JP2002098815A - 光学シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光線を効率良く液晶画面に導くこ
とができ、バックライトユニットの小型化を可能とする
光学シートを提供することである。 【解決手段】 下方より入射する光線Ｌ０を上方へと導
く光学シート１を以下のように構成する。光学シート１
を、上下方向に略隙間なく互いに嵌合する下側の基部２
と上側の嵌合部４とからなる構成とする。そして、嵌合
部４の屈折率が基部２の屈折率より小さくなるようにす
る。また、基部２を断面形状が三角形をなす三角形部３
が多数配設された構成とし、三角形部３が第一側面３ａ
と第二側面３ｂとを有する構成とする。そして、第一側
面３ａを、基部２の下面から屈折して基部の内部に入射
した光線Ｌ１の分布のピークを示す方向と左右方向との
間でなす角度以上の角度に形成し、第二側面３ｂを左右
方向に対して略垂直に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いられる光学シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置には、光源と該光源から出
射した光線を液晶表示装置の画面に集光させるための部
材とからなるバックライトユニットが組み込まれてい
る。即ち、光源より出射された光線を、光源に隣接して
配置される導光板とその他の光学シートとによって液晶
表示装置の画面へと導き、該画面を鮮明に表示できるよ
うにされている。

【０００３】図６は、従来のバックライトユニット３０
の一例についての構成の概略を示す斜視図である。図６
において、矢印Ａは前後方向を示し、矢印Ｂは左右方向
を示し、矢印Ｃは上下方向を示している。図６に示され
るように、バックライトユニット３０は、光源としての
ランプ３１と、その左端の外側にランプ３１が位置する
ように配置される導光板３２と、導光板３２の上に配置
される光拡散シート３３と、光拡散シート３３の上に配
置されるプリズムシート３４とを備えて構成されてい
る。

【０００４】このバックライトユニット３０において、
ランプ３１より導光板３２に入射した光線は、導光板３
２の上面から右斜め上方の特定の方向に分布のピークを
示す光線として出射され、光拡散シート３３に入射す
る。そして、光拡散シート３３に入射した光線は、該光
拡散シート３３を伝わる際の拡散によって、より上方に
近い方向にピークを示す分布の光線としてその上面より
出射され、プリズムシート３４に入射する。

【０００５】そして、プリズムシート３４に入射した光
線は、そのプリズム部３４ａによって、より真上に近い
方向にピークを示す分布の光線としてプリズムシート３
４の上面より出射される。これにより、プリズムシート
３４の上面を出射した光線が、さらに上方の図示してい
ない液晶表示装置の画面に集光され、該画面が照明され
ることになる。

【０００６】また、従来のバックライトユニットについ
て、上記プリズムシート３４を、そのプリズム部３４ａ
が互いに直交するようにして二枚重ねて組み込み、液晶
表示装置の画面正面への集光をより図るようにされる場
合もある。

【０００７】また、プリズムシート３４は、そのプリズ
ム部３４ａの角部分が他の部材によって物理的に損傷を
受け易いので、これを防ぐべくプリズムシートの上にさ
らに光拡散シートが配置される場合もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のバック
ライトユニットにあっては、必ずしも、液晶表示装置の
画面に多くの光線を導くことができず、液晶画面を効率
良く照明することができなかった。即ち、プリズムシー
ト３４に光線を入射させるにあたり、必ずしも適切な方
向より入射させ得るとは限らなかった。そのため、プリ
ズムシート３４より、必ずしも液晶画面の正面の方向で
ある略真上方向に分布のピークを示す光線を出射させる
ことはできなかった。

【０００９】従って、プリズムシートに対して、より適
切な方向に光線を入射させることが望まれた。もしく
は、少なくとも、液晶画面の正面の方向である真上方向
により近い方向に分布のピークを示す光線を出射させる
ことが望まれた。

【００１０】また、プリズムシート３４は、そのプリズ
ム部３４ａの角部分が損傷を受け易く、バックライトユ
ニットの組立工程での歩留まり低下の原因となるので、
プリズムシート３４の数を、できるだけ低減させること
が望まれる。

【００１１】また、近年においては、液晶表示装置が組
み込まれる装置の小型化が要請され、バックライトユニ
ットの小型化も望まれるところである。従って、かかる
観点からも、バックライトユニットの構成部材数を低減
させることが望まれる。

【００１２】そこで、本発明は、光源からの光線を効率
良く液晶画面に導くことができ、バックライトユニット
の小型化を図ることも可能な、液晶表示装置のバックラ
イトユニットに用いられる光学シートを提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光学シートは、斜め上方の特定の方向にピ
ークを示す分布をなす光線が、左右方向の一方側から、
その下面より入射するものであり、前記下面を含んでな
る下側の基部と、上面を含んでなる上側の嵌合部とが上
下方向に略隙間なく互いに嵌合して形成され、該嵌合部
は基部より屈折率が低く形成されており、前記基部は、
多数平行に配設された、断面形状が三角形をなす三角形
部が設けられており、かかる三角形部は、前記一方側に
位置する第一側面と他方側に位置する第二側面とを有
し、前記第一側面が、左右方向との間でなす角度が、基
部の下面から屈折して基部の内部に入射した光線の分布
のピークを示す方向と左右方向との間でなす角度以上の
角度に形成されており、前記第二側面が、左右方向に対
して略垂直に形成されている。

【００１４】この発明の光学シートは、液晶表示装置の
バックライトユニットに組み込まれて用いられるもので
あり、光学シートの下面から入射する上記特定の方向に
ピークを示す分布をなす光線を、光線の進行方向を目的
とする方向に向かって変換するべく用いられるものであ
る。即ち、光学シートの下面から入射する前記光線が屈
折して前記基部へ入射し、該基部より前記嵌合部へ屈折
して進行し、該嵌合部より屈折して光学シートの上方へ
出射することにより、目的とする方向に向かって光線が
導かれる。

