JP4957195B2

JP4957195B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4957195B2
Application number: JP2006304158A
Authority: JP
Inventors: 栄治太田; 透安孫子; 泰之工藤; 章吾新開; 茂洋山北; 誠青木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: JP2008122525A; US7961278B2; US20080259243A1

Description

本発明は、正面輝度の低下を最小限に抑えながら、シートのたわみ防止、副資材の削減、熱変形の防止を図ることができる光学シート積層体および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）と比較して低消費電力かつ薄型化が可能であり、現在では携帯電話、デジタルカメラ等の小型機器から大型サイズの液晶テレビに至るまで、さまざまなサイズのものが幅広く使用されている。

液晶表示装置は、透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液晶層を一対の透明基板で挟んだ液晶表示パネルと、照明光源としてのバックライトユニットとを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、導光板を用いたエッジライト型がある。

一般に、液晶表示装置用のバックライトユニットにおいては、光源光の出射方向を正面方向に配向させるプリズムシートやレンチキュラーレンズシート等の集光性のある光学シートあるいはフィルム（以下単にこれらを「シート」と称する。）が用いられている。例えば、プリズムシートは、光出射側の面に断面三角形状のプリズム体が多数配列された構成を有しており、プリズムシートに入射した光をプリズム斜面で屈折透過させることで正面方向に集光する作用を行う。また、プリズムシート以外の光学シートとしては、光拡散機能を有する拡散シートや偏光機能を有する反射型偏光子など、プリズムシートと組み合わせて用いられることで、液晶表示装置の輝度均一化、輝度向上が図られている。

一方、プリズムシートのプリズム配列ピッチと液晶表示パネルの画素ピッチとの間で、光の干渉による明暗模様（モアレ）が発生する。このモアレの発生を防止するためには、プリズム配列ピッチを例えば１００μｍ以下の狭ピッチ構造とする方法のほか、プリズムシートと液晶表示パネルとの間に拡散シートを配置する方法が知られている（下記特許文献１参照）。

また、下記特許文献２には、プリズムシートの光入射面側または光出射面側に、第１の直線偏光を透過し第２の直線偏光を反射する反射型偏光分離素子を配置した液晶表示装置の構成が開示されている。

ところで、近年、液晶テレビの分野においては画面サイズの大型化が顕著となっている。画面の大型化に伴い、拡散シート、プリズムシート（あるいはレンズシート）、反射型偏光シート等の光学シートのサイズも大型化し、特にプリズムシート（あるいはレンズシート）、反射型偏光シートについては厚さが薄いということもあって、たわみの発生により組立工程における取り扱いが非常に困難なものとなっている。また、シート単体での輸送時に使用される保護シート等の副資材についても、各シートの両面に貼られるため無駄が多く発生していた。

加えて、画面サイズの大型化に伴い、表示面の明るさを保つために光源の照度が高くなる。このため、面積が増大した光学シートの表面に当たる熱も増加する。シートの面積が大きいため、この増加する熱はシート表面に均一に伝わることはなく、熱によるシートの変形も一様には起こらない。これにより、光学シート間の接触あるいは光学シートと液晶表示パネルとの間の接触が発生し、表示画像の画質劣化が生じてしまう。

そこで、例えば下記特許文献３に記載されているように、積層する光学シート同士を積層順に透明接着剤で全面的に貼り合わせる方法が知られている。このような構成の光学シート積層体は、光学シートが２枚以上貼り合わされることによって剛性が向上し、組立て時におけるたわみの発生を防止して取扱い性を高められるとともに、副資材の使用量も半減できる。加えて、光学シートを貼り合わせることで、シートの剛度も高められ、熱変形に対して有利となる。

特開平６−１０２５０６号公報特開２００４−４６２１６号公報特開平９−１４６０９３号公報

しかしながら、光学シート同士を単に接着層を介して貼り合わせる構成では、積層される側の光学シートがプリズムシート等の凹凸部が表面に形成された光学シートである場合、プリズム構造部が接着剤層の厚みに食い込み、その部分においてはプリズム形状による集光効果が低減することで、正面輝度が低下するという問題がある。正面輝度の低下は、接着層の厚みが大きくなるほど顕著になる。一方、輝度低下を補うために光源の光量を増すと、電力の増加につながるので好ましくない。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、正面輝度の低下を最小限に抑えながら、シートのたわみ防止、副資材の削減、熱変形の防止を図ることができる光学シート積層体および液晶表示装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の光学シート積層体は、一方の面に凹凸部が多数連続して配列された第１の光学シートの上に第２の光学シートが積層されてなる光学シート積層体であって、上記第２の光学シートの接合面には、上記凹凸部の頂部と接合される接着層が形成されており、上記凹凸部の配列ピッチをＰ、上記接着層に接合される上記凹凸部の頂部の接合部幅をＰｗとしたときに、０＜Ｐｗ／Ｐ≦０．２の関係を満たすことを特徴とする。

本発明の光学シート積層体においては、第１の光学シートと第２の光学シートとを接着層を介して貼り合わせた構成としているので、シートの剛性が高められ、たわみ防止による取扱い性の向上と熱変形の防止を図ることができる。また、保護フィルム等の副資材の使用量を半減することが可能となる。

また、０＜Ｐｗ／Ｐ≦０．２の関係を満たすように、即ち、接着層に対する凹凸部の頂部の接合部幅Ｐｗが凹凸部の配列ピッチＰの２０％以下となるように構成することによって、第１の光学シートと第２の光学シートとの間の接着性を維持しながら、凹凸部による光の集光機能（またはレンズ機能）の低下を抑制し、接着層の介在による正面輝度の低下を最小限に抑えることが可能となる。Ｐｗ／Ｐ＞０．２の場合、凹凸部と接着層との接触面積が大きくなり、その接触領域における光の屈折効果の低下が顕在化して、正面輝度の大きな低下が避けられなくなる。具体的に、第１、第２の光学シートを接合せずに単に重ね合わせた場合に得られる正面輝度と比較して、２０％近く、場合によっては２０％以上の輝度低下が起こる。

ここで、凹凸部の配列ピッチＰが例えば１００μｍ以下というように狭ピッチの場合、第２の光学シートとの接着強度を確保しようとすると、配列ピッチＰに対して接合部幅Ｐｗを一定以上小さくすることができなくなることにより正面輝度が大きく低下することがある。逆に、正面輝度の低下を抑えるために接合部幅Ｐｗを小さくしようとすると、第２の光学シートとの間に所要の接着強度を確保できなくなる場合がある。

このため、凹凸部の配列ピッチＰは、１１０μｍ以上であることが好ましい。凹凸部の配列ピッチＰを広くすることにより、正面輝度を大きく低下させることなく接合部幅Ｐｗの拡大が可能となる。これにより、正面輝度の低下を最小限に抑えながら、第２の光学シートとの間に所要の接着強度を確保することができる。また、凹凸部の配列ピッチを大きくすることにより、凹凸部を構成するプリズム斜面あるいはレンズ面の面積が増大するため、光の集光作用あるいはレンズ作用が高められ、１００μｍ以下の狭ピッチ構造に比べて正面輝度を向上させることができる。

一方、凹凸部の配列ピッチが大きくなると、本発明の光学シート積層体を液晶表示装置のバックライトユニットに適用した場合、上記凹凸部と液晶表示パネルの画素との間でモアレが発生する場合がある。そこで、本発明では、第２の光学シートを拡散シートで構成するとともに、凹凸部の配列ピッチをＰ［μｍ］、拡散シートのヘイズ値をＨ［％］、拡散シートの全光線透過率をＴｔ［％］、液晶表示パネルの画素ピッチをＰｐ［μｍ］としたときに、
（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）≧１．７
の関係を満たすように、凹凸部の配列ピッチＰの上限を規定するようにしている。

第２の光学シートとしての拡散シートは、第１の光学シートの光出射側に配置される。拡散シートのヘイズ値Ｈおよび全光線透過率Ｔｔは、個々の拡散シートに固有の値を有する特性値で、使用される拡散シートの構成、種類あるいは仕様等に応じて決定される。ヘイズ値Ｈは拡散度合を示し、Ｈが大きいほど光の拡散効果は高くなり、第１の光学シートから出射される配向分布の周期性を緩和する度合が大きくなる。Ｔｔは拡散シートを透過する光の全光線透過率で、Ｔｔが大きいほど輝度の向上に貢献する。モアレの発生は、第１の光学シート上に配列された凹凸部の周期性と、液晶表示パネルの配列画素の周期性による光の干渉が原因である。従って、ヘイズおよび全光線透過率といった拡散シートの特性の最適化を図ることで、周期性緩和によるモアレの発生防止と、正面輝度の低下の抑制を両立することができる。

