JP2002296408A

JP2002296408A - 光学シート及び液晶表示装置

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Publication number: JP2002296408A
Application number: JP2001102000A
Authority: JP
Inventors: 哲也 ▲濱▼田; Tetsuya Hamada; Takeshi Goto; 猛後藤; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Keiji Hayashi; 啓二林; Toshihiro Suzuki; 敏弘鈴木; Mari Sugawara; 真理菅原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP4382301B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学シート及び液晶表示装置に関し、形状マ
ージンを大きくするとともに、配光制御性を高くし且つ
急激な光量変化が発生しにくくする。【解決手段】集合体１となって光学シートを構成する
柱状形状を有する透光性微小構造体２の内部、側面、或
いは、透光性微小構造体２同士の間隙の少なくともいず
れかに、光散乱部材５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学シート及び液晶
表示装置に関するものであり、特に、バックライト型の
液晶表示装置に用いる配光シートに替わる一層構造の光
学シートの構成に特徴のある光学シート及び液晶表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
に代表される携帯型情報機器端末や、携帯電話に代表さ
れるハンディータイプの情報機器端末の表示手段とし
て、照明の無い場所でも画像表示が可能なバックライト
型液晶表示装置が用いられている。

【０００３】この様なバックライト型液晶表示装置に
は、サイドライト型の液晶表示装置と直下ライト型の液
晶表示装置に大別されるが、ここで、図１３を参照し
て、従来のバックライト型液晶表示装置を説明する。

【０００４】図１３（ａ）参照図１３（ａ）は、従来のサイドライト型液晶表示装置の
概念的構成図であり、液晶パネル９１、液晶パネル９１
にバックライトを供給する導光板９２、液晶パネル９１
と導光板９２との間に設けられて、導光板９２からの光
の指向性を制御する配光シート９３、導光板９２から背
面側に放出された光を表面側に反射する反射板９４、及
び、導光板９２の側端部に配置されて導光板９２に光を
供給する冷陰極管等のランプ９６から構成される。な
お、導光板９２の背面には光を表面側に導く拡散反射パ
ターン層９５が設けられている。

【０００５】図１３（ｂ）参照図１３（ｂ）は、従来の直下ライト型液晶表示装置の概
念的構成図であり、液晶パネル９１、液晶パネル９１に
背面側からバックライトを供給するランプ９６、液晶パ
ネル９１とランプ９６との間に設けられて、ランプ９６
からの光の配光性を制御する配光シート９３、及び、反
射板９７から構成され、この反射板９７はランプ９６を
囲むことによってランプケースを構成している。

【０００６】この内、サイドライト型液晶表示装置は構
造的に薄型であるという特徴があるのに対して、直下ラ
イト型液晶表示装置は高輝度という特徴がある。しか
し、直下ライト型液晶表示装置では、薄型化、低消費電
力化が困難であり、また、輝度ムラが出易いという問題
があるので、現在の段階では、サイドライト型が主流に
なっている。

【０００７】上記の様にサイドライト型液晶表示装置に
おいては、導光板９２上に、複数枚の積層膜からなる配
光シート９３を設けて、バックライトの配光特性を調整
している。これは、導光板９２から出射した光束は、出
射面に沿った斜め方向の成分が主成分となっており、正
面から見るのを基本とする液晶表示装置においてバック
ライトに求められる出射面に垂直方向の成分が少ないた
めである。

【０００８】この様な配光シート９３は、出射角度範囲
を制限する配光制限シートと散乱シートに大別され、通
常は、散乱シート／配光制御シート／散乱シートの３枚
組で一つの配光シート９３が構成されている。

【０００９】この内、配光制限シートの代表例として
は、ＢＥＦ（３Ｍ社製商品名）があり、これは、斜め方
向の光線を正面付近に集めるように微細なプリズムを透
明なシートの表面に形成したものである。

【００１０】この様な配光制限シートに入射した光は、
シートの表面に形成されたプリズムの形状によって決定
される出射範囲以外の光は導光板側に反射されるため、
出射範囲を越えると光量が急激に低下し、ピーキー（ｐ
ｅａｋｙ）な配光特性を示す。

【００１１】一方、散乱シートは、透明なフィルムの表
面にランダムな凹凸形状をスタンプにより形成したり、
或いは、透明なフィルム内部にフィルムと屈折率の異な
るＳｉＯ₂微粒子等の散乱ビーズを分散させたものであ
り、さらには、凹凸と分散ビーズを組み合わせることに
よって構成されるものである。

【００１２】この散乱シートは、その名の通り入射光を
シート表面に設けた凹凸や、内部に分散させた散乱ビー
ズにより、散乱シートに入射した光を散乱させ、入射光
の指向性を弱める機能を有するものであり、したがっ
て、散乱シートからの出射光はブロードな配光特性とな
る。

