation (13).
- the light Luv is inclined at the inclination angle ⁇ It is possible to irradiate the first slope 112 without irradiating the second slope 113 with a angle of 25°. Thereby, the light shielding layer 112a can be formed on the first slope 112.
- the incident angle ⁇ d of light Luv on the other surface 142 of the prism 140 is as follows based on equation (11). .
- ⁇ d 39.3°
- the inclination angle ⁇ c of the light Luv with respect to the back surface 115 of the base material 130 at this time is as follows.
- the light Luv is applied to the second slope 113 having an inclination angle ⁇ of 25°.
- the light shielding layer 112a can be formed on the first slope 112 by irradiating the first slope 112 without applying light.
- the photocurable resin R is applied on the first slope 112 and the second slope 113 with a uniform film thickness, it is applied not from the rear surface 115 of the substrate 130 but from the first slope 112 and the second slope 113 side. Therefore, the second slope 113 can also be irradiated with UV.
- the photo-curable resin R may be any other than ultraviolet rays.
- the photocurable resin R for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2015-7737, Japanese Patent Laid-Open No. 2020-76976, Japanese Patent Laid-Open No. 2021-6493, within a range that does not impair the effects of the present invention
- At least one additive such as a metal oxide fine particle, a conductive agent, an ultraviolet absorber, a near-infrared absorber, an initiator, and a surface conditioning material described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-103212 may be included. good.
- the light shielding layer 112a that absorbs and scatters the light from the outside and the light from the inside without being reflected is formed as an optical function layer on the first slope 112 of the prism portion 111 was exemplified.
- the optical function layer formed on the first slope 112 may have other optical functions.
- Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-84592 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-272619
- Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-078742 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-078742
- the optical sheet 110 to be manufactured is an antiglare sheet that is superimposed on the display 120.
- the manufacturing method of the present invention is applicable to a louver film, a mirror array, a wire grid polarizer, and the like. It is applicable to manufacture of various optical sheets.
- the groove 116 may be filled with a transparent resin over the entire depth direction.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make modifications and applications by combining each configuration of the embodiments with each other, based on the description of the specification and well-known techniques. It is also contemplated by the present invention that it falls within the scope of protection sought.
- the prism portion has a first slope and a second slope that are inclined in a direction approaching each other toward the front,
- the first slope has a light shielding layer that shields light
- the second slope has an inclination angle ⁇ of 35° to 60° with respect to the first plane parallel to the back surface
- the refractive index of air is na and the refractive index of the prism layer is nm
- a prism layer in which the traveling direction of the display light inside is set to the inclination angle ⁇ of the first slope.
- the prism layer of this configuration forward reflection of external light from all directions can be suppressed, and glare due to reflection of reflected light can be effectively suppressed to improve visibility. Further, by setting the traveling direction of the display light inside to the inclination angle ⁇ of the first slope having the light shielding layer, the display light is efficiently guided forward while suppressing light shielding by the first slope, Images and videos can be displayed clearly.
- the light-shielding layer comprises at least one of a light-absorbing layer that absorbs light and a light-scattering layer that scatters light.
- the light that reaches the first slope can be absorbed or scattered by the light shielding layer, and can be shielded satisfactorily.
- a display device wherein the prism layer according to (1) or (2) is superimposed on the front surface of the display. According to the display device having this configuration, the glare caused by reflection of reflected light can be effectively suppressed, and the display device can clearly display images and videos.
- the inclination angle of the prism layer with respect to the display is ⁇
- the pixel pitch of the display is Pd
- the pitch of the prism portion is Pp
- the pitch of generated moire fringes is Pm
- the maximum value of the moire fringe pitch Pm is When Pmmax ( ⁇ , Pd, Pp), Pmmax ( ⁇ , Pd, Pp) ⁇ 500 ⁇ m Pp ⁇ 20 ⁇ m
- the display device according to (3) which satisfies: According to the display device having this configuration, since the maximum value Pmmax ( ⁇ , Pd, Pp) of the pitch Pm of the moire fringes is 500 ⁇ m or less, the moire can be suppressed to an unrecognizable level. Also, by setting the pitch Pp of the prism portion to 20 ⁇ m or more, it is possible to suppress the occurrence of iridescence due to the influence of diffraction.
- the display is an organic EL display without a polarizing layer;
- the display device according to (3) to (5) According to the display device having this configuration, in an organic EL display that does not have a polarizing layer, the anti-glare function of the prism layer can be exhibited, and the problems of moire and diffraction can be avoided.
- a photocurable resin is attached to the surface of the base material, light is irradiated from the back surface of the base material to be incident on the base material, and only the plurality of inclined surfaces are irradiated with the light.
- An optical function layer is formed by curing a photocurable resin only on a plurality of slopes.
