JP2009076405A - 光学素子包装体、バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】たるみ、ムラ、シワ、そりの発生を抑制しつつ、白抜けなどの画質の低下を抑制できる光学素子包括体、ならびにそれを備えるバックライトおよび液晶表示装置を提供する。
【解決手段】光学素子包括体は、１または２以上の光学素子と、１または２以上の光学素子を支持する支持体と、１または２以上の光学素子および支持体を包む収縮性の包括部材とを備える。支持体は矩形状の主面を有し、包括部材の主面部分の配向軸と支持体の側面とのなす角が８度以下である。
【選択図】図１

Description

この発明は、光学素子包括体、ならびにそれを備えるバックライトおよび液晶表示装置に関する。詳しくは、液晶表示装置の表示特性を改善する光学素子包括体に関する。

従来、液晶表示装置では、視野角や輝度などの改善を目的として多数の光学素子が用いられている。これらの光学素子としては、拡散フィルムやプリズムシートなどのフィルム状やシート状のものが用いられている。

図１３は、従来の液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、図１３に示すように、光を出射する照明装置１０１と、照明装置１０１から出射された光を拡散する拡散板１０２と、拡散板１０２により拡散された光を集光や拡散などする複数の光学素子１０３と、液晶パネル１０４とを備える。

ところで、近年の画像表示装置の大型化に伴って、光学素子の自重やサイズが増大する傾向にある。このように光学素子の自重やサイズが増大すると、光学素子の剛性が不足するため、光学素子の変形が発生してしまう。このような光学素子の変形は、表示面への光学指向性に影響を与え、輝度ムラという重大な問題を招いてしまう。

そこで、光学素子の厚さを増すことで、光学素子の剛性不足を改善することが提案されている。しかしながら、液晶表示装置が厚くなってしまい、薄型かつ軽量という液晶表示装置の利点が損なわれてしまう。そこで、光学素子同士を透明粘着剤により貼り合わせることにより、シート状またはフォルム状の光学素子の剛性不足を改善することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３０１１４７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、光学素子同士を透明粘着剤により貼り合わせるため、光学素子の厚さを増す改善方法ほどではないが、液晶表示装置自体がやはり厚くなってしまうという問題がある。また、透明接着剤により、液晶表示装置の表示特性が劣化してしまう虞もある。

したがって、この発明の目的は、液晶表示装置の厚みの増加を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善し、さらに液晶表示装置の表示特性を劣化させることのない光学素子包括体、ならびにそれを備えるバックライトおよび液晶表示装置を提供することにある。

本発明者らは、液晶表示装置の厚みの増加、または液晶表示装置の表示特性の劣化を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善すべく、鋭意検討を行った結果、光学素子および支持体を包括部材により包括してなる光学素子包括体を発明するに至った。

しかしながら、本発明者らの知見によれば、上述のような光学素子包括体として収縮性を有する包括部材を使用した際には、包括剤の収縮性が一様でない為に、収縮しきれずに
たるみや、シワが発生してしまい、面光源として輝度ムラを発生させ、液晶表示装置の画質の低下を招いてしまう。

そこで、本発明者らは、光学素子包括体において輝度ムラによる画質の低下を低減すべく鋭意検討を行った。

その結果、収縮性の包括部材の配向軸を、内包される光学素子と支持体に対しての限界を見出すに至った。
この発明は以上の検討に基づいて案出されたものである。

この発明の第１の発明は、
１または２以上の光学素子と、
１または２以上の光学素子を支持する支持体と、
１または２以上の光学素子および支持体を包む収縮性の包括部材と
を備え、
支持体は矩形状の主面を有し、
包括部材の主面部分の配向軸と支持体の側面とのなす角が８度以下であることを特徴とする光学素子包括体。

この発明の第１の発明では、１または２以上の光学素子と支持体とを包括部材により包んでいるので、１または２以上の光学素子と支持体とを一体化することができる。したがって、支持体により光学素子の剛性不足を補うことができる。

また、この発明では、収縮性の包括部材の配向軸を、内包される光学素子と支持体に対して制御することによって、たるみ、ムラ、シワの発生による輝度ムラを抑え、画質の低下を抑えることができる。

この発明の第２の発明は、
１または２以上の光学素子と、
１または２以上の光学素子を支持する支持体と、
１または２以上の光学素子および支持体を包む収縮性の包括部材と
を備え、
包括部材の一辺の長さをＬ、該長さＬの辺に対して交わる辺の残留収縮偏差をΔｍとしたときに、tａｎθ＝Δｍ／Ｌが以下の関係にあることを特徴とする光学素子包括体。
−０．００５≦ｔａｎθ＝Δｍ／Ｌ≦０．００５

この発明では、１または２以上の光学素子と支持体とを包括部材により包んでいるので、１または２以上の光学素子と支持体とを一体化することができる。したがって、支持体により光学素子の剛性不足を補うことができる。

また、この発明では、収縮性の包括部材の残留収縮偏差を、内包される光学素子と支持体に対して制御することによって、たるみ、ムラ、シワの発生による輝度ムラを抑え、画質の低下を抑えることができる。

以上説明したように、この発明によれば、液晶表示装置の厚みの増加、または液晶表示装置の表示特性の劣化を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善することができる。
また、包括部材によるたるみ、ムラ、シワの発生による輝度ムラを抑え、画質の低下を抑制することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。

（１）第１の実施形態
（１−１）液晶表示装置の構成
図１は、この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す。この液晶表示装置は、図１に示すように、光を出射するバックライト３と、バックライト３から出射された光に基づき、画像を表示する液晶パネル４とを備える。バックライト３は、光を出射する照明装置１と、照明装置１から出射された光の特性を改善し、液晶パネル４に向けて出射する光学素子包括体２とを備える。以下では、光学素子包括体２などの各種光学部材において、照明装置１からの光が入射する面を入射面、この入射面から入射した光を出射する面を出射面、および入射面と出射面との間に位置する面を端面と称する。また、入射面と出射面とを総称して主面と適宜称する。