【００１５】そして、この発明の光学シートによると、
前記互いに嵌合する基部と嵌合部とにより形成され、角
をなす形状の部分が外部に露出されないので、角をなす
部分が損傷を受け易いという問題を生じない。これによ
り、バックライトユニットの組立作業等における取り扱
いが容易であり、歩留まり向上を図ることもできる。

【００１６】また、この発明の光学シートによると、そ
の基部の第一側面が前記角度に形成されるので、基部の
下面より入射した光線について、そのピークの方向に沿
って進行する部分をロスなく第二側面に有効に導くこと
ができる。従って、この光学シートによると、その下面
より入射した光線を上方へ出射させるにあたり、効率良
く導くことができる。

【００１７】そして、前記光学シートについて、特定の
入射角の方向である前記特定の方向にピークを示す分布
をなして前記光学シートの下面より入射した光線を、特
定の出射角の方向にピークを示す分布の光線として出射
するように、前記基部の屈折率と嵌合部の屈折率とを相
互に調整することができる。

【００１８】この発明の光学シートにあっては、前記特
定の入射角の方向にピークを示す光線を、前記特定の出
射角の方向にピークを示す光線に進行方向を変換するこ
とができる。そして、この前記特定の出射角の方向にピ
ークを示す光線を最適な入射方向とするプリズムシート
と組み合わせることにより、かかるプリズムシートより
略真上方向にピークを示す光線を出射させることができ
るので、効率良く液晶画面に光線を導くことができる。

【００１９】また、前記光学シートについて、前記基部
の屈折率と前記嵌合部の屈折率との差を０．１５以上と
することができる。かかる構成とされた光学シートにあ
っては、前記特定の方向にピークを示す分布をなして光
学シートの下面より入射した光線を、より真上方向に近
い方向にピークを示す光線として光学シートに対する上
側に導くことができる。従って、この光学シートを二枚
以上重ねて用いることによって、プリズムシートを用い
ることなく、液晶画面の正面の方向である真上方向によ
り近い方向にピークを示す光線として、当該二枚以上重
ねられた光学シートに対する上方へ出射させることがで
きる。

【００２０】これにより、液晶画面の正面の方向へ光線
を導くにあたり、プリズムシートを用いる必要がないの
で、バックライトユニットを構成する部材を低減するこ
とができ、バックライトユニットの小型化を図ることが
できる。

【００２１】そして、かかる光学シートの基部の屈折率
と前記嵌合部の屈折率との差を０．１５以上とする場合
について、基部の屈折率を１．５７以上とすることがで
きる。これにより、二枚以上組み合わされた光学シート
に対して下方より入射した光線を、当該二枚以上組み合
わされた光学シートに対する上方へ、略真上方向にピー
クを示す分布の光線として出射させることができ、より
効率良く液晶画面へ光線を導くことができる。

【００２２】さらに、光学シートの基部の屈折率と嵌合
部の屈折率との差を０．３以上とすることができる。か
かる構成とされた光学シートにあっては、前記特定の方
向にピークを示す分布をなして光学シートの下面より入
射した光線を、さらに真上方向に近い方向にピークを示
す光線として光学シートに対する上側に導くことができ
る。従って、この光学シートによると、その一枚のみを
用いることで、プリズムシートを用いることなく、液晶
画面の正面の方向である真上方向にさらに近い方向にピ
ークを示す光線として、当該光学シートに対する上方へ
出射させることができる。

【００２３】これにより、液晶画面の正面の方向へ光線
を導くにあたり、プリズムシートを用いる必要がなく、
さらに、本発明の光学シートを一枚用いるのみで済むの
で、バックライトユニットを構成する部材を低減するこ
とができ、バックライトユニットの小型化を図ることが
できる。

【００２４】そして、光学シートの基部の屈折率と前記
嵌合部の屈折率との差を０．３以上とする場合につい
て、基部の屈折率を１．６以上とすることができる。こ
れにより、光学シートに対して下方より入射した光線
を、当該光学シートに対する上方へ、略真上方向にピー
クを示す分布の光線として出射させることができ、より
効率良く液晶画面へ光線を導くことができる。

【００２５】また、前記光学シートの基部を熱成形でき
るプラスチック材により形成することができる。これに
より、光学シートの基礎をなす基部を熱成形によって形
成できるので、その製造を容易にできる。そして、基部
の形成にかかる熱成形できるプラスチック材としてポリ
カーボネートを用いることもできる。ポリカーボネート
によると、透明性の高いフィルムを得ることができる。

【００２６】また、前記基部の形成にかかる熱成形でき
るプラスチック材を、光に対する複屈折を低減させるよ
うに調整することができる。前記基部をプラスチック材
で熱成形により形成すると、光に対する複屈折を生じる
性状となり得るが、該複屈折を生ずると、目的とする方
向以外に導かれる光線を生じ、光線を伝搬する効率を低
下させる。従って、複屈折を低減させることにより、液
晶画面に光線を導く効率の低下を防ぐことができる。

【００２７】また、前記光学シートの基部を電離放射線
硬化型樹脂により形成することができる。これにより、
光学シートの基礎をなす基部を電離放射線硬化型樹脂に
より形成することで、当該部分を形成する精度を高める
とともに、その物理的強度を高めて傷付き等の防止を図
ることもできる。

【００２８】そして、前記基部の形成にかかる電離放射
線硬化型樹脂として、紫外線によって硬化させることが
できる紫外線硬化型樹脂を用いることができ、また、電
子線によって硬化させることができる電子線硬化型樹脂
を用いることもできる。

【００２９】また、前記嵌合部をアクリル樹脂により形
成することができる。そして、アクリル樹脂として、放
射線重合型のアクリル樹脂を用いることができる。これ
により、放射線を照射することで嵌合部を形成でき、嵌
合部の形成を容易にできる。

【００３０】そして、前記放射線重合型のアクリル樹脂
として、フッ素基を含有するものを用いることができ
る。このアクリル樹脂がフッ素基を含有するものを用い
ることにより、嵌合部の屈折率を容易に低くすることが
できる。

