JP2018112618A - 映像源ユニット、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境下においても、液晶パネルと光学シートとが剥離することを抑制し、且つ、映像にムラが生じることを抑制できる映像源ユニットを提供する。【解決手段】下偏光板（１４）、上偏光板（１３）、及び下偏光板と上偏光板との間に配置された液晶層（１２）を有する液晶パネル（１５）と、前記下偏光板側に配置された光学シート（３０）と、を備え、光学シートは、基材層（３１）、光学機能層（３２）、及び粘着層（３５）を具備し、粘着層は、８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０５Ｐａ以上１．０４×１０５Ｐａ以下であり、かつ、ガラスに対する粘着力が１８．５Ｎ／２５ｍｍ以上である粘着剤から形成され、液晶パネルと光学シートとは粘着層により固着されている。【選択図】図１

Description

本発明は光学シートを備えた映像ユニット、及び表示装置に関する。

カーナビゲーション、テレビ、パソコンのモニター等に用いられる液晶表示装置は、表示すべき映像・画像を出射する液晶パネル等の映像源を備えるとともに、映像光の質を高めて観察者側に映像を提供する光学シートが備えられている。

光学シートを備える表示装置は、液晶パネルに光学シートが粘着剤により貼り合わされていることが多い。これにより、液晶パネル及び光学シートの間に存在する空気層を排除できるため、空気界面における反射を抑制し、光学的特性を向上させることができる。また、これにより環境変化に起因する光学シートの反り、しわ、擦れ傷の発生を抑制する効果がある。

例えば特許文献１には、光制御フィルムを備えた表示装置が開示されており、光制御フィルムと光制御フィルムに接合された表示体が開示されている。ここには光学接着剤等を用いて液晶表示体に貼付することが記載されている。

国際公開第２０１３／１４６３５３号

しかしながら、従来、高温環境下（９５℃以上）において、粘着剤によって貼り合わされた液晶パネル及び光学シートが剥離したり、映像にムラが生じたりする問題があった。

そこで、本発明は、高温環境下においても、液晶パネルと光学シートとが剥離することを抑制し、且つ、映像のムラを抑制する映像源ユニットを提供することを課題とする。また、該映像源ユニットを備えた表示装置を提供する。

本発明者は、鋭意検討の結果、粘着層により固着された２つの層の熱収縮の差によって生じる力に粘着層が耐えられずに破断して剥離が生じる知見を得た。また、粘着層により固着された層の一方が基材層であるときに、高温環境下に晒されると脱ガスすることにより粘着層が変形し、粘着層に気泡が生じる知見も得た。そしてこれら知見に基づいて発明者らは具体化して本発明を完成させた。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、下偏光板（１４）、上偏光板（１３）、及び下偏光板と上偏光板との間に配置された液晶層（１２）を有する液晶パネル（１５）と、下偏光板側に配置された光学シート（３０）と、を備え、光学シートは、基材層（３１）、光学機能層（３２）、及び粘着層（３５）を具備し、光学機能層は、所定の断面を有して基材層の面に沿って一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部（３３）と、隣り合う光透過部の間隔に形成される間部（３４）と、を備え、粘着層は、８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０^５Ｐａ以上１．０４×１０^５Ｐａ以下であり、かつ、ガラスに対する粘着力が１８．５Ｎ／２５ｍｍ以上である粘着剤から形成され、液晶パネルと光学シートとは粘着層により固着されている、映像源ユニットである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の映像源ユニットであって、下偏光板が、表裏層を構成するトリアセチルセルロース樹脂シートと、その間のポリビニルアルコール樹脂シートと、からなる積層シートであり、基材層がポリカーボネート樹脂からなるシートである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の映像源ユニットであって、光透過部は台形断面を有しており、該断面において長い下底が液晶パネル側、短い上底が液晶パネルとは反対側を向いている。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の映像源ユニットであって、光透過部は台形断面を有しており、該断面において短い上底が液晶パネル側、長い下底が液晶パネルとは反対側を向いている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像源ユニットであって、間部に光吸収性材料が含有されている。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像源ユニットが、筐体に納められた、表示装置である。

本発明によれば、高温環境下においても、液晶パネルと光学シートとが剥離することを抑制でき、且つ、映像のムラを抑制できる。

１つの形態にかかる映像源ユニット１０を説明する分解斜視図である。 映像源ユニット１０の断面を示す分解図である。 映像源ユニット１０の他の断面を示す分解図である。 図２のうち光学シート３０に注目して拡大した図である。 映像源ユニットの評価方法を説明する図である。

