JP2010197845A - 光学素子積層体、バックライトおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の厚みの増加を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善することができ、かつ、表示装置の表示特性の劣化を抑制することができる光学素子積層体ならびにそれを備えたバックライトおよび液晶表示装置を提供する。
【解決手段】光学素子積層体は、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３とを互いに重ね合わせて構成されている。第１および第２の光学素子２２，２３は、矩形状のフィルムまたはシートであり、４辺に立設された側壁部２２ａ，２３ａを有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示特性の改善のために用いる光学素子積層体ならびにそれを備えたバックライトおよび液晶表示装置に関する。

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

図５２は、従来の液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、図５２に示すように、光を出射する照明装置１０１と、照明装置１０１から出射された光を拡散する拡散板１０２と、この拡散板１０２により拡散された光を集光や拡散などする複数の光学素子１０３と、液晶パネル１０４とを備える。

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

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

特開２００５−３０１１４７号公報

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

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、表示装置の厚みの増加を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善することができ、かつ、表示装置の表示特性の劣化を抑制することができる光学素子積層体ならびにそれを備えたバックライトおよび液晶表示装置を提供することにある。

本発明の光学素子積層体は、第１の光学素子と、第１の光学素子に重ね合わされた第２の光学素子とを備えたものである。第１および第２の光学素子は、矩形状のフィルムまたはシートである。第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺に立設された側壁部を有している。

本発明のバックライトは、光を出射する光源と、光源から出射された光が透過する光学素子積層体とを備えたものである。本発明のバックライトに設けられた光学素子積層体は、上記の光学素子積層体と同一の構成要素を有するものである。

本発明の液晶表示装置は、光を出射するバックライトと、バックライトから出射された光に基づき画像を表示する液晶パネルとを備えたものである。本発明の液晶表示装置に設けられたバックライトは、上記のバックライトと同一の構成要素を有するものである。

本発明の光学素子積層体、バックライトおよび液晶表示装置では、第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子において、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺部に側壁部が立設されている。これにより、断面２次モーメントを増加させることができるので、光学素子を厚くしたり、第１および第２の光学素子同士を透明粘着剤により貼り合わせたりしなくても、側壁部の立設された光学素子の強度を向上させることができる。

本発明の光学素子積層体、バックライトおよび液晶表示装置によれば、第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子に対して、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺部に側壁部を立設するようにした。これにより、液晶表示装置の厚みの増加を抑えつつ、光学素子の剛性不足を改善することができ、かつ、液晶表示装置の表示特性の劣化を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の一構成例を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。 図２の光学素子積層体のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 光学素子積層体の側壁部を拡大して示す断面図である。 光学素子積層体の側壁部の変形例を拡大して示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 図１の液晶表示装置の他の構成例を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 図１０の光学素子積層体のＡ−Ａ矢視方向およびＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。 第１の光学素子の角部を拡大して示す斜視図である。 光学素子積層体の側壁部を拡大して示す側面図である。 光学素子積層体の側壁部を拡大して示す側面図である。 光学素子積層体の側壁部を拡大して示す断面図である。 第１の光学素子の展開図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第１の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第２の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第３の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第４の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第４の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第５の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第６の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子の第７の構成例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体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。 本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の製造方法の一例について説明するための平面図である。 本発明の第２の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。 本発明の第５の実施形態の光学素子の角部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態の光学素子の形成工程を説明するための工程図である。 本発明の第６の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す断面図である。 本発明の第７の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す断面図である。 本発明の第７の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す分解斜視図である。 本発明の第７の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す分解斜視図である。 本発明の第８の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す断面図である。 本発明の第８の実施形態の光学素子積層体の製造方法について説明するための工程図である。 本発明の第８の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の第８の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す断面図である。 本発明の第９の実施形態の液晶表示装置の一構成を示す断面図である。 本発明の第９の実施形態の液晶表示装置の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第９の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。 本発明の第９の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す分解斜視図である。 本発明の第９の実施形態の光学素子積層体の変形例を示す分解斜視図である。 光学素子積層体の一変形例の断面図である。 光学素子積層体の他の変形例の断面図である。 第２の光学素子の一変形例の斜視図である。 第１の光学素子の一変形例の斜視図である。 従来の液晶表示装置の構成を示す概略図である。

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

１．第１の実施の形態（直下式の照明装置。
第１および第２の光学素子の双方の４辺に側壁部）
２．第２の実施の形態（２辺に側壁部）
３．第３の実施の形態（４辺に側壁部。収容空間に光学素子を収容）
４．第４の実施の形態（２辺に側壁部。収容空間に光学素子を収容）
５．第５の実施の形態（側壁部に折り返し部）
６．第６の実施の形態（外側に向かって広がる側壁部）
７．第７の実施の形態（側壁部に嵌合）
８．第８の実施の形態（収容空間に、交互に折り返された光学素子を収容）
９．第９の実施の形態（サイドライト方式の照明装置）
１０．変形例（第１または第２の光学素子の４辺または２辺に側壁部）

＜第１の実施形態＞
（液晶表示装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の一構成例を示すものである。本実施の形態の液晶表示装置は、光を出射するバックライト１と、バックライト１から出射された光に基づき画像を表示する液晶パネル２とを備える。

