JP2011169923A - 光学シートの製造方法、および当該光学シートを含む光源ユニット、表示装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】直下型光源ユニットを用いた表示装置においてコストの低減や薄型化が求められている。一つのポリッシングロールから、種々の表面形状と光学性能を有する第一の光学シートを製造できる光学シートの製造方法を提供する。
【解決手段】出光面にピッチＰが２００μｍ以下かつ高さＨが２００μｍ以下で、Ｈ／Ｐの値が０．1〜０．９の間となるシリンドリカルな光学要素を賦型された光学シート原反を、以下の条件で延伸される第一の光学シートの製造方法であり、線状光源である複数の冷陰極管ランプの間隔をＷ、光源上に載置された光学シートと光源との距離をｄとし、２ｄ＜Ｗの条件のとき、前面パネルに最も近い光学シート上の冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０の範囲である。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学シート、光学シートの製造方法、および当該光学シートを含む光源ユニットに関するものである。

本明細書における第一の光学シートとは、光源から液晶パネル側の方向に対して、一番目に配置する光学シートをいい、第二の光学シート、第三の光学シート、第四の光学シートとは、それぞれ、二番目、三番目、四番目に配置する光学シートのことを示す（図面１参照）。また、前面パネルに最も近い光学シートとは図面１においては符合５の第三の光学シートが該当する。
本明細書におけるシート原反とは、延伸前の熱可塑性樹脂のシート状成型物をいう。

近年、ディスプレイ装置はブラウン管を用いたものから液晶を用いたものに代わってきており、また、画面も大型化してきている。液晶ディスプレイの光源としてはエッジライト方式と直下型方式のものがあるが、大型の液晶ディスプレイ装置では、光源として複数の冷陰極管を配置した直下型光源が一般的に用いられている。

直下型光源を用いた液晶ディスプレイ装置の画面では、冷陰極管が存在する部分は明るい一方で存在しない部分は比較的暗いという輝度ムラが生じ、また、冷陰極管が画面に映り込むという問題がある。そこで、冷陰極管と液晶パネルとの間に光拡散板を配置することにより、冷陰極管から発せられる光を画面全体にわたり均一に拡散させることが行われている。

現段階では、輝度ムラをより一層抑えて光均整度を高めるべく、光源ユニットと前面パネルの間に、光学シートが採用されている。光学シートとしては、第一の光学シートとしての光拡散板に第二の光学シートとしてのプリズムシートや第三の光学シートしてのマイクロレンズシートなど複数枚のシートを重ねることが行われている。しかし、かかる方法は使用するシートの枚数に応じた部材コストが必要となる上に、これらシートはクリーンルーム内で人の手により設置されており、人件費も要する。

ところが、液晶ディスプレイには一層の薄肉化が要求されており、そのために冷陰極管と画面との距離を狭めざるを得ず、光が十分に拡散できなくなっている。また、コストを下げるために冷陰極管の数を減らすことも行われている。その結果、輝度ムラはさらに大きな問題となっていることから、優れた光拡散作用を有する光拡散板が切望されている。

輝度ムラを抑制し輝度を向上させることを目的とする光学シートとしては、第一の光学シートの光拡散板を選択するケースとしては、例えば特許文献１には、少なくとも一方の面にプリズム部を有し、連続相中に分散相が分散している光学シートが開示されている。この分散相は連続層と屈折率が異なることから冷陰極管より発せられた光を板面方向に拡散させることができ、また、表面に形成されたプリズム部により光はさらに拡散する。かかる分散相は連続相と互いに非相溶であるか難相溶であり、シートのドローや一軸延伸時にラグビーボール状に変形し、異方性を示すとされている。その実施例によれば、ポリプロピレン系樹脂中に相溶化剤と共にポリスチレン系樹脂を添加して分散させ、次いで約３倍のドロー比で押出すことによって、ポリスチレン系樹脂からなる分散相がラグビーボール状になったとの記載がある。

また同じく第一の光学シートに光拡散板を選択するケースとして、特許文献２には、第1の表面賦型のあるシートの延伸による、相似形の第２の立体模様を形成することができることが開示されている。

特開２００７−２０６５６９号公報 特開２００７−１３７０５８号公報

本発明は、線状光源を用いた直下型光源ユニットを用いた表示装置において問題となるランプイメージを第一の光学シートを用いて消すことを目的とする。直下型光源ユニットを用いた表示装置は、通常、光源、光学シートと液晶表示装置の前面パネルと組み合わせる。この製品開発において、消費電力、回路、表示装置の外的意匠性の観点から前面パネル、光源の仕様を決定し、光学シートの選定をしていく。光学シートの選定、設計には光学的な性能の要求を満たすことが要求される。このような光学シートにおいて、第一の光学シートが果たす役割は大きい。第一の光学シートは、光学性能のほかに、直下型光源全体の合成を保つと共に、複数の光学シートを組み合わせる場合に、他の光学シートを支える為の機械的強度が求められる。また、光源から最も近い場所にある為、耐熱性、耐紫外線性が求められる。

