(57)【要約】【課題】光学シートの光学部材に傷が付くのを抑制して光学性能を劣化させない。【解決手段】光を集光もしくは拡散させる照明光路制御用の光学シート１２は、最も高さの高い最大高さ領域を有すると共に長手方向に沿って高さが変化する略半楕円形状のシリンドリカルレンズからなる光学突部１４を所定間隔で配列する。光学突部１４に略直交する方向に略三角形柱状のプリズムレンズ１５からなる光学要素を複数配列する。平面視における光学シート１２の面積に対する最大高さ領域での光学突部１４の総面積の割合が４％以上４５％以下である。光学突部１４の基部１３から最も高い最大高さ領域１４ａ〜１４ｄの高さをｈとし、プリズムレンズ１５の基部１３からの高さをｈｉとして次式（１）を満たすようにした。    １０μｍ＜ｈ−ｈｉ≦１００μｍ    ……（１）【選択図】図２
2010160437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方の面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有してなる光学シートであって、
前記光学形状は、最も高さの高い最大高さ領域を有する光学突部と該光学突部の最大高さ領域より高さの低い複数の光学要素とを有していて、
前記光学突部は高さが変化するように形成されており、
前記光学突部の基材から最大高さ領域の高さをｈとし、前記光学要素の基材からの高さをｈｉとして次式（１）を満たすようにしたことを特徴とする光学シート。
１０μｍ＜ｈ−ｈｉ≦１００μｍ    ……（１）
【請求項２】
平面視における前記光学シートの面積に対する前記最大高さ領域での光学突部の総面積の割合が４％以上４５％以下であることを特徴とする請求項１に記載された光学シート。
【請求項３】
前記光学突部は頂部に丸みを有していることを特徴とする請求項１または２に記載された光学シート。
【請求項４】
前記光学シートの素材の鉛筆高度が４Ｈ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された光学シート。
【請求項５】
前記光学突部と光学要素とは略シリンドリカル形状であり、互いに平行にまたは交差して配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載された光学シート。
【請求項６】
前記光学突部はシリンドリカルレンズであり、前記光学要素はプリズムレンズであり、互いに平行にまたは交差して配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載された光学シート。
【請求項７】
前記光学突部はシリンドリカルレンズであり、前記光学要素は複数の複合プリズムレンズが配列されてなるレンチキュラーレンズ群を有しており、
前記複合プリズムレンズは、両側に湾曲側面を有する複数のプリズムレンズを前記複合プリズムレンズの配列方向に一部重ねて一体化した形状であるとともに、
単一の前記プリズムレンズのピッチをＰ０とし、前記複合プリズムレンズにおける一の前記プリズムレンズと隣接する他の前記プリズムレンズとの前記複合プリズムレンズの配列方向にずれた重ならない距離をシフト量Δとした時、下記（２）式の関係にあり、
（１／５）Ｐ０≦Δ≦（２／３）Ｐ０    ……（２）
前記プリズムレンズの湾曲側面はそのレンズ形状が次式（３）式によって規定されており、前記プリズムレンズの一端部から延びる前記湾曲側面の他端部における接線の光学シートの面に対する傾斜角度θが２５°以上５０°以下とされていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載された光学シート。
【数１】
2010160437.tif 000006
なお、上記（３）式において、Ａ、Ｂ，Ｃは補正係数であり、前記複合プリズムレンズのピッチを１と正規化したとき、ｚは前記複合プリズムレンズの高さ方向の位置関数、ｒは前記複合プリズムレンズの幅方向の位置変数である。
【請求項８】
前記光学突部は高さが変化するにつれて幅も変化するシリンドリカル形状である請求項１乃至７のいずれかに記載された光学シート。
【請求項９】
表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、請求項１乃至請求項８の何れかに記載された光学シートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。
【請求項１０】
前記光源が冷陰極管、ＬＥＤ、ＥＬもしくは半導体レーザーであることを特徴とする請求項９に記載のバックライト・ユニット。
【請求項１１】
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、光源と、請求項９または１０に記載されたバックライト・ユニットを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の少なくとも一方の面に光を集光及び／または拡散させる光学形状を有してなる照明光路制御用の光学シートに関するものであり、更にこの光学シートを用いて、液晶パネル等の画像表示素子を背面側から照明するバックライト・ユニット、そしてこのバックライト・ユニットを備えたディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側（観察者と反対側）に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆるバックライト方式が一般に採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライト・ユニットとしては、大別して「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、エッジライト方式）と「直下型方式」とがある。
【０００３】
導光板ライトガイド方式のバックライト・ユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図１１に示すものが一般に知られている。
これは、偏光板７１，７３間に液晶素子７２が挟まれてなる液晶パネル７０が上部に設けられ、その下面側に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板７９が設置されており、導光板７９の光射出面側に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。この導光板７９の下面に、光を効率よく液晶パネル７０方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられると共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）７７が設けられている。
【０００４】
また、導光板７９の側端部に光源ランプ７６が取り付けられており、その背面に高反射率のリフレクター８１が設けられている。散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて形成したものであり、導光板７９内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導いて高輝度化を図っている。
さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図１２に示すように、拡散フィルム７８と液晶パネル７０との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）７４，７５を設ける構成が提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は三角柱状のプリズムを一方向に複数配列してなるレンズ状の光学シートからなり、これら二枚のプリズムフィルム７４，７５を互いに直交する方向に配設したものである。この構成により、拡散フィルム７８で拡散された光を高効率で液晶パネル７０の有効表示エリアに集光させる。
【０００５】
