(57)【要約】【課題】本発明の目的は、液晶表示パネルにおいて、互いに並設された線光源間の中間地点および線光源直上における輝度比を向上し、均一な輝度分布を得ることができる光学シートおよびその製造方法と、直下型光源装置、液晶表示装置を提供することである。【解決手段】直線畝状レンズ群を有する光学シートにおいて、前記レンズ群が、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における凸状外周部が、その曲線上の全ての点における接線と基底線とのなす角度（θ１）がθ１≧４０°である曲線部（Ｒ１）と、角度（θ２）が２５°≦θ２≦３５°である曲線部（Ｒ２）を所定の割合で含む単位レンズを有することにより、課題を解決することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に直線畝状に形成された凸状のレンズ群を有する光学シートであって、
該レンズ群が、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における凸状部外周線が、曲線部を主体に構成され、かつその曲線上の全ての点における接線と基底線とのなす角度（θ１）が、θ１≧４０°である曲線部（Ｒ１）と、その曲線上の全ての点における接線と基底線とのなす角度（θ２）が、２５°≦θ２≦３５°である曲線部（Ｒ２）を含み、
前記曲線部（Ｒ１）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％であり、かつ前記曲線部（Ｒ２）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％である単位レンズを有することを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記単位レンズが、前記曲線部（Ｒ１）と前記曲線部（Ｒ２）を２つずつ含有する請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記曲線部（Ｒ１）が、二次曲線の一部である請求項１または２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記単位レンズは、長さ方向に対する垂直断面形状における基底線の長さ（Ｐ）と基底線からレンズ頂点までの高さ（Ｈ）の割合（Ｈ／Ｐ）が、０．２５〜０．７５である請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項で規定する形状を有する単位レンズを、出光面全体の５０面積％以上含む光学シート。
【請求項６】
前記レンズ群が、請求項１〜４のいずれか一項で規定する形状を有する単位レンズのみから構成されている光学シート。
【請求項７】
前記レンズ群は、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状において、隣り合う単位レンズの凸状部外周線の頂部の間隔が、３００μｍ以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項８】
光学シートを構成する材料が、熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂と屈折率が異なる平均粒子径が０．１μｍ〜５０μｍの微粒子を含有し、
前記微粒子の配合量が、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、０．０１質量部〜１０質量部である請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学シートの表面形状を形成するための正対する母型を用いることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法により製造された光学シート。
【請求項１１】
請求項１〜８および請求項１０のいずれか一項に記載の光学シートとプリズムシートとを備えることを特徴とする表示装置用光源装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表示装置用光源装置を含むことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、および当該光学シートの製造方法、ならびに当該光学シートを含む光源装置、および表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置はブラウン管を用いたものから液晶を用いたものに代わってきており、また、画面も大型化してきている。液晶表示装置の光源としてはエッジライト方式と直下型方式のものがあるが、大型の液晶表示装置では、光源として複数の冷陰極管を配置した直下型光源が一般的に用いられている。
【０００３】
直下型光源を用いた液晶表示装置の画面では、冷陰極管が存在する部分は明るいが、一方で冷陰極管が存在しない部分は比較的暗いという輝度ムラが生じ、また、冷陰極管が画面に映り込むという問題がある。そこで、冷陰極管と液晶パネルとの間に各種光学シートを配置することにより、冷陰極管から発せられる光を画面全体にわたり均一に拡散させることが行われている。
【０００４】
液晶表示装置は一層の薄肉化が要求されており、そのために冷陰極管と画面との距離を狭めざるを得ず、冷陰極管からの光を十分に拡散させることが困難になってきている。また、コストを下げるために冷陰極管の数を減らすことも行われており、冷陰極管間隔の拡大にともなって冷陰極管からの光を均一に拡散させることが困難になってきている。そのため、このような厳しい条件下で、輝度ムラを解消させ輝度を向上させる方法としては、光源に最も近い位置に配される光学シートにレンズ付光学シートを選択し、そのレンズ形状を調整することが行われている。さらに輝度の観点から、光源から液晶パネル側の方向に対して、２番目以降に配される光学シートには、少なくとも１枚のプリズムシートが選択されている。このような、複数の光学シートの組合せにおいて課題となるのは、第一に冷陰極管が存在する部分は明るいが、冷陰極管が存在しない部分は比較的暗いという輝度ムラの解消と、第二にレンズ付拡散シートやプリズムシートを用いることで発生する冷陰極管直上近傍の低輝度部に起因する新たな輝度ムラをも解消することである。