【００３１】そして、前記嵌合部の上に光拡散層を設け
ることができる。これにより、光学シートより上方へと
光線を出射させるにあたり、拡散させて出射させること
ができる。

【００３２】また、前記基部の下に、互いに離間するビ
ーズが設けられてなるスティッキング防止層を設けるこ
ともできる。これにより、光学シートの下に配置される
部材とスティッキング防止層を介して接触させることが
できるので、光のぎらつくイメージが液晶画面に投影さ
れることを防ぐことができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、図１乃至図５に基づき、
本発明の実施の形態について説明する。

【００３４】図１は、本発明にかかる光学シートの一例
である光学シート１が組み込まれたバックライトユニッ
ト１０の斜視図である。図１において、矢印Ａは前後方
向を示し、矢印Ｂは左右方向を示し、矢印Ｃは上下方向
を示している。以下、他の図面においても、これらの各
方向について同様に示す。

【００３５】バックライトユニット１０は、ランプ８と
導光板７と光学シート１とプリズムシート９を備えて構
成されている。ランプ８は、バックライトユニット１０
における光源であり、前後方向に沿って配置されてい
る。

【００３６】導光板７は、その左端部の外側にランプ８
が位置するように配置されている。この導光板７は、左
側から入射したランプ８の光線を後に説明する光学シー
ト１へ導くために設けられる周知の導光板であり、その
下面の外側には、図示していない反射ドットが形成さ
れ、または反射シートが設けられている。そして、導光
板７に入射した光線は、前記反射ドット等により右斜め
上方へ反射され、導光板７の上面より光学シート１へ出
射される。

【００３７】そして、導光板７の上面より出射される光
線は、図２に示されるように、左右方向Ｂに対してθ_go
の角度をなす特定の方向にピークを示す分布となる。こ
のθ _goの角度をなす特定の方向は、後に説明する光学シ
ート１の下面より入射する光線の特定の入射角の方向に
あたる。

【００３８】プリズムシート９は、後に説明する光学シ
ート１の上側に配置されている。そして、光学シート１
の上面を出射した光がプリズムシート９の下面より入射
し、プリズムシート９の上面を出射した光線が、さらに
上方に設置される図示されない液晶表示装置の画面へと
導かれる。

【００３９】このプリズムシート９は周知のプリズムシ
ートであり、図１に示されるように、基材部９ａと上部
のプリズム部９ｂとから構成されている。そして、プリ
ズム部９ｂは、頂上線９ｃを挟む上面のなす角度である
頂角θｅが９０°をなして形成されている。プリズムシ
ート９は、このバックライトユニット１０では、プリズ
ム部９ｂの頂上線９ｃが前後方向Ａに沿うように配置さ
れている。

【００４０】プリズムシート９には、入射する光線の方
向に適切な方向が存在する。即ち、プリズムシート９が
略真上方向にピークを示す分布の光線を出射するために
は、適切な特定の方向に分布のピークを示す光線をプリ
ズムシート９の下面より入射させる必要がある。

【００４１】図３は、プリズムシート９の下側より入射
する光線の分布と、プリズムシート９を出射する光線の
分布との関係を示している。図３において、横軸は左右
方向Ｂにおける右向きを正とし、縦軸は上下方向Ｃにお
ける上向きを正としている。図３（ａ）はプリズムシー
ト９の下面に入射した光線の分布を示しており、図３
（ｂ）はプリズムシート９の上面を出射した光線の分布
を示している。プリズムシート９は、図３（ａ）に示さ
れる左右方向Ｂに対する角度がθ_ipをなす特定の方向に
ピークを示す光線を入射させると、図３（ｂ）に示され
るように真上方向にピークを示す光線を出射することが
できる。

【００４２】光学シート１は、前記導光板７の上に配置
され、導光板７を出射した光線を以上に説明したプリズ
ムシート９へと出射する。そして、光学シート１は、以
下に説明するように、プリズムシート９に対して前記角
度θ_ipをなす方向に分布のピークを示す光線を出射する
ことができる。即ち、本発明にかかる光学シート１は、
光学シート１を出射する光線の分布のピークの方向であ
る角度θ_Oをなす方向が、前記プリズムシート９に最適
な角度θ_ipをなす方向と一致する特定の出射角の方向と
なるようにされている。

【００４３】かかる光学シート１について、図４に基づ
いて説明する。図４は、図１におけるIV−IV線矢視断面
に含まれる、光学シート１の部分断面図である。

【００４４】光学シート１は、基部２と嵌合部４とを備
えて構成されている。そして、基部２は、その底面２ａ
が略平面に形成されている。また、基部２は、平板状を
なす下基礎部２ｄの上に、断面形状が三角形をなす三角
形部３が多数平行に配設された構成とされている。三角
形部３は、左右方向においてランプ８が存在する一方側
である左側に位置する第一側面３ａと、左右方向におい
て他方側である右側に位置する第二側面３ｂとを有して
いる。

【００４５】第一側面３ａは、その左右方向に対する角
度θ１が以下のように与えられる。即ち、第一側面３ａ
の角度θ１は、屈折率ｎ１の材質によって形成される基
部２の下面２ａより基部２に入射した光線Ｌ１のピーク
を示す方向と左右方向との間でなす角度θ_g1以上の角度
となるように与えられる。また、第二側面３ｂは、その
左右方向に対する角度θ２が略垂直をなすように形成さ
れている。

【００４６】嵌合部４は、下側の基部２に対する上側
に、略隙間なく嵌合するように形成される。従って、嵌
合部４は、図４に示されるように、基部２の三角形部３
の各々に嵌合するように、三角形部３の各々に沿って配
設される多数の逆三角形部５により構成される。また、
嵌合部４はその上面４ａが略平面に形成されている。

