(57)【要約】【課題】バックライトユニット及びディスプレイ装置の軽量化、高輝度化、低消費電力化を図ることができるようにする。【解決手段】板状に形成されて一方の面が光の入射面２ｂをなすと共に他方の面が光の出射面２ａをなす光透過性の透光性基材２と、該透光性基材２の出射面２ａに沿って延びて前記出射面２ａに一体に設けられる複数の単位レンズ３とを備え、複数の単位レンズ３が、前記出射面２ａに沿って当該単位レンズ３の長手方向に交差する方向に配列され、各単位レンズ３が、前記出射面２ａの上方に突出するように形成された凸状の曲面５を有すると共に、その頂部に前記長手方向に延びるＶ字状溝４が形成されていることを特徴とする光学シート１を提供する。【選択図】図２
2009086208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成されて一方の面が光の入射面をなすと共に他方の面が光の出射面をなす光透過性の透光性基材と、該透光性基材の出射面に沿って延びて前記出射面に一体に設けられる複数の単位レンズとを備え、
複数の単位レンズが、前記出射面に沿って当該単位レンズの長手方向に交差する方向に配列され、
各単位レンズが、前記出射面の上方に突出するように形成された凸状の曲面を有すると共に、その頂部に前記長手方向に延びるＶ字状溝が形成されていることを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記曲面の形状が、前記頂部を中心として左右対称に形成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３】
前記曲面が、
前記単位レンズの高さ方向の位置関数をｚ、前記単位レンズの幅方向位置変数をｒ、補正係数を１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃとして、
【数１】
2009086208.tif 000006
によって定義されると共に、
相互に隣り合う前記単位レンズのピッチを１と正規化した際の前記補正係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃを、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内とした形状に形成され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】
前記曲面が、前記頂部の左右で相互に異なる形状に形成され、
前記頂部よりも右側に位置する曲面、及び、前記頂部の左側に位置する曲面の形状が、
【数２】
2009086208.tif 000007
によって個別に定義されると共に、
前記頂部よりも左右に広がる前記曲面の幅の計を１と正規化した際の前記補正係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃを、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内とした形状にそれぞれ形成され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】
複数の単位レンズが、一定の間隔で配列されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
複数の単位レンズが、不規則な間隔で配列されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項７】
複数の単位レンズにおける前記出射面から前記頂部までの高さが一定であ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】
前記Ｖ字状溝の開き角度が、７０度以上１１０度以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項９】
前記出射面から前記頂部までの前記レンズ高さＴＬと、前記頂部から前記Ｖ字状溝の谷部までの高さＴＶとの関係が、
０．３≦ＴＶ／ＴＬ≦０．７
の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記Ｖ字状溝の谷部、及び、縁部が丸みを帯びた形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の光学シート。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光学シートと、
該光学シートの前記入射面側に配されて、前記入射面に向けて光を照射する光源部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１２】
請求項１１に記載のバックライトユニットと、
前記出射面側に配されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからなることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、それを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に使用するディスプレイ装置には、例えばＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置がある。このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。
また、バックライト方式に使用するバックライトユニットには、大別して冷陰極管（ＣＣＦＬ）等の光源ランプから出射された光を、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内において多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（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】
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットを搭載した液晶表示装置としては、例えば図１５に示すように、２つの偏光板１７１，１７３に挟まれた液晶パネル１７２の下面側に、略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板１７９を設置すると共に、該導光板１７９と偏光板１７３との間に拡散フィルム（拡散層）１７８を設けたものがある。この構成においては、光源ランプ１７６が導光板１７９の側端部に取り付けられており、光源ランプ１７６の光を効率よく導光板１７９中に入射できるように、光源ランプ１７６の背面側を覆う高反射率のランプリフレクター１８１が設けられている。
【０００４】
そして、拡散フィルム１７８に対向する導光板１７９の下面には、光源ランプ１７６から導光板１７９に導入された光を効率よく上記液晶パネル１７２方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部（不図示）が印刷などによって設けられると共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム（反射層）１７７が設けられている。
この散乱反射パターン部は、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、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、光源ランプ１７６から導光板１７９内に入射した光に指向性を付与し、導光板１７９の光出射面側へと導く役割を果たしている。すなわち、散乱反射パターン部を設けることで、光利用効率を向上させて液晶表示装置の高輝度化を図っている。
【０００５】
ところで、最近では、さらなる高輝度化を図るために、例えば図１６に示すように、拡散フィルム１７８と液晶パネル１７２との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム（プリズム層）１７４，１７５を設けることが提案されている。このプリズムフィルム１７４，１７５は、導光板１７９の光出射面から射出されて拡散フィルム１７８において拡散された光を、高効率で液晶パネル１７２の有効表示エリアに集光させるものである。
【０００６】
しかしながら、図１５に示す構成の液晶表示装置では、視野角の制御は、拡散フィルム１７８の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、液晶画面の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
