JP2009175166A - 光学シート、バックライトユニットおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】突起部の投影面積削減と密着力の強化を両立し、なおかつ、突起部の熱ストレスによる伸縮起因のせん断力を最小化し、なおかつ、突起部の位置ズレが生じても密着を維持できる光学シート、バックライトユニット及び表示装置を提供する。
【解決手段】光学シート３０を拡散板４０と、拡散板４０の厚さ方向の一方の面４０Ａに接着層または粘着層５０を介して取着される光学部材６０とにより構成する。拡散板４０の厚さ方向の一方の面４０Ａは、平らな平面部４１と、この平面部４１から突出する複数の突起部４２とから構成される。突起部４２は、円柱状に形成されている。接着層または粘着層５０は、光学部材６０の入射面６０Ａの全面で支持されるとともに、拡散板４０の複数の突起部４２により支持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源から発せられる光の通路を制御する光学シート、この光学シートを通して表示パネルに光を供給するバックライトユニット、このバックライトが表示パネルの背面に設けられる表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な光源（バックライト）を内蔵している。この光源で消費する電力が装置全体で消費する電力の相当部分を占めるが、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必須となっている。
利用効率の向上には発光変換効率自体を高めたり、周辺の明るさに応じて調光する手段と併せて、発光した光線の利用効率を高める手法がある。

光線の利用効率を高める手段として、輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ、米国３Ｍ社の登録商標）を備えた光学フィルムが広く使用されている。この光学フィルムは、光源または導光板と液晶バネルとの間に設けられる。

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。ディスプレイの使用時（観察時）に、ＢＥＦは軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「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。

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、水平および垂直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枚のシートを重ねて組み合わせて用いる。ＢＥＦの採用により、ディスプレイ設計者は、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に採用することは、多数の特許文献に開示されている（たとえば特許文献１乃至３参照）。

また、プリズムではなく単位レンズの反復的アレイ構造（レンチキュラーレンズともいわれる）を有する光学フィルムが提案されている（たとえば特許文献４参照）。
この光学フィルムの液晶パネル側の面は、光源から発せられ光学フィルム内を進行した光を液晶パネルへ導くように、複数の単位レンズが反復的に形成されたアレイ構造となっている。

この光学フィルムの他方の面には、レンズの焦点面近傍が開口部となるようにストライプ状にパターン化された反射層が設けられている。単位レンズが半円柱状凸シリンドリカルレンズの場合、各々の単位レンズに１：１で対応して開口部ができるように、白色反射層がストライプ状に印刷または転写することにより形成されている。

この光学フィルムを、液晶ディスプレイのバックライトユニットに組み込むと、拡散フィルムから出射した光のうち、反射層間の開口部を通過した光のみがレンズに入射し、レンズによって一定方向に集光された後に出射される。さらに、光学フィルムから出射した光は、偏光板に入射し、所定の偏光成分の光のみが液晶パネルに導かれる。

一方、開口部を通過しなかった光は、反射層で反射されて拡散フィルム側に戻され、反射板へ導かれる。そして、反射板によって反射されることによって再び拡散フィルムに入射し、拡散フィルムにおいて再び拡散された後に、いずれは入射角度が絞られた光となった後に開口部を通ってレンズに入射し、レンズによって所定角度内に絞られて光学フィルムから出射される。

このような光学フィルムを用いたバックライトユニットでは、反射層間の開口部の大きさおよび位置を調節することによって、光の利用効率を高めながら、レンズから正面方向に出射される光の割合を高めるように制御することができる。

特公平１−３７８０１号公報 特開平６−１０２５０６号公報 特表平１０−５０６５００号公報 特開２０００−２８４２６８号公報 特表２００５−５２７８６４号公報 特許２７６４５５９号公報

大型ディスプレイに於いては、その大きさと総光量ゆえ、直下型のバックライトユニットを採用せざるを得ないが、光利用効率を向上させ、ディスプレイの輝度を向上させるために使用される、輝度向上フィルムは、その原理上、別体化や空気層の設置などにより、光路中に空間を設置する必要がある。
輝度向上フィルムを一体化した場合には、その接触部分での光吸収反射が生じるが、その影響軽減の為、接触面積が小さくすると充分な接着強度を得る事が出来ない。
ＢＥＦ等のように別体のフィルムとして供給する場合には、部品数の増加やコスト面での問題が生じてしまう。

