JP2009210749A - 光学シート、これを用いたディスプレイ用バックライト・ユニットおよびディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】厚さが薄くても光散乱性の高い光学シート、これを用いたディスプレイ用バックライト・ユニットおよびディスプレイを提供する。
【解決手段】少なくとも、２層の光拡散補助層５，５にはさまれた光拡散層４を有する光伝達層３を備え、光拡散補助層５の屈折率は、例えば光拡散層４の屈折率とは異なる屈折率を有する粒子を含有するか、その内部に空隙を形成することによって光拡散層４の屈折率と異なり、かつ前記光拡散補助層５および光拡散層４は、多層押し出し法により一体成型されてなることを特徴とする光学シートである。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に液晶表示素子を用いたディスプレイ用バックライト・ユニットにおける照明光路制御に使用される光学シートの改良に関するものであり、前記シートを搭載したバックライト・ユニットおよびディスプレイに関する。

最近の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を配置した直下型方式バックライトが採用されている。光源としての冷陰極管やＬＥＤなどが視認されないよう、出射光を拡散させる拡散板は非常に光散乱性の強い樹脂板が用いられている。この拡散板は、強い拡散性を持たせるために通常１ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さが必要であり、その厚さのために光吸収が少なからずあり、また全方位に光が拡散されるため、液晶画面表示が暗くなる問題がある。

しかしながら、液晶テレビは年々薄型化していく傾向にあり、拡散板には更なる拡散性の向上が求められている。最近では拡散性能を向上させる手段として、拡散板の出射面にレンズ形状を賦形した例が特許文献１〜３に提案されている。

さらに、光源で消費する電力は、電池式装置全体で消費する電力の相当部分を占める。
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ことである。

そこで、バックライトには“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。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側である。
代表的なものとしては、米国３Ｍ社の登録商標である輝度強調フィルム（ＢＲＩＧＨＴＮＥＳＳ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）や、光射出面に凹凸形状を持つ拡散シートがこれにあたる。

このような問題を解決するための手段として、特許文献４のように前記単位プリズムではなく単位レンズを二次元方向に一定のピッチで配列してなるアレイ構造の光学フィルムを用いたバックライト・ユニットが知られている。

また、最近では特許文献５のように工程の簡易化および薄型化を目的として、上記の機能を一体化し、部品点数を減らす発明もなされている。この発明には、レンズアレイを持つシートが使用されている。
特開２００７−１０３３２１号公報 特開２００７−１２５１７号公報 特開２００６−１９５２７６号公報 特開２００７−２１３０３５号公報 特開２００６−１０６１９７号公報