また、図１６に示す構成の液晶表示装置では、プリズムフィルム１７４，１７５の枚数が２枚必要であるため、プリズムフィルム１７４，１７５において吸収される光量の低下が大きいだけでなく、構成部品点数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
【０００７】
一方、直下型方式のバックライトユニットを搭載した液晶表示装置としては、例えば図１７に示すように、２つの偏光板１７１，１７３に挟まれた液晶パネル１７２の下面側に蛍光管等の光源１５１を複数並べて配置すると共に、光源１５１と偏光板１７３との間に拡散フィルム１８２を設けたものがある。なお、光源１５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源１５１の背面にはリフレター１５２が配置されている。この構成の液晶表示装置では、光源１５１から出射されて拡散フィルム１８２において拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させることができる。
しかしながら、図１７に示す構成は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの液晶表示装置に対して有効であるものの、画面の視野角が拡散フィルム１８２の拡散性のみに依存していることからその制御が難しい。すなわち、液晶画面の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる、という特性を回避することができない。したがって、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
【０００８】
この問題を解決するために、従来では、例えば図１８，１９に示すように、拡散フィルム１８２の上に、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）１８５を配置し、さらにその上に光拡散フィルム１８４を配置することが考えられている。ここで、ＢＥＦ１８５は、透明部材１８６上に断面三角形状の単位プリズム１８７が一方向に配列されたフィルムである。
このプリズム１８７は光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）である。ＢＥＦ１８５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）”するものである。
【０００９】
液晶表示装置の使用時（観察時）に、ＢＥＦ１８５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。ここでいう「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的には液晶画面に対する法線方向側である、すなわち、図１９におけるＦ方向に相当している。
なお、プリズム１８７の反復的アレイ構造が１方向のみの配列では、その配列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能であるが、プリズム１８７群の配列方向が互いに略直交するように、２枚のＢＥＦ１８５を重ねて組み合わせて用いることで、画面の水平方向および垂直方向の両方で表示光の輝度制御を行なうことができる。
【００１０】
このようなＢＥＦ１８５を輝度制御部材として用いた光学シートでは、光源からＢＥＦ１８５に入射された光が、屈折作用によって制御された角度で輝度制御部材から出射されるため、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。したがって、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。
上述したＢＥＦ１８５に代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材を液晶表示装置に採用することは、特許文献１〜３に例示されるように多数のものが知られている。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したＢＥＦ１８５を採用した場合には、視聴者の視覚方向に出射する光線の他に、視聴者の視覚方向に向かない横方向に無駄に出射する想定外の光線が存在する。このため、例えば図２０に示すように、ＢＥＦ１８５を採用した光学シートから出射される光強度分布は、視聴者の視覚方向（軸上方向）に対する角度が０°における光強度が最も高められるものの、視覚方向に対する角度が±９０°となる近辺に、小さな光強度ピークＳＬｐが生じる。すなわち、横方向に無駄に出射される光（サイドローブ）が増えてしまうという問題がある。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくなく、±９０°近辺に光強度ピークのない滑らかな輝度分布とすることが望ましい。
【００１２】
また、上述したＢＥＦ１８５を採用した場合には、軸上方向の輝度のみが過度に大きくなるため、輝度分布の曲線におけるピーク幅が著しく狭くなって視野角が極端に限定されてしまう。さらに、ピーク幅を適度に拡げるためには、上述したＢＥＦ１８５とは別の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、光学シートの構成部品点数が増えてしまうという問題がある。
【００１３】
さらに、光学シートには、光の利用効率の向上だけでなく、光源のムラの除去や液晶画面における視野角の確保など様々な機能が求められているため、従来では、これらの機能を個別に備えたシートを複数枚重ね合わせて光学シートを構成している。しかしながら、光学シートを構成するシートの枚数が多いと、液晶表示装置の組み立て作業が煩雑になり、またシート間のゴミの影響を受け、小型化や薄型化の妨げになるなどの問題もある。
【００１４】
また、このような液晶表示装置に対しては、軽量、低消費電力、高輝度であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットに対しても、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。特に、近年目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルと比較して格段に低いため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
しかしながら、これまで述べてきたように、従来の液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度の要請に充分に応えられているとは言い難い。
【００１５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、軽量、高輝度、低消費電力を実現できる光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の光学シートは、板状に形成されて一方の面が光の入射面をなすと共に他方の面が光の出射面をなす光透過性の透光性基材と、該透光性基材の出射面に沿って延びて前記出射面に一体に設けられる複数の単位レンズとを備え、複数の単位レンズが、前記出射面に沿って当該単位レンズの長手方向に交差する方向に配列され、各単位レンズが、前記出射面の上方に突出するように形成された凸状の曲面を有すると共に、その頂部に前記長手方向に延びるＶ字状溝が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記光学シートにおいては、前記曲面の形状が、前記頂部を中心として左右対称に形成されてもよい。
【００１８】
さらに、前記光学シートにおいては、前記曲面が、前記単位レンズの高さ方向の位置関数をｚ、前記単位レンズの幅方向位置変数をｒ、補正係数を１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃとして、
【数１】
2009086208.tif 000003
によって定義されると共に、相互に隣り合う前記単位レンズのピッチを１と正規化した際の前記補正係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃを、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内とした形状に形成されることが好ましい。
【００１９】
また、前記光学シートにおいて、前記曲面が前記頂部の左右で相互に異なる形状に形成されている場合には、前記頂部よりも右側に位置する曲面、及び、前記頂部の左側に位置する曲面の形状が、
【数２】
2009086208.tif 000004