本発明者らは（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）の値に着目し、この値が１．７以上の場合にモアレの発生を防止でき、かつ正面輝度の低下を抑制できることを見出した。（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）の値が１．７未満の場合、モアレが発生し易くなり、画質の低下を招く。輝度の向上を図るためには、画素ピッチの大きさや拡散シートのヘイズ値および全光線透過率の大きさにもよるが、凹凸部の配列ピッチＰの大きさは、１１０μｍ以上であることが好ましい。

第１の光学シートに形成される凹凸部の形状は特に限定されず、好適には、断面三角形状のプリズム体のほか、シリンドリカルレンズ体、双曲面または放物面を有するレンズ体、高次の非球面を有するレンズ体などのレンチキュラーレンズが用いられる。なお、凹凸部を上記レンチキュラーレンズで構成することで、正面輝度の向上だけでなく視野角の改善を図ることができる。

更に、第１の光学シートと接合される第２の光学シートは、拡散シートに限られず、例えば、第１の直線偏光を透過し第２の直線偏光を反射する反射型偏光シートや、拡散機能と反射型偏光分離機能を兼ね備えた光学シート、単なる透明シートなどであってもよい。

以上述べたように、本発明によれば、正面輝度の低下を最小限に抑えながら、シートのたわみ防止、副資材の削減、熱変形の防止を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態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による液晶表示装置１０の概略構成を示す断面図である。まず、液晶表示装置１０の構成を概略的に説明する。

図１に示すように、この液晶表示装置１０は、バックライトユニット１および液晶表示パネル２を備えている。この例では、バックライトユニットが直下型である場合を説明するが、バックライトユニット１をエッジライト型で構成してもよい。

図１に示すように、バックライトユニット１は、液晶表示パネル２に対して光を供給するためのものであり、液晶表示パネル２の背面直下に配置されている。液晶表示パネル２は、バックライトユニット１から供給された光を時間的空間的に変調して情報を表示する。この液晶表示パネル２の両面には、偏光板２ａ，２ｂが設けられている。偏光板２ａおよび偏光板２ｂは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを透過させ、他方を吸収により遮蔽する。偏光板２ａと偏光板２ｂとは、例えば、透過軸が互いに直交するように設けられている。

液晶表示パネル２は、パネル横方向および縦方向に画素が所定ピッチで複数配列されてなり、バックライトユニット１から照射される光の透過率を画素毎に制御することで、パネル正面に所定の画像を表示する。表示画像はカラー画像とされるが、勿論これに限られない。

図１に示すように、バックライトユニット１は、例えば、反射板１１、光源１２、拡散板１３、集光シート１４、拡散シート１７および反射型偏光分離シート１８を備える。なお、拡散シート１７および反射型偏光分離シート１８に代えて、拡散機能層を有する反射型偏光分離シートを用いてもよい。また、拡散板１３および反射型偏光分離シート１８は、必要に応じて配置を省略することができる。

光源１２は、光を液晶表示パネル２に供給するためのものであり、図示の例では複数配置され、例えば、蛍光ランプ（ＦＬ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成される。

反射板１１は、光源１２の下方および側方を覆うように設けられている。反射板１１は、光源１２から下方および側方などに出射された光を反射して、液晶表示パネル２の方向に向けるためのものである。

拡散板１３は、光源１２の上方に設けられている。拡散板１３は、光源１２からの出射光および反射板１１による反射光を拡散させて輝度を均一にするためのものである。本例における拡散板１３としては、例えば、透光性材料中に光拡散性の微粒子を分散させた比較的厚手のものが用いられている。

集光シート１４は、本発明に係る第１の光学シートに対応するもので、拡散板１３の上方に配置されている。集光シート１４は、拡散板１３から出射した照射光の指向性等を向上させるためのものである。なお、集光シート１４の構成の詳細については後述する。

拡散シート１７は、本発明にかかる第２の光学シートに対応するもので、集光シート１４の上に配置されている。拡散シート１７は、集光シート１４により指向性を高められた光を一定角度範囲で拡散出射させるためのものである。本例における拡散シート１７としては、例えば、透光性のシート基材の光出射面側に光拡散性を有する凹凸構造等の拡散面を備えたものが用いられている。

反射型偏光分離シート１８は、拡散シート１７の上に設けられている。反射型偏光分離シート１８は、拡散シート１７により拡散された光のうち、直交する偏光成分の一方のみを透過させ、他方を反射するものである。この反射型偏光分離シート１８を透過する偏光成分の振動方向は、液晶表示パネル２の光入射面側に配置された偏光板２ａの透過軸と平行に設定されている。

本実施形態において、上述した集光シート１４と拡散シート１７は、接着層を介して一体接合された光学シート積層体３として構成されている。以下、この本発明に係る光学シート積層体３の構成の詳細について説明する。

図２Ａ，Ｂは、光学シート積層体３の構成例を模式的に示す全体斜視図である。集光シート１４は、略四角形状のシート状を有しており、その一方側の主面に集光機能をもつ凹凸部が一方向（図においてＸ方向）に多数連続してプリズム体またはレンズ体が配列されたプリズムシートまたはレンチキュラーレンズシートで構成されている。そして、この集光シート１４の上に、略平面状の拡散シート１７が接合されることによって、光学シート積層体３が構成されている。なお、本明細書では、シートにはフィルムのみならず、柔軟性またはある程度の硬度あるいは剛度を有する種々の薄板状のものが含まれる。

図２Ａに示す光学シート積層体３は、上記凹凸部として、光出射側の面に断面略三角形状のプリズム体１４Ｐが多数配列されたプリズムシートからなる集光シート１４の上に、拡散シート１７が接合された構成を示している。また、図２Ｂに示す光学シート積層体３は、上記凹凸部として、光出射側の面に双曲面、放物面あるいは高次の非球面を有するレンチキュラーレンズ体１４Ｌが多数配列されたレンチキュラーレンズシートからなる集光シート１４の上に、拡散シート１７が接合された構成を有している。

プリズム体１４Ｐの断面形状は、本例では頂角９０度の二等辺三角形で構成されているが、頂角は９０度のものに限られない。また、プリズム高さやピッチ等も特に限定されないが、プリズム配列ピッチは後述するように上限が定められる。

一方、レンチキュラーレンズ体１４Ｌは、集光シート１４の法線方向に平行にＺ軸、レンズ体１４Ｌの配列方向にＸ軸、レンズ体１４Ｌの母線方向（稜線方向）にＹ軸をとったときに、以下の（１）式を満たすように、照射光の出射側に有限な焦点距離が存在し、かつ断面形状が左右対称な双曲面または放物面形状に形成されている。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋√（Ｒ²−（１＋Ｋ）Ｘ²））（１）
但し、Ｒは先端頂点の曲率半径［μｍ］であり、Ｋはコーニック定数である。なお、本明細書において「√」は、それ以降に続く数式で求められる値の平方根を意味する。

あるいは、レンチキュラーレンズ体１４Ｌは、同様にＺ軸、Ｘ軸およびＹ軸をとったときに、以下の（２）式を満たすように、照射光の出射側に有限な焦点距離が存在し、かつ断面形状が左右対称な非球面形状に形成されている。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋√（Ｒ²−（１＋Ｋ）Ｘ²））＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁵＋ＣＸ⁶＋・・・（２）
但し、Ｒは先端頂点の曲率半径［μｍ］、Ｋはコーニック定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・は非球面係数である。

図３は、図２Ａに示した光学シート積層体３を構成する集光シート（プリズムシート）１４のシート単体でのＸＺ断面の拡大図である。図３において、点Ａはプリズム体１４Ｐの頂点を示し、点Ｂおよび点Ｃは、隣接するプリズム体１４Ｐとの接合点を示している。また、点Ｏは、頂点Ａの直下の仮想光起点を示し、点Ｐは、接合点Ｂの直下の仮想光起点を示している。また、図３中には、仮想光起点ＯからＡＢ面に入射する光束Ωの軌跡と、仮想光起点ＰからＡＢ面およびＡＣ面に入射する光束Ψの軌跡を示す。これらの光線Ωおよび光線Ψの軌跡は、シミュレーションにより求められたものである。

