JP2009093136A - 光学包装体およびその製造方法、照明装置、ならびに表示装置 - Google Patents

光学包装体およびその製造方法、照明装置、ならびに表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】しわ、たわみ、そりの発生を防止し、かつ、薄型化することの可能な光学包装体を提供する。
【解決手段】拡散板11、拡散シート12、レンズフィルム13および反射型偏光シート14を重ね合わせてなる積層体10と、積層体10を覆う包装フィルム20とを備える。包装フィルム20は、熱収縮性および伸縮性の少なくとも一方の性質を有する材料からなり、かつ収縮力のかかった状態で積層体10を覆う光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を有し、当該光学包装体20の一方の面側に光源を配置した際に、光源からの光が入射する光入射領域21Aに光源像分割部23を有する。
【選択図】図3

Description

本発明は、光透過性の光学包装体およびその製造方法、ならびにそれを備えた照明装置および表示装置に関する。
従来から、ワードプロセッサやラップトップ型のパーソナルコンピュータ等の表示装置として、薄型で見やすいバックライト(照明装置)を備えた液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置用の照明装置としては、導光板の側端部に蛍光管のような線状光源を配置し、この導光板の上に複数の光学素子を介して液晶パネルを設置したエッジライト型の照明装置と、液晶パネルの直下に光源と複数の光学素子とを配置した直下型の照明装置とがある(特許文献1参照)。
従来から、液晶表示装置用の照明装置では、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。光学素子としては、例えば、光拡散性を有する拡散板や、光集光性を有するプリズムシートなどが挙げられる。
特開2005−301147号公報
ところで、近時の表示装置の大画面化に伴い、照明装置も大面積化している。この場合、プリズムシート等の各種光学シートや、拡散板も大面積化が求められることになる。ところが、これらの光学シートを大面積化すると、自重でのしわ、たわみ、そりが生じやすくなる。また、大面積化に伴い、表示面の明るさを保つために光源の照度が高くなる。このため、面積が増大した光学シートの表面に当たる熱も増加するが、熱は光学シートの表面に不均一に伝わるので、熱による光学シートの変形は一様には起こらない。その結果、熱によってもしわ、たわみ、そりが生じやすいと言える。
一方、このような画面の大型化に伴う、光学シートのしわ、たわみ、そりの発生を防止する方法として、例えば、光学シートを厚くして、剛性不足を改善することが考えられる。しかし、このようにした場合には、照明装置が厚くなってしまい、薄型化を阻害してしまう。そこで、例えば特許文献1に記載されているように、光学シート同士を積層順に透明接着剤で全面的に貼り合わせることが考えられる。このように光学シートを、透明接着剤を介して積層することにより、光学シートの剛性を高めることができ、しわ、たわみ、そりの発生を防止することが可能となる。
しかし、光学シート同士を単に透明接着剤を介して貼り合わせる構成では、透明接着剤の厚さの分だけ厚くなってしまい、薄型化を阻害する可能性がある。また、光学シート同士の熱膨張係数が互いに異なる場合には、光源が点灯すると、光源からの熱により各光学シートが加熱され、互いに異なる伸び量で熱膨張し、一方、光源が消灯し、光源から熱が供給されなくなると、各光学シートは冷え、互いに異なる縮み量で熱収縮する。このように各光学シートが伸縮を繰り返す場合に、光学シート同士を接着したときには、光学シートにたわみ、そりが発生し、光学特性が劣化する可能性がある。
そこで、透明接着剤を用いる代わりに、拡散板と、全ての光学シートとを透明な包装フィルムで包み込むことが考えられる。しかし、単に、拡散板と、全ての光学シートとを透明な包装フィルムで包み込んだだけでは、熱などに起因する、しわ、たわみ、そりの発生を十分に低減することができず、さらに、包装フィルム自体に、しわが生じる可能性もあり、光学特性が劣化する可能性がある。また、拡散板と、全ての光学シートとを包装フィルムで包み込んでいるために、包装フィルムの厚みの分だけ厚くなってしまい、薄型化が阻害されてしまう。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、しわ、たわみ、そりの発生を防止し、かつ、薄型化することの可能な光学包装体およびその製造方法、ならびにそれを備えた照明装置および表示装置を提供することにある。
本発明の光学包装体は、支持体と、収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う包装フィルムとを備えたものである。上記包装フィルムは、当該光学包装体の一方の面側に光源を配置した際に、光源からの光が入射する第1領域および光源からの光が当該光学包装体を通過して射出する第2領域の少なくとも一方の領域に、光源からの光に対して作用する光学機能部を有している。
本発明の照明装置は、上記光学包装体と、上記光学包装体に向けて光を射出する光源と、光源および上記光学包装体を支持する筐体とを備えたものである。また、本発明の表示装置は、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明するための光を発する光源と、表示パネルと光源との間に設けられた上記光学包装体と、表示パネル、光源および上記光学包装体を支持する筐体とを備えたものである。
本発明の光学包装体、照明装置および表示装置では、支持体が包装フィルムによって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、光学機能部を含む包装フィルムの任意の部位において、包装フィルムの面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働く。
ここで、光学機能部は、当該光学包装体の他方の面側に画像信号に基づいて駆動される表示パネルを配置した際に、前記表示パネルの表示領域と対応する領域全体に形成されていることが好ましく、包装フィルムのうち当該光学機能部以外の部位と一体に形成されていることが好ましい。
また、光学機能部において、支持体側の表面および支持体とは反対側の表面の少なくとも一方に、複数の凸部を設けることが可能である。このとき、各凸部を、線状または錐体状とすることが可能である。また、各凸部を、一の方向に延在する柱形状とし、かつ各凸部の表面を、曲面および傾斜角の異なる複数の平面の少なくとも一方で構成することも可能である。また、複数の凸部を、一の方向に延在すると共に一の方向と交差する方向に並列配置することも可能である。また、各凸部を、頂部に当該凸部の突出方向に突出した曲面を有する多角柱形状とすることも可能である。また、複数の凸部を、一の方向に並列配置すると共に一の方向と交差する方向に並列配置し、かつ各凸部に、面内に形状異方性および屈折率異方性を持たせることも可能である。また、光学機能部が、複数の微粒子を含み、各凸部の表面形状を、その微粒子によって形成することも可能である。
本発明の第1の光学包装体の製造方法は、以下の(A1)〜(A3)の各工程を含むものである。
(A1)熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する樹脂からなる平坦な第1樹脂フィルムを面内の一の方向に、または一の方向だけでなく一の方向と交差する方向にも延伸したのち、延伸後の第1樹脂フィル
ムの一の面に、光源からの光に対して作用する光学機能部を形成する工程
(A2)支持体を光学機能部と対向配置すると共に、光学機能部の形成された第1樹脂フィルムと、熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する第2樹脂フィルムとを、支持体を間に挟み込んで重ね合わせたのち、接合する工程
(A3)光学機能部の形成された第1樹脂フィルムと、第2樹脂フィルムとを収縮させ、収縮力のかかった状態で支持体を覆う工程
本発明の第2の光学包装体の製造方法は、以下の(B1)〜(B3)の各工程を
含むものである。
(B1)熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する樹脂からなる平坦な第1樹脂フィルムの一の面に、光源からの光に対して作用する光学機能部を形成したのち、光学機能部の形成された第1樹脂フィルムを面内の一の方向に、または一の方向だけでなく一の方向と交差する方向にも延伸する工程
(B2)支持体を光学機能部と対向配置すると共に、延伸後の第1樹脂フィルムと、熱収縮性、伸縮性、エネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する第2樹脂フィルムとを、支持体を間に挟み込んで重ね合わせたのち、接合する工程
(B3)延伸後の第1樹脂フィルムと、第2樹脂フィルムとを収縮させ、収縮力のかかった状態で支持体を覆う工程
本発明の第1および第2の光学包装体の製造方法では、支持体を挟み込んで重ね合わせた第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムを収縮させ、収縮力のかかった状態で支持体を覆う。これにより、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムの任意の部位において、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムの面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働く。
本発明の光学包装体、照明装置および表示装置によれば、包装フィルムによって収縮力のかかった状態で支持体を覆うようにしたので、包装フィルムを薄くした場合であっても、包装フィルムのうち少なくとも上記第1領域および上記第2領域において、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。これにより、支持体を覆う包装フィルムのうち上記第1領域および上記第2領域の少なくとも一方の領域に、光源からの光に対して作用する光学機能部を設けた場合に、包装フィルムの厚さが例えば数十μm程度と薄くても、光学機能部にしわ、たわみ、そりが発生する虞をなくすることができる。その結果、包装フィルムのうち上記第1領域および上記第2領域の少なくとも一方の領域に設けられた光学機能部を、光学機能部と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、光学機能部と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム内に設けた場合と比べて、光学包装体全体の厚さを薄くすることができる。このように、本発明では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体を薄型化することができる。
本発明の第1および第2の光学包装体の製造方法によれば、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムによって収縮力のかかった状態で支持体を覆うようにしたので、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムを薄くした場合であっても、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムのうち少なくとも支持体との対向領域において、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。これにより、支持体を覆う第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムのうち少なくとも一方のフィルムの支持体との対向領域に、光源からの光に対して作用する光学機能部を設けた場合に、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムの厚さが例えば数十μm程度と薄くても、光学機能部にしわ、たわみ、そりが発生する虞をなくすることができる。その結果、第1樹脂フィルムおよび第2樹脂フィルムのうち少なくとも支持体との対向領域に設けられた光学機能部を、光学機能部と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、光学機能部と同様の機能を有する光学シートを第1樹脂フィルムと第2樹脂フィルムとの間に設けた場合と比べて、光学包装体全体の厚さを薄くすることができる。このように、本発明では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体を薄型化することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1(A)は、本発明の第1の実施の形態に係る光学包装体1の上面構成の一例を表すものである。図1(B)は、図1(A)の光学包装体1の下面構成の一例を表すものである。図2は、図1(A)の光学包装体1のA−A矢視方向の断面構成の一例を表すものである。この光学包装体1は、例えば、画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、この表示パネルを照明する光源との間に配置され、光源の光学特性を改善するために好適に用いられるものである。
この光学包装体1は、図2に示したように、拡散板11と、包装フィルム20とを備えたものである。
拡散板11は、例えば、比較的厚手の板状の透明樹脂の内部に光拡散材(フィラ)を分散して形成された光拡散層を有する厚くて剛性の高い光学シートである。この拡散板11は、表示パネルに対応した形状、例えば、図1に示したように長方形状となっている。この拡散板11は、例えば、表示パネルと、光学包装体1との間に配置される光学シート(例えば、拡散シート、レンズフィルム、反射型偏光シートなど)や、包装フィルム20を支持する支持体としても機能する。
ここで、板状の透明樹脂には、例えばPET、アクリルおよびポリカーボネートなどの光透過性熱可塑性樹脂が用いられる。ただし、熱収縮時の耐熱性を考慮すると、板状の透明樹脂として、ガラス転移温度の高い樹脂、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリスチレン−スチレンと共重合し得るビニルモノマとのスチレン共重合体、ポリオレフィン系樹脂(ゼオノア)を用いることが好ましい。上記拡散板11に含まれる光拡散層は、例えば1mm以上5mm以下の厚みを有している。また、光拡散材は、例えば0.5μm以上10μm以下の平均粒子径を有する粒子からなり、上記光拡散層全体の重量に対して0.1重量部以上10重量部以下の範囲で透明樹脂中に分散されている。光拡散材の種類としては、例えば、有機フィラや無機フィラなどが挙げられるが、光拡散材として空洞性粒子を用いてもよい。これにより、この拡散板11は、光源からの光や拡散シート12側からの戻り光を拡散する機能を有している。
なお、光拡散層が1mmより薄くなると、光拡散性が損なわれ、また、後述するように拡散板11を筐体で支持する際にシート剛性が確保できなくなる虞がある。また、光拡散層が5mmより厚くなると、拡散板11が光源からの光によって加熱されたときに、その熱を放散することが困難となり、拡散板11が撓む虞がある。光拡散材の平均粒子径が0.5μm以上10μm以下の範囲にあり、光拡散材が光拡散層全体の重量に対して0.1重量部以上10重量部以下の範囲で透明樹脂中に分散されている場合には、光拡散材としての効果が効率よく発現し、輝度むらを解消することができる。
包装フィルム20は、図2に示したように、拡散板11の下面側に光入射側フィルム21を有すると共に、拡散板11の上面側に光射出側フィルム22を有している。光入射側フィルム21および光射出側フィルム22は、拡散板11の法線方向から見て、拡散板11との対向領域の外周領域に形成された環状の接合部20Aによって接合されており、拡散板11の法線方向と、拡散板11の法線方向と交差する方向とから、拡散板11を保持している。この包装フィルム20は、例えば、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を、拡散板11を間に挟んで重ね合わせたのち、拡散板11の法線方向から見て、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22のうち拡散板11との対向領域の外周領域を圧着などにより接合することにより形成することが可能である。なお、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22は、拡散板11全体を覆っている必要はなく、拡散板11の一部を露出させる開口部を有していてもよい。また、図1(A),(B)および図2には、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22が拡散板11全体を覆っている場合が例示されている。