によって個別に定義されると共に、前記頂部よりも左右に広がる前記曲面の幅の計を１と正規化した際の前記補正係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃを、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内とした形状にそれぞれ形成されることが好ましい。
【００２０】
さらに、前記光学シートにおいては、複数の単位レンズが、一定の間隔で配列されていてもよい。
また、前記光学シートにおいては、複数の単位レンズが、不規則な間隔で配列されていてもよい。そして、この場合には、複数の単位レンズにおける前記出射面から前記頂部までの高さが一定であることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記光学シートにおいては、前記Ｖ字状溝の開き角度が、７０度以上１１０度以下であることが好ましい。
【００２２】
また、前記光学シートにおいては、前記出射面から前記頂部までの前記レンズ高さＴＬと、前記頂部から前記Ｖ字状溝の谷部までの高さＴＶとの関係が、
０．３≦ＴＶ／ＴＬ≦０．７
の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記光学シートにおいては、前記Ｖ字状溝の谷部、及び、縁部が丸みを帯びた形状に形成されていてもよい。
【００２４】
また、本発明のバックライトユニットは、前記光学シートと、該光学シートの前記入射面側に配されて、前記入射面に向けて光を照射する光源部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明のディスプレイ装置は、前記バックライトユニットと、前記出射面側に配されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、Ｖ字状溝を形成することで、バックライトユニット及びディスプレイ装置の軽量化、高輝度化、低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、ここでは、本発明の実施形態にかかる光学シートについて、それを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置と共に説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るディスプレイ装置１００は、上方に光を照射するバックライトユニット１１の上側に、液晶表示部１３を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶表示部１３から上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面しく形状の画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
なお、このディスプレイ装置１００は、液晶表示部１３を備える液晶表示装置であるとしているが、少なくとも光学シート１を含んで構成されていれば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のように、画像を光により表示する表示装置の種類は問わない。
【００２８】
液晶表示部１３は、液晶１５を２つの偏光板１７，１９により挟み込んで構成されている。
バックライトユニット１１は、ランプハウス４５内に収納されると共に、紙面奥行き方向に延びるシリンダー形状に形成された複数の光源４３と、各光源４３からの光Ｈを、液晶表示部１３の液晶１５に供給する光学シート１と、この光学シート１と光源４３との間に配される拡散板２１とを備えて構成されている。なお、図示例では、光学シート１は、偏光版１９と拡散板２１との間に光学シート１のみを設けた構成となっているが、例えば、拡散板２１と光学シート１との間や、偏光版１９と光学シート１との間に、拡散シートやレンズシート、マイクロレンズシート、プリズムシート、偏光分離反射シート等の各種光学シートが適宜設けられてもよい。
そして、図１中の符号４７は、複数の光源４３の背面側に配置された光反射板であり、これら複数の光源４３、ランプハウス４５及び光反射板４７によってバックライトユニット１１の光源部４１が構成されている。
以下では、各光源４３の長手方向をＸ方向（一方向）とし、この長手方向と直交する方向である複数の光源４３の配列方向をＶ方向（一方向に直交する方向）と称する。
【００２９】
拡散板２１は、光源部から表示画面側に出射される光を拡散させる役割を果たしており、複数の光源４３によるＶ方向の照度ムラを抑制するとともに、表示光に適宜の視野角を付与することができるようになっている。
この拡散板２１は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものとされる。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率との差は、０．０２以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、屈折率差は、０．５以下であることが好ましい。
また、拡散板２１は、この拡散板２１に入射した光Ｈを散乱させつつ、表示画面側に透過させる必要がある。このため、拡散板２１に含まれる透明粒子の平均粒径は、０．５μｍ〜１０．０μｍであることが望ましく、より好ましくは１．０μｍ〜５．０μｍである。
なお、この拡散板２１は、透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造としてもよく、この場合には、透明樹脂と空洞との屈折率差によって拡散性能を得ることができる。
【００３０】
拡散板２１の透明樹脂としては、例えば、ボリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリル系樹脂、アクリルニトリルスチレン共重合体、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂及びフルオレン樹脂等を使用することができる。
また、拡散板２１の透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としては、シリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、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や、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）、ポリフルオロビニリデン（ＰＶＤＦ）、及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の含フッ素ポリマー粒子や、シリコーン樹脂粒子等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。
【００３１】
そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押し出し成形することにより、板状の拡散板２１を製造することができる。この拡散板２１の厚さは、１ｍｍ〜５ｍｍであることが望ましい。１ｍｍ未満の場合、拡散板２１は薄くこしがないのでたわみやすくなってしまう。一方、５ｍｍを越えると、光源部４１からの光の透過率が悪くなってしまう。
【００３２】
光学シート１は、図２に示すように、板状に形成されて光透過性を有する透光性基材２と、その出射面２ａに一体に設けられた複数の単位レンズ３とを備えている。なお、透光性基材２の出射面２ａは、光Ｋが出射する液晶表示部１３側の面を示しており、光Ｈが入射する光源部側の面が透光性基材２の入射面２ｂをなしている。なお、この透光性基材２は、拡散板２１と同様の拡散性を有していてもよい。この場合、拡散板２１は不要となる。
各単位レンズ３は、出射面２ａに沿ってＸ方向に延設されており、透光性基材２の出射面２ａに面する平坦面と、出射面２ａから突出するように形成された凸状の曲面５とを有している。また、各単位レンズ３の頂部には、Ｘ方向に延びるＶ字状溝４が形成されている。
【００３３】
そして、複数の単位レンズ３は、出射面２ａに沿ってＶ方向に一定の間隔で配列されている。なお、この実施形態においては、各単位レンズ３の幅寸法がＰであると共に、複数の単位レンズ３が隙間なく並べられているため、相互に隣り合う２つの単位レンズ３の頂部間のピッチ（配列ピッチ）は、幅寸法Ｐに等しい。
以上のように構成される単位レンズ３は、例えば、透光性基材２上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、例えば、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）、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成されてもよい。
