(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を射出させる側の一方の面に、帯電・変形防止凸部と光を集光及び／または拡散させる光学パターンとを備え、
前記帯電・変形防止凸部は光学パターンよりも高さが高く、二次元的に独立して配置された凸形状であり、
前記光学シートと光学シートの表面保護フィルムとの剥離強度をｆ（ｇ／２０ｍｍ）、保護フィルムとアクリルの剥離強度をＦ（ｃＮ／２５ｍｍ）としたとき、以下の式２を満足し、
【数１】
0005526797.tif 000008
前記帯電・変形防止凸部の幅ＰＭ１は前記光学パターンのピッチに対して１．１倍〜１０倍の範囲で設定され、
前記帯電・変形防止凸部の高さＴＭ１は前記光学パターンの高さに対して１．１倍〜１０倍の範囲で設定されてなる、
ことを特徴とする光学シート。
ここでＲは、独立して二次元に配置される各々の帯電・変形防止凸部において、最近接である別の帯電・変形防止凸部との距離の平均値であり、ｆは、前記光学シートとの剥離角度１８０度、剥離速度５０００ｍｍ／分における剥離強度であり、Ｆは、前記アクリルとの剥離角度９０度、剥離速度２００ｍｍ／分における剥離強度である。
【請求項２】
前記帯電・変形防止凸部の高さをＴＭ１、幅をＰＭ１としたとき、以下の式１を満足することを特徴とする請求項１に記載された光学シート。
【数２】
0005526797.tif 000009
【請求項３】
前記光学パターンは、１軸方向に延びたプリズム及び／またはレンズが、所定のピッチで並列した形状であ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】
前記帯電・変形防止凸部が略半球凸形状であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載された光学シート。
【請求項５】
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を入射させる側の一方の面は、帯電・変形防止凸部を備えた略平面もしくは粗面化した略平面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光学シート。
【請求項６】
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を入射させる側の一方の面に、帯電・変形防止凸部と光を集光及び／または拡散させる光学パターンとを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光学シート。
【請求項７】
表示画像を規定する画像表示素子の光入射側に、
光源と、光源から射出させられた光を入射して拡散させて拡散光として射出する拡散板と、前記拡散光を入射させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載された前記光学シートを備えていることを特徴とするバックライト・ユニット。
【請求項８】
表示画像を規定する画像表示素子の光入射側に、
光源と、光源から射出させられた光を入射して導光させて射出する導光板と、前記導光板から射出させられた光を入射させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載された前記光学シートを備えていることを特徴とするバックライト・ユニット。
【請求項９】
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、請求項７または８のいずれか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。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光学シートの形状または凹凸逆の形状が形成された成型版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素単位での透過／非透過、あるいは透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照明するバックライトユニット、ディスプレイ装置のレンズシートおよびディスプレイ用光学シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネル、ＩＰＳ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ＰＣ（パーソナルコンピュータ）やＴＶ用の液晶ディスプレイを中心に商品化されている。
【０００３】
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採用されている。
【０００４】
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、大別して冷陰極管（ＣＣＦＬ、ＬＥＤ）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、エッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
