(57)【要約】【課題】高熱の影響下であっても、表示に支障ない反り挙動を制御することが可能な一体型構成の光学シートを提供すること。【解決手段】光源２３からの光Ｈが入射する略平面の入射面２と、入射面２の反対側の面である出射面３との間に、入射した光Ｈの方向、範囲、色、輝度分布のうちの少なくとも何れかを制御する複数の光学要素層４〜６が積層されてなる光学シート１であって、光学要素層４〜６のうち、最も厚い第１の層よりも低い線膨張係数を持つ第２の層を、第１の層４よりも出射面３側に配置する。【選択図】図１
2008185930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が入射する略平面の入射面と、前記入射面の反対側の面である出射面との間に、前記入射した光の方向、範囲、色、輝度分布のうちの少なくとも何れかを制御する複数の光学要素層が積層されてなる光学シートであって、
前記光学要素層のうち、最も厚い第１の層よりも低い線膨張係数を持つ第２の層を、前記第１の層よりも前記出射面側に配置してなる光学シート。
【請求項２】
前記積層された複数の光学要素層の合計厚みが１．５×１０−３ｍ以上である請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記第２の層の厚みが２０×１０−６ｍ以上である請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記第２の層は、熱収縮率が前記第１の層よりも大きい請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の光学シート。
【請求項５】
前記第１の層と前記第２の層とが接合されてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
前記第１の層と前記第２の層とが、粘着剤、接着剤、及びエキシマ接着のうちの少なくとも何れかによって接合されてなる請求項５に記載の光学シート。
【請求項７】
前記第１の層の前記入射面側に、帯電防止処理、傷つき防止処理、反射防止処理、及びマット処理のうちの少なくとも何れかの表面処理を講じた請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の光学シート。
【請求項８】
前記第１の層の前記入射面側に、帯電防止層、傷つき防止層、反射防止層、及びマット処理層のうちの少なくとも何れかの処理層を備えてなる請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の光学シート。
【請求項９】
前記処理層の厚みが１０×１０−６ｍ以下である請求項８に記載の光学シート。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の光学シートと、
前記光学シートの前記入射面側に配置され、前記入射面から入射する光を供給する光源と
を備えたバックライトユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載のバックライトユニットと、
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子とを備え、
前記光源は、冷陰極線管又はＬＥＤであるディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、バックライトユニット、及びディスプレイに関し、特に、主に液晶表示素子を用いたディスプレイ用のバックライトユニットにおいて照明光路を制御するために使用される光学シート、この光学シートを適用したバックライトユニット及びディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。ラップトップコンピュータのような電池式装置において、光源で消費する電力は、装置全体で消費する電力の相当部分を占める。
【０００３】
従って、所定の輝度を提供するのに必要な総電力を低減することで電池寿命が増大するが、これは電池式装置には特に望ましい。
【０００４】
米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Brightness Enhancement Film：ＢＥＦ）が、この問題を解決する光学シートとして広く使用されている。
【０００５】
