JP2011242419A - 光学シート及び金型並びにバックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コスト及び作製工程数を抑え、輝度を維持しつつ欠陥や光源の影を隠蔽することができる光学シートを提供する。
【解決手段】表示光学系の照明光路制御に使用される光学シート１において、厚さ方向の一方の面が光入射面３１ａとされ、厚さ方向の他方の面が光射出面３１ｂとされた光透過性基材３１を備え、光入射面３１ａに、複数のマイクロレンズ３２と、深さおよび高さがランダムで微細な複数の凹凸部とが、光入射面３１ａの全域に亘りランダムに混在して形成される構成にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、画素単位での光の透過／非透過のレンズシートからなるディスプレイ用の光学シート及びその成形用の金型、並びに光学シートを用いて、透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、その背面側から照明するバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置に関する。

近年、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は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側（反観察者側）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。

この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源を、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。

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図９に示すものが一般に知られている。
かかる液晶表示装置は、図９に示すように、上部に、偏光板７１，７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、液晶パネル７２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７９が設置されており、この導光板７９の上面（光射出側）に拡散フィルム（拡散層）７８が設けられている。
さらに、導光板７９の下面に、導光板７９に導入された光を効率よく液晶パネル７２の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（図示せず）が印刷などによって設けられ、この散乱反射パターン部の下方に反射フィルム（反射層）７７が設けられている。

また、導光板７９の側端部には、光源７６が設けられている。さらに、光源７６の背面側には、光源７６の光を効率よく導光板７９中に入射させるべく、光源７６の背面を覆うようにして高反射率の光源リフレクター８１が設けられている。
また、上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ_２）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、導光板７９内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図１０に示すような構成の液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、偏光板７１，７３に挟まれた液晶パネル７２と拡散フィルム７８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）７４，７５を設けてなるものである。このプリズムフィルム７４，７５は導光板７９の光射出面から射出され、拡散フィルム７８で拡散された光を、高効率で液晶パネル７２の有効表示エリアに集光させるものである。

しかしながら、図９に示した液晶表示装置では、視野角の制御は、拡散フィルム７８の拡散性のみに委ねられているため、その制御は難しく、液晶画面の正面方向の中心部は明るく、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１０に示したプリズムフィルムを用いる液晶表示装置では、プリズムフィルムの枚数が２枚必要であるため、フィルムの光吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。

一方、直下型方式は、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利用されている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図１１に示すような構成の液晶表示装置が一般的に知られている。この液晶表示装置は、上部に、偏光板７１、７３に挟まれた液晶パネル７２が設けられ、液晶パネル７２の下面側に、蛍光管等からなる複数の光源５１と、この各光源５１の背面に配置されたリフレター５２とからなる光源ユニットを配設したものである。
このような液晶表示装置では、光源５１から射出され、拡散フィルム８２のような光学シートで拡散された光を、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。また、光源５１からの光を効率よく照明光として利用するために、光源５１の背面にリフレター５２が配置されている。

しかしながら、図１１に示す液晶表示装置においても、視野角の制御は、拡散フィルム８２の拡散性のみに委ねられているため、その制御は難しく、液晶画面の正面方向の中心部は明るく、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、プリズムフィルムを用いるものでは、プリズムフィルムの枚数が２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
また、図１１に示す液晶表示装置では、光源５１間の間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、そのため、光源５１の数を減らすことができず、消費電力の増加及びコストの増加を招く原因となっていた。

ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されている。これに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求される。特に、最近、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に比べ格段に低く、そのため、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、上述したように従来の液晶表示装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニットの開発が待ち望まれている。

光学シートに光学的な機能に加え、他の機能を付与する試みとしては特許文献１に示す技術が知られているが、ロール状に巻き取られた場合に限定され、様々な工程への応用ができるものではない。
また、光学シートの性能向上を目的として、従来使用されてきたプリズム、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、多角錘の他にも特許文献２〜５に示すような様々な形状の光学シートが提案されており、今後も新たな形状の光学シートが増えていくと考えられる。

