JP2009122420A - 光学シート及びそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気層のつぶれ防止と、接合層の剥がれ防止とを両立することができる光学シート及びそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】光源２０ａからの光を拡散する拡散層７と、拡散層７の射出側に配置され、アレイ状のレンズが配列されたレンズ部１と、拡散層７とレンズ部１との間に形成され、レンズのそれぞれに対する光の入射範囲を規制する空気層５ａを備えた反射部５と、を有する光学シート２１において、拡散層７と反射部５とが接合層６を介して一体化され、接合層６の構成材料の酸価ａが２０≦ａ≦６０に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学シート及びそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置に関するものである。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるディスプレイ装置は、提供される画像等の情報を認識するために、光源（バックライト）を内蔵している。この光源で消費する電力は、ディスプレイ装置全体で消費する電力の相当部分を占めており、総電力の低減が強く要望される昨今においては、光源の利用効率を向上させることが要求されている。

この問題を解決する手段として、輝度向上フィルム（ＢＥＦ；Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：米国３Ｍ社の登録商標）を備えたものが広く使用されている。
ＢＥＦは、透明基材上に断面三角形状の単位プリズムを一方向に周期的に配列したフィルムである。このプリズムは、光の波長に比較して大きいサイズ（ピッチ）で形成されている。ＢＥＦは、“軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）”に方向転換（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）、または“リサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）”する。そのため、ディスプレイの使用時（観察時）には、光源から発光する光線をＢＥＦによって軸外輝度を低下させることで、軸上輝度を増大させることができる。
なお、「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向である。

ＢＥＦにおいて、プリズムの反復的アレイ構造が１方向のみの配列では、その配列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能である。そこで、水平面における横方向及びこれに直交する縦方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の配列方向が互いに略直交するように２枚のＢＥＦを重ねて組み合わせて用いることもある。このように、ＢＥＦの採用により、電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
ＢＥＦに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイ装置等の光学シートに採用することは、多数の特許文献に開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

上述したＢＥＦを輝度制御部材として用いた光学シートを備えた、例えばエッジライト方式のディスプレイ装置では、光源からの光がプリズムの傾斜面から射出する。そして、プリズムの傾斜面から射出した光は、その屈折作用によって軸上方向を光の中心として制御された或る角度範囲の光として出射され、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御される。
しかしながら、これと同時にプリズムの一方の傾斜面を界面として反射され、他方の傾斜面で屈折する光成分が、視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまうという不具合があった。

図３は、縦軸を光強度、横軸を軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）を中心とする観察者の視野角とした、ディスプレイ装置における視野角に対する輝度分布を示す図である。
図３に示すように、上述したＢＥＦの光学シートを備えたディスプレイ装置についての光強度分布は、破線Ｂで示すように、視聴者の視覚方向Ｆ（図１参照：軸上方向にあたる）の角度０°における光強度が最も高められるものの、視覚方向Ｆ（軸上方向）に対して水平方向における射出角度が両側（±）方向に次第に変化するに従って光強度が徐々に減少する。そして、横軸に一致する±９０°近辺の射出角度では、視野方向から外れるサイドローブ光が小さな光強度ピークとして示される。このサイドローブ光は観察者の視野から外れるため、プリズムの横方向から無駄に出射される光が増えてしまうという問題がある。
一般的には、一方のプリズムの並列される方向に対して他方のプリズムが略直交する様に、２枚のプリズムシートが重ねて併用される使用形態が普及している。図３に示すグラフの破線Ｂは、ＢＥＦの光学シート（プリズムシート）１枚だけの場合の光強度分布である。そのため、図３に破線Ｂで示すサイドローブ光の光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、実線Ａで略正規分布曲線として示す、±９０°近辺でのサイドローブ光による光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が好ましい。

一方、軸上輝度のみが過度に増大すると、グラフ中の山の幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定される。
そのため、グラフ中の山の幅を適度に拡げるために、光学シートに光拡散部材（拡散層）を設けることが考えられる。ところが、この場合には光学部材の数が増加し、輝度が低下する現象が生じる。
特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報