光入射側フィルム21および光射出側フィルム22はそれぞれ、透光性を有する可撓性の樹脂材料であって、かつ、熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する材料からなる薄い光学シートである。熱収縮性を有する材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)および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、ポリスチレン(PS)およびポリビニルアルコール(PVA)などのビニル結合系、ポリカーボネート(PC)系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、天然ゴム系樹脂、ならびに人口ゴム系樹脂などを単独または混合して用いることができる。なお、熱収縮性を有する材料として、常温から85℃まで熱を加えることにより収縮しない高分子材料を用いることが好ましい。また、エネルギー線収縮性を有する材料としては、例えば、赤外(2.5μm〜30μmの波長帯)に吸収帯を持つ材料、具体的にはポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)や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、ポリスチレン(PS)やポリビニルアルコール(PVA)などのビニル結合系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などの単独または混合樹脂が挙げられる。光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の材料として赤外に吸収帯を持つ材料を用いた場合には、熱をかけず赤外線を当てることによりフィルムを収縮させることが可能となるので、包装フィルム20内の光学素子に対する熱ダメージの発生をなくすることができる。
光入射側フィルム21および光射出側フィルム22として、1軸延伸もしくは2軸延伸(2軸逐次、2軸同時)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には、熱を加えることにより光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を延伸方向に収縮させることができるので、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22と支持体との密着性を高めることができる。また、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22として、伸張性を示すフィルムやシートを用いてもよい。このようなシートまたはフィルムを用いた場合には、伸張性を示すフィルムやシートを所定の方向に伸張させた後に、伸張させたフィルムやシートで、内包物を挟み込んで内包物の周囲を接着や溶着によって接合した後に、接合後のフィルムやシートのテンションを開放して、内包物との密着性を高めることができる。
光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の熱収縮率は、包括する拡散板11、拡散シート12およびレンズフィルム13の大きさ、材質および使用環境などを考慮する必要があるが、90℃において、0.2%以上100%以下となっていることが好ましく、0.5%以上20%以下となっていることがより好ましく、1%以上10%以下となっていることがさらに好ましい。
熱収縮率が0.2%を下回ると、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22と、拡散板11との密着性が悪くなる虞がある。また、90℃において熱収縮率が100%を上回ると、熱収縮性が面内で不均一となる虞がある。なお、光源からの熱により包装フィルム20が撓むことによって生じる包装フィルム20の光学特性の低下を防止する観点から、包装フィルム20の熱変形温度は80℃以上となっていることが好ましく、90℃以上となっていることがより好ましい。また、熱収縮率が0.5%以上20%以下となっている場合には、熱収縮による形状変化を精確に見積もることが可能であり、さらに、熱収縮率が1%以上10%以下となっている場合には、熱収縮による形状劣化がほとんどなく、しかも熱収縮による形状変化を極めて精確に見積もることが可能である。
なお、例えばセイコー社製のTMA(熱・応力・歪測定装置 EXSTAR6000 TMA/SS)を用いることにより、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22に収縮力(張力)がかかっているか否かを確認したり、収縮力(張力)の大きさを測定したりすることが可能である。まず、光入射側フィルム21または光射出側フィルム22に張力が加わった状態において、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の中央部から長方形の金型により5mm×50mmの試験片を切り出す。この際、試験片の長辺、短辺がそれぞれ支持体である拡散板11の長辺と、短辺と平行となるようにして試験片を切り出す。次に、硝子板に試験片を挟んでたるみのない状態とした後、例えばトプコン社製の工具顕微鏡により、切り出した試験片の長さを測定する。切り出した試験片は張力が開放された状態となっているため、50mmよりも収縮した状態となっている。この収縮状態から、最初の50mmの状態へ戻すように寸法換算して、TMA用に試験片を再カットしたのち、再カットした後の試験片をTMAにセットする。次に、初期の温度25℃時点での張力を測定する。張力の測定機については、所定の長さへの引っ張り応力を加えられて、応力測定ができるものであれば使用可能であり、張力の有無が確認できる。
また、包装フィルム20の乾燥減量は、2%以下であることが好ましい。包装フィルム20の熱膨張率は、包装フィルム20と拡散板11との密着性を高める観点から、包装フィルム20に包まれる拡散板11の熱膨張率よりも小さいことが好ましい。また、屈折率が小さい方が包装フィルム20の表面での反射成分が小さく、輝度ロスが小さいことから、包装フィルム20のうち光源像分割部23の非形成部分については、屈折率が1.6以下となっていることが好ましく、1.55以下となっていることがより好ましい。逆に、包装フィルム20のうち光源像分割部23の形成部分(特に凸部23A)については、屈折率が大きくなっていることが好ましく、例えば1.55以上となっていることが好ましい。
光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の厚さはそれぞれ、5μm以上200μm以下となっていることが好ましく、5μm以上100μm以下となっていることがより好ましく、5μm以上50μm以下となっていることがさらに好ましい。5μmを下回る厚さのフィルムを作成することは困難であり、5μmを下回ると包装フィルム20の強度が不十分となる虞がある。また、5μmを下回ると熱収縮時の収縮応力が小さく、包装フィルム20が拡散板11に密着しない虞がある。また、200μmを上回ると、包装フィルム20を熱収縮させたときに、包装フィルム20が拡散板11の端縁と密着することが困難となり、その近傍において盛り上がってしまう虞がある。なお、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の厚さをそれぞれ5μm以上200μm以下とした場合には、拡散板11と包装フィルム20とを互いに密着させることが容易であり、さらに5μm以上50μm以下とした場合には、包装フィルム20の強度を最低限確保しつつ、拡散板11と包装フィルム20とを互いに密着させることが可能である。
また、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の厚さは互いに異なっていてもよく、そのようにした場合には、光入射側フィルム21の厚さが光射出側フィルム22の厚さよりも厚くなっていることが好ましい。光入射側フィルム21を厚くすることによって、光源からの熱による拡散板11の形状変化を抑制することができる。また、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22は互いに異なる材料により構成されていてもよく、そのようにした場合には、それぞれのフィルムに適した材料を選択することが可能となる。
また、包装フィルム20は、光拡散機能を有していることが好ましく、例えば、1種または2種以上の光拡散材(微粒子)を含有していることが好ましい。微粒子としては、例えば有機フィラおよび無機フィラの少なくとも1種を用いることができる。有機フィラの材料としては、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂、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。透過性を考えると微粒子として透明な有機フィラを用いることが好ましい。微粒子の形状としては、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。包装フィルム20に対して、同一径の微粒子を含有させてもよいし、複数種類の径の微粒子を含有させてもよい。
また、包装フィルム20に対して、必要に応じて光安定剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、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て、光安定機能や、紫外線吸収機能、赤外線吸収機能、静電抑制機能、難燃機能、難酸化機能などを付与してもよい。また、包装フィルム20に対して、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を低減するようにしてもよい。また、包装フィルム20に対して、UV−A光(波長が315〜400nm程度の光)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。
また、包装フィルム20は、単層で構成されていてもよいし、複数層で構成されていてもよい。包装フィルム20が複数層で構成されている場合には、フィラや、光安定剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤および酸化防止剤などの添加剤が表層に含有されていることが好ましい。また、フィラが表層に含有されている場合には、フィラによって表層に凹凸が形成されていることが好ましい。その場合には、他の光学素子などとの貼り付きを防止することができる。
ところで、包装フィルム20は、拡散板11の直下に光源を配置した際に、光源からの光が入射する光入射領域21A(第1領域)および光源からの光が当該光学包装体1を通過して射出する光射出領域22A(第2領域)の少なくとも一方の領域に、光源からの光に対して作用する光学機能部を有している。この光学機能部は、包装フィルム20の直上に表示パネルを配置した際に、表示パネルの表示領域と対応する領域全体に形成されている。なお、光学機能部は、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ製造工程を簡略化する観点から、包装フィルム20のうち当該光学機能部以外の部位と一体に形成されていることが好ましい。
包装フィルム20は、例えば、図2に示したように、光入射領域21A(拡散板11の直下)に、光学機能部として光源像分割部23を有している。この光源像分割部23は、光入射領域21Aのうち拡散板11側の表面および拡散板11とは反対側の表面の少なくとも一方に、線状または錐体状の複数の凸部13Aを有している。なお、図2には、光源像分割部23が光入射領域21Aのうち拡散板11側の表面に設けられている場合が例示されている。また、図2には、光源像分割部23が光入射側フィルム21に一体に形成されている場合が例示されているが、光入射側フィルム21と別体で形成されていてもよい。
ここで、拡散板11の直下に配置された光源が拡散板11の法線方向と直交する一の方向(例えば拡散板11の長手方向)に延在する複数の線状光源である場合には、複数の凸部13Aは、図2に示したように、拡散板11の法線方向と直交する所定の方向に延在する線形状(柱形状)となっており、かつ、その延在方向と交差する方向に連続的に並んで配置されていることが好ましい。このとき、各凸部13Aの延在方向が各線状光源の延在方向と平行となっていることが好ましいが、各線状光源の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。なお、凸部13Aは多角柱形状となっていてもよいし、凸部13Aの表面が曲面となっていてもよい。また、拡散板11の直下に配置された光源が拡散板11の法線方向と平行な法線を有する一の面内に配置された複数の点状光源である場合には、複数の凸部13Aは、図示しないが、錐体形状となっており、光入射領域21Aのうち拡散板11側の表面および拡散板11とは反対側の表面の少なくとも一方に連続的に2次元配置されていることが好ましい。
これにより、光源像分割部23は、例えば一の光源から射出された光のうち下面または
上面に臨界角未満の角度で入射した光を屈折透過する一方で、臨界角以上の角度で入射し
た光を全反射するので、一の光源がつくる光源像を各凸部13Aの表面形状を構成する面
の数(厳密には傾斜角ごとに分類される面の数)に応じて複数に分割する機能を有する。なお、各凸部13Aの表面が曲面となっている場合には、光源像分割部23は、一の光源がつくる光源像を無限に分割する機能を有する。つまり、この光源像分割部23は、一の光源がつくる光源像を複数(または無限)に分割し、分割した後の各光源像により形成される光源像同士の間隔を光源同士の間隔よりも狭くするので、分割した後の光源像の輝度レベル(最大値)と分割した後の光源像同士の間の輝度レベル(最小値)との差を、分割前の光源像の輝度レベル(最大値)と分割前の光源像間の輝度レベル(最小値)との差よりも小さくし、照明輝度のむらを低減することができる。従って、光源像分割部23は拡散シートの一種とも言える。
なお、光源像とは、光の輝度分布において、輝度のピークを示す光束を表すものであり、光源像どうしの間隔とは、輝度分布において隣り合うピーク(頂点)どうしの面内方向における間隔をいうものとする。
次に、本実施の形態の光学包装体1における作用について説明する。光学包装体1の光源像分割部23側に光源を配置し、この光源から光学包装体1に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割部23で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、入射側フィルム21を透過したのち、外部に射出される。このようにして、光源からの光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
ところで、本実施の形態では、拡散板11が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光入射領域21Aに光源像分割部23を設けた場合に、光源像分割部23の厚さが数十μm程度と薄くても、光源像分割部23にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光入射領域21Aに設けられた光源像分割部23を、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体1全体の厚さを薄くすることができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体1を薄型化することができる。
通常、拡散板11の光入射側(光源側)に光学シートを配置する際には、光源からの熱による変形を防止するために、光学シートを、拡散板11の厚さと同等程度に厚くすることが必要である。しかし、光学シートをそのように厚くしてしまうと、照明装置が厚くなってしまい、薄型化を阻害してしまう。そのため、従来は、拡散板11の光入射側(光源側)に光学シートを配置することは事実上、不可能であった。一方、本実施の形態では、拡散板11を包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆い、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くようにしているので、包装フィルム20(光入射側フィルム21)を例えば数十μm程度に薄くした場合に、光入射側フィルム21が光源からの熱を受けたときであっても、光源からの熱によって、光入射領域21Aに、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。これにより、拡散板11の光入射側(光源側)に、薄い光源像分割部23を、しわ、たわみ、そりを発生させずに配置することができる。つまり、本実施の形態では、拡散板11の光入射側(光源側)に、光源像分割部23と同様の機能を有する薄い光学シートを配置した構成と実質的に同一の構成を実現することができる。
[第1の実施の形態の変形例]