（液晶パネル）
液晶パネル２は、バックライト１から出射された光を時間的空間的に変調して情報を表示するためのものである。液晶パネル２としては、例えば、ツイステッドネマチック（Twisted Nematic：ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（Super Twisted Nematic：ＳＴＮ）モード、垂直配向（Vertically Aligned：ＶＡ）モード、水平配列（In-Plane Switching：ＩＰＳ）モード、光学補償ベンド配向（Optically Compensated Birefringence：ＯＣＢ）モード、強誘電性（Ferroelectric Liquid Crystal：ＦＬＣ）モード、高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal：ＰＤＬＣ）モード、相転移型ゲスト・ホスト（Phase Change Guest Host：ＰＣＧＨ）モードなどの表示モードのものを用いることができる。

（バックライト）
バックライト１は、いわゆる直下式の照明装置であり、光を出射する複数の光源１１と、光源１１から出射された光の特性を調整し、液晶パネル２に向けて出射する光学素子積層体２１と、光源１１および光学素子積層体２１を収容する筐体１２とを備える。また、筐体１２には、複数のスタッドピン１３が設けられ、このスタッドピン１３により光学素子積層体２１が支持される。スタッドピン１３は、中心部に多く配置するのではなく、外側にも積極的に配置するようにしてよい。この場合、配置本数を変えずに、ある割合の本数を中心部ではなく外側に配置するようにする。

光源１１としては、例えば、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、および熱陰極蛍光管（ＨＣＦＬ:Hot Cathode Fluorescent Lamp）などの線光源を用いることができる。また、光源１１として、有機エレクトロルミネッセンス（ＯＥＬ：Organic ElectroLuminescence）、無機エレクトロルミネッセンス（ＩＥＬ：Inorganic ElectroLuminescence）、および発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)などの点光源を用いることもできる。

（光学素子積層体）
図２は、本発明の第１の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す斜視図である。図３は、図２の光学素子積層体の分解斜視図である。図４は、図２の光学素子積層体のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

光学素子積層体２１は、フィルム状またはシート状の第１の光学素子２２および第２の光学素子２３を積層したものである。積層された第１の光学素子２２と第２の光学素子２３とが互いに密着していることが好ましい。第１の光学素子２２は、矩形状の主面部２２ｓと、この主面部２２ｓの４辺に立設された側壁部２２ａとを有する。また、同様に、第２の光学素子２３は、矩形状の主面部２３ｓと、この主面部２３ｓの４辺に立設された側壁部２３ａとを有する。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３は、それらの側壁部２２ａ、２３ａが同一の方向を向くように重ね合わされている。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３の少なくとも一方が非結晶性の熱可塑性樹脂を主成分としていることが好ましい。

主面部２２ｓは、第２の光学素子２３と対向する内側面と、それとは反対側の外側面とを有する。主面部２２ｓの内側面および外側面の少なくとも一方には、例えば、レンズ形状やエンボス形状などの形状が付与されている。また、主面部２２ｓの内部にフィラーが添加されていてもよい。

主面部２３ｓは、第１の光学素子２２と対向する内側面と、それとは反対側の外側面とを有する。主面部２３ｓの内側面および外側面の少なくとも一方には、例えば、レンズ形状やエンボス形状などの形状が付与されている。また、主面部２３ｓの内部にフィラーが添加されていてもよい。

図５Ａ，６Ｂ，６Ｃは、光学素子積層体の側壁部を拡大して示すものである。図５Ａに示すように、側壁部２３ａの位置は、側壁部２２ａの内側となっていればよく、特に限定されるものではない。また、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、側壁部２２ａが、側壁部２３ａの一部または全部を覆っている。

側壁部２２ａ，２３ａは、例えば、図１に示したように、筐体１２の外縁部分に設けられた環状の溝部１４に嵌め込まれている。このとき、第１および第２の光学素子２２，２３は、例えば、溝部１４の内側の側面１４Ａを形成する環状の突部１５によって支えられている。図１、図５Ａに示したように、側壁部２２ａの高さＥ（側面の高さ）および側壁部２３ａの高さＦ（側面の高さ）は、溝部１４の幅Ｇ以上の大きさとなっていることが好ましい。これは、第１および第２の光学素子２２，２３などを筐体１２に組み込んでいる最中に第１および第２の光学素子２２，２３が溝部１４から外れるのを防止するためである。溝部１４の幅Ｇは、４〜５ｍｍ程度となっていることが好ましい。これは、第１および第２の光学素子２２，２３が線膨張によって溝部１４の外側の側面１４Ｂに接触して第１および第２の光学素子２２，２３に浮きが発生するのを防止するためである。側壁部２２ａと底面１４Ｃとの距離および側壁部２３ａと底面１４Ｃとの距離は、ゼロ以上となっている。