【０００５】
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６に示すものが一般に知られている。
【０００６】
これは、上部に偏光板７１，７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、略長方形板状の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、該導光板の上面（光射出側）に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。
【０００７】
さらに、この導光板７９の下面に、導光板７９に導入された光を効率よく上記液晶パネル７２方向に均一となるように散乱して反射され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（図示せず）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。
【０００８】
また、上記導光板７９には、側端部に光源ランプ７６が取り付けられており、さらに、光源ランプ７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるべく、光源ランプ７６の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター８１が設けられている。上記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印刷し乾燥、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、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
【０００９】
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７に示すように、拡散フィルム７８と液晶パネル７２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を設けることが提案されている。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光射出面から射出され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。
【００１０】
しかしながら、図６に例示した装置では、視野角の制御は、拡散フィルム７８の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
さらに、図７に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルムの枚数が２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
【００１１】
一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられている。
【００１２】
直下型方式の液晶表示装置としては、図８に例示する装置が一般的に知られている。これにおいては、上部に偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源５１から射出され、拡散フィルム８２のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。光源５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面には、リフレクター５２が配置されている。
【００１３】
しかしながら、図８に例示する装置でも、視野角の制御は、拡散フィルム８２の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。さらに、プリズムフィルムを用いるものでは、プリズムフィルムの枚数が２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
【００１４】
また光源５１間の間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、光源５１の数を減らせず、消費電力の増加及びコストの増加を招く原因となっていた。
【００１５】
ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
【００１６】
特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
【００１７】
しかしながら、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニットの開発が待ち望まれている。
【００１８】