上記実施の形態では、包装フィルム20は、支持体として拡散板11を包み込むようにしていたが、他の支持体を包みこむようにしてもよい。他の支持体としては、例えば、プラスチックやガラスの透明板や、光源から射出された光を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などが挙げられる。光学板としては、例えば、位相差板、反射型偏光板、プリズムなどの凹凸形状の付いたプリズム板などが挙げられる。なお、支持体として機能するためには、厚さが、例えば、1000μm〜10000μm程度あることが好ましい。直下型の液晶表示装置の光源上には、対角2インチ〜100インチ程度までの、厚みが1mm〜4mm程度の拡散性フィラが内添された樹脂板や、ガラスの表面に拡散性の機能として形状、あるいはフィラを設けた層を持つ拡散性の光学板を支持体として使用できる。また、サイドライト型の液晶表示装置の光源上には、対角1インチ〜数10インチ程度までの、厚みが0.5〜10mm程度の透明な樹脂板、フィラを内添した平坦な樹脂板、フィラを内添して表面に形状を付与した樹脂板、あるいはフィラを内添せずに表面に形状を付与した樹脂板を使用できる。また、液晶表示装置を40℃の高温下に置いた状態で液晶表示装置の光源を点灯したときに装置内の温度が約60℃まで上昇することや、液晶表示装置内の偏光板が70℃で劣化することを勘案すると、温度が70℃まで上昇したときに支持体の剛性の変動が小さく、支持体がある程度の弾性をもっていることが好ましい。そのような材料としては、例えば、ポリカーボネート(弾性率2.1GPa)やポリスチレン(弾性率2.8GPa)、シクロオレフィン樹脂としてゼオノア樹脂(弾性率2.1GPa)、アクリル系樹脂(弾性率3GPa)などが挙げられるが、その中で最も弾性率の低い、ポリカーボネート樹脂以上の弾性率(2.1GPa以上)を有する材料を支持体に用いることが好ましい。また、支持体は、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。支持体の入射面および出射面の形状は、例えば、支持体に隣接して配置される液晶パネルの形状に応じて選ばれ、例えば縦横比(アスペクト比)の異なる矩形状となっている。また、支持体の主面には、凹凸処理を施したり、微少粒子を含有させたりすることにより、こすれや摩擦を低減することが好ましい。また、支持体には、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付与してもよい。また、支持体には、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を低減してもよい。また、支持体の表面に、紫外線や赤外線を反射するための機能を持たせてもよい。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る光学包装体2の断面構成の一例を表すものである。なお、図3には、図1のA−A線と同一箇所での断面構成の一例が示されている。本実施の形態の光学包装体2は、上記実施の形態の光学包装体1において、拡散板11のだけでなく、さらに1または複数の光学シートを包装フィルム20で包み込んだものである。例えば、図3に示したように、拡散板11、拡散シート12、レンズフィルム13、反射型偏光シート14を光源像分割部23側から順に重ね合わせてなる積層体10が包装フィルム20で包み込まれている。
ここで、拡散シート12は、例えば、比較的薄手のフィルム状の透明樹脂上に光拡散材を含む透明樹脂を塗布して形成された薄い光学シートである。フィルム状の透明樹脂には、上記の拡散板11と同様、例えばPET、アクリルおよびポリカーボネートなどの光透過性熱可塑性樹脂が用いられる。上記拡散板に含まれる光拡散層は、上記の拡散板11と同様の構成となっている。これにより、この拡散シート12は、拡散板11を通過した光や拡散シート12側からの戻り光を拡散する機能を有している。
レンズフィルム13は、拡散板11側の面(下面)と平行な平面に沿って延在する複数の凸部13Aが反射型偏光シート14側の面(上面)に連続的に並んで配置された薄い光学シートである。各凸部13Aは、積層体10の直下に複数の線状光源が並列配置される場合には、各凸部13Aの延在方向がその線状光源の延在方向と互いに平行となるように並列配置されていることが好ましいが、各線状光源の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。これにより、レンズフィルム13は、下面側から入射した光のうち各凸部13Aの配列方向の成分を積層体10の積層方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。
このレンズフィルム13は、透光性を有する樹脂材料、例えば熱可塑性樹脂を用いて一体的に形成されていてもよいし、また、透光性の基材、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)上にエネルギー線(たとえば紫外線)硬化樹脂を転写して形成されていてもよい。ここで、熱可塑性樹脂としては、光の射出方向を制御するという機能を考慮すると、屈折率1.4以上のものを用いることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、PMMA(ポリメチルメタクリレート樹脂)などのアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、MS(メチルメタクリレートとスチレンの共重合体)などの非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂およびポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。
反射型偏光シート14は、例えば屈折率の互いに異なる層を交互に積層した多層構造(図示せず)を有しており、レンズフィルム13によって指向性の高められた光をps分離すると共にp波だけを透過させ、s波を選択的に反射するようになっている。反射されたs波は、光源の背後に配置された反射シートなどで再び反射され、その際にp波とs波に分かれるので、反射型偏光シート14で反射されたs波を再利用することができる。この反射型偏光シート14は、さらに、上記多層構造を一対の拡散シートで挟み込んで形成されており、その多層膜を透過したp波を反射型偏光シート14内の拡散シートで拡散することにより、視野角を広げるようになっている。
なお、光学包装体2の外部であって、かつ光射出領域22Aに近接する位置に液晶パネル(偏光子)が存在する場合や、光学包装体2の内部であって、かつ光射出領域22Aに近接する位置に反射型偏光シート14またはレンズシート13が存在する場合には、輝度むらを小さくするために、光射出側フィルム22の位相差を小さくしておくことが好ましい。具体的には、液晶パネルの光入射側に設けられた偏光子の透過軸および反射側偏光シート14の光軸に対する包括フィルム20の位相差遅れは、入射光の波長の(1/50)π以下であることが好ましい。なお、上記した位相差遅れとは、あくまでも液晶パネルの光入射側に設けられた偏光子の透過軸および反射側偏光シート14の光軸に対する位相差遅れである。包括フィルム20の位相差遅れが、射出側と入射側とで異なっていてもよく、そのようにした場合には、少なくとも包括フィルム20の射出側において、反射型偏光シート14の光軸に対する位相差遅れが(1/50)π以下となっていることが望ましい。
このような包装基板の材料としては、ポリカーボネート、ビニル芳香族炭化水素例えばポリスチレン、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンのブロック共重合体例えばスチレン-ブタジエンブロック共重合体、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、シクロオレフィンプリマー系、トリアセチルセルロース系などが上げられる。
なお、包装フィルム20が仮に複屈折を若干持っている場合には、その値が包装フィルム20の光射出面全体で均一であり、その偏光軸が包装フィルム20の光射出面全体で均一に揃っていることが望ましい。これは、その偏光軸を、液晶パネルの光源側に設けられた偏光子の透過軸、または反射型偏光シート14の光軸と、おおよそ平行にすることで偏光軸を回転させないようにするためである。
また、拡散部27の構造としては、主構成部分と凹凸部分を一体化したものが好ましい。このような構造とした場合には、上記した紫外線硬化樹脂や、バインダー樹脂、有機フィラ、無機フィラを用いた場合と比べて、位相差をより小さくすることができる。
次に、本実施の形態の光学包装体2における作用について説明する。光学包装体2の光源像分割部23側に光源を配置し、この光源から光学包装体2に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割部23で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、レンズフィルム13の集光作用によって正面輝度が高められたのち、レンズフィルム13で集光された光は反射型偏光シート14によって偏光分離されると共に視野角を広げられ、外部に射出される。このようにして、光源からの光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
ところで、本実施の形態では、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光入射領域21Aに光源像分割部23を設けた場合に、光源像分割部23の厚さが数十μm程度と薄くても、光源像分割部23にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光入射領域21Aに設けられた光源像分割部23を、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体2全体の厚さを薄くすることができる。また、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われているので、包装フィルム20に内包された各光学シートの面内方向の動きが制限されるような接着性の密着が生じない。これにより、包装フィルム20に内包された各光学シートについても、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体2を薄型化することができる。
また、本実施の形態では、積層体10を包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆い、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くようにしているので、包装フィルム20(光入射側フィルム21)を例えば数十μm程度に薄くした場合に、光入射側フィルム21が光源からの熱を受けたときであっても、光源からの熱によって、光入射領域21Aに、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。これにより、拡散板11の光入射側(光源側)に、薄い光源像分割部23を、しわ、たわみ、そりを発生させずに配置することができる。つまり、本実施の形態では、拡散板11の光入射側(光源側)に、光源像分割部23と同様の機能を有する薄い光学シートを配置した構成と実質的に同一の構成を実現することができる。
[第2の実施の形態の変形例]
上記実施の形態では、拡散板11、拡散シート12、レンズフィルム13、反射型偏光シート14を光源像分割部23側から順に重ね合わせてなる積層体10が包装フィルム20で包み込まれている場合が例示されていたが、反射型偏光シート14の代わりに、拡散機能を有する光学シート(例えば拡散シート12と同様のもの)を配置してもよい。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図4(A)は、本発明の第3の実施の形態に係る光学包装体3の上面構成の一例を表すものである。図4(B)は、図4(A)の光学包装体3の下面構成の一例を表すものである。図5は、図4(A)の光学包装体3のA−A矢視方向の断面構成の一例を表すものである。この光学包装体3は、上記第2の実施の形態の光学包装体2において、光源像分割部23の代わりに、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シート(光源像分割シート15)を拡散板11よりも光源側(拡散板11と光入射側フィルム21との間)に備えており、かつ、反射型偏光シート14の代わりに、包装フィルム20の光射出領域22Aに偏光分離部24を備え、さらにレンズフィルム13をなくした点で、上記第2の実施の形態と相違する。そこで、以下では、上記第2の実施の形態との相違点について主に説明し、上記第2の実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
光源像分割シート15は、例えば、図5に示したように、光入射領域21A(拡散板11の直下)に、線状または錐体状の複数の凸部15Aを有している。積層体10の直下に配置された光源が積層体10の積層方向と直交する一の方向(例えば拡散板11の長手方向)に延在する複数の線状光源である場合には、複数の凸部15Aは、図5に示したように、積層体10の積層方向と直交する所定の方向に延在する線形状(柱形状)となっており、かつ、その延在方向と交差する方向に連続的に並んで配置されていることが好ましい。このとき、各凸部15Aの延在方向が各線状光源の延在方向と平行となっていることが好ましいが、各線状光源の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。なお、凸部15Aは多角柱形状となっていてもよいし、凸部15Aの表面が曲面となっていてもよい。また、積層体10の直下に配置された光源が積層体10の積層方向と平行な法線を有する一の面内に配置された複数の点状光源である場合には、複数の凸部15Aは、図示しないが、錐体形状となっており、光入射領域21A内に連続的に2次元配置されていることが好ましい。
これにより、光源像分割シート15は、例えば一の光源から射出された光のうち下面または上面に臨界角未満の角度で入射した光を屈折透過する一方で、臨界角以上の角度で入射した光を全反射するので、一の光源がつくる光源像を各凸部15Aの表面形状を構成する面の数(厳密には傾斜角ごとに分類される面の数)に応じて複数に分割する機能を有する。なお、各凸部15Aの表面が曲面となっている場合には、光源像分割シート15は、一の光源がつくる光源像を無限に分割する機能を有する。つまり、この光源像分割シート15は、一の光源がつくる光源像を複数(または無限)に分割し、分割した後の各光源像により形成される光源像同士の間隔を光源同士の間隔よりも狭くするので、分割した後の光源像の輝度レベル(最大値)と分割した後の光源像同士の間の輝度レベル(最小値)との差を、分割前の光源像の輝度レベル(最大値)と分割前の光源像間の輝度レベル(最小値)との差よりも小さくし、照明輝度のむらを低減することができる。従って、光源像分割シート15は拡散シートの一種とも言える。
偏光分離部24は、包装フィルム20の光射出領域22Aに、光学機能部として設けられたものであり、光射出領域22Aのうち積層体10側の表面および積層体10とは反対側の表面の少なくとも一方に、一の方向(例えば拡散板11の長手方向)に延在すると共に、その延在方向と交差する方向に連続的に並列配置された複数の凸部24Aを有している。
各凸部24Aは、例えば、図5に示したように、頂角に接する2つの傾斜面を有する三角柱形状となっており、これら傾斜面は、当該偏光分離部24を含む面に対して斜めに対向して配置されている。各凸部24Aの配列方向の幅は、例えば10μm以上350μm以下となっている。なお、各凸部24Aは、図5に示したような三角柱形状に限定されるものではなく、例えば、五角柱形状などの多角柱形状であってもよいし、各凸部24Aの延在方向と直交する方向に、楕円形状および非球面形状などの曲面形状(例えばシリンドリカル形状)を有するものであってもよい。
また、各凸部24Aが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、(ア)隣接する同一形状の2つの凸部24Aの一方が高く(大きく)、他方が低い(小さい)一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、(イ)隣接する同一高さの2つの凸部24Aの形状が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、(ウ)隣接する2つの凸部24Aの形状および大きさ(高さ)の双方が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部24Aの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。
これにより、各凸部24Aは、偏光分離部24の裏面側から入射した光のうち各凸部24Aの配列方向の成分を積層体10の積層方向と交差する方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。なお、各凸部24Aでは、偏光分離部24の裏面側から入射した光のうち各凸部24Aの延在方向の成分については各凸部24Aの屈折作用による集光効果が少ない。
ところで、本実施の形態では、各凸部24Aは、一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有している。例えば、各凸部24Aの延在方向の屈折率が各凸部24Aの配列方向の屈折率よりも大きくなっているか、または、各凸部24Aの延在方向の屈折率が各凸部24Aの配列方向の屈折率よりも小さくなっている。
ここで、屈折率の面内異方性は、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能である。半結晶性または結晶性の樹脂には、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂や、延伸方向の屈折率が延伸方向と直交する方向の屈折率よりも小さくなる樹脂などがある。延伸方向の屈折率が大きくなる正の複屈折性を示す材料しては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)及びこれらの混合物又はPET−PENコポリマー等の共重合体、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、ポリアミド等が挙げられる。一方、延伸方向の屈折率が小さくなる負の複屈折性を示す材料としては、例えばメタクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。