一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの液晶表示装置に用いられている。直下型方式の液晶表示装置としては、図１３に例示する装置が一般的に知られている。この装置は、偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７０の下面側に配列された蛍光管等の光源５１から射出され、拡散フィルム８２で拡散された光を高効率で液晶パネル７０の有効表示エリアに集光させる。光源５１の背面にはリフレター５２が配置されている。
【０００６】
ところで、上述のバックライト・ユニットなどでは、バックライト・ユニットの輝度を向上させると共に、光の拡散性と均一性を向上させるためにプリズム等の凸形状のレンズパターンを多数配列させた光学（レンズ）シートが用いられている。
通常、光学シートは製造後に所定の形状にカットされ、組み立て工場への輸送、組み立てを経てディスプレイ装置と一体となり、販売店への輸送後に展示、使用される。これらの全ての過程で、光学シートの表面は振動等によって積層する別の光学シートの裏面等の他の部材に接触してこすれ、傷がつく危険性にさらされる。特に光学シートは通常合成樹脂製であるために、レンズパターンなどのレンズ部品形状は傷つき易い材質のものが多く、傷を透過する光が乱反射する等して光学性能が著しく低下する原因になる。
【０００７】
これを防ぐためには光学形状を有する面を物理的に硬くしたり滑り易くする処理が有効である。しかしながら、これらの方法は材料を限定する必要があったり、被膜の塗布工程を設ける必要があるため汎用性の高い方法とはいえない。また、レンズシートの表面に保護フィルムを貼着することは汎用性の高い方法であるが、光学シートの使用時に保護フィルムを脱着する工程が増え、保護フィルムは最終的に廃棄されるためコスト高になり廃棄物を生じるために効率の良い方法とは言いがたい。
【０００８】
このような光学レンズシートのレンズパターンにキズが付くのを防止する手段として、例えば特許文献１に記載されたようなレンズフィルムが提案されている。
この光学シートでは、シート基材にレンズパターンを転写したものを巻き取り用ローラで巻き取る方法が提案されている。そして、このレンズパターンはシート基材に転写成形した凸形状の先端が接触して変形するのを防止するために、シート基材に形成した多数の凸形状よりも高さの高い接触防止用突部を一部に設けて、巻き取った際に接触防止用突部がシート基材に接触し、他の多数の凸形状がシート基材に接触しないようにしたものである。
この場合、接触防止用突部とこれより高さの低い凸形状との高さの差は５．０μｍ、少なくとも１．０μｍであると規定している。
【０００９】
また、特許文献２に記載された光学シートは、光を出射する一方の面に複数のプリズム要素を配列して構成され、第1のプリズム要素を第２のプリズム要素より高く形成し、第１のプリズム要素は頂部が平坦など鈍い先端形状とされ、第２のプリズム要素は鋭い先端形状を有している。第１及び第２のプリズム要素の高さの差Δを約２μｍ〜１０μｍに設定している。第１のプリズム要素は先端が鈍いので運搬や保管や使用時等に擦過しても損傷を受けにくいとし、第２のプリズム要素は損傷を受けやすいがオンアクシス光における利得が最大であるとしている。
また、特許文献３に記載された光学シートでは、略楕円形状の単位レンズを多数並べて構成し、これら単位レンズの光射出面の表面に微細凸部を所定間隔で複数設けている。この微細凸部によって出射する光を散乱させてムラのない均一な照明を行うことができる。
また、光学シートの性能向上を目的として、従来使用されてきたプリズム、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、多角錘の他にも下記特許文献４，５に示すような様々な光学形状の提案があり、今後も新たな形状が増えていくと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２０３７７６号公報
【特許文献２】特表２００８−５１７２５６号公報
【特許文献３】特開２００７−３５７１号公報
【特許文献４】特開２００８−５１５０２６号公報
【特許文献５】特表２００８−１０２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載された光学シートは、ロール状に巻き取られた場合に限定され、ディスプレイに装着したりして使用する際には所定寸法毎に切断する必要がある。そして、切断した光学シートを積層して保管したりテレビ等のディスプレイ装置に装着した場合、レンズ要素である接触防止用突部や他の凸形状の相互間における上述した程度の高低差では、擦過して他の凸形状のレンズ要素の先端に傷がついてしまい、これをディスプレイに装着すれば光学特性を低下させるおそれがある。
【００１２】
また、特許文献２に記載した光学シートでは、第１及び第２のプリズム要素の高さの差Δが約２μｍ〜１０μｍ程度であるために、同様に、他の光学シートのシート基材や何らかの物体等で表面を擦過することで先端が鋭い第２のレンズ要素に傷がついてしまい、光学性能を低下させるという不具合があった。また、特許文献３に記載された光学シートでは略楕円形状の単位レンズに微細な微細凸部を設けたにすぎないから、上記従来の光学シートと同様にレンズ表面に傷が付きやすいという不具合がある。
特に特許文献１〜３に記載された光学シートでは、光の集光性や拡散性を担う光学レンズ部分とこれら光学レンズ部分より突出していてこれらの擦過を防いで保護する特性を担う他の光学レンズ部分とに分かれるが、いずれも各光学レンズの長手方向に連続して形成されている。そのため、後者の他の光学レンズ部分は擦過がひどく光の集光性や拡散性や輝度の向上等の光学特性が著しく低下してしまうために光学シートに占める面積割合を考えると光学特性の効率的な光学シートとはいえない欠点があった。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みて、他の部材と接触や擦過等しても集光または拡散用等の光学部材に傷がつくのを抑制すると共に、その光学性能を劣化させない光学部材を備えた光学シート、及びこれを用いたバックライト・ユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による光学シートは、基材の少なくとも一方の面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有してなる光学シートであって、光学形状は、最も高さの高い最大高さ領域を有する光学突部と該光学突部の最大高さ領域より高さの低い複数の光学要素とを有していて、光学突部は高さが変化するように形成されており、光学突部の基材から最大高さ領域の高さをｈとし、光学突部を除く光学要素の基材からの高さをｈｉとして次式（１）を満たすようにしたことを特徴とする。
１０μｍ＜ｈ−ｈｉ≦１００μｍ    ……（１）
本発明によれば、光学要素の頂部が他の部材等と接触したり擦過したりする等して損傷するのを、光学要素より高さの高い光学突部によって防止することができる。そのため、光学要素の頂部に傷などが生じ難いから、光学シートを透過する光の集光または拡散特性を十分発揮して高い輝度を維持できる。また、光学突部においても最大高さ領域が他の部材等と接触したり擦過したりする等して損傷するとしても、最大高さ領域より高さの低い領域では他の部材等と接触や擦過をしにくく傷が生じ難いので高い輝度を確保できる。そのため、光学シート全体として極めて高い輝度を得られる。
特に光学要素が比較的輝度の高い角部の頂部を有する場合でも、光学突部の最大高さ領域は光学要素の頂部より高さが高いため、光学要素を保護できて傷による輝度の低下を抑制できる。
