JP2011081210A - 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学性能を向上させることができる。
【解決手段】光学シート１０は、ディスプレイの照明光路制御に使用され、片面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有しており、その光学形状はマイクロレンズ１２とシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３との組み合わせからなる表面形状をなし、マイクロレンズ１２の第１頂点１２ａと、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の第２頂点１３ａとの高さは、マイクロレンズ１２の方が高く、第１頂点１２ａと第２頂点１３ａとの高さの差がシート面方向の異なる部分で変化する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、画素単位での透過／非透過のレンズシートおよびディスプレイ用光学シート、あるいは透明状態／散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照明する光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。

近年、ＴＦＴ型液晶パネルやＳＴＮ型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてＯＡ分野のカラーノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）を中心に商品化されている。このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側（観察者側とは反対側）に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。

この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管（ＣＣＦＴ）等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」（いわゆる、「エッジライト方式」）と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図８に示すものが一般に知られている。
図８に示す液晶表示装置４０は、上部に偏光板４１、４２に挟まれた液晶パネル４３が設けられ、その下面側に、略長方形板状のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やアクリル等の透明な基材からなる導光板４４が設置されており、この導光板４４の上面側（光射出面４４ａ側）に拡散フィルム４５（拡散層）が設けられている。そして、導光板４４の下面には、導光板４４に導入された光を効率よく液晶パネル４３方向に均一となるように散乱して反射されるための図示しない散乱反射パターン部が印刷などによって設けられるとともに、散乱反射パターン部の下方に反射フィルム４６（反射層）が設けられている。

また、導光板４４には、側端部に光源ランプ４７が取り付けられており、さらに光源ランプ４７の光を効率よく導光板４４中に入射させるべく、光源ランプ４７の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター４８が設けられている。前記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン（ＴｉＯ_２）粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板４４内に入射した光に指向性を付与し、光射出面４４ａ側へと導くようになっており、高輝度化が図れるようになっている。

さらに、図９に示すように、近年においては、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、拡散フィルム４５と液晶パネル４３との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム５１、５２（プリズム層）を設けた液晶表示装置５０が提案されている。このプリズムフィルム５１、５２は導光板４４の光射出面４４ａから射出され、拡散フィルム４５で拡散された光を、高効率で液晶パネル４３の有効表示エリアに集光させるものである。

しかしながら、図８に例示した装置では、視野角の制御は、拡散フィルム４５の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
さらに、図９に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルム５１、５２の枚数が２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。

一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶ＴＶなどの表示装置が用いられている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図１０に例示する装置が一般的に知られている。
図１０に示す液晶表示装置６０は、上部に偏光板６１、６２に挟まれた液晶パネル６３が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源６４から射出され、拡散フィルム６５のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル６３の有効表示エリアに集光させるものである。光源６４からの光を効率よく照明光として利用するために、光源６４の背面には、リフレター６６が配置されている。

また、図１０に例示する装置においても、視野角の制御は、拡散フィルム６５の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。さらに、プリズムフィルムを用いるものでは、プリズムフィルムの枚数が２枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
そして、光源６４、６４どうしの間の間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、光源６４の数を減らせず、消費電力の増加及びコストの増加を招く原因となっていた。

ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。

とくに近年のカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。しかしながら、上述したように、高輝度、低消費電力機能の向上が求められており、さらなる低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニットが望まれている。

光学シートに光学的な機能に加え、他の機能を付与する試みとしては特許文献１に示すような例があるが、ロール状に巻き取られた場合に限定され、様々な工程への応用ができるものではない。

一方、光学シートの性能向上を目的として、従来使用されてきたプリズム、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、多角錘の他にも特許文献２〜５に示すような様々な光学形状の提案がある。

特開２００８−２０３７７６号公報 特表２００８−５１５０２６号公報 特開２００７−３５７１号公報 特開２００７−３０４５６５号公報 特開２００８−１０２４９７号公報

