(57)【要約】【課題】本発明の目的は、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】本発明の光学シートは、表面に直線畝状に形成された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、２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部が連結した形状から構成され、かつ該曲線部の２つ以上が、その接線と該レンズの基底部分のなす角度が４０°以上となる点を有し、該直線部の１つ以上がレンズ形状の基底部分に対して１５°〜５０°の範囲の傾斜角（θ）を有することを特徴とする。【選択図】図２
2010250266.tif 000002
【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、２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部が連結した形状から構成され、かつ該曲線部の少なくとも２つが、その曲線部の接線が基底線となす角のうち最大の角度をΦｍａｘ、直線部が基底線となす角をθとしたとき、下記条件（１）を満たす単位レンズを有することを特徴とする光学シート。
Φｍａｘ≧４０°、１５°≦θ≦５０°・・・（１）
【請求項２】
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、２つ以上の曲線部と２つ以上の直線部が連結した形状から構成され、かつ該曲線部の少なくとも２つが、その曲線部の接線が基底線となす角のうち最大の角度をΦｍａｘ、直線部が基底線となす角をθとしたとき、下記条件（２）を満たす単位レンズを有することを特徴とする光学シート。
Φｍａｘ≧４０°、１５°≦θ≦５０°・・・（２）
【請求項３】
前記単位レンズは、前記曲線部のうち、少なくとも２つが、楕円または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、前記曲線部を該レンズ形状の基底部分に投影した長さの総計Ｒと、前記直線部を該レンズ形状の基底部分に投影した長さの総計Ｌとの割合が、Ｒ：Ｌ＝１５：８５〜８５：１５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】
前記単位レンズは、該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、前記基底部分からレンズ頂点までの高さ（Ｈ）との割合が、Ｈ／Ｐ＝０．２５〜０．７５である請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項６】
請求項１〜５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７】
前記レンズ群が、請求項１〜５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８】
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１〜７のいずれか一項記載の光学シート。
【請求項９】
光学シートを構成する材料が、透明性熱可塑性樹脂と、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１〜８のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項１０】
請求項１〜９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為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１１】
請求項１０に記載の製造方法で製造された光学シート。
【請求項１２】
請求項１〜９及び請求項１１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１３】
請求項１２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、ディスプレイ装置は、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。液晶ディスプレイの光源としては、エッジライト方式と直下型方式のものがあるが、大型の液晶ディスプレイ装置では、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ディスプレイ装置の画面では、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光拡散板と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】
液晶ディスプレイに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も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、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、従来の拡散板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拡散板と比較して、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ため、液晶テレビの薄型化や、冷陰極管の本数削減化に最適なバックライト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、拡散板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、拡散板へ戻されるため、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】
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／または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、および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】
【００１０】
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、表面に直線畝上に形成されたレンズ群を有する光学シート上のレンズの表面形状を平面と曲面の特定の組合せで構成することにより、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。なお、本発明のレンズおよびレンズの表面形状を平面と曲面の特定の組合せなどの構成を説明する為に、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６参照）。
【００１１】
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、２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部分が連結した形状を有し、かつ該曲線部の２つ以上が、その接線と該レンズの基底部分のなす角度が、４０°以上となる点を有し、該直線部の１つ以上が、レンズ形状の基底部分に対して１５°〜５０°の範囲の傾斜角（θ）を有することを特徴とする光学シート（図２〜図５）である。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】
【００１２】
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】
【００１３】
【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形状の一例の説明図である。
【図３】本発明の光学シートの単位レンズ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形状の一例の説明図である。
【図６】本発明の光学シートの各部の名称の説明図である。
【図７】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。
【図８】本発明の単位レンズ形状の組合せの一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面、実施例等を参照して説明を行うが。本願発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではない。
【００１５】
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においては符号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。
【００１６】
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。なお、本発明でいう直線とは、その末端同士を結ぶまっすぐな線分のことをいうが、末端部分を結ぶ線分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直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は、本発明でいう直線と均等の範囲にある。その判断は例えば、次のように行う。すなわち、２点を最短距離で結ぶ長さＡの直線に対して、その同一２点を結ぶ長さＢの曲線を重ね合わせたとき、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以下の場合、曲線Ｂは直線とみなす。
