JP2009294462A - 映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変色などを生じることのない耐光性に優れる映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置を提供する。
【解決手段】自己発光して又は他の光源と合わせられて映像を出射する映像源１０ａと、該映像源より観察者側に配置され、映像源からの光を制御して観察者側に出射可能とする複数の層を有する光学シート１０ｂと、を備える映像源ユニット１０であって、光学シートは、光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部１８と、プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部１９と、を有する光学機能シート層１７と、光学機能シート層より映像源とは反対側に配置され、紫外線吸収剤を含有する層２３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像源から観察者に適切な映像を出射するための映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置に関し、詳しくは、耐光性に優れる映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置に関する。

液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、リアプロジェクション、有機ＥＬ、ＦＥＤ等のような、映像を観察者に出射する映像表示装置には、映像源と、該映像源からの映像光の質を高めて観察者に出射するための各種機能を有する層が積層された光学シートと、を備える映像源ユニットを具備している。

光学シートの例として、例えば特許文献１等が開示されている。特許文献１に記載の光学シートは、映像光を透過させるプリズム部と、該プリズム部間に配置され、映像光や外光を適切に遮断又は反射してコントラストを向上させたり、ゴーストを抑制したりする光吸収部とを備えている。
特開２００６−１８９８６７号公報

しかしながら特許文献１に記載の光学シートをはじめ、従来における光学シートを具備する映像源ユニット、及び映像表示装置では、使用の継続により当該光学シートに積層される部材に変色を生じることがあった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、変色等を生じることのない耐光性に優れる映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

発明者らは鋭意検討の結果、映像源ユニットに備えられる各層のうち、特に紫外線硬化樹脂が、屋外から照射される紫外線により黄変するとの知見を得た。当該知見に基づいて発明者らは以下の発明を完成させた。

請求項１に記載の発明は、自己発光して又は他の光源と合わせられて映像を出射する映像源（１０ａ、４０ａ）と、該映像源より観察者側に配置され、映像源からの光を制御して観察者側に出射可能である複数の層を有する光学シート（１０ｂ、４０ｂ）と、を備える映像源ユニット（１０、３０、３５、４０、５０、５５）であって、光学シートは、光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部（１８、２６、３２、３７、４４、５２、５５）、及びプリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１９、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、４５、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）を有する光学機能シート層（１７、２５、３１、３６、４３、５１、５６）と、光学機能シート層の映像源側とは反対側に配置され、紫外線吸収剤を含有する層（２３、４７）と、を備える映像源ユニットを提供することにより前記課題を解決する。

ここで、プリズム部が「シート面に沿って並列され、」とは、当該プリズム部がシート面の一方向に沿って並列されることに限定されず、シートの面に沿って所定の法則性を有して並べられるように配置されていれば良い概念である。従って、例えばシート面に沿って斜めに並べられてもよいし、千鳥状に並べられてもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の映像源ユニット（１０、３０、３５）において、光学シート（１０ｂ）は、ＴＡＣフィルム層（２３）を有し、紫外線吸収剤を含有する層が当該ＴＡＣフィルム層であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の映像源ユニットにおいて、ＴＡＣフィルム層の映像源側とは反対側面は防眩処理がされていることを特徴とする。

ここで、防眩処理とはアンチグレア処理と同義である。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の映像源ユニット（１０、３０、３５）において、光学シート（１０ｂ）は、観察者側からアンチグレアフィルム層（２４）、ＴＡＣフィルム層（２３）及び粘着剤層（２２）をこの順に備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の映像源ユニット（４０）の光学シート（４０ｂ）は、色調補正層（４７）を有し、紫外線吸収剤を含有する層が当該色調補正層であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の映像源ユニット（４０）の光学シート（４０ｂ）は、観察者側からアンチグレアフィルム層（４９）、色調補正層（４７）を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の映像源ユニット（１０、３０、３５、４０、５０、５５）において、光吸収部（１９、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、４５、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）には樹脂からなるバインダー（２０）が充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子（２１）が分散されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の映像源ユニット（１０’）の光学機能シート層（１７、２５）のプリズム部（１８、２６）及び光吸収部（１９）が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向と、２層の光学機能シート層のうちの他方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の映像源ユニット（１０’）の所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の映像源ユニット（３０、３５、５０、５５）の光学機能シート層（３１、３６、５１、５６）の光吸収部（３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の映像源ユニット（３０、５０）の所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の映像源ユニット（１０、３０、３５、４０、５０、５５）に用いられる光学シート（１０ｂ、４０ｂ）であって、光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部（１８、２６、３２、３７、４４、５２、５５）、及びプリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１９、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、４５、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）を有する光学機能シート層（１７、２５、３１、３６、４３、５１、５６）と、光学機能シート層の映像源側とは反対側に配置され、紫外線吸収剤を含有する層（２３、４７）と、を備える光学シートを提供することにより前記課題を解決する。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の映像源ユニット（１０、３０、３５、４０、５０、５５）を具備することを特徴とする映像表示装置（１、３９）を提供することにより前記課題を解決する。