一方、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、多角錘の他にも特許文献１〜５に示すような様々な光学パターンの提案があり、今後も新たな形状が増えていくと考えられる。
【００１９】
ディスプレイのバックライトに用いる光学シートは、光学性能によってディスプレイの外観、すなわち商品価値に大きな影響を与える一方で、組み立て時の取り扱いのしやすさ、組み立てた後の温湿度変化への耐性も、生産者側のコストに大きな影響を与える。より具体的には、光学シートは表面のプリズムなどの凹凸形状を保護するために製造後保護フィルムでカバーされ、組み立ての際に保護フィルムを剥離し使用される。保護フィルムの剥がしやすさ、保護フィルムを剥がす際に発生する静電気を原因としたバックライト中への異物混入は組立工程の歩留まりに大きな影響を与える。静電気対策としては、帯電防止剤を塗布したり、光学シート中へ練りこむ一般的な方法がある。
【００２０】
また、組み立て後のバックライト内の温湿度変化によって、光学シートにしわがよったり、たわんだりし外観上の問題となる。しわやたるみの対策としては、光学シートの厚みを増し、剛性を上げる一般的な方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００８−２０３７７６
【特許文献２】特表２００８−５１５０２６
【特許文献３】特開２００７−３５７１
【特許文献４】特開２００７−３０４５６５
【特許文献５】特開２００８−１０２４９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、静電気対策の帯電防止剤は帯電防止剤そのもののコストが上乗せになること、塗布工程のコストや歩留まりが上乗せされること、温湿度の変化により帯電防止剤がとれてしまうなどの問題がある。帯電防止剤を樹脂に練りこむ方式では塗布よりも劣化が抑制できるものの、使用できる帯電防止剤の種類に制限がある。しわやたるみの対策の光学シートの厚み増しはそのまま製品コスト増であり、ディスプレイの薄型化の要望にも反する。
本発明は製造コストを増やすことなく、安価に、簡便に、これらの問題を解決する。同時に、光学シートの基本性能である光学性能には影響を与えない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１の発明は、
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を射出させる側の一方の面に、帯電・変形防止凸部と光を集光及び／または拡散させる光学パターンとを備え、
前記帯電・変形防止凸部は光学パターンよりも高さが高く、二次元的に独立して配置された凸形状であり、
前記光学シートと光学シートの表面保護フィルムとの剥離強度をｆ（ｇ／２０ｍｍ）、保護フィルムとアクリルの剥離強度をＦ（ｃＮ／２５ｍｍ）としたとき、以下の式２を満足し、
【００２４】
【数１】
0005526797.tif 000002
【００２５】
前記帯電・変形防止凸部の幅ＰＭ１は前記光学パターンのピッチに対して１．１倍〜１０倍の範囲で設定され、
前記帯電・変形防止凸部の高さＴＭ１は前記光学パターンの高さに対して１．１倍〜１０倍の範囲で設定されてなる、
ことを特徴とする光学シートである。
ここでＲは、独立して二次元に配置される各々の帯電・変形防止凸部において、最近接である別の帯電・変形防止凸部との距離の平均値であり、ｆは、前記光学シートとの剥離角度１８０度、剥離速度５０００ｍｍ／分における剥離強度であり、Ｆは、前記アクリルとの剥離角度９０度、剥離速度２００ｍｍ／分における剥離強度である。
帯電・変形防止凸部が保護フィルムとの密着強度を調整し、静電気の発生を抑制し、光学シートのしわやたるみを抑制する。
また、帯電・変形防止凸部の形状や配置と光学シートの保護フィルムの剥離強度（つまり密着力）を適切にすると、本発明の効果を発揮する上で有利となる。
また、本発明の光学パターンがシリンドリカルなプリズムシート、レンズシートとした場合に、最適な帯電・変形防止凸部を示している。
【００２６】
請求項２の発明は、
前記帯電・変形防止凸部の高さをＴＭ１、幅をＰＭ１としたとき、以下の式１を満足することを特徴とする請求項１に記載された光学シートである。
【００２７】
【数２】
0005526797.tif 000003
【００２９】
請求項３の発明は、
前記凸光学パターンは、１軸方向に延びたプリズム及び／またはレンズが、所定のピッチで並列した形状であ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である。本発明は当業界で一般的に使用されるシリンドリカルなプリズムシート、レンズシートに適用可能である。
【００３０】
請求項４の発明は、
前記帯電・変形防止凸部が略半球凸形状であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載された光学シートである。
本発明の帯電・変形防止凸部は比較的製作しやすく、形状管理しやすい略半球凸形状でも発揮される。
【００３２】