特開２００８−２０３７７６号公報 特表２００８―５１５０２６号公報 特開２００７―３５７１号公報 特開２００７―３０４５６５号公報 特開２００８―１０２４９７号公報

ディスプレイ装置のバックライトに用いる光学シートは、光学性能によってディスプレイ装置の外観、すなわち商品価値に大きな影響を与える。
一般的には輝度が高いものが望まれる一方で、微小な欠陥を隠すため、または光源の影を消すために拡散性能も必要とされる。光拡散性能は輝度を落とす原因にもなるため、両立は非常に難しい。光拡散性能を付与する方法として、光拡散材を用いた拡散層を組み合わせる方法や、光学シートを粗面化することが広く知られているが、光拡散材の使用による実質的な製造コストの増加や作製工程の増加が生じてしまう。

本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、製造コスト及び作製工程数を抑え、輝度を維持しつつ欠陥や光源の影を隠蔽することができる光学シート及びその成形用の金型、並びに光学シートを用いたバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、表示光学系の照明光路制御に使用される光学シートであって、厚さ方向の一方の面が光入射面とされ厚さ方向の他方の面が光射出面とされた光透過性基材を備え、前記光入射面に、複数の単体レンズと、深さおよび高さがランダムで微細な複数の凹凸部とが、前記光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の光学シートにおいて、前記光入射面の表面粗さＲｚが４μｍ乃至１０μｍの範囲であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の光学シートにおいて、前記複数の単位レンズは半球状を呈し、当該単位レンズの径は５０μｍ乃至１３０μｍの範囲であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３に何れか１項記載の光学シートにおいて、前記光射出面に、該光射出面から射出される光線を拡散する拡散用凹凸部が形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、金型であって、請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学シートの光入射面を転写成形することを特徴とする。

請求項６の発明は、金型であって、請求項４項に記載の光学シートの光射出面を転写成形することを特徴とする。

請求項７の発明は、バックライトユニットであって、光源と、前記光源の光照射面に、前記光源に前記光射出面を向けて配置された請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学シートとを備えることを特徴とする。

請求項８の発明は、ディスプレイ装置であって、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に配置された請求項７記載のバックライトユニットとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光透過性基材の光入射面に、光複数の凹凸部と複数の単体レンズとが、光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成したので、輝度を維持しつつ欠陥や光源の影を隠蔽することができる。さらに、金型により光学シートの光入射面を転写成形するようにしたので、光学シートの製造コスト及び作製工程数を抑えることができる。

本発明にかかる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを組み込んでなる液晶ディスプレイ装置の一構成例を示す模式図。 本発明にかかる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを組み込んでなる液晶ディスプレイ装置の他の構成例を示す模式図。 （ａ）は本発明にかかる光学シートの外観図、（ｂ）は光学シートの一部を拡大して光入射面側から見た説明用斜視図。 図３（ｂ）のＡ−Ａ’に沿う拡大断面図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明における光学シートの光射出面に形成された凹凸部の形状例を示す説明用斜視図。 本発明にかかる光学シートを製作するための成形用金型ロールの説明図。 本発明にかかる光学シートを製作するための成形用金型ロールに設けられた微細凹部の拡大斜視図。 本発明にかかる光学シートをディスプレイ装置に組み込み、ディスプレイ装置を白画面表示して目視観察した時の結果を示す図。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す模式図。 従来技術による液晶表示装置の他の構成例を示す模式図。 従来技術による液晶表示装置の更に他の構成例を示す模式図。