【００３４】
この光学シート１は、図１に示すように、光源４３から拡散板２１及び空隙（空気層）９を伝達してきた光Ｈを入射する入射面２ｂから入射させ、さらにその光を入射面２ｂの反対面、すなわち、複数の単位レンズの曲面から光学利得が１以上の光Ｋとして出射するものである。
ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を１として、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、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。また、完全拡散とは、吸収が０で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、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持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
【００３５】
次に、この光学シート１の作用について説明する。
図３は、光学シュミレーション（ＲａｙＴｒａｃｉｎｇシミュレーション）によって得られる光学シートの配光特性を示すグラフである。図３（ａ）はディスプレイ装置１００に備える光学シート１の配向分布を示しており、また、図３（ｂ）は従来のレンズシート、すなわち、Ｖ字状溝４が形成されていない光学シートの配光分布を示している。
図３に示すように、本実施形態の光学シート１では、Ｖ字状溝４の側面と空気層界面とで生じる光の全反射によって光のリサイクルを起こすため、従来のレンズシートよりも高い輝度上昇効果が得られる。また、輝度上昇フィルムとして一般的であるプリズムシートではサイドローブが生じる問題点があるが、本実施形態の光学シート１では、単位レンズ３のうちＶ字状溝４の両側の面は曲面５となっているため、サイドローブを最小限に抑えることができ、且つ視野に対する急激な輝度低下（カットオフ）を緩和する機能を果たす。したがって、プリズムシート同等の輝度が得られ、かつ、サイドローブを最小限に抑えてカットオフを緩やかとした光学シート１を提供することが可能となる。
【００３６】
なお、この光学シート１では、前述の通り、プリズムシートと同等の輝度、最小限のサイドローブ及びカットオフの緩和という光学特性を得ることが可能であるが、これには単位レンズ３の曲面５の形状、及び、Ｖ字状溝４の開き角度θと深さ寸法のパラメータが重要となる。
図４は、本実施形態の光学シート１において、Ｖ字状溝４の開き角度θと深さをパラメータとした光学シミュレーション結果である。
図２（ｂ）に示すように、単位レンズ３の高さをＴＬ、Ｖ字状溝４の谷部までの高さをＴＶとし、これらの比ＴＶ／ＴＬを深さのパラメータとした輝度変化を図４（ａ）に示す。なお、ＴＶ／ＴＬが１００％、すなわちＶ字状溝４が無い従来のレンズシートにおける輝度を１００％としたとき、Ｖ字状溝４の効果により何％輝度が上昇するかを示している。この結果によれば、Ｖ字状溝４の開き角度が７０度以上１１０度以下、ＴＶ／ＴＬが７５％以下の条件において、５％以上の輝度上昇効果が得られることが分かる。
【００３７】
図４（ｂ）には、ＴＶ／ＴＬとＶ方向の半値角との関係についてシミュレーションした結果を示す。このグラフにおいては、簡単のため、上記Ｖ字状溝４の開き角度θの範囲を７０度から１１０度までとした場合の結果を示している。この結果によれば、Ｖ字状溝４の開き角度θが小さいほど半値角は狭くなり、またＴＶ／ＴＬが小さくなるほど半値角が狭くなることが分かる。また、ＴＶ／ＴＬが小さくなると、サイドローブが大きくなる。
【００３８】
ＴＶ／ＴＬとサイドローブとの関係については、図４（ｃ）を用いて説明する。
図４（ｃ）のグラフは、Ｖ字状溝４の開き角度θ毎に、サイドローブのピーク値と光学シート１のピーク値との比から、サイドローブのピーク割合を算出したものであり、サイドローブが生じ始めたＴＶ／ＴＬにおけるサイドローブピーク割合を０％と定義して、Ｖ字状溝４の各開き角度θにおいて、ＴＶ／ＴＬが小さくなるにつれてサイドローブのピーク割合がどれだけ大きくなるかを示したグラフである。
その結果、ＴＶ／ＴＬが７５％以下となるとサイドローブが生じ始めることが分かる。そして、Ｖ字状溝４の開き角度θを７０度以上９０度以下とした場合には、ＴＶ／ＴＬが３０％を下回ると、サイドローブピーク割合が１０％を超える。さらに、Ｖ字状溝４の開き角度θを１００度以上１１０度以下とした場合には、ＴＶ／ＴＬが３０％でサチレーションを起こす。従って、Ｖ字状溝４のＴＶ／ＴＬは３０％以上とすることが望ましい。
【００３９】
また、高い輝度が得られ、且つ、Ｖ字状溝４の深さによって生じるサイドローブを抑制するための単位レンズ３の形状は、以下の〔数３〕によって定義される曲面５を有すると共に、単位レンズ３の頂部にＶ字状溝４を形成した形状である。
【００４０】
【数３】
2009086208.tif 000005
【００４１】
ここで、ｚは単位レンズ３の高さ方向の位置関数、ｒは単位レンズ３の幅方向位置変数である（図５参照）。また、単位レンズ３のピッチを１と正規化したときに、〔数３〕の各係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃは、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内となる。
【００４２】
以上のように、〔数３〕によって定義される曲面５の形状は、その頂部を中心として左右対称に形成されるものであるが、これに限ることはなく、例えば頂部の左右で相互に異なる形状、すなわち頂部を中心として左右非対称に形成されてもよい。
この場合には、頂部よりも右側に位置する曲面５（右側曲面）、及び、頂部の左側に位置する曲面５（右側曲面）の形状を、それぞれ個別に〔数３〕で定義すればよい。なお、この場合には、単位レンズ３の頂部から左右に広がる曲面５の幅の計を１と正規化したときに、〔数３〕の各係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃを、
−１０＜１／Ｒ＜１０
−５＜Ａ＜５
−１０＜Ｂ＜１０
−３０＜Ｃ＜３０
の範囲内とすればよい。
【００４３】
単位レンズ３の曲面５の形状を定義する〔数３〕について図５を用いて説明する。なお、図５においては、曲面５が左右対称である場合の単位レンズ３の断面が示されており、また、Ｖ字状溝４が省略されている。
ｚは、単位レンズ３の幅方向位置変数であるｒの関数であり、その値は単位レンズ３の高さ方向を表す。上記〔数３〕は非球面レンズ形状の一般式であり、ｋ＝０で球面、−１＜ｋ＜０で楕円、ｋ＝−１で放物面、ｋ＜−１で双曲面となる。また、１／Ｒはｒにかかる係数であり、Ａ，Ｂ，Ｃは補正項係数である。
また、上記〔数３〕における各係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃの規定範囲（−１０＜１／Ｒ＜１０,−５＜Ａ＜５,−１０＜Ｂ＜１０,−３０＜Ｃ＜３０）から外れた形状の単位レンズ３では、単体のレンチキュラーシートとして拡散フィルム程度の輝度向上効果しか得られず、Ｖ字状溝４を形成してもプリズム同等の輝度を得ることが出来ない。従って本実施形態の光学シート１において、各係数１／Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃが規定範囲外となる単位レンズ３は適さない。
【００４４】
なお、本実施形態の光学シート１では、Ｖ字状溝４の谷部や縁部が丸みを帯びていてもよい。縁部が丸みを帯びている場合には、耐磨耗性が向上し、カットオフを緩やかにする効果が得られる。また、谷部が丸みを帯びている場合には、カットオフを緩やかにする効果や、モアレの低減効果を得ることができる。
また、本実施形態の光学シート１は、上記の形状に限定されない。例えば、単位レンズ３の曲面５が頂部を中心として幅方向に左右非対称である光学シート１や、異なる形状の単位レンズ３が複数配列されてなる光学シート１も、本発明の主旨を逸脱するものではない。
【００４５】
なお、光学シート１の厚みに関しては光学特性への影響よりは、むしろ製造プロセス、或いは、要求される光学シート１の物理特性等により決められる。
例えば、紫外線硬化樹脂プロセスにより単位レンズ３を形成した場合、透光性基材２の基材厚さＴは、５０μｍ以下だとシワが出てしまうので、５０μｍよりも大きくする必要がある。
また、透光性基材２の厚みは、光学シート１を備えるバックライトユニット１１やディスプレイ装置１００の画面サイズによって変化する。例えば、画面サイズが対角３７インチ以上のディスプレイ装置１００においては、基材厚さＴを、０．０５ｍｍ＜Ｔ≦３ｍｍ、とすることが望ましい。