従来の技術では光源としての冷陰極管やＬＥＤなどが視認されないよう、出射光を拡散させる拡散板は非常に光散乱性の強い樹脂板が用いられている。この拡散板は、強い拡散性を持たせるために通常１ｍｍ〜５ｍｍ程度の厚さが必要であり、その厚さのために光吸収が少なからずあり、また全方位に光が拡散されるため、液晶画面表示が暗くなる問題がある。
本発明は上記課題を解決し、厚さが薄くても光散乱性の高い光学シート、これを用いたディスプレイ用バックライト・ユニットおよびディスプレイを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、少なくとも、２層の光拡散補助層にはさまれた光拡散層を有する光伝達層を備え、前記光拡散補助層の屈折率は、前記光拡散層の屈折率と異なり、かつ前記光拡散補助層および光拡散層は、多層押し出し法により一体成型されてなることを特徴とする光学シートである。
請求項２に記載の発明は、前記光拡散補助層は、前記光拡散層の屈折率とは異なる屈折率を有する粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学シートである。
請求項３に記載の発明は、前記光学シートは、少なくとも１軸方向に延伸されてなり、該延伸により前記光拡散補助層の内部に空隙が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の光学シートである。
請求項４に記載の発明は、前記光拡散補助層と光拡散層との合計膜厚が２５μｍ〜５００μｍであり、前記光拡散補助層の膜厚が、合計膜厚に対し１０％〜９０％の割合であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学シートである。
請求項５に記載の発明は、前記光伝達層の全光線透過率が４０％〜９８％の請求項１〜４のいずれかに記載の光学シートである。
請求項６に記載の発明は、前記光伝達層のヘイズ値が２０％〜１００％である請求項１〜５のいずれかに記載の光学シートである。
請求項７に記載の発明は、前記光伝達層は２軸延伸されてなるシートである請求項１〜６のいずれかに記載の光学シートである。
請求項８に記載の発明は、前記光拡散補助層に含まれる粒子が、有機粒子または無機粒子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の光学シートである。
請求項９に記載の発明は、前記光伝達層の最表面に、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造もしくは、プリズム頂角が４０〜１７０度、プリズム間隔が２０〜７００μｍの範囲内のプリズム構造を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学シートである。
請求項１０に記載の発明は、前記光伝達層の少なくとも一方の面に調光機能層を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学シートである。
請求項１１に記載の発明は、前記調光機能層と前記光伝達層とが、接着剤または粘着材により積層されてなることを特徴とする請求項１０に記載の光学シートである。
請求項１２に記載の発明は、前記調光機能層と前記光伝達層とが、少なくとも１つ以上のリブを介して積層されてなることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学シートである。
請求項１３に記載の発明は、前記接着剤または粘着材の１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０×１０^４Ｐａ≦Ｇ’≦１．０×１０^８Ｐａである請求項１１に記載の光学シートである。
請求項１４に記載の発明は、前記接着剤または粘着材が、前記光伝達層の屈折率と異なる屈折率を有する有機粒子および／または無機粒子を含む請求項１１に記載の光学シートである。
請求項１５に記載の発明は、前記調光機能層は、その片面もしくは両面に、高さ５μｍ以上のプリズムレンズアレイもしくはマイクロレンズアレイもしくはシリンドリカルレンズアレイもしくはこれらを複合してなる形状のレンズアレイがストライプ状、点状もしくは不規則に成型されてなることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の光学シートである。
請求項１６に記載の発明は、前記光伝達層の少なくとも一面に少なくとも一枚のシート部材が積層され、前記シート部材は、前記光伝達層の屈折率とは異なる屈折率の有機粒子および／または無機粒子を含む請求項１〜１５のいずれかに記載の光学シートである。
請求項１７に記載の発明は、前記光伝達層の少なくとも一方の面に拡散板を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光学シートである。
請求項１８に記載の発明は、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学シートを少なくとも１枚以上備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニットである。
請求項１９に記載の発明は、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、複数の光学シートを備えるディスプレイ用バックライト・ユニットにおいて、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学シートを少なくとも１枚以上備えることを特徴とする特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニットである。
請求項２０に記載の発明は、前記光源が冷陰極管もしくはＬＥＤもしくは半導体レーザーであることを特徴とする請求項１８または１９に記載のディスプレイ用バックライト・ユニットである。
請求項２１に記載の発明は、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、光源と、請求項１８〜２０のいずれかに記載のディスプレイ用バックライト・ユニットを備えることを特徴とするディスプレイである。

本発明の光学シートは、厚さが薄くても光散乱性が高く、これを用いたディスプレイ用バックライト・ユニットおよびディスプレイは、薄型化に対応可能であり、とくにディスプレイとして液晶表示装置に有用である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光学シートを説明するための断面図である。
本発明の光学シートは、２層の光拡散補助層５にはさまれた光拡散層４を有する光伝達層３を備えてなる。
前記光伝達層３は全光線透過率が４０％〜９８％（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠した測定において）、ヘイズ値は２０％〜１００％（ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠した測定において）であるのが好ましい。全光線透過率が４０％を下回ると、輝度低下を生じ、８０％を上回ると拡散性能が不十分である。また、ヘイズ値が９８％を下回るとやはり拡散性能が不十分であるため、全光線透過率は８０％以下、ヘイズ値は９８％以上であることが望ましい。

また、前記光拡散層４は全光線透過率が８０％以上であり、ヘイズ値が９５％以下であるのが好ましい。全光線透過率が８０％を下回ると輝度低下が生じ、ヘイズ値が９５％を超えると入射面に賦形された単位レンズの効果を得ることが出来なくなる。前記光拡散層４には拡散粒子が含まれないことがより望ましい。