（実施の形態）
以下、本発明にかかる光学シートを用いた液晶ディスプレイ装置の実施の形態について図１および図２を参照して説明する。
図１に示す液晶ディスプレイ装置は、導光板ライトガイド方式のバックライトユニットを備えるもので、偏光板２１，２１に挟まれた液晶パネル（特許請求の範囲に記載した画像表示素子に相当する）１９と、この液晶パネル１９の光入射側に相対向して平行に配置されたバックライト２３と、液晶パネル１９とバックライト２３との間に配置された光学シート１と、光学シート１の光射出面１ｂに相対向して配置された反射型偏向分離シート２と、光学シート１の光入射面１ａに相対向して配置された光拡散シート３を含んで構成される。
バックライト２３は、図１に示すように、光拡散シート３の下面に相対向して配置された導光板５と、この導光板５の相対向する両側端面にそれぞれ対向して設けられた光源１５とを含んで構成されている。また、図１において、Ｋは光源１５からの光、Ｌは光学シート１からの射出光であり、Ｓは液晶ディスプレイ装置の視認方向を表している。

図２に示す液晶ディスプレイ装置は、直下型方式のバックライトユニットを備えるもので、偏光板２１，２１に挟まれた液晶パネル（特許請求の範囲に記載した画像表示素子に相当する）１９と、この液晶パネル１９の光入射側に相対向して平行に配置されたバックライト２４と、液晶パネル１９とバックライト２４との間に配置された光学シート１と、光学シート１の光入射面１ａに相対向して配置された光拡散板６を含んで構成される。光学シート１の光射出面１ｂは液晶パネル１９に対向されている。
バックライト２４は、図２に示すように、内壁面にアルミ等の鏡面形成用金属を蒸着などにより形成してなる反射板１７と、この反射板１７内に光拡散板６の光入射面に対して一定のピッチで配向に配列された複数の冷陰極管などからなる光源１５とを含んで構成されている。また、図２において、Ｋは光源１５からの光、Ｌは光学シート１からの射出光であり、Ｓは液晶ディスプレイ装置の視認方向を表している。

次に、図１及び図２に示す光学シート１の構造について、図３、図４及び図５を参照して詳述する。
光学シート１は、厚さ方向の一方の面が光入射面３１ａとされ，厚さ方向の他方の面が光射出面３１ｂとされた光透過性基材３１を備える。この光透過性基材３１の光入射面３１ａには、図３及び図４に示すように、半球状の複数のマイクロレンズ（特許請求の範囲に記載した単体レンズに相当する）３２と、深さおよび高さがランダムな粗面化用の微細な複数の凹凸部３４とが、光入射面３１ａの全域に亘りランダムに混在して形成されている。

光透過性基材３１の光射出面３１bには、図５（ａ）〜（ｄ）に示すような射出光の方向を制御する光制御要素が設けられている。
すなわち、図５（ａ）に示す光制御要素３５は、光透過性基材３１の光射出面３１ｂにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム（またはシリンドリカルレンズ）３５と、このプリズム３５の配列領域内にランダムに混在して形成された半球状の複数のマイクロレンズ３６とから構成されている。
また、図５（ｂ）に示す光制御要素３６は、光透過性基材３１の光射出面３１ｂにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム（またはシリンドリカルレンズ）３６ａから構成されている。

図５（ｃ）に示す光制御要素３７は、光透過性基材３１の光射出面３１ｂにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム（またはシリンドリカルレンズ）３７ａと、この各プリズム３７ａの頂部に、プリズム３７ａの長さ方向に沿い間隔をおいて形成された凹凸部３７ｂとから構成されている。
また、図５（ｄ）に示す光制御要素３８は、光透過性基材３１の光射出面３１ｂにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム（またはシリンドリカルレンズ）３８ａと、互いに隣接するプリズム３８ａの間に、プリズム３８ａの長さ方向に沿い間隔をおいて形成された凹凸部３８ｂとから構成されている。
なお、光透過性基材３１の光射出面３１ｂに形成される光制御要素は図５に示した構造以外を用いることも可能である。また、本発明における光学シートの光入射面の形状は、特に光射出面の構造を選ばない。