以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。ここで示す図では分かりやすさのため、厚さや形状などを誇張して表すことがあるとともに、繰り返しとなる符号は省略することがある。

図１は１つの形態を説明する図であり、映像源ユニット１０の分解斜視図である。また図２には、図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿って切断した映像源ユニット１０の分解断面図の一部、図３にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿って切断した映像源ユニット１０の分解断面図の一部を表した。このような映像源ユニット１０は、説明は省略するが、不図示の筐体に、該映像源ユニット１０を作動させる電源、及び映像源ユニット１０を制御する電子回路等、映像源ユニット１０として動作するために必要とされる通常の機器とともに納められて液晶表示装置とされている。以下映像源ユニット１０について説明する。

映像源ユニット１０は、液晶パネル１５、面光源装置２０、機能フィルム４０を備えている。図１〜図３では紙面上方が観察者側となる。

液晶パネル１５は、観察者側に配置された上偏光板１３と、面光源装置２０側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶層１２と、を有している。上偏光板１３、下偏光板１４は、偏光板であり、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。

液晶層１２は、複数の画素が層面に沿った方向に縦横に配列されており、一つの画素を形成する領域毎に電界印加できる。そして電界印加された画素の配向が変化する。これにより、面光源装置２０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１４を透過した透過軸に平行な偏光成分（例えばＰ波）は、電界印加された画素を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない画素を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、画素への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した偏光成分（例えばＰ波）が、出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

このようにして液晶パネル１５は、面光源装置２０からの光の透過または遮断を画素毎に制御して映像を表現する構造を有している。

液晶パネルは、このような原理により観察者に対して映像を提供することができるように構成されている。従って、液晶パネルの背面側から照明をする際には下偏光板の透過軸に平行な偏光成分を有する光を多く到達させることにより下偏光板を透過させて光の利用効率を高めることができる。
さらには、液晶パネルは、その性質上、該液晶パネルの法線方向からの入射光に対しては、出射光のコントラスト、及び効率（透過率）は優れている。しかしながら、液晶パネルの法線方向に対して斜めからの入射光、および観察者による斜め方向からの観察についてはコントラストの低下や効率（透過率）の低さが問題となる。すなわち、光の利用効率を高めるためには液晶パネルの法線方向からの入射光を多くすることも有効である。

液晶パネルの種類は特に限定されることはなく、公知の型の液晶パネルを挙げることができる。これには例えばＴＮ、ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、ＯＣＢ等がある。

次に面光源装置２０について説明する。
面光源装置２０は、液晶パネル１５に対して観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１５に面状の光を出射する照明装置である。図１〜図３よりわかるように、本形態の面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板２１、光源２５、導光板光拡散層２６、プリズム層２７、反射型偏光板２８、光学シート３０及び反射シート３９を有している。

導光板２１は、図１〜図３よりわかるように、基部２２及び裏面光学要素２３を有している。導光板２１は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材である。本形態で導光板２１の観察者側となる一方の板面側は平滑面とされ、これとは反対側である他方の板面側は裏面とされ、当該裏面には複数の裏面光学要素２３が配列されている。

基部２２、裏面光学要素２３をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）等を挙げることができる。

基部２２は、その内部を光が導光されるとともに、裏面光学要素２３のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状である。

裏面光学要素２３は、基部２２の裏面側（反射型偏光板２８が配置される側とは反対側）に形成される突出した要素であり、本形態では三角柱状である。裏面光学要素２３は、突出した頂部の稜線が図１の紙面左右方向に延びる柱状であり、複数の裏面光学要素２３が当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の裏面光学要素２３は断面が三角形であるがこれに限定されることはなく、多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状の断面であってもよい。
複数の裏面光学要素２３の配列方向は導光方向であることが好ましい。すなわち、光源２５から離隔する方向に配列され、光源２５が配列される方向、又は１つの長い光源であれば該光源が延びる方向に平行となるように各裏面光学要素２３の稜線が延びている。

なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状を含む。また同様に、本件明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。

このような構成を有する導光板２１は、押し出し成型により、又は、基部２２上に裏面光学要素２３を賦型することにより製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板２１においては、基部２２、及び裏面光学要素２３が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板２１を製造する場合、裏面光学要素２３が、基部２２と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。

