(57)【要約】  本発明の課題は、底角の異なる二等辺三角形状の複数の畝部１ａ〜１ｃの組Ｓを繰り返し上面に配列形成することにより、ＣＣＦＬ２からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、このＣＣＦＬ２の配置位置にも依存しない光学シート１及びこれを用いたバックライトユニットを提供することにある。  本発明は、直下ライト方式のバックライトユニットに用いる光学シート１の上面に凸状の畝部が多数配列形成された光学シート１において、各ＣＣＦＬ２に対応する光学シート１の領域内のこれらの畝部が、相互に形状の異なる３種類の畝部１ａ〜１ｃの配列の組Ｓをさらに繰り返し配列したものから構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直下ライト方式のバックライトユニットに用いる光学シートであって、透光性シートにおける光が出射する側の表面に凸状の畝部又は凹状の溝部が多数配列形成された光学シートにおいて、
各線光源に対応する光学シートの領域内のこれらの畝部又は溝部が、相互に形状の異なる複数の畝部又は溝部の配列の組をさらに繰り返し配列したものからなることを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の配列の順序が相違している場合があることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記各畝部又は溝部の形状が、配列方向に直交する面を中心に左右対称形であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の畝幅又は溝幅がそれぞれ異なっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が９０°未満の三角形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項６】
前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が二等辺三角形であり、前記各組における各畝部又は溝部の形状の相違が、この二等辺三角形の底角の相違であることを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
【請求項７】
前記各組における形状の異なる各畝部又は溝部が、これら畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状の三角形の底辺の両内角の和が大きいものほど、これら畝部又は溝部の畝幅又は溝幅が広いものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の光学シート。
【請求項８】
前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が９０°以下の四角以上の多角形、又は、半円弧以下の円弧形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項９】
前記各組に２以上、１０以下の畝部又は溝部が配列されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光学シート。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光学シートを１以上の線光源の正面側に配置したことを特徴とする光学シートを用いたバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性樹脂シートの少なくとも一方の表面に凸状の畝部又は凹状の溝部が多数配列形成された光学シート及び、この光学シートを用いた液晶ディスプレイ等のバックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビ受像機やパーソナルコンピュータ等に用いられる液晶ディスプレイのバックライトは、液晶パネルの背面側に直管形のＣＣＦＬ（冷陰極管）等からなる線光源を間隔をあけて複数本配置した直下ライト方式と、液晶パネルの背面側に導光板を配置し、この導光板の側方に線光源を配置したエッジライト方式等がある。【０００３】
従来の直下ライト方式のバックライトユニットは、線光源の正面側の液晶パネルとの間に、拡散シート（拡散板）等と共に、又は、この拡散シート等の代わりに、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを配置する場合があった（例えば、特許文献１参照。）。平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いると、平凸型シリンドリカルレンズを配置した場合と同様に、線光源から放射状に出射される光を集光して正面向きの平行光として液晶パネルに導くことができる。しかも、この光学シートは、平凸型シリンドリカルレンズよりもレンズ厚を薄くできるので、バックライトユニットの大幅な軽量小型化とコストダウンを図ることができる。【０００４】
また、上記光学シートに代えて、透光性樹脂シートの表面に、線光源からの距離が遠いほど底角が大きい凹状三角形の溝部（凸状三角形の畝部）を多数配列形成した光学シートを用いる場合もあった（例えば、特許文献２参照。）。この光学シートを用いた場合も、線光源からの距離が遠くなり光が斜めに入射するほど、溝部での屈折が大きくなるので、出射する光を正面向きの平行光に近づけて液晶パネルに導くことができる。【０００５】