輝度向上フィルムなどの光学シートを一体化するための技術課題として、組み立てコストの増大や外観ムラ解消を示した特許文献５や、配列シートの密着による干渉縞の解消の為、多角柱または角錐台状微小突起群を設けて接合する手法（たとえば特許文献６）が開示されている。

これらの手法によれば、一体化と外観上の不具合解消及び光学特性の改善が図れるが、部品単体としての機械的な強度、より具体的には密着力不足があり、生産上の取扱い、ひいては製品の耐久性に課題がある。
また、シートを一体化して固定する為には一定以上の接触面積が必要であり、その際には光学特性への影響、特に輝度低下の影響が大きい。
また微小突起は微細構造をする必要があるため、生産コストが下がりにくい。
加えて、背面バックライトの発熱に伴う熱変形により生じる接着面でのせん断力により、シート間にズレが生じるため、その移動痕が接合部に生じ、外観不良や発塵の原因となる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、突起部の投影面積削減と密着力の強化を両立し、なおかつ、突起部の熱ストレスによる伸縮起因のせん断力を最小化し、なおかつ、突起部の位置ズレが生じても密着を維持できる光学シート、バックライトユニット及び表示装置を提供するにある。

上記目的を達成するため、本発明の光学シートは、光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成される、または、前記光学部材の厚さ方向の一面が平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されていることを特徴とする。
また、本発明のバックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の照明光路を制御する光学シートとを備え、前記光学シートは、光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成される、または、前記光学部材の厚さ方向の一面が平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されていることを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、光の透過および遮光により画素の表示が制御される表示パネルと、前記表示パネルの背面に設けられ、前記表示パネルに前記画素の表示のための光を供給するバックライトユニットとを備え、前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の通路を制御する光学シートとを有し、前記光学シートは、光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成される、または、前記光学部材の厚さ方向の一面が平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されていることを特徴とする。

本発明によれば、光学シートが、光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とで構成される。光学部材は、拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着される。拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成される、または、前記光学部材の厚さ方向の一面が平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成される。接着層または粘着層は、複数の突起部で支持されている。
したがって、光学部材の光学的効果、即ち光線方向への射出光の増加つまり輝度向上と光線の再利用効果に対しての影響を最低限に押さえつつ、拡散板と光学部材とが機械的に強固な一体構造を得られ、なおかつ、温度変化などに伴う素材伸縮などに対しても充分な効果を得られる。
請求項１の発明によれば、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とする光学シートを得る。
請求項２の発明によれば、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とする光学シートを得る。
請求項３の発明によれば、
前記突起部は、透明部材から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シートを得る。
請求項４の発明によれば、
前記突起部は、前記拡散板の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シートを得る。
請求項５の発明によれば、
前記突起部は、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなる階段状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
請求項６の発明によればを得る、
前記突起部は、前記拡散板の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有し、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなる２段以上の円柱により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シートを得る。
請求項７の発明によれば、
前記拡散板は、複数の層により構成され、光を出射する側の前記複数の突起部を含む最上層は、透明部材から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シートを得る。
請求項８の発明によれば、
前記光学部材の光の入射面は平面から構成され、前記光学部材の光の出射面側には、プリズムアレイが配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シートを得る。
請求項９の発明によれば、
光源と、
前記光源から発せられた光の照明光路を制御する光学シートとを備え、
前記光学シートは、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とするバックライトユニットを得る。
請求項１０の発明によれば、
光源と、
前記光源から発せられた光の照明光路を制御する光学シートとを備え、
前記光学シートは、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とするバックライトユニットを得る。
請求項１１の発明によれば、
光の透過および遮光により画素の表示が制御される表示パネルと、
前記表示パネルの背面に設けられ、前記表示パネルに前記画素の表示のための光を供給するバックライトユニットとを備え、
前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の通路を制御する光学シートとを有し、
前記光学シートは、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とする表示装置を得る。
請求項１２の発明によれば、
光の透過および遮光により画素の表示が制御される表示パネルと、
前記表示パネルの背面に設けられ、前記表示パネルに前記画素の表示のための光を供給するバックライトユニットとを備え、
前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の通路を制御する光学シートとを有し、
前記光学シートは、
光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
ことを特徴とする表示装置を得る。