直下型光源ユニットを用いた表示装置において近年、コストの低減が求められている。また、薄型化のニーズも大きい。これらの要求に応える光源設定は光源ユニットの隣り合う線状光源の光源間間隔をＷ、光源と第一の光学シートとの距離をｄとしたときに２ｄ＜Ｗの条件となってくる。光源と前面パネルには他にも様々な設計事項があり選択の余地は少ない。しかし、光学設計が主要な設計事項となる光学シートには選択の余地多い。光学シートは少なくとも1枚、すなわち、第一の光学シートは必ず使用される。従って、第一の光学シートのコストが液晶表示装置全体のコストに及ぼす影響は大きい。このような状況下で、第一の光学シートに求められる各性能を満たし、低コストでシートを作成する為には、製造方法に課題がある。通常、第一の光学シートはその主たる成分である熱可塑性の透光性樹脂の押出し成型で製造される。厚みなどの基本的な板の形状の調整は成型機の調整で対応可能であるが、マット、エンボス、シリンドリカルレンズなどの光学要素の表面賦型調整はシート成型後のプレスやパターニング等の選択肢もあるが、経済性の観点から表面加工したポリッシングロールを用いた押出しと一括の工程に組み込み行うことから、ポリッシングロール表面の表面加工により行う。ポリッシングロールの表面加工は、ロール取外し、加工前処理、精密旋盤による微細加工、加工後処理、ロール取付け調整などで、非常に工程が多く、このことが第一の光学シートの経済性に大きく影響を及ぼしていた。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、転写用の立体模様が設けられた一つのポリッシングロールから、種々の表面形状と光学性能を有する第一の光学シートを製造できる光学シートの製造方法を提供することを課題とする。

前記課題に基づき、発明者らは鋭意検討した結果、少なくとも出光面にシリンドリカルな光学要素を持つ光学シート原反をそのシリンダー方向へ延伸することにより、線状光源を用いた直下型光源ユニットにおいて、任意の光学シートの組合せ、任意の線状光源間距離設定、任意の光源と第一の光学シートの距離設定において、前面パネルに最も近い光学シート上でランプイメージを消すことが出来る第一の光学シートを得ることが出来ることを見出して本発明を完成した。以下、本発明の解決手段について説明する。

本発明により製造される第一の光学シートは、線状光源である複数の冷陰極管ランプの間隔をＷ、光源上に載置された光学シートと光源との距離をｄとし、２ｄ＜Ｗの条件のとき、光源から最も近い位置に配置され、すくなくとも出光面にピッチＰが２００μｍ以下かつ高さＨが２００μｍ以下で、Ｈ／Ｐの値が０．1〜０．９の間となるシリンドリカルな光学要素が賦型されていなければならない。この第一の光学シート単体、あるいは、第二、第三の光学シートの組み合わせの配置において、前面パネルに最も近いシート面状で、条件（１）冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０となるように第一の光学シートをシリンドリカル方向に一軸延伸することにより製造することを特徴とする。

本発明により製造される第一の光学シートの用いる熱可塑性樹脂は、透明なものであり且つ光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいものが使用される。透明性等は当然に他のシートにも求められるので、他のシートを構成する樹脂として用いることもできる。また、光拡散性のある粒子が分散されていてもよい。

本発明により製造されるの第一の光学シートは少なくとも一方の表面にシリンドリカルレンズ群が形成されている。本発明におけるシリンドリカルレンズとは、通常のレンズと異なりある程度の長さと二等辺三角形や、半円かまぼこ型などの断面形状を有し、これを本明細書ではそれぞれ略三角畝状、略楕円畝状と称する（図面３、図面4参照）。入射光を一定の視野各内に拡散または集光できるレンズをいう。シリンドリカルレンズの大きさは適宜調整すればよい。

本発明により製造される第一の光学シート上のシリンドリカルレンズは第一の光学シートの全体に平行に形成される、隣接するシリンドリカルレンズの間を空けてもよいが、好適には光拡散効率を高めるために間隔を空けず隣接させる。間隔をあける場合は、間隔部分の光拡散効率を高める為の調整、例えば、第一の光学シートの熱可塑性樹脂に光拡散性粒子を添加する、間隔部分表面もしくは裏面に光拡散効率を高める細かい凹凸をつける等を行う。また、シンドリカルレンズは端部まで形成してもよいが、固定するために端部は平面のままにしてもよい。