照明装置１は、例えば直下式の照明装置であり、光を出射する１または２以上の光源１１と、光源１１から出射された光を反射して液晶パネル３の方向に向ける反射板１２とを備える。光源１１としては、例えば、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ:Hot Cathode Fluorescent Lamp）、有機エレクトロルミネッセンス（ＯＥＬ：Organic ElectroLuminescence）、無機エレクトロルミネッセンス（ＯＥＬ：Inorganic ElectroLuminescence）、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)などを用いることができる。反射板１２は、例えば１または２以上の光源１１の下方および側方を覆うように設けられ、１または２以上の光源１１から下方および側方などに出射された光を反射して、液晶パネル３の方向に向けるためのものである。

光学素子包括体２は、例えば、照明装置１から出射された光に対して拡散や集光などの処理を施して光の特性を変える１または２以上の光学素子２４と、１または２以上の光学素子を支持する支持体２３と、１または２以上の光学素子２４と支持体２３とを包んで一体化する包括部材２２とを備える。光学素子２４は、支持体２３の入射面側および出射面側の少なくとも一方に設けられている。以下では、支持体２３と１または２以上の光学素子２４とを重ね合わされたものを光学素子積層体２１と称する。

光学素子２４の数や種類は、特に限定されるのもではなく、所望とする液晶表示装置の特性に応じて適宜選択することができる。光学素子２４としては、例えば支持体２３と１または２以上の機能層からなるものを用いることができる。なお、支持体を省略して機能層のみからなる構成としてもよい。光学素子２４としては、例えば光拡散素子、光集光素子、反射型偏光子、偏光子または光分割素子などを用いることができる。光学素子２４としては、例えば、フィルム状、シート状または板状のものを用いることができる。光学素子２４の厚さは、好ましくは５〜３０００μｍ、より好ましくは２５〜１０００μｍである。なお、各光学素子２４の厚さにおいては、光学素子２４を積層する場合に対して、支持体２３を含めて内包することにより、その厚さを２割から５割程度薄くすることが可能である。

支持体２３は、例えば、照明装置１から出射された光を透過する透明板、または照明装置１から出射された光に対して拡散や集光などの処理を施して光の特性を変える光学板である。光学板としては、例えば拡散板、位相差板またはプリズム板などを用いることができる。支持体２３の厚さは、例えば１０００〜５００００μｍである。支持体２３は、例えば高分子材料からなり、その透過率は３０％以上であることが好ましい。なお、光学素子２４と支持体２３との積層の順序は、例えば、光学素子２４および支持体２３の有する機能に応じて選ばれる。例えば、支持体２３が拡散板である場合、支持体２３は、照明装置１からの光が入射する側に設けられ、支持体２３が反射型偏光板である場合、支持体２３は、液晶パネル３に光を出射する側に設けられる。光学素子２４および支持体２３の入射面および出射面の形状は、液晶パネル３の形状に応じて選ばれ、例えば縦横比（アスペクト比）の異なる矩形状である。また、支持体２３は適度な剛性を有することが好ましく、その材料としては、常温において約１．５ＧＰａ以上の弾性率を有する材料が適当であり、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、シクロオレフィン樹脂（ゼオノア（登録商標）など）、ガラスなどが挙げられる。

光学素子２４および支持体２３の主面には、凹凸処理を施すこと、または微少粒子を含有させることが好ましい。こすれや摩擦を低減できるからである。また、光学素子２４および支持体２３には、必要に応じて光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤および酸化防止剤などの添加剤を含有させることにより、紫外線吸収機能、赤外線吸収機能および静電抑制機能などを光学素子２４および支持体２３に付与するようにしてもよい。また、光学素子２４および支持体２３には、アンチリフレクション処理（ＡＲ処理）やアンチグレア処理（ＡＧ処理）などの表面処理を施すことにより、反射光の拡散や反射光そのものの低減を図るようにしてもよい。また、光学素子２４および支持体２３の表面に、紫外線や赤外線を反射するための機能を持たせるようにしてもよい。

包括部材２２は、例えば透明性を有する単層または複数層のフィルム、シートである。包括部材２２は、例えば袋状を有し、この包括部材２２により光学素子積層体２１の全ての面は閉ざされている。また、包括部材２２は、光学素子積層体２１を介して重ね合わされたフィルムの端部が接合され、包括部材２２の２辺、３辺、あるいは４辺が閉ざされた構成としてもよい。具体的には例えば、２辺が閉ざされた包括部材２２としては、帯状のフィルムまたはシートの長手方向の端部同士を接合してなる包括部材、矩形状のフィルムまたはシートを２枚重ね合わせた後、対向する２辺を接合してなる包括部材が挙げられる。３辺が閉ざされた包括部材２２としては、帯状のフィルムまたはシートの長手方向の端部同士が重なるよう折り返した後に、２辺を接合してなる包括部材、矩形状のフィルムまたはシートを２枚重ね合わせた後、３辺を接合してなる包括部材が挙げられる。４辺が閉ざされた包括部材２２としては、帯状のフィルムまたはシートの長手方向の端部同士が重なるよう折り返した後に、３辺を接合してなる包括部材、矩形状のフィルムまたはシートを２枚重ね合わせた後、４辺を接合してなる包括部材が挙げられる。なお、以下では、包括部材２２の面のうち、光学素子積層体２１の側となる面を内側面、それとは反対側の面を外側面と称する。また、包括部材２２において照明装置１からの光が入射する入射面側の領域を第１の領域Ｒ１、照明装置１から入射された光を液晶パネル３に向けて出射する出射面側の領域を第２の領域Ｒ２と称する。

包括部材２２の厚さは、例えば５〜５０００μｍに選ばれる。好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは１５〜３００μｍである。包括部材２２が厚い場合、輝度の低下、包括部材２２の熱融着部（シール部）の収縮不均一などが発生する。また、光学素子積層体２１との密着性不良が生じ、しわなどが発生するため、実機に搭載した場合、ゆがみが発生し、画像の低下を招いてしまう。なお、包括部材２２の厚さが、入射面側と出射面側とで異なるようにしてもよい。また、包括部材２２が、剛性の観点から、骨材を内包するようにしてもよい。