図３に示す集光シート１４においては、入射した光線は、その入射角によって透過経路が異なる。光束Ωは、プリズム斜面（ＡＢ面）を屈折透過する第１次透過光成分となり、正面輝度の向上に有効に活用される。光線Ψは、一方のプリズム斜面（ＡＢ面）で反射された後に他方のプリズム斜面（ＡＣ面）で再度反射されて入射側に戻される戻り光成分と、プリズム斜面（ＡＣ面）を透過してプリズム前面に出射される第２次透過光成分とに分けることができる。戻り光成分は、発光面（面光源）とみなされる拡散板１３に入射して拡散反射され、発光面の輝度を増加させるのに有効な光束成分である。これに対し、第２次透過光成分は、液晶表示パネル２の有効視野角外の広角側に出射する光束成分であり、輝度の向上に寄与しない光束成分である。

このように、図３に示す集光シート（プリズムシート）１４においては、入射光が屈折透過することにより正面方向に集光され、正面輝度を増加するように指向特性が改善される。また、反射光が発光面（面光源）とみなされる拡散板１３で拡散散乱され、発光面の輝度を増加させる結果、正面輝度が増加する。

一方、図４は、図２Ｂに示した光学シート積層体３を構成する集光シート（レンチキュラーレンズシート）１４の一構成例を示すシート単体でのＸＺ断面の拡大図である。図４に示すレンズ体１４Ｌは、上記（１）式においてＲ＝１［μｍ］、Ｋ＝−２を代入した、
Ｚ＝Ｘ２／（１＋√（１＋Ｘ²））
によって表される双曲面形状を有している。

図４に示すように、光束Ωは、レンズシート１４の前方に屈折透過する。光束Ψは、ＡＢ間の面で大部分が全反射して、ＡＣ間の面で屈折または全反射して戻り光成分となる。また、頂点近傍の面の屈折光は、法線方向の変化を受けて配光方向が分散されており、第２次透過光成分の発生は緩和される。

また、図５は、図２Ｂに示した光学シート積層体３を構成する集光シート（レンチキュラーレンズシート）１４の他の構成例を示すシート単体でのＸＺ断面の拡大図である。
図５に示すレンズ体１４Ｌは、上記（２）式においてＲ＝１［μｍ］、Ｋ＝−２、Ａ＝１×１０^-5、Ｂ＝０、Ｃ＝２×１０^-5、Ｄ，Ｅ，・・・＝０を代入した、
Ｚ＝Ｘ²／（１＋√（１＋Ｘ²））＋１０^-5Ｘ⁴＋２×１０^-5Ｘ⁶
によって表される非球面形状を有している。

図５に示すように、仮想光起点Ｏから出射する光束Ωの一部は、頂点Ａ近傍の面では全反射し、戻り光成分として正面輝度を補助的に向上させる。また、仮想光起点Ｐから出射する光束Ψは、ＡＢ間の面およびＡＣ間の面における屈折透過により正面輝度の向上に有効に活用される。

図６Ａ，Ｂは、図２Ａ，Ｂに示した光学シート積層体３における集光シート１４と拡散シート１７との間の接合部を模式的に示す要部断面図である。図６Ａ，Ｂに示すように、集光シート１４と拡散シート１７は接着層２０を介して接合されている。接着層２０は、拡散シート１７の光入射面側にあらかじめ形成されており、この接着層２０に集光シート１４の凹凸部（プリズム体１４Ｐ、レンズ体１４Ｌ）の頂部が接合されることによって、集光シート１４と拡散シート１７とが一体化されている。

なお、接着層２０を構成する接着材料としては、透光性を有するものであれば特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、エチレン酢酸ビニル重合体による粘着剤、ホットメルト系粘着剤、熱硬化性接着剤、反応性接着剤であるシアノアクリレート系接着剤、エポキシ接着剤、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂などを用いることができる。

ここで、本実施形態においては、接着層２０に対するプリズム体１４Ｐあるいはレンズ体１４Ｌの頂部の接合部幅Ｐｗを、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰとの関係において以下の（３）式を満たすように規定している。
０＜Ｐｗ／Ｐ≦０．２（３）

上記のように、接着層２０に対する凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの頂部の接合部幅Ｐｗが凹凸部の配列ピッチＰの２０％以下となるように構成することによって、集光シート１４と拡散シート１７との間の接着性を維持しながら、図３〜図５を参照して説明した凹凸部１４Ｐ，１４Ｌによる光の集光機能あるいはレンズ機能の低下を抑制し、接着層２０の介在による正面輝度の低下を最小限に抑えられるようにしている。

すなわち、Ｐｗ／Ｐ＞０．２の場合、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌと接着層２０との接触面積が大きくなり、その接触領域における光の屈折効果の低下が顕在化して、正面輝度の大きな低下を防げなくなる。具体的に、集光シート１４と拡散シート１７とを接合せずに単に重ね合わせた場合に得られる正面輝度と比較して２０％近く、場合によっては２０％以上の輝度低下が起こる（後述する実施例参照）。

このため、本実施形態の光学シート積層体３においては、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰと、接着層２０に対する凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの頂部の接合部幅Ｐｗとが、上記（１）式で示す関係を満たすことで、輝度低下率を最小限に抑えながら、剛度向上によるたわみの発生防止、取扱い性の向上、熱変形の防止、保護フィルム等の副資材の削減といったシート接合構造による有利性を得ることができる。なお、Ｐｗ／Ｐの値は、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの頂部の形状、配列ピッチ、高さ、接着層２０の接着強度等の関係で任意に設定可能であり、好適には、０＜Ｐｗ／Ｐ＜０．２、更に好適には、０＜Ｐｗ／Ｐ≦０．１６である。

また、接着層２０の厚みも同様に、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの頂部の形状、配列ピッチ、高さ、接着層２０の接着強度、凹凸部の接合深さ等の関係で任意に設定可能である。例えば、凹凸部形状が頂角９０度のプリズム体で、当該凹凸部の頂部が接着層を貫通して拡散シートの裏面に接触した状態で両シートを接合する場合の接着層２０の厚みの上限は、接合部幅Ｐｗの上限が０．２Ｐおよび凹凸部の頂部が９０度であることから、０．２Ｐ／２＝０．１Ｐ、すなわち、配列ピッチＰの１０％となる。

ここで、凹凸部の配列ピッチＰが例えば１００μｍ以下という狭ピッチの場合、集光シート１４と拡散シート１５との接着強度を確保しようとすると、配列ピッチＰに対して接合部幅Ｐｗを一定以上小さくすることができなくなる場合が想定される。逆に、正面輝度の低下を抑えるために接合部幅Ｐｗを小さくしようとすると、所要の接着強度を確保できなくなる場合も発生し得る。

このため、凹凸部の配列ピッチＰは、１１０μｍ以上であることが好ましい。凹凸部の配列ピッチＰを広くすることにより、正面輝度を大きく低下させることなく接合部幅Ｐｗの拡大が可能となる。これにより、正面輝度の低下を最小限に抑えながら、第２の光学シートとの間に所要の接着強度を確保することができる。また、凹凸部の配列ピッチを大きくすることにより、凹凸部を構成するプリズム斜面あるいはレンズ面の面積が増大するため、光の集光作用あるいはレンズ作用が高められ、１００μｍ以下の狭ピッチ構造に比べて正面輝度を向上させることも可能となる。

図７は、凹凸部の配列ピッチＰと光学シート積層体の正面輝度との関係の一例を示している。横軸は凹凸部の配列ピッチＰ［μｍ］、縦軸は、頂角９０度のプリズム体が５０μｍピッチで配列されたプリズムシートの上に接着層を介在させることなく拡散シートを重ね合わせた比較用シート積層体（図中「プリズム形状＋拡散シート上乗せ」に相当。）の正面輝度に対する相対輝度［％］である。