【００４７】また、嵌合部４は、以下のように形成され
る。嵌合部４は、その屈折率ｎ２が基部２の屈折率ｎ１
より小さく、かつ、嵌合部４の上面４ａより出射される
光線の前記θ_Oをなす方向を、プリズムシート９に最適
な方向である前記特定の出射角の方向θ_ipに一致させ得
る屈折率ｎ２を与える材質によって形成される。即ち、
前記第二側面３ｂより屈折して嵌合部４に入射し、左右
方向との間で角度θ_g2をなす特定の方向にピークが存在
する光線Ｌ２として嵌合部４内部を伝わり、嵌合部４の
上面４ａより前記θ_ipの方向にピークを示す光線として
出射させ得る屈折率ｎ２が選択される。

【００４８】この光学シート１によると、前記第一側面
３ａが前記角度θ_g1以上の角度に形成されるので、基部
２の下面２ａより入射した光線について、そのピークの
方向に沿って進行する部分をロスなく第二側面３ｂに有
効に導くことができる。そして、基部２より嵌合部４に
入射した光線について、嵌合部４の上面４ａより前記特
定の出射角θ_ipの方向に出射させることができる。従っ
て、この光学シート１によると、導光板７を出射した光
線を極めて効率良くプリズムシート９へと導くことがで
きる。

【００４９】また、第二側面３ｂが前記略垂直をなす角
度θ２をなして形成されるので、嵌合部４より前記θ_ip
の方向に光線を出射させるための基部２の屈折率ｎ１と
嵌合部４の屈折率ｎ２との相対的な調整が容易となり、
この光学シート１の設計を容易にできる。

【００５０】また、この光学シート１によると、従来の
プリズムシートのように角の部分が外部に晒されず、該
シート１の損傷を防ぐことができるので、バックライト
ユニットの組立工程等における、光学シート１の取り扱
いが容易であるという利点もある。

【００５１】なお、この光学シート１にあっては基部２
に下基礎部２ｄを設ける構成としたが、基部２を多数の
三角形部３のみによる構成とすることもできる。また、
嵌合部４について、逆三角形部５に対する上側に、図示
されない下基礎部２ｄと同様の平板状をなす部分を設け
るのであってもよい。

【００５２】この光学シート１は、以下の材質により、
以下の製法によって形成できる。基部２について、樹脂
のうち熱成形できるプラスチック材を用いて形成するこ
とができる。そして、基部２の三角形部３を反転させた
形状が切削された第一のロールを用意し、溶融されたシ
ート状の前記熱成形できるプラスチック材を前記第一の
ロールともう一本の第二のロールにてニップして形状を
転写させる押し出しシート成形法を用いることができ
る。

【００５３】この基部２を形成するための熱成形できる
プラスチック材について、光に対する複屈折を低減する
ように調整されることが望ましい。即ち、基部２におい
て複屈折を生ずると、嵌合部４へと有効に光線を伝搬さ
せることができず、プリズムシート９へ光線を伝搬する
効率の低下を招くからである。この複屈折を低減させる
ためのプラスチック材の調整方法として、複屈折の方向
性の違う樹脂を共重合する方法を挙げることができる。

【００５４】また、基部２を形成するための前記プラス
チック材として、特にポリカーボネート（ＰＣ）が望ま
しい。ポリカーボネートによると、熱成形が容易で透明
性の高い屈折率の高いフィルムを得ることができるから
である。

【００５５】また、基部２を形成するにあたり、電離放
射線硬化型樹脂を用いることもできる。電離放射線硬化
型樹脂としては、紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化
型樹脂などが知られている。本発明にあっては、そのい
ずれもが使用できるが、その入手容易性や取り扱い容易
性の観点からすれば、紫外線硬化型樹脂が好ましい。

【００５６】電離放射線硬化型樹脂とは、その分子中に
重合性不飽和結合またはエポキシ基をもつ反応性のプレ
ポリマー、オリゴマーおよび／または単量体を適宜混合
してなる組成物である。これらプレポリマーやオリゴマ
ーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアク
リレート、エポキシアクリレート、シロキサンや不飽和
ジカルボン酸と多価アルコールとの縮合物である不飽和
ポリエステルがあり、アルキルアクリレートやアルキル
メタクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエス
テルメタクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリ
エーテルメタクリレート、ポリオールアクリレート、ポ
リオールメタクリレート、メラミンアクリレート、メラ
ミンメタクリレートなどのアクリレート類が挙げられ
る。

【００５７】一方で、単量体としては、スチレン、α−
メチルスチレンなどのビニルベンゼンモノマーや、メチ
ルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルアク
リレート、エチルメタアクリレート、ブチルアクリレー
ト、ブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアク
リレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、メトキ
シエチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレー
ト、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチルメタ
クリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリ
レートなどがあり、さらに、Ｎ−ジメチルアミノエチル
アクリレート、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ−ジエ
チルアミノエチルメタクリレート、Ｎ−ジベンジルアミ
ノエチルアクリレート、Ｎ−ジベンジルアミノエチルメ
タクリレート、Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリレー
ト、Ｎ−ジエチルアミノプロピルメタクリレートなどの
不飽和カルボン酸とアミノアルコールとのエステルなど
がある。

【００５８】また、アクリルアミド、メタクリルアミド
などの不飽和カルボン酸アミド、エチレングリコールジ
アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリ
コールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレー
ト、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレン
グリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールア
クリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、
トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレン
グリコールジメタクリレートなどの不飽和カルボン酸と
グリコールなどのエステルがある。

【００５９】さらに、ジプロピレングリコールジアクリ
レート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、エ
チレングリコールジアクリレート、エチレングリコール
ジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレー
ト、プロピレングリコールジメタクリレートなどの多官
能性化合物、トリメチロールプロパントリチオグリコレ
ート、トリメチロールプロパントリチオプロピレート、
ペンタエリスリトールテトラチオグリコレートなどの分
子内に２個以上のチオール基をもつポリチオール化合物
などがある。

【００６０】電離放射線硬化型樹脂を得るべく、これら
化合物の１つ以上を混合して用いるが、通常は、バイン
ダーを塗布してから硬化するまでの所定の保持時間を付
与すべく、プレポリマーまたはオリゴマーを５重量％以
上、単量体および／またはポリチオールを95重量％以下
の量とする。