このような欠点を克服するために、ＢＥＦ等の輝度制御部材と拡散層との界面に空気層を形成したものがある。この空気層は、一度拡散層で拡散した光が、空気層における界面屈折を利用することで、レンズに対して大きな入射角で入射する光を、中央に再度集めるものであり、中心輝度の向上を図ることができる。
しかし、輝度制御部材と拡散層とを一体化する上で、空気層の形状（容積）を変形させずに保持することが難点となっている。そこで、開口部を有する反射層を、輝度制御部材と拡散層との間のスペーサーとして用い、該反射層間の開口部を空気層として形成することが考えられる。これにより、粘着剤や接着剤等の接合材料を介して、拡散層と輝度制御部材とを貼り合わせることで、空気層の形状を変形させずに保持することができる。

しかしながら、上述のような構成の場合、以下のような問題点がある。
すなわち、接合材料による拡散層と輝度制御部材との貼り合わせには、空気層を潰さない程度に接合材料を薄膜化する必要がある。しかし、接合材料を薄膜化することで、拡散層の表面凹凸が空気層内に浮き出て、接合層の密着性が低下し、接合層が剥がれてしまうという問題がある。また、拡散層と輝度制御部材との十分な密着性を確保するために、柔軟な接合材料を使用すると、これらの流動性から反射層で押圧された硬化前の接合材料が、周辺の開口部に侵入し、開口部が埋まってしまう。これにより、空気層がつぶれ、空気層が失われた状態で硬化されるといった問題がある。その結果、個々の空気層の状態がばらついて不均一であるため、一層の輝度ムラを発生するという不具合があった。

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、空気層となる開口部のつぶれ防止と、接合層の剥がれ防止とを両立することができる光学シート及びそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、第一の発明は、光源からの光を拡散する拡散層と、該拡散層の射出側に配置され、アレイ状の光学素子が配列された光学素子部と、前記拡散層と前記光学素子部との間に形成され、前記光学素子のそれぞれに対する光の入射範囲を規制する開口部を備えた反射部と、を有する光学シートにおいて、前記拡散層と前記反射部とが接合層を介して一体化され、前記接合層の構成材料の酸価ａが２０≦ａ≦６０に設定されていることを特徴とする。
ここで、「酸価」とは、接合層の構成材料の油分１ｇ中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのｍｇ数を示し、反応点の指標となるものである。酸価が高ければ反応点は多く、低ければ反応点は少ない。接合層中に含まれる硬化剤との反応を考えた場合、反応点が多く存在するほど、架橋は進行し、接合層としては硬くなる方向へ進む。接合層の硬さは、密着力とトレードオフの関係にあるため、空気層となる開口部を保持しつつ、必要な密着力を維持する最適な酸価が存在するものと考えられる。
この構成によれば、接合層の構成材料の酸価ａを２０≦ａに設定することにより、空気層となる開口部のつぶれ防止が可能になり、ａ≦６０に設定することにより接合層の剥がれ防止が可能になる。そのため、開口部のつぶれ防止と、接合層の剥がれ防止とを両立することができ、開口部の形状のばらつきを抑制することができる。これにより、拡散層で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができるため、光学素子に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制することができる。

第二の発明は、前記接合層の構成材料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記接合層の厚みｂが５μｍ≦ｂ≦５０μｍに設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、接合層の厚みｂを５μｍ≦ｂに設定することで、拡散層と反射部とを貼り合わせた際に、接合層の剥がれ防止が可能になり、また接合層の厚みｂをｂ≦５０μｍに設定することで、空気層となる開口部のつぶれ防止が可能になる。これにより、開口部の形状を確保することができるため、光源から射出される光が所望の屈折効果を得ることができる。

第三の発明は、前記接合層の構成材料は、光拡散微粒子を含有し、該光拡散微粒子の分解温度が２００℃以上に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、光学シートを高温下に曝した際でも、接合層の密着性を維持して、拡散層や反射部の剥がれを抑制することができる。そのため、高品質な光学シートを提供することができる。

第四の発明は、前記光拡散微粒子の粒度が、３０μｍ以下に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、接合層の被膜強度を確保した上で、開口部のつぶれや、拡散層や反射部の剥がれを抑制することができる。

