(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造装置であって、
加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出して吐出する押出ダイと、
該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形部とを備え、
前記押出ダイと前記凹凸成形部との間に、前記押出ダイから押し出された前記シート状の樹脂が所定時間かけて通過する内部応力緩和区間が設けられるとともに、該内部応力緩和区間を加熱する加熱設備が設けられたことを特徴とする光学シート製造装置。
【請求項２】
前記内部応力緩和区間が直線状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート製造装置。
【請求項３】
前記内部応力緩和区間の前端と後端との間の長さが、３ｃｍ以上２５４ｃｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シート製造装置。
【請求項４】
前記内部応力緩和区間が傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項５】
前記内部応力緩和区間の傾斜が、水平面に対して傾斜角度４５°以下の上り勾配又は下り勾配とされていることを特徴とする請求項４に記載の光学シート製造装置。
【請求項６】
前記内部応力緩和区間の前端と後端とにおける前記シート状の樹脂の温度差が５℃以内となるように、前記加熱設備が前記内部応力緩和区間を加熱することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項７】
前記内部応力緩和区間の後端と前記凹凸成形部との配置間隔が１０ｃｍ以内に設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項８】
前記光学シートの一方の面の前記微細凹凸形状の逆形状をなす第１型形状を有する第１版と、
前記光学シートの他方の面の前記微細凹凸形状と逆形状をなす第２型形状を有する第２版とを備え、
前記凹凸成形部において前記第１版と前記第２版とによって前記シート状を樹脂を挟圧することにより、該シート状の樹脂の両面に前記微細凹凸形状を転写することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項９】
前記第１版が、ベルト表面に前記第１型形状を有するベルト状をなすとともに、前記ベルト表面に前記シート状の樹脂が吐出されて前記内部応力緩和区間及び凹凸成形部を通過移動し、
前記第２版が、ロール表面に前記第２型形状を有するロール状をなすとともに、前記凹凸成形部に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の光学シート製造装置。
【請求項１０】
前記第１版の前記ベルト表面が、前記シート状の樹脂が吐出される時前に加熱されていることを特徴とする請求項９に記載の光学シート製造装置。
【請求項１１】
前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、
十点平均粗さＲｚを５０μｍ以上２００μｍ以下、算術平均粗さＲａを３．０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項１２】
前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、
プリズム形状の逆形状をなし、
該逆形状のプリズム頂角が４０〜７０°、プリズム間隔が２０〜２００μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項１３】
前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、
多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項１４】
前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、規則的に配列されていることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項１５】
前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、不均一に配列されていることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。
【請求項１６】
両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造方法であって、
加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出す押出工程と、
該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形工程とを備え、
前記押出工程と前記凹凸成形工程との間に、前記押出工程により押し出された前記シ
ート状の樹脂を、所定時間かけて直線状に移動させる内部応力緩和工程が設けられ、
該内部応力緩和工程と同時に、前記シート状の樹脂を前記加熱溶融時と略同一温度に加熱する加熱工程が設けられたことを特徴とする光学シート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光管、ＬＥＤ、ＥＬ等の光源を有する液晶バックライト装置や照明装置に搭載され照明光路制御に用いられる光学シート、並びに、バックライトユニット、ディスプレイ装置に関するものである。特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される光学シートの製造装置の改良に関するものである。
【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ディスプレイ装置は、例えば、ＯＡ分野でカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
【０００３】
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を大別すると、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂など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。
【０００４】
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ディスプレイ装置としては、例えば図７に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板１３０、１３２に挟まれた液晶パネル１３１を備え、その背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１３４が設置されており、該導光板１３４の上面（光出射側）と背面側の偏光板１３２との間に拡散フィルム（拡散層）１３３が設けられている。
【０００５】
また、この導光板１３４の背面側には、導光板１３４に導入された光を液晶パネル１３１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（図示省略）が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム（反射層）１３７が設けられている。
【０００６】
さらに、導光板１３４の一側端部には、光源ランプ１３６が取り付けられており、該光源ランプ１３６の光を効率よく導光板１３４中に入射させるために光源ランプ１３６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１３５が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板１３４内に入射した光に指向性を付与して光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。
【０００７】
また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、拡散フィルム１３３と液晶パネル１３１との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１３８、１３９を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１３８、１３９は導光板１３４の光出射面から出射され、拡散フィルム１３３で拡散された光を、高効率で液晶パネル１３１の有効表示エリアに集光させるものである。
【０００８】
一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図８に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。
【０００９】