【０００５】
照明効率の低減を防止しつつ、輝度分布を均一にするために、例えば、特許文献１、特許文献２で開示された直下型光源装置では、横断面が三角形である複数のプリズムレンズが並設されたプリズムシートや、凸面が円筒面である複数のシリンドリカルレンズが並設されたレンチキュラレンズシートを、従来の光学シートの代替として使用している。プリズムシートやレンチキュラレンズシートは、従来タイプの光拡散剤による光学シートと比較して、入射された光線が反射屈折を繰り返す回数が少ないため、透過光量の減少を防止でき、視野角方向での輝度を向上できる。しかしながら、プリズムシートは、輝度を向上させることが可能であるがその分布の均一化に限界がある。レンチキュラレンズシートも、プリズムシートよりも輝度分布の均一度を高めることができるものの、上記のような厳しい冷陰極管の設置条件では、完全な輝度ムラ解消は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８３８１８号公報
【特許文献２】特開２００４−００６２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
出光面に直線畝状に配されたレンズを有する光学シートを光源に最も近い位置に配し、光源から液晶パネル側の方向に対して２番目以降に配される光学シートに少なくとも１枚のプリズムシートなどを用いると、プリズムの効果により光拡散性が高められ、しかも正面輝度を上昇させることができる。そのため、液晶テレビの薄型化や、冷陰極管の本数削減に最適な光源用光学シート構成と考えられている。
【０００８】
しかしながら、このような光学シート構成は、本来なら輝度が低い冷陰極管の間へ充分な光を拡散させることができるものの、光学シートからプリズムシートへの入射角の浅い光はプリズムシートによって、光学シートへ戻されるため、冷陰極管上に暗線が発生する。冷陰極管のパターンを消去できても、この暗線が残存してしまうため、新たな輝度ムラが発生する。
【０００９】
また、さらなるコスト低減のため、光源装置に使用する光学シートの枚数を減らすことが求められている。ここで、光学シートの使用枚数を減らした場合、輝度ムラの解消がより困難になるだけでなく、バックライトユニットにおいて光学シートを支えるピンのイメージが現れるという新たな問題が生じてきた。
【００１０】
本発明の目的は、互いに並設された線光源（例えば、冷陰極管）間の中間地点および線光源直上における輝度ムラを低減し、光源から液晶パネル側の方向に対して２番目以降に配される光学シートとの組合せにより均一な輝度分布を得ることができる光学シート、および当該光学シートの製造方法、ならびにそれらを含む光源装置、液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題および従来技術の問題点を解消すべく、鋭意検討を重ねた結果、発明者らは、光学シート表面に直線畝状に形成されたレンズ群における各単位レンズが、その長さ方向に対する垂直断面形状において、互いに異なる特定範囲内の接線角度を有する２つの曲線部が、特定の割合で凸状部外周線を形成するとき、上記課題が解決されることを見出し、発明を完成するに至った。尚、本発明のレンズおよびレンズの表面形状を説明する為に、本来光学シートに直線畝状に配されているレンズの直線畝方向（レンズの長さ方向）に対して直角の断面（垂直断面の形状）を利用し以下に態様を説明する（図１３参照）。
【００１２】
第一の実施態様は、表面に直線畝状に形成された凸状のレンズ群を有する光学シートであって、該レンズ群が、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における凸状部外周線が、曲線部を主体に構成され、かつその曲線上の全ての点における接線と基底線とのなす角度（θ１）が、θ１≧４０°である曲線部（Ｒ１）と、その曲線上の全ての点における接線と基底線とのなす角度（θ２）が、２５°≦θ２≦３５°である曲線部（Ｒ２）を含み、かつ、前記曲線部（Ｒ１）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％であり、前記曲線部（Ｒ２）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％である単位レンズ（図２〜図９）を有することを特徴とする光学シートである。
【００１３】
第二の実施態様は本発明の光学シートの製法であり、第三の実施態様は本発明の光学シートを必須とする液晶表示装置用光源装置である。また、第四の実施態様は本発明の液晶表示装置用光源装置を含む表示装置である。
【発明の効果】
【００１４】
前記の解決手段に記載の本発明の形態を用いることにより、光源装置の冷陰極管直上近傍領域における視野角方向での輝度と、隣り合う冷陰極管の中間領域における視野角方向での輝度を各々独立して調整することが可能となり、様々な装置設定（装置構成、光源装置条件、本発明以外の光学シートとの組合せ）において、その設定における出光面側の高輝度均整度が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状設計概念の一例説明図である。
