(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光学層及び第２光学層と、
少なくとも前記第１光学層と前記第２光学層との間に介在され、前記第１光学層及び前記第２光学層よりも屈折率が低い低屈折率層と
を備え、
前記低屈折率層は、平均粒子径が５ｎｍ〜３００ｎｍとなる多数の粒子を含み、
前記低屈折率層と接する前記第１光学層及び前記第２光学層の少なくとも一方の面には、凹部を有する三次元形状部が形成され、前記粒子が前記凹部を満たし、
前記三次元形状部は、互いに平行となる複数の溝、もしくは、二方向以上の互いに交差する複数の溝であってその断面形状が矩形状もしくは台形状の溝であり、
前記三次元形状部の前記凹部の幅は１〜２００μｍであり、
前記三次元形状部の前記凹部間の距離は１〜２００μｍであり、
前記三次元形状部の前記凹部の深さは１〜１０μｍである
ことを特徴とする光学複合シート。
【請求項２】
前記粒子は中空粒子である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学複合シート。
【請求項３】
前記粒子の粒度分布範囲は、前記平均粒子径の９０〜１１０％の範囲である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学複合シート。
【請求項４】
前記第１光学層又は前記第２光学層のいずれか一方と前記低屈折率層との間に、当該一方の光学層よりも軟質の中間層をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光学複合シート。
【請求項５】
前記第１光学層又は前記第２光学層のうち、前記低屈折率層と接する面と逆側の面にプリズムが形成され、前記中間層は、当該プリズムが形成される光学層よりも低く、前記低屈折率層よりも高い屈折率とされる
ことを特徴とする請求項４に記載の光学複合シート。
【請求項６】
前記粒子の前記平均粒子径が３０ｎｍ〜１００ｎｍである
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学複合シート。
【請求項７】
前記低屈折率層の屈折率が１．２１〜１．３７である
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光学複合シート。
【請求項８】
前記第１光学層及び前記第２光学層と、前記低屈折率層の比屈折率が０．７１〜０．９２である
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学複合シート。
【請求項９】
前記光学複合シートの表面および/または裏面にプリズムが形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学複合シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適切に光を伝播することができる光学複合シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）に代表される小型電子機器や、据え置き型のテレビ等に液晶ディスプレイが用いられている。このような小型電子機器やテレビ等に用いられる液晶ディスプレイには、一般的にバックライト方式が採用されており、液晶ディスプレイの背面から光が照射される。このバックライトには、主にエッジライト型（サイドライト型ともいう）と直下型とがある。
【０００３】
エッジライト型のバックライトは、導光シート、及び、光源を主な構成として備える。導光シートは、光を伝播可能に構成され、液晶部と対向する一方の主面が出射面とされ、この出射面と略垂直な一側面が入射面とされる。光源は、入射面に対向して配置される。そして、光源から出射する光は、導光シートの入射面から導光シート内に入射して、導光シート内を反射しながら伝播し、出射面に対してＮＡ（Numerical Aperture：開口数）の比較的高い光が出射面から出射する。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、このような導光シート（導光板）が記載されている。下記特許文献１に記載の導光シートは、出射面が平面状で無反射処理がなされ、出射面側と反対側の面にプリズムが形成され、出射面側のシートと出射面側と反対側のシートとが粘着剤により貼り合せられた構成とされている。それぞれのシートと粘着剤は、それぞれ透明であり、出射面側のシートの屈折率が１．４９０とされ、出射面側と反対側のシートの屈折率が１．５８５とされ、粘着剤の屈折率が１．４８１とされる。このような導光シートに側面から光を入射すると、面方向に沿って光が伝播して、伝播する光の一部がプリズム面で反射し、プリズム面で反射した光が出射面から出射するとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の導光シートにおいては、低屈折率層としての粘着剤の屈折率が然程低くなく、低屈折率層の界面で光が反射しにくいため、出射面と反対側の面まで伝播した光の一部が、出射面と反対側の面において、出射面と反対側の面から出射し易い傾向にある。従って、このような導光シートにおいては、光が適切に導光シートを伝播せず、光の入射面と遠い場所での輝度が低くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、適切に光を伝播することができる光学複合シート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】