光伝達層３の拡散性能が不十分であると、正面方向への強い光を拡散しきれず、輝度ムラとして視認される。本発明の光伝達層３は、光源から出射される強い正面方向の光を拡散し、ランプイメージを暈して後、視認者側の下記で説明する調光機能層に入射させる。そのため、光源とのアライメントが必要ない。

前記光伝達層３の光拡散層４と光拡散補助層５は、多層押し出し法により一体成型される。また、光拡散補助層５の内部に空隙を形成する場合は、少なくとも1軸方向に延伸されている。２軸延伸する方法も好ましい。

光拡散層４を構成する透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、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、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PP（ポリプロピレン）、AS（アクリロニトリルスチレン共重合体）等を使用することができる。

光拡散補助層５は、光拡散層４の屈折率とは異なる屈折率を有する粒子または空隙を有する。光拡散補助層５は、透明樹脂中に透明粒子を分散して構成することができる。
光拡散補助層５と光拡散層４とは、屈折率を異ならせる必要がある。屈折率の差は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。上記屈折率の差を発現するためには、上記のように粒子または空隙を導入する方法のほかにも、例えば光拡散層４の透明樹脂と光拡散補助層５の透明樹脂の屈折率を異ならせる方法がある。

また光伝達層３は、入射した光を散乱させながら透過させる必要がある。このため、光拡散補助層５に含まれる前記透明粒子の平均粒径は３０．０μｍ以下であることが望ましい。または、光拡散補助層５は、透明樹脂中に空気を含む微細な空隙を有した構造をしており、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。

透明粒子としては、無機粒子や有機粒子が挙げられ、具体的には、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；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）等の含フッ素ポリマー粒子、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。

これら光拡散層４と、光拡散補助層５とは、多層押し出し法により一体成型されてなり、光伝達層３となる。光伝達層３の厚みは２５μｍ〜５００μｍであることが望ましい。

得られる光伝達層３において、光拡散補助層５の厚みは光伝達層３の厚みの約１０％〜９０％程度であることが望ましい。
１０％を超える場合、光伝達層３に占める光拡散層４の割合が減り、十分な拡散性が得られないという欠点がある。
また、この光伝達層３を５００μｍを超えると、光学シート全体として厚みが増すという欠点がある。

さらにまた、光伝達層３は表面に十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の微細な凹凸を具備し、この表面の微細な凹凸で光の拡散性を向上させても良い。ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状のもの、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、光伝達層３の光拡散機能が微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば上記の形状に限らない。また、光伝達層３の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能にとどまらず、空気層を確保することも可能となる。また、プリズム頂角が４０〜７０度、プリズム間隔が２０〜７００μｍなる単位レンズが設けられていてもよい。

図２のａ−ｃに示されるように、本発明の光伝達層３と調光機能層６とを積層し、光学シート７として積層一体化することが容易であり、前記調光機能層６は前記光伝達層３と共に押出成形されてもよく、または光伝達層３上にＵＶ成形などにより成形されてもよい。また、１つ以上のリブ１２および接着剤もしくは粘着剤１１を介して一体接着されてもよい。
これとは別に、図４に示すように、拡散シートや拡散板１３を光伝達層３の少なくとも一方の面に設置し、光伝達層３の剛性を強化してもよい。

接着剤もしくは粘着剤１１としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘着層が挙げられる。いずれの場合も高温のバックライト内で使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０×１０^４Ｐａ≦Ｇ’≦１．０×１０^８Ｐａであることが望ましい。これより値が低いと、使用中に調光機能層６と光伝達層３がずれてしまう可能性がある。また、リブ１２と接する接着剤もしくは粘着剤１１の厚みは２μｍ以上、１５μｍ以下が望ましい。接着剤もしくは粘着剤１１が前記範囲よりも薄くなると、粘着層としての接着機能が発現せず、安定した製造が困難となる、また前記範囲よりも厚いと外部圧力に対する変形が大きくディスプレイのムラが発生しやすい。

また、接着剤もしくは粘着剤１１の中に光伝達層３の屈折率と異なる屈折率を有する有機粒子や無機粒子などの透明粒子等を混ぜても良く、接着剤もしくは粘着剤１１は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。また、接着剤もしくは粘着剤１１はあらかじめシート状に加工したものを用いても良いし、光学シートの部材に直接塗布しても良い。接着剤もしくは粘着剤１１と隣接する面には、あらかじめコロナ処理を施しても良い。