しかしながら、上述した従来の液晶表示装置では、以下のような問題があった。
すなわち、ディスプレイのバックライトに用いる光学シートは、光学性能によってディスプレイの外観、すなわち商品価値に大きな影響を与える。一般的には輝度が高いものが望まれる。しかし、光源からの光を増幅しない限り、光学シートに入射・射出される光量は決まっており、光学シートで実現可能な光学性能の向上が期待できないことから、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、光学性能を向上させることができる光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光学シートでは、ディスプレイの照明光路制御に使用される光学シートであって、片面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有し、その光学形状は、略半球状マイクロレンズとシリンドリカルレンズもしくはプリズムとの組み合わせからなる表面形状をなし、略半球状マイクロレンズの第１頂点と、シリンドリカルレンズもしくはプリズムの第２頂点との高さは、略半球状マイクロレンズの方が高く、第１頂点と第２頂点との高さの差がシート面方向の異なる部分で変化する構成とされたことを特徴としている。

本発明では、光学シートのシート面方向の異なる部分で略半球状マイクロレンズの第１頂点と、シリンドリカルレンズもしくはプリズムの第２頂点との高さに差をもたせ、さらに、その第１頂点と第２頂点との高さの差の変化量が大きくすることで、その差の変化量が小さい部分よりも輝度を高くすることができる。そのため、シート面内でマイクロレンズとシリンドリカルレンズもしくはプリズムとの割合を変えることで、用途に応じて適宜に拡散と集光の度合いを変えることができ、シートの部分毎に所望の光学性能を発揮することが可能となる。

また、本発明に係る光学シートでは、第１頂点と第２頂点との高さの差は、シート面内の中心部が端部より大きいことが好ましい。
本発明では、第１頂点と第２頂点との高さの差が大きい程、輝度が高くなるので、前記高さの差をシート面内の中心部で端部より大きくすることで、その中心部において出射光を集中させることができる。

また、本発明に係る光学シートでは、第１頂点と第２頂点との高さの差は、シート面内の中心部が端部より小さいことが好ましい。
本発明では、第１頂点と第２頂点との高さの差が大きい程、輝度が高くなるので、前記高さの差をシート面内の中心部で端部より小さくすることで、その端部において出射光を集中させることができる。

また、本発明に係る光学シートでは、シート面内の異なる部分における第１頂点と第２頂点との高さの差は、１．５μｍ以上、６１．５μｍ以下の範囲内で変化していることが好ましい。
本発明では、第１頂点と第２頂点との高さの差が１．５μｍ以上とすることで、押し出しやＵＶ成型によるマイクロレンズの製造を精度よく繰り返し行うことができなくなるといった不具合を防ぐことができ、また６１．５μｍ以下とすることで、シリンドリカルレンズもしくはプリズムのサイズが小さくなり、回折による光損失が大きくなって、輝度低下を抑制することができる。

また、本発明に係るバックライトユニットでは、上述したいずれかの光学シートと、光源とを備えたことを特徴としている。
また、本発明に係るバックライトユニットでは、光源は、冷陰極管、ＬＥＤ又は半導体レーザーであることが好ましい。
本発明では、上述した光学シートを備えていることから、用途に応じて適宜に拡散と集光の度合いを変えることができ、光学性能を高めることができる。

また、本発明に係るディスプレイ装置では、上述したバックライトユニットと、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、を備えていることを特徴としている。
本発明では、上述した光学シートを有するバックライトユニットを備えていることから、用途に応じて適宜に拡散と集光の度合いを変えることができ、光学性能を高めることが可能となり、良好な表示品位の画像を提供することができる。

本発明の光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、光学シートのシート面内において、例えば中央部と端部で略半球状マイクロレンズとシリンドリカルレンズもしくはプリズムの高さに差をもたせるとともに、略半球状マイクロレンズの第１頂点とシリンドリカルレンズもしくはプリズムの第２頂点との高さの差が大きい部分で輝度を高くすることができることから、輝度が必要とされる部分により光が集光するように、集光と拡散の度合いを変えることができる。そのため、シート面内の輝度が余分な部分への射出光を抑え、必要な部分へ出射光を集中させるようにして振り分けることができ、光学性能の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態によ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。 図１に示すディスプレイ装置の光学シートの部分斜視図である。 図２に示す光学シートをＡ−Ａ線から見た部分側面図である。 図３に示す光学シートをＢ−Ｂ線から見た部分側面図である。 図１に示すディスプレイ装置の光学シートの他の部分斜視図である。 図５に示す光学シートをＣ−Ｃ線から見た部分側面図である。 本発明の第２の実施の形態によ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。 従来の液晶表示装置の構成例を示す模式的な断面図である。 従来の液晶表示装置の構成例を示す模式的な断面図である。 従来の液晶表示装置の構成例を示す模式的な断面図である。

