JP2010020062A - 積層光学シート及び直下型バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
直下型バックライトに適用することで、蛍光管に由来する管ムラを効率的に解消し画面均一性を発現させることができる光学シートを提供する。
【解決手段】
本発明の積層光学シートは、
入射面である一方の面から入射角度０°で光線が入射したときに、出射面である他方の面から出射角度０°で出射した光線の出射強度に対して５０％の強度となる光線の出射角度が１０°〜３０°の範囲となる拡散シートと、
一方向に伸びた複数の凸型形状が片面に形成され、該複数の凸型形状の長手方向が平行であり、隣接する凸型形状の間隔が４μｍ以下であるプリズムシートとを有し、
前記プリズムシートが、前記拡散シートの出射面側に、該プリズムシートの複数の凸型形状が形成された面とは反対側の面が該拡散シート側を向くように積層されて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種表示装置、特に液晶表示装置の直下型バックライト装置に適用される積層光学シートに関する。

液晶表示装置は、ノートパソコンや携帯電話機器を始め、テレビ、モニター、カーナビゲーション等、多様な用途に用いられている。液晶表示装置には、光源となるバックライト装置が組み込まれており、バックライト装置からの光線を液晶セルに通して制御することにより、表示される仕組みとなっている。このバックライト装置に求められる特性は、単に光を出射する光源としてだけではなく、画面全体を明るく且つ均一に光らせることである。

バックライト装置の構成は大きく二つに分けることができる。１つは、サイドライト型バックライトと称される方式である。これは、例えば薄型化・小型化が求められるノートパソコン等に主に使用される方式であるが、基本構成として導光板を用いるのが特徴である。サイドライト型バックライトの場合、導光板の側面に蛍光管を設置し、側面から導光板に光線を入射させて、導光板内部を全反射させながら面内全体に光を伝搬しつつ、導光板の裏面に施された拡散ドット等により一部を全反射条件から離脱させて導光板前面から採光することにより、バックライトすなわち面光源として機能させるものである。サイドライト型バックライトの場合には、これら構成以外にも、導光板の裏面から漏れ出る光を反射させて再利用させる機能を担う反射フィルム、導光板前面から出射する光を均一化させる拡散シート、正面輝度を向上させるプリズムシートに代表される集光シート、そして液晶パネル上での輝度を向上させる輝度向上シートなど、多種類の光学フィルムが用いられている。

また、もう１つの方式は、直下型バックライトと称される方式である。これは、大型化・高輝度化が求められるテレビ用途に好ましく用いられる方式であるが、基本構成としては、導光板は用いず、画面奥に直接蛍光管を並べた構造が特徴である。画面奥に線状または一部線状の蛍光管を複数本平行に並べることにより、大画面にも対応可能で、さらに明るさも十分に確保できる。しかしながら、特徴でもある画面奥に設置された蛍光管による画面内の明るさムラ（輝度ムラ）が生じる。つまり、複数本並んでいる蛍光管の真上は明るく、隣接する蛍光管の間が暗くなる（管ムラ）。このため、直下型バックライトでは、この管ムラを解消するため、極めて強い光拡散性を有する拡散板を蛍光管の上側に設置し、画面の均一化を図っている（特許文献１）。拡散板は、微粒子を分散させたアクリル樹脂、またはポリカーボネート樹脂等からなる拡散板である。この拡散板により管ムラが解消され画面の均一化が図れるのであるが、強く拡散させるために全光線透過率が低く光利用効率が悪くなり、また強く拡散しすぎるために不要な方向へ光を散らしてしまい、結果として、必要となる正面の明るさが不十分となる。そこで、拡散板の上に、光を等方的に拡散しながら、正面方向に集光効果を示す拡散シートを設置している。この拡散シートは、基材シート上に有機架橋粒子などの微粒子を含有した拡散層を形成したビーズシートと呼ばれるシートであり、拡散板とは違い、ある程度正面方向への指向性を示す光学フィルムである。またこれら以外にも、蛍光管から後方に出射される光を反射する反射フィルム、集光性を向上させるためのプリズムシートに代表される集光シート、さらに液晶パネル上での輝度が足りないので、液晶パネル上の輝度を向上させるための輝度向上シートなどが組み込まれている。