さらに、直下ライト方式やエッジライト方式のバックライトユニットでは、透光性シートの表面に円錐形やピラミッド形（四角錐形）の凸部を縦横に多数配列形成した光学シートを用いる場合もあった（例えば、特許文献３参照。）。この光学シートを用いると、直下ライト方式の線光源から入射した光や、エッジライト方式の導光板を介して入射した光をできるだけ正面向きに変えて出射し液晶パネルに導くことができる。【０００６】
ところが、上記円錐形等の凸部を縦横に配列形成した光学シートは、本来様々な方向の成分を有する散乱光を正面を向く方向成分の多い光に変えて出射することにより正面輝度を高める働きをするものである。従って、図１６に示すように、この光学シート１を直下ライト方式のバックライトユニットに用いた場合、ＣＣＦＬ２の真上の位置Ｅ０では光学シート１の上面のプリズム状の凸部での全反射が多くなり、左右方向にある程度離れた位置Ｅ１では上向き成分の多い光が出射するものの、さらに左右方向に離れた位置Ｅ２ではこれら左方向や右方向に出射光が傾斜することになるので、ＣＣＦＬ２の配置位置に応じた大きな輝度ムラが発生する。このため、従来の直下ライト方式のバックライトユニットにこの光学シート１を用いた場合には、ＣＣＦＬ２と光学シート１との間に例えば複数枚の拡散シート等を配置して、ＣＣＦＬ２からの光を事前に十分に拡散させておく必要があるので、この拡散シート等が高価になるという問題があった。【０００７】
これに対して、図１７に示すように、直下ライト方式のバックライトユニットに上記平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート１や底角が変化する凹状三角形の溝部等を配列形成した光学シート１を用いた場合には、ＣＣＦＬ２からの距離が遠くなるほど光学シート１の上面での屈折角が大きくなるので、このＣＣＦＬ２からの距離にかかわらず、上向きの光を出射することができる。【０００８】
しかしながら、これらの平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート１や底角が変化する凹状三角形の溝部等を配列形成した光学シート１は、上面の凹凸パターンに対応して下方のＣＣＦＬ２の配置位置が決まっているので、図１８に示すように、このＣＣＦＬ２が光学シート１の中央位置Ｃよりも左右方向にずれると、出射光が上向きにはならず傾斜する。このため、従来は、光学シート１の裁断位置にずれが生じないようにしたり、ＣＣＦＬ２の取り付け位置にずれが生じないようにする精密な作業が要求されるだけでなく、ＣＣＦＬ２の本数を増減する等の設計変更に対応できないという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−３３８６１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４５８７号公報
【特許文献３】実開平７−８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、例えば底角の異なる三角形状のように、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組を繰り返し表面に配列形成することにより、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、この線光源の配置位置にも依存しない光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の光学シートは、直下ライト方式のバックライトユニットに用いる光学シートであって、透光性シートにおける光が出射する側の表面に凸状の畝部又は凹状の溝部が多数配列形成された光学シートにおいて、各線光源に対応する光学シートの領域内のこれらの畝部又は溝部が、相互に形状の異なる複数の畝部又は溝部の配列の組をさらに繰り返し配列したものからなることを特徴とする。【００１１】
請求項２の光学シートは、前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の配列の順序が相違している場合があることを特徴とする。【００１２】
請求項３の光学シートは、前記各畝部又は溝部の形状が、配列方向に直交する面を中心に左右対称形であることを特徴とする。【００１３】
請求項４の光学シートは、前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の畝幅又は溝幅がそれぞれ異なっていることを特徴とする。【００１４】
請求項５の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が９０°未満の三角形状であることを特徴とする。【００１５】
請求項６の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が二等辺三角形であり、前記各組における各畝部又は溝部の形状の相違が、この二等辺三角形の底角の相違であることを特徴とする。【００１６】
請求項７の光学シートは、前記各組における形状の異なる各畝部又は溝部が、これら畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状の三角形の底辺の両内角の和が大きいものほど、これら畝部又は溝部の畝幅又は溝幅が広いものであることを特徴とする。【００１７】
請求項８の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が９０°以下の四角以上の多角形、又は、半円弧以下の円弧形状であることを特徴とする。【００１８】
請求項９の光学シートは、前記各組に２以上、１０以下の畝部又は溝部が配列されていることを特徴とする。【００１９】