なお、図７には、頂角９０度のプリズム体１４Ｐを有するプリズムシートの上に接着層（厚さ３μｍ）を介して拡散シートを接合した光学シート積層体と、上記（１）式で示される双曲面形状のレンズ体１４Ｌを有するレンチキュラーレンズシートの上に接着層（厚さ３μｍ）を介して拡散シートを接合した光学シート積層体を示している。これらプリズムシートおよびレンズシートに接合される拡散シートには、比較用シート積層体を構成する拡散シートと同一のものを用いた。また、上記プリズムシートおよびレンズシートの配列ピッチは、３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ及び３００μｍとした。

図７に示すように、全体的に、配列ピッチＰが大きくなるに従って正面輝度が大きくなる傾向にある。特に、Ｐ＝１１０μｍあたりで輝度の上昇率低下が顕著となり、それ以上配列ピッチＰを拡大しても輝度の大きな上昇は見られない。また、同一の配列ピッチにおいて、レンチキュラーレンズシートの輝度がプリズムシートの輝度に比べて低いのは、プリズム体１４Ｐに比べてレンズ体１４Ｌの斜面（凹凸面）が曲面状になっているためである。凹凸面が曲面状であることの影響は、配列ピッチが微細になるほど輝度の大きな低下を引き起こすが、配列ピッチの拡張によりこの影響が緩和され、Ｐ＝１６０μｍでプリズムシートの輝度と並び、Ｐ＞１６０μｍの領域ではプリズムシートよりも高い輝度が得られている。

このように、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰを大きくすることにより、正面輝度の向上を図ることができる。また、配列ピッチＰを１１０μｍ以上と大きくすることにより、比較用シート積層体に対する輝度低下を抑えることが可能となり、接着層の介在による輝度低下の影響を少なくできる。

ところで、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰを大きくすると、液晶表示パネル２の画素ピッチとの間の干渉によりモアレの発生が懸念される。一方、配列ピッチＰを微細にすると、モアレの発生の懸念は解消されるが、得られる正面輝度は低下する（図７参照）。

そこで、本実施形態においては、集光シート１４の凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰを、拡散シート１７の拡散特性および液晶表示パネル２の画素ピッチの大きさに応じて決定するようにしている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１０は、凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチをＰ［μｍ］、拡散シート１７のヘイズ値をＨ［％］、拡散シート１７の全光線透過率をＴｔ［％］、液晶表示パネル２の画素ピッチをＰｐ［μｍ］としたときに、以下の（４）式を満たすように構成されている。
（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）≧１．７（４）
これをＰについて解くと、
Ｐ≦（Ｈ・Ｐｐ）／（１．７Ｔｔ）（５）

上記（５）式は、集光シート１４の凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの配列ピッチＰの上限を表している。すなわち、配列ピッチＰの大きさが、（Ｈ・Ｐｐ）／（１．７Ｔｔ）の値を超えると、後の実施例において説明するように、光学シート積層体３と液晶表示パネル２との間の光の干渉によりモアレが発生し易くなり、画質の低下を招く。従って、配列ピッチＰの大きさを（Ｈ・Ｐｐ）／（１．７Ｔｔ）の値以下に制限することによって、モアレの発生のない高品質の画像を得ることができる。

図１に示したように、拡散シート１７は、集光シート１４の光出射側に配置される。拡散シート１７のヘイズ値Ｈおよび全光線透過率Ｔｔは、個々の拡散シートに固有の特性値であり、使用される拡散シート１７の構成、種類あるいは仕様等に応じて決定される。ヘイズ値Ｈは拡散度合を示し、Ｈが大きいほど光の拡散効果が高くなり、集光シート１４から出射される配光分布の周期性を緩和する度合が大きくなる。Ｔｔは拡散シートを透過する光の全光線透過率で、Ｔｔが大きいほど輝度の向上に貢献する。

これに対し、液晶表示パネル２の画素ピッチＰｐは、液晶表示パネル２の画面サイズあるいは画素数によって変化する。一例を挙げると、画面サイズ１９インチの場合の画素ピッチは３２０μｍ、画面サイズ４０インチのＨＤ表示（ハイディフィニッション対応）の場合の画素ピッチは４６０μｍ、画面サイズ３２インチの場合の画素ピッチは５１０μｍである。従って、集光シート１４の凹凸部の配列ピッチＰの上限は、画素ピッチＰｐの大きさに比例して大きくなる。

図８は、画素ピッチＰｐと配列ピッチＰとの関係を示している。配列ピッチＰの上限は、Ｐ＝（Ｈ・Ｐｐ）／（１．７Ｔｔ）の一次式で定められる。本実施形態によれば、上記（５）式を踏まえて配列ピッチＰを設計することにより、モアレによる画質劣化を回避しながら、求められる輝度特性に合わせた集光シート１４の最適設計が可能となる。

配列ピッチＰの上限は、拡散シート１７の拡散特性（Ｈ，Ｔｔ）や液晶表示パネル２の画素ピッチＰｐの大きさによって変化するので特に制限されないが、画素ピッチ３２０μｍ以上５１０μｍ以下の場合、配列ピッチＰを例えば１１０μｍ以上３５０μｍ以下の大きさに設定することができる。

また、配列ピッチＰに関して、集光シート１４のレンズ体１４Ｌが上記（１）式で示した双曲面あるいは放物面形状を有する場合、先端頂点の曲率半径Ｒ［μｍ］、コーニック定数Ｋを、０＜Ｒ＜Ｐ、−４＜Ｋ≦−１の数値範囲とすることが好ましく、０＜Ｒ＜Ｐ／２、−３＜Ｋ≦―１とすることがより好ましく、０＜Ｒ＜２Ｐ／５、−３＜Ｋ≦−１とすることが更に好ましい。

なお、レンズ体１４Ｌが上記（２）式で示した非球面形状を有する場合には、先端頂点Ｒ［μｍ］、コーニック定数Ｋ、非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・を、Ｒ≧０、Ｋ＜−１、０＜Ａ＜１０^-3、０≦Ｂ，Ｃ，・・・＜１０^-3の数値範囲とすることが好ましく、０＜Ｒ≦７２、−１５＜Ｋ≦−１、０＜Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・＜１０^-3とすることが更に好ましい。

続いて、集光シート１４の他主面側、すなわち、プリズム体１４Ｐあるいはレンズ体１４Ｌの形成面をシート表面とした場合、それとは反対側の裏面側の構成について説明する。

集光シート１４の他主面側（裏面側）は平坦面とされており、その裏面側表面には、図示せずとも微細な凸部が形成されている。これにより、集光シート１４の裏面側の摺動による傷の発生を抑えられるとともに、光源側から入射する光の反射率を低減して輝度特性の向上を図ることができる。

集光シート１４の裏面に設けられた凸部の高さは特に限定されないが、平均中心面（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）から０．２０μｍ以上とすることが好ましい。また、平均中心面から０．２０μｍ以上の高さを有する凸部の密度は、７０個／ｍｍ²以上４００個／ｍｍ²以下の範囲とすることが好ましい。凸部の密度を７０個／ｍｍ²以上にすることにより、集光シート１４の裏面側に配置された拡散板１３の平面部分との干渉による外観にじみを改善できる。また、凸部の密度を４００個／ｍｍ²以下にすることにより、集光シートの裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制することができる。

平均中心面から０．２０μｍの高さを有する凸部の平均間隔は、５０μｍ以上１２０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。凸部の平均間隔を５０μｍ以上とすることにより、集光シート１４の裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度の低下を抑制することができる。また、凸部の平均間隔を１２０μｍ以下とすることにより、集光シート１４の裏面との接触によって拡散板１３の表面に傷が発生することを防止でき、且つ、拡散板１３の平面部分との干渉による外観にじみを改善することができる。

また、集光シート１４の裏面に設けられた凸部は、集光シート１４の表面にプリズム体１４Ｐあるいはレンズ体１４Ｌを形成しない状態において、集光シートの曇り度（ヘイズ）が６０％以下となるように設けられていることがこのましく、集光シートの曇り度が２０％以下となるように設けられていることがより好ましい。また、この凸部が設けられた集光シート１４の裏面の平均傾斜勾配は、０．２５ｒａｄ以下とするのが好ましい。

なお、平均傾斜勾配は、粗さ曲線の中心上に直交座標軸Ｘ，Ｙ軸をおき、中心面に直交する軸をＺ軸とし、粗さ曲面をｆ（ｘ，ｙ）、基準面の大きさＬｘ，Ｌｙとしたとき、次の式で与えられる。なお式中、Ｓ_Mは、Ｌｘ×Ｌｙで与えられる。