【００１３】したがって、これらの配光シートは単独で
用いられることは少なく、導光板から出射した斜め方向
への成分が主成分となった光線を、バックライトとして
求められる正面方向が主成分となる配光に変換するため
に、効率が良い反面、急激に光量が変化する配光制限シ
ートと、ブロードな配光特性を有する散乱シートとを組
み合わせて用い、正面方向を主成分としつつ、視角によ
り光量が急激に変化しないようにブロードな特性も兼ね
備えるようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、配光シ
ートは、正面方向を主成分としつつブロードな特性が得
られるように、配光制御シートと散乱シートを積層させ
て使用しているため、低コスト化が困難であり、また、
高効率化が困難であるという問題がある。

【００１５】即ち、配光シートを積層構造として作製す
るため、シート自体のコストに加えて組立工数が増える
とともに、シート間へのゴミ混入による歩留りの低下が
発生し、低コスト化が困難になる。特に、ＢＥＦ（３Ｍ
社製商品名）等の配光制限シートでは、微細形状を精度
良く作り込む必要があるため、この点からも製造コスト
の低減が難しい。

【００１６】また、この様な配光シート自体には光吸収
性はないものの、導光板方向に光を戻す反射成分が発生
し、この反射成分が反射板、光源、或いは、筐体フレー
ムによって吸収されるため、光源からの光を高効率でバ
ックライトに変換することが困難になる。

【００１７】一方、導光板自体の上面或いは下面に微小
なプリズム面を形成して配光を制御することによって、
配光シートを削減する試みも見られるが、この様な試み
は小型の携帯型情報機器端末或いはハンディータイプの
情報機器端末等の限られた分野においては可能である
が、大面積の表示面を有する液晶パネルにおいては、大
面積の導光板の表面に微細なプリズムを高精度にムラな
く形成することが困難であった。

【００１８】したがって、本発明は、光学シート及び液
晶表示装置に関し、形状マージンを大きくするととも
に、配光制御性を高くし且つ急激な光量変化が発生しに
くくすることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１
（ａ）は、光学シートの概略的部分斜視図であり、図１
（ｂ）及び（ｃ）は、光の透過状態を示す図であり、さ
らには、図１（ｄ）は、光学シートから出射される光量
の視野角分布の説明図である。図１（ａ）乃至（ｄ）参照上述の目的を達成するために、本発明は、柱状形状を有
する透光性微小構造体２が、その側面の一部を互いに接
するか、或いは、間隙を持って集合体１となっているの
いずれかの光学シートにおいて、光散乱部材５が、透光
性微小構造体２の内部、透光性微小構造体２の側面、或
いは、透光性微小構造体２同士の間隙の少なくともいず
れかに設けられていることを特徴とする。

【００２０】この様に、柱状形状を有する透光性微小構
造体２の集合体１によって光学シートを構成するととも
に、光散乱部材５を、透光性微小構造体２の内部、透光
性微小構造体２の側面、或いは、透光性微小構造体２同
士の間隙に設けることによって、光散乱部材５のない領
域をほぼ垂直方向に直進した入射光６は、図１（ｄ）に
おいて直進光として示すように指向性の強い光配光を有
する光となり、一方、光散乱部材５の存在する領域に入
射した入射光或いは光散乱部材５のない領域をほぼ斜行
した入射光７は、後方散乱光８或いは前方散乱光９とな
り、直進した光よりはブロードになるものの、図１
（ｄ）において散乱光として示すように比較的垂直方向
に指向性の光配光を有する光となるので、バックライト
光に要請される高い配光性と急激な光量の変化の低減と
を両立することが可能になる。なお、この様な光学シー
トは、一層構造で構成できるとともに、高精度のプリズ
ム等の形成が不要であるので、低コスト化が可能にな
る。

【００２１】この場合、柱状形状を有する透光性微小構
造体２は、側面に光散乱部材５を含む光拡散層３を設け
た密実の透明の柱状体で構成しても良いし、その外側面
及び内側面の少なくとも一方に上記光散乱部材５を含む
光拡散層３を設けた中空の透明の柱状体で構成しても良
いし、或いは、中心部よりに光散乱部材５が充填された
密実の透明の柱状体で構成しても良いものである。な
お、密実とは、中が詰まっていることを意味し、中空の
反対語である。

【００２２】また、柱状形状を有する透光性微小構造体
２同士の間隙に、光散乱部材５、或いは、光散乱部材５
を分散させた透明樹脂４、のいずれかが充填させること
によって、光拡散層３における散乱作用が不十分な場合
にも、光の散乱作用を高めることができる。なお、この
場合、光散乱部材５を分散させる透明樹脂４として、紫
外線硬化樹脂を用いることによって、透明繊維或いは透
明中空繊維を束ねる際に、樹脂が収縮して内部に空間が
空いたり、或いは、樹脂が不足して固着力が不足になる
ことを防止することができる。