請求項１４に記載の発明は、複数の層を備える光学シート（１０ｂ、４０ｂ）であって、光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部（１８、２６、３２、３７、４４、５２、５５）、及びプリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部（１９、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、４５、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）を有する光学機能シート層（１７、２５、３１、３６、４３、５１、５６）と、アンチグレアフィルム層（２４、４９）と、光学機能シート層と、アンチグレアフィルム層との間に具備される紫外線吸収剤を含有する層（２３、４７）と、を備える光学シートを提供することにより前記課題を解決する。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の光学シート（１０ｂ）の紫外線吸収剤を含有する層がＴＡＣフィルム層（２３）であることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の光学シート（４０ｂ）の紫外線吸収剤を含有する層が色調補正層（４７）であることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の光学シート（１０ｂ、４０ｂ）の光吸収部（１９、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、４５、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）には樹脂からなるバインダー（２０）が充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子（２１）が分散されていることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の光学シート（１０ｂ’）の光学機能シート層（１７、２５）のプリズム部（１８、２６）及び光吸収部（１９）が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向と、２層の光学機能シート層のうちの他方の光学機能シート層の光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の光学シート（１０ｂ’）のうち、所定の角度が９０度であることを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の光学シート（３０、３５、５０、５５）のうち、光学機能シート層（３１、３６、５１、５６）の光吸収部（３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、５３ａ、５３ｂ、５８ａ、５８ｂ）が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の光学シート（３０、５０）の所定の角度が９０度であることを特徴とする。

本発明の映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置により、効率的に映像源ユニットに備えられる部材の変色を抑制することができる。

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は第一実施形態に係る映像源ユニット１０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。本実施形態の映像源ユニット１０は、いわゆる液晶ディスプレイパネルユニットである。以下に示す図では、見易さのため、繰り返しとなる符号は一部省略することがある。

映像源ユニット１０は、バックライト１１、偏光板１２、液晶パネル１３、偏光板１４、粘着剤層１５、ＰＥＴフィルム層１６、光学機能シート層１７、粘着剤層２２、ＴＡＣフィルム層２３、及びアンチグレアフィルム層（ＡＧ層）２４を備えている。このうち、粘着剤層１５、ＰＥＴフィルム層１６、光学機能シート層１７、粘着剤層２２、ＴＡＣフィルム層２３、及びＡＧ層２４は予め光学シート１０ｂとして形成されて、バックライト１１、偏光板１２、１４、及び液晶パネル１３を備える映像源１０ａに貼付されている。映像源ユニット１０の上記構成から、当該映像源ユニット１０が映像表示装置１（図３参照。）に具備されたときには、図１の紙面右側が観察者側となることがわかる。上記各層は図１で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。以下に各層について説明する。

バックライト１１は、液晶パネル１３の光源である。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられるバックライトを用いることができる。これには例えば、発光源を面内に略均等に配置して面状の光源とする形式や、縁（エッジ）に発光源を配置して反射面等を利用して最終的に面状に光を出射するエッジ入力型とする形式等を挙げることができる。

偏光板１２、１４は、液晶パネル１３を挟むように配置される一対の光学要素であり、吸収軸方向に平行な振動面を有する偏光光を吸収する一方、吸収軸方向に直交する振動面を有する偏光光を透過する機能を有する。当該偏光板１２、１４と液晶パネル１３を透過したバックライト１１の光が映像光となり観察者側に出射される。

液晶パネル１３は、映像源ユニット１０における映像源１０ａを構成する要素の１つであり、ここに出射されるべき映像情報が表されている。ここには通常の液晶ディスプレイパネルユニットに用いられる液晶パネルを用いることができる。従って、映像源ユニット１０では、バックライト１１、偏光板１２、１４、及び液晶パネル１３により映像源１０ａが形成される。