【０００８】
本発明の光学複合シートは、第１光学層及び第２光学層と、少なくとも前記第１光学層と前記第２光学層との間に介在され、前記第１光学層及び前記第２光学層よりも屈折率が低い低屈折率層とを備え、前記低屈折率層は、平均粒子径が５ｎｍ〜３００ｎｍとなる多数の粒子を含み、前記低屈折率層と接する前記第１光学層及び前記第２光学層の少なくとも一方の面には、凹部を有する三次元形状部が形成され、前記粒子が前記凹部を満たすことを特徴とするものである。
【０００９】
このような光学複合シートの低屈折率層では多数の粒子間に空隙が形成されることになるため、低屈折率層全体としての屈折率を下げることができる。この粒子は、粒子径が５ｎｍ以上である場合には粒子自体の強度を保つことができ、粒子径が３００ｎｍ以下である場合には光を十分に透過し、かつ有機溶媒に分散させることができるため、低屈折率層に含まれる平均粒子径が５ｎｍ〜３００ｎｍとなっていることで、低屈折率層での強度及び光透過性を良好なものとすることができる。また、第１光学層の低屈折率層側の一面には三次元形状部が形成されているため、その一面が平面である場合に比べて、第１光学層と低屈折率層との境界で全反射されるべき光の反射方向と強度とを制御できる。さらに、三次元形状部が有する凹部の空間に粒子が満たされているため、その空間に粒子がない場合に比べて、第１光学層と低屈折率層との層間の密着強度を上げることができる。このような光学複合シートの面方向に沿って第１光学層に光が入射すると、光は、主に第１光学層を伝播する。従って、第１光学層を伝播する光は、第１光学層と低屈折率層との境界において第１光学層側へ反射し、低屈折率層に入射することを低減することができ、また第１光学層側へ反射する光の反射方向と強度とを制御できる。こうして、適切に光を伝播する光学複合シートが実現できる。また、複合シートの面方向に垂直に光が入射する場合、この光を低屈折率層で適切に屈折することができる。
【００１０】
また、前記粒子は、中空粒子であることが好ましい。このような中空粒子を含む低屈折率層では、粒子間に空隙が形成されることに加えて、粒子自体に空間が存在しているため、低屈折率層全体としての屈折率をより一段と下げることができる。
【００１１】
また、前記三次元形状部は、互いに平行となる複数の溝、もしくは、二方向以上の互いに交差する複数の溝であってその断面形状が矩形状もしくは台形状の溝、あるいは、キューブコーナーであることが好ましい。このような三次元形状部であれば、第１光学層から入射した光が、第１光学層と低屈折率層との界面で全反射する際の光の出射方向と強度とをより一段と正確に制御できる。
【００１２】
また、前記三次元形状部の前記凹部の深さは１〜１０μｍであることが好ましい。このような深さの凹部を有する三次元形状部であれば、三次元形状部を第１光学層又は第２光学層に転写する際の精度を向上できる、かつ、低屈折率層が低屈折率となる。
【００１３】
前記粒子の粒度分布範囲は、前記平均粒子径の９０〜１１０％の範囲であることが好ましい。このような範囲であれば、低屈折率層の強度をより一段と向上させることができる。
【００１４】
また、前記第１光学層又は前記第２光学層のいずれか一方と前記低屈折率層との間に、当該一方の光学層よりも軟質の中間層を備えることが好ましい。
【００１５】
このような中間層を備える光学複合シートによれば、その中間層が、外部から加わる力を低屈折率層に伝導することを抑制する。従って、低屈折率層に対してクラック等を生じさせることを抑制することができ、外力に対する耐性がより一段と向上される。
【００１６】
また、前記第１光学層又は前記第２光学層のうち、前記低屈折率層と接する面と逆側の面にプリズムが形成され、前記中間層は、当該プリズムが形成される光学層よりも低く、前記低屈折率層よりも高い屈折率とされることが好ましい。
【００１７】
低屈折率層に対してＮＡの大きな光は、第１光学層と低屈折率層を如何に最適に設計しても、第１光学層と低屈折率層との境界において第１光学層側へ反射することなく、低屈折率層に入射する場合がある。このような場合であっても、第２光学層にプリズムが形成されているため、低屈折率層から入射した光の一部を第１光学層に戻すことが可能となる。また、この光学複合シートでは、第２光学層から低屈折率層にかけて段階的に屈折率が高くなっているため、第１光学層に戻し易くできる。
【００１８】
さらに、前記粒子の平均粒子径は３０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００１９】
このような粒子によれば、低屈折率層での強度及び光透過性をより一段と良好なものとすることができる。
【００２０】