【図３】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図４】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図５】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図６】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図７】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図８】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図９】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図１０】本発明の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図１１】比較例の光学シートの単位レンズ表面形状の一例の説明図である。
【図１２】実施例で用いた直下型光源装置における支持ピンの配置の説明図である。
【図１３】本発明の光学シートの各部の名称の説明図である。
【図１４】本発明の製造方法に用いられる表面形状を形成する為の正対する母型の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面等を参照して説明を行うが、本願発明は図面の実施形態にのみ限定されるものではない。
【００１７】
以下、先ず本発明に係る光学シートの表面形状など物理的構成につき説明した上で、続いて化学組成、他のシートの組合せ方法、装置構成などにつき説明する。
【００１８】
本明細書における第一の光学シートとは、光源から液晶パネル側の方向に対して、一番目に配置する光学シートをいい、第二以降の光学シートはそれぞれ、二番目、三番目、四番目と配置する順番の光学シートのことを示す（図１参照）。また、前面パネルに最も近い光学シートとは図１においては符合６の第四の光学シートが該当する。これらの光学シートはその設置の目的（例えば輝度向上）を阻害要因（例えば著しい厚みの増加、コストの上昇）が生じる事なく達成することが可能であれば、配置枚数の上限はない。
【００１９】
＜本発明の光学シートの表面形状＞
本発明の光学シートは、少なくとも片面に直線畝状に形成された凸状のレンズ群が形成されている。該レンズ群は、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における凸状部外周線が曲線部を主体に構成され、その曲線上の全ての点における接線と凸状部基底線とのなす角度（θ１）が、θ１≧４０°である曲線部（Ｒ１）と、その曲線上の全ての点における接線と凸状部基底線となす角度（θ２）が、２５°≦θ２≦３５°である曲線部（Ｒ２）を含み、前記曲線部（Ｒ１）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％で、かつ前記曲線部（Ｒ２）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％である単位レンズを有している。そして、単位レンズを略平行に配置させることにより光学シートのレンズ賦型面全体としての表面形状が構成される。各単位レンズの配置については、単位レンズを隙間無く並べてもよいし、間隔をあけて配置してもよい。単位レンズの光学性能を充分に発揮させるためには間隔を空けない方が好ましい。しかし、単位レンズの集合体としての光学シートの性能に影響を与えない程度であれば、成型加工の容易性のため間隔をあけてもよい。単位レンズとは異なる光学性能を付与するために、単位レンズの間隔をあけてもよい。その場合、単位レンズ間の平面形状は、付与する目的を達成するのに充分な間隔で、付与する目的を達成する表面形状であればよい。
【００２０】
本発明の光学シートではこれらの表面形状は出光面側に設定される。一方、本発明の光学シートの入光面側の表面形状構成は特に制限はなく、平面、エンボス面、マット面、レンズなどの光学要素を持つ面などの中から適宜選択可能であるが、傷付防止、音鳴り防止、光散乱効果発揮などの観点から、エンボス面、マット面が好ましく用いられる。
【００２１】
＜単位レンズ構造＞
本発明の光学シートに直線畝状に配されているレンズ群は、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における凸状部外周線が曲線部を主体に構成され、その曲線上の全ての点における接線と凸状部基底線とのなす角度（θ１）が、θ１≧４０°である曲線部（Ｒ１）と、その曲線上の全ての点における接線と凸状部基底線とのなす角度（θ２）が、２５°≦θ２≦３５°である曲線部（Ｒ２）を含み、前記曲線部（Ｒ１）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％であり、前記曲線部（Ｒ２）の該単位レンズ形状の基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％の条件を同時に満たす単位レンズを有する。
【００２２】
前記単位レンズの曲線部（Ｒ１）および曲線部（Ｒ２）は、直接連結して凸状部外周線を形成してもよく、あるいは直線部や、その曲線上の点における接線と凸状部基底線とのなす角度（θ３）が、３５°＜θ３＜４０°、またはθ３＜２５°の曲線部（Ｒ３）を介して連結されてもよい。ただし、本発明の目的である輝度の均整度を高めるためには、これらの曲線部（Ｒ３）の凸状部基底線に投影した総計長さ（ｒ３）の基底線全長に対する割合は４０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以下である。
【００２３】
［曲線部］
本発明でいう曲線とは、直線とは異なるが、ほぼ直線に近い小さな曲率をもつ曲線も含まれる。本発明で規定する最小の構造単位はミクロンオーダーであるが、ミクロンオーダーで観察した場合、例えば電子顕微鏡などで光学シートの垂直断面を観察した場合などに、本発明で規定している曲線部分がそのオーダーで曲線と判断することが難しいような小さな曲率の曲線である場合、その判断は例えば、次のように行う。すなわち、曲線上の２点を最短距離で結ぶ長さＡの直線に対して、その直線から最も離れた曲線上の点と直線の最短距離ｄとしたとき、１００×ｄ／Ａの値が１より大きい場合、曲線と判断する。
【００２４】
