JP2007283601A - 光学シート、バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートサイズの大型化に起因するシートの撓みを防止できる光学シートを提供する。
【解決手段】本発明に係る集光シート（光学シート）１４は、集光層を形成する凹凸部１４Ｃとこれを支持する基材１４Ｂとを有し、基材１４Ｂが、凹凸部１４Ｃを支持する第１シート基材２１と、この第１シート基材２１に接着材料層２０を挟んで対向する第２シート基材２２とで構成される。これにより、積層するシートの厚さによってシート総厚を任意に調整することが可能となる。これにより、シートサイズが大型化しても適度な剛度あるいは剛性を確保できるので撓みの発生を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば液晶表示装置用の機能性フィルムとして用いられる光透過性の光学シートと、これを備えたバックライト装置および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）と比較して低消費電力かつ小型化、薄型化が可能であり、現在では携帯電話、デジタルカメラ等の小型機器から、大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイズのものが幅広く使用されている。

液晶表示装置は、透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液晶層を一対の透明基板で挟んだ液晶表示パネルと、照明光源としてのバックライトユニットとを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、エッジライト型がある。

一般に、液晶表示装置用のバックライトユニットにおいては、光源光の出射方向を正面方向に配向させるプリズムシートやレンズシート等の集光シート、光源光の輝度の均一化を図るための拡散シート等の光学シートあるいはフィルム（以下、特に断らない限り「シート」と総称する。）が用いられている（下記特許文献１参照）。

図８は、従来一般的な液晶表示装置用のバックライトユニットを示す。図８において、１０１は光源、１０２は反射板、１０３はプリズムシート、１０４は拡散シートである。プリズムシート１０３は、光出射側の面に断面三角形状のプリズム１０３ａが多数配列されている。そして、プリズムシート１０３に入射した光源１０１の光あるいは反射板１０２で反射した光を、プリズム１０３ａの斜面で屈折透過させることで正面方向に集光する。一方、拡散シート１０４は、プリズムシート１０３で集光した光を所定角度範囲に拡散出射して輝度の均一化を図る。

また、従来のプリズムシートは、所定厚みのベース基材の表面にプリズム層を一体形成あるいは転写形成することによって形成されている。一体形成法としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）樹脂シートに対する熱プレス法や溶融押出成形法などがある。転写形成法としては、これらの樹脂シートの上に紫外線硬化樹脂等からなるプリズム層を硬化接着させる方法が一般的である。

特開２００６−７２２４９号公報

ところで、近年、液晶テレビの分野においては、画面サイズの大型化が進んでおり、これに伴って、プリズムシート等の光学シートも大型化が求められている。

しかしながら、一般的に使用されている光学シートの厚みは、２００μｍ〜３００μｍであり、５０インチ以上の大きさになると、必要な剛度あるいは剛性が得られず撓みが発生し、適切に取り扱うことが難しくなるという問題がある。また、光学シートの剛度が低下すると、バックライト装置あるいは液晶表示装置の組立作業性が低下するとともに、バックライトの熱で撓みが生じ易くなり、これが原因で集光特性が乱れて画質の劣化を招くおそれがあるいう問題がある。

なお、プリズムシートを構成するベース基材の厚みを厚くすることも考えられるが、ベース基材の厚みが厚過ぎるとプリズム層の一体形成が困難となる。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、シートサイズの大型化に起因するシートの撓みを防止できる光学シート、バックライト装置および液晶表示装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の光学シートは、透光性の基材と、この基材の少なくとも一方側の面に設けられた光学的機能層とを備え、上記基材は、接着材料層を介して貼り合わされた透光性シートの積層体で構成されている。

本発明の光学シートにおいては、上記基材が、接着材料層を介して貼り合わされた透光性シートの積層体で構成されているので、積層するシートの厚さによってシート総厚を任意に調整することが可能となる。これにより、シートサイズが大型化しても適度な剛度あるいは剛性を確保できるので撓みの発生を防止することができる。