請求項５の発明は、
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を入射させる側の一方の面は、帯電・変形防止凸部を備えた略平面もしくは粗面化した略平面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光学シートである。
帯電・変形防止凸部の機能のうち、保護フィルムとの密着強度を調整し、静電気の発生を抑制は、帯電・変形防止凸部を光学パターンの反対面に適用しても発揮される。
【００３３】
請求項６の発明は、
入射する光を集光及び／または拡散させる光学シートにおいて、
透光性の基材における入射光を入射させる側の一方の面に、帯電・変形防止凸部と光を集光及び／または拡散させる光学パターンとを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光学シートである。
帯電・変形防止凸部の機能のうち、保護フィルムとの密着強度を調整し、静電気の発生を抑制は、両面に光学パターンのある光学シートにおいても発揮される。
【００３４】
請求項７の発明は、
表示画像を規定する画像表示素子の光入射側に、
光源と、光源から射出させられた光を入射して拡散させて拡散光として射出する拡散板と、前記拡散光を入射させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載された前記光学シートを備えていることを特徴とするバックライト・ユニットである。
本発明の光学シートは直下型方式バックライト・ユニットに使用可能となっている。
【００３５】
請求項８の発明は、
表示画像を規定する画像表示素子の光入射側に、
光源と、光源から射出させられた光を入射して導光させて射出する導光板と、前記導光板から射出させられた光を入射させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載された前記光学シートを備えていることを特徴とするバックライト・ユニットである。
本発明の光学シートはエッジライト方式バックライト・ユニットに使用可能となっている。
【００３６】
請求項９の発明は、
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、請求項７または８のいずれか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である。
本発明のバックライト・ユニットを使用すれば、安価で高性能なディスプレイ装置を実現することが出来る。
【００３７】
請求項１０の発明は、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光学シートの形状または凹凸逆の形状が形成された成型版である。
本発明の光学シートは、元となる成型版によって安価に、簡便に製作される。成型版は光学シートを作成する前に母型から複数の成型版による、複数回の転写工程を経てもよく、光学シートと同形状のものと凹凸逆形状のものが存在しうる。転写工程を増やすメリットとしては、生産数量が多い場合に母型の劣化を遅くすることが出来る。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は光学シートに保護フィルムの密着力を制御し、静電気発生を抑制し、シートの変形を抵抗する帯電・変形防止凸部を付与している。この帯電・変形防止凸部は光学シートの元となる金型に付与されており、材料コストを増やすことなく、また使用中の劣化による性能低下や剥離もなく、長期にわたって性能を発揮する。さらに本発明の優れた点として、光学シートが本来持っている良好な光学性能を、帯電・変形防止凸部の付与により低下させることがない点にある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の光学シートを使用したバックライト構成例の断面を示す説明図。
【図２】本発明の光学シートを使用したバックライト構成例の断面を示す説明図。
【図３】本発明の光学シート、および光学シートの部分的な拡大を示す図。
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面を示す図。
【図５】本発明の光学シートの裏面をＢ−Ｂ’断面にて示す説明図。
【図６】従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。
【図７】従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。
【図８】従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１、図２は本発明の光学シートを使用したバックライト構成例の断面を示している。以降、図１および図２の上側を上、下側を下と表現し、上側に相対している面を表面、下側に相対している面を裏面、と表現する。図１はエッジライト型のバックライト構成例を示している。光源１５からの光Ｋは、導光板５に入射する。その後、導光板５の射出面から拡散シート３、本発明の光学シート１、反射型偏光分離シート２を透過する。最終的に光は反射型偏光分離シート２の射出面からＬとして射出される。Ｌは偏光板２１にはさまれた液晶層１９に到達する。ここを透過した光はＳへと射出し、観察者に視認される。なお、構成例にあげたもののみではなく、適宜光学シートを増減しても良い。