図１〜図３に戻って、光源２５について説明する。光源２５は、導光板２１の基部２２が有する側面（端面）のうち、複数の裏面光学要素２３が配列される方向の一方側の側面（端面）に配置される。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成できる。本形態では光源２５は複数のＬＥＤからなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの点灯および消灯、並びに／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを個別に独立して調節できるように構成されている。
なお、本形態では上記のように光源２５は一方側の側面に配置される例を示したが、さらにこの側面（端面）とは反対側となる側面（端面）にも光源が配置される形態であってもよい。なお、この場合には裏面光学要素の形状も公知の例に倣って形成する。

次に導光板光拡散層２６について説明する。導光板光拡散層２６は、導光板２１の出光側に配置され、ここに入射した光を拡散させて出射する機能を有する層である。これにより、導光板２１から出射した光をさらに均一性を高め、導光板２１に存在する傷を目立たなくすることができる。
導光板光拡散層の具体的態様は、公知の光拡散層を用いることができ、例えば母材の中に光拡散剤を分散させた形態を挙げることができる。

プリズム層２７は、図１〜図３よりわかるように、導光板光拡散層２６よりも液晶パネル１５側に設けられ、該液晶パネル１５側に向けて凸である単位プリズム２７ａを具備する層である。単位プリズム２７ａは、所定の断面を有して導光板２１の導光方向に延びる形態を有している。そして、複数の単位プリズム２７ａが導光方向とは異なる方向（本形態では平面視で導光方向に直交する方向）に配列されている。
このようなプリズム層の単位プリズムの断面形状は、必要とする機能に応じて公知の形状を適用することができる。当該形状により光をさらに拡散させることもできるし、集光させることもできる。

次に反射型偏光板２８について説明する。反射型偏光板２８は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（反射軸に平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を反射する機能を有している。このような反射型偏光板の構造は公知のものを適用することができる。

次に光学シート３０について説明する。図４は図２の視点で光学シート３０の一部を拡大して表した図である。図１〜図４よりわかるように、光学シート３０は、シート状に形成された基材層３１と、基材層３１の一方の面（本形態では導光板２１側の面）に設けられた光学機能層３２と、粘着層３５と、を備えている。

基材層３１は光学機能層３２を支持する平板状のシート状部材である。
基材層３１をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース樹脂（ＴＡＣ）、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。この中でも面光源装置２０と下偏光板１４との組み合わせを考慮して複屈折（リタデーション）の少ないＴＡＣ、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。さらには、車載用途などのように高い耐熱性が求められる用途では、ガラス転移点が高いポリカーボネート樹脂が望ましい。具体的にはポリカーボネート樹脂のガラス転移点は１４３℃であり、一般に１０５℃での耐久性が求められる車載用途に適している。

基材層３１の厚さは特に限定されないが、２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。基材層３１の厚さがこの範囲を外れると、加工性に問題を生じる虞がある。例えば、基材層３１が２５μｍより薄くなるとしわが生じやすくなる。また、基材層３１が３００μｍより厚くなると、光学シート２０の巻き取りが困難になる。

光学機能層３２は基材層３１の一方の面（本形態では導光板２１側の面）に積層された層で、層面に沿って光透過部３３と光吸収部３４とが交互に配列されている。

光学機能層３２は、図４に示した断面を有して紙面奥／手前側（映像源ユニット１０を正面視したときの水平方向）に延びる形状を備える。すなわち、図４に表れる断面において、略台形である光透過部３３と、隣り合う２つの光透過部３３間に形成された断面が略台形の光吸収部３４と、を具備している。

光透過部３３は光を透過させることを主要の機能とする部位であり、本形態では図２、図４に表れる断面において、基材層３１側に長い下底、その反対側（導光板２１側）に短い上底を有する略台形の断面形状を有する要素である。光透過部３３は、基材層３１の層面に沿って当該断面を維持して上記した方向に延びるとともに、この延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配列される。そして、隣り合う光透過部３３の間には、略台形断面を有する間隔（溝）が形成されている。従って、当該間隔は、光透過部３３の上底側（導光板２１側）に長い下底を有し、光透過部３３の下底側（液晶パネル側）に短い上底を有する台形断面を有し、ここに後述する必要な材料が充填されることにより光吸収部３４が形成される。なお、本形態では隣り合う光透過部３３は長い下底側でシート状の連結部３２ａで連結されている。

光透過部３３は屈折率がＮｔとされている。このような光透過部３３は、光透過部構成組成物を硬化させることにより形成することができる。詳しくは後で説明する。屈折率Ｎｔの値は特に限定されることはないが、後述するように台形断面の斜面における光吸収部３４との界面で適切に光を反射（全反射を含む。）する観点から屈折率は１．５５以上であることが好ましい。ただし、屈折率が高すぎる材料は割れやすい場合が多いので屈折率は１．６１以下であることが好ましい。より好ましくは１．５６以下である。