また、前記低屈折率層の屈折率が１．２１〜１．３７であることが好ましい。また、前記第１光学層及び前記第２光学層と、前記低屈折率層の比屈折率が０．７１〜０．９２であることが好ましい。
【００２１】
このような低屈折率層であれば、その界面において良好に光を反射させることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の光学複合シートの表面および/または裏面にプリズムが形成されていることが好ましい。
【００２３】
このような光学複合シートによれば、光学複合シートの面方向に沿って、光が伝播する場合、第１光学層の表面が平面である場合に第１光学層の表面で全反射されるべき光の少なくとも一部は、第１光学層にプリズムが形成されることにより、第１光学層から出射することができる。そして、プリズムの設計をコントロールすることにより、第１光学層から出射する光の量をコントロールすることができる。従って、このような光学複合シートを光拡散シートとして用いることにより、出射する光の量が適切にコントロールされた光拡散シートとすることができる。また、光学複合シートの面方向に垂直に光が入射する場合、プリズムの設計をコントロールすることにより、入射する光の屈折方向をコントロールすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、適切に光を伝播することができる光学複合シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【図２】図１の低屈折率層の第１光学層側を拡大して示す図である。
【図３】低屈折率層の粒子を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学複合シートのうち低屈折率層の第１光学層側を拡大して示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る光学複合シートのうち低屈折率層の中間側を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る光学複合シートの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態の光学複合シート１は、第１光学層１０及び第２光学層２０と、第１光学層１０と第２光学層２０との間に積層される低屈折率層３０と、を主な構成として備える。そして、本実施形態における光学複合シート１においては、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１が光の出射面とされ、光学複合シート１の一側面７が光の入射面とされる。つまり、本実施形態の光学複合シート１は、入射面から入射する光を面方向に沿って伝播し、更に面方向に沿って伝播する光の少なくとも一部を出射面から出射する光拡散シートとしての機能を備える。
【００２９】
第１光学層１０は、光学複合シート１の面方向全体をカバーするように設けられており、第１光学層１０の一側面１７は、入射面の一部とされる。また、第１光学層１０においては、光の出射面とされる一方の面１１側に多数のプリズム１５が形成されており、出射面が凹凸形状のプリズム面とされている。このプリズム１５の形状は、特に限定されるものではないが、それぞれのプリズム１５により、少なくとも一側面１１の長手方向と平行に溝が形成されていることが好ましい。上述のように一側面１７は入射面の一部であるため、入射面から入射する光は、一側面１７の長手方向に垂直に伝播する傾向がある。従って、このように溝が形成されることにより、それぞれのプリズム１５により形成される溝の方向と、光の伝播方向とが略垂直になり、入射面から入射する光を出射面から出射し易くすることができる。
【００３０】
また、第１光学層１０は、光透過性の材料から構成されており、好ましくは、全光線透過率が３０％以上である材料が好ましく、更に、全光線透過率が５０％以上であることが好ましく、更に、全光線透過率が７０％以上であることが好ましい。このように全光線透過率が高いことにより、入射する光の損失をより抑制して出射することができる。このような材料としては、光透過性の材料であれば、特に限定されるわけではないが、シリカ等の無機物、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロースアセテート樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、およびポリウレタン樹脂等の樹脂を挙げることができる。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に基づき、Ａ光源を用いて測定する。Ａ光源とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が規定する標準光源の規格の一つであって、タングステン電球が発する光であり、色温度が２８５６ケルビンとされる。
【００３１】
また、第１光学層１０の屈折率は、特に限定されないが、例えば、１．５〜１．７とされる。なお、屈折率はエリプソメーターを用いて波長５８９ｎｍで測定できる。
【００３２】