以下、本発明の第１の実施の形態による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置について、図１乃至図６に基づいて説明する。

図１において、符号１はディスプレイ装置であり、符号２、３はそれぞれディスプレイ装置１に備えられたディスプレイ用のバックライトユニット、液晶パネルを示している。
ここで、以下の説明では、図１に示すディスプレイ装置１において、液晶パネル３側を上側といい、バックライトユニット２の後述する導光板５側を下側といい、液晶パネル３の平面に対する法線方向を上下方向といい、その上下方向で上側を表側、下側を裏側という。
図１に示すディスプレイ装置１は、上方に光を照射するバックライトユニット２の光の送出側に液晶パネル３を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶パネル３から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送出することで画像を表示するものである。

バックライトユニット２は、液晶パネル３の表示画面と略同一の面積の発光面を備えたエッジライト型の発光装置であり、側方に一対の光源４（４Ａ、４Ｂ）を有する導光板５と、拡散シート６と、光学シート１０と、反射型偏光分離シート７とがその順で上下方向で下方から上方へ向けて積層した状態で配置されている。

光源４としては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）、ＬＥＤまたは半導体レーザーを用いることができる。
拡散シート６は、光源４Ａ、４Ｂから導光板５を介して液晶パネル３側へ射出される光を拡散させる役割を果たすものである。

バックライトユニット２は、光源４Ａ、４Ｂからの光Ｋが導光板５に入射した後、導光板５の出射面５ａから拡散シート６、光学シート１０、反射型偏光分離シート７をその順序で透過し、最終的に反射型偏光分離シート７の射出面７ａから符号Ｌの光として出射され、その光Ｌは一対の偏光板３１Ａ、３２Ｂに挟まれた液晶層３２に到達し、さらに液晶パネル３を透過した光Ｌは上側へ出射し、観察者Ｓによって視認される構成となっている。

光学シート１０は、ディスプレイ装置１の照明光路制御に使用されるものであって、所定の大きさのバックライトユニット２に組み込めるような大きさ、形状とされ、片面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有している。図２乃至図６に示すように、その光学シート１０の光学形状は、詳しくは後述するが、略半球状マイクロレンズ（以下、単に「マイクロレンズ１２」という）と、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３との組み合わせからなる表面形状をなしている。ここで、図２および図５は、光学シート１０の表面側の一部分を拡大した図を示している。
また、光学シート１０は、一定の厚みを有しており、その厚みに相当する基材１１の下面側（裏面側）が入射面１１ｂとなっている。なお、光学シート１０を構成する基材１１、マイクロレンズ１２、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３は、異種素材で作成されていてもよく、また同一素材で作成されていてもよい。

さらに、光学シート１０は、マイクロレンズ１２の第１頂点１２ａと、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の第２頂点１３ａとの高さは、マイクロレンズ１２の方が高く、第１頂点１２ａと第２頂点１３ａとの高さの差（後述するΔＴ）がシート面方向の異なる部分で変化する構成となっている。

ここで、図２〜図４に示すように、マイクロレンズ１２の高さをＴＭ、横方向のピッチをＰＭとし、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の高さをＴＬ、横方向のピッチをＰＬとする。このとき、本実施の形態の光学シート１０では、（１）式のような関係となる。
ＴＭ＞ＴＬ ……（１）
そして、マイクロレンズ１２の第１頂点１２ａと、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の第２頂点１３ａとの高さの差ΔＴは、（２）式となる。
ΔＴ＝ＴＭ−ＴＬ ……（２）
（１）式に示すように、本実施の形態では、耐擦性のあるマイクロレンズ１２の方がシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３よりも高さが高いことから、光学シート１０の耐擦性を向上させることができる。