光吸収部３４は隣り合う光透過部３３の間に形成された上記した間隔（溝）に形成される間部として機能し、間隔の断面形状と同様の断面形状となる。従って短い上底が液晶パネル１５側を向き、長い下底が導光板２１側となる。そして光吸収部３４は、屈折率がＮｒとされるとともに、光を吸収することができるように構成されている。具体的には屈折率がＮｒであるバインダーに光吸収粒子が分散される。屈折率Ｎｒは、光透過部３３の屈折率Ｎｔよりも低い屈折率とされる。このように、光吸収部３４の屈折率を光透過部３３の屈折率より小さくすることにより、所定の条件で光透過部３３に入射した光を光吸収部３４との界面で適切に全反射させることができる。また、全反射条件を満たさない場合にも一部の光は当該界面で反射する。
屈折率Ｎｒの値は特に限定されることはないが、当該全反射を適切に行う観点から１．５０以下であることが好ましく、その中でも入手性の観点から１．４７以上が好ましい。より好ましく１．４９以上である。

光透過部３３の屈折率Ｎｔと光吸収部３４の屈折率Ｎｒとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０より大きく０．１４以下であることが好ましく、０．０５以上０．１４以下であることがさらに好ましい。屈折率差を大きくすることにより、より多くの光を全反射させることができる。

光学機能層３２では、特に限定されることはないが、例えば次のように光透過部３３及び光吸収部３４が形成される。すなわち、図４にＰ_ｋで表した光透過部３３及び光吸収部３４のピッチは２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。また、図４にθ_ｋで示した光吸収部３４と光透過部３３との斜辺における界面と、光学機能層３２の層面の法線と、の成す角は１°以上１０°以下であることが好ましい。そして図４にＤ_ｋで示した光吸収部３４の厚さは５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。これらの範囲内とすることにより、光の透過と光の吸収とのバランスがより適切になる。

本形態では光透過部３３と光吸収部３４との界面が断面において一直線状となる例を示したが、これに限らず折れ線状、凸である曲面状、凹である曲面状等であってもよい。また、複数の光透過部３３及び光吸収部３４で断面形状が同じであってもよいし、所定の規則性を有して異なる断面形状であってもよい。

次に、粘着層３５について説明する。粘着層３５は所定の粘着剤から形成され、光学シート３０を液晶パネル１５に固着する層である。図１〜図４に示した形態においては、下偏光板１４と基材層３１とを接着し一体化している。
粘着層３５を設けることにより、従来、液晶パネルと光学シートとの間に存在していた空気層を排除することできるため、空気層による界面反射を低減できる。それにより、映像源ユニットの光学的特性を向上することができる。また、粘着層を介して、液晶パネルと光学シートとを一体とすることにより、環境変化に起因する光学シートの反りやしわ、こすれ傷を抑制することができる。

本形態において粘着層３５を形成する粘着剤は、８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０^５Ｐａ以上１．０４×１０^５Ｐａ以下の範囲にあることが好ましい。これにより、高温環境下（９５℃以上）におかれたとしても、粘着層３５に固着された層（図１〜図４に示した形態においては、下偏光板１４及び基材層３１が該当する。）の間に剥離が生じることを抑制することができる。
より好ましくは、さらに２５℃における貯蔵弾性率が１．４０×１０^５Ｐａ以上２．７２×１０^５Ｐａ以下の範囲を満たす。
なお、粘着剤の貯蔵弾性率は公知の粘弾性測定装置等で測定される。

８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０^５Ｐａ未満であると、高温環境下において、基材層等の脱ガスによって粘着層が変形し、気泡が発生する虞がある。すなわち、８０℃における貯蔵弾性率が上記の範囲にあることにより、粘着層に変形及び気泡が生じることを抑制することができる。

そして、８０℃における貯蔵弾性率１．０４×１０^５Ｐａを超えると、高温環境下において、固着された層の熱収縮の差に粘着層が追随できず、剥離が生じる虞がある。
本形態によれば、粘着層３５に固着された２つの層の高温環境下（９５℃以上）における熱収縮率差が少なくとも０．６％まで許容される。
ここで「熱収縮率」とは、ある物体の温度が１℃上昇した時における、該物体に生じる収縮の割合を意味し、「熱収縮率差」は粘着層３５により固着された２つの層の熱収縮率の差である。