粘着剤層１５、２２は、ＰＥＴフィルム層１６及び光学機能シート層１７を挟むように配置される層で、該ＰＥＴフィルム層１６及び光学機能シート層１７を他の層に接着するために粘着剤が配置された層である。粘着剤層１５、２２に用いられる粘着剤は光を透過させるとともに、適切にＰＥＴフィルム層１６及び光学機能シート層１７を他に接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばＰＳＡ（感圧接着剤、ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）を挙げることができる。その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。

ＰＥＴフィルム層１６は、該ＰＥＴフィルム層１６の一方の面上に光学機能シート層１７を形成するためのベースとなる基材層としてのフィルム層で、ＰＥＴを主成分として形成されている。当該ＰＥＴフィルム層１６はＰＥＴを主成分として含有していれば良く、他の樹脂が含まれてもよい。ここで主成分とはＰＥＴフィルム層全体に対して５０質量％以上を意味する。また、各種添加剤を添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。

ここでは基材層としてＰＥＴフィルム層を説明したが、必ずしもＰＥＴを材料とすることはなく、その他にもポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、又はポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂等の「ポリエステル系樹脂」を用いることができる。本実施形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点からＰＥＴを主成分とする樹脂が好ましい材料であるとして説明した。

光学機能シート層１７は、シートの厚さ方向断面において略台形であるプリズム部１８、１８、…と、該プリズム部１８、１８、…の間に配置された光吸収部１９、１９、…とを備えている。図２に２つの光吸収部１９、１９及びこれに隣接するプリズム部１８、１８、１８に着目した拡大図を示した。図１、図２を参照しつつ光学機能シート層１７について説明する。

プリズム部１８、１８、…は、ＰＥＴフィルム層１６側が下底、他方の側が上底となるように配置された略台形断面を有する要素である。また、プリズム部１８、１８、…は、屈折率がＮｐである光透過性樹脂で構成されている。これは紫外線により硬化する特徴を有する例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等により形成されている。Ｎｐの大きさは特に限定されることはないが、適用材料の入手性の観点から１．４９〜１．５６であることが好ましい。当該プリズム部１８、１８、…内を映像光が透過することにより観察者に映像光が提供される。

光吸収部１９、１９、…は、プリズム部１８、１８、…の間に配置される部位である。光吸収部１９、１９、…はプリズム部１８、１８、…の上底側を底辺とし、これに対向する頂点がプリズム部１８、１８、…の下底側となるような略三角形形状である。該光吸収部１９、１９、…は、屈折率がＮｂである物質が充填されたバインダー部２０、２０、…と、該バインダー部２０、２０、…に混入された光吸収粒子２１、２１、…とを備えている。当該光吸収部１９、１９、…に外光が入射して吸収されることにより、外光が映像光に及ぼす影響を減じることができ、コントラストを向上させることができる。

バインダー部２０、２０、…に充填されるバインダー材は、屈折率Ｎｂである材料により構成される。Ｎｂの大きさは特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点から１．４９〜１．５６であることが好ましい。そして該バインダー材として用いられるものも特に限定されることはないが、例えば、電離放射線、紫外線等により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等を挙げることができる。

ここで、プリズム部１８、１８、…の屈折率Ｎｐとバインダー部２０、２０、…の屈折率Ｎｂとの差は、Ｎｐ−Ｎｂが０より大きく、０．１０以下であることが好ましい。これによりプリズム部１８、１８、…と光吸収部１９、１９、…との界面で適切に全反射がおこなわれるとともに、迷光や外光を光吸収部１９、１９、…に入射させて吸収させることができる。

光吸収粒子２１、２１、…は、入手性及び製造上の観点から平均粒径が１μｍ以上の粒子が好ましく、これはカーボン等の粒子又は赤、青、黄、黒等の染料にて所定の濃度に着色されている。これには例えば市販の着色樹脂粒子を使用することもできる。当該光吸収粒子２１、２１、…の屈折率Ｎｒは特に限定されるものではない。

ここで、光吸収部１９、１９、…の光吸収性能は目的によって適宜調整可能であるが、該光吸収部を構成する材料のみで形成された６μｍ厚さのシートの透過率測定において、透過率が４０〜７０％となるような光吸収性能を有するように構成されていることが好ましい。透過率が４０〜７０％とするための手段は特に限定されるものではないが、例えば光吸収粒子の含有量や光吸収性能を調整して適用することを挙げることができる。

さらに、光吸収部１９、１９、…の斜辺（シート厚さ方向に延在する２つの辺）のシート面法線に対する角度θは目的に応じて変更可能であり、特に限定されるものではないが、通常の表示装置の場合、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、６度〜１５度であることが好ましい。