【００４６】
ところで、上記実施形態においては、複数の単位レンズ３が一定の間隔で配列されている、すなわち、単位レンズ３の配列ピッチが一定であるとしている。このように光学シート１は周期的な構造を有していると、液晶表示部１３等が周期的な画素構造を持っている場合に、これらの周期構造同士のモアレや、３つ以上の周期構造で発生する２次モアレなどの高次のモアレが生じ、画面の見た目が損なわれることがある。
そこで、例えば光学シート１における単位レンズ３の配列方向が、液晶表示部１３等の周期構造の方向から所定の角度βだけずれるように、光学シート１を配置してもよい。ここで、角度βは０度よりも大きく、かつ、３０度以内に設定することが好ましい。このように構成することで、液晶表示部１３等の周期的な画素構造との間で生じるモアレを防止することができる。
【００４７】
また、モアレを防止する他の方法としては、例えば各単位レンズ３を、透光性基材２の出射面２ｂに沿って蛇行するように延びて形成することが挙げられる。この場合には、複数の単位レンズ３は、その長手方向に交差する方向に配列されていればよい。
さらに、モアレを防止する他の方法としては、複数の単位レンズ３を、不規則な間隔で配列することが挙げられる。すなわち、複数の単位レンズ３は、その配列ピッチが規則的あるいは不規則に変化するように、配列されてもよい。この場合、出射面２ｂから頂部までの単位レンズ３の高さも同時に変化させてもよいが、外観上におけるムラの観点から単位レンズ３の高さを変えないことが望ましく、また、配列ピッチの不規則率（標準ピッチに対するピッチの増減率）は２０％以下とすることが望ましく、１０％以下とすることがさらに望ましい。
【００４８】
この第１実施形態の光学シート１について、その実施例と測定や観察を行った結果について以下にまとめる。
（実施例１）
〔数３〕及びその各補正係数を調整することで、配列ピッチが１００ｕｍで高さが５０ｕｍの曲面５の形状を有すると共に、曲面５の頂部に開き角度θが８０度でＴＶ／ＴＬ＝０．７となるＶ字状溝４を形成した単位レンズ３をＵＶ硬化樹脂にて作製した。また、この単位レンズ３は、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる透光性基材２上に作製した。
このように作製された光学シート１を液晶テレビのバックライトユニット１１に搭載し、分光放射輝度計にて画面中心輝度を測定した結果、Ｖ字状溝４が形成されていない場合と比較して輝度が１０％上昇した。
（実施例２）
〔数３〕及びその各補正係数を調整することで、配列ピッチが１００ｕｍで高さが５０ｕｍの曲面５の形状を有すると共に、曲面５の頂部に開き角度θが９０度でＴＶ／ＴＬ＝０．２となるＶ字状溝４を形成した単位レンズ３をＵＶ硬化樹脂にて作製した。また、この単位レンズ３は、実施例１と同様に、２軸延伸易接着ＰＥＴフィルムからなる透光性基材２上に作製した。
このように作製された光学シート１を液晶テレビのバックライトユニット１１に搭載し、分光放射輝度計にて画面中心輝度を測定した結果、Ｖ字状溝４が形成されていない場合と比較して輝度が１０％上昇したが、半値角が狭く且つサイドローブが大きいため、表示品位が悪化した。
【００４９】
（実施例３）
〔数３〕及びその各補正係数を調整することで、配列ピッチが１００ｕｍで高さが５０ｕｍの曲面５の形状を有すると共に、曲面５の頂部に開き角度θが８０度でＴＶ／ＴＬ＝０．７となるＶ字状溝を形成した単位レンズ３をＰＣ樹脂にて作製した。また、この単位レンズ３は、透光性基材２と一体に押出成形することで作製した。すなわち、透光性基材２もＰＣ樹脂にて作製されている。
このように作製された光学シート１を液晶テレビのバックライトユニット１１に搭載し、分光放射輝度計にて画面中心輝度を測定した結果、Ｖ字状溝４が形成されていない場合と比較して輝度が１２％上昇した。
（実施例４）
実施例３において作製された光学シート１の単位レンズ３の配列方向が、液晶テレビにおける液晶表示部１３の画素配列方向に対して８度だけずれるように、前記光学シート１を設けてディスプレイ装置１００を構成した。
そして、３２インチから４６インチまでの画面サイズのディスプレイ装置１００について観察した結果、いずれの画面サイズにおいてもモアレは生じなかった。
【００５０】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置２００の一例を示している。なお、このディスプレイ装置２００において、図１に示す第１実施形態のディスプレイ装置１００と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分を重点に述べる。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態に係るディスプレイ装置２００は、第１実施形態と同様の光源部４１、拡散板２１、透光性基材２、複数の単位レンズ３及び液晶表示部１３に加えて、単位レンズ３と液晶表示部１３との間に配された光学フィルム６１を備えている。この光学フィルム６１は光の屈折・透過・反射・偏光作用により、拡散・集光効果を達成する光学シートであり、例えば拡散シート、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及び第1の実施の形態の光学シート１などがあり得る。
【００５２】
特に、光学フィルム６１が拡散シートである場合には、所謂下拡散シートと呼ばれるシート表面に拡散ビーズを配置した構成の拡散シートとすることが好ましい。この構成の場合、光学シート１から出射される集光された光が下拡散シートに入射すると、表面のビーズがマイクロレンズと同等の効果を表す。そのため、この光学フィルム６１を使用することで、半値角が広く輝度の高い、そしてカットオフの生じない配光分布を得ることができ、光学シート１と液晶表示部１３の画素との間にはモアレが生じない。
【００５３】
この光学フィルム６１は、接合要素５１を介して透光性基材２上に配列された複数の単位レンズ３の頂部に固定される。接合要素５１としては、感圧・感熱・ＵＶ等放射線硬化性の接着剤や粘着剤などが挙げられるが、例えば、エキシマ等レーザーによる接合、溶接等も挙げられる。また、粘着剤や接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。
以上のように例示した接合要素５１は、いずれの場合も高温のバックライトユニットにおいて使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率が１０ｋＰａ以上となることが望ましい。なお、貯蔵弾性率が１０ｋＰａ未満の場合には、ディスプレイ装置２００の使用中に光学フィルム６１と単位レンズ３群とが相互にずれてしまう可能性がある。また、粘着剤・接着剤を安定させるために、粘着剤層・接着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。さらに、粘着剤や接着剤は、両面テープ状のものとしてもよいし、単層のものでもよい。
このように、透光性基材２、単位レンズ３群及び光学フィルム６１を一体積層して得られる光学シート３６では、第１実施形態と同様に光学特性を向上できると共に、シートの厚みの点、部品点数の削減効果、及び、透光性基材２や単位レンズ３を保護できる等の効果も奏する。
【００５４】
この第２実施形態の光学シート３６について、その実施例と測定や観察を行った結果について以下にまとめる。
（実施例５）
実施例３で作製した光学シート１の出射面に、粘着材を使用して、下拡散シートに拡散ビーズが配置された構成の光学フィルム６１を一体積層して光学シート３６を作製した。この光学シート３６を３２インチから４６インチまでの画面サイズの液晶テレビ（ディスプレイ装置２００）に搭載して観察した結果、全ての画面サイズにおいてモアレは生じなかった。また分光放射輝度計にて画面中心を測定した結果、実施例３での測定結果に比べて８％輝度が上昇した。
【００５５】
（第３実施形態）
図７及び図８は、本発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置３００，４００の例を示している。なお、このディスプレイ装置２００において、図１に示す第１実施形態のディスプレイ装置１００や第２実施形態のディスプレイ装置２００と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分を重点に述べる。
図７及び図８に示すように、本実施形態に係るディスプレイ装置３００，４００においては、前述した２つの実施形態と同様の拡散板２１が、固定要素２９を介して透光性基材２の入射面側に固定されている。なお、図７に示すディスプレイ装置３００においては、透光性基材２、複数の単位レンズ３、拡散板２１及び固定要素２９によって光学シート３８が構成され、図８に示すディスプレイ装置４００においては、透光性基材２、複数の単位レンズ３、拡散板２１、固定要素２９及び光学フィルム６１によって光学シート３９が構成されている。