屈折率の異なる有機粒子や無機粒子などの透明粒子については前述した通りである。

接着剤もしくは粘着剤１１を塗る方法として、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、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。

調光機能層６としては、少なくとも基材シートの片面もしくは両面に、高さ５μｍ以上のプリズムレンズアレイもしくはマイクロレンズアレイもしくはシリンドリカルレンズアレイもしくはこれらを複合してなる形状のレンズアレイが成型されてなる。レンズアレイ以外にも略同一または非対称の多角錐、円錐もしくは多角台錐もしくは円台錐もしくは多角柱もしくは円柱などの柱状、もしくは直方体もしくは球状もしくは半球状もしくは楕円体が少なくとも１種類以上、ストライプ状もしくは点状、もしくは不規則に配列されて成型されてなるものを形成してもよい。これらの形状を作成する方法としては、基材シートにあらかじめコロナ処理や易接着処理し、処理面にＵＶ樹脂を塗布する。その後、ＵＶ樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、ＵＶを照射し硬化させる。もしくは熱可塑性樹脂を押し出し法や射出成型、熱プレスでて成型する。もしくは熱硬化性樹脂を用いて成型する。
また、前記とは別の形態として、光伝達層３の少なくとも一面に少なくとも一枚のシート部材を積層し、前記シート部材が、光伝達層３の屈折率とは異なる屈折率の有機粒子および／または無機粒子を含むようにしてもよい。

基材シートまたはシート部材としてはPET（ポリエチレンテレフタレート）、ガラス、PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）など当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。ＵＶ樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているＵＶ硬化性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂としては、PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）、PMMA（ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂)）、MS（メタクリル酸スチレン共重合体）、AS（アクリロニトリルスチレン共重合体）など当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。

もしくは、基材シート上に球状の有機粒子や無機粒子を塗布し、作成することもできる。

球状の有機粒子や無機粒子としては、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子などの透明粒子として、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）等の含フッ素ポリマー粒子；シリカおよび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、材質や粒径が異なるものを２種類以上混合して使用してもよい。

調光機能層６は光伝達層３の屈折率とは異なる有機粒子や無機粒子を含有し、拡散機能やムラ消し機能を付与しても良い。

有機粒子や無機粒子を含有させる方法としては、前述のＵＶ樹脂にあらかじめ混入して作成しても良い。または、前述の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に混ぜ、押し出し法で作成しても良い。押し出し法で作成する場合には有機粒子や無機粒子を含む層と含まない層を多層で押し出してもよい。もしくは、あらかじめ作成した調光機能シートに有機粒子や無機粒子を含む樹脂をシート状に成型したものを接合しても良い。

有機粒子や無機粒子としては、球状の有機粒子や無機粒子として前述したものと同じものを使用できる。

また、前述した球状の有機粒子や無機粒子に加え、拡散や隠蔽などの効果を併せ持つものとしては、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、硫化亜鉛金属粒子、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、金属粒子は１種類を使用しても良いし、複数種類を混ぜて使用しても良い。

もしくは、あらかじめ作成した調光機能層に有機粒子や無機粒子を含む樹脂を塗工してもよい。有機粒子や無機粒子を含む樹脂としては、アクリル、ウレタン、ＥＶＡなど当該分野でよく知られているＵＶ樹脂を使用できる。

本発明では調光機能層６は薄いシートでも良いし、十分な剛性を有したシートでも良い。剛性を持たせるために、前述した方法で作成した調光機能層６に、板材を貼り合わせても良い。

以上のような調光機能層６と光伝達層３を１つ以上のリブ１２および接着剤もしくは粘着剤１１を介して少なくとも部分的に空気層を確保しつつ接合する。一体型の光学シート７の接合方法としては、１つ以上のリブ１２を、接着剤もしくは粘着剤１１中に埋め込む、またはリブ１２の面全体もしくは一部を接着剤もしくは粘着剤１１と接するように配置することで接合させる方法を用いる。以下に、少なくとも部分的に空気層を介して接合する方法を説明する。