請求項１０の光学シートを用いたバックライトユニットは、前記光学シートを１以上の線光源の正面側に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組が光学シートの表面に繰り返し配列形成されるので、線光源からの距離が相違しても、各組のいずれかの畝部や溝部から出射する光がある程度正面側を向くようになり、この線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができる。また、各組にはそれぞれ同じ形状の畝部や溝部が存在するので、線光源の配置位置も任意となり、この線光源の位置ずれの影響がなくなるだけでなく、この線光源の本数の増減等の設計変更にも容易に対応することができるようになる。【００２１】
請求項２の発明によれば、各組に同じ形状の畝部や溝部が存在すればよく、これら畝部や溝部の配列の順序は任意であるから、この配列順序が相違している場合があっても本発明の効果に影響はない。【００２２】
請求項３の発明によれば、各畝部や溝部の形状が左右対称であるため、線光源の左右いずれの側であるかに応じた輝度ムラが発生するのを防止することができる。また、複数の線光源が左右に間隔をあけて並んでいる場合、これらの線光源の間では、左右双方の線光源からの光を有効に利用することができるようになる。【００２３】
請求項４の発明によれば、畝部又は溝部の形状に応じて畝幅又は溝幅の広狭を調整できる。ここで、畝幅又は溝幅が広ければ、線光源からの光をより多くその畝部又は溝部に取り込むことができる。従って、畝幅又は溝幅が全て等しいとすると、各畝部又は溝部の形状によっては入射光の利用率（畝部又は溝部における、全入射光に対する、ある程度正面側を向いて出射する光の割合）に相違がある場合に、この畝幅又は溝幅を調整することにより、入射光の利用率をできるだけ均一にすることが可能となる。【００２４】
なお、ここで、畝幅又は溝幅とは、光学シートのシート面（畝部又は溝部を均して平均化した平坦面に平行な面であり、下面がフラットな場合はこの下面に平行な面）に沿った、畝部又は溝部の配列方向（光学シートのシート面上における畝長又は溝長に直交する方向）の長さをいう。【００２５】
請求項５の発明によれば、畝部の場合には三角柱状となり、溝部の場合には三角筒内面状となるので、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。【００２６】
なお、ここで、底辺とは、畝部又は溝部の両斜面を縦断面形状の両斜辺とした三角形における光学シートのシート面に沿った仮想的な辺をいう。【００２７】
請求項６の発明によれば、各畝部や溝部の形状が左右対称であり、畝部の場合には三角柱状となり、溝部の場合には三角筒内面状となるので、線光源の左右いずれの側であるかに応じた輝度ムラが発生するのを防止するだけでなく、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。【００２８】
なお、ここで、二等辺三角形の底角とは、二等辺三角形の底辺の内角（両内角は等しい）のことである。【００２９】
請求項７の発明によれば、各組の畝部又は溝部は、縦断面形状の三角形の頂角が小さく尖ったものほど畝幅又は溝幅が広くなるので、入射光を多く取り込むことができる。そして、頂角が小さく尖った畝部又は溝部ほど、入射光の利用率は低下するので、このような畝部又は溝部ほど入射光を多く取り込むようにすれば、頂角の異なる各畝部又は溝部における入射光の利用率を均一化することができるようになる。【００３０】
請求項８の発明によれば、畝部の場合には半多角柱状や半円柱状となり、溝部の場合には半多角筒内面状や半円筒内面状となるので、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。【００３１】
請求項９の発明によれば、各組に２以上の形状の異なる畝部や溝部があるので、各組のいずれかの畝部や溝部から出射する光を確実にある程度正面側を向くようにすることができる。しかも、各組の畝部や溝部は１０以下であるため、１組の畝部や溝部の範囲を十分に狭くすることができ、組ごとの輝度ムラを抑制することができる。【００３２】
請求項１０の発明によれば、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすと共に、線光源の配置位置や配置数に依存することのないバックライトユニットを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、光学シートを用いたバックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、バックライトユニットに用いられる光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、光学シートにおける１組の畝部を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、光学シートにおける中心位置（ａ）と右方向に離れた位置（ｂ）とさらに右側に離れた位置（ｃ）の部分拡大縦断面正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すものであって、各畝部の畝幅が相違するようにした光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すものであって、各畝部の高さを揃えた光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すものであって、各畝部の高さを嵩上げした光