(57)【要約】【課題】光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置において、光源から光を効率よく取り出すことができ、しかも輝度ムラを抑制することができるようにする。【解決手段】ディスプレイ装置１００の用いる光学シート２１を、一方のシート面にアレイ状の光学素子が配列されたレンズ部９と、レンズ部９の対向位置でレンズ部９を形成する各光学素子への入射光をそれぞれ規制する複数の光学的開口を構成する遮光パターンとを有する光学シートであって、遮光パターンは、厚さ方向に離間した状態で、入射側から順次配列された光反射層６、８によって形成された構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のシート面にアレイ状の光学素子が配列された光学素子部と、該光学素子部の対向位置で前記各光学素子への入射光をそれぞれ規制する複数の光学的開口を構成する遮光パターンとを有する光学シートであって、
前記遮光パターンは、厚さ方向に離間した状態で、入射側から順次配列された第１の光反射層および第２の光反射層によって形成されたことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記第２の光反射層は、前記光学素子部の入射側に隣接して設けられた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】
前記第２の光反射層は、前記第１の光反射層が形成する前記各光学的開口に比べて、それぞれ面積の大きな光学的開口を形成してなることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
【請求項４】
光透過性の基材層を備え、
該基材層の一方の表面に前記第１の光反射層が、前記基材層の他方の表面に前記第２の光反射層が、それぞれ形成され、
該第２の光反射層が、前記基材層に他方の表面および前記光学素子部に挟まれてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
平板状の光拡散部材が、前記第１の光反射層および該第１の光反射層が形成する光学的開口に対して、光透過性の接合層を介して積層一体化して接合されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項６】
前記光学素子部は、前記光学素子として、一方向に延在された凸シリンドリカルレンズが複数並列されてなり、
前記第１および第２の光反射層は、前記凸シリンドリカルレンズに平行に延びるストライプ状に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学シート。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートと、
該光学シートの前記光学素子部が形成された一方のシート面と反対側に、光出射面を有する光源部とを備えるバックライトユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のバックライトユニットと、
該バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからな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、光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置に関する。例えば、液晶表示素子への照明光路制御を行うのに好適な光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるディスプレイ装置は、画像信号に応じて各画素のＯＮ／ＯＦＦが制御される液晶表示素子の背面側に、バックライトユニットを配置し、このバックライトユニットからの光を表示光として利用している。このようなＬＣＤは、液晶表示素子の消費電力は小さいが、バックライトユニットでの消費電力が大きくなり、例えば、ラップトップコンピュータや携帯電話などの電池式装置に用いられる場合には、光源の光の利用効率を高めることで装置としての消費電力を低減することが求められている。
そのため、バックライトユニットからの拡散光をある程度集光するため、液晶表示素子とバックライトユニットとの間に、複数のレンズやプリズムなどを有する光学シートが配置されている場合が多い。
例えば、特許文献１には、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層が設けられ、該レンズ層焦点面近傍に開口をもつ遮光部または該レンズ層によって液晶層内部で結像する位置関係にあるレンズ層焦点面より外側に開口をもつ遮光部を有する液晶表示装置が記載されている。
特許文献１には、遮光部を反射層とすることによりさらに光の利用効率を向上できることが示唆されている。