少なくとも部分的に空気層を確保して接合する方法は、３つに分けられる。一つめは、部材の表示領域外（ディスプレイ装置に光学シート７が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう）のみ固定する方法で、接合方法に光学性能は求められない。２つめは、表示領域内を固定する方法で、接合方法に光学性能や外観を低下させすぎないことが求められる。３つめは、上記二つの方法を併用する方法である。いずれも密着を防止し、空気層を確保するためリブ１２に代表される凹凸構造が使用される。

一体型の光学シート７は少なくとも部分的に表示領域内を固定する。図２から図３はいずれも本発明の光学シート７の構成例を示している。調光機能層６は光伝達層３のいずれか一方、もしくは両方とリブ１２および接着剤もしくは粘着剤１１を介して一体成型されていても良い。

リブ１２の形状は、略同一または非対称の多角錐、円錐もしくは多角台錐もしくは円台錐もしくは多角柱もしくは円柱などの柱状、直方体もしくは球状、半球状もしくは楕円体、もしくはこれらを任意に組み合わせた形状よりなる。もしくはこれらの形状をもとに、ストライプ状もしくは点状、格子状でも良く、また、リブ１２の配列は規則的でも良いし、規則的でなくても良い。より好ましくは、断面が三角形よりも四角形や台形であり、粘着層１１と接触面が広く鋭くない形状が望ましい。

リブ１２の厚み方向の幅は可視光の波長以上、１０μｍ以下が望ましい。可視光の波長より短い幅では、空気層の屈折効果が得られない。また、１０μｍを超えるとリブ１２の視認性が上がり、ムラの原因になり、またサイドから光漏れが起こりやすくなるため好ましくない。

また、１つのリブ１２と接着剤もしくは粘着剤１１との接触部位は、画像表示時の視認性を低下させるために、一方向に延在した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に関しては線幅が１００μｍ以下であることが好ましい。また円錐（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）、楕円体などの構造による接触面積が２５００μｍ^２以下にすることが好ましい。
更に視認性を向上させるために前記線幅を５０μｍ、面積１５００μｍ^２以下にすることがより好ましい。

リブ１２が調光機能層６や光伝達層３と一体成型されている場合は、前述した調光機能層６や光伝達層３と同様の方法で製造することができる。また、リブ１２は離間していても良いため、レンズアレイや凹凸形状と併用して配列することもできる。

リブ１２成型時にリブの主材料である、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、またはＵＶ硬化性樹脂に前述した光伝達層３と屈折率の異なる有機粒子や無機粒子、拡散や隠蔽などの効果を併せ持つ粒子を混ぜても良く、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や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行っても良い。

リブ１２がいずれの部材とも一体成型されていない場合、あらかじめ作成したリブ１２を、接着剤もしくは粘着剤１１上に分散配置しても良い。

また、予め、接着剤もしくは粘着剤１１にリブを分散させておき、各種印刷法で塗工することで粘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、一定の空隙を有するように一体化することができる。このときに使用するリブ１２は、前述した有機粒子や無機粒子などを使用しても良い。

以上のように作成した一体型の光学シートをバックライトに組み込み使用する。

図３は、本発明の実施形態における光学シートをディスプレイ用バックライト・ユニットの照明光路制御に用いたバックライト・ユニットを具備する液晶表示装置の概略断面図の一例であり、各部位の縮図は実際とは一致しない。
光源１が配置されたランプハウス２に、一体型の光学シート７が配置されている。構成によっては、一体型の光学シート７の光源側と反対側に、さらに拡散シートや反射型偏光分離シート８を設けることもある。

一体型の光学シート７に求められる機能としては、光源１からの光を拡散する機能、拡散させた光を所望の配光分布に調光する機能がある。これらの機能はそれぞれ異なる層に付与される場合もあるし、複数の部材に重複して付与される場合もある。さらに、一体型の光学シート７は自立状態でしわが発生しないような剛性も求められる。剛性は一体型の光学シート７中の特定の層に付与しても良いし、複数の層に付与しても良い。また、個々の層の剛性が不足していても、一体型の光学シート７として剛性を有していれば良い。