側壁部２２ａ，２３ａは、例えば、図４、図５Ａ〜図５Ｃに示したように、主面２２ｓ，２３ｓと直交する方向に立設されていることが好ましい。なお、側壁部２２ａ，２３ａは、例えば、図６Ａに示したように、側壁部２２ａ，２３ａと主面２２ｓ，２３ｓとのなす角θが鈍角（例えば１５０°）となるように立設されていてもよい。また、側壁部２２ａ，２３ａは、例えば、図６Ｂに示したように、側壁部２２ａ，２３ａと主面２２ｓ，２３ｓとのなす角θが鋭角（例えば３０°）となるように立設されていてもよい。つまり、側壁部２２ａ，２３ａは、側壁部２２ａ，２３ａと主面２２ｓ，２３ｓとのなす角θが３０°以上１５０°以下となるように立設されていればよい。なお、上記の角θが鈍角となっている場合には、溝部１４の幅Ｇは、側壁部２２ａ，２３ａの先端と側面１４Ｂとの距離が４〜５ｍｍ程度となるような大きさとなっていることが好ましい。

また、図７および図８に示すように、側壁部２２ａと側壁部２３ａとが反対の方向を向くように、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３とを重ね合わせるようにしてもよい。具体的には、側壁部２２ａは第２の光学素子２３側に立設され、側壁部２３ａは第１の光学素子２２側に立設されている。このようにした場合であって、側壁部２２ａと側壁部２３ａにプリズムなどの立体構造が設けられているときには、側壁部２２ａや側壁部２３ａに入射する光を反射して、側壁部２２ａや側壁部２３ａから外部に光が漏れるのを低減することができる。この場合に、高さＡ１および高さＡ２が互いに等しくなっていてもよいし、高さＡ１が高さＡ２よりも高くなっていてもよいし、高さＡ２が高さＡ１よりも高くなっていてもよい。いずれの場合であっても、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａのうち少なくとも一部が互いに重なり合っていることが好ましい。なお、側壁部２２ａと側壁部２３ａとが反対の方向を向いている場合には、図９に示したように、筐体１２として、外縁部分の内側に環状の段差１６を有するものを用意し、その段差１６に、第１および第２の光学素子２２，２３の外縁を載置することが好ましい。この場合に、段差１６の上面１６Ａが光反射面として機能するときには、側壁部２２ａや側壁部２３ａから漏れ出した光を、上面１６Ａで反射してリサイクルすることが可能となる。

側壁部２２ａは、図７に示したように、側壁部２３ａの外側に立設されていてもよいし、図８に示したように、側壁部２３ａの内側に立設されていてもよい。また、例えば、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂに示したように、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａが光学素子積層体２１の外縁を周回する方向において互い違いに配置されていてもよい。この場合には、第１の光学素子２２と、第２の光学素子２３とを、同一の打ち抜き型を用いて作製することができるので、製造コストを低減することができる。なお、図１０は、光学素子積層体２１の展開斜視図である。図１１Ａは図１０の光学素子積層体２１のＡ−Ａ矢視方向の断面図であり、図１１Ａは図１０の光学素子積層体２１のＢ−Ｂ矢視方向の断面図である。

図１２は、第１の光学素子２２の角部を拡大して示すものである。図１２に示すように、第１の光学素子２２の角部には側壁部２２ａが形成されておらず、開放部５１が形成されていることが好ましい。第１の光学素子２２の辺部を折り曲げて側壁部２２ａを形成する場合に、第１の光学素子２２の辺部の折り曲げが容易となるからである。ここでは、第１の光学素子２２について説明したが、第２の光学素子２３も同様の形状とすることが好ましい。なお、以下に説明する第１の光学素子２２の構成や形状などは、第２の光学素子２２についても同様に適用可能である。

図１３および図１４は、光学素子積層体の側壁部を拡大して示すものである。図１３に示すように、側壁部２２ａと、側壁部２３ａとが重ね合わされ、互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部がスポット接合されて接合部５３が形成されていることが好ましい。また、図１４に示すように、互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部が線状に接合されて接合部５３が形成されていることが好ましい。接合の方法としては、例えば、接着や溶着などが挙げられる。接着方法としては、例えばホットメルト型接着方法、熱硬化型接着方法、感圧（粘着）型接着方法、エネルギー線硬化型接着方法、水和型接着方法、吸湿・再湿型接着方法などが挙げられる。溶着方法としては、例えば熱溶着、超音波溶着、レーザ溶着などが挙げられる。また、図１５Ａ、図１５Ｂに示したように、互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部が、例えば、耐熱テープ２６などによって互いに接着されていてもよい。

図１６は、第１の光学素子２２の展開図である。図１６に示すように、主面部２２ｓと側壁部２２ａとの境界には、辺部の折り曲げを容易にするための折り曲げ線２２Ｌが設けられている。この折り曲げ線２２Ｌは、例えば、主面部２２ｓと側壁部２２ａとの境界に浅い切り込みを入れることにより形成される。側壁部２２ａは、折り曲げ線２２Ｌに沿って折り曲げられることにより形成される。

（光学素子）
以下、図１７〜図２４を参照しながら、第１の光学素子２２の構成例について説明する。

（第１の構成例）
図１７は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第１の構成例を示すものである。図１７に示すように、第１の光学素子２２が、高分子材料とフィラー３２とを含む基材層３１からなる。基材層３１は、例えば、シート状またはフィルム状となっている。基材層３１の材料としては、例えば公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。