光学突部の最大高さ領域と光学要素との高低差ｈ−ｈｉが上記（１）式の範囲内であるため、光学突部の最大高さ領域によって光学要素が確実に保護されて傷を生じにくく、例えば合成樹脂で光学シートを製作する際に金型の最も深い光学突部内に気泡が封入されることがなく光学特性の良好な光学シートを得られる。一方、高低差ｈ−ｈｉが１０μｍ以下であると、振動等によって光学シートにおける光学要素の頂部が他の部材に接触する等して傷を生じ易く集光または拡散特性が低下する。また、高低差ｈ−ｈｉが１００μｍを越えると、合成樹脂で射出成形等によって光学シートを製作する際、光学突部の最も深い部分（最大高さ領域）に充填される合成樹脂に混入した気泡の逃げ場がなくなり、光学突部に封じ込められて光学特性が劣化する不具合が発生する。
【００１５】
また、平面視における光学シートの面積に対する最大高さ領域での光学突部の総面積の割合が４％以上４５％以下であることが好ましい。
光学シートにおける光学突部の最大高さ領域が他の部材と接触した場合でも、光学要素に他の部材が接触するのを確実に防ぐことができる。光学シートの面積に対する最大高さ領域における光学突部の面積比が４％より少なければ本発明の効果が得られず４５％を超えると光学シートの性能が光学突部の機能に大きな影響を受けてしまう。なお、光学突部の最大高さ領域以外の領域では他の部材との接触による傷等を防ぐことができるため、集光または拡散特性を発揮できることになり、輝度を向上できる。
また、光学突部は頂部に丸みを有していてもよい。
光学突部の頂部に丸みをもたせると光が拡散するために中央の輝度が比較的低くなるが傷つきにくくなり、光学突部に必要な高さや丸みの分布を設定すれば輝度を維持したまま傷耐性をもたせることが可能となる。
また、光学シートの素材の鉛筆高度が４Ｈ以下であってもよく、鉛筆硬度が４Ｈより大きいと柔軟性が低下して加工時等の取り扱い性が低下する。
【００１６】
また、光学突部と光学要素とはシリンドリカル形状であり、互いに平行に配列されていてもよく、或いは互いに交差して配列されていてもよい。
また、光学突部はシリンドリカルレンズであり、光学要素はプリズムレンズであってもよい。これにより、光学突部の最大高さ領域は光学要素を保護して傷を付きにくくさせ、光学要素はより高い集光特性を有していて比較的輝度が高い。
【００１７】
また、本発明による光学シートは、光学突部がシリンドリカルレンズであり、光学要素は複数の複合プリズムレンズが配列されてなるレンチキュラーレンズ群を有しており、複合プリズムレンズは、両側に湾曲側面を有する複数のプリズムレンズを複合プリズムレンズの配列方向に一部重ねて一体化した形状であるとともに、単一のプリズムレンズのピッチをP0とし、複合プリズムレンズにおける一のプリズムレンズと隣接する他のプリズムレンズとの複合プリズムレンズの配列方向にずれた重ならない距離をシフト量Δとした時、下記（２）式の関係にあり、
（１／５）P0≦Δ≦（２／３）P0    ……（２）
プリズムレンズの湾曲側面はそのレンズ形状が次式（３）式によって規定されており、プリズムレンズの一端部から延びる湾曲側面の他端部における接線の光学シートの面に対する傾斜角度θが２５°以上５０°以下とされていることを特徴とする。
【数１】
2010160437.tif 000003
なお、上記（３）式において、Ａ、Ｂ，Ｃは補正係数であり、複合プリズムレンズのピッチを１と正規化したとき、ｚは複合プリズムレンズの高さ方向の位置関数、ｒは複合プリズムレンズの幅方向の位置変数である。
【００１８】
本発明による光学シートによれば、複合プリズムレンズは湾曲側面を有する複数のプリズムレンズを一部重ねて一体化した形状であるから、複数のプリズムレンズの湾曲側面による集光効果が大きく高輝度で広い視野角を得られ、サイドローブを抑制できるために視覚方向を外れた無駄な光を低減できる。
しかも、本発明によれば、複合プリズムレンズの湾曲側面が（３）式で規定するレンズ形状によって形成されているために集光効果を高めることができ、また湾曲側面の他端部での接線の傾斜角度θを２５°〜５０°の範囲に設定したことで集光効果と視野範囲のバランスを確保できる。しかも、湾曲側面は上記（３）式で規定する外側に凸をなす湾曲形状と傾斜角度θとがマッチした範囲でのみ集光効果と視野範囲のバランスがとれた光学シートが得られ、（３）式における各係数が規定した範囲から外れると集光効果が得られないか、或いはサイドローブが生じ易くなる
なお、上記（３）式において、ｋはｋ＝０で球面、−１＜ｋ＜０で楕円、ｋ＝−１で放物面、ｋ＜−１で双曲面となる。
【００１９】
また、光学突部は高さが変化するにつれて幅も変化するシリンドリカル形状であることが好ましい。
この場合、光学突部の高さの変化に関わらず頂部の形状は同一または近似した形状となるから、頂部を通過する光はその位置によらず略平行光束となるため高い輝度が得られる。
【００２０】
また、本発明によるディスプレイ用バックライト・ユニットは、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、請求項１乃至請求項８の何れかに記載された光学シートを少なくとも備えることを特徴とする。
本発明によれば、光学シートの光学要素に傷が付くのを防止すると共に光学突部の高さの低い領域に傷が付くのを抑制できて傷を少なくして目立たなくさせることができ、しかも輝度をより高くすることができる。
また、光源が冷陰極管、ＬＥＤ、ＥＬもしくは半導体レーザーであってもよい。
【００２１】
また、本発明によるディスプレイ装置は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、請求項８または９に記載されたバックライト・ユニットを備えることを特徴とする。
本発明によれば、光学シートの光学要素に傷がつくのを防止すると共に光学突部の高さの低い領域に傷が付くのを抑制できて傷を少なくして目立たなくさせることができ、高い輝度の画像を表示できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による光学シート、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置は、最大高さ領域を有していて高さが変化する光学突部とこの最大高さ領域より高さの低い光学要素との高さの差を１０μｍより大きく１００μｍまでの範囲に設定したから、光学シートを積層または収納して移動や保管等をしたりディスプレイ装置に装着した状態等で、光学突部の最大高さ領域によって比較的高さの低い他の領域や輝度の高い光学要素の頂部を保護して傷がつくのを防止でき、また光学突部の最大高さ領域に傷がついても目立ちにくく、耐傷性を確保できる。
しかも、光学突部は高さが変化するように形成されていて最大高さ領域で他の部材との擦過を生じ得るが、最大高さ領域より低い他の領域では傷つくのを防止できて光学特性を発揮できるから、光学突部の輝度や集光・分散特性等の光学特性と光学シート全体の光学特性を向上できる。
これによって、バックライト・ユニットやディスプレイ装置の輝度を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態による光学シートを含むディスプレイ装置の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態による光学シートの斜視図である。
【図３】図２に示す光学シートを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は光学突部の中央縦断面図である。
【図４】光学突部の斜視図と長手方向に直交する断面図である。
【図５】図２に示す光学シートを積層した状態を示す側面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態による光学シートの斜視図である。
【図７】図６に示す光学シートの複合プリズムレンズにおけるプリズムレンズのシフト量を説明する図である。
【図８】第三の実施形態による光学シートの斜視図である。
【図９】第四の実施形態による光学シートの斜視図である。
【図１０】本発明の第二実施形態によるディスプレイ装置の構成を示す要部断面図である。
【図１１】従来技術による導光板ライトガイド方式によるディスプレイ装置の構成を示す説明図である。
【図１２】従来技術による他の導光板ライトガイド方式によるディスプレイ装置の構成を示す説明図である。