本発明により製造される第一の光学シート上のシリンドリカルレンズのレンズ部を構成する樹脂は、第一の光学シートに用いる熱可塑性樹脂と同様のものを用いることができ、第一の光学シートにおいて、レンズ部とレンズ部以外の部分の樹脂は異なるものであってもよいが、通常は同一の樹脂とする。なお、レンズ部を構成する熱可塑性樹脂中にも、レンズ部以外を構成する熱可塑性樹脂と同様に光拡散性のある粒子が分散されていてもよい。当該分散された微粒子が架橋有機微粒子を用いて光学異方性のものである場合はその長軸方向も、同様にシリンドリカルレンズの長さ方向と略同一であるものとする。

本発明により製造される第一の光学シートは、最初のシリンドリカルレンズ形状からシリンダー方向に一軸延伸して変形させると、様々条件の光源、光学シートのそれぞれの組合せで前面パネルに最も近い光学シート上の輝度の状態が、冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０を満たす事を特徴とする。

本発明の製造方法は、シリンドリカルな基本的なレンズ形状を賦し第一の光学シート原反を得る工程（Ａ）とその原反の形状をシリンダー方向へ一軸延伸する工程（Ｂ）を含むことを特徴とする。

工程（Ａ）の前段では、光拡散粒子を混ぜる工程を含ませてもよく、表面を機能化（耐紫外線機能付与、帯電防止機能付与）するための工程が含まれていても良い。また、工程（Ａ）で用いるシリンドリカル形状を転写するポリッシングロールの形状は深さがシリンドリカルレンズの高さＨに相当するので２００μ以下、幅がシリンドリカルレンズの幅Ｐに相当するので２００μｍ以下であるものを用いることが好ましい。工程（Ｂ）の後段では、本願製造方法で製造される光学シートの表面を機能化（耐紫外線機能付与、帯電防止機能付与）するための工程が含まれていても良い。

本発明の直下型光源ユニットは、上記第一の光学シートと冷陰極管を含み、シリンドリカルレンズの長さ方向が冷陰極管の長さ方向と一致するように第一の光学シートと冷陰極管が配置されていることを特徴とする。

本発明の表示装置は、本発明により製造された直下型光源ユニットを含むことを特徴とする。

本発明により製造される光学シートは、その製造工程において、工程（Ａ）においては転写用ポリッシングロールの形状を正確に転写する一方で、工程（Ｂ）の延伸工程において適度に変形することから、所望の光学性能を発揮する。よって本発明により製造される光学シートは、光源である冷陰極管の数を減らしても、光源と第一の光学シートの距離が変化しても（つまり、光源ユニットの隣り合う線状光源の光源間間隔をＷ、光源と第一の光学シートとの距離をｄとしたときに２ｄ＜Ｗの条件で）、あるいは、光源条件が変わらず、光学シートの組合せが変化しても光を所望の方向に拡散させることができるので、需要が高まっている液晶ディスプレイ装置の製造コストを低減しつつ高輝度を発揮できるものとして産業上極めて有用である。

薄型化、ランプ本数減の市場要求に応える光源設定は光源ユニットの隣り合う線状光源の光源間間隔をＷ、光源と第一の光学シートとの距離をｄとしたときに２ｄ＜Ｗの装置設定条件となってくる。これらの条件下で、最終的に前面パネルに最も近い光学シート上での輝度の状態が、冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０を満たす事ができる第一の光学シートを供給できる本発明と本発明により製造される第一の光学シートを説明する。
図面を参照して説明を行うが。本発明は図面の実施形態にのみ限定されるものではない。本明細書における第一の光学シートとは、光源から液晶パネル側の方向に対して、一番目に配置する光学シートをいい、第二の光学シート、第三の光学シート、第四の光学シートとは、それぞれ、二番目、三番目、四番目に配置する光学シートのことを示す（図面１参照）。前面パネルに最も近い光学シートとは図面１においては符号５の第三の光学シートが該当する。また、シート原反とは、延伸前の熱可塑性樹脂のシート状成型物をいう。

以下、先ず本発明に係る光学シートの構成につき説明した上で、続いてその製造方法などにつき説明する。
＜光学シート＞
本発明に係る第一の光学シートを構成する熱可塑性樹脂は、透明なものであり且つ第一の光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、ポリカーボネート樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）などのスチレン系樹脂；ＭＳ樹脂（メチルメタクリレートとスチレンの共重合体）；ノルボルネン系樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；これらのうち２種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いる。中でもポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいので第一の光学シート用の樹脂として特に好ましい。

上記の熱可塑性樹脂は、第一の光学シートを構成するものとして例示したが、透明性等は当然に他のシートにも求められるので、他のシートを構成する樹脂として用いることもできる。

本発明に係る第一の光学シートは、透明樹脂のみで構成されていても良いが、光拡散性を調整する為に、光拡散層を設けても良い。光拡散層は、第一の光学シート全体、レンズ部のみ、レンズ部以外全体、出光面表層のみ、入光面表層のみあるいは、中間層に均一、あるいはランダムに分散させてよい。光拡散層は、光拡散性の粒子が熱可塑性樹脂中に分散されているものであり、光を所定の方向に拡散させる。