なお、屈折率の面内異方性は、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、偏光分離部24全体を同一の材料により構成することが好ましいが、例えば、各凸部24Aとそれ以外の部位とを互いに異なる材料で構成してもよい。
次に、偏光分離部24全体の屈折率が各凸部24Aの延在方向と、各凸部24Aの配列方向とで異なる場合における偏光分離部24の機能について説明する。
図6は、偏光分離部24全体が、各凸部24Aの延在方向の屈折率nxが各凸部24Aの配列方向の屈折率nyよりも大きい(nx>ny)材料により構成されている場合に、偏光分離部24の裏面から光源の光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図6において、Lxは、光源からの光のうち各凸部24Aの延在方向(X方向)に振動する偏光成分を示し、Lyは、光源からの光のうち各凸部24Aの配列方向(Y方向)に振動する偏光成分を示している。
偏光分離部24を含む面に対して斜め方向から入射した光源からの光は、各凸部24Aの延在方向と、各凸部24Aの配列方向とで各凸部24Aの屈折率が異なる(図6ではnx>ny)ことから、偏光分離部24の裏面において光源からの光のX方向偏光成分LxとY方向偏光成分Lyとは異なる屈折角rx,ry(図6ではrx<ry)でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φx,φy(図6ではφx>φy)で偏光分離部24の表面(各凸部24Aの光射出面)から射出する。
このとき、偏光分離部24は各凸部24Aの延在方向と各凸部24Aの配列方向とで異なる屈折率(図6ではnx>ny)を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、偏光分離部24の裏面および凸部24Aの光射出面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図6に例示したように、偏光分離部24全体において、各凸部24Aの延在方向の屈折率nxの方が各凸部24Aの配列方向の屈折率nyよりも大きい場合には、Lxの反射量がLyの反射量よりも大きくなる。そのため、偏光分離部24を透過した光において、Lyの光量の方がLxの光量よりも多くなる。
また、偏光分離部24は各凸部24Aの延在方向と各凸部24Aの配列方向とで異なる屈折率(図6ではnx>ny)を有しているので、これらの各方向に振動する偏光成分は、偏光分離部24の裏面および凸部24Aの光入射面といった界面において、互いに異なる臨界角を有する。従って、図6の中央部に例示したように、ある入射角で入射した光は光射出面において、その射出面に入る角度がLxの臨界角よりも大きく、Lyの臨界角よりも小さい場合には、Lxは全反射し、Lyは透過する。よって、偏光成分Lxが各凸部24Aの光射出面で全反射を繰り返して戻り光となり、偏光成分Lyのみが各凸部24Aの光射出面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。
また、各凸部24Aの光射出面に対する光源からの光の入射角が大きくなり過ぎると、図6の右側に示したように、光源からの光は偏光状態に関係なく、各凸部24Aの光射出面において全反射を繰り返して、光源側へ戻る戻り光となる。
以上のように、偏光分離部24は、集光作用に加え、一定の偏光分離作用を有している。これにより、偏光分離部24に偏光分離作用がない場合よりも光の利用効率が高くなり、正面輝度が向上する。
次に、図7(A),(B)を参照して、本実施の形態の偏光分離部24を含む光射出側フィルム22の形成方法の一例について説明する。なお、図7(A)は光射出側フィルム122の斜視図であり、図7(B)は凸部124Aおよび凸部24Aの断面図である。
まず、例えば正の複屈折性を示す材料からなる樹脂フィルムの一の面(表面)に、複数の凸部124AをピッチP1で形成する。これにより、表面に複数の凸部124Aを有する光射出側フィルム122が形成される。
なお、光射出側フィルム122は、例えば、熱プレス法や溶融押出し加工法等により形成可能である。また、平坦な樹脂シートをベースとし、この樹脂シートの表面に複数の凸部124Aを貼り合わせることによっても形成可能である。
また、図8に示したシート製造装置30を用いて形成することが好ましい。このシート製造装置30は、加熱ロール31と冷却ロール32とによって回転するエンボスベルト33と、加熱ロール31および冷却ロール32に対向して配置された2つの押圧ロール34によって回転する平坦ベルト35とを備えており、表面に複数の凸部33Aを有するエンボスベルト33と、立体形状のない平坦ベルト35との間隙に、形状付与前のアモルファス状の光射出側フィルム122を挿通することが可能となっている。まず、エンボスベルト33および平坦ベルト35を回転させ、加熱ロール31側から、形状付与前の光射出側フィルム122を挿通する。すると、加熱ロール31の熱によって、光射出側フィルム122の表面が一瞬だけ溶け、光射出側フィルム122の表面に凸部33Aの形状が転写されたのち、冷却ロール32によって、凸部33Aの形状が転写された光射出側フィルム122の表面が冷却され、表面形状が固定される。このようにして、光射出側フィルム122の表面に複数の凸部124Aを形成することも可能である。なお、この製法を用いることにより、エンボスベルト33の表面形状を精確に(完全に)転写することができ、さらに、光射出側フィルム22の基材部分と凸部22Aとを一体に形成することができる。なお、凸部33Aの延在方向は、図8に示したようにエンボスベルト33の回転方向となっていてもよいし、図9に示したようにエンボスベルト33の回転方向と交差(直交)する方向となっていてもよい。
次に、光射出側フィルム122を凸部124Aの延在方向に延伸する(図7(A))。これにより、凸部124Aが延伸方向に延びて凸部24Aとなる。ここで、凸部124Aは例えば正の複屈折性を示す樹脂からなる場合には、凸部24Aが延伸により、延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有するようになる。
このとき、図7(B)に示したように、凸部24AのピッチP2は凸部124AのピッチP1よりも小さくなる。しかし、凸部24Aの延伸方向と直交する方向の断面形状は、延伸前の凸部124Aの断面形状と相似している。つまり、光射出側フィルム122を凸部124Aの延在方向に延伸した場合には、延伸後の光射出側フィルム22は、延伸前の光射出側フィルム122と比べて、延伸方向と直交する方向の断面形状に由来する光学特性はほとんど変化しないことがわかる。これにより、延伸後の光射出側フィルム22の形状を高精度に制御することが可能である。
なお、光射出側フィルム22は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。
図10(A)は光射出側フィルム122の斜視図であり、図10(B)は凸部124Aおよび凸部24Aの断面図である。
まず、例えば負の複屈折性を示す材料からなる樹脂フィルムの一の面(表面)に、複数の凸部124AをピッチP3で形成する。これにより、表面に複数の凸部124Aを有する光射出側フィルム122が形成される。なお、この場合においても、上記と同様の方法を用いて光射出側フィルム122を形成することが可能である。
次に、光射出側フィルム122を凸部124Aの延在方向と交差する(直交する)方向に延伸する(図10(A))。これにより、凸部124Aが延伸方向に延びて凸部24Aとなる。ここで、凸部124Aが例えば負の複屈折性を示す樹脂からなる場合には、凸部24Aが延伸により、延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有するようになる。
このとき、図10(B)に示したように、凸部24AのピッチP2は凸部124AのピッチP3よりも大きくなる。つまり、凸部24Aの断面形状は、凸部124Aの断面形状を延伸方向(配列方向)に引き延ばした形状となっているので、凸部124Aの配列方向に延伸した場合には、延伸前の光射出側フィルム122と、延伸後の光射出側フィルム22との光学特性は若干変化することがわかる。そのため、この場合には、延伸後の光射出側フィルム22の形状を予測した上で、延伸前の光射出側フィルム122の形状を形成しておくことが必要となる。
また、光射出側フィルム22は、例えば、以下に示した方法でも形成することが可能である。
図11は光射出側フィルム222の斜視図である。まず、例えば正の複屈折性を示す材料からなる平坦な光射出側フィルム222を一の方向に延伸する。ここで、光射出側フィルム222は正の複屈折性を示す樹脂からなるので、延伸後の光射出側フィルム222全体が、延伸により、延在方向の屈折率が配列方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有するようになる。
次に、図8または図9に示したシート製造装置30を用いて、延伸後の光射出側フィルム222の表面に凸部24Aを形成することにより、光射出側フィルム22を形成する。まず、エンボスベルト33および平坦ベルト35を回転させ、加熱ロール31側から、光射出側フィルム222を挿通する。すると、加熱ロール31の熱によって、光射出側フィルム222の表面が一瞬だけ溶け、光射出側フィルム222の表面に凸部33Aの形状が転写されたのち、冷却ロール32によって、凸部33Aの形状が転写された光射出側フィルム222の表面が冷却され、表面形状が固定される。このように、延伸したのちに、光射出側フィルム22を形成することも可能である。なお、この製法を用いることにより、エンボスベルト33の表面形状を精確に(完全に)転写することができ、さらに、光射出側フィルム22の基材部分と凸部22Aとを一体に形成することができる。
なお、上記各製造方法において、上記の延伸方向(主たる延伸方向)と交差(直交)する方向(従たる延伸方向)にも延伸するようにしてもよい。ただし、この場合には、各凸部124Aまたは光射出側フィルム22を、主たる延伸方向に第1延伸率(例えば300%)で延伸すると共に従たる延伸方向に第1延伸率よりも小さな第2延伸率(数十%)で延伸することにより、屈折率異方性を付与することが可能である。
上記各製造方法などを用いて形成された光射出側フィルム22の各凸部24A(光学機能部)を積層体10と対向配置すると共に、光射出側フィルム22と光入射側フィルム21とを積層体10を間に挟み込んで重ね合わせた後、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を圧着などにより接合する。続いて、例えば、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22に熱をかけたり、紫外線や赤外線などのエネルギー線を照射したりしてこれらを収縮させ、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を積層体10に密着させる。このようにして、光学包装体3を製造することが可能である。
なお、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の一部をあらかじめ圧着などにより接合した後に、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22を例えば延伸方向に引き延ばした状態で、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22との間に積層体10を挿入し、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22を元に戻し(引き伸ばしを止め)、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を積層体10に密着させることにより、光学包装体3を製造することも可能である。
次に、本実施の形態の光学包装体3における作用について説明する。光学包装体3の光源像分割部23側に光源を配置し、この光源から光学包装体3に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割部23で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、拡散光は偏光分離部24の集光作用および偏光分離作用によって、正面輝度がさらに高められ、外部に射出される。このようにして、光源からの光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
ところで、本実施の形態では、上記第2の実施の形態と同様、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに偏光分離部24を設けた場合に、偏光分離部24の厚さが数十μm程度と薄くても、偏光分離部24にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに設けられた偏光分離部24を、偏光分離部24と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、偏光分離部24と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体3全体の厚さを薄くすることができる。また、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われているので、包装フィルム20に内包された各光学シートの面内方向の動きが制限されるような接着性の密着が生じない。これにより、包装フィルム20に内包された各光学シートについても、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体3を薄型化することができる。
[第3の実施の形態の変形例]
上記実施の形態では、光源像分割シート15、拡散板11および拡散シート12を偏光分離部24に向かって順に重ね合わせてなる積層体10が包装フィルム20で包み込まれている場合が例示されていたが、例えば、図12に示したように、拡散シート12と偏光分離部24との間にレンズフィルム13を配置してもよい。このとき、レンズフィルム13の各凸部13Aが、拡散板11の短手方向(光源像分割シート15の凸部15Aや偏光分離部24の凸部24Aの延在方向と直交する方向)に延在していることが好ましい。また、上記実施の形態では、各凸部24Aが凸部15Aの延在方向に延在している場合が例示されていたが、例えば、図13に示したように、凸部15Aの延在方向と直交する方向(例えば拡散板11の短手方向)に延在していてもよい。
また、上記実施の形態では、包装フィルム20の光射出側フィルム22にだけ光学機能部(偏光分離部24)を設けていたが、包装フィルム20の光入射側フィルム21にも光学機能部を設けることが可能である。例えば、図14に示したように、光源像分割シート15の代わりに、光入射側フィルム21に光源像分割部23を設けるようにしてもよい。また、このようにした場合には、各凸部24Aが凸部23Aの延在方向と直交する方向(例えば拡散板11の短手方向)に延在していてもよい。
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
図15(A)は、本発明の第4の実施の形態に係る光学包装体4の上面構成の一例を表すものである。図15(B)は、図15(A)の光学包装体4の下面構成の一例を表すものである。図16は、図15(A)の光学包装体4のA−A矢視方向の断面構成の一例を表すものである。この光学包装体4は、上記第2の実施の形態において、光射出側フィルム22の光射出領域22Aに拡散部27を設け、光源像分割部23の代わりに、拡散板11と光入射側フィルム21との間に光源像分割シート15を設け、さらに、反射型偏光シート14をなくした点で、上記第2の実施の形態と相違する。そこで、以下では、上記第2の実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
拡散部27は、包装フィルム20の光射出領域22Aに、光学機能部として設けられたものであり、例えば、図17に拡大して示したように、包装フィルム20の光射出側フィルム22の内部に複数の光拡散材27Aを含んで構成されている。光拡散材27Aは、光射出側フィルム22の内部に埋め込まれており、少なくとも光射出領域22Aにおいて層全体に渡って分散されている。そのため、拡散部27において、光射出側フィルム22の積層体10側および積層体側とは反対側の表面が平坦となっている。なお、拡散部27は、光射出領域22Aにだけ形成されていてもよいが、光射出側フィルム22全体に形成されていてもよい。
光拡散材27Aは、光射出側フィルム22の屈折率とは異なる屈折率の材料からなる1種または2種以上の微粒子である。この微粒子は例えば有機フィラおよび無機フィラの少なくとも1種を用いることができる。有機フィラの材料、無機フィラの材料、微粒子の形状、微粒子の径については、上記第1の実施の形態の包装フィルム20に含有させることの可能なものとして言及したものと同様のものを用いることができる。なお、透過性を考えると微粒子として透明な有機フィラを用いることが好ましい。
また、光射出側フィルム22は、単層で構成されていてもよいし、複数層で構成されていてもよい。また、光射出側フィルム22が複数層で構成されている場合には、光拡散材27Aがいずれの層に分散されていてもよい。