【００６１】なお、電離放射線硬化型樹脂として紫外線
硬化型樹脂を選択する場合には、光重合開始剤を併用す
る。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾ
フェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、ｏ−ベ
ンゾイル安息香酸メチル、アルドオキシム、テトラメチ
ルメウラムモノサルファイド、チオキサントン、および
／または光増感剤であるｎ−ブチルアミン、トリエチル
アミン、トリブチルホスフィンなどを混合して使用でき
る。

【００６２】紫外線硬化型樹脂としては、例えば、イル
ガキュア 651（チバガイギー社）が本発明において好適
に使用することができ、また、好ましくは、光重合開始
剤であるユニデック17-183（大日本インキ）との組み合
わせにおいて利用する。

【００６３】上記のような電離放射線硬化型樹脂を用い
ることにより、熱成形プラスチック材を用いた場合より
もさらに精度良く樹脂の成形を行って基部２を形成する
ことが可能となる。また、このような電離放射線硬化型
樹脂から形成された基部２は物理的強度が高く、傷が付
きにくい。

【００６４】そして、上記電離放射線硬化型樹脂により
光学シート１を形成するにあたり、前述した押し出しシ
ート成形法と同じような型を用いて形成することができ
る。即ち、前記押し出しシート成形法で用いられる第一
のロールに未硬化の電離放射線硬化型樹脂を流し込み、
紫外線又は電子線により直接硬化させたり、流し込んだ
樹脂の上をポリエステルのような電離放射線に対して透
明な基材で覆い、紫外線又は電子線により硬化させるこ
とによって、基部２を形成することができる。

【００６５】次に、嵌合部４を形成するにあたり、アク
リル樹脂を用いることができる。このアクリル樹脂を用
いるにあたって、放射線重合型のアクリル樹脂を用いる
のが好ましい。そして、前記形成された基部２の三角形
部３の間に、液状化させた前記放射線重合型のアクリル
樹脂を充填する。そして、放射線を照射して硬化させる
ことにより、嵌合部４を形成することができる。また、
前記放射線重合型のアクリル樹脂のうち、特にフッ素基
を含有するアクリル樹脂を用いるのが好ましい。これに
より、低屈折率の嵌合部４を容易に形成できる。

【００６６】また、光学シート１を形成するにあたり、
以上に説明した方法の他、基部２や嵌合部４の形状が形
成された金型に溶融樹脂を注入してする射出成形法や、
シート化された樹脂を再加熱して前記金型と金属板との
間に挟んでプレスして形状を転写する方法等を用いるこ
とができる。

【００６７】さらに、以上の光学シート１、及び光学シ
ート１が組み込まれたバックライトユニット１０の具体
的な構成例について説明する。導光板７として、指向性
の強いくさび形導光板を用いる。この導光板７は、その
上面より、左右方向Ｂに対してθ_go＝１５゜をなす方向
にピークを示す分布の光線を出射する。

【００６８】プリズムシート９として、３Ｍ社製ＢＥＦ
IIを用いる。このプリズムシート９は、その下面より左
右方向Ｂに対してθ_ip＝６１゜（垂直方向より２９゜）
の方向にピークを示す光線を入射させると、プリズムシ
ート９の上面より略真上方向にピークを示す光線を出射
する。

【００６９】光学シート１について、基部２をポリカー
ボネート（ＰＣ）により構成し、基部２の屈折率がｎ１
＝１．５８６とされる。また、基部２の三角形部３につ
いて、その第一側面３ａの左右方向との間でなす角度を
θ１＝５２．５゜とする。そして、嵌合部４をフッ素含
有アクリル系樹脂により構成し、嵌合部４の屈折率がｎ
２＝１．３５とされる。

【００７０】光学シート１をこのように構成すると、導
光板７より出射された前記θ_go＝１５゜の方向にピーク
を示す光線を、前記θ_ip＝６１゜（垂直方向より２９
゜）に一致するθ_O＝６１゜の方向にピークを示す光線
に変換できる。

【００７１】また、光学シート１を、以下のように構成
することもできる。基部２をポリ−ｐ−キシリレン（p-
xylylene）により構成し、基部２の屈折率がｎ１＝１．
６６９とされる。また、基部２の三角形部３について、
その第一側面３ａの左右方向との間でなす角度をθ１＝
５４．６゜とする。そして、嵌合部４をフッ素含有ア
クリル系樹脂により構成し、嵌合部４の屈折率がｎ２＝
１．４０とされる。

【００７２】光学シート１をこのように構成すると、導
光板７より出射されたθ_go＝１５゜の方向にピークを示
す光線を、θ_O＝７１゜（垂直方向より１９゜）をなす
方向にピークを示す光線とできる。そして、θ_ip＝７１
゜を最適な入射方向とするプリズムシート９を組み合わ
せると、該プリズムシート９の上部より略真上方向にピ
ークを示す光線を出射させることができる。

【００７３】以上の説明では、光学シート１の上に一枚
のプリズムシート９を配置してバックライトユニットを
構成する例により説明したが、同じプリズムシート９を
互いに交わるように二枚重ねて光学シート１の上に配置
するのであってもよい。即ち、図１に示されるプリズム
シート９の上に、プリズム部９ｂの頂上線９ｃが互いに
直交するように、同一の他のプリズムシート９をさらに
一枚配置するのであってもよい。

【００７４】このようにプリズムシート９を二枚組み合
わせてバックライトユニットを構成する場合について
も、光学シート１は、導光板７より出射される前記図２
に示された角度θ_goをなす方向の光線を、二枚組み合わ
せたプリズムシート９に対する最適な方向として出射す
る。即ち、光学シート１は、二枚のプリズムシート９の
うち上側のプリズムシート９より略真上方向にピークを
示す光線として出射させるための下側のプリズムシート
に対する最適な方向をなす角度θ_ipで出射させ得るよう
に、基部２の屈折率ｎ１、嵌合部４の屈折率ｎ２が設定
される。また、基部２の屈折率ｎ１との関係に基づき、
基部２の第一側面３ａの角度θ１が設定される。