光学機能シート層１７は、図１、図２に示したように、プリズム部１８、１８、…が略台形断面を有し、これらに挟まれて形成される光吸収部１９、１９、…は三角形断面を有している。しかし、適切に光を制御することができれば、これら形状は特に限定されることなく適宜適切な形状が採用される。これには例えば光吸収部が三角形断面ではなく、台形断面であってもよい。また、プリズム部と光吸収部との界面を形成する斜辺が折れ線状や曲線状であってもよい。

ＴＡＣフィルム層２３は、トリアセチルセルロースにより形成されるフィルムであり、保護膜として用いられる。ＴＡＣフィルム層２３には、紫外線吸収剤が添加されている。当該紫外線吸収剤は、公知のものを用いることができ、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等を挙げることができる。製造上、及び耐候等の観点から耐熱性に優れるものが好ましい。

さらに具体的には、紫外線吸収剤としては、２，２'−メチレンビス〔４（１，１，３，４−テトラメチルブチル９−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）〕、２（２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−（５−クロロベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジメトキシベンゾフェノン、２，２',４，４'−テトラヒドロキシベンゾフェノン等を挙げることができる。

従って、ＡＧ層２４を除いて外光入射側に最も近い位置に紫外線吸収剤が配置される。かかる構成により映像源側に設けられる各層を外光に含まれる紫外線の影響から保護することができる。特に光学機能シート層１７のプリズム部１８、１８、…は紫外線硬化樹脂により形成されており、製造の際には紫外線を照射して硬化させるという性質上、ここに紫外線吸収剤を含ませることはできない。加えて紫外線硬化樹脂は、硬化後に所定量以上の紫外線を照射すると黄色に変色する性質を有するものが多い。これに対して映像源ユニット１０によれば光学機能シート層１７より観察者側（光源側とは反対側）に紫外線吸収剤を含有する層が配置されるのでこれによりプリズム部１８、１８、…の変色を防止することができる。

ＡＧ層２４は、観察者が画面を見た時のぎらつきを防止することができるフィルムである。当該防眩フィルムは通常に入手できるＡＧフィルムを適用することが可能である。本実施形態ではここをＡＧ層としたが、ＡＧ層の替わりにＡＲ層が配置されていてもよい。ＡＲ層は「アンチリフレクション層」を意味し、反射を防止することができる層である。

本実施形態では、ＴＡＣフィルム層２３にＡＧ層２４を積層する形態であるが、他の態様としてＴＡＣフィルム層２３の面にアンチグレア処理（防眩処理）を施しても同様の効果を奏するものとなる。

以上のような映像源ユニット１０を備える映像表示装置１は例えば次のように動作する。図３は映像源ユニット１０が映像表示装置１に取り付けられ、該映像表示装置１を動作させて映像を出射させたときの光路を説明するための図である。図３では紙面右が観察者側である。本実施形態における映像表示装置１は液晶ディスプレイ等の液晶表示装置を挙げることができる。

映像表示装置１を動作させると、図３に示したように映像光Ｌ１は、映像源ユニット１０内に備えられる各層を透過して観察者に出射される。また、映像光Ｌ２、Ｌ３は、プリズム部１８、１８、…と光吸収部１９、１９、…との界面で全反射されて観察者側に出射される。このとき光吸収部１９、１９、…の斜辺は上記したように傾斜しているので、当該斜辺による反射の前後で光の角度が変わり、視野角が広がる方向への映像光の出射が可能となる。これにより広い視野角を得ることができる。

一方、外光として映像表示装置１に入射した外光Ｌ４は、光吸収部１９に入射するまでにＴＡＣフィルム層２３で既に紫外線が吸収されるとともに、光吸収部１９に入射することによりここで吸収される。このように外光の一部が光吸収部１９、１９、…に吸収されてコントラストを向上させることができる。また、プリズム部１８、１８、…に入射する外光Ｌ５については、プリズム部１８、１８、…に到達するまでに、ＴＡＣフィルム層２３で既に紫外線が吸収されている。従って外光Ｌ５によるプリズム部１８、１８、…の変色は自動に抑えられる。