【図１３】従来技術による直下型方式によるディスプレイ装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は本発明の第一実施形態による光学シートとこれを備えたディスプレイ装置を示すものである。
図１に示すディスプレイ装置１は、バックライト・ユニット２と画像表示素子としての液晶パネル（液晶表示素子）３とを備えている。バックライト・ユニット２において、例えば所定間隔で配列された冷陰極管（ＣＣＦＴ）からなる複数の光源４と、光源４の背面に配設されていて背面側の出射光を反射させる反射板５とでランプハウス６を構成している。光源４は冷陰極管に限定されることなく、ＥＬ、ＬＥＤ，半導体レーザ等を採用できる。
【００２５】
更に、光源４の光照射方向前方側には光源４から進入する光を拡散する光拡散層としての光拡散板７が配設されている。液晶パネル３は偏光板９、９間に液晶素子１０が挟持されて構成されている。光拡散板７と液晶パネル３との間には、光拡散板7を透過する光を集光及び拡散する光学シート１２が配設されている。
なお、本実施形態によるディスプレイ装置１は液晶表示装置を示すが、これに限らず、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置など、画像を光により表示する表示装置であればディスプレイ装置１の種類は問わない。
【００２６】
光学シート１２は図２及び図３に示す構成を有しており、基材である基部１３の片面に光を集光もしくは拡散させる複数のレンズ要素が配列されている。これらのレンズ要素として、高さが長手方向に沿って変化する光学突部１４が所定間隔で複数平行に配列されている。そして、光学突部１４間には例えば頂角９０°の断面略三角形柱状のプリズムレンズ１５が光学要素として光学突部１４に略直交する方向に配列されている。
光学突部１４は例えば図２に示すように略半楕円形状の基本シリンドリカルレンズＳを仮想的な最大外径形状としてその長手方向に沿って外径が変化する形状を有している。そのため、図３乃至図５に示すように例えば最も高さの高い最大高さ領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄでは仮想のシリンドリカルレンズＳに外周及び外径寸法を一致させ、その前後領域では長手方向に直交する断面形状が略半楕円形状の頂部側部分で同一形状を維持しつつ下部を適宜高さで切除して基部１３からの高さが変化する断面形状を有している（図４参照）。
【００２７】
光学突部１４は多数配列されたプリズムレンズ１５よりも最大高さ領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの方が基部１３からの高さが高く形成されている。なお、光学突部１４の谷部である最小高さ領域１４ｅ、１４ｆ、１４ｇではプリズムレンズ１５より高さが高くても小さくてもよく、或いは同一でもよい。本実施形態では、最小高さ領域１４ｅ、１４ｆ、１４ｇはプリズムレンズ１５の頂部より高い位置にある。これにより、他の光学シート１２等の他の部材が、光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄに接触して積層し湾曲した場合でも、光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄ付近以外の領域に接触してプリズムレンズ１５の頂部に接触するのを回避させてこれを保護できる。
そのため、例えば複数の光学シート１２を積層して保管や輸送等をした場合等に、他の光学シート１２の基部１３がプリズムレンズ１５の頂部に接触したりしないように保護している。
【００２８】
また、光学要素はプリズムレンズ１５に限定されることはなく、シリンドリカルレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、多角錘、またはこれらを組み合わせて作られたレンズ形状を採用してもよい。光学要素は光学形状の種類や形状に制限はないが、光学突部１４より高い輝度を発揮すると共にレンズ部の傷つきを防止できるという観点から、頂部が所定の角部を有する光学形状を採用することが好ましい。
光学突部１４についてもシリンドリカルレンズ形状に限定されることはなく、プリズム、マイクロレンズ、多角錐、或いはこれらを組み合わせたレンズ形状を適宜採用できる。光学突部１４は光学形状の種類や形状に制限はないが、頂部を擦過して傷ができるのを抑制するために略半円柱形状や略半楕円形状等、頂部が角を有しない丸みを有する光学形状であることが好ましい。
なお、光学突部１４は高さを変化させた断面略半楕円形状のシリンドリカルレンズ形状を有するから、透過する光を集光または拡散させる光学特性を有している。
【００２９】
また、光学シート１２の基部１３を基準として、光学突部１４の最も高さが高い最大高さ領域１４ａ〜１４ｄの高さをｈとし、光学突部１４より高さが低く頂部が角である各プリズムレンズ１５の高さをｈｉとして、ｈは複数本の光学突部１４間で同一高さであることが好ましいが、光学要素１５の高さｈｉは下記（１）式を満たせば、任意の高さに設定でき、そのため最も高い高さｈｉで下式（１）を満足する（図５参照）。図２に示す光学シート１２においてプリズムレンズ１５は複数の異なる高さｈｉを有しており、各プリズムレンズ１５は全て下記式（１）を満たしている。
１０μｍ＜ｈ−ｈｉ≦１００μｍ                  ……（１）
ここで、光学突部１４とプリズムレンズ１５の高低差ｈ−ｈｉが（１）式の範囲内であれば、光学突部１４によってプリズムレンズ１５が確実に保護されて擦過等による傷を生じにくく高い輝度を確保し、射出成形方法等によって合成樹脂で光学シート１２を製造する際に最も深い光学突部１４内に気泡が巻き込まれて封入されることなく光学特性の良好な光学シート１２を製作できる。
【００３０】
一方、高低差ｈ−ｈｉが１０μｍ以下であると、保管や輸送時等に積層された光学シート１２は、湾曲や振動等によって光学シート１２の複数のプリズムレンズ１５の頂部が上に積層された他の光学シート１２の基部１３に接触する等して傷を生じ易い不具合がある。この場合、傷を透過する光が散乱して集光・拡散特性が劣化する。
また、高低差ｈ−ｈｉが１００μｍを越えると、合成樹脂で射出成形等によって光学シート１２を製作する際、最も高さｈｉの低いプリズムレンズ１５を基準にして溶融した合成樹脂を光学シート１２の金型内に充填するために、充填される合成樹脂に混入した気泡の逃げ場がなくなり、光学突部１４（の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄ）内に封じ込められる。そのため、光学シート１２の光学特性が劣化した不良品が製作される不具合が発生するおそれがある。
【００３１】
また、図３（ａ）に示す光学シート１２の平面視において、光学シート１２の面積をＳとし、複数の光学突部１４における全ての最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでの光学突部１４の各面積の総和をＡｓとして、光学シート１２の面積に占める最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでの光学突部１４の総和の面積比Ａｓ／Ｓを４％以上４５％以下とする。ここで、光学突部１４は図３（ａ）及び図４に示すようにその高さに応じて横幅も増減変化して形成されている。特に横幅が最大高さ領域１４ａ〜１４ｄより小さい凹部形状の場合には、プリズムレンズ１５が凹部形状内に進出して光学突部１４の下部に接するように端面が湾曲して形成されている。
また、面積比Ａｓ／Ｓが上記数値範囲内であれば、積層した他の光学シート１２の基部１３等の他の部材と光学シート１２の光学突部１４が接触した状態で、微視的には光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄが他の光学シート１２に触れることで、他のレンズ部であるプリズムレンズ１５が接触するのを防いで傷が付くのを防止できる。他方、面積比Ａｓ／Ｓが４％より少なければ湾曲や振動等によってプリズムレンズ１５の頂部が他の光学シート１２の基部１３に接触して傷を生じ易く、４５％を超えると光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでの他の光学シート１２の基部１３との接触面積が増大して傷が増大し易く、光学突部１４が発揮すべき光学特性に大きな影響を与えてしまう。