【００２３】また、光散乱を起こすために、光散乱部材
５に替えて、微小凹凸を用いても良いものであり、この
様な微小凹凸は治具を工夫することによって、透光性微
小構造体２の形成工程において同時に形成することがで
き、或いは、サンドブラスト法等の機械的処理またはデ
スミア処理等の化学的処理によって形成することができ
る。

【００２４】また、集合体１の上面及び底面の少なくと
も一方に、光散乱部材５を含有する透明樹脂４層或いは
光散乱用の微小凹凸のいずれかを設けることによって、
導光板から入射する斜め方向成分の多い光を、散乱手段
によって垂直方向成分を増やすことができる。

【００２５】上述の光学シートは、導光板を使用する照
明装置、特に、バックライト型液晶表示装置の配光手段
として用いることができ、一層構造で構成できるととも
に、高精度の微小プリズム等の形成は不要であるので装
置全体の低コスト化が可能になるとともに、プリズムの
ように背面側、即ち、導光板側に反射する成分が少ない
ので、光の効率的利用が可能になり、したがって、低消
費電力化が可能になる。

【００２６】また、上述の光学シートを製造する場合に
は、少なくとも側表面に光散乱部材５を分散させた透明
樹脂４を塗布した透明な密実の繊維或いは透明な中空の
繊維、側面に光散乱用の微小凹凸を形成した透明な密実
の繊維或いは透明な中空の繊維、或いは、中心部寄りに
光散乱部材５が充填された密実の透明な繊維を、接着剤
と混ぜ合わせることによって所定の形状の集合体１にし
て固め、集合体１となった繊維を繊維の延在方向と垂直
な面で切断すれば良く、配光特性の揃った光学シートを
大量生産することが可能になる。なお、必要に応じて接
着剤中に光散乱部材５を混入しても良いものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図３を参照して
本発明の第１の実施の形態の光学シートを説明するが、
まず、図２を参照して第１の実施の形態の光学シートの
製造工程を説明する。図２（ａ）参照まず、直径が数μｍ〜数１００μｍ、例えば、直径が５
０μｍのアクリル樹脂製の透明繊維１１を、平均粒径
が、例えば、１μｍのＳｉＯ₂微粒子からなる散乱ビー
ズ１３を分散させたアクリル樹脂溶液１２中に浸漬す
る。

【００２８】図２（ｂ）参照次いで、透明繊維１１をアクリル樹脂溶液１２から引き
上げることによって、透明繊維１１の側面に散乱ビーズ
１３が分散された光拡散層１４を形成し、光拡散層１４
を構成する透明樹脂が完全に固まらない状態で、必要と
する光学シートの面積に応じた数の透明繊維１１を束ね
たのち、固化させることによって集合体１５を形成す
る。

【００２９】図２（ｃ）参照次いで、集合体１５を透明繊維１１の延在方向に垂直
に、例えば、透明繊維１１の直径の１〜３倍、例えば、
３倍の長さで切断することによって光学シート１６とし
て切り出す。

【００３０】図３（ａ）参照図３（ａ）は、上述のように切り出した光学シート１６
の部分斜視図であり、直径が５０μｍで長さが１５０μ
ｍで、その側面が、例えば、厚さが、５μｍの光拡散層
１４によって被覆された透明円柱状体１７が最密充填さ
れた状態で配列された構造となっている。なお、図３
（ａ）における右側の図は、左側の図における破線の円
内の拡大図である。

【００３１】図３（ｂ）参照この様な光拡散層１４によって被覆された透明円柱状体
１７の底面から入射した入射光１８の内、透明円柱状体
１７の先端口の見込み範囲の光はそのまま直進し、垂直
方向に指向性の強い光配光を有する光となる。

【００３２】図３（ｃ）参照一方、光拡散層１４によって被覆された透明円柱状体１
７の底面から入射した入射光１８の内、透明円柱状体１
７の側面に当たった光は光拡散層１４に含まれる散乱ビ
ーズ１３の作用によって前方散乱及び後方散乱を起こ
す。なお、透明円柱状体１７の側面における反射は、実
際には、複数回繰り返されることになる。

【００３３】この場合、後方散乱光１９の内、透明円柱
状体１７の先端口の見込み範囲の光はそのまま直進し、
図３（ｂ）の場合より劣るものの、垂直方向に指向性の
比較的強い光配光を有する光となる。

【００３４】一方、前方散乱光２０は、隣接する透明円
柱状体１７に入射することになるが、隣接する透明円柱
状体１７において、隣接する透明円柱状体１７の先端口
の見込み範囲の光はそのまま直進し、前述の後方散乱光
１９と同様に、垂直方向に指向性の比較的強い光配光を
有する光となる。