以下、本発明の光学シート、バックライトユニット及び表示装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示される光学シートの要部を示す図である。
図１および図２に示すように、この表示装置は、液晶パネル１０と、この液晶パネルの背面１０Ａに設けられたバックライトユニット２０を備える。液晶パネル１０は、光の透過および遮光により画素の表示が制御される。バックライトユニット２０は、液晶パネル１０の画素の表示のための光を供給する。
バックライトユニット２０は、光源２１と、光源２１から発せられた光の通路を制御する光学シート３０とを有する。光源２１は、一方向に規則的に配列された直線状の複数のＬＥＤ（発光ダイオード）やＣＣＦＬ（冷陰極線管）から構成される。

光学シート３０は、拡散板４０と、拡散板４０の厚さ方向の一方の面４０Ａに接着層または粘着層５０を介して取着される光学部材６０とから構成される。拡散板４０は、光源２１から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射する。光学部材５０は、板状に構成され、拡散板４０より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して拡散板４０に戻す。

光学部材６０の光の入射面６０Ａは、平面から構成され、光学部材６０の光の出射面側には、プリズムアレイ６１が配列されている。光学部材６０の光学的効果は、入射面６０Ａを平面とすることによって、低屈折側から光屈折側へと光線を導く際の光屈折作用と、観察側に位置する出射面（プリズムアレイ６１）での屈折及び全反射による光再帰効果が相まって得られる。光学部材６０に入射した光は、内部の屈折率により決定される角度範囲の光線は射出され、射出されない光は、拡散板４０側へ戻され、リサイクル光として使用される。

また、光学部材は板状であってもフィルム状であっても良く、その表面のプリズムアレイ構造はそれを構成するプリズムの代わりにレンズを配したレンチキュラーレンズとしたり、更にはそれらの複合形状としても良い。具体的には、断面が三角形であるプリズムアレイ、楕円や放物面など非球面形状断面の円筒状のシリンドリカルレンズのほか、プリズムの片面もしくは両面に曲率を付けた形状や、複数の頂点を有するように前記プリズムやレンズを配置した形状などが挙げられる。

上述のようにして作製される光学シート３０の光学部材６０の裏面には、図６に示すような突起部４２がある。この突起部Ａは後述する拡散板４０との一体化する際に間隙を保つものである。

このような突起部４２は光学シート３０の裏面に規則的に配列されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。
またこのような光学シートの例を図７から図１４に示す。これらは光学シート３０の一例であり、これらの形状に限定されるものではない。
またこのような光学シート３０は一般的な押出し成形により作製される。しかし作製方法はこれらに限定されず、ＵＶ成形等でも良い。

拡散板４０の厚さ方向の一方の面４０Ａは、平らな平面部４１と、この平面部４１から突出する複数の突起部４２とから構成される。突起部４２は、拡散板４０の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されている。なお、突起部４２は、円柱に限るものではなく、例えば多角形状でもよい。接着層または粘着層５０は、光学部材６０の入射面６０Ａの全面で支持されるとともに、拡散板４０の複数の突起部４２により支持される。
光学部材６０の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部４１と、この平面部４１から突出する複数の突起部４２とから構成される。突起部４２は、光学部材６０の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されている。なお、突起部４２は、円柱に限るものではなく、例えば多角形状でもよい。接着層または粘着層５０は、拡散板４０の全面で支持されるとともに、光学部材６０の複数の突起部４２により支持される。

このような光学シート３０では、光学部材６０の光学的効果、即ち光線方向への射出光の増加つまり輝度向上と光線の再利用効果に対しての影響を最低限に押さえつつ、拡散板４０と光学部材６０とが機械的に強固な一体構造を得られ、なおかつ、温度変化などに伴う素材伸縮などに対しても充分な効果を得られる。