上記積層体は、好適には、上記光学的機能層を支持する第１シート基材と、この第１シート基材に接着材料層を挟んで対向する第２シート基材とで構成される。第１，第２シート基材の構成材料は特に制限されず、ポリカーボネートやＰＥＴ、アクリル等の樹脂シートのほか、プラスチック板、ガラス板などが適用可能である。

光学的機能層としては、表面凹凸部が多数連続して配列された集光層で構成することができる。なお、上記集光層のほか、光拡散層や偏光分離層なども適用可能である。これらの光学的機能層は、入射光の集光、拡散あるいは偏光分離といった所定の調光作用を行う。なお、上記凹凸部は、断面三角形状のプリズムや、双曲面、放物面あるいは高次の非球面を有するシリンドリカルレンズ体で構成することができる。

接着材料層としては、紫外線硬化型接着剤、感圧型接着剤、ホットメルト系接着剤などで構成することができる。接着材料層の屈折率は、第１，第２シート基材の屈折率と同等またはそれ以下が好ましい。

また、一般に、樹脂材料は、過度に紫外線の照射作用を受けると黄色に着色する傾向にある。この場合、シートの透過光は、当該シートの着色による影響を受けて所期の光透過特性を維持できなくなる。具体的には、青色透過波長が減少する。そこで、第１，第２シート基材（好ましくは、光源側の第２シート基材）に紫外線吸収剤を添加することで、紫外線の照射によるシート基材の黄色化を抑制することができる。

なお、紫外線吸収剤に代えて又は紫外線吸収剤とともに、接着材料層に青色系色素を添加してもよい。これにより、第１シート基材あるいは光学的機能層の着色を補正できるようになり、これによりシートの透過光の変調を防止することができる。

また、積層後のシートの反りを抑えるために、第１，第２シート基材の分子配向を考慮することが好ましい。具体的には、各シート基材の分子配向のなす角を２０度以下とする。また、各シート基材の厚みを同等にしたり、一方のシート基材がシート全体の主要な層厚を占めるように構成することも、シートの反り抑制に有効である。

更に、第２シート基材の、第１シート基材と対向する面とは反対側の面を粗面化することで、輝度の低下を抑制しつつ、摺接による傷つきや、バックライトあるいは液晶表示装置の組立時に他部材との貼り付きを抑えることができる。

以上述べたように、本発明によれば、適度な剛度を確保してシートサイズの大型化に起因するシートの撓みを防止することができる。これにより、シートの取り扱い性を高めてバックライト装置あるいは液晶表示装置の組立作業性を向上させることができるとともに、撓みによる集光特性の乱れを抑えて画質の劣化を防ぐことができる。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置１０の構成例を概略的に示す断面図である。まず、液晶表示装置１０の構成を概略的に説明する。

図１に示すように、この液晶表示装置１０は、バックライトユニット１および液晶表示パネル２を備えている。この例では、バックライトユニット１が直下型である場合を説明するが、バックライトユニット１をエッジライト型で構成してもよい。

図１に示すように、バックライトユニット１は、液晶表示パネル２に対して調光した光を供給するためのものであり、液晶表示パネル２の背面直下に配置されている。液晶表示パネル２は、バックライトユニット１から供給された光を時間的空間的に変調して情報を表示する。この液晶表示パネル２の両面には、偏光板２ａ，２ｂが設けられている。偏光板２ａおよび偏光板２ｂは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを透過させ、他方を吸収により遮蔽する。偏光板２ａと偏光板２ｂとは、例えば、透過軸が互いに直交するように設けられている。

液晶表示パネル２は、パネル横方向および縦方向に画素が所定ピッチで複数配列されてなり、バックライトユニット１から照射される光の透過率を画素毎に制御することで、パネル正面に所定の画像を表示する。表示画像は、カラー画像とされるが、勿論これに限られない。

