(57)【要約】【課題】他の光学シートと重ねた場合にも他の光学シートを傷つけ難く、また金型による成形が容易であり、ニュートンリングの発生し難い光学シート、及び、これを備えた面光源装置、透過型表示装置を提供する。【解決手段】出射側に単位光学形状１５１が複数配列されたレンズ形状を有する光制御シート１５において、単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近を、粗面１５１ａとした。この粗面１５１ａは、微小な粒子形状である拡散材ｄの一部が突出して形成された微細凸形状となっている。このような形状とすることにより、他の光学シートと重ねた場合にも他の光学シートを傷つけ難く、また金型による成形が容易であり、ニュートンリングの発生し難い光学シートを実現した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面に単位光学形状が複数配列された光学シートであって、
前記単位光学形状は、凸形状であり、その頂点付近は粗面であること、
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、
前記単位光学形状は、シート面の法線に平行な断面での断面形状が、直線によって形成された平面側と曲線によって形成された曲面側とを有する非対称な形状であること、
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、
前記粗面は、微小な粒子の一部が突出して形成されていること、
を特徴とする光学シート。
【請求項４】
請求項３に記載の光学シートにおいて、
前記粒子の屈折率と、前記単位光学形状を形成する材料の屈折率との差は、０．０１以下であること、
を特徴とする光学シート。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光学シートにおいて、
前記単位光学形状が複数配列された部分と厚み方向において反対側には、前記粒子が含有されていない部分を有すること、
を特徴とする光学シート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学シートにおいて、
熱可塑性樹脂を用いて形成されていること、
を特徴とする光学シート。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学シートと、
光源部と、
を備える面光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の面光源装置と、
透過型表示部と、
を備える透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一方の面に単位光学形状が複数配列されて形成された光学シート、及び、これを備えた面光源装置、透過型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、面光源装置等に用いられる光学シートとして、光を収束、拡散させる機能を有する単位光学形状が複数配列されたもの等がある。このような光学シートの例として、特許文献１に開示されたような複数の三角プリズムを有する透明フィルム等が知られている。
しかし、特許文献１の透明フィルムのように、単位光学形状が複数配列された光学シートでは、他の光学シートと重ねて面光源装置等に組み込む際に、その単位光学形状の凸形状の頂点部分等によって、重ねられた他の光学シートに傷を付けてしまうという問題があった。
また、このような光学シートを押し出し成形を用いて作製する場合等に、単位光学形状を賦形する金型の凹形状部分に、材料となる樹脂等が密着してしまい、金型から外す際に単位光学形状が変形したり、金型に密着した単位光学形状を強い力で離型したために白い線状の跡等がついたりするという問題があった。
【０００３】
さらに、傷つきを防止するために、単位光学形状が複数配列された光学シートを他の光学シートとの間に僅かな隙間を設けて積層して面光源装置とした場合には、ニュートンリングが発生し易いという問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−３１８００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、他の光学シートと重ねた場合にも他の光学シートを傷つけ難く、また金型による成形が容易であり、ニュートンリングの発生し難い光学シート、及び、これを備えた面光源装置、透過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】
【０００５】
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、本発明の実施形態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、少なくとも一方の面に単位光学形状（１５１）が複数配列された光学シートであって、前記単位光学形状は、凸形状であり、その頂点（Ｔ）付近は粗面（１５１ａ）であること、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、前記単位光学形状（１５１）は、シート面の法線に平行な断面での断面形状が、直線によって形成された平面側（１５１Ｄ）と曲線によって形成された曲面側（１５１Ｕ）とを有する非対称な形状であること、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、前記粗面（１５１ａ）は、微小な粒子（ｄ）の一部が突出して形成されていること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の光学シートにおいて、前記粒子（ｄ）の屈折率と、前記単位光学形状（１５１）を形成する材料の屈折率との差は、０．０１以下であること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の光学シートにおいて、前記単位光学形状（１５１）が複数配列された部分と厚み方向において反対側には、前記粒子（ｄ）が