ＢＥＦは、図５に示すように、部材７０上に、断面三角形状の単位プリズム７２が一方向に周期的に配列されたフィルムである。このプリズム７２は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦは、“軸外（off-axis）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（on-axis）”に方向転換（redirect）または“リサイクル（recycle）”する。
【０００６】
ディスプレイの使用時（観察時）に、ＢＥＦは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向（図５中に示す方向Ｆ）側である。
【０００７】
プリズム７２の反復的アレイ構造が１方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能であり、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、２枚のシートを重ねて組み合わせて用いられる。
【０００８】
ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。ＢＥＦに代表されるプリズム７２の反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献１乃至３に例示されるように多数のものが知られている。
【０００９】
上記のようなＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートでは、図６に示すように、屈折作用Ｘによって、光源２０からの光Ｈが、最終的には、制御された角度φで出射されることによって、視聴者の視覚方向Ｆの光の強度を高めるように制御することができる。しかしながら、同時に反射／屈折作用Ｙによる光成分が、視聴者の視覚方向Ｆに進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう。
【００１０】
したがって、図５及び図６に示すようなＢＥＦを用いた光学シートから出射される光強度分布は、図７の曲線に示すように、視聴者の視覚方向Ｆ、すなわち視覚方向Ｆに対する角度が０°（軸上方向にあたる）における光強度が最も高められるものの、図中横軸に示す±９０°近辺の小さな光強度ピークとして示されるように、横方向から無駄に出射される光も増えてしまうという問題がある。
【００１１】
図７に示す特性は、プリズムシート１枚だけの場合の光強度分布であり、図７中「垂直分布」で示される曲線は、プリズム７２の並列される方向に相当し、「水平分布」で示される曲線は、プリズム７２の長手方向に相当する。
【００１２】
一般には、プリズム７２の並列される方向が略直交する様に、２枚のプリズムシートが併用される使用形態が普及している。この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±９０°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が望ましい。
【００１３】
また、軸上輝度のみが過度に向上すると、図７に示す特性において、特に、垂直分布の曲線での山の幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されるため、図７に示す曲線における山の幅を適度に拡げるために、プリズムシートとは別部材の光拡散フィルムを新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴っている。
【００１４】
このような欠点を克服するために、図８に示すように、プリズムではなく単位レンズ４４の反復的アレイ構造を有する光学フィルム３８を用いたバックライトユニット４０もある（特許文献４）。
【００１５】
この光学フィルム３８の透明基材３９の液晶パネル４２側の面には、光学フィルム３８内を進行した光を液晶パネル４２へ導くレンズ４４が設けられている。このレンズ４４は、図９の斜視図に示すように、複数の単位レンズ４４が反復的にアレイ構造をなしている。更に、他方の面には、該レンズ４４の焦点面近傍に開口部４６をもつストライプ状のパターンからなる反射材４８が設けられている。
【００１６】
この反射材４８は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定のパターン（単位レンズ４４が半円柱状凸シリンドリカルレンズ群の場合、単位レンズ４４それぞれに１：１で対応して開口部４６を有するストライプ状となる）で印刷形成（あるいは、転写形成）したものである。
【００１７】