光拡散層の厚さは適宜調整することができ特に制限されないが、通常は０．３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度とすることができる。０．３ｍｍ未満であると光拡散作用が十分に発揮できなかったり、剛性が不足して形状安定性が維持できない場合があるのに対し、１０ｍｍを超えると本発明の光学シートを適用した装置全体をコンパクトにできないおそれがあるからである。より好ましくは、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下程度とする。

光拡散性粒子の材質としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの合成樹脂；ガラス；スメクタイト、カオリナイトなどの粘土化合物；シリカ、アルミナなどの無機酸化物；などが挙げられる。これらの材質のうち、（メタ）アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適である。

微粒子の使用量は、第一の光学シートを構成する熱可塑性樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、２０質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上、１０質量部以下である。使用量が０．１質量部未満であると、第一光学シートに入射した光が微粒子を入れた期待効果を発揮するほど充分には拡散されないことがある。逆に、使用量が２０質量部を超えると、第一の光学シートの押出成型が困難になることや、透過する光量が減少し、輝度が低下することがある。

熱可塑性樹脂と光拡散性粒子との割合は、適宜調整すればよいが、例えば熱可塑性樹脂１００質量部に対して光拡散性粒子を０．１質量部以上、５．０質量部以下程度添加すればよい。熱可塑性樹脂１００質量部に対して光拡散性粒子が０．１質量部未満であると、輝度均整度が十分に改善できない可能性がある。一方、５．０質量部を超えると光拡散層の透明度が低下して輝度自体が低下するおそれがあり得る。

第一の光学シートに光学性能として異方拡散性能を加えたい場合には架橋有機微粒子が好ましく用いられる。架橋有機微粒子の原料として用いる単量体としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリレート類；スチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−ｔ−ブチルスチレンなどのスチレン類；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミドなどのマレイミド類；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミド類；（メタ）アクリロニトリルなどのアクリロニトリル類；Ｎ−ビニルピロリドン；の１種、或いはこれらのうち２種以上を混合して用いることができる。

架橋有機微粒子の原料として用いる架橋剤としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ビスヒドロキシエチルビスフェノールＡジ（メタ）アクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；ジビニロキシエトキシ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、アリル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合性架橋剤；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物；トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの多官能イソシアネート化合物；Ｎ−メチロールメラミン、Ｎ−メチロールベンゾグアナミンなどの多官能メチロール化合物；の１種、或いはこれらのうち２種以上を混合して用いることができる。

異方拡散性を出す為の架橋有機微粒子の架橋密度は架橋密度が０．００１％以上、０．１２％以下であることが好ましい。

本発明に係る架橋有機微粒子の屈折率は、光拡散層を構成する熱可塑性樹脂の屈折率とは異なるものとする。同一の屈折率を有する架橋有機微粒子を用いると光は屈折されず、輝度の均整度を十分に高めることはできない。しかしその一方で、樹脂の屈折率は種類により異なるので、架橋有機微粒子を構成する樹脂と熱可塑性樹脂との種類を異なるものにすればよい。但し、光拡散異方性をより確実に発揮せしめるためには、熱可塑性樹脂と架橋有機微粒子の屈折率差を０．０３以上にすることが好ましい。

本発明の架橋有機微粒子または熱可塑性樹脂の少なくとも一方へは、さらに酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤は加熱成型時における酸化や劣化による架橋有機微粒子の着色を抑制することができるので、本発明の光学シートを適用したバックライトユニットの輝度をより確実に発揮せしめることができる。

酸化防止剤としては従来公知のものを用いることができる。例えば、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］やオクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−１−ヒドロキシフェニル）プロピオネートなどのヒンダードフェノール系酸化防止剤；トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトやトリス［２−［［２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサフォスフェフィン−６−イル］オキシ］エチル］アミンなどのリン系酸化防止剤；芳香環を有するものとして、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］など、芳香環を有さないものとして、ペンタエリスリチルテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）などの硫黄系酸化防止剤；３−ヒドロキシ−５，７−ジ−ｔ−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンの反応生成物などのラクトン系酸化防止剤；還元型牛脂を原料としたアルキルアミンの酸化生成物などのヒドロキシルアミン系酸化防止剤；３，４−ジヒドロ−２，５，７，８−テトラメチル−２−（４，８，１２−トリメチルトリデシル）−２Ｈ−ベンゾピラン−６−オールなどのビタミンＥ系酸化防止剤などを使用できる。

