(57)【要約】      （修正有）【課題】光利用効率を向上させると共に光吸収による光量の低下を抑制した光学シート、バックライトユニット及び表示装置を提供する。【解決手段】平板状の基材２と、基材２の一面に設けられた第１及び第２レンズアレイ３、４とを備え、第１レンズアレイ３は、一面においてＸ方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第１レンズ５を備え、第２レンズアレイ４は、一面においてＹ方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第２レンズ６を備え、第２レンズ６が、複数の第１レンズ５の谷部に配置された複数のサブレンズ７を有し、第１、第２レンズアレイのスフィックスをそれぞれ１、２とするとき、高さＴ１が、高さＴ２以上であり、ピッチＰ１が、ピッチＰ２以上であり、幅Ｗ１／Ｐ１が、０．５以上０．８以下であり、幅Ｗ２／Ｐ２が、０．８以上１以下であり、Ｘ方向とＹ方向とのなす角が、６０°以上１２０°以下である。【選択図】図１
2012215895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基材と、該基材の一面に設けられた第１及び第２レンズアレイとを備え、
該第１レンズアレイは、前記一面において一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第１レンズを備え、
前記第２レンズアレイは、前記一面において前記一方向と交差する他方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第２レンズを備え、
該第２レンズが、前記複数の第１レンズの谷部に配置された複数のサブレンズを有し、
前記第１レンズのピッチをＰ１、前記第１レンズの幅をＷ１、前記第１レンズの高さをＴ１、前記第２レンズのピッチをＰ２、前記第２レンズの幅をＷ２、前記第２レンズの高さをＴ２としたときに、
前記高さＴ１が、前記高さＴ２以上であり、
前記ピッチＰ１が、前記ピッチＰ２以上であり、
前記幅Ｗ１と前記ピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１が、０．５以上０．８以下であり、
前記幅Ｗ２と前記ピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２が、０．８以上１以下であり、
前記一方向と前記他方向とのなす角が、６０°以上１２０°以下であることを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記第１レンズは、断面が三角形状のプリズムレンズである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１レンズの頂角が、８０°以上１０５°以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記第２レンズは、断面が三角形状のプリズムレンズであることを特徴とする請求項２または３に記載の光学シート。
【請求項５】
前記第２レンズの頂角が、８０°以上１０５°以下であることを特徴とする請求項４に記載の光学シート。
【請求項６】
前記第２レンズの頂角が、前記第１レンズの頂角以上であることを特徴とする請求項４または５に記載の光学シート。
【請求項７】
前記第１レンズは、弧状表面を有する頂部と、該頂部から前記一面に至る一対の側面部とを有し、
該一対の側面部それぞれが、前記一面から前記頂部に向かうにしたがって互いに近接することを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項８】
前記第１レンズの前記頂部におけるフィッティング曲率半径が、前記幅Ｗ１の０．１５倍以上０．３倍以下であることを特徴とする請求項７に記載の光学シート。
【請求項９】
前記第１レンズの断面形状は、前記一面の法線方向をＺ軸、前記第１レンズの幅方向における幅方向中心からの位置をｒとしたときに、係数Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃを用いて
Ｚ＝（ｒ２／Ｒ）／（１＋√（１−（１＋ｋ）×（ｒ／Ｒ）２））＋Ａｒ２＋Ｂｒ４＋Ｃｒ６
で表され、前記ピッチＰ１を１と正規化したときに、
前記係数（１／Ｒ）が、−１０より大きく１０未満であり、
前記係数Ａが、−５より大きく５未満であり、
前記係数Ｂが、−１０より大きく１０未満であり、
前記係数Ｃが、−３０より大きく３０未満であることを特徴とする請求項８に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記第２レンズは、弧状表面を有する頂部と、該頂部から前記一面に至る一対の側面部とを有し、
該一対の側面部それぞれが、前記一面から前記頂部に向かうにしたがって互いに近接することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記第２レンズの前記頂部におけるフィッティング曲率半径が、前記幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下であることを特徴とする請求項１０に記載の光学シート。
【請求項１２】
前記第２レンズの断面形状は、前記一面の法線方向をＺ軸、前記第２レンズの幅方向における幅方向中心からの位置をｓとしたときに、係数Ｓ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いて
Ｚ＝（ｓ２／Ｓ）／（１＋√（１−（１＋ｊ）×（ｓ／Ｓ）２））＋Ｄｓ２＋Ｅｓ４＋Ｆｓ６
で表され、前記ピッチＰ２を１と正規化したときに、
前記係数（１／Ｓ）が、−１０より大きく１０未満であり、
前記係数Ｄが、−５より大きく５未満であり、
前記係数Ｅが、−１０より大きく１０未満であり、
前記係数Ｆが、−３０より大きく３０未満であることを特徴とする請求項１１に記載の光学シート。
【請求項１３】
前記第２レンズは、断面が三角形状のプリズムレンズであることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１４】
前記第２レンズの頂角が、８０°以上１０５°以下であることを特徴とする請求項１３に記載の光学シート。
【請求項１５】
前記第１及び第２レンズアレイが、同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１６】
前記ピッチＰ１及び前記ピッチＰ２の少なくとも一方が、ランダムであることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１７】
前記高さＴ１及び前記高さＴ２それぞれが、一定であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の光学シートと、
該光学シートに照明光を照射する光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項１９】
請求項１８に記載のバックライトユニットと、
前記光学シートから射出した前記照明光が照射され、表示画像を表示する画像表示素子とを備えることを特徴とする表示装置。
【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表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータなどのモニタ装置として液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面に配置された光源から液晶パネルに照明光を照射する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
バックライト方式に用いられるバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆるエッジライト方式）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
【０００３】
このようなバックライトユニットにおける光利用効率を向上させるため、拡散板と液晶パネルとの間に集光機能を有するプリズムシートを配置することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。このプリズムシートは、シート状の基材上に断面三角形状である複数のプリズムを互いに平行に配置した構成となっている。このようなプリズムシートは、主にプリズムの配列方向において光利用効率の向上が期待できるため、プリズムの配列方向を互いに直交させた２枚のプリズムシートを組み合わせた状態で用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の光学シートには、以下の課題が残されている。すなわち、上述したプリズムシートでは、液晶表示装置に組み込んだ際に観察者に視認されないシート正面方向に対する９０°近傍の斜め方向において光が無駄に射出してしまう。このように、シートの横方向から無駄に射出される光であるサイドローブが発生することで、光利用効率が低下するという問題がある。また、プリズムシートを２枚組み合わせた状態で用いるため、シートにおける光吸収により光量が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、光利用効率を向上させると共に光吸収による光量の低下を抑制した光学シート、バックライトユニット及び表示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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の光学シートは、平板状の基材と、該基材の一面に設けられた第１及び第２レンズアレイとを備え、該第１レンズアレイは、前記一面において一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第１レンズを備え、前記第２レンズアレイは、前記一面において前記一方向と交差する他方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置された複数の第２レンズを備え、該第２レンズが、前記複数の第１レンズの谷部に配置された複数のサブレンズを有し、前記第１レンズのピッチをＰ１、前記第１レンズの幅をＷ１、前記第１レンズの高さをＴ１、前記第２レンズのピッチをＰ２、前記第２レンズの幅をＷ２、前記第２レンズの高さをＴ２としたときに、前記高さＴ１が、前記高さＴ２以上であり、前記ピッチＰ１が、前記ピッチＰ２以上であり、前記幅Ｗ１と前記ピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１が、０．５以上０．８以下であり、前記幅Ｗ２と前記ピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２が、０．８以上１以下であり、前記一方向と前記他方向とのなす角が、６０°以上１２０°以下であり、前記第１レンズは、弧状表面を有する頂部と、該頂部から前記一面に至る一対の側面部とを有し、該一対の側面部それぞれが、前記一面から前記頂部に向かうにしたがって互いに近接しており、前記第１レンズの頂部の頂点を通る幅方向中心から前記第１レンズの幅Ｗ１の０．１倍だけ離れた２点における前記第１レンズの外縁の接線に対する法線同士の交点を中心とし、この２点を通る円の半径をフィッティング曲率半径Ｒｔ１と称するとき、該フィッティング曲率半径Ｒｔ１が、前記幅Ｗ１の０．１５倍以上０．３倍以下であり、前記第１レンズの断面形状は、前記一面の法線方向をＺ軸、前記第１レンズの幅方向における幅方向中心からの位置をｒとしたときに、係数Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃを用いてＺ＝（ｒ２／Ｒ）／（１＋√（１−（１＋ｋ）×（ｒ／Ｒ）２））＋Ａｒ２＋Ｂｒ４＋Ｃｒ６で表され、前記ピッチＰ１を１と正規化したときに、前記係数（１／Ｒ）が、−１０より大きく１０未満であり、前記係数Ａが、−５より大きく５未満であり、前記係数Ｂが、−１０より大きく１０未満であり、前記係数Ｃが、−３０より大きく３０未満であることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、一面に一方向に沿って延在する複数の第１レンズと他方向に沿って延在する複数の第２レンズとを設けることで、第１及び第２レンズそれぞれの延在方向に対する直交方向における集光拡散効果が十分に得られる。したがって、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
すなわち、複数の第１レンズそれぞれは、第１レンズの延在方向に対する直交方向において光学シートに入射した光を集光させる。また、複数の第２レンズそれぞれは、第２レンズの延在方向に対する直交方向において光学シートに入射した光を集光させる。
ここで、Ｗ１／Ｐ１を０．５以上とすることで、主に第１レンズの延在方向である一方向に対する直交方向における視野角が確保できる。また、Ｗ１／Ｐ１を０．８以下とすることで、光学シートの横方向から無駄に射出される光であるサイドローブの発生を抑制できる。そして、Ｗ２／Ｐ２を０．８以上とすることで、間隔をあけて配置された複数の第１レンズの間から射出する光を集光し、光学シートの正面方向における輝度を向上させることができる。さらに、第１及び第２レンズそれぞれの延在方向のなす角を６０°以上１２０°以下とすることで、光学シートを組み込んだ表示装置におけるモアレの発生を抑制できる。
また、頂部を曲面とすることで、三角プリズム形状であることと比較して高い光の拡散効果を有するため、一方向においてより広い視野角を確保できる。
また、フィッティング曲率半径を幅Ｗ１の０．３倍以下とすることで、第１レンズによる集光効果を維持し、光学シートに対する正面輝度を向上させることができる。
また、フィッティング曲率半径を幅Ｗ１の０．１５倍以上とすることで、第１レンズの成形性を維持できる。
また、係数（１／Ｒ）を−１０より大きく１０未満、係数Ａを−５より大きく５未満とすることで、第１レンズの外縁形状における頂部のフィッティング曲率半径が幅Ｗ１の０．１５倍以上０．３倍以下となる。
また、係数Ｂを−１０より大きく１０未満、係数Ｃを−３０より大きく３０未満とすることで、第１レンズによって十分な正面輝度を得ることができる。
なお、第１レンズの頂部における外縁形状は、ｋが０のときに正円、ｋが−１より大きく０未満のときに楕円、ｋが−１のときに放物線、ｋが−１未満のときに双曲線となる。
【０００９】
また、本発明の光学シートは、前記第２レンズは、弧状表面を有する頂部と、該頂部から前記一面に至る一対の側面部とを有し、該一対の側面部それぞれが、前記一面から前記頂部に向かうにしたがって互いに近接することが好ましい。
この発明では、上述と同様に、頂部を曲面とすることで、高い光の拡散効果を有するため、他方向においてより広い視野角を確保できる。
【００１０】
また、本発明の光学シートは、前記第２レンズの前記頂部におけるフィッティング曲率半径が、前記幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下であることが好ましい。
この発明では、上述と同様に、フィッティング曲率半径を幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下とすることで、光学シートに対する正面輝度を向上させることができると共に、第２レンズの成形性を維持できる。
【００１１】
また、本発明の光学シートは、前記第２レンズの断面形状は、前記一面の法線方向をＺ軸、前記第２レンズの幅方向における幅方向中心からの位置をｓとしたときに、係数Ｓ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いてＺ＝（ｓ２／Ｓ）／（１＋√（１−（１＋ｊ）×（ｓ／Ｓ）２））＋Ｄｓ２＋Ｅｓ４＋Ｆｓ６で表され、前記ピッチＰ２を１と正規化したときに、前記係数（１／Ｓ）が、−１０より大きく１０未満であり、前記係数Ｄが、−５より大きく５未満であり、前記係数Ｅが、−１０より大きく１０未満であり、前記係数Ｆが、−３０より大きく３０未満であることが好ましい。
この発明では、係数（１／Ｓ）を−１０より大きく１０未満、係数Ｄを−５より大きく５未満とすることで、第２レンズの外縁形状における頂部のフィッティング曲率半径が幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下となる。
また、係数Ｅを−１０より大きく１０未満、係数Ｆを−３０より大きく３０未満とすることで、第２レンズによって十分な正面輝度を得ることができる。
なお、第２レンズの頂部における外縁形状は、ｊが０のときに正円、ｊが−１より大きく０未満のときに楕円、ｊが−１のときに放物線、ｊが−１未満のときに双曲線となる。
【００１２】
また、本発明の光学シートは、前記第２レンズは、断面が三角形状のプリズムレンズであることが好ましい。
この発明では、第２レンズをプリズムレンズとすることで、より十分な正面輝度が得られる。
【００１３】
また、本発明の光学シートは、前記第２レンズの頂角が、８０°以上１０５°以下であることが好ましい。
この発明では、上述と同様に、頂角を８０°以上１０５°以下にすることで、レンズによる集光効果を維持して光学シートに対する正面輝度を向上させることができると共に、他方向における視野角を確保できる。
【００１４】
また、本発明の光学シートは、前記第１及び第２レンズアレイが、同一材料で形成されていることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズアレイを同一材料で形成することで、第１及び第２レンズアレイの製造工程の簡略化が図れる。
【００１５】
また、本発明の光学シートは、前記ピッチＰ１及び前記ピッチＰ２の少なくとも一方が、ランダムであることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズの少なくとも一方の配列間隔に規則性を持たせないことで、光学シートを組み込んだ表示装置におけるモアレの発生をより確実に抑制できる。ここで、ランダムとは、一のレンズとこのレンズと隣り合う一方のレンズとの間隔と、一のレンズと隣り合う他方のレンズとの間隔とが異なることなどをいう。
【００１６】
また、本発明の光学シートは、前記高さＴ１及び前記高さＴ２それぞれが、一定であることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズそれぞれの高さを一定にすることで、光学シートの面方向におけるムラの発生を抑制できる。
【００１７】
また、本発明のバックライトユニットは、上記記載の光学シートと、該光学シートに照明光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述した光学シートを備えることにより、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
【００１８】
また、本発明の表示装置は、上記記載のバックライトユニットと、前記光学シートから射出した前記照明光が照射され、表示画像を表示する画像表示素子とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述したバックライトユニットを備えることにより、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光学シート、バックライトユニット及び表示装置によれば、基材の一面に配置された第１及び第２レンズアレイにより、それぞれの延在方向に対する直交方向における集光拡散効果が十分に得られる。したがって、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における光学シートを示す斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】（ａ）は図１のＸ１−Ｘ１矢視断面図、（ｂ）はＹ１−Ｙ１矢視断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図５】光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図６】同じく、光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図７】Ｗ１／Ｐ１とＸ方向における半値角との関係を示すグラフである。
【図８】Ｗ１／Ｐ１とＹ方向における半値角との関係を示すグラフである。
【図９】Ｗ１／Ｐ１と正面方向における輝度との関係を示すグラフである。
【図１０】Ｗ２／Ｐ２と正面方向における輝度との関係を示すグラフである。
【図１１】光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図１２】同じく、光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図１３】同じく、光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図１４】同じく、光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図１５】同じく、光学シートの視角特性を示すグラフである。
【図１６】本発明の第２の実施形態における光学シートを示す斜視図である。
【図１７】図１６の平面図である。
【図１８】（ａ）は図１６のＸ２−Ｘ２矢視断面図、（ｂ）はＹ２−Ｙ２矢視断面図である。
【図１９】第１レンズの頂部を示す拡大図断面図である。
【図２０】第３の実施形態における光学シートを示す斜視図である。
【図２１】図２０の平面図である。
【図２２】（ａ）は図２０のＸ３−Ｘ３矢視断面図、（ｂ）はＹ３−Ｙ３矢視断面図である。
【図２３】第１及び第２レンズアレイの他の配置状態を示す平面図である。
【図２４】第４の実施形態における光学シートを有する液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２５】第５の実施形態における光学シートを有する液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２６】散乱板における固着層の形成箇所を示す平面図である。
【図２７】図２５の他の形態における散乱板を示す斜視図である。
【図２８】同じく、図２５の他の形態における散乱板を示す斜視図である。
【図２９】同じく、図２５の他の形態における散乱板を示す斜視図である。
【図３０】同じく、図２５の他の形態における散乱板を示す斜視図である。
【図３１】同じく、図２５の他の形態における散乱板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、本発明にかかる光学シートの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態における光学シート１は、図１から図３に示すように、バックライトユニットに用いられる導光板であって、平板状の基材２と、基材２の一面に突出して設けられた第１及び第２レンズアレイ３、４を備えている。そして、光学シート１は、基材２の他面が入射面、第１及び第２レンズアレイ３、４それぞれが射出面となっている。
【００２２】
基材２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、クリルニトリルスチレン共重合体、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）などにより形成されている。そして、基材２は、押出成型法や射出成型法、熱プレス成型法などにより形成されている。
また、基材２の厚さは、第１及び第２レンズアレイ３、４が例えばＵＶ（紫外線）硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂のようにエネルギー線の照射により硬化する材料で形成されている場合において、５０μｍより大きいことが望ましい。これにより、第１及び第２レンズアレイ３、４の形成時において基材２に皺などが発生することを防止できる。また、基材２の厚さは、光学シート１が例えば対角３７インチ以上のディスプレイ装置に用いられる場合において、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２３】
第１及び第２レンズアレイ３、４は、例えばＵＶ硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰなどにより形成されている。そして、第１及び第２レンズアレイ３、４は、例えばＵＶ硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂のようにエネルギー線の照射により硬化する材料で形成されている場合において、基材２上に形成された樹脂層に紫外線や放射線などのエネルギー線を照射することにより形成されている。また、第１及び第２レンズアレイ３、４は、基材２と同一材料で形成されている場合において、基材２と共に押出成型法や射出成形法、熱プレス成型法などにより一体的に形成されている。
【００２４】
第１レンズアレイ３は、基材２の一面においてＸ方向（一方向）に沿って延在すると共に、このＸ方向に対する直交方向であるＹ方向で間隔をあけて互いに平行に配置された複数の第１レンズ５により形成されている。
第１レンズ５は、幅方向における断面形状が三角形のプリズムレンズである。そして、第１レンズ５の頂部における角度である頂角α１は、８０°以上１０５°以下となっている。また、第１レンズ５は、幅Ｗ１が例えば６０μｍ程度、Ｙ方向において隣り合う他の第１レンズ５との中心間隔であるピッチＰ１が幅Ｗ１の１．２５倍以上５倍以下、例えば１００μｍ程度、高さＴ１が２０μｍ以上２００μｍ以下でとなっている。ここで、第１レンズ５の幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１は、０．５以上０．８以下となっている。
【００２５】
第２レンズアレイ４は、基材の一面においてＹ方向（他方向）に沿って延在すると共に、Ｘ方向で間隔をあけて互いに平行に配置された複数の第２レンズ６により形成されている。すなわち、第１レンズ５の延在方向と、第２レンズ６の延在方向とは、互いに直交しており、第１レンズ５の延在方向と第２レンズ６の延在方向とのなす角が６０°以上１２０°以下の範囲内となっている。
第２レンズ６は、複数の第１レンズ５の谷部において他方向に沿って配置された複数のサブレンズ７を有している。
複数のサブレンズ７それぞれは、幅方向における断面形状が三角形のプリズムレンズであって、その延在方向がＹ方向となっている。そして、サブレンズ７の延在方向における両端は、Ｙ方向において隣り合う２つの第１レンズ５それぞれの側面に接している。
そして、第２レンズ６の頂部における角度である頂角α２は、８０°以上１０５°以下であって第１レンズ５における頂角α１以下の値となっている。また、第２レンズ６は、幅Ｗ２が例えば３０μｍ程度、隣り合う他の第２レンズ６との中心間隔であるピッチＰ２が幅Ｗ２の１倍以上１．２５倍以下、高さＴ２が例えば３μｍ以上１５０μｍ以下であって第１レンズ５の高さＴ１よりも小さい値となっている。ここで、第２レンズ６の幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２は、０．８以上１以下となっている。
【００２６】
以上のような構成の光学シート１は、図４に示すような液晶表示装置（表示装置）に用いられる。
液晶表示装置１０は、図４に示すように、液晶パネル（画像表示素子）１１と、液晶パネル１１に照明光を照射するバックライトユニット１２とを備えている。
液晶パネル１１は、一対の基板２１、２２と、一対の基板２１、２２間に封止された液晶層２３とを備えている。一対の基板２１、２２それぞれには、液晶層２３を駆動するための電極（図示略）が設けられている。そして、液晶層２３に印加された電界の強度に応じて、液晶層２３を透過する光の偏光状態が変化する。
また、液晶パネル１１には、ほぼ長方形の画像表示領域が設けられている。画像表示領域には、マトリックス状に複数の画素が配置されている。そして、画像表示領域の長軸方向である水平走査方向が第１レンズ５の延在方向であるＸ方向とほぼ平行となっており、短軸方向である垂直走査方向が第２レンズ６の延在方向であるＹ方向とほぼ平行となっている。
また、液晶パネル１１の上下両面には、偏光板２４、２５が設けられている。
【００２７】
バックライトユニット１２は、光学シート１と、複数の光源２６と、散乱板２７と、光反射板２８とを備えている。
光源２６は、例えば冷陰極蛍光ランプで形成されており、円柱形状を有している。また、光源２６は、ランプハウス２９内に収容されている。そして、光源２６は、照明光を光学シート１の他面に向けて射出する。
散乱板２７は、光源２６と光学シート１との間に配置されており、光源２６から射出した照明光を拡散して光学シート１に向けて射出する。
光反射板２８は、光源２６の背面側に配置されており、光源２６から射出した照明光を光学シート１に向けて反射する。
【００２８】
以上のような構成の液晶表示装置１０では、光源２６から射出した光は、散乱板２７において拡散されて光学シート１の基材２における他面に入射する。そして、光学シート１に入射した光は、光学シート１から光学利得が１以上の光となって液晶パネル１１に向けて射出される。液晶パネル１１に入射した光は、偏光板２４を透過した後に液晶層２３に印加された電界の強度に応じて偏光状態が変化し、偏光板２５において透過または吸収される。以上のようにして、液晶パネル１１の画像表示領域に表示された画像を表示する。
【００２９】
なお、光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであって完全拡散する拡散体の輝度を１とし、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、各方向における光学利得を算出することで、その拡散部材の拡散特性を示すことが可能となる。また、完全拡散とは、吸収が０であって全方向における光の輝度が一定である理想的な拡散体のことを示す。すなわち、光学利得が１以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を有することを示しており、利得が高いほど集光効果が強いことを示す。
【００３０】
ここで、本実施形態における光学シート１と第１レンズアレイのみが形成された光学シートとのＸ方向及びＹ方向それぞれにおける視角特性を図５及び図６に示す。図５及び図６それぞれには、Ｘ方向及びＹ方向それぞれにおいて正面方向に対する角度と輝度との関係を示している。
なお、第１レンズアレイのみが形成された光学シートでは、第１レンズの幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１を１としている。また、光学シート１では、第１レンズ５の幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１を０．６、第２レンズ６の幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２を１、第１レンズ５の頂角α１及び第２レンズ６の頂角α２それぞれを９０°としている。
【００３１】
図５に示すように、第１レンズアレイのみを有する光学シートでは、第１レンズによりＹ方向において十分に光が集光されているものの、Ｘ方向において集光されていない。また、この光学シートでは、Ｘ方向においてサイドローブが発生しており、メインローブとの間の谷部において光がほとんど射出されない。
一方、図６に示すように、本実施形態における光学シート１では、上述の光学シートのように第１レンズアレイ３のみの場合に発生したサイドローブとの間の谷部において第２レンズアレイ４による集光効果により光が射出されるため、輝度が低下しない。これにより、サイドローブの発生が抑制される。また、光学シート１では、第２レンズによりＸ方向において十分に光が集光される。
【００３２】
また、光学シート１において第１レンズ５の幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１と光学シート１から射出する光のＹ方向における半値角との関係を、図７に示す。また、Ｗ１／Ｐ１とＸ方向における半値角との関係を、図８に示す。ここで、半値角とは、光学シート１の斜め方向における輝度が正面方向における輝度の半分となったときの正面方向に対する角度を示す。
また、図７及び図８それぞれには、第１レンズ５の頂角α１の値を７５°、８０°、８５°、９０°、１０５°、１１０°とした際の半値角を示している。なお、第２レンズ６は、幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２を１、頂角α２を頂角α１と同じ値としている。
図７及び図８に示すように、Ｗ１／Ｐ１を大きくするにしたがってＹ方向における半値角が小さくなると共にＸ方向における半値角が大きくなる。これは、Ｗ１／Ｐ１を大きくするにしたがって、第１レンズ５による集光効果が大きくなると共に第２レンズ６による集光効果が小さくなるためである。また、頂角α１、α２を大きくするにしたがって、半値角が大きくなる。これは、頂角α１を大きくすると第１レンズ５による集光効果が小さくなり、頂角α２を大きくすると第２レンズ６による集光効果が小さくなるためである。
一般に、テレビ受像機などのディスプレイ装置では、水平方向であるＸ方向における視野角を広くすることが望まれる。そのため、Ｘ方向における半値角は、少なくとも４０°程度であることが望まれる。したがって、Ｗ１／Ｐ１を０．５以上にすることで、水平方向であるＸ方向における視野角が十分に確保される。なお、Ｗ１／Ｐ１を０．５としたときは、頂角が小さいときにＸ方向における半値角が４０°に満たないが、上述のように第２レンズ６の頂角α２を大きくすることで、これを解消することができる。
【００３３】
そして、光学シート１において第１レンズ５の幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１と光学シート１から射出する光の光学シート１の正面方向における輝度との関係を図９に示す。図９には、第１レンズ５の頂角α１の値を７５°、８０°、８５°、９０°、１０５°、１１０°とした際の輝度を示している。なお、第２レンズ６は、幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２を１、頂角α２を頂角α１と同じ値としている。
図９に示すように、正面方向における輝度は、Ｗ１／Ｐ２を変化させても変化しない。
これは、Ｗ１／Ｐ１を大きくすると第１レンズ５による集光効果が大きくなり、Ｗ１／Ｐ１を小さくすると第２レンズ６による集光効果が大きくなるため、両者の集光効果により正面方向における輝度が変化しない。また、図９に示すように、頂角α１、α２を変化させることにより、第１及び第２レンズ５、６それぞれにおける集光効果が変化するため、正面方向における輝度が変化する。
したがって、頂角α１、α２それぞれを８０°以上１０５°以下とすることで、十分な輝度が確保される。
【００３４】
さらに、光学シート１において第２レンズ６の幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２と光学シート１の正面方向における輝度との関係を、図１０に示す。なお、図１０において、Ｗ２／Ｐ２が１であるときの正面方向における輝度を１としている。
図１０に示すように、Ｗ２／Ｐ２を小さくするにしたがって、輝度が低下する。これは、Ｗ２／Ｐ２を小さくするにしたがって基材２の一面に第１及び第２レンズ５、６が形成されない領域が増大するためである。
したがって、Ｗ２／Ｐ２を０．８以上とすることで、十分な輝度が確保される。このとき、Ｗ２／Ｐ２は、０．９以上であることがより望ましい。
【００３５】
また、第１レンズ５の幅Ｗ１とピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１を、０．４、０．５、０．７、０．８、０．９としたときの視角特性を、図１１から図１５に示す。図１１から図１５それぞれでは、Ｘ方向及びＹ方向それぞれにおいて正面方向に対する角度と輝度との関係を示している。なお、第２レンズ６において、幅Ｗ２とピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２を１としている。また、第１レンズ５の頂角α１及び第２レンズ６の頂角α２それぞれを９０°としている。そして、Ｗ１／Ｐ１を０．６としたときの視角特性は、図６と同様である。
図６、図１１から図１５に示すように、Ｗ１／Ｐ１が増大するにしたがって、第１レンズ５による集光効果が大きくなり、図１５に示すようにＷ１／Ｐ１が０．９以上でＹ方向の視角特性においてサイドローブが発生する。
したがって、Ｗ１／Ｐ１を０．８以下とすることで、Ｙ方向の視角特性におけるサイドローブの発生が抑制される。
【００３６】
以上のような構成の光学シート１、バックライトユニット１２及び液晶表示装置１０によれば、基材２の一面に配置された第１及び第２レンズアレイにより、それぞれの延在方向に対する直交方向における集光拡散効果が十分に得られる。したがって、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
ここで、Ｗ１／Ｐ１を０．５以上０．８以下とすることで、主にＹ方向における視野角が確保できると共に、サイドローブの発生を抑制できる。そして、Ｗ２／Ｐ２を０．８以上とすることで、光学シート１の正面方向における輝度を向上させることができる。
また、第１及び第２レンズ５、６それぞれをプリズムレンズとすることで、光学シート１の正面方向における輝度を向上させることができる。そして、頂角α１、α２それぞれを８０°以上１０５°以下にすることで、光学シート１に対する正面輝度を向上させることができると共に、視野角を確保できる。
さらに、頂角α２を頂角α１以上とすることで、Ｘ方向における視角を大きくすることができる。
また、第１及び第２レンズ５、６それぞれを同一材料で形成することで、第１及び第２レンズ５、６それぞれの製造工程の簡略化が図れる。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、本発明における光学シートの第２の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
本実施形態における光学シート５０は、図１６から図１８に示すように、第１及び第２レンズアレイ５１、５２を有している。そして、第１レンズアレイ５１を構成する複数の第１レンズ５３それぞれが曲面形状を有している。また、第２レンズアレイ５２を構成する複数の第２レンズ５４それぞれは、第１レンズ５３と同様に、曲面形状を有している。
第１レンズ５３は、レンチキュラーレンズであり、弧状表面を有する頂部５３ａと、頂部５３ａから基材２の一面に至る一対の側面部５３ｂとを有している。
【００３９】
第１レンズ５３の頂部５３ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ１は、以下のようにして定義される。すなわち、図１９に示すように、第１レンズ５３の外縁において、第１レンズ５３の頂部５３ａの頂点ｍ１を通る幅方向中心から第１レンズ５３の幅Ｗ１の０．１倍だけ離れた位置を点ｍ２、ｍ３とする。そして、点ｍ２における第１レンズ５３の外縁の接線に対する法線と、点ｍ３における第１レンズ５３の外縁の接線に対する法線との交点を中心とし、点ｍ２、ｍ３を通る円の半径をフィッティング曲率半径Ｒｔ１とする。
【００４０】
また、第１レンズ５３の一方向に対する直交方向の断面外縁形状は、以下の式１で表される。ここでは、基材２の一面の法線方向をＺ軸、第１レンズ５３の幅方向における幅方向中心から位置をｒとしている。また、係数Ｒ、Ａ、Ｂ、Ｃは補正係数である。
【００４１】
【数１】
2012215895.tif 000003
【００４２】
ここで、係数（１／Ｒ）は−１０より大きく１０未満であり、係数Ａは−５より大きく５未満となっている。これにより、第１レンズ５３の頂部５３ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ１が第１レンズ５３の幅Ｗ１の０．１５倍以上０．３倍以下となる。また、係数Ｂを−１０より大きく１０未満とし、係数Ｃを−３０より大きく３０未満としている。
なお、第１レンズ５３の頂部５３ａにおける外縁形状は、係数ｋが０のときに正円、係数ｋが−１より大きく０未満のときに楕円、係数ｋが−１のときに放物線、係数ｋが−１未満のときに双曲線となる。
【００４３】
第２レンズ５４は、第１レンズ５３と同様に、レンチキュラーレンズである複数のサブレンズ５５を有している。サブレンズ５５は、弧状表面を有する頂部５５ａと、頂部５５ａから基材２の一面に至る一対の側面部５５ｂとを有している。
また、第２レンズ５４の延在方向である他方向に対する直交方向における断面外縁における頂部５５ａのフィッティング曲率半径Ｒｔ２は、第２レンズ５４の幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下となっている。なお、第２レンズ５４の頂部５４ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ２の定義は、上述したフィッティング曲率半径Ｒｔ１と同様である。
【００４４】
また、サブレンズ５５の断面外縁形状は、第１レンズ５３と同様に、以下の式２で表される。ここでは、第２レンズ５４の幅方向における幅方向中心から位置をｓとしている。
また、係数Ｓ、Ｄ、Ｅ、Ｆは補正係数である。
【００４５】
【数２】
2012215895.tif 000004
【００４６】
ここで、係数（１／Ｓ）は−１０より大きく１０未満であり、係数Ｄは−５より大きく５未満となっている。これにより、第２レンズ５４の頂部５５ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ２が第２レンズ５４の幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下となる。また、係数Ｅを−１０より大きく１０未満とし、係数Ｆを−３０より大きく３０未満としている。
なお、第２レンズ５４の頂部５５ａにおける外縁形状は、係数ｊが０のときに正円、係数ｊが−１より大きく０未満のときに楕円、係数ｊが−１のときに放物線、係数ｊが−１未満のときに双曲線となる。
【００４７】
以上のような構成の光学シート５０においても、上述と同様の作用、効果を奏するが、第１レンズ５３をレンチキュラーレンズとすることで、第１レンズ５３の延在方向である一方向における視野角を広くすることができる。同様に、第２レンズ５４をレンチキュラーレンズとすることで、第２レンズ５４の延在方向である他方向における視野角を広くすることができる。
このとき、上記式１において係数（１／Ｒ）を−１０より大きく１０未満、係数Ａを−５より大きく５未満、係数Ｂを−１０より大きく１０未満、係数Ｃを−３０より大きく３０未満とし、頂部５３ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ１が第１レンズ５３の幅Ｗ１の０．１５倍以上０．３倍以下とすることで、光学シート５０における正面輝度を向上させることができると共に、第１レンズ５３の成形性を維持できる。同様に、上記式２において係数（１／Ｓ）を−１０より大きく１０未満、係数Ｄを−５より大きく５未満、係数Ｅを−１０より大きく１０未満、係数Ｆを−３０より大きく３０未満とし、頂部５５ａにおけるフィッティング曲率半径Ｒｔ２が第２レンズ５４の幅Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下とすることで、光学シート５０における正面輝度を向上させることができると共に、第２レンズ５４の成形性を維持できる。
【００４８】
［第３の実施形態］
次に、本発明における光学シートの第３の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における光学シート６０は、図２０から図２２に示すように、基材２と、第１レンズアレイ５１と、第２レンズアレイ４とを備えている。
【００４９】
以上のような構成の光学シート６０においても、上述と同様の作用、効果を奏するが、第１レンズ５３が第２レンズ６よりも高いため、第２レンズ６に他の部材が接触しにくくなっている。そのため、第２レンズ６がプリズム形状を有していても、第２レンズ６を保護するフィルムなどを別途設けることなく、第２レンズ６における頂部の形状を保持できる。したがって、部品点数の削減及び低コスト化が図れる。
【００５０】
なお、上述した第１から第３の実施形態において、第１レンズの延在方向と第２レンズの延在方向とを直交させているが、他の角度であってもよい。
一般的に、液晶表示装置などのディスプレイでは、上述のように水平走査方向及び垂直走査方向それぞれにおいて画素がマトリックス状であって周期的に配置されている。一方、第１から第３の実施形態における光学シートそれぞれでは、第１及び第２レンズそれぞれが周期的に配置されている。そのため、画素の周期配列と第１及び第２レンズそれぞれの周期配列とにおいて発生する二次モアレなどの高次のモアレが発生することがある。これにより、液晶表示装置における表示画像の表示品質が低下してしまう。
【００５１】
そこで、図２３に示すように、例えば第１の実施形態における第１及び第２レンズアレイ３、４において、第１レンズ５の延在方向を水平走査方向に対してγ１だけ傾けると共に、第２レンズ６の延在方向を垂直走査方向に対してγ２だけ傾けてもよい。これにより、高次のモアレの発生による表示品質の低下を抑制できる。このとき、第１レンズ５の延在方向と第２レンズ６の延在方向とのなす角は、βとなっている。
ここで、角度βは、６０°よりも大きく１２０度未満であることが望ましい。これにより、水平走査方向及び垂直走査方向それぞれにおける画素の周期配列と第１及び第２レンズそれぞれの周期配列との間で生じるモアレを有効に防止できる。ただし、角度γ１、γ２それぞれは、２０°以下であることがより望ましい。角度γ１、γ２それぞれが２０°を越えると、第１及び第２レンズそれぞれによる集光効果が水平走査方向及び垂直走査方向それぞれに対して傾きすぎるため、水平走査方向及び垂直走査方向それぞれにおける視角特性が劣化するためである。
【００５２】
また、第１及び第２レンズそれぞれを等間隔で配置しているが、第１及び第２レンズそれぞれのピッチＰ１、Ｐ２をランダムとしてもよい。これによっても、高次のモアレの発生による表示品質の低下を抑制できる。
ここで、ピッチＰ１のバラツキ度合いは、ピッチＰ１の平均値に対して±２０％以内であることが望ましく、±１０％以内であることがより望ましい。同様に、ピッチＰ２のバラツキ度合いは、ピッチＰ２の平均値に対して±２０％以内であることが望ましく、±１０％以内であることがより望ましい。このとき、第１及び第２レンズそれぞれの高さもランダムとしてもよいが、高さは一定であることが望ましい。
【００５３】
また、第１レンズは、Ｘ方向に沿って直線状に配置されているが、一方向（Ｘ方向）に沿って配置されていれば、蛇行していてもよい。これによっても、高次のモアレの発生による表示品質の低下を抑制できる。同様に、第２レンズは、Ｙ方向に沿って直線状に配置されているが、他方向（Ｙ方向）に沿って配置されていれば、蛇行していてもよい。
【００５４】
また、第１レンズは、高さＴ１を第２レンズの高さＴ２よりも高くしているが、高さＴ１が高さＴ２以上であればよい。
そして、第１及び第２レンズそれぞれは、頂角α１、α２を８０°以上１０５°以下としているが、十分な集光拡散効果が得られれば、８０°未満であってもよく、１０５°を越えてもよい。
さらに、第１及び第２レンズそれぞれは、フィッティング曲率半径Ｒｔ１、Ｒｔ２を幅Ｗ１、Ｗ２の０．１５倍以上０．３倍以下としているが、十分な集光拡散効果が得られれば、０．１５倍未満であってもよく、０．３倍を越えてもよい。
また、第１及び第２レンズそれぞれは、係数（１／Ｒ）を−１０より大きく１０未満、係数Ａを−５より大きく５未満、係数Ｂを−１０より大きく１０未満、係数Ｃを−３０より大きく３０未満、係数（１／Ｓ）を−１０より大きく１０未満、係数Ｄを−５より大きく５未満、係数Ｅを−１０より大きく１０未満、係数Ｆを−３０より大きく３０未満としているが、十分な集光拡散効果が得られれば、この範囲外であってもよい。
【００５５】
また、第１及び第２レンズそれぞれは、視角特性の調整のために内部に拡散微粒子が分散配置されていてもよい。
そして、第１及び第２レンズそれぞれは、別途の材料で形成されてもよい。
さらに、第１レンズアレイは、同一形状の第１レンズを複数有する構成となっているが、プリズム形状の第１レンズとレンチキュラーレンズ形状の第１レンズとを組み合わせるなど、同一形状に限られない。同様に、第２レンズアレイは、同一形状の第２レンズを複数有する構成となっているが、同一形状に限られない。
【００５６】
［第４の実施形態］
次に、本発明における光学シートの第４の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における光学シート１００は、図２４に示すように、基材２と、基材２の一面に形成された第１及び第２レンズアレイ３、４と、第１及び第２レンズアレイ３、４上に積層された光学フィルム１０１とを備えている。
光学フィルム１０１は、例えば拡散シートやレンチキュラーシート、プリズムシート、偏光分離反射シートなどのように、光の屈折、透過、反射、偏光作用により、光の拡散及び集光効果を発揮するフィルム材料である。そして、光学フィルム１０１は、固着層１０２により第１及び第２レンズアレイ３、４上に貼付されている。
ここで、光学フィルム１０１は、拡散シートである場合には、シート状の基材上に拡散ビーズを分散配置した構成であることが望ましい。分散配置された拡散ビーズがマイクロレンズと同等の作用を有することから、視野角及び輝度の向上、カットオフのない配光分布が得られる。
【００５７】
固着層１０２は、加熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂などの接着剤や粘着剤などで形成されている。ここで、接着剤または粘着剤としては、例えばアクリル系やウレタン系、ゴム系、シリコーン系の接着剤または粘着剤が挙げられる。接着剤または粘着剤は、コンマコータなどの塗工装置や印刷、ディスペンサやスプレーを用いて塗布されている。
また、固着層１０２の１００℃における貯蔵弾性率は、光学シート１００がバックライトユニットに適用されることから、１．０×１０４Ｐａ以上であることが望ましい。貯蔵弾性率が１．０×１０４Ｐａ以上とすることで、バックライトユニットの使用時において光学フィルム１０１を安定して固定することができる。また、接着剤または粘着剤の安定性を高めるため、例えばビーズなどの微粒子を接着剤や粘着剤内に分散させてもよい。
なお、固着層１０２は、両面テープなど、他の固着材料であってもよい。また、光学フィルム１０１は、固着層１０２を用いずに、エキシマレーザの照射などを用いた接合や溶接などにより積層されてもよい。
【００５８】
以上のような構成の光学シート１００においても、上述と同様の作用、効果を奏するが、光学フィルム１０１を一体化することで、部品点数の削減及び厚みの低減が図れる。
また、光学シート１００は、光学フィルム１０１として例えば拡散シートを配置することで、第１及び第２レンズ５、６から射出した光が十分に拡散された後に液晶パネル１１に入射するため、モアレの発生を抑制できる。
【００５９】
ここで、光学フィルム１０１は、例えば以下のような製造方法により製造される。
最初に、製造方法１について説明する。まず、基材としてＭＳ６００（新日鐵化学社製）の樹脂材料中にシリカ及び樹脂フィラーを混合したものを表面に凹凸が形成されたローラに沿って延伸させる。そして、ローラによる押出時にローラの表面の凹凸形状を転写することにより、光学フィルムを製造する。
次に、製造方法２について説明する。まず、アクリルモノマーを表面に凹凸形状が付された一対の金属平板間において重合させる。そして、金属平板の表面に付された凹凸形状をふすことにより、光学フィルムを製造する。
【００６０】
次に、製造方法３について説明する。まず、拡散板を表面に凹凸形状が付された一対の金属平板間で加熱しながら加圧する。そして、金属平板の表面に付された凹凸形状を付すことにより、光学フィルムを製造する。
次に、製造方法４について説明する。まず、表面に凹凸形状が付された金属平板上にアクリル、エポキシ樹脂、ポリウレタンや透明熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂を塗布する。そして、塗布した樹脂上に表面に凹凸形状が付された金属平板を配置して樹脂を硬化することにより、光学フィルムを製造する。
【００６１】
次に、製造方法５について説明する。まず、ＵＶ硬化性接着剤中に粒径が１５μｍのポリスチレンフィラーを２０重量％混合し、これをロールコータにより拡散板上に厚さ１５μｍで塗布した。そして、塗布した接着剤にＵＶを照射して硬化させることにより、光学フィルムを製造する。
次に、製造方法６について説明する。まず、延伸白色ＰＰフィルム（東セロ株式会社製、厚さ３０μｍ）または延伸白色ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製、厚さ５０μｍ）とスチレンメチルメタクリレートからなる板材とを接着剤で貼り合わせる。これにより、球形の空洞が形成された光学フィルムを製造する。
【００６２】
［第５の実施形態］
次に、本発明における光学シートの第５の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態における光学シート１１０は、図２５に示すように、基材２と、基材２の一面に形成された第１及び第２レンズアレイ３、４と、基材２の他面に設けられた散乱板１１１とを備えている。
散乱板１１１は、透明樹脂層と、この透明樹脂層中に分散配置されて屈折率が透明樹脂と異なる透明粒子とを備えている。そして、散乱板１１１は、透明な樹脂材料で形成されており、例えば押出成型法などにより形成されている。また、散乱板１１１の厚さは、散乱板１１１の撓みや透過率の低下を抑制するため、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下となっている。
ここで、透明樹脂層と透明粒子との屈折率差は、十分な光散乱効果を得るため、０．０２以上であることが望ましい。また、透明樹脂層と透明粒子との屈折率差は、０．５以下であることがより望ましい。
【００６３】
透明樹脂層を構成する透明樹脂としては、例えばＰＣ、アクリル、アクリルニトリルスチレン共重合体、フッ素系アクリル、シリコーン系アクリル、エポキシアクリレート、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ、メチルスチレン、フルオレン、ＰＥＴ、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂材料が挙げられる。
ここで、ＰＣ、ＰＳ、メチルスチレン、ＣＯＰそれぞれの線膨張係数は、６．７×１０−５（１／℃）、７×１０−５（１／℃）、７×１０−５（１／℃）、６〜７×１０−５（１／℃）であって、７．０×１０−５（１／℃）以下となっている。これにより、基材２と第１及び第２レンズアレイ３、４それぞれを線膨張係数が２．７×１０−５（１／℃）であるＰＥＴで形成した場合であっても、散乱板１１１が熱により反ることを防止できる。なお、基材２と第１及び第２レンズアレイ３、４それぞれをＰＣで形成する場合には、線膨張係数がほぼ同等であることから反りが発生することがない。
【００６４】
また、透明粒子としては、例えばアクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体；メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）などの含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを挙げることができる。これら透明粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
そして、透明粒子の平均粒径は、散乱板１１１に入射した光を十分に散乱させて散乱板１１１から射出させるため、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることが望ましく、１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることがより望ましい。
【００６５】
散乱板１１１は、固着層１１２によって基材２の他面に間隙１１３を介して固定されている。固着層１１２は、基材２の他面における外縁部であって、散乱板１１１を透過する照明光が液晶パネル１１における画像表示領域と重ならない位置に設けられている。したがって、固着層１１２は、図２６（ａ）〜（ｅ）に示すように、散乱板１１１の外縁部の周縁全体において枠状に設けられてもよく、散乱板１１１の対向する一対の端辺それぞれに設けられてもよく、散乱板１１１の角部に設けられてもよく、散乱板１１１の外縁部の周縁に沿って島状に設けられてもよい。
また、固着層１１２は、上述と同様に、接着剤や粘着剤により形成されている。接着剤や粘着剤として適用可能な材料としては、上述と同様である。ここで、固着層１１２による散乱板１１１と基材２との間隙１１３を確保するため、接着剤や粘着剤中に例えばビーズなどの微粒子をスペーサとして分散させてもよい。
【００６６】
以上のような構成の光学シート１１０においても、上述と同様の作用、効果を奏する。
なお、本実施形態において、散乱板１１１が透明樹脂層中に透明粒子を分散配置した構成となっているが、透明樹脂層中に球状の空洞を形成することで散乱機能を付与した構成としてもよい。ここで、空洞は、透明樹脂中に発泡剤を分散させ、この発泡剤を発泡させることにより形成してもよい。
【００６７】
［第５の実施形態の他の形態］
次に、第５の実施形態における光学シートの他の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本形態における光学シートにおける散乱板１２０は、図２７に示すように、基材２を向く一面にシリンドリカル形状の凸部が複数形成されている。ここで、凸部の形状は、シリンドリカル形状に限らず、レンズ形状や三角プリズム形状、マイクロレンズ形状など、他の形状であってもよい。このような散乱板１２０は、押出法やキャスト法などにより形成されている。
このように、散乱板１２０において基材２を向く一面に凹凸を形成することで、基材２と散乱板１２０との間の間隙を確保できる。
なお、図２８や図２９に示すように、両面にシリンドリカル形状の凸部が複数形成された散乱板１２１、１２２であってもよい。このとき、一面に形成されている複数の凸部の延在方向と、他面に形成されている複数の凸部の延在方向とは、ほぼ平行であってもよく、ほぼ直交していてもよい。
【００６８】
［第５の実施形態の他の形態］
続いて、第５の実施形態における光学シートの他の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本形態における光学シートにおける散乱板１２３は、図３０に示すように、シート状の基材１２３ａと基材１２３ａの一面に形成された微粒子層１２３ｂとを備えている。微粒子層１２３ｂは、例えばビーズやスペーサなどが分散された透明インキを塗布、乾燥させることにより形成されている。ここで、微粒子層１２３ｂは、基材１２３ａの両面に形成されてもよい。
【００６９】
［第５の実施形態の他の形態］
さらに、第５の実施形態における光学シートの他の形態について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
本形態における光学シート１３０は、図３１に示すように、散乱板１１１と基材２との間に配置されるスペーサ１３１を備えている。
スペーサ１３１は、透明な樹脂材料で形成されており、上述と同様に、基材２の他面における外縁部に沿って環状に設けられている。
ここで、スペーサ１３１を形成する樹脂材料としては、例えばＰＥ、アクリル、ＰＣ、Ｐｓ、メチルスチレン、ポリメチルペンテン、ＣＯＰなどの熱可塑性樹脂や、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどのオリゴマーまたはアクリレート系などからなる放射線硬化性樹脂などが挙げられる。
また、スペーサ１３１を形成する樹脂材料中に微粒子を分散させてもよい。ここで、微粒子を形成する材料としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、ガラスビーズなどの無機物や樹脂ビーズなどの有機物が挙げられる。この微粒子は、スペーサ１３１中に均一に分散配置させてもよく、局所的に分散配置させてもよい。また、微粒子は、反射膜で被覆されるなどにより反射特性を有していてもよい。さらに、樹脂材料中に球状の空洞が分散して形成されていてもよい。
【００７０】
また、スペーサ１３１は、光が照射されることによる高温下においても基材２及び散乱板１１１それぞれの反りを抑制するため、適度な柔軟性を有していることが望ましい。
そして、スペーサ１３１の断面形状は、例えば矩形や台形、三角形、円など、さまざまな形状であってもよい。
また、スペーサ１３１の厚さは、散乱板１１１と基材２との光学的な接触を避けるため、２００ｎｍ以上であることが望ましい。また、スペーサ１３１の幅は、スペーサ１３１による散乱板１１１と基材２との接触をより確実に防止するため、厚さの０．１倍以上であることが望ましく、０．２倍以上であることがより望ましい。さらに、スペーサ１３１の幅は、光学シート１３０からの視認性の低下を防止するため、５０μｍ以下であることが望ましく、３０μｍ以下であることがより望ましい。
【００７１】
スペーサ１３１と散乱板１１１との接触面積は、スペーサ１３１と散乱板１１１との固定強度や輝度の低下を防止するため、散乱板１１１の基材２を向く一面の面積に対して１％以上６０％以下であることが望ましい。ここで、スペーサ１３１と散乱板１１１との接触面積は、輝度低下をより抑制するため、散乱板１１１の基材２を向く一面の面積に対して１％以上２０％以下であることがさらに望ましい。さらに、スペーサ１３１と散乱板１１１との接触面積は、２５００μｍ２以下であることが望ましく、９００μｍ２以下であることがより望ましい。
同様に、スペーサ１３１と基材２との接触面積も、基材２の他面の面積に対して１％以上６０％以下であることが望ましい。
また、スペーサ１３１は、散乱板１１１及び基材２それぞれに対して接着剤や粘着剤により固定されている。ここで、接着剤や粘着剤として用いられる材料としては、上述と同様の材料が挙げられる。
【００７２】
このように、散乱板１１１と基材２との間にスペーサ１３１を配置することで、散乱板１１１と基材２との光学的な接触を容易に抑制でき、光学シートから射出した光の光学シート面内における輝度ムラやニュートンリングの発生を抑制して外観特性が向上する。
【００７３】
ここで、スペーサ１３１は、例えば以下のような製造方法により製造される。
最初に、製造方法１について説明する。まず、熱可塑性樹脂であるＰＣ樹脂を加熱して、ローラに沿って延伸しながらフィルムを成型する。そして、スペーサ形状に成型されたシリンダ金型を用いて加熱されたフィルムを加圧しながら冷却することで、フィルムの粘性を低下させてスペーサ形状を維持した状態で硬化させる。その後、フィルムをシリンダ金型から離型させることにより、幅が６０μｍ、高さが１００μｍであるスペーサを製造する。
【００７４】
次に、製造方法２について説明する。まず、厚さが１２５μｍ程度の２軸延伸易接着ＰＥＴフィルム上にスペーサを形成するウレタンアクリレートを主成分とするＵＶ硬化樹脂（日本化薬社製、屈折率１．５１）を塗布する。そして、スペーサ形状に成型されたシリンダ金型を用いて、フィルムを搬送しながら紫外線を照射してフィルムを硬化する。その後、フィルムをシリンダ金型から離型させることにより、幅が６０μｍ、高さが１００μｍであるスペーサを製造する。
【００７５】
次に、製造方法３について説明する。まず、反射材料である酸化チタン（デュポン社製）を熱可塑性樹脂であるＰＣに対して重量比で２０％分散させ、これを加熱してローラに沿って延伸しながらフィルムを成型する。そして、スペーサ形状に成型されたシリンダ金型を用いて加熱されたフィルムを加圧しながら冷却することで、フィルムの粘性を低下させてスペーサ形状を維持した状態で硬化させる。その後、フィルムをシリンダ金型から離型させることにより、幅が６０μｍ、高さが１００μｍであって反射性を有するスペーサを製造する。
【００７６】
次に、製造方法４について説明する。まず、厚さが１２５μｍ程度の２軸延伸易接着ＰＥＴフィルム上に反射材料である酸化チタン（デュポン社製）を重量比で２０％分散させる。そして、この上にスペーサを形成するウレタンアクリレートを主成分とするＵＶ硬化樹脂（日本化薬社製、屈折率１．５１）を塗布する。さらに、スペーサ形状に成型されたシリンダ金型を用いて、フィルムを搬送しながら紫外線を照射してフィルムを硬化する。
その後、フィルムをシリンダ金型から離型させることにより、幅が６０μｍ、高さが１００μｍ、ピッチ間隔が６００μｍであるスペーサを製造する。
【００７７】
次に、製造方法５について説明する。まず、製造方法１において製造したスペーサの上面に、光反射機能を有する転写箔（クルツ社製）を加圧、加熱する。そして、上面に転写箔が転写されて反射表面を有するスペーサを製造する。
【００７８】
なお、スペーサ１３１は、散乱板１１１の外縁部に沿って環状に設けられているが、散乱板１１１と基材２との光学的な接触を抑制できれば、リブ状など他の形状であってもよい。
また、スペーサ１３１と散乱板１１１及び基材２それぞれとを固定する接着剤または粘着剤は、反射材を含有していてもよい。ここで、反射材を含有する接着剤または粘着剤は、例えば金属粒子や高い屈折率を有する透明粒子を分散させることにより形成される。
【００７９】
そして、スペーサ１３１は、反射特性を有していてもよい。ここで、反射特性は、例えばスペーサ１３１を構成する樹脂材料中に金属粒子や高い屈折率を有する粒子を分散させること、スペーサ１３１の表面に反射膜を形成することにより付与される。反射膜は、例えば光反射性の高い銀やアルミニウム、ニッケルなどの金属膜を蒸着やスパッタ法などの乾式成膜法を用いること、高い屈折率を有する粒子が分散混合されたインキや接着剤または粘着剤を塗布すること、金属粒子や高い屈折率を有する粒子をバインダに練りこんで転写すること、白箔や金属箔をラミネートすることなどにより形成される。ここで、高い屈折率を有する粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、シリカ、シリコーンなどが挙げられる。金属粒子または金属箔としては、例えば、アルミニウムや銀がなど挙げられる。これらの粒子、金属粒子または金属箔は１種類を使用してもよく、複数種を併用してもよい。
【００８０】
なお、散乱板１１１と基材２とは、これらの方法以外に、例えば熱や超音波、レーザなどを用いる溶着や他の部材を用いて固定されてもよい。ここで、例えば波長１７８ｎｍのエキシマレーザを用いた溶着では、散乱板１１１と基材２との少なくとも一方のレーザを照射した後、加熱しながら両者を貼り合わせてもよく、貼り合わせた後に加熱してもよい。
また、上述した固着層１１２やスペーサ１３１は、散乱板１１１を透過する照明光が液晶パネル１１における画像表示領域と重ならないように散乱板１１１の外周部に設けられているが、画像表示領域と重なるように設けられていてもよい。このとき、画像表示領域と対応する領域における光の吸収率は、光学シート１１０、１３０から射出する光の輝度を確保するため、１％以下であることが望まれる。
【実施例１】
【００８１】
次に、以上のような構成の光学シートについて、実施例により具体的に説明する。
まず、実施例１として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズム形状の第１及び第２レンズアレイが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１及びα２それぞれが９０°となっている。
また、実施例２として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるレンチキュラーレンズ形状の第１レンズアレイとプリズム形状の第２レンズアレイとが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍとなっている。そして、この光学シートは、ｋが−１、（１／Ｒ）が−１０より大きく１０未満であり、Ａが−５より大きく５未満、Ｒｔ１が２５μｍ、α２が９０°となっている。
【００８２】
そして、実施例３として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズム形状の第１及び第２レンズアレイが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１が９０°、α２が１００°となっている。
さらに、実施例４として、ＰＣからなる基材とプリズム形状の第１及び第２レンズアレイとが押出法により一体的に形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１及びα２それぞれが９０°となっている。また、基材の厚さは、２００μｍとなっている。
【００８３】
また、実施例５として、ＰＣからなる基材とレンチキュラーレンズ形状の第１レンズアレイとプリズム形状の第２レンズアレイとが押出法により一体的に形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍとなっている。そして、この光学シートは、ｋが−１、（１／Ｒ）が−１０より大きく１０未満であり、Ａが−５より大きく５未満、Ｂが−１０より大きく１０未満、Ｃが−３０より大きく３０未満、Ｒｔ１が２５μｍとなっている。またこの光学シートは、α２が９０°となっている。
【００８４】
また、比較例１として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるレンチキュラーレンズ形状の第１レンズアレイとプリズム形状の第２レンズアレイとが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍとなっている。そして、この光学シートは、ｋが−１、（１／Ｒ）が−１０より大きく１０未満であり、Ａが−５より大きく５未満、Ｂが−１０より大きく１０未満、Ｃが−３０より大きく３０未満、Ｒｔ１が５０μｍとなっている。またこの光学シートは、α２が９０°となっている。
また、比較例２として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズム形状の第１及び第２レンズアレイが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１及びα２それぞれが１２０°となっている。
【００８５】
また、比較例３として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズム形状の第１及び第２レンズアレイが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１が７０°、α２が１２０°となっている。
また、比較例４として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるプリズム形状の第１及び第２レンズアレイが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．９、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が３０μｍ、α１が９０°、α２が１００°となっている。
【００８６】
そして、比較例５として、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなるレンチキュラーレンズ形状の第１及び第２レンズアレイとが形成された光学シートを作成した。ここで、この光学シートは、Ｗ１／Ｐ１が０．６、Ｗ２／Ｐ２が１、Ｐ１が１００μｍ、Ｐ２が５０μｍとなっている。そして、この光学シートは、ｋが−１、（１／Ｒ）が−１０より大きく１０未満であり、Ａが−５より大きく５未満、Ｂが−１０より大きく１０未満、Ｃが−３０より大きく３０未満、Ｒｔ１が５０μｍとなっている。また、この光学シートは、α２が９０°となっている。また、この光学シートは、ｊが−１、（１／Ｓ）が−１０より大きく１０未満であり、Ｄが−５より大きく５未満、Ｅが−１０より大きく１０未満、Ｆが−３０より大きく３０未満、Ｒｔ２が１０μｍとなっている。
【００８７】
以上の実施例１〜５、比較例１〜５それぞれについて、視野角測定装置（EZContrast：Eldim社製）を用いて、その正面輝度及び視角特性を測定した。その評価結果を、表１に示す。
【００８８】
【表１】
2012215895.tif 000005
【００８９】
表１に示すように、実施例１〜５における光学シートでは、輝度、半値角、サイドローブ及びカットオフそれぞれが良好であった。
一方、比較例１における光学シートでは、第１のレンズアレイのＲｔ１が大きすぎたため、正面輝度が低くなった。
また、比較例２における光学シートでは、第１及び第２レンズアレイそれぞれの頂角α１、α２が大きすぎたため、正面輝度が低くなった。
そして、比較例３における光学シートでは、第１レンズアレイの頂角α１が小さすぎたため半値角が狭くなると共に、サイドローブが生じ、第２レンズアレイの頂角α２が大きすぎたため正面輝度が低くなった。
さらに、比較例４における光学シートでは、第１レンズアレイのＷ１／Ｐ１が大きすぎたためサイドローブが生じると共に、Ｙ方向において急激な輝度低下が生じた。
また、比較例５における光学シートでは、第１のレンズアレイのＲｔ１が大きすぎたため、正面輝度が低くなった。
【実施例２】
【００９０】
続いて、同様に以上のような光学シートについて、実施例により具体的に説明する。
まず実施例６として、プリズム形状の第１及び第２レンズアレイを有し、第１レンズの延在方向と第２レンズの延在方向とのなす角が９５°である光学シートを製造した。そして、この光学シートを、第１レンズの延在方向と液晶パネルの水平走査方向とのなす角が１０°、第２レンズの延在方向と垂直走査方向とのなす角が１５°となるように配置した。
また、実施例７として、プリズム形状の第１及び第２レンズアレイを有し、第１レンズの延在方向と第２レンズの延在方向とのなす角が６５°である光学シートを製造した。そして、この光学シートを、第１レンズの延在方向と液晶パネルの水平走査方向とのなす角が１０°、第２レンズの延在方向と垂直走査方向とのなす角が−１５°となるように配置した。
【００９１】
そして、比較例６として、プリズム形状の第１及び第２レンズアレイを有し、第１レンズの延在方向と第２レンズの延在方向とのなす角が１５０°（３０°）である光学シートを製造した。そして、この光学シートを、第１レンズの延在方向と液晶パネルの水平走査方向とのなす角が−２５°、第２レンズの延在方向と垂直走査方向とのなす角が４５°となるように配置した。
さらに、比較例７として、プリズム形状の第１及び第２レンズアレイを有し、第１レンズの延在方向と第２レンズの延在方向とのなす角が９０°である光学シートを製造した。
そして、この光学シートを、第１レンズの延在方向と液晶パネルの水平走査方向とのなす角が３０°、第２レンズの延在方向と垂直走査方向とのなす角が３０°となるように配置した。
【００９２】
以上の実施例６、７、比較例６、７それぞれについて、３２インチ液晶パネルと３７インチ液晶パネルとのそれぞれにおけるモアレの発生の有無を評価した。その結果、実施例６、７における光学シートを備える液晶表示装置では、モアレが確認されなかった。
一方、比較例６における光学シートを備える液晶表示装置では、モアレが確認された。
また、比較例７における光学シートを備える液晶表示装置では、モアレが確認されなかったが、水平走査方向及び垂直走査方向それぞれにおける半値角が小さくなり、表示品質が低下した。
【実施例３】
【００９３】
続いて、同様に以上のような光学シートについて、実施例により具体的に説明する。
まず、実施例８として、上述した実施例２における光学シートにおいて第１及び第２レンズアレイの上面に粘着剤を用いて表面拡散フィルムをラミネートした光学シートを製造した。
また、実施例９として、上述した実施例２における光学シートにおいて第１及び第２レンズアレイの上面に粘着剤を用いて偏光分離反射シートをラミネートした光学シートを製造した。
そして、実施例１０として、上述した実施例１における光学シートにおいて第１及び第２レンズアレイの上面に粘着剤を用いて実施例２における光学シートをラミネートした光学シートを製造した。
【００９４】
以上の実施例８〜１０それぞれについて、輝度、半値角それぞれの評価を行った。その結果、実施例８における光学シートでは、半値角が大きくなり、光学シートに対する斜め方向における輝度の低下が緩やかになった。また、実施例９における光学シートでは、正面輝度が大幅に上昇すると共に半値角が大きくなり、光学シートに対する斜め方向における輝度の低下が緩やかになった。そして、実施例１０における光学シートでは、正面輝度が上昇し、光学シートに対する斜め方向における輝度の低下が緩やかになった。
【実施例４】
【００９５】
続いて、同様に以上のような光学シートについて、実施例により具体的に説明する。
まず、実施例１１として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、７００ｍｍ×９００ｍｍの拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））の端部５ｍｍにロールコータを用いて主成分がアクリル系樹脂である接着剤を塗布（塗布量：５ｇ／ｍ２）した。そして、拡散板上に第１及び第２レンズアレイが形成された基材をラミネータにより被覆し、８０℃、５０％の乾燥炉において３０分間加熱させる。その後、接着剤を硬化させて光学シートを製造した。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【００９６】
次に、実施例１２として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、７００ｍｍ×９００ｍｍの拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））の端部５ｍｍに両面テープ（住友スリーエム株式会社製）を貼付した。そして、拡散板上に第１及び第２レンズアレイが形成された基材を貼り合わせ、光学シートを製造した。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【００９７】
次に、実施例１３として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなる第１及び第２レンズアレイを形成した。そして、第１及び第２レンズアレイ上に、あらかじめ５ｇ／ｍ２で塗布された接着剤シートにより線膨張係数が７．０×１０−５（１／℃）である拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））を貼り合わせて光学シートを製造した。
また、実施例１４として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、ＰＣからなる基材と第１及び第２レンズアレイとを押出法により一体的に形成した。そして、第１及び第２レンズアレイ上に、あらかじめ５ｇ／ｍ２で塗布された接着剤シートにより線膨張係数が７．０×１０−５（１／℃）である拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））を貼り合わせて光学シートを製造した。
そして、これらの光学シートを常温から８０℃の環境内に投入し、温度変化による反りを確認した。反りの測定は、平らな台の上に基材が下面となるように光学シートを載置し、４角における台からの浮き量を測定した。なお、投入前では、各角において０ｍｍであった。
８０℃の環境内への投入後から、実施例１３における光学シートでは反りが発生した。
このときの反り量は、１０〜１５ｍｍであった。また、実施例１４における光学シートでは、反りが発生しなかった。
この試験は、バックライト点灯時において高温になる状況を再現したものであるが、いずれの光学シートにおいても、各角が台から浮くように反っており、第１及び第２レンズアレイ側に向けて凸となるように反っていない。そのため、液晶表示装置に組み込んだ際に表示画像を押圧しても、表示画像に異常が生じないと考えられる。
【００９８】
次に、実施例１５として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、上述した実施例１４と同様に、ＰＣからなる基材と第１及び第２レンズアレイとを押出法により一体的に形成した。そして、第１及び第２レンズアレイ上に、あらかじめ５ｇ／ｍ２で塗布された接着剤シートにより線膨張係数が７．２×１０−５（１／℃）である拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））を貼り合わせて光学シートを製造した。
また、比較例８として、上述した実施例１３と同様に、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる基材上にＵＶ硬化性樹脂からなる第１及び第２レンズアレイを形成した。そして、第１及び第２レンズアレイ上に、あらかじめ５ｇ／ｍ２で塗布された接着剤シートにより線膨張係数が７．２×１０−５（１／℃）である拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））を貼り合わせて光学シートを製造した。
そして、これらの光学シートを常温から８０℃の環境内に投入し、温度変化による反りを確認した。
８０℃の環境内への投入後から、実施例１５、比較例８それぞれにおける光学シートでは反りが発生した。このときの反り量は、実施例１５における光学シートで５ｍｍ程度、比較例８における光学シートで４０ｍｍ程度であった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、実施例１５における光学シートでは、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。一方、比較例８における光学シートでは、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれた。
【００９９】
次に、実施例１６として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、ＵＶ硬化性接着剤中に粒径が１５μｍのポリスチレンフィラーを２０重量％混合し、これをロールコータにより７００ｍｍ×９００ｍｍの拡散板（帝人化成株式会社製、６５ＨＬＷ（ＰＣ））上に厚さ３０μｍで塗布した。そして、タックが残っている状態まで一度ＵＶ光を照射して硬化させた。その後、拡散板上に第１及び第２レンズアレイが形成された基材を貼り合わせ、光学シートを製造した。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【０１００】
次に、実施例１７として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、第１及び第２レンズが形成された基材に波長１７２ｎｍのエキシマＵＶ光を３０秒照射し、レンズピッチが１４０μｍ、レンズ高さが６０μｍであるレンチキュラーレンズが形成された厚さ１ｍｍの拡散板をラミネータにより貼り合わせ、光学シートを製造した。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【０１０１】
次に、実施例１８として、以下のようにして光学シートを製造した。まず、第１及び第２レンズアレイが形成された基材をあらかじめ大きいサイズ（１０００ｍｍ×１０００ｍｍ）で作成し、これと拡散板とを重ねる。そして、第１及び第２レンズアレイが形成された基材と拡散板との間に浮きがないように軽く除電ブラシで押さえ、炭酸ガスレーザー断裁機で５００ｍｍ×５００ｍｍのサイズにレーザ断裁した。なお、レーザ照射により切断された端部５ｍｍ程度はレンズシートの色が多少黄色く変色した。そこで、あらかじめ第１及び第２レンズアレイが形成された基材と拡散板とのそれぞれの表面に保護フィルムとして２５μｍの易接着ＰＥＴフィルムをラミネートしておき、同様にレーザ断裁を行った。この後に保護フィルムを剥がしたところ、第１及び第２レンズアレイが形成された基材と拡散板のそれぞれに変色はなかった。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【０１０２】
次に、実施例１９として、以下のようにして光学シートを製造した。第１及び第２レンズアレイが形成された基材と拡散板とのそれぞれに貫通孔を形成した。そして、この貫通孔に針金を通して基材及び拡散板を固定し、光学シートを製造した。
このようにして製造した光学シートをバックライト点灯時の温度と同様に８０℃で２４時間加熱した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とが剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、製造した光学シートを液晶表示装置に組み込んだ。そして、液晶表示装置を５〜５０Ｈｚの周波数、加速度１Ｇで垂直方向（Ｚ方向）において７０分、水平方向（Ｘ方向）において２０分、水平方向（Ｙ方向）において２０分振動させ、輸送による振動状態を再現した。この結果、拡散板と第１及び第２レンズアレイが形成された基材とは、剥がれなかった。
【０１０３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、光学シートは、表示装置に用いられるバックライトユニットに用いられているが、液晶表示装置やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、プラズマディスプレイなどの表示装置の視野角の制御やコントラストを向上させるためのシート材、太陽電池用の光制御用フィルム、投射スクリーンなど他の用途に用いてもよい。
バックライトユニットの光源は、冷陰極管に限らず、ＬＥＤやＥＬ、半導体レーザなど、他の光源であってもよい。ここで、ＬＥＤを光源として用いる場合、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイを使用して導光板などで赤色、緑色、青色のＬＥＤアレイから射出された光を混ぜ合わせて白色光として均一に射出する構成としてもよい。また、拡散板などを用いて赤色、緑色、青色のＬＥＤアレイから射出された光を混ぜ合わせて均一に射出する構成としてもよい。
また、バックライトユニットは、直下型のバックライトユニットに限られず、サイドエッジ型のバックライトユニットであってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１，５０，６０  光学シート
２  基材
３，５１  第１レンズアレイ
４，５２  第２レンズアレイ
５，５３  第１レンズ
６，５４  第２レンズ
７，５５  サブレンズ
１０  液晶表示装置（表示装置）
１１  液晶パネル（画像表示素子）
１２  バックライトユニット
２６  光源
５３ａ，５５ａ  頂部
５３ｂ，５５ｂ  側面部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ｊ，ｋ，Ｒ，Ｓ  係数
Ｐ１，Ｐ２  ピッチ
Ｒｔ１，Ｒｔ２フィッティング曲率半径
Ｔ１，Ｔ２  高さ
Ｗ１，Ｗ２  幅
α１，α２  頂角
【図１】
2012215895.tif 000006
【図２】
2012215895.tif 000007
【図３】
2012215895.tif 000008
【図４】
2012215895.tif 000009
【図５】
2012215895.tif 000010
【図６】
2012215895.tif 000011
【図７】
2012215895.tif 000012
【図８】
2012215895.tif 000013
【図９】
2012215895.tif 000014
【図１０】
2012215895.tif 000015
【図１１】
2012215895.tif 000016
【図１２】
2012215895.tif 000017
【図１３】
2012215895.tif 000018
【図１４】
2012215895.tif 000019
【図１５】
2012215895.tif 000020
【図１６】
2012215895.tif 000021
【図１７】
2012215895.tif 000022
【図１８】
2012215895.tif 000023
【図１９】
2012215895.tif 000024
【図２０】
2012215895.tif 000025
【図２１】
2012215895.tif 000026
【図２２】
2012215895.tif 000027
【図２３】
2012215895.tif 000028
【図２４】
2012215895.tif 000029
【図２５】
2012215895.tif 000030
【図２６】
2012215895.tif 000031
【図２７】
2012215895.tif 000032
【図２８】
2012215895.tif 000033
【図２９】
2012215895.tif 000034
【図３０】
2012215895.tif 000035
【図３１】
2012215895.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月17日(2012.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基材と、該基材の一面に設けられた第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとを有する光学シートと、
該光学シートに照明光を照射する光源と、を備え、
前記第１レンズアレイは、前記一面において一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置され、断面が三角形状であって頂角が８０°以上１０５°以下であるプリズムレンズからなる複数の第１レンズを備え、
前記第２レンズアレイは、前記一面において前記一方向と交差する他方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置され、断面が三角形状であって頂角が８０°以上１０５°以下であるプリズムレンズからなる複数の第２レンズを備え、
該第２レンズが、前記複数の第１レンズの谷部に配置された複数のサブレンズを有し、
前記第１レンズのピッチをＰ１、前記第１レンズの幅をＷ１、前記第１レンズの高さをＴ１、前記第２レンズのピッチをＰ２、前記第２レンズの幅をＷ２、前記第２レンズの高さをＴ２としたときに、
前記高さＴ１が、前記高さＴ２以上であり、
前記ピッチＰ１が、前記ピッチＰ２以上であり、
前記幅Ｗ１と前記ピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１が、０．５以上０．８以下であり、
前記幅Ｗ２と前記ピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２が、０．８以上１以下であり、
前記一方向と前記他方向とのなす角が、６０°以上１２０°以下である
ことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記第２レンズの頂角が、前記第１レンズの頂角以上であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイが、同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記ピッチＰ１及び前記ピッチＰ２の少なくとも一方が、ランダムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記高さＴ１及び前記高さＴ２それぞれが、一定であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項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の前記光学シートから射出した前記照明光が照射され、表示画像を表示する画像表示素子と
を備えることを特徴とする表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、バックライトユニット及び表示装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、光利用効率を向上させると共に光吸収による光量の低下を抑制したバックライトユニット及び表示装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のバックライトユニットは、平板状の基材と、該基材の一面に設けられた第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとを有する光学シートと、該光学シートに照明光を照射する光源と、を備え、前記第１レンズアレイは、前記一面において一方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置され、断面が三角形状であって頂角が８０°以上１０５°以下であるプリズムレンズからなる複数の第１レンズを備え、前記第２レンズアレイは、前記一面において前記一方向と交差する他方向に沿って延在すると共に互いが平行に配置され、断面が三角形状であって頂角が８０°以上１０５°以下であるプリズムレンズからなる複数の第２レンズを備え、該第２レンズが、前記複数の第１レンズの谷部に配置された複数のサブレンズを有し、前記第１レンズのピッチをＰ１、前記第１レンズの幅をＷ１、前記第１レンズの高さをＴ１、前記第２レンズのピッチをＰ２、前記第２レンズの幅をＷ２、前記第２レンズの高さをＴ２としたときに、前記高さＴ１が、前記高さＴ２以上であり、前記ピッチＰ１が、前記ピッチＰ２以上であり、前記幅Ｗ１と前記ピッチＰ１との比であるＷ１／Ｐ１が、０．５以上０．８以下であり、前記幅Ｗ２と前記ピッチＰ２との比であるＷ２／Ｐ２が、０．８以上１以下であり、前記一方向と前記他方向とのなす角が、６０°以上１２０°以下であることを特徴とする。
この発明では、上述した光学シートを備えることにより、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
また、頂角を８０°以上１０５°以下にすることで、レンズによる集光効果を維持して光学シートに対する正面輝度を向上させることができると共に、他方向における視野角を確保できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明のバックライトユニットは、前記第２レンズの頂角が、前記第１レンズの頂角以上であることが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明のバックライトユニットは、前記第１及び第２レンズアレイが、同一材料で形成されていることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズアレイを同一材料で形成することで、第１及び第２レンズアレイの製造工程の簡略化が図れる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明のバックライトユニットは、前記ピッチＰ１及び前記ピッチＰ２の少なくとも一方が、ランダムであることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズの少なくとも一方の配列間隔に規則性を持たせないことで、光学シートを組み込んだ表示装置におけるモアレの発生をより確実に抑制できる。ここで、ランダムとは、一のレンズとこのレンズと隣り合う一方のレンズとの間隔と、一のレンズと隣り合う他方のレンズとの間隔とが異なることなどをいう。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明のバックライトユニットは、前記高さＴ１及び前記高さＴ２それぞれが、一定であることが好ましい。
この発明では、第１及び第２レンズそれぞれの高さを一定にすることで、光学シートの面方向におけるムラの発生を抑制できる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の表示装置は、上記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の前記光学シートから射出した前記照明光が照射され、表示画像を表示する画像表示素子とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述したバックライトユニットを備えることにより、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明のバックライトユニット及び表示装置によれば、基材の一面に配置された第１及び第２レンズアレイにより、それぞれの延在方向に対する直交方向における集光拡散効果が十分に得られる。したがって、光利用効率の向上及び光吸収による光量の低下を抑制できる。