前記曲線部（Ｒ１）は、設計容易性、加工性、光学性能の観点から、二次曲線の一部であることが好ましく、１つまたは２つ以上の二次曲線の組合せでもよく、凸状部外周線の左右に対称に配置されても、非対称に配置されてもよい。前記曲線部（Ｒ１）が楕円の一部である場合、その離心率は、０．５０〜０．９５が好ましく、０．７０〜０．９３がさらに好ましく、０．８０〜０．９０がより好ましい。
【００２５】
前記曲線部（Ｒ２）は、曲線部（Ｒ１）と同様、二次曲線の一部であってもよいが、曲線上の全ての点における接線と凸状部基底線となす角度（θ２）が、２５°≦θ２≦３５°という狭い接線角度でありながら、しかも、凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％の長さを有する必要があることから、必ずしも二次曲線の一部である必要性はなく、上記の条件を満足する任意の１つまたは２つ以上の曲線で構成されてよい。しかも曲線部（Ｒ１）と同様に、凸状部外周線の左右に対称に配置されても、非対称に配置されてもよい。なお、二次曲線とは円も含む楕円、双曲線、放物線を意味する。
【００２６】
前記曲線部（Ｒ１）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合は２５％〜６０％が好ましい。前記総計（ｒ１）が２５％未満であると、冷陰極管列の中間部分への光拡散が減少するとともに、中間部分における視野角方向の輝度が低下して、輝度ムラを解消しにくくなる。一方、前記総計（ｒ１）が６０％を超えると、視野角方向の輝度を上げるために、一般的に用いられるプリズムシートやレンズ付拡散シートなどの光学シートを重ね合わせた際に、冷陰極管上領域の輝度が低下してしまい、新たな輝度ムラを引き起こしてしまう。前記総計（ｒ１）は、より好ましくは２７％〜５８％であり、さらに好ましくは３０％〜５５％である。
【００２７】
前記曲線部（Ｒ２）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合は２５％〜６０％が好ましい。前記総計（ｒ２）が２５％未満であると、視野角方向の輝度を上げるために、一般的に用いられるプリズムシートやレンズ付拡散シートなどの光学シートを重ね合わせた際に、冷陰極管上領域の輝度が低下してしまい、輝度ムラの解消が困難となる。一方、前記総計（ｒ２）が６０％を超えると、冷陰極管列の中間部分への光拡散が減少するとともに、中間部分における視野角方向の輝度が低下して、輝度ムラを解消しにくくなる。前記総計（ｒ２）は、より好ましくは２７％〜５８％であり、さらに好ましくは３０％〜５５％である。
【００２８】
曲線部（Ｒ１）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合を２５％〜６０％とし、かつ、曲線部（Ｒ２）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合を２５％〜６０％とすることにより、光源からの光を冷陰極管列の中間部分へも充分に拡散でき、しかも中間部分における視野角方向への輝度を向上させることができる。さらに視野角方向の輝度を上げるために、一般的に用いられるプリズムシートやレンズ付拡散シートなどの光学シートを重ね合わせた際にも、冷陰極管上領域の輝度が充分確保でき、一層の薄肉化に伴う線光源と光学シートとの距離の近接化や、液晶表示装置の消費エネルギー削減やコスト低減のための線光源数の削減による線光源間隔の拡大という、ますます輝度ムラ解消が困難になってきた液晶表示パネルにおいても、輝度ムラの解消を実現することが可能となった。
【００２９】
また、曲線部（Ｒ１）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ１）の基底線全長に対する割合を２５％〜６０％とし、かつ、曲線部（Ｒ２）の凸状部基底線に投影した長さの総計（ｒ２）の基底線全長に対する割合を２５％〜６０％とする限り、これらの連結方法は、凸状部外周線の左右対称であっても、左右非対称であってもよく、これらの連結方法を調整することにより、より高度な輝度ムラ解消が可能となる。前記曲線部（Ｒ１）と曲線部（Ｒ２）の設定位置は、どちらが基底部に近くても良い。曲線部（Ｒ１）が基底部に近いと成形性の点から望ましい。曲線部（Ｒ１）が基底部に近く、曲線部（Ｒ１）および曲線部（Ｒ２）が単位レンズの中心線を境に対称の位置になっていると成形性の観点から好ましい。
【００３０】
［高さＨと幅Ｐの比率］
単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における基底部分の長さ（Ｐ）と基底部分からレンズ頂点までの高さ（Ｈ）の割合は、曲線部（Ｒ１）と曲線部（Ｒ２）の凸状部外周線に占める各割合が、該レンズ形状の凸状部基底線に投影した曲線部（Ｒ１）の総計長さ（ｒ１）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％、かつ曲線部（Ｒ２）の総計長さ（ｒ２）の基底線全長に対する割合が２５％〜６０％であれば、特に限定はされないが、Ｈ／Ｐ＝０．２５〜０．７５であることが好ましく、０．３〜０．６がより好ましい。Ｈ／Ｐが上記範囲未満であると、曲線部（Ｒ１）の曲線部（Ｒ２）に対する構成割合が少なくなり、隣り合う冷陰極管の中間領域に充分に光を拡散させることが困難となり、この領域における視野角方向での輝度向上ができなくなる。一方、上記範囲を超えた場合、曲線部（Ｒ２）の曲線部（Ｒ１）の割合が小さくなり、プリズムシートやレンズ付拡散シートなどの光学シートを重ね合わせた際に、冷陰極管上領域の輝度が不足し、輝度ムラの解消が困難となる。なお、単位レンズの長さ（Ｐ）および高さ（Ｈ）は、所望とする特性に応じて適宜設定すればよいが、通常は長さ（Ｐ）は１０μｍ〜３００μｍ、高さ（Ｈ）は２．５μｍ〜２２５μｍである。
【００３１】
＜単位レンズ構造の組合せ＞
［光学シート平面上の単位レンズの配置比率］