含有されていない部分（１５ａ）を有すること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学シートにおいて、熱可塑性樹脂を用いて形成されていること、を特徴とする光学シート（１５）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学シート（１５）と、光源部（１３）と、を備える面光源装置（１２，１３，１４，１５，１６）である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の面光源装置（１２，１３，１４，１５，１６）と、透過型表示部（１１）と、を備える透過型表示装置（１０）である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）少なくとも一方の面に単位光学形状が複数配列された光学シートであって、単位光学形状は、凸形状であり、その頂点付近は粗面であるので、金型を用いて単位光学形状を賦形する際に、材料となる樹脂等が金型に密着することを防ぐことができ、金型から容易に離型することができる。従って、単位光学形状の変形や、強い力で離型した際等に生じ易い白い線状の跡等を防止することができ、製造も容易である。さらに、面光源装置等に用いる場合等に、ニュートンリングの発生を防止できる。
【０００７】
（２）単位光学形状は、シート面の法線に平行な断面での断面形状が、直線によって形成された平面側と曲線によって形成された曲面側とを有する非対称な形状であるので、正面方向の輝度を高める効果と、輝度変化を緩やかにする効果とを得ることができる。
【０００８】
（３）粗面は、微小な粒子の一部が突出して形成されているので、面光源装置等に用いる際に他の光学シートと重ねた場合にも、重ねられた他の光学シートに対して傷が付き難い。また、粗面は、樹脂が硬化する際の樹脂の収縮を利用して、粒子の一部が突出することを利用して形成することができるので、粗面の形成が容易である。さらに、粒子の添加量や粒径等によって粗面の条件（粗さ、粗面部分の面積等）を容易に調整できる。
【０００９】
（４）粒子の屈折率と、単位光学形状を形成する材料の屈折率との差は、０．０１以下であるので、粒子による拡散を低減し、拡散による正面輝度の低下を抑制することができる。
【００１０】
（５）単位光学形状が複数配列された部分と厚み方向において反対側には、粒子が含有されていない部分を有するので、粒子の拡散作用による正面輝度の低下を小さく抑えながら、モアレ低減効果や他の光学シートに対する傷つき防止効果、金型からの離型を容易にする効果を得ることができる。
【００１１】
（６）熱可塑性樹脂を用いて形成されているので、成形が容易に行える。
【００１２】
（７）本発明による光学シートと、光源部とを備える面光源装置であるので、ニュートンリングが発生し難く、輝度ムラの無い良好な光源とすることができる。
【００１３】
（８）本発明による面光源装置と、透過型表示部とを備える透過型表示装置であるので、ニュートンリングに起因する色ムラ、輝度ムラ等が発生せず、良好な映像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、他の光学シートと重ねた場合にも他の光学シートを傷つけ難く、また金型による成形が容易であり、ニュートンリングの発生し難い光学シート、及び、これを備えた
面光源装置、透過型表示装置を提供するという目的を、光学シートに形成された単位光学形状の頂点付近を粗面とすることにより実現した。
【００１５】
(実施形態)
図１は、本発明による透過型表示装置の実施形態を示す図である。
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、フィルム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、本明細書でもそれに倣って使用している。しかし、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。従って、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。
本実施形態における透過型表示装置１０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル１１，反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５，光拡散シート１６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装置である。なお、ＬＣＤパネルを背面から照明する面光源装置（バックライト）としては、反射板１２，発光管１３，乳白板１４，光制御シート１５，光拡散シート１６が該当している。
【００１６】
ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成された透過型表示部であり、本実施形態では、対角３２インチサイズ（４２０ｍｍ×７４０ｍｍ）、７６８×１２８０ドットの表示を行うことができる。ＬＣＤパネル１１は、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、本実施形態では、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の背面側には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の乳白板１４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乳白板１４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有している。