第２光学層２０は、光学複合シート１における第１光学層１０と反対側において、面方向全体をカバーするように設けられており、第２光学層２０の一側面２７は、入射面の一部とされる。さらに、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１は、光の反射面とされている。第２光学層２０における反射面側には、多数のプリズム２５が形成されており、反射面は凹凸形状のプリズム面とされている。このプリズム２５の形状は、特に限定されるものではないが、それぞれのプリズム２５により、少なくとも一側面１７の長手方向と平行に溝が形成されていることが好ましい。そして、このプリズム２５は、光学複合シート１の反対面側のプリズム１５と面対称の形状でもよく、異なる形状でもよい。
【００３３】
前記プリズム２５は、光を分散・屈折・全反射させることができる形状で、Ｖ字状リニアプリズム、Ｕ字状リニアプリズム、三角錐プリズム、四角錐プリズムが例示できる。
【００３４】
また、第２光学層２０は、第１光学層１０と同様にして、光透過性の材料から構成されており、好ましくは、全光線透過率が３０％以上である材料が好ましく、更に、全光線透過率が５０％以上であることが好ましく、更に、全光線透率が７０％以上であることが好ましい。このように全光線透過率が高いことにより、入射する光の損失をより抑制して出射することができる。このような第２光学層２０の材料としては、第１光学層１０と同様の材料を挙げることができる。
【００３５】
また、第２光学層２０の屈折率は、特に限定されないが、例えば、第１光学層１０と同様とされる。
【００３６】
図２は、図１の低屈折率層の第１光学層側を拡大して示す図である。図２に示すように、低屈折率層３０は、多数の粒子５０から構成されている。また、低屈折率層３０に接する第１光学層１０の一面には、凹部を有する三次元形状部７０が形成され、この三次元形状部７０の凹部には、低屈折率層３０を構成する粒子５０が満たされている。なお、低屈折率層３０に対向する第２光学層２０の一面には三次元形状部７０が非形成とされる。
【００３７】
この三次元形状部７０は、例えば、互いに平行となる複数の溝、もしくは、二方向以上の互いに交差する溝、または、複数の窪み等とされる。このような溝やくぼみの三次元形状部７０断面（第１光学層１０の一面に垂直となる断面）の形状は、矩形状とされる。ただし、この形状に限定されるものではなく、例えば、台形状、半円状、もしくは、三角形状、楕円形状、又は、左右非対称となる形状などのように、様々な形状が適用可能である。また、三次元形状部７０はキューブコーナーとしても良い。キューブコーナーは、凸部と凹部の組み合わせにより例えば三角錐状とされ、列方向と行方向とのいずれか一方又は双方に配列される。
【００３８】
三次元形状部７０として、凹部の断面形状が矩形状、台形状もしくは三角形状の溝、または、キューブコーナーを適用した場合、第１光学層１０から入射した光が、第１光学層１０と低屈折率層３０との界面で全反射する際の光の出射方向と強度を制御できるため好ましい。特に、凹部の断面形状が矩形状または台形状の溝を三次元形状部７０として適用した場合、当該三次元形状部７０が、第１光学層１０と低屈折率層３０との基準面と平行な界面をもつことになるため、出射面からの意図しない光の出射を抑制することができる観点から好ましい。
【００３９】
また、凹部の断面の形状を台形状とする場合、凹部の側面が、第１光学層１０と低屈折率層３０との基準面に対して積層方向になす角度θは、０〜５度が好ましい。なお、前記角度θが０度の場合、断面の形状は矩形状となる。
【００４０】
三次元形状部７０が有する凹部の大きさは、粒子５０を満たすことが可能である限り特に限定されないが、凹部の幅Ｗ１は、例えば１〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍとすることができる。凹部の幅Ｗ１が１μｍ以上の場合、後述する三次元形状部７０の作製時における金型の転写を精度よく行うことができ、三次元形状部７０の凹部内に粒子５０を満たすことができる。凹部の幅Ｗ１が２００μｍ以下の場合、光のムラを低減できる。また、凹部間の距離Ｗ２は、例えば１〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍとすることができる。凹部の幅Ｗ２が１μｍ以上の場合には転写を精度よく行うことができ、２００μｍ以下の場合には光のムラを低減できる。また、凹部の深さｈ１は、例えば１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍとすることができる。凹部の深さｈ１が１μｍ以上の場合には、粒子５０と空隙３６を十分に確保できるとともに転写を精度よく行うことができ、１００μｍ以下の場合には金型の抜けがよいため転写を精度よく行うことができる。
【００４１】
なお、低屈折率層３０の厚さ（凹部底から、第２光学層２０と低屈折率層３０との界面までの距離）は、特に限定されないが、１〜１０００μｍ、特に好ましくは1〜１０μｍである。
【００４２】