本発明の光学シートにおいて、上記特定の形状を有する単位レンズ構造は高輝度均整度を達成する為に最適の形状である。従って通常は、他の単位レンズ構造が入っていてもよい。光学シート全体として好ましい性能を発揮する為には、光学シート全体の５０面積％以上が本発明で規定する特定の形状を有する単位レンズで構成されることが好ましく、７０面積％以上の構成がさらに好ましく、９０面積％以上の構成がより好ましい。前記他のレンズ構造としては、例えばレンチキュラー形状やプリズム形状が挙げられる。これらの光学シートの単位レンズ構造構成において、本発明で規定する特定の形状を有する単位レンズ構造内訳は、同一形状のものの組合せ構成であっても、複数種類の形状のものの組合せ構成であっても構わない。なお、前記レンズ群が、本発明で規定する特定の形状を有する単位レンズのみから構成される態様も好ましい。
【００３２】
［光学シート平面状の単位レンズの配置方法］
本発明の光学シートは、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面において、隣り合う単位レンズの凸状部外周線の頂部の間隔が、３００μｍ以下であることが好ましい。前記間隔が３００μｍを超えると、視野角方向での輝度均整度が低下したり、重ね合わせる光学シートとの組合せによってはモアレパターンが生じやすくなり好ましくない。これら直線畝状に配置されるレンズ群の配置は、光学シート全体として、前記配置比率となっていればよく、本発明で規定する特定の形状を有する単位レンズが上記間隔で並んでいてもよく、その他の単位レンズ構造（例えばレンチキュラー形状やプリズム形状）が隣であっても構わない。
【００３３】
本発明の光学シートにおいて、隣り合う単位レンズ間の連結部の構成は目的とする光学性能に影響を与えなければ、特に制限がない。例えば、単位レンズの設計どおりの光学性能のみを光学シート全体で達成したい場合には、理想的には、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面における凸状部外周線の最低部全てが基底線と一致していること、すなわち隙間なく単位レンズを配置することが好ましい。
【００３４】
しかし、光学シート全体としての光学性能に影響を与えない範囲であれば、各単位レンズ間に隙間を設けてもよい。例えば、本発明の光学シートのレンズ形状を転写する工程においてレンズ形状転写後の離型が容易になるように、わずかな隙間を与えることなどがこれに当たる。このわずかな隙間により本発明の光学シートに与えられる単位レンズ間の断面形状については、直線、凹状の曲線、Ｖ字等どのような形状であっても、光学性能に影響を与えなければ、本発明では隙間がないことと同義である。
【００３５】
また、逆に本発明で規定する特定の形状を有する単位レンズの光学性能を補助したり、強めたり、他の光学性能を補ったりする為に、隣り合う単位レンズの最低部同士を離間させ、その間に目的に応じた効果を発現するような形状を加えても良い。
【００３６】
＜本発明の光学シートの構成＞
［透明性熱可塑性樹脂］
本発明の光学シートを構成する熱可塑性樹脂は、透明なものであり、かつ光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、ポリカーボネート樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）などのスチレン系樹脂；ＭＳ樹脂（メチルメタクリレートとスチレンの共重合体）；ノルボルネン系樹脂などのポリオレフィン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂などが挙げることができ、またこれらのうち２種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いる。中でもポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいので光学シート用の樹脂として特に好ましい。その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、難燃剤などを含んでいてもよい。
【００３７】
［光拡散層］
本発明の光学シートは、透明樹脂のみで構成されていてもよいが、光拡散性を調整する為に、光拡散能を有する粒子による光拡散層を設けてもよい。光拡散層は、光学シート全体、レンズ部のみ、レンズ部以外全体、出光面表層のみ、入光面表層のみあるいは、中間層に均一、あるいはランダムに分散させてよい。光拡散層は、透明樹脂とは屈折率が０．０１以上の差を有する光拡散性粒子（光拡散剤）が熱可塑性樹脂中に分散されているものであり、レンズによる光拡散の拡散方向や拡散割合などの調整効果を有しており、視野角方向での輝度均整度をより高めることを可能にする。ここで、光源装置に使用する光学シートの枚数を減らした場合、バックライトユニットにおいて光学シートを支えるピンのイメージが現れるという問題が生じることがある。しかし、本発明の光学シートにおいて、光拡散層を設けることにより、使用枚数を減らした場合でも、支持ピンイメージを消去することができる。
【００３８】
本発明の光学シートの厚さは適宜調整することができ、特に制限されないが、通常は０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度とすることができる。０．３ｍｍ未満では光拡散作用が充分に発揮できない場合が生じたり、剛性が不足して形状安定性が維持できない場合があるのに対し、１０ｍｍを超えると本発明の光学シートを適用した装置全体をコンパクトにできないおそれがあるからである。より好ましくは、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。なお、光学シートの厚さとは、図１３において、基底部の厚さとレンズ高さの合計である。
【００３９】
［光拡散剤］