包括部材２２が異方性を有する場合には、その光学異方性は小さいことが好ましい。具体的にはそのリタデーション（retardation）が、５０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。包括部材２２としては、１軸延伸もしくは２軸延伸のシートまたはフィルムを用いることが好ましい。このようなシートまたはフィルムを用いた場合、熱を加えることにより包括部材２２を延伸方向に収縮させることができるので、包括部材２２と光学素子積層体２１との密着性を高めることができる。

包括部材２２には、収縮性を持たせることが好ましい。加熱延伸した包括部材２２に再度熱を加えることによって熱収縮性を発現させたりすることができるからである。また、包括部材２２の端面を伸張させて、内包体である支持体２３、光学素子２４を挟み込んだ後に端部を熱シールにより溶着することによって、伸縮性により包括・収縮性を発現させるようにすることも可能である。

図２Ａに、第１の領域Ｒ１における包装部材２２の配向軸方向を示す。図２Ｂに、第２の領域Ｒ２における包装部材２２の配向軸方向を示す。包括部材２２は、第１の領域Ｒ１、第２の領域Ｒ２にそれぞれ配向軸ｌ１、ｌ２を有している。第１の領域Ｒ１の配向軸ｌ１と支持体２３の側面ａとは角度θ１をなしている。第２の領域Ｒ２の配向軸ｌ２と支持体２３の側面ａとは角度θ２をなしている。これらのなす角θ１、θ２は、８度以下、好ましくは３．５度以下である。上記数値範囲を超えると、包括部材２２の収縮性が一様でないために、包括部材２２が収縮しきれずに、たるみやしわが発生してしまい、面光源として輝度ムラが発生し、液晶表示装置の画質の低下を招いてしまう。

また、包括部材２２の第１の領域Ｒ１の配向軸ｌ１と、包括部材２２の第２の領域Ｒ２の配向軸ｌ２とは、角度θ３をなしている。このなす角θ３は、１６度以下、好ましくは７度以下である。上記数値範囲を超えると、包括部材２２の収縮性が一様でないために、包括部材２２が収縮しきれずに、たるみやしわが発生してしまい、面光源として輝度ムラが発生し、液晶表示装置の画質の低下を招いてしまう。

包括部材２２が透明な樹脂材料からなる場合には、配向軸の測定方法として、例えば包括部材２２から切り出した試験片などに対して偏光波を与えたときの傾きを測定する方法（リタデーション測定）により把握する方法、透過マイクロ波による分子配向計等によって計測する方法を用いることができる。

また、フィルムの長辺と配向軸との角度を変化させる方法としては、フィルムの長辺方向を任意の角度に回転させて切り出し、内包される支持体、光学素子を包み込んだ後に、端部を熱シール、熱収縮させることによって実現できる。或いは、収縮性フィルムの原反自体の、配向軸が原反の中央部分とその両端部分では異なるために、収縮フィルムの採取する位置によっても変化させることができる。例えば、中央部分の収縮性フィルムであれば、配向軸と収縮性フィルムの軸は平行にすることで、ズレを小さくすることが可能であり、揃え易くなる。これに対して、収縮フィルムの原反の端部を使用した場合には、フィルム長尺方向と配向軸はズレが大きくなり、単純に内包される部材をフィルム長尺方向と平行に揃えると、配向軸のズレが大きくなってしまう。これらを回避するには、配向軸に対して内包される部材の無機を合わせて端部を熱シール・熱収縮させることによって改善が可能である。

また、包括部材２２の一辺の長さをＬ、該長さＬの辺に対して交わる辺の残留収縮偏差をΔｍとしたときに、tａｎθ＝Δｍ／Ｌが以下の関係にある。
−０．００５≦ｔａｎθ＝Δｍ／Ｌ≦０．００５
上記数値範囲を満たすことにより、包括部材２２のたるみ、しわの発生を抑制することができる。

包括部材２２の材料としては、好ましくは熱収縮性を有する高分子材料、より好ましくは、液晶表示装置などの内部の温度が最高で７０℃程度に達することから、常温から８５℃までの熱付与により収縮する高分子材料を用いることができる。上述したような関係を満たすものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスチレンとブタジエンとの共重合体、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、未延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂、およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などのビニル結合系、シクロオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、天然ゴム系樹脂、ならびに人工ゴム系樹脂などを単独または混合した材料などが使用できる。

包括部材２２の熱収縮率は、包括する支持体２３や光学素子２４の大きさ、材質、光学素子積層体２１の使用環境などを考慮して選ぶことが好ましい。具体的には、８５℃において収縮率は０．２％から１００％が好ましく、より好ましくは０．５％から２０％、さらに好ましくは０．５％から１０％の範囲である。０．２％未満であると包括部材２２と光学素子２４との密着性が悪くなる虞があり、１００％を超えると熱収縮性が面内で不均一となり光学素子を縮ませる虞がある。包括部材２２の熱変形温度は、８５℃以上であることが好ましい。光源１１から発生される熱により光学素子包括体２の光学特性が低下することを抑制できるからである。包括部材２２の材料の乾燥減量は、２％以下であることが好ましい。包括部材２２の材料の屈折率（包括部材２２の屈折率）は、好ましくは１．６以下、より好ましくは１．５５以下である。但し、形状付与や形状転写付与による光学機能層を包括部材２２に設ける場合には、屈折率は高い方が影響が大きくなり易く、好ましくは１．５以上、より好ましくは１．５７以上、最も好ましくは１．６以上であり、機能層によって好ましい屈折率範囲にすることが望ましい。屈折率が高い方が、光学的な作用が増え、例えば、集光作用、拡散作用などを向上させることができるためである。