図３は、粒子５０を拡大した図である。図３に示すように、粒子５０は、光透過性を有する中実又は中空のシェル５１からなり、粒子５０が中空粒子である場合には、シェル５１により囲まれた空間５２が形成される。
【００４３】
シェル５１の材料としては、第１光学層１０と同様の材料を挙げることができる。このような粒子５０は、たとえば日本触媒株式会社製  商品名エポスター、シーホスターおよびソリオスター、日産化学工業株式会社製  商品名オプトビーズ、根上工業株式会社製  商品名アートパール、大日精化株式会社製  商品名ダイミックビーズ、ガンツ化成株式会社製  商品名ガンツパール、積水化成品工業株式会社製  商品名テクポリマー、ならびに綜研化学株式会社製  商品名ケミスノーを挙げることができる。また、粒子５０が中空粒子の場合、シェル５１の材料はシリカが好ましい。このような中空粒子としては、日鉄鉱業株式会社製のシリナックス（登録商標）、および日揮触媒化成株式会社製のスルーリア（登録商標）を挙げることができる。なお、粒子５０の形状は、低い屈折率を示す限り特に限定されないが、球状であっても不定形状であってもかまわない。
【００４４】
また、粒子５０の平均粒子径としては、特に限定されないが、光学複合シート１に入射する光、すなわち、第１光学層１０を伝播する光の波長よりも小さいことが好ましい。粒子５０の平均粒子径が、第１光学層１０を伝播する光の波長よりも小さいことにより、低屈折率層３０における光の乱反射を抑制することができ、出射面からの意図しない光の出射を抑制することができる。さらに、粒子５０の平均粒子径は、光学複合シート１に入射する光の１／２波長よりも小さいことがより好ましく、１／４よりも小さいことが更に好ましい。例えば、光学複合シート１に４２０ｎｍ〜８００ｎｍの光が入射する場合、粒子５０の平均粒子径としては、５ｎｍ〜３００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍであればよい。なお、粒子の粒度分布範囲が平均粒子径の９０〜１１０％の範囲である場合には粒子の粒度がほぼ均一になるため、当該範囲であれば屈折率層３０の強度を向上させる観点では好ましい。
【００４５】
この粒子５０の平均粒子径および粒度分布範囲を測定するには、動的光散乱法で測定すればよい。
【００４６】
また、粒子５０が中空粒子の場合、低屈折率層３０の屈折率を低くする観点から、粒子５０の平均空間５２率は、より高いことが好ましいが、粒子５０の強度を確保する観点から１０％〜６０％であること好ましい。
【００４７】
このような多数の粒子５０から構成される低屈折率層３０は、第１光学層１０及び第２光学層２０よりも低い屈折率とされる。例えば、低屈折率層３０の屈折率が、１．２１〜１．３７とされ、第１光学層１０及び第２光学層２０との比屈折率が、０．７１〜０．９２とされる。第１光学層１０及び第２光学層２０と、低屈折率層３０との比屈折率が、このような比屈折率であることにより、適切に第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において光を反射することができる。たとえば、第１光学層１０及び第２光学層２０が屈折率１．５８のポリカーボネートで、低屈折率層３０の屈折率が１.２１〜１．３７である場合、第１光学層１０及び第２光学層２０と低屈折率層３０との比屈折率は０．７６６〜０．８６７となる。
【００４８】
このような第１光学層１０、第２光学層２０、低屈折率層３０からなる光学複合シート１は、上述のように光拡散シートとしての機能を有する。具体的には、入射面と対向するように、ＬＥＤ等から成る図示しない光源が配置される。光源から出射する光は、入射面から入射する。そのうち、第１光学層１０に入射する光は、主に第１光学層１０を伝播する。具体的には、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界と、出射面とを反射しながら、第１光学層１０を伝播し、出射面に対して、ＮＡの大きな光が、出射面から出射する。
【００４９】
また、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界に対して、ＮＡの大きな光は、第１光学層１０から低屈折率層３０に入射して、更に、低屈折率層３０から第２光学層２０に入射する。第２光学層２０に入射した光の少なくとも一部は、反射面において反射する。つまり、第２光学層２０の反射面に対してＮＡの小さな光は、反射面で反射し、再び、低屈折率層３０から第１光学層１０に入射する。一方、反射面に対して、ＮＡの大きな光は、反射面を透過して、光学複合シート１から出射する。第１光学層１０に入射した光は、再び、第１光学層１０を伝播する。
【００５０】
上記のような光学複合シート１は、次のように製造することができる。
【００５１】
まず、プリズム１５が形成されていない、第１光学層１０となる樹脂シート、及び、プリズム２５が形成されていない、第２光学層２０となる樹脂シートを準備し、第１光学層１０となる樹脂シートの一方の広面に対して三次元形状部７０を形成する。具体的には、例えば、矩形状の凸部を形成した金型を用いて樹脂シートの一面に対して溝でなる三次元形状部７０を転写させる。
【００５２】