- the substrate has a plurality of prism portions on its surface side, in which the slope and adjacent surfaces adjacent to the slope protrude forward and close to each other;
- the optical function layer made of the photocurable resin cured only on the slope is formed by guiding the light incident from the rear surface of the base material along the adjacent surface and irradiating the slope.
- the prism portion has the planar adjacent surface;
- the method for manufacturing an optical sheet having this configuration the light is incident from the rear surface of the base material so that the adjacent surface side of the light traveling through the base material is parallel to the planar adjacent surface.
- the prism portion has the adjacent surface that bulges outward; (8), wherein the light is incident from the rear surface of the base material so that the adjacent surface side of the light traveling through the base material is parallel to a straight line connecting both ends of the adjacent surface in a cross-sectional view.
- a method for manufacturing an optical sheet According to the method for manufacturing an optical sheet having this configuration, the light is incident from the rear surface of the base material so that the adjacent surface side of the light traveling through the base material is parallel to the straight line connecting both ends of the adjacent surfaces in a cross-sectional view. .
- one surface of a prism having two mutually inclined surfaces is brought into close contact with the back surface of the substrate;
- Production method According to the method for manufacturing an optical sheet having this configuration, one surface of a prism having two mutually inclined surfaces is brought into close contact with the back surface of the base material, and the other surface of the prism is irradiated with light to obtain light through the prism. to make the light incident on the back surface of the substrate. This makes it possible to irradiate the inclined surface of the base material with light even under conditions where it is difficult to directly enter the light from the rear surface of the base material and irradiate the inclined surface with light due to the large incident angle.
- Production method According to the method for manufacturing an optical sheet having this configuration, by removing the uncured photocurable resin adhering to the base material, for example, excessive photocurable resin adhering to portions other than the inclined surface may be inadvertently cured. can be suppressed, and a high-quality optical sheet can be manufactured.
- the photocurable resin contains at least one additive selected from metal oxide fine particles, a conductive agent, an ultraviolet absorber, a near-infrared absorber, an initiator, and a surface conditioning material;
- Antireflection layer, light collecting layer, light scattering layer, hole blocking layer, electron blocking layer, hole injection layer, electron injection layer, exciton blocking layer, UV absorbing layer, light reflecting layer and wavelength converting layer The method for producing an optical sheet according to any one of (7) to (15), wherein the optical functional layer having at least one optical functionality is formed. According to the method for producing an optical sheet having this configuration, the antireflection layer, the light collecting layer, the light scattering layer, the hole blocking layer, the electron blocking layer, the hole injection layer, the electron injection layer, the exciton blocking layer, and the UV absorbing layer , a multi-functional optical sheet having at least one optical functional layer of a light reflecting layer and a wavelength converting layer.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
本発明の一態様は、角部(14)が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部(11)が配列され、ディスプレイ(20)の表示光(Lda)を背面(15)から前方側へ透過させるプリズム層(10)であって、プリズム部(11)は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面(12)及び第2斜面(13)を有し、第1斜面(12)は、光を遮光する遮光層(12a)を有し、第2斜面(13)は、背面(15)と平行な第1面(S1)に対する傾斜角度(α)が35°~60°とされ、第1斜面(12)は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、背面(15)と垂直な第2面(S2)に対する傾斜角度(β)が、β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°となり、内部における表示光(Lda)の進行方向が、第1斜面(12)の傾斜角度(β)に設定される、プリズム層に関する。
Description
本発明は、プリズム層、表示装置及び光学シートの製造方法に関する。
文字や画像を表示する表示装置では、外光の反射光の映り込みによる眩しさ(グレア)を抑えて視認性を向上させるアンチグレア性能が要求されている。
この反射光の映り込みを抑えるために、左右非対称の三角柱プリズムを並列させた凹凸形状を有する透明基材からなるシートをディスプレイの前面に貼り付け、外光の反射光で眩光となる光を視野外へ逃がす技術が知られている(例えば、特許文献1~3参照)。
また、従来より、複数の膜や層を有し、ディスプレイや窓ガラスに重ね合わされることにより、膜や層によって光の反射の抑制、偏光あるいは遮光などを行うフィルム、カバー、パネルあるいは偏光子などのシートが開発されている(例えば、特許文献3~8)。
(第1の課題)
図9に示すように、特許文献1~3に記載のようなシートでは、上方または前方からの外光Loaは、上斜面2及び下斜面3を有するプリズム部1の下斜面3で反射して下方へ導かれるので、外光Loaの前方への反射が抑えられる。
しかし、上方または前方からの一部の外光Lobは、下斜面3で反射し、さらに、上斜面2で反射して前方へ導かれてしまう。しかも、単にプリズム部1を有するシートでは、下方からの外光Locがプリズム部1の下斜面3に当たって前方へ反射してしまう。
図9に示すように、特許文献1~3に記載のようなシートでは、上方または前方からの外光Loaは、上斜面2及び下斜面3を有するプリズム部1の下斜面3で反射して下方へ導かれるので、外光Loaの前方への反射が抑えられる。
しかし、上方または前方からの一部の外光Lobは、下斜面3で反射し、さらに、上斜面2で反射して前方へ導かれてしまう。しかも、単にプリズム部1を有するシートでは、下方からの外光Locがプリズム部1の下斜面3に当たって前方へ反射してしまう。
また、図10に示すように、プリズム部1内を進行するディスプレイからの表示光Ldaは下斜面3で上向きに屈折する。このため、プリズム部1内を進行する表示光Ldaが水平に進行するように設定すると、斜め上方から見た際には、画像や映像を鮮明に見ることができるが、正面では、斜め下方へ向かって進行して下斜面3で屈折する弱い表示光Ldbによる画像や映像となってしまう。
さらに、図11に示すように、斜め下方から見た際には、表示光Ldaに対して上斜面2で反射する表示光Ldcが重なってしまい、画像や映像がぼやけて不鮮明となってしまう。
なお、特許文献3には、プリズム部1の上斜面2を微細な平行線条群からなる凹凸形状とし、かつ、断面形状を鋸刃形状とすることで、上斜面2での反射を抑えることが示されている。このため、上斜面2での外光Lobの反射や表示光Ldcの反射を抑えることができるが、下方からの外光Locの反射抑制及び表示光Ldaの正面への効率的な出射は難しい。
(第2の課題)
上記特許文献4に記載のフィルムは、屈折率の異なるライン状の板状領域が交互に平行配置されたルーバー構造を備えている。このようなルーバー構造のフィルムを製造するには、屈折率の異なる板状領域を積層させて切断しなければならないため、製造工程が煩雑となり、製造したフィルムが高価なものとなってしまう。
上記特許文献4に記載のフィルムは、屈折率の異なるライン状の板状領域が交互に平行配置されたルーバー構造を備えている。このようなルーバー構造のフィルムを製造するには、屈折率の異なる板状領域を積層させて切断しなければならないため、製造工程が煩雑となり、製造したフィルムが高価なものとなってしまう。
また、特許文献5に記載のフィルムは、樹脂基材の両面に金型ロールによって複数の楔型の溝を形成し、これらの溝に充填材を充填して遮光層を形成することにより製造される。したがって、このフィルムを製造するには、樹脂基材に溝を形成するための金型ロールを備えた大掛かりな設備が必要となり、設備費が嵩んでしまう。しかも、片側だけに遮光層を有するフィルムや斜めの遮光層を有するフィルムを製造することは困難である。
また、特許文献6~8に記載の技術は、例えば、費用が嵩張る真空プロセスを要する蒸着やスパッタリング、あるいは均一塗布が難しいスプレー等によって、凹凸形状の基体に被覆を形成する。このため、製造費の嵩張りや品質低下をまねくおそれがある。