【特許文献１】特開２０００−２８４２６８号公報（図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の光学シートには以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、複数のレンズからなるシート状のレンズ層に、各レンズの焦点位置近傍、すなわちレンズ面の裏面側に遮光部を配置することで、レンズ層により略平行光が出射されるものの、レンズ層のＮＡの範囲外となる大きな入射角で光学シートに入射する光は、隣接するレンズ層に大きな入射角で入射して、透過されることなく光量損失を発生させたり、透過しても輝度ムラを生じさせたりする原因となるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光源から光を効率よく取り出すことができ、しかも輝度ムラを抑制することができる光学シート、それを用いたバックライトユニット、およ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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、一方のシート面にアレイ状の光学素子が配列された光学素子部と、該光学素子部の対向位置で前記各光学素子への入射光をそれぞれ規制する複数の光学的開口を構成する遮光パターンとを有する光学シートであって、前記遮光パターンは、厚さ方向に離間した状態で、入射側から順次配列された第１の光反射層および第２の光反射層によって形成された構成とする。
この発明によれば、光学素子部の反対側のシート面から入射された光は、第１の光反射層が形成する光学的開口によって入射光が規制され、さらに対向する光学素子部との間に設けられた第２の光反射層が形成する光学的開口によって、光学素子部への入射光が規制される。したがって、第１の光反射層で形成される光学的開口を透過した光でも、入射角によっては、第２の光反射層によって入射側に反射されるので、入射した光学的開口に対向する以外の光学素子、例えば隣接する光学素子などに透過する入射光が低減され、また入射側に反射された光は再利用可能となる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光学シートにおいて、前記第２の光反射層は、前記光学素子部の入射側に隣接して設けられた構成とする。
この発明によれば、第２の光反射層が光学素子部の入射側に隣接して設けられた構成とするので、各光学素子への入射光を確実に制御することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の光学シートにおいて、前記第２の光反射層は、前記第１の光反射層が形成する前記各光学的開口に比べて、それぞれ面積の大きな光学的開口を形成してなる構成とする。
この発明によれば、第１の光反射層で形成される光学的開口を透過して広がって進む光を対向する光学素子に入射させることができるので、透過光の輝度を向上することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の光学シートにおいて、光透過性の基材層を備え、該基材層の一方の表面に前記第１の光反射層が、前記基材層の他方の表面に前記第２の光反射層が、それぞれ形成され、該第２の光反射層が、前記基材層に他方の表面および前記光学素子部に挟まれてなる構成とする。
この発明によれば、基材層の一方の表面に第１の光反射層を形成し、他方の表面に第２の反射層、光学素子部をそれぞれ形成するため、基材層としてフィルムシートなど採用することにより、連続的に製造することができるので、効率的な製造が可能となる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の光学シートにおいて、平板状の光拡散部材が、前記光学的開口および前記第１の光反射層に対して、光透過性の接合層を介して積層一体化して接合された構成とする。
この発明によれば、接合層を介して光拡散部材を接合して積層一体化するので、第１の光反射層の間の光学的開口に空気層を残すように接合する場合に比べて、光学シートを容易に形成することができる。また、空気層がつぶれたりしないように、第１の光反射層が形成されたシート部材または光拡散部材を厚肉にする必要がないので、空気層を設ける場合に比べて薄型の光学シートを形成することができる。
なお、ここで、光拡散部材が平板状であるとは、シート状を含む平板状を意味するものとする。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートにおいて、前記光学素子部は、一方向に延在された凸シリンドリカルレンズが複数並列されてなり、前記第１および第２の光反射層は、前記凸シリンドリカルレンズに平行に延びるストライプ状に形成された構成とする。