【００７５】このプリズムシート９を二枚組み合わせて
バックライトユニットを構成する場合について、その具
体例を説明する。導光板７として、以上に説明した、指
向性の強いくさび形導光板を用いる。この導光板７は、
その上面より前記θ_go＝１５゜をなす方向にピークを示
す分布の光線を出射する。

【００７６】プリズムシート９として、３Ｍ社製ＢＥＦ
IIを用いる。このプリズムシート９を直交するように二
枚重ねて配置した場合、その下側に配置されるプリズム
シート９の下面より左右方向Ｂに対してθ_ip＝３９゜
（垂直方向より５１゜）をなす方向にピークを示す光線
を入射させると、上側に配置されるプリズムシート９の
上面より略真上方向にピークを示す光線を出射すること
ができる。

【００７７】光学シート１について、基部２をポリカー
ボネート（ＰＣ）により構成し、基部２の屈折率がｎ１
＝１．５８６とされる。また、基部２の三角形部３につ
いて、その第一側面３ａの左右方向との間でなす角度を
θ１＝５２．５゜とする。そして、嵌合部４をポリメチ
ルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）により構成し、嵌合部
４の屈折率がｎ２＝１．４７９とされる。

【００７８】光学シート１をこのように構成すると、導
光板７より出射されたθ_go＝１５゜の方向にピークを示
す光線を、上記二枚重ねたプリズムシート９に最適な方
向である前記θ_ip＝３９゜の方向にピークを示す光線に
変換できる。

【００７９】また、本発明にかかる光学シートを用いて
バックライトユニットを構成するにあたり、プリズムシ
ートを全く用いることなく、同一の光学シートを複数枚
重ねて用いることもできる。図５（ａ）は、プリズムシ
ートを用いることなく、同一の光学シートを複数枚組み
込んで構成されたバックライトユニットの例であるバッ
クライトユニット２０の模式的構成を示す図である。

【００８０】このバックライトユニット２０にあって
は、導光板７の上に光学シート１１が上下に二枚重ねて
配置されている。この光学シート１１について、図５
（ｂ）に基づいて説明する。図５（ｂ）は、光学シート
１１の部分断面図である。

【００８１】光学シート１１は、基部１２と嵌合部１４
とを備えて構成されている。そして、基部１２は、断面
形状が三角形をなす多数平行に配設された三角形部１３
が設けられた構成とされている。また、基部１２は、そ
の底面１２ａが略平面に形成されている。三角形部１３
は、左右方向においてランプ８が存在する一方側である
左側に位置する第一側面１３ａと、左右方向において他
方側である右側に位置する第二側面１３ｂとを有してい
る。

【００８２】そして、基部１２は、第一側面１３ａの左
右方向との間でなす角度θ１１が、基部１２の下面１２
ａから屈折して基部１２の内部に入射した光線Ｌ１１の
ピークを示す方向と左右方向との間でなす角度θ_g11以
上の角度となるように、基部１２に特定の屈折率ｎ１を
与える材質及び第一側面１３ａの前記角度θ１１が与え
られる。これにより、基部１２へ入射した光線を有効に
第二側面１３ｂへ導くことができる。

【００８３】第二側面１３ｂは、左右方向との間でなす
角度θ１２が略垂直をなすように形成されている。第二
側面１３ｂを略垂直に形成すると、前記光学シート１の
場合と同様に、光学シート１１の設計を容易とできる。

【００８４】嵌合部１４は、下側の基部１２に対する上
側に、略隙間なく嵌合するように形成されており、基部
１２の三角形部１３の各々に嵌合する多数の逆三角形部
１５により構成される。また、嵌合部１４はその上面１
４ａが略平面に形成されている。そして、嵌合部１４
は、その屈折率ｎ２が基部１２の屈折率ｎ１より低くな
る材質によって形成される。これにより、基部１２より
屈折して嵌合部１４へ入射する光線Ｌ１２について、よ
り真上方向に近づくように前記基部１２より入射させる
ことができる（θ_g11＜θ_g12）。

【００８５】そして、かかる光学シート１１を二枚重ね
て配置することにより、下側の光学シート１１に導光板
７より入射した光線を、上側に配置される光学シート１
１より、より真上方向に近づけるように出射させること
ができる。これにより、基部１２の屈折率ｎ１と嵌合部
１４の屈折率ｎ２との調整によって、以下の具体例の説
明で述べるように、上側に配置される光学シート１１よ
り、略真上方向にピークを示す光線として出射させるこ
とを可能にもできる。

【００８６】この光学シート１１を二枚組み合わせてバ
ックライトユニットを構成する場合の具体例について説
明する。

【００８７】導光板７として、以上に説明した、指向性
の強いくさび形導光板を用いる。この導光板７は、その
上面より前記θ_go＝１５゜をなす方向にピークを示す光
線を出射する。

【００８８】光学シート１１について、基部１２をポリ
カーボネート（ＰＣ）により構成し、基部１２の屈折率
がｎ１＝１．５８６とされる。また、基部１２の三角形
部３について、その第一側面３ａの左右方向との間でな
す角度をθ１＝５２．５゜とする。そして、嵌合部１４
をフッ素含有アクリル系樹脂により構成し、嵌合部１４
の屈折率がｎ２＝１．４３２とされる。

【００８９】このように構成される光学シート１１を二
枚重ねて配置すると、導光板７より出射されたθ_go＝１
５゜の方向にピークを示す光線を、左右方向に対して８
６．５゜をなす方向にピークを示す光線に変換できる。
即ち、略真上方向にピークを示す光線として出射させる
ことができる。

【００９０】以上に説明した光学シート１１のごとく、
プリズムシートを用いることなく光学シートを二枚以上
組み合わせて用いる場合には、基部と嵌合部との屈折率
の差（即ち、ｎ１−ｎ２）を、少なくとも０．１５以上
とするのが望ましい。これにより、上側に配置される光
学シートより出射させる光線について、より真上方向に
近づけ得るからである。そして、基部の屈折率をｎ１＝
１．５７以上にするのがより望ましい。これにより、上
側に配置される光学シートより略真上方向にピークを示
す光線を出射させ得るからである。