このように本発明の映像源ユニット１０により適切に構成部材の変色を抑制することができる。

図４は映像源ユニット１０の第一の変形例に係る映像源ユニット１０’の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。映像源ユニット１０’は、上記した映像源ユニット１０の光学機能シート層１７と粘着剤層２２との間に、もう１つの光学機能シート層２５が積層されている。光学機能シート層２５は、光学機能シート層１７と同様の構成を有しているが、該光学機能シート層２５の光吸収部（図４には、プリズム部２６のみが現れ、光吸収部は現れない。）が光学機能シート層１７の光吸収部１９、１９、…と直交するような向きで配置されている。これにより映像光が拡散される方向が拡張され、さらに広い範囲に光を拡散させることが可能となる。

このような映像源ユニット１０’においても上記と同様の効果により該映像源ユニット１０’の構成部材の変色を抑制することができる。

図５は、第二の変形例に係る映像源ユニット３０のうち、光学機能シート層３１の構成を模式的示した斜視図である。図５では、分かりやすさのため斜視図の上と右にそれぞれ断面図を示している。光学機能シート層３１以外の構成は上記した映像源ユニット１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図５の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図５に示した光学機能シート層３１では、断面が三角形である光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部３２、３２、…となっている。

ここでは光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。

第二の変形例では、このように一枚の光学機能シート層３１の中で光吸収部３３ａ、３３ａ、…、３３ｂ、３３ｂ、…が格子状に形成されている。そして当該格子状は略直角に交わっているのが特徴である。このように形成することにより、１枚の光学機能シート層３１で水平、及び垂直方向に視野角を広げることができる。従って、光学シートの厚さを薄くしつつ、あらゆる方向に視野角を広げることが可能となる。

図６は、第三の変形例に係る映像源ユニット３５のうち、光学機能シート層３６の構成を模式的に示した斜視図である。図６では、分かりやすさのため斜視図の右に断面図を示している。光学機能シート層３６以外の構成は上記した映像源ユニット１０の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図６の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図６に示した光学機能シート層３６では、断面が三角形である光吸収部３８ａ、３８ａ、…、３８ｂ、３８ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部３７、３７、…となっている。

ここでは光吸収部３８ａ、３８ａ、…、３８ｂ、３８ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が光源側に、台形の長い下底が観察者側になるように配置される。

第三の変形例でも、一枚の光学機能シート層の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は所定の角度αを有して交わっているのが特徴である。このように形成することにより、当該αに対応する所定の角度への視野角特性を向上させることができる。

図７は第二実施形態に係る映像源ユニット４０の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。本実施形態の映像源ユニット４０はプラズマディスプレイユニットである。

映像源ユニット４０は、プラズマディスプレイパネル４１、粘着剤層４２、光学機能シート層４３、ＰＥＴフィルム層４６、色調補正層４７、アンチスタティックフィルム（ＡＳ）層４８、及びアンチグレアフィルム（ＡＧ）層４９を備えている。このうち、粘着剤層４２、光学機能シート層４３、ＰＥＴフィルム層４６、色調補正層４７、ＡＳ層４８、及びＡＧ層４９は予め光学シート４０ｂとして形成されて、プラズマディスプレイパネル４１である映像源４０ａに貼付されている。上記各層は図７で示した断面を維持して紙面奥／手前方向に延在する。以下に各層について説明する。

プラズマディスプレイパネル４１は、映像源ユニット４０における映像源であり、ここに出射されるべき映像情報が表されている。プラズマディスプレイパネル４１は自己発光することができる。映像源ユニット４０には通常のプラズマディスプレイパネルユニットに用いられるパネルを用いることができる。

粘着剤層４２は、後述するようにプラズマディスプレイパネル４１に光学機能シート層４３を接着させるための粘着剤が配置された層である。粘着剤層４２に用いられる粘着剤は光を透過させるとともに、適切に接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。これには例えばアクリル系の共重合体等を挙げることができ、その粘着力は例えば数Ｎ／２５ｍｍ〜２０Ｎ／２５ｍｍ程度である。

光学機能シート層４３が備える構成は、図７からわかるように、上記した光学機能シート層１７に対して向きが異なること以外はその基本的構造が該光学機能シート層１７と同じである。ただし本実施形態の映像源ユニット４１では、図８に光学機能シート層４３の一部を拡大して示したように、光吸収部４５、４５、…とプリズム部４４、４４、…との界面が形成する斜辺（シート厚さ方向に延在する２つの辺）のシート面法線に対する角度φは目的に応じて変更可能であり、特に限定されるものではないが、適切に外光及び映像光の反射、吸収をする観点から、０度より大きく６度以下であることが好ましい。

ＰＥＴフィルム層４６、ＡＧ層４９についても上記ＰＥＴフィルム層１６、及びＡＧ層２４の説明と共通するので説明を省略する。この場合もＡＧ層の替わりにＡＲ層が配置されていてもよい。