図９は、集光シート裏面に上記凸部を形態を変えて設けた種々のサンプルについて、レンズパターンを形成しない状態におけるシートの曇り度（ヘイズ）、シート裏面の平均傾斜勾配、液晶表示装置の正面輝度との関係をそれぞれ示している。正面輝度は、サンプルＳ１における輝度値に対する相対値で示している。ヘイズが６０％以下であり、平均傾斜勾配を０．２５ｒａｄ以下とすることにより、集光シート１４の裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制することができる。

また、集光シート１４の裏面に設けられる凸部の平均粗さは特に限定されないが、十点平均粗さＳＲｚが１μｍ以上１５μｍ以下の範囲となるように設けられていることが好ましい。凸部の十点平均粗さＳＲｚ値を１μｍ以上にすることにより、集光シート１４の裏面との接触により拡散板１３の表面に傷が発生することを防止でき、且つ、拡散板１３の平面部分との干渉による外観にじみを改善することができる。また、凸部の十点平均粗さＳＲｚ値を１５μｍ以下にすることにより、集光シート１４の裏面側に凸部を設けることによる液晶表示装置の輝度低下を抑制することができる。

次に、集光シート１４の製造方法について説明する。本実施形態では、集光シート１４は、溶融押出成形法により作製される。なおこれに限らず、熱プレス法や紫外線硬化樹脂を用いた転写法等によって、プリズム体やシリンドリカルレンズ体といった凹凸部をシート上に形成することも可能である。

図１０は、本実施形態において集光シート１４の製造に用いられる押出シート精密成形装置４０の概略構成図である。この押出シート精密成形装置４０は、押出機４１、Ｔダイ４２、成形ロール４３、弾性ロール４４および冷却ロール４５を備える。

押出機４１は、図示を省略したホッパーから供給された樹脂材料を溶融し、Ｔダイ４２に供給する。Ｔダイ４２は一の字状の開口を有するダイスであり、押出機４１から供給された樹脂材料を、成形しようとするシート幅まで広げて吐出する。

成形ロール４３は、円柱状の形状を有し、その中心軸を回転軸として回転駆動可能に構成されている。また、成形ロール４３は、冷却可能に構成されている。具体的には、成形ロール４３は、その内部に冷却媒体を流すための１または２以上の流路を有する。冷却媒体としては、例えば油媒体を使用し、この油媒体を例えば９０℃から２７０℃の間で変化させる。

成形ロール４３の円柱面には、Ｔダイ４２から吐出されるシートの一主面に凹凸パターンを転写するための彫刻形状が設けられている。この彫刻形状は、例えば、図２Ａ，Ｂに示したプリズム体１４Ｐあるいはレンズ体１４Ｌをシートに転写するための微細な凹凸形状である。この凹凸形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削により形成される。また、彫刻形状は、円柱形状を有する成形ロール４３の周方向または幅方向（高さ方向）に向けて形成されている。

弾性ロール４４は、円柱状の形状を有し、その中心軸を回転軸として回転駆動可能に構成されている。また、弾性ロール４４の表面は弾性変形可能に構成され、成形ロール４３と弾性ロール４４とによりシートをニップした場合には、成形ロール４３と接触する面が押し潰れるようになっている。

弾性ロール４４は、例えばＮｉめっきなどからなるシームレスの筒により覆われ、その内部には、弾性ロール４４の表面を弾性変形可能とするための弾性体が備えられている。弾性ロール４４は、成形ロール４３と所定の圧力をもって接するときに表面が弾性変形するものであれば、その構成および材料は限定されるものではない。材料としては、例えばゴム材、金属または複合材などを用いることができる。また、弾性ロール４４としては、ロール状のものに限定されず、ベルト状のものを用いることもできる。

冷却ロール４５は、円柱状の形状を有し、その中心軸を回転軸として回転駆動可能に構成されている。冷却ロール４５は、冷却可能に構成されている。具体的には、冷却ロール４５は、その内部に冷却媒体を流すための１または２以上の流路を有する。冷却媒体としては、例えば水を用いることができる。そして、図示を省略した加圧温水型の温度調節器を使用して、例えば基本温度を１１５℃に設定する。なお、温度調節器としては、油の温度調節器を用いてもよい。

以上のように構成される押出シート精密成形装置４０においては、まず、樹脂材料を押出機４１により溶融してＴダイ４２に順次供給し、Ｔダイ４２からシートを連続的に吐出させる。

次に、Ｔダイ４２から吐出されたシートを成形ロール４３と弾性ロール４４とによりニップする。これにより、シートの表面に対して成形ロール４３の彫刻形状が転写される。この際、成形ロール４３の表面温度は、樹脂材料のガラス転移温度Ｔｇ（℃）＋２０℃〜Ｔｇ＋４５℃の温度範囲に保持され、弾性ロール４４の表面温度は、２０℃〜Ｔｇの温度範囲に保持される。成形ロール４３および弾性ロール４４の表面温度を上述の温度範囲に保持することにより、シートに彫刻形状を良好に転写することができる。また、彫刻形状を転写するときの樹脂材料の温度は、Ｔｇ＋５０℃〜Ｔｇ＋２３０℃であることが好ましく、Ｔｇ＋８０℃〜Ｔｇ＋２００℃であることがより好ましい。樹脂の温度を上述の温度範囲に保持することにより、シートに彫刻形状を良好に転写することができる。

そして、成形ロール４３と冷却ロール４５とによりシートをニップしてばたつきを抑えながら、冷却ロール４５により成形ロール４３からシートを剥離する。この際、冷却ロール４５の表面温度は、Ｔｇ以下の温度範囲に保持される。冷却ロール４５の表面温度をこのような温度範囲に保持するとともに、成形ロール４３と冷却ロール４５とによりシートをニップしてバタツキを抑えることで、シートを成形ロール４３から良好に剥離することができる。また、剥離するときの樹脂材料の温度は、Ｔｇ以上であることが好ましく、Ｔｇ＋２０℃〜Ｔｇ＋８５℃であることがより好ましく、Ｔｇ＋３０℃〜Ｔｇ＋６０℃であることが更により好ましい。樹脂の温度を上述の温度範囲に保持するとともに、成形ロール４３と冷却ロール４５とによりシートをニップしてばたつきを抑えることで、シートを成形ロール４３から良好に剥離することができる。
以上により、目的とする集光シート１４としてのレンズシートあるいはプリズムシートを得ることができる。

集光シート１４の成形には、少なくとも１種類の透明性熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、光の出射方向を制御するという機能を考慮すると、屈折率１．４以上のものを用いることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂や非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。また、溶融押出法によるレンズパターンの転写性を考慮すると、成形温度付近においての溶融粘度が１０００Ｐａ以上１００００Ｐａ以下であることが好ましい。

さらに、熱可塑性樹脂に対して、少なくとも１種類の離型剤を含有させることが好ましい。このように離型剤を含有させることで、成形ロール４３からシートを剥離するときの成形ロール４３とシートとの密着性を調整して、集光シート１４に剥離線が入ることを防止できる。熱可塑性樹脂に対する離型剤の添加量は、０．０２ｗｔ％以上０．４ｗｔ％以下の範囲とすることが好ましい。０．０２ｗｔ％未満であると、離型性が悪化し、集光シート１４に剥離線が入ってしまう。一方、０．４ｗｔ％を超えると、離型性が良くなりすぎ、透明性熱可塑性樹脂が固化する前に形状が崩れてしまう不具合が発生してしまう。

また、熱可塑性樹脂に対して、少なくとも１種類の紫外線吸収剤または光安定剤を含有させることが好ましい。このように紫外線吸収剤または光安定剤を含有させることで、光源からの光照射による色相変化を抑えることができる。
熱可塑性樹脂に対する紫外線吸収剤または光安定剤の添加量は、０．０２ｗｔ％以上０．４ｗｔ％以下にすることが好ましい。０．０２ｗｔ％未満の場合には、色相変化を抑えることができなくなってしまう。一方、０．４ｗｔ％を超えると、集光シート１４が黄色味を帯びてしまう。