光学部材６０は、ＰＥＴなどの基材に紫外線硬化性樹脂などを塗布、金型と圧着した状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させ、金型より剥離して得る方式や、溶融した樹脂をロール状金型で圧延して形状を転写する方式（押し出し成形法）を用いて得ることができる。どちらの工法を選定しても良いが、紫外線照射形成法により光学部材を得る方法が工程効率が良い。
また、基材と圧着する金型を表裏で用いることで、光学部材の両面に形状を転写する事が可能である。

光学部材の材料は、映像光波長に対し透明な材料であれば、光学用部材に使用するものを特に制限なく用いることができ、生産効率などを考慮するとプラスチックを用いる事が好ましい。
プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いる事が経験上取扱が容易で好ましいが、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネート、アクリル−スチレン共重合体、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、あるいは、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）なども用いることができる。
また、特に微細な加工が必要な場合は、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂などの放射線硬化型樹脂を用い、前記プラスチック上に紫外線／電子線照射形成法によれば形状再現性が良い。
放射線硬化型樹脂としては、例えばウレタン（メタ）アクリレートおよび／またはエポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーに反応希釈剤、光重合開始剤、光増感剤などが添加された組成物などを用いることができる。
ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばエチレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオール類と、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシレンイソシアネートなどのポリイソシアネート類とを反応させて得ることができる。
エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、特に限定するものではないが、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂などのエポキシ樹脂類と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得ることができる。

また、拡散板４０と凹凸逆形状の金型は、銅メッキが施されたシリンダーへ製版機を用いて円形状で穴状のパターンを施した上で銅メッキ部を剥がして開き、平板状の金型とした。この金型を熱プレス機に拡散板と共に挟み込み、熱と圧力により形状を転写して得ることができる。

主な拡散板は透明樹脂中に透明粒子を分散した構造の光拡散層を有している。
光拡散層に入射した光を散乱させながら透過させる必要があるため、光拡散層に含まれる前記透明粒子の平均粒径は０．５〜１０．０μｍであることが望ましい。好ましくは１．０〜５．０μｍである。または、光拡散層は透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。

透明樹脂としては、例えば、ポ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、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体等を使用することができる。

また、透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリルニトリルスチレン共重合体の粒子、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン―ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン―テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。

そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の拡散板を製造することができる。その厚みは、１〜５ｍｍであることが望ましい。
１ｍｍ未満の場合、光拡散層は薄くこしがないのでたわむという欠点がある。一方５ｍｍを越えると、光源からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。

拡散板４０と光学部材６０とを一体化する方法としては、粘着または接着を用いる。
拡散板側に突起部を有する場合、光学部材６０の入射面６０Ａの全面に粘着層あるいは接着層５０を塗布あるいは転写により設け、拡散板４０の突起部４２と圧着することにより突起部４２を選択的に接触し結合することができる。また、拡散板４０の突起部４２の先端部分のみに選択的に粘着層あるいは接着層５０を設けて貼合することも可能である。
また、光学部材側に突起部を有する場合には、拡散板４０の全面に粘着層あるいは接着層５０を塗布あるいは転写により設け、光学部材の突起部４２と圧着することにより突起部４２を選択的に接触し結合することができる。また、光学部材の突起部４２の先端部分のみに選択的に粘着層あるいは接着層５０を設けて貼合することも可能である。
この突起部の大きさは視認が困難で、モアレ等が生じない大きさが良く、経験的に直径でおおよそ２００μｍ以下であればよく、１００μ以下であれば尚良い。突起部の高さは粘着材との密着性確保のため、粘着材の厚さ２０μｍに対して２５〜３５μｍで良好な結果を得た。

さらに貼合に際して、コロナ処理などの表面活性化処理を行う事により強固な接着とすることができ、さらに接着力との兼ね合いで接着点を減らすことも可能となる。
この貼合時には、突起部４２の一部分に接着力が集中することから、粘着層あるいは接着層５０の変形を伴い、突起部４２が食い込むことにより接合力を大きくすることができる。突起部４２の高さを粘着層５０の厚さに比べ充分な高さとすることで拡散板４０の出射面４０Ａ、あるいは光学フィルムの全面が接触することを防ぐことができる。