また、光学シート１０は、シート面方向の異なる部分でΔＴの値が異なっている。これは、マイクロレンズ１２とシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の割合を変えることで、拡散と集光の度合いを替え、光学シート１０の部分ごとに所望される光学性能を発揮させるためである。つまり、余分な部分への射出光を抑え、必要な部分へ振り分けることが可能となり、これにより全体の光量が限られている中で光学性能を向上させることができる。

なお、輝度が必要とされる部分は、通常の用途でのディスプレイ装置の場合においてシート面内の中心部であるが、例えば広告用途として用いる場合には絵柄によって輝度を上げたい部分が異なる。
例えば、高さと輝度の具体例は、詳しくは後述するが、図２において符号１２Ａのマイクロレンズの高さ寸法ＴＭが５０μｍ、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の高さ寸法ＴＬが３０μｍ、それらの高さの差ΔＴが２０μｍとする。また例えば、図６では符号１２Ｂのマイクロレンズの高さ寸法ＴＭが４０μｍ、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の高さ寸法ＴＬが３０μｍ、それらの高さの差ΔＴが１０μｍとする。
そして、この光学シート１０では、マイクロレンズ１２とシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３とを組み合わせることにより、大きく性能を変えることができる利点がある。

また、１枚の光学シート１０のシート面内において、ΔＴの変化量（すなわち、ある部分における第１変化量ΔＴ１−他の部分における第２変化量ΔＴ２）は、１．５μｍ以上、６１．５μｍ以内が好ましい。
上述したΔＴの変化量は、輝度にして１％以上の差が現れる点を最小としている。この１％という数値は、ディスプレイ装置１における輝度測定の精度の限界であり、１％より小さい差だと集光と拡散の度合いが変えられるという効果を十分に発揮することができない。
そして、サイズに関係なく、ＴＬ／ＴＭは０．１だけ変化すると１％の輝度差が生じる。押し出しやＵＶ成型でマイクロレンズ１２を作成する場合には、精度よく繰り返し製造できるサイズは高さ１５μｍ程度である。このことから、ΔＴの変化量は、１．５μｍが現実的な最小量となる。

また、ＴＬ／ＴＭの変化量は大きければ大きいほど輝度差になるため、輝度の点では上限はない。ただし、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３はサイズを小さくしていくと回折による光損失が大きくなり、輝度低下を招くため、シリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の最小サイズはその高さ寸法ＴＬで１２．５μｍ以上が好ましい。一方、マイクロレンズ１２は、大き過ぎてディスプレイ装置１の観察者Ｓに視認され得る可能性が高く、画像の品位が低下することを考慮すると、高さ寸法ＴＭで７５μｍが最大サイズとして好ましい。したがって、ＴＬ／ＴＭの変化量の最大値としては、６１．５μｍを最大値とした。

光学シート１０の主となる材質としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル−スチレン共重合体、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
また、主となる材質の中に分散された透明粒子を具備していてもよく、これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は０．０１以上であることが好ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は、０．５以下で十分である。前記透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが好ましい。

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。または、板状の部材は主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。

また、図２および図５に示す光学シート１０の基材１１は、単層構造でも複層構造でもよく、透明層を含んでいても良い。

光学シート１０は、押し出し法、キャスト法、もしくはインジェクション法で製造され、厚みが１２μｍ以上、１ｍｍ以下のものが使用できる。なお、光学シート１０の厚みが１２μｍより薄いと加工に耐えうる剛性が無く、１ｍｍより厚いと加工に耐え得る柔軟性がない。

さらに、光学シート１０は、ＵＶ硬化法で製造してもよい。このＵＶ硬化法で光学シート１０を作成する場合、基材１１上にＵＶ硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、ＵＶ照射し光学層を得る。基材１１としては、当該分野でよく知られたＰＥＴ（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、ポリプロピレンのフィルムなどが使用できる。