例えば、下偏光板に使用されるシートとしてよく知られているものとしては、表裏層を構成するトリアセチルセルロース樹脂シートと、その間のポリビニルアルコール樹脂シートと、からなる積層シート（トリアセチルセルロース樹脂／ポリビニルアルコール樹脂／トリアセチルセルロース樹脂シート（ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣシート）。ここで、「／」は、樹脂の境界を表している。）が挙げられる。ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣシートの高温環境下（９５℃以上）における熱収縮率は約０．５％〜０．６％である。
一方、基材層に使用される材料としてよく知られているものは、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。ポリカーボネート樹脂の高温環境下（９５℃以上）における熱収縮率は約０．０６％である。
すなわち、下偏光板と基材層との熱収縮率差は０．４４％〜０．５４％である。このような大きさ熱収縮率差があっても上記した粘着剤層３５により高温環境下でも剥離を防止することができる。

これにより、高温環境下（９５℃以上）においても、液晶パネルと光学シートとが剥離したり、粘着層に気泡が生じたりすることを防止することができ、映像源ユニットにおける正面輝度の低下、映像にムラを抑制することが可能となる。

さらに、粘着層における粘着剤のガラスに対する粘着力は１８．５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、さらに粘着層に気泡が生じることを抑制することができる。粘着剤のガラスに対する粘着力が１８．５Ｎ／２５ｍｍ未満であると、高温環境下において粘着力が低下し、粘着層が変形しやすくなり、粘着層に気泡が生じやすくなる。
粘着剤のガラスに対する粘着力の上限は映像源ユニット１０の性能を十分に発揮できれば特に限定されない。

ここで、粘着剤のガラスに対する粘着力は次のように測定される。
粘着剤が塗布されている幅２５ｍｍのテープをガラス板に貼る。そして、引っ張り試験機にガラス板をセットし、引っ張り試験機にテープの端部を把持させ、テープの長手方向に対して１８０°反対側に折り返してテープをガラス板から剥がす。このときの粘着剤のガラスに対する粘着力を測定する。

粘着層３５の厚みは特に限定されないが、粘着層のはみ出しによる汚れ、打痕、カット後の再付着、粘着層欠けという観点から、２０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

粘着剤をなす材料としては、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、及びシリコーン系樹脂を挙げることができる。

また、本形態では光学機能層３２の面のうち基材層とは反対側の面に、光学機能層３２を保護する保護層をさらに積層してもよい。保護層を積層することにより、光学機能層３２への外部からの傷害等を保護する効果、及び、光学シート３０を作製する際に反りを抑制する効果を付与することができる。保護層に用いられる材料としては、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂等の公知の材料を使用することができる。また、保護層には、反射防止処理、防眩処理、帯電防止処理、ハードコート処理等の処理を施してもよい。
保護層の厚みは、５μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。保護層の厚みが５μｍより薄いと安定的に塗工することが困難となり、３０μｍより厚いと使用する材料のコストが増加する。
また、保護層のヘイズは５％以上５０％以下が好ましい。保護層のヘイズが５％未満であると、保護層の表面に配置されるフィルム（例えば、図１〜図３における反射型偏光板２８）と貼り付く虞がある。一方、保護層のヘイズが５０％を超えると、保護層を透過する光が拡散されすぎるため、正面輝度が低下する傾向にある。

光学シート３０は例えば次のように作製できる。
はじめに基材層３１に光透過部３３を形成する。これは、光透過部３３の形状が転写できる形状を表面に有する金型ロールと、これに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層３１となる基材シートを挿入する。このとき、基材シートと金型ロールとの間に光透過部を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された光透過部に対応する溝（光透過部形状を反転した形状）に光透過部を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの表面形状に沿ったものとなる。

ここで、光透過部を構成する組成物としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等の電離放射線硬化型の樹脂を挙げることができる。

金型ロールと基材シートとの間に挟まれ、ここに充填された光透過部を構成する組成物に対し、基材シート側から光照射装置により硬化させるための光を照射する。これにより、組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層３１および成形された光透過部３３を離型する。

次に、光吸収部３４を形成する。光吸収部３４を形成するには、まず、上記形成した光透過部３３間の間隔に光吸収部を構成する組成物を充填する。その後、余剰分の当該組成物をドクターブレード等で掻き落とす。そして、残った組成物に光透過部３３側から紫外線を照射することによって硬化させ、光吸収部３４を形成することができる。

光吸収部として用いられる材料は特に限定されないが、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、およびブタジエン（メタ）アクリレート等の光硬化型樹脂の中に着色された光吸収粒子が分散されている組成物を挙げることができる。