直下型バックライト装置においては、画面奥の蛍光管に由来する輝度ムラを解消し、画面の均一化と高輝度化を両立させることが必要とされる。通常、直下型バックライト装置としては、前述したように極めて強い光拡散性を有する光拡散板が設置され、この板状部材により管ムラを解消し画面の均斉度を高めているのであるが、均斉度を重視した光拡散板の場合には全光線透過率が低く光利用効率が悪いために高輝度化が図れず、また輝度を重視した光拡散板の場合には全光線透過率が高く光拡散性が低下するために均斉度を高めることができないという二律背反の現象が生じる。また、近年バックライトのコストダウンのため蛍光管の本数が減らし、隣接する蛍光管の距離が離れる傾向にある。そのため、より輝度ムラを解消するために輝度を犠牲にしているのが現状である。さらに従来から用いられているビーズシート、プリズムシート、輝度向上シートだけでは、均斉度は十分ではない。そのためより強い異方拡散性を持ったシートを積層することによって輝度ムラを改善することを図っている（特許文献２）。しかし、壁掛けＴＶ用途など薄型化されたバックライトでは前記手法でも満足できるものではない。
特開２００４−２９０９１号公報 特開２００５−３１６０９１号公報

そこで本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、画面均一性の優れた直下型バックライト装置を提供するものである。すなわち、本発明は、特定の出射特性を持つ拡散シートと凸型形状の間隔が４μｍ以下のプリズムシートを積層した積層光学シートであり、この積層光学シートを線光源の上に配置することにより効率的な拡散効果が発揮され、それにより蛍光管に由来する管ムラを効率的に解消し画面均一性を発現させることができるという効果を奏するものである。

上記課題を解決するために、本発明の積層光学シートは以下の構成を有するものである。すなわち、
入射面である一方の面から入射角度０°で光線が入射したときに、出射面である他方の面から出射角度０°で出射した光線の出射強度に対して５０％の強度となる光線の出射角度が１０°〜３０°の範囲となる拡散シートと、
一方向にのびた複数の凸型形状が片面に形成され、該複数の凸型形状の長手方向が平行であり、隣接する凸型形状の間隔が４μｍ以下であるプリズムシートとを有し、
前記プリズムシートが、前記拡散シートの出射面側に、該プリズムシートの複数の凸型形状が形成された面とは反対側の面が該拡散シート側を向くように積層されて構成されている積層光学シートである。

また、本発明の直下型バックライト装置は、
直線発光部が平行となるように平面上に配された線光源群と、
本発明の積層光学シートとを有し、
前記積層光学シートが、前記線光源群の配された平面と平行で、積層光学シートの拡散シートの入射面側が該線光源群の配された平面側を向き、積層光学シートのプリズムシートに形成された複数の凸型形状の長手方向と該線光源群の直線発光部とが平行となるように設けられているものである。

本発明の積層光学シートを直下型バックライト装置に用いれば、高い画面均一性を有した直下型バックライト装置を提供することができる。

本発明は、前記課題、つまり直下型バックライト装置において、高い画面均一性を得るべく鋭意検討した結果、下記のような積層光学シートを設置したところ、かかる課題を一挙に解決できることを究明したものである。

本発明の積層光学シートは、入射面である一方の面から入射角度０°で光線が入射したときに、出射面である他方の面から出射角度０°で出射した光線の出射強度に対して５０％の強度となる光線の出射角度が１０°〜３０°の範囲となる拡散シートと、
一方向にのびた複数の凸型形状が片面に形成され、該複数の凸型形状の長手方向が平行であり、隣接する凸型形状の間隔が４μｍ以下であるプリズムシートとを有し、
前記プリズムシートが、前記拡散シートの出射面側に、該プリズムシートの複数の凸型形状が形成された面とは反対側の面が該拡散シート側を向くように積層されて構成されている積層光学シートである。