なお、拡散シート６や導光板５は、光学シート１０と同様の主となる材質使用することができ、同様に上述した透明粒子を具備して構成されていてもよい。これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は、０．０１以上であることが好ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は０．５以下でよい。

また、光学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、前記透明粒子の平均粒径は０．５〜３０．０μｍであることが好ましい。
あるいは、主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
さらにまた、表面に反射パターンや幾何学構造が付与されていても良い。

上述のように本第１の実施の形態による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置では、光学シート１０のシート面内において、例えば中央部と端部でマイクロレンズ１２とシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の高さに差をもたせるとともに、マイクロレンズ１２の第１頂点１２ａとシリンドリカルレンズもしくはプリズム１３の第２頂点１３ａとの高さの差が大きい部分で輝度を高くすることができることから、輝度が必要とされる部分により光が集光するように、集光と拡散の度合いを変えることができる。そのため、シート面内の輝度が余分な部分への射出光を抑え、必要な部分へ出射光を集中させるようにして振り分けることができ、光学性能の向上を図ることができる。

次に、本発明による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。

図７に示す第２の実施の形態によるディスプレイ装置１Ａは、直下型のバックライトユニット２Ａを備えた構成例を示している。すなわち、光源８は、図７の紙面奥行き方向に延びるシリンダ形状の線状光源が一定のピッチで離間して配置されるとともに、背面側に反射板９を備えた構成となっている。光源８としては、冷陰極管（ＣＣＦＬ）、ＬＥＤまたは半導体レーザーを用いることができる。
本ディスプレイ装置１Ａでは、光源８からの光Ｋが拡散板６に入射し、その後、拡散シート６の出射面６ａから光学シート１Ａへ到達し、その光は最終的に光学シート１０の射出面からＬとして出射され、一対の偏光板３１Ａ、３１Ｂに挟まれた液晶層３２に到達し、液晶パネル３を透過した光はＳへと出射し、観察者Ｓによって視認される。

次に、上述した第１および第２実施の形態による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の効果を裏付けるための試験例について以下説明する。

本実施例では、半球状マイクロレンズとプリズムが形成された押し出しシートからなる光学シート（これを第１光学シートという）と、ＵＶ硬化シートからなる光学シート（これを第２光学シートという）とのそれぞれについて、シート面を半球状マイクロレンズの高さ寸法ＴＭとプリズムの高さ寸法ＴＬとの差ΔＴに変化をもたせた６つの領域に分割し、各領域での輝度を測定した。これら６つの領域は、表１に示すＮｏ．１〜６であり、各部分のΔＴの変化量は、Ｎｏ．１を基準（基準値０）としたときにＮｏ．２からＮｏ．６の順で大きくなり、Ｎｏ．６では６１．５μｍとなる。

第１光学シートの製造方法は、先ず、表１に示す６つの高さの組み合わせの、半球状マイクロレンズとプリズムが彫刻されている金型ロールを準備し、その金型ロールを押出し機に近接させて配置し、熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、前記押出し機により成型する。そして、当該樹脂シートが冷却、硬化する前に金型ロールによって成形して、レンチキュラーレンズを有する厚み３２０μｍの押出シート（第１光学シート）を得た。なお、熱可塑性ポリカーボネートは、帝人化成株式会社製のＭ１２０１を使用した。そして、全ての押出シートは、７３０ｍｍ×３１０ｍｍの真四角に切り取って測定に使用した。この真四角に切り取った１枚の光学シートのシート面は、ディスプレイ装置の縦方向（シート面方向のうち一方向）に沿って表１に示す６種（Ｎｏ．１〜６）の形状が作られた状態となっている。

また、第２光学シートの製造方法は、上述した第１光学シートと同様に、表１に示す６つの高さの組み合わせの、半球状マイクロレンズとプリズムが彫刻されている金型ロールを準備し、ＰＥＴ（東洋紡績株式会社製、Ａ４３００）上にＵＶ硬化性樹脂を塗布し、これら金型に押し当てながら、ＰＥＴ側からＵＶを照射し硬化させ、ＵＶ硬化シート（第２光学シート）を得た。そして、全てのＵＶ硬化シートは、７３０ｍｍ×３１０ｍｍの真四角に切り取って測定に使用した。この真四角に切り取った１枚の光学シートのシート面は、ディスプレイ装置の縦方向（シート面方向のうち一方向）に沿って表１に示す６種（Ｎｏ．１〜６）の形状が作られた状態となっている。