色調補正層４７は、Ｔｉｎｔ層と称されることもあり、プラズマディスプレイパネル４１からの映像光の色を補正して観察者にとって適切な色合いの映像を提供するフィルムが配置された層である。また、ネオン線も遮断するように構成されていてもよい。このフィルムには目的の色補正をすることができるように染料や顔料が含有されている。

本実施形態では、当該色調補正層に、紫外線吸収剤が添加されている。当該紫外線吸収剤は、公知のものを用いることができ、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、アクリロニトリル系等を挙げることができる。製造上、及び耐候等の観点から耐熱性に優れるものが好ましい。

さらに具体的には、紫外線吸収剤としては、２，２'-メチレンビス〔４（１，１，３，４−テトラメチルブチル９−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）〕、２（２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−（５−クロロベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジメトキシベンゾフェノン、２，２',４，４'−テトラヒドロキシベンゾフェノン等を挙げることができる。

従って、ＡＳ層４８、ＡＧ層４９を除いて外光入射側にもっとも近い位置に紫外線吸収剤が配置される。かかる構成により映像源側に設けられる各層を外光に含まれる紫外線の影響から保護することができる。特に光学機能シート層４３のプリズム部４４、４４、…は紫外線硬化樹脂により形成されており、製造の際には紫外線を照射して硬化させるという性質上、ここに紫外線吸収剤を含ませることはできない。加えて紫外線硬化樹脂は、硬化後に所定量以上の紫外線を照射すると黄色に変色する性質を有するものが多い。これに対して映像源ユニット４０によれば光学機能シート層４３より観察者側（光源側とは反対側）に紫外線吸収剤を含有する層が配置されるのでこれによりプリズム部４４、４４、…の変色を防止することができる。

ＡＳ層４８は、帯電、すなわち静電気が帯電することを防止することができるフィルムである。これには通常に入手できるＡＳフィルムを適用することが可能である。

さらに映像源ユニットには、電磁波を遮断する層、赤外線を遮断する層、及びネオン線を遮断する層等の機能フィルム層が備えられてもよい。

以上のような映像源ユニット４０を備える映像表示装置３９は例えば次のように動作する。図９は映像源ユニット４０が映像表示装置３９に取り付けられ、該映像表示装置３９を動作させて映像を出射させたときの光路を説明するための図である。図９では、紙面右が観察者側である。本実施形態における映像表示装置３９はプラズマディスプレイ等を挙げることができる。

映像表示装置３９を動作させると、図９に示したように映像光Ｌ１１は、映像源ユニット４０内に備えられる各層を透過して観察者に出射される。また、映像光Ｌ１２、Ｌ１３は、プリズム部４４、４４、…と光吸収部４５、４５、…との界面で全反射されて観察者側に出射される。このとき光吸収部４５、４５、…の斜辺は、上記光吸収部１９、１９、…とは異なる角度を有しており、当該斜辺による反射の前後で光の角度が変わり、正面により多くの映像光の出射が可能となる。これにより映像光の明るさ及びコントラストを向上させることができる。

一方、外光として映像表示装置３９に入射した外光Ｌ１４は、光吸収部４５に入射するまでに色調補正層４７で既に紫外線が吸収されるとともに、光吸収部４５に入射することによりここで吸収される。このように外光の一部が光吸収部４５、４５、…に吸収されてコントラストを向上させることができる。また、プリズム部４４、４４、…に入射する外光Ｌ１５については、プリズム部４４、４４、…に到達するまでに、色調補正層４７で既に紫外線が吸収されている。従って外光Ｌ１５によるプリズム部４４、４４、…の変色は自動に抑えられる。

図１０は、第四の変形例に係る映像源ユニット５０、５０’のうち、光学機能シート層５１、５１’の構成を模式的示した斜視図である。図１０では、分かりやすさのため斜視図の上と右にそれぞれ断面図を示している。光学機能シート層５１、５１’以外の構成は上記した映像源ユニット３９の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１０の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図１０（ａ）に示した光学機能シート層５１では、断面が三角形である光吸収部５３ａ、５３ａ、…、５３ｂ、５３ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部５２、５２、…となっている。一方、図１０（ｂ）に示した光学機能シート層５１’では、断面が厚さ方向に長い長方形である光吸収部５３ａ’、５３ａ’、…、５３ｂ’、５３ｂ’、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部５２’、５２’、…となっている。