図２は直下型のバックライト構成例を示している。光源１５からの光Ｋは、拡散板６に入射する。その後、拡散板６の射出面から本発明の光学シート１へ到達し、最終的に光は光学シート１の射出面からＬとして射出される。Ｌは偏光板２１にはさまれた液晶層１９に到達する。ここを透過した光はＳへと射出し、観察者に視認される。なお、構成例にあげたもののみではなく、適宜光学シートを増減しても良い。
【００４１】
図３（ａ）（ｂ）は本発明の光学シート、および光学シートの部分的な拡大を示す図である。図３（ｂ）に示すように、光学シート１は所定のバックライトに組み込めるようサイズや形状が調整されている。この光学シート１の片面の一部分を拡大してみると、図３（ａ）に示すように、帯電・変形防止凸部３２（図では略半球状凸形状で表示）と光学パターン３３（図ではプリズムで表示）で構成されている。光学シート１は厚みを有し、図では厚み部分を基材３１として示してある。３１aは光学シート１の入射面側である。これら光学シート１を構成する基材３１、帯電・変形防止凸部３２、光学パターン３３は異種素材で作られていても良いし、同一素材で作られていても良い。
【００４２】
帯電・変形防止凸部３２は光学パターン３３より高く、保護フィルムとの密着点として作用する。通常の光学シートでは保護フィルムを剥離する際に静電気が発生し、埃やゴミが光学シートについてしまい、ディスプレイ装置の外観を損ねる原因となる（剥離帯電）。一般的に静電気を抑制するためには、静電気のおきる素材の導電性を良くして発生した電荷を素早く逃がすか、導電性を低くして電荷の発生を抑える方法がある。しかし、光学シートに使用できる素材には限度があり、いずれも樹脂素材で導電性が１０５Ω／□程度で中途半端である。本発明の光学シート１も基本的には密着点で静電気が発生する。もしも帯電・変形防止凸部３２がない場合は発生した電荷が移動し、かたまり偏って分布し、強い静電気となる。しかし、帯電・変形防止凸部３２があることで密着点以外の空隙に満たされた空気が静電気の電荷の移動を抑えるため、発生した静電気は弱い状態のままであり、見かけ上静電気が発生していないようになる。本発明者らは、帯電・変形防止凸部３２についての検証を繰り返すうち、この事実を発見した。さらに、本発明の効果を発揮する上で有利な、帯電・変形防止凸部３２と保護フィルムの組み合わせを創出した。
【００４３】
帯電・変形防止凸部３２は二次元的に独立して（互いに切り離されて）配置された凸形状で、より具体的にはある任意の帯電・変形防止凸部３２の高さをＴＭ１、幅をＰＭ１としたとき、以下の式１を満足する。
【００４４】
【数３】
0005526797.tif 000004
【００４５】
ここでＲは、独立して二次元に配置される各々の帯電・変形防止凸部において、最近接である別の帯電・変形防止凸部との距離の平均値である。
この時、ＴＭ１／ＰＭ１が０．３を下回ると密着点が広がりすぎ静電気抑制効果が少ない。ＴＭ１／ＰＭ１に上限はなく、無限大に近づくほど静電気抑制効果は高いが後述するように保護フィルムが密着しにくくなる。同様にＲがＰＭ１の２倍より小さいと、密着点が近すぎ静電気抑制効果が少ない。同様にＲの上限はなく、無限大に近づくほど静電気抑制効果は高いが後述するように保護フィルムが密着しにくくなる。
【００４６】
光学シート１と保護フィルムとはある程度の密着力が求められるため、帯電・変形防止凸部３２は多角錘のようなとがった形状よりも、略半球のようななだらかな球面形状がより適している。すなわち、ＴＭ１／ＰＭ１が１．０を上回ると保護フィルムが密着しにくくなる。同様に、ＲがＰＭ１の７倍を上回ると密着点が少なすぎ保護フィルムが密着しにくくなる。密着に関しては帯電・変形防止凸部３２がない状態でも問題ないため、ＴＭ１／ＰＭ１とＲに下限はない。
光学シート１は一般的に、使用されるサイズに合わせて断裁される。このとき、断裁刃によって光学シート１に強く押し込まれた保護フィルムが断裁端面に強固に密着するため、保護フィルムを剥離する手作業の工程で剥がしにくいという現象がおきる。本発明では帯電・変形防止凸部３２が断裁時に空隙を含んだクッションとして作用するため、保護フィルムが断裁端面に強固に密着することがなく、保護手袋をした状態でも容易に保護フィルムを剥離することができる。剥離の容易さに関しては、ＴＭ１／ＰＭ１が０．３を下回ると効果が少なく、ＲがＰＭ１の７倍を上回ると効果が少ない。剥離の容易さにおけるＴＭ１／ＰＭ１の上限はなく、ＲがＰＭ１の０．５倍を下回ると効果が少なくなる。
【００４７】
本発明に使用できる保護フィルムは、光学シート１との剥離角度１８０度、剥離速度５０００ｍｍ／分の剥離強度をｆ（ｇ／２０ｍｍ）、アクリルとの剥離角度９０度、剥離速度２００ｍｍ／分の剥離強度をＦ（ｃＮ／２５ｍｍ）としたとき、以下の式２を満足する。