また、第１の光学素子２２が複数の層を備える場合には、少なくとも１以上の層がフィラー３２を含んでいるようにすればよい。拡散剤であるフィラー３２の材料は、基材層３１の主成分である高分子材料とは屈折率の異なるものであれば良く特に限定されるものではなく、求められる拡散性に応じて任意に選択することができる。具体的には、フィラー３２としては、例えば、アクリル系粒子、ポリスチレン系粒子、炭酸カルシウム、チタニア、シリカなどの酸化物を用いることができる。また、空気や不活性ガスなどの気体、水、アルコールおよびゲルなどの液体をフィラー３２として用いることも可能である。この第１の光学素子２２は、例えば、高分子材料とフィラー３２とを調製し、この調製した材料を溶融押出などによりフィルム状またはシート状などに成形した後、必要に応じて延伸処理および熱処理を施すことにより得ることができる。

（第２の構成例）
図１８は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第２の構成例を示すものである。図１８に示すように、基材層３１の表面には、エンボス成形により凹凸形状３３が形成されている。この凹凸形状３３は、ランダムに形成されていることが好ましい。また、基材層３１自体が、第１の構成例と同様に、拡散剤であるフィラーを含んでいてもよい。

（第３の構成例）
図１９は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第３の構成例を示すものである。図１９に示すように、第１の光学素子２２は、基材層３１と、この基材層３１の表面に設けられた拡散層３４とを備えている。この拡散層３４が、液晶パネル２に対向するように配置されることが好ましい。拡散層３４は、バインダー３５と、このバインダー３５と異なる屈折率を有するフィラー３６とを主成分とする。拡散層３４の表面からフィラー３６が突出し、表面に凹凸が形成されていることが好ましい。フィラー３６のサイズや形状は、特に限定されるものではなく、所望とする特性に応じて任意に選択することができる。また、フィラー３６の材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられるが、バインダー３５と屈折率が異なればよく特に上記材料に限定されるものではない。バインダー３５としては、フィラー３６を分散することができ、かつ、基材層３１との密着性がよいものが好ましく、例えば、アクリル系ポリマーなどを用いることができる。この拡散層３４は、例えば、フィラー３６とバインダー３５と必要に応じて溶剤とを混合して塗料を調製し、この塗料を基材層３１上に塗布し、必要に応じて乾燥させた後、硬化させることにより形成することができる。

（第４の構成例）
図２０は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第４の構成例を示すものである。図２０に示すように、第１の光学素子２２は、拡散層３４とは反対側の面にも拡散層３７をさらに備える点において、第３の構成例のものとは異なる。拡散層３７は、バインダー３８と、このバインダー３８とは屈折率が異なるフィラー３９とを主成分としている。フィラー３９は、バインダー３８から突出し、表面に凹凸が形成されていることが好ましい。バインダー３８、フィラー３９としては、第１の構成例のものと同様のものを用いることができる。

（第５の構成例）
図２１は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第５の構成例を示すものである。図２１に示すように、第１の光学素子２２は、フィラー３６の周囲にボイド４０が形成されている点において、第３の構成例のものとは異なる。また、拡散層３４の表面からフィラー３６が突出し、表面に凹凸が形成されていることが好ましい。ボイド４０の形状としては、例えば、円盤状、楕円体状、立方体状などが挙げられるが、特にこれらの形状に限定されるものではなく、所望とする拡散機能に応じて任意に選択することができる。また、ボイド４０の形状および大きさを、液晶パネル２の視野角などに応じて制御するようにしてもよい。

（第６の構成例）
図２２は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第６の構成例を示すものである。図２２に示すように、第１の光学素子２２は、基材層３１の表面にレンズ形状４１が形成されている点において、第２の構成例のものとは異なる。レンズ形状４１は、例えば、レンズ形状が表面に形成されたモールドなどを、基材層３１に対して押し当てることにより得ることができる。この際、基材層３１またはモールドの少なくとも一方を加熱することが好ましい。また、第１の光学素子２２をレンズの稜線方向に延伸し、第１の光学素子２２に対して光学異方性を付与するようにしてもよい。

（第７の構成例）
図２３は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第７の構成例を示すものである。図２３に示すように、第１の光学素子２２は、基材層３１の表面にレンズ層４２をさらに備える点において、第１の構成例のものとは異なっている。このレンズ層４２は、例えば、以下のようにして得ることができる。まず、基材層３１上に紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を塗布する。次に、レンズ形状が表面に形成されたモールドなどを、感光性樹脂に対して押し当てた後、紫外線などの光を感光性樹脂に照射し、感光性樹脂を硬化する。

（第８の構成例）
図２４は、本発明の第１の実施形態の第１の光学素子の第８の構成例を示すものである。図２４に示すように、第１の光学素子２２は、基材層３１の一方の面に、拡散層３４に代えて、レンズ層４２を備える点において、第１の構成例のものとは異なっている。