第四の変形例では、このように一枚の光学機能シート層５１、５１’の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は略直角に交わっているのが特徴である。このように形成することにより、１枚の光学機能シート層５１、５１’で水平、及び垂直方向に光路を制御することができ、コントラストや輝度をさらに向上させることができる。

ここでは光吸収部５３ａ、５３ａ、…、５３ｂ、５３ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が観察者側に、台形の長い下底が光源側になるように配置される。

図１１は、第五の変形例に係る光学シート５５、５５’のうち、光学機能シート層５６、５６’の構成を模式的示した斜視図である。図１１では、分かりやすさのため斜視図の右に断面図を示している。光学機能シート層５６、５６’以外の構成は上記した映像源ユニット３９の構成と共通するので、ここでは説明を省略する。また図１１の斜視図において紙面手前が観察者側、紙面奥が光源側である。

図１１（ａ）に示した光学機能シート層５６では、断面が三角形である光吸収部５８ａ、５８ａ、…、５８ｂ、５８ｂ、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部５７、５７、…となっている。一方、図１１（ｂ）に示した光学機能シート層５６’では、断面が厚さ方向に長い長方形である光吸収部５８ａ’、５８ａ’、…、５８ｂ’、５８ｂ’、…が格子状に形成され、格子により囲まれた各領域がプリズム部５７’、５７’、…となっている。

第五の変形例でも、一枚の光学機能シート層５５、５５’の中で光吸収部が格子状に形成されている。そして当該格子状は所定の角度γ、δを有して交わっているのが特徴である。このように形成することにより、当該γ、δに対応する所定の角度に対して所望の光学特性を得るとともに、外光の吸収をすることができる。

ここでは光吸収部５８ａ、５８ａ、…、５８ｂ、５８ｂ、…断面が三角形であるとしたが、ここが台形であってもよい。この時には台形の短い上底が観察者側に、台形の長い下底が光源側になるように配置される。

次に実施例を示し、さらに詳しく説明する。ただし、本発明は実施例の範囲に限定されるものではない。

実施例では、粘着剤層、ＰＥＴフィルム層、光学機能シート層、粘着剤層、ＴＡＣフィルム層、及びＡＧ層をこの順に積層した光学シート（実施例１）を準備し、紫外線を含む光を照射してそのときの光学特性を調べた。当該実施例１の光学シートには、ＴＡＣフィルム層内に紫外線吸収剤が含有されている。紫外線を含む光の照射は、１５００Ｗのキセノンランプを点灯し、１０００時間照射することにより行った。またキセノンランプは、光学シートの位置で強度が５００Ｗ／ｍ^２となるようにＡＧ側に配置した。
また、比較例１として、粘着剤層、ＰＥＴフィルム層、光学機能シート層をこの順に積層した光学シートを準備し、同様の評価を行った。このときはキセノンランプの光の紫外線はほとんど吸収されることなく、光学機能シート層に照射されることになる。表１に結果を示す。

光学特性として、全光線透過率τｔ、ヘイズ値Ｈ、ｘ、ｙ、ＹＩ値（黄色度）を得た。ここでｘ、ｙは色度を表し、三刺激値であるＸ、Ｙ、Ｚから公知の変換式により当該ｘ、ｙを算出した。Ｘ、Ｙ、Ｚ、及びＹＩは、分光光度計（ＵＶ−２４００ＰＣ、島津製作所）で分光透過率を測定することにより得た。また、全光線透過率τｔ、及びヘイズ値Ｈは、ヘイズメータ（ＨＲ−１００、村上色彩研究所）により測定した。その結果、表１からわかるように、いずれの光学特性も実施例１の方が比較例１に比べて照射前後における変化を少なく抑えることができた。

以上、現時点において最も実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う映像源ユニット、光学シート及び映像表示装置も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

第一実施形態に係る映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 図１に示した映像源ユニットの一部を拡大して示した図である。 映像表示装置の光路を説明するための図である。 第一の変形例に係る映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 第二の変形例に係る映像源ユニットのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第三の変形例に係る映像源ユニットのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第二実施形態に係る映像源ユニットの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。 図７に示した映像源ユニットの一部を拡大して示した図である。 映像表示装置の光路を説明するための図である。 第四の変形例に係る映像源ユニットのうち光学機能シート層を説明するための図である。 第五の変形例に係る映像源ユニットのうち光学機能シート層を説明するための図である。