この発明によれば、第１の光反射層による光学的開口を凸シリンドリカルレンズの焦点位置近傍に配置し、第２の光反射層を、凸シリンドリカルレンズの光軸に対称に配置することで、第１の光反射層による光学的開口を透過した光を対向する凸シリンドリカルレンズによって効率的に集光することができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、バックライトユニットにおいて、請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートと、該光学シートの前記光学素子部が形成された一方のシート面と反対側に、光出射面を有する光源部とを備える構成とする。
この発明によれば、請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートを用いるので、請求項１〜５のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備える。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、ディスプレイ装置において、請求項７に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからなる構成とする。
この発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載の光学シートを用いた請求項７のバックライトユニットを用いるので、請求項１〜６のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学シート、それを用いたバックライトユニット、およびディスプレイ装置によれば、第１、第２の光反射層によって遮光パターンを形成するため、対向する光学素子部以外に入射する光を低減し、入射側に戻すことができるので、光源から光を効率よく取り出すことができ、しかも輝度ムラを抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る光学シートについて、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な部分断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る光学シートの模式的な断面図である。図３は、図２のＡ視説明図である。なお、各図は模式図のため寸法比などは誇張されている（以下も同じ）。
【００１５】
本実施形態のディスプレイ装置１００は、図１に示すように、光源部２０、光学シート２１、液晶表示部２２がこの順に積層され、液晶表示部２２から、図示上側に向けて、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、平面視矩形状の画像を表示するものである。図１では、端部の約３画素分の構成を示している。
光源部２０と光学シート２１とは、バックライトユニット２３を構成している。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。すなわち、図２の矢印Ａは、光学シート２１を背面側から見る方向を示す。
【００１６】
光源部２０は、本実施形態では、表示画面側に液晶表示部２２の表示画面の範囲を覆う面積の出射面２ｂ（光出射面）を有し、側面２ａから入射された光を延在方向に導光して出射面２ｂから出射する透明な導光板２と、導光板２の側面２ａに隣接して配置され、側面２ａから白色光を入射させる光源１と、導光板２の背面側に近接して配置され、導光板２から出射面２ｂの反対側に出射される光を導光板２側に反射して再入射させる反射フィルム３とからなる。
ただし、光源部２０は、光学シート２１の背面側に白色光を出射できればこのような構成には限定されず、周知のいかなる構成の光源部を採用してもよい。
【００１７】
光学シート２１は、導光板２の出射面２ｂから出射される光の一部を集光して表示画面側に透過させ、他の光を導光板２側に反射して導光板２に再入射させるものであり、背面側から、拡散シート４（光拡散部材）、接合層５、光反射層６（第１の光反射層）、基材７（基材層）、光反射層８（第２の光反射層）、およびレンズ部９（光学素子部）からなる。
本実施形態では、光透過性の基材７の一方の面に光反射層６が、他方の面にレンズ部９がそれぞれ形成されてなる。そして、光反射層６が導光板２の出射面２ｂに近接して配置されている。
【００１８】
拡散シート４は、光学シート２１から表示画面側に出射される光を拡散させ、表示光の輝度ムラを抑制するとともに、表示光に適宜の視野角を付与するためのものである。例えば、透明材料中に光を散乱させる高屈折率材料を分散させたプラスチックフィルムなどのシート状部材または平板部材を採用することができる。高屈折材料としては、例えば、ＴｉＯ２（二酸化チタン）などの材料を採用することができる。
【００１９】
接合層５は、拡散シート４を、基材７および光反射層６に対して積層一体化するためのもので、光透過性の粘着材あるいは接着剤を拡散シート４の全面に塗布して、基材７および光反射層６に貼り合わせることにより形成される。
接合層５の屈折率の大きさは、基材７の屈折率より低屈折率であることが好ましいが、基材７と同等、あるいはより高屈折率であってもよい。そのため、接合層５の材質は、屈折率に制限されることなく、種々の材質を用いることができる。