さらに、上述の離型剤、紫外線吸収剤および光安定剤以外にも、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、可塑剤、相溶化剤、難燃剤などの添加剤を添加することも可能である。但し、ほとんどの添加剤はＴダイ４２などの溶融押出しの加熱時にガスを発生させる要因になり、製膜性や作業環境性を悪化させるため、添加剤の総量は少ない方が好ましく、熱可塑性樹脂に対する添加量は２ｗｔ％以下にすることが好ましい。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
集光シートとして、光出射面に、凹凸部として断面直角二等辺三角形状のプリズム体が配列されたプリズムシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）をポリカーボネート樹脂の溶融押出成形により作製した。次に、これらのプリズムシートをポリカーボネート製の平坦な透明シートにアクリル系粘着剤を用いて接合して光学シート積層体を構成し、その後パネルサイズに打ち抜いてサンプルを用意した。その各々のサンプルについて正面輝度を測定するとともに、たわみの発生の有無を確認した。

また、集光シートとして、光出射面に、凹凸部として以下の式で示される双曲面形状のレンズ体が配列されたレンチキュラーレンズシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）をポリカーボネート樹脂の溶融押出成形により作製した。次に、これらのプリズムシートを上記透明シートにアクリル系粘着剤を用いて接合して光学シート積層体を構成し、その各々のサンプルについて正面輝度を測定するとともに、たわみの発生の有無を確認した。

上記レンチキュラーレンズシートを構成するレンズ体は、以下のように、５０μｍピッチのレンズ形状を基準としてレンズ設計を行った。
・Ｐ：３０μｍ
Ｚ＝０．６（Ｘ／０．６）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／０．６）²））
・Ｐ：５０μｍ
Ｚ＝Ｘ²／（５＋√（２５＋Ｘ²））
・Ｐ：８５μｍ
Ｚ＝１．７（Ｘ／１．７）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／１．７）²））
・Ｐ：１１０μｍ
Ｚ＝２．２（Ｘ／２．２）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／２．２）²））
・Ｐ：１６０μｍ
Ｚ＝３．２（Ｘ／３．２）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／３．２）²））
・Ｐ：２００μｍ
Ｚ＝４（Ｘ／４）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／４）²））
・Ｐ：３００μｍ
Ｚ＝６（Ｘ／６）²／（５＋√（２５＋（Ｘ／６）²））

測定の結果を表１に示す。表１において、サンプル１（１−１〜８）及びサンプル２（２−１〜７）は上記プリズムシートについての測定結果を示し、サンプル３（３−１〜７）及びサンプル４（４−１〜７）は上記双曲面形状のレンチキュラーレンズシートについての測定結果を示している。また、サンプル１についての接着層に対する接合部幅Ｐｗは６μｍ、サンプル２についてはＰｗが１０μｍ、サンプル３についてはＰｗが１３μｍ、サンプル４についてはＰｗが１７μｍである。

なお、正面輝度の測定値は、５０μｍピッチのプリズムシートを用いた光学シート積層体であって、接着層を介さずに当該プリズムシートを上記透明シートに積層したとき（サンプル１−８）の正面輝度測定値に対する相対値とした。また、たわみの発生の有無に関しては、表中○を「たわみ無し」、×を「たわみ有り」とした。

表１に示したように、凹凸部の形状（プリズム、双曲面）が同じでも、配列ピッチＰに対する接合部幅Ｐｗの比（Ｐｗ／Ｐ）が大きいサンプルはすべて、正面輝度が低下していることがわかる。これは、Ｐｗ／Ｐが大きくなるほど凹凸部における光の集光機能が低下するからである。中でも、Ｐｗ／Ｐ＞０．２のサンプルは、概して、輝度の低下率が大きく、特に、サンプル２−１及びサンプル４−２に関しては輝度の低下率が２０％程度あり、サンプル３−１及びサンプル４−１に関しては輝度の低下率が２０％を超える。

これに対して、Ｐｗ／Ｐ≦０．２のサンプルは、概して、輝度の低下率が低く、特に、Ｐｗ／Ｐ＜０．２の場合には輝度の低下率が１０％以内であり、Ｐｗ／Ｐ≦１．６の場合には輝度の低下率を５％以内に抑えることができることが確認された。更に、サンプル３−６及びサンプル３−７に関しては、基準値と同等以上の正面輝度が得られた。なお、たわみの発生に関しては、サンプル１−８以外は認められなかった。

以上のように、Ｐｗ／Ｐ≦０．２の条件において作製された本発明に係る光学シート積層体によれば、たわみの発生を防止できるとともに、正面輝度の低下を最小限に抑えることが可能となる。

（実施例２）
拡散特性の異なる複数の拡散シートを用意し、これらの拡散シートと、所定の凹凸部配列ピッチを有する集光シートとを組み合わせて液晶表示装置を構成したときの正面輝度を測定するとともに、モアレの発生の有無を確認した。なお、集光シートは、プリズム体あるいはレンズ体の稜線方向を画面水平方向に平行となるように配置した。また、拡散シートの種類の一つには、拡散機能層を有する反射型偏光分離素子（スリーエム社製の「ＤＢＥＦＤ」（商品名））を用いた。

表２は、用意した拡散シートの拡散特性、すなわち、ヘイズ（Ｈ）、全光線透過率（Ｔｔ）、拡散光Ｔｄ、直線透過量（Ｔｐ）、「Ｈ／Ｔｔ」の値を示している。

拡散シートのヘイズ（Ｈ）は、村上色彩技術研究所製のヘイズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、後方散乱（拡散面が出射側）によって入射光からそれた透過光の百分率を測定した。ヘイズの測定には、上記測定機におけるＪＩＳ−Ｋ−７１３６に準拠した測定モードを用いた。なお、後述する全光線透過率（Ｔｔ）、直線透過量（Ｔｐ）、拡散光（Ｔｄ）の測定も、ヘイズの測定と同様に後方散乱光に基づいて行った。

拡散シートの全光線透過率（Ｔｔ）は、村上色彩技術研究所製ヘイズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、平行入射光束に対する全透過光束の割合を測定した（ＪＩＳ−Ｋ−７３６１に準拠）。
直線透過量（Ｔｐ）は、村上色彩技術研究所製のヘイズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、平行入射光束に対する２．５°未満の範囲内に収まる透過光の百分率を測定した（ＪＩＳ−Ｋ−７１３６ヘイズ測定方法に準拠）。
拡散光（Ｔｄ）は、村上色彩技術研究所製のヘイズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した全光線透過率から直線成分の直線透過率を差し引いた透過率で表した。

集光シートとして、上記実施例１で用いた双曲面形状の凹凸部を有する各レンチキュラーレンズシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）を用いた。

これらのレンチキュラーレンズシートに表２に示した拡散特性を有する拡散シート１〜７と、画素ピッチＰｐが３２０μｍの液晶表示パネルとを組み合わせて液晶表示装置を構成した。各構成の液晶表示装置における「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値、モアレ発生の評価結果、正面輝度測定値、実装たわみ発生の評価結果を表３に示す。

ここで、モアレ発生の評価は、次のようにして行った（実施例３〜６も同様）。
暗室にて、それぞれの構成の液晶表示装置に白表示をビデオ入力し、正面および斜め方向からの目視によりモアレの発生状況を観察した。モアレ評価の欄における「○」は、モアレが発生しなかった場合を示し、「×」はモアレが発生した場合を示している。

正面輝度の測定は、次のようにして行った（実施例３〜６も同様）。
暗室にて、それぞれの構成の液晶表示装置に白表示をビデオ入力し、２時間点灯した後、パネル表面より５００ｍｍはなれた場所に、コニカミノルタ製分光放射輝度計「ＣＳ−１０００」を設置して輝度を測定した。測定は３回行い、その平均値を測定値として採用した。

そして、パネル実装時の光学シートのたわみの評価は、次のようにして行った（実施例３〜６も同様）。
暗室にて、それぞれの構成の液晶表示装置に白表示をビデオ入力し、１時間点灯した後、パネル正面より約６０°斜めより観察した際の輝度ムラの状態を目視にて判断し、シートのたわみとして評価した。
判定 ○：たわみが無い
△：たわみが確認される
×：明確なたわみが確認される

なお、正面輝度の測定値は、集光シートとしてスリーエム社製のプリズムシート「ＢＥＦIII」と、表２における「拡散シート２」と、同一画素ピッチ（本実施例では３２０μｍ）の液晶表示パネルとを組み合わせて構成した液晶表示装置によって得られる正面輝度に対する相対値とした。上記「ＢＥＦIII」の輝度特性は、図７において「プリズム形状＋拡散シート上乗せ」で符示した点に相当する。