本実施の形態の光学包装体4は、例えば、次のようにして形成することが可能である。まず、光射出側フィルム22の拡散部27を積層体10と対向配置すると共に、光射出側フィルム22と光入射側フィルム21とを積層体10を間に挟み込んで重ね合わせた後、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を圧着などにより接合する。続いて、例えば、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22に熱をかけたり、紫外線や赤外線などのエネルギー線を照射したりしてこれらを収縮させ、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を積層体10に密着させる。これにより、光学包装体4を製造することが可能である。また、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の一部をあらかじめ圧着などにより接合した後に、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22を例えば延伸方向に引き延ばした状態で、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22との間に積層体10を挿入し、光入射側フィルム21と光射出側フィルム22を元に戻し(引き伸ばしを止め)、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を積層体10に密着させる。このようしても、光学包装体4を製造することが可能である。
次に、本実施の形態の光学包装体4における作用について説明する。光学包装体4の光源像分割部23側に光源を配置し、この光源から光学包装体4に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割部23で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、レンズフィルム13の集光作用によって正面輝度が高められたのち、レンズフィルム13で集光された光は拡散部27によって拡散され、外部に射出される。
ところで、本実施の形態では、上記第2の実施の形態と同様、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに拡散部27を設けた場合に、拡散部27の厚さが数十μm程度と薄くても、拡散部27にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに設けられた拡散部27を、拡散部27と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、拡散部27と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体4全体の厚さを薄くすることができる。また、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われているので、包装フィルム20に内包された各光学シートの面内方向の動きが制限されるような接着性の密着が生じない。これにより、包装フィルム20に内包された各光学シートについても、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体4を薄型化することができる。
[第4の実施の形態の変形例]
上記第4の実施の形態では、光拡散材27Aが単層の光射出側フィルム22のうち少なくとも光射出領域22Aにおいて層全体に渡って分散されていたが、光射出側フィルム22の表層に偏在して分散されていてもよい。例えば、図18(A),(B)に示したように、積層体10の上面側を覆う基材フィルム40と、基材フィルム40の積層体10側または積層体側とは反対側の表面に接すると共に光拡散材27Aを含む透明樹脂41とからなる拡散部27を設け、透明樹脂41の厚さを光拡散材27Aの直径よりも十分に厚くすることにより、光射出側フィルム22の表層に偏在して分散させることが可能である。このような構成を有する光射出側フィルム22は、例えば、基材フィルム40上に、光拡散材27Aを含む透明樹脂41を厚く塗布したり、基材フィルム40の原料と、光拡散材27Aを含む透明樹脂41とを共押し出ししたりすることにより形成することが可能である。
なお、上記透明樹脂41として、光透過性熱可塑性樹脂、エネルギー線硬化樹脂(例えば紫外線硬化樹脂)などを用いることが可能である。光透過性熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)および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、ポリスチレン(PS)およびポリビニルアルコール(PVA)などのビニル結合系、ポリカーボネート(PC)系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、天然ゴム系樹脂、人口ゴム系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることが可能である。また、紫外線硬化樹脂としては、例えば、硬化プレポリマ、モノマ、光開始剤からなるアクリル樹脂、ポリカーボネイド、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、塩ビ−酢ビ樹脂などの単独または混合樹脂などを用いることが可能である。
また、上記第4の実施の形態および上記変形例では、拡散部27において、光射出側フィルム22の積層体10側および積層体側とは反対側の表面が平坦となっていたが、凹凸形状となっていてもよい。具体的には、光拡散材27Aを、光射出側フィルム22の積層体10側および積層体10側とは反対側の表面の少なくとも一方に露出するように設けるか、または光射出側フィルム22の積層体10側および積層体10側とは反対側の少なくとも一方の表面のごく近傍に設けることにより、光拡散材27Aの設けられている側の表面に凹凸形状(例えば半球状の凸形状)を形成することが可能である。なお、表面の凹凸形状は、規則的に形成されていてもよいし、不規則に形成されていてもよい。
例えば、図19(A),(B)に示したように、積層体10の上面側を覆う基材フィルム40と、それに接すると共に光拡散材27Aを含む透明樹脂41とからなる拡散部27を設け、透明樹脂41の厚さを光拡散材27Aの直径と同等か、それよりも薄くすることにより、拡散部27の表面に凹凸を生じさせることが可能である。なお、図19(A),(B)には形状等方性を有する球形状のものが例示されている。また、図19(B)には、拡散部27の表面に透明樹脂41の皮膜が生じ、その皮膜によって凹凸が形成されている場合が例示されている。また、図20に示したように、粒径の大きな光拡散材27Bと、粒径の小さな光拡散材27Cとを透明樹脂41に混合し、粒径の大きな光拡散材27Bによって拡散部27の表面に凹凸を生じさせることも可能である。また、図21に示したように、基材フィルム40の両面に、光拡散材27A、または光拡散材27B,27Cを含む透明樹脂41を設けることも可能である。
なお、光拡散材27Aの材料(屈折率)と透明樹脂41の材料(屈折率)とを互いに等しくしてもよいし、互いに異ならせてもよい。このような構成を有する光射出側フィルム22は、例えば、基材フィルム40上に、光拡散材27Aを含む透明樹脂41を薄く塗布したり、基材フィルム40上に、光拡散材27Aを含む透明樹脂41を塗布したのち基材フィルム40を延伸して、塗布した透明樹脂41を薄く引き伸ばしたりすることにより形成することが可能である。
また、光拡散材27Aを用いなくても、表面に凹凸を設けることは可能である。例えば、溶融押し出し法や、共押し出し法、射出成型法、ラミネート転写法(図8、図9のシート製造装置30を用いた製法)などにより、凹凸形状の付いた原盤の形状を樹脂フィルムに転写して、図22(A),(B)に示したように、光射出側フィルム22の積層体10側および積層体10側とは反対側の少なくとも一方の表面に、凸部27Cを形成するようにしてもよい。また、例えば、基材フィルム40上に、透明樹脂41を塗布したのち、凹凸形状を有する原盤(図示せず)を塗布した透明樹脂41に押し当て、さらにその状態で冷却したりエネルギー線を照射したりすることにより、図23(A),(B)に示したように、基材フィルム40上に複数の凸部27Dを設けることが可能である。このように、凹凸形状の付いた原盤を用いて表面に凹凸形状を形成することができる。なお、これらの場合においても、光射出側フィルム22の両面に、凸部27C、27Dを設けることは可能である。なお、包装フィルム20に熱収縮性を持たせる場合には、例えば、溶融押し出し法やラミネート転写法など、主構成部分と凹凸部分が一体化しているフィルムを連続的に成型できる方法を用いることが好ましく、ラミネート転写法を用いることがより好ましい。
また、上記第4の実施の形態では、光学機能部(光拡散部27)を光射出側フィルム22にだけ設けていたが、光学機能部を光入射側フィルム21にも設けることが可能である。例えば、図24に示したように、光入射側フィルム21にも設けるようにしてもよい。このとき、光入射側フィルム21に設けた光拡散部27に対しても、図18〜図23に示した構成を用いることが可能である。また、光射出側の光拡散部27の光学特性と、光入射側の光拡散部27の光学特性とを互いに異ならせてもよいし、互いに同じにしてもよい。これらを互いに異ならせた場合には、光入射側と光射出側のそれぞれの用途(要求される特性)に応じた特性のものを適用することができるので、特性を最適化することができる。逆に、これらを互いに同じにした場合には、製造プロセスを簡略化することができ製造コストを低減することができる。なお、光拡散部27を光入射側フィルム21にだけ設けるようにしてもよい。
また、上記第4の実施の形態の光射出側フィルム22のうち少なくとも光射出領域22Aに対して、所定の位相差を発生させる機能を付与してもよい。このようにした場合には、積層体10を通過した光の偏光軸の方向が、光学包装体4の光射出側フィルム22側に設けた液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸の方向と一致していない場合に、双方の偏光軸の方向を揃えて、液晶パネルの光入射側の偏光板を透過する光量を増加させることが出来る。
ここで、積層体10を通過して光射出側フィルム22側から外部に射出された光は完全に偏光でなくてもよく、光学包装体4の光射出側フィルム22側に設けた液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸に対して偏りがあればよい。すなわち、上記偏光板の吸収軸に平行な光量に対して、上記偏光板の透過軸に平行な光量の方が少なければ、所定の位相差を発生させることで液晶パネルの光入射側の偏光板を通過する光量を増加させることができる。
また、光学包装体4の光入射側フィルム22側に設けた液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸に対して、偏りが生じるためには、積層体10の中に、レンズフィルム13、反射型偏光シート14、レンズフィルム13に延伸処理を施したもの、のうち少なくとも一つが含まれていればよい。
発生させる位相差の値は特に限定されないが、例えば、積層体10から射出された光の偏光軸と液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸とがθ度だけずれている場合には、光射出側フィルム22のうち少なくとも光射出領域22Aに対して、(λ/2)×sin(θ/90)近傍の位相差を液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸に対して発生させることが好ましい。また、位相差の値は包装フィルム20の光射出領域22A全体で均一であり、その偏光軸が包装フィルム20の光射出領域22A全体で均一に揃っていることが望ましい。
積層体10から射出された光の偏光軸と液晶パネルの光入射側の偏光板の偏光軸とが約90度ずれている場合には、上記偏光板の偏光軸に対して約(1/2)λの位相差を発生させることが好ましい。
例えば、光学包装体4に収縮性、伸縮性を発生させる延伸過程で生じた位相差を利用する方法や、光学包装体4の表面にネマティック液晶、無機針状粒子などの複屈折性材料を付与することにより、位相差を発生させることが可能である。
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
図25(A)は、本発明の第5の実施の形態に係る光学包装体5の上面構成の一例を表すものである。図25(B)は、図25(A)の光学包装体5の下面構成の一例を表すものである。図26は、図25(A)の光学包装体5のA−A矢視方向の断面構成の一例を表すものである。この光学包装体5は、上記第2の実施の形態の光学包装体2において、包装フィルム20の光射出領域22Aに異方性拡散部25を設け、光源像分割部23の代わりに、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シート(光源像分割シート15)を拡散板11よりも光源側(拡散板11と光入射側フィルム21との間)に設け、さらに反射型偏光シート14をなくした点で、上記第2の実施の形態と相違する。そこで、以下では、上記第2の実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。
異方性拡散部25は、包装フィルム20の光射出領域22Aに、光学機能部として設けられたものであり、光射出領域22Aのうち積層体10側の表面および積層体10とは反対側の表面の少なくとも一方に、一の方向に延在すると共に並列配置され、さらにその延在方向と交差する方向にも並列配置された複数の凸部25Aを有している。
各凸部25Aは、例えば、図25(A)、図26に示したように、凸部13Aの延在方向とほぼ平行な方向に延在しており、各凸部25Aの延在方向の長さが凸部13Aの延在方向の長さよりも短い柱形状となっている。なお、各凸部25Aは、凸部13Aの延在方向とほぼ直交する方向に延在しており、各凸部25Aの延在方向の長さが凸部13Aの延在方向の長さよりも短い柱形状となっていてもよい。また、各凸部25Aの延在方向と直交する方向の幅や、各凸部25Aの延在方向の幅、各凸部25Aの形状、凸部25Aの個数、各凸部25Aのヘイズ値などは、使われる用途によって適宜設定されるが、各凸部25Aが規則正しく配列されている必要はなく、ランダムに配置されていてもよい。
なお、各凸部25Aは、図25(A)、図26に示したような各凸部25Aの延在方向と直交する方向に楕円形状および非球面形状などの曲面形状(例えばシリンドリカル形状)を有するものであってもよいし、各凸部25Aの延在方向と直交する方向に少なくとも1つ以上の平面を有する多角柱形状であってもよい。
また、各凸部25Aが互いに同一の形状および同一の大きさになっていなくてもよい。例えば、(ア)隣接する同一形状の2つの凸部25Aの一方が高く(大きく)、他方が低い(小さい)一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、(イ)隣接する同一高さの2つの凸部25Aの形状が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよいし、例えば、(ウ)隣接する2つの凸部25Aの形状および大きさ(高さ)の双方が互いに異なる一組の立体構造を配列方向に等ピッチで並べて配置してもよい。なお、各凸部25Aの延在方向に複数の凸部や凹部を設けてもよい。
これにより、各凸部25Aは、異方性拡散部25の裏面側から入射した光のうち各凸部25Aの延在方向と直交する方向の成分を積層体10の積層方向と交差する方向に向けて屈折透過させ、その指向性を緩和するようになっている。なお、各凸部25Aでは、異方性拡散部25の裏面側から入射した光のうち各凸部25Aの延在方向の成分については各凸部25Aの屈折作用による拡散効果が少ない。つまり、各凸部25Aでは、各凸部25Aの形状異方性に起因して曇り度に異方性が生じる。
ところで、本実施の形態では、各凸部25Aは、一の方向の屈折率が一の方向と直交する方向の屈折率よりも大きい屈折率異方性を有している。例えば、各凸部25Aの延在方向の屈折率が各凸部25Aの延在方向と直交する方向の屈折率よりも大きくなっているか、または、各凸部25Aの延在方向の屈折率が各凸部25Aの延在方向と直交する方向の屈折率よりも小さくなっている。これにより、屈折率の大きな方向についてより多く反射し、戻り光のリサイクルを行うことにより屈折率の小さな方向の光を増加させることができるので、異方性拡散部25へ入射する光の透過特性を偏光状態に応じて変えることができる。なお、各凸部25Aは光射出側(表面)に設けられているときの方が光入射側(裏面)に設けられているときよりも臨界角の関係からリサイクル効率がよい。
ここで、屈折率の面内異方性は、上記第3の実施の形態における偏光分離部24と同様、半結晶性または結晶性の樹脂を含むシートを一の方向に延伸することにより発現させることが可能である。なお、屈折率の面内異方性は、例えば、屈折率異方性を有する結晶材料を用いることによっても、発現させることが可能である。また、製造工程の簡略化の観点からは、異方性拡散部25全体を同一の材料により構成することが好ましいが、例えば、各凸部25Aとそれ以外の部位とを互いに異なる材料で構成してもよい。
次に、異方性拡散部25全体の屈折率が各凸部25Aの延在方向と、各凸部25Aの配列方向とで異なる場合における異方性拡散部25の機能について説明する。
図27は、異方性拡散部25全体が、各凸部25Aの延在方向の屈折率nxが各凸部25Aの配列方向の屈折率nyよりも大きい(nx>ny)材料により構成されている場合に、異方性拡散部25の裏面から光源からの光が入射したときの光の経路の一例を示したものである。なお、図27において、Lxは、光源からの光のうち各凸部25Aの延在方向(X方向)に振動する偏光成分を示し、Lyは、光源からの光のうち各凸部25Aの配列方向(Y方向)に振動する偏光成分を示している。