第五の発明は、前記光拡散微粒子は、１０％以上３０％以下の重量割合で前記接合層の構成材料に混合されていることを特徴とする。
この構成によれば、接合層中の光拡散微粒子の重量割合を１０％以上に設定することで、開口部のつぶれを抑制することができ、光拡散微粒子の重量割合を３０％以下に設定することで接合層の密着性を維持することができる。

第六の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学シートを備えていることを特徴とするバックライトユニットである。
この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シートを備えているため、高性能なバックライトユニットを提供することができる。

第七の発明は、請求項６記載のバックライトユニットを備えていることを特徴とするディスプレイ装置である。
この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できるバックライトユニットを備えているため、高性能なディスプレイ装置を提供することができる。

本発明によれば、開口部のつぶれ防止と、接合層の剥がれ防止とを両立することができる。これにより、拡散層で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、光学素子に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制することができる。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（ディスプレイ装置）
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。なお、図１においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜異ならせてある。

図１に示すように、本実施形態のディスプレイ装置１００は、光源部２０および、光学シート２１、液晶表示部２２がこの順に積層され、液晶表示部２２から、図示上側に向けて、画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面視矩形状の画像を表示するものである。
光源部２０と光学シート２１とは、バックライトユニット２３を構成している。
以下では、このような配置に基づいて、図１の上方向を単に表示画面側（射出側）、下方向を単に背面側と称する場合がある。

光源部２０は、紙面左右方向に延びるライン状の発光部が紙面奥行き方向に沿って等間隔に配置された複数の光源２０ａと、これら光源２０ａを背面側から覆って表示画面側が開口された反射板２０ｂとで構成される直下型方式を採用している。
光源２０ａとしては、例えば、冷陰極管などを用いることができるが、複数のＬＥＤ素子を紙面奥行き方向に沿うライン上に配列したＬＥＤ光源などを採用してもよい。ただし、光源部２０は、光学シート２１の背面側に白色光を出射できればこのような構成には限定されず、周知のいかなる構成の光源部を採用してもよい。例えば、導光板の側面にライン状光源を配置したエッジライト式の面光源などを採用してもよい。

光学シート２１は、光源部２０から表示画面側に射出される光の一部を集光して、表示画面側に透過させ、他の光を光源部２０側に反射して光源部２０に再入射させるものであり、背面側から表示画面側に向けて、拡散層７、接合層６、反射部５、及びレンズ部（光学素子部）１が、この順に積層されてなる。すなわち、後述するように、反射部５で形成される空気層５ａの形成領域では、接合層６、レンズ部１がこの順に積層されている。

拡散層７は、光源部２０の表示画面側を覆う位置に設けられた板状部材である。拡散層７は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものとされる。拡散層７は、光源部２０から表示画面側に出射される光Ｐを拡散させるものであり、複数の光源２０ａによる図示水平方向の照度ムラを抑制するとともに、表示光に適宜の視野角を付与することができるようになっている。なお、拡散層７の透明樹脂としては、例えば、ＰＣ（ボリカーボネート）樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂及びフルオレン樹脂等を使用することができる。

反射部５は、空気層５ａと反射層５ｂとを備えている。
反射層５ｂは、レンズ部１の背面側において、紙面奥行き方向に延びる断面視矩形状のものであり、紙面左右方向に沿って等間隔に複数配列され、ストライプ状に形成されている。反射層５ｂは、光源部２０から射出される光Ｐうち、反射層５ｂに入射する光を背面側に反射し、この反射光を反射板２０ｂで再反射させるものである。そして、反射板２０ｂで再反射した光を、再度、表示画面側へ射出させることで、光の利用効率を高めることができる。反射層５ｂの材質は、例えば金属粒子、または二酸化チタン等の高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布形成、または転写形成したもの、金属箔をラミネート形成したもの、金属材料を蒸着したもの等を採用することができる。なお、反射層の断面形状は、矩形断面には限定されない。例えば、背面側に縮幅する台形断面や、これら矩形断面、台形断面の背面側の角部を丸めた断面形状などを採用することができる。

各反射層５ｂの間には、開口部が形成されており、この開口部が空気層５ａとして構成されている。この空気層５ａは、接合層６の表示画面側の表面とレンズ部１の背面側の界面との間で、レンズ部１における後述する複数のレンズのそれぞれに対する光の入射範囲を規制するものである。空気層５ａは、後述する接合層６より屈折率が低く構成されており、一度拡散層７で拡散した光が、接合層６と空気層５ａとの間で界面屈折することで、空気層５ａを通過してレンズ部１に対して大きな入射角で入射する光を、中央に再度集めることができる。