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示すものであって、各畝部の縦断面形状を等脚台形状とした光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示すものであって、各組の畝部の配列順序を不規則に相違させた光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すものであって、各組の畝部を左右に分散して偏らせた光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示すものであって、各組の畝部を左右に分散して偏らせると共に配列順序を不規則に相違させた光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示すものであって、樹脂シートを２層にした光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態を示すものであって、樹脂シートを３層にした光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１４】本発明の実施例を示すものであって、表２における光源・シート間距離を変えて測定した均斉度を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施例を示すものであって、表２における光源・シート間距離を変えて測定した輝度を示すグラフである。
【図１６】従来例を示すものであって、円錐形の凸部を縦横に配列形成した光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１７】従来例を示すものであって、底角が変化する凹状三角形の凸部を配列形成した光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【図１８】従来例を示すものであって、ＣＣＦＬが中心位置からずれた場合の光学シートの部分拡大縦断面正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    光学シート
１ａ  畝部
１ｂ  畝部
１ｃ  畝部
１ｄ  畝部
１ｅ  畝部
１１  基材層
１２  表面層
１３  裏面層
２    ＣＣＦＬ
３    反射板
４    液晶パネル
Ｂ    畝幅
Ｓ    組
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図９を参照して説明する。なお、これらの図においても、図１６〜図１８に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。【００３６】
本実施形態は、図１に示すように、液晶ディスプレイにおける直下ライト方式のバックライトユニットについて説明する。このバックライトユニットは、光学シート１の下方（背面側）に、長手方向を前後方向に向けた直管型のＣＣＦＬ２を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置したものであり、これらのＣＣＦＬ２の下方には、下向きに出射された光を有効利用するための反射板３を配置している。そして、液晶パネル４は、この光学シート１の上方（正面側）に配置される。また、この光学シート１の上方の液晶パネル４との間には、拡散シート等が配置される場合もある。【００３７】
上記光学シート１は、図２に示すように、透明な樹脂シートからなり、ＣＣＦＬ２からの光が入射する下面はフラット面となっている。また、ＣＣＦＬ２からの光が出射するこの光学シート１の上面は、上下左右方向に沿う面での縦断面形状が二等辺三角形となる凸状であって、前後方向に長い畝部１ａ〜１ｃが左右方向に多数配列形成されている。しかも、これらの畝部１ａ〜１ｃは、各ＣＣＦＬ２に対応する光学シート１の領域内において、二等辺三角形の底角が異なる複数の畝部１ａ〜１ｃを配列した組Ｓがさらに多数組繰り返し配列されるようになっている。【００３８】
本実施形態の場合、光学シート１の上面の１つの組Ｓは、図３に示すように、底角θ１が５５°の畝部１ａと、底角θ２が４５°の畝部１ｂと、底角θ３が２５°の畝部１ｃとの３種類の畝部１ａ〜１ｃを１つずつ右から左に並べて配列している。また、これらの畝部１ａ〜１ｃは、二等辺三角形の底辺に相当する部分の長さである畝幅Ｂが等しくなるようにしている。従って、これらの畝部１ａ〜１ｃは、最大の底角θ１を有する畝部１ａの凸状が最も上方に突出して高く、最小の底角θ３を有する畝部１ｃの凸状が最も低くなり、中間の底角θ２を有する畝部１ｂの凸状は中間の高さとなる。【００３９】
なお、本発明において１組として配列される畝部の数は、２以上、１０以下が適当であり、より好ましくは３以上、５以下である。また、各ＣＣＦＬ２に対応する光学シート１の領域内の組数は、図２では各畝部１ａ〜１ｃの凸状を拡大して見やすくするために９組示しているが、実際にはさらに多数の組が配列することが好ましい。【００４０】
ここで、各ＣＣＦＬ２に対応する光学シート１の領域とは、ＣＣＦＬ２が１本の場合には、光学シート１の光学的有効部分の全領域をいい、ＣＣＦＬ２が複数本ある場合には、これらのＣＣＦＬ２の丁度中央にある左右方向に直交する面で区切られた光学シート１の光学的有効部分の各領域をいう。ただし、この光学シート１の領域の境界に畝部１ａの組の境界が正確に一致している必要はなく、組の左右の端の内側や畝部１ａの左右の端の内側にこの光学シート１の領域の境界があってもよい。従って、各ＣＣＦＬ２に対応する光学シート１の領域内の組数も、必ずしも整数である必要はない。【００４１】
