(57)【要約】【課題】断裁部分に単位光学形状の一部が残る場合であっても、その悪影響を低減できる光学シート、及び、これを用いた面光源装置、透過型表示装置、投射型表示装置を提供する。【解決手段】単位光学形状１５１が方向Ｌに延在し、方向Ｌと略直交する方向に単位光学形状１５１が複数並べて配置された光制御シート１５において、シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面の９５％以上が、方向Ｌと５度の角度を持って交差するようにした。【選択図】図３
2008122818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面に単位光学形状が第１の方向に延在し、前記第１の方向と略直交する第２の方向に前記単位光学形状が複数並べて配置された光学シートであって、
シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面の９５％以上は、前記第１の方向と角度を持って交差すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項２】
請求項１に記載の光学シートにおいて、
前記断裁面の９５％以上は、前記第１の方向と０．２度以上の角度を持って交差すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学シートにおいて、
前記断裁面の３０％以上は、前記第１の方向と５度以内の角度を持って交差すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項４】
光源と、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートと、
を備える面光源装置。
【請求項５】
光源と、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートと、
前記光学シートを通過した前記光源からの光を透過して表示を行う透過型表示部と、
を備えた透過型表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の透過型表示装置において、
前記透過型表示部の表示領域は、略長方形又は略正方形であり、
前記第１の方向は、前記表示領域の長方形又は正方形のいずれかの辺となす角度が２度以内となるように設けられていること、
を特徴とする透過型表示装置。
【請求項７】
映像光を投射する投射部と、
前記投射部により映像光が投射される位置に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートと、
を備える投射型表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の透過型表示装置において、
前記投射部が投射する映像光が投射される投射領域は、略長方形又は略正方形であり、
前記第１の方向は、前記投射領域の長方形又は正方形のいずれかの辺となす角度が２度以内となるように設けられていること、
を特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単位光学形状を一次元方向に配列した光学シート、及び、これを用いた面光源装置、透過型表示装置、投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単位光学形状を一次元方向に配列したレンチキュラーレンズシート、プリズムシート等の光学シートは、面光源装置、透過型表示装置、投射型表示装置等に使用されている。
例えば、特許文献１では、バックライトユニットの面光源装置にプリズムシートを用いている。
これらの光学シートは、使用される装置の画面サイズ等に合わせて、断裁して使用される場合が多い。
しかし、光学シートを断裁する場合、断裁する位置によっては、光学シートに形成されたレンチキュラーレンズ形状、プリズム形状等の単位光学形状の一部が中途半端な位置で断裁されてしまい、不完全な突起形状となって残ってしまうという問題があった。この不完全な突起形状は、加工時に残るバリとは異なるものであるが、実質的には、バリと同じようなものであり、脱落すると、異物となって、表示画面に悪影響を及ぼしてしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−１４７５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、断裁部分に単位光学形状の一部が残る場合であっても、その悪影響を低減できる光学シート、及び、これを用いた面光源装置、透過型表示装置、投射型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、少なくとも片面に単位光学形状が第１の方向（Ｌ）に延在し、前記第１の方向と略直交する第２の方向に前記単位光学形状（１５１）が複数並べて配置された光学シートであって、シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）の９５％以上は、前記第１の方向と角度を持って交差すること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学シートにおいて、前記断裁面（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）の９５％以上は、前記第１の方向と０．２度以上の角度を持って交差すること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学シートにおいて、前記断裁面（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）の３０％以上は、前記第１の方向（Ｌ）と５度以内の角度を持って交差すること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項４の発明は、光源（１３）と、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シート（１５）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５）である。