光拡散性粒子（微粒子）の材質としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの合成樹脂；ガラス；スメクタイト、カオリナイトなどの粘土化合物；シリカ、アルミナなどの無機酸化物；などが挙げられる。これらの材質のうち、（メタ）アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適である。光拡散剤は、これら例示の材質の単一材料、単一材料の混合物、混合材料、混合材料の混合物のどれを用いてもかまわない。なお、本願において、（メタ）アクリルとは、アクリルおよび／またはメタクリルを意味する。
【００４０】
光拡散性粒子の粒径は、０．１μｍ〜５０μｍが好ましく、０．３μｍ〜１０μｍがより好ましく、０．５μｍ〜５μｍ以下がさらに好ましい。光拡散性粒子の粒径が上記範囲を外れた場合、十分な光拡散性を発揮できないおそれがある。ここで、光拡散性粒子の平均粒子径とは、粒度分布測定装置（コールターカウンター）により測定される体積基準メディアン径である。
【００４１】
熱可塑性樹脂と光拡散性粒子との割合は、適宜調整すればよいが、例えば熱可塑性樹脂１００質量部に対して光拡散性粒子を０．０１質量部以上、１０質量部以下程度添加すればよい。熱可塑性樹脂１００質量部に対して光拡散性粒子が０．０１質量部未満であると、光拡散剤による輝度均整度調整が十分にできなくなる。一方、１０質量部を超えると光拡散層の透明度が低下して透過する光が減少し、光源装置全体の輝度が低下するおそれがある。
【００４２】
本発明の光学シートに光学性能として異方光拡散性能をより高める必要がある場合には、光学シートの成形時に異方光拡散性を発現できる低架橋密度有機微粒子が好ましく用いられる。低架橋密度有機微粒子の原料として用いる単量体としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリレート類；スチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−ｔ−ブチルスチレンなどのスチレン類；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミドなどのマレイミド類；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド類；（メタ）アクリロニトリルなどのアクリロニトリル類；Ｎ−ビニルピロリドン；の１種、或いはこれらのうち２種以上を混合して用いることができる。
【００４３】
架橋有機微粒子の原料として用いる架橋剤としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ビスヒドロキシエチルビスフェノールＡジ（メタ）アクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；ジビニロキシエトキシ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、アリル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合性架橋剤；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物；トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの多官能イソシアネート化合物；Ｎ−メチロールメラミン、Ｎ−メチロールベンゾグアナミンなどの多官能メチロール化合物；の１種、或いはこれらのうち２種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
異方拡散性を出す為の架橋有機微粒子の架橋密度は０．００１％以上、０．１２％以下であることが好ましい。このような低架橋密度の有機微粒子は、原料段階では球状または略球状であるが、光学シート成形時に受ける熱、せん断力などにより、光学シートの所定の位置（層など）で楕円体形状あるいは棒状を呈するようになり、この形状に変化することにより異方拡散性を発現する。なお、架橋密度とは、次式（１）で求められる数値のことである。
【００４５】
【数１】
2010231194.tif 000003
【００４６】
Ｆｎ（ｃ）：ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の官能基数
ただし、Ｆｎ（ｃ）≧２
Ｍｗ（ｃ）：ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の分子量
Ｗ（ｃ）：ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の質量配合割合（％）
Ｗ（ｍ）：ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる単量体の質量配合割合（％）
ただし、Ｗ（ｍ）＋  Ｗ（ｃ）＝１００
【００４７】
［酸化防止剤］
本発明の低架橋密度有機微粒子を含む有機微粒子、または熱可塑性樹脂の少なくとも一方に、さらに酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤は加熱成形時における酸化や劣化による熱可塑性樹脂や有機微粒子の着色を抑制することができるので、本発明の光学シートを適用した光源装置の輝度をより確実に発揮せしめることができる。
【００４８】
酸化防止剤としては従来公知のものを用いることができる。例えば、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］やオクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−１−ヒドロキシフェニル）プロピオネートなどのヒンダードフェノール系酸化防止剤；トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトやトリス［２−［［２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサフォスフェフィン−６−イル］オキシ］エチル］アミンなどのリン系酸化防止剤；芳香環を有するものとして、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］など、芳香環を有さないものとして、ペンタエリスリチルテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）などの硫黄系酸化防止剤；３−ヒドロキシ−５，７−ジ−ｔ−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンの反応生成物などのラクトン系酸化防止剤；還元型牛脂を原料としたアルキルアミンの酸化生成物などのヒドロキシルアミン系酸化防止剤；３，４−ジヒドロ−２，５，７，８−テトラメチル−２−（４，８，１２−トリメチルトリデシル）−２Ｈ−ベンゾピラン−６−オールなどのビタミンＥ系酸化防止剤などを使用できる。