【００３５】図３（ｄ）参照また、互いに接する透明円柱状体１７同士の間隙に入射
した入射光２１は、出射面口を見込んだ角度範囲が図３
（ｂ）及び（ｃ）の場合より狭くなるとともに、空気中
を伝播して空気中へ出射されるので、屈折率差に基づく
屈折が起こることがなく、それによって、最も指向性の
強い出射光となる。

【００３６】この様に製造した光学シート１６を、図１
３（ａ）及び（ｂ）に示したサイドライト型液晶表示装
置或いは直下ライト型液晶表示装置の配光シートと置き
換えることによって、高配光制御性と低光量変化性とを
両立させた正面輝度の高い液晶表示装置を構成すること
が可能になる。

【００３７】また、この第１の実施の形態においては、
単純構造の透光性繊維１１と、散乱ビーズ１３を含有し
た光拡散層１４によって光学シート１６を構成している
ので、従来の複合構造の配光シートに比べて製造工程が
簡素化され、且つ、大量生産が可能になる。

【００３８】次に、図４参照して、本発明の第２の実施
の形態の光学シートを説明するが、製造工程は上記の第
１の実施の形態と同様であるので図示は省略する。図４（ａ）参照まず、直径が数μｍ〜数１００μｍ、例えば、外径が５
０μｍで、内径が４０μｍのアクリル樹脂製の透明中空
繊維を、平均粒径が、例えば、１μｍのＳｉＯ ₂微粒子
からなる散乱ビーズ２３を分散させたアクリル樹脂溶液
中に浸漬する。

【００３９】次いで、透明中空繊維をアクリル樹脂溶液
から引き上げることによって、透明中空繊維の外側面及
び内側面に散乱ビーズ２３が分散された光拡散層２５を
形成し、光拡散層２５を構成する透明樹脂層２４が完全
に固まらない状態で、必要とする光学シートの面積に応
じた数の透明中空繊維を束ねたのち、固化させることに
よって集合体２６を形成する。

【００４０】次いで、集合体２６を透明中空繊維の延在
方向に垂直に、例えば、透明中空繊維の直径の１〜２
倍、例えば、２倍の長さで切断したのが、図４（ａ）に
その部分斜視図として示す光学シート２２である。な
お、図４（ａ）における右側の図は、左側の図における
破線の円内の拡大図である。

【００４１】図４（ｂ）乃至（ｄ）参照この第２の実施の形態においては、図４（ｂ）に示す透
明中空円柱状体２７の中空部を直進或いは反射する出射
光２８、図４（ｃ）に示す透明中空円柱状体２７の周囲
の密実部を直進或いは反射する出射光２９、及び、図４
（ｄ）に示す互いに接する透明中空円柱状体２７の間隙
を直進或いは反射する出射光３０の３つの指向性の強い
光配光を有する光が得られる。

【００４２】この第２の実施の形態においては、上記第
１の実施の形態に比べてより指向性の強い光配光を有す
る光を得ることができ、また、図４（ｂ）に示す様に中
空部を通過する光は、透明中空円柱状体２７の先端口か
ら出射する際に、上記の第１の実施の形態のように、空
気とアクリル樹脂の屈折率の差による屈折が生ずること
がないので、透明中空円柱状体２７の先端口から出射角
の許容範囲が広くなり、透明中空円柱状体２７の長さを
より短くすることができる。

【００４３】したがって、光学シート２２の薄層化が容
易になるので、この様な光学シート２２を液晶表示装置
に組み込んだ場合、液晶表示装置のさらなる薄層化が可
能になる。

【００４４】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態の光学シートを説明する。図５参照図５は、第３の実施の形態の光学シートの部分斜視図で
あり、透明円柱状体３２の側面にサンドブラスト処理を
施すことによって、直径が、例えば、１μｍのディンプ
ル（微小窪み）３３を形成したものである。

【００４５】但し、この場合、透明円柱状体３２を束ね
るために、上記の第１の実施の形態のように、ディンプ
ル３３を形成したアクリル樹脂製の透明繊維をアクリル
樹脂溶液に浸漬した場合には、アクリル樹脂によってデ
ィンプル３３が覆われ凹凸が消えるので、アクリル樹脂
と屈折率の異なる樹脂溶液をディンプル３３を形成した
アクリル樹脂製の透明繊維に薄くスプレーし、煉合わせ
ることによって集合体３１を形成すれば良い。

【００４６】この第３の実施の形態においては、ディン
プル３３が光散乱手段となるので、散乱ビーズを分散さ
せた光拡散層の形成工程が不要になる。

【００４７】次に、図６を参照して、本発明の第４の実
施の形態の光学シートを説明する。図６参照図６は、第４の実施の形態の光学シートの部分斜視図で
あり、透明中空円柱状体４２にサンドブラスト処理を施
すことによって、内側面及び外側面の両方に、直径が、
例えば、１μｍのディンプル４３を形成したものであ
る。