このディスプレイ装置においては、偏光板１３０、１３２に挟まれた液晶パネル１３１が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源１３６が設けられている。そして、光源１３６から出射された光が、拡散フィルム１３３で拡散させられ、高効率で液晶パネル１３１の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源１３６からの光を効率よく照明光として利用するために、光源１３６の背面にはリフレクター１３９が配置されている。
【００１０】
このような直下型方式のバックライトユニットを搭載したディスプレイ装置においては、光源イメージ（ランプイメージ）がディスプレイ画面において視認されるのを防止して輝度ムラの発生を防止すべく、光散乱粒子が配合された樹脂板が光源からの出射光を拡散させる光拡散板として設けられている。
【００１１】
この光拡散板においては、光を透過させつつ該光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐといった高透過・高拡散機能が要求されており、この機能を満たすべく、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を変えた試行錯誤が行われている。この点、樹脂に配合する光散乱粒子として真球状粒子を使用して一層にある濃度で均一に分散させた光拡散板の場合、視野角を広げるような光拡散特性となることが確認されている。そのため、ランプイメージが明るい部分のみが広がった状態で視認されることとなるため、広く明るい部分と狭く暗い部分とのストライプ状の輝度ムラが生じてしまう。
よって、この輝度ムラを抑制するには、明暗の差が視認されにくくなるように光透過性を落とす必要が生じるため、結果として正面輝度が不十分になってしまうという問題があった。
【００１２】
さらに、図８に示す液晶ディスプレイ装置においては、視野角の制御は拡散フィルム１３３の拡散性のみに委ねられているため、その制御は困難であり、液晶表示画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に向かうほど暗くなる特性を避けることはできない。そのため、液晶表示画面を横から見たときの輝度の低下が大きくなり、光の利用効率の低下を招いていた。
【００１３】
そこで、このような問題を解決する一つの方法として、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＦｉｌｍ：ＢＥＦ）をバックライト用照明光源１３６の上方に位置して配置され、さらに、ＢＥＦの上方である光出射面側に（図示しない）光拡散フィルムを配置して正面輝度を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。ＢＥＦは、透明基材の上面に、断面が三角形状の単位プリズムが一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。この単位プリズムは光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。
【００１４】
ディスプレイ装置の使用時（観察時）に、ＢＥＦは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。なお、このＢＥＦを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は１方向のみに並列された状態となるため、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、２枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
【００１５】
しかし、上述のように光拡散板とともにＢＥＦを用いた場合、視聴者の視覚方向の光の強度を高めて正面輝度を向上させることができるものの、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に出射されてしまうという問題がある。
【００１６】
このためＢＥＦから出射される輝度分布は、視聴者の視覚方向に対する角度０°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±９０°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。
【００１７】
また、正面方向の輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって視域が極端に限定されてしまう。そのため、ピーク幅を適度に拡げるためにＢＥＦ（プリズムシート）とは別部材の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、部品点数が増加してしまう。よって、材料コストの増加に繋がるだけでなく、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、好ましくない。
【００１８】
そこで、最近では特許文献６のようにコストダウンを目的として、上記の、拡散機能を持つ光学制御要素、集光機能を持つ光学制御要素、剛性のある光透過性基材の機能を一体化し、部品点数を減らす発明もなされている。このように機能を集約することにより、製造工程簡略化、コストダウン、薄型化が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特許第３３７４３１６号公報
【特許文献２】特許第３６８４５８７号公報
【特許文献３】特公平１−３７８０１号公報
【特許文献４】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献５】特表平１０−５０６５００号公報
【特許文献６】特開２００６−１０６１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記のように、従来においては、拡散や集光等それぞれの機能を持った樹脂シートを積層または粘着層を介しての一体化することにより、輝度向上や輝度ムラの解消といった所望の条件を満たした樹脂板や樹脂シートが作成されていた。
【００２１】
しかしながら、近年の液晶ＴＶの更なる薄型化やコストダウンを目的とした部材点数の低減の要請により、種々の機能を集約した樹脂板や樹脂シートを更に薄くかつ安価に一体成形する必要が生じてきている。
一体成形する手法としては、ダイから成形ロールに入るまでの間（エアギャップ）の距離を短く設定した装置による押し出し成形法や射出成形法等のインジェクション法により拡散板や拡散シートを成形する方法が挙げられるが、この場合、成形時の残留応力によって成形品に反りや撓み等の変形もしくは損壊が生じてしまうという問題がある。
【００２２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、成形品に反りや撓みによる変形や損壊が生じることのない光学シート製造装置及び方法、並びに、当該光学シート製造方法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】
【００２３】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学シート製造装置は、両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造装置であって、加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出して吐出する押出ダイと、該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形部とを備え、前記押出ダイと前記凹凸成形部との間に、前記押出ダイから押し出された前記シート状の樹脂が所定時間かけて通過する内部応力緩和区間が設けられるとともに、該内部応力緩和区間を加熱する加熱設備が設けられたことを特徴としている。
【００２４】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂は、加熱設備によって加熱された内部応力緩和を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂は固化することなく溶融した状態で所定時間放置されることになるため、内部に残留した応力を緩和させることができる。したがって、製造される光学シートに残留応力が生じてしまうのを回避することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間が直線状をなしていることを特徴としている。
【００２６】
ここで、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂が、例えば搬送ロールの外周面に保持された状態で曲面状をなして搬送される構成とした場合、該シート状の樹脂を円弧状に屈曲させることになるため、樹脂内部に新たな応力が生じて、製造された光学シート内部に応力が残ってしまう。
この点、本発明においては、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂は、直線状をなす内部応力緩和区間を通過するため、当該シート状の樹脂が屈曲させられることはなく、内部応力が新たに生じてしまうことはない。