酸化防止剤の使用量は適宜調整すればよいが、通常、架橋有機微粒子全体に対して０．００５質量％以上、０．３質量％以下程度添加すればよい。

本発明の光学シートの少なくとも一方の表面には、シリンドリカルレンズ群が形成されている。本発明におけるシリンドリカルレンズとは、通常のレンズと異なりある程度の長さと二等辺三角形、半円かまぼこ型などの断面形状を有し、入射光を一定の視野各内に拡散または集光できるレンズをいう。シリンドリカルレンズの大きさは適宜調整すればよく特に制限されないが、例えば幅は１０μｍ以上、２００μｍ以下程度、高さは１０μｍ以上、２００μｍ以下程度、長さは光学シートの長さと同一か端部を除いた部分の長さと同一とすることができる。その断面形状も光をレンズ長さの直交方向へ拡散できるものであれば特に制限されないが、例えば二等辺三角形、半円、放物線形、下部が長方形で上部が半円の形を挙げることができる。二等辺三角形の頂角は６０°以上、１２０°以下とすることができる。また、半円の中心角は１８０°とは限らず、光を一定方向に拡散できるように調整すればよい。

本発明の光学シートの少なくとも一方の表面には複数のシリンドリカルレンズが形成され、隣接するシリンドリカルレンズの間を空けてもよいが、好適には光拡散効率を高めるために間隔を空けず隣接させる。間隔をあける場合は、間隔部分の光拡散効率を高める為の調整、例えば、第一の光学シートの熱可塑性樹脂に光拡散性粒子を添加する、間隔部分表面もしくは裏面に光拡散効率を高める細かい凹凸をつける等を行う。また、シンドリカルレンズは端部まで形成してもよいが、固定するために端部は平面のままにしてもよい。

シリンドリカルレンズのレンズ部を構成する樹脂は、第一の光学シートを構成する樹脂と同様のものを用いることができ、レンズ部とレンズ部以外の樹脂は異なるものであってもよいが、通常は同一の樹脂とする。なお、レンズ部を構成する熱可塑性樹脂中にも、レンズ部以外を構成する熱可塑性樹脂と同様に光拡散性のある粒子が分散されていてもよい。当該分散された微粒子が架橋有機微粒子を用いて光学異方性のものである場合はその長軸方向も、同様にシリンドリカルレンズの長さ方向と略同一であるものとする
本発明の光学シートは、少なくともシリンドリカルレンズを形成した側と反対の面側に、紫外線吸収剤を含む層、帯電防止剤を含む層、或いは紫外線吸収剤含有層と帯電防止剤含有層の両方が形成されていてもよい。即ち、光拡散層の少なくとも片面側に光分散作用以外の作用を有する層が形成されていてもよい。ここで「少なくとも片面側」としたのは、異なる機能を有する層が光拡散層の上に直接形成されている場合に限られず、例えば紫外線吸収剤含有層と帯電防止剤含有層など複数の層が光拡散層の片面に積層されていてもよいことを意図したものである。また、両面にあってもなんら支障はないので、この形態を排除するものではない。これら異なる機能を有する層は、発光体から発せられる紫外線を低減して光学シートの着色を抑制したり、また、帯電を抑制して粉塵の付着による輝度低下を抑制したり電子デバイスの寿命を延ばしたりするといった機能を本発明の光学シートに付与するものである。

紫外線吸収剤と帯電防止剤としては従来公知のものを使用することができる。例えば紫外線吸収剤としては、サリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤；トリアジン系紫外線吸収剤；ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；環状イミノエステル型紫外線吸収剤；分子内にヒンダードフェノール構造とヒンダードアミン構造を有するハイブリッド系紫外線吸収剤；トリフェニルシアノアクリレート系紫外線吸収剤などの低分子紫外線吸収剤や、これら低分子紫外線吸収剤が高分子に懸垂するような形で結合している高分子紫外線吸収剤（例えば、日本触媒社製のハルスハイブリッド（登録商標）など）を用いることができる。

帯電防止剤としては、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸や、それらのＬｉ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ塩などのオレフィン系硫酸エステルまたはその金属塩；高級アルコールのリン酸エステル類などのアニオン界面活性剤；第３級アミン、第４級アンモニウム塩、カチオン系アクリル酸エステル誘導体、カチオン系ビニルエーテル誘導体などのカチオン界面活性剤；アルキルアミン系ベタインの両性塩、カルボン酸アラニンまたはスルホン酸アラニンの両性塩、アルキルイミダゾリンの両性塩などの両性界面活性剤；脂肪酸多価アルコールエステル、アルキル（アミン）のポリオキシエチレン付加物などの非イオン界面活性剤；ポリエーテルエステルアミドやポリエステルアミドなどのポリアミドエラストマーなどを用いることができる。また、ポリビニルベンジル型カチオン樹脂やポリアクリル酸型カチオン樹脂などの導電性樹脂も帯電防止剤として用いることができる。

紫外線吸収剤および帯電防止剤の使用量は各機能に応じて適宜調整することができるが、通常、各層を構成する樹脂１００質量部に対して１〜５０質量部程度である。

これら異なる機能を有する層は、光拡散層と同様の熱可塑性樹脂中に紫外線吸収剤や帯電防止剤を均一分散させたシートを、熱圧着や接着剤で光学シート上などに接着すればよい。或いは、紫外線吸収剤などを含むペーストを光学シート上に塗布した上で乾燥または冷却してもよい。また、光拡散剤を配合した熱可塑性樹脂と、紫外線吸収剤や帯電防止剤を配合した熱可塑性樹脂を共押出成型してもよい。