【００４８】この場合も、アクリル樹脂と屈折率の異な
る樹脂溶液をディンプル４３を形成したアクリル樹脂製
の透明繊維に薄くスプレーし、煉合わせることによって
集合体４１を形成すれば良い。

【００４９】この第４の実施の形態においては、ディン
プル４３が光散乱手段となるので、散乱ビーズを分散さ
せた光拡散層の形成工程が不要になり、特に、透明中空
円柱状体４２の内側面及び外側面の両方にディンプル４
３を形成しているので、光散乱効果が高まる。

【００５０】次に、図７を参照して、本発明の第５の実
施の形態の光学シートを説明する。図７参照図７は、第５の実施の形態の光学シートの部分斜視図で
あり、上記の第１の実施の形態と同様の構成の光学シー
ト５１を構成する透明円柱状体５２同士の間隙に、平均
粒径が、例えば、１μｍのＳｉＯ₂粒子からなる散乱ビ
ーズ５４を含んだ透明樹脂５３を充填したものである。

【００５１】この第５の実施の形態においては、互いに
接する透明円柱状体５２同士の間隙に、散乱ビーズ５４
を含んだ透明樹脂５３を充填しているので、光の散乱効
果をより高めることが可能になり、透明円柱状体５２の
側面を被覆する光拡散層５５による光散乱効果が不十分
の場合に、特に、有効となる。

【００５２】次に、図８を参照して、本発明の第６の実
施の形態の光学シートを説明する。図８参照図８は、第６の実施の形態の光学シートの部分斜視図で
あり、上記の第２の実施の形態と同様の構成の光学シー
ト６１を構成する透明中空円柱状体６２同士の間隙に、
平均粒径が、例えば、１μｍのＳｉＯ₂粒子からなる散
乱ビーズ６４を含んだアクリル樹脂からなる透明樹脂６
３を充填したものである。

【００５３】この第６の実施の形態においても、互いに
接する透明中空円柱状体６２同士の間隙に、散乱ビーズ
６４を含んだ透明樹脂６３を充填しているので、上記の
第５の実施の形態と同様に、光の散乱効果をより高める
ことが可能になり、透明中空円柱状体６２の側面を被覆
する光拡散層６５による光散乱効果が不十分の場合に、
特に、有効となる。

【００５４】次に、図９を参照して、本発明の第７の実
施の形態の光学シートを説明する。図９参照図９は、第７の実施の形態の光学シートの部分斜視図で
あり、直径が、例えば、５０μｍの透明な円柱状体７２
の中心部、例えば、直径が２５μｍの範囲に、平均粒径
が、例えば、１μｍのＳｉＯ₂粒子からなる散乱ビーズ
７３を充填したものである。

【００５５】この場合には、円柱状体７２の中心部に入
射した入射光は散乱されて後方散乱光或いは前方散乱光
となり、円柱状体７２の周辺部に入射した入射光は、直
進或いは反射して、円柱状体７２の光出射端面側から出
射されることになる。

【００５６】この第７の実施の形態においては、繊維の
基となる円柱状樹脂塊の製造段階で中心部に散乱ビーズ
７３を充填しておくだけで良いので、後工程において光
拡散層を形成する工程が不要になる。

【００５７】次に、図１０を参照して、本発明の第８の
実施の形態の光学シートを説明する。図１０参照図１０は、第８の実施の形態の光学シートを構成する円
柱状体の部分斜視図であり、直径が、例えば、５０μｍ
のアクリル樹脂製の透明円柱状体７６の周囲に、例え
ば、平均粒径が、例えば、１μｍのＳｉＯ₂粒子からな
る散乱ビーズ７８を含むアクリル樹脂からなる光拡散繊
維７７を接着したものである。

【００５８】この第８の実施の形態においても、最初に
２種類の繊維状体を用意するだけで、散乱ビースを分散
させた透明樹脂溶液への浸漬工程、或いは、散乱ビース
を分散させた透明樹脂溶液のスプレー塗布工程が不要に
なる。

【００５９】次に、図１１を参照して、本発明の第９の
実施の形態の光学シートを説明するが、この構成は上記
の第１乃至第８の実施の形態に共通であるので、上記の
第１の実施の形態で代表させて説明する。図１１参照図１１は、本発明の第９の実施の形態の光学シートの概
略的側面図であり、光学シート８１の基本構成は、上記
の第１の実施の形態の光学シート１６と全く同様の構成
になっている。

【００６０】但し、この第９の実施の形態においては、
光学シート８１を構成する透明円柱状体８２の光入射端
面８３にサンドブラスト処理を施して、例えば、直径が
１μｍのディンプル８４からなる微小凹凸を形成したも
のである。

【００６１】この第９の実施の形態においては、この光
学シート８１をバックライト型液晶表示装置に組み込ん
だ場合、導光板から入射する斜め方向成分の多い光を、
ディンプル８４によって垂直方向成分を増すことがで
き、それによって、光出射端面８５からより指向性の高
い光配光を出射することができる。