包括部材２２は、１種または２種以上のフィラーを含有していることが好ましい。光学素子包括体同士を重ね合わせたときに、光学素子包括体同士が貼り付くことを防止でき、また、包括部材２２とその内包部材との密着性が高くなりすぎて、包括部材２と内包部材とが貼り付くことを防止できるからである。フィラーとしては、例えば有機フィラーおよび無機フィラーの少なくとも１種を用いることができる。有機フィラーの材料としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素および空洞からなる群より選ばれる１種または２種以上を用いることができる。無機フィラーとしては、例えばシリカ、アルミナ、タルク、酸化チタンおよび硫酸バリウムからなる群より選ばれる１種または２種以上を用いることができる。フィラーの形状は、例えば針状、球形状、楕円体状、板状、鱗片状などの種々の形状を用いることができる。フィラーの径としては、例えば１種または２種以上の径が選ばれる。

また、フィラーの代わりに、表面に形状を設けるようにしてもよい。このような形状の成形方法としては、例えば、包括部材２２を作製するための収縮性のフィルムまたはシートを成形時に、任意の拡散性の形状をフィルムまたはシートの表面に転写し付与する方法、フィルムまたはシートの成形後に熱および／または加圧により任意の拡散性の形状を転写し付与する方法が挙げられる。

また、包括部材２２には、必要に応じて光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤および酸化防止剤などの添加剤をさらに含有させて、紫外線吸収機能、赤外線吸収機能および静電抑制機能などを包括部材２２に付与するようにしてもよい。また、包括部材２２に、アンチグレア処理（ＡＧ処理）およびアンチリフレクション処理（ＡＲ処理）などの表面処理などを施すことにより、反射光の拡散や反射光そのものの低減などを図るようにしてもよい。さらには、ＵＶ−Ａ光（３１５〜４００ｎｍ程度）などの特定波長領域の光を透過する機能を付与してもよい。

液晶パネル３は、光源１１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ためのものである。液晶パネル３としては、例えば、ツイステッドネマチック（Twisted Nematic：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）モード、垂直配向（Vertically Aligned：ＶＡ）モード、水平配列（In-Plane Switching：ＩＰＳ）モード、光学補償ベンド配向（Optically Compensated Birefringence：ＯＣＢ）モード、強誘電性（Ferroelectric Liquid Crystal：ＦＬＣ）モード、高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：ＰＤＬＣ）モード、相転移型ゲスト・ホスト（Phase Change Guest Host：ＰＣＧＨ）モードなどの表示モードのパネルを用いることができる。

次に、図３〜５を参照して、光学素子包括体２の構成例について詳しく説明する。
図３は、この発明の第１の実施形態による光学素子包括体の一構成例を示す。光学素子包括体２は、図３に示すように、例えば、支持体である拡散板２３ａと、光学素子である拡散フィルム２４ａ、レンズフィルム２４ｂおよび反射型偏光子２４ｃと、これらを包んで一体化する包括部材２２とを備える。ここでは、拡散板２３ａと、拡散フィルム２４ａ、レンズフィルム２４ｂおよび反射型偏光子２４ｃとが光学素子積層体２１を構成する。光学素子積層体２１の主面は、例えば縦横比の異なる矩形状を有している。包括部材２２は袋状の形状を有し、この包括部材２２により光学素子積層体２１を前方向が閉ざされている。包括部材２２は、例えば光学素子積層体２１の端面において接合されている。

拡散板２３ａは、１または２以上の光源１１の上方に設けられ、１または２以上の光源１１からの出射光および反射板１２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。拡散板２３ａとしては、例えば、光を拡散するための凹凸構造体を表面に備えるもの、拡散板２３ａの主構成材料とは屈折率の異なる微粒子などを含有するもの、空洞性微粒子を含有するもの、または上記凹凸構造体、微粒子および空洞性微粒子を２種以上組み合わせたものを用いることができる。微粒子としては、例えば有機フィラーおよび無機フィラーの少なくとも１種を用いることができる。また、上記凹凸構造体、微粒子および空洞性微粒子は、例えば拡散フィルム２４ａの出射面に設けられる。拡散板２３ａの光透過率は、例えば３０％以上である。

拡散フィルム２４ａは、拡散板２３ａ上に設けられ、拡散板２３ａにて拡散された光をさらに拡散などするためのものである。拡散フィルム２４ａとしては、例えば、光を拡散するための凹凸構造体を表面に備えるもの、拡散フィルム２４ａの主構成材料とは屈折率の異なる微粒子などを含有するもの、空洞性微粒子を含有するもの、または上記凹凸構造体、微粒子および空洞性微粒子を２種以上組み合わせたものを用いることができる。微粒子としては、例えば有機フィラーおよび無機フィラーの少なくとも１種を用いることができる。また、上記凹凸構造体、微粒子および空洞性微粒子は、例えば拡散フィルム２４ａの出射面に設けられる。

レンズフィルム２４ｂは、拡散フィルム２４ａの上方に設けられ、照射光の指向性等を向上させるためのものである。レンズフィルム２４ｂの出射面には、例えば微細なプリズムレンズ列が設けられており、このプリズムレンズの列方向の断面は、例えば略三角形状を有し、その頂点に丸みを付すことが好ましい。カットオフを改善し、広視野角を改善できるからである。

拡散フィルム２４ａおよびレンズフィルム２４ｂは、例えば高分子材料からなり、その屈折率は例えば１．５〜１．６である。光学素子２４またはそれに設けられる光学機能層を構成する材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、光もしくは電子線で硬化する電離性感光型樹脂、または熱により硬化する熱硬化型樹脂、または紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂が好ましい。

反射型偏光子２４ｃは、レンズフィルム２４ｂ上に設けられ、レンズフィルム２４ｂにより指向性を高められた光のうち、直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を反射するものである。反射型偏光子２４ｃは、例えば有機多層膜、無機多層膜または液晶多層膜などの積層体である。また、反射型偏光子２４ｃに異屈折率体を含有させるようにしてもよい。また、反射型偏光子２４ｃに拡散層、レンズを設けてもよい。