次に、粒子５０が分散された、分散液を準備する。具体的には、粒子５０をメチルイソブチルケトンまたはイソプロパノール等の有機溶媒を準備して、有機溶媒に対して、例えば、粒子５０を２０重量％で分散させ分散液とする。
【００５３】
次に、第１光学層１０となる樹脂シートとなる樹脂シートの三次元形状部７０が形成されている面に、粒子５０が分散された分散液を塗布する。塗布は、スピンコート法、グラビアコート法、コンマダイレクトコート法、コンマリバースコート法、リップコート法およびダイコート法等により行えばよい。そして、塗布した分散液を乾燥することにより、低屈折率層３０を得る。
【００５４】
次に、低屈折率層３０が、第１光学層１０となる樹脂シートと、第２光学層２０となる樹脂シートとの間になるようにして、第１光学層１０となる樹脂シートと、低屈折率層３０と、第２光学層２０となる樹脂シートとを積層する。
【００５５】
次に、積層した第１光学層１０となる樹脂シートと、低屈折率層３０と、第２光学層２０となる樹脂シートとを、各樹脂シートの界面近傍にある粒子５０の一部分がそれぞれの樹脂シートに埋め込まれるまで熱プレスする。また、このときの熱により、第１光学層１０となる樹脂シートにプリズム１５を形成するとともに、第２光学層２０となる樹脂シートにプリズム２５を形成する。こうして、それぞれの樹脂シートが、第１光学層１０及び第２光学層２０として低屈折率層３０と一体化され、図１に示す光学複合シート１を得る。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の光学複合シート１によれば、低屈折率層３０は、多数の粒子５０間に空隙３６を含むため、粒子５０全体として、屈折率を下げることができる。さらに、粒子５０が中空粒子の場合、粒子５０内の空間により、全体として、屈折率をより下げることができる。また、第１光学層１０の低屈折率層側の一面には、凹部を有する三次元形状部７０が形成されているため、その一面が平面である場合に比べて、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界で全反射されるべき光の出射方向及び強度の制御を容易に行える。さらに、三次元形状部７０の凹部の空間に粒子５０が満たされているため、その空間に粒子５０が満たされていない場合に比べて、第１光学層１０と低屈折率層３０との層間の密着強度を上げることができる。したがって、第１光学層１０と低屈折率層３０との層間の剥離（デラミネーション）を有効に防止することができる。
【００５７】
このような光学複合シート１を上述の様な一側面７から光が入射して、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が出射する光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０に光が入射すると、光は、主に第１光学層１０を伝播する。そして、低屈折率層３０は、多数の粒子５０間に空隙３６を含むため、全体として、屈折率を下げることができる。さらに、粒子５０が中空粒子の場合、粒子５０内の空間により、全体として、屈折率をより下げることができる。従って、第１光学層１０を伝播する光は、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において反射して、光が低屈折率層３０に入射することを低減することができる。また、第１光学層１０の低屈折率層側の一面に三次元形状部７０が形成されているため、その一面が平面である場合に比べて、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界で全反射されるべき光の出射方向と強度とを制御できる。こうして、この光学複合シート１では適切に光が伝播される。
【００５８】
また、上記実施形態の光学複合シート１を光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側にプリズム１５が形成されているため、第１光学層１０の表面が平面である場合に第１光学層１０の表面で全反射されるべき光の少なくとも一部は、第１光学層１０から出射することができる。そして、プリズム１５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０から出射する光の量をコントロールすることができる。従って、このような光学複合シート１を光拡散シートとして用いることにより、出射する光の量が適切にコントロールされた光拡散シートとすることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態の光学複合シート１を光拡散シートとして用いる場合、第１光学層１０と低屈折率層３０を如何に最適に設計しても、低屈折率層３０に対してＮＡの大きな光は、第１光学層１０から低屈折率層３０を介して第２光学層２０に伝播する。しかし、上記実施形態においては、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側にプリズム２５が形成されているため、第２光学層２０に形成されるプリズム２５をコントロールすることにより、第２光学層２０に伝播する光が第２光学層２０の反射面で反射する量や第２光学層２０の反射面から出射する量を適切にコントロールすることができる。