図１に示すように、バックライトユニット１は、例えば、反射板１１、光源１２、拡散板１３、集光シート１４、拡散シート１７および反射型偏光子１８を備える。なお、これら以外に他の光学素子を配置してもよい。また、拡散板１３、拡散シート１７、反射型偏光子１８は、必要に応じて配置を省略したり、配置を変更してもよい。

光源１２は、光を液晶表示パネル２に供給するためのものであり、図示の例では複数配置され、例えば、蛍光ランプ（ＦＬ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成される。

反射板１１は、光源１２の下方および側方を覆うように設けられ、光源１２から下方および側方などに出射された光を反射して、液晶表示パネル２の方向に向けるためのものである。

拡散板１３は、光源１２の上方に設けられ、光源１２からの出射光および反射板１１による反射光を拡散させて輝度を均一にするためのものである。本例における拡散板１３としては、例えば、透光性材料中に光拡散性の微粒子を分散させた比較的厚手のものが用いられている。

集光シート１４は、本発明に係る光学シートに対応するもので、拡散板１３の上方に配置されることで、照射光の指向性等を向上させるためのものである。なお、集光シート１４の構成の詳細については後述する。

拡散シート１７は、集光シート１４上に設けられ、集光シート１４により指向性を高められた光を一定角度範囲で拡散出射させるためのものである。本例における拡散シート１７としては、透光性のシート基材の光出射面側に光拡散性を有する凹凸構造等の拡散面を備えたものが用いられている。

反射型偏光子１８は、拡散シート１７の上に設けられ、拡散シート１７により拡散された光のうち、直交する偏光成分の一方のみを透過させ、他方を反射するものである。この反射型偏光子１８を透過する偏光成分の振動方向は、液晶表示パネル２の光入射面側に配置された偏光板２ａの透過軸と平行に設定されている。

次に、本発明に係る集光シート（光学シート）１４の構成の詳細について説明する。

図２Ａ，Ｂは、本発明の一実施形態による集光シート１４の形状例を模式的に示す斜視図である。集光シート１４は、略四角形状のシート状を有しており、透光性の基材１４Ｂの一方側の主面（光出射面）に集光機能をもつ凹凸部１４Ｃが一方向（図においてＸ方向）に多数連続して配列されたプリズムシートまたはレンズシートで構成されている。凹凸部１４Ｃは、本発明の「光学的機能層」に対応し、本実施形態ではこの光学的機能層が凹凸部１４Ｃで構成される集光層である場合を例に挙げて説明する。

図２Ａに示す集光シート１４は、上記凹凸部として、光出射側の面に、断面三角形状のプリズム体１４Ｐが多数配列されたプリズムシート１４を示している。また、図２Ｂに示す集光シート１４は、上記凹凸部として、光出射側の面に、双曲面、放物面あるいは高次の非球面を有するシリンドリカルレンズ体１４Ｌが多数配列されたレンズシート１４を示している。

プリズム体１４Ｐの断面形状は、本例では頂角９０度の二等辺三角形で構成されているが、頂角は９０度のものに限られない。また、プリズム高さやピッチ等も特に限定されず、目的とする輝度特性、視野角特性等に応じて適宜決定される。配列ピッチの具体例としては、１０μｍ、１５μｍ、３０μｍ、５０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、３５０μｍなどである。配列ピッチが大きいほど高い輝度特性を得ることができる。

一方、シリンドリカルレンズ体１４Ｌは、集光シート１４の法線方向に平行にＺ軸、シリンドリカルレンズ体１４Ｌの列の方向にＸ軸、シリンドリカルレンズ体１４Ｌの母線方向にＹ軸をとったときに、以下の（１）式を満たすように、照射光の出射側に有限な焦点距離が存在し、かつ断面形状が左右対称な双曲面または放物面形状に形成されている。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋√（Ｒ²−（１＋Ｋ）Ｘ²）） （１）
但し、Ｒは先端頂点の曲率半径［μｍ］であり、Ｋはコーニック定数である。なお、本明細書において「√」はそれ以降に続く数式で求められる値の平方根を意味する。