【００２７】
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の前端と後端との間の長さが、３ｃｍ以上２５４ｃｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。
【００２８】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間が傾斜して配置されていることを特徴としている。
【００２９】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間を通過中のシート状の樹脂には、当該内部応力緩和区間の傾斜方向下方側に向かって樹脂自体による圧力が作用することになる。即ち、シート状の樹脂の延在方向に沿って均一な圧をかけることができるため、該シート状の樹脂における内部応力を除去することが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の傾斜が、水平面に対して傾斜角度４５°以下の上り勾配又は下り勾配とされていることが好ましい。
【００３１】
内部応力緩和区間の傾斜角度が４５°を超える場合、シート状の樹脂に対して、該シート状の延在方向に沿った過剰な圧がかかり、新たに内部応力を生じさせてしまう。また、シート状の樹脂が滑り落ちて折り重なってしまうおそれがある。
この点、内部応力緩和区間の傾斜角度を４５°以下とすることにより、上記不都合を是正することができる。
【００３２】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の前端と後端とにおける前記シート状の樹脂の温度差が５℃以内となるように、前記加熱設備が前記内部応力緩和区間を加熱することが好ましい。
【００３３】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間においてシート状の樹脂を固化させることなく確実に内部応力を緩和させることができる。
また、内部応力緩和区間前後の温度差が５℃を超過した場合、樹脂Ｗの溶融粘度が大きく変化してしまい、温度が高いことで粘度が下がり、成形する前に樹脂が漏れ出したり、温度が低いことで粘度が下がり内部応力を留めたまま低温固化してしまうという問題が生じてしまうが、当該問題を回避することができる。
【００３４】
さら、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の後端と前記凹凸成形部との配置間隔が１０ｃｍ以内に設定されていることを特徴としている。
【００３５】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間を通過したシート状の樹脂を、固化させることなく凹凸成形部に到達させることができる。これにより、シート状の樹脂の両面に確実に微細凹凸形状を成形することが可能となる。
【００３６】
また、本発明に係る光学シート製造装置は、前記光学シートの一方の面の前記微細凹凸形状の逆形状をなす第１型形状を有する第１版と、前記光学シートの他方の面の前記微細凹凸形状と逆形状をなす第２型形状を有する第２版とを備え、前記凹凸成形部において前記第１版と前記第２版とによって前記シート状の樹脂を挟圧することにより、該シート状の樹脂の両面に前記微細凹凸形状を転写することを特徴としている。
【００３７】
これにより、シート状の樹脂の両面に確実に微細凹凸形状を成形することができる。
【００３８】
また、本発明の光学シート製造装置においては、前記第１版が、ベルト表面に前記第１型形状を有するベルト状をなすとともに、前記ベルト表面に前記シート状の樹脂が吐出されて前記内部応力緩和区間及び凹凸成形部を通過移動し、前記第２版が、ロール表面に前記第２型形状を有するロール状をなすとともに、前記凹凸成形部に配置されていることを特徴としている。
【００３９】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、押出ダイから押し出されたシート状の樹脂は第１版のベルト表面に吐出され、該第１版が内部応力緩和区間を通過移動することによりシート状の樹脂の内部応力が緩和される。そして、第１版は内部応力緩和区間を通過後、凹凸成形部に到達し、この際、当該凹凸成形部において、第１版のベルト表面のシート状の樹脂が第２版のロール表面と接触することにより、当該シート状の樹脂が第１版と第２版とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂の両面に微細凹凸形状を確実に転写することができる。
【００４０】
さらに、本発明の光学シート製造装置においては、前記第１版の前記ベルト表面が、前記シート状の樹脂が吐出される時前に加熱されていることが好ましい。
【００４１】
このような特徴の光学シート製造装置によれば、第１版ベルトのベルト表面にシート状の樹脂が吐出された際に、該シート状の樹脂の熱がベルト表面に奪われて樹脂が固化してしまうのを防止することができる。
【００４２】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、十点平均粗さＲｚを５０μｍ以上２００μｍ以下、算術平均粗さＲａを３．０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。
【００４３】
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が４０〜７０°、プリズム間隔が２０〜２００μｍの範囲内に設定されているものであってもよい。
【００４４】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしている
【００４５】
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、規則的に配列されていることが好ましい。
【００４６】
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第１型形状及び第２型形状の少なくとも一方が、不均一に配列されていてもよい。
【００６１】
本発明に係る光学シート製造方法は、両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造方法であって、加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出す押出工程と、該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形工程とを備え、前記押出工程と前記凹凸成形工程との間に、前記押出工程により押し出された前記シート状の樹脂を、所定時間かけて直線状に移動させる内部応力緩和工程が設けられ、該内部応力緩和工程と同時に、前記シート状の樹脂を前記加熱溶融時と略同一温度に加熱する加熱工程が設けられたことを特徴としている。
【００６２】
このような特徴の光学シート製造方法によれば、押出工程により押し出されたシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、シート状の樹脂は、加熱された内部応力緩和を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂は固化することなく溶融した状態で所定時間放置されることになるため、内部に残留した応力を緩和することができる。したがって、製造される光学シートに残留応力が生じてしまうのを回避することができる。
【発明の効果】
【００６３】
本発明の光学シート製造装置、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、並びに光学シート製造方法によれば、溶融状態のシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。したがって、成形品である光学シートに反りや撓みによる変形や損壊が生じることを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態に係る光学シート製造装置の概略構成図である。
【図２】内部応力緩和区間における第１版ベルトに直交する断面図である。
【図３】実施形態に係る光学シート製造方法のフローチャートである。
【図４】比較例の光学シート製造装置の概略構成図である。
【図５】実施形態に係る光学シートの概略構成を示す縦断面図である。
【図６】実施形態に係るバックライトユニット及びディスプレイ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図７】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ディスプレイ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図８】直下型方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図９】実施例における光学シートの撓み量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明に係る光学シート製造装置、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、並びに光学シート製造方法の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００６６】