【００９１】また、以上の図５に基づく説明では、プリ
ズムシートを用いることなく光学シートのみを用いる例
について、光学シートを二枚重ねて組み込む例により説
明したが、基部の屈折率ｎ１と嵌合部の屈折率ｎ２を、
それらの差（ｎ１−ｎ２）が前記光学シートを二枚用い
る場合に比べてさらに大きくなるように調整することに
よって、一枚の光学シートを用いる構成とできる。即
ち、基部と嵌合部との屈折率の差をより大きくすること
により、導光板より入射した光線を、より真上方向に近
づけるように出射させ得るからである。この場合には、
基部の屈折率ｎ１と嵌合部の屈折率ｎ２の差を、少なく
とも０．３以上とするのが望ましい。そして、基部ｎ１
の屈折率を１．６以上とするのがより望ましい。これに
より、光学シートより、略真上方向にピークを示す光線
を出射させることができるからである。

【００９２】また、本発明の光学シートに関して、その
基部及び嵌合部の屈折率について、表１に示される組み
合わせを採用することもできる。表１は、光学シートの
基部の屈折率（ｎ１）及び嵌合部の屈折率（ｎ２）と、
光学シートより出射する光線のピークを示す方向
（θ_O）との組み合わせを示している。表１に示される
各サンプルについてのθ_Oは、いずれについても下面及
び上面が略平面とされ、また、下面に前記θ_go＝１５゜
の方向に分布のピークを示す光線を入射させた場合のも
のである。

【００９３】

【表１】 この表１におけるサンプル１、サンプル２について、基
部の屈折率をｎ１＝１．４７９とするにあたり、ポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）により形成することが
できる。また、サンプル３乃至サンプル６について、基
部の屈折率をｎ１＝１．５８６とするにあたり、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）により形成することができる。ま
た、サンプル７乃至サンプル10について、基部の屈折率
をｎ１＝１．６６９とするにあたり、ポリ−ｐ−キシリ
レン（p-xylylene）により形成することができる。

【００９４】また、サンプル１、サンプル４、サンプル
10について、嵌合部の屈折率をｎ２＝１．４５とするに
あたり、フッ素含有アクリル系樹脂により形成すること
ができる。また、サンプル２、サンプル６について、嵌
合部の屈折率をｎ２＝１．４とするにあたり、フッ素含
有アクリル系樹脂により形成することができる。

【００９５】また、サンプル３、サンプル８について、
嵌合部の屈折率をｎ２＝１．５とするにあたり、アクリ
ル系樹脂により形成することができる。また、サンプル
５について、嵌合部の屈折率をｎ２＝１．４４とするに
あたり、フッ素含有アクリル系樹脂により形成すること
ができる。

【００９６】また、サンプル７について、嵌合部の屈折
率をｎ２＝１．３６３とするにあたり、フッ素含有アク
リル系樹脂により形成することができる。

【００９７】この表１に示される光学シートの各サンプ
ルに関して、サンプル７については、一枚の光学シート
により略真上方向にピークを示す光線として出射させる
ことができる。また、サンプル９、10については、二枚
以上重ねて用いると、略真上方向にピークを示す光線を
出射させることができる。

【００９８】また、他のサンプルについては、各サンプ
ルの出射方向θ_Oが、最適な入射方向θ_ipと一致する一
枚又は二枚のプリズムシートと組み合わせてバックライ
トユニットを構成することができる。

【００９９】なお、以上に説明した光学シートについ
て、嵌合部の上に光拡散層を設けてもよい。光拡散層を
設けると、光学シートより上方へ出射させる光線を拡散
させることにより、望ましくない光の輝度ムラが液晶画
面に投影されることを防止できる。また、光線を拡散さ
せることにより、光学シートより上方へ出射する光線の
ピークの方向をより真上方向に近づけることができる。
かかる光拡散層として周知の光拡散層を設けることがで
き、ビーズ等の光拡散性の粒子とバインダーとによって
形成するのであってもよく、エンボス形状により凹凸を
形成して光を拡散させるようにしてもよい。

【０１００】また、以上に説明した光学シートについ
て、基部の下にスティッキング防止層を設けてもよい。
これにより、バックライトユニットを構成する場合に、
光学シートがスティッキング防止層を介して導光板と接
するようにできるので、ぎらつく光のイメージが液晶画
面に投影されることを防止できる。このスティッキング
防止層は、互いに離間したビーズを基部の下に設けるこ
とにより形成できる。

【０１０１】また、以上の図示による説明では、光学シ
ートを導光板の直上に配置してバックライトユニットを
構成する例を挙げて説明したが、導光板に対して相対的
に上に配置されるのであれば直上に配置するのでなくと
も構わない。

【０１０２】即ち、本発明の光学シートは、プリズムシ
ートと組み合わせて用いられる場合には、特定の入射角
の方向にピークを示す光線が光学シートの下側より入射
する配置とされると、プリズムシートに最適な入射方向
である特定の出射角の方向にピークを示す光線を出射さ
せることができる。

【０１０３】また、本発明の光学シートは、プリズムシ
ートと組み合わさずに用いる場合についても、導光板に
対して相対的に上に位置するように配置すると、光学シ
ートの下側より入射した光線を、略真上方向にピークを
示す光線として上方へ出射させることができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学シ
ートによると、光源より出射された光線を効率良く液晶
画面に導くことができるという効果を奏する。また、本
発明の光学シートにあっては、外部に角をなす部分が露
出された形状とされないことから損傷を受け易いという
ことがなく、バックライトユニットの組立作業等におけ
る取り扱いが容易であり、歩留まり向上を図ることもで
きるという効果を奏する。