【００３２】
本実施形態における光学シート１２に用いる材料に制限はないが、傷つきにくい素材では本実施形態の構成を採用する意味はないので、素材の鉛筆硬度４Ｈ以下のものを用いるのが適当である。
光学シート１２の主となる材質としては、例えばポリカーボネートもしくはアクリル−スチレン共重合体もしくはポリスチレンもしくはスチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体もしくはシクロオレフィンポリマーを使用しても良い。
また、光学シート１２は、主となる材質の中に分散された透明粒子を具備していることが好ましく、これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものとする。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は０．５以下で十分である。透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが望ましい。
【００３３】
透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子または合成樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、合成樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体；メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。
これら透明粒子は、２種類以上のものを混合して使用してもよい。または、光学シート１２を構成する板状の部材は主となる材質中に空気を含む微細な空洞を、透明粒子に代えて有した構造であってもよく、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ることができる。
また、光学シート１２は単層構造でも複層構造でもよく、透明層を含んでいても良い。
【００３４】
光学シート１２は押し出し法、キャスト法、もしくはインジェクション法で製造することができる。光学シート１２を製作するための板状の部材は、厚みが１２μｍ以上１ｍｍ以下のものを使用できる。厚みが１２μｍ未満では上述した製造方法による加工に耐えうる剛性が無く、厚みが１ｍｍを越えると加工に耐えうる柔軟性がない。
また、光学シート１２はＵＶ硬化法で製造してもよい。
ＵＶ硬化法で作成される場合、シート状の基材である基部１３上にＵＶ硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、その後にＵＶ照射して基部１３と光学突部１４及びプリズムレンズ１５からなる光学シート１２を得る。シート状の基材としては、当該分野でよく知られたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、アクリル、ポリプロピレンのフィルムなどが使用できる。
【００３５】
光拡散板７は光学シート１２と同様の主となる材質を使用することができ、同様に前述した透明粒子を具備して構成されていてもよい。これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は０．５以下でよい。
また光拡散板７に入射した光を散乱させながら透過させる必要があるため、透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが望ましい。或いは、光拡散板７は主となる材質中に空気を含む微細な空洞を透明粒子として有する構造を採用してもよく、この場合、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ることができる。
【００３６】
本実施形態による光学シート１２を用いれば、図５に示すように、製作した光学シート１２を複数枚積層して箱などに収納した状態で、運搬したり保管等したりした場合に振動や落下等の衝撃があったとしても、積層状態にある複数枚の光学シート１２は上段に載置された他の光学シート１２の基部１３が下段の光学シート１２の光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄに接触している。そのため、下段の光学シート１２の光学突部１４の頂部である最大高さ領域１４ａ〜１４ｄが上段の光学シート１２の基部１３で擦過したとしても光学突部１４の一部に傷がつくだけであり、角の頂部を有するプリズムレンズ１５には接触せず、傷つくことはない。
また、上段に載置された他の光学シート１２が湾曲したとしても、その基部１３は光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄ近傍の比較的高さの低い領域に接触するに留まるから、同様にプリズムレンズ１５には接触しない。
【００３７】
そのため、光学シート１２をディスプレイ装置１に装着して光源４からの光が光拡散板７と光学シート１２を透過する際、光学突部１４の傷の部分を透過する一部の光は屈折して集光または拡散光路の光路外に出射するが、傷の部分は光学突部１４における最大高さ領域１４ａ〜１４ｄやその近傍の頂部である。そのため、光学突部１４の比較的高さの低い領域には傷はつかない。光学突部１４の傷のない部分を透過する光やプリズムレンズ１５を透過する光は集光または拡散して液晶素子３を透過することになる。
また、光学シート１２をディスプレイ装置１に組み込んだ状態で、光学シート１２の表面に何かが接触したりぶつかったりした場合でも、最初に光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄに接触するためにプリズムレンズ１５の頂部に接触する可能性は極めて小さく傷を生じ難い。或いは、ディスプレイ装置１において、液晶素子３が押される等して光学シート１２側に湾曲等したとしても、光学突起１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄで当接して受けるためにプリズムレンズ１５の頂部は保護される。
【００３８】
次に本第一実施形態による光学シート１２を用いたディスプレイ装置１の作用を説明する。
図１において、光源４からの光は、光拡散板７に入射して拡散光として出射される。その後、光拡散板７の出射面から拡散された光は光学シート１２に入射する。光学シート１２では、光学要素１５を透過する光は集光させられ、光学突部１４を透過する光は最大高さ領域１４ａ〜１４ｄとその近傍では輸送時等に傷がついているおそれがある。
光学突部１４において、最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでは一部の透過光が散乱光となるが、最大高さ領域１４ａ〜１４ｄより低く傷のない他の領域を透過する光はシリンドリカルレンズの特性に沿って集光して出射する。この場合、光学突部１４の外周面の高さの違いにより出射光は略平行光束となり、集光位置は光線Ｌａの進行方向の前後に多少ずれが発生する。しかも、プリズムレンズ１５の透過光の方が多く均一であるため、全体的には輝度は向上する。
そして、光シート１２を透過した光Ｌａは液晶パネル３の偏光板９に挟まれた液晶素子１０に到達し、ここを透過した光は集光後に外部へ拡散光となって出射し、観察者に視認される。
【００３９】
上述したように、本実施形態による光学シート１２は、鉛筆硬度４Ｈ以下の比較的柔らかい素材でも、その一方の表面であるレンズ部材面にプリズムレンズ１５より高くその高低差ｈ−ｈｉが１０μｍを越えて１００μｍ以下である光学突部１４を設けたから、他の部材の接触等によって集光・拡散性能の高いプリズムレンズ１５に傷がつくのを防止できて高い光学性能を確保できる。