図１０は、図８及び図９の光学シートを適用したバックライトユニットの光路制御特性を示す説明図である。図８に示すように、ランプハウス２１に収納された光源２３から出射された光Ｈは、拡散板２６によって拡散された後に拡散フィルム３２へ入射する。更に、図１０に示すように、拡散フィルム３２に入射した光Ｈのうち、開口部４６を通過した光αのみが、レンズ４４に入射し、レンズ４４によってある一定方向に集光された後に出射される。出射された光は、その後、図８に示すように、偏光板４９に入射し、所定の偏光成分の光のみが液晶パネル４２に導かれる。
【００１８】
一方、開口部４６を通ることができなかった光βは、反射材４８で反射され、拡散板２６側に戻され、ランプハウス２１の底部に設けられた反射板２７へ導かれる。そして、反射板２７によって反射されることによって再び拡散板２６に入射し、拡散板２６において再び拡散された後に、いずれは入射角度が絞られた光αとなった後に開口部４６を通ってレンズ４４に入射し、レンズ４４によって、図１０に示すように、所定角度φ内に絞られて出射される。
【００１９】
このような光学フィルム３８を用いたバックライトユニット４０では、光学フィルム３８の開口部４６の大きさ及び位置を調節することによって、光の利用効率を高めながら、レンズ４４から正面方向Ｆに出射される光の割合を高めるように制御することができる。
【００２０】
ところで、携帯電話やモバイル端末の様な比較的小サイズの画面を有するディスプレイではなく、液晶ＴＶ、パソコン用モニタの様な大サイズの画面を有するディスプレイでは、画面内の輝度分布を一様とする上では、エッジライト及び導光板を備えたバックライトユニットよりも、光源２３が画面背後のランプハウス２１に収納された直下式バックライトユニットの採用が好ましい。
【００２１】
図１１に示されるように、液晶表示装置内のバックライトユニットは、拡散フィルムもしくはＤＢＥＦ８０、プリズムシートもしくは光学フィルム８１、拡散フィルム８２、拡散板８３といった各要素が、光源２３が収納されたランプハウス２１上に積層配置された構成をしている。なお、以下では、拡散フィルムもしくはＤＢＥＦ８０、プリズムシートもしくは光学フィルム８１、拡散フィルム８２、拡散板８３等の光制御機能を総称して光学要素と称する。
【特許文献１】特公平１−３７８０１号公報
【特許文献２】特開平６−１０２５０６号公報
【特許文献３】特表平１０−５０６５００号公報
【特許文献４】特開２０００−２８４２６８号公報
【特許文献５】特開２００６−１０６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、このような従来のバックライトユニットでは、以下のような問題がある。
【００２３】
すなわち、このような従来のバックライトユニットにおいては、ディスプレイの低価格化、大型化が進むにつれ、部材点数の削減と光学シートの剛性向上の観点から、拡散板８３とその他の光学要素との一体化が望まれている。
【００２４】
この場合、バックライトユニットの積層構造形態は図１２に示す如くとなる。つまり、プリズムシートもしくは光学フィルム８１、拡散フィルム８２、及び拡散板８３といった各光学要素を一体化した一体型光学要素８６を形成し、この一体型光学要素８６と、拡散フィルムもしくはＤＢＥＦ８０とが、光源２３の収納されたランプハウス２１上に順に配置して構成される。
【００２５】
あるいは、必要とする光学特性を満足するのであれば、図１３のように、拡散フィルム８０を省略し、一体型光学要素８６のみをランプハウス２１上に配置してなるシンプルな構成が最も望ましい。
【００２６】
図１３に示すような構成は理想的ではあるが、構成の単純化による様々な欠点が未解決のままであり、製品化レベルまで至っていない。特に、一体型光学要素８６自体に剛性があるため、光源２３の点灯時に発する高熱の影響で一体型光学要素８６に反りが生じ、液晶パネル４２を押して表示が異常になったり、場合によっては液晶パネル４２を破損する恐れがあるという問題がある。
【００２７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高熱の影響下であっても、表示映像の画質低下に影響を及ぼさない様に、光学シートの反り挙動を制御することが可能な一体型構成の光学シートを提供することを目的とする。
【００２８】
また、このような光学シートを用いることによって、光源の点灯時に発する高温の影響下であっても、光学シートの変形による表示異常や液晶パネルの破損に至ることのないバックライトユニット及びディスプレイ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】
【００２９】
すなわち、請求項１の発明は、光源からの光が入射する略平面の入射面と、入射面の反対側の面である出射面との間に、入射した光の方向、範囲、色、輝度分布のうちの少なくとも何れかを制御する複数の光学要素層が積層されてなる光学シートであって、光学要素層のうち、最も厚い第１の層よりも低い線膨張係数を持つ第２の層を、第１の層よりも前記出射面側に配置している。
【００３０】
また、請求項２の発明は、積層された複数の光学要素層の合計厚みが１．５×１０−３ｍ以上である請求項１の発明の光学シートである。
【００３１】
更に、請求項３の発明は、第２の層の厚みが２０×１０−６ｍ以上である請求項１の発明の光学シートである。
【００３２】
請求項４の発明は、前記第２の層は、熱収縮率が第１の層よりも大きい請求項１乃至３のうち何れか１項の発明の光学シートである。
【００３３】
請求項５の発明は、第１の層と第２の層とが接合されてなる請求項１乃至４のうち何れか１項の発明の光学シートである。
【００３４】
請求項６の発明は、第１の層と第２の層とが、粘着剤、接着剤、及びエキシマ接着のうちの少なくとも何れかによって接合されてなる請求項５の発明光学シートである。
【００３５】
請求項７の発明は、第１の層の入射面側に、帯電防止処理、傷つき防止処理、反射防止処理、及びマット処理のうちの少なくとも何れかの表面処理を講じた請求項１乃至６のうち何れか１項の発明の光学シートである。
【００３６】
請求項８の発明は、第１の層の入射面側に、帯電防止層、傷つき防止層、反射防止層、及びマット処理層のうちの少なくとも何れかの処理層を備えてなる請求項１乃至６のうち何れか１項の発明の光学シートである。
【００３７】
請求項９の発明は、処理層の厚みが１０×１０−６ｍ以下である請求項８の発明の光学シートである。
【００３８】
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のうち何れか１項の発明の光学シートと、光学シートの入射面側に配置され、入射面から入射する光を供給する光源とを備えたバックライトユニットである。
【００３９】
更に、請求項１１の発明は、請求項１０の発明のバックライトユニットと、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子とを備え、光源は、冷陰極線管又はＬＥＤであるディスプレイである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、部材点数の削減と剛性向上の観点から、複数の光学要素を一体化してなり、かつ最も厚い第１の層を支持体とし、第１の層に対し出射面側に、高温下で第１の層よりも収縮する第２の層を設けることで、バックライト使用時の高温下で自然に光源側が凸になる光学シートを実現することが出来る。
【００４１】
本発明は大きく２通りの性質で第１の層と第２の層の収縮の差をつけている。一つは、線膨張係数で表される高温時の膨張率の違いで、可逆現象であるため、高温中、すなわちバックライト使用時のみに凸形状が発現する。もう一つは熱収縮率の違いで、不可逆であるため、いったん発現すれば高温中の使用時のみならず、不使用時に常温に戻った後でも凸形状が維持される。両方の現象は併用できる。
【００４２】
更に、このような光学シートを用いることによって、光源の点灯時に発する高温の影響下であっても、光学シートの変形による表示異常や液晶パネルの破損に至ることのないバックライトユニット及びディスプレイを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る光学シートの構成例を示す側面図である。
【００４５】
すなわち、本発明の実施の形態に係る光学シート１は、ランプハウス２１に収納された光源２３からの光Ｈが入射する略平面の入射面２と、入射面２の反対側の面である出射面３との間に、入射した光Ｈの方向、範囲、色、輝度分布のうちの少なくとも何れかを制御する複数の光学要素層４〜６が積層されてなる光学シート１である。この光学シート１としては、単に拡散板と光学要素を接合したものから、拡散板の機能の一部あるいは全てを光学要素に集約した微拡散板や、単なる透明板と接合したものも含まれる。拡散板や微拡散板、透明板の材料としては、当該分野でよく知られているポリカーボネートやアクリルやポリスチレン、またはこれらの材料を任意の比で配合したものが挙げられる。一般的な光学シートの機能から、第１の層はこれら板材が該当する。なお、光源２３は、例えば、冷陰極線管又はＬＥＤである。
【００４６】
限定される訳ではないが、例えば、光学要素層４は拡散板である。光学要素層５は基材である。光学要素層６はプリズムシート、あるいは図８に示すように単位レンズ４４の反復的アレイ構造を有する光学フィルムである。そして、光学要素層４〜６のうち、最も厚い第１の層よりも低い線膨張係数を持つ第２の層を、第１の層よりも出射面３側に配置する。
【００４７】
たとえば、図１（ａ）に示すように、最も厚い第１の層が光学要素層４である場合、第２の層は、光学要素層５又は光学要素層６のうちの何れかである。また、図１（ｂ）に示すように、最も厚い第１の層が、光学要素層５である場合、第２の層は、光学要素層６である。
【００４８】
更にこの第１の層は、入射面２側に、帯電防止処理、傷つき防止処理、反射防止処理、及びマット処理のうちの少なくとも何れかの表面処理を講じても良い。あるいは、その代わりに、第１の層の入射面２側に、帯電防止層、傷つき防止層、反射防止層、及びマット処理層のうちの少なくとも何れかの処理層を更に設けても良い。この場合、処理層の厚みは１０×１０−６ｍ以下である。
【００４９】
そして、積層された複数の光学要素層４〜６の合計厚みは１．５×１０−３ｍ以上であり、第２の層の厚みは２０×１０−６ｍ以上である。また、第２の層は、熱収縮率が第１の層よりも大きい。
【００５０】
なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）は、３層の光学要素層を積層した例を示しているが、本発明の実施の形態に係る光学シート１は、３層に限られるものではなく、４層以上であっても良い。また、図示していないが、各層間を接合するための接合層（接着層）を適宜設けても良い。
【００５１】
一般的な光学シートの機能から、第２の層は集光機能を持つプリズムやレンズ、集光機能と拡散機能を併せ持つ比較的大きい粒径のビーズ分散型の拡散層などの光学要素そのもの、もしくはこれらを支持する基材に該当する。ここに挙げた光学要素と板材の接合方法としては、熱可塑性やＵＶ硬化性の材料で板上に直接光学要素に付与する方法、ビーズや拡散剤、反射剤をバインダーとなる樹脂とともに溶剤に溶かし板上に直接塗布する方法が挙げられる。熱可塑性の材料やＵＶ硬化性の材料、バインダー樹脂としては、当該分野でよく知られているポリカーボネートやアクリル、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ビーズや拡散剤としてはガラスやシリカなどの無機フィラー、有機フィラー、拡散剤としてはニ酸化チタンや硫酸バリウムなどが挙げられる。
【００５２】
また別の接合方法としては、ＰＥＴやＰＣ（ポリカーボネート）やアクリルの基材に上述したような熱可塑性やＵＶ硬化性の材料で基材上に光学要素を付与する方法、ビーズや拡散剤をバインダーとなる樹脂とともに溶剤に溶かし基材上に塗布する方法を経て、基材と板を接合する方法もある。この基材と板の接合方法としては当該分野でよく知られた粘着剤や接着剤を用いる方法や、エキシマレーザーで表面処理したのちに熱や圧力で基材と板を直接接合する方法が挙げられる。
【００５３】
第１の層よりも第２の層が出射面３側に配置されていれば、上記に説明した何れの材料、方法の組合せでも構わない。
【００５４】
このような構成をなす光学シート１は、光源２３とともにバックライトユニットを形成する。更に、このバックライトユニットは、出射面３側に配置され、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる液晶パネル７と組み合わせることにより、ディスプレイを形成する。
【００５５】
（実施例）
次に、以上のような構成の本発明の実施の形態に係る光学シートの具体的な実施例について図２を用いて説明する。
【００５６】
図２に示すケース１は、第１の層として２×１０−３ｍ厚のポリカーボネート、第２の層として７５×１０−６ｍ厚のＰＥＴ基材とし、ＰＥＴ基材上に光学要素としてＵＶ硬化性のアクリル樹脂でシリンドリカルレンズを形成し、その後、特許文献４にあるように、白色の反射層を形成した。あるいは、シリンドリカルレンズの代わりに、ＵＶ硬化性のアクリル樹脂でプリズムを形成するようにしても良い。第１の層の光源側表面処理としては何も行っていない。そして、第１の層及び第２の層を、予め４１５ｍｍ×７３０ｍｍにカットした板材と、厚さ２０×１０−６ｍのアクリル系の粘着剤で接合し、光学シート１を作成した。第１の層の線膨張係数は６．７×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃であり、第１の層よりも出射面側に配置されている第２の層の線膨張係数は２．７×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃である。
【００５７】
ＰＥＴ基材上に光学要素としてＵＶ硬化性のアクリル樹脂でシリンドリカルレンズを形成してなる光学シート１０を、図３及び図４を用いて説明する。
【００５８】
この光学シート１０は、出射面１２側に一方の面が設けられ、第１の層である光散乱層１３によって散乱された光を光散乱層１３側に反射する複数の光反射部１４を備えている。更に、隣接する２つの光反射部１４の間に設けられ、光散乱層１３によって散乱された光を非光散乱層側であるレンチキュラーシート１７に透過する空気層からなる複数の光透過部１５を備えている。このような光透過部１５によって、光散乱層１３によって散乱された光源２３からの光Ｈのうち、光透過部１５を透過する光のみを集光して単位凸シリンドリカルレンズ１６に導くことが可能となる。
【００５９】
更にまた、この光学シート１０は、複数の単位凸シリンドリカルレンズ１６が液晶パネル３０側に並列配置されてなるレンズ部と、レンズ部と反対側の面１９であって、光透過部１５によって透過される光が入射する非レンズ面１９とを有するレンチキュラーシート１７を備えている。レンズ部を除くレンチキュラーシートが第２の層に相当する。
【００６０】
この複数の単位凸シリンドリカルレンズ１６は、例えばレンチキュラーレンズであり、レンチキュラーシート１７は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）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型法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成する。あるいは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥ（ポリエチレン）等を基材として、その上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成する。
【００６１】
複数の光透過部１５のおのおのは、複数の単位凸シリンドリカルレンズ１６のおのおのと１：１に対応しており、対応する単位凸シリンドリカルレンズ１６の頂点Ｔから非レンズ面１９に対する垂線Ｖを含むように、光散乱層１３によって散乱された光が、対応する単位凸シリンドリカルレンズ１６の液晶パネル３０側正面から出射する位置に設けられ、複数の光反射部１４のおのおのは、当該技術分野で良く知られている印刷法、転写法、あるいはフォトリソグラフィー法を用いて形成され、非レンズ面１９に対して凸部を形成するように、かつ各単位凸シリンドリカルレンズ１６の長手方向Ｘ（図３中における前後方向、及び図４中におけるＸ方向）に沿って配置される。接着層１８は、複数の光反射部１４と、光散乱層１３とを接着する。
【００６２】
ケース２は、ケース１における第１の層を、ポリカーボネートから、同じ厚みのポリスチレンに変更した場合である。ポリスチレンの線膨張係数は７．０×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃である。
【００６３】
ケース３は、ケース１における第１の層を、ポリカーボネートからＭＳ樹脂に変更した場合である。ＭＳ樹脂とは、アクリルとポリスチレンとの共重合体であり、線膨張係数は７．０×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃である。ＭＳ樹脂の厚みは、１．５×１０−３ｍ、２×１０−３ｍ、３×１０−３ｍの三種類を準備した。
【００６４】
ケース４は、ケース３における第２の層を、ＰＥＴから、１００×１０−６ｍ厚のアクリルフィルムに変更した場合である。アクリルフィルムの線膨張係数は７．０×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃である。なお、第１の層であるＭＳ樹脂の厚みは２×１０−３ｍとした。
【００６５】
ケース４．５は、第１の層を線膨張係数７．０×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃、厚み１．５×１０−３ｍのＭＳ樹脂とし、第２の層は第１の層に直接塗工した平均粒径１５×１０−６ｍのスチレンビーズを含有する線膨張係数６．０×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃、厚さ２０×１０−６ｍのアクリル層とし、ケース５はケース４．５に更に、２０×１０−６ｍ厚のアクリルからなる傷つき防止層を第１の層の光源側に設けた場合である。（ケース４．５のところに書いたため）
ケース６は、ケース５におけるアクリルからなる傷つき防止層の厚みを１０×１０−６ｍとした場合である。
【００６６】
ケース７は、ケース５におけるアクリルからなる傷つき防止層の代わりに、５０×１０−６ｍ厚のＰＥＴ層からなる反射防止層を第１の層の光源側に設けた場合である。なお、ＰＥＴ層の線膨張係数は１．５×１０−５ｃｍ／ｃｍ／℃である。
【００６７】
ケース８は、ケース７におけるＰＥＴ層からなる反射防止層の厚みを１０×１０−６ｍとした場合である。
【００６８】
ケース９は、ケース８における反射防止層に代わりに、１〜２×１０−６ｍ厚の帯電防止層を設けた場合である。
【００６９】
ケース９．５は、ケース４．５における第２の層の厚みを、２０×１０−６ｍから１８×１０−６ｍにした場合である。
【００７０】
なお、図２に示すような層の組み合せは、本発明の光学シートの構成の一例であり、本発明の光学シートは、これら構成のみに限定されるものではない。
【００７１】
上記のように作成した各ケースの光学シートをディスプレイに組み込み、光源２３を点灯させ２４時間後に画像の表示状態をそれぞれ確認した。光学シート１は、光源点灯時の高温環境下にある場合、温度の影響で自然に光源２３側に凸形状に変形する。このため、高熱の影響下であっても、光学シートの変形による表示異常や液晶パネルの破損に至らない。
【００７２】
ディスプレイから表示される画像の表示状態の確認結果から、第１の層よりも線膨張係数の低い第２の層が光源側にあり、積層された光学要素の合計厚みが１．５×１０−３ｍ以上であるケース１乃至３及び４．５については、熱変形による凸形状は安定して維持され、光源２３の点灯中に液晶パネル７を押して表示が異常になったり、液晶パネル７を破損することはなく、良好な結果が得られた。
【００７３】
一方、第２の層の線膨張係数が、第１の層の線膨張係数よりも低くないケース４については、熱変形による凸形状は安定な状態で維持されず、光源２３の点灯中に不規則なたわみが生じ、一部が液晶パネル７に接触して画像に不具合をもたらすという結果が得られた。
【００７４】
また、第１の層よりも線膨張係数の低い第２の層が光源側にあり、積層された光学要素の合計厚みが１．５×１０−３ｍ以上であるものの、第１の層の光源側の表面処理として、２０×１０−６ｍ以上の厚みの表面処理が施されているケース５，７については、光源２３の点灯中に液晶パネル７側に凸に変形し、画面の中央を中心に広い範囲で画像表示に不具合をもたらすという結果が得られた。
【００７５】
一方、第１の層よりも線膨張係数の低い第２の層が光源側にあり、積層された光学要素の合計厚みが１．５×１０−３ｍ以上であり、第１の層の光源側の表面処理として、１０×１０−６ｍ以下の厚みの表面処理が施されているケース６，８，９については、熱変形による光源側の凸形状は安定して維持され、光源の点灯中に液晶パネル７を押して表示が異常になったり、液晶パネル７を破損することはなく、良好な結果が得られた。
【００７６】
伸縮時に隣接した層を引っ張る力は厚みのある方が大きいことは物理的に容易に理解出来るが、本発明の２０×１０-6ｍ以上の厚みの第２の層に悪影響を与えない入射側の表面処理の厚みは少なくとも１０×１０-6ｍ以下であることが分かった。
【００７７】
上述したように、本発明の実施の形態に係る光学シート１は、光源点灯時の高温環境下にある場合、温度の影響で自然に光源２３側に凸形状に変形し、液晶パネルを押すことがないため表示に不具合を生じない。
【００７８】
特に、積層された複数の光学要素層の合計厚みを１．５×１０−３ｍ以上にすること、あるいはそれに加えて第２の層の厚みを２０×１０−６ｍ以上にすることによって、光学シートの剛性が増し、変形の程度が効果的に発現するため、光源２３点灯時の高温環境下であっても、この凸形状は安定して維持される。また、第１の層の入射面側に表面処理を施す、あるいは表面処理層を設ける場合、光源側に凸になる反りの妨げになる可能性がある。実際、その厚みが２０×１０−６ｍ以上では、画像表示時に不具合をもたらす場合があるが、１０×１０−６ｍ以下であれば問題ないことが分かった。
【００７９】
これによって、使用中に液晶パネル７を押して表示が異常になったり、液晶パネル７を破損することはなくなる。
【００８０】
ケース９．５の結果より、第２の層の厚みが１８×１０-6ｍでは反りが不規則になったことから、この厚みでは光源側に凸の形状を安定して維持するには不十分であることが分かった。すなわち、少なくとも第２の層は２０×１０-6ｍ以上の厚みがないと、本発明による効果を実現し得ないことが分かった。
【００８１】
また、高温になるバックライトに用いる板材や、それに代わる板一体型光学機能部材としては、少なくとも１．５ｍｍ以上の厚みが必要なことは、当業者にとっては周知である。
【００８２】
また、通常の材料は加温によって膨張するが、ＰＥＴに代表される延伸工程を経て作成される材料は加温によって熱収縮することが知られている。この現象を利用すると、光源側に凸の形状をより安定させることが出来る。図２に、試験後、ディスプレイから取り外した光学シートの形状を示した。ケース１から９．５の光学シートは、いずれも初期はフラットであるが、取り外し後の形状は異なっている。今回使用した材料の中で熱収縮を示すのはＰＥＴのみだが、取り外し後に凸形状がついているものはいずれも第１の層に対してＰＥＴがある面であった。このことから、第２の層に第１の層よりも熱収縮率が高い層を設けることで、より光源側に凸になりやすくなることは明白である。
【００８３】
上述したように、本発明によれば、上記のような作用により、部材点数の削減と剛性向上の観点から、複数の光学要素を一体化してなり、かつ高熱の影響下であっても、反りの向きを光源側に凸にすることが可能な一体型構成の光学シートを実現することができる。
【００８４】
更に、このような光学シートを用いることによって、光源の点灯時に発する高温の影響下であっても、光学シートの変形による表示異常や液晶パネルの破損に至ることのないバックライトユニット及びディスプレイを実現することが可能となる。
【００８５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。
【００８６】
実施例にも示す通り、本発明の主旨は、最も厚い第１の層を支持体とし、第１の層に対し出射面側に、高温下で第１の層よりも収縮する第２の層を設けることで、バックライト使用時の高温下で自然に光源側が凸になる光学シートを実現することであり、材質や光学機能部材の種類、形状には限定されるものではない。
【００８７】
特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学シートの構成例を示す側面図。
【図２】検討した光学シートの具体的な構成例及び検討結果をまとめた図。
【図３】光学要素としてシリンドリカルレンズを形成してなる光学シートの構成例を示す概念図。
【図４】光学要素としてシリンドリカルレンズを形成してなる光学シートの構成例を示す斜視図。
【図５】従来技術の光学シートであるＢＥＦの構成例を示す斜視図。
【図６】ＢＥＦを用いたバックライトユニットの光路制御特性を説明するための模式図。
【図７】ＢＥＦを用いたバックライトユニットの光路制御特性を示すグラフ。
【図８】ＢＥＦとは別タイプの従来技術の光学シートを用いたディスプレイの構成例を示す図。
【図９】図８の光学シートの斜視図。
【図１０】図８の光学シートを用いたバックライトユニットの光路制御特性を説明するための模式図。
【図１１】複数の光学要素を積層配置してなるバックライトユニットの構成例を示す概念図。
【図１２】複数の光学要素を一体化した一体型光学要素を用いたバックライトユニットの構成例を示す概念図（拡散フィルムが有る場合）。
【図１３】複数の光学要素を一体化した一体型光学要素を用いたバックライトユニットの構成例を示す概念図（拡散フィルムが無い場合）。
【符号の説明】
【００８９】
１…光学シート、２…入射面、３…出射面、４〜６…光学要素層、７…液晶パネル、１０…光学シート、１２…出射面、１３…光散乱層、１４…光反射部、１５…光透過部、１６…単位凸シリンドリカルレンズ、１７…レンチキュラーシート、１８…接着層、１９…非レンズ面、２０…光源、２１…ランプハウス、２３…光源、２６…拡散板、２７…反射板、３０…液晶パネル、３２…拡散フィルム、３８…光学フィルム、３９…透明基材、４０…バックライトユニット、４２…液晶パネル、４４…単位レンズ、４６…開口部、４８…反射材、４９…偏光板、７０…部材、７２…単位プリズム、８０…拡散フィルム又はＤＢＥＦ、８１…プリズムシート又は光学フィルム、８２…拡散フィルム、８３…拡散板、８６…一体型光学要素
【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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