【００６２】次に、図１２を参照して、本発明の第１０
の実施の形態の光学シートを説明するが、この構成も上
記の第１乃至第８の実施の形態に共通であるので、上記
の第１の実施の形態で代表させて説明する。図１２参照図１２は、本発明の第１０の実施の形態の光学シートの
概略的側面図であり、上記の第９の実施の形態における
ディンプル８４からなる微小凹凸を散乱ビーズ８７を分
散させた光拡散層８８に置き換えたものである。

【００６３】即ち、この第１０の実施の形態において
は、上記の第１の実施の形態の光学シート１６と全く同
様の構成の光学シート８６を構成する透明円柱状体８２
の光入射端面８３に、平均粒径が、例えば、１μｍのＳ
ｉＯ₂粒子からなる散乱ビーズ８７を含んだアクリル樹
脂をスプレー法によって塗布することによって光拡散層
８８としたものである。

【００６４】この第１０の実施の形態においては、この
光学シート８６をバックライト型液晶表示装置に組み込
んだ場合、導光板から入射する斜め方向成分の多い光
を、光拡散層８８に含まれる散乱ビーズ８７による散乱
によって垂直方向成分を増すことができ、それによっ
て、光出射端面８５からより指向性の高い光配光を出射
することができる。

【００６５】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は、各実施の形態に記載した構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、光散乱部材とし
て、ＳｉＯ₂微粒子を用いているが、ＳｉＯ₂微粒子に
限られるものではなく、ＴｉＯ₂微粒子やＡｌ₂Ｏ₃微
粒子等の可視光に対して透明な微粒子であれば何を用い
ても良い。

【００６６】また、上記の各実施の形態においては、透
明円柱状体或いは透明中空円柱状体をアクリル樹脂で構
成しているが、アクリル樹脂に限られるものではなく、
他の透明樹脂を用いても良いものであり、さらには、透
明なガラスを用いても良いものである。

【００６７】また、上記の第１及び第２の実施の形態等
においては、透明繊維を束ねる際に、光拡散層を構成す
る透明樹脂をそのまま接着剤として使用しているが、光
拡散層が固まったのち、新たに、アクリル樹脂等の透明
接着剤を用いて接着しても良いものであり、その場合に
は、アクリル樹脂等の透明接着剤をスプレー法等によっ
て吹きつければ良い。

【００６８】また、この様な透明樹脂として、紫外線硬
化型の透明樹脂を用いても良いものであり、それによっ
て、透明繊維或いは透明中空繊維を束ねる際に、樹脂が
収縮して内部に空間が空いたり、或いは、樹脂が不足し
て固着力が不足になることを防止することができる。

【００６９】また、上記の第１及び第２の実施の形態等
においては、散乱ビーズを含んだ光拡散層を、散乱ビー
ズを分散させた透明樹脂溶液に浸漬することによって形
成しているが、浸漬法に限られるものではなく、散乱ビ
ーズを分散させた透明樹脂溶液を透明繊維或いは透明中
空繊維の側面にスプレー法等によって吹きつけて形成し
ても良いものである。

【００７０】また、上記の各実施の形態においては、主
体となる柱状体を円柱状体で構成しているが、円柱状体
に限られるものではなく、角柱状体或いは不定型な柱状
体でも良く、特に、６角柱状体を用いると、集合体に束
ねる段階において、６角柱状体が奇麗に整列して、空隙
のない最密充填が可能になる。

【００７１】また、上記の第３或いは第４の実施の形態
においては、微小凹凸をサンドブラスト法を用いて形成
しているが、サンドブラスト法に限られるものではな
く、酸を用いたデスミア処理によって形成しても良いも
のであり、さらには、透明繊維を形成する工程におい
て、透明繊維を引く口金部分に微細な凹凸形状を作り込
むことによって形成しても良いものである。

【００７２】また、上記の第４の実施の形態において
は、透明中空円柱状態の外側面と内側面の双方に微小凹
凸を形成しているが、外側面と内側面の内の一方のみに
形成しても良いものである。

【００７３】また、上記の第５及び第６の実施の形態に
おいては、透明円柱状体或いは透明中空円柱状体同士の
間隙に、散乱ビーズが分散された透明樹脂を充填してい
るが、散乱ビーズのみを充填しても良いものである。

【００７４】また、上記の各実施の形態においては、光
学シートを構成する際に、繊維状体を用いて、繊維状体
を束ねたのち切断しているが、必ずしも繊維状体に限ら
れるものではなく、短い柱状体を用いても良いものであ
る。

【００７５】この場合には、短い柱状体の外径に対応す
る開口部をマトリクス状に形成した板状治具を用い、振
動及び真空吸着を用いて短い柱状体を開口分に挿入した
のち、透明接着剤で束ねて集合体としても良いものであ
り、その後、所定の長さに研削、研磨することによっ
て、柱状体が間隙を持って集合した光学シートが得られ
る。