【００２０】
光反射層６は、基材７の背面側の表面において、図１、２に示すように、ピッチＰ、幅Ｗ１のストライプ状の開口部６ａ（光学的開口）を有する遮光パターンを形成するもので、それぞれ、幅（Ｐ−Ｗ１）、高さＨ１の略矩形断面が、図１の奥行き方向に延ばされてなる。
ピッチＰは、本実施形態では、液晶表示部２２の画素領域２２ａ（図３参照）の配列ピッチに一致されている。
光反射層６の材料は、良好な反射率が得られれば、適宜の材料、例えば、白インキ，金属箔、金属蒸着膜などを用いて形成することができる。本実施形態では、白色の二酸化チタン微粒子を透明樹脂に分散混入した白インキを用いている。
光反射層６の反射率としては、背面側に光を反射して照明光として再利用することができるように、高反射率、例えば、６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
【００２１】
光反射層６の高さＨ１および幅Ｗ１は、例えば、液晶表示部２２に求められる視野角、表示光の効率を向上するために必要な反射率など実現するために適宜決定される。
特に、本実施形態では、光反射層６の間に形成される開口部６ａを接合層５によって埋めており、開口部６ａに空気層を形成しないようになっている。そのため、光反射層６に高さＨ１は、接合層５が入り込まないような高さに設定するといった制限はなく、種々の高さ、種々の形成方法を必要に応じて採用することができる。好適な反射率が得られれば、印刷やコーティングなどにより、例えば１０μｍ程度の薄厚に形成してもよい。
光反射層６の他の形成方法としては、基材７の高反射性インキを塗布したり、高反射性材料を転写層とする転写箔を用いて転写したりする形成方法を挙げることができる。また、適宜の樹脂によって光反射層６の断面形状を有する凸部を形成し、この凸部の表面に、反射性インキを塗布したり、高反射性材料を転写層とする転写箔を用いて転写したりして形成してもよい。
【００２２】
基材７は、光源部２０から出射される光の波長に対し光透過性を有する厚さｔのシート状部材である。基材７の材質としては、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を特に制限なく用いることができる。
例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネイト（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。あるいは、ＰＥＴ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂等のフィルムシートを採用することができる。
【００２３】
光反射層８は、基材７の表示画面側の表面において、図１、２に示すように、ピッチＰ、幅Ｗ２のストライプ状の開口部８ａ（光学的開口）を有する遮光パターンを形成するもので、それぞれ、幅（Ｐ−Ｗ２）、深さＨ２の略矩形断面が、図１の奥行き方向に延ばされてなる。
なお、本実施形態では、Ｗ１＝Ｗ２に設定されている。そのため、光反射層８は、図２のＡ視では、光反射層６とちょうど重なる位置に形成されている。
光反射層８の材質、形成方法は、光反射層６と同様な材質、形成方法を採用することができる。したがって、光反射層８の反射率は、光反射層６と同様な反射率に設定することができる。
なお、図１、２では、光反射層８は、基材７の内部側に形成されている例を示している。このような形態は、例えば、押し出し成形法を用いて基材７、光反射層８を同時に成形することによって、あるいは、基材７の表面に凹部を形成して、凹部に白インキを塗布して光反射層８を形成することによって、実現することができる。
ただし、基材７としてフィルムシートを採用する場合には、光反射層８を、光反射層６と同様の形成法によって基材７の表面に突出させた状態で形成してもよい。この場合、例えば、後述する放射線キュアリング成形法によってレンズ部９を形成し、レンズ部９を基材７、光反射層８に対してそれぞれ重合接着することで、表面に凹凸があっても開口部８ａに空気層を形成することなくレンズ部９を一体化することができる。
【００２４】
レンズ部９は、開口部６ａ、８ａを通って表示画面側に透過する拡散光を集光するための光学素子をアレイ状に配列したものである。
本実施形態では、基材７上の開口部６ａの中心線３２（図３参照）に沿って焦点位置が延びるように配置され、表示画面側にレンズ面９ａが形成された凸シリンドリカルレンズアレイからなる。すなわち、レンチキュラーレンズからなる。
レンズ面９ａの形状は、本実施形態では、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としている。ただし必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、他の非球面、楕円面、球面などを採用してもよい。
【００２５】