また光吸収粒子を分散させる代わりに顔料や染料により光吸収部全体を着色することもできる。
光吸収粒子を用いる場合には、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。着色粒子の平均粒子径は１．０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１．０μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましく、１．０μｍ以上４．０μｍ以下であることが更に好ましい。
ここで「平均粒子径」とは、１００個の光吸収粒子を電子顕微鏡で観察してその直径を計り、算術平均した直径を意味する。

次に、基材３１の面のうち光学機能層３２が配置された側とは反対側の面に、粘着層３５を形成する所定の粘着剤を塗布し、下偏光板１４に貼り合わせる。そして、剥離及び気泡を抑制するために、加圧雰囲気下で加熱する（オートクレーブ処理）。次いで、常圧下で加熱する（エージング処理）。これにより、下偏光板１４に基材層３１が粘着層３５により固着される。

さらに、光学機能層３２において、基材層３１とは反対側の面に上記した保護層を設ける場合には、ロールやＵＶ接着剤等を用いて積層することが可能である。

これにより液晶パネルと一体化した光学シート３０が作製される。

図１〜図３に戻って、面光源装置２０の反射シート３９について説明する。反射シート３９は、導光板２１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板２１内に光を入射させるための部材である。反射シート３９は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。

機能性フィルム４０は、液晶パネル１５の出光側に配置され、映像光の質を向上させたり、映像源ユニット１０を保護したりする機能を有する層である。これには例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、ハードコートフィルム、色調補正フィルム、光拡散フィルム等を挙げることができ、これらが単独又は複数組み合わされて構成されている。

次に、以上のような構成を備える映像源ユニット１０の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただし当該光路例は説明のための概念的なものであり、反射や屈折の程度を厳密に表したものではない。

まず、図２に示すように、光源２５から出射した光は、導光板２１の１つの側面（端面）である入光面から導光板２１内に入射する。図２には、一例として、光源２５から導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２の光路例が示されている。

図２に示すように、導光板２１に入射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側面及びその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、導光方向（図２の紙面右方向）へ進んでいく。

ただし、導光板２１の裏面には裏面光学要素２３が配置されている。このため、図２に示すように、導光板２１内を進む光Ｌ２１、Ｌ２２は、裏面光学要素２３によって進行方向が変わり、全反射臨界角未満の入射角度で出光面、及び裏面に入射することもある。この場合に当該光は、導光板２１の出光面及びその反対側の裏面から出射し得る。

出光面から出射した光Ｌ２１、Ｌ２２は、導光板２１の出光側に配置された導光板拡散層２６へと向かう。一方、裏面から出射した光は、導光板２１の背面に配置された反射シート３９で反射され、再び導光板２１内に入射して導光板２１内を進むことになる。

導光板２１内を進行する光と、裏面光学要素２３で向きを変えられて全反射臨界角未満の入射角度で出光面に達する光は、導光板２１内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板２１内を進んでいる光は少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板２１の出光面から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。

導光板２１から出射した光は、その後、導光板光拡散層２６に達し均一性が高められる。そしてプリズム層２７により必要に応じて拡散又は集光されプリズム層２７を出光した光は次に反射型偏光板２８に達する。ここでは、反射型偏光板２８の透過軸に沿った偏光方向の光は反射型偏光板２８を透過し光学シート３０に向かう。
一方、反射型偏光板２８の反射軸に沿った偏光方向の光は図２に点線矢印Ｌ２１’、Ｌ２２’で示したように反射して導光板２１側に戻される。戻された光は、導光板２１、裏面光学要素２３、又は反射シート３９で反射して再び反射型偏光板２８の側に進行する。この反射の際に一部の光の偏光方向が変化しておりその一部は反射型偏光板２８を透過する。他の光は再び導光板側に戻される。このように反射型偏光板２８で反射した光も反射を繰り返すことで反射型偏光板２８を透過できるようになる。これにより光源２５からの光の利用率が高められる。
ここで、反射型偏光板２８を出射した光は、その偏光方向が下偏光板１４の透過軸に沿った方向になっており、下偏光板１４を透過する偏光光となっている。

反射型偏光板２８を出射した光は光学機能層３２に入射する。光学機能層３２に入射する光は下偏光板１４を透過する偏光光となっているが、次のような光路を有して進行する。

図４にＬ４１で示した光は、光吸収部３４との界面に達することなく光透過部３３を透過する。
図４にＬ４２で示した光は、光吸収部３４との界面に達して全反射して光透過部３３を透過する。このとき、本形態では当該界面の傾斜角度（θ_ｋ）の作用により、界面で反射した光は液晶パネル１５の法線に平行な方向に近づけられる。また、全反射臨界角より小さい角度のため全反射しない光であってもそのうちの一部は当該界面で反射するものもある。このような光も同様に光透過部３３を透過する。
これにより液晶パネル１５を透過した際に、コントラスト低下や色の反転等の不具合が起こらない光を液晶パネル１５に対して効果的に提供することができる。