（光学シート製造装置、光学シート製造方法）
まず、実施形態に係る光学シート製造装置及び光学シート製造方法について説明する。本実施形態に係る光学シート製造装置１は、両面に微細凹凸形状１０１、１０２を備えた光学シート１００を押出成形によって製造する際に使用される。
【００６７】
図１に示すように、光学シート製造装置１は、押出ダイ１０と、ガイドロール２３によって駆動される第１版ベルト（第１版）２０と、凹凸成形部３０に配置された第２版ロール（第２版）３１及び押圧ロール３３と、凹凸成形部３０の下流側に配置された搬送ロール４０とを備えている。さらに、押出ダイ１０と凹凸成形部３０との間には、内部応力緩和区間５０が設けられ、該内部応力緩和区間５０には外部加温設備（加熱設備）５１が設けられている。  
【００６８】
押出ダイ１０は、樹脂Ｗを加熱溶融して押し出す押出機１１と、該押出機１１から押し出された樹脂Ｗをシート状に成形して下方に向かって吐出するフィードブロックダイやマニホールドダイ等の積層型のダイ１２とから構成されている。これによって、光学シート１００の材料となる樹脂が押出機１１によって加熱溶融されるとともに、該樹脂がダイ１２を介して押し出されることによって、シート状をなす樹脂Ｗが下方に向かって吐出されることになる。
なお、本実施形態においては、樹脂Ｗは例えば２６０℃の温度にて押出機１１内で加熱溶融されるが、この溶融温度は２４０〜２８０℃の範囲に設定されていることが好ましい。
【００６９】
第１版ベルト２０は、ループ状をなす帯状のベルトであって、該帯状の一方側の面であるベルト表面２０ａには、光学シート１００の一方側の面に形成される微細凹凸形状１０１の逆形状をなす型形状２１が形成されている。
【００７０】
この第１版ベルト２０は、そのベルト表面２０ａをループ状の外側に向けるようにして、該ループ状の内側に配置された計３つのガイドロール２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）によって支持されている。    
【００７１】
これらガイドロール２３は、それぞれ円筒状をなしてその外周面に第１版ベルト２０のベルト裏面２０ｂ（ベルト表面２０ａの裏面）が巻き掛けられるとともに、互いに平行な中心軸回りにそれぞれ駆動可能とされている。
【００７２】
このような３つのガイドロール２３のうち第１のガイドロール２３ａは、ダイ１２の下方側における水平方向一方側（図１における左側）に配置されている。なお、この第１のガイドロール２３ａはダイ１２の直下に近接した位置に配置されている。
また、第２のガイドロール２３ｂは、第１のガイドロール２３ａの下方側、かつ、上記水平方向一方側の反対側の水平方向他方側（図２における右側）に所定距離離間した箇所に配置されている。
さらに、第３のガイドロール２３ｃは、第２のガイドロール２３ｂと同じ水平高さにおける水平方向一方側に配置されている。なお、この第３のガイドロール２３ｃは、第１のガイドロール２３ａから見て、下方側かつ水平方向他方側に配置されている。
【００７３】
上記のような配置関係の第１〜第３のガイドロール２３に第１版ベルト２０が巻き掛けられることによって、第１のガイドロール２３ａと第２のガイドロール２３ｂとの間には、第１版ベルト２０の一部が傾斜して配置される傾斜区間が形成される。本実施形態においては、この傾斜区間は、水平面に対する傾斜角度４５°以下の下り勾配とされている。なお、傾斜区間が水平面に対する傾斜角度４５°以下の上り勾配とされていてもよい。
【００７４】
また、上記第１〜第３のガイドロール２３が紙面時計回りに回転駆動することにより、第１版ベルト２０がガイドロール２３の回転駆動に沿って駆動することになる。これにより、上記傾斜区間においては、傾斜の上方から下方に向かって進行するようにして第１版ベルト２０が移動することになる。
【００７５】
このような第１版ベルト２０の傾斜区間における上端付近の直上にはダイ１２が位置している。したがって、傾斜区間を進行する第１版ベルト２０には、そのベルト表面２０ａにダイ１２からシート状の樹脂Ｗが連続的に吐出され、該樹脂Ｗがベルト表面２０ａに載置された状態で第１版ベルト２０の移動とともに移送されることになる。
【００７６】
この第１版ベルト２０の型形状２１は、例えば、十点平均粗さＲｚを５０μｍ以上２００μｍ以下、算術平均粗さＲａを３．０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲に設定した型凹凸形状をなしていることが好ましい。
また、型形状２１が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が４０〜７０°、プリズム間隔が２０〜２００μｍの範囲内に設定されているものであってもよい。
【００７７】
さらに、型形状２１は、紙面奥行き方向に延設されたシリンドリカルレンズアレイ形状、プリズムレンズアレイ形状、マイクロレンズアレイ形状のいずれかの逆形状なしていてもよいし、これらを複合してなるレンズアレイ形状の逆形状なしていてもよい。
さらに、レンズアレイ形状の逆形状以外にも、略同一又は非対称をなす多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱などの柱状、又は、直方体、球状、半球状、楕円体が少なくとも１種類以上、ストライプ状や点状に規則的又は不規則に配列されて成型される凹凸形状の逆形状をなしていてもよい。
【００７８】
第１版ベルト２０に型形状２１を作成する方法としては、透光性基材上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、予めコロナ処理や易接着処理して、この処理面にＵＶ樹脂を塗布し、その後、ＵＶ樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、ＵＶを照射し硬化させることで成形してもよい。
【００７９】
本実施形態における第１版ベルト２０の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）等、当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。
また、型形状を成形するＵＶ樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているＵＶ硬化性樹脂を使用できる。
熱可塑性樹脂としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂)）、ＭＳ（メタクリル酸スチレン共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等、当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
【００８０】
または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体等の汎用プラスチックの他、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリオキシメチル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルフィド）等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを用いて、周知の押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって第１版ベルト２０を一体成形してもよい。
【００８１】
凹凸成形部３０は、上記第１版ベルト２０が形成する傾斜区間、即ち、第１のガイドロール２３ａと第２のガイドロール２３ｂの間に配置されており、より詳細には、上記傾斜区間における中央よりも下方側の位置、即ち、第２のガイドロール寄りの位置に配設されている。
【００８２】
この凹凸成形部３０に配置された第２版ロール３１は、円筒状をなして上記ガイドロール２３と平行な中心軸回りに回転駆動可能とされた部材であって、該第２版ロール３１の外周面であるロール表面３１ａには、光学シート１００の他方側の面に形成される微細凹凸形状１０２の逆形状をなす型形状３２が形成されている。
【００８３】
このような第２版ロール３１は、そのロール表面３１ａが凹凸成形部３０における第１版ベルト２０のベルト表面２０ａに対向するようにして、ロール表面３１ａとベルト表面２０ａとを一定間隔を空けた状態で設置されている。
【００８４】
この第２版ロール３１の型形状３２は、例えば、十点平均粗さＲｚを５０μｍ以上２００μｍ以下、算術平均粗さＲａを３．０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲に設定した型凹凸形状をなしていることが好ましい。
また、型形状３２が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が４０〜７０°、プリズム間隔が２０〜２００μｍの範囲内に設定されているものであってもよい。
【００８５】