これら異なる機能を有する層の厚さは各機能などに合わせて適宜調整すればよいが、通常、１〜５０μｍ程度にすることができる。

本発明の光学シートの大きさや形状は特に制限されず、例えば液晶ディスプレイ装置の大きさや形状に合わせればよい。

＜第二の光学シートおよびその他のシートとの組合せ＞
ランプイメージを更に消す為、あるいは、輝度を向上させる為に、第一の光学シートに加え、第二の光学シートを組み合わせて配置することも出来る。第二の光学シートは、レンズシート、拡散シート、反射偏光フィルム、輝度向上フィルムが好ましい。更に、光学性能を付与する為に、第三の光学シート、第四の光学シートを組み合わせることも出来る。第三の光学シート、第四の光学シートは、レンズシート、拡散シート、反射偏光フィルム、輝度向上フィルムの中から選択されることが好ましく、求める光学性能に応じて、これらのうちの少なくとも一つまたは、複数の任意の組み合せを選択することが出来る。特に、W＞２ｄの条件で、Ｗ／２dの値が１．５より大きい条件下では、他の光学シートを組み合わせると輝度ムラが小さく、全体の輝度の値が小さくならず、輝度ムラと輝度のバランスを取ることが容易となる。
＜光学シートの製造方法＞
本発明の製造方法は、シリンドリカルな基本的なレンズ形状を賦し光学シート原反得る工程（Ａ）とその形状をシリンダー方向へ一軸延伸する工程（Ｂ）を含むことを特徴とする。

工程（Ａ）の前段では、光拡散粒子を混ぜる工程を含ませてもよい。光拡散粒子を混ぜる工程は光学性能を調整する（より光拡散にする）場合に用いる。光拡散性の粒子を熱可塑性樹脂中に分散させる方法としては一般的なものを用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂を溶融温度以上に加熱して軟化させた後に光拡散性粒子を添加し、十分に攪拌混合すればよい。

また、表面を機能化（耐紫外線機能付与、帯電防止機能付与、色調変化防止機能付与）するための工程が含まれていても良い。成型の前に熱可塑性樹脂中に機能化のための成分（紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、酸化防止剤）を分散させたのち、成型を行うことが好ましく行われ、その方法としては一般的なものを用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂を溶融温度以上に加熱して軟化させた後に機能化のための成分を添加し、十分に攪拌混合すればよい。

熱可塑性樹脂中に分散させる方法としては一般的なものを用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂を溶融温度以上に加熱して軟化させた後に機能化のための成分を添加し、十分に攪拌混合すればよい。

次に、シリンドリカルな基本的なレンズ形状を賦し光学シート原反を得る工程（Ａ）でシート状原反を成型する。成型方法は特に限定されないが、好適には押出成型法を用いる。即ち、上記分散体を溶融してシート状に押出して光学シート原反を成型する。

なお、透明熱可塑性樹脂中に光拡散粒子、機能化付与の為の成分等を分散させる工程と工程（Ａ）は、透明熱可塑性樹脂などの原料を押出成型機で加熱混合することにより一体的に実施することも可能である。

得られた光学シート原反の少なくとも一方の表面には工程（Ａ）をへてシリンドリカルレンズ群を形成し、また、工程（Ｂ）でシリンドリカルレンズの長さ方向と同一方向に一軸延伸する。これら工程（Ａ）、（Ｂ）は、何れを先に実施してもよいし、同時に行ってもよい。即ち、シリンドリカルレンズを形成し光学シート原反を得てから一軸延伸してもよいし、シリンドリカル賦型前の光学シート原反を一軸延伸してからシリンドリカルレンズを形成してもよいし、或いは複数のポリッシングロールを用い、光学シート原反の成型とシリンドリカルレンズの形成と一軸延伸を同時に行ってもよい。なお、先に一軸延伸する場合には、次に形成すべきシリンドリカルレンズの長さ方向に一軸延伸するか、或いは一軸延伸した方向に応じてシリンドリカルレンズを形成する。

複数のポリッシングロールを用いてシリンドリカルレンズの形成と一軸延伸とを同時に行う場合には、例えば最初のロールの少なくとも一方にシリンドリカルレンズを形成するための溝を形成し、また、上記シート成型に用いたロールのうち最終ロールの間隙を狭めて圧力を高くしたり、最終ロールからのシートの引取り速度を高めることにより延伸倍率を調節するといった方法がある。