【００４９】
酸化防止剤の使用量は適宜調整すればよいが、通常、熱可塑性樹脂に対して０．００５質量％以上、０．３質量％以下程度添加すればよい。
【００５０】
＜光学シートの製造方法およびその製造方法で成型された光学シートについて＞
本発明の光学シートは、本発明の請求項記載の表面形状に正対した母型を用いて製造することが出来る。母型の形状は発明を実施するための形態の項の＜本発明の光学シートの表面形状＞、＜単位レンズ構造＞および＜単位レンズ構造の組合せ＞に記載の表面形状が実現する為の形状、すなわち、これらの表面構造の凸部分が凹に、凹部分が凸になる構造であればよく、本発明ではこれらの構造の母型のことを“表面形状を形成する為の正対する母型”（図１４参照）とする。
【００５１】
本発明の光学シートは、前記母型を有する製造工程によって製造することが出来る。具体的には、透明熱可塑性樹脂、あるいは透明熱可塑性樹脂に光拡散性を有する微粒子を配合させ、公知の押出し成形や射出成形により得ることが出来る。光学性能やその他の物性を調整する為に積層体とする場合、例えば、光拡散層を入光側あるいはレンズ側といった特定の層にのみ設置する場合や、光学シートの耐光性向上のための紫外線吸収剤配合層や、静電気による光学シートへの粉塵付着を防止するための帯電防止層を設置する場合には、押出し成形による方法が生産性の点から特に好ましい。また、特にピッチが狭いレンズ形状を賦型する際は、国際出願番号（ＰＣＴ／ＪＰ２００９／０６６５２５）に記載の方法を用いるのが特に好ましい。
【００５２】
本発明の設計どおりの成型物が製造できているかどうかは、成型物から、ｒ１、ｒ２などを求めることで確認できる。具体的には、単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状を電子顕微鏡等で撮影し、その凸状部外周線に対して適度な曲線（複数の組み合わせでも良い）をフィッティングし、その接線が基底線となす角度が所定の角度となる外周線の範囲から求めることが可能である。
【００５３】
これらの各種製造方法で、シートの構成を＜本発明の光学シートの構成＞に記載された構成になるように製造された光学シートは、＜本発明の光学シートの表面形状＞、＜単位レンズ構造＞および＜単位レンズ構造の組合せ＞に記載されたレンズ形状を持つ光学シートとほぼ同様の形状と光学的、力学的特性をもつ、優れた光学シートとなる。
【００５４】
＜第二の光学シート、その他の光学シートとの組合せ＞
本発明の光学シートは、他の光学シート、装置設定において、その高い光学性能調整能力を効率よく用いるために、第一の光学シートとして用いることが好ましい。第一の光学シートとして用いることにより、光源装置の隣り合う冷陰極管の中間領域における視野角方向での輝度を向上させる効果と、冷陰極管直上近傍領域における視野角方向での輝度を向上させる効果が最大限に活用できる。また、第一の光学シートとして用いた場合、その他の光学シートとしては、プリズムシート、拡散シート、レンズ付拡散シート、反射偏光フィルム等を用いることができ、その組合せも光源装置の条件等により適した組合せを選択することができるが、このとき、前面パネルに最も近い光学シートとしては、拡散シート、またはレンズ付拡散シートを用いることが好ましい。中でも第二以降の光学シートに、少なくとも１枚のプリズムシートを使用することにより更に冷陰極管上付近に発生する暗線を解消し、前面パネル直前の出光面において高輝度で輝度均整度を実現することが可能となる。
【００５５】
また、さらなるコスト低減のため、光源装置に使用する光学シートの枚数を減らすことが求められている。ここで、光学シートの使用枚数を減らした場合、輝度ムラの解消がより困難になるだけでなく、バックライトユニットにおいて光学シートを支えるピンのイメージが現れるという問題が生じる。すなわち、従来の光学シートでは、線光源のパターンを消去するために多数（４枚以上）の光学シート群を必要としていたため、これらの光学シートの作用により支持ピンのイメージも消去されて、支持ピンイメージが問題となることはなかった。なお、従来の光学シートでは、使用枚数を減らした場合、線光源のパターンを消去できないため、支持ピンイメージを認識することはできなかった。
【００５６】
しかし、本発明の光学シートでは、プリズムシートと併用することにより優れた光拡散性能を発現するため、光学シートの使用枚数を３枚に減らしても、線光源のパターンを消去することが可能となる。そこで、本発明の光学シートを用いて、使用枚数を３枚に減らした場合に、初めて支持ピンのイメージが急激に目立ってくることが判明した。ここで、本発明の光学シートが光拡散層を有している場合には、直下型光源装置において、光学シートを支持する支持ピンのイメージを消去する性能も向上している。従って、本発明の光学シートが光拡散層を有している場合には、本発明の光学シート、プリズムシートおよび光拡散シートの３枚のみを用いることも好ましい態様である。
【００５７】
本発明により製造される光学シートは、光を所望の方向に拡散させることができ、結果として光の均一性を保つことができるので、需要が高まっている液晶表示装置の消費電力低減や製造コスト低減をはかりつつ高輝度を発揮できるものとして、また液晶表示装置の薄肉化に寄与することができ、産業上極めて有用である。よって、本発明の光学シートおよび当該光学シートを有する直下型光源装置は、液晶表示装置などへ適用することにより、その消費電力低減や製造コスト低減を実現することができる。さらには、液晶表示装置の薄型化を可能にすることができる。