【００５６】
ここで、光学シート３８，３９を構成する拡散板２１の透明樹脂が、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルスチレン樹脂及びシクロオレフィンポリマーである場合、これらの線膨張係数は、それぞれ６．７×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）、７×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）、７×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）及び６〜７×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）である。そして、透光性基材２及び単位レンズ３群の積層体（以下、光学シート１と呼ぶ）がＰＥＴを含む場合には、ＰＥＴの線膨張係数が２．７×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）であるため、拡散板２１の線膨張係数の方が光学シート１よりも大きくなる。したがって、光学シート１が熱を受けて変形する場合には、拡散板２１側に反りが発生する。
この実施形態では、光学シート１の線膨張係数が小さいことを考慮し、拡散板２１の線膨張係数を、７．０×１０−５（ｃｍ／ｃｍ／℃）以下とすることにより上述の変形を防止することが可能である。
なお、光学シート１が、ポリカーボネートを材料として押出しの方法により作成される場合は、その線膨張係数が他の透明樹脂とほぼ同等であるため、前述した反りは発生しない。
【００５７】
そして、この拡散板２１は、その入射面２１ｂや出射面２１ａに微細な凹凸を具備し、この微細な凹凸によって光の拡散性を有する、としても良い。この場合、拡散板２１は周知の押し出し法、キャスト法、または、これら押し出し法とキャスト法を併用した方法で作成される。
この拡散板２１の具体例としては、図９（ａ）に示すように、拡散板２１の一方の面に微細な凹凸を作製したものや、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、拡散板２１の両面に微細な凹凸をつけたものが挙げられる。ここで、微細な凹凸の種類としては、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す凸状シリンドリカル形状のものの他に、レンズ形状のもの、三角プリズム形状が挙げられるが、これらに限らず、少なくとも拡散板２１の光拡散機能が微細の凹凸の形成前と比較して向上する形状であればよい。
【００５８】
このように、拡散板２１の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能の向上だけではなく、例えば、固定要素２９に後述する工夫を施さなくても、拡散板２１と透光性基材２との間に空隙９を確保することも可能とする。すなわち、拡散板２１の出射面２１ａと透光性基材２の入射面２ｂを接合する際に、拡散板２１の出射面２１ａに形成された微細な凹凸と透光性基材２の入射面２ｂとによって空隙９を形成することができる。この場合、微細な凹凸としては、例えばリブやマイクロレンズが挙げられるが、これに限ることはなく、少なくとも空隙９を確保することが可能な凹凸の形状であればよい。
【００５９】
また、拡散板２１は、例えば図９（ｄ）に示すように、その両面に微粒子層２３を形成したものであってもよいし、片面のみに微粒子層２３を形成したものであってもよい。微粒子層２３の具体例としては、例えば、ビーズ、スペーサー等の微粒子を含有する透明インキが挙げられるが、微粒子層２３の厚さや、微粒子の種類及び大きさを限定する必要はなく、少なくとも拡散板２１の光拡散機能が微粒子層２３の形成前と比較して向上するものであればよい。
さらに、拡散板２１が、第１実施形態において記載したように、透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有して構成されている場合には、例えば、予め透明樹脂中に含有された発泡剤を発泡させて拡散板２１を作成してもよいし、透明樹脂が相溶しない樹脂を含有したものを少なくとも一軸方向に延伸する方法で拡散板２１を作成してもよい。
【００６０】
固定要素２９の具体例としては、拡散板２１によって散乱した光を透過する複数のリブや接着剤層、粘着剤層、あるいは、拡散板２１によって散乱した光を拡散板２１側に反射する複数の反射表面を有するもしくは反射材を含むリブや接着剤層、粘着剤層が挙げられる。
また、透光性基材２と拡散板２１との固定は、固定要素２９の接着剤層や粘着剤層によってなされることに限らず、固定要素２９を用いて、溶着する方法、固定具を用いる方法、エキシマを照射し常温接合する方法によってなされてもよい。
【００６１】
この固定要素２９は、拡散板２１の出射面２１ａ及び透光性基材２の入射面２ｂの一部に接触するように形成されており、全体を覆うものではない。
すなわち、例えば図７及び図８に示すように、固定要素２９を構成する複数のリブや接着剤層、粘着剤層が互いに間隔をおいて配置されることで、空隙９を形成することができる。この場合、拡散板２１の出射面２１ａから出射した光は、空隙９を透過することで透光性基材２の入射面２ｂに到達することができる。なお、この空隙９には、例えば空気や窒素等の気体が存在する。
【００６２】
次に、固定要素２９が接着剤層や粘着剤層によって構成されている場合に、これら接着剤層、粘着剤層の配置について述べる。
接着剤層、粘着剤層は、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂのうち、透光性基材２及び単位レンズ３群の使用領域の外側に配される。ここで、透光性基材２の使用領域は、透光性基材２及び単位レンズ３群のうち、ディスプレイ装置３００，４００の画面表示に使用する光が透過する領域のことを示している。ただし、固定要素２９が画面において視認されない（画面表示品位に影響がない）場合には、接着剤層、粘着剤層が前述の使用領域内に配されてもよい。
【００６３】
具体的に、固定要素２９を構成する接着剤層や粘着剤層は、例えば図１０（ａ）に示すように、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂの周縁全体にわたってライン状に配されていればよい。また、例えば図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂの周縁のうち、相互に対向する一組の辺にわたってライン状に配されてもよい。
さらに、例えば図１０（ｄ）に示すように、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂの周縁のうち、角部に配されてもよい。また、例えば図１０（ｅ）に示すように、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂの周縁全体にわたって破線状に配されてもよい。なお、図１０（ｂ）、（ｃ）の場合においても、接着剤層や粘着剤層をライン状ではなく、破線状に配してもよい。
なお、固定要素２９がリブや白箔によって構成されると共にこれを接着剤や粘着剤によって、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに固定する場合には、接着剤や粘着剤が、リブや白箔と出射面２１ａや入射面２ｂとの間のみに形成されてもよいが、例えば出射面２１ａや入射面２ｂの全体にわたって形成されてもよい。
【００６４】
接着剤や粘着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系のものが挙げられる。接着剤や粘着剤は、いずれの場合でも高温のバックライトユニットにおいて使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率が１０ｋＰａ以上であることが望ましい。なお、貯蔵弾性率が１０ｋＰａ未満の場合には、ディスプレイ装置３００，４００の使用中に拡散板２１と透光性基材２とが相互にずれてしまう可能性がある。また、安定して空隙９を確保するために、接着剤層や粘着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜてもよい。また、粘着剤や接着剤は両面テープ状のものとしてもよいし、単層のものでもよい。
【００６５】