ＣＣＦＬの光源２１と光学シート３０とを有するバックライトユニット２０に液晶パネル１０をくわえた表示装置により良好な表示画面を得ることができる。このようにして得た光学シート３０は、充分な接着強度を有しており、温度の変化に伴う変形にも強い結果が得られる。

図３は拡散板の変形例１を示す図である。
図３に示すように、この拡散板４０は、第１層４３と第２層４４の２層構造を有する。第２層４４は、突起部４２を含んで構成され、透明部材から構成される。
第２層４４を透明部材とすることで、突起部４２に起因する光の屈折、吸収、散乱の影響を最小限に抑えることができ、突起部４２の無い従来型の拡散板と同等の光学特性を得ることが出来た。これによりディスプレイを構成する上で扱いやすい拡散板を得ることができる。なお、透明部材を構成するには、拡散体の粒子径や配合比を調整して、透明部材内に拡散体が入り込まない様にする。また、２層構造は、多層押出し等既存の工法を用いて製作することができる。

図４は拡散板の変形例２を示す図である。
図４に示すように、この拡散板４０は、突起部４２を突起部４５に置き換えたものである。突起部４５は、拡散板４０の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有し、平面部４１から離れるに従いその断面積が小さくなる２段以上の円柱により形成されている。
このようにして得た突起部４５を有する拡散板４０を粘着層または接着層５０を介して貼合するが、突起部４５を２段の円柱により構成しているため、接触面積を増大させて接合できるので、より強固な粘着または接着を行うことができる。また、熱などに起因する素材の伸縮に伴う接着面へのせん断力を最小にすることとなり、一体化の維持に有用であるばかりか、せん断に伴う接触点の移動痕を最小面積にとどめることが可能となる。

図５は拡散板の変形例３を示す図である。
図５に示すように、この拡散板４０は、変形例１と変形例２とを合わせたものである。
この拡散板４０は、第１層４６と第２層４７の２層構造を有する。第２層４７は、突起部４５を含むんで構成され、透明部材から構成される。

実施例１は、図１から図５に示される光学シート３０を用いた表示装置の例である。
光学シート３０の光学部材６０には、直角プリズムアレイ６１などの形状が片面に形成されている。光学部材６０の頂角９０度の断面形状を持つプリズムシートとし、プリズムのピッチは７５μｍ、フィルムの厚みは２４０μｍと４００μｍの２種類について実施した。拡散板４０の突起部４２は、直径１００μｍ高さ３５μｍの略円柱形状とし、逆形状の金型により拡散板４０に形状を転写する手法を用いた。粘着層５０は光学部材６０の全面６０Ａに２０μｍの厚さで転写し、拡散板４０と貼合し一体化した。

ＣＣＦＬの光源２１と光学シート３０とを有するバックライトユニット２０に液晶パネル１０をくわえた表示装置により良好な表示画面を得ることができる。さらに、このようにして得た光学シート３０は、安価で簡便な組み立て工法で実現できるばかりでなく、充分な密着保持力を有しており、ＣＣＦＬなどによる加熱に伴う膨張および変形にも、剥がれ等が生じることなく優れた耐久性を示した。
また、図３に示される最上層が透明な２層構造の拡散板４０を有する光学シート３０を用いることで、より明るく良好な光学性能を得ることができた。

実施例２は、図６から図９に示される光学シート３０を用いた表示装置の例である。
光学シート３０の光学部材６０には、直角プリズムアレイ６１などの形状が片面に形成されている。光学部材６０の頂角９０度の断面形状を持つプリズムシートとし、プリズムのピッチは７５μｍ、フィルムの厚みは２４０μｍと４００μｍの２種類について実施した。光学部材の裏面側に設置される突起部４２は、直径１００μｍ高さ３５μｍの略円柱形状とし、逆形状の金型により光学部材に形状を転写する手法を用いた。粘着層５０は拡散板の全面６０Ａに２０μｍの厚さで転写し、拡散板４０と貼合し一体化した。

ＣＣＦＬの光源２１と光学シート３０とを有するバックライトユニット２０に液晶パネル１０をくわえた表示装置により良好な表示画面を得ることができる。さらに、このようにして得た光学シート３０は、安価で簡便な組み立て工法で実現できるばかりでなく、充分な密着保持力を有しており、ＣＣＦＬなどによる加熱に伴う膨張および変形にも、剥がれ等が生じることなく優れた耐久性を示した。
また、図３に示される最上層が透明な２層構造の拡散板４０を有する光学シート３０を用いることで、より明るく良好な光学性能を得ることができた。