【００４８】
【数４】
0005526797.tif 000005
【００４９】
すなわち本発明者らは試行錯誤の末、帯電・変形防止凸部３２の最近接距離の平均値のＰＭ１の係数の逆数と、保護フィルムと光学シート１との剥離強度の積の３０倍が、ＴＭ１／ＰＭ１に保護フィルムとアクリルとの剥離強度の積を超えなければ効果を発揮することを発見した。これは、静電気の電荷の移動と保護フィルムの密着力と帯電・変形防止凸部３２の配置に強い関係があることを示している。
【００５０】
また、帯電・変形防止凸部３２の幅は１０μｍから２００μｍが好適である。１０μｍより小さいと製造が困難であり、２００μｍより大きいと帯電・変形防止凸部３２そのものが点欠陥のように見える虞がある。帯電・変形防止凸部３２の配列は規則的でも、不規則的でも良い。
本発明の光学シート１は適切な保護フィルムと合わせることで、帯電防止剤を用いていないにも関わらず顕著な静電気抑制効果があり、本発明の光学シート１は帯電防止光学シートと位置づけることができる。
【００５１】
光学パターン３３は一般的なシリンドリカルなプリズムやレンズ、マイクロレンズ、多角錘や特許文献１〜５にあげたようないずれにも属さない形状や組み合わせの形状、いずれも帯電・変形防止凸部３２の高さを超えるものでなければ適用可能である。これらの形状は光学シート１の光学性能を決めるものであり、ディスプレイの所望の性能により適宜選択される。ディスプレイ用途とするならば、これらの形状はピッチ１０μｍから２００μｍが好適である。１０μｍより小さいと、入射光の回折が大きくなるため輝度が低下し、２００μｍより大きいと光学パターン３３が液晶パネルと干渉し、モアレが発生してしまう。
【００５２】
帯電・変形防止凸部３２の高さＴＭ１は光学パターン３３の高さに対して１．１倍〜１０倍の範囲がより好ましい。帯電・変形防止凸部３２の高さは式１よりＴＭ１は３μｍから２００μｍとなる。これより、光学パターン３３の高さは０．３μｍから１８１．８μｍが好適となる。表面に使われる光学パターン３３の高さは一般的に低くても１０μｍ以上あるが、後述する裏面の光学パターンは０．３μｍを下回ることもあるので、本発明では光学パターン３３の下限としては０．３μｍとする。また、光学パターン３３がプリズムの場合、図３に示した頂角θは７０°から１１０°が好適である。７０°より小さいと製造が困難であり、１１０°より大きいとディスプレイ装置に必要な輝度が得られない。
【００５３】
図４は図３のＢ−Ｂ’断面を示している。光学シート１の片面に保護フィルム１０が貼り合わせてある。図４より、帯電・変形防止凸部３２は光学パターン３３よりも高さが高く、複数の光学パターン３３をまたいで存在している。
ところで、光学パターン３３がシリンドリカルな形状で帯電・変形防止凸部３２がない場合、温度上昇や湿度上昇による影響で、光学シートが光学パターン３３の面を外側にしてカールする現象が見られる。このとき、光学パターン３３が延びている方向とは垂直なＢ−Ｂ’断面内にカールが発生し、シリンドリカル形状と平行なＡ−Ａ’断面内にはカールがほとんど発生しない。Ｂ−Ｂ’断面内にカールが発生するのはＡ−Ａ’断面に比べ光学パターン３３の山谷があるため、曲がりやすいためと考えられる。
ディスプレイ中に光学シートがある場合、カールは動きが抑制され、しわやたるみとなって外観に現れる。
一方、本発明の光学シート１は温度上昇や湿度上昇によるカールが見られない。これは、帯電・変形防止凸部３２があることによってＢ−Ｂ’断面内の曲がりやすさが抑制されるためと考えられる。また、ディスプレイ中で光学シート１の上に他の光学シートがある場合は、帯電・変形防止凸部３２によってつくられる上側の光学シートとの空隙が、熱や水を含んだ空気の逃げ道となる効果もある。この効果を得るためには、ＴＭ１／ＰＭ１が０．２以上であり、ＲがＰＭ１の８倍以下であり、かつ帯電・変形防止凸部３２の幅ＰＭ１は光学パターン３３のピッチに対して１．１倍以上、帯電・変形防止凸部３２の高さＴＭ１は光学パターン３３の高さに対して１．１倍以上であることが好ましい。いずれも帯電・変形防止凸部３２が増えるほど効果があるため、カールに対する上限はない。帯電・変形防止凸部３２と光学パターン３３の幅（ピッチ）はいずれも１０μｍから２００μｍが好適と前述したが、カールの抑制までを考慮すると、帯電・変形防止凸部３２のＰＭ１の下限は１１μｍ、光学パターン３３のピッチの上限は１８１．８μｍがより好ましい。
【００５４】
以上より、光学シート１が帯電防止光学シートかつ保護フィルムが十分に密着するためには式１、式２を満たすことが好ましい。さらにカールが原因のしわやたるみを抑制したいのであれば、帯電・変形防止凸部３２の幅ＰＭ１は光学パターン３３のピッチに対して１．１倍以上、高さＴＭ１は光学パターン３３の高さに対して１．１倍以上であることが好ましい。
様々な効果のある帯電・変形防止凸部３２は、本発明の範囲内で選択できるのであれば、輝度等に影響ないように最小限に配置するのが好ましい。
【００５５】