【００７６】また、上記の各実施の形態においては、バ
ックライト型液晶表示装置を前提に説明しているが、液
晶表示装置に限られるものではなく、高い正面輝度が求
められる他の装置の照明装置として用いることができる
ことは言うまでもない。

【００７７】ここで、再び、図１（ａ）を参照して、本
発明の詳細な特徴を説明する。図１（ａ）参照（付記１）柱状形状を有する透光性微小構造体２が、
その側面の少なくとも一部を互いに接するか、或いは、
間隙を持って集合体１となっているのいずれかの光学シ
ートにおいて、光散乱部材５が、前記透光性微小構造体
２の内部、前記透光性微小構造体２の側面、或いは、前
記透光性微小構造体２同士の間隙の少なくともいずれか
に設けられていることを特徴とする光学シート。（付記２）上記柱状形状を有する透光性微小構造体２
が、密実の透明の柱状体であり、その側面に上記光散乱
部材５を含む光拡散層３が設けられているとともに、前
記光拡散層３の少なくとも一部が互いに接するように集
合体１を構成し、前記集合体１の上面及び底面が光入出
射面となっていることを特徴とする付記１記載の光学シ
ート。（付記３）上記柱状形状を有する透光性微小構造体２
が、中空の透明の柱状体であり、その外側面及び内側面
の少なくとも一方に上記光散乱部材５を含む光拡散層３
が設けられているとともに、前記外側面の少なくとも一
部が互いに接するように集合体１を構成し、前記集合体
１の上面及び底面が光入出射面となっていることを特徴
とする付記１記載の光学シート。（付記４）柱状形状を有する透光性微小構造体２が、
その側面の少なくとも一部を互いに接して集合体１とな
っている光学シートにおいて、前記柱状形状を有する透
光性微小構造体２が、中心部よりに光散乱部材５が充填
された密実の透明の柱状体であり、前記集合体１の上面
及び底面が光入出射面となっていることを特徴とする光
学シート。（付記５）柱状形状を有する透光性微小構造体２の周
囲に、光散乱部材を分散した光拡散繊維を接着するとも
に、前記光拡散繊維を介して集合体１となっていること
を特徴とする光学シート。（付記６）柱状形状を有する透光性微小構造体２が、
その側面の少なくとも一部を互いに接するように集合体
１となっている光学シートにおいて、前記透光性微小構
造体２の側面に光散乱用の微小凹凸が形成されているこ
とを特徴とする光学シート。（付記７）上記柱状形状を有する透光性微小構造体２
が、密実の透明の柱状体であり、その側面に上記微小凹
凸が設けられているとともに、上記集合体１の上面及び
底面が光入出射面となっていることを特徴とする付記６
記載の光学シート。（付記８）上記柱状形状を有する透光性微小構造体２
が、中空の透明の柱状体であり、その外側面及び内側面
の少なくとも一方に上記微小凹凸が設けられているとと
もに、上記集合体１の上面及び底面が光入出射面となっ
ていることを特徴とする付記６記載の光学シート。（付記９）付記１乃至８のいずれか１に記載の光学シ
ートを、導光板の一方の面に配置するとともに、前記導
光板の他方の面に反射シートを配置したことを特徴とす
る照明装置。（付記１０）付記１乃至８のいずれか１に記載の光学
シートを、発光素子の上に配置したことを特徴とする光
源装置。（付記１１）付記１乃至８のいずれか１に記載の光学
シートを、液晶パネルと導光板との間に配置したことを
特徴とする液晶表示装置。（付記１２）透明な密実の繊維或いは透明な中空の繊
維のいずれかの少なくとも側表面に光散乱部材５を分散
させた透明樹脂４を塗布する工程、前記塗布工程の後に
前記複数の繊維を接着剤で所定の形状の集合体１にして
固める工程、及び、前記集合体１となった繊維を繊維の
延在方向と垂直な面で切断する工程とを備えたことを特
徴とする光学シートの製造方法。（付記１３）透明な密実の繊維或いは透明な中空の繊
維のいずれかの少なくとも側表面に光散乱部材５を分散
させた透明樹脂４を塗布するとともに、複数の繊維を所
定の形状の集合体１にして固める工程、及び、前記集合
体１となった繊維を繊維の延在方向と垂直な面で切断す
る工程とを備えたことを特徴とする光学シートの製造方
法。（付記１４）透明な密実の繊維或いは透明な中空の繊
維のいずれかの側面に光散乱用の微小凹凸を形成する工
程、前記複数の繊維を接着剤を用いて所定の形状の集合
体１にして固める工程、及び、前記集合体１となった繊
維を繊維の延在方向と垂直な面で切断する工程とを備え
たことを特徴とする光学シートの製造方法。（付記１５）透明な密実の繊維或いは透明な中空の繊
維のいずれかを、光散乱部材５及び接着剤と混ぜ合わせ
ることによって所定の形状の集合体１にして固める工
程、及び、前記集合体１となった繊維を繊維の延在方向
と垂直な面で切断する工程とを備えたことを特徴とする
光学シートの製造方法。（付記１６）中心部寄りに光散乱部材５が充填された
密実の透明な繊維を接着剤と混ぜ合わせることによって
所定の形状の集合体１にして固める工程、及び、前記集
合体１となった繊維を繊維の延在方向と垂直な面で切断
する工程とを備えたことを特徴とする光学シートの製造
方法。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、配光手段として、密実
円柱状体或いは中空円柱状体を束ねた集合体と、散乱ビ
ーズ或いは微小凹凸からなる光散乱手段とを組み合わせ
た光シートを用いているので、製造工程が簡便で且つワ
イドマージンで指向性配光が得られるとともに部品点数
の削減が可能になり、それによって、正面輝度の高い照
明装置、特に、バックライト型液晶表示装置の低コスト
化に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の光学シートの製造
工程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の光学シートの説明
図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の光学シートの説明
図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の光学シートの部分
斜視図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態の光学シートの部分
斜視図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態の光学シートの説明
図である。