しかも、光学突部１４はその長手方向に沿って高さが変化し、最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでは運搬や保管、組み立て等の際に他の部材が接触して傷などが付くことがあるが、光学突部１４の他の比較的高さの低い領域では傷が付く可能性が小さく且つこれら高さの低い領域では高さは異なるが同一形状で略半楕円形のシリンドリカルレンズが形成されていてこれを透過する光について集光・拡散性能を発揮できるから、高さが同一のシリンドリカルレンズ等を有する光学シートと比較して傷の発生領域を小さく抑えて傷が目立たず、十分な光学特性を発揮できる。そのため、光学シート１２のレンズ部材面に保護フィルムを貼着したりコーティング層を塗布する等の必要はない。
また、この光学シート１２を装着したバックライト・ユニット２やディスプレイ装置１においても、光学シート１２に耐傷性を持たせて高い輝度特性を発揮することができる。
【００４０】
次に、本発明における光学シートの他の実施形態や変形例、他のディスプレイ装置について図６乃至図１０により説明するが、上述した実施形態による光学シート１２やディスプレイ装置１と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図６及び図７は本発明の第二実施形態による光学シート２０を示すものである。
この光学シート２０は第一実施形態による光学シート１２において、光学要素としてプリズムレンズ１５に代えて複数の複合プリズムレンズ２１を光学突部１４に略直交する方向に配列させている。複合プリズムレンズ２１は断面視略花びら形状を有していて同一方向に配列されて構成されていて、図７に示すように断面略凸レンズの略半分の形状をなす二つのプリズムレンズ２１ａ、２１ａが一部重なって且つ配列方向にシフト量Δだけずれて複合化即ち一体化されて形成されている。二つのプリズムレンズ２１ａ、２１ａは左右対称をなす同一形状とするが、必ずしも左右対称や同一形状である必要はない。
シフト量Δは、プリズムレンズ２１ａの配列ピッチをＰ０とした場合、下記の（２）式の範囲に設定される。
（１／５）Ｐ０≦Δ≦（２／３）Ｐ０      ……（２）
ここで、シフト量Δが下限値（１／５）より小さいと集光効果が小さく、上限値（２／３）Ｐ０を越えるとサイドローブが生じ易いため望ましくない。
【００４１】
複合プリズムレンズ２１は長短の凸曲面をなす湾曲側面２１ａａ、２１ａｂを四面形成しているおり、光学シート２０を透過する光源４からの光の輝度分布は正面方向（軸上方向）への集光効果が高く、サイドローブが生じ難い。また下記（３）式で規定する湾曲側面２１ａａ、２１ａｂ等に関して設計に自由度があるため、例えば正面に強く集光したい場合、または広い視野角を得たい場合、それぞれに側面形状を変更することで所望の特性を得ることが可能である。
また、複合プリズムレンズ２１の一対のプリズムレンズ２１ａ、２１ａの各頂部Ｒ０はそれぞれ角部を形成している。
【００４２】
ここで複合プリズムレンズ２１の湾曲側面２１ａａ、２１ａｂは次のように定義される。
図７において、複合プリズムレンズ２１を形成する一のプリズムレンズ２１ａの頂部Ｒ０を境界とする一方のレンズ曲面に着目して基材１３と重なるレンズ一端部をＲ１とする。
そして、湾曲側面２１ａａがレンズ一端部Ｒ１から始まるとして、レンズ一端部Ｒ１から頂部Ｒ０までの間で、基材１３の面に対するレンズ曲面の任意の点での接線Ｌの傾斜角度θが２５°以上５０°以下となる点を湾曲側面２１ａａの他端部Ｒ２とする。この場合、レンズ一端部Ｒ１から他端部Ｒ２までの間では任意の点での接線Ｌの基材１３に対する傾斜角度θは５０°を超えた大きさの凸曲面に設定され、レンズ一端部Ｒ１から他端部Ｒ２に向けて漸次接線Ｌの傾斜角度θが小さくなり、レンズ他端部Ｒ２において初めて接線Ｌの傾斜角度θが２５°以上５０°以下の範囲となるものとする。
【００４３】
ここで、他端部Ｒ２における傾斜角度θが２５°未満では視野範囲は広くなるが集光効果が低く、逆に５０°を越えると視野範囲が狭く且つサイドローブが生じ易くなる。
このレンズ一端部Ｒ１から他端部Ｒ２までの間の外側へ凸形状をなすレンズ曲面を湾曲側面２１ａａと定義するものとし、プリズムレンズ２１ａの他方の湾曲側面２１ａｂにおいても同一の定義が適用される。これら湾曲側面２１ａａ、２１ａｂのレンズ形状は下記（３）式で示す非球面レンズ形状の一般式が適用される。
但し、複合プリズムレンズ２１において湾曲側面２１ａｂは湾曲側面２１ａｂ、２１ａｂ同士が交差する谷部から他端部Ｒ２までの比較的短い長さに規定される。
【００４４】
【数２】
2010160437.tif 000004
【００４５】
上記（３）式において、ｚは、複合プリズムレンズ２１の幅方向位置変数であるｒの関数であり、その値は複合プリズムレンズ２１の高さ方向を表す。（３）式において、ｋ＝０で球面、−１＜ｋ＜０で楕円、ｋ＝−１で放物面、ｋ＜−１で双曲面となり、１／Ｒはｒにかかる係数であり、Ａ、Ｂ、Ｃは補正項係数である。
また上記（３）式における各係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃが規定範囲（−１０＜１／Ｒ＜１０,−５＜Ａ＜５,−１０＜Ｂ＜１０,−３０＜Ｃ＜３０）から外れた場合、集光効果が得られないか、サイドローブが生じ易い欠点がある。すなわち（３）式で示す湾曲形状と傾斜角度θとがマッチした範囲でのみ、集光効果と視野範囲とのバランスが取れたレンズシートが提供される。
複合プリズムレンズ２１を構成するプリズムレンズ２１ａ，２１ａは、定義された湾曲側面２１ａａ、２１ａｂを有し、その形状は谷部から頂部Ｒ０までの短い長さの湾曲側面２１ａｂの範囲で左右対称であることが望ましい。この場合、複合プリズムレンズ２１も左右対称となるため、視野範囲の偏りのない光学シート２０が形成される。
【００４６】
ここで、複合プリズムレンズ２１の各プリズムレンズ２１ａの頂部Ｒ０を含む先端部の第一の態様として、湾曲側面２１ａａ、２１ａｂが頂部Ｒ０まで延びていてもよい。また、湾曲側面２１ａａ、２１ａｂは頂部Ｒ０に到達しない頂部近傍の位置に他端部Ｒ２が設けられ、他端部Ｒ２と頂部Ｒ０を直線で結ぶことで屋根形状の先端部を形成してもよい。これにより、視野範囲をより狭めて集光効果を高めることができる。
また、湾曲側面２１ａａ、２１ａｂの他端部Ｒ２はプリズムレンズ２１ａの頂部Ｒ０に到達しない頂部Ｒ０近傍の位置とされ、他端部Ｒ２と頂部Ｒ０を曲率半径Ｒの凸曲面で形成して先端部を形成してもよい。これにより、視野範囲が広がり、耐磨耗性が向上する。
しかしながら先端部の凸曲面の曲率半径Ｒが大きすぎると輝度低下につながるため、その半径Ｒはプリズムレンズ２１ａのピッチをＰ０としたとき、Ｒ≦Ｐ０／５  であることが望ましい。
本実施形態においても、光学突部１４と複合プリズムレンズ２１との高低差ｈ−ｈｉについて、上記（１）式を満足し、平面視における光学シート２０の面積に占める光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄの総面積（総和）の面積比Ａｓ／Ｓは４％以上４５％以下である。
【００４７】
本実施形態による光学シート２０を含むディスプレイ装置１は上述した構成を備えているから、光源５から液晶パネル３側に出射する光は光拡散板７を透過して十分な光散乱性能を発揮でき、拡散した均一な光として出射して光学シート２０の入射面に入射する。
光学シート２０では、出射面側に光学要素としての複数の複合プリズムレンズ２１と光学突部１４とが略直交する方向に配列されていて、各複合プリズムレンズ２１の湾曲側面２１ａａ、２１ａｂが（３）式を満足する非球面形状の凸曲面を形成しているから、入射光は複合プリズムレンズ２１毎に四面の湾曲側面２１ａａ、２１ａｂで屈折して集光させられるため、液晶パネル３に向かう集光効果が大きく、サイドローブの発生を抑制できる。
また、複合プリズムレンズ２１の半径Ｒを有する凸曲面形状の頂部Ｒ０を含む各先端部を通過する光は、輝度低下を抑制できる範囲で屈折して視野範囲が広げられる。