【００１７】
乳白板１４は、無指向性の光拡散作用を有し、発光管１３の出射側（観察面側）に設けられている。
光制御シート１５は、出射側の面に単位光学形状１５１が複数配列された光学シートである。本実施形態では、光制御シート１５は、乳白板１４の出射側に設けられている。この光制御シート１５の形状等の詳細については、後述する。
【００１８】
光拡散シート１６は、光制御シート１５とＬＣＤパネル１１との間に設けられ、出射側の面に微細な凸形状が形成された光拡散作用を有するシート状の部材であり、その厚さは、２２０μｍである。
拡散シートとして使用されるものには、透明基材フィルムの表面に拡散材をコーティングしたタイプ、拡散材を基材に練り込んだタイプ、表面を粗面にしたタイプ、及びこれらの組み合わせが存在する。
本実施形態で用いた光拡散シート１６は、これらの内で、透明基材フィルムの表面に拡散材をコーティングしたタイプである。具体的には、厚さ１８８μｍの透明基材層（フィルム）上に、バインダ中に微小ビーズを混練した拡散層をコートして形成している。この拡散層は、微小ビーズをバインダよりも突出させることにより、表面に微細凸形状が形成されている。本実施形態で使用した光拡散シート１６は、恵和（株）製の光拡散フィルムＢＳ−７０２であり、ヘイズ値は、８９．２％（メーカーカタログ値）である。
【００１９】
表面に拡散材（微小ビーズ）をコーティングした拡散シートは、微小ビーズのトップの
丸い部分が突出するため、レンズ効果を発揮する。そのため、視野角の広い拡散光が入射した場合には、集光効果を発揮し、視野角の狭い拡散光が入射した場合には、拡散効果を発揮するという、他のタイプの拡散シートとは異なる特徴的な作用を持っている。
また、拡散材を分散させてコーティングしているので、周期構造を持たず、モアレが発生することもない。
さらに、表面にコーティングする拡散材の量を変えることにより、レンズ効果（集光及び拡散効果）を調整することが可能となる。拡散材の量が少ないと拡散材の密度が小さいため、レンズ効果よりも粗面による散乱効果が大きくなり、視野角の広い拡散光に対する集光効果が小さくなる。
なお、練り込みタイプや表面が粗面タイプの拡散シートは、レンズ効果ではなく、散乱効果や屈折効果により、拡散効果のみを発揮する点で、本実施形態の光拡散シート１６とは異なる。
【００２０】
図２は、本実施形態の光制御シート１５を図１に示す矢印Ｓ−Ｓ断面で切断した断面の一部を拡大して示した図である。なお、図２では、使用状態を切断した場合と同様な配置として示しており、図中の左方が出射側（観察面側）となるように示している。
光制御シート１５は、上述のように、出射側の面に単位光学形状１５１が複数配列されて形成されたレンズ形状を有する光学シートである。本実施形態では、単位光学形状１５１は、その長手方向が発光管１３の長手方向に沿った方向（水平方向）に平行となるように複数配列され、配置されている。
【００２１】
光制御シート１５は、熱可塑性樹脂のみで形成され、拡散材を含有しない第１の層１５ａと、第１の層とを形成する熱可塑性樹脂と同一の樹脂であって拡散材が混練された第２の層１５ｂとを、２層押し出し成形によって形成し、第２の層１５ｂの表面に、金型によって単位光学形状１５１が賦形され、形成されている。従って、硬化後の光制御シート１５は、２層押し出し成形されているが、ベースとなる熱可塑性樹脂が同一の樹脂であるので、実質的には単層であり、拡散材の有無のみで、第１の層１５ａと第２の層１５ｂとに分けて見ることができる。
なお、本実施形態では、第１の層１５ａは、拡散材を含有していないものとしたが、これに限らず、第２の層１５ｂに含まれる拡散材の量に比べて非常に少量であるならば、拡散材を含有していてもよい。
【００２２】
本実施形態では、光制御シート１５は、熱可塑性樹脂として、屈折率１．５３の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）樹脂が用いられている。なお、光制御シート１５に用いる熱可塑性樹脂は、ＭＳ樹脂に限らず、ポリカーボネート、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、スチレン、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の光透過性を有する他の熱可塑性樹脂を用いてもよい。
光制御シート１５に用いられる拡散材は、微小な粒子形状（微小ビーズ）であり、単位光学形状１５１を形成する材料（光制御シート１５に用いる熱可塑性樹脂）との屈折率差が０．０１以下である。本実施形態では、拡散材は、ＭＳ樹脂を用いて形成され、その平均粒径は１２μｍであり、その屈折率は１．５３である。
【００２３】
本実施形態の光制御シート１５では、第１の層１５ａ（拡散材を含まないＭＳ樹脂の層）と、第２の層１５ｂ（拡散材を含有するＭＳ樹脂の層）との厚さの比は、約８：２となっている。また、第２の層１５ｂに混練される拡散材の量は、第２の層１５ｂを形成するＭＳ樹脂を１００重量部としたときに、１５重量部である。
なお、本実施形態では、拡散材として、屈折率１．５３、平均粒径１２μｍであるＭＳ樹脂製の拡散材を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、屈折率１．５２５、平均粒径８μｍのガラスビーズを用いてもよい。また、平均粒径の異なる拡散材を混合して用
いてもよいし、屈折率の異なる拡散材を混合して用いてもよい。
【００２４】
単位光学形状１５１の形状については、頂点Ｔを基準として、上側の上側形状１５１Ｕと、下側の下側形状１５１Ｄとに分けて説明する。
下側形状１５１Ｄは、位置Ａから頂点Ｔまでのシート面に平行な方向の幅、すなわち、図２に示した断面（シート面の法線に平行な方向での断面）において上下方向の幅ＷＤ＝０．０９ｍｍの平面（平面側）であり、シート面に対して４６度の角度を持って形成されている。