あるいは、シリンドリカルレンズ体１４Ｌは、同様にＺ軸、Ｘ軸およびＹ軸をとったときに、以下の（２）式を満たすように、照射光の出射側に有限な焦点距離が存在し、かつ断面形状が左右対称な非球面形状に形成されている。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋√（Ｒ²−（１＋Ｋ）Ｘ²））＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁵＋ＣＸ⁶＋・・・ （２）
但し、Ｒは先端頂点の曲率半径［μｍ］、Ｋはコーニック定数、Ａ，Ｂ，Ｃ・・・は非球面係数である。

シリンドリカルレンズ体１４Ｌの高さやピッチ等は特に限定されず、目的とする輝度特性や視野角特性等に応じて適宜決定される。シリンドリカルレンズ体１４Ｌの配列ピッチの具体例としては、上述のプリズム体１４Ｐの場合と同様に、１０μｍ、１５μｍ、３０μｍ、５０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、３５０μｍなどである。配列ピッチが大きいほど高い輝度特性を得ることができる。

図３は、集光シート１４の概略断面図である。本実施形態の集光シート１４は、透光性の基材１４Ｂと、この基材１４の一方側の主面（光出射面）に形成された凹凸部１４Ｃとを備え、基材１４Ｂは、接着材料層２０を介して貼り合わされた透光性シートの積層体で構成されている。特に、本実施形態においては、基材１４Ｂは、凹凸部１４Ｃを支持する第１シート基材２１と、第１シート基材２１に接着材料層２０を挟んで対向する第２シート基材２２とからなる。これにより、画面サイズの大型化に合わせて集光シート１４が大面積化しても、シートに必要な剛度をもたせることが可能となり、取り扱い性を高めることができる。

第１シート基材２１は、凹凸部１４Ｃのベース層として構成されており、凹凸部１４Ｃと同一材料または別個の材料で形成されている。具体的に、凹凸部１４Ｃは、第１シート基材２１の一主面にプレス法で一体形成されたり、溶融押出成形法によって凹凸部１４Ｃと第１シート基材２１とが同時に成形される。あるいは、凹凸部１４Ｃが紫外線硬化樹脂からなり、第１シート基材２１上で硬化されて第１シート基材２１上に転写形成される。

第１，第２シート基材２１，２２の構成材料は、透光性であれば特に制限されず、例えば、ポリカーボネートやＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル系樹脂などの透光性樹脂材料を用いることができる。第１，第２シート基材２１，２２は互いに同種の樹脂材料で構成される場合は勿論、異種の材料で構成することも可能である。また、第２シート基材２２は、プラスチック板やガラス板などの板材を用いてもよい。さらに、第１，第２シート基材２１，２２が樹脂シートで構成される場合、当該樹脂シートは延伸シートでもよいし無延伸シートでもよい。延伸シートの場合は、１軸延伸でもよいし２軸延伸でもよい。

第１，第２シート基材２１，２２の厚さは特に制限されず、積層時に目的のシート厚が得られるように各々のシート厚を適宜選定することができ、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下とされる。また、積層後の基材１４Ｂの反り防止を図る観点から、第１，第２シート基材２１，２２の厚さを互いに同等としたり、一方のシート基材がシート全体の主要な層厚を占めるように構成することが好ましい。

例えば、第１，第２シート基材２１，２２がともに同一の材料で構成される場合は、これらのシート厚を同等とすることで反りの発生は抑えられる。一方、第１，第２シート基材２１，２２が互いに異種の材料で構成される場合は、厚さを同等としても反りが発生する場合がある。この場合、材料の組合せによって厚さのバランスをとることが好ましい。例えば、第１シート基材２１がポリカーボネート、第２シート基材２２がポリエチレンテレフタレートの場合、第１シート基材２１と第２シート基材２２とのシート厚比を６：４程度とする。