さらに、型形状３２は、紙面奥行き方向に延設されたシリンドリカルレンズアレイ形状、プリズムレンズアレイ形状、マイクロレンズアレイ形状のいずれかの逆形状なしていてもよいし、これらを複合してなるレンズアレイ形状の逆形状なしていてもよい。
さらに、レンズアレイ形状の逆形状以外にも、略同一又は非対称をなす多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱などの柱状、又は、直方体、球状、半球状、楕円体が少なくとも１種類以上、ストライプ状や点状に規則的又は不規則に配列されて成型された凹凸形状の逆形状をなしていてもよい。
【００８６】
第２版ロール３１に型形状３２を作成する方法としては、透光性基材上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、予めコロナ処理や易接着処理して、この処理面にＵＶ樹脂を塗布し、その後、ＵＶ樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、ＵＶを照射し硬化させることで成形してもよい。
【００８７】
本実施形態における第２版ロール３１の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）等、当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。
また、型形状を成形するＵＶ樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているＵＶ硬化性樹脂を使用できる。
熱可塑性樹脂としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂)）、ＭＳ（メタクリル酸スチレン共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等、当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
【００８８】
または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体等の汎用プラスチックの他、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリオキシメチル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルフィド）等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを用いて、周知の押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって第２版ロール３１を一体成形もしてもよい。
【００８９】
また、押圧ロール３３は、円筒状をなして上記第２版ロール３１の中心軸線と平行な中心軸線回りに回転可能な部材であって、第２版ロール３１と第１版ベルト２０との対向箇所における第１版ベルト２０のベルト裏面２０ｂ側に設置されている。この押圧ロール３３は、第１版ベルト２０のベルト裏面２０ｂを押圧可能とされており、これにより、第１版ベルト２０と第２版ロール３１との間隔を適宜変更できるように構成されている。
【００９０】
このような構成とすることにより、第１版ベルト２０のベルト表面２０ａ上に載置されたシート状の樹脂Ｗは、凹凸成形部３０において第１版ベルト２０と第２版ロール３１とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂Ｗの両面に、第１版ベルト２０の型形状２１及び第２版ロール３１の型形状３２による微細凹凸形状１０１，１０２が転写される。  
【００９１】
搬送ロール４０は、円筒状をなしてガイドロール２３と平行な中心軸回りに回転可能な部材であって、第２のガイドロール２３ｂのさらに水平方向他方側に配置されている。この搬送ロール４０は、第１版ベルト２０の移動により傾斜区間を移送されて凹凸成形部３０において微細凹凸形状１０１，１０２が形成されたシート状の樹脂Ｗを、次工程へと搬送する役割を有している。
【００９２】
そして、押出ダイ１０と凹凸成形部３０との間、即ち、上記傾斜区間における該傾斜区間上端付近と凹凸成形部３０との間には、内部応力緩和区間５０が配設されている。
この内部応力緩和区間５０は、上記傾斜区間に沿って直線状をなしており、したがって、内部応力緩和区間５０は傾斜区間同様、水平面に対して傾斜角度４５°以下の下り勾配とされた状態で配置されている。
【００９３】
また、本実施形態においては、この内部応力緩和区間５０の前端（シート状の樹脂Ｗが進入する第１のガイドロール２３ａ側の端部）と後端（シート状の樹脂Ｗが進出する凹凸成形部３０側の端部）との間の長さが、３ｃｍ以上２５４ｃｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。応力緩和の観点からは応力緩和区間が長い方が好ましいが、応力緩和区間が２５４ｃｍを超える場合には、これ以上の内部応力緩和効果は期待できず、電力の無駄な消費となるからである。
【００９４】
さらに、内部応力緩和区間５０の後端と凹凸成形部３０（第１版ベルト２０と第２版ロールとによってシート状の樹脂Ｗを挟圧する箇所）との配置間隔が１０ｃｍ以内に設定されていることが好ましい。
【００９５】
このような内部応力緩和区間５０が設けられたことにより、押出ダイ１０から吐出されたシート状の樹脂Ｗは、第１版ベルト２０の移動速度に応じて所定時間かけて内部応力緩和区間５０を通過した後に、凹凸成形部３０に導入される。
【００９６】
さらに、本実施形態においては、上記内部応力緩和区間５０を加熱する外部加温設備５１が設けられている。外部加温設備５１は、内部応力緩和区間５０全域を周囲から囲む筒状の筐体５１ａを備えており、図２に示すように、筐体５１ａ内部には、コイル状をなす電熱線５１ｂが配設されている。この電熱線に通電することにより、外部加温設備５１の内側に位置する内部応力緩和区間５０をその周囲から加熱することができるようになっている。
【００９７】
また、この外部加温設備５１は、内部応力緩和区間５０の前端と後端とにおけるシート状の樹脂Ｗの温度差が５℃以内となるような出力で、当該内部応力緩和区間５０を加熱するように構成されていることが好ましい。
なお、外部加温設備５１は、内部応力緩和区間５０における第１版ベルト２０を、樹脂Ｗの加熱溶融時と略等しい温度、即ち本実施形態においては約２６０℃で熱する構成としてもよい。
【００９８】
なお、外部加温設備５１としては、上記加熱方法の他、熱した油を循環させる方法や電流を流し磁界を生じさせることによる加熱方法等様々な方法を用いることができる。
【００９９】
以上のような構成の光学シート製造装置１による光学シート製造方法について図３を用いて説明する。
まず、ステップＳ１として、押出ダイ１０における押出機１１において光学シート１００の材料となる樹脂Ｗを加熱溶融する。
次に、ステップＳ２として押出ダイ１０から加熱溶融した樹脂Ｗを押し出して、ダイ１２を通過させることで該樹脂Ｗをシート状に成形する。
【０１００】
このようにシート状に成形された樹脂Ｗは、ダイ１２の下方に位置する第１版ベルト２０の傾斜区間におけるベルト表面２０ａに吐出される。
そして、このシート状の樹脂Ｗを、第１版ベルト２０の移動とともに傾斜区間を下方に向かって移送させて、ステップＳ３として内部応力緩和区間５０を通過させる。この内部応力緩和区間５０は外部加温設備５１によって加熱されているため、シート状の樹脂Ｗは、加熱溶融時とほぼ等しい温度で加熱されながら内部応力緩和区間５０を通過する。
【０１０１】
このように内部応力緩和区間５０を通過したシート状の樹脂Ｗは、ステップＳ４として凹凸成形部３０において、その両面に微細凹凸形状１０１、１０２が転写される。
即ち、凹凸成形部３０においてシート状の樹脂Ｗの両面が第１版ベルト２０及び第２版ロール３１に挟圧されることにより、シート状の樹脂Ｗの一方側の面には第１版ベルト２０の型形状２１による微細凹凸形状１０１が形成され、シート状の樹脂Ｗの他方側の面には第２版ロール３１の型形状３２による微細凹凸形状１０２が形成される。
【０１０２】
第１版ベルト２０と第２版ロール３１とにシート状の樹脂Ｗが挟圧される際の圧力は、線圧０．１〜３０ｋｇｆ／ｃｍの範囲に設定されることが望ましく、この範囲を逸脱した場合、所望の微細凹凸形状１０１，１０２を得ることができない。
【０１０３】
そして、このように微細凹凸形状１０１，１０２が形成されたシート状の樹脂Ｗは、ステップＳ５として、搬送ロール４０によって次工程へと搬送される。
【０１０４】
次に、上述した本実施形態の光学シート製造装置１及び光学シート製造方法の作用効果を、以下説明する比較例と対比して説明する。
【０１０５】
図４に比較例の光学シート製造装置６０の概略構成を示す。
この光学シート製造装置６０は、樹脂Ｗを加熱溶融して押し出す押出機６１と、該押出機６１から押し出された樹脂Ｗをシート状に成形して下方に吐出するダイ６２と、ダイ６２の下方においてエアギャップを介して水平方向に対向配置された第１ロール６３及び第２ロール６４と、該第２ロール６４側の側方に配置された第３ロール６５及び第４ロール６６と、第４ロール６６の側方において水平方向に配列された４つの搬送ロール６７及び上下一対の搬送ロール６８とを備えている。