上記構成によれば、光学シート１における図２に示すＣＣＦＬ２の真上の位置Ｅ０の付近では、図４（ａ）に示すように、このＣＣＦＬ２からの光が底角の大きな畝部１ａや畝部１ｂでは全反射することも多くなるが、底角が最小の畝部１ｃから出射する光はほぼ上向きとなる。また、光学シート１におけるＣＣＦＬ２の真上より少し左右方向に離れた位置Ｅ１の付近では、図４（ｂ）に示すように、このＣＣＦＬ２からの光が底角の最大の畝部１ａと最小の畝部１ｃでは左右方向に傾斜するが、底角が中間の畝部１ｂから出射する光はほぼ上向きとなる。さらに、光学シート１におけるさらに左右方向に遠く離れた位置Ｅ２の付近では、図４（ｃ）に示すように、このＣＣＦＬ２からの光が底角の小さい畝部１ｂや畝部１ｃでは左右方向に傾斜するが、底角が最大の畝部１ａから出射する光はほぼ上向きとなる。なお、図４では、光学シート１の下面での入射光の屈折は省略して示している。【００４２】
従って、本実施形態の光学シート１は、凸状の縦断面形状である二等辺三角形の底角が異なる３種類の畝部１ａ〜１ｃからなる組Ｓが上面に繰り返し配列形成されているので、ＣＣＦＬ２からの左右方向の距離が相違しても、各組Ｓのいずれかの畝部１ａ〜１ｃから出射する光がほぼ上向きとなる。このため、ＣＣＦＬ２から左右方向に離れた距離に応じて輝度にムラが生じるのを防止できるので、均斉度を高めることができる。また、ＣＣＦＬ２から左右方向に大きく離れた位置でも輝度の低下を少なくすることができるので、従来と同程度の均斉度が得られればよいのであれば、ＣＣＦＬ２の間隔距離を広げることにより、バックライトユニットに用いるＣＣＦＬ２の本数を減らし、省エネルギー化とコストダウンを図ることもできる。【００４３】
しかも、本実施形態の光学シート１は、３種類の畝部１ａ〜１ｃが配列された組Ｓが多数上面に配列形成されるので、ＣＣＦＬ２の左右方向の配置位置が任意となり、このＣＣＦＬ２の位置ずれの影響がなくなるだけでなく、このＣＣＦＬ２の本数の増減等の設計変更にも容易に対応することができるようになる。【００４４】
なお、上記実施形態の光学シート１では、各組Ｓの３種類の畝部１ａ〜１ｃの畝幅Ｂを一定とする場合を示したが、図５に示すように、各畝部１ａ〜１ｃの畝幅Ｂ１〜Ｂ３が相違するようにしてもよい。特に、この図５に示すように、畝部１ａ〜１ｃにおける凸状の縦断面形状の三角形の底辺の両内角の和が大きいものほど、即ち、ここでは二等辺三角形の底角が大きいものほど畝幅Ｂ１〜Ｂ３が広くなるようにすれば、この二等辺三角形の頂角が小さく尖った畝部１ａ〜１ｃほど畝幅Ｂ１〜Ｂ３が広くなるので、入射光を多く取り込むことができる。そして、頂角が小さく尖った畝部１ａ〜１ｃほど、入射光の利用率は低下するので、頂角の異なる３種類の畝部１ａ〜１ｃにおける入射光の利用率を均一化することができるようになり、均斉度を高めることができるようになる。【００４５】
また、上記実施形態の光学シート１では、各組Ｓの３種類の畝部１ａ〜１ｃの凸状の高さが相違する場合を示したが、図６に示すように、凸状の高さを揃えるようにしてもよい。ただし、この場合には、図５に示した場合とは逆に、二等辺三角形の頂角が小さく尖った畝部１ａ〜１ｃの畝幅Ｂ１〜Ｂ３ほど狭くなるので、ＣＣＦＬ２からの左右方向の距離が遠い位置では輝度を十分に得られないおそれがある。そこで、図７に示すように、もともと凸状の高さが低い畝部１ｂや畝部１ｃについては、上方に平行移動して嵩上げを図ることにより、畝部１ａ〜１ｃの畝幅Ｂは一定としながら、凸状の高さも揃えるようにすることができる。【００４６】
また、上記実施形態の光学シート１では、各畝部１ａ〜１ｃの底角θ１〜θ３が５５°と４５°と２５°である場合を示したが、これらの底角θ１〜θ３は、互いに相違すればよいので、具体的な角度の値は任意である。ただし、この底角の最大値は、４０°以上７０°以下であることが好ましく、５０°以上７０°以下であればより好ましく、５５°以上６０°以下であればさらに好ましい。この底角の最大値が６０°を超え、特に７０°を超えて大きくなりすぎると、畝部１ａ〜１ｃの畝幅Ｂを十分な広さとした場合に、凸状の高さが高くなりすぎて、光学シート１の成形性が悪くなり、取り扱いも難しくなる。そして、この底角の最大値が５５°より小さく、特に４０°より小さくなると、各畝部１ａ〜１ｃの底角の差も少なくなるので、輝度ムラをなくして均斉度を高める効果が十分に得られなくなる。【００４７】
しかも、この底角の最小値は、２５°以下であることが好ましく、２０°以下であればより好ましい。この底角の最小値が２０°を超え、特に２５°を超えて大きくなりすぎると、各畝部１ａ〜１ｃの底角の差も少なくなるので、輝度ムラをなくして均斉度を高める効果が十分に得られなくなる。この底角の最小値は、０°であってもよく、従って、各組Ｓのいずれか一つの畝部は平坦面であってもよい。【００４８】
また、上記実施形態の光学シート１では、畝部１ａ〜１ｃの縦断面形状が二等辺三角形（又はこの二等辺三角形を基礎とした形状）である場合を示したが、図８に示すように、これらの二等辺三角形の頂部を水平に切り取った等脚台形状としてもよい。さらに、この切り取った頂部に底角の小さい二等辺三角形を載置した将棋の駒形状の五角形としてもよく、六角以上の多角形とすることもできる。【００４９】
また、上記実施形態の光学シート１では、畝部１ａ〜１ｃの縦断面形状の三角形等における各角部が尖った状態である場合を示したが、現実には製造上の都合で、各角部が多少鈍った状態や丸みを帯びた状態になっていてもよく、また、面取り等が施されていてもよい。なぜなら、本実施形態では、各組に相互に形状の異なる、即ち角度の異なる傾斜面を有する複数の畝部１ａ〜１ｃがあることが重要であり、これらの傾斜面が接する境界部分である角部の細部の状態は重要ではないからである。【００５０】