また、凹凸部１４Ｃの配列ピッチの大きさによって第１シート基材２１の剛度が変化する。すなわち、シート厚一定の場合配列ピッチが大きくなるほど凹凸部１４Ｃの配列方向（Ｘ方向）の剛度が低下しやすい。従って、第１シート基材２１および第２シート基材２２のシート厚を凹凸部１４Ｃの配列ピッチによって最適化することで、集光シート１４の適度な剛度を確保することができる。

また、集光シート１４の反り防止を図る観点から、第１，第２シート基材２１，２２を構成する各々の分子の配向方向を揃えるのが好ましく、例えば、各シートの分子配向のなす角を２０度以下とする。

接着材料層２０は、紫外線硬化型接着剤、感圧型接着剤、ホットメルト系接着剤などで構成することができ、その種類は特に制限されない。接着材料層２０の層厚も特に限定されず、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下とされる。

接着材料層２０を紫外線硬化型樹脂で構成する場合、第１シート基材２１あるいは第２シート基材２２を通して紫外線を照射することで接着剤の硬化処理を行うことができる。また、接着材料層２０をホットメルト系接着剤で構成する場合は、凹凸部１４Ｃ、第１，第２シート基材２１，２２のガラス転移点（Ｔｇ）よりも低温で溶融する接着剤を用いることで、接着時のシートの熱変形を抑えることができる。この種のホットメルト系接着剤としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合物（ＥＶＡ：Ｔｇ＝４０℃）等がある。

また、接着材料層２０は、集光シート１４の基材１４Ｂに作用する機械的、熱的ストレスに対する緩和層として機能させることで、集光シート１４の歪みを抑制し、安定した光学特性を維持することが可能となる。このように接着材料層２０を応力緩和層として機能させる場合には、接着材料層２０を第１，第２シート基材２１，２２に比べて軟質の材料を用いるのが好ましい。

一方、接着材料層２０の屈折率も特に制限されないが、集光特性の向上を図るためには第１，第２シート基材２１，２２の屈折率と同等またはそれ以下が好ましい。例えば、第１，第２シート基材２１，２２がポリカーボネート樹脂（屈折率１．５８）で構成される場合、接着材料層２０としては、屈折率１．５程度のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いることができる。

以上のように構成される本実施形態の集光シート１４においては、凹凸部１４Ｃを支持するベース層としての基材１４Ｂが、接着材料層２０を介して貼り合わされた第１，第２シート基材２１，２２の積層体で構成されているので、これらのシート基材２１，２２の厚さによってシート総厚を任意に調整することが可能となる。これにより、シートサイズが大型化しても適度な剛性あるいは剛度を確保でき、これによりシートの撓みを防止することができる。

図４は、凹凸部の配列ピッチが２００μｍの場合におけるシート厚と剛度との関係を示す一実験結果である。図において四角のプロットはプリズム長手方向（稜線方向）の曲げ剛度、三角のプロットはプリズム幅方向（配列方向）の曲げ剛度である。幅方向に比べて長手方向の剛度が高い。また、シート厚が大きくなるほど長手方向および幅方向ともに剛度が上昇する。この例からも明らかなように、集光シート１４の基材１４Ｂの厚さを調整することで、目的とする剛度を容易に得ることができるようになる。

また、集光シート１４の剛度不足による撓みを防止することができるので、バックライトユニット１あるいは液晶表示装置１０の組立作業性の改善を図ることができるとともに、集光シート１４の撓みやうねり等の不適切な姿勢でバックライトユニット１に組み込まれることによる集光性の悪化を防ぐことができる。更に、バックライトの熱による撓みを抑えて安定した集光特性を維持し、画質の劣化を防ぐことができる。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態を示している。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

一般に、ポリカーボネート等の樹脂材料は、過度に紫外線の照射作用を受けると黄色に着色する傾向にある。この場合、シートの透過光は、当該シートの着色による影響を受けて所期の光透過特性を維持できなくなる。具体的に、シートの黄色化が顕著になると青色系波長領域の透過光が減少し、液晶表示パネル２に表示される画像が黄色化する。