（光学素子積層体の製造方法）
次に、図２５Ａ〜図２６を参照して、上述の構成を有する光学素子積層体２１の製造方法の一例について説明する。まず、図２５Ａに示すように、例えば、帯状の光学フィルム６１を準備する。次に、図２５Ｂに示すように、ビク型６２により光学フィルム６１を打ち抜くとともに、主面部２２ｓと側壁部２２ａとの間の境界に、浅い切り込みを入れ、図２５Ｃに示すように、折り曲げ線２２Ｌを形成する。この工程により、図２６に示すように、矩形状の各角部に対応する領域５２が打ち抜かれる。次に、この折り曲げ線２２Ｌに沿って側壁部２２ａを折り曲げ、主面部２２ｓに対して、側壁部２２ａをほぼ直角に立設させる。これにより、第１の光学素子２２が形成される。次に、第１の光学素子２２と同様にして、第２の光学素子２３を作製する。次に、作製した第１の光学素子２２および第２の光学素子２３を積層すると共に、必要に応じて、側壁部２２ａと側壁部２３ａとを互いに接合する。以上により、目的とする光学素子積層体２１が得られる。

＜第２の実施形態＞
図２７は、本発明の第２の実施形態の光学素子積層体２１の一構成例を示すものである。図２７に示すように、第１の光学素子２２は、矩形状の主面部２２ｓと、この主面部２２ｓの４辺のうち、互いに対向する一組の辺に側壁部２２ａが設けられている。また、同様に、第２の光学素子２３は、矩形状の主面部２３ｓと、この主面部２３ｓの４辺のうち、互いに対向する一組の辺に側壁部２３ａが設けられている。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３は、それらの側壁部２２ａ、２３ａが同一の方向（図２３では下方）を向くように重ね合わされている。このとき、側壁部２２ａが第２の光学素子２３側に立設されており、側壁部２３ａが第１の光学素子２２とは反対側に立設されている。重ね合わされた第１の光学素子２２の側壁部２２ａと光学素子２３の側壁部２３ａとが組み合わされて、４辺の側壁部が形成されることが好ましい。光学素子積層体２１の強度をより向上することができるからである。

また、図２８に示すように、第１の光学素子２２の側壁部２２ａと第２の光学素子２３の側壁部２３ａとが互いに異なる方向（反対の方向）を向くように、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３とを重ね合わせるようにしてもよい。このとき、側壁部２２ａが第２の光学素子２３側に立設されており、側壁部２３ａが第１の光学素子２２側に立設されている。この第２の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。

＜第３の実施形態＞
図２９は、本発明の第３の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。図３０は、本発明の第３の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す断面図である。図２９および図３０に示すように、この光学素子積層体２１は、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３との間の収容空間に、１または複数の矩形状の光学素子２４を収容している。光学素子２４は、フィルム状またはシート状となっている。光学素子２４の全周囲が側壁部２２ａによって閉ざされている。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３と、収容した１または複数の光学素子２４とが互いに密着することが好ましい。

また、図３１に示すように、側壁部２２ａと側壁部２３ａとが互いに反対の方向を向くように、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３とを重ね合わせて、１または複数の光学素子２４を収容するための空間を形成してもよい。この場合、光学素子２４の全周囲が、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａが重ね合わされることで閉ざされている。この第３の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。

ところで、本実施の形態において、光学素子２４の厚さをＨとすると、側壁部２２ａの高さＥは１／２×Ｈ以上の大きさとなっていることが好ましく、側壁部２３ａの高さＦも１／２×Ｈ以上の大きさとなっていることが好ましい。つまり、高さＥと高さＦとの合計がＨ以上となっていることが好ましい。

＜第４の実施形態＞
図３２は、本発明の第４の実施形態の光学素子積層体の一構成例を示す分解斜視図である。図３２に示すように、第１の光学素子２２には、互いに対向する一組の辺に側壁部２２ａが設けられている。また、同様に、第２の光学素子２３には、互いに対向する一組の辺に側壁部２３ａが設けられている。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３を重ね合わせることにより、主面部２２ｓおよび側壁部２２ａと、主面部２３ｓおよび側壁部２３ａとにより収容空間が形成される。この収容空間に１または複数の光学素子２４が収容される。光学素子２４の全周囲が、側壁部２２ａと側壁部２３ａとが組み合わされることで閉ざされている。この第４の実施形態においては、上記以外のことは、第２の実施形態と同様である。

＜第５の実施形態＞
図３３は、本発明の第５の実施形態の第１の光学素子の角部を拡大して示すものである。図３３に示すように、第１の光学素子２２は、１つの角部を介して隣接する２辺のうちの一方に設けられた側壁部２２ａに折り返し部５４を有する。この折り返し部５４は、１つの角部を介して隣接する２辺に設けられた側壁部２２ａを連結する連結部材である。折り返し部５４は、側壁部２２ａの一端または両端が延在されたものである。

折り返し部５４は、以下のようにして形成される。まず、図３４Ａに示すように、矩形状の主面部２２ｓの角部を軸として折り返し部５４を折り返す。次に、図３４Ｂに示すように、この折り返された一端部を、隣接する他方の辺に設けられた側壁部２３ａに対して、熱融着などにより接合し、接合部５５を形成する。これにより、互いに隣接する２辺に立設された側壁部２３ａ同士が連結される。また、互いに隣接する２辺に立設された側壁部２３ａ同士を別部材により連結するようにしてもよい。この第５の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。