【図８】本発明の第６の実施の形態の光学シートの説明
図である。

【図９】本発明の第７の実施の形態の光学シートの部分
斜視図である。

【図１０】本発明の第８の実施の形態の光学シートを構
成する円柱状体の部分斜視図である。

【図１１】本発明の第９の実施の形態の光学シートの概
略的側面図である。

【図１２】本発明の第１０の実施の形態の光学シートの
概略的側面図である。

【図１３】従来のバックライト型液晶表示装置の説明図
である。

【符号の説明】

１集合体２透光性微小構造体３光拡散層４透明樹脂５光散乱部材６入射光７入射光８後方散乱光９前方散乱光１１透明繊維１２アクリル樹脂溶液１３散乱ビーズ１４光拡散層１５集合体１６光学シート１７透明円柱状体１８入射光１９後方散乱光２０前方散乱光２１入射光２２光学シート２３散乱ビーズ２４透明樹脂層２５光拡散層２６集合体２７透明中空円柱状体２８入射光２９入射光３０入射光３１光学シート３２透明円柱状体３３ディンプル４１光学シート４２透明中空円柱状体４３ディンプル５１光学シート５２透明円柱状体５３透明樹脂５４散乱ビーズ５５光拡散層６１光学シート６２透明中空円柱状体６３透明樹脂６４散乱ビーズ６５光拡散層７１光学シート７２円柱状体７３散乱ビーズ７６透明円柱状体７７光拡散繊維７８散乱ビーズ８１光学シート８２透明円柱状体８３光入射端面８４ディンプル８５光出射端面８６光学シート８７散乱ビーズ８８光拡散層９１液晶パネル９２導光板９３配光シート９４反射板９５拡散反射パターン層９６ランプ９７反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林哲也神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者林啓二神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者鈴木敏弘神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者菅原真理神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA01 2H042 BA02 BA04 BA14 BA15 BA20 2H091 FA16Z FA21Z FA23Z FA41Y FA41Z LA30 5G435 AA01 BB12 BB15 DD13 FF06 HH04 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状形状を有する透光性微小構造体が、
その側面の少なくとも一部を互いに接するか、或いは、
間隙を持って集合体となっているのいずれかの光学シー
トにおいて、光散乱部材が、前記透光性微小構造体の内
部、前記透光性微小構造体の側面、或いは、前記透光性
微小構造体同士の間隙の少なくともいずれかに設けられ
ていることを特徴とする光学シート。
【請求項２】上記柱状形状を有する透光性微小構造体
が、密実の透明の柱状体であり、その側面に上記光散乱
部材を含む光拡散層が設けられているとともに、前記光
拡散層の少なくとも一部が互いに接するように集合体を
構成し、前記集合体の上面及び底面が光入出射面となっ
ていることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】上記柱状形状を有する透光性微小構造体
が、中空の透明の柱状体であり、その外側面及び内側面
の少なくとも一方に上記光散乱部材を含む光拡散層が設
けられているとともに、前記外側面の少なくとも一部が
互いに接するように集合体を構成し、前記集合体の上面
及び底面が光入出射面となっていることを特徴とする請
求項１記載の光学シート。
【請求項４】柱状形状を有する透光性微小構造体が、
その側面の少なくとも一部を互いに接するように集合体
となっている光学シートにおいて、前記透光性微小構造
体の側面に光散乱用の微小凹凸が形成されていることを
特徴とする光学シート。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
光学シートを、液晶パネルと導光板との間に配置したこ
とを特徴とする液晶表示装置。