光制御フィルム２４ｄは、入射面および出射面の少なくとも一方の面に凹凸構造を有する光学機能層を有するものであり、ＣＣＦＬ、或いはＬＥＤの光源ムラを制御するために設けられるものである。例えば、プリズム状、円弧状、双曲面、放物面の連続した形状、或いはこれらの単三角形状、或いはこれらの組み合わせ、場合によっては平坦面を有する構造や、拡散フィルム２４のようなものを設けてもよい。

ここで、図４〜５を参照して、包括部材２２の接合部の例について説明する。
図４は、包括部材の接合部の第１の例を示す。この第１の例では、図４に示すように、光学素子積層体２１の端面上にて、包括部材端部の内側面と外側面とを重ね合わせるようにして接合されている。すなわち、包括部材２２の端部が、光学素子積層体２１の端面に倣うようにして接合されている。

図５は、包括部材の接合部の第２の例を示す。この第２の例では、図５に示すように、光学素子積層体２１の端面にて、包括部材端部の内側面同士を重ね合わせるようにして接合されている。すなわち、包括部材２２の端部が、光学素子積層体２１の端面から立ち上がるようにして接合されている。

（１−２）光学素子包括体の製造方法
次に、上述の構成を有する光学素子包括体２の製造方法の一例について説明する。まず、光制御フィルム２４ｄ上に、拡散板２３ａ、拡散フィルム２４ａ、レンズフィルム２４ｂ、反射型偏光子２４ｃをこの順序で載置して、光学素子積層体２１を得る。次に、熱収縮性を有するフィルムの原反を準備し、この原反から矩形状のフィルムを２枚切り出す。この際、この矩形状のフィルムの長辺と配向軸とが８度以下の角度をなすようにすることが好ましい。

次に、２枚のフィルムを重ね合わせ、２辺もしくは３辺を熱溶着などして袋状の包括部材２２を得る。なお、２枚のフィルムの間に光学素子積層体２１を挟み、２枚のフィルムの端部同士の少なくとも２辺以上を熱溶着などして袋状の包括部材２２を得ることもできる。この際、２枚のフィルムの配向軸同士のなす角が１６度以下となるようにすることが好ましい。次に、開放された辺から上記光学素子積層体２１を挿入した後、開放された辺を熱溶着し、包装部材２２を封止することにより、光学素子包括体２を得る。また、１枚あるいは２枚のフィルムの間に光学素子積層体２１を挿入した後、開放されている２辺、３辺あるいは４辺を熱融着し、包装部材２２を封止することにより、光学素子包括体２を得ることもできる。次に、光学素子包括体２をオーブンなどに搬送し、高温環境下にて包括部材２２を収縮させる。
以上により、目的とする光学素子包括体が得られた。

この第１の実施形態では、光学素子２４と支持体２３とを包括部材２２で包括することにより、光学素子の厚みの増加を抑えつつ光学素子の剛性不足を改善することができる。

（２）第２の実施形態
図６は、この発明の第２の実施形態による光学素包括体の一構成例を示す。この第２の実施形態は、第１の実施形態において、包括部材２２に１または２以上の開口２２ｂを設けたものである。開口２２ｂは、例えば、光学素子積層体２１の角部２１ａのうち、少なくとも１つに対応する位置に設けられる。

この第２の実施形態では、包括部材２２に１または２以上の開口２２ｃを設けられているので、光学素子包括体２の作製工程において、包括部材２２を収縮させるときに、包括部材２２内の空気を開口２２ｃから排出することができる。したがって、包括部材２２に膨れなどが発生することを抑制することができる。膨れが発生した場合、実機に搭載した場合、ゆがみが発生し、画像の低下を招いてしまうからである。また、包括部材２２の破れを抑制することもできる。また、熱収縮時の空気の排出口になると共に、液晶表示装置に搭載した場合、熱により空気膨張した際の空気の排出口や光学素子積層体２１から発生する空気などの排出口ともなる。

（３）第３の実施形態
図７にこの発明の第３の実施形態によるバックライトの一構成例を示す。この第３の実施形態は、第１の実施形態において包括部材２２の第２の領域Ｒ２の直下に配設された反射型偏光子２４ｃに代えて、プリズムシートなどのレンズフィルム２４ｂを配設したものである。

レンズフィルム２４ｂは、透明基材の表面にパターンを持たせた光学素子の一種である。表面に形成されるパターンの最適な形状としては三角形の形状が好まれる。このフィルム上に形成されたプリズムパターンによって、光源１１から出射した光が反射・屈折されて集光される。この発明の第３の実施形態に用いられるレンズフィルム２４ｂは特に限定されるものではないが、例えば住友スリーエム株式会社製のＢＥＦなどを用いることができる。

また、レンズフィルム２４ｂのギラつきを抑えるために、包括部材２２の第２の領域２２ｂに若干の拡散性を含ませることも好適である。

図７に示すように、照明装置１から液晶パネル３に向かって、例えば、光学素子包括体２、光学素子である反射型偏光子２４ｃがこの順序で設けられている。光学素子包括体２は、拡散板２３ａ、拡散フィルム２４ａおよびレンズフィルム２４ｂが包括部材２２に包括されて一体化されている。

（４）第４の実施形態
この第４の実施形態は、第１の実施形態において、包括部材２２に光学素子機能を付与したものである。包括部材２２は、第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２の少なくとも一方に光学素子機能層を設けたものである。光学素子機能層は、例えば包括部材２２の内側面および外側面の少なくとも一方に設けられる。光学素子機能層は、照明装置１から入射される光に対して所定の処理を施することにより、所望の特性の光に改善するためのものである。光学素子機能層としては、例えば、入射光を拡散する機能を有する拡散機能層、光を集光する機能を有する集光機構層、上述した光制御フィルム２４ｄの機能を有する光源分割機能層などが挙げられる。具体的には例えば、光学素子機能層は、例えばシリンドリカルレンズ、プリズムレンズまたはフライアイレンズなどの構造体が配設されてなる。また、シリンドリカルレンズやプリズムレンズなどの構造体に対してウォブルを付加してもよい。光学機能層としては、例えば紫外線をカットする紫外線カット機能層（ＵＶカット機能層）、赤外線をカットする赤外線カット機能層（ＩＲカット機能層）などを用いるようにしてもよい。