そこで、本実施形態では、集光シート１４の基材１４Ｂを構成する第１シート基材２１および第２シート基材２２の少なくとも一方あるいは何れか一方に、紫外線吸収剤を添加することで、上記のような集光シート１４の黄色化を抑えるようにしている。図４に示した構成は、第２シート基材２２に紫外線吸収剤を添加した例を示している。

なお、接着材料層２０を紫外線硬化型接着剤で構成する場合には、接着剤を硬化処理する必要がある関係上、第１，第２シート基材２１，２２の何れか一方に紫外線吸収剤を添加する。好適には、本実施形態のように、光源に近い第２シート基材２２に紫外線吸収剤を添加することで、集光シート１４全体の黄色化を抑えることができる。これに対して、接着材料層２０が紫外線硬化型接着剤で構成されない場合には、第１，第２シート基材２１，２２の両方に紫外線吸収剤を添加することができる。

紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系などの紫外線吸収剤が挙げられる。具体的には、例えば、アデカスタブＬＡ−３１、アデカスタブＬＡ−３２（以上、旭電化工業社製）、Ｃｙａｓｏｒｂ ＵＶ−５４１１（サンケミカル社製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ Ｐ、Ｔｉｎｕｖｉｎ２３４、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２０、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２７（以上、チバガイギー社製）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ１１０、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ１４０（以上、住友化学社製）、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１１０、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１４０、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１２、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１３（以上、ケミプロ化成社製）、Ｕｖｉｎｕｌ Ｘ−１９、Ｕｖｉｎｕｌ Ｍｓ−４０（以上、ＢＡＳＦ社製）、トミソーブ１００、トミソーブ６００（以上、吉富製薬社製）、Ｖｉｏｓｏｒｂ−８０、Ｖｉｏｓｏｒｂ−９０（以上、共同薬品社製）などが挙げられる。また、光安定剤としては、ヒンダードアミン系などが挙げられ、具体的には例えば、アデカスタブＬＡ−５２（旭電化工業社製）、サノールＬＳ−７７０、サノールＬＳ−７６５、サノールＬＳ７７４（三共社製）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ ＴＭ−０６１（住友化学工業社製）などが挙げられる。

シート基材に添加される紫外線吸収剤の添加量は、０．０２ｗｔ％以上０．４ｗｔ％以下にすることが好ましい。０．０２ｗｔ％未満の場合には、色相変化を抑えることが困難となる。一方、０．４ｗｔ％を超えると、シート基材が黄味を帯びてしまう。なお、紫外線吸収剤に加えて、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤などの他の添加物を添加してもよい。

なお、シート基材２１，２２に対して紫外線吸収剤を添加する構成に代えて又はこれに加えて、接着材料層に青色系色素を添加してもよい。これにより、第１シート基材あるいは光学的機能層の着色を補正できるようになり、これによりシートの透過光の変調を防止することができる。

（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態を示している。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の集光シート１４は、この集光シート１４の光入射面側、すなわち、第２シート基材２２の第１シート基材２１と対向する面とは反対側の面に、粗面化処理１４Ｒが施されている。集光シート１４の光入射面側に粗面化処理１４Ｒを施すことで、光源側から入射する光の反射率を低減して輝度特性の向上を図ることができる。また、他部材との摺接による集光シート１４の光入射面側の傷つきを防止できる。また、接触面積の低減により他部材との貼り付きを防止できる。

粗面化処理１４Ｒは、集光シート１４、特に第２シート基材２２を成形する金型転写面に同様な粗化面を構成し成形時に第２シート基材２２に転写する方法がある。また、成形した第２シート基材２２の裏面側に、ブラスト処理やエッチング処理を施して粗化面を得るようにしてもよい。