次に、作成した第１光学シートと第２光学シートのそれぞれの６分割された各領域の輝度を測定した。具体的には、上述した製造方法により得られた第１光学シートと第２光学シートをディスプレイに組み込み、白画面を表示し、株式会社トプコン製、ＳＲ−３Ａを用いて画面の法線方向で５０ｃｍの距離から中心の輝度を測定した。バックライトユニットの構成は、帝人化成株式会社製の拡散板６５ＨＬＷと光学シートとした。
なお、押し出しにより作成した第１光学シートとＵＶ成型で作成した第２光学シートとは屈折率が異なるため、比較は同じ材料で作成したものどうしで行い、それぞれに基準を設定した。

測定の結果、表１に示すように、第１光学シートおよび第２光学シートが共に１枚のシート面内でマイクロレンズの高さとプリズムの高さの差ΔＴを変化させることにより、その差ΔＴの変化量が最も大きくなるＮｏ．６の部分に輝度が集中していることが確認できた。また、前記差ΔＴの変化量が大きくなるに従って輝度比も大きくなることが確認できる。そして、この結果は、上述した製造方法による違いはなかった。
なお、実施例では、比較のためディスプレイの縦方向にパターンを並べたが、ディスプレイとしての用途であれば、シート面内の中心部に輝度の高いパターンを配置することで上述した本実施の形態の効果が発揮される。

以上、本発明による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の第１および第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では１枚の光学シートを備えた構成としているが、これに限定されることはなく、複数の光学シートを配置することも可能である。
また、本発明の光学シートとあわせて使用する光源側の光学シートとしては、周知の反射型偏光分離シート、拡散シート、プリズムシートなどを適宜使用すればよい。
さらに、本発明は他の輝度分布を変える手法と組み合わせた場合でも効果を奏する。例えば、マイクロレンズの面積率の変化と組み合わせても本発明の効果は発揮される。

１、１Ａ ディスプレイ装置
２、２Ａ バックライトユニット
３ 液晶パネル
４、４Ａ、４Ｂ、８ 光源
５ 導光板
６ 拡散シート
７ 反射型偏光分離シート
９ 反射板
１０ 光学シート
１１ 基材
１２ マイクロレンズ（略半球状マイクロレンズ）
１２ａ 第１頂点
１３ シリンドリカルレンズもしくはプリズム
１３ａ 第２頂点
Ｋ 光源からの光
Ｌ 光学部材からの光
Ｓ 観察者の視認方向

Claims (7)

1. ディスプレイの照明光路制御に使用される光学シートであって、
   片面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有し、
   その光学形状は、略半球状マイクロレンズとシリンドリカルレンズもしくはプリズムとの組み合わせからなる表面形状をなし、
   前記略半球状マイクロレンズの第１頂点と、シリンドリカルレンズもしくはプリズムの第２頂点との高さは、前記略半球状マイクロレンズの方が高く、
   前記第１頂点と前記第２頂点との高さの差がシート面方向の異なる部分で変化する構成とされたことを特徴とする光学シート。
2. 前記第１頂点と前記第２頂点との高さの差は、前記シート面内の中心部が端部より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
3. 前記第１頂点と前記第２頂点との高さの差は、前記シート面内の中心部が端部より小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
4. 前記シート面内の異なる部分における前記第１頂点と前記第２頂点との高さの差は、１．５μｍ以上、６１．５μｍ以下の範囲内で変化していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学シート。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光学シートと、光源とを備えたことを特徴とするディスプレイ用のバックライトユニット。
6. 前記光源は、冷陰極管、ＬＥＤ又は半導体レーザーであることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
7. 請求項５又は６に記載のバックライトユニットと、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、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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