一方、図４にＬ４３で示したようにシート面法線に対して大きな角度で光学機能層３２に入射した光は光吸収部３４に吸収され、液晶パネル１５には提供されない。従って、コントラスト低下や色の反転を生じるような不具合を生じる光を吸収することができる。

このような光学シート３０により、導光板２１からの光を効率よく集光し、集光しなかった光は光吸収部で吸収するため、適切な光を効率よく液晶パネルに提供することができ、光の利用効率を高めることが可能となる。

光学シート３０から出射した光は、下偏光板１４に入射する。その際、粘着層３５では高温下でも気泡が発生することが抑制されているので、正面輝度の低下や観察者が視認する映像にムラが生じることを抑制できる。

下偏光板１４に入射した光は、下偏光板１４により、一方の偏光成分のみが透過し、その他の偏光成分を吸収される。下偏光板１４を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置の観察者が、映像を観察することができるようになる。その際、映像光は機能性フィルム４０を介して観察者に提供され、映像の質が高められている。

上記形態では、光学機能層３２は、光透過部３３の短い上底が導光板２１側、長い下底が液晶パネル１５側となる向きとしているが、これを反転した形態としてもよい。すなわち光透過部の短い上底が液晶パネル側、長い下底が導光板側となる向きに配置されている。この場合には光の集光作用は有しないが、下偏光板を透過する偏光方向を維持して下偏光板に光を提供し、下偏光板で吸収される光を少なく抑えることができ、光の利用効率（透過率）を向上させることは可能である。

このように光学機能層が反転した形態の映像源ユニットでは、光学シートが、基材層と、該基材層の一方側に設けられた光学機能層と、光学機能層の面のうち基材層が配置された側とは反対側に配置された粘着層を有し、この粘着層により光学シートが下偏光板に貼り付けられた形態とすることができる。この際の粘着層は上記粘着層３５を構成する粘着材が適用される。
なお、本形態では基材層は取り除くことも可能である。

以上、本発明の映像源ユニットによれば、液晶パネルと光学シートとを上記した粘着層で一体化することにより、高温環境下においても、液晶パネルと光学シートとに剥離が生じることが抑制される。また、粘着層に気泡が発生することも抑制される。
そのため、従来では、高温環境下における液晶パネルと光学シートとの剥離を防止するために、液晶パネルに備えられる下偏光板、光学シートに備えられる基材層を適宜検討する必要があったがこれを解消できる。
また、剥離及び気泡の発生を抑制することにより、光学的特性を向上することが可能である。

以下において、異なる粘着剤から形成された粘着層を備える映像源ユニットを作製し、高温試験により、気泡の発生及び剥離の有無を評価した。

（映像源ユニットの作製）
映像源ユニットに使用した下偏光板の構成は次のとおりである。
＜偏光板＞
・材料：ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣシート
・熱収縮率：０．６％（１０５℃環境下）

光学シートは、粘着層、基材層、光学機能層、保護層をこの順に積層したものを使用した。光学機能層の向きは、光透過部が、シート断面において長い下底が液晶パネル側、短い上底が液晶パネルとは反対側を向いているものを使用した。粘着層を形成する粘着剤の諸物性及び粘着層の厚みについては、表１に記載した。また、粘着層を除く構成については下記のとおりである。
＜基材層＞
・材料：ポリカーボネート樹脂
・熱収縮率：０．０６％（１０５℃環境下）
＜光学機能層＞
・ピッチ：３９μｍ（図４のＰ_ｋ）
・光吸収部上底幅：４μｍ（図４のＷ_ａ）
・光吸収部下底幅：１０μｍ（図４のＷ_ｂ）
・光吸収部の厚み：１００μｍ（図４のＤ_ｋ）
・光学機能層の厚み：１２０μｍ
・光透過部の材料及び屈折率：屈折率１．５６の紫外線硬化型ウレタンアクリレート
・光吸収部の材料及び屈折率：屈折率１．４９の紫外線硬化型ウレタンアクリレートにカーボンブラックを含有したアクリルビーズを２５質量％分散
＜保護層＞
・材料：紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂
・厚み：２０μｍ