【実施例】
【００５８】
次に本発明の実施例としての実例を表１、表２、表３にあげ説明するが、本発明は本例に限定されることはない。
【００５９】
＜光学シートの表面測定の方法＞
ポリカーボネートを原料として、押し出し成型により、入光面にエンボス加工（算術平均粗さＲａ＝２〜６μｍ）、出光面に種々の断面形状を有する直線畝状レンズ群を配した光学シートを製造した。製造した種々の光学シートの断面形状は、走査型電子顕微鏡を用いて確認をした。表面形状の観察結果は表１に示す。
【００６０】
＜輝度ムラ評価＞
内寸幅６９０ｍｍ、奥行き３９０ｍｍ、深さ１０ｍｍのプラスチックケースの内面に白色の反射板を備え、反射板の底から３．５ｍｍ離れた位置に、直径３ｍｍの冷陰極管１９本を２０．５ｍｍ間隔で平行に配置した直下型光源装置上に、各種形状の本発明の光学シートをレンズ加工面が上となり、かつレンズの長手方向が冷陰極管の長手方向と平行となるように配置した。この光学シートの上に、市販の光拡散シート（宏茂光電（蘇州）有限公司製  ＣＨ２７３）、プリズムシート（住友スリーエム製  ＢＥＦ  ＩＩ  ９０／５０：頂角９０度、ピッチ５０μｍ）、マイクロレンズシート（宏茂光電（蘇州）有限公司製  ＭＬ２４Ｍ：片方の表面に半球状の凸レンズ群が細密に配置された光学シート）を表２に示す組み合わせのとおりにのせ、それぞれの組み合わせにおいて、直下型光源装置の中心から垂直方向に４００ｍｍ離れた位置から目視で輝度ムラを観察した。輝度ムラは１０段階で評価し、値の大きいものほど輝度ムラが少なく、冷陰極管のランプイメージが目立たなくなっていることを示す。評価結果は表１に示す。
【００６１】
【表１】
2010231194.tif 000004
【００６２】
【表２】
2010231194.tif 000005
【００６３】
＜支持ピンイメージ、輝度ムラ評価＞
試験には、内寸幅６９０ｍｍ、奥行き３９０ｍｍ、深さ２５ｍｍのプラスチックケースの内面に白色の反射板を備え、反射板の底から５ｍｍ離れた位置に、直径３ｍｍの冷陰極管８本を４５ｍｍ間隔で平行に配置し、図１２に示すとおり支持ピンを配置した直下型光源装置を用いた。直下型光源装置上に、各種形状の本発明の光学シートをレンズ加工面が上となり、かつレンズの長手方向が冷陰極管の長手方向と平行となるように配置した。この光学シートの上に、プリズムシート（住友スリーエム製  ＢＥＦ  ＩＩ  ９０／５０：頂角９０度、ピッチ５０μｍ）をのせ、さらにその上にマイクロレンズシート（宏茂光電（蘇州）有限公司製  ＭＬ２４Ｍ：片方の表面に半球状の凸レンズ群が細密に配置された光学シート）をのせた。各光学シート群において、直下型光源装置の中心から垂直方向に４００ｍｍ離れた位置から目視で支持ピンイメージ、輝度ムラを観察した。支持ピンイメージは、目視にて確認できる場合を「不良」、一部確認できるものを「良」、全く確認できないものを「優」とした。輝度ムラは１０段階で評価し、値の大きいものほど輝度ムラが少なく、冷陰極管のランプイメージが目立たなくなっていることを示す。評価結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
2010231194.tif 000006
【００６５】
実施例１３は、総計（ｒ１）および総計（ｒ２）が本発明の規定範囲内であり、かつ、光拡散層を設けている光学シートである。この実施例１３の光学シートを用いた場合、３枚の光学シート群により支持ピンイメージを消去でき、かつ、輝度ムラが少ない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の形態を用いることにより、互いに並設された線光源間の中間地点およびまたは冷陰極管直上における輝度比を向上し、均一な輝度分布を得ることができる第一の光学シートと、直下型光源装置、液晶表示装置を提供でき、産業上極めて有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１                ：冷陰極管ランプ
２                ：反射フィルム
３                ：第一の光学シート
４                ：第二の光学シート
５                ：第三の光学シート
６                ：第四の光学シート
７                ：前面パネル
Ｐ                ：レンズ部の幅
Ｈ                ：レンズ部の高さ
θ１              ：曲線部Ｒ１の接線が基底線となす角度
θ２              ：曲線部Ｒ２の接線が基底線となす角度
Ｒ１              ：θ１≧４０°である曲線部
Ｒ２              ：２５°≦θ２≦３５°である曲線部
ｒ１、ｒ２        ：曲線部分Ｒ１、Ｒ２それぞれに対応する基底部への投影長さ
【図１】
2010231194.tif 000007
【図２】
2010231194.tif 000008
【図３】
2010231194.tif 000009
【図４】
2010231194.tif 000010
【図５】
2010231194.tif 000011
【図６】
2010231194.tif 000012
【図７】
2010231194.tif 000013
【図８】
2010231194.tif 000014
【図９】
2010231194.tif 000015
【図１０】
2010231194.tif 000016
【図１１】
2010231194.tif 000017
【図１２】
2010231194.tif 000018
【図１３】
2010231194.tif 000019
【図１４】
2010231194.tif 000020