以下、各光学シートについて、視認側に向けて設置する面をＡ面、線光源側に向けて設置する面をＢ面とする。

本発明の積層光学シートの設置例を図1に例示する。この直下型バックライト装置は少なくとも、２本以上の線光源と本発明の積層光学シートとで構成されている。線光源は直線発光部を有しており、各線光源は直線発光部が平行となるようにして平面上に並べられている。なお、図１では線光源として直線発光部を１箇所有する直線状の蛍光管を例示しているが、直線発光部を２箇所有するＵ字管であってもよい。Ｕ字管の場合であっても、全てのＵ字管の直線発光部が平行になるように並べる。なお、直線発光部は厳密に平行でなくとも略平行に並んでいればよい。

拡散シートには少なくとも一方の面（Ａ面）に光が等方拡散する形状が形成されている。プリズムシートには、一方の面（Ａ面）に一方向にのびた複数の凸型形状が、それらの長手方向が平行となるように形成されている。そして、線光源側から視認側へ、拡散シート／プリズムシートの順で、線光源の並んだ平面と各光学シートとが平行となるように配置されている。なお、線光源の並んだ平面と各光学シートとは厳密に平行でなくとも略平行に配置されていればよい。

さらに、プリズムシートは、Ａ面の凸型形状の長手方向と線光源の直線発光部とが平行になるように配置されていることを特徴としている。複数の凸型形状の長手方向に垂直な方向は、プリズムシートが最も強い拡散性を示す方向であり、このように配置することで、異方拡散性が最大限に発揮される。さらに、後述するように隣接する凸型形状の間隔、つまりピッチ（ｐ）が４μｍ以下と非常に微細なため回折光が発生し、光のミキシング効果が促進されるため、線光源の像が透けて見える輝度ムラを効率的に解消することが可能となる。なお、プリズムシートの凸型形状の長手方向と線光源の直線発光部とは厳密に平行でなくとも略平行になっていればよい。

また、本発明にかかる積層光学シートは、隣接する線光源の中心間の距離をＬ、線光源の中心から拡散板までの距離をＨとしたとき、４５°≦θ≦７０°（ただし、θ=tan^−１ （（Ｌ／２）／Ｈ））を満たすように設置するとさらに、輝度ムラを効率的に解消できるので、線光源の像が透けて見えてしまうことがなく好適に用いることが出来る。

本発明にかかるプリズムシートは、一方の面に、一方向にのびた複数の凸型形状が、それらの長手方向が平行となるように敷き詰められたものである。凸型形状の長手方向を平行に揃えて形成することにより、長手方向に垂直な方向には強く、平行な方向には弱く拡散するという異方拡散性を発現するようになる。また、この凸型形状は、シート表面に隙間無く、即ち平坦部無く敷き詰めることが好ましく、これにより、プリズムシートに入射した光線のうち拡散せずにそのままの方向で出射する成分が少なくなり、拡散性が向上するため好ましい。なお、凸型形状の長手方向は厳密に直線でなくとも、多少うねりがあったり湾曲した略直線状であってもよい。また、複数の凸型形状の長手方向は厳密に平行でなくとも略平行に並んでいればよい。

本発明にかかるプリズムシートは、隣接する緒凸型形状がピッチ（ｐ）４μｍ以下で並んだものである。ここで、ピッチ（ｐ）とは断面の凸型の繰り返し周期のことである。ピッチ（ｐ）が４μｍより大きくなると回折光が発現しなくなり、光のミキシング効果がなく、ひいては輝度ムラが解消できなくなる。またピッチ（ｐ）は１〜３μｍであることが好ましい。ピッチ（ｐ）が１μｍ未満であると成形が困難となり歩留まりが悪くなる傾向がある。

この断面の凸型は図１に例示されるように三角形状のプリズム体であることが好ましい。プリズム形状は透明基材に対面する頂角γを形成する両辺の長さは等しく、γは好ましくは７０°≦γ≦１１０°、より好ましくは８０°≦γ≦１００°、さらに好ましくはγ＝９０°である。また頂部の形状は尖っているほうが好ましいが、それに限るものではなく丸みを帯びていても良い。さらに、三角形の辺は厳密な直線でなくとも略直線であればよい。

なお、これまでに、プリズムピッチを３０μm未満にする技術について特表平１０―５０６５００号公報に開示されているが、この技術は視野角とモアレの解消を目的とするものであり、本発明で４μmピッチ以下のプリズムを用いることによって回折光を意図的に発生させムラ消し効果を発現するものとは発明の課題が異なっている。