【００１７】
＜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。該直線畝状単位レンズの表面形状を平面と曲面の特定の組合せで構成し、更にその単位レンズ表面形状を略平行に配置する事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良いし、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為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。
【００１８】
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の構成は特に制限はないが、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。
【００１９】
＜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単位レンズ構造の表面形状は平面と曲面の特定の組合せで構成されている。その構成を説明する為に、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）を利用し以下に説明する。
【００２０】
本発明の光学シートの単位レンズは、そ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、２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部が連結した形状から構成される。２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部とは、例えば、図２〜５に示すような断面の凸状部外周線をもつ単位レンズ構造である。直線部の数はレンズ賦型に用いる母型の製造しやすさ、光学シート全体としての光学性能調整の容易さなどの観点から、好ましくは２つ以上である。
【００２１】
［曲線部］
前記曲線部は、設計容易性、加工性、光学性能の観点から、楕円（円を含む）等の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い。
【００２２】
本発明の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上の曲線が楕円（円を含む）を含む場合、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。
【００２３】
本発明の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上の曲線部は２つ以上存在するが、その曲線部の接線が基底線となす角のうち最大のものをΦｍａｘとしたとき、Φｍａｘのうち少なくとも２つは４０°以上となっていなければならない。この条件を満たすΦｍａｘはより好ましくは４５°以上、更に好ましくは５０°以上、最も好ましくは６０°以上である。Φｍａｘのうち４０°以上が一つ以下の場合には、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。
【００２４】
また、曲線部の接線が基底線となす角度Φが７５°以上となると、その曲線部分においては光源からの入射光が反射により、ほとんど正面方向へ出光できない。そのため、単位レンズ垂直断面形状の凸状部外周線上において、曲線部の接線が基底線となす角度Φが７５°以上となる部分の凸状部基底線に投影した長さの総計は、基底線全長に対して１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。前記角度Φをこれらの範囲に調整することで、単位レンズ全体、光学シート全体として曲面が形成され、この曲面の形成により、光源装置の隣り合う冷陰極管列の中間領域における視野角方向での輝度を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、様々な隣り合う冷陰極管列間隔の距離や本発明の光学シートと冷陰極管の距離の設定においても、条件を満たす２つ以上のΦｍａｘの設定を調整する事により、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ことが可能となる。また、本発明の光学シートと他の光学シートの組合せにおいても同様に、条件を満たす２つ以上のΦｍａｘの設定を調整する事により、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ことが可能となるため、光学シート全体として輝度ムラが低減できる。Φｍａｘがこの範囲に入っていないと、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向上させることができない。
【００２６】
［直線部］
本発明の単位レンズの長さ方向に対する垂直断面形状における、凸状部外周線の直線部と基底線のなす角度θは１５°以上５０°以下の範囲に入っていなければならない。前記角度θは、好ましくは２０°以上４５°以下であり、より好ましくは２５°以上４０°以下である。直線部が２つ以上ある場合は、少なくとも１つ以上の角度θがこの範囲を満足していなければならない。また、角度θがこの範囲に入っていれば、各直線部の角度は異なっていてもよい。
【００２７】
前記角度θをこれらの範囲に調整することで、単位レンズ全体、光学シート全体として平面が形成され、この平面の形成により、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を向上させることが可能となり、通常のレンズシート（プリズムシート、レンチキュラーシート等）の設置により発生する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低下を解消できる。
【００２８】
また、様々な隣り合う冷陰極管同士の距離や本発明の光学シートと冷陰極管の距離の設定においても、前記角度θの設定を調整することにより、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を向上させることが可能となる。また、本発明の光学シートと他の光学シートの組合せにおいても同様に、角度θの設定を調整する事により、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を向上させることが可能となる。角度θがこの範囲入っていないと、光源装置の冷陰極管直上近傍領域の輝度を向上させることができない。
【００２９】
［曲線部と直線部の組合せ］
単位レンズの凸状部外周線全体の形状は、前記した曲線部と直線部の設定の組合せから構成され単位レンズ形状が形成される。これらの組合せのうち、本発明の光学シートの構成部分のうち最も前面パネルに近い部分においてレンズ凸状部畝を形成する、単位レンズの凸状部外周線の頂部の形状は、曲線部（例えば、図３参照）であってもよく、直線部のみからなるいわゆるプリズム形状（例えば、図５参照）であってもよく、また曲線部と直線部が結合した形状であってもよい。
【００３０】
また、基底線と接する部分は直線部でも曲線部のいずれでもよく、凸状部外周線が、２つ以上の曲線部と１つ以上の直線部が連結した形状から構成されており、基底線とのなす角度θが１５°以上５０°以下の範囲にある直線部分を１つ以上、かつその接線と基底線となす最大角（Φｍａｘ）が４０°以上となる曲線部を２つ以上有していればよい。
【００３１】
曲線部と直線部の設定についての組合せの例を挙げると、図２は、断面形状における頂上部の曲線を含む凸状部の３つの曲線部が、単一の楕円形状を有するものであり、図３は、２つの曲線部と１つの直線部からなり、この２つの曲線部が単一の楕円形状を有するものであり、図４は、断面形状における凸状部の曲線部のうち、頂上部と基底線と接する部分で異なる楕円形状を有している例である。図５は、断面形状の凸状部の頂上部が二つの直線を組み合わせたプリズム形状を有している例である。
【００３２】
曲線部と直線部の設定の配分は、凸状部外周線の曲線部をレンズ形状の基底部分に投影した長さの総計Ｒと、直線部をレンズ形状の基底部分に投影した長さの総計Ｌの比で規定され、Ｒ：Ｌの比は、１５：８５〜８５：１５となることが好ましい。この範囲において、様々な装置設定（光源装置条件、本発明以外の光学シートとの組合せ）に基づき、比を調整することで、その設定における測定すべき（本発明の効果を発揮すべき）出光面側からみて、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、かつ、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ことが可能となり、光源装置面全体としての高輝度均整度が図れるのである。
【００３３】
例えば、本発明の光学シートを第一光学シートとし、併用する第二光学シートをプリズムシートとした場合は、プリズムシートの頂角、ピッチにより最適な曲線部と直線部の割合を決定できる。その場合、好ましいＲ：Ｌの比は、２０：８０〜８０：２０であり、より好ましい比は３０：７０〜８０：２０であり、さらに好ましい比は４０：６０〜８０：２０である。曲線部の比率がこれより小さくなると、冷陰極管配列の中間領域へ均一に充分な光を拡散できなくなり、これ以上大きくなると、プリズムシートを重ね合わせた際に発生する暗線の消去が困難となる。