さらに、特許文献3に記載の技術では、繰り出した基材シートをロール凹版に密着させ、基材シートの上から電離放射線を照射する。これにより、ロール凹版の凹部に充填させた電離放射線硬化性樹脂を基材シートに接着させ、マット面を有する三角柱プリズムを形成する。この製造方法では、回転するロール凹版、ロール凹版の凹部に電離放射線硬化性樹脂を充填させる充填機構、基材シートを繰り出してロール凹版に密着させて巻き取る走行機構、基材シートに電離放射線を照射する電離放射線照射装置などを備える大掛かりな設備を要する。また、この製造方法では、ロール凹版に基材シートを巻き付けて三角柱プリズムを形成するため、ガラス等の硬質な基材に対する加工は困難である。
そこで本発明は、あらゆる反射光を抑制しつつ表示光を効率的に前方へ透過させることが可能なプリズム層及び表示装置を提供するとともに、複数の光学機能層を有する光学シートを容易に製造することが可能な光学シートの製造方法を提供することを目的とする。
上記の第1の課題を解決するための手段として、本発明は下記(1)及び(2)の構成からなる。
(1) 角部が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部が配列され、ディスプレイの表示光を背面から前方側へ透過させるプリズム層であって、
前記プリズム部は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面及び第2斜面を有し、
前記第1斜面は、光を遮光する遮光層を有し、
前記第2斜面は、前記背面と平行な第1面に対する傾斜角度αが35°~60°とされ、
前記第1斜面は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、前記背面と垂直な第2面に対する傾斜角度βが、
β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°
となり、
内部における前記表示光の進行方向が、前記第1斜面の前記傾斜角度βに設定される、
プリズム層。
(2) 上記(1)のプリズム層が、ディスプレイの前面に重ね合わされている、
表示装置。
(1) 角部が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部が配列され、ディスプレイの表示光を背面から前方側へ透過させるプリズム層であって、
前記プリズム部は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面及び第2斜面を有し、
前記第1斜面は、光を遮光する遮光層を有し、
前記第2斜面は、前記背面と平行な第1面に対する傾斜角度αが35°~60°とされ、
前記第1斜面は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、前記背面と垂直な第2面に対する傾斜角度βが、
β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°
となり、
内部における前記表示光の進行方向が、前記第1斜面の前記傾斜角度βに設定される、
プリズム層。
(2) 上記(1)のプリズム層が、ディスプレイの前面に重ね合わされている、
表示装置。
また、上記の第2の課題を解決するための手段として、本発明は下記(3)の構成からなる。
(3) 平行に配列された複数の斜面が透光性を有する基材の表面側に形成され、前記斜面に光学機能層が形成された光学シートの製造方法であって、
前記基材の表面に、特定の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を付着させ、
前記基材の背面から前記光を照射して前記基材に入射させ、前記斜面だけに前記光を照射させ、硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を前記斜面に形成する、
光学シートの製造方法。
(3) 平行に配列された複数の斜面が透光性を有する基材の表面側に形成され、前記斜面に光学機能層が形成された光学シートの製造方法であって、
前記基材の表面に、特定の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を付着させ、
前記基材の背面から前記光を照射して前記基材に入射させ、前記斜面だけに前記光を照射させ、硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を前記斜面に形成する、
光学シートの製造方法。
本発明のプリズム層及び表示装置によれば、あらゆる反射光を抑制しつつ表示光を効率的に前方へ透過させることができる。また、本発明の光学シートの製造方法によれば、複数の光学機能層を有する光学シートを容易に製造することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
まず、前述した第1の課題を解決するための第1の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
まず、前述した第1の課題を解決するための第1の実施形態について説明する。
図1及び図2は、本実施形態に係るプリズム層10がディスプレイ20に設けられた表示装置100を示す図であって、図1は概略斜視図であり、図2は概略縦断面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るプリズム層10は、ディスプレイ20の前面に重ね合わされる。このプリズム層10は、例えば、ディスプレイ20の前面に貼り付けられる透明なカバーやフィルムであり、ディスプレイ20は、プリズム層10が重ね合わされて表示装置100を構成する。プリズム層10は、ディスプレイ20の表面に重ね合わされることにより、ディスプレイ20の表面におけるアンチグレア機能を得ることができる。
表示装置100は、平面視矩形状に形成されており、底辺を下方にして前面側の画面を垂直に立てた状態で用いられる。なお、表示装置100は、垂直に限らず面方向に傾けて画面が上向きに傾斜した状態または画面が下向きに傾斜した状態で使用される場合もある。表示装置100の形状としては、平面視矩形状とは異なる異形状のものもある。例えば、表示装置100には、角部が円弧状に形成されていたり角部に切欠きを有する平面視略矩形状のタイプ、平面視が円形状や楕円形状のタイプ、あるいは面方向に湾曲したタイプなど様々な形状のものがある。
表示装置100は、例えば、自動車等の車両に搭載されるナビゲーションシステムやインストルメントパネルの表示装置として好適に用いられる。なお、この表示装置100は、ノート型やディスクトップ型のパーソナルコンピュータ用のモニターなど、各種のモニターとしても用いられる。
表示装置100を構成するディスプレイ20は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどである。なお、有機ELディスプレイとしては、有機発光ダイオード(OLED:Organic Light-Emitting Diode)や発光ポリマー(LEP:Light Emitting Polymer)などを用いたものがある。
ディスプレイ20は、複数の画素を備えた表示層22と、この表示層22の表面側を覆う表面層23と、表示層22の背面側を覆う背面層24とを有している。ディスプレイ20は、例えば、液晶ディスプレイである場合、表面層23は、例えば、カラーフィルタ、偏光膜及び保護フィルムなどであり、背面層24は、例えば、TFT液晶層、偏光膜及び保護フィルムなどである。なお、ディスプレイ20が液晶ディスプレイの場合、背面層24はさらにバックライトも含んだ構成となる。ディスプレイ20が有機ELディスプレイである場合の一例は、表面層23は円偏光フィルム及び保護層、表示層22は発光層、背面層24は有機EL駆動用のミラー状電極を伴ったガラス基板である。なお、円偏光フィルムを含む層を偏光層と呼称する。
ディスプレイ20が有機ELディスプレイの場合、背面層24のミラー状電極での反射光を消すために、表面層23に円偏光フィルムが用いられるのが一般的である。しかし、本実施形態におけるプリズム層10を使用する場合、表面層23に円偏光フィルムを設置しなくても、ミラー状電極での反射光を防げることをも見出した。なぜならば、第2斜面13から入射した外光がプリズム層10で屈折し、背面層24のミラー状電極で正反射するため、屈折した入射光とは異なる角度でプリズム層10に到達し、第2斜面13で全反射することで、遮光層12aに吸収されるか、もしくは背面層24のミラー状電極で正反射後、直接遮光層12aに吸収されるためである。そのため表面層23の円偏光フィルムを省略することも可能となる。なお、円偏光フィルムでは表示層22で発光する光の半分以上が吸収されるためディスプレイ20の輝度は低くなるが、円偏光フィルムを省略した場合には輝度を大幅に向上することができ、かつコストダウンも可能となる。
なお、表示装置100を構成するディスプレイ20としては、画素密度が120ppi以上であることが好ましい。
プリズム層10は、透明樹脂またはガラスなどの透光性を有する材料から形成されている。プリズム層10には、複数の溝部16を形成することにより設けられた複数のプリズム部11が平行に配列されている。
プリズム層10は、例えば、透光性材料からなる基材に対して溝部16を形成してプリズム部11を設けることにより製造される。なお、プリズム層10をガラスで形成する場合は、化学強化ガラスや物理強化ガラスであってもよい。また、プリズム部11の形成方法としては、ガラスや樹脂等の射出成型や、プレス成型でもよく、エッチングや研削で形状を作る方法でもよい。
プリズム層10は、ディスプレイ20の前面に背面15が重ね合わされて配置されている。そして、このプリズム層10は、ディスプレイ20からの表示光Ldaを前方側へ透過させる。これにより、表示装置100の前方側において、ディスプレイ20の画像や映像などの表示が視認可能とされている。
溝部16を形成することにより設けられたプリズム部11は、背面15に対して前方へ向かって傾斜する第1斜面12及び第2斜面13を有している。プリズム層10のプリズム部11を水平方向に沿わせて配置させた状態において、第1斜面12が上方に配置され、第2斜面13が下方に配置される。第1斜面12及び第2斜面13は、断面視において、背面15から前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜されている。これにより、プリズム部11は、第1斜面12と第2斜面13とによって形成される角部14が前方に突出する断面視三角形状に形成されている。
プリズム部11の第1斜面12は、その表面に、光吸収層及び光散乱層の少なくとも一方からなる遮光層12aを有している。そして、この第1斜面12では、遮光層12aにおいて、外側からの光及び内側からの光が反射することなく吸収・散乱される。遮光層12aには光硬化性樹脂を用いてもよく、光硬化性樹脂には、光を吸収する光吸収材、光を散乱させる光散乱材及び光を反射させる光反射材の少なくとも一つの添加剤が含有されていることが好ましい。例えば、紫外線硬化性樹脂であるUVインクやネガ型のフォトレジストなどに、日本国特開2015-7737号公報、日本国特開2020-76976号公報、日本国特開2021-6493号公報、日本国特開2021-103212号公報に記載されている、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材などの少なくとも一つの添加剤を含有する構成でもよい。また、遮光層12aに各種の光学機能性を持たせるために、日本国特開2018-84592号公報、日本国特開2010-272619号公報、日本国特開2014-078742号公報等に記載の公知の反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層等の少なくとも一つの役割をそれぞれ持たせてもよい。
図3は、プリズム部11の形状等を説明するプリズム層10の側方から見た模式図である。
図3に示すように、プリズム部11の長手方向に対して直交する断面視において、背面15と平行な平面を第1面S1、背面15と垂直な平面を第2面S2とする。すると、第2面S2に平行な光線を出すためには、第2面S2に対して傾斜角度βで傾いた角度で表示光Ldaを入射する必要があり、このときの傾斜角度αと傾斜角度βの関係は次式(1),(2)で表される。
図3に示すように、プリズム部11の長手方向に対して直交する断面視において、背面15と平行な平面を第1面S1、背面15と垂直な平面を第2面S2とする。すると、第2面S2に平行な光線を出すためには、第2面S2に対して傾斜角度βで傾いた角度で表示光Ldaを入射する必要があり、このときの傾斜角度αと傾斜角度βの関係は次式(1),(2)で表される。
ただし、
na:空気の屈折率(na=1)
nm:プリズム層10の屈折率
na:空気の屈折率(na=1)
nm:プリズム層10の屈折率
さらに、本実施形態に係るプリズム層10では、背面15から内部へ入射したディスプレイ20から表示光Ldaが第1斜面12と平行に進むように設定されている。つまり、このプリズム層10の内部では、背面15と垂直な第2面S2に対して傾斜角度βの傾きでディスプレイ20からの表示光Ldaが進行する。
具体的には、本実施形態に係るプリズム層10では、プリズム部11は、背面15と平行な第1面S1に対する第2斜面13の傾斜角度αが35°~60°とされている。そして、背面15と垂直な第2面S2に対する第1斜面12の傾斜角度βは、α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°とされている。また、プリズム層10の内部を進行する表示光Ldaの第2面S2に対する角度も、第1斜面12と同様に、傾斜角度βに設定されている。
次に、本実施形態に係るプリズム層10における外光の反射及び表示光の進行について説明する。
図4A及び図4Bは、それぞれプリズム層10における外光の反射について説明するプリズム層10の側方から見た模式図である。図5は、プリズム層10における表示光の進行について説明するプリズム層10の側方から見た模式図である。