光学シートと下偏光板とを光学シートの粘着剤により貼り合わせ、得られたシートを６．５インチ液晶表示装置（シャープ株式会社製、ＬＱ６５Ｔ５ＧＧ０３）に装着して映像源ユニット積層体とした。このとき、種々の粘着剤を使用して、映像源ユニット積層体をそれぞれ作製した。表１に使用した粘着剤について記載した。
次に、作製した映像源ユニット積層体を、５×１０^５Ｐａの加圧雰囲気とし、６０℃で１５分間加熱した（オートクレーブ処理）。そして、常圧に戻し、８５℃で３時間加熱した（エージング処理）。これにより、光学シート（基材層）と下偏光板とが粘着層により固着された。
以上の方法により、実施例１、実施例２、及び比較例１〜４に係る映像源ユニットを作製した。

（高温試験）
上記により作製した映像源ユニットを、９５℃で１０００時間加熱した。
このとき、比較例３、比較例４に係る映像源ユニットについては、エージング処理により、既に気泡が生じていたため高温試験は行わなかった（評価方法は後述の方法で行った。）。よって実際には、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る映像源ユニットのみ高温試験を行った。

（評価）
高温試験を行った映像源ユニットを、液晶パネルが下になるようにライトボックス（光源）上に載置した。その状態を図５に示した。そして、ライトボックスの電源を入れ、上方に出射した透過光を目視で観察し、次の項目を評価した。すなわちは、粘着層に生じた気泡の有無、及び下偏光板及び光学シートの剥離（粘着層の破断）の有無を評価した。
結果を、表１に示した。

実施例１、実施例２に係る映像源ユニットは、高温試験後においても、気泡及び剥離が確認されなかった。

一方で、比較例１に係る映像源ユニットは、高温試験後に気泡及び剥離が観察された。比較例２に係る映像源ユニットは、高温試験後に気泡が観察された。比較例３に係る映像源ユニットにおいては、エージング処理の段階で気泡が確認された。
このことから、粘着剤の８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０^５Ｐａ以上１．０４×１０^５Ｐａ以下の範囲を満たすようにすることが、気泡及び剥離を抑制するための重要な要因であることが分かった。

また、比較例４に係る映像源ユニットは、エージング処理後に気泡が確認された。これは、粘着剤のガラスに対する粘着力が８．７５Ｎ／２５ｍｍと弱いために生じたものと考えられる。
よって、粘着剤のガラスに対する粘着力を１８．５Ｎ／２５ｍｍ以上にすることが、気泡を抑制するための重要な要因であることが分かった。

１０ 映像源ユニット
１５ 液晶パネル
２０ 面光源装置
２１ 導光板
２５ 光源
２６ 導光板光拡散層
２７ プリズム層
２８ 反射型偏光板
３０ 光学シート
３１ 基材層
３２ 光学機能層
３３ 光透過部
３４ 光吸収部
３５ 粘着層
４０ 機能性フィルム

Claims (6)

1. 下偏光板、上偏光板、及び前記下偏光板と前記上偏光板との間に配置された液晶層を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルより前記下偏光板側に配置された光学シートと、を備え、
   前記光学シートは、基材層、光学機能層、及び粘着層を具備し、
   前記光学機能層は、
   所定の断面を有して前記基材層の面に沿って一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部と、
   隣り合う前記光透過部の前記間隔に形成される間部と、を備え、
   前記粘着層は、
   ８０℃における貯蔵弾性率が０．８０×１０^５Ｐａ以上１．０４×１０^５Ｐａ以下であり、かつ、ガラスに対する粘着力が１８．５Ｎ／２５ｍｍ以上である粘着剤から形成され、
   前記液晶パネルと前記光学シートとは前記粘着層により固着されている、
   映像源ユニット。
2. 前記下偏光板が、表裏層を構成するトリアセチルセルロース樹脂シートと、その間のポリビニルアルコール樹脂シートと、からなる積層シートであり、前記基材層がポリカーボネート樹脂からなるシートである請求項１に記載の映像源ユニット。
3. 前記光透過部は台形断面を有しており、該断面において長い下底が前記液晶パネル側、短い上底が前記液晶パネルとは反対側を向いている請求項１又は２に記載の映像源ユニット。
4. 前記光透過部は台形断面を有しており、該断面において短い上底が前記液晶パネル側、長い下底が前記液晶パネルとは反対側を向いている請求項１又は２に記載の映像源ユニット。
5. 前記間部に光吸収性材料が含有されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像源ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像源ユニットが、筐体に納められた、表示装置。

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