【００６０】
更に上記実施形態においては、光複合シート１を光拡散シートとして用いる場合について説明したが、光複合シート１は、光拡散シートに限定されるわけではなく、その用途は特に限定されない。例えば、光学複合シート１は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学シートとされても良い。この場合、プリズム１５、２５により、入射光の光学複合シート１内における方向をコントロールでき、更にプリズム２５により、出射光の方向をコントロールすることができる。あるいは、光学複合シート１は、プリズム１５及びプリズム２５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１で光を全反射する全反射シートとされても良い。また、プリズム１５、２５の設計を最適化することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることもできる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第１光学層１０に三次元形状部７０が設けられたが、この三次元形状部７０と同様の三次元形状部を第２光学層２０にも形成し、その三次元形状部の凹部に粒子５０を満たすようにしても良い。
【００６２】
また、本実施形態では、第１光学層１０と第２光学層２０との間に低屈折率層３０が積層されたが、三次元形状部７０の凹部内のみに低屈折率層３０が介在する形態であっても良い。このような形態の場合、三次元形状部７０の凹部内に粒子５０が存在するのみであり、低屈折率層３０の厚みは図２におけるｈ１となる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図４は、本発明の第２実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【００６４】
図４に示すように、本実施形態の光学複合シート２は、第２光学層２０と低屈折率層３０との間に中間層４０を備える点において、第１実施形態の光学複合シート１と異なる。
【００６５】
中間層４０は、第２光学層２０と低屈折率層３０との間全体に設けられており、第２光学層２０よりも軟質な材料から成る。具体的に軟質な材料である中間層４０の貯蔵弾性率は、５×１０＾６Ｐａ〜５×１０＾７Ｐａの範囲が好ましく、１×１０＾７Ｐａ〜３×１０＾７Ｐａがさらに好ましく、１．６×１０＾７Ｐａ〜１．８×１０＾７Ｐａがより好ましい。例えば、中間層４０は第２光学層２０よりも軟質であることが好ましい。
【００６６】
中間層４０の貯蔵弾性率が５×１０＾６Ｐａ以上であるため、屈折率を小さくすることができるため好ましく、５×１０＾７Ｐａ以下であるため、第２光学層２０と中間層４０との密着強度を得られやすいため好ましい。
【００６７】
このような中間層４０の材料としては、軟質な材料である限りにおいて、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂等を挙げることができる。例えば、第２光学層２０が、ポリカーボネートである場合に、中間層としては、アクリル樹脂であれば良い。
【００６８】
また、中間層４０の屈折率としては、低屈折率層３０の屈折率以上とされ、更に、中間層４０の屈折率が、第２光学層２０の屈折率と低屈折率層３０の屈折率との間とされることが好ましい。中間層４０の屈折率が、第２光学層２０の屈折率と低屈折率層３０の屈折率との間にされることで、第２光学層２０から低屈折率層３０にかけて、段階的に屈折率が高くなる。従って、光が第２光学層２０から低屈折率層３０に伝播するときに、光が第２光学層２０から中間層４０に伝播し易く、更に、中間層４０から低屈折率層３０に伝播し易い。このため、第１光学層１０から低屈折率層３０を介して、第２光学層２０に伝播した光を第１光学層１０に戻し易くすることができる。
【００６９】
このような光学複合シート２を製造するには、第１実施形態において、光学複合シート１を製造する際、第１光学層１０と第２光学層２０とを低屈折率層３０を介して積層する前において、第２光学層２０となる樹脂シート上に、中間層４０となる樹脂を塗布する。そして、中間層４０が低屈折率層３０側となるようにして、第１光学層１０と第２光学層２０とを積層し、第１実施形態と同様にして、それぞれの樹脂シートを一体化すれば良い。
【００７０】
本実施形態による光学複合シート２によれば、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができ、更に、軟質である中間層４０を有することにより、外部から応力が加わるときに、この中間層４０が、応力が低屈折率層３０に伝導することを抑制する。従って、低屈折率層３０にクラック等が入ることを抑制することができる。
【００７１】