図4A及び図4Bは、それぞれプリズム層10における外光の反射について説明するプリズム層10の側方から見た模式図である。図5は、プリズム層10における表示光の進行について説明するプリズム層10の側方から見た模式図である。
(光の反射)
図4Aに示すように、本実施形態に係るプリズム層10では、上方または前方からの外光Loa,Lobは、プリズム部11の第2斜面13に当たる。すると、これらの外光Loa,Lobは、第2斜面13で反射して下方へ導かれる。また、反射して下方へ導かれる一部の外光Lobは、プリズム部11の遮光層12aを有する第1斜面12に当たることで、反射が抑えられる。したがって、プリズム部11の第2斜面13に対して上方または前方から当たる外光Loa,Lobが反射光として前方へ向かうことが抑えられる。
図4Aに示すように、本実施形態に係るプリズム層10では、上方または前方からの外光Loa,Lobは、プリズム部11の第2斜面13に当たる。すると、これらの外光Loa,Lobは、第2斜面13で反射して下方へ導かれる。また、反射して下方へ導かれる一部の外光Lobは、プリズム部11の遮光層12aを有する第1斜面12に当たることで、反射が抑えられる。したがって、プリズム部11の第2斜面13に対して上方または前方から当たる外光Loa,Lobが反射光として前方へ向かうことが抑えられる。
さらに、下方からの外光Locは、プリズム部11の第2斜面13に当たって反射する。ここで、第2斜面13は、背面15と平行な第1面S1に対する傾斜角度αが35°~60°とされているため、第2斜面13で反射した外光Locは、下方へ導かれる。したがって、プリズム部11の第2斜面13に対して下方から当たる外光Locが反射光として前方へ向かうことがほぼ抑えられる。
なお、第1斜面12は、光を吸収・散乱させる遮光層12aを有する。このため、プリズム部11の第1斜面12に直接当たる外光は、第1斜面12で反射することはなく、したがって、この外光が反射光として前方へ向かうことも抑えられる。
また、図4Bに示すように、第2斜面13から入射した外光Lodは、前述したように、プリズム層10で屈折し、背面層24のミラー状電極で正反射するため、屈折した入射光とは異なる角度でプリズム層10に到達する。そして、プリズム層10に到達した外光Lodは、第2斜面13で全反射することで、遮光層12aに吸収される。また、第2斜面13から入射した他の外光Loeは、プリズム層10で屈折し、背面層24のミラー状電極で正反射後、直接遮光層12aに吸収される。図4Bは円偏光フィルムを省略した模式図であるが、液晶や、OLEDで円偏光フィルムがある場合にも、様々な界面で反射は同様に起きるため、同じ説明ができる。
(光の進行)
図5に示すように、プリズム層10では、ディスプレイ20からプリズム層10の内部に入射し、第2面S2に対して傾斜角度βの傾きで進行する表示光Ldaは、第2面S2に対して傾斜角度βの傾きで傾斜した第1斜面12と平行に進行することとなる。したがって、この表示光Ldaは、遮光層12aを有する第1斜面12で遮光されることなく第2斜面13に到達し、この第2斜面13で上向きに屈曲して前方へ導かれる。これにより、前方側へ向かってディスプレイ20の表示光Ldaを効率よく導くことができる。
図5に示すように、プリズム層10では、ディスプレイ20からプリズム層10の内部に入射し、第2面S2に対して傾斜角度βの傾きで進行する表示光Ldaは、第2面S2に対して傾斜角度βの傾きで傾斜した第1斜面12と平行に進行することとなる。したがって、この表示光Ldaは、遮光層12aを有する第1斜面12で遮光されることなく第2斜面13に到達し、この第2斜面13で上向きに屈曲して前方へ導かれる。これにより、前方側へ向かってディスプレイ20の表示光Ldaを効率よく導くことができる。
また、プリズム層10内を進行して第1斜面12に到達する一部の表示光Ldcは、この第1斜面12の遮光層12aによって遮光され、前方へ導かれることが抑制される。したがって、前方側において、表示光Ldaに第1斜面12で反射した一部の表示光Ldcが重複することによる表示のぼやけが抑制され、画像や映像が鮮明に表示される。
なお、前述したように、プリズム部11は、背面15と平行な第1面S1に対する第2斜面13の傾斜角度αを35°~60°とするのが好ましい。第2斜面13の傾斜角度αが35°より小さいと、第2斜面13で反射する下方からの外光Locが前方へ向かいやすくなり、反射光の抑制効果が低下してしまう。また、第2斜面13の傾斜角度αが60°より大きいと、表示光Ldaの第2斜面13における反射率が大きくなり、画像や映像が暗くなってしまう。なお、第1面S1に対する第2斜面13の傾斜角度αは、30°~60°が好ましく、40°~55°がより好ましく、45°~50°がさらに好ましい。また、第2面S2に対する第1斜面12の傾斜角度βは、α-sin-1{(na/nm)sinα}±5°がより好ましい。
このように、本実施形態に係るプリズム層10によれば、外光Loa,Lob.Locなどのあらゆる方向からの外光の前方への反射を抑制でき、反射光の映り込みによるグレアを効果的に抑えて視認性を向上できる。
また、内部における表示光Ldaの進行方向を、遮光層12aを有する第1斜面12の傾斜角度βに設定することで、第1斜面12による遮光を抑えつつ表示光Ldaを前方へ向かって効率的に導光させ、画像や映像を鮮明に表示させることができる。
また、本実施形態に係るプリズム層10は、あらゆる方向の外光による反射光を抑えることができるので、例えば、ディスプレイ20に対してプリズム層10をあらゆる角度に傾けて重ね合わせたとしても、良好なアンチグレア機能を得ることができる。
上記のように、プリズム層10を備えた表示装置100によれば、反射光を抑制するとともに、表示光Ldaを前方へ向かって効率よく導くことができる。また、あらゆる方向の外光による反射光を抑えることができるので、ディスプレイ20に対してプリズム層10をあらゆる角度に傾けて重ね合わせたとしても、良好なアンチグレア機能を得ることができる。
しかし、プリズム層10をディスプレイ20に重ね合わせると、ディスプレイ20に対する傾き、プリズム層10のピッチ、ディスプレイ20の画素ピッチの関係によってはモアレが発生する場合がある。
以下、プリズム層10を備えた表示装置100におけるモアレ対策について説明する。なお、〔0051〕~〔0134〕の説明におけるα,βは、前述したものと別の意味で用いる。
図6に示すように、プリズム層10をディスプレイ20に重ね合わせることにより生じるモアレは、ディスプレイ20に対するプリズム層10の傾きが、特定の傾き角θとなることでモアレ縞のピッチが大きくなり顕著に視認出来るようになり、ある傾き角θではモアレ縞のピッチが小さくなり視認しにくくなることを見出した。
また、このモアレは多数のピッチや方向のモアレ縞が同時に存在したものであり、これらのモアレ縞のピッチPmのうちの最大値Pmmax(θ,Pd,Pp)が500μm以下となると、モアレが視認できない程度に抑制されることを見出した。
また、プリズム層10のプリズム部11のピッチPpが小さ過ぎると、回折の影響による虹色現象が発生する。
このことから、本発明者は、虹色現象の発生及びモアレ縞によるモアレの発生を抑制することができる下記の条件(1)及び(2)を見出した。
条件(1):Pmmax(θ,Pd,Pp)≦500μm
条件(2):Pp≧20μm
ただし、Pmmax:モアレ縞のピッチPmの最大値
Pd:ディスプレイ20の画素のピッチ
Pp:プリズム部11のピッチ
θ:ディスプレイ20に対するプリズム層10の傾き角
条件(2):Pp≧20μm
ただし、Pmmax:モアレ縞のピッチPmの最大値
Pd:ディスプレイ20の画素のピッチ
Pp:プリズム部11のピッチ
θ:ディスプレイ20に対するプリズム層10の傾き角
なお、プリズム層10は、ディスプレイ20に対する傾き角θに関わらずアンチグレア機能を得ることができる。
(モアレ縞のピッチの求め方)
次に、モアレ縞のピッチPmの求め方について説明する。
図7に示すように、ディスプレイ20の画素起因の縞がx軸に沿って平行に、ピッチp1で並んでいるとすると、これらの縞は次式(3)で表される。
次に、モアレ縞のピッチPmの求め方について説明する。
図7に示すように、ディスプレイ20の画素起因の縞がx軸に沿って平行に、ピッチp1で並んでいるとすると、これらの縞は次式(3)で表される。
ただし、n1は整数である。
また、プリズム層10のプリズム部11の縞がx軸に対して傾きβ、ピッチp2で並んでいるとすると、これらの縞は次式(4)で表される。
ただし、n2は整数である。
これらの2組の縞がつくるモアレ縞(図7中点線で示す)は次数差モアレと呼ばれ、
n1-n2=mで記述される整数mによって特定される。具体的にはn1-n2=mに式(3)、式(4)を代入することで次式(5)が得られ、その次式(5)で特定される。
n1-n2=mで記述される整数mによって特定される。具体的にはn1-n2=mに式(3)、式(4)を代入することで次式(5)が得られ、その次式(5)で特定される。
ここからモアレ縞のディスプレイ20の画素起因の縞に対する傾きγ及びピッチPmがそれぞれ、次式(6)、(7)のように求まる。
次に、式(3)で表される、ディスプレイ20の画素によって形成される縞について説明する。
ここではRGBストライプを想定し、画素が2次元正方格子状に配置されているとする。この場合、周期はRGB画素の周期1種類のみである。
なお、ペンタイル配置などの画素配置が異なる場合には、R画素、G画素、B画素、W画素、Y画素、RGB画素、RGBY画素、RGBW画素のそれぞれの周期が異なる場合がある。このような画素の周期が異なる場合には、特定の画素の周期について、または全ての画素の周期について同様の計算を行う。ここでいう画素の周期とは、等しい正方形で埋め尽くすことができる繰り返しの最小単位であり、水平、垂直とは限らず、斜めの場合もある。
図8に示すように配置された画素21における縞を考えるとする。隣り合う縞はx軸方向に(1/1)Pd、y軸方向に(1/2)Pd離れたところにあるので、(1,2)と表すこととする。これを一般化すると、x軸方向に(1/h)Pd、y軸方向に(1/k)Pd離れて並ぶ縞を(h,k)と表せる。また、これらの縞のピッチp1及びx軸に対する傾きαは、次式(8)、(9)で表せる。
ここで、h、kは0以上の整数(但し(h,k)=(0,0)は除く)とする。h,kとも負の値も考えられるが、対称性から0以上に限定しても差し支えない。
次に、式(4)で表されるプリズム部11が起因する縞について説明する。縞の方向はプリズム部11に平行であり、ピッチp2は、次式(10)で表される高次の周波数成分をもつ縞ごとに分解することができる。
ただし、l=1,2,3,…
ここで、ディスプレイ20とプリズム層10とを傾き角θで傾けて配置する場合を考える。
(h,k)で表される縞のピッチp1及び傾きαは式(8)、(9)で表されるので、ディスプレイ20の画素21が起因する縞とプリズム部11が起因する縞のなす角βはθ-αとなる。このβと式(7)、(8)、(10)より、l,(h,k)で特定される2組の縞によって形成されるモアレ縞のピッチPmが求められる。
このモアレ縞のピッチPmを1≦l≦3、0≦h、k≦6(h=k=0は除く)のすべての組み合わせについて計算し、このモアレ縞のピッチPmの最大値をPmmax(θ,Pd,Pp)とする。
なお、今回用いたディスプレイ20とプリズム層10の場合には、観測されるモアレ縞は1≦l≦3、0≦h、k≦6(h=k=0は除く)の組み合わせですべて説明出来たが、ディスプレイ20の輝度が上昇するなど、モアレ縞の視認しやすさが変化した場合には、考慮すべき条件が変化することもある。例えば、lの上限が2や4などのように変化したり、h、kの上限が3,4,5や、7,8のように変化する場合もある。
そして、このモアレ縞のピッチPmの最大値Pmmax(θ,Pd,Pp)が、500μm以下である条件を用いることで、モアレが視認できない程度に抑制されることを見出した(条件(1))。ただし、プリズム部11のピッチPpが小さ過ぎると、回折の影響による虹色現象が発生する。したがって、モアレ、回折の問題を回避するには、Pmmax(θ,Pd,Pp)≦500μm(条件(1))、Pp≧20μm(条件(2))を同時に満たす必要がある。
これにより、プリズム層10を備えた表示装置100では、プリズム層10によるアンチグレア機能を発現しつつ、モアレ及び回折の問題を回避できる。
なお、モアレが視認できない条件(1)としては、モアレ縞のピッチPmの最大値Pmmax(θ,Pd,Pp)は、400μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、200μm以下がさらに好ましい。
また、回折光による色づきを目立たなくする条件(2)としては、プリズム部11のピッチPpは、30μm以上が好ましく、40μm以上がより好ましく、50μm以上がさらに好ましく、60μm以上がさらにより好ましく、70μm以上が特に好ましい。
(第2の実施形態)
次に、前述した第2の課題を解決するための第2の実施形態について説明する。
次に、前述した第2の課題を解決するための第2の実施形態について説明する。
図12は、光学シート110がディスプレイ120に設けられた表示装置101の概略斜視図である。図13は、光学シート110がディスプレイ120に設けられた表示装置101の概略縦断面図である。
図12及び図13に示すように、本実施形態に係る製造方法で製造する光学シート110は、例えば、ディスプレイ120の前面に重ね合わされる防眩シートとして用いられる。なお、製造する光学シート110としては、ディスプレイ120に限らず、窓ガラスや照明器具などに装着して用いるものでもよい。本例では、ディスプレイ120に用いられる防眩シートを例示して説明する。