【００３４】
このように、本発明の単位レンズの垂直断面における凸状部外周線の直線部、曲線部の数、位置、直線のθ、曲線のΦｍａｘを設定することにより、本発明のレンズを有する光学シート自体の効果として、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（光源装置条件、本発明以外の光学シートとの組合せ）において光源装置面全体の高輝度均整度が実現できる。
【００３５】
［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、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、レンズの効果が小さくなり、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い。一方、上記範囲を超えた場合、隣り合う冷陰極管の中間領域を超えた部分まで光を拡散させてしまうため、中間領域で輝度均一性が低下してしまい、この領域における視野角方向での輝度均整度が低下する。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。
【００３６】
＜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良い。光学シート全体として好ましい性能を発揮する為には、光学シートの出光面全体の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、６０面積％以上の構成がさらに好ましく、７０面積％以上の構成がより好ましく、９０面積％以上の構成が最も好ましい。前記他の単位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、同一構造のものの組合せ構成であっても、複数種類の構造のものの組合せ構成であっても構わない。
【００３７】
［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ったりして好ましくない。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構造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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の各レンズ単位間の間隔は実質的に隙間がないに等しい。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。
【００４０】
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の間に、間隔をあけ、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。
【００４１】
＜本発明の光学シートの構成＞
［透明性熱可樹脂］
本発明の光学シートを構成する熱可塑性樹脂は、透明なものであり且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。
【００４２】
［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良いが、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良い。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化をより高めることを可能にする。
【００４３】
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未満であると光拡散作用が十分に発揮できなかったり、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以下とする。なお、光学シートの厚さとは、図６において、基底部の厚さとレンズ高さの合計である。
【００４４】
［光拡散剤］
光拡散性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。
【００４５】
光拡散性粒子の平均粒子径は、０．１〜５０μｍが好ましく、０．３〜１０μｍがより好ましく、０．５〜５μｍがさらに好ましい。光拡散性粒子の平均粒子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。
【００４６】
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光学シート全体の輝度が低下するおそれがあり得る。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
異方拡散性を出す為の架橋有機微粒子は、架橋密度が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。
【００５０】
【数１】
2010250266.tif 000003
【００５１】
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
【００５２】
［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バックライト装置の輝度をより確実に発揮せしめることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
＜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の部分が凹に、凹の部分が凸になる構造であれば良く、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７参照）とする。
【００５６】
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、特願２００８−２４９２５４に記載の方法を用いるのが特に好ましい。
【００５７】
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。
【００５８】
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である。
【００５９】
＜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、マイクロレンズシート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。
【００６０】
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ディスプレイ装置の製造コストを低減しつつ高輝度を発揮できるものとして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、液晶ディスプレイ装置などへ適用することによりその製造コストを低減することができる。
【実施例】
【００６１】
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。
【００６２】
＜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拡散板を製造した。製造した種々の光拡散板の断面形状は、電子顕微鏡を用いて確認をした。表面形状の観察結果を表１に示す。
【００６３】
＜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。
【００６４】
＜本発明の直線畝状単位レンズ形状と他の畝状レンズ形状を併せ持つシートの輝度ムラ評価＞
実施例１のレンズ形状と比較例1のレンズ形状を表３、図８の様に賦型した光学シートを内寸幅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３に示す。
【００６５】
【表１】
2010250266.tif 000004
【００６６】
【表２】
2010250266.tif 000005
【００６７】
【表３】
2010250266.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の形態を用いる事により、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】
【００６９】
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
ｒ１、ｒ２、ｒ３  ：曲線部分の投影長さ
ｌ１、ｌ２、      ：直線部分の投影長さ
ｈ                ：上部レンズの高さ
θ                ：直線部の接線が基底線となす角度
Φ                ：曲線部の接線が基底線となす角度
【図１】
2010250266.tif 000007
【図２】
2010250266.tif 000008
【図３】
2010250266.tif 000009
【図４】
2010250266.tif 000010
【図５】
2010250266.tif 000011
【図６】
2010250266.tif 000012
【図７】
2010250266.tif 000013
【図８】
2010250266.tif 000014