上記粗化面は、第２シート基材２２の裏面側表面に形成された微細な凸部で構成することができる。凸部の高さは特に限定されないが、平均中心面（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）から０．２０μｍ以上とすることが好ましい。また、平均中心面から０．２０μｍ以上の高さを有する凸部の密度は、７０個／ｍｍ²以上４００個／ｍｍ²以下の範囲とすることが好ましい。凸部の密度を７０個／ｍｍ²以上にすることにより、集光シート１４の裏面側に配置された拡散板１３の平面部分との干渉による外観にじみを改善できる。また、凸部の密度を４００個／ｍｍ²以下にすることにより、集光シートの裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制することができる。

平均中心面から０．２０μｍの高さを有する凸部の平均間隔は特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上１２０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。凸部の平均間隔を５０μｍ以上とすることにより、集光シート１４の裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度の低下を抑制することができる。また、凸部の平均間隔を１２０μｍ以下とすることにより、集光シート１４の裏面との接触によって拡散板１３の表面に傷が発生することを防止でき、且つ、拡散板１３の平面部分との干渉による外観にじみを改善することができる。

また、集光シート１４の裏面（光入射面）に設けられた凸部は、凹凸部１４Ｃを形成しない状態において、集光シートの曇り度（ヘイズ）が６０％以下となるように設けられていることが好ましく、集光シートの曇り度が２０％以下となるように設けられていることがより好ましい。また、この凸部が設けられた集光シート１４の裏面の平均傾斜勾配は、０．２５ｒａｄ以下とするのが好ましい。

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態を示している。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施形態の集光シート１４は、第１シート基材２１と第２シート基材２２とが接着材料層２０を介して互いに貼り合わせて構成されているとともに、第１シート基材２１は、凹凸部１４Ｃの稜線方向（図中Ｘ方向）と配列方向（図中Ｙ方向）とで異なる屈折率を有している。

本実施形態では、凹凸部１４Ｃの稜線方向の屈折率ｎｙよりも、凹凸部１４Ｃの配列方向の屈折率ｎｘの方が大きく設定されている（ｎｘ＞ｎｙ）。このように、凹凸部１４Ｃを有する第１シート基材２１に面内の屈折率異方性をもたせることで、入射光に含まれるＸ方向に振動する偏光成分とＹ方向に振動する偏光成分との間で屈折透過作用を異ならせることができ、特に、ｎｘ＞ｎｙとすることで、Ｙ方向振動成分よりもＸ方向振動成分の反射率を高めて、Ｙ方向振動成分の透過量をＸ方向振動成分の透過量よりも多くすることができる。

従って、本実施形態の集光シート１４によれば、バックライト光（入射光）の集光作用に加えて、一定の偏光分離作用を得ることができる。これにより、輝度の向上を図ることができる。

上記のように面内異方性を有する第１シート基材２１の製造方法としては、凹凸部１４Ｃが形成された第１シート基材２１を延伸処理することで、所定の屈折率異方性を出現させることができる。本例の場合、延伸方向に屈折率が小さくなる材料を用い、凹凸部１４Ｃの稜線方向に沿って延伸させる。面内の屈折率差Δｎ（＝ｎｘ−ｎｙ）が大きいほど、輝度の向上効果が高い。

延伸方向に屈折率が小さくなる材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート等のメタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ樹脂）、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、およびこれらの混合物等が挙げられる。

一方、延伸方向に屈折率が大きくなる材料を用いて、凹凸部１４Ｃの配列方向よりも稜線方向の方が屈折率の高い集光シート１４を構成することも可能である。延伸方向に屈折率が大きくなる材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、およびこれらの混合物、または、ＰＥＴ−ＰＥＮコポリマー等の共重合体が挙げられる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、光学的機能層として、光出射面に凹凸部１４Ｃを有する集光層を備えた光学シート１４を例に挙げて説明したが、これに限らず、光拡散層や偏光分離層など他の光学的機能層を備えた光学シートに対しても、本発明は適用可能である。