図５（ａ）〜（ｃ）は光学シート１に適用可能な裏面の形状の種類をＢ−Ｂ’断面図で示している。表面は図では省略してあり、帯電・変形防止凸部３２は略半球凸形状、光学パターン３３は断面が三角形状のヘアラインで示してある。図５（ａ）は裏面が略平面の場合を示す。入射面３１ａは略平面であればブラスト加工や研磨、ビーズの塗布などで粗面化されていても良い。（ｂ）は裏面に帯電・変形防止凸部３２を有している場合を示す。表面で様々な効果を発揮した帯電・変形防止凸部３２には裏面にも適用できる。形状や配置は表面の場合と同様である。また、帯電・変形防止凸部３２がない部分は略平面であり、前述のように粗面化されていても良い。帯電・変形防止凸部３２を避けて、略平面のみ粗面化することが難しい場合は、式１の範囲内であれば帯電・変形防止凸部３２にも粗面化をほどこしてもかまわない。（ｃ）は裏面に帯電・変形防止凸部３２と光学パターン３３を有している場合を示す。裏面の光学パターン３３は表面のものとは異なっているが、表面であげたような形状から、より微細で高さの低いヘアライン等の形状まで所望の性能に応じて適宜選択することが出来る。なお、（ｃ）の裏面を選択した場合、光学シート１のカールの挙動はより複雑になるため、抑制効果はあるものの完全にカールを無くすことは難しい。
【００５６】
光学シート１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、主となる材質の中に分散された透明粒子を具備していてもよく、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である。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以下で十分である。０．５より高いと予期せぬ迷光で光学シートの集光機能が低下するおそれがある。前記透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが望ましい。
【００５７】
透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は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、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種類以上を混合して使用してもよい。または、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有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
【００５８】
光学シート１の、特に基材３１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。
光学シートは押し出し法もしくはキャスト法、もしくはインジェクション法で製造され、厚みが１２μｍ以上１ｍｍ以下のものが使用できる。厚み１２μｍより下では加工に耐えうる剛性が無く、１ｍｍより上では加工に耐えうる柔軟性がない。
または光学シートはＵＶ硬化法で製造してもよい。
ＵＶ硬化法で作成される場合、基材上にＵＶ硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、ＵＶ照射し光学層を得る。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。
【００５９】
拡散板や導光板は光学シートと同様の主となる材質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。また光学層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、前記透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが望ましい。または、主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。また、表面に反射パターンや幾何学構造が付与されていても良い。
【００６０】
本発明の光学シートとあわせて使用する光源側の光学シートは、当業界でよく知られた反射型偏光分離シート、拡散シート、プリズムシートなどを適宜使用する。
【実施例】
【００６１】
（光学シートの製造方法）
まず、様々な帯電・変形防止凸部３２（略半球凸形状とした）と光学パターン３３（シリンドリカルなプリズムとした）が彫刻されている金型ロールを表裏面用に準備した。詳細は表１に記載してある。
金型ロールを押出し機に近接して配置した。熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、上記押出し機により成型し、当該シートが冷却、硬化する前に上記金型ロールによって成形して、表面に形状を有する押出シートを得た。押し出しシートはすぐに保護フィルム（ヒタレックスＬ−７３３０、Ｆ＝３３０）を貼った。他にも、Ｆの異なる保護フィルムを使用しているが、検証用に小片作成したもので既製品ではない。