図１に示すエッジライト型の液晶ディスプレイ装置において、光源１５からの光Ｋは、導光板５に入射する。その後、導光板５の光射出面から光拡散シート３、光学シート１、反射型偏光分離シート２を透過する。最終的に光は反射型偏光分離シート２の光射出面から光Ｌとして射出される。光Ｌは偏光板２１にはさまれた液晶パネル１９に到達する。この液晶パネル１９を透過した光はＳへと射出し、観察者に視認される。
また、図３に示す直下型のバックライトを有する液晶ディスプレイ装置において、光源１５からの光Ｋは、光拡散板６に入射する。その後、光拡散板６の光射出面から光学シート１へ到達し、最終的に光は光学シート１の射出面から光Ｌとして射出される。光Ｌは偏光板２１にはさまれた液晶パネル１９に到達する。この液晶パネル１９を透過した光はＳへと射出し、観察者に視認される。
なお、本発明の液晶ディスプレイ装置は、図１及び図２に示す構成のものに限らず、適宜光学シートを増減しても良い。

本実施の形態に示す光学シート１において、その光入射面に形成されたマイクロレンズ３２は光入射面３１ａの耐擦性を向上させるためにある。また、マイクロレンズ３２を光入射面３１ａにも受けると、レンズ効果で光入射面での反射光が減り、光学シート１に入射する光量をあげることができる。
なお、レンズ効果を発揮するのはマイクロレンズ３２の傾斜した球面部となっている。また、光学シート１は厚みを有し、図では厚み部分を光透過性基材３１として示してある。また、光学シート１を構成する光透過性基材３１、その光入射面３１ａに形成されるマイクロレンズ３２や凹凸部３４、光射出面３１ｂに形成される光制御要素３５，３６，３７は異種素材で作られていても良いし、同一素材で作られていても良い。

光透過性基材３１の光入射面３１ａに形成されるマイクロレンズ３２の直径は５０μｍから１３０μｍの範囲が好適である。５０μｍより小さいと製造が困難であり、１３０μｍより大きいとマイクロレンズ３２そのものが点欠陥のように見えてしまう。また、マイクロレンズ３２の配列は規則的でも、不規則的でも良い。また、光入射面３１ｂに形成される全マイクロレンズの光入射面に対する面積率は３％から１０％の範囲が好適である。３％より小さいと光入射面の耐擦性が低下し、１０％より大きいと光射出面から目立って見えるため、外観上好ましくない。

このような本実施の形態に示す光学シート１によれば、その光入射面３１ａに形成される微細な凹凸部３４は、光源の影を消す隠蔽性能を維持しつつ、レンズ効果を発揮するマイクロレンズ３２により、光入射面での反射光を減らし、光学シートに入射する光量をあげることができる。
また、凹凸部３４が形成されることにより生じる光入射面３１ａの表面粗さをＲｚとすると、その表面粗さＲｚは、４．０μｍ〜１０．０μｍの範囲が好適である。表面粗さＲｚが４．０μｍより小さいと製造が困難で、かつ隠蔽性能が発揮されず、表面粗さＲｚが１０μｍより大きいと輝度低下が著しい。なお、表面粗さＲｚの測定は、平坦部にて行うのが簡便である。

次に、本発明における光学シートの製造方法について説明する。
まず、本発明に係る光学シートを成形するための金型を用意する。ここで、図６に示すようなロール状の金型２５を用いれば、連続する光学シートを成形することが可能であり、また、平板状の金型とすればプレス法やインジェクション法などによる板やシートの形成が可能となる。
ロール状の金型を採用した場合は、光学シートを連続的に生産することが可能であり、パターンの継ぎ目がない型材とすることで、連続パターンのフィルムを得ることができる。このため、切り出しの寸法を調整するだけで多くの画面サイズへの対応が可能となり、生産性が良い。また、平板状の金型を用いた場合には光学シートが枚葉となるものの、板材への形状転写が容易であり、小ロット多品種生産への対応に向いている。また、金型の下地素材は、耐久性やハンドリングを加味し、鉄やＳＵＳ、アルミなどを下地とし、微細な凹凸部３４やマイクロレンズ３２を形成する表面層として銅や真鍮をメッキするのが一般的である。