また、上記実施形態の光学シート１では、各組Ｓの３種類の畝部１ａ〜１ｃが同じ順序で配列されている場合を示したが、光学シート１上の組数が十分に多ければこの配列順序が本発明の効果に影響することはないので、図９に示すように、この配列順序が組Ｓごとに相違していてもよく、この場合の配列順序の相違は不規則であることが好ましい。【００５１】
また、上記実施形態の光学シート１では、各組Ｓに３種類の畝部１ａ〜１ｃが配列されている場合を示したが、４種類以上の畝部が配列されていてもよい。さらに、２種類の畝部が配列されているだけでも、特に縦断面形状が四角以上の多角形であれば、本発明の効果をある程度期待することができる。【００５２】
また、上記実施形態の光学シート１では、畝部１ａ〜１ｃの縦断面形状が左右対称の二等辺三角形や四角以上の多角形である場合を示したが、必ずしも左右対称の形状に限定されるものではない。ただし、光学シート１がＣＣＦＬ２の左右方向の位置に依存しない特性を示すためには、左右非対称の形状が右方向又は左方向に偏りすぎることは好ましくなく、この偏りが大きすぎると、光学シート１全体として考えた場合に、ＣＣＦＬ２からの距離に応じた輝度ムラが生じるおそれもある。従って、個々の畝部１ａ〜１ｃの縦断面形状に左右非対称のものがあっても、偏りの程度を数値化して左右方向を正負とすると、各組Ｓの全ての畝部１ａ〜１ｃの偏りを合計したときにできるだけ０に近づくように偏りを分散させて平均化させることが好ましい。つまり、図１０に示すように、各組Ｓに５種類の畝部１ａ〜１ｅがあったとすると、例えば畝部１ａ，１ｅは左方向に一定量だけ偏り、畝部１ｃは偏りのない左右対称形であり、畝部１ｂ，１ｄは右方向に一定量だけ偏っているというように、偏りが分散して平均化していることが好ましい。そして、図１１は、これら５種類の畝部１ａ〜１ｅの配列順序が隣接する組Ｓで相違している場合を示す。【００５３】
また、上記実施形態の光学シート１では、凸状の畝部を配列形成した場合を示したが、凹状の溝部が配列形成されたものであっても、同様に本発明の効果を得ることができる。この場合、凹状の縦断面形状は、上記凸状の場合の縦断面形状の上下を逆にしたものを任意に用いることができる。【００５４】
また、上記実施形態の光学シート１では、下面がフラットな場合を示したが、この光学シート１の下面の構成は任意であり、例えば微細な凹凸からなるシボ状に加工することにより光の拡散性を高めたものであってもよい。【００５５】
また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が透明な樹脂シートからなる場合を示したが、光を透過する透光性を有するものであればよいので、必ずしも透明である必要はない。光学シート１の厚さも特に限定されるものではなく、一般的には厚さ０．３〜５ｍｍ程度のものが好適に使用される。【００５６】
上記のような光学シート１の樹脂シートとしては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体（例えばポリ−４−メチルペンテン−１等）、ポリ塩化ビニル、環状ポリオレフィン（例えばノルボルネン構造等）、アクリル樹脂、ポリスチレン、アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ樹脂）等の透光性の熱可塑性樹脂からなるものが使用できる。特に、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートの中でも、ポリカーボネート、ポリエステル（特にポリエチレンテレフタレート）、環状ポリオレフィンからなるものは、耐熱性が良好であり、バックライトユニットに用いられた際にＣＣＦＬ２からの放熱によって変形や皺等を生じ難いので好ましく使用される。しかも、ポリカーボネートからなる樹脂シートは、ポリカーボネート自体が透明性の良好な樹脂であり、吸湿性が少なく、高輝度で、反りが少ないため、極めて好ましく使用される。さらに、この樹脂シートは、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の透光性の熱硬化性樹脂からなるものであってもよい。しかも、この樹脂シートは、２種以上の樹脂材料を混合し、アロイ化し、複合化したものを使用することもできる。【００５７】
また、上記実施形態の光学シート１は、例えば両面がフラットな樹脂シートを型で押さえ付けて成形するプレス製法を用いて作製することができるが、他のプレス製法やキャスティング法等又は射出成形法の成形法、型ロールを通すことによるロール成形法や押出成形法等による連続成形法等、任意の製法で作製してもよい。【００５８】
また、上記実施形態の光学シート１の樹脂シートは、成形に必要な安定剤、滑剤、耐衝撃改良剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、着色剤、蛍光増白剤等が適宜含有されていてもよい。さらに、多層構成をもつ光学シート１においては、これらの添加剤は、例えば基材層と表面層の間で添加剤の種類や配合比率を適宜変更してもよい。図１２は、基材層１１の上層の表面層１２に凸状の畝部を配列形成した２層の光学シート１の例を示し、図１３は、これらの下層に裏面層１３を加えた３層の光学シート１の例を示す。光学シート１の下面は、ＣＣＦＬ２から紫外線が直接照射されるので、この裏面層１３を紫外線吸収剤が含有された耐候層とすることで、上層の基材層１１や表面層１２を紫外線から保護することができる。【００５９】