異方性拡散部25を含む面に対して斜め方向から入射した光源からの光は、各凸部25Aの延在方向と、各凸部25Aの延在方向と直交する方向とで各凸部25Aの屈折率が異なる(図27ではnx>ny)ことから、異方性拡散部25の裏面(各凸部25Aの光入射面)において光源からの光のX方向偏光成分LxとY方向偏光成分Lyとは異なる屈折角rx,ry(図27ではrx<ry)でそれぞれ屈折するとともに、異なる射出角φx,φy(図27ではφx>φy)で異方性拡散部25の表面から射出する。
このとき、異方性拡散部25は各凸部25Aの延在方向と各凸部25Aの延在方向と直交する方向とで異なる屈折率(図27ではnx>ny)を有しているので、これら各方向に振動する偏光成分は、異方性拡散部25の表面および裏面といった界面において、互いに異なる反射率で反射される。従って、図27に例示したように、異方性拡散部25全体において、各凸部25Aの延在方向の屈折率nxの方が各凸部25Aの配列方向の屈折率nyよりも大きい場合(ケースCの場合)には、Lxの反射量がLyの反射量よりも大きくなる。そのため、異方性拡散部25を透過した光において、Lyの光量の方がLxの光量よりも多くなる。逆に、異方性拡散部25全体において、各凸部25Aの延在方向と直交する方向の屈折率nyの方が各凸部25Aの延在方向の屈折率nxよりも大きい場合(ケースDの場合)には、Lyの反射量がLxの反射量よりも大きくなる。そのため、異方性拡散部25を透過した光において、Lxの光量の方がLyの光量よりも多くなる。
また、ケースCの場合には、異方性拡散部25の表面から射出する各偏光成分Lx,Lyの射出角は、φx>φyの関係となるので、異方性拡散部25へ入射する光の入射角がある条件を満たすと、図27の中央に示したように、偏光成分Lxが異方性拡散部25の表面で全反射して戻り光となり、偏光成分Lyのみが異方性拡散部25の表面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。逆に、ケースDの場合には、異方性拡散部25の表面から射出する各偏光成分Lx,Lyの射出角は、φx<φyの関係となるので、異方性拡散部25へ入射する光の入射角がある条件を満たすと、偏光成分Lyが異方性拡散部25の表面で全反射して戻り光となり、偏光成分Lxのみが異方性拡散部25の表面を透過する完全な偏光分離状態を実現することができる。
また、異方性拡散部25の表面に対する光源からの光の入射角が大きくなり過ぎると、ケースCおよびケースDのいずれの場合においても、図27の右側に示したように、光源からの光は偏光状態に関係なく、異方性拡散部25の表面において全反射して、光源側へ戻る戻り光となる。
以上のように、異方性拡散部25は、光を拡散する作用に加え、一定の偏光分離作用を有している。なお、異方性拡散部25についても、上記第3の実施の形態の偏光分離部24と同様の方法により形成することが可能である。
次に、本実施の形態の光学包装体5における作用について説明する。光学包装体5の光源像分割シート15側に光源を配置し、この光源から光学包装体5に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割シート15で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、レンズフィルム13の集光作用によって正面輝度が高められたのち、レンズフィルム13で集光された光は異方性拡散部25の光拡散作用および偏光分離作用によって、面内輝度分布がさらに均一化され、外部に射出される。このようにして、光源からの光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
ところで、本実施の形態では、上記第2の実施の形態と同様、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに異方性拡散部25を設けた場合に、異方性拡散部25の厚さが数十μm程度と薄くても、異方性拡散部25にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに設けられた異方性拡散部25を、異方性拡散部25と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、異方性拡散部25と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体5全体の厚さを薄くすることができる。また、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われているので、包装フィルム20に内包された各光学シートの面内方向の動きが制限されるような接着性の密着が生じない。これにより、包装フィルム20に内包された各光学シートについても、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体5を薄型化することができる。
[第5の実施の形態の変形例]
上記第5の実施の形態では、光学機能部(異方性拡散部25)を光射出側フィルム22にだけ設けていたが、光学機能部を光入射側フィルム21にも設けることが可能である。例えば、光入射側フィルム21に拡散部27を設けたり、光源像分割シート15の代わりに光入射側フィルム21に光源像分割部23を設けたりするようにしてもよい。
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
図28(A)は、本発明の第6の実施の形態に係る光学包装体6の上面構成の一例を表すものである。図28(B)は、図28(A)の光学包装体6の下面構成の一例を表すものである。図29は、図28(A)の光学包装体6のA−A矢視方向の断面構成の一例を表すものである。この光学包装体6は、上記第2の実施の形態の光学包装体2において、包装フィルム20の光射出領域22Aに集光部26を設け、光源像分割部23の代わりに、光源像分割部23と同様の機能を有する光学シート(光源像分割シート15)を拡散板11よりも光源側(拡散板11と光入射側フィルム21との間)に設け、さらに反射型偏向シート14をなくした点で、上記第2の実施の形態と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態との相違点について主に説明し、上記実施の形態との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、光源像分割シート15については、上記第2の実施の形態において既に説明しているので、ここではその説明を省略する。
集光部26は、包装フィルム20の光射出領域22Aに、光学機能部として設けられたものであり、光射出領域22Aのうち積層体10側の表面および積層体10とは反対側の表面の少なくとも一方に、一の方向(例えば拡散板11の長手方向)に延在すると共に、その延在方向と交差する方向に連続的に並列配置された複数の凸部26Aを有している。各凸部26Aは、積層体10の直下に複数の線状光源が並列配置される場合には、各凸部26Aの延在方向がその線状光源の延在方向と互いに平行となるように並列配置されていることが好ましいが、各線状光源の延在方向に対して光学特性上許容できる範囲内で交差するように配置されていてもよい。各凸部26Aは、例えば、図29に示したように、頂角に接する2つの傾斜面を有する三角柱形状となっており、これら傾斜面は、当該集光部26を含む面に対して斜めに対向して配置されている。各凸部26Aの配列方向の幅は、例えば10μm以上350μm以下となっている。なお、各凸部26Aは、図29に示したような三角柱形状に限定されるものではなく、例えば、五角柱形状などの多角柱形状であってもよいし、図30に示したように、各凸部26Aの頂部に、当該凸部26Aの突出方向に突出した曲面を有する多角柱形状となっていてもよい。
これにより、集光部26は、下面側から入射した光のうち各凸部26Aの配列方向の成分を積層体10の積層方向に向けて屈折透過させ、指向性を増加させるようになっている。
なお、光学包装体6の外部であって、かつ光射出領域22Aに近接する位置に液晶パネル(偏光子)が存在する場合には、輝度むらを小さくするために、上記第2の実施の形態において述べたように、光射出側フィルム22の位相差を小さくしておくことが好ましい。また、位相差の値は包装フィルム20の光射出領域22A全体で均一であり、その偏光軸が包装フィルム20の光射出領域22A全体で均一に揃っていることが望ましい。
次に、本実施の形態の光学包装体6における作用について説明する。光学包装体6の光源像分割シート15側に光源を配置し、この光源から光学包装体6に向けて無偏光の光を照射すると、光源からの光は光源像分割シート15で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、拡散シート12を透過した光は集光部26の集光作用により正面輝度が高められ、外部に射出される。このようにして、光源からの光は、所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整される。
ところで、本実施の形態では、上記第2の実施の形態と同様、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われている。これにより、包装フィルム20の任意の部位において、包装フィルム20の面内方向に引張応力(いわゆる張力)が働くので、包装フィルム20を例えば数十μm程度に薄くした場合であっても、包装フィルム20のうち少なくとも光入射領域21Aおよび光射出領域22Aにおいて、しわ、たわみ、そりの発生を防止することができる。その結果、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに集光部26を設けた場合に、集光部26の厚さが数十μm程度と薄くても、集光部26にしわ、たわみ、そりが発生する虞はないので、包装フィルム20のうち光射出領域22Aに設けられた集光部26を、集光部26と同様の機能を有する光学シートの代わりとして用いることができるだけでなく、集光部26と同様の機能を有する光学シートを包装フィルム20内に設けた場合と比べて、光学包装体6全体の厚さを薄くすることができる。また、積層体10が包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆われているので、包装フィルム20に内包された各光学シートの面内方向の動きが制限されるような接着性の密着が生じない。これにより、包装フィルム20に内包された各光学シートについても、しわ、たわみ、そりが発生するのを防止することができる。このように、本実施の形態では、しわ、たわみ、そりの発生を防止しつつ、光学包装体6を薄型化することができる。
[第6の実施の形態の変形例]
上記第6の実施の形態では、光学機能部(集光部26)を光射出側フィルム22にだけ設けていたが、光学機能部を光入射側フィルム21にも設けることが可能である。例えば、光入射側フィルム21に拡散部27を設けたり、光源像分割シート15の代わりに光入射側フィルム21に光源像分割部23を設けたりするようにしてもよい。また、上記実施の形態では、各凸部26Aが凸部15Aの延在方向に延在している場合が例示されていたが、例えば、凸部15Aの延在方向と直交する方向(例えば拡散板11の短手方向)に延在していてもよい。
また、上記第6の実施の形態では、レンズフィルム13の代わりに、包装フィルム20の光射出領域22Aに集光部26を設けたが、レンズフィルム13と共に集光部26を設けるようにしてもよい。ただし、その場合には、レンズフィルム13の凸部13Aの延在方向と、集光部26の凸部26Aの延在方向が互いに交差することが好ましく、互いに直交することがより好ましい。
[上記各実施の形態の変形例]
上記各実施の形態では、包装フィルム20は、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を、積層体10(または拡散板11)を間に挟んで重ね合わせたのち、積層体10(または拡散板11)の積層方向(または法線方向)から見て、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22のうち積層体10(または拡散板11)との対向領域の外周領域を圧着などにより接合することにより形成されていたが、他の方法により形成されていてもよい。
包装フィルム20は、例えば、図31、図32に示したように、まず、積層体10(または拡散板11)の上面および側面にかけて、光射出側フィルム22を載せたのち、光射出側フィルム22の端縁に接着剤を塗布した上で、積層体10(または拡散板11)の下面および光射出側フィルム22の端縁にかけて、光入射側フィルム21を載せ、光入射側フィルム21の端縁を光射出側フィルム22の端縁に接合することによっても形成することが可能である。なお、図31、図32では、このときの光入射側フィルム21と光射出側フィルム22との接合部を20Bとした。
また、包装フィルム20は、図33に示したように、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を一枚の連続したフィルムで構成し、そのフィルムで積層体10を包み込んだ後に、そのフィルムの端縁を接着剤などで閉じることによっても形成可能である。
なお、光入射領域21Aおよび光射出領域22Aの双方に光学機能部を設ける場合には、図8、9に示したような、片面にだけ凹凸形状を設けるシート製造装置30を用いる代わりに、図34(A)に示したような、両面に凹凸形状を設けることの可能なシート製造
装置30を用いることが必要となる。
図34(A)に示したシート製造装置30は、加熱ロール31と冷却ロール32とによって回転するエンボスベルト36と、加熱ロール31および冷却ロール32に対向して配置された2つの押圧ロール34によって回転するエンボスベルト37とを備えている。ここで、エンボスベルト36は、表面の一部の領域にだけ複数の凸部36Aを有しており、他方、エンボスベルト37も、表面の一部の領域にだけ複数の凸部37Aを有しており、これらエンボスベルト36,37が同時に回転する際に、凸部36Aと凸部37Aとが、エンボスベルト36とエンボスベルト37との間に挿通されたフィルムを介して互いに対向しないように、凸部36A,37Aが配置されている。また、凸部36A,37Aは共に、エンボスベルト36,37の回転方向、もしくはエンボスベルト36,37の回転方向と直交する方向に延在して形成されている。なお、図34(A)には、凸部36A,37Aが共に、エンボスベルト36,37の回転方向に延在して形成されている場合が例示されている。
これにより、エンボスベルト36と、エンボスベルト37との間に光学フィルム200を挿通すると共に、挿通した光学フィルム200に対して、回転するエンボスベルト36,37を押圧することにより、図34(B)に示したように、一方の面に複数の凸部24Aを含む偏光分離部24が形成されると共に、他方の面に複数の凸部23Aを含む光源像分割部23が形成された包装フィルム20を形成することが可能である。
なお、図34(A)に示したシート製造装置30を用いて光源像分割部23および偏光分離部24の形成された包装フィルム20を形成したのち、この樹脂フィルムのうち光源像分割部23および偏光分離部24の少なくとも一方を面内の一の方向に延伸することが可能である。なお、光源像分割部23および偏光分離部24と、積層体とを密着させる際には、光源像分割部23および偏光分離部24の形成された樹脂フィルムを折り返して、積層体10を光源像分割部23および偏光分離部24と対向配置させると共に、樹脂フィルムで積層体10を挟み込んだのち、樹脂フィルムに熱をかけてこれを熱収縮させて、接合すればよい。
また、上記各実施の形態では、包装フィルム20が積層体10(または支持体11)をすっぽり覆い、包装フィルム20の内部を外部から遮断していたが、包装フィルム20に開口を設け、包装フィルム20の内部と外部とを連通させることも可能である。例えば、図35に例示したように、包装フィルム20の一部に開口20Cを設けるようにしてもよい。なお、図35には、開口部20Cが包装フィルム20の四隅に設けられているケースが例示されているが、必要に応じて開口部20Cの場所や、大きさ、数を適宜調整することはもちろん可能である。
[適用例]
次に、上記各実施の形態の光学包装体1〜6の一適用例について説明する。なお、以下では、光学包装体2を表示装置に適用した場合について説明するが、光学包装体2の代わりに、他の光学包装体1、3〜6を用いることはもちろん可能である。
図36は、本適用例にかかる表示装置の断面構成を表したものである。この表示装置は、表示パネル7と、表示パネル7の背後に配置された光源8と、光源8の背後に配置された反射シート9と、表示パネル7および光源8との間に配置された光学包装体2とを備えており、表示パネル7の表面が観察者(図示せず)側に向けられている。
表示パネル7は、図示しないが、観察側の透明基板と光源8側の透明基板との間に液晶層を有する積層構造となっている。具体的には、観察側から順に、偏光板、透明基板、カラーフィルタ、透明電極、配向膜、液晶層、配向膜、透明画素電極、透明基板および偏光板を有している。