本発明にかかるプリズムシートの基材としては透明基材が好ましい。透明基材は、内部に光線を後方散乱させる成分を含まないため光の利用効率が高く、結果として輝度向上に寄与する。透明基材の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、およびこれらを成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらのうちでは、機械的強度、耐熱性、寸法安定性の点において、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、またはこれらをベースとしたその他成分との共重合体や、混合物などのポリエステル樹脂がより好ましく用いられる。

プリズムシートを製造する方法としては、樹脂をシート状に押出成形または射出成形する方法、樹脂をシート状に押出成形後に一軸又は二軸延伸し熱処理して延伸フィルムを作製する方法などが挙げられる。基材が積層構造の場合には、シート状に成形した複数枚のシートを、接着剤を介して接着する方法、加熱圧着する方法、さらには、共押出することによって一気に積層品を得る方法などが挙げられる。これらのうちでは、押出成形後に二軸延伸し熱処理して延伸フィルムを作製する方法が、表面の平坦性、機械特性、耐熱性および生産性に優れているため好ましい方法である。

次に、上記のようにして得られた基材の少なくとも一方の面に凸型形状を形成し、プリズムシートを作成する方法について説明する。

凸型形状を形成する方法としては、（ａ）金型を用いた金型転写方法、（ｂ）基材表面を直接加工する方法、等が挙げられる。（ａ）金型転写方法についてさらに詳述すると、（ａ１）金型又は／及び上記基材を加熱した状態で金型を加圧、圧着させ賦形する方法、（ａ２）上記基材の表面に光又は熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線の照射、又は加熱により樹脂を硬化させて賦形する方法、（ａ３）予め金型の凹部に充填された樹脂を、基材上に転写する方法等が挙げられる。

また、（ｂ）基材表面を直接加工する方法としては、（ｂ１）機械的に切削冶具などを用いて所望形状に削る方法、（ｂ２）サンドブラスト法により削る方法、（ｂ３）レーザーにより削る方法、（ｂ４）基材表面に光硬化性樹脂を積層し、該基材の表面をリソグラフィーや光干渉露光法などの手法を用いて所望形状に加工する方法、等が挙げられる。

これらのうちでは、生産性の観点から（ａ）金型転写方法がより好ましい製造方法であるが、これらのプロセスを組み合わせることも可能であり、適宜プロセスを選択することで、求める光学シートを得ることができる。

本発明にかかる拡散シートは、Ｂ面から入射角度０°で光線が入射したときに、Ａ面から出射角度０°で出射した光線の出射強度に対して５０％の強度となる光線の出射角度が１０°〜３０°の範囲となる。出射角度は好ましくは１０°〜３０°、より好ましくは１５°〜２５°である。５０％の強度となる光線の出射角度が１０°未満では、拡散性が不足するため輝度ムラが現れる。また、５０％の強度となる光線の出射角度が３０°を超えると、拡散性が強すぎるため、微細ピッチプリズムシートは回折光を発現しないため、輝度ムラが現れる。

出射角度を制御する手段としては一般的に、Ａ面及び／又はＢ面に凹凸形状を付与して拡散性を発現する方法、基材自体に粒子などを添加し拡散性を発現する方法、この２つの方法を併用する方法があるが、５０％の強度となる光線の出射角度を１０〜３０°の範囲にするには、透明基材のＡ面に凹凸形状を付与する方法を用いる。透明基材のＡ面側の中心線平均粗さを１〜１０μｍの範囲内で大きくすると出射角度は３０°に近づき、中心線平均粗さを１〜１０μｍの範囲内で小さくすると出射角度は１０°に近づくので、中心線平均粗さを適宜調整することで出射角度を１０〜３０°の範囲に制御できる。特に透明基材のＡ面に、粒子を含有してこのような中心線平均粗さを有する光拡散層である光散乱層を設ける方法が生産性良く、またコスト面にも優れているため好ましい。

本発明にかかる拡散シートの基材としては透明基材が好ましい。透明基材は、内部に光線を後方散乱させる成分を含まないため光の利用効率が高く、結果として輝度向上に寄与する。透明基材の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、およびこれらを成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらのうちでは、機械的強度、耐熱性、寸法安定性の点において、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、またはこれらをベースとしたその他成分との共重合体や、混合物などのポリエステル樹脂がより好ましく用いられる。