この光学シート110は、例えば、ディスプレイ120の前面に貼り付けられる透明なカバーやフィルムであり、ディスプレイ120は、光学シート110が重ね合わされて表示装置101を構成する。光学シート110は、ディスプレイ120の表面に重ね合わされることにより、ディスプレイ120の表面におけるアンチグレア機能を得ることができる。
表示装置101を構成するディスプレイ120は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどである。なお、有機ELディスプレイとしては、有機発光ダイオード(OLED:Organic Light-Emitting Diode)や発光ポリマー(LEP:Light Emitting Polymer)などを用いたものがある。
ディスプレイ120は、複数の画素を備えた表示層122と、この表示層122の表面側を覆う表面層123と、表示層122の背面側を覆う背面層124とを有している。ディスプレイ120は、例えば、液晶ディスプレイである場合、表面層123は、例えば、カラーフィルタ、偏光膜及び保護フィルムなどであり、背面層124は、例えば、TFT液晶層、偏光膜及び保護フィルムなどである。なお、ディスプレイ120が液晶ディスプレイの場合、背面層124はさらにバックライトも含んだ構成となる。
光学シート110は、透明樹脂またはガラスなどの透光性を有する材料から形成されている。光学シート110には、複数の溝部116を形成することにより設けられた複数のプリズム部111が平行に配列されている。
光学シート110は、ディスプレイ120の前面に背面115が重ね合わされて配置されている。そして、この光学シート110は、ディスプレイ120からの表示光Ldxを前方側へ透過させる。これにより、表示装置101の前方側において、ディスプレイ120の画像や映像などの表示が視認可能とされている。
溝部116を形成することにより設けられたプリズム部111は、第1斜面(斜面)112と、この第1斜面112に隣接する第2斜面(隣接面)113とを有しており、これらの第1斜面112及び第2斜面113は、背面115に対して前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜されている。光学シート110のプリズム部111を水平方向に沿わせて配置させた状態において、第1斜面112が上方に配置され、第2斜面113が下方に配置される。第1斜面112及び第2斜面113は、断面視において、背面115から前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜されている。これにより、プリズム部111は、第1斜面112と第2斜面113とによって形成される角部114が前方に突出する断面視三角形状に形成されている。
プリズム部111の第1斜面112は、その表面に、光学機能層として、光吸収層及び光散乱層の少なくとも一方からなる遮光層112aを有している。そして、この第1斜面112では、遮光層112aにおいて、外側からの光及び内側からの光が反射することなく吸収・散乱される。これに対して、第2斜面113は、表示光Ldxを通す透光面とされている。
図14は、光学シート110のプリズム部111の形状等を説明する光学シート110の側方から見た模式図である。
図14に示すように、プリズム部111の長手方向に対して直交する断面視において、背面115と平行な平面を第1面S1、背面115と垂直な平面を第2面S2とする。すると、第2斜面113は、第1面S1に対して傾斜角度δで傾斜し、第1斜面112は、第2面S2に対して傾斜角度εで傾斜する。そして、第2斜面113は、背面115と平行な第1面S1に対する傾斜角度δが35°~60°とされている。
図14に示すように、プリズム部111の長手方向に対して直交する断面視において、背面115と平行な平面を第1面S1、背面115と垂直な平面を第2面S2とする。すると、第2斜面113は、第1面S1に対して傾斜角度δで傾斜し、第1斜面112は、第2面S2に対して傾斜角度εで傾斜する。そして、第2斜面113は、背面115と平行な第1面S1に対する傾斜角度δが35°~60°とされている。
光学シート110では、ディスプレイ120から内部に入射し、第2面S2に対して傾斜角度εの傾きで進行する表示光Ldxは、第2面S2に対して傾斜角度εの傾きで傾斜した第1斜面112と平行に進行する。したがって、この表示光Ldxは、遮光層112aを有する第1斜面112で遮光されることなく第2斜面113に到達し、この第2斜面113で上向きに屈曲して前方へ導かれる。これにより、前方側へ向かってディスプレイ120の表示光Ldxを効率よく導くことができる。
図15は、光学シート110における外光の反射について説明する光学シート110の側方から見た模式図である。
図15に示すように、本実施形態に係る光学シート110では、上方または前方からの外光Lox,Loyは、プリズム部111の第2斜面113に当たる。すると、これらの外光Lox,Loyは、第2斜面113で反射して下方へ導かれる。また、反射して下方へ導かれる一部の外光Loyは、プリズム部111の遮光層112aを有する第1斜面112に当たることで、反射が抑えられる。したがって、プリズム部111の第2斜面113に対して上方または前方から当たる外光Lox,Loyが反射光として前方へ向かうことが抑えられる。
図15に示すように、本実施形態に係る光学シート110では、上方または前方からの外光Lox,Loyは、プリズム部111の第2斜面113に当たる。すると、これらの外光Lox,Loyは、第2斜面113で反射して下方へ導かれる。また、反射して下方へ導かれる一部の外光Loyは、プリズム部111の遮光層112aを有する第1斜面112に当たることで、反射が抑えられる。したがって、プリズム部111の第2斜面113に対して上方または前方から当たる外光Lox,Loyが反射光として前方へ向かうことが抑えられる。
さらに、下方からの外光Lozは、プリズム部111の第2斜面113に当たって反射する。ここで、第2斜面113は、背面115と平行な第1面S1に対する傾斜角度δが35°~60°とされているため、第2斜面113で反射した外光Lozは、下方へ導かれる。したがって、プリズム部111の第2斜面113に対して下方から当たる外光Lozが反射光として前方へ向かうことが抑えられる。
なお、第1斜面112は、光を吸収・散乱させる遮光層112aを有する。このため、プリズム部111の第1斜面112に直接当たる外光は、第1斜面112で反射することはなく、したがって、この外光が反射光として前方へ向かうことも抑えられる。
次に、上記の光学シート110を製造する場合について説明する。
図16から図19は、それぞれ光学シート110の製造工程を説明する基材130の概略断面図である。
図16から図19は、それぞれ光学シート110の製造工程を説明する基材130の概略断面図である。
(成形工程)
図16に示すように、まず、シート状またはフィルム状の透明材料からなる基材130に対して、その表面に複数の溝部116を平行に形成する。これにより、平行に配列された複数のプリズム部111を基材130に成形する。このプリズム部111の成形方法としては、転写、射出成型、あるいはプレス成型などがある。なお、光学シート110をガラスからなる基材130で形成する場合は、化学強化ガラスや物理強化ガラスであってもよい。また、後工程において光硬化性樹脂Rとして紫外線硬化性樹脂を用いる場合、基材130としては、例えば、紫外線透過率が30%以上の透明材料を用いるのが好ましい。基材130としては、例えば、ガラス板上に樹脂を塗ってインプリント成形した基材や、ガラス板に成形した樹脂シートを張り合わせた基材など、ガラスと樹脂とを組み合わせた基材を用いてもよい。
図16に示すように、まず、シート状またはフィルム状の透明材料からなる基材130に対して、その表面に複数の溝部116を平行に形成する。これにより、平行に配列された複数のプリズム部111を基材130に成形する。このプリズム部111の成形方法としては、転写、射出成型、あるいはプレス成型などがある。なお、光学シート110をガラスからなる基材130で形成する場合は、化学強化ガラスや物理強化ガラスであってもよい。また、後工程において光硬化性樹脂Rとして紫外線硬化性樹脂を用いる場合、基材130としては、例えば、紫外線透過率が30%以上の透明材料を用いるのが好ましい。基材130としては、例えば、ガラス板上に樹脂を塗ってインプリント成形した基材や、ガラス板に成形した樹脂シートを張り合わせた基材など、ガラスと樹脂とを組み合わせた基材を用いてもよい。
(樹脂付着工程)
図17に示すように、基材130におけるプリズム部111の成形側の表面を、光の照射により硬化する光硬化性樹脂Rに付着させる。この光硬化性樹脂Rとして、本例では、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性樹脂が用いられる。この紫外線硬化性樹脂としては、例えば、UVインクや、ネガ型のフォトレジストなどがある。また、この光硬化性樹脂Rには、光を吸収する光吸収材、光を散乱させる光散乱材及び光を反射させる光反射材の少なくとも一つの添加剤が含有されている。
図17に示すように、基材130におけるプリズム部111の成形側の表面を、光の照射により硬化する光硬化性樹脂Rに付着させる。この光硬化性樹脂Rとして、本例では、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性樹脂が用いられる。この紫外線硬化性樹脂としては、例えば、UVインクや、ネガ型のフォトレジストなどがある。また、この光硬化性樹脂Rには、光を吸収する光吸収材、光を散乱させる光散乱材及び光を反射させる光反射材の少なくとも一つの添加剤が含有されている。
(樹脂硬化工程)
図18に示すように、プリズム部111の成形側の表面を光硬化性樹脂Rに付着させた基材130に対して、その背面115から紫外線からなる光Luvを照射して入射させる。照射する光Luvとしては、例えば、LED(Light Emitting Diode)を光源とした波長370nmの紫外線からなる平行光を用いるのが好ましい。
図18に示すように、プリズム部111の成形側の表面を光硬化性樹脂Rに付着させた基材130に対して、その背面115から紫外線からなる光Luvを照射して入射させる。照射する光Luvとしては、例えば、LED(Light Emitting Diode)を光源とした波長370nmの紫外線からなる平行光を用いるのが好ましい。
そして、背面115から入射角θaで入射した光Luvは、屈折角θbで基材130内に入り、基材130の内部を進行する。このとき、屈折角θbで屈折して基材130の内部を進行する光Luvの第2斜面113側が、平面からなる第2斜面113と平行となるように入射角θaを設定し、基材130の背面115に対して角度θcで斜め上方から光Luvを照射させる。これにより、光Luvを、第2斜面113に照射させることなく、第1斜面112だけに照射させる。
すると、光硬化性樹脂Rは、プリズム部111の第1斜面112に照射された光Luvによって第1斜面112の外面に沿って硬化する。これにより、プリズム部111の第1斜面112の表面に、硬化した光硬化性樹脂Rからなる遮光層112aが形成される。
(余剰樹脂除去工程)
図19に示すように、遮光層112aの形成後の基材130を光硬化性樹脂Rから取り出す。そして、この基材130におけるプリズム部111の成形側の表面に付着している未硬化の余分な光硬化性樹脂Rを溶剤によって除去する。これにより、第1斜面112以外の部分に付着した余剰な光硬化性樹脂Rの不用意な硬化を抑えることができる。なお、余分な光硬化性樹脂Rを除去する溶剤としては、例えば、村上化学研究所製のブランエース(商品名)などの各種UVインク洗浄剤を使用するのが好ましい。なお、使用する溶剤の条件として、光硬化性樹脂Rの硬化部分及び基材130を溶かすことなく、未硬化の光硬化性樹脂Rを溶かすことが要求される。フォトレジストを用いた場合には、水酸化カリウム(KOH)などのアルカリ水溶液で未硬化部分を溶かすことができる。なお、不要部分を取り除いた後に加熱を行うことで硬化を促進してもよい。
図19に示すように、遮光層112aの形成後の基材130を光硬化性樹脂Rから取り出す。そして、この基材130におけるプリズム部111の成形側の表面に付着している未硬化の余分な光硬化性樹脂Rを溶剤によって除去する。これにより、第1斜面112以外の部分に付着した余剰な光硬化性樹脂Rの不用意な硬化を抑えることができる。なお、余分な光硬化性樹脂Rを除去する溶剤としては、例えば、村上化学研究所製のブランエース(商品名)などの各種UVインク洗浄剤を使用するのが好ましい。なお、使用する溶剤の条件として、光硬化性樹脂Rの硬化部分及び基材130を溶かすことなく、未硬化の光硬化性樹脂Rを溶かすことが要求される。フォトレジストを用いた場合には、水酸化カリウム(KOH)などのアルカリ水溶液で未硬化部分を溶かすことができる。なお、不要部分を取り除いた後に加熱を行うことで硬化を促進してもよい。
そして、上記工程により、プリズム部111の第1斜面112だけに光硬化性樹脂Rが硬化して形成された遮光層112aを有する光学シート110が得られる。
以上、説明したように、本実施形態に係る光学シート110の製造方法によれば、基材130の表面に光硬化性樹脂Rを付着させ、基材130の背面115から光Luvを照射して基材130に入射させ、複数の第1斜面112だけに光Luvを照射させ、複数の第1斜面112だけに光硬化性樹脂Rが硬化してなる遮光層112aを形成する。これにより、大掛かりな設備や装置を用いることなく、複数の遮光層112aが平行に配列された光学シート110を容易に低コストで製造することができる。
しかも、基材130の背面115から入射させた光Luvを第2斜面113に沿って導光させて第1斜面112に照射させるので、複数のプリズム部111の第1斜面112だけに遮光層112aを形成して第2斜面113を透光面とすることができる。