延伸倍率、即ち（延伸前におけるシート厚さ／延伸後におけるシート厚さ）×１００（％）としては、１２０％以上が好ましい。光拡散性微粒子として、架橋有機粒子を用いた１２０％以上であれば、より確実に球状または略球状の光分散剤を楕円体形状とすることができ且つ延伸方向に配向させ得るからである。但し、過度に延伸すると光拡散板の強度が低下するおそれがあるので、好適には延伸倍率は４００％以下、さらに好ましくは３００％以下にする。なお、工程（Ａ）、（Ｂ）で３本のロールを用いた場合における上記式の「延伸前におけるシート厚さ」は、押出し直後の第１ロールと第２ロールの間隙としてもよい。

本発明の直下型光源ユニットは、上記光学シートと冷陰極管を含み、光学シート上のレンズのシリンダー方向が冷陰極管の長さ方向と一致するように光学シートと冷陰極管が配置されていることを特徴とする。

本発明により製造される光学シートは、その製造工程において、工程（Ａ）においては光学シート原反に転写用ポリッシングロールの形状を正確に転写する一方で、工程（Ｂ）において適度に変形することから、所望の光学性能を発揮する。よって本発明により製造される光学シートは、光源である冷陰極管の数を減らしても、光源と第一の光学シートの距離が変化しても、あるいは、光源条件が変わらず、光学シートの組合せが変化しても光を所望の方向に拡散させることができ、結果として光の均一性を保つことができるので、需要が高まっている液晶ディスプレイ装置の製造コストを低減しつつ高輝度を発揮できるものとして産業上極めて有用である。

よって、本発明の光拡散板および当該光拡散板を有する直下型光源ユニットは、液晶ディスプレイ装置などへ適用することによりその製造コストを低減することができる。

次に本発明の実施例として隣り合うランプ間の距離Wが３０ｍｍのときの実例をあげ、説明するが、本発明は本例に限定されることはない。

[製造例１]
ポリカーボネート樹脂（「ユーピロンＥ２０００ＦＮ」：三菱エンジニアリングプラスチック社製）１００部と、リン系酸化防止剤（「イルガフォス１６８」：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）０．０１部、オキサゾール系蛍光増白剤（「ユビテックスＯＢ」：チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）０．００３部とを、ベントとギアポンプ付きで、3本ポリッシングロールを有するシート押出成型機に供給し、押出温度２９０℃、第１ロール温度１４０℃、第２ロール温度１８０℃、第３ロール温度１９０℃で、光学シート原反を経て第一の光学シートの押出成型を行った。なお第１・第２ロールは鏡面ロールを使用し、第３ロールはレンズピッチが１００ミクロン、レンズ高さが６０ミクロンの略楕円畝状のシリンドリカルレンズが彫刻されたロール（レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻）を使用した。また板厚は、第３ロールの出口での板厚を２．０ｍｍとし、その後引取りロールの周速を第３ロールのそれより高くして厚さ１．５ｍｍとなるように調節し、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート１を得た。得られた光学シート１の光学特性評価結果を表１に示した。

[製造例２]
第３ロールの出口での板厚を２．５ｍｍとし、その後引取りロールの周速を第３ロールのそれより高くして厚さ１．５ｍｍとなるように調節した以外は製造例１と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート２を得た。得られた光学シート２の光学特性評価結果を表１に示した。

[製造例3]
第３ロールにレンズピッチが２００ミクロン、レンズ高さが１５０ミクロン、頂部（彫刻面における最深部）の曲率半径が１０ミクロンの略三角畝状のシリンドリカルレンズが彫刻されたロール（レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻）を使用し第３ロールの出口での板厚を２．５ｍｍとし、その後引取りロールの周速を第３ロールのそれより高くして厚さ１．５ｍｍとなるように調節した以外は製造例1と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート３を得た。得られた光学シート３の光学特性評価結果を表１に示した。

[製造例４]
光拡散剤としてシリカ微粒子（「シーホスターＫＥ−Ｐ１５０」：日本触媒社製）０．２部をさらに添加した以外は製造例１と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート４を得た。得られた光学シート４の光学特性評価結果を表１に示した。

[製造例５]
光拡散剤としてＰＭＭＡ系微粒子（「エポスターＭＡ１００２」：日本触媒社製）０．５部をさらに添加した以外は製造例１と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート５を得た。得られた光学シート５の光学特性評価結果を表１に示した。

[比較製造例１]
第３ロールにレンズピッチが３００ミクロン、レンズ高さが１５０ミクロンの略楕円畝状シリンドリカルレンズが彫刻されたロール（レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻）を使用した以外は製造例１と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート６を得た。得られた光学シート６の光学特性評価結果を表１に示した。

[比較製造例２]
第３ロールにレンズピッチが１００ミクロン、レンズ高さが２５ミクロンの略楕円畝状シリンドリカルレンズが彫刻されたロール（レンズ稜線の方向がロールの回転方向に対し平行となるように彫刻）を使用した以外は製造例１と同様にして、最終的に厚さ１．５ｍｍの一軸方向に延伸された光学シート７を得た。得られた光学シート７の光学特性評価結果を表１に示した。