本実施形態による光学複合シート２は、第１実施形態と同様に、一側面７から光が入射し、第１光学層１０の低屈折率層と反対側の面１１から光が出射する光拡散シートとすることができる。また、プリズム１５、２５の設計を最適化することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることもできる。さらに、第１実施形態と同様に、光学複合シート１は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学シートとされても良い。この場合、プリズム１５、２５により、入射光の光学複合シート１内における方向をコントロールでき、更にプリズム２５により、出射光の方向をコントロールすることができる。あるいは、光学複合シート１は、プリズム１５及びプリズム２５の設計をコントロールすることにより、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１で光を全反射する全反射シートとされても良い。
【００７２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図５を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図５は、本発明の第３実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【００７３】
図５に示すように、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０と反対側の面１１が平面状に形成され、更に、第２光学層２０の低屈折率層３０と反対側の面２１が平面状に形成されている点において、第１実施形態の光学複合シート１と異なる。
【００７４】
このような光学複合シート３によれば、第１実施形態の光学複合シート１と同様に、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができる。更に、光学複合シート３においては、一側面７から光を入射することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることができる。この場合、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くできるため、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において、光を適切に反射することができ、適切に光を伝播することができる。また、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学シートとされても良い。
【００７５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図８は、本発明の第４実施形態に係る光学複合シートの断面における構造の様子を示す図である。
【００７６】
図８に示すように、光学複合シート４は、第１光学層１０の低屈折率層３０と反対側の面１１が平面状に形成され、更に、第２光学層２０の低屈折率層３０と反対側の面２１が平面状に形成されている点において、第２実施形態の光学複合シート２と異なる。
【００７７】
このような光学複合シート３によれば、第２実施形態の光学複合シート２と同様に、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くすることができ、さらに、第２実施形態と同様にして、中間層４０により、応力が低屈折率層３０に係ることを抑制することができる。また、光学複合シート４においては、一側面７から光を入射することにより、一側面７から入射した光を、一側面７と反対側の側面まで伝播する導光シートとすることができる。この場合、低屈折率層３０の屈折率を適切に低くできるため、第１光学層１０と低屈折率層３０との境界において、光を適切に反射することができ、適切に光を伝播することができる。また、光学複合シート３は、第１光学層１０の低屈折率層３０側と反対側の面１１から光が入射して、第２光学層２０の低屈折率層３０側と反対側の面２１から光が出射する光学シートとされても良い。
【００７８】
以上、本発明について、第１〜第４実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、上記実施形態における光学複合シート１〜４は、上述の製造方法以外で製造されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明によれば、低屈折率層の屈折率を適切低くすることができる光学複合シートが提供される。
【符号の説明】
【００８０】
１、２、３、４・・・光学複合シート
１０・・・第１光学層
１５・・・プリズム
２０・・・第２光学層
２５・・・プリズム
３０・・・低屈折率層
３６・・・空隙
４０・・・中間層
５０・・・粒子
５１・・・シェル
５２・・・空間
７０・・・三次元形状部
【図１】
0005766550.tif 000002
【図２】
0005766550.tif 000003
【図３】
0005766550.tif 000004
【図４】
0005766550.tif 000005
【図５】
0005766550.tif 000006
【図６】
0005766550.tif 000007