このような各レンズ部９の微細形状は、例えば紫外線、電子線などの放射線により硬化する放射線硬化性樹脂をレンズ金型に充填し、放射線を照射して硬化させ、レンズ金型形状に成形することで容易に形成される。本実施形態では、基材７および光反射層８上に放射線硬化性樹脂を配置する放射線キュアリング成形法によって形成している。
レンズ部９を成形する放射線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系紫外線硬化樹脂を採用することができる。
【００２６】
このように、本実施形態では、シート状の基材７の表面に、光反射層６、８、レンズ部９を形成するようにしているので、基材７のシートを連続搬送しつつ、光反射層６、８、レンズ部９を形成することができるので、量産性に優れた効率的な製造を行うことができる。
【００２７】
液晶表示部２２は、例えば、配向膜、透明電極が形成された２枚の封止基板の間に液晶を封入するなどして構成され、さらに上下を偏光板で挟むことにより、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シャッタを構成するものである。
本実施形態では、図３に示すように、各画素領域２２ａは、一方向にはピッチＰで配列され、レンズ部９の光軸６０が、一方向に直交する方向に整列した画素領域の中心軸に整列するように対向して配置されている。
【００２８】
次に、ディスプレイ装置１００の作用について、光学シート２１の作用を中心に説明する。
図４は、比較例の光学シートにおける光路の例を示す模式説明図である。
【００２９】
光源１から出射された光は、図１に示すように、導光板２の側面２ａに入射し、一部は光線角度に応じて全反射されて導光板２の延在方向に伝搬し、他は出射面２ｂから光学シート２１に向かって出射され、光学シート２１の背面側が全面的に照明される。
出射面２ｂから出射された光は、拡散シート４に入射し、拡散シート４内を透過するにつれて拡散されて接合層５に入射し、拡散光として表示画面側に進む。
接合層５内を進む光のうち、開口部６ａの範囲では、基材７に入射して表示画面側に透過し、光反射層６の範囲では、光反射層６によって背面側に反射される。
このため、光反射層６の反射率に応じて、例えば、６０％以上の光が背面側に反射される。このとき、一部の光は、例えば、図２に示す光線Ｌ１０のように光反射層６を透過して基材７内に進み、あるいは、光反射層６で吸収される。
背面側に反射された光は、入射角度に応じて出射面２ｂから導光板２に入射して、照明光として再利用される。出射面２ｂで表面反射される光は、上記と同様に、透過光と再利用される光とに分かれる。
【００３０】
開口部６ａを透過した光は、基材７内を進み、開口部８ａに入射する光と光反射層８に入射する光に分かれる。
例えば、図２の光線Ｌ１は、開口部６ａから対向する開口部８ａに進む光を示している。この光は、レンズ部９に入射すると、距離が約ｔだけ離された光反射層６、８によって、光入射範囲を規制されているため、例えば、点Ｄ、Ｅを通る光線の入射角θより小さい入射角の範囲に制限されることになる。
このように光反射層６、８によって、角度範囲が規制された光は、入射した開口部６ａに対向するレンズ部９に入射して集光された状態で表示画面側に出射される。開口部６ａは、レンズ部９の焦点位置に略一致して設けられているので、レンズ部９から出射される光は、レンズ部９の屈折力を有する方向では集光されて、レンズ部９の光軸６０に沿ってある程度の広がり角の範囲に進む光として、液晶表示部２２に入射する。
【００３１】
この光は、液晶表示部２２に入射し、画像信号に基づいて不図示の駆動部で制御された各画素領域２２ａの偏光状態に応じて、所定の画素領域２２ａからの光が表示光として透過され、画像表示が行われる。
【００３２】
一方、開口部６ａに対する入射角がθより大きい光の場合は、対向する開口部８ａの周りの光反射層８、対向する開口部８ａに隣接する開口部８ａなどに入射する光となる。
開口部６ａを透過して光反射層８に入射する光は、例えば、図２の光線Ｌ２のように、光反射層８で反射され、光線Ｌ３のように、光反射層６で再反射され、光線Ｌ４のように、入射した開口部６ａに隣接した開口部８ａからレンズ部９に入射する。この場合の光線Ｌ４の光量は、光反射層８での反射時に散乱や吸収などが発生すること、および光反射層８、６の２回の反射により、反射率の２乗以下に減衰することから、光反射層８がない場合に、レンズ部９に入射する光量より格段に低減される。
【００３３】
例えば、図４に示すように、光学シート２１から光反射層８のみを除去した光学シート２００の例と比較すると、光学シート２００では、光反射層８を備えないため、光線Ｌ２０、Ｌ２１のように角度θより大きな入射角で開口部６ａに入射し、光学シート２１では光反射層８が形成されている位置で反射されることなくレンズ部９に入射し、表示画面側に出射され、輝度ムラなどの原因となる。
また、開口部６ａを透過する光線Ｌ２２もそれ自体の光量はわずかであるが、光反射層８が存在しないため、減衰することなくレンズ部９に入射し、開口部６ａから入射した光と異なる方向に出射され、輝度ムラなどの原因となる。