[比較製造例３]
第３ロールに鏡面ロールを使用した以外は製造例１と同様にして、両面がフラットの光学シート８を得た。得られた光学シート８の光学特性評価結果を表１に示した。

[比較製造例４]
光拡散剤としてシリカ微粒子（「シーホスターＫＥ−Ｐ１５０」：日本触媒社製）０．２部をさらに添加した以外は比較製造例３と同様にして、両面がフラットの光学シート９を得た。得られた光学シート９の光学特性評価結果を表１に示した。

[比較製造例５]
光拡散剤としてシリカ微粒子（「シーホスターＫＥ−Ｐ１５０」：日本触媒社製）０．５部をさらに添加した以外は比較製造例３と同様にして、両面がフラットの光学シート１０を得た。得られた光学シート１０の光学特性評価結果を表１に示した。

[第二の光学シートおよび第三の光学シート]
実施例、比較例に用いた第二、第三の光学シートは、拡散フィルムはＳＫＣ,ＨＡＡＳ社製ＣＨ２７３（表中ではＤＳ）、マイクロレンズシートは、ＳＨＩＮＷＨＡ（表中ではＭＬＳ）, Iｎｔｅｒｔｅｃ社製ＳＤ７４３、プリズムシートはＭＮ, Ｔｅｃｈ社製ＵＴＥ３０（表中ではＰｒ−Ｓ）である。

[光学シートの配置]
第一のシートを、隣り合う光源の間隔Ｗが３０ｍｍの光源ユニット上に、光源中心から8ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍとなるように配置した。また、第二、第三のシートが必要な実施態様では、第一の光学シートの上に図面１のように配置をした。

[光学特性評価]
前記の光学シートの配置状態で、輝度を測定した結果を実施例、比較例とし表１に示す。

実施例により、２ｄ＜Ｗの条件下で、表面に特定の形状を持つ第一の光学シートを配置すると、前面パネルに最も近い光学シート上の冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０の範囲を満足し、ランプイメージを消すことが出来る事がわかる。なお、本発明で配置される光学シートを、従来の条件２ｄ≧Ｗの条件で用いても同様にランプイメージを消すことが出来る。

本発明により製造される光学シートは、その製造工程において、工程（Ａ）においては光学シート原反に転写用ポリッシングロールの形状を正確に転写する一方で、工程（Ｂ）の延伸工程において適度に変形することから、所望の光学性能を発揮する。よって本発明により製造される光学シートは、光源である冷陰極管の数を減らしても、光源と第一の光学シートの距離が変化しても（つまり、光源ユニットの隣り合う線状光源の光源間間隔をＷ、光源と第一の光学シートとの距離をｄとしたときに２ｄ＜Ｗの条件で）、あるいは、光源条件が変わらず、光学シートの組合せが変化しても光を所望の方向に拡散させることができるので、需要が高まっている液晶ディスプレイ装置の製造コストを低減しつつ高輝度を発揮できるものとして産業上極めて有用である。

表示装置の構成 線状光源と第一の光学シートの配置関係図 線状光源と第一の光学シートの表面形状配置関係図 第一の光学シートの表面形状

符号の説明

１・・・冷陰極管ランプ
２・・・反射フィルム
３・・・第一の光学シート
４・・・第二の光学シート
５・・・第三の光学シート
６・・・前面パネル

Claims (6)

1. 出光面にピッチＰが２００μｍ以下かつ高さＨが２００μｍ以下で、Ｈ／Ｐの値が０．1〜０．９の間となるシリンドリカルな光学要素を賦型された光学シート原反を、下記条件（１）を満たすように延伸することを特徴とする第一の光学シートの製造方法
   条件（１）
   線状光源である複数の冷陰極管ランプの間隔をＷ、光源上に載置された光学シートと光源との距離をｄとし、２ｄ＜Ｗの条件のとき、前面パネルに最も近い光学シート上の冷陰極管ランプ直上の点での輝度をＡ、光学シート上の隣り合う冷陰極管ランプの中間点での輝度をＢとしたとき、１００×（｜Ａ−Ｂ｜）／（（Ａ＋Ｂ）／２）≦１０の範囲である。
2. 光学シート原反中に光拡散性粒子を含むことを特徴とする請求項１記載の第一の光学シートの製造方法。
3. 延伸により該光拡散性粒子の形状が変形することを特徴とする請求項２記載の第一の光学シートの製造方法。
4. 第二の光学シートが、レンズシート、拡散シート、反射偏光フィルム、輝度向上フィルムからなる群の中から選択される１つ以上のものであることを特徴とする１乃至３記載の第一の光学シートの製造方法。
5. 請求項１乃至４記載の製造方法で作成した第一の光学シートを用いた直下型光源ユニット。
6. 請求項５記載の直下型光源ユニットを用いた表示装置。

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