熱可塑性ポリカーボネートは帝人化成(株)のＭ１２０１を使用した。
すべての押出シートは厚み３２０μｍにし、４１５ｍｍ×７３０ｍｍの真四角に切り取り評価に使用した。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
（光学シートの輝度評価）
得られた光学シートを簡易ディスプレイに組み込み、白画面を表示し、トプコン製ＳＲ−３Ａで画面の法線方向、５０ｃｍの距離から中心の輝度を測定した。バックライトの構成はエッジライト方式で、下から順に白点が印刷された導光板、Ｈｚ８９の拡散フィルム、光学シート１、偏光分離反射シートＤＢＥＦとした。直下型の場合は全光線透過率６５％の拡散板と光学シート１のみとした。結果は帯電・変形防止凸部３２のないプリズムシートをリファレンスとし、リファレンス比で表記した。表２にはエッジライト方式の結果を表記している。
【００６４】
【表２】
0005526797.tif 000007
【００６５】
（光学シートの剥離性能評価）
貼り合わせた保護フィルムが評価前に自然に剥がれてしまったものは、密着不良ということで、表では×とした。結果の書いてあるものは密着が十分なものに限られている。
剥離易さはゴム手袋をした作業員が保護フィルムを剥がす際に、保護フィルムか端部から１回で剥がれたかどうかを、１０枚の光学シートで評価した。１回で剥がれた回数を表２に表記し、その数が多い方が性能が良い。また、幅２０ｍｍにカットしたサンプルの剥離強度を、剥離速度５０００ｍｍ／分、剥離角度１８０度の条件でＨＥＩＤＯＮ製ＨＥＩＤＯＮ−１４で測定した。
【００６６】
（光学シートの帯電評価）
帯電・変形防止凸部３２の有無によって、光学シートの表面抵抗が変化するか、三菱化学（株）製ＭＣＰ−ＨＴ４５０で、２５℃６０％の環境下で測定した。実際の帯電状態は上記の作業員が保護フィルムを一気に剥がした後、光学シートに春日電機(株)製帯電分布判定トナー３ｇをすばやくふりかけ確認した。１０枚の光学シートで評価し、帯電によるトナー付着を色の濃淡で判定し、光学シートを透かした時に背面の像が透けて見えるほどトナー付着が薄かった枚数を表２に記載し、その数が多いほうが性能が良い。
【００６７】
（光学シートのカール評価）
光学シートの保護フィルムを剥がし、平らなガラス板の上に裏面を上にして置き、カールがないことを確認した後６０℃６５％の環境に投入し、カールの様子を観察した。表２にはカールによって生じたガラス板から光学シートまでの空隙の高さを表記した。
【００６８】
まず、表面抵抗値は比較例・実施例の差はなく全てのサンプルで１０６Ω／□以上であり、表面形状による差はなかった。次に、比較例と実施例で帯電分布判定トナーの結果が大きく分かれた。このことから発明者らは、本発明の光学シートが静電気を発生しないわけではなく、電荷の移動を阻害しているという静電気防止のメカニズムを理解した。
また、実施例は保護フィルムの剥がしやすさと、帯電分布判定トナーのつき具合が薄かった。帯電分布判定トナーのつき具合が薄いサンプルは、ハンドリングの実感として、静電気の発生を感じることがなかった。帯電分布判定トナーのつき具合が薄かったものは式２を満たすものだった。一方、保護フィルムの剥がしやすさは式２とは特に関係がなかった。別途、Ｆの値が５０〜５００ｃＮ／２５ｍｍまでの保護フィルムでも同様に試したが、いずれも式２を満たし、かつ帯電分布判定トナーのつき具合が薄かった。
また、実施例はシリンドリカルなプリズムを光学パターンとしているため、カール抑制効果も見られた。ただし、光学パターンがシリンドリカルでない場合、カール抑制効果は期待できない。
リファレンスとの輝度比は、２つのディスプレイを並べたときに人間の目で差がわからない０．２の差の範囲内、すなわち０．９８以上を合格とした。本発明の光学シートはすべてリファレンスとの差が認識できない光学性能を維持している。表ではエッジライト方式にて検証したが、輝度比に関しては直下型でも実施例は全て０．９８以上で合格であった。この結果から、光学シート１の輝度損失はリファレンスに比べてほとんどなく、したがって他のバックライト構成で用いても問題なく使用できる。
以上のように、本発明を使用すればディスプレイ装置の光学性能を損なうことなく、安価に簡便に帯電防止効果、しわやたるみ抑制効果のある光学シートを提供できる。
【符号の説明】
【００６９】
１    光学シート
２    反射型偏光分離シート
３    拡散シート
５    導光板
６    拡散板
１０    保護フィルム
１５    光源
１７    反射板
１９    液晶層
２１    偏光板
３１    基材
３１a    入射面
３２    帯電・変形防止凸部
３３    光学パターン
Ｋ    光源からの光
L    光学部材からの射出光
Ｓ    ディスプレイの視認方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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