なお、光硬化性樹脂Rを第1斜面112、第2斜面113上に均一な膜厚で塗布した場合には、基材130の背面115からではなく、第1斜面112や第2斜面113側から、第2斜面113にUV照射することも出来る。
なお、光硬化性樹脂Rを第1斜面112、第2斜面113上に均一な膜厚で塗布した場合には、基材130の背面115からではなく、第1斜面112や第2斜面113側から、第2斜面113にUV照射することも出来る。
図20は、他の形状の光学シート110の製造工程を説明する基材130の概略断面図である。
図20に示すように、製造する光学シート110としては、第2斜面113が外方へ膨出した形状のプリズム部111を有するものでもよい。この場合、樹脂硬化工程では、光Luvにおける第2斜面113側が、断面視において第2斜面113の両端を結ぶ直線Aに対して平行となるように、基材130の背面115から光Luvを入射させる。これにより、背面115から入射した光Luvは、第2斜面113に当たることなく第1斜面112だけに照射され、第1斜面112だけに遮光層112aが形成される。
図20に示すように、製造する光学シート110としては、第2斜面113が外方へ膨出した形状のプリズム部111を有するものでもよい。この場合、樹脂硬化工程では、光Luvにおける第2斜面113側が、断面視において第2斜面113の両端を結ぶ直線Aに対して平行となるように、基材130の背面115から光Luvを入射させる。これにより、背面115から入射した光Luvは、第2斜面113に当たることなく第1斜面112だけに照射され、第1斜面112だけに遮光層112aが形成される。
次に、他の実施形態に係る光学シート110の製造方法について説明する。なお、上記実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図21は、光学シート110の製造方法の他の実施形態を説明する基材130の概略断面図である。図22は、基材130における光路を説明する基材130の一部の概略断面図である。図23は、プリズム140を用いた場合の基材130における光路を説明する基材130の一部の概略断面図である。
図21に示すように、他の実施形態に係る製造方法では、背面115と平行な第1面S1に対する第2斜面113の傾斜角度δが小さな複数のプリズム部111を基材130に成形する。なお、第1斜面112は、背面115と垂直な第2面S2に対して略平行とされている。
ところで、図22に示すように、背面115から基材130に入射させる光Luvは、入射角θaを大きくしても、屈折角θbは最大でも臨界角までしか大きくすることが出来ない。このため、第2斜面113の傾斜角度δが小さいと、基材130内に入射させた光Luvが第2斜面113に沿って平行に導光されずに第2斜面113に当たり、第2斜面113に付着されている光硬化性樹脂Rが硬化してしまう。
例えば、基材130の屈折率nが1.5である場合、屈折角θbは、約42°がほぼ限界となる。このため、第2斜面113の傾斜角度δを25°とした場合、屈折角θbで基材130に入射した光Luvは、第2斜面113に照射されてしまう。
このため、他の実施形態では、図23に示すように、プリズム140を用いて光Luvの照射方向を調整する。プリズム140は、傾斜角λで互いに傾斜する面141,142を有している。そして、このプリズム140の一方の面141を基材130の背面115に密着させる。このとき、基材130の背面115とプリズム140の一方の面141との間にシリコンオイルを介在させて界面での光Luvの屈折を抑えるのが好ましい。これにより、プリズム140の一方の面141から基材130に入射する光Luvの入射角θaと屈折角θbとをほぼ同一角度にできる。基材130の背面115とプリズム140の一方の面141との界面では、入射角θaと屈折角θbが近似すればよい。そのために基材130の背面115とプリズム140の一方の面141との間に介在させる介在物としては、シリコンオイル以外にも各種の透明な液体やゲル状の透明物質も使用可能である。
このように、基材130の背面115にプリズム140を配置させたら、このプリズム140の他方の面142から光Luvを入射させる。すると、プリズム140の他方の面142における光Luvの屈折角がθb-λとなり、プリズム140の他方の面142における光Luvの入射角θdをプリズム140の傾斜角λの分だけ小さくすることができる。したがって、プリズム140の他方の面142に無理なく光Luvを入射させ、小さな傾斜角度δの第2斜面113に対して平行に導光させて第1斜面112だけに光Luvを照射させることができることとなる。
次式(11)は、基材130及びプリズム140の屈折率をnとしたときのプリズム140における入射角θdを表す。
θd=sin-1(nsin(θb-λ)) …(11)
例えば、第2斜面113の傾斜角度δを25°とした場合のプリズム140の他方の面142での入射角θdについて、基材130及びプリズム140の屈折率nを1.5として説明する。
第2斜面113の傾斜角度δを25°とした場合、基材130の背面115から入射させる光Luvの屈折角θbは、65°となる。また、プリズム140の他方の面142における屈折角がθb-λであることから、基材130の背面115における臨界角を42°とすると、プリズム140の面141,142の傾斜角λの条件は、次式(12)となる。したがって、傾斜角λは、次式(13)となる。
65°-λ<42° …(12)
λ>23° …(13)
λ>23° …(13)
つまり、面141,142の傾斜角λが23°よりも大きいプリズム140を基材130に重ね合わせ、プリズム140の他方の面142に光Luvを入射させることにより、この光Luvを、傾斜角度δが25°の第2斜面113に照射させることなく、第1斜面112に照射させることができる。これにより、第1斜面112に遮光層112aを形成することができる。
例えば、23°よりも大きい40°の傾斜角λのプリズム140を用いた場合、プリズム140の他方の面142における光Luvの入射角θdは、式(11)に基づいて、下記のようになる。
θd=sin-1(nsin(65°-40°))
≒39.3°
≒39.3°
したがって、プリズム140の他方の面142に対して、無理のない入射角θd(θd=39.3°)で光Luvを入射させることが可能となる。なお、このときの基材130の背面115に対する光Luvの傾斜角θcは、下記のようになる。
θc=90°-(θd+λ)
=90°-(39.3°+40°)
=10.7°
=90°-(39.3°+40°)
=10.7°
したがって、基材130の背面115に対して10.7°の角度で斜め上方からプリズム140に光Luvを照射させることにより、この光Luvを、傾斜角度δが25°の第2斜面113に照射させることなく、第1斜面112に照射させて第1斜面112に遮光層112aを形成することができる。なお、光硬化性樹脂Rを第1斜面112、第2斜面113上に均一な膜厚で塗布した場合には、基材130の背面115からではなく、第1斜面112や第2斜面113側から、第2斜面113にUV照射することも出来る。
なお、上記実施形態では、紫外線硬化性樹脂からなる光硬化性樹脂Rに紫外線からなる光Luvを照射して遮光層112aを形成する場合を例示したが、光硬化性樹脂Rとしては、紫外線以外の光によって硬化する樹脂を用いてもよい。
なお、光硬化性樹脂Rには、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば、日本国特開2015-7737号公報、日本国特開2020-76976号公報、日本国特開2021-6493号公報、日本国特開2021-103212号公報に記載されている、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材などの少なくとも一つの添加剤を含んでもよい。
また、上記実施形態では、プリズム部111の第1斜面112に、外側からの光及び内側からの光を反射させることなく吸収・散乱させる遮光層112aを光学機能層として形成する場合を例示したが、第1斜面112に形成する光学機能層は、他の光学機能を有するものでもよい。
また、遮光層112aに各種の光学機能性を持たせるために、日本国特開2018-84592号公報、日本国特開2010-272619号公報、日本国特開2014-078742号公報等に記載の公知の反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層等の少なくとも一つの役割をそれぞれ持たせてもよい。
また、上記実施形態では、製造する光学シート110として、ディスプレイ120に重ね合わされる防眩シートを例示して説明したが、本発明の製造方法は、ルーバーフィルム、ミラーアレイ、ワイヤーグリッド偏光子などの各種の光学シートの製造に適用可能である。例えば、本発明の製造方法によって遮光層112aなどの光学機能層を形成した後に、透明樹脂によって深さ方向の全体にわたって溝部116を埋めた形態でもよい。
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 角部が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部が配列され、ディスプレイの表示光を背面から前方側へ透過させるプリズム層であって、
前記プリズム部は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面及び第2斜面を有し、
前記第1斜面は、光を遮光する遮光層を有し、
前記第2斜面は、前記背面と平行な第1面に対する傾斜角度αが35°~60°とされ、
前記第1斜面は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、前記背面と垂直な第2面に対する傾斜角度βが、
β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°
となり、
内部における前記表示光の進行方向が、前記第1斜面の前記傾斜角度βに設定される、プリズム層。
この構成のプリズム層によれば、あらゆる方向からの外光の前方への反射を抑制でき、反射光の映り込みによるグレアを効果的に抑えて視認性を向上できる。
また、内部における表示光の進行方向を、遮光層を有する第1斜面の傾斜角度βに設定することで、第1斜面による遮光を抑えつつ表示光を前方へ向かって効率的に導光させ、画像や映像を鮮明に表示させることができる。
(1) 角部が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部が配列され、ディスプレイの表示光を背面から前方側へ透過させるプリズム層であって、
前記プリズム部は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面及び第2斜面を有し、
前記第1斜面は、光を遮光する遮光層を有し、
前記第2斜面は、前記背面と平行な第1面に対する傾斜角度αが35°~60°とされ、
前記第1斜面は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、前記背面と垂直な第2面に対する傾斜角度βが、
β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°
となり、
内部における前記表示光の進行方向が、前記第1斜面の前記傾斜角度βに設定される、プリズム層。
この構成のプリズム層によれば、あらゆる方向からの外光の前方への反射を抑制でき、反射光の映り込みによるグレアを効果的に抑えて視認性を向上できる。
また、内部における表示光の進行方向を、遮光層を有する第1斜面の傾斜角度βに設定することで、第1斜面による遮光を抑えつつ表示光を前方へ向かって効率的に導光させ、画像や映像を鮮明に表示させることができる。
(2) 前記遮光層は、光を吸収する光吸収層及び光を散乱させる光散乱層の少なくとも一方からなる、(1)に記載のプリズム層。
この構成のプリズム層によれば、第1斜面に到達した光を遮光層によって吸収または散乱させ、良好に遮光させることができる。
この構成のプリズム層によれば、第1斜面に到達した光を遮光層によって吸収または散乱させ、良好に遮光させることができる。
(3) (1)または(2)に記載のプリズム層が、ディスプレイの前面に重ね合わされている、表示装置。
この構成の表示装置によれば、反射光の映り込みによるグレアが効果的に抑えられ、しかも、画像や映像が鮮明に表示可能な表示装置とすることができる。
この構成の表示装置によれば、反射光の映り込みによるグレアが効果的に抑えられ、しかも、画像や映像が鮮明に表示可能な表示装置とすることができる。
(4) 前記ディスプレイに対する前記プリズム層の傾き角をθ、前記ディスプレイの画素のピッチをPd、前記プリズム部のピッチをPp、発生するモアレ縞のピッチをPm、モアレ縞のピッチPmの最大値をPmmax(θ,Pd,Pp)とした際に、
Pmmax(θ,Pd,Pp)≦500μm
Pp≧20μm
を満たす、(3)に記載の表示装置。
この構成の表示装置によれば、モアレ縞のピッチPmの最大値Pmmax(θ,Pd,Pp)が500μm以下であるので、モアレを視認できない程度に抑制することができる。また、プリズム部のピッチPpを20μm以上とすることにより、回折の影響による虹色現象の発生を抑制することができる。
Pmmax(θ,Pd,Pp)≦500μm
Pp≧20μm
を満たす、(3)に記載の表示装置。
この構成の表示装置によれば、モアレ縞のピッチPmの最大値Pmmax(θ,Pd,Pp)が500μm以下であるので、モアレを視認できない程度に抑制することができる。また、プリズム部のピッチPpを20μm以上とすることにより、回折の影響による虹色現象の発生を抑制することができる。
(5) 前記ディスプレイは、画素密度が120ppi以上である、(3)または(4)に記載の表示装置。