拡散シートの基材を製造する方法としては、樹脂をシート状に押出成形または射出成形する方法、樹脂をシート状に押出成形後に一軸又は二軸延伸し熱処理して延伸フィルムを作製する方法などが挙げられる。基材が積層構造の場合には、シート状に成形した複数枚のシートを、接着剤を介して接着する方法、加熱圧着する方法、さらには、共押出することによって一気に積層品を得る方法などが挙げられる。これらのうちでは、押出成形後に二軸延伸し熱処理して延伸フィルムを作製する方法が、表面の平坦性、機械特性、耐熱性および生産性に優れているため好ましい方法である。

次に、上記のようにして得られた基材の少なくとも一方の面に光散乱層を形成し、拡散シートを作成する方法について説明する。

光拡散層を形成する方法としては、（ａ）バインダー樹脂に粒子を分散させた塗剤をコーティングする方法、（ｂ）金型を用いた金型転写方法、（ｃ）基材表面を直接加工する方法、等が挙げられる。以下（ａ）粒子分散樹脂層を形成する方法についてさらに詳述する。

この方法に用いられる好ましい粒子としては、例えば、シリカ等の無機微粒子、またはアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の有機（架橋）微粒子などを挙げることができ、粒子径としては８０ｎｍ〜５０μｍの範囲のものを用いるのが好ましい。粒子は１種類単独で用いてもよいし、２種類以上組み合わせて用いてもよい。また、バインダー樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが挙げられる。

粒子とバインダー樹脂の好ましい組み合わせとしては、粒子−バインダー樹脂間の界面で不要な光散乱が起こらないように、両者が同材質であるか、若しくは、屈折率がほぼ同等であるのがよい。さらに、滑り性を付与しやすくするため、コーティング後のバインダー樹脂の膜厚は、粒子径よりも薄いことが好ましい。粒子径よりも薄くすることで、コーティング後に粒子が樹脂層から頭を出し、突起として機能するため滑り性が容易に付与できる。

また、透明基材のマトリクス樹脂として、熱可塑性樹脂以外に光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂も好ましく用いることができる。

光硬化性樹脂の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物、またはカチオン重合性を有する化合物等が挙げられる。ラジカル重合性を有する化合物としては、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下、活性エネルギー線照射により高分子化または架橋反応する化合物で、例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個以上含むものであり、１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらのオリゴマー、ポリマー、混合物であってもよい。また、分子内に少なくとも一つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物から選ばれる一つあるいは２種以上の化合物から選ばれるもの等が挙げられる。

熱硬化性樹脂の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、これらより選択される１種類もしくは２種類以上の混合物を用いることができる。

光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂には重合開始剤が用いられる。光硬化性樹脂の場合には感光波長および重合形式に合わせ、活性エネルギー線の照射によりラジカル種またはカチオン種を発生する光重合開始剤を、また熱重合開始剤の場合にはプロセス温度に合わせた熱重合開始剤を用いることが好ましい。

次に（ｂ）金型転写方法についてさらに詳述すると、（ｂ１）金型又は／及び上記基材を加熱した状態で金型を加圧、圧着させ賦形する方法、（ｂ２）上記基材の表面に光又は熱硬化性樹脂を積層し、その表面に金型を押しあて、活性エネルギー線の照射、又は加熱により樹脂を硬化させて賦形する方法、（ｂ３）予め金型の凹部に充填された樹脂を、基材上に転写する方法等が挙げられる。

また、（ｃ）基材表面を直接加工する方法としては、（ｃ１）機械的に切削冶具などを用いて所望形状に削る方法、（ｃ２）サンドブラスト法により削る方法、（ｃ３）レーザーにより削る方法、（ｃ４）基材表面に光硬化性樹脂を積層し、該基材の表面をリソグラフィーや光干渉露光法などの手法を用いて所望形状に加工する方法、等が挙げられる。