本実施形態では、これらの輝度ムラなどの原因となる光のうち、例えば、光線Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２２などが、光反射層８によって背面側に反射される。そして、光源部２０に戻されるか、光反射層６で再反射されて液晶表示部２２に入射するとしても著しく減衰される。したがって、光学シート２００の場合に比べて、光の利用効率や表示画質を向上することができる。
本実施形態でも、光学シート２００と同様に、対向する開口部８ａに隣接する開口部８ａに入射する光は透過してしまうが、このような透過光と、光反射層８の位置に入射して反射される光とでは、拡散シート４で付与される拡散性が、好適な視野角を形成できる程度の拡散特性となっているため、後者の光量の方が大きくなっており、後者の光を反射するだけで顕著な効果が得られるものである。
【００３４】
このような入射光の角度制御は、開口部６ａの位置に空気層を設けて、基材７の屈折作用を強化し、基材７内を進む光の広がり角を低減することによっても、ある程度は達成されるが、このような空気層を確実に形成するためには、拡散シート４を別体としたり、開口部６ａに粘着材や接着剤が侵入しないように、光反射層６の高さＨ１を高く設定したりする必要がある。拡散シート４を別体とすると、剛性を持たせるためあまり薄厚にできないので、薄型化が難しくなる。また、一体化する場合には、光反射層６の製造方法が樹脂成形などに限定されるとともに、粘着材や接着剤が侵入しないように貼り合わせるなど製造の手間がかかり、製造コストが増大してしまうという問題がある。
本実施形態では、このような空気層を形成する必要がないので、拡散シート４を薄厚として基材７に積層一体化することで、薄型化が可能となり、しかも拡散シート４と基材７とを容易に一体化することができるので、製造コストを低減することができる。
【００３５】
このように、本実施形態の光学シート２１では、光反射層８を光反射層６とレンズ部９との間に形成することにより、開口部６ａに空気層を設けることなく、レンズ部９に入射する光の広がり角を低減させることができる。そして、光反射層８でレンズ部９への入射が規制される光も、背面側に戻されて、照明光として再利用可能とされる。
したがって、光源から光を効率よく取り出すことができ、しかも輝度ムラを抑制することができる。
【００３６】
なお、上記の説明では、開口部６ａ、８ａの幅Ｗ１、Ｗ２は、Ｗ１＝Ｗ２の場合の例で説明したが、幅Ｗ１、Ｗ２は、レンズ部９に入射する光の入射角範囲の必要に応じて適宜設定することができる。
図５は、本発明の実施形態の変形例に係る光学シートの模式的な断面図である。
【００３７】
例えば、図５には、Ｗ１＜Ｗ２とした場合の例を示した。この場合、開口部６ａを通り、対向する開口部８ａに入射する光は、例えば、光反射層６、８の端部の点Ｆ、点Ｇを通る光線Ｌ５の入射角φが最大値となる。これは、幅Ｗ２が、上記実施形態と同じである場合、φ＜θとなるが、幅Ｗ１、Ｗ２を適宜調整することで、φ＝θとすることもできる。後者の場合、レンズ部９に入射する広がり角を上記実施形態と同様にして、開口部６ａの幅を狭めることができる。
開口部６ａがレンズ部９の略焦点位置に配置されている場合、開口部６ａは狭いほど、レンズ部９から出射される光の平行性が向上される。また、角度φが、レンズ部９のＮＡに対応する角度である場合、開口部６ａを透過した光が最も効率的にレンズ部９によって集光される。
したがって、この場合、正面輝度の向上、光の再利用率の向上には、Ｗ１＜Ｗ２の関係とすることが好ましい。
ただし、幅Ｗ１が狭すぎると、レンズ部９から出射される光の平行性が強くなりすぎ、輝度ムラによるモアレや視野角が狭くなりすぎる原因ともなる。本実施形態では、Ｗ１とＷ２とを組み合わせるため、平行性や輝度ムラの設定が容易となる。
【００３８】
幅Ｗ１、Ｗ２、基材７の厚さｔなどの条件は、これらを考慮して、レンズ部９からの出射光の平行性や、光源部２０側に戻す光の再利用率などが良好となるように適宜設定することができる。
例えば、レンズ部９の焦点位置を、開口部８ａの近傍に設定する場合には、Ｗ１＞Ｗ２とすることが好ましい。
【００３９】
また、上記の説明では、光学素子部として、複数の凸シリンドリカルレンズが一方向に延ばされたレンチキュラーレンズの構成の例で説明したが、光学素子部としては、マイクロレンズアレイや、互いに直交する方向に延びるレンチキュラーレンズを積層したクロスレンチレンズを採用してもよい。この場合、開口部６ａ、８ａは、これらの光学素子の配列に応じてマトリックス状に形成する。この場合の、開口部６ａ、８ａの詳細な形状、大きさは、配列が２次元となる点が異なるのみで、上記と略同様にして、所望の視野角等の条件に応じて適宜決定される。
【００４０】
また、上記の説明では、光学素子部を基材層にキュアリング成形して配置した場合の例で説明したが、光学素子部と基材層とは、例えば、押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法のなどによって、一体成形してもよい。その際、第１の光反射層、第２の光反射層も同時に一体成形してもよい。