偏光板は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光(偏光)のみを通過させる。これら偏光板はそれぞれ、偏光軸が互いに90度異なるように配置されており、これにより光源8からの射出光が、液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。透明基板は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、光源8側の透明基板には、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてのTFT(ThinFilm Transistor;薄膜トランジスタ)および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。カラーフィルタは、光源8からの射出光を例えば、赤(R)、緑(G)および青(B)の三原色にそれぞれ色分離するためのカラーフィルタを配列して構成されている。透明電極は、例えばITO(Indium Tin Oxide;酸化インジウムスズ)からなり、共通の対向電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えば、VA(Vertical Alignment)モード、TN(Twisted Nematic)モードまたはSTN(Super Twisted Nematic)モードの液晶からなり、駆動回路からの印加電圧により、光源8からの射出光を各画素ごとに透過または遮断する機能を有する。透明画素電極は、例えばITOからなり、各画素ごとの電極として機能する。
光源8は、例えば、複数の線状光源が等間隔(例えば20μm間隔)で並列配置されたものである。線状光源は、典型的には、冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)と呼ばれる冷陰極蛍光ランプであるが、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)などの点状光源を直線状に配置したものであってもよい。各線状光源は、例えば光学包装体1の下面と平行な面内において、例えば光源像分割部23の凸部23Aの延在方向と平行な方向(積層体10の法線方向と直交する方向)に延在して配置されている。
次に、本適用例にかかる表示装置における作用について説明する。光源8から光学包装体2に向けて無偏光の光を照射すると、光源8からの光は光源像分割部23で微小光束に分割され、その分割により得られる光源像が拡散板11および拡散シート12で拡散される。これにより、面内輝度分布が均一となる。その後、レンズフィルム13の集光作用によって正面輝度が高められたのち、レンズフィルム13で集光された光は反射型偏光シート14によって偏光分離されると共に視野角を広げられ、表示パネル7の裏面に射出される。このようにして、光源からの光が所望の正面輝度、面内輝度分布および視野角などを有する光に調整されたのち、表示パネル7で変調され、画像光として表示パネル7の表面から観察者側に射出される。
ところで、本適用例では、しわ、たわみ、そりのない薄い光学包装体2を用いることができるので、表示品質を劣化させることなく、表示装置全体を薄型化することができる。
なお、上記適用例において、表示パネル7と光学包装体2との間に、1または複数の光学シートを設けることが可能である。例えば、図37に示したように、光学包装体2から反射型偏向シート14を抜き出し、それを表示パネル7と光学包装体2との間に設けるようにしてもよい。また、例えば、図38に示したように、光学包装体2の代わりに、光学包装体3を配置するようにしてもよい。また、光学包装体2の代わりに、例えば、図16または図24に示した光学包装体4を配置するようにしてもよい。
[実施例]
次に、本発明の実施例について、参考例、比較例と対比しつつ説明する。なお、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
図39は参考例に係る表示装置の断面構成を、図40は実施例1に係る表示装置の断面構成を、図41は実施例2または実施例3に係る表示装置の断面構成を、図42は実施例4に係る表示装置の断面構成をそれぞれ表したものである。参考例に係る表示装置は、光源8と表示パネル7との間に光学包装体100を設けたものであり、実施例1に係る表示装置は、光源8と表示パネル7との間に光学包装体110を設けたものであり、実施例2または実施例3に係る表示装置は、光源8と表示パネル7との間に光学包装体120を設けたものであり、実施例4に係る表示装置は、光源8と表示パネル7との間に光学包装体130を設けたものである。
ここで、光学包装体100は、拡散板11、拡散シート12、プリズムシート13、拡散シート12を光源8側から順に重ね合わせてなる積層体を、光学機能部の設けられていない包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆ったものである。光学包装体110は、拡散板11、拡散シート12、プリズムシート13を光源8側から順に重ね合わせてなる積層体を、光射出領域22Aに拡散部27の設けられた包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆ったものである。光学包装体120は、拡散板11、拡散シート12を光源8側から順に重ね合わせてなる積層体を、光拡散機能を有する光射出側フィルム22の光射出領域22Aに、集光部26の設けられた包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆ったものである。光学包装体130は、光源像分割シート15、拡散板11、拡散シート12、プリズムシート13を光源8側から順に重ね合わせてなる積層体を、光射出領域22Aに拡散部27の設けられた包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆ったものである。なお、実施例2および実施例3においては、光学包装体120の光射出領域22Aに設けられた集光部26の材料が互いに異なっている。
一方、比較例1に係る表示装置は、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくしたものである。比較例2に係る表示装置は、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくすると共に、拡散板11、拡散シート12、プリズムシート13、拡散シート12を接着剤で互いに接合して重ね合わせたものである。比較例3に係る表示装置は、比較例1に係る表示装置と同様、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくしたものであるが、後述するように、比較例3に係る表示装置の光源の本数と、比較例1に係る表示装置の本数とが互いに異なっている。比較例4に係る表示装置は、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくすると共に、拡散板11と光源8との間に光源像分割シート15を追加したものである。比較例5に係る表示装置は、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくすると共に、拡散板11と拡散シート12との間に拡散シート12を1枚、追加したものである。比較例6に係る表示装置は、実施例1に係る表示装置において、包装フィルム20をなくすると共に、拡散板11と拡散シート12との間に拡散シート12を2枚、追加したものである。
なお、参考例、実施例1〜3に係る表示装置では光源8の数を20本とし、実施例4に係る表示装置では光源8の数を16本とした。また、比較例1、2に係る表示装置では光源8の数を20本とし、比較例3〜6に係る表示装置では光源8の数を16本とした。
次に、参考例の光学包括体100の作製手順について説明する。
(光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の作製)
まず、ポリプロピレン/ポリエチレン−ポリプロピレン系/ポリプロピレンを主成分とする組成物を、共押し出しによって延伸したのち、その延伸方向と直交する方向にさらに延伸し、延伸後に得られたオレフィン系シュリンクフィルムに対して熱固定処理を施した。これにより、厚みが29μmの光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を得た。
(加熱収縮特性評価)
次に、上述のようにして得られた光入射側フィルム21および光射出側フィルム22から、300mm角(300mm×300mm)の大きさのフィルムを金尺にて切り出したのち、それに対して送風乾燥機にて100℃×10分間処理したときの加熱収縮変化量を測定した。その結果、一の延伸方向に対して12%縮み、それと直交する延伸方向に対して15%縮んだ。このことから、光入射側フィルム21および光射出側フィルム22共に熱収縮性を有していることがわかる。
(拡散機能の光学特性)
次に、上述のようにして得られた光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の光学特性を確認した。測定には、村上色彩製のヘイズメーター(HM−150)を用いた。その結果、ヘイズ値(JIS−K−7136準拠)が6%、全光線透過率(JIS−K−7316準拠)が91%であった。
(包装フィルム20の作製)
支持体として、ポリカーボネートを主成分とする拡散板11(500mm×890mm×2mm)を用意し、市販の拡散シート12(恵和製BS−912:205μm×498mm×888mm)、レンズシート13(ソニー製ポリカーボネート樹脂、レンズピッチ185μm、双曲面形状、サイズ450μm×498mm×888mm)を用意した。次に、拡散板11、拡散シート12、レンズシート13、拡散シート12をこの順に積層して積層体を作製し、この積層体を、拡散板11側を下にして光入射側フィルム21上に設置し、その上に光射出側フィルム22を設置し、全体が540mm×950mmの寸法となるように四方を熱溶着により接合し、溶断した。このようにして、包括フィルム20を作製したのち、その包括フィルム20の端部にφ0.5mmのエア抜き用の穴を複数、開けた。
次に、積層体を内包する包括フィルム20を100℃に加温された送風乾燥機中にて加熱し、包括フィルム20を熱収縮させて、収縮力のかかった状態で積層体を覆った。このとき、包括フィルム20の端部の穴からエアを抜きつつ、冷却し、積層体と拡散シートとを密着させた。このようにして、参考例の光学包括体100を得た。
次に、実施例1の光学包括体110の作製手順について説明する。
(光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の作製)
まず、参考例と同様にして、厚みが29μmの光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を得た。次に、以下に挙げた各原料を以下に示した組成比で配合し、ディスパーにて3時間混合して、拡散性塗料を得た。次に、光射出側フィルム22に対してコロナ放電による易接着処理を行い、光射出側フィルム22上に、調整した拡散性塗料をグラビア塗布法により塗布し、スムージングした後、最高ドライヤー温度70℃にて乾燥させた。このようにして、厚さ6μmの拡散部27を光射出側フィルム22上に形成した。
<原料> <組成比>
ポリメチルメタクリレート主成分のアクリル樹脂: 100重量部
アクリルビーズ(φ5μm、芯球状): 30重量部
メチルエチルケトン溶剤: 300重量部
(加熱収縮特性評価)
次に、上述のようにして得られた、拡散部27を有する光射出側フィルム22の加熱収縮量を参考例と同様にして計測した。その結果、一の延伸方向に対して11%縮み、それと直交する延伸方向に対して13%縮んだ。このことから、拡散部27を付与した光射出側フィルム22は、拡散部27を付与する前と同様に熱収縮性を有していることがわかる。
(拡散機能の光学特性)
次に、上述のようにして得られた光射出側フィルム22の光学特性を確認した。測定には、村上色彩製のヘイズメーター(HM−150)を用いた。その結果、ヘイズ値(JIS−K−7136準拠)が92%、全光線透過率(JIS−K−7316準拠)が76%であった。
(包装フィルム20の作製)
次に、参考例と同様の拡散板11、拡散シート12、レンズシート13を用意し、これらをこの順序で積層して積層体を作製し、この積層体を、拡散板11側を下にして光入射側フィルム21上に設置し、その上に光射出側フィルム22を設置し、全体が540mm×950mmの寸法となるように四方を熱溶着により接合し、溶断した。このようにして、包括フィルム20を作製したのち、その包括フィルム20の四隅にエア抜き用の穴を開けた。次に、参考例と同様にして積層体と拡散シートとを密着させた。このようにして、実施例1の光学包括体110を得た。
次に、実施例2の包装フィルム20の作製手順について説明する。
(光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の作製)
まず、実施例1のフィルム材料をオレフィン系材料からポリエチレンナフタレートに変えて、2枚のアモルファス状のフィルムを作製した。次に、その一方のフィルムに対して2軸延伸を行い、光入射側フィルム21とした。また、他方のフィルムに対して、90°の頂角を有するプリズム形状が面内に並んだパターンを熱転写により成形した。その後、パターンを転写したフィルムに対して2軸延伸を行った。このようにして、集光機能だけでなく偏光分離機能も付与された集光部26を有する光射出側フィルム22を得た。
(加熱収縮特性評価)
また、熱固定処理を施すことにより得られたフィルムの加熱収縮量を参考例と同様にして計測した。その結果、一の延伸方向に対して12%縮み、それと直交する延伸方向に対して12%縮んだ。このことから、フィルム材料としてポリエチレンナフタレートを用いた場合にも、熱収縮性が得られることがわかる。
(包装フィルム20の作製)
次に、参考例と同様の拡散板11、拡散シート12を用意し、これらをこの順序で積層して積層体を作製し、この積層体を、拡散板11側を下にして光入射側フィルム21上に設置し、その上に光射出側フィルム22を設置し、全体が540mm×950mmの寸法となるように四方を熱溶着により接合し、溶断した。このようにして、包括フィルム20を作製したのち、その包括フィルム20の四隅にエア抜き用の穴を開けた。次に、参考例と同様にして積層体と拡散シートとを密着させた。このようにして、実施例2の光学包括体120を得た。
次に、実施例3の光学包括体120の作製手順について説明する。
(光入射側フィルム21および光射出側フィルム22の作製)
まず、参考例と同様にして、厚みが29μmの光入射側フィルム21および光射出側フィルム22を作製した。次に、光射出側フィルム22の表面にUV樹脂(硬化後の屈折率1.57)を塗布したのち、その表面に対してコロナ放電による易接着処理を行った。次に、その表面上に、90°の頂角を有するプリズム形状が面内に並んだ透明なポリオレフィン系樹脂を転写したのち、UV照射して硬化させ、型を剥離する。このようにして、集光部26を有する光射出側フィルム22を得た。
(包装フィルム20の作製)
その後、実施例2と同様にして、実施例3の光学包括体120を得た。
次に、実施例4の光学包括体130の作製手順について説明する。
まず、実施例1と同様にして、光入射側フィルム21と、拡散部27を有する光射出側フィルム22とを作製した。次に、断面形状が半径200μmの半円の320μm幅分が飛び出した形状と、5μmの平坦域となっているレンチキュラー型(プリズム)形状とが面内に周期的に繰り返された光源像分割シート15を熱成形により作製した。この光源像分割シート15は、拡散板11へ入射する光源量を均一化するためのものであり、厚さ300μmを有する。次に、光源像分割シート15、拡散板11、拡散シート12、レンズシート13、拡散シート12をこの順序で積層して積層体を作製し、この積層体を、拡散板11側を下にして光入射側フィルム21上に設置し、その上に光射出側フィルム22を設置し、全体が540mm×950mmの寸法となるように四方を熱溶着により接合し、溶断した。このようにして、包括フィルム20を作製したのち、その包括フィルム20の四隅にエア抜き用の穴を開けた。次に、参考例と同様にして積層体と拡散シートとを密着させた。このようにして、実施例4の光学包括体130を得た。
なお、比較例1〜6の表示装置に含まれる拡散板11および各種光学シートについては、これらに孔を設け、その孔をバックライトシャーシ(図示せず)に設けられたピンに係合することにより、表示装置内に固定した。
(信頼性評価)
次に、前実験として、ソニー製40インチの液晶TVのバックライトに装填されている拡散板の光源側の表面温度を熱電対にて計測した。その結果、拡散板表面の中央部の温度は63℃であった。また、実使用環境の上限温度である40℃の恒温槽中にて、拡散板表面の中央部の温度を熱電対にて測定した。その結果、拡散板表面の中央部の温度は68℃であった。そこで、上記測定結果を考慮して、以下の擬似的な環境内で各光学包装体または各積層体を保持して評価を行った。すなわち、70℃の高温低湿環境内に各光学包括体または各積層体を保存した後、拡散板11の反り量を、金尺にて計測した。その結果を表1、表2に示す。なお、表1に、光源8の数を20本としたもの(参考例、実施例1〜3、比較例1、2)の結果を示し、表2に、光源8の数を16本としたもの(実施例4、比較例3〜6)の結果を示した。
Figure 2009093136
Figure 2009093136
(TV実装評価)
次に、ソニー製40インチの液晶TVから拡散板などの光学素子を取り出し、その代わりに、参考例および実施例の光学包括体100,110,120,130、または各比較例の積層体を実装し、この液晶TVを点灯して輝度および画質を評価した。その結果を上記した表1,2に示した。ここで、輝度については、コニカミノルタ製のCS−1000にて測定し、参考例、実施例1〜3、比較例2の輝度については、比較例1の輝度を基準とする相対値で評価し、実施例4、比較例3〜6の輝度については、比較例3の輝度を基準とする相対値で評価した。
なお、画質を、以下に示した基準にて評価した。
点数: 正面輝度ムラ 斜視輝度ムラ
5点: なし なし
4点: なし 僅か
3点: 僅か 僅か
2点: 小さい 小さい
1点: 大きい 大きい