また、上記実施形態の光学シート１の樹脂シートは、光拡散剤が含有されていてもよい。この光拡散剤としては、樹脂シートの樹脂材料との光屈折率が異なる無機質粒子、金属酸化物粒子、有機ポリマー粒子等が単独で又は適宜組合わせて使用される。無機質粒子としては、ガラス［Ａガラス（ソーダ石灰ガラス）、Ｃガラス（硼珪酸ガラス）、Ｅガラス（低アルカリガラス）］、シリカ、マイカ、合成マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、モンモリロナイト、カオリンクレー、ベントナイト、ヘクトライト、シリコーン等の粒子が使用される。そして、金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ等の粒子が使用され、また、有機ポリマー粒子としては、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ベンゾグアナミン等の粒子が使用される。このような光拡散剤を含有していれば、光学シート１内で光を十分に拡散させることができるので、バックライトユニットに高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。【００６０】
上記光拡散剤は、その平均粒径が０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、更に好ましくは１〜３０μｍであるものが使用される。粒径が０．１μｍより小さい光拡散剤は、凝集しやすいため分散性が悪く、均一に分散できたとしても光の波長の方が大きいので光散乱効率が悪くなる。それゆえ、０．５μｍ以上の、更には１μｍ以上の大きさの粒子が好ましいのである。一方、粒径が１００μｍより大きい光拡散剤は、光散乱が不均一になったり、光線透過率が低下したり、粒子が肉眼で見えたりするようになる。このため、５０μｍ以下の粒子、特に３０μｍ以下の粒子が好ましい。【００６１】
また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が樹脂シートである場合を示したが、透光性シート（薄板も含む）であればよいので、薄板状のガラス等であってもよい。【００６２】
また、上記実施形態のバックライトユニットでは、光源として直管型のＣＣＦＬ２を用いる場合を示したが、必ずしも直管型である必要はなく、例えばＵ字管等を用いることもできる。さらに、必ずしもＣＣＦＬ２である必要はなく、一般照明用の蛍光管と同様の熱陰極管等を用いたり、ＬＥＤ（発光ダイオード）を並べて用いることもでき、光源の種類は限定されない。さらに、反射板３も必須ではなく、例えば上記実施形態のＣＣＦＬ２の下方に別の光学シート１を配置して、上下双方に光を供給することも可能である。【００６３】
また、上記実施形態のバックライトユニットは、光学シート１の上方に直接液晶パネル４を配置する場合を示したが、この光学シート１の上方及び／又は下方には、拡散シート等を配置することもできる。さらに、上記実施形態のバックライトユニットは、液晶パネル４以外のバックライトとして用いることもできる。
【実施例】
【００６４】
上記実施形態で示した光学シート１の実施例１〜４と、従来例で示した光学シート１の比較例１〜２を作製した。そして、これらの光学シート１を用いたバックライトユニットの輝度と均斉度を測定した結果を表１に示す。【００６５】
【表１】
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【００６６】
ここで、実施例１は、図２〜図４で示したものと同じく、上面に底角が５５°と４５°と２５°の二等辺三角形の縦断面形状を有する３種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート１であり、実施例２は、この実施例１の光学シート１の下面をシボ状（２５μｍの凹凸）に加工した光学シート１であり、実施例３は、上面に底角が５５°と４５°と３５°と２５°と１０°の二等辺三角形の縦断面形状を有する５種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート１であり、実施例４は、上面に底角が４０°と２５°と１０°の二等辺三角形の縦断面形状を有する３種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート１である。また、比較例１は、上面に底角が４５°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部だけを配列形成し、下面をフラットとした光学シート１である。さらに、比較例２は、上面に底角が２５°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部だけを配列形成し、下面をフラットとした光学シート１である。【００６７】
実施例１〜４と比較例１〜２の光学シート１は、各畝部の畝幅を全て２００μｍとし、いずれも拡散剤は含有させていない。また、これらの光学シート１を用いたバックライトユニットは、複数のＣＣＦＬ２の間隔距離である光源間距離を２４ｍｍとし、各ＣＣＦＬ２（放電管の中心を起点）から光学シート１までの距離である光源・シート間距離を１４．５ｍｍとしている。【００６８】
光学シート１の輝度と均斉度の測定には、株式会社トプコン製の色彩輝度計ＢＭ−７を用い、室温２３℃、湿度５０％ＲＨの環境で測定を行った。そして、表１の輝度は、ＣＣＦＬ２の真上とＣＣＦＬ２間の計９点の測定ポイントで測定した輝度の平均値を示す。また、表１の均斉度は、これら各測定ポイントで測定した輝度のうちで最も高輝度の値に対する最も低輝度の値の割合を示す。【００６９】