【０１０６】
このような光学シート製造装置６０においては、次のような押出成形工程が行なわれる。即ち、ダイ６２により押出機１１によって溶融された樹脂Ｗは下方に向かってシート状に吐出され、第１ロール６３と第２ロール６４とのエアギャップに送られる、この際、シート状の樹脂Ｗは、第１ロール６３によって第２ロール６４に押し付けられる。
【０１０７】
これによって、シート状の樹脂Ｗは第２ロール６４に密着して保持され、第２ロール６４の外周面に沿った曲面状に屈曲させられる。
この第２ロール６４を通過した樹脂は空冷とアニーリングを目的として第３ロール６５及び第４ロール６６に送られる。ここでもシート状の樹脂Ｗは第３ロール６５及び第４ロール６６に沿った曲面状に屈曲させられる。そして、第４ロール６６を経たシート状の樹脂Ｗは、搬送ロール６７，６８によって搬送されて、押出成形工程が終了する。
【０１０８】
このような比較例の光学シート製造装置６０で光学シートを製造する場合、ダイ６２から吐出されたシート状の樹脂Ｗのアニーリング効果が不十分となるため、内部応力が抜け切れず、成形後の製品に反りや撓みが生じてしまうという欠点がある。即ち、吐出されたシート状の樹脂Ｗの内部応力が緩和する前に樹脂Ｗが冷却されてしまうため、成形品に内部応力が残留してしまう。
【０１０９】
これに対して本実施形態の光学シート製造装置１によれば、押出ダイ１０から吐出されたシート状の樹脂Ｗが内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、押出ダイ１０から吐出されたシート状の樹脂Ｗは、外部加温設備５１によって加熱された内部応力緩和区間５０を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂Ｗは固化することなく溶融した状態で所定時間放置されてアニーリング効果を得ることになるため、内部に残留した応力を緩和することができる。よって、製造される光学シート１００に残留応力が生じてしまうのを回避することができる。これにより、成形品である光学シート１００に反りや撓みによる変形や損壊が生じることを回避することが可能となる。
【０１１０】
なお、内部応力緩和区間５０を設けることにより、樹脂Ｗ内部の静電気や空気が抜けやすく、製品内部に静電気や空気によるディンプルが発生しにくいという利点もある。
【０１１１】
また、本実施形態の光学シート製造装置１においては、押出ダイ１０から吐出されたシート状の樹脂Ｗは、直線状をなす内部応力緩和区間５０を通過するため、当該シート状の樹脂Ｗが屈曲させられることはなく、樹脂Ｗ内に新たに内部応力が生じてしまうことはない。
【０１１２】
さらに、内部応力緩和区間５０が傾斜して配置されているため、当該内部応力緩和区間５０を通過中のシート状の樹脂Ｗには、当該内部応力緩和区間５０の傾斜方向下方側に向かって樹脂Ｗの自重による圧力が作用することになる。即ち、シート状の樹脂Ｗの延在方向に沿って均等な圧をかけることができるため、該シート状の樹脂Ｗにおける内部応力を除去することが可能となる。
【０１１３】
ここで、内部応力緩和区間５０の傾斜角度が４５°を超える場合、シート状の樹脂Ｗに対して、該シート状の延在方向に沿った過剰な圧がかかり、新たな内部応力を発生させてしまう。また、シート状の樹脂Ｗが滑り落ちて折り重なってしまうおそれがある。
この点、本実施形態においては、内部応力緩和区間５０の傾斜が、傾斜角度４５°以下とされているため、上記不都合を是正することができる。
【０１１４】
また、内部応力緩和区間５０の前端と後端とにおけるシート状の樹脂Ｗの温度差が５℃以内となるように外部加温設備５１が内部応力緩和区間５０を加熱するため、当該内部応力緩和区間５０においてシート状の樹脂Ｗが固化することなく確実に内部応力を緩和させることができる。
また、内部応力緩和区間５０前後の温度差が５℃を超過した場合、樹脂Ｗの溶融粘度が大きく変化してしまい、温度が高いことで粘度が下がり、第１版ベルト２０から漏れ出したり、温度が低いことで粘度が下がり内部応力を留めたまま低温固化してしまうという問題が生じてしまうが、当該問題を回避することができる。
【０１１５】
さらに、内部応力緩和区間５０の後端と凹凸成形部３０との配置間隔が１０ｃｍ以内に設定されているため、内部応力緩和区間５０を通過したシート状の樹脂Ｗを、固化させることなく凹凸成形部３０に到達させることができる。これにより、シート状の樹脂Ｗの両面に確実に微細凹凸形状１０１、１０２を成形することが可能となる。
【０１１６】
また、本実施形態においては、押出ダイ１０から押し出されたシート状の樹脂Ｗは第１版ベルト２０のベルト表面２０ａに吐出され、該第１版ベルト２０が内部応力緩和区間５０を通過移動することによりシート状の樹脂Ｗの内部応力が緩和される。そして、第１版ベルト２０は内部応力緩和区間５０を通過後、凹凸成形部３０に到達し、この際、当該凹凸成形部３０において、第１版ベルト２０のベルト表面２０ａのシート状の樹脂Ｗが第２版ロール３１のロール表面３１ａと接触することにより、当該シート状の樹脂Ｗが第１版ベルト２０と第２版ロール３１とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂Ｗの両面に微細凹凸形状１０１、１０２を確実に転写することができる。
【０１１７】
なお、吐出された樹脂Ｗと第１版ベルト２０及び第２版ロール３１との接触に時間差が生じることにより製品表裏の賦形を合わせこむことが可能となる。
【０１１８】
さらに、第１版ベルト２０がループ状をなしているため、内部応力緩和区間５０を通過して加熱された該第１版ベルト２０は、高温状態のまま移動することになる。即ち、第１版ベルト２０は、シート状の樹脂Ｗが吐出される時前に加熱されているため、第１版ベルト２０のベルト表面２０ａにシート状の樹脂Ｗが吐出された際に、該シート状の樹脂Ｗの熱がベルト表面２０ａに奪われて樹脂Ｗが固化してしまうのを防止することができる。
また、第１版ベルト２０に樹脂Ｗが吐出される以前にブロアやヒーター等の熱風をあてて加熱したり、熱媒体と接触させることによっても同様の効果を得ることができる。さらに、第1版ベルト２０に追従する加熱されたガイドロールを設置し、第１版ベルト２０とともに搬送する方法によっても同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
なお、シート状の樹脂Ｗが内部応力緩和区間を通過する時間は、３０秒〜３分の範囲に設定されていることが好ましい。この時間は、ガイドロール２３の送り速度を変更することにより容易に調整することが可能である。通過時間を上記範囲に設定することにより、シート状の樹脂Ｗの内部応力を確実に緩和させながらも、生産性を確保することができる。
【０１２０】
（光学シート）
次に本実施形態の光学シート１００について説明する。この光学シート１００は、上述した光学シート製造装置１及び光学シート製造方法により成形されたものである。
図５に示すように、光学シート１００は、光源を一方の面側から入射した光の光路を制御して他方の面側から射出するものであって、一方の面と他方の面との両面に微細凹凸形状１０１，１０２を備えている。また、光学シート１００は、単層であってもよく、複数層が積層された積層構造体であってもよい。
【０１２１】
光学シート１００の両面に微細凹凸形状１０１，１０２を備えていることにより、光を表面散乱させることができるため、輝度向上やランプイメージの低減等の効果を得ることができる。また、他の部材と接触させた際に微細凹凸形状１０１，１０２により空隙を得ることができるため、例えば、光学シート１００と拡散シートとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことが可能となる。
【０１２２】
この光学シート１００の一方の面及び他方の面の少なくとも一方の微細凹凸形状１０１，１０２は、十点平均粗さＲｚを５０μｍ以上２００μｍ以下、算術平均粗さＲａを３．０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲に設定されていることが好ましい。
また、微細凹凸形状１０１，１０２が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が４０〜７０°、プリズム間隔が２０〜２００μｍの範囲内に設定されているものであってもよい。
さらに、微細凹凸形状１０１，１０２が、多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしているものであってもよい。
また、これら微細凹凸形状１０１，１０２は規則的に配列されていてもよいし、不均一に配列されていてもよい。
いずれにしろ、微細凹凸形状１０１，１０２当該光学シート１００を製造する光学シート製造装置１の第１版ベルト２０及び第２版ロール３１の型形状２１，３２に依存する。
【０１２３】
光学シート１００に使用される樹脂Ｗは、透明樹脂や色付きの樹脂あるいは不透明な樹脂であっても良く、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリプロピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の等の汎用プラスチックの他、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリオキシメチル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルフィド）等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを使用できる。