金型の表面層の素材は転写成形できれば特に限定されるものではないが、光学シートの成形に用いる場合にはある程度の平滑性が必要なことから、銅や真鍮を用いるのが一般的である。また、金型の表面に半球状のマイクロレンズや微細凹凸部の反転形状を形成する場合は、金型を高精度な精密切削機にセットし、ダイヤモンドバイトを使用して所望の位置、深さ、切込となるように上記反転形状を加工する。上記反転形状を形成した金型は、耐擦性を考慮し、銅や真鍮の表面にCrメッキやNiメッキを施しても良い。

光学シート１は押し出し法またはキャスト法もしくはインジェクション法で製造され、その厚さは１２μｍ以上１ｍｍ以下の範囲である。厚さが１２μｍより下では加工に耐えうる剛性が無く、１ｍｍより上では加工に耐えうる柔軟性がない。
また、光学シート１はＵＶ硬化法で製造してもよい。ＵＶ硬化法で作成する場合は、光透過性基材上にＵＶ硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、ＵＶ照射し光学層を得る。光透過性基材としては、当該分野でよく知られたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、アクリル、ポリプロピレンのフィルムなどが使用できる。

光学シート１を成形する際に使用するロール型の金型２５には、図５に示すように、光学シート１の光入射面に形成される半球状のマイクロレンズ３２の反転形状である半球状凹部２７及び凹凸部３４の反転形状である微細凹凸部２６を金型２５の外周面に形成したものが適用される。この場合の金型の表面は鉄芯に銅、クロムやニッケルをメッキしたものであり、光学シートの製造に押し出し法、キャスト法、インジェクション法、ＵＶ硬化法、いずれも使用可能である。なお、金型２５の外周面に形成される微細凹凸部２６は、例えば図７に示すような形状のものである。

光学シート１を構成する光透過性基材の主となる材質としては、例えば、ポリカーボネートもしくはアクリル−スチレン共重合体もしくはポリスチレンもしくはスチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体もしくはシクロオレフィンポリマーを使用しても良い。また、主となる材質の中に分散された透明粒子を具備していてもよく、これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１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、その屈折率差は０．５以下で十分である。透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍの範囲であることが望ましい。特に光透過性基材３１は単層構造でも複層構造でもよく、透明層を含んでいても良い。

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；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。または、板状の部材は主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。

光拡散板６や導光板５は光学シート１と同様の主となる材質を使用することができ、同様に前述した透明粒子を具備して構成されていてもよい。これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１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、その屈折率差は０．５以下でよい。また、光拡散板６や導光板５に入射した光を散乱させながら透過させる必要があるため、前記透明粒子の平均粒径は０．５μｍ〜３０．０μｍの範囲であることが望ましい。または、主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造として、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。また、表面に反射パターンや幾何学構造が付与されていても良い。

本発明の光学シートとあわせて使用する光源側の光学部品は、当業界でよく知られた反射型偏光分離シート、拡散シート、プリズムシートなどを適宜使用する。

（実施例１）
次に、本発明にかかる光学シートの製造方法の実施例について説明する。
まず、図６に示すように金型２５を高精度な精密切削機にセットし、その表面に凹凸部３４の反転形状である微細な凹凸部２６をランダムに加工した。次に同金型の表面に同ダイヤモンドバイトを使用して、マイクロレンズ３２の反転形状である半球状凹部２７を加工した。
図７に前記微細な凹凸部２６の形状例を示す。図７に挙げたような形状は加工も容易で短時間で作製できる。このような粗面化加工の形状は前記形状のものに限定されるものではない。成形用金型はグラビア印刷用の製版プロセスを使用し、銅メッキ上にパターン形成した金型を使用した。
光学シートの光入射面側の金型ロールとして、微細な凹凸部２６及び半球状凹部２７を加工した前記金型２５を使用し、また、光学シートの光射出面側の金型ロールとして図５（ｃ）に示すプリズムが直交して彫刻されているものを準備した。金型表面に彫刻されている半球状のマイクロレンズの面積率は４％であり、光射出面側のプリズムはいずれも頂角９０°であり、彫刻のピッチは２２μｍ及び６６μｍの範囲である。
金型ロールを押出し機に近接して配置し、熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、上記押出し機により、当該樹脂シートが冷却、硬化する前に上記金型ロールによって成形し、マイクロレンズ３２と凹凸部３４とがランダムに混在する表面形状を有する押出シートを得た。厚みは３２０μｍとした。熱可塑性ポリカーボネートは帝人化成(株)のＭ１２０１を使用した。また、比較のために平滑面のシート（Ｎｏ．０）及び平滑面のシートを粗面化したシート（Ｎｏ．１）を準備した。すべての押出シートは７３０ｍｍ×３１０ｍｍの真四角に切り取り評価に使用した。