なお、接着剤や粘着剤が透光性基材２及び単位レンズ３群の使用領域に配される場合には、接着剤や粘着剤における光の吸収は１％以内とする必要がある。例えば光の吸収が１％よりも大きくなると、単位レンズ３群から出射する積算光量が減少し、透光性基材２及び単位レンズ３群の形状や寸法に関係なく、正面輝度が低下する。
接着剤や粘着剤を拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに塗布する方法としては、例えば、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、また、筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。
【００６６】
そして、固定要素２９がリブや白箔によって構成される場合には、リブや白箔を一定の厚さに形成できるため、空隙９を極めて安定して形成できると共に、空隙９の厚みを均一に固定することができる。これにより、画面の表示品位（光学密着、ムラ、ニュートンリング）などの外観特性を向上することもできる。
リブは、例えば一定の形状に成形された透明樹脂から構成される。また透明樹脂中には、無機、有機粒子や気泡などを含有して、拡散や着色など他の効果を併せ持たせてもよい。
【００６７】
リブを構成する透明樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、メチルスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいは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等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が一般的に用いられるが上記の材料以外にもリブの特性を出せる樹脂等も使用することができる。
【００６８】
また、上述した透明樹脂中に分散させる粒子としては、シリカやアルミナ、酸化チタンやカーボンブラック、ガラスビーズなどの無機物や各種樹脂ビーズ等の有機物などが挙げられる。また、透明リブに分散させる各種粒子はリブ表面に反射特性を持たせるなど、局所的に配置させたりすることもできる。また樹脂中に気泡などを分散させて粒子の代わりに用いることもできる。これらの透明樹脂中に分散させる粒子や気泡は、使用する用途に応じて、複数種類を組み合わせて使用したり、あえて使用しなくてもよい。
【００６９】
上記リブの高さは、光学シート３９の歪みによる光学密着を妨げるために透光性基材２と拡散板２１との間の空隙９の寸法を２００ｎｍ以上に保持できるように設定する必要がある。ただし、リブの信頼性を考慮すると、拡散板２１と接するリブ幅とリブ高さのアスペクト比が１：１０以下であることが望ましく、更には１：５以下であることが望ましい。
【００７０】
さらに、透光性基材２の入射面２ｂに対するリブの接地面積は、接着強度の低下や正面輝度の低下を妨げるために、拡散板２１の出射面２１ａ若しくは透光性基材２の入射面２ｂに接するリブの総接地面積を、拡散板２１の出射面２１ａ若しくは透光性基材２の入射面２ｂの面積の０．０１％以上かつ６０％以下にすることが望ましい。さらに、輝度低下を最小限に抑えるためには、拡散板２１の出射面２１ａに対するリブの接地面積を１％以上２０％以下にすることがより好ましい。
また、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに対してリブを配する位置は、透光性基材２及び単位レンズ３群の使用領域の外側に限らず、例えば拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂの全面としてもよい。
【００７１】
また、リブの形状としては、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに沿って一方向に延在するレンチキュラー形状や台形形状、プリズム形状等の構造、多角錐や円錐（又は多角台錐、円錐台など）、あるいは、多角柱や円柱などの柱状、さらに、直方体や球状（又は半球状）、楕円体などの構造であってもよい。さらに、リブの作製方法によっては、リブの高さが一定であれば側面の形状は不特定の形状であってもよい。さらに、リブによって空隙９を形成する場合には、上記の１種類のリブ構造を全体に使用しても、複数種類のリブ構造を組み合わせて使用してもよい。また、これらのリブの配列はストライプ状や点線等の周期的なものでも不規則的なものでもよく、設計に応じて適宜選択することができる。
【００７２】
また、拡散板２１の出射面２１ａに対する１つ又は複数のリブの好ましい接地サイズは、上述したリブの形状によって異なる。
例えば、リブの形状がレンチキュラー形状や台形形状、プリズム形状などの構造である場合には、リブの接地サイズが、リブの幅方向に関して接地部分の線幅を５０μｍ以下とすることが好ましい。また、例えば、リブの形状が円錐（又は多角台錐、円錐台など）や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状（又は半球状）、楕円体などの構造である場合には、リブの接地面積を２５００μｍ２以下とすることが好ましい。このようにすることで、透光性基材２の出射面２１ａ側からリブムラの視認性を低下させることができる。
なお、視認性をさらに向上させるためには、前記線幅を３０μｍ以下としたり、前記接地面積を９００μｍ２以下とすることがより好ましい。
【００７３】
また、リブの硬さについては、ディスプレイ装置２００の使用中に光源部によってリブが過熱されても、透光性基材２と拡散板２１との間の反りを最小限に抑えることができる程度に、適度な柔軟性を有することが好ましい。
さらに、リブの高さについては、前述したように、全体的に均一であることが好ましいが、透光性基材２の剛性や熱、吸水などによる伸縮に合わせて、適度な高さの変動があってもよい。
【００７４】
以上のような構造を有するリブを作製する際には、例えば、放射線硬化成形や押し出し成形、熱プレス成形など種々の方法によって、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに、リブの材料である透明樹脂や粒子等をリブ形状に作製すればよい。この際、リブは１つずつ作製してもよいし、複数同時に作製してもよい。また、リブは、例えば透明樹脂や粒子等をリブ形状に作製した後に、粘着剤や接着剤を使用して拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに貼り付けられてもよい。このようにすることで、一定の空隙９を有するように拡散板２１と透光性基材２とを一体化することができる。
さらに、他のリブ成形方法としては、予め粘着剤又は接着剤に多数のリブを分散させ、各種印刷法により拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに塗工する方法がある。このようにすることで、粘着性または接着性を有したリブを一度に作製でき、更に散在させることができるため、前述の場合と同様に、一定の空隙９を有するように拡散板２１と透光性基材２とを一体化することができる。
【００７５】
次に、固定要素２９が、複数の反射表面を有するリブ、もしくは、反射材を含有した接着剤層、あるいは、反射材を含有した粘着剤層からなる場合の作成方法について述べる。
反射材を含有した粘着材層や接着剤層は、金属粒子または高屈折率透明粒子を粘着材や接着剤に分散させたものを拡散板２１に塗工することにより作成することができる。また、反射表面を有するリブは、リブを形成する透明樹脂の中に金属粒子または高屈折率透明粒子を練り混ぜることで作成することができるし、リブの表面に光反射性の高い銀やアルミウム、ニッケル等の金属を蒸着やスパッタ等の乾式成膜を施すことでも作成できる。
【００７６】
さらに、反射表面を有するリブは、透明なリブの表面に高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキ、もしくは、高屈折率透明粒子を分散混合してなる粘着剤や接着剤を塗布することによっても作成できる。なお、上記以外にも、反射性を有する固定要素２９は、金属粒子または高屈折率透明粒子をバインダーに練りこんだものを転写で形成したり、白箔や金属箔のラミネート形成によっても形成することができる。
ここで、高屈折率透明粒子としては、例えば、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、シリカおよびシリコーンなどが挙げられる。また、金属粒子や金属箔としては、例えば、アルミニウムや銀が挙げられる。これらの高屈折率透明粒子、金属粒子や金属箔は１種類を使用しても良いし、これら複数種類を混ぜて使用しても良い。
なお、反射表面を有する固定要素２９は、前述したように、反射表面を有さないリブの場合と同様に、拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに配置すればよい。