【０１２４】
このような樹脂に分散混入される光散乱粒子１０３としては、真球形状もしくは不定型形状粒子が用いられる。
また、この光散乱粒子１０３と樹脂Ｗとの屈折率差の値は０．０２以上に設定されている。当該範囲内ならば光拡散性を得ることができ、視野角分布の調整を適切に行うことが可能となる。
【０１２５】
さらに、光散乱粒子１０３の平均粒径は０．５〜１２μｍの範囲に設定されている。光散乱粒子１０３の平均粒径が０．５μｍ未満又は１２μｍを超える場合には光拡散性が充分でなく、視野角分布の調整を行うことができないので好ましくない。この点、光散乱粒子１０３の平均粒径が０．５〜１２μｍの範囲内ならば、十分な光散乱性を得ることができる。
なお、この光散乱粒子１０３の平均粒径は、２〜６μｍ以下であることがより好ましい。
【０１２６】
この光学シート１００においては、各樹脂Ｗ内における光散乱粒子の混合量が０．１〜３０重量％の範囲においては、ある程度の光拡散性を維持しながらも非常に高い光透過性を有することで、表裏の微細凹凸形状１０１，１０２により光を損失することなく伝搬することができる。そのため、ある程度の光透過性を維持しながらも非常に高い光拡散性により光を均一化することでランプイメージの低減しつつ正面輝度を向上させる効果を得ることが可能となる。
【０１２７】
光散乱粒子１０３の材料としては、無機微粒子または有機微粒子からなる粒子が用いられる。この例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子、硫化亜鉛金属粒子、アルミニウムや銀等の金属粒子を挙げることができる。これらの高屈折率透明粒子、金属粒子は１種類を使用しても良いし、複数種類を混ぜて使用しても良い。
【０１２８】
なお、光散乱粒子１０３の代わりに空気を含む微細な空洞を作成する場合、あらかじめ主となる材質中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。
【０１２９】
一体型の光学シート１００に求められる機能としては、光源からの光を拡散する機能、拡散させた光を所望の配光分布に調光する機能がある。これらの機能はそれぞれ異なる層に付与される場合もあるし、複数の部材に重複して付与される場合もある。さらに、一体型の光学シート１００には、自立状態でしわが発生しないような剛性も求められる。この剛性は一体型の光学シート１００が複数の層から構成されている場合、特定の層に付与しても良いし、各層に付与しても良い。また、個々の層の剛性が不足していても、一体型の光学シート１００として剛性を有していれば良い。
【０１３０】
光学シート１００は、シート状やプレート状あるいは板状をなすものであっても良く、総厚みが２００μｍ以上３０００μｍ以下であることが望ましい。総厚みが２００μｍ以下の場合には、薄くコシがないため撓みやシワが生じるという問題がある。一方、総厚みが３０００μｍ以上では光学シート１００を透過する光源からの光量が少なくなるため、実用性に乏しいという問題がある。
【０１３１】
以上のような光学シート１００は、この光学シート１００のみを用いたバックライトに使用することが好ましい。なお。所望の光学性能や外観が得られない場合、拡散シートを併用しても良い。即ち、光学シート１００は単体で用いてもよいし、拡散板や集光フィルム、拡散フィルム等と少なくとも１つ以上と組み合わせて用いてもよい。
また、光源が線状ではない場合、光学シート１００の少なくとも一部に穴をあけ、光源からの光を覆い隠すことがないようにしてもよい。
【０１３２】
また、光学シート１００は、光源側に配置される少なくも一層又は表面凹凸形状に紫外線吸収剤が添加されたものであってもよい。これにより、光源から照射される紫外線による光学シート１００の自体の劣化を抑制することができ長寿命化を図ることができる。さらには、光学シート１００の光射出面に対向して配置されたレンズシートや拡散フィルム、集光シート等の紫外線による劣化を抑制することができる。
この紫外線吸収剤としては、例えば、２−（２’− ヒ泥記し−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、２−ヒドロキシ−４− メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、２−エトキシ−２’−エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル−２− シアノ−３，３− ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。
【０１３３】
なお、上記のように表裏の微細凹凸形状１０１、１０２と拡散シートとの間に空隙（空気層）が形成されることにより、当該空隙による拡散効果を得ることも可能である。
【０１３４】
（バックライトユニット、ディスプレイ装置）
次に、本実施形態のバックライトユニット及びディスプレイ装置について説明する。
図６に示すように、実施形態に係るディスプレイ装置１１０は、上方に光を照射するバックライトユニット１１１の光の射出側に、画像表示素子１１２を重ねて設けることで構成される液晶ディスプレイ装置であり、画像表示素子１１２から観察者側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで画像を表示するものである。
【０１３５】
画像表示素子１１２は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、画像品位の高い画像を表示させることができる。
【０１３６】
この画像表示素子１１２としては、本実施形態においては、液晶表示素子が用いられている。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
【０１３７】
この画像表示素子１１２としての液晶パネルは、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶セル（表示素子又はパネル）の背面側及び観察者側に、光の偏光方向を制御する偏光板が積層されることで構成されている。また、液晶セルは、一対のガラス基板と、それらの間に挟持された液晶層とを含んで構成されている。
【０１３８】
なお、画像表示素子１１２は、本実施形態においてはいわゆる透過型表示パネルであるが、半透過型表示パネルであってもよい。あるいは、液晶セルを含んだ液晶パネルとしての画像表示素子１１２に代えて、他の表示パネル、例えば、光透過性の着色パターンによって静止画像を表示する表示パネルを使用してもよい。
【０１３９】
バックライトユニット１１１は、画像表示素子１１２の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、光源部１１３の光の出射方向側に、光学シート１００、レンズシート１１４、拡散シート１１５、ＢＥＦ等の集光シート１１６、拡散シート１１７がこの順で積層されることで構成されている。
なお、拡散シート１１７に代えて、偏光分離シートを採用してもよい。
【０１４０】
光源部１１３は、複数の光源１１３ａが配置される背面側及び側面側がランプハウス１１３ｂで囲われることで構成された直下型方式が採用されている。
光源１１３ａとしては、冷陰極蛍光ランプの他、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているＬＥＤ、ＥＬ、半導体レーザー等を用いることができる。
【０１４１】
なお、光源１１３ａとしてＬＥＤを用いる場合、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、拡散機能をもつ光学制御要素を用いて赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものも使用できる。
【０１４２】
このような光源部１１３の正面側に積層される光学シート１００と光源１１３ａとの距離は２０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。また、光学シート１００と画像表示素子１１２との距離は、４０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。これ以上の距離の場合にはバックライトユニット１１１が厚くなり薄型のディスプレイ装置１１０を作成することができなくなってしまう。
【０１４３】
なお、バックライトユニット１１１においては、ますます薄型化が進んでおり、それに従って光源１１３ａと光学シート１００の距離も短くなっているが、上記実施形態の光学シート１００を使用すれば、直下型やサイドエッジ型のバックライトユニットにおいても、光源１１３ａ同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
【０１４４】