レンズ部１は、空気層５ａを通って表示画面側に透過する拡散光を集光するため、複数の光学素子、例えばレンズを、それぞれ異なる空気層５ａに対向させて等間隔でアレイ状に配列したものである。レンズ部１は、例えばＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。もしくは紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂を用いて成形することができる。

レンズ部１は、表示画面側に凸に形成されたレンズ面１ａが図中紙面奥行き方向に延ばされた凸シリンドリカルレンズを単位レンズとする、凸シリンドリカルレンズアレイからなる。すなわち、レンチキュラーレンズとして構成されている。
なお、レンズ面の形状は、必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。

ここで、接合層６は、反射部５が設けられたレンズ部１に対して拡散層７を積層一体化するためのものであり、拡散層７と反射部５とが接合層６を介して貼りあわされている。接合層６の構成材料としては、光透過性の粘着剤等が挙げられる。本実施形態の粘着剤の主原料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系等の高分子材料のうち少なくとも何れかからなり、これら高分子材料中に粘着付与剤、粘着調整剤等の添加剤を含んでいるものが好ましい。また、粘着剤には、球形または無定形の形状で、かつ有機または無機の微粒子からなる光拡散性微粒子が含まれている。

接合層６に用いられる粘着剤の具体的な製造方法としては、まず光拡散微粒子を分散させた有機溶剤中に主原料の高分子材料、様々な添加剤を混合撹拌することで、光拡散微粒子を粘着剤中に分散させ、分散液を製造する。さらに、この分散液に架橋剤を混合し、基材に塗布・乾燥を行うことによって粘着剤が得られる。この時用いる基材は、安価なＰＥＴ等の基材に離型処理を施したフィルムを使用しても良い。また、基材への塗布方式、乾燥方式としては特に制限はない。

ところで、粘着剤による拡散層と反射層との貼り合わせには、反射部における空気層を潰さない程度に粘着剤を薄膜化する必要がある。しかし、粘着剤を薄膜化することで、拡散層の表面凹凸が空気層内に浮き出て、接合層の密着性が低下し、接合層が剥がれてしまうという問題がある。また、拡散層と反射層との十分な密着性を確保するために、柔軟な粘着剤を使用すると、これらの流動性から反射層で押圧された硬化前の粘着剤が、周辺の開口部（空気層）内に侵入し、空気層が埋まってしまう。これにより、空気層がつぶれてしまい、空気層が失われた状態で硬化されてしまうといった問題がある。その結果、個々の空気層の状態がばらついて不均一であるため、一層の輝度ムラを発生するという不具合があった。
一般に接合層による貼り合わせにおいては、接合層の厚みが厚い程、密着力の向上を期待できるが、接合層の流動性が増加して空気層を容易に埋めてしまう。一方、接合層の厚みを薄くすることで、流動性は抑えられるが、密着力不足で剥がれが生じてしまう。

そこで、本願の発明者は、上述した接合層６に用いる粘着材の酸価や厚み、接合層６に含まれる光拡散微粒子の分解温度、粒度、添加量等を適正な値に設定することで、接合層６の剥がれの防止と、空気層５ａのつぶれの防止とを両立できることを見出した。

本実施形態における「酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）」とは、粘着剤（接合層）の油分１ｇ中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのｍｇ数を示し、反応点の指標となるものである。酸価が高ければ反応点は多く、低ければ反応点は少ない。粘着剤中に含まれる硬化剤との反応を考えた場合、反応点が多く存在するほど、架橋は進行し、粘着剤としては硬くなる方向へ進む。粘着剤の硬さは、密着力とトレードオフの関係にあるため、空気層５ａを保持しつつ、必要な密着力を維持する最適な酸価が存在するものと考えられる。具体的には、粘着材（接合層）の酸価ａは２０≦ａ≦６０に設定されていることが好ましい。これは、接合層６が８０℃以上の高温下で保持された場合、粘着材の酸価ａがあまり高すぎても密着力を維持できなくなり、あまり低すぎても粘着剤が軟らかくなってしまい、空気層５ａ内に侵入し、空気層５ａのつぶれを抑制できないからである。