符号の説明

１ 映像表示装置
１０ 映像源ユニット
１０ａ 映像源
１０ｂ 光学シート
１１ バックライト
１２ 偏光板
１３ 液晶パネル
１４ 偏光板
１５ 粘着剤層
１６ ＰＥＴフィルム層
１７ 光学機能シート層
１８ プリズム部
１９ 光吸収部
２０ バインダー部
２１ 光吸収粒子
２２ 粘着剤層
２３ ＴＡＣフィルム層
２４ ＡＧ層
２５ 光学機能シート層
３９ 映像表示装置
４０ 映像源ユニット
４０ａ 映像源
４０ｂ 光学シート
４１ プラズマディスプレイパネル
４２ 粘着剤層
４３ 光学機能シート層
４４ プリズム部
４５ 光吸収部
４６ ＰＥＴフィルム層
４７ 色調補正層
４８ ＡＳ層
４９ ＡＧ層

Claims (21)

1. 自己発光して又は他の光源と合わせられて映像を出射する映像源と、該映像源より観察者側に配置され、前記映像源からの光を制御して前記観察者側に出射可能である複数の層を有する光学シートと、を備える映像源ユニットであって、
   前記光学シートは、
   光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部、及び前記プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部を有する光学機能シート層と、
   前記光学機能シート層の前記映像源側とは反対側に配置され、紫外線吸収剤を含有する層と、を備える映像源ユニット。
2. 前記光学シートは、ＴＡＣフィルム層を有し、前記紫外線吸収剤を含有する層が当該ＴＡＣフィルム層であることを特徴とする請求項１に記載の映像源ユニット。
3. 前記ＴＡＣフィルム層の前記映像源側とは反対側面は防眩処理がされていることを特徴とする請求項２に記載の映像源ユニット。
4. 前記光学シートは、前記観察者側からアンチグレアフィルム層、前記ＴＡＣフィルム層及び粘着剤層をこの順に備えることを特徴とする請求項２に記載の映像源ユニット。
5. 前記光学シートは、色調補正層を有し、前記紫外線吸収剤を含有する層が当該色調補正層であることを特徴とする請求項１に記載の映像源ユニット。
6. 前記光学シートは、前記観察者側からアンチグレアフィルム層、前記色調補正層を備えることを特徴とする請求項５に記載の映像源ユニット。
7. 前記光吸収部には樹脂からなるバインダーが充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子が分散されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の映像源ユニット。
8. 前記光学機能シート層の前記プリズム部及び前記光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、前記光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向と、前記２層の光学機能シート層のうちの他方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の映像源ユニット。
9. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項８に記載の映像源ユニット。
10. 前記光学機能シート層の前記光吸収部が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の映像源ユニット。
11. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項１０に記載の映像源ユニット。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の映像源ユニットに用いられる光学シートであって、
    光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部、及び前記プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部を有する光学機能シート層と、
    前記光学機能シート層の前記映像源側とは反対側に配置され、紫外線吸収剤を含有する層と、を備える光学シート。
13. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の映像源ユニットを具備することを特徴とする映像表示装置。
14. 複数の層を備える光学シートであって、
    光を透過可能にシート面に沿って並列され、紫外線硬化樹脂により形成されるプリズム部、及び前記プリズム部間に光を吸収可能に並列される光吸収部を有する光学機能シート層と、
    アンチグレアフィルム層と、
    前記光学機能シート層と、前記アンチグレアフィルム層との間に具備される紫外線吸収剤を含有する層と、を備える光学シート。
15. 前記紫外線吸収剤を含有する層がＴＡＣフィルム層であることを特徴とする請求項１４に記載の光学シート。
16. 前記紫外線吸収剤を含有する層が色調補正層であることを特徴とする請求項１４に記載の光学シート。
17. 前記光吸収部には樹脂からなるバインダーが充填されるとともに、該バインダーには平均粒径が１μｍ以上の光吸収粒子が分散されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の光学シート。
18. 前記光学機能シート層の前記プリズム部及び前記光吸収部が所定の断面を維持して長手方向に延在して形成され、前記光学機能シート層が２層積層されるとともに、該２層の光学機能シート層のうちの一方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向と、前記２層の光学機能シート層のうちの他方の前記光学機能シート層の前記光吸収部の長手方向とが所定の角度を有するように積層されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の光学シート。
19. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項１８に記載の光学シート。
20. 前記光学機能シート層の前記光吸収部が所定の角度で交わる格子状に形成されていることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の光学シート。
21. 前記所定の角度が９０度であることを特徴とする請求項２０に記載の光学シート。

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