また、以上の実施形態では、第１シート基材２１と第２シート基材２２の各々の接着面については特に言及しなかったが、平坦面である場合に限らず、何らかの構造面を備えていても良い。例えば、第１シート基材２１の接着面にも図５を参照して説明した粗面化処理（１４Ｒ）を施すことで、接着材料層２０と第１シート基材２１との間の界面における光の反射率を低減し、輝度の向上を図ることが可能となる。また、第１シート基材２１の接着面にもプリズム構造を形成して所定の光学的機能を行わせるようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、集光シート１４の基材１４Ｂを第１，第２の２層のシート基材２１，２２の積層体で構成したが、積層数は２層以上としてもよい。

本発明の実施形態による液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施形態による光学シートとしての集光シートの構成例を示す斜視図であり、Ａは集光層としてプリズム構造の凹凸部を有する形態を示し、Ｂは集光層としてシリンドリカルレンズ構造の凹凸部を有する形態を示している。 本発明の第１の実施形態による集光シートの概略断面図である。 凹凸部の配列ピッチが２００μｍの場合におけるシート厚と剛度との関係を示す一実験結果である。 本発明の第２の実施形態による集光シートの概略断面図である。 本発明の第３の実施形態による集光シートの概略断面図である。 本発明の第４の実施形態による集光シートの概略断面図である。 従来のバックライトユニットにおけるプリズムシートの一作用を説明する図である。

符号の説明

１…バックライトユニット、２…液晶表示パネル、２ａ，２ｂ…偏光板、１０…液晶表示装置、１１…反射板、１３…拡散板、１４…集光シート（光学シート）、１４Ｂ…基材、１４Ｃ…凹凸部、１４Ｐ…プリズム体、１４Ｌ…レンズ体、１７…拡散シート、１８…反射型偏光子、２１…第１シート基材、２２…第２シート基材

Claims (16)

1. 透光性の基材と、
   この基材の少なくとも一方側の面に設けられた光学的機能層とを備え、
   前記基材は、接着材料層を介して貼り合わされた透光性シートの積層体からなる
   ことを特徴とする光学シート。
2. 前記光学的機能層は、表面に凹凸部が多数連続して配列された集光層である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記凹凸部は、断面三角形状のプリズムである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
4. 前記凹凸部は、双曲面、放物面または高次の非球面を有するシリンドリカルレンズ体である
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学シート。
5. 前記接着材料層は、紫外線硬化型接着剤からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
6. 前記接着材料層は、感圧型接着剤からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
7. 前記接着材料層は、ホットメルト系接着剤からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
8. 前記凹凸部は、その稜線方向と配列方向とで屈折率が互いに異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
9. 前記積層体は、
   前記光学的機能層を支持する第１シート基材と、
   前記第１シート基材に前記接着材料層を挟んで対向する第２シート基材とからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
10. 前記前記第１シート基材および前記第２シート基材のうち少なくとも一方には、紫外線吸収剤が添加されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
11. 前記接着材料層の屈折率は、前記第１，第２シート基材と屈折率と同等またはそれ以下である
    ことを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
12. 前記接着材料層には、青色系色素が添加されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
13. 前記第１シート基材を構成する分子の配向方向と前記第２シート基材を構成する分子の配向方向とのなす角が２０度以下である
    ことを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
14. 前記第２シート基材の、前記第１シート基材と対向する面とは反対側の面は、粗面化されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の光学シート。
15. 光源と、この光源からの出射光を調光する光学シートとを備えたバックライト装置において、
    前記光学シートは、
    透光性の基材と、
    この基材の少なくとも一方側の面に設けられた光学的機能層とを備え、
    前記基材は、接着材料層を介して貼り合わされた透光性シートの積層体からなる
    ことを特徴とするバックライト装置。
16. 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの背面側に配置された光源と、前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置された光学シートとを備えた液晶表示装置において、
    前記光学シートは、
    透光性の基材と、
    この基材の少なくとも一方側の面に設けられた光学的機能層とを備え、
    前記基材は、接着材料層を介して貼り合わされた透光性シートの積層体からなる
    ことを特徴とする液晶表示装置。
    
    

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