以下に、酸価の測定方法を示す。
まず、粘着剤のサンプル（１ｇ程度）を有機溶媒に溶解する。この溶液に、水酸化カリウムエタノール溶液を添加滴定する。そして、着色が所定時間維持された時点の滴定量Ａ（ｍｌ）を記録する。
酸価の算出は、以下の式で行われる。
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）＝（Ａ）×（５６．１）×（ｆ）／（サンプル重量ｇ）
なおＡは滴定量（ｍｌ）であり、ｆは水酸化カリウムエタノール溶液の規定数等を含む定数である。

また、粘着剤に含まれる光拡散微粒子は、接合層６が所望の屈折率を有するように調整され、その粒度は接合層６の厚みよりも十分に小さければ特に制限はない。ただし、粘着剤と混合した際、その粒度は３０μｍ以下であることが好ましい。光拡微粒子の粒度が３０μｍを超える場合、接合層６の皮膜強度が低下し、空気層５ａのつぶれを抑制できない。

また、接合層６の厚みｂ（図１参照）は、５μｍ≦ｂ≦５０μｍに設定されていることが好ましい。この厚みｂは、上述した光拡散微粒子がスペーサーとなって空気層５ａを保持することが可能な場合、所望の光の屈折効果を得るために、５０μｍ位までは空気層５ａを確保したいからである。
さらに、光拡散微粒子の接合層６中の重量割合ｃは、１０％≦ｃ≦３０％に設定されていることが好ましい。これは、光拡散微粒子の接合層６中の重量割合ｃが、あまり高すぎると密着力を維持できなくなり、あまり低すぎても空気層５ａのつぶれを抑制できないからである。

次に、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。
ここで、本願の発明者は、上述した本実施形態における光学シートと同様の構成からなり、組成の異なる様々な粘着剤を介して拡散層と反射部とを一体化した様々なサンプルシート（１０ｃｍ×３０ｃｍ）を作成し、これらサンプルシートを用いて環境試験を行った。そして、試験後における空気層のつぶれ・拡散層や反射層の剥がれの状態を評価した。本環境試験の試験方法は、上述したサンプルシートを温度９０℃の環境下に２４時間、温度８０℃の環境下に５００時間、温度６０℃・湿度９５％の環境下に５００時間曝し、その後のサンプルシートの変化を目視で確認した。

各実施例のサンプルシートに用いた粘着剤の組成は以下の通りである。なお、各実施例の比較対象として、粘着剤の酸価ａが、ａ＜２０、６０＜ａの粘着剤により拡散層と反射部とを貼り合わせたサンプルシートを用いた。
＜実施例１>
粘着材の酸価ａ：２０．０
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：無
＜実施例２＞
粘着材の酸価ａ：３３．５
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：無
＜実施例３＞
粘着材の酸価ａ：６０
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：無
＜比較例１＞
粘着材の酸価ａ：１７．４
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：無
＜比較例２＞
粘着材の酸価ａ：８３．８
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：無

以上の条件で測定を行った結果、以下の表１に示すような結果が得られた。ここで、環境試験の評価基準を説明する。図２はサンプルシート（光学シート）の平面図であり、環境試験の評価基準を説明する説明図である。なお、図２中の鎖線Ｇは、サンプルシートにおける４隅の４×４ｍｍ^２の範囲を示している。
表１中空気層のつぶれ「◎」は、サンプルシートの面上において、空気層のつぶれが全くない状態を示し、「○」は、サンプルシートにおける４隅の空気層が若干つぶれているが、中鎖線Ｇの範囲に収まっている状態であることを示している。また「×」は、空気層のつぶれがサンプルシートにおける鎖線Ｇの範囲を超えている状態であること（図２中符号Ｋ参照）、もしくはレンズ部（図１参照）のレンズの配列方向に沿った形状で空気層のつぶれが観測された場合（図２中符号Ｌ参照）を示している。
また、剥がれ「◎」は、拡散層と反射層（ともに図１参照）とが全く剥がれのない状態を示し、「○」は、サンプルシートにおける４隅で拡散層や反射層が若干剥がれているが、図２中鎖線Ｇの範囲に収まっている状態であることを示している。「×」は、拡散層や反射層の剥がれがサンプルシートにおける鎖線Ｇの範囲を超えている状態（図２中符号Ｋ参照）であることを示している。
以上の評価に基づいて、空気層のつぶれと、拡散層や反射層の剥がれとの両者の評価が「○」以上の評価であった場合、良品の光学シートであると判定する。