さらにディスプレイ装置１１０もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート１００のサイズも大きくなっていくが、上記実施形態の光学シート１００は一体型であるため薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置１１０にも十分に使用できる。
【０１４５】
次に、上記構成からなるバックライトユニット１１１及びディスプレイ装置１１０の作用について説明する。
光源１１３ａから出射された光は、直接的に光学シート１００に入射し、又はランプハウス１１３ｂでの反射を介して光学シート１００に入射する。そして、光学シート１００に入射した光は、当該光学シート１００の一方の面（入射面）の微細凹凸形状１０１によって屈折し、光学シート１００内部で散乱を繰り返しながら適宜の角度範囲に広がり角を有する拡散光として伝播され、光学シート１００の他方の面（射出面）の微細凹凸形状１０２によって屈折されて出射させられる。
【０１４６】
このように光学シート１００を通過した光は、レンズシート１１４、拡散シート１１５、ＢＥＦ等の集光シート１１６、拡散シート１１７を通過し、最終的に画像表示素子１１２を通過することにより、画像表示として観察者に視認される。
【０１４７】
このように拡散及び屈折による作用を受けて、伝搬する光に光路差が生じることで、光源１１３ａ直上から離間した位置にも光を到達させることができる。即ち、明所を大きく広げることで、ランプイメージを低減させることが可能となる。
また、このように光学シート１００のみで高い拡散機能が得られるため、別途、拡散フィルム等を設ける必要はなくとも十分な効果を得ることができる。したがって、部品点数を削減して製造コストを低下させることが可能となる。
【０１４８】
さらに、光学シート１００は、正面方向（観察者側）に集光機能を有する微細凹凸形状１０１，１０２を備えているため、当該微細凹凸形状１０１，１０２による集光機能を得ることができる。したがって、ランプイメージを低減させながら非常に高い正面輝度を得ることが可能となる。
【０１４９】
なお、光学シート１００は、単層構造であってもよいし多層構造であってもよく、微細凹凸形状１０１，１０２のいずれが光源部１１３側に配置されてもよい。
【０１５０】
また、光学シート１００の正面側に光拡散フィルムが配置されていてもよい。これにより、光学シート１００の作用に加えて光拡散フィルムによる集光機能を得ることができることから、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。
【０１５１】
さらに、光学シート１００は、それ自体を薄く形成した場合であっても強度を高く維持することができ、また、ディスプレイ装置１１０の画像表示品位を優れたものとすることができるため、大型のディスプレイに用いるのが好適である。
【０１５２】
なお、光学シート１００は、光源部１１３からの光の輝度を向上させるために用いる用途以外にも、ディスプレイ装置１１０の視野角をコントロールするためやコントラストを向上させるために利用することも可能である。
さらに、例えば、投射スクリーンで投射された光の輝度を向上させるためや、太陽電池用の光制御を行う用途にも利用することも可能である。また、光学シート１００は、照明光源からの光を均一に拡散、集光させることができるため、照明カバーや看板あるいは、建材等に利用することも可能である。
【０１５３】
このような光学シート１００を用いた本実施形態のバックライトユニット１１１によれば、光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化されるとともに、正面方向の輝度が向上された光を液晶パネルに入射させることが可能となる。
そのため、ディスプレイ装置１１０においては、高輝度かつランプイメージが低減された画像を表示することができる。
また、ランプイメージ低減効果及び輝度が高いため、光源部１１３の光源１１３ａの数を減らすことができるため、バックライトユニット１１１及びディスプレイ装置１１０の省エネ化を図ることが可能となる。
【実施例】
【０１５４】
実施形態に係る光学シート１００を作製し、その物性の評価を行った。以下、作製した光学シート１００の具体的構成、試験方法及び試験結果について説明する。
【０１５５】
（第１版の作成方法）
基材となるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートにＵＶ硬化性樹脂を塗工し、所望の凸形状の金型を押し当てながらＵＶを照射し、凹状シリンドリカル形状をなすピッチ５０μｍの型形状を有する第１版ベルト２０を作製した。
【０１５６】
（外部加温設備の設置）
幅１２００ｍｍ、高さ３０ｍｍ、流れ方向長さ１２００ｍｍの空隙内部に、第１版ベルト２０と樹脂Ｗが通過できるようにその周囲を厚み３ｍｍのステンレス板で覆い、電熱線を設置して外部加温設備５１を構成した。
【０１５７】
（第２版の作成方法）
金属ロールの表面にピッチ７５μｍの凹状形状の型形状を切削し、表面にクロム鍍金処理を施すことで第２版ロール３１を作製した。
【０１５８】
（樹脂積層体の作成）
ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）とポリメタクリル酸メチル樹脂フィラーを０．５ｗｔ％、０ｗｔ％、２５ｗｔ％混合させた樹脂を２６０℃で溶融させ、共押し出しにより押出ダイ１０のダイ１２からシート状に吐出させた。
吐出させた樹脂をあらかじめ２６０℃まで加熱しておいた第１版ベルト２０で受け、空隙内部を２６０℃に温めた１２００ｍｍの内部応力緩和区間５０を２ｍ／分の速度で移送した
内部応力緩和区間５０通過後、線圧を０．９５ｋｇｆ/ｃｍとして、第１版ベルト２０と第２版ロール３１とによって樹脂Ｗを挟み込むように狭圧し、シート状の樹脂Ｗの両面に微細凹凸形状１０１，１０２を賦形した。
【０１５９】
（撓みの確認）
作成した光学シート１００を３７型のサイズにカット後、平面に平置きして設置面から四角および四辺中央の浮き量を測定した。
【０１６０】
(バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法）
作成した光学シート１００を３７型のサイズにカットし、表面凹凸形状を冷陰極管と対向し、シリンドリカルレンズアレイであれば光源と平行になるように、バックライトユニット１１１に配置した。
【０１６１】
（応力緩和区間の有無による製品の撓み評価）
応力緩和区間を設けずに成形した光学シートと比較した結果を表１に示す。なお、表１における撓み量は、図９に示すように、光学シートを水平面上に載置した場合における該水平面からの外周縁部の距離を示しており、（１）〜（８）は、測定箇所を示している。
この結果から応力緩和区間を設けることにより、製品の撓みの発生を抑制できることが判明した。
【０１６２】
【表１】
0005515543.tif 000002
【０１６３】
（バックライトユニット、ディスプレイ装置の拡散性評価）
拡散性能評価は、市販の拡散板との比較により行った。評価結果を表２に示す。
実施例に係る光学シート１００においては、市販の拡散板を１とした場合の積算光量が０．８、拡散効果が正面３．０、斜め３．５となり、従来の拡散板と比較して十分な拡散性を得ることができた。しかしながら、全光線透過率が低く、表示画像が著しく暗かった。一方で、市販品に比べ大幅な膜圧削減が可能となり、光源間の輝度ムラが大幅に低減され、光干渉によるモアレの発生も抑制された。
【０１６４】
【表２】
0005515543.tif 000003
【符号の説明】
【０１６５】
１    光学シート製造装置
１０  押出ダイ
１１  押出機
１２  ダイ
２０  第１版ベルト
２０ａ       ベルト表面
２０ｂ       ベルト裏面
２１  型形状
２３  ガイドロール
２３ａ       第１のガイドロール
２３ｂ       第２のガイドロール
２３ｃ       第３のガイドロール
３０  凹凸成形部
３１  第２版ロール
３１ａ       ロール表面
３２  型形状
３３  押圧ロール
４０  搬送ロール
５０  内部応力緩和区間
５１  外部加温設備（加熱設備）
６０  光学シート製造装置
６１  押出機
６２  ダイ
６３  第１ロール
６４  第２ロール
６５  第３ロール
６６  第４ロール
６７  搬送ロール
６８  搬送ロール
１００       光学シート
１０１       微細凹凸形状
１０２       微細凹凸形状
１０３       光散乱粒子
１１０       ディスプレイ装置
１１１       バックライトユニット
１１２       画像表示素子
１１３       光源部
１１３ａ     光源
１１３ｂ     ランプハウス
１１４       レンズシート
１１５       拡散シート
１１６       集光シート
１１７       拡散シート
【図１】
0005515543.tif 000004
【図２】
0005515543.tif 000005
【図３】
0005515543.tif 000006
【図４】
0005515543.tif 000007
【図５】
0005515543.tif 000008
【図６】
0005515543.tif 000009
【図７】
0005515543.tif 000010
【図８】
0005515543.tif 000011
【図９】
0005515543.tif 000012