請求項５の発明は、光源（１３）と、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シート（１５）と、前記光学シートを通過した前記光源からの光を透過して表示を行う透過型表示部（１１）と、を備えた透過型表示装置（１０）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の透過型表示装置において、前記透過型表示部の表示領域は、略長方形又は略正方形であり、前記第１の方向は、前記表示領域の長方形又は正方形のいずれかの辺となす角度が２度以内となるように設けられていること、を特徴とする透過型表示装置である。
請求項７の発明は、映像光を投射する投射部と、前記投射部により映像光が投射される位置に配置される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光学シートと、を備える投射型表示装置である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の透過型表示装置において、前記投射部が投射する映像光が投射される投射領域は、略長方形又は略正方形であり、前記第１の方向は、前記投射領域の長方形又は正方形のいずれかの辺となす角度が２度以内となるように設けられていること、を特徴とする投射型表示装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）光学シートは、シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面の９５％以上は、第１の方向と角度を持って交差するので、断裁後の異物（バリ）付着による不良発生を抑えることができる。
【０００６】
（２）光学シートの断裁面の９５％以上は、第１の方向と０．２度以上の角度を持って交差するので、断裁後の異物付着による不良発生を抑えることができる。
【０００７】
（３）断裁面の３０％以上は、第１の方向と５度以内の角度を持って交差するので、一般的な長方形の画面形状に適応させることが容易にできる。また、実質的に左右対称な拡散特性を得ることができる。
【０００８】
（４）表示領域又は投射領域は、略長方形又は略正方形であり、第１の方向は、表示領域又は投射領域の長方形又は正方形のいずれかの辺とのなす角度が２度以内となるように設けられているので、表示領域又は投射領域に合わせた外周形状の光学シートとしても、観察時に違和感を与えることなく、断裁後の異物付着による不良発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
断裁部分に単位光学形状の一部が残る場合であっても、その悪影響を低減するという目的を、断裁面の９５％以上は、第１の方向と角度を持って交差するようにして実現した。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用しているが、この使い分けには、技術的な意味が無いので、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。したがって、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光制御シートは、光制御板としてもよいし、光制御フィルムとしてもよい。
【００１１】
本実施例における透過型表示装置１０は、ＬＣＤパネル１１，反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を背面から照明して表示する透過型液晶表示装置である。なお、ＬＣＤパネル１１を背面から照明するバックライトとなる面光源装置としては、反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５が該当している。
【００１２】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成されており、その表示領域は、対角３２インチ（４２０ｍｍ×７４０ｍｍ）の長方形で、解像度１０９６×７６８の表示を行うことができる。発光管１３の長手方向に沿った方向が、水平方向として使用され、発光管１３が並ぶ方向が、垂直方向として使用される。
発光管１３は、面光源装置の光源部を形成する線光源の冷陰極管であり、本実施例では、略２０ｍｍ間隔で等間隔に１８本が並列に並べられている。発光管１３の背面には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の光制御シート１５とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射して光制御シート１５方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを持つ。
【００１３】
乳白板１４は、無指向性の光拡散特性を有し、透過する光を略完全拡散光として出射する完全拡散シートであり、発光管１３と光制御シート１５との間に配置されている。乳白板１４の両面には、マット処理が行われており、また、基材中に拡散剤が分散混入されており、これらによって拡散効果を発生する。乳白板の基材の材料としては、ポリカーボネート、ＭＳ（メタクリルスチレン：アクリル樹脂とスチレン樹脂との共重合体）材、及びＭＳ材にゴム成分を混入させたＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン）材などが使用される。厚みとしては、１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。本実施例の乳白板１４の基材は、ＭＢＳ材、透過率：６０％、厚み：２ｍｍである。