実施例は、図４、図５、図８及び図９は特に光学シート３０を用いた表示装置の例である。
拡散板４０の２段の円柱状の突起部４５は、１段目の直径を１００μｍ、高さを１８μｍとし、２段目の直径を７５μｍ、高さを１７μｍとして、逆形状の版を製作して拡散板４０を成形した。
このようにして得られた光学シート３０は、実施例１の形態よりも更に優れた耐久性を示した。これはＣＣＦＬなどによる加熱の結果生じる熱膨張に伴う変形を、接着を維持しながら粘着部分が横ズレを起こす際の移動痕が減縮される為である。これは突起部が粘着層中を移動する際に掻き分ける粘着材の体積が少ないことの効果である。
また、これらの実施例において、突起形状の角部を丸めてもよく、この場合、緩やかな接着を行える為、粘着境界部分が目立たず、ディスプレイとしたときに好ましい結果を得る事が出来る。

本発明の一実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。 光学シートの要部を示す図である。 拡散板の変形例１を示す図である。 拡散板の変形例２を示す図である。 拡散板の変形例３を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。 光学シートの変形例を示す図である。

符号の説明

１０……液晶パネル、２０……バックライトユニット、２１……光源、３０……光学シート、４０……拡散板、４１……平面部、４２……突起部、５０……接着層または粘着層、６０……光学部材、６１……プリズムアレイ。

Claims (12)

1. 光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
   前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
   前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
   前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
   ことを特徴とする光学シート。
2. 光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
   前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
   前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
   前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
   ことを特徴とする光学シート。
3. 前記突起部は、透明部材から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
4. 前記突起部は、前記拡散板の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
5. 前記突起部は、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなる階段状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
6. 前記突起部は、前記拡散板の厚さ方向と平行する方向に延在する中心軸を有し、前記平面部から離れるに従いその断面積が小さくなる２段以上の円柱により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
7. 前記拡散板は、複数の層により構成され、光を出射する側の前記複数の突起部を含む最上層は、透明部材から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
8. 前記光学部材の光の入射面は平面から構成され、前記光学部材の光の出射面側には、プリズムアレイが配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
9. 光源と、
   前記光源から発せられた光の照明光路を制御する光学シートとを備え、
   前記光学シートは、
   光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
   前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
   前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
   前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
   ことを特徴とするバックライトユニット。
10. 光源と、
    前記光源から発せられた光の照明光路を制御する光学シートとを備え、
    前記光学シートは、
    光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
    前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
    前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
    前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
    ことを特徴とするバックライトユニット。
11. 光の透過および遮光により画素の表示が制御される表示パネルと、
    前記表示パネルの背面に設けられ、前記表示パネルに前記画素の表示のための光を供給するバックライトユニットとを備え、
    前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の通路を制御する光学シートとを有し、
    前記光学シートは、
    光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
    前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
    前記拡散板の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
    前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
    ことを特徴とする表示装置。
12. 光の透過および遮光により画素の表示が制御される表示パネルと、
    前記表示パネルの背面に設けられ、前記表示パネルに前記画素の表示のための光を供給するバックライトユニットとを備え、
    前記バックライトユニットは、光源と、前記光源から発せられた光の通路を制御する光学シートとを有し、
    前記光学シートは、
    光源から発せられた光を入射し、入射された光を光量むらが均一な光として出射するための拡散板と、
    前記拡散板の厚さ方向の一方の面に接着層または粘着層を介して取着され、前記拡散板より出射された光を入射し、入射した光のうち第１の範囲の角度で入射された光を透過するとともに、入射した光のうち第１の範囲の角度以外の角度で入射された光を反射して前記拡散板に戻す板状の光学部材とを有し、
    前記フィルム状光学部材の厚さ方向の一方の面は、平らな平面部と、この平面部から突出する複数の突起部とから構成され、
    前記接着層または粘着層は、前記複数の突起部で支持されている、
    ことを特徴とする表示装置。