一体型の光学シート７には、プリズムシートやレンズシートに代表される、屈折率差を利用した調光機能層６が設けられている。
また、屈折率差を利用するため、調光機能層６への入射光は低屈折率層から入射することが望ましく、通常は空気層が設けられている。この空気層を確保し、調光機能層６と光伝達層３を一体接合するため、リブ１２および接着剤もしくは粘着剤１１を使用する。このような一体接合箇所は一体型の光学シート７中に複数層設けられていても良い。

一体型の光学シート７もしくはこれらの構成を少なくとも１つ以上含む光学シート群は、光源が、冷陰極蛍光ランプの場合はもちろん、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用いたディスプレイ装置にも用いることができる。

ここで、ディスプレイ装置の光源としてＬＥＤを用いる場合、赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、拡散機能をもつ光学制御要素を用いて赤色、緑色、青色のＬＥＤのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものにも使用できる。

またバックライトユニットにおいては、ますます薄型化が進んでおり、それに従い光源と光学シートの距離も短くなっているが、本発明の光学シートもしくは光学シート群を使用すれば直下型やサイドエッジ型のバックライトユニットにおいても、光源ランプ同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
さらにディスプレイ装置もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シートもしくは光学シート群のサイズも大きくなっていくが、本発明の光学シートもしくは光学シート群は一体型であるため薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置にも十分に使用できる。とくに、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、光源と、本発明のディスプレイ用バックライト・ユニットを備えることを特徴とするディスプレイが好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されない。
（調光機能層の作製方法）
（実施例１）
幅方向にピッチ５０μｍ、高さ方向に２５μｍ、頂角９０°のシリンドリカルプリズムアレイを伴ったシートを、透明樹脂を用いて押し出し成型により厚さ２４０μｍに成型した。
この際、透明樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用し、屈折率の異なるポリカーボネート粒子を添加し、シートのHzが４０％になるように調整した。

（光伝達層の作製方法）
（実施例２）
光伝達層を形成するため、光拡散補助層としてポリエチレンテレフタレート（PET）のチップに対して、非相溶な熱可塑性樹脂としてポリ-４-メチルペンテン-１のチップ、および分散剤として分子量４０００のポリエチレングリコールを混合し１８０℃３時間真空管相した後に、押出機に供給し、常法により２８５℃で溶融してTダイ複合口金内に導入した。
また、光拡散層としてはポリ-４-メチルペンテン-１のチップの量を減らしたものを使用した。
得られた溶融体シートを、表面温度２５℃に保たれた冷却ドラム上に密着冷却固化させ未延伸フィルムとした。続いて、該未延伸フィルムを９８度に過熱されたロール群を用いて長手方向に延伸した後、２５℃のロール群で冷却し、１軸延伸フィルムとした。次いで、該１軸延伸フィルムをクリップで保持しながらテンターに導き１０５℃に加熱された雰囲気下で長手方向に垂直な方向に延伸した後、さらに幅方向に弛緩しつつ、テンター内で２２０℃の熱処理を施し均一に除冷後、巻き取り拡散基材を得た。全光線透過率とＨz値はポリ-４-メチルペンテン-１の添加量と、延伸の倍率を変えることで作成した。総厚は２００μｍであり、得られた光伝達層の両側に易接着処理を施した。

（光学シートへの成型）
（実施例３）
得られた調光機能層と光伝達層との易接着面にそれぞれ粘着材を塗布し、空気層を確保しつつ一体成型をはかった。

（バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法）
（実施例４）
作成した光学シートを３７型のサイズにカットし、単位レンズを冷陰極管と対向し、シリンドリカルレンズアレイであれば光源と平行になるように、バックライト・ユニットに配置した。光学シートの光源と反対面には厚さ２ｍｍの透明レンズシートを配置した。光学シートは光源側にたるまないようにこの厚さ２ｍｍの透明レンズシートと、両面テープで４辺を貼り合わせた。両面テープの幅は５ｍｍとし、画像表示領域内に両面テープが入らないようにした。