包括部材２２の光学機能層を形成する方法としては、例えば樹脂材料を包括部材２２に塗布、乾燥することにより拡散性の機能層を形成する方法、包括部材２２となるフィルムまたはシートの作製時に、樹脂材料に拡散性の粒子を含有させる、もしくはボイドを形成するようにして、押出成形または共押出成形により単層または多層構造のフィルムまたはシートを作製する方法、紫外線硬化樹脂などの樹脂材料に対して所定形状を転写成形することにより、拡散性機能層、レンズなどの集光機能層、ある任意の形状を有する光源分割機能層を形成する方法、収縮性フィルムの成膜時に予め収縮率を見込んで所定の形状を転写させておき、延伸により収縮性を与えたものを用いる方法、収縮性フィルムを作製した後に上述の機能層を熱・加圧による転写で設けたものを使用する方法、フィルムへ微小な穴を機械的に、もしくはレーザなどを用いた熱加工により成形する方法が挙げられる。

図８は、この発明の第４の実施形態によるバックライトの一構成例を示す。図８に示すように、照明装置１から液晶パネル３に向かって、例えば、拡散板２３ａ、拡散フィルム２４ａ、レンズフィルム２４ｂ、反射型偏光子２４ｃがこの順序で設けられている。また、拡散板２３ａは包括部材２２により包まれ、その包括部材２２の内側面のうち、入射側となる部分には、ムラ消し機能などを有する構造体２６が設けられている。

この第４の実施形態では、包括部材２２の内側面および外側面の少なくとも一方に構造体および光学機能層を設けているので、包括部材２２により包括する光学素子の数を減らすことができる。したがって、光学素子包括体２および液晶表示装置を更に薄型化することができる。

（５）第５の実施形態
包括部材２２は例えば帯状の形状を有し、その長手方向の端面同士が、好ましくは光学素子積層体２１の端面上にて接合されている。または、接合箇所の無い筒状の形状をしている。以下、光学素子積層体２１の主面が縦横比の異なる矩形状を有する場合について、光学素子包括体２の構成について説明する。

図９は、この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第１の構成例を示す。図９に示すように、光学素子積層体２１の入射面および出射面とその長辺側の両端面とが帯状の包括部材２２により包まれ、光学素子積層体２１の短辺側の両端面が露出されている。帯状の包括部材２２の長手方向の両端部同士が、例えば、光学素子積層体２１の長辺側の端面にて接合される。

図１０は、この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第２の構成例を示す。図１０に示すように、光学素子積層体２１の入射面および出射面とその短辺側の両端面とが、帯状の包括部材２２により包まれ、光学素子積層体２１の長辺側の両側面が露出されている。帯状の包括部材２２の長手方向の端部同士が、光学素子積層体２１の短辺側の端面にて接合される。

図１１は、この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第３の構成例を示す。図１１に示すように、光学素子積層体２１の中央部およびその付近が帯状の包括部材２２により覆われ、光学素子積層体２１の短辺側の両端部が露出されている。帯状の包括部材２２の長手方向の端部同士が、例えば、光学素子積層体２１の長辺側の端面にて接合される。

次に、上述の構成を有する光学素子包括体２の製造方法の一例について説明する。まず、図１２Ａに示すように、重ね合わされた１または複数の光学素子２４と支持体２３とを、例えば帯状の包括部材２２上に載置する。次に、図１２Ａ中の矢印ａに示すように、例えば帯状の包括部材２２の長手方向の両端部を持ち上げ、重ね合わされた１または複数の光学素子２４と支持体２３とを包括部材２２により包む。次に、図１２Ｂに示すように、例えば包括部材２２の長手方向の端部同士を、１または複数の光学素子２４または支持体２３の端面にて接合する。接合の方法としては、例えば、接着剤や溶着による接着などが挙げられる。接着剤による接着方法としては、例えばホットメルト型接着方法、熱硬化型接着方法、感圧（粘着）型接着方法、エネルギー線硬化型接着方法、水和型接着方法または吸湿・再湿型接着方法などが挙げられる。溶着による接着方法としては、例えば熱溶着、超音波溶着またはレーザ溶着などが挙げられる。その後、必要に応じて包括部材２２に熱を加えることにより、包括部材２２を熱収縮させるようにしてもよい。

光学素子包括体２の製造方法の他の例として、筒状の包括部材２２内に、重ね合わされた１または２以上の光学素子２４と支持体２３とを挿入する。その後、必要に応じて包括部材２２に熱を加えることにより、包括部材２２を熱収縮させるようにしてもよい。
以上により、目的とする光学素子包括体２が得られる。

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（サンプル１〜８）
まず、以下に示す光学素子および支持体を準備した。なお、これらの光学素子および支持体は、３２インチサイズのテレビ用のものであり、４１０ｍｍ×７１０ｍｍのサイズを有する。
反射型偏光子（ＤＢＥＦＤ：３Ｍ社製（厚さ４００μｍ））
レンズシート（Ｌｅｎｓ：ＰＣ溶融押し出し成形の双曲面形状:ピッチ２００μｍ ソニー社製（厚さ５００μｍ））
拡散シート（ＢＳ−９１２：恵和製（２０５μｍ））
拡散板（ポリカーボネート：帝人化成製（厚さ１５００μｍ）
光制御フィルム（ムラ消しフィルム（ＬＣＦ）：ＰＣ溶融押し出し成形の双曲面状形状、ピッチ２００μｍ、厚さ２００μｍ）