＜第６の実施形態＞
図３５は、本発明の第６の実施形態の光学素子積層体の一構成を示すものである。図３５に示すように、側壁部２３ａは、外側に向かって広がるように折り曲げられている。したがって、第２の光学素子２３を側壁部２２ａにより規定される空間に押し込むと、側壁部２３ａが側壁部２２ａに力を及ぼす。この力によって、第２の光学素子２３は、側壁部２２ａに支持されている。この第６の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。

＜第７の実施形態＞
図３６は、本発明の第７の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す断面図である。図３７は、本発明の第７の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す分解斜視図である。図３６および図３７に示すように、側壁部２２ａと、側壁部２３ａとには、凸部２２ｂおよび凹部２３ｂとからなる嵌合部が設けられている。具体的には、側壁部２２ａは、側壁部２３ａと対向する内側面に、点状の凸部２２ｂを有する。また、側壁部２３ａは、側壁部２２ａと対向する外側面に、点状の凹部２３ｂを有する。凸部２２ｂが、凹部２３ｂに対して嵌合される。つまり、側壁部２２ａと、側壁部２３ａとが互いに重ね合わされ、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａのうち重ね合わされた部分の少なくとも一部が接合されている。

また、図３８に示すように、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａに対してそれぞれ、線状の凸部２２ｂ、線状の凹部２３ｂを設け、これらを嵌合させるようにしてもよい。この第７の実施形態においては、上記以外のことは、第１の実施形態と同様である。

＜第８の実施形態＞
図３９は、本発明の第８の実施形態の光学素子積層体の一構成を示す断面図である。図３９に示すように、帯状の光学素子２４が交互に折り返されて、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３との間に形成される収容空間に収容されている。

以下、図４０Ａ〜Ｄを参照して、上述の構成を有する光学素子積層体の製造方法について説明する。まず、図４０Ａに示すように、帯状の光学素子２４を作製する。この帯状の光学素子２４には、その長手方向の一端から他端に向けて複数の領域が設定されており、これらの各領域に、所望とする光学特性に応じた光学機能が付与されている。この光学機能としては、例えば、拡散機能、集光機能、偏光反射機能、光変換機能などが挙げられる。図４０Ａでは、帯状の光学素子２４の一端から他端に向けて、３つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が設定されている例が示されている。第1の領域Ｒ１には、例えばムラ消しフィルムが設けられ、第2の領域Ｒ２には、例えば拡散フィルムが設けられ、第３の領域Ｒ３には、例えばプリズムフィルムが設けられている。

次に、図４０Ｂに示すように、各領域の境界を折り目として、帯状の光学素子２４をジグザグに折りたたみ、蛇腹状にする。次に、図４０Ｃに示すように、第２の光学素子２３上に、蛇腹状に折りたたまれた光学素子２４を載置する。次に、図４０Ｄに示すように、第２の光学素子２３上に第１の光学素子２２を積み重ねる。これにより、第1の光学素子２２と第２の光学素子２３との間に形成される収容空間に光学素子２４が収容される。以上により、目的とする光学素子積層体２１が得られる。

また、図４１に示すように、折り返された帯状の光学素子２４の間（折り返しによって形成された空隙）に、フィルム状、シート状または板状の光学素子２４を挿入するようにしてもよい。挿入する光学素子２４としては、例えば、拡散板、拡散シート、レンズシートなどが挙げられる。

また、図４２Ａに示すように、帯状の光学素子２４の両面に光学機能層を形成するようにしてもよい。図４２Ａでは、第１の領域Ｒ１では、フィルムの表面側にムラ消し用のレンズが形成され、第２の領域Ｒ２では、フィルムの裏面側にプリズムレンズが形成され、第３の領域Ｒ３では、フィルムの表面側に拡散層が形成された例が示されている。

上述のように構成された光学素子２４では、光学素子２４を折りたたんで蛇腹状にすると、例えば、図４２Ｂに示すように、光学機能層を同一の方向に配置することができる。
すなわち、光学機能層をフィルムの表面および裏面に選択的に形成することで、帯状の光学素子２４を蛇腹状にした場合に、光学機能層を所望の方向に配置することができる。

＜第９の実施形態＞
図４３は、本発明の第９の実施形態の液晶表示装置の一構成を示す断面図である。図４３に示すように、この液晶表示装置は、光を出射するバックライト１と、バックライト１から出射された光に基づき画像を表示する液晶パネル２とを備える。

バックライト１は、いわゆるサイドライト方式（エッジライト方式とも称される）のバックライトユニットであり、１または複数の光源１１と、光学素子積層体２１と、１または複数の光源１１および光学素子積層体２１を収容する筐体１２とを備える。また、必要に応じて、バックライト１は、光学素子積層体２１と液晶パネル２との間に、シート状またはフィルム状の光学素子２４をさらに備えていてもよい。また、バックライト１は、光源１１を覆うリフレクタ１４をさらに備えていてもよい。

また、図４４に示すように、筐体１２の内側面に溝１２ａを設け、この溝１２ａに対して、側壁部２２ａの先端を嵌合することが好ましい。これにより、光学素子積層体２１のバックライト１内における位置を固定することができる。