（バックライトユニット・液晶表示装置の拡散性評価）
（実施例５）
拡散性能評価は、市販の拡散板との比較により行った。本光学シートのＨｚ値（ＪＩＳ Ｋ７１３６）は９９．０３、光拡散率は６１．６％従来の拡散板と比較しても拡散性は十分であった。
また、市販品に比べ大幅な膜厚削減が可能となった。

本発明の光学シートを説明するための断面図である。 本発明の光学シートの構成例を示す断面図である。 本発明のバックライト・ユニットを示す模式図である。 本発明の光学シートの構成例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・光源
２・・・ランプハウス
３・・・光伝達層
４・・・光拡散層
５・・・光拡散補助層
６・・・調光機能層
７・・・光学シート
１１・・・接着剤もしくは粘着剤
１２・・・リブ
１３・・・拡散板

Claims (21)

1. 少なくとも、２層の光拡散補助層にはさまれた光拡散層を有する光伝達層を備え、前記光拡散補助層の屈折率は、前記光拡散層の屈折率と異なり、かつ前記光拡散補助層および光拡散層は、多層押し出し法により一体成型されてなることを特徴とする光学シート。
2. 前記光拡散補助層は、前記光拡散層の屈折率とは異なる屈折率を有する粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記光学シートは、少なくとも１軸方向に延伸されてなり、該延伸により前記光拡散補助層の内部に空隙が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
4. 前記光拡散補助層と光拡散層との合計膜厚が２５μｍ〜５００μｍであり、前記光拡散補助層の膜厚が、合計膜厚に対し１０％〜９０％の割合であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学シート。
5. 前記光伝達層の全光線透過率が４０％〜９８％の請求項１〜４のいずれかに記載の光学シート。
6. 前記光伝達層のヘイズ値が２０％〜１００％である請求項１〜５のいずれかに記載の光学シート。
7. 前記光伝達層は２軸延伸されてなるシートである請求項１〜６のいずれかに記載の光学シート。
8. 前記光拡散補助層に含まれる粒子が、有機粒子または無機粒子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の光学シート。
9. 前記光伝達層の最表面に、十点平均粗さＲｚが２００μｍ以下、算術平均粗さＲａが３．０μｍ以上１０００μｍ以下の凹凸構造もしくは、プリズム頂角が４０〜１７０度、プリズム間隔が２０〜７００μｍの範囲内のプリズム構造を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学シート。
10. 前記光伝達層の少なくとも一方の面に調光機能層を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学シート。
11. 前記調光機能層と前記光伝達層とが、接着剤または粘着材により積層されてなることを特徴とする請求項１０に記載の光学シート。
12. 前記調光機能層と前記光伝達層とが、少なくとも１つ以上のリブを介して積層されてなることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学シート。
13. 前記接着剤または粘着材の１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０×１０^４Ｐａ≦Ｇ’≦１．０×１０^８Ｐａである請求項１１に記載の光学シート。
14. 前記接着剤または粘着材が、前記光伝達層の屈折率と異なる屈折率を有する有機粒子および／または無機粒子を含む請求項１１に記載の光学シート。
15. 前記調光機能層は、その片面もしくは両面に、高さ５μｍ以上のプリズムレンズアレイもしくはマイクロレンズアレイもしくはシリンドリカルレンズアレイもしくはこれらを複合してなる形状のレンズアレイがストライプ状、点状もしくは不規則に成型されてなることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の光学シート。
16. 前記光伝達層の少なくとも一面に少なくとも一枚のシート部材が積層され、前記シート部材は、前記光伝達層の屈折率とは異なる屈折率の有機粒子および／または無機粒子を含む請求項１〜１５のいずれかに記載の光学シート。
17. 前記光伝達層の少なくとも一方の面に拡散板を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光学シート。
18. 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学シートを少なくとも１枚以上備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。
19. 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、複数の光学シートを備えるディスプレイ用バックライト・ユニットにおいて、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学シートを少なくとも１枚以上備えることを特徴とする特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。
20. 前記光源が冷陰極管もしくはＬＥＤもしくは半導体レーザーであることを特徴とする請求項１８または１９に記載のディスプレイ用バックライト・ユニット。
21. 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、光源と、請求項１８〜２０のいずれかに記載のディスプレイ用バックライト・ユニットを備えることを特徴とするディスプレイ。

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