表３に示すように、液晶表示パネルの画素ピッチが３２０μｍの場合、凹凸部の配列ピッチＰが３０μｍおよび５０μｍの双曲面レンチキュラーレンズシートを集光シートとして用いた液晶表示装置においては、モアレの発生は認められなかった。

また、凹凸部の配列ピッチＰが８５μｍ、１１０μｍの場合、「拡散シート７」を用いたサンプル（７−７，８−７）においてモアレの発生が認められた。また、配列ピッチＰが１６０μｍの場合、「拡散シート６，７」を用いたサンプル（９−６，７）においてモアレの発生が認められた。同様に、配列ピッチＰが２００μｍの場合、「拡散シート５，６，７」を用いたサンプル（１０−５〜７）においてモアレの発生が認められた。そして、配列ピッチＰが３００μｍの場合、「拡散シート１」を用いたサンプル（１１−１）のみモアレの発生が認められなかった。

表３に示した結果から、画素ピッチ３２０μｍの液晶表示パネルを備える液晶表示装置においては、集光シートの凹凸部配列ピッチが広くなるに従ってモアレが発生し易くなるが、「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値が１．７以上となる拡散シートと集光シートとの組み合わせの場合にモアレの発生を抑えられることがわかる。

一方、正面輝度に関しては、凹凸部の配列ピッチＰの値が大きいほど正面輝度特性が高いことが認められる。これは、配列ピッチＰを広げることで凹凸面の領域が大きくなり、これにより集光特性（あるいはレンズ特性）が向上し、正面輝度特性が高められるためであると考えられる。しかし，Ｐｗ／Ｐの値が０．２を超えるサンプル５，６については、正面輝度が基準値に比べて１０％以上低下しており、輝度低下を抑えられない。

また、実装たわみに関しては、たわみの発生は認められなかった。これは、集光シートに拡散シートを接合することにより、各々のシートを単体で用いる場合と比べて剛性が向上して、バックライトの熱による変形が生じにくくなっているためであると考えられる。

（実施例３）
集光シートとして、上記実施例１で用いた双曲面形状の凹凸部を有する各レンチキュラーレンズシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）を用いた。

これらのレンチキュラーレンズシートに表２に示した拡散特性を有する拡散シート１〜７と、画素ピッチＰｐが５１０μｍの液晶表示パネルとを組み合わせて液晶表示装置を構成した。各構成の液晶表示装置における「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値、モアレ発生の評価、正面輝度の測定、実装たわみ発生の評価を実施例２と同様な方法で行った。その結果を表４に示す。

表４に示すように、液晶表示パネルの画素ピッチが５１０μｍの場合、凹凸部の配列ピッチＰが３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍの双曲面レンチキュラーレンズシートを集光シートとして用いた液晶表示装置においては、モアレの発生は認められなかった。

また、凹凸部の配列ピッチＰが１６０μｍ、２００μｍの場合、「拡散シート７」を用いたサンプル（１６−７，１７−７）においてモアレの発生が認められた。また、配列ピッチＰが３００μｍの場合、「拡散シート５、６，７」を用いたサンプル（１８−５〜７）においてモアレの発生が認められた。

表４に示した結果から、画素ピッチ５１０μｍの液晶表示パネルを備える液晶表示装置においては、集光シートの凹凸部配列ピッチが広くなるに従ってモアレが発生し易くなるが、「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値が１．７以上となる拡散シートと集光シートとの組み合わせの場合にモアレの発生を抑えられることがわかる。

一方、正面輝度に関しては、凹凸部の配列ピッチＰの値が大きいほど正面輝度特性が高いことが認められる。これは、配列ピッチＰを広げることで凹凸面の領域が大きくなり、これにより集光特性（あるいはレンズ特性）が向上し、正面輝度特性が高められるためであると考えられる。しかし，Ｐｗ／Ｐの値が０．２を超えるサンプル１２，１３については、正面輝度が概して基準値に比べて１０％以上低下しており、輝度低下を抑えられない。

（実施例４）
集光シートとして、光出射面に断面直角二等辺三角形状のプリズム体が配列されたプリズムシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）をポリカーボネート樹脂の溶融押出成形により作製し、これらのプリズムシートに表２に示した拡散特性を有する各種拡散シートをアクリル系粘着剤にて接合して光学シート積層体を作製し、画素ピッチＰｐが３２０μｍの液晶表示パネルと組み合わせて液晶表示装置を構成した。各構成の液晶表示装置における「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値、モアレ発生の評価、正面輝度の測定、実装たわみ発生の評価を実施例２と同様な方法で行った。その結果を表５に示す。

表５に示すように、液晶表示パネルの画素ピッチが３２０μｍの場合、凹凸部の配列ピッチＰが３０μｍおよび５０μｍのプリズムシートを集光シートとして用いた液晶表示装置においては、モアレの発生は認められなかった。

また、凹凸部の配列ピッチＰが８５μｍ、１１０μｍの場合、「拡散シート７」を用いたサンプル（２１−７，２２−７）においてモアレの発生が認められた。また、配列ピッチＰが１６０μｍの場合、「拡散シート６，７」を用いたサンプル（２３−６，７）においてモアレの発生が認められた。同様に、配列ピッチＰが２００μｍの場合、「拡散シート５，６，７」を用いたサンプル（２４−５〜７）においてモアレの発生が認められた。そして、配列ピッチＰが３００μｍの場合、「拡散シート１」を用いたサンプル（２５−１）のみモアレの発生が認められなかった。

表５に示した結果から、画素ピッチ３２０μｍの液晶表示パネルを備える液晶表示装置においては、集光シートの凹凸部配列ピッチが広くなるに従ってモアレが発生し易くなるが、「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値が１．７以上となる拡散シートと集光シートとの組み合わせの場合にモアレの発生を抑えられることがわかる。

一方、正面輝度に関しては、凹凸部の配列ピッチＰの値が大きいほど正面輝度特性が高いことが認められる。これは、配列ピッチＰを広げることで凹凸面の領域が大きくなり、これにより集光特性（あるいはレンズ特性）が向上し、正面輝度特性が高められるためであると考えられる。しかし，Ｐｗ／Ｐの値が０．２を超えるサンプル１９については、正面輝度が基準値に比べて１０％以上低下しており、輝度低下を抑えられない。

（実施例５）
集光シートとして、光出射面に断面直角二等辺三角形状のプリズム体が配列されたプリズムシート（配列ピッチＰ：３０μｍ、５０μｍ、８５μｍ、１１０μｍ、１６０μｍ、２００μｍ、３００μｍ）をポリカーボネート樹脂の溶融押出成形により作製し、これらのプリズムシートに表２に示した拡散特性を有する各種拡散シートをアクリル系粘着剤にて接合して光学シート積層体を作製し、画素ピッチＰｐが５１０μｍの液晶表示パネルと組み合わせて液晶表示装置を構成した。各構成の液晶表示装置における「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値、モアレ発生の評価、正面輝度の測定、実装たわみ発生の評価を実施例２と同様な方法で行った。その結果を表６に示す。

表６に示すように、液晶表示パネルの画素ピッチが５１０μｍの場合、凹凸部の配列ピッチＰが３０μｍ、５０μｍ、８５μｍおよび１１０μｍのプリズムシートを集光シートとして用いた液晶表示装置においては、モアレの発生は認められなかった。

また、凹凸部の配列ピッチＰが１６０μｍの場合、「拡散シート７」を用いたサンプル（３０−７）においてモアレの発生が認められた。同様に、配列ピッチＰが２００μｍの場合、「拡散シート６，７」を用いたサンプル（３１−６，７）においてモアレの発生が認められた。そして、配列ピッチＰが３００μｍの場合、「拡散シート５，６，７」を用いたサンプル（３２−５〜７）においてモアレの発生が認められた。

表６に示した結果から、画素ピッチ５１０μｍの液晶表示パネルを備える液晶表示装置においては、集光シートの凹凸部配列ピッチが広くなるに従ってモアレが発生し易くなるが、「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値が１．７以上となる拡散シートと集光シートとの組み合わせの場合にモアレの発生を抑えられることがわかる。