図４５は、本発明の第９の実施形態の光学素子積層体２１の一構成例を示すものである。図４５に示すように、第１の光学素子２２には、矩形状の主面部２２ｓと、この主面部２２ｓの４辺のうち、互いに対向する一組の辺に側壁部２２ａが設けられている。また、同様に、第２の光学素子２３には、矩形状の主面部２３ｓと、この主面部２３ｓの４辺のうち、互いに対向する一組の辺に側壁部２３ａが設けられている。第１の光学素子２２および第２の光学素子２３は、それらの側壁部２２ａ、２３ａが互いに反対の方向を向くとともに、側壁部２２ａ、２３ａ同士が重なり合うように積み重ねられる。

図４５に示すように、第１の光学素子２２と第２の光学素子２３との間に形成される収容空間に導光板２５が収容される。導光板２５は矩形状の形状を有する。すなわち、導光板２５は、液晶パネル２と対向する第１の主面と、それとは反対側の第２の主面と、第１の主面および第２の主面の間に位置する４つの端面とを有する。導光板２５の面のうち、互いに対向する一組の端面、または一つの端面が、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａに覆われず露出している。この導光板２５の端面が露出した部分から、光源１１の光が入射される。

導光板２５は、例えば、平板状、または光源１１が配置される一端からそれとは反対側の他端に向けて徐々に薄くなるテーパ形状となっている。導光板２５の材料としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明プラスチックを用いることができる。導光板２５の第２の主面には、導光板内に入射した光を散乱反射させるためのドットパターンが形成されている。このドットパターンの形成方法としては、例えば、白色インクで反射ドットを印刷する印刷方式、スタンパやインクジェットで凹凸を付ける成形方式などを用いることができる。

また、第１および第２の光学素子２２，２３により、導光板２５の全ての面が閉ざされている場合には、図４６に示すように、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａのうち少なくとも一方の側壁部に、光源からの光を透過させるための開口部５６を設けることが好ましい。この開口部５６を介して点光源（例えばＬＥＤ）などの光源１１からの光を導光板２５に入射させるようにしてもよい。

また、導光板２５の２以上の端面に光源１１からの光を入射する場合には、図４７に示すように、それらの端面を覆う第１の光学素子２２および第２の光学素子２３のうち少なくとも一方の素子に対して開口部５６を形成するようにしてもよい。開口部５６は、孔に限定されるものではなく、側壁部２２ａおよび側壁部２３ａのうち少なくとも一方の側壁部を溝加工などして、凹凸状の溝を設けたものであってもよい。

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

例えば、上述の実施形態において挙げた数値、形状、材料および構成などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、形状、材料および構成などを用いてもよい。

また、上述の実施形態の各構成は、この発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

また、上述の実施形態では、積層された第１の光学素子２２および第２の光学素子２３の双方に側壁部２２ａおよび側壁部２３ａが立設されている場合が例示されていたが、第１の光学素子２２および第２の光学素子２３のいずれか一方にだけ側壁部が立設されていてもよい。また、第１の光学素子２２および第２の光学素子２３のいずれか一方にだけ側壁部が立設された光学素子積層体がバックライト内に設けられていてもよい。また、そのようなバックライトが液晶表示装置内に設けられていてもよい。

例えば、図４８に示したように、光学素子積層体２１が、１または複数の矩形状の光学素子２４を備えると共に、光学素子２４の光入射側に、側壁部２３ａが立設された第２の光学素子２３を備えていてもよい。ここで、１または複数の矩形状の光学素子２４のうち一の光学素子（図４８では最下の素子）が例えば拡散板であり、かつ、第２の光学素子２３が例えば光源像分割機能（例えばプリズム形状の複数の凸部）を有している。なお、光源像分割機能とは、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機能である。従って、光源像分割機能では、一の光源がつくる光源像を各凸部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ことができる。

また、図４９に示したように、光学素子積層体２１が、１または複数の矩形状の光学素子２４を備えると共に、光学素子２４の光射出側に、側壁部２２ａが立設された第１の光学素子２２を備えていてもよい。ここで、１または複数の矩形状の光学素子２４のうち一の光学素子（図４９では最下の素子）が例えば拡散板であり、かつ、第１の光学素子２２が例えば集光機能（例えばプリズム形状の複数の凸部）を有している。

なお、上記の図４８または図４９の光学素子積層体２１が、図５０または図５１に示したように、第２の光学素子２３または第１の光学素子２２に対して、吊り下げ用の開口２７Ａが設けらた突出部２７を有していてもよい。同様に、上記各実施の形態で例示した第１の光学素子２２および第２の光学素子２３に対して、吊り下げ用の開口２７Ａが設けらた突出部２７を設けてもよい。