【００７７】
また、前述したすべての固定要素２９について、これを溶着の手法によって拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに固定する場合には、例えば、熱や超音波やレーザーを使用する方法が挙げられる。これらの方法は加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。
例えば、レーザー照射の場合には、光学シート３８の四隅付近で表示領域外になる箇所や光学シート３８の側面を、例えば炭酸ガスレーザーにより、光学シート３８を構成する透光性基材２や単位レンズ３や拡散板２１を溶かして溶着させる方法がある。
また、固定要素２９を固定具により拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに固定する場合、固定具としては、例えば樹脂や金属の止め具、ホチキス、テープなどが挙げられる。なお、樹脂や金属の止め具は、例えば光源部のランプハウス４５等に一体化されていても構わない。このような固定具を使用する場合には、溶着よりもさらに固定要素２９の固定が容易であり、表示領域外の接合に適している。
【００７８】
また、固定要素２９を拡散板２１の出射面２１ａや透光性基材２の入射面２ｂに固定する際にエキシマを照射して常温接合する場合には、１７８ｎｍのエキシマＵＶを接合する２つの素材の片方、もしくは両方に照射したのち、２つの素材をラミネートすればよい。なお、ラミネートと同時に熱をかけても良いし、ラミネート後に熱をかけても良い。
以上のように作製される第３実施形態の光学シート３８，３９は、光源部４１から出射される光の輝度向上に用いる以外にも、ＬＣＤ、ＥＬやＰＤＰなどディスプレイの視野角コントロールフィルムや、コントラスト向上フィルム、太陽電池用の光制御フィルム、投射スクリーンなどに用いることができる。
また、光学シート３８，３９は、光源４３として冷陰極蛍光ランプを用いた場合はもちろん、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているＬＥＤ、ＥＬ、半導体レーザー等を光源として用いたディスプレイ装置にも用いることができる。すなわち、光学シート３８，３９の下面には、例えば図１３に示すように、周知の導光板７５の側端部に冷陰極蛍光ランプ（光源）からなる光源を設けた構成の光源部７１が配置されてもよい。
【００７９】
そして、ＬＥＤを用いる場合には、例えば図１１に示すように、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイ（光源）４２からの光を導光板等により混ぜ合わせて白色光とし、これを均一に出射するものを光源部４４として構成してもよい。また、例えば図１２に示すように、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイ（光源）４６からの光を拡散板等により混ぜ合わせて白色光とし、これを均一に出射することができるものを光源部４８として構成してもよい。
なお、光源としてＥＬを用いる場合には、上述した光源部と同様に、光学シート３８，３９の下面側にＥＬ光源部（光源部）７７を配置すればよい（図１４参照）。
【００８０】
この実施形態の光学シート３８，３９によれば、光源部４１，４４，４８，７１，７７と光学シート３８，３９との距離が短くなったとしても、隣り合う光源の間に暗い箇所が現れる等の視認性への悪影響をなくすことができるため、図７，８，１２，１４に示す直下型のバックライトユニット１２や、図１１，１３に示すサイドエッジ型のバックライトユニット１４として十分に使用することが可能である。したがって、バックライトユニットやディスプレイ装置の薄型化を図ることができる。
また、光学シート３８，３９は、薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているため、その大型化を容易に図ることができ、大画面のディスプレイ装置にも十分に対応することが可能である。
【００８１】
この第３実施形態の光学シート３８について、その実施例と測定や観察を行った結果について以下にまとめる。
（実施例６）
実施例４で作製した光学シート１の入射面２ｂに、粘着剤を使用して、入射面２１ｂや出射面２１ｂに微細な凹凸を形成した拡散板２１を一体積層して光学シート３８を作製した。この光学シート３８を液晶テレビのバックライトユニットに搭載し、分光放射輝度計にて画面中心輝度を測定した結果、実施例４と比較して正面輝度は５％低下したものの、カットオフが緩やかになり、半値角も広がった。さらに、光学シート３８の剛性もあがったため、結果として、表示品位の良い光学シート３８が得られた。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の第１実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図２】図１のディスプレイ装置に備える光学シートを示しており、（ａ）は概略斜視図であり、（ｂ）は概略断面図である。
【図３】光学シートの光学シミュレーション結果を示しており、（ａ）はこの発明の第１実施形態の光学シートの配向分布を示すグラフであり、（ｂ）は従来の光学シートの配向分布を示すグラフである。
【図４】図２の光学シートの光学シミュレーション結果を示しており、（ａ）はＶ字状溝の深さと輝度の上昇率との関係を示すグラフであり、（ｂ）はＶ字状溝の深さと半値角との関係を示すグラフであり、（ｃ）はＶ字状溝の深さとサイドローブのピーク割合との関係を示すグラフである。
【図５】図２の光学シートにおいて、単位レンズの曲面形状を定義する〔数３〕の説明図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置を示す概略断面図である。
【図７】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】図７，８のディスプレイ装置に備える拡散板を示しており、（ａ）は片面に微小な凹凸を形成したものを示す斜視図であり、（ｂ）は両面に形成された微小な凹凸の配列方向が同一であるものを示す斜視図であり、（ｃ）は両面に形成された微小な凹凸の配列方向が互いに交差したものを示す斜視図であり、（ｄ）は両面に微粒子層を形成したものを示す斜視図である。
【図１０】図７，８のディスプレイ装置に備える固定要素の配置を示しており、（ａ）は入射面や出射面の周縁全体に配された平面図、（ｂ）、（ｃ）は入射面や出射面のうち相互に対向する一組の辺に配された平面図、（ｄ）は入射面や出射面の角部に配された平面図、（ｅ）は入射面や出射面の周縁において破線状に配された平面図である。
【図１１】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図１２】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図１３】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図１４】この発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置の一例を示す概略断面図である。
【図１５】従来の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１６】従来の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１７】従来の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図１８】従来の液晶表示装置に備える拡散フィルム上にＢＥＦを配置した構成を示す概略斜視図である。
【図１９】図１８の構成を備える従来の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図２０】図１９の液晶表示装置における光強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１，３６，３８，３９  光学シート
２  透光性基材
２ａ  出射面
２ｂ  入射面
３  単位レンズ
４  Ｖ字状溝
５  曲面
１１，１２，１４  バックライトユニット
１３  液晶表示部
４１，４４，４８，７１  光源部
７７  ＥＬ光源部
１００，２００，３００，４００  ディスプレイ装置
θ  開き角度
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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