【００４１】
また、上記の説明では、第２の光反射層が、光学素子部と隣接する場合の例で説明したが、第２の光反射層は、光学素子部と第１の光反射層との間の適宜の位置に設けることができる。例えば、基材層を複数層に分割し、それらの層間に第２の光反射層を設けてもよい。
【００４２】
また、上記の説明では、光学シートが、光拡散部材と積層一体化された場合の例で説明したが、必要に応じて別体に設け、光学シートを、光学素子部、第１および第２の光反射層を備える構成としてもよい。この場合、光拡散部材は、光源部と光学シートの間、または光学シートと液晶表示部との間に配置することができる。また、光拡散部材を、光源部、液晶表示部に内蔵させてもよい。
このように光拡散部材を別体に設ける場合、第１の反射層に形成する光学的開口には空気層を形成することができるので、集光効率をより向上することが可能となる。
【００４３】
また、上記の説明では、光学素子が凸シリンドリカルレンズからなるレンチキュラーレンズを用いた場合の例で説明したが、例えば、屈折作用により光の進行方向を規制できる光学素子であれば、このようなレンズ素子に限定されるものではない。
例えば、光学素子部の光学素子として、例えば複数のプリズムがアレイ状に配列された構成を採用してもよい。
【００４４】
また、上記の説明では、ディスプレイ装置として、特にカラー表示の構成について説明しなかったが、例えば、液晶表示部２２と光学シート２１との間などにカラーフィルタを設けるといった周知の構成を付加すれば、カラー表示を行うディスプレイ装置にも適用できることは言うまでもない。
【実施例】
【００４５】
次に、本実施形態に係るディスプレイ装置１００の一実施例について、比較例１、２と比較した結果とともに説明する。
本実施例では、図２に示す構成において、基材７として、ｔ＝７５μｍのＰＥＴフィルム（屈折率１．５７）を採用し、その両面に光反射層６、８として、Ｈ１＝Ｈ２＝１０μｍの白インク層（反射率８０％（５５０ｎｍの波長において））を、Ｐ＝１４０μｍ、Ｗ１＝Ｗ２＝７５．４μｍ、すなわち、Ｗ１：（Ｐ―Ｗ１）＝３．５：６．５となるように、転写法にて形成した。そして、光反射層８が形成された基材７の表面に、レンズ部９として、アクリル系紫外線硬化樹脂の硬化物にて、曲率半径が７０μｍの単位レンズを配列ピッチＰで配列したシリンドリカルレンズ群を形成する。
さらに光反射層６が形成された表面に、接合層５として基材７に対して１０μｍの厚さを有するアクリル系の感圧粘着材（屈折率１．５５）を用いて拡散シート４を貼り合わせ、基材７と拡散シート４とを積層一体化して、光学シート２１を作成した。
一方、比較例１としては、図４に示す構成、すなわち、上記実施例において、光反射層８を形成しない点のみが異なる光学シートを作成した。
また、比較例２としては、同じく図４に示す構成で、接合層５を空気層としたものを作成した。
【００４６】
これら実施例、比較例１、２の光学シートを、それぞれ共通の光源部２０、液晶表示部２２に対して組み合わせたディスプレイ装置によって、表示光の正面輝度と、表示光の広がり角を垂直半値角として測定し、下表の結果を得た。ここで、正面輝度は、比較例２の輝度で無次元化している。垂直半値角の単位は度である。
【００４７】
【表１】
2008275655.tif 000003
【００４８】
まず、比較例１、２を比べると、比較例１は、正面輝度は低下し、垂直半値角が広がっていることが分かる。これは、比較例２の空気層が、比較例１ではアクリル系感圧粘着材に置き換えられたことにより、基材７内を進む光の広がり角が増大するとともに、隣接するレンズ部９などに光漏れを起こした結果と考えられる。
一方、実施例は、比較例２と略同等の結果を示しており、接合層５によって拡散シート４を積層一体化しているにも関わらず、空気層を設けた場合と同様の良好な光学特性を示していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学シートの模式的な断面図である。
【図３】図２のＡ視説明図である。
【図４】比較例の光学シートにおける光路の例を示す模式説明図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る光学シートの模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２ｂ  出射面（光出射面）
６  光反射層（第１の光反射層）
６ａ、８ａ  開口部（光学的開口）
７  基材（基材層）
８  光反射層（第２の光反射層）
９  レンズ部（光学素子部）
２０  光源部
２１  光学シート
２２  液晶表示部
２２ａ  画素領域
２３  バックライトユニット
１００  ディスプレイ装置
【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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