これらのうちでは、（ａ）バインダー樹脂に粒子を分散させた塗剤をコーティングする方法が、粒子の種類・組み合わせ、粒子径、添加量、樹脂種類、樹脂膜厚などを選択することにより、容易に粗面の状態・程度を変更できるため好ましい方法であるが、これらのプロセスを組み合わせることも可能であり、適宜プロセスを選択することで、求める拡散シートを得ることができる。

また、本発明にかかる拡散シート、プリズムシートのＢ面においては、粗面化処理することも好ましいが、粗面化処理方法としては、前記した凸型形状を形成する方法と同様の（ａ）金型を用いた金型転写方法や（ｂ）基材表面を直接加工する方法が挙げられ、さらに（ｃ）粒子分散樹脂層を形成する方法なども挙げられる。（ａ）バインダー樹脂に粒子を分散させた塗剤をコーティングする方法は、例えば等方的な球状体（または球面の一部を有する物質）を含有した塗剤をコーティングすることで達成可能であり、塗剤としては、少なくとも、バインダー樹脂として、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂から選ばれる１種以上の樹脂を含有し、必要に応じて溶媒で希釈され、さらには各種添加剤が添加され所望の物性を有するものを用いることができる。

これらのうちでは、（ａ）の方法が、基材の製膜と同時にインラインで粗面を形成できる可能性を有するため、生産性の観点から好ましい手法である。

本発明にかかる拡散シート、プリズムシートには、各種添加剤を添加することも好ましい態様である。添加剤としては、例えば、帯電防止剤、耐光剤、分散剤、相溶化剤、顔料、染料、などが好ましく用いられるが、異方拡散シートやプリズムシートとしての効果を阻害しない範囲内で、これら以外の添加剤も好ましく用いられる。

本発明にかかる拡散シート、プリズムシートは、全膜厚が２５〜５００μｍであることが好ましい。膜厚が２５μｍ以上であると、シートのハンドリング性が向上するため好ましい。また、膜厚が５００μｍを越えるシートは、拡散性の点では好ましいシートが得られるものの、バックライトユニット全体の薄型化の観点から５００μｍ以下であるのが好ましい。

また、前記拡散シートやプリズムシートをバックライト上に積層するために前記拡散シートと線光源の間に支持板を配置しても良い。支持板の特性は前記拡散シートと積層した際に上記出射特性の範囲内にあれば支持板の表層かつ／あるいは内部に光拡散剤を分散させてもよく、または凹凸形状を設けたものでもよいが、コスト面、成形性の面からも実質的透明で平滑な面を持つ板が好ましい。前記支持板に用いられる樹脂とは、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂、および環状オレフィン構造を有する樹脂などを挙げることができる。

拡散板の全光線透過率、ヘイズ値は、ヘイズメータ（日本電色社製 ＮＤＨ−２０００）で測定した値が全光線透過率９０％以上かつ、ヘイズは１％以下であることが好ましい。

支持板の厚みは、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。支持板の厚みを上記の好ましい範囲とすることにより、成形が容易となり、また自重によるたわみを抑えることができる。
支持板を製造する方法としては、樹脂をシート状に押出成形または射出成形する方法などが挙げられる。基材が積層構造の場合には、シート状に成形した複数枚のシートを、接着剤を介して接着する方法、加熱圧着する方法、さらには、共押出することによって一気に積層品を得る方法などが挙げられる。

以下に各実施例・比較例の測定方法及び評価方法について説明する。以下の各測定において、それぞれ１つのサンプルで３回測定を実施して得られた値の平均値でもって評価した。

（測定・評価方法）
Ａ．プリズムシートの凸型形状の高さとピッチ
作製した光学シートのライン状の形状の長手方向に対し垂直にロータリーミクロトーム（株式会社ミクロトーム研究所製 ＲＭＳ）で切削し、断面形状をｍｉｎｉＳＥＭ（ＴＯＰＣＯＮ社製 ＡＢＴ−３２）で１００００倍の倍率で観察し、写真撮影した。撮影した画像を用いて図１に示すようにピッチはｐ、高さはｈの長さを測定した。ｐ、ｈの値は3箇所の凸形状の平均値とした。