また、シリンドリカルレンズを構成する光学突部１４も最大高さ領域１４ａ〜１４ｄでは傷が生じていると入射光は拡散するが、その他の比較的高さの低い領域では傷ができないために入射光は集光して液晶パネル３に向けて出射する。
そのため、液晶パネル３で集光させられた光は軸上輝度が高く輝度分布の曲線のピーク幅も適度に広げられてサイドローブを抑制できる。
【００４８】
上述のように、本実施形態による光学シート２０によれば、第一実施形態による光学シート１２と同様な作用効果を奏する上に、各複合プリズムレンズ２１の非球面形状をなす湾曲側面２１ａａ、２１ａｂが外側に膨らむ形状とされたことで視野範囲を拡大できると共に集光特性を高めて高輝度でサイドローブのない滑らかな輝度分布特性を発揮できる。
【００４９】
次に本発明の第三実施形態による光学シート２５について図８により説明する。
図８に示す光学シート２５において、基部１３の片面に第一実施形態に示す高さの変化する略半楕円形状の光学突部１４が例えば中央に配設され、その両側に光学要素として略三角形柱状のプリズムレンズ２６が光学突部１４と略平行に配列されている。複数のプリズムレンズ２６の基部１３からの高さｈｉは適宜相違していてもよく同一でもよいが、光学突部１４とプリズムレンズ２６との高低差ｈ−ｈｉは上記（１）式を満足する。同様に光学シート２５と最大高さ領域１４ａ〜１４ｄにおける光学突部１４の総面積との面積比Ａｓ／Ｓも４％〜４５％の範囲に設定されている。
本実施形態では、光学突部１４の数が少ないために輝度特性は更に高くなり、他の光学シート１２等の部材が接触してできる傷も少なく一層目立たない。
【００５０】
図９は第四実施形態による光学シート２８を示すものであり、基部１３の片面に略シリンドリカルレンズからなる光学突部１４が例えば中央に配設され、その両側に光学要素として上述した第二実施形態に示す複合プリズムレンズ２１が光学突部１４と平行に配列されている。複数の複合プリズムレンズ２１の基部１３からの高さｈｉは適宜相違していても同一でもよいが、光学突部１４と複合プリズムレンズ２６との高低差ｈ−ｈｉは上記（１）式を満足する。同様に光学シート２８の面積Ｓと最大高さ領域１４ａ〜１４ｄにおける光学突部１４の総面積Ａｓとの面積比（Ａｓ／Ｓ）も４％〜４５％の範囲に設定されている。
【００５１】
上述した光学シート１２，２０，２５，２８の基部１３に設ける光学突部１４は略シリンドリカルレンズ形状であることが好ましいが、互いに分散して配設されたドット状（山形状）等でもよい。この場合、他の光学シート等を積層した際に上側の光学シート等を支える最も高さの高い最大高さ領域（高さｈ）のドット状の光学突部と、高さｈより低い高さｈｉのプリズムレンズ１５，２１，２６またはドット状のプリズムレンズ（光学要素）とを混在させてもよい。
また、高さの変化する光学突部１４を複数本設ける場合、光学突部１４は必ずしも各実施形態に示すような同一の凹凸形状である必要はなく、最大高さ領域の高さをｈとして凹凸形状の異なる種々の形状を組み合わせて採用できる。また、光学シート１２に複数本の光学突部１４を配設するとして、一部に一定高さｈで半楕円形状または半円柱形状のシリンドリカルレンズ等を混在させてもよい。
また、光学要素はプリズムレンズ１５、２１、２６に代えてシリンドリカルレンズ形状であってもよい。
【００５２】
上述したように、光学突部１４と光学要素がそれぞれシリンドリカル形状及び／または略三角柱形状のプリズムレンズ等である場合、光学突部１４と光学要素は共に平行に配列して構成しても良いし、或いは互いに直交させるなど、交差して配列して構成してもよい。また、シリンドリカル形状の光学突部１４が互いに交差して配列されていても良く、その場合、交差部の間に光学要素が配列されていてもよい。
なお、上述の各実施形態では、光学要素の保護用の光学突部１４はシリンドリカル形状に形成したが、略三角形柱状等プリズム形状であってもよく、この場合には尖鋭な頂部の摩耗を抑制するために頂部をＲ状に面取りしてもよいし、平面状に面取りして形成してもよい。
【００５３】
また、光学要素を傷から保護する光学突部１４は上述した変形例で示すようにドット状であるよりシリンドリカルレンズ形状であることが好ましいが、これらを混在させてもよい。光学突部１４と光学要素とは一方をドット状に形成し、他方をシリンドリカル形状に形成してもよい。
いずれの場合も光学突部１４の高さを変化させる構成と上記（１）式を満足すればよい。そして、面積比Ａｓ／Ｓの範囲を満足すれば更によい。
また、各光学シート１２，２０，２５、２８において、光学突部１４と光学要素の各ピッチは特に制限はないが、１０μｍから３００μｍの範囲内であれば液晶パネル３とのモアレが解消できるため好適である。
【００５４】
次に、第二の実施形態によるディスプレイ装置について図１０により説明するが、上述した第一実施形態によるディスプレイ装置１と同一または同様な部分、部材等については同一の符号を用いて説明を省略する。
図１０に示すディスプレイ装置３０は、第一実施形態によるディスプレイ装置１において、本実施形態における光学シート１２（或いは光学シート２０，２５、２８）の前後面側に別の光学シート３１，３２が配設されている。これら別の光学シート３１，３２は集光用または拡散用部材であり、例えば光源側のものは当業界でよく知られた拡散シートやプリズムシートなどを適宜使用するものとする。
【００５５】
別の光学シート３１，３２は適宜の集光用光学シートを採用でき、例えば光学要素保護用の光学突部１４を設けない略三角形柱状のプリズムレンズまたは略半楕円状のシリンドリカルレンズを同一方向に複数列配列されてなるレンチキュラーレンズシートで構成されていてもよい。
しかも、別の光学シート３１，３２は光学シート１２を挟んで柱状のレンズが互いに直交する方向となるように互いに直交する向きに配設されている。
【００５６】
本第二実施形態によるディスプレイ装置３０は上述の構成を備えているから、図１０において、光源４からの光Ｋは、光拡散板７に入射して拡散光として出射される。その後、光拡散板７の出射面から光学シート３１に入射し、集光させられて光学シート１２に入射する。光学シート１２では、光学要素として例えばプリズムレンズ１５を透過する光は集光させられ、光学突部１４を透過する光は輸送時等に傷のついた最大高さ領域１４ａ〜１４ｄ及びその近傍では散乱光となるが、他の領域を透過する光は半楕円形状のシリンドリカルレンズの特性に沿って集光して出射する。
そして、光シート１２を透過した光は、別の光学シート３２を通過して最終的にその出射面から出射光Ｌａとして出射される。光Ｌａは液晶パネル３の偏光板９に挟まれた液晶素子１０に到達し、ここを透過した光は外部へ拡散光となって出射し、観察者に視認される。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を説明する。
（比較例１〜６と実施例１〜９による光学シートの製造方法）
金型ロールＡにより、第二実施形態に示す柱状の複合プリズムレンズ２１のみを複数配列して製造した光学シートを比較例１とする。比較例１による光学シート及びその金型ロールＡは、複合プリズムレンズ２１のピッチＰを６６μｍ、プリズムレンズ２１ａのシフト量Δを１８μｍ、プリズムレンズ２１ａのピッチＰ０を４８μｍ、基部からの高さ（以下、単に高さという）を２７．５μｍとした略半楕円形状のシリンドリカル光学形状が配列して形成されている。
金型ロールＢにより、比較例１における複合プリズムレンズ２１（光学要素）の間に高さの変化する略シリンドリカルレンズ形状からなる光学突部１４を１本配列して製造した第二実施形態による光学シート２０を実施例１とした（図８参照）。実施例１による光学シート２０及びその金型ロールＢは、上述した金型ロールＡの複合プリズムレンズ２１（高さ２７．５μｍ、ピッチＰ６６μｍ）のピッチ９本毎にレンズピッチ６６μｍ、高さが２７．６μｍから３７．６μｍの範囲で変化する略半楕円形状のシリンドリカルレンズを光学突部１４として形成している。
【００５８】