上側形状１５１Ｕは、図２に示した断面において、位置Ａからシート面に平行に上方へ０．１８９ｍｍの位置にある位置Ｂを置き、この位置Ｂと頂点Ｔとを通る半径Ｒ＝０．１９５ｍｍの円筒面（曲面側）である。従って、この上側形状１５１Ｕの上下方向の幅ＷＵ＝０．０９９ｍｍとなっている。
なお、シート面とは、シート全体として見たときにおけるシートの平面方向となる面を示すものであり、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。
【００２５】
図３は、本実施形態の単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近（図２に示す領域Ｃ）の拡大図である。
単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近は、粗面１５１ａとなっている。この粗面１５１ａは、光制御シート１５に用いられるＭＳ樹脂に混練された拡散材ｄの一部が突出して形成された微細な凸形状である。
単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近の粗面１５１ａは、光制御シート１５の押し出し成形時に、拡散材ｄが混練されたＭＳ樹脂の成形時の温度や成形時の圧力等を適宜調節して、単位光学形状１５１を形成する金型の頂点Ｔに対応する付近にまではＭＳ樹脂が充填されないようにする。このことによって、頂点Ｔ付近では、ＭＳ樹脂に混練されている拡散材ｄの一部が突出した状態となり、この状態で硬化させることにより、粗面１５１ａが形成される。
【００２６】
本実施形態によれば、単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近には、拡散材ｄの一部が突出して形成された粗面１５１ａが形成されているので、単位光学形状１５１が複数配列された出射側に他の光学シートを近接して配置した場合等に、他の光学シートが傷つくことを防止できる。また、製造過程で光制御シート１５を重ねて搬送する場合等に、傷つき防止用の保護フィルムを用いて、光制御シート１５の単位光学形状１５１が設けられた面を保護しなくともよい。
また、金型によって単位光学形状１５１を賦形する際に、金型と単位光学形状１５１の頂点付近との間に、拡散材ｄの一部が突出することによって微小な空間が形成される。従って、賦形後に金型から離型する際に、容易に離型することができ、金型に樹脂が密着してしまうことに起因する単位光学形状の変形や、強い力で離型した際に生じ易い白い線状の跡等を防止することができる。
【００２７】
さらに、本実施形態によれば、光制御シート１５の出射側が他の光学シート（本実施形態では、光拡散シート１６）と最も近接する部分である頂点Ｔ付近から出射する光は、拡散材ｄによって出射方向が拡散される。また、光制御シート１５の入射側の面で反射して頂点Ｔ付近に戻る光は、粗面１５１ａによって拡散反射される。
従って、光拡散シート１６等の他の光学シートを単位光学形状１５１側に近接させて配置した場合にも、近接する２つの面の間で反射する光が干渉することによって発生するニュートンリングを防止することができ、ニュートンリングに起因する輝度ムラ等の表示不良の生じ難い面光源装置及び透過型表示装置とすることができ、容易に製造できる。
【００２８】
（変形形態）
以上説明した実施形態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、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、光制御シート１５は、１種類の単位光学形状１５１が複数配列さ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配置してもよい。
【００２９】
（２）本実施形態において、光制御シート１５は、レンズ形状を有し、単位光学形状１５１は、シート面の法線に平行な断面において、断面形状が上側形状１５１Ｕと下側形状１５１Ｄとを有する非対称な形状である例を示したが、これに限らず、単位光学形状は、シート面の法線方向に平行な断面における断面形状が対称としてもよい。例えば、単位光学形状が楕円筒の一部形状であるレンチキュラーレンズ形状を有する光制御シートとしてもよい。また、単位光学形状を、シート面の法線に平行な断面における断面形状が略二等辺三角形状である単位プリズム形状とし、このような単位プリズム形状が複数配列されたプリズム形状を有する光制御シートとしてもよい。さらに、光制御シートは、単位光学形状が２次元方向に配列されたレンズアレイ（所謂、蝿の目レンズ）が形成されたシートであってもよい。
【００３０】
（３）本実施形態では、面光源装置の光源部として、線光源である発光管１３を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の点光源を複数並べた光源部を用いてもよいし、有機ＥＬ（electroluminescence）、無機ＥＬ等の面発
光をする光源部を用いてもよい。
なお、本実施形態及び各変形形態は、適宜組み合わせて用いることも可能であるが、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による透過型表示装置の実施形態を示す図である。
【図２】実施形態の光制御シート１５を図１に示す矢印Ｓ−Ｓ断面で切断した断面の一部を拡大して示した図である。
【図３】実施形態の単位光学形状１５１の頂点Ｔ付近（図２に示す領域Ｃ）の拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
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
１５１    単位光学形状
１５１ａ    粗面
１６    光拡散シート
Ｔ    頂点
ｄ    拡散材
【図１】
2008242295.tif 000003
【図２】
2008242295.tif 000004
【図３】
2008242295.tif 000005