１…バックライト、２…液晶パネル、１１…光源、１２…筐体、１２ａ…溝、１３… スタットピン、１４…リフレクタ、２１…光学素子積層体、２２…第１の光学素子、２２ｓ…主面部、２２ａ…側壁部、２２ｂ…凸部、２２Ｌ…折り曲げ線、２３…第２の光学素子、２３ｓ…主面部、２３ａ…側壁部、２３ｂ…凹部、２４…光学素子、２５…導光板、 ２６…耐熱テープ、３１…基材層、３２…フィラー、３３…凹凸形状、３４…拡散層、３５…バインダー、 ３６…フィラー、３７…拡散層、３８…バインダー、３９…フィラー、４０…ボイド、４１…レンズ形状、４２…レンズ層、５１…開放部、５２…領域、５３…接合部、５４…折り返し部、５５…接合部、５６…開口部、６１…光学フィルム、６２…ビク型。

Claims (20)

1. 第１の光学素子と、
   前記第１の光学素子に重ね合わされた第２の光学素子と
   を備え、
   前記第１および第２の光学素子は、矩形状のフィルムまたはシートであり、
   前記第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺に立設された側壁部を有する
   光学素子積層体。
2. 前記第１および第２の光学素子の双方の光学素子は、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺に前記側壁部を有する
   請求項１に記載の光学素子積層体。
3. 前記第１の光学素子と前記第２の光学素子との間の収容空間に、第３の光学素子を備え、
   前記第１および第２の光学素子と、前記第３の光学素子とが互いに密着している
   請求項１または請求項２に記載の光学素子積層体。
4. 前記第３の光学素子は、帯状の形状を有すると共に当該第３の光学素子の一端から他端に向けて複数の光学機能を順に有し、かつ前記複数の光学機能の境界を折り目として、折りたたまれている
   請求項３に記載の光学素子積層体。
5. 前記第３の光学素子のうち折り返しによって形成された空隙に、フィルム状、シート状または板状の１または複数の第４の光学素子を備えた
   請求項４に記載の光学素子積層体。
6. 前記第３の光学素子の全周囲が前記第１の光学素子および前記第２の光学素子の少なくとも一方の側壁部により閉ざされている
   請求項３に記載の光学素子積層体。
7. 上記第１の光学素子と上記第２の光学素子との間の収容空間に、導光板を備えた
   請求項１または請求項２に記載の光学素子積層体。
8. 前記第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の側壁部は、光源からの光を透過させるための開口部を有する
   請求項７に記載の光学素子積層体。
9. 前記第１および第２の光学素子は、４辺に側壁部を有し、
   前記第１および第２の光学素子の側壁部は、角部に開放部を有する
   請求項１または請求項２に記載の光学素子積層体。
10. 前記側壁部は、前記第１および第２の光学素子の辺部を折り曲げることにより形成されたものである
    請求項または請求項２に記載の光学素子積層体。
11. 前記側壁部は、折り曲げ線に沿って折り曲げられることにより形成されたものである
    請求項１０に記載の光学素子積層体。
12. 前記第１および第２の光学素子は互いに密着している
    請求項２に記載の光学素子積層体。
13. 前記第１の光学素子の側壁部と前記第２の光学素子の側壁部とが互いに重ね合わされ、
    前記第１および第２の光学素子の側壁部のうち互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部が接合されている
    請求項２に記載の光学素子積層体。
14. 前記第１の光学素子の側壁部と前記第２の光学素子の側壁部とが互いに重ね合わされ、
    前記第１および第２の光学素子の側壁部のうち互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部が嵌合されている
    請求項２に記載の光学素子積層体。
15. 前記第１の光学素子の側壁部と前記第２の光学素子の側壁部とが互いに重ね合わされ、
    前記第１および第２の光学素子の側壁部のうち互いに重ね合わされた部分の少なくとも一部が接着されている
    請求項２に記載の光学素子積層体。
16. 前記第１および第２の光学素子の側壁部は、同一の方向、または互いに異なる方向に立設されている
    請求項２に記載の光学素子積層体。
17. 前記第１の光学素子の側壁部は、前記第２の光学素子側に立設され、
    前記第２の光学素子の側壁部は、前記第１の光学素子側に立設され、
    前記第１および第２の光学素子の側壁部は、当該光学素子積層体の外縁を周回する方向において互い違いに配置されている
    請求項２に記載の光学素子積層体。
18. 前記第１の光学素子は、４辺に側壁部を有し、
    １つの角部を介して隣接する２辺に設けられた側壁部を互いに連結する連結部材を備えた
    請求項２に記載の光学素子積層体。
19. 光を出射する光源と、
    前記光源から出射された光が透過する光学素子積層体と
    を備え、
    前記光学素子積層体は、
    第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子に重ね合わされた第２の光学素子と
    を有し、
    前記第１および第２の光学素子は、矩形状のフィルムまたはシートであり、
    前記第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺に立設された側壁部を有する
    バックライト。
20. 光を出射するバックライトと、
    前記バックライトから出射された光に基づき画像を表示する液晶パネルと
    を備え、
    前記バックライトは、
    光を出射する光源と、
    前記光源から出射された光が透過する光学素子積層体と
    を有し、
    前記光学素子積層体は、
    第１の光学素子と、
    前記第１の光学素子に重ね合わされた第２の光学素子と
    を有し、
    前記第１および第２の光学素子は、矩形状のフィルムまたはシートであり、
    前記第１および第２の光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、４辺のうち少なくとも互いに対向する一組の辺に立設された側壁部を有する
    液晶表示装置。

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