また、乳白板１４は、耐湿度性を向上させるために、多層構造とすることもできる。例えば、ＭＳ材やＭＢＳ材では、スチレンリッチな材料でサンドイッチすることなどが考えられる。さらに、光源から発生する紫外線を除去するために基材中にＵＶ吸収剤を混ぜたり、光源側の表面にＵＶ吸収剤をコーティングしたりすることもできる。
【００１４】
乳白板１４を配置する目的として、管ムラを低減することが挙げられる。ここで、管ムラとは、光源が蛍光管であるため、蛍光管がある部分と無い部分で明暗が発生してしまうことである。これを解消させるには、蛍光管との距離を離すこと、及び、拡散効果やレンズ効果を用いることにより、光を広げるとよい。しかし、面光源装置は、可能な限り薄いことが望まれるので、２０ｍｍ程度しかＬＣＤパネルとの距離を離すことができない。そこで、乳白板や光制御シートの拡散度合いやレンズ効果が重要となる。また、蛍光管の代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）光源などの点光源を用いる場合にも同等のことが言える。
【００１５】
光制御シート１５は、乳白板１４とＬＣＤパネル１１との間に設けられ、出射側に単位光学形状１５１が突出して設けられた光学シートである。
図２は、光制御シート１５のみを示す斜視図である。
図３は、光制御シート１５を出射側のシート面に対する法線方向から見た図である。
図４は、光制御シート１５をシート面に直交する方向で切断した断面図である。図４（ａ）は、図３中に矢印で示したＡＡ断面を示し、図４（ｂ）は、図３中に矢印で示したＢＢ断面を示している。
ここで、シート面とは、光制御シート１５全体として見たときにおける光制御シート１５の平面方向として定義される面を示すものであり、本実施例では、光制御シート１５の入射側の面と平行な面であり、特許請求の範囲及び以下の説明中において同一の定義として用いている。
【００１６】
本実施例の光制御シート１５は、発光管１３から出射した光の輝度ムラを低減させて均一化する光学シートである。光制御シート１５の出射側に形成された単位光学形状１５１は、楕円筒の一部の形状が同一断面形状でシート面上に一方向（第１の方向）延在し、また、この単位光学形状１５１は、上記第１の方向と直交する第２の方向に並べて形成されている。光制御シート１５の出射側表面には、この単位光学形状１５１が平行に多数並べて配置されてレンチキュラーレンズ面となっている。また、単位光学形状１５１の並ぶ方向は、スクリーンの垂直方向となっている（図１参照）。
本実施例の光制御シート１５は、屈折率１．５３の透明なＭＳ材を用いた押し出し成型により形成された後、必要な大きさにトムソン刃等により断裁されて使用される。
なお、光制御シート１５は、ＭＳ材に限らず、ポリカーボネート、ＭＢＳ、ＰＭＭＡ、スチレン等の光透過性の有る他の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用してもよいし、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂を用いた紫外線成型と呼ばれる方法により作製してもよい。
【００１７】
単位光学形状１５１は、図４に示した断面において、長半径が０．１５ｍｍ、短半径が０．０７ｍｍの楕円となっており、その長軸が光制御シート１５のシート面（本実施例では、入射面に平行な面）に対して直交し、ピッチ０．１ｍｍとなるように配置されている。また、光制御シート１５の厚さは、０．０８ｍｍである。
【００１８】
本実施例の光制御シート１５は、図３に示す方向から見た形状が、略台形形状となっている。垂直方向に沿った２つの互いに対向する辺１５ａ，１５ｂは、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌ（第１の方向：本実施例では、水平方向と同一方向）と略直交している。これに対して、残る２つの互いに対向する辺１５ｃ，１５ｄは、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌとθ＝５°の角度を成している。なお、図３では、辺１５ｃ，１５ｄは、理解を容易にするために、より大きな角度を持って単位光学形状１５１の延在する方向Ｌと交差するように誇張して示している。
【００１９】
本実施例の光制御シート１５は、上述したように、押し出し成型により形成された後、必要な大きさに断裁されて使用される。したがって、辺１５ａ〜１５ｄは、断裁面となる。ここで、垂直方向に沿った２つの互いに対向する辺１５ａ，１５ｂは、どのような位置で断裁されても構わないが、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌに平行な断裁面を作ったとすると、この断裁面の位置によっては、光制御シート１５に形成された単位光学形状１５１の一部が中途半端な位置で断裁されてしまい、不完全な突起形状となって残ってしまう。
【００２０】
例えば、仮に、図３中に示した直線Ｘの位置で断裁を行ったとすると、その断面形状は、図４（ａ）に示した形状のまま水平方向に延在することとなる。この断面形状には、単位光学形状１５１の一部が中途半端な位置で断裁されてしまい、不完全な突起形状Ｆとなって残ってしまう。この突起形状Ｆがそのままの形で水平方向に延在すると、加工時に生じるバリと同様なものとなる。この突起形状Ｆは、強度も弱いため、他の部材などに接触した場合に脱落してしまうと、異物となり、表示画面内に残ると、影となる等、表示画面に悪影響を及ぼしてしまう。
【００２１】