次に、光制御フィルム上に、拡散板、拡散シート、レンズシート、反射型偏光子をこの順序で載置して、光学素子積層体を得た。次に、ポリプロピレンフィルムおよびポリエチレンフィルムからなる積層フィルムの原反を準備し、この原反から矩形状のフィルムを２枚切り出した。この際、この矩形状のフィルムの長辺と配向軸とが、以下の表１に示すように１度〜１０度の角度をなすようにした。フィルムの長辺と配向軸との角度は、各サンプルごとにフィルムの長辺方向を任意の角度に回転させて切り出すことによって変化させた。

次に、以下の表１に示すように、２枚のフィルムを重ね合わせて、１つの長辺を除く３辺を熱溶着することにより、袋状の包括部材を得た。次に、開放された長辺から上記光学素子積層体を挿入した。次に、開放された長辺を熱溶着し、包装部材を封止することにより、光学素子包括体を得た。なお、包括部材の長辺側の収縮代を４０ｍｍ、短辺側の収縮代を２３ｍｍとした。ここで、「収縮代」とは、支持体と包括部材との大きさの違いであり、溶着部を含まない数値のことである。次に、包括部材の角部に対応する位置に開口を形成した。次に、光学素子包括体をオーブンに搬送し、温度１０５℃の環境下にて包括部材を収縮させた。これにより、光学素子積層体と包括部材とが密着するとともに、光学素子積層体の角部が包括部材の角部に設けられた開口から露出した。
以上により、目的とする光学素子包括体が得られた。

（配向軸の測定）
上述のようにして得られたサンプル１〜８の包括部材の配向軸を以下のようにして測定した。まず、光学素子包括体の支持体に対して平行に包括部材を１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状に切り出して試験片を得た。次に、この試験片を大塚電子製のリタデーション測定器により、試験片の端部に対する配向軸の傾き角度を測定した。その結果を表２に示す。

（反り量の評価）
定番上に光学素子包装体を載置し、その反り量を金尺により測定した。その結果を表１に示す。

（外観評価）
光学素子包装体の外観を目視により以下に示す３段階の基準により評価した。その結果を表２に示す。
１：たわみ、しわがある。
２：僅かなたわみ、しわがある。
３：まったく、たわみ、しわがない。

（実装試験評価）
実装評価機として、３２インチ液晶テレビ（ソニー株式会社製、商品名：ＬＣＤＴＶ−Ｊ３０００）を準備した。次に、この液晶テレビ内のバックライトユニットの光学素子である拡散板、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光シートを取り出し、実施例１〜６、比較例１〜２の光学素子包括体を載置し直し、パネル表示の外観評価を以下の規準に従って行なった。その結果を表１に示す。
５：正面、斜視６０°でも輝度ムラなし
４：正面：輝度ムラなし／斜視６０°極めて僅かなムラ
３：正面：輝度ムラ極めて僅か／斜視６０°ムラ軽微
２：正面：ムラ軽微／斜視６０°ムラあり
１：正面・斜視６０°でも輝度ムラ確認
なお、「３」以上にて実用上問題なしのレベルの特性が得られる。

表１から以下のことが分かる。
包括部材の主面の配向軸と光学素子積層体の側面とのなす角を３．５度以下とし、包装部材の両主面の配向軸のなす角を７度以下とすると、光学素子包括体の反り量を１ｍｍ以下、光学素子包括体の外観評価を「３」、液晶表示装置の実装外観評価を「５」とすることができる。
また、包括部材の主面の配向軸と光学素子積層体の側面とのなす角を８度以下とし、包装部材の両主面の配向軸のなす角を１６度以下とすると、光学素子包括体の反り量を２ｍｍ以下、光学素子包括体の外観評価を「２」以上、液晶表示装置の実装外観評価を「４」以上とすることができる。

以上により、液晶表示装置の画質の低下を抑制するためには、包括部材の主面の配向軸と光学素子積層体の側面とのなす角が８度以下、好ましくは３．５度以下とし、包装部材の両主面の配向軸のなす角が１６度以下、好ましくは７度以下である。

（サンプル９）
まず、以下に示す光学素子および支持体を準備した。なお、これらの光学素子および支持体は、３２インチサイズのテレビ用のものであり、４１０ｍｍ×７１０ｍｍのサイズを有する。
反射型偏光子（ＤＢＥＦＤ：３Ｍ社製（厚さ４００μｍ））
レンズシート（Ｌｅｎｓ：ＰＣ溶融押し出し成形の双曲面形状:ピッチ２００μｍ ソニー社製（厚さ５００μｍ））
拡散シート（ＢＳ−９１２：恵和製（２０５μｍ））
拡散板（ポリカーボネート：帝人化成製（厚さ１５００μｍ）
光制御フィルム（ムラ消しフィルム（ＬＣＦ）：ＰＣ溶融押し出し成形の双曲面状形状、ピッチ２００μｍ、厚さ２００μｍ）

次に、光制御フィルム上に、拡散板、拡散シート、レンズシート、反射型偏光子をこの順序で載置して、光学素子積層体を得た。次に、ポリプロピレンフィルムおよびポリエチレンフィルムからなる積層フィルムの原反を準備し、この原反から矩形状のフィルムを２枚切り出した。包括部材は、原反の幅方向の最も端部よりサンプルを抜き出した。（後のサンプル１０〜１４では順次、包括部材の真ん中にかけてサンプルをそれぞれ抜き出して、同様に使用した。）

次に、以下の表１に示すように、２枚のフィルムを互いの配向軸のなす角が０度〜２０度をなすように重ね合わせて、１つの長辺を除く３辺を熱溶着することにより、袋状の包括部材を得た。次に、開放された長辺から上記光学素子積層体を挿入した。次に、開放された長辺を熱溶着し、包装部材を封止することにより、光学素子包括体を得た。なお、包括部材の長辺側の収縮代を４０ｍｍ、短辺側の収縮代を２３ｍｍとした。ここで、「収縮代」とは、支持体と包括部材との大きさの違いであり、溶着部を含まない数値のことである。次に、包括部材の角部に対応する位置に開口を形成した。次に、光学素子包括体をオーブンに搬送し、温度１０５℃の環境下にて包括部材を収縮させた。これにより、光学素子積層体と包括部材とが密着するとともに、光学素子積層体の角部が包括部材の角部に設けられた開口から露出した。
以上により、目的とする光学素子包括体が得られた。