一方、正面輝度に関しては、凹凸部の配列ピッチＰの値が大きいほど正面輝度特性が高いことが認められる。これは、配列ピッチＰを広げることで凹凸面の領域が大きくなり、これにより集光特性（あるいはレンズ特性）が向上し、正面輝度特性が高められるためであると考えられる。しかし，Ｐｗ／Ｐの値が０．２を超えるサンプル２６については、正面輝度が基準値に比べて１０％以上低下しており、輝度低下を抑えられない。

（実施例６）
次に、拡散シートとして、表２に示した拡散機能付き反射型偏光子「ＤＢＥＦＤ」を用い、これに集光シートと液晶表示パネルを組み合わせて液晶表示装置を構成した。用いた集光シートは、実施例１で用いた各配列ピッチのプリズムシートおよび双曲面レンチキュラーレンズシートとした。また、液晶表示パネルは画素ピッチが３２０μｍおよび５１０μｍのものを用いた。各構成の液晶表示装置における「（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）」の値、モアレ発生の評価、正面輝度の測定、実装たわみ発生の評価を実施例２と同様な方法で行った。その結果を表７に示す。

なお、正面輝度の測定値は、スリーエム社製のプリズムシート「ＴｈｉｃｋＢＥＦIII」の正面輝度測定値に対する相対値とした。

表７に示すように、拡散シートに、拡散機能付き反射型偏光分離素子を用いることにより、正面輝度の大きな向上を図ることができる。しかし，Ｐｗ／Ｐの値が０．２を超えるサンプル（３３−１、３４−１、３５−１，２、３６−１，２）については、正面輝度が概して基準値に比べて１０〜２０％以上低下しており、輝度低下を抑えられない。

また、集光シート単体にて使用した際にはたわみが確認されたが（サンプル３３−８，３４−８）、集光シートを反射型偏光分離素子と接合した際には、剛性が向上して、たわみが改善された。なお、サンプル３３−８，３４−８のたわみの評価の違いは、シートサイズ（画面サイズ）の相違によるものである。

以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施形態では、集光シート１４上の凹凸部１４Ｐ，１４Ｌの形状、配列ピッチＰを、集光シート１４上のすべての領域において同一としたが、これに限られず、領域に応じて異なる形状、配列ピッチでプリズム体１４Ｐあるいはレンズ体１４Ｌを形成してもよい。形状、配列ピッチを規則的あるいは不規則的に変化させることによって、モアレ抑制効果が大きくなる。この場合、配列ピッチＰの最大値は、上記（５）式に基づいて決定されるのが好ましい。

例えば図１１Ａは、断面形状の異なる２種の凹凸部Ｌａ，Ｌｂが周期的に配列された集光シート１４を示している。この場合、周期構造をなす凹凸部列の形成幅Ｗを、各凹凸部Ｌａ，Ｌｂの幅Ｌｗの２倍から１００倍、好ましくは２倍から２０倍とすることで、モアレを効果的に抑制することができる。一方、図１１Ｂに示すように、集光シート１４を断面形状の異なる２種の凹凸部Ｌａ，Ｌｂのランダム的配列構造で形成する場合には、同一構成のレンズ要素Ｌａ（またはＬｂ）が１０列、好ましくは５列を超えて連続しないように構成する。

また、図１１Ａ，Ｂに示したように、凹凸部の形状が異なることで、拡散シート１７との接合領域が一方の凹凸部Ｌｂの頂部に限られることになっても構わない。この場合においても、拡散シート１７の接着層（図示略）に対する凹凸部Ｌｂの頂部の接合部幅Ｐｗを、上記（３）式を満たすように設計する。このとき、配列ピッチＰは、当該凹凸部Ｌｂの形成幅を適用するとよい。このことは、凹凸部がプリズム体で構成されている場合も同様である。

更に、集光シート１４がプリズムシートで構成される場合、例えば図１２に示すように、プリズム体の斜面部が異なる傾斜角で形成されていても構わない。このように、底角α（α１，α２）およびβ（β１，β２）が互いに異なる複数のプリズム体によってプリズムシートを構成することによって、正面輝度の低下を抑制しつつ視野角の拡大を図ることができる。この場合、底角αおよび底角βの組合せは特に限定されないが、例えば４５度〜６０度の範囲で適宜設定可能である。なお、頂角は、底角α、βの大きさによって決定される。また、隣接するプリズム体の底角α、βを相互に異ならせてもよい（α１≠α２、β１≠β２）。

凹凸部の形状はプリズム体に限られず、例えば図１３に示すように、頂部が平坦面で構成された準プリズム体１４ＰＳであってもよい。この場合、接着層２０に対する凹凸部の頂部の接合部幅Ｐｗを、当該準プリズム体１４ＰＳの頂部平坦面の形成幅とすることができ、プリズム体各列の接合部幅Ｐｗの均一性を高めることができる。

なお、接着層２０は拡散シート１７の光入射面全面に形成される必要はない。例えば、集光シート１４の凹凸部１４Ｐ，１４Ｓ，１４ＰＳの頂部に接着層を形成し、この接着層を介して集光シート１４を拡散シート１７に接合するようにしてもよい。この場合、接着層は、上記凹凸部の稜線に連続的に形成される場合に限らず、例えば、凹凸部の稜線に沿って離散的に形成するなどしても構わない。

本発明の実施形態による液晶表示装置の概略構成図である。本発明に係る光学シート積層体の概略斜視図であり、Ａは集光シートとしてプリズムシートを用いた例を示し、Ｂは集光シートとしてレンチキュラーレンズシートを用いた例を示している。集光シートとしてのプリズムシートに対する入射光の軌跡を説明する図である。集光シートとしての双曲面形状のレンチキュラーレンズシートに対する入射光の軌跡を説明する図である。集光シートとしての非球面形状のレンチキュラーレンズシートに対する入射光の軌跡を説明する図である。本発明に係る光学シート積層体の要部断面図であり、Ａは集光シートとしてプリズムシートを用いた例を示し、Ｂは集光シートとしてレンチキュラーレンズシートを用いた例を示している。集光シートの凹凸部の配列ピッチと正面輝度との関係を説明する図である。液晶表示パネルの画素ピッチと凹凸部の配列ピッチとの関係を説明する図である。集光シートの裏面側に凸部が設けられた各種サンプルに関して、凸部の形成形態と正面輝度との関係を調べたときの一実験結果を示す図である。集光シートを溶融押出成形により作製するための成形装置の概略構成図である。集光シートの構成の変形例を説明する図である。集光シートとしてプリズムシートを用いたときの構成の変形例を説明する図である。集光シートしてプリズムシートを用いたときの構成の他の変形例を説明する図である。

符号の説明

１…バックライトユニット、２…液晶表示パネル、２ａ，２ｂ…偏光板、３…光学シート積層体、１０…液晶表示装置、１１…反射板、１２…光源、１３…拡散板、１４…集光シート（第１の光学シート）、１４Ｐ…プリズム体（凹凸部）、１４Ｌ…レンズ体（凹凸部）、１７…拡散シート（第２の光学シート）、１８…反射型偏光分離シート、２０…接着層

Claims

液表表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に配置された光源と、
前記液晶表示パネルと前記光源との間に配置され、一方の面に断面三角形状のプリズム体である凹凸部が多数連続して配列された第１の光学シートと、
前記第１の光学シートの上に積層された少なくとも拡散機能を有する第２の光学シートと、
前記第２の光学シートの接合面に形成され、前記凹凸部の頂部と接合される接着層とを具備し、
前記凹凸部の配列ピッチをＰ、前記接着層に接合される前記凹凸部の頂部の接合部幅をＰｗとしたときに、０＜Ｐｗ／Ｐ≦０．２の関係を満たし、
前記凹凸部の配列ピッチをＰ［μｍ］、前記拡散シートのヘイズ値をＨ［％］、前記拡散シートの全光線透過率をＴｔ［％］、前記液晶表示パネルの画素ピッチをＰｐ［μｍ］としたときに、（Ｈ／Ｔｔ）・（Ｐｐ／Ｐ）＞１．７の関係を満たす
液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記凹凸部の配列ピッチ（Ｐ）は、１１０μｍ以上である
液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記プリズム体の斜面部が異なる傾斜角で形成されている
液晶表示装置。