Ｂ．出射強度分布
拡散シートの出射強度分布を（株）村上色彩技術研究所製、変角光度計ＧＰ−２００を用いて測定した。拡散シートあるいは拡散板は、Ｂ面から光線が入射するように試料台にセットし、Ａ面から出射される出射強度分布の測定を行った。
拡散シートのＢ面に入射角度０°（法線方向）で光線を入射したときにＡ面から出射される出射光強度を、いずれも出射角度−９０°〜９０°の範囲で、０．１°刻みにて測定した。得られた出射強度分布から、出射角度０°の出射強度に対して５０％の強度となるプラス側の出射角度を、それぞれの方向において読み取った。また、出射角度とは出射面の法線方向と出射光線の光軸とがなす鋭角のことであり、法線方向に対して一方の方向をプラス、他方の方向をマイナスとした。測定条件は以下の通りである。
・光源：ハロゲンランプ１２Ｖ５０Ｗ
・光源側フィルター：平均透過率１％の光量調整フィルター
・光束絞り：設定３（φ約１１ｍｍ）
・受光絞り：設定６（φ約１３ｍｍ）
・試料台：反射透過用あおり付標準試料台（あおりは不使用）
・測定モード：透過。

Ｃ．透過率、ヘイズ
日本電色（株）製、ヘーズメーターＮＤＨ２０００を用い、透過率およびヘイズを測定した。サンプルは８０ｍｍ角に切り出し、光が拡散シートの平滑面から入射するようにセットして測定した。

Ｄ．バックライト特性
評価用２４インチ（５３１ｍｍ×３３５ｍｍ：対角７２５ｍｍ）直下型バックライト（筐体、反射フィルム、蛍光管部分）を２４Ｖにて点灯させ、１時間経過後に、蛍光管上側に本発明の積層光学シート（５３１ｍｍ×３３５ｍｍ）を含む部材（実施例に記載）を設置し、（株）コニカミノルタセンシング製、２次元輝度計ＣＡ−２０００を用いて、正面方向における輝度ムラを測定した。
プリズムシートの設置方向は、平滑面を光源側に向け、さらにプリズム面の凸型形状の長手方向を蛍光管の直線状部に平行な方向と平行となるように設置した。輝度ムラは、バックライト全面において得られる輝度の最大値から最小値を引いた値を、バックライト全面において得られる輝度の平均値で割った値とした。輝度ムラが５％以下を合格とした。
評価用バックライト構成は次のものを使用した。
（蛍光管）
直径：３ｍｍ
本数：１４本
隣接間隔（ピッチ）Ｌ：２３．５ｍｍ
管中心と反射板との距離（下側）：５ｍｍ
管中心と部材との距離（上側）７．５ｍｍ（＝Ｈ）
θ：５７．４°（ｔａｎθ＝Ｌ/２Ｈ＝１．５６）
（反射シート）
東レ（株）製、ルミラー（登録商標）１８８Ｅ６ＳＶ。

以上の測定はすべて室温２３℃、湿度６５％の条件で行った。以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
アデカオプトマー ＫＲＭ−２１９９（旭電化工業（株）製）１０ｇ、アロンオキセタン ＯＸＴ−２２１（東亞合成（株）製）１ｇ、アデカオプトマー ＳＰ１７０（旭電化工業（株）製）０．２５ｇを攪拌し塗工液１を作製した。次に１８８μｍの透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材の一方の面に、塗剤１をコーティングし、膜厚５μｍの塗膜を形成した（以下、塗剤１をコーティングした面をＡ面、他方の面をＢ面とする）。

この塗工液１をコーティングした基材のＡ面に、長手方向に垂直な断面形状が凹型の溝が複数掘り込まれた金型を押しあて、基材のＢ面側から超高圧水銀灯により１Ｊ／ｍ^２照射して塗剤を硬化させ、金型を離型しプリズムシート１を得た。得られたプリズムシート１のＡ面の凸型形状は、およそ、ピッチ（ｐ）が２μｍ、高さ（ｈ）が１μｍのプリズム形状であった。