【０１０５】また、バックライトユニットを構成する部
材数を低減することもできるので、小型化を図ることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学シートが組み込まれたバックライ
トユニットの斜視図である。

【図２】光学シートに入射する光線を示す図である。

【図３】プリズムシートの入射光及び出射光の特性を示
す図である。

【図４】本発明にかかる光学シートの一部断面図であ
る。

【図５】図５（ａ）は、本発明の光学シートが組み込ま
れたバックライトユニットの構成を示す図である。図５
（ｂ）は、光学シートの一部断面図である。

【図６】（従来の）液晶表示装置に用いられるバックラ
イトユニットの斜視図である。

【符号の説明】

１ 光学シート ２ 基部 ２ａ 下面 ３ 三角形部 ３ａ 第一側面 ３ｂ 第二側面 ４ 嵌合部 ４ａ 上面 ５ 逆三角形部 ７ 導光板 ８ ランプ ９ プリズムシート １０ バックライトユニット １１ 光学シート １２ 基部 １２ａ 下面 １３ 三角形部 １３ａ 第一側面 １３ｂ 第二側面 １４ 嵌合部 １４ａ 上面 １５ 逆三角形部 ２０ バックライトユニット ３０ （従来の）バックライトユニット ３１ ランプ ３２ 導光板 ３３ 光拡散シート ３４ プリズムシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｇ０２Ｂ 5/04 Ｅ Ｆ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６Ｊ // Ｆ２１Ｖ 8/00 ６０１ Ｆ２１Ｖ 8/00 ６０１Ａ Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H042 AA03 AA07 AA26 CA13 CA15 CA17 2H091 FA23Z FA42Z FD12 FD22 LA03 LA11 LA18 4F100 AK01A AK25B AK45A AL06B BA02 BA03 BA07 DD06A DD06B DD11A DD11B DE04C EJ08A EJ53A EJ54A JB14A JN18 JN18A JN18B JN30 JN30C YY00A 5G435 AA03 AA18 BB12 BB15 EE27 FF06 FF08 GG01 GG24 HH04 KK07

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜め上方の特定の方向にピークを示す分
   布をなす光線が、左右方向の一方側から、その下面より
   入射する光学シートであって、 前記下面を含んでなる下側の基部と、上面を含んでなる
   上側の嵌合部とが上下方向に略隙間なく互いに嵌合して
   形成され、該嵌合部は基部より屈折率が低く形成されて
   おり、 前記基部は、多数平行に配設された、断面形状が三角形
   をなす三角形部が設けられており、かかる三角形部は、
   前記一方側に位置する第一側面と他方側に位置する第二
   側面とを有し、 前記第一側面が、左右方向との間でなす角度が、基部の
   下面から屈折して基部の内部に入射した光線の分布のピ
   ークを示す方向と左右方向との間でなす角度以上の角度
   に形成されており、 前記第二側面が、左右方向に対して略垂直に形成されて
   いる光学シート。
2. 【請求項２】 特定の入射角の方向である前記特定の方
   向にピークを示す分布をなして前記光学シートの下面よ
   り入射した光線を、 特定の出射角の方向にピークを示す分布の光線として出
   射するように、前記基部の屈折率と嵌合部の屈折率とが
   相互に調整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。
3. 【請求項３】 前記基部の屈折率と前記嵌合部の屈折率
   との差が、０．１５以上とされることを特徴とする、請
   求項１に記載の光学シート。
4. 【請求項４】 前記基部の屈折率が１．５７以上とされ
   る請求項３に記載の光学シート。
5. 【請求項５】 前記基部が、熱成形できるプラスチック
   材により形成されることを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載の光学シート。
6. 【請求項６】 前記基部の形成にかかる熱成形できるプ
   ラスチック材が、光に対する複屈折が低減されて形成さ
   れることを特徴とする請求項５に記載の光学シート。
7. 【請求項７】 前記基部の形成にかかる熱成形できるプ
   ラスチック材がポリカーボネートであることを特徴とす
   る請求項５または６に記載の光学シート。
8. 【請求項８】 前記基部が、電離放射線硬化型樹脂から
   形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   に記載の光学シート。
9. 【請求項９】 前記基部の形成にかかる電離放射線硬化
   型樹脂が紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂であ
   ることを特徴とする請求項８記載の光学シート。
10. 【請求項１０】 前記基部の屈折率と嵌合部の屈折率と
    の差が、さらに０．３以上とされることを特徴とする、
    請求項３に記載の光学シート。
11. 【請求項１１】 前記基部の屈折率が１．６以上とされ
    る請求項１０に記載の光学シート。
12. 【請求項１２】 前記基部が、熱成形できるプラスチッ
    ク材により形成され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. 【請求項１３】 前記基部の形成にかかる熱成形できる
    プラスチック材が、光に対する複屈折が低減されて形成
    されることを特徴とする請求項１２に記載の光学シー
    ト。
14. 【請求項１４】 前記基部の形成にかかる熱成形できる
    プラスチック材がポリカーボネートであることを特徴と
    する請求項１２または１３に記載の光学シート。
15. 【請求項１５】 前記基部が、電離放射線硬化型樹脂か
    ら形成され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。
16. 【請求項１６】 前記基部の形成にかかる電離放射線硬
    化型樹脂が、紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂
    であることを特徴とする請求項１５記載の光学シート。
17. 【請求項１７】 前記嵌合部が、アクリル樹脂により形
    成されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか
    に記載の光学シート。
18. 【請求項１８】 前記嵌合部の形成にかかるアクリル樹
    脂が、放射線重合型のアクリル樹脂であることを特徴と
    する請求項１７に記載の光学シート。
19. 【請求項１９】 前記放射線重合型のアクリル樹脂が、
    フッ素基を含有することを特徴とする請求項１８に記載
    の光学シート。
20. 【請求項２０】 前記嵌合部の上に光拡散層が設けられ
    たことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載
    の光学シート。
21. 【請求項２１】 前記基部の下に、互いに離間するビー
    ズが設けられてなるスティッキング防止層が設けられた
    ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の
    光学シート。