金型ロールＣにより、複合プリズムレンズ２１（光学要素）に直交して高さの変化する略半楕円状のシリンドリカルレンズをなす光学突部１４を配設して製造した第二実施形態による光学シート２０を実施例２とする。実施例２による光学シート２０及び金型ロールＣは、金型ロールＡの複合プリズムレンズ２１（高さ２７．５μｍ、シフト量Δ１８μｍ、ピッチＰ６６μｍ）に直交してレンズ幅６６μｍ、高さ２７．６μｍから３７．６μｍの範囲で変化する略半楕円形状のシリンドリカルレンズ状の光学突部１４をピッチ６６０μｍで配列して形成されている。
【００５９】
これらの各金型ロールＡ，Ｂ，Ｃを押出し機に近接して第1金型ロールとしてそれぞれ配置した。熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、押出し機によって成型し、当該熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートが冷却されて硬化する前に上記第１金型ロールによってそれぞれ成形して、レンチキュラーレンズを有する押出シートをそれぞれ得た。各光学シートの厚みは３２０μｍとした。
熱可塑性ポリカーボネートは帝人化成(株)のM1201ZとML1103を適宜配合して使用し、拡散性を有する押出シートとした。厚み３２０μｍにおけるHz（ヘイズ）を１５％に調整した。
すべての押出シートは中心から７３０ｍｍ×３１０ｍｍの真四角のシートに切り取り、３種類の光学シートを得た。金型ロールＡから得た光学シートは比較例１、金型ロールＢから得た光学シート２８は実施例１、金型ロールＣから得た光学シート２０は実施例２とした。
【００６０】
また、頂角９０°の三角形柱状のプリズムレンズ（光学要素）がピッチ５５．２μｍ、高さ２７．５μｍで配列された金型ロールＤを用意した。
金型ロールＤのプリズムレンズ１００本の間隔当たりレンズピッチ６６μｍ、高さが２７．６から３７．６μｍの範囲で変化する略半楕円形状のシリンドリカルレンズである光学突部１４をそれぞれ１、４、２０、３２、４５、６０本配列してなる各金型ロールＥ〜Ｊを用意した。
また、金型ロールＤのプリズムレンズ１００本の間隔当たりレンズピッチ６６μｍ、高さがそれぞれ１７．６μｍから２７．６μｍ、２７．６μｍから３７．６μｍ、３７．６μｍから４７．６μｍ、４７．６μｍから５７．６μｍの範囲で変化する略半楕円形状のシリンドリカルレンズをなす光学突部１４をそれぞれ５本配列した各金型ロールＫ〜Ｎを用意した。
【００６１】
そして、ＰＥＴシート上にＵＶ硬化性樹脂を塗布し、その上に上記各金型ロールＤ〜Ｎをそれぞれ押し当てながら、ＰＥＴ側からＵＶ（紫外線）を照射して硬化させ、ＵＶ硬化シートを順次得た。
すべてのＵＶ硬化シートをそれぞれ中心から７３０ｍｍ×３１０ｍｍの真四角に切り取り、１１種類の光学シートを得た。これら光学シートについて、金型ロールＤから得た光学シートは比較例２とし、金型ロールＥ〜Ｊから得た光学シートは順に比較例３、実施例３〜６、比較例４とし、金型ロールＫ〜Ｎから得た光学シートは順に比較例５、実施例７〜９とした。
また、比較例６として、ピッチ５５．２μｍのプリズムレンズ（光学要素）が配列された金型ロールＤのプリズム１００本の間隔当たりにレンズピッチ６６μｍ、高さ３７．６μｍに固定した半楕円形状のシリンドリカルレンズが４５本配列された別の金型ロールＰを得た。この金型ロールＰを用いて上述した製造方法により、比較例６の光学シートを得た。
【００６２】
（各光学シート素材の鉛筆硬度の測定）
比較例１、実施例１、２に使用した材料で、光学形状を賦形しない樹脂シートを押出し、JIS K５６００−５−４に従って硬度試験を実施した。同様に、比較例２〜６、実施例３〜９に使用した材料で光学形状を賦形しない樹脂シートを作成し、同様に硬度試験を実施した。その結果、比較例１および実施例１、２に使用した素材の鉛筆硬度は６Ｂ、これ以外の光学シートに使用した素材の鉛筆硬度は４Ｈであった。
【００６３】
（各光学シートの輝度測定）
得られた各光学シートを第一実施形態によるディスプレイ装置１に組み込み、液晶パネル３に白画面を表示し、トプコン製SR-3Aで液晶パネル３の画面に対してその法線方向に５０ｃｍ離れた距離から中心の輝度を測定した。バックライト・ユニット２の構成は、光源４及び反射板５の他に、光拡散板７として帝人化成製の拡散板６５ＨＬＷを用い、その上方に比較例１〜６と実施例１〜９の光学シートを設置して測定した。
バックライト・ユニット２において光源４及び反射板５に光拡散板７のみを設けた場合の輝度を１とし、これを基準として、光拡散板７の上方に比較例１〜６と実施例１〜９の各光学シートを設置した場合の輝度をそれぞれ測定して、輝度比を算出した。その結果を下記の表１に示す。
【００６４】
【表１】
2010160437.tif 000005
【００６５】
表１において、比較例１と２はいずれもプリズムレンズの高さを２７．５μｍとしており、光学突部１４の面積率（Ａｓ／Ｓ）は０である。比較例３〜６と実施例１〜９における光学要素の最大高さｈｉを２７．５μｍとし、光学突部１４の高さをそれぞれ表示している。比較例３〜６と実施例１〜９における各面積率は各光学シートの面積Ｓに対する光学突部１４の最大高さ領域１４ａ〜１４ｄの総面積Ａｓの比（Ａｓ／Ｓ）である。
【００６６】
（光学シートの傷つき評価）
得られた比較例１〜６と実施例１〜９における各光学シートを２０枚重ね（図５参照）、ビニールシートで包み、このビニールシート３包を段ボール箱内に重ねて収納し、段ボール箱との隙間に発泡スチロール製の緩衝材を充填した。この段ボール箱を振動試験に供して、各光学シートの光学突部１４及び光学要素への傷つきの有無を評価した。初期には傷のない光学シートを梱包し、振動試験後に開梱して、傷がついた光学シートの枚数を数えた。
振動試験はJIS Z 0232の付属書Ａ表１に規定したランダム振動を適用した。振動は光学シートのレンズ部を有する面の法線方向（ｚ方向）のみ、３０分間振動させた。傷の有無の評価判断は、振動試験後の光学シートをディスプレイ装置１に組み込み、白画面を表示して、光学シート中心の法線に対して上下左右方向に±８０°の角度の範囲のいずれかから視認されれば傷有りとした。結果を表１に示す。欠陥が全く視認しなかったものを合格とした。
【００６７】
表１から、光学シート素材の鉛筆硬度によらず、頂部が角である光学レンズ形状は傷つきやすいことが分かった。また、本発明の実施形態による光学シートを採用すれば傷つきが改善することが分かった。
光学突部１４の面積率（Ａｓ／Ｓ）は４％以上が望ましく、６０％までは傷つき防止効果が見られた。しかし、面積率６０％では輝度の低下も観察された。輝度の低下しない面積率は４５％までであった。
光学突部１４の最大高さ領域の高さｈとそれ以外の光学要素の高さｈｉの高低差は１０μｍ以上で効果が発揮される。
また、比較例６の高さが変化しない光学突部に比べ、本発明の高さが変化する光学突部１４は輝度低下も少なく傷が目立ちにくいため良好であることが示された。
【符号の説明】
【００６８】
１、３３  ディスプレイ装置
２  バックライト・ユニット
３  液晶パネル
４  光源
７  光拡散板
１０  液晶素子
１２、２０、２５，２８  光学シート
１３  基部
１４  光学突部
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  最大高さ領域
１５、２６  プリズムレンズ（光学要素）
２１  複合プリズムレンズ（光学要素）
２１ａａ、２１ａｂ  湾曲側面
【図１】
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【図２】
2010160437.tif 000008
【図３】
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【図４】
2010160437.tif 000010
【図５】
2010160437.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010160437.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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