評価用バックライトに光源側から厚み２ｍｍのＰＭＭＡ板（全光線透過率９２％、ヘイズ０．２％）、拡散シート（ＴＤＦ１８７ 東レセハン社製）、プリズムシート１の順に重ねて設置し、輝度ムラ測定した。また、プリズムシート１は、光源とは反対面が凸型形状となっており、凸型形状の長手方向を蛍光管の直線状部に平行な方向と平行になるように設置した。評価結果を表１に示す。
この直下型バックライト装置は、優れた画面均斉度を示すことがわかった。

（比較例１）
ピッチが５μｍ、高さ２．５μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様に作製し、プリズムシート２を得た。また実施例１と同様にしてバックライト特性を評価した。光源像に由来する輝度ムラが解消されず画面の均斉度が劣る結果となった。

（比較例２）
ピッチが１０μｍ、高さ５μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様に作製し、プリズムシート３を得た。また実施例１と同様にしてバックライト特性を評価した。光源像に由来する輝度ムラが解消されず画面の均斉度が劣る結果となった。

（比較例３）
ピッチが１５μｍ、高さ７．５μｍの金型を用いた以外は実施例１と同様に作製し、プリズムシート３を得た。また実施例１と同様にしてバックライト特性を評価した。光源像に由来する輝度ムラが解消されず画面の均斉度が劣る結果となった。

（比較例４）
ＰＭＭＡ板と拡散シートの代わりに拡散板（クラレックス（登録商標） 日本樹脂工業社製 ＤＲ−IIIＣ−Ｅ ＤＲ−９０Ｃ）を用いた以外は実施例１と同様にしてバックライト特性を評価した。光源像に由来する輝度ムラが解消されず画面の均斉度が劣る結果となった。

（比較例５）
ＰＭＭＡ板と拡散シートの代わりに拡散板（クラレックス（登録商標） 日本樹脂工業社製 ＤＲ−IIIＣ−Ｅ ＤＲ−８５Ｃ）を用いた以外は実施例１と同様にしてバックライト特性を評価した。光源像に由来する輝度ムラが解消されず画面の均斉度が劣る結果となった。

本発明の光学シートは、各種表示装置、中でも液晶表示装置のバックライトユニットに組み込むことにより高い画面均一性を発現させる薄型の光学部材として適用可能である。

本発明の直下型バックライト装置の断面図である。

符号の説明

１ プリズムシート
２ 拡散シート
３ 反射板
４ 蛍光管
ｈ プリズムシートの凸型の高さ
ｐ プリズムシートの凸型のピッチ
Ｌ 蛍光管間距離
H 蛍光管中心部から拡散板までの距離

Claims (6)

1. 入射面である一方の面から入射角度０°で光線が入射したときに、出射面である他方の面から出射角度０°で出射した光線の出射強度に対して５０％の強度となる光線の出射角度が１０°〜３０°の範囲となる拡散シートと、
   一方向にのびた複数の凸型形状が片面に形成され、該複数の凸型形状の長手方向が平行であり、隣接する凸型形状の間隔が４μｍ以下であるプリズムシートとを有し、
   前記プリズムシートが、前記拡散シートの出射面側に、該プリズムシートの複数の凸型形状が形成された面とは反対側の面が該拡散シート側を向くように積層されて構成されている積層光学シート。
2. 前記拡散シートが透明基材の少なくとも一方の面に粒子を含有した層が積層されたものである請求項１記載の積層光学シート。
3. 前記プリズムシートに形成された凸型形状が、その長手方向に垂直な断面形状が三角形である請求項１又は２記載の積層光学シート。
4. 前記拡散シートの入射面側に透明板が積層されている請求項１〜３のいずれかに記載の積層光学シート。
5. 直線発光部が平行となるように平面上に配された線光源群と、
   請求項１〜４のいずれかに記載の積層光学シートとを有し、
   前記積層光学シートが、前記線光源群の配された平面と平行で、前記拡散シートの入射面側が該線光源群の配された平面側を向き、前記プリズムシートに形成された凸型形状の長手方向と該線光源群の直線発光部とが平行となるように設けられている直下型バックライト装置。
6. 前記線光源群の隣接する直線発光部の中心間の距離をＬ、該直線発光部の中心から前記積層光学シートまでの距離をＨとしたとき、４５°≦θ≦７０°（ただし、θ=tan−１ （（Ｌ／２）／Ｈ））を満たす請求項５記載の直下型バックライト装置。

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