表１に示すように、比較例１（酸価ａが１７．４）では、拡散層や反射層の剥がれは全くなく、良好な状態が維持できた。しかしながら、空気層のつぶれについては、サンプルシートの４隅やレンズ部のレンズ面の背面側等で、空気層がつぶれてしまう箇所が多く確認された。これは、粘着剤の酸価ａをａ＜２０に設定すると、粘着剤が軟らかく、サンプルシートを高温化に保持した際に、粘着剤の流動性が増加することが考えられる。その結果、拡散層と反射層とを貼り合わせる際に、反射層に押圧された粘着剤が周辺の空気層内に侵入し、空気層が埋まって、つぶれてしまうことが考えられる。

一方、比較例２（酸価ａが８３．８）では、空気層のつぶれは全くなく、良好な状態が維持できた。しかしながら、拡散層や反射層の剥がれについては、サンプルシートの４隅等で、剥がれてしまう箇所が多く確認された。これは、粘着剤の酸価ａを６０＜ａに設定すると、粘着剤が硬くなってしまい、密着力が低下することが考えられる。そのため、サンプルシートを高温下に保持して、サンプルシートが反ってしまうと、この反りに粘着剤が追従できなくなってしまう。その結果、粘着剤と反射層との界面、あるいは粘着剤と拡散層との界面で剥がれが生じてしまう。

これに対して、実施例１〜３のように、酸価ａを２０≦ａ≦６０に設定することで、空気層のつぶれ、拡散層や反射層の剥がれがともに少なく、良好な状態の光学シートを得ることができた。

また本願の発明者は、粘着剤の主材料中に様々な分解温度の光拡散微粒子を混合したサンプルシートを用い、上述した試験条件と同様の環境試験を行い、試験後における空気層のつぶれ、拡散層や反射層の剥がれ、圧痕耐性の状態を評価した。ここで、圧痕耐性とは、サンプルシートを作成するにあたって、拡散層と反射層とを貼り合わせる際に用いる貼合ロールを、１５秒間サンプルシートに押し当て、その押し当てた時点での状態と、貼合ロールによる押し当てを解除してから５分経過後の状態とを比較した。そして圧痕耐性「○」は、５分経過後に空気層のつぶれが確認されない、もしくは軽減された状態であることを示し、「×」は、５分経過後でも空気層のつぶれがはっきりと確認された状態であることを示している。

各実施例のサンプルシートに用いた粘着剤の組成は以下の通りである。なお、各サンプルシートにおける粘着剤の酸価ａは、全て３３．５に設定した。また各実施例の比較対象として、光拡散微粒子の分解温度が、２００℃より低い粘着剤により貼り合わせたサンプルシートを用いた。

＜実施例４>
粘着材の酸価ａ：３３．５
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：有
光拡散微粒子の分解温度：２００℃
＜実施例５>
粘着材の酸価ａ：３３．５
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：有
光拡散微粒子の分解温度：２２０℃
＜比較例３>
粘着材の酸価ａ：３３．５
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：有
光拡散微粒子の分解温度：１６０℃
＜比較例４>
粘着材の酸価ａ：３３．５
粘着剤中の光拡散微粒子の有無：有
光拡散微粒子の分解温度：１９０℃

表２に示すように、光拡散微粒子の分解温度が２００℃より低い場合では、空気層のつぶれについては良好な状態を維持することができるが、サンプルシートにおける広い範囲で剥がれが生じてしまう。これは、分解温度が２００℃より低い光拡散微粒子にあっては、高温時に光拡散微粒子中の分子が分解されるため、粘着剤の密着性が低下してしまうことが考えられる。また、圧痕耐性についても、貼合ロールによる押し当てが解除されてから５分経過後であっても、空気層のつぶれが残存していた。
これに対して、実施例４，５のように光拡散微粒子の分解温度が２００℃以上の場合では、空気層のつぶれと、拡散層や反射層の剥がれとの両者において、良好な結果が得られた。また、圧痕耐性についても、貼合ローラによる押し当てが解除されてから５分経過後には、空気層のつぶれはなくなっているか、もしくは軽減されていることが確認された。