次に、光学シートの輝度測定および隠蔽性評価について述べる。
得られた光学シートをディスプレイ装置に組み込み、白画面を表示し、トプコン製ＳＲ−３Ａで画面の法線方向に５０ｃｍの距離から中心の輝度を測定した。バックライトの構成は帝人化成製拡散板６５ＨＬＷと光学シートとした。隠蔽性の評価は直下型バックライトを使用し、光源の隠蔽性の評価で行った。輝度測定と同様の構成で光学シートをディスプレイに組み込み、白画面を表示して目視観察した。目視評価は個人差があるため、被験者３名以上で実施した。その結果を図８に示す。

図８より、微細凹凸部による光入射面の面粗さが２．０μｍ以下になると、×印で示すように隠蔽性が損なわれることがわかった。また、微細凹凸部による光入射面の面粗さが１０μｍ以上になると輝度低下が著しいことがわかった。マイクロレンズの径が１４０μｍ以上になるとざらつきムラとして光射出面より視認される。
以上より、好適な条件で成形した微細な凹凸部を有する面及び半球状マイクロレンズとの組み合わせからなる光学シートは輝度低下を招くことなく、欠陥や光源の影の隠蔽性能を保つことが分かった。実施例では最も単純な比較のためバックライトの構成は帝人化成製拡散板６５ＨＬＷと光学シートとしたが、本発明の光学シートは他の光学シートと合わせて用いても、その性能が損なわれることはない。

１……光学シート、２……反射型偏光分離シート、３……拡散シート、５……導光板、６……光拡散板、１５……光源、１７……反射板、１９……液晶パネル、２１……偏光板、２３，２４……バックライト、２５……成形用金型、２６……微細凹凸部、２７……半球状凹部、３１……光透過性基材、３１ａ……光入射面、３１ｂ……光射出面、３２……マイクロレンズ、３４……微細な凹凸部、３５，３６，３７……光制御要素。

Claims (8)

1. 表示光学系の照明光路制御に使用される光学シートであって、
   厚さ方向の一方の面が光入射面とされ厚さ方向の他方の面が光射出面とされた光透過性基材を備え、
   前記光入射面に、複数の単体レンズと、深さおよび高さがランダムで微細な複数の凹凸部とが、前記光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成されている、
   ことを特徴とする光学シート。
2. 前記光入射面の表面粗さＲｚが４μｍ乃至１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
3. 前記複数の単位レンズは半球状を呈し、当該単位レンズの径は５０μｍ乃至１３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の光学シート。
4. 前記光射出面に、該光射出面から射出される光線を拡散する拡散用凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の光学シート。
5. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学シートの光入射面を転写成形する、
   ことを特徴とする金型。
6. 請求項４項に記載の光学シートの光射出面を転写成形する、
   ことを特徴とする金型。
7. 光源と、
   前記光源の光照射面に、前記光源に前記光射出面を向けて配置された請求項１乃至４の何れか１項に記載の光学シートと、
   を備えることを特徴とするバックライトユニット。
8. 画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
   前記画像表示素子の背面に配置された請求項７記載のバックライトユニットと、
   を備えることを特徴とするディスプレイ装置。

Images