そこで、本実施例の光制御シート１５では、辺１５ｃ，１５ｄは、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌとθ＝５°の角度を成すように断裁した。このように方向Ｌと角度を持って断裁すると、図４（ａ）と同様な形状となる部分も存在するが、それはごく一部であり、他の場所では、例えば図４（ｂ）のように単位光学形状１５１の一部が残っても、その大きさが大きく、強度が十分にあり、脱落するおそれがない。また、図４（ａ）と同様な形状となる部分についても、その部分から図３中の右側では、断面形状が大きい部分に繋がっており、脱落しにくくなっている。
【００２２】
上述したように、本実施例では、辺１５ｃ，１５ｄを単位光学形状１５１の延在する方向Ｌとθ＝５°の角度を成すように断裁したことにより、シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面の１００％が、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌと角度を持って交差している。なお、シート面の法線方向から見た外周形状を形成する断裁面の９５％以上が、単位光学形状１５１の延在する方向Ｌと角度を持って交差するようにすることが上述したバリ低減の効果を得るために望ましい。また、外周形状を形成する断裁面と単位光学形状１５１の延在する方向Ｌとのなす角度は、０．２度以上とすることが、上述の効果を得るために望ましい。外周形状を形成する断裁面と単位光学形状１５１の延在する方向Ｌとのなす角度が０．２度未満では、発生するバリが、長く、かつ、細くなってしまい、上述の効果を得ることができないからである。
ただし、辺１５ｃ，１５ｄと方向Ｌとがなす角度が、５度以上になると、視野角特性が最大１０％程度変化してしまい、水平方向において視野角特性の対称性を確保できなくなる。また、一般的な長方形の画面形状に適応させることが困難になり、多数の直線等を組み合わせた角の多い形状とした場合には、角部分で破損したり、怪我をしたりする危険性が高くなる。したがって、断裁面の３０％以上は、方向Ｌと５度以内の角度を持って交差するようにするとよい。
このようにすることにより、上述したような突起形状Ｆによる問題が発生することを回避できる。
【００２３】
上述した本実施例の光制御シート１５では、断裁後の異物付着による不良率が０．１％以下であった。
これに対して、シート面の法線方向から見た外周形状が長方形であって、その長方形を形成する対向する２辺が単位光学形状の延在する方向と平行である従来の光制御シートでは、断裁後の異物付着による不良率が１０％であった。
【００２４】
（外周形状の他の形態）
図５は、光制御シートの外周形状の他の形態を示す図である。図５の左右方向が水平方向であり、上下方向が垂直方向を示している。
図５（ａ）は、上述した光制御シート１５の形態を示している。この図５（ａ）に示すような形態とすると、図５（ａ）の右側の寸法が、左側よりも大きくなってしまう。これを回避するために、例えば、図５（ｂ）、図５（ｃ）のように傾く方向を変えた２種類の辺を組み合わせてもよい。また、図５（ｄ）のように、平行四辺形としてもよい。さらに、図５（ｅ），（ｆ）のように、傾く辺を分割して組み合わせることにより、一部分が飛び出さないように構成してもよい。
【００２５】
また、光制御シートの外周形状を水平又は垂直方向に対して傾けずに、画像の表示領域に合わせて単純な長方形又は正方形として、単位光学形状の延在する方向が、外周形状を形成する辺（断裁面）に対して傾くようにしてもよいが、大きく傾けると、観察者が画面を観察したときに違和感を与えてしまう。したがって、表示領域の長方形又は正方形のいずれかの辺とのなす角度は、２度以内とすることが望ましい。
【００２６】
以上説明したように、本実施例では、断裁面と単位光学形状の延在する方向とのなす角度を０．２度以上となるようにして、単位光学形状の延在する方向に対して角度を持って断裁することとしたので、異物の発生による不良を低減できた。
【００２７】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施例において、光制御シートは、楕円筒の一部形状を含むレンチキュラーレンズシートである例を示したが、これに限らず、例えば、断面形状が略直角二等辺三角形であるプリズムシートであってもよいし、その他各種形態のレンズ形状、プリズム形状を有した光学シートであってもよい。
【００２８】
（２）本実施例において、ＬＣＤパネルを背面から照明するバックライトとして使用される面光源装置に用いる光制御シートを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、映像光を投射する投射部を有したリアプロジェクションテレビ装置等の背面投射型表示装置に使用される光学シートであってもよい。
【００２９】
（３）各実施例において、光制御シートは、１種類の単位光学形状が出射側に並べられている例を示したが、これに限らず、例えば、複数種類の単位光学形状を組み合わせて出射側に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による透過型表示装置の実施例１を示す図である。
【図２】光制御シート１５のみを示す斜視図である。
【図３】光制御シート１５を出射側のシート面に対する法線方向から見た図である。
【図４】光制御シート１５をシート面に直交する方向で切断した断面図である。
【図５】光制御シートの外周形状の他の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  透過型表示装置
１１  ＬＣＤパネル
１２  反射板
１３  発光管
１４  乳白板
１５  光制御シート
【図１】
2008122818.tif 000003
【図２】
2008122818.tif 000004
【図３】
2008122818.tif 000005
【図４】
2008122818.tif 000006
【図５】
2008122818.tif 000007