このように、上述の実施の形態によれば、拡散層７と反射層５ｂとが接合層６を介して一体化され、接合層６の粘着剤の酸価ａが２０≦ａ≦６０に設定されている構成とした。
この構成によれば、接合層６となる粘着剤の酸価ａを２０≦ａに設定することにより、空気層５ａのつぶれ防止が可能になり、ａ≦６０に設定することにより接合層６の剥がれ防止が可能になる。そのため、空気層５ａのつぶれ防止と、接合層６の剥がれ防止とを両立することができ、空気層５ａの形状のばらつきを防ぐことができる。これにより、拡散層７で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、レンズ部１に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制することができる。
また、接合層６の厚みｂを５μｍ≦ｂに設定することで、拡散層７と反射層５ｂとを貼り合わせた際に、接合層６の剥がれ防止が可能になり、また接合層６の厚みｂをｂ≦５０μｍに設定することで、空気層５ａのつぶれ防止が可能になる。空気層５ａの形状を確保することができるため、光源２０ａから射出される光が所望の屈折効果を得ることができる。

さらに、光学シート２１を高温下に曝した際でも、接合層６の密着性を維持して、拡散層７や反射層５ｂの剥がれを抑制することができる。そのため、高品質な光学シート２１を提供することができる。
また、光拡散微粒子の粒度を３０μｍ以下に設定することで、接合層６の被膜強度を確保した上で、空気層５ａのつぶれや、拡散層７や反射層５ｂの剥がれを抑制することができる。
また、接合層６中の光拡散微粒子の重量割ｃ合を１０％≦ｃに設定することで、空気層５ａのつぶれを抑制することができ、光拡散微粒子の重量割合ｃをｃ≦３０％に設定することで接合層６の密着性を維持することができる。
このように、空気層５ａのつぶれ防止と、接合層６の剥がれ防止とを両立し、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シート２１を備えているため、高性能なバックライトユニット２３およびディスプレイ装置１００を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、ディスプレイ装置として、特にカラー表示の構成について説明しなかったが、液晶表示部と光学シートとの間などにカラーフィルタを設けるといった周知の構成を付加すれば、カラー表示を行うディスプレイ装置にも適用できることは言うまでもない。
また、本発明による光学シートは、レンチキュラーレンズシートに限定されることなく、プリズムシートやその他の単位レンズをアレイ状に配列したものに適用できる。

本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態における環境試験に用いたサンプルシートの平面図であり、環境試験の評価基準を説明する説明図である。 光学シートの透過光の光強度分布を示すグラフである。

符号の説明

１…レンズ部（光学素子部） ７…拡散層 ５…反射部 ５ａ…空気層（開口部） ５ｂ…反射層 ６…接合層 ２０ａ…光源 ２３…バックライトユニット １００…ディスプレイ装置

Claims (7)

1. 光源からの光を拡散する拡散層と、
   該拡散層の射出側に配置され、アレイ状の光学素子が配列された光学素子部と、
   前記拡散層と前記光学素子部との間に形成され、前記光学素子のそれぞれに対する光の入射範囲を規制する開口部を備えた反射部と、を有する光学シートにおいて、
   前記拡散層と前記反射部とが接合層を介して一体化され、前記接合層の構成材料の酸価ａが２０≦ａ≦６０に設定されていることを特徴とする光学シート。
2. 前記接合層の構成材料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記接合層の厚みｂが５μｍ≦ｂ≦５０μｍに設定されていることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
3. 前記接合層の構成材料は、光拡散微粒子を含有し、該光拡散微粒子の分解温度が２００℃以上に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学シート。
4. 前記光拡散微粒子の粒度が、３０μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項３記載の光学シート。
5. 前記光拡散微粒子は、１０％以上３０％以下の重量割合で前記接合層の構成材料に混合されていることを特徴とする請求項３または請求項４記載の光学シート。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学シートを備えていることを特徴とするバックライトユニット。
7. 請求項６記載のバックライトユニットを備えていることを特徴とするディスプレイ装置。

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