（サンプル１０〜１４）
先の包括部材の原反より、端側から中央部にかけてサンプルをそれぞれ抜き出して、サンプル９と同様に、包括部材の長辺側の収縮代を４０ｍｍ、短辺側の収縮代を２３ｍｍに設定する以外のことはサンプル９と同様にして光学素子包括体を得た。ここで、「収縮代」とは、支持体と包括部材との大きさの違いであり、溶着部を含まない数値のことである。

（包括部材の残留収縮傾きの測定）
まず、光学素子包括体の端部を解放し、内包物を取り出した後、主面の中央部から包括部材を矩形状（３００ｍｍ×３００ｍｍ）に切り出した。次に、包括部材を温度８５℃の環境下に２４時間保持し熱収縮させた際の寸法変化をノギスにより測定した。その結果を表１に示す。

（反りの評価）
上述のサンプル１〜８と同様にして、光学素子包括体の反り量を測定した。その結果を表２に示す。

（実装試験評価）
上述のサンプル１〜８と同様にして、パネル表示の外観評価を行なった。その結果を表２に示す。

表２から以下のことが分かる。
比率Δｍ／Ｌが５×１０^-3を超えると、光学素子包括体の反り量が大きくなるとともに、光学素子包括体にたわみやしわが発生する傾向にある。また、実装試験おいては表示特性も低下する傾向にある。
したがって、光学素子包括体のたるみ、ムラ、シワの発生による輝度ムラを抑え、画質の低下を抑制するためには、比率Δｍ／Ｌ（＝ｔａｎθ）を５×１０^-3以下にすることが好ましい。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す概略図である。 図２Ａは第１の領域における包装部材の配向軸方向を示す概略平面図、図２Ｂは第２の領域における包装部材の配向軸方向を示す概略平面図である。 この発明の第１の実施形態による光学素子包括体の一構成例を示す概略断面図である。 包括部材の接合部の第１の例を示す概略断面図である。 包括部材の接合部の第２の例を示す概略断面図である。 図６Ａはこの発明の第２の実施形態による光学素包括体の一構成例を示す平面図、図６Ｂはこの発明の第２の実施形態による光学素包括体の一構成例を示す斜視図である。 この発明の第３の実施形態によるバックライトの一構成例を示す斜視図である。 この発明の第４の実施形態によるバックライトの一構成例を示す斜視図である。 この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第１の構成例を示す斜視図である。 この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第２の構成例を示す斜視図である。 この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の第３の構成例を示す斜視図である。 図１２Ａ、図１２Ｂは、この発明の第５の実施形態による光学素子包括体の製造方法を説明するための工程図である。 従来の液晶表示装置の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 照明装置
２ 光学素子包装体
３ バックライト
４ 液晶パネル
１１ 光源
１２ 反射板
２１ 光学素子積層体
２２ 包装部材
２２ａ 接合部
２２ｂ 開口部
２２ｃ 光学素子機能層
２３ 支持体
２４ 光学素子
２３ａ 拡散板
２４ａ 拡散フィルム
２４ｂ レンズフィルム
２４ｃ 反射型偏光子
２４ｄ 光制御フィルム
Ｒ１ 第１の領域
Ｒ２ 第２の領域

Claims (13)

1. １または２以上の光学素子と、
   上記１または２以上の光学素子を支持する支持体と、
   上記１または２以上の光学素子および上記支持体を包む収縮性の包括部材と
   を備え、
   上記支持体は矩形状の主面を有し、
   上記包括部材の主面部分の配向軸と上記支持体の側面とのなす角が８度以下であることを特徴とする光学素子包括体。
2. 上記包括部材の主面部分の配向軸と上記支持体の側面とのなす角が３．５度以下であることを特徴とする請求項１記載の光学素子包括体。
3. 上記包括部材は熱収縮性を有することを特徴とする請求項１記載の光学素子包括体。
4. 上記包括部材は伸張包括による収縮性を有することを特徴とする請求項１記載の光学素子包括体。
5. 上記包括部材は、上記支持体の主面をそれぞれ覆う第１の領域および第２の領域を有し、
   上記第1の領域および第２の領域の少なくとも一方には、光学機能層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学素子包括体。
6. １または２以上の光学素子と、
   上記１または２以上の光学素子を支持する支持体と、
   上記１または２以上の光学素子および上記支持体を包む収縮性の包括部材と
   を備え、
   上記包括部材の一辺の長さをＬ、該長さＬの辺に対して交わる辺の残留収縮偏差をΔｍとしたときに、tａｎθ＝Δｍ／Ｌが以下の関係にあることを特徴とする光学素子包括体。
   −０．００５≦ｔａｎθ＝Δｍ／Ｌ≦０．００５
7. 上記包括部材は熱収縮性を有することを特徴とする請求項６記載の光学素子包括体。
8. 上記包括部材は伸張包括による収縮性を有することを特徴とする請求項６記載の光学素子包括体。
9. 上記包括部材は、上記支持体の主面をそれぞれ覆う第１の領域および第２の領域を有し、
   上記第1の領域および第２の領域の少なくとも一方には、光学機能層が設けられていることを特徴とする請求項６記載の光学素子包括体。
10. 上記包括部材の少なくとも１つの穴部が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の光学素子包括体。
11. 上記包括部材の穴部は、上記支持体の角／曲率部に少なくとも１つの穴部が設けられていることを特徴とする請求項８記載の光学素子包括体。
12. 請求項１〜９のいずれか１項に記載された光学素子包装体を備えるバックライト。
13. 請求項１〜９のいずれか１項に記載された光学素子包括体を備える液晶表示装置。

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