この表１から明らかなように、比較例１の輝度と比較すると、実施例１〜４の輝度はある程度低くなっているが、比較例２の輝度と比較すると、実施例１〜４の輝度はほぼ同じか少し上回っていて、しかも、これら実施例１〜４の均斉度は、比較例１〜２の均斉度に比べて格段に高くなっていることが分かる。【００７０】
また、上記実施例１〜４と比較例１〜２では、光学シート１の各畝部の畝幅を全て２００μｍとした場合を示したが、二等辺三角形の底角が大きくなるほど畝幅も広がる光学シート１の実施例も作製した。そして、これらの光学シート１を用いたバックライトユニットについて、光源・シート間距離を変えたときの輝度と均斉度を測定した結果を表２に示す。【００７１】
【表２】
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【００７２】
ここで、実施例５〜８のバックライトユニットには同一の光学シート１を用い、実施例９〜１２のバックライトユニットにも同一の光学シート１を用い、比較例３〜６のバックライトユニットにも同一の光学シート１を用いている。また、実施例５〜８と実施例９〜１２に用いる光学シート１は、上面に底角が６０°と４５°と２０°の二等辺三角形の縦断面形状を有する３種類の畝部を配列形成したものである。ただし、実施例９〜１２に用いる光学シート１は、底角が６０°の畝部の畝幅は４００μｍ、底角が４５°の畝部の畝幅は２００μｍ、底角が２０°の畝部の畝幅は１００μｍとしている。これに対して、実施例５〜８に用いる光学シート１は、表１に示した実施例１〜４と同様に各畝部の畝幅を全て２００μｍとしたものである。実施例５〜８で実施例１〜４の光学シート１を用いなかったのは、実施例９〜１２に用いる光学シート１との比較のために畝部の形状を揃える必要があったからである。比較例３〜６に用いる光学シート１は、上面に底角が２５°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部であって、各畝部の畝幅を全て２００μｍとしたものであり、表１に示した比較例２の光学シート１と同じものである。【００７３】
上記実施例５〜８と実施例９〜１２と比較例３〜６に用いる光学シート１は、下面が全てフラットであり、いずれも拡散剤は含有させていない。また、これらの光学シート１を用いたバックライトユニットは、複数のＣＣＦＬ２の光源間距離を２４ｍｍとしている。ただし、光源・シート間距離は、実施例５〜８と実施例９〜１２と比較例３〜６において、それぞれ１４．５ｍｍと６ｍｍと５ｍｍと４ｍｍに変えている。従って、比較例３は、光源・シート間距離が１４．５ｍｍとなるので、表１に示した比較例２の光学シート１の測定条件と同一のものとなる。これら実施例５〜８と実施例９〜１２と比較例３〜６の測定に用いる測定機器や測定環境、測定条件は、表１の場合と同じである。【００７４】
この表２において、実施例５〜８と実施例９〜１２と比較例３〜６とのそれぞれで、光源・シート間距離を変えて測定した均斉度を図１４に示し、光源・シート間距離を変えて測定した輝度を図１５に示す。【００７５】
この表２と図１５から明らかなように、輝度は、いずれの光源・シート間距離においても、実施例５〜８と実施例９〜１２が比較例３〜６に劣ることはほとんどなく、むしろ特に光源・シート間距離が長い場合には、実施例５〜８と実施例９〜１２の方が比較例３〜６よりも上回っている。また、この表２と図１４から明らかなように、均斉度は、いずれの光源・シート間距離においても、実施例５〜８と実施例９〜１２の方が比較例３〜６よりも格段に高くなっている。【００７６】
しかも、実施例５〜８の場合には、光源・シート間距離が１４．５ｍｍから６ｍｍや５ｍｍ、４ｍｍと短くなるほど、この均斉度も大きく低下するが、実施例９〜１２では、光源・シート間距離が１４．５ｍｍの場合だけでなく、６ｍｍや５ｍｍの場合にも均斉度が高いレベルを維持していることが分かる。比較例３〜６の場合、光源・シート間距離が１４．５ｍｍから６ｍｍや５ｍｍ、４ｍｍと短くなると、もともとそれほど高くない均斉度がさらに低下して実用的に十分な均斉度が得られなくなるので、従来、この光源・シート間距離は１４〜２０ｍｍ程度とするのが一般的であった。しかしながら、底角が大きくなるほど畝部の畝幅も広がるようにした光学シート１を用いた実施例９〜１２の場合には、この光源・シート間距離を従来よりもさらに短くすることができるようになり、バックライトユニットの薄型化に貢献できる。【００７７】
ただし、この実施例９〜１２の場合であっても、光源・シート間距離を４ｍｍまで短くすると、均斉度が急激に低下するので、光源・シート間距離は５ｍｍ以上であることが好ましい。また、このように光源・シート間距離を短くする場合には、光学シート１がＣＣＦＬ２からの放熱の影響をさらに受けやすくなるので、この光学シート１には、耐熱性の特に高いポリカーボネートからなる樹脂シートを用いることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の光学シート及びこれを用いたバックライトユニットは、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組を繰り返し表面に配列形成することにより、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、この線光源の配置位置にも依存しないようにすることができるので、液晶パネル等のバックライトとして用いた場合に極めて有用なものとなる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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