(評価結果)
比較例1の表示装置では、反りはほとんど発生していなかったものの、光源8の熱により拡散板11および各光学シートが熱膨張によって寸法変化し、局部的にたわみが発生していた。また、正面輝度および斜視輝度については、いずれも、局部的なたわみによって小さなムラが生じていた。
比較例2の表示装置では、大きな反りが発生し、一部で剥離が発生した。これは、拡散板11および各光学シートを、粘着剤を用いて一体化することによってそれらの剛性を高めることができたものの、それらの熱膨張係数の違いによって積層体が反り、その反りによって剥離が生じたものと思われる。また、正面輝度および斜視輝度については、いずれも、反りや剥離によって大きなムラが発生していた。また、比較例2の表示装置では、正面輝度が比較例1と比べて18%も低下した。これは、レンズシート13の上面に形成された凹凸形状が粘着剤で埋め込まれ、集光効果が低下したためと思われる。
比較例3の表示装置では、比較例1と同様、反りはほとんど発生していなかったが、局部的にたわみが発生していた。また、正面輝度および斜視輝度については、比較例1と比べて光源8の本数が少なかったため、比較例1よりも大きなムラが生じていた。
比較例4の表示装置では、比較例3と同様、反りはほとんど発生していなかったが、局部的にたわみが発生していた。また、正面輝度および斜視輝度についても、比較例3と同様、大きなムラが生じていた。また、正面輝度が比較例1と比べて3%程度低下した。これは、拡散板11の光源8側に設けた光源像分割シート15が光源8の熱によって変形したためと思われる。
比較例5、6の表示装置では、比較例3と同様、反りはほとんど発生していなかったが、局部的にたわみが発生していた。また、正面輝度および斜視輝度については、いずれも、拡散シート12を追加したことにより比較例3と比べてムラが若干改善しているものの、依然として小さなムラが発生していた。また、正面輝度が比較例1と比べて3〜4%程度低下した。これは、拡散シート12を追加したことにより、指向性が低下したためと思われる。
一方、参考例、実施例1〜4の表示装置では、しわ、たわみが発生しておらず、反りについてもほとんど発生していなかった。これは、包装フィルム20の引っ張り応力により、しわ、たわみ、反りの発生が抑制されているためと思われる。
また、参考例では、正面輝度が比較例1と比べて5%程度しか低下していなかった。このことから、光学包装体100は、包装フィルム20で拡散板11および各光学シートを包み込まずに、単に重ね合わせただけの場合と、正面輝度の大きさについてはおおむね同一であることがわかった。なお、5%の輝度ロスは、包装フィルム20の界面での反射によって生じたものと思われる。
実施例1では、正面輝度が比較例1と比べて1%程度しか低下しておらず、参考例と比べて界面での輝度ロスが改善されていることがわかった。これは、包装フィルム20の光射出側フィルムに拡散部27を設けたことにより、光射出側フィルムの界面での反射による輝度ロスが改善されたためと思われる。また、実施例2,3では、正面輝度が比較例1および参考例よりも大きくなっていた。これは、包装フィルム20の光射出側フィルムに集光部2を設けたことにより、光射出側フィルムの界面での反射による輝度ロスが改善されただけでなく、集光部26の集光機能によって輝度が増大したためと思われる。さらに、実施例2では、偏向分離機能付きの集光部26が設けられており、表示パネル7の入射側の偏向板による光の損失が抑えられるので、さらに正面輝度が高くなったと思われる。
また、実施例4では、輝度ムラが全くなかった。このことから、光源像分割シート15、拡散板11、拡散シート12、プリズムシート13を光源8側から順に重ね合わせてなる積層体を、包装フィルム20によって収縮力のかかった状態で覆うことにより、積層体を包装フィルム20で覆わなかった比較例4において生じていた輝度ムラをなくすることができることがわかった。また、包装フィルム20を用いることにより、通常、拡散板11の光射出側に配置していた光学シートを、拡散板11と光源8との間にも配置することが可能となるので、従来にない光機能層を拡散板11と光源8との間に新たに設けることが可能になることがわかった。
本発明の第1の実施の形態に係る光学包装体の上面および下面の構成の一例を表す平面図である。 図1の光学包装体のA−A矢視方向の断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る光学包装体の断面図である。 本発明の第3の実施の形態に係る光学包装体の上面および下面の構成の一例を表す平面図である。 図4の光学包装体のA−A矢視方向の断面図である。 図4の偏光分離部の作用について説明するための概念図である。 図4の光射出側フィルムの製造方法の一例について説明するための工程図である。 図4の光射出側フィルムの製造装置の一構成例を表す模式図である。 図4の光射出側フィルムの製造装置の他の構成例を表す模式図である。 図4の偏光分離部の製造方法の他の例について説明するための工程図である。 図4の偏光分離部の製造方法のその他の例について説明するための工程図である。 図4の光学包装体の一変形例の断面図である。 図4の光学包装体の他の変形例の断面図である。 図4の光学包装体のその他の変形例の断面図である。 本発明の第4の実施の形態に係る光学包装体の上面および下面の構成の一例を表す平面図である。 図15の光学包装体のA−A矢視方向の断面図である。 図16の拡散部の一例を表す断面図である。 図16の拡散部の他の例を表す断面図である。 図16の拡散部のその他の例を表す断面図である。 図16の拡散部のその他の例を表す断面図である。 図16の拡散部のその他の例を表す断面図である。 図16の拡散部のその他の例を表す断面図である。 図16の拡散部のその他の例を表す断面図である。 図16の光学包装体の一変形例の断面図である。 本発明の第5の実施の形態に係る光学包装体の上面および下面の構成の一例を表す平面図である。 図25の光学包装体のA−A矢視方向の断面図である。 図25の偏光分離部の作用について説明するための概念図である。 本発明の第6の実施の形態に係る光学包装体の上面および下面の構成の一例を表す平面図である。 図28の光学包装体のA−A矢視方向の断面図である。 図29の集光部の他の例の断面図である。 図1の光学包装体の一変形例の断面図である。 図11の光学包装体の他の変形例の断面図である。 図32の光学包装体の一変形例の断面図である。 図33の光学包装体の製造装置の概略図である。 図1の光学包装体の一変形例の断面図である。 一適用例にかかる表示装置の断面図である。 図35の表示装置の一変形例の断面図である。 図35の表示装置の他の変形例の断面図である。 参考例にかかる表示装置の断面図である。 実施例1にかかる表示装置の断面図である。 実施例2,3にかかる表示装置の断面図である。 実施例4にかかる表示装置の断面図である。
符号の説明
1〜6…光学包装体、7…表示パネル、7A…表示領域、8…光源、9…反射シート、10…積層体、11…拡散板、12…拡散シート、13…レンズフィルム、13A,15A,23A,24A,25A,26A…凸部、14…反射型偏光シート、15…光源像分割シート、20…包装フィルム、20A,20B…接合部、20C…開口部、21…光入射側フィルム、21A…光入射領域、22…光射出側フィルム、22A…光射出領域、23…光源像分割部、24…偏光分離部、25…異方性拡散部、26…集光部、27…拡散部、27A,27B,27C…光拡散部材、30…基材フィルム、31…透明樹脂。

Claims (32)

  1. 支持体と、
    収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う包装フィルムと
    を備えた光学包装体であって、
    前記包装フィルムは、当該光学包装体の一方の面側に光源を配置した際に、前記光源からの光が入射する第1領域および前記光源からの光が当該光学包装体を通過して射出する第2領域の少なくとも一方の領域に、前記光源からの光に対して作用する光学機能部を有する
    ことを特徴とする光学包装体。
  2. 前記包装フィルムは、熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する材料からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  3. 1または複数の光学シートを備え、
    前記包装フィルムは、収縮力のかかった状態で前記支持体および前記光学シートを覆う
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  4. 前記支持体および前記光学シートは、互いに重ね合わせてなる積層体を構成する
    ことを特徴とする請求項3に記載の光学包装体。
  5. 前記支持体は、拡散板である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  6. 前記光学機能部は、当該光学包装体の他方の面側に画像信号に基づいて駆動される表示パネルを配置した際に、前記表示パネルの表示領域と対応する領域全体に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  7. 前記光学機能部は、前記包装フィルムのうち当該光学機能部以外の部位と一体に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  8. 前記包装フィルムの厚さは、5μm以上100μm以下である
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  9. 前記包装フィルムは赤外に吸収帯を持つ材料を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  10. 前記光学機能部は、前記支持体側の表面および前記支持体とは反対側の表面の少なくとも一方に、複数の凸部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  11. 前記各凸部は、線状または錐体状となっている
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  12. 前記各凸部は、一の方向に延在する柱形状となっており、
    前記各凸部の表面は、曲面および傾斜角の異なる複数の平面の少なくとも一方で構成されている
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  13. 前記複数の凸部は、一の方向に延在すると共に前記一の方向と交差する方向に並列配置されている
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  14. 前記各凸部は、頂部に当該凸部の突出方向に突出した曲面を有する多角柱形状となっている
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  15. 前記複数の凸部は、一の方向に並列配置されると共に前記一の方向と交差する方向に並列配置され、かつ面内に形状異方性および屈折率異方性を有する
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  16. 前記各凸部は、前記一の方向に延在する柱形状となっており、
    前記各凸部における前記一の方向の屈折率が前記各凸部における前記一の方向と交差する方向の屈折率よりも大きい
    ことを特徴とする請求項15に記載の光学包装体。
  17. 前記各凸部は、前記一の方向に延在する柱形状となっており、
    前記各凸部における前記一の方向の屈折率が前記各凸部における前記一の方向と交差する方向の屈折率よりも小さい
    ことを特徴とする請求項15に記載の光学包装体。
  18. 前記各凸部は、半球状となっている
    ことを特徴とする請求項10に記載の光学包装体。
  19. 前記光学機能部は、複数の微粒子を含み、
    前記各凸部の表面形状は、前記微粒子によって形成されている
    ことを特徴とする請求項18に記載の光学包装体。
  20. 前記各凸部は、前記包装フィルムのうち当該凸部に接する部分と同一材料で一体に形成されている
    ことを特徴とする請求項18に記載の光学包装体。
  21. 前記包装フィルムは、前記支持体を覆う基材フィルム上に前記光学機能部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  22. 前記光学機能部は、複数の微粒子を含む
    ことを特徴とする請求項21に記載の光学包装体。
  23. 前記微粒子は、前記光学機能部の表面に露出している
    ことを特徴とする請求項22に記載の光学包装体。
  24. 前記微粒子は、前記光学機能部の内部に埋め込まれている
    ことを特徴とする請求項22に記載の光学包装体。
  25. 前記包装フィルムは、前記支持体を覆う基材フィルム内に前記光学機能部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の光学包装体。
  26. 光学包装体と、前記光学包装体に向けて光を射出する光源と、前記光源および前記光学包装体を支持する筐体とを備え、
    前記光学包装体は、
    支持体と、
    収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う包装フィルムと
    を有し、
    前記包装フィルムは、前記光源からの光が入射する第1領域および前記光源からの光が当該光学包装体を通過して射出する第2領域の少なくとも一方の領域に、前記光源からの光に対して作用する光学機能部を有する
    ことを特徴とする照明装置。
  27. 前記光学機能部は、前記表示パネルの表示領域と対応する領域全体に形成されている
    ことを特徴とする請求項26に記載の照明装置。
  28. 画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
    前記表示パネルを照明するための光を発する光源と、
    前記表示パネルと光源との間に設けられた光学包装体と
    を備え、
    前記光学包装体は、
    支持体と、
    収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う包装フィルムと
    を有し、
    前記包装フィルムは、前記光源からの光が入射する第1領域および前記光源からの光が
    当該光学包装体を通過して射出する第2領域の少なくとも一方の領域に、前記光源
    からの光に対して作用する光学機能部を有する
    ことを特徴とする表示装置。
  29. 前記光学包装体は、
    前記光学包装体の前記支持体側の表面と、前記支持体のうち前記光源側の表面との間に、少なくとも一方の面に線状または錐体状の複数の突起を有する光源像分割シートを有し、
    前記光学機能部が、前記第2領域に設けられると共に、複数の凸部を有し、
    前記各凸部は、一の方向に延在する柱形状となっており、
    前記各凸部における前記一の方向の屈折率が前記各凸部における前記一の方向と交差する方向の屈折率よりも大きい
    ことを特徴とする請求項28に記載の表示装置。
  30. 前記光学包装体は、
    前記光学包装体の前記支持体側の表面と、前記支持体のうち前記光源側の表面との間に、少なくとも一方の面に線状または錐体状の複数の突起を有する光源像分割シートを有し、
    前記光学機能部が、前記第1領域および前記第2領域のうち少なくとも前記第2領域に設けられると共に、拡散機能を有する
    ことを特徴とする請求項28に記載の表示装置。
  31. 熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する樹脂からなる平坦な第1樹脂フィルムを面内の一の方向に、または前記一の方向だけでなく前記一の方向と交差する方向にも延伸したのち、前記延伸後の第1樹脂フィルムの一の面に、光源からの光に対して作用する光学機能部を形成する工程と、
    支持体を前記光学機能部と対向配置すると共に、前記光学機能部の形成された第1樹脂フィルムと、熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する第2樹脂フィルムとを、前記支持体を間に挟み込んで重ね合わせたのち、接合する工程と、
    前記光学機能部の形成された第1樹脂フィルムと、前記第2樹脂フィルムとを収縮させ、収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う工程と
    を含むことを特徴とする光学包装体の製造方法。
  32. 熱収縮性、伸縮性およびエネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する樹脂からなる平坦な第1樹脂フィルムの一の面に、光源からの光に対して作用する光学機能部を形成したのち、前記光学機能部の形成された第1樹脂フィルムを面内の一の方向に、または前記一の方向だけでなく前記一の方向と交差する方向にも延伸する工程と、
    支持体を前記光学機能部と対向配置すると共に、前記延伸後の第1樹脂フィルムと、熱収縮性、伸縮性、エネルギー線収縮性の少なくとも一つの性質を有する第2樹脂フィルムとを、前記支持体を間に挟み込んで重ね合わせたのち、接合する工程と、
    前記延伸後の第1樹脂フィルムと、前記第2樹脂フィルムとを収縮させ、収縮力のかかった状態で前記支持体を覆う工程と
    を含むことを特徴とする光学包装体の製造方法。
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