この構成の表示装置によれば、画素密度が120ppi以上の高精細のディスプレイを備える場合においても、プリズム層によるアンチグレア機能を発現し、しかも、モアレ及び回折の問題を回避することができる。
この構成の表示装置によれば、画素密度が120ppi以上の高精細のディスプレイを備える場合においても、プリズム層によるアンチグレア機能を発現し、しかも、モアレ及び回折の問題を回避することができる。
(6) 前記ディスプレイは、偏光層を備えない有機ELディスプレイである、
(3)~(5)に記載の表示装置。
この構成の表示装置によれば、偏光層を備えない有機ELディスプレイにおいて、プリズム層によるアンチグレア機能を発現し、しかも、モアレ及び回折の問題を回避することができる。
(3)~(5)に記載の表示装置。
この構成の表示装置によれば、偏光層を備えない有機ELディスプレイにおいて、プリズム層によるアンチグレア機能を発現し、しかも、モアレ及び回折の問題を回避することができる。
(7) 平行に配列された複数の斜面が透光性を有する基材の表面側に形成され、前記斜面に光学機能層が形成された光学シートの製造方法であって、
前記基材の表面に、特定の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を付着させ、
前記基材の背面から前記光を照射して前記基材に入射させ、前記斜面だけに前記光を照射させ、硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を前記斜面に形成する、
光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材の表面に光硬化性樹脂を付着させ、基材の背面から光を照射して基材に入射させ、複数の斜面だけに光を照射させ、複数の斜面だけに光硬化性樹脂が硬化してなる光学機能層を形成する。これにより、大掛かりな設備や装置を用いることなく、複数の光学機能層が平行に配列された光学シートを容易に低コストで製造することができる。
前記基材の表面に、特定の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を付着させ、
前記基材の背面から前記光を照射して前記基材に入射させ、前記斜面だけに前記光を照射させ、硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を前記斜面に形成する、
光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材の表面に光硬化性樹脂を付着させ、基材の背面から光を照射して基材に入射させ、複数の斜面だけに光を照射させ、複数の斜面だけに光硬化性樹脂が硬化してなる光学機能層を形成する。これにより、大掛かりな設備や装置を用いることなく、複数の光学機能層が平行に配列された光学シートを容易に低コストで製造することができる。
(8) 前記基材は、その表面側に、前記斜面と前記斜面に隣接する隣接面とが前方へ向かって互いに近接して突出する複数のプリズム部を有し、
前記基材の背面から入射させた前記光を前記隣接面に沿って導光させて前記斜面に照射させることにより、前記斜面だけに硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を形成し、前記隣接面を透光面とする、(7)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材の背面から入射させた光を隣接面に沿って導光させて斜面に照射させるので、複数のプリズム部の斜面だけに光学機能層を形成して隣接面を透光面とすることができる。
前記基材の背面から入射させた前記光を前記隣接面に沿って導光させて前記斜面に照射させることにより、前記斜面だけに硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を形成し、前記隣接面を透光面とする、(7)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材の背面から入射させた光を隣接面に沿って導光させて斜面に照射させるので、複数のプリズム部の斜面だけに光学機能層を形成して隣接面を透光面とすることができる。
(9) 前記プリズム部は、平面形状の前記隣接面を有し、
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、前記隣接面と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、(8)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材内を進行する光の隣接面側が、平面形状の隣接面と平行になるように、光を基材の背面から入射させる。これにより、光が平行光でなくても、隣接面への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、前記隣接面と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、(8)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材内を進行する光の隣接面側が、平面形状の隣接面と平行になるように、光を基材の背面から入射させる。これにより、光が平行光でなくても、隣接面への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
(10) 前記プリズム部は、外方へ膨出する前記隣接面を有し、
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、断面視における前記隣接面の両端を結ぶ直線と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、(8)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材内を進行する光の隣接面側が、断面視における隣接面の両端を結ぶ直線と平行になるように、光を基材の背面から入射させる。これにより、光が平行光でなくても、隣接面への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、断面視における前記隣接面の両端を結ぶ直線と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、(8)に記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材内を進行する光の隣接面側が、断面視における隣接面の両端を結ぶ直線と平行になるように、光を基材の背面から入射させる。これにより、光が平行光でなくても、隣接面への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
(11) 平行光からなる前記光を前記基材の背面から入射させる、(7)~(10)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、平行光からなる光を基材の背面から入射させるので、斜面以外への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
この構成の光学シートの製造方法によれば、平行光からなる光を基材の背面から入射させるので、斜面以外への光の照射を良好に抑えつつ、斜面に光を照射させて斜面に光学機能層を形成することができる。
(12) 互いに傾斜した二つの面を有するプリズムの一方の面を前記基材の背面に密着させ、
前記プリズムの他方の面に前記光を照射することにより、前記プリズムを介して前記基材の背面へ前記光を入射させる、(7)~(11)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、互いに傾斜した二つの面を有するプリズムの一方の面を基材の背面に密着させてプリズムの他方の面に光を照射することにより、プリズムを介して基材の背面へ光を入射させる。これにより、入射角が大きくなるために、基材の背面から光を直接入射させて斜面へ照射させることが困難となる条件においても、基材の斜面へ無理なく光を照射させることができる。
前記プリズムの他方の面に前記光を照射することにより、前記プリズムを介して前記基材の背面へ前記光を入射させる、(7)~(11)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、互いに傾斜した二つの面を有するプリズムの一方の面を基材の背面に密着させてプリズムの他方の面に光を照射することにより、プリズムを介して基材の背面へ光を入射させる。これにより、入射角が大きくなるために、基材の背面から光を直接入射させて斜面へ照射させることが困難となる条件においても、基材の斜面へ無理なく光を照射させることができる。
(13) 前記光硬化性樹脂を硬化させた後に、前記基材に付着した未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する、(7)~(12)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材に付着した未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより、例えば、斜面以外の部分に付着した余剰な光硬化性樹脂の不用意な硬化を抑えることができ、高品質な光学シートを製造することができる。
この構成の光学シートの製造方法によれば、基材に付着した未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより、例えば、斜面以外の部分に付着した余剰な光硬化性樹脂の不用意な硬化を抑えることができ、高品質な光学シートを製造することができる。
(14) 前記光硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用い、
紫外線からなる前記光を前記基材の背面に照射させて前記光硬化性樹脂を硬化させる、(7)~(13)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、扱いが容易な紫外線硬化性樹脂を用いるので、例えば、可視光で硬化する光硬化性樹脂等を用いる場合と比べ、簡略的な設備で容易に製造することができる。
紫外線からなる前記光を前記基材の背面に照射させて前記光硬化性樹脂を硬化させる、(7)~(13)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、扱いが容易な紫外線硬化性樹脂を用いるので、例えば、可視光で硬化する光硬化性樹脂等を用いる場合と比べ、簡略的な設備で容易に製造することができる。
(15) 前記光硬化性樹脂は、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材の少なくとも一つの添加剤を含む、(7)~(14)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材の少なくとも一つが添加された光学機能層を形成することができる。
この構成の光学シートの製造方法によれば、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材の少なくとも一つが添加された光学機能層を形成することができる。
(16) 反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層の少なくとも一つの光学機能性を持たせた前記光学機能層を形成する、(7)~(15)のいずれか一つに記載の光学シートの製造方法。
この構成の光学シートの製造方法によれば、反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層の少なくとも一つの光学機能性を持たせた光学機能層を有する多機能な光学シートを製造することができる。
この構成の光学シートの製造方法によれば、反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層の少なくとも一つの光学機能性を持たせた光学機能層を有する多機能な光学シートを製造することができる。
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
なお、本出願は、2021年11月8日付の日本特許出願(特願2021-182125)及び2021年11月8日付の日本特許出願(特願2021-182126)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
10 プリズム層
11 プリズム部
12 第1斜面
13 第2斜面
12a 遮光層
14 角部
15 背面
20 ディスプレイ
21 画素
100 表示装置
Lda 表示光
S1 第1面
S2 第2面
α,β 傾斜角度
na 空気の屈折率
nm プリズム層の屈折率
Pd,Pp ピッチ
θ 傾き角
Pm モアレ縞のピッチ
Pmmax モアレ縞のピッチの最大値
110 光学シート
111 プリズム部
112 第1斜面(斜面)
112a 遮光層(光学機能層)
113 第2斜面(隣接面)
115 背面
130 基材
140 プリズム
141,142 面
A 直線
Luv 光
R 光硬化性樹脂
11 プリズム部
12 第1斜面
13 第2斜面
12a 遮光層
14 角部
15 背面
20 ディスプレイ
21 画素
100 表示装置
Lda 表示光
S1 第1面
S2 第2面
α,β 傾斜角度
na 空気の屈折率
nm プリズム層の屈折率
Pd,Pp ピッチ
θ 傾き角
Pm モアレ縞のピッチ
Pmmax モアレ縞のピッチの最大値
110 光学シート
111 プリズム部
112 第1斜面(斜面)
112a 遮光層(光学機能層)
113 第2斜面(隣接面)
115 背面
130 基材
140 プリズム
141,142 面
A 直線
Luv 光
R 光硬化性樹脂
Claims (16)
- 角部が前方へ向かって突出する断面視三角形状の複数のプリズム部が配列され、ディスプレイの表示光を背面から前方側へ透過させるプリズム層であって、
前記プリズム部は、前方へ向かって互いに近接する方向へ傾斜する第1斜面及び第2斜面を有し、
前記第1斜面は、光を遮光する遮光層を有し、
前記第2斜面は、前記背面と平行な第1面に対する傾斜角度αが35°~60°とされ、
前記第1斜面は、空気の屈折率をna、プリズム層の屈折率をnmとした際に、前記背面と垂直な第2面に対する傾斜角度βが、
β=α-sin-1{(na/nm)sinα}±10°
となり、
内部における前記表示光の進行方向が、前記第1斜面の前記傾斜角度βに設定される、
プリズム層。 - 前記遮光層は、光を吸収する光吸収層及び光を散乱させる光散乱層の少なくとも一方からなる、
請求項1に記載のプリズム層。 - 請求項1または請求項2に記載のプリズム層が、ディスプレイの前面に重ね合わされている、
表示装置。 - 前記ディスプレイに対する前記プリズム層の傾き角をθ、前記ディスプレイの画素のピッチをPd、前記プリズム部のピッチをPp、発生するモアレ縞のピッチをPm、モアレ縞のピッチPmの最大値をPmmax(θ,Pd,Pp)とした際に、
Pmmax(θ,Pd,Pp)≦500μm
Pp≧20μm
を満たす、
請求項3に記載の表示装置。 - 前記ディスプレイは、画素密度が120ppi以上である、
請求項3に記載の表示装置。 - 前記ディスプレイは、偏光層を備えない有機ELディスプレイである、
請求項3に記載の表示装置。 - 平行に配列された複数の斜面が透光性を有する基材の表面側に形成され、前記斜面に光学機能層が形成された光学シートの製造方法であって、
前記基材の表面に、特定の光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を付着させ、
前記基材の背面から前記光を照射して前記基材に入射させ、前記斜面だけに前記光を照射させ、硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を前記斜面に形成する、
光学シートの製造方法。 - 前記基材は、その表面側に、前記斜面と前記斜面に隣接する隣接面とが前方へ向かって互いに近接して突出する複数のプリズム部を有し、
前記基材の背面から入射させた前記光を前記隣接面に沿って導光させて前記斜面に照射させることにより、前記斜面だけに硬化した前記光硬化性樹脂からなる前記光学機能層を形成し、前記隣接面を透光面とする、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 前記プリズム部は、平面形状の前記隣接面を有し、
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、前記隣接面と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、
請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 前記プリズム部は、外方へ膨出する前記隣接面を有し、
前記基材内を進行する前記光の前記隣接面側が、断面視における前記隣接面の両端を結ぶ直線と平行になるように、前記光を前記基材の背面から入射させる、
請求項8に記載の光学シートの製造方法。 - 平行光からなる前記光を前記基材の背面から入射させる、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 互いに傾斜した二つの面を有するプリズムの一方の面を前記基材の背面に密着させ、
前記プリズムの他方の面に前記光を照射することにより、前記プリズムを介して前記基材の背面へ前記光を入射させる、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 前記光硬化性樹脂を硬化させた後に、前記基材に付着した未硬化の前記光硬化性樹脂を除去する、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 前記光硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用い、
紫外線からなる前記光を前記基材の背面に照射させて前記光硬化性樹脂を硬化させる、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 前記光硬化性樹脂は、金属酸化物微粒子、導電剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、開始剤及び表面調整材の少なくとも一つの添加剤を含む、
請求項7に記載の光学シートの製造方法。 - 反射防止層、集光層、光散乱層、正孔ブロック層、電子ブロック層、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層、UV吸収層、光反射層及び波長変換層の少なくとも一つの光学機能性を持たせた前記光学機能層を形成する、
請求項7~15のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021182126 | 2021-11-08 | ||
| JP2021182125 | 2021-11-08 | ||
| JP2021-182126 | 2021-11-08 | ||
| JP2021-182125 | 2021-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023080245A1 true WO2023080245A1 (ja) | 2023-05-11 |
Family
ID=86241617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/041443 Ceased WO2023080245A1 (ja) | 2021-11-08 | 2022-11-07 | プリズム層、表示装置及び光学シートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023080245A1 (ja) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0854503A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 防眩シート |
| JP2002214603A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-07-31 | Sharp Corp | 反射型表示装置およびプリズムアレイシート |
| JP2005055736A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Sharp Corp | 光学シート、該光学シートを備えた液晶表示装置および表示装置 |
| JP2009266792A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-11-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 面光源装置及び液晶表示装置 |
| WO2012008212A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | 大日本印刷株式会社 | 表示装置 |
| WO2017110629A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 富士フイルム株式会社 | 透明スクリーン |
| JP2020154242A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社有沢製作所 | 透過型スクリーン |
| JP2020184012A (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
-
2022
- 2022-11-07 WO PCT/JP2022/041443 patent/WO2023080245A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0854503A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 防眩シート |
| JP2002214603A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-07-31 | Sharp Corp | 反射型表示装置およびプリズムアレイシート |
| JP2005055736A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Sharp Corp | 光学シート、該光学シートを備えた液晶表示装置および表示装置 |
| JP2009266792A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-11-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 面光源装置及び液晶表示装置 |
| WO2012008212A1 (ja) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | 大日本印刷株式会社 | 表示装置 |
| WO2017110629A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 富士フイルム株式会社 | 透明スクリーン |
| JP2020154242A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社有沢製作所 | 透過型スクリーン |
| JP2020184012A (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 株式会社デンソー | 虚像表示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI509322B (zh) | Liquid crystal display device | |
| KR100472893B1 (ko) | 반사형 표시 장치 및 프리즘 어레이 시트 | |
| TWI662302B (zh) | Display device | |
| JP5916243B2 (ja) | 表示装置 | |
| US20090213593A1 (en) | Optical device and system for black level enhancement and methods of use thereof | |
| TWI576625B (zh) | 照明裝置及顯示裝置 | |
| CN106405918A (zh) | 显示面板及具有该显示面板的显示装置 | |
| JP6239978B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2021018412A (ja) | 光学構造体、光学構造体付き偏光板及び表示装置 | |
| JP7130921B2 (ja) | 光学構造体、表示装置 | |
| JP2012145941A (ja) | 液晶ディスプレイ装置用カラーシフト低減光学フィルム及びこれを具備する液晶ディスプレイ装置 | |
| WO2011162013A1 (ja) | 表示装置、およびその製造方法 | |
| WO2012081410A1 (ja) | 光拡散部材およびその製造方法、表示装置 | |
| WO2012053501A1 (ja) | 光拡散部材およびその製造方法、表示装置 | |
| US20170153364A1 (en) | Light diffusion member, method for producing same, and display device | |
| TWI499836B (zh) | 具有霧度元件的顯示裝置 | |
| JP5970786B2 (ja) | 光学シート、及びこれを備えた映像表示装置 | |
| US11287683B2 (en) | Display panel and display apparatus having the same | |
| JPH0772809A (ja) | 液晶ディスプレイ用マイクロレンズアレイシート、およびそれを用いた液晶ディスプレイ | |
| CN119556392A (zh) | 照明装置及显示装置 | |
| KR20090086759A (ko) | 정면 휘도가 개선된 길이방향 웨이브 패턴의 프리즘 산을갖는 프리즘 시트, 이를 채용한 백라이트 유니트, 및 상기백라이트 유니트를 구비한 액정표시장치 | |
| JP2014211596A (ja) | 角度依存性光線透過フィルム | |
| JP2013003266A (ja) | 光拡散部材、偏光板、及び液晶表示装置 | |
| WO2023080245A1 (ja) | プリズム層、表示装置及び光学シートの製造方法 | |
| KR100938118B1 (ko) | 나노 와이어 그리드가 포함된 광학시트유닛 및 이를 사용한백라이트 어셈블리 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22890065 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22890065 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |