(57)【要約】【課題】配光を制御することによりリタデーションの発生を抑制することの可能な光学シートを提供する。【解決手段】液晶パネル２０の表面と平行な面内に２次元配置された複数の貫通孔１３Ａを備える。各貫通孔１３Ａは液晶パネル２０の表面と平行な面内方向に法線を有する側壁１３Ｂで囲まれてなり、この側壁１３Ｂは透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さにより構成されている。各貫通孔１３Ａのアスペクト比は０．５以上となっており、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）は１以上５以下となっている。これにより、コリメートフィルム１３にランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔１３Ａから射出される。【選択図】図４
2009031340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の面内に２次元配置された複数の貫通孔を有する光学シートであって、
前記各貫通孔は前記一の面内方向に法線を有する側壁で囲まれてなり、
前記側壁は透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなり、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上であり、
ことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記各貫通孔のアスペクト比が１０以下であり、
前記側壁の厚さは５μｍ以上３００μｍ以下であり、
前記各貫通孔の内径は５０μｍ以上１０ｍｍ以下である
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】
前記各貫通孔の内径の最小値と最大値との比が１以上５以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項４】
前記各側壁はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）またはシクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項５】
前記各貫通孔の内部は大気で満たされている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項６】
前記各側壁は接着剤で接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項７】
前記接着剤は弾性系、熱硬化性樹脂系、エストラマー系、熱可塑性樹脂系、瞬間系、ホットメルト系、エマルジョン系の材料からなる
ことを特徴とする請求項６に記載の光学シート。
【請求項８】
画像信号に基づいて駆動される液晶パネルと、
前記液晶パネルを照明する光源と、
前記液晶パネルと前記光源との間に設けられた光学シートと
を備え、
前記光学シートは、
一の面内に２次元配置された複数の貫通孔を有し、
前記各貫通孔は前記一の面内方向に法線を有する側壁で囲まれてなり、
前記側壁は透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなり、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上であり、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記液晶パネルは、前記一の面とほぼ平行な面内に２次元配置された複数の画素を有し、
前記各貫通孔の配列ピッチは前記画素の配列ピッチよりも大きい
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなるフィルムと、前記フィルムの表面と平行な一の方向に延在すると共にその延在方向と直交する方向に所定の間隔で配置された複数の接着層とを交互に積層すると共に、前記フィルムを介して隣接する前記各接着層を互い違いに配置して積層フィルムを形成する積層工程と、
前記積層フィルムを所定の間隔で積層方向から裁断して微小積層フィルムを形成する裁断工程と、
前記微小積層フィルムを積層方向に延伸して延伸方向と平行な面内に２次元配置された貫通孔を形成する延伸工程と
を含み、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、前記積層工程において前記所定の間隔を設定すると共に、前記延伸工程おいて延伸量を設定する
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項１１】
透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な材料からなるフィルムに対して、一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型を押し当てて前記母型の形状を前記フィルムに転写する転写工程と、
前記母型の形状が転写されたフィルムのうち前記母型の押し当てられた側とは反対側の表面を除去して貫通孔を形成する除去工程と
を含み、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、前記転写工程において前記各凸部の幅を設定すると共に、前記除去工程おいて除去量を設定する
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項１２】
一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型に対して、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料を流し込んだのち、前記母型に流し込んだ材料を固化して成型することによりフィルムを形成する成型工程と、
前記フィルムのうち前記母型の形状が転写された側とは反対側の表面を除去して貫通孔を形成する除去工程と
を含み、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、前記成型工程において前記各凸部の幅を設定すると共に、前記除去工程おいて除去量を設定する
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項１３】
一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型に対して、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料を流し込んだのち、前記母型に流し込んだ材料を、基材を用いて前記母型に押し当てた状態で固化して成型する成型工程と、
前記固化した材料を前記基材から剥離することにより、前記各凸部に対応して貫通孔を有するフィルムを形成する剥離工程と
を含み、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、前記成型工程において前記各凸部の幅および高さを設定する
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【請求項１４】
一対の長辺と一対の短辺とを含んで構成されると共に前記一対の長辺の一方に所定の間隔で切欠きが設けられた矩形状の複数のフィルムを用意し、前記複数のフィルムのうち一のフィルムの前記切欠きと他のフィルムの前記切欠きとを互いに噛み合わせて、前記各フィルムを格子状に配置することにより貫通孔を形成する組立工程
を含み、
前記各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、前記組立工程において前記各切欠きの間隔および前記各フィルムの幅を設定する
ことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一の面内に２次元配置された複数の貫通孔を有する光学シートおよびその製造方法ならびにその光学シートを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示パネルでは、液晶分子の角度でバックライト光量を調整する方式、例えば、ＴＮ(Twisted Nematic)方式やＶＡ(Vertical Alignment)方式などが用いられている。
【０００３】
しかし、これらの方式では、発散角の大きな光が液晶分子に入射すると、液晶分子に斜め方向から入射した光の位相が液晶の屈折率異方性（複屈折性）によってずれ、直線偏光が楕円偏光になる。このとき、複屈折位相差(リタデーション)が光の色ごとに相違するので、楕円偏光の形が色ごとに異なり、波長分散が生じる。その結果、画面に表示される画像が黄色っぽくなったり、青色っぽくなるなどの着色が生じてしまう。
【０００４】
そのため、従来では、液晶層と偏光板との間に、楕円偏光を直線偏光に近い状態に変換する光学補償用の位相差フィルムを挿入し、画像に着色が発生するのを抑制する試みがなされていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような位相差フィルムを用いた場合であっても、画面を斜めから見ると、斜め方向における光学補償が不十分なため、表示品質が低下してしまう。そこで、液晶分子に入射する光の配光を制御して、リタデーションの発生を抑制することが考えられる。しかし、そのような機能を有する光学フィルムの形態や製法について実現可能な技術が存在しなかった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、配光を制御することによりリタデーションの発生を抑制することの可能な光学シートおよびその製造方法ならびにこの光学シートを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学シートは、一の面内に２次元配置された複数の貫通孔を備えたものである。各貫通孔は上記一の面内方向に法線を有する側壁で囲まれて構成されており、この側壁は透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さにより構成されている。また、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっており、各貫通孔の内径の最小値と最大値との比が１以上５以下となっている。
【０００９】
本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される液晶パネルと、液晶パネルを照明する光源と、液晶パネルと光源との間に設けられた上記光学シートとを備えたものである。
【００１０】
本発明の光学シートおよび表示装置では、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなる側壁で囲まれた複数の貫通孔が一の面内に２次元配置されており、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっている。これにより、光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。なお、本明細書において、発散角とは、正面輝度の値を１としたときに輝度の値が０．５となる角度のことを指している。
【００１１】
本発明の第１の光学シートの製造方法は、以下の（Ａ１）〜（Ａ３）の各工程を含むと共に、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、以下の（Ａ１）の工程において所定の間隔を設定すると共に、以下の（Ａ３）の工程おいて延伸量を設定するものである。
（Ａ１）透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなるフィルムと、フィルムの表面と平行な一の方向に延在すると共にその延在方向と直交する方向に所定の間隔で配置された複数の接着層とを交互に積層すると共に、フィルムを介して隣接する各接着層を互い違いに配置して積層フィルムを形成する積層工程
（Ａ２）積層フィルムを所定の間隔で積層方向から裁断して微小積層フィルムを形成する裁断工程
（Ａ３）微小積層フィルムを積層方向に延伸して延伸方向と平行な面内に２次元配置された貫通孔を形成する延伸工程
【００１２】
本発明の第１の光学シートの製造方法では、積層フィルムを所定の間隔で積層方向から裁断して形成した微小積層フィルムを積層方向に延伸することにより、延伸方向と平行な面内に２次元配置された貫通孔が形成される。このとき、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっているので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。
【００１３】
本発明の第２の光学シートの製造方法は、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ２）の各工程を含むと共に、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、以下の（Ｂ１）の工程において各凸部の幅を設定すると共に、以下の（Ｂ２）の工程おいて除去量を設定するものである。
（Ｂ１）透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な材料からなるフィルムに対して、一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型を押し当てて母型の形状を前記フィルムに転写する転写工程
（Ｂ２）母型の形状が転写されたフィルムのうち母型の押し当てられた側とは反対側の表面を除去して貫通孔を形成する除去工程
【００１４】
本発明の第２の光学シートの製造方法では、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な材料からなるフィルムに対して母型の形状を転写したのち、母型の形状が転写されたフィルムのうち母型の押し当てられた側とは反対側の表面を除去することにより貫通孔が形成される。このとき、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっており、各貫通孔の内径の最小値と最大値との比が１以上５以下となっているので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。
【００１５】
本発明の第３の光学シートの製造方法は、以下の（Ｃ１）〜（Ｃ２）の各工程を含むと共に、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、以下の（Ｃ１）の工程において各凸部の幅を設定すると共に、以下の（Ｃ２）の工程おいて除去量を設定するものである。
（Ｂ１）一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型に対して、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料を流し込んだのち、母型に流し込んだ材料を固化して成型することによりフィルムを形成する成型工程
（Ｂ２）フィルムのうち母型の形状が転写された側とは反対側の表面を除去して貫通孔を形成する除去工程
【００１６】
本発明の第３の光学シートの製造方法では、母型に流し込んだ材料を固化して成型することにより形成されたフィルムのうち母型の形状が転写された側とは反対側の表面を除去することにより貫通孔が形成される。このとき、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっているので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。
【００１７】
本発明の第４の光学シートの製造方法は、以下の（Ｄ１）〜（Ｄ２）の各工程を含むと共に、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、以下の（Ｄ１）の工程において各凸部の幅および高さを設定するものである。
（Ｄ１）一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部を有する母型に対して、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料を流し込んだのち、母型に流し込んだ材料を、基材を用いて母型に押し当てた状態で固化して成型する成型工程
（Ｄ２）固化した材料を前記基材から剥離することにより、各凸部に対応して貫通孔を有するフィルムを形成する剥離工程
【００１８】
本発明の第４の光学シートの製造方法では、母型に流し込んだ材料を、基材を用いて母型に押し当てた状態で固化して成型したのち、固化した材料を基材から剥離することにより、各凸部に対応して貫通孔を有するフィルムが形成される。このとき、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっているので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。
【００１９】
本発明の第５の光学シートの製造方法は、以下の（Ｅ１）の工程を含むと共に、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となるように、以下の（Ｅ１）の工程において各切欠きの間隔および各フィルムの幅を設定するものである。
（Ｅ１）一対の長辺と一対の短辺とを含んで構成されると共に一対の長辺の一方に所定の間隔で切欠きが設けられた矩形状の複数のフィルムを用意し、複数のフィルムのうち一のフィルムの切欠きと他のフィルムの切欠きとを互いに噛み合わせて、各フィルムを格子状に配置することにより貫通孔を形成する組立工程
【００２０】
本発明の第５の光学シートの製造方法では、複数のフィルムのうち一のフィルムの切欠きと他のフィルムの切欠きとを互いに噛み合わせて、各フィルムを格子状に配置することにより貫通孔が形成される。このとき、各貫通孔のアスペクト比が０．５以上となっているので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔から射出される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光学シートおよび表示装置によれば、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなる側壁で囲まれた複数の貫通孔を一の面内に２次元配置し、かつ、各貫通孔のアスペクト比を０．５以上とするようにしたので、光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光を各貫通孔から射出することができる。これにより、配光制御された光を液晶パネルに入射させることが可能となるので、リタデーションの発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第１ないし第５の光学シートの製造方法では、各貫通孔のアスペクト比を０．５以上とするようにしたので、このようにして製造された光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光を各貫通孔から射出することができる。これにより、配光制御された光を液晶パネルに入射させることが可能となるので、リタデーションの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の概略構成を表すものである。この表示装置１は、照明装置１０と、液晶パネル２０と、液晶パネル２０を駆動して画像を表示させるための駆動回路（図示せず）とを備えている。
【００２５】
照明装置１０は液晶パネル２０を背後から照明することの可能な位置に配置されており、液晶パネル２０のうち照明装置１０とは反対側の表面が観察者（図示せず）側に向けられている。なお、本実施の形態では、照明装置１０と液晶パネル２０とが互いに対向配置されている場合について説明するものとする。
【００２６】
（液晶パネル２０）
液晶パネル２０は、例えば、画像信号に応じて各画素２０Ａ（後述）が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、照明装置１０側から順に、偏光板２１、マイクロレンズアレイフィルム２２、プリズムフィルム２３、透明基板２４、画素電極２５、液晶層２６、対向電極２７、カラーフィルタ２８、透明電極２９、偏光板３０を有している。
【００２７】
ここで、偏光板２１および偏光板３０は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。偏光板２１および偏光板３０はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これにより照明装置１０からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。
【００２８】
マイクロレンズアレイフィルム２２は、プリズムフィルム２３のプリズム２３Ａ（後述）ごとに１つずつ対応して設けられた複数のマイクロレンズ２２Ａを有しており、プリズム２３Ａごとに集光するようになっている。
【００２９】
プリズムフィルム２３は、マイクロレンズ２２Ａごとに１つずつ対応して設けられたプリズム２３Ａを有しており、マイクロレンズ２２Ａで集光された光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離すると共に、分離した各色の光を色ごとに設けられた画素電極２５に入射させるようになっている。
【００３０】
透明基板２４は、可視光に対して透明な材料、例えばガラスからなる。この透明基板２４の液晶層２６側の表面には、複数の画素電極２５が２次元配置されている。この画素電極２５は、可視光に対して透明な材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）からなる。また、透明基板２４の液晶層２６側の表面のうち画素電極２５以外の表面には、各画素電極２５に電気的に接続されたアクティブ型の駆動回路（図示せず）が形成されている。この駆動回路は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含んでおり、各画素電極２５に独立に電圧を印加することが可能となっている。
【００３１】
液晶層２６は、例えばＶＡ（Virtical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、またはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、上記駆動回路からの電圧印加により、照明装置１０からの射出光を画素２０Ａごとに透過または遮断する機能を有している。なお、画素２０Ａとは、画素電極２５、液晶層２６、対向電極２７および後述のフィルタ２８Ｒ，２８Ｇまたは２８Ｂの単位積層構造を指しており、画素２０Ａの配列ピッチＰ１は、この単位積層構造の積層方向と直交する方向の幅を指している。
【００３２】
対向電極２７は、画素電極２５と同様、可視光に対して透明な材料、例えばＩＴＯからなる。この対向電極２７は、画素電極２５とは異なり、各画素電極２５との対向部分を含む領域の全体に渡って連続して形成された一枚の薄膜からなる。
【００３３】
カラーフィルタ２８は、照明装置１０からの射出光を例えば上記三原色にそれぞれ色分離するためのフィルタ２８Ｒ，２８Ｇおよび２８Ｂを規則的に配列して形成されている。
【００３４】
（照明装置１０）
照明装置１０は、複数の光源１１を有しており、例えば、各光源１１の液晶パネル２０側に、拡散シート１２およびコリメートフィルム１３が光源１１側からこの順に配置されており、他方、各光源１１の背後（液晶パネル２０とは反対側）に、反射シート１４が配置されている。このように、本実施の形態では、照明装置１０はいわゆる直下型となっているが、例えば、導光板を使用するサイドエッジ型となっていてもよい。
【００３５】
各光源１１は、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)または冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの線状光源、または、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などの点状光源であり、所定の間隔（例えば２０ｍｍ間隔）で配置されている。
【００３６】
反射シート１４は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルムなどであり、光源１１からの射出光の一部を、液晶パネル２０の方向へ反射するようになっている。これにより、光源１１からの射出光を効率的に利用することができる。
【００３７】
拡散シート１２は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に拡散材（フィラ）を分散して形成された拡散板、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に拡散材を含む透明樹脂（バインダ）を塗布して形成された拡散フィルム、またはこれらを組み合わせたものである。板状またはフィルム状の透明樹脂には、例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネートなどが用いられている。拡散材には、例えば、ＳｉＯ２などの無機フィラや、アクリルなどの有機フィラなどが用いられている。
【００３８】
次に、図２，図３，図４を参照して、コリメートフィルム１３について説明する。なお、図２はコリメートフィルム１３の斜視図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を表したものである。図４は、コリメートフィルム１３の上面構成の一例を拡大して表したものである。
【００３９】
このコリメートフィルム１３は、液晶パネル２０の表面と平行な面内に２次元配置された複数の貫通孔１３Ａを有している。各貫通孔１３Ａは、液晶パネル２０の表面と平行な面内方向に法線を有する側壁１３Ｂで囲まれて構成されている。
【００４０】
また、側壁１３Ｂは、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなる。側壁１３Ｂは、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）またはシクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）からなる。
【００４１】
側壁１３Ｂの厚さＴ（図３参照）は、適切な光利用効率が得られる程度に設定されていることが好ましい。また、側壁１３Ｂの厚さＴは、コリメートフィルム１３の形状を維持するのに必要な剛性を確保しつつ、図４に示したように接着層１３Ｃ（後述）を用いた場合にはこの接着層１３Ｃを剥離させることのない程度の剛性を有していることが必要であることから、少なくとも５μｍ以上３００μｍ以下となっていることが必要である。なお、側壁１３Ｂの厚さＴが５μｍを下回ると、側壁１３Ｂの反射拡散性が著しく低下することから、この点からも側壁１３Ｂの厚さＴが５μｍ以上となっていることが好ましい。また、側壁１３Ｂの厚さＴが３００μｍを上回ると、各貫通孔１３Ａの断面積を大きくしたとしても光利用効率が著しく低下することから、この点からも側壁１３Ｂの厚さＴが３００μｍ以下となっていることが好ましい。従って、接着層１３Ｃを用いていない場合であっても、側壁１３Ｂの厚さＴが３００μｍ以下となっていることが好ましい。
【００４２】
なお、接着層１３Ｃは、側壁１３Ｂ同士を接合して、各貫通孔１３Ａの形状を保持するものであり、例えば、弾性系、熱硬化性樹脂系、エストラマー系、熱可塑性樹脂系、瞬間系、ホットメルト系、エマルジョン系の材料からなる。ここで、弾性系としてはゴム状弾性体やポリマーなどがあり、熱硬化性樹脂系としてはメラニン、フェノール、エポキシなどがあり、エストラマー系としては天然ゴムや合成ゴムなどがあり、熱可塑性樹脂系としてはアクリル、ポリアミド、エチレンビニールアセテートなどがあり、瞬間系としてはα−シアノアクリレートモノマーなどがあり、ホットメルト系としては固形接着剤などがあり、エマルジョン系としては酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、アクリルなどがある。
【００４３】
また、各貫通孔１３Ａの高さＡ（図３参照）を各貫通孔１３Ａの内径の最大値Ｂ１で除算することにより得られる値（いわゆるアスペクト比）は、コリメートフィルム１３にランバート光を照射したときに、所定の角度を超えない発散角を有する光が各貫通孔１３Ａから射出されることを考慮して設定されている。
【００４４】
そして、この発散角の上限を超えない発散角を有する光が各貫通孔１３Ａから射出されるようにするためには、各貫通孔１３Ａのアスペクト比は、０．５以上となっていることが必要である。もっとも、アスペクト比をあまり高くすると光利用効率が低下するので、アスペクト比の上限は適切な光利用効率が得られる程度の大きさ、例えば１０以下とすることが好ましい。
【００４５】
例えば、各貫通孔１３Ａの高さＡは、コリメート性および光利用効率の観点から２５μｍ以上となっていることが好ましく、光利用効率と、照明装置１０の実用上の高さとの観点から３０ｍｍ以下となっていることが好ましい。また、例えば、各貫通孔１３Ａの内径の最大値Ｂ１（図４参照）は、コリメート性および輝度むらの観点から１０ｍｍ以下となっていることが好ましく、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０（図４参照）は、光利用効率と、図４に示したように接着層１３Ｃを用いた場合にはこの接着層１３Ｃの間隔の限界との観点から５０μｍ以上となっていることが好ましい。
【００４６】
また、各貫通孔１３Ａは、最密充填可能な断面形状、例えば図２に示したような六角形状や、図示しないが矩形形状となっていることが好ましい。ただし、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）（図４参照）は、水平視野角および垂直視野角の双方が実用上必要とされる範囲内とするためには、１以上５以下となっていることが好ましい。
【００４７】
ところで、各貫通孔１３Ａの内部は、大気、または側壁１３Ｂよりも屈折率の低い材料で満たされている。また、各貫通孔１３Ａを構成する側壁１３Ｂは、超音波融着や、熱融着、縫合などによって接合することが可能であるが、図４に示したように、接着層１３Ｃを用いて接合することも可能である。
【００４８】
次に、図５〜図７を参照して、コリメートフィルム１３の形成方法の一例について説明する。なお、図５は、コリメートフィルム１３の形成過程における積層フィルム１３０の断面構成図である。図６は、積層フィルム１３０をスライサーＳで裁断して微小積層フィルム１３０Ａを形成する様子を模式的に表したものである。図７は、微小積層フィルム１３０Ａを積層方向に延伸する様子を模式的に表したものである。
【００４９】
まず、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなるフィルム１３０Ｂと、フィルム１３０Ｂの表面と平行な一の方向に延在すると共にその延在方向と直交する方向に所定の間隔Ｄで配置された複数の接着層１３Ｃとを交互に積層すると共に、フィルム１３０Ｂを介して隣接する各接着層１３Ｃを互い違いに配置して積層フィルム１３０を形成する（図５）。
【００５０】
次に、例えば熱や紫外線などのエネルギーを加えることにより各接着層１３Ｃを固化して、各フィルム１３０Ｂを接合したのち、積層フィルム１３０を所定の間隔（高さＡ）で積層方向から裁断して微小積層フィルム１３０Ａを形成する（図６）。
【００５１】
次に、微小積層フィルム１３０Ａを積層方向に延伸して（図７）、延伸方向と平行な面内に２次元配置された貫通孔１３Ａを形成する（図２）。
【００５２】
そして、本形成工程において、各貫通孔１３Ａのアスペクト比が０．５以上１０以下となると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）が１以上５以下となるように、間隔Ｄの値を設定すると共に延伸量を設定しておく。このようにして、本実施の形態のコリメートフィルム１３が形成される。
【００５３】
なお、コリメートフィルム１３は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。
【００５４】
［形成方法その１（熱プレス）］
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、形成方法その１における形成工程を説明するための断面構成図である。まず、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な材料からなるフィルム１３０Ｃに対して、一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部ａを有する母型Ｍ１を押し当てる（図８（Ａ））。
【００５５】
次に、例えば熱や紫外線などのエネルギーＥを加えることにより、母型Ｍ１が押し当てられているフィルム１３０Ｃを固化して、母型Ｍ１の形状をフィルム１３０Ｃに転写する（図８（Ｂ））。
【００５６】
次に、母型Ｍ１の形状が転写された後のフィルム１３０Ｄを母型Ｍ１から離型する（図８（Ｃ））。すると、フィルム１３０Ｄの表面に、凸部ａを反転した形状からなる溝１３０Ｅが形成される。
【００５７】
次に、フィルム１３０Ｄのうち母型Ｍ１の押し当てられた側とは反対側の表面（溝１３０Ｅの形成されていない側の表面）を除去して溝１３０Ｅの底部をなくし、貫通孔１３Ａを形成する（図８（Ｄ））。
【００５８】
そして、本形成工程において、各貫通孔１３Ａのアスペクト比が０．５以上１０以下となると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）が１以上５以下となるように、各凸部ａの幅を設定すると共に除去量を設定しておく。このようにして、コリメートフィルム１３が形成される。
【００５９】
［形成方法その２（射出成形）］
図９（Ａ）〜（Ｅ）は、形成方法その２における形成工程を説明するための断面構成図である。まず、一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部ａを有する母型Ｍ２と、この母型Ｍ２の各凸部ａに蓋をする母型Ｍ３とを重ね合わせた状態で（図９（Ａ））、母型Ｍ３に設けられている開口部ｂから、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料１３０Ｆを、ベンダーＶを用いて流し込む（図９（Ｂ））。
【００６０】
次に、その状態で、例えば熱や紫外線などのエネルギーＥを加えることにより、母型Ｍ２，Ｍ３に流し込んだ材料１３０Ｆを固化して成型する（図９（Ｃ））。これにより、母型Ｍ２、Ｍ３の形状が転写されたフィルム１３０Ｇが形成される。
【００６１】
次に、母型Ｍ２、Ｍ３の形状が転写された後のフィルム１３０Ｇを母型Ｍ２、Ｍ３から離型する（図９（Ｄ））。すると、フィルム１３０Ｇの表面に、凸部ａを反転した形状からなる溝１３０Ｅが形成される。
【００６２】
次に、フィルム１３０Ｇのうち母型Ｍ２の押し当てられた側とは反対側の表面（溝１３０Ｅの形成されていない側の表面）を除去して溝１３０Ｅの底部をなくし、貫通孔１３Ａを形成する（図９（Ｅ））。
【００６３】
そして、本形成工程において、各貫通孔１３Ａのアスペクト比が０．５以上１０以下となると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）が１以上５以下となるように、各凸部ａの幅を設定すると共に除去量を設定しておく。このようにして、コリメートフィルム１３が形成される。
【００６４】
［形成方法その３（剥離成形）］
図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、形成方法その３における形成工程を説明するための断面構成図である。まず、一の面内に所定の間隙で２次元配置された複数の凸部ａを有する母型Ｍ４に対して、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現することの可能な液状の材料１３０Ｆを流し込む（図１０（Ａ））。
【００６５】
次に、透明基材Ｐを用いて、母型Ｍ４に流し込んだ材料を母型Ｍ４に押し当てたのち、その状態で、例えば熱や紫外線などのエネルギーＥを加えることにより、母型Ｍ４に流し込んだ材料１３０Ｆを固化して成型する（図１０（Ｂ））。これにより、母型Ｍ４の形状が転写されたフィルム１３０Ｈが形成される。
【００６６】
次に、母型Ｍ４の形状が転写された後のフィルム１３０Ｈを母型Ｍ４から離型する（図１０（Ｃ））。すると、フィルム１３０Ｈの表面に、凸部ａを反転した形状からなる溝１３０Ｅが形成される。
【００６７】
次に、材料１３０Ｆを固化した部分を透明基材Ｐから剥離して溝１３０Ｅの底部をなくし、貫通孔１３Ａを形成する（図１０（Ｄ））。
【００６８】
そして、本形成工程において、各貫通孔１３Ａのアスペクト比が０．５以上１０以下となると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）が１以上５以下となるように、各凸部ａの幅および高さを設定しておく。このようにして、コリメートフィルム１３が形成される。
【００６９】
［形成方法その４（組立）］
図１１（Ａ）〜（Ｂ）は、形成方法その４における形成工程を説明するための斜視図である。まず、一対の長辺と一対の短辺とを含んで構成されると共に一対の長辺の一方に所定の間隔で切欠きｃが設けられた矩形状の複数のフィルム１３０Ｉ，１３０Ｊを用意する（図１１（Ａ））。
【００７０】
次に、複数のフィルム１３０Ｉの切欠きｃと、複数のフィルム１３０Ｊの切欠きｃとを互いに噛み合わせて、各フィルム１３０Ｉ，１３０Ｊを格子状に配置することにより貫通孔１３Ａを形成する（図１１（Ｂ））。
【００７１】
そして、本形成工程において、各貫通孔１３Ａのアスペクト比が０．５以上１０以下となると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）が１以上５以下となるように、各切欠きｃ間隔および各フィルム１３０Ｉ，１３０Ｊの幅を設定しておく。このようにして、コリメートフィルム１３が形成される。
【００７２】
次に、本実施の形態の表示装置１において画像を表示する際の基本動作について、図１２、図１３を参照しつつ説明する。なお、図１２は、コリメートフィルム１３の機能について説明するための断面構成図である。図１３は、コリメートフィルム１３を通過した光が液晶パネル２０中に入射したときの様子を説明するための断面構成図である。
【００７３】
照明装置１０において、光源１１から射出された光は直接または反射シート１４で反射されて拡散シート１２に入射し、拡散シート１２で拡散されたのち、コリメートフィルム１３に入射する。コリメートフィルム１３に入射した光は、側壁１３Ｂの材料および厚さに応じて透過拡散したり、反射拡散する。なお、図１２には、コリメートフィルム１３に入射した光Ｌ１が側壁１３Ｂに入射することなく貫通孔１３Ａを通過したり、コリメートフィルム１３に入射した光Ｌ２，Ｌ３が側壁１３Ｂで反射拡散している様子を模式的に表した。これにより、所定の角度未満の発散角を有する光が各貫通孔１３Ａから射出される。
【００７４】
このようにして照明装置１０から射出された無偏光かつ配光制御された光が偏光板２１に入射すると、偏光板２１の偏光軸と交差する偏光成分が偏光板２１で吸収され、偏光板２１の偏光軸と平行な偏光成分が偏光板２１を透過する。偏光板２１を透過した直線偏光かつ配光制御された光は、マイクロレンズアレイフィルム２２で集光され、プリズムフィルム２３で色分離されたのち、各画素電極２５に入射し、液晶層２６において各画素電極２５と対向電極２７との間に印加された電圧に応じて変調され、カラーフィルタ２８でさらに色分離され、偏光板３０に入射する。偏光板３０に入射した光のうち偏光板３０の偏光軸と交差する偏光成分が偏光板３０で吸収され、偏光板３０の偏光軸と平行な偏光成分が偏光板３０を透過してパネル正面に画像を形成する。このようにして、表示装置１において画像が表示される。
【００７５】
ところで、本実施の形態では、透過拡散および反射拡散の少なくとも一方の機能を発現する材料および厚さからなる側壁１３Ｂで囲まれた複数の貫通孔１３Ａが一の面内に２次元配置されたコリメートフィルム１３を液晶パネル２０と光源１１との間に配置すると共に、各貫通孔１３Ａのアスペクト比を０．５以上とすると共に、各貫通孔１３Ａの内径の最小値Ｂ０と最大値Ｂ１との比（Ｂ１／Ｂ０）を１以上５以下とするようにしたので、光学シートにランバート光を照射したときに、所定の角度未満の発散角を有する光を各貫通孔１３Ａから射出することができる。これにより、配光制御された光を液晶パネル２０に入射させることが可能となるので、リタデーションの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、照明装置１０から射出された無偏光かつ配光制御された光を液晶パネル２０に入射するようにしたので、効率的に色分離することが可能となる。
【００７７】
また、本実施の形態では、コリメートフィルム１３の配列ピッチ（各貫通孔１３Ａの内径）を液晶パネル２０の画素２０Ａの配列ピッチＰ１（例えば２００μｍ程度）よりも大幅に大きくすることが可能であることから、モアレの発生を回避することが可能である。
【００７８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００７９】
例えば、上記実施の形態では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。例えば、液晶パネル２０においてマイクロレンズアレイフィルム２２およびプリズムフィルム２３を用いていたが、これらを省略してもよい（図１４参照）。また、照明装置１０において、光源１１として線状または点状のものを用いていたが、これらの代わりに有機ＥＬなどの面状光源を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の断面構成図である。
【図２】図１のコリメートフィルムの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。
【図４】図２のコリメートフィルムの上面図である。
【図５】図１の異方性拡散シートの形成方法の一例について説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程について説明するための斜視図である。
【図７】図６に続く工程について説明するための側面図である。
【図８】図１のコリメートフィルムの他の形成方法について説明するための断面図である。
【図９】図１のコリメートフィルムのその他の形成方法について説明するための断面図である。
【図１０】図１のコリメートフィルムの更にその他の形成方法について説明するための断面図である。
【図１１】図１のコリメートフィルムの更にその他の形成方法について説明するための斜視図である。
【図１２】図１のコリメートフィルムの作用について説明するための断面構成図である。
【図１３】図１の液晶パネルの作用について説明するための断面構成図である。
【図１４】図１の液晶パネルの一変形例の断面構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…表示装置、１０…照明装置、１１…光源、１２…拡散シート、１３コリメートフィルム、１３Ａ…貫通孔、１３Ｂ…側壁、１３Ｃ…接着層、１４…反射シート、２０…液晶パネル、２０Ａ…画素、２１，３０…偏光板、２２…マイクロレンズアレイフィルム、２２Ａ…マイクロレンズ、２３…プリズムフィルム、２３Ａ…プリズム、２４，２９…透明基板、２５…画素電極、２６…液晶層、２７…対向電極、２８…カラーフィルタ。
【図１】
2009031340.tif